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1. CN108884619 - SEWING MACHINE

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[ ZH ]
缝纫机


技术领域
本发明涉及具有缝针、釜、挑线器及中压脚的缝纫机。
背景技术
以往,在一边使诸如布料或者皮革这样的被缝制物在与缝针正交的平面内进行输送、一边进行缝制的缝纫机中,为了防止被缝制物由于与缝针之间的摩擦而与缝针一起上升翘起,或者发皱,设置有在缝针升降时将被缝制物的针贯通部周边向下方按压的中压脚。
在专利文献1中公开的缝纫机,除了使对被缝制物进行按压的中压脚与缝针平行地上下移动的第1驱动源以外,还具有在缝制中对中压脚的高度进行变更的第2驱动源。第1驱动源使缝针和中压脚上下移动,第2驱动源对相对于第1驱动源的旋转角度以正弦波的轨迹被驱动的中压脚的上下移动的振幅进行变更。第2驱动源通过实施对中压脚的上止点或者下止点的高度进行变更的高度可变控制,从而能够对中压脚上下移动时的振幅进行变更。
具体地说明,在专利文献1中公开的缝纫机,第2驱动源使用电动机。中压脚的高度可变控制是通过对该电动机的旋转进行控制而实施的。在专利文献1的缝纫机中,以与成为被缝制物通过定位单元被输送时的基座的滑动板的上表面相比中压脚的下止点的高度处于下方的方式使第1驱动源进行驱动,如果在中压脚下降而向被缝制物抵接时对电动机的输出轴施加扭矩干扰,则第2驱动源以中压脚上升的方式进行控制。其结果,在专利文献1的缝纫机中,通过第1驱动源而中压脚下降的力、在中压脚与缝针同步地进行上下移动时将中压脚始终向下方按压的弹簧的弹性力和通过第2驱动源而中压脚上升的力取得平衡,由此能够对中压脚的高度进行控制。
在专利文献1中公开的缝纫机设计为,在作为对缝针进行驱动的第1驱动源的电动机的旋转角度从0°至360°为止旋转一周的期间,缝针的上下移动成为一个周期。在该缝针的一个周期期间,中压脚以在作为对缝针进行驱动的第1驱动源的电动机的旋转角度为0°时成为上止点,在为180°时成为下止点的方式被驱动。在专利文献1中公开的缝纫机的中压脚,通常在从中压脚与被缝制物抵接至缝针向下止点到达为止的期间对被缝制物进行按压。由此,在专利文献1中公开的缝纫机示出,通常在作为第1驱动源的电动机从0°至180°为止旋转的期间内中压脚对被缝制物进行按压,但在180°及其以后例如如果成为至190°左右为止的范围,则也能够进行微调。
在使用进给齿的一般的缝纫机中,具有在专利文献2或者专利文献3中公开的布料压脚装置。在专利文献2中公开了一种缝纫机的布料压脚装置,其具有:压脚棒,其与缝纫机的主轴电动机的旋转联动而上下移动;布料压脚部,其在压脚棒的轴向可自由滑动地保持于压脚棒的下端;预紧单元,其为了将布料压脚部相对于基座向下方预紧而向布料压脚部赋予预紧力;压脚棒驱动装置,其以在至少针从下止点起向上移动而釜的尖端勾到上线时对被缝制物进行按压的方式对压脚棒进行驱动;以及高度可变装置,其将对布料压脚部进行保持的高度设为可变,并且将向布料压脚部的预紧力设为可变。在专利文献2中,示出了通过伺服电动机将该布料压脚装置在上下方向进行驱动的结构。在专利文献3中,公开了通过将与对缝针进行驱动的主轴电动机不同的电动机设为驱动源的布料压脚驱动机构,将布料压脚的升降行程或者布料压脚相对于缝针的升降定时设为能够变更的缝纫机。在具有该布料压脚驱动机构的缝纫机中,通过与缝制作业的状况或者被缝制物的材料的性状相应地对使布料压脚升降的电动机的驱动进行变更,从而能够减少缝制作业中的振动及噪音。在专利文献3中,示出了以在从缝针向被缝制物插针前至拔针为止的期间布料压脚成为下止点的方式对布料压脚进行驱动的方式。
专利文献1:日本特开2010-148551号公报
专利文献2:日本特开平8-38763号公报
专利文献3:日本特开平11-128576号公报
发明内容
在专利文献1中公开的缝纫机,以中压脚的下止点的高度与滑动板的上表面相比成为下方的方式使中压脚下降,中压脚向被缝制物抵接,由此向对中压脚进行驱动的电动机的旋转轴施加干扰扭矩,以此为契机以中压脚向上方移动的方式对中压脚的高度进行调节。如上所述,专利文献1的缝纫机将中压脚的下止点和上止点的高度任意地变更,即使在缝纫机缝制过程中也能够对中压脚的动作振幅进行变更。另外,以中压脚的下止点的高度与滑动板的上表面相比成为下方的方式使中压脚下降,由此能够避免下述情况,即,在对中压脚的高度进行调节的第2驱动源进行动作前中压脚向上方拉回。
但是,在专利文献1中公开的缝纫机,缝针和中压脚这两者基于第1驱动源而上下移动,因此例如在从缝针向被缝制物插针前至拔针为止的长期期间使中压脚相对于被缝制物进行持续按压,或者在缝针从被缝制物拔针后也在长期期间对缝制物进行持续按压,由此在将缝针的移动和相位大幅地错开的任意的定时对中压脚的上下移动进行变更以使得中压脚对被缝制物进行按压是困难的。
例如,关于中压脚的下止点,如果作为对缝针进行驱动的第1驱动源的电动机的旋转角度是180°及其以后,则能够微调至190°左右为止,但在该范围外对中压脚的下止点进行调整时,需要对将第1驱动源的驱动力向中压脚传递的机构机械地进行调整。因此,只要实施机械性的调整、变更,则在作为第1驱动源的电动机的旋转角度为190°及其以后,中压脚无法对被缝制物进行按压。即,在190°及其以后,在挑线器从下止点上升至上止点为止的期间中,压脚无法对被缝制物进行按压,因此在专利文献1中公开的缝纫机,存在下述这样的问题,即,特别是在具有伸缩性的被缝制物形成线迹时,有时由挑线器产生的缝线松紧的效果针对每一针变得不均一,或者不充分。
在专利文献2中公开的缝纫机的布料压脚装置具有:预紧单元,其为了将压脚部向下方预紧而向布料压脚部赋予预紧力;以及高度可变装置,其将对布料压脚部进行保持的高度设为可变,并且将向布料压脚部的预紧力设为可变。通过如上所述构成,从而如果将布料压脚部的下止点与基座表面相比设定得高,则即使在被缝制物硬的情况下也能够防止基座和布料压脚部的碰撞,能够减少缝制时的噪音。另外,在专利文献2中公开的缝纫机的布料压脚装置,在针从下止点起向上移动而釜的尖端勾到上线时对被缝制物进行按压,因此能够使釜的尖端无法捕捉上线而无法形成线迹的现象即跳针的发生率降低。但是,在专利文献2中公开的具有布料压脚装置的缝纫机,在挑线器从下止点上升至上止点为止的期间被缝制物有可能发皱,因此与专利文献1同样地,存在下述这样的问题,即,通过挑线器产生的缝线松紧的效果针对每一针变得不均一,或者不充分。
在专利文献3中公开的具有布料压脚装置的缝纫机,在针棒上下运动的1个周期中,在从缝针向被缝制物插针前至拔针为止的期间对被缝制物进行按压。因此,专利文献3的布料压脚装置能够使前述的跳针的发生率降低。另外,专利文献3的布料压脚装置对与缝制作业的状况或者被缝制物的材料的性状相应地使布料压脚升降的电动机的驱动进行变更,由此能够减少缝制作业中的振动及噪音。但是,在专利文献3中公开的具有布料压脚装置的缝纫机,在挑线器从下止点上升至上止点为止的期间被缝制物有可能发皱,因此与专利文献1及2同样地,存在下述这样的问题,即,通过挑线器产生的缝线松紧的效果有时变得不均一,或者不充分。如上所述,在上述的各专利文献中公开的中压脚,主要是出于使跳针的发生率降低的目的而使用的,并不是出于改善通过挑线器实现的缝线松紧的目的而使用的。另外,在各专利文献中,通过使用与缝针不同的驱动源而对中压脚的动作进行变更,从而减少了被缝制物的损伤及缝制作业中的振动及噪音。
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于得到能够改善在被缝制物形成的线迹的缝线松紧的缝纫机。
为了解决上述的课题并达到目的,本发明的缝纫机的特征在于,具有:缝针,其具有供上线插入贯穿的针孔;釜,其具有通过对上线进行捕捉而使上线和下线进行缠绕的尖端;挑线器,其具有供上线插入贯穿的小孔,小孔从下止点上升至上止点为止,由此将上线从作为缝制对象的被缝制物提起;中压脚,其防止被缝制物的翘起;以及驱动源,其在将釜对述上线的捕捉解除后伴随挑线器的动作、小孔上升的期间,对中压脚进行驱动,以使中压脚在恒定的高度停止。
发明的效果
根据本发明,具有下述效果,即,能够改善在被缝制物形成的线迹的缝线松紧。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的缝纫机的整体结构的斜视图。
图2是表示实施方式1所涉及的缝纫机的缝制机构的结构的斜视图。
图3是表示实施方式1所涉及的缝纫机的中压脚驱动机构的结构的斜视图。
图4是表示实施方式1所涉及的缝纫机的进给机构的结构的斜视图。
图5是表示实施方式1所涉及的缝纫机的控制结构的框图。
图6是使实施方式1所涉及的缝纫机按照现有的驱动图案动作时的时序图。
图7是使实施方式1所涉及的缝纫机按照本发明的驱动图案动作时的时序图。
图8是表示实施方式2所涉及的缝纫机的驱动图案的时序图。
图9是表示实施方式3所涉及的缝纫机的控制面板的控制结构的框图。
图10是实施方式3所涉及的缝纫机的中压脚的动作图。
具体实施方式
下面,基于附图,对本发明的实施方式所涉及的缝纫机详细地进行说明。此外,本发明不受本实施方式限定。
实施方式1.
在实施方式1中,以下述缝纫机为例进行说明,即,具有对诸如布料及皮革这样的缝制材料即被缝制物进行保持的保持装置,通过保持装置将被缝制物针对缝针进行输送,由此在预先指定出的被缝制物的规定的位置形成线迹。但是,为了使说明变得简单,在实施方式1中对在不具有伸缩性的被缝制物形成线迹的情况进行说明。
首先,使用图1至图4对实施方式1所涉及的缝纫机的结构进行说明。图1是表示实施方式1所涉及的缝纫机的整体结构的斜视图。图2是表示实施方式1所涉及的缝纫机的缝制机构的结构的斜视图。图3是表示实施方式1所涉及的缝纫机的中压脚驱动机构的结构的斜视图。图4是表示实施方式1所涉及的缝纫机的进给机构的结构的斜视图。在图1至图4中,将缝针进行上下移动的方向设为Z轴方向或者上下方向,将与Z轴方向正交的方向设为X轴方向,将与Z轴方向和X轴方向两者正交的方向设为Y轴方向。其中,X轴方向是后面记述的底座2的长度方向。
[整体结构]
图1所示的缝纫机100的主要部分由框体机构P0、缝制机构P1、进给机构P2和控制装置P3构成。
[框体机构P0]
框体机构P0具有:臂1,其对缝制机构P1的驱动源进行设置;底座2,其对进给机构P2的驱动源进行设置;支撑脚3,其从床面对底座2进行支撑;以及滑动板4,其是固定于底座2的上表面的基座。框体机构P0由高刚性的钢板或者铸件这样的胚料构成,设计为能够承受由缝纫机100工作时的冲击引起的机械性的破坏。
[缝制机构P1]
缝制机构P1具有缝针11、釜12、挑线器13、作为驱动源的主轴电动机14、中压脚15、中压脚电动机16和线调节器17,在滑动板4之上进行针对被缝制物形成线迹的缝制作业。
[进给机构P2]
进给机构P2具有X轴电动机21、Y轴电动机22、X轴驱动机构23、Y轴驱动机构24、移动滚道25、保持装置26、旋转信息检测器27和旋转信息检测器28。
进给机构P2在与缝针11的上下移动正交的水平面内,以缝针11相对于被缝制物的插针位置成为规定的位置的方式,通过在作为进给机构P2的可动部的移动滚道25装载的保持装置26对被缝制物进行保持,在滑动板4之上进行将被缝制物向X轴方向及Y轴方向输送的输送作业。
[控制装置P3]
控制装置P3具有操作面板31、控制面板32A和脚踏开关33。操作面板31基于缝纫机100的使用者通过对操作面板31进行操作而创建出的缝制图案数据D1和缝制压力数据D2,生成对缝纫机100进行驱动的缝制指令信号,向控制面板32A赋予。控制面板32A对缝制机构P1的缝制作业的动作速度和定时进行控制,另外对进给机构P2的输送作业的动作速度和定时进行控制。脚踏开关33接受缝纫机100的使用者将按钮或者触摸面板按下的操作,将表示开始缝纫机100的控制的定时的动作开始信号和表示进行通过保持装置26实现的被缝制物的保持和不保持的切换的定时的保持信号向控制面板32A进行输入。
[缝制机构P1]
接下来,使用图2,对实施方式1所涉及的缝纫机100的缝制机构P1的详细内容进行说明。如图2所示,缝制机构P1具有:缝针11,其具有针孔;釜12,其具有对上线进行捕捉而使上线和下线缠绕的尖端;挑线器13,其进行在被缝制物形成的线迹的缝线松紧;主轴电动机14,其是缝纫机100的第1驱动源;中压脚15,其对被缝制物进行按压;以及中压脚电动机16,其是缝纫机100的第2驱动源。缝制机构P1除了这些结构要素以外,还具有对上线的张紧进行调整的线调节器17及旋转信息检测器18这样的结构要素,但由于对本发明的效果没有直接影响,因此在这里省略其说明。
[缝针11]
缝针11具有在形成线迹时供成为上侧的线的上线插入贯穿的针孔,将主轴电动机14作为驱动源而进行上下移动。缝针11在从上止点起下降而插针至被缝制物后到达下止点,然后,在缝针11从下止点起朝向上止点上升的期间从被缝制物进行拔针。缝针11在到达下止点后,在直至从被缝制物进行拔针为止的期间与釜12进行协调,使在形成线迹时成为被缝制物的下侧的线的下线和上线进行缠绕。然后,通过将缝针11的针孔从被缝制物进行拔针,从而上线向被缝制物的上表面被拉出。
在对缝针11进行驱动的主轴电动机14,安装对电动机的转子相对于固定件的角度、角速度及角加速度这样的信息进行检测的旋转信息检测器18。在实施方式1中,旋转信息检测器18作为对转子相对于固定件的角度进行检测的光学式编码器而进行记载。主轴电动机14固定于臂1,在主轴电动机14的转子经由联接器110对轴形状的上轴19的一端进行连结。上轴19的旋转运动,经由在没有连结有联接器110的上轴19的另一端装载的曲柄111、针棒曲柄112和连接棒113,向固定于针棒抱持部114的轴形状的针棒115的平移运动进行变换。在针棒115的前端装载有缝针11,伴随针棒115的上下移动,缝针11在上下方向进行运动。对该针棒115进行驱动的机构是公知的技术,因此省略使用放大图的说明。
[釜12]
在实施方式1中,作为釜12而示出使用整周旋转釜的情况,但并不限定于此。例如,釜12为半旋转釜也没有问题,另外,可以是水平釜,也可以是垂直釜。釜12由具有尖端的外釜、卷绕有下线的线轴和以从外釜不使线轴脱落的方式对线轴进行收纳的线轴壳体构成。
在上轴19的一端和联接器110连结的部分的附近,在上轴19以同心圆状装载有上轴带轮116,作为驱动侧的上轴带轮116经由同步带117使从动侧的下轴带轮118进行旋转。下轴带轮118经由轴使大径齿轮119进行旋转,使与大径齿轮119啮合的小径齿轮120进行旋转。通过如上所述构成,从而与小径齿轮120连结的轴形状的下轴121,相对于上轴19以2倍的速度进行旋转。釜12和下轴121通过没有嵌合小径齿轮120的轴端而与下轴121连结,关于釜12,主轴电动机14进行旋转,由此缝针11以进行上下移动的速度的两倍速度进行旋转。此时,釜12的尖端在缝针11下降后插针至被缝制物,在到达下止点后朝向上止点上升的过程中,对由穿过缝针11的针孔的上线形成的轮进行捕捉。整周旋转釜的结构是公知的技术,因此省略使用放大图的说明。
[挑线器13]
挑线器13是设为曲拐形状的金属材料的刚体,在一端设置用于供上线插入贯穿的小孔122,其另一端连接相对于连结于上轴19的曲柄111能够转动地被连接。在曲拐形状中的弯折部,一端相对于臂1能够转动地被连接的挑线杆123的另一端被连结。通过如上所述构成,从而通过与主轴电动机14同步地转动的上轴19对挑线器13进行驱动,缝针11和挑线器13的上下移动的1个周期相等。挑线器13的小孔122,通常以下述方式被驱动,即,在与缝针11的上止点相比主轴电动机的旋转角度延迟60°时到达上止点。该挑线器13的结构是公知的技术,因此省略使用放大图的说明。
[中压脚15]
接下来,使用图3,对实施方式1所涉及的中压脚15的驱动机构进行说明。如图3所示,中压脚15的驱动机构由中压脚电动机16、在中压脚电动机16装载的旋转信息检测器124、小齿轮125、齿条126、滑动引导部127、滑块128、中压脚棒抱持部129和中压脚棒130构成。在中压脚电动机16中安装对转子相对于固定件的角度、角速度及角加速度这样的信息进行检测的旋转信息检测器124。在实施方式1中,旋转信息检测器124作为对转子相对于固定件的角度进行检测的光学式编码器进行记载。中压脚电动机16是固定于臂1的伺服电动机,在转子嵌合有在作为小口径的圆形齿轮的小齿轮125的中心设置的小圆状的孔。小齿轮125的齿与齿条126的齿啮合,将中压脚电动机16的转子的旋转运动变换为齿条126的平移运动。齿条126与通过滑动引导部127以向铅垂方向运动的方式被引导的滑块128连结。在滑块128通过螺栓紧固有中压脚棒抱持部129,中压脚棒130插入贯穿于中压脚棒抱持部129而被紧固。中压脚15安装于中压脚棒130的前端,中压脚棒130在上下方向进行移动,由此中压脚15在上下方向被驱动。
在实施方式1中,在中压脚电动机16使用旋转型的伺服电动机,即具有环状的固定件及圆柱状的转子的旋转电机,通过齿条和小齿轮将转子的旋转运动向中压脚15的平移运动进行变换,但缝纫机100的第2驱动源并不限定于伺服电动机或者步进电动机这样的旋转电机,如果从忽略成本的技术性的观点说,则可以是多个线性电动机、平面电动机或者球面电动机这样的致动器。例如,如果使用线性电动机,则无需使用旋转和平移的变换机构,因此能够将机械系统的结构进一步简化。此外,在实施方式3中实施后面记述的中压脚的压力控制时,优选使用线性电动机。其原因在于,在使用线性电动机的情况下,不存在齿条和小齿轮之间的反向间隙这样的非线性的特性。
[进给机构P2]
接下来,使用图4对实施方式1所涉及的缝纫机100的进给机构P2进行说明。如图4所示,进给机构P2具有X轴电动机21、Y轴电动机22、X轴驱动机构23、Y轴驱动机构24、移动滚道25和保持装置26。进给机构P2是对缝纫机100的被缝制物进行输送的定位单元。
作为进给机构P2的驱动源的X轴电动机21和Y轴电动机22,是装载于底座2的侧面的伺服电动机,分别对X轴驱动机构23和Y轴驱动机构24进行驱动。移动滚道25是由X轴驱动机构23及Y轴驱动机构24进行驱动的可动部,在与缝针11的上下运动正交的水平面内定位于X轴方向及Y轴方向。在X轴电动机21,安装有对转子相对于固定件的角度、角速度及角加速度这样的信息进行检测的旋转信息检测器27。在Y轴电动机22,安装有对转子相对于固定件的角度、角速度及角加速度这样的信息进行检测的旋转信息检测器28。在实施方式1中,旋转信息检测器27、28作为对转子相对于固定件的角度进行检测的光学式编码器而进行记载。
在实施方式1中,X轴驱动机构23及Y轴驱动机构24,由经由联接器与X轴电动机及Y轴电动机的转子连结的轴、与轴结合的驱动带轮和将驱动带轮和从动带轮进行结合的同步带构成,但并不限定于此,除此以外当然能够使用滚珠丝杠机构或者球形键槽机构。另外,X轴电动机21和Y轴电动机22也可以不是伺服电动机或者步进电动机这样的旋转电机,如果从忽略成本的技术性的观点说,则可以是多个线性电动机、平面电动机或者球面电动机这样的致动器。
移动滚道25与对被缝制物进行保持,在X轴及Y轴方向进行输送的保持装置26连结,以被缝制物相对于缝针定位于规定的场所的方式由X轴电动机21和Y轴电动机22进行驱动。实施方式1中的保持装置26由进给板29、外压脚210、压脚台211和气缸212构成,但并不限定于此,例如是以机器人手为代表的、能够在滑动板4的上表面保持并输送被缝制物的装置即可。
与移动滚道25连结的保持装置26的进给板29,配置于图1所示的滑动板4的上表面。进给板29在保持装置26定位在水平方向时,在滑动板4的上表面被滑动地引导。因此滑动板4和进给板29优选以滑动板4和进给板29之间的摩擦系数变小的方式对材质进行选定。
另外,移动滚道25与将移动滚道25和外压脚210刚性地连结的压脚台211连接。
关于通过保持装置26实现的被缝制物的保持,是在进给板29和外压脚210之间对被缝制物进行配置,相对于进给板29而外压脚210从铅垂上方朝向下方进行按下而被实施的。在实施方式1中,为了确保此时的保持力,使用通过气缸212对压力进行调整的空气压力式冲压机,但并不限定于此,也可以使用电磁式冲压机或者油压式冲压机这样的其他单元。
接下来,使用图5对实施方式1所涉及的缝纫机100的控制结构进行说明。图5是表示实施方式1所涉及的缝纫机的控制结构的框图。如果在对缝纫机100的控制结构进行说明前对缝纫机100的动作概要进行说明,则在缝纫机100中,在脚踏开关33被按下时,从脚踏开关33输出的保持信号发送至控制面板32A。通过该保持信号使气缸212进行工作,被缝制物被夹持在图4所示的进给板29和外压脚210之间。然后,如果脚踏开关33被按下,从脚踏开关33输出的动作开始信号发送至控制面板32A,则作为缝制机构P1及进给机构P2的驱动源的主轴电动机14、中压脚电动机16、X轴电动机21和Y轴电动机22进行工作,缝纫机100的使用者使用操作面板31而在预先指定出的被缝制物的位置,由缝纫机100开始形成线迹。
[操作面板31的电路结构]
如图5所示,缝纫机100的操作面板31由显示器311、处理器312、对缝制图案数据D1和缝制压力数据D2进行存储的存储装置313和输入装置314构成。缝纫机100的使用者一边参照显示器311、一边对由按下式的按钮或者触摸面板构成的输入装置314进行操作,将针对每一针的缝制图案数据D1和与被缝制物的回弹力对应地创建的缝制压力数据D2进行输入。这些数据保存于操作面板31的存储装置313。操作面板31的操作系统由处理器312运转。
由操作面板31创建出的缝制图案数据D1和缝制压力数据D2,通过处理器312作为缝制指令信号而向控制面板32A传送。缝制图案数据D1是决定主轴电动机14、中压脚电动机16、X轴电动机21和Y轴电动机22的驱动图案的数据。缝制压力数据D2是决定中压脚电动机16将被缝制物向下方按压时的驱动图案的数据。此外,缝制压力数据D2是主要在对具有伸缩性的被缝制物进行缝制时,为了改善中压脚15的按压精度而设定的。因此,缝制压力数据D2可以在能够使用数理模型或者测量器而将被缝制物的回弹力预先输入的情况下进行设定,在不具有伸缩性的情况下或者回弹力不清楚的情况下不进行设定。另外,存储装置313并不限定于设置在操作面板31的内部。存储装置313不考虑有线或者无线的单元,可以是存在于通过通信器连接的操作面板31的外部的存储装置。通过使用存储装置,从而缝制图案的创建、编辑及复制变得容易。
[控制面板32A的电路结构]
如图5所示,对缝纫机100进行控制的控制面板32A,至少包含指令生成装置321、主轴电动机控制运算电路322、中压脚电动机控制运算电路323、X轴电动机控制运算电路324和Y轴电动机控制运算电路325。除了这些以外,有时具有在缝制作业完成时进行切线的螺线管、通知线用尽的通知用传感器、对进给机构用于进行原点恢复的位置传感器进行驱动的控制电路及电源电路,但关于这些结构,由于与本发明的效果没有直接关系,因此省略说明。
控制面板32A将由操作面板31的处理器312输出的缝制指令信号、由脚踏开关33输出的保持信号及动作开始信号、由主轴电动机14的旋转信息检测器18输出的主轴旋转信号、由中压脚电动机16的旋转信息检测器124输出的中压脚旋转信号、由X轴电动机21的旋转信息检测器27输出的X轴旋转信号、由Y轴电动机22的旋转信息检测器28输出的Y轴旋转信号进行输入。控制面板32A基于这些信号,将对主轴电动机14进行驱动的主轴动作信号、对中压脚电动机16进行驱动的中压脚动作信号、对X轴电动机21进行驱动的X轴动作信号、对Y轴电动机22进行驱动的Y轴动作信号和对气缸212进行驱动的保持指令信号进行输出。
指令生成装置321将由操作面板31的处理器312输出的缝制指令信号和由脚踏开关33输出的保持信号及动作开始信号作为输入,将主轴指令信号、中压脚指令信号、X轴指令信号、Y轴指令信号和保持指令信号进行输出。主轴指令信号、中压脚指令信号、X轴指令信号和Y轴指令信号分别是对主轴电动机14、中压脚电动机16、X轴电动机21和Y轴电动机22的旋转角度进行指定的电信号,与缝制图案数据D1相应地由指令生成装置321进行计算。保持指令信号是以被缝制物夹持于进给板29和外压脚210之间的方式对气缸的压力进行指定的电信号。动作开始指令信号是指令生成装置321对将主轴指令信号、中压脚指令信号、X轴指令信号和Y轴指令信号分别朝向主轴电动机控制运算电路322、中压脚电动机控制运算电路323、X轴电动机控制运算电路324和Y轴电动机控制运算电路325开始发送的定时进行指定的电信号。
主轴电动机控制运算电路322将主轴指令信号和主轴旋转信号作为输入,将以主轴指令信号和主轴旋转信号的差分成为0的方式使主轴电动机14旋转的主轴动作信号进行输出。因此,主轴电动机控制运算电路322包含进行比例运算的比例补偿器、进行积分运算的积分补偿器、进行微分运算的微分补偿器内的至少1个。在实施方式1中,记载为将通过比例补偿器及积分补偿器实现的PI控制采用于主轴电动机控制运算电路322。
中压脚电动机控制运算电路323将中压脚指令信号和中压脚旋转信号作为输入,以中压脚指令信号和中压脚旋转信号的差分成为0的方式使中压脚电动机16进行旋转。因此,中压脚电动机控制运算电路323包含进行比例运算的比例补偿器、进行积分运算的积分补偿器、进行微分运算的微分补偿器内的至少1个。在实施方式1中,记载为将通过比例补偿器及积分补偿器实现的PI控制采用于中压脚电动机控制运算电路323。
X轴电动机控制运算电路324将X轴指令信号和X轴旋转信号作为输入,将以X轴指令信号和X轴旋转信号的差分成为0的方式使X轴电动机21进行旋转的X轴动作信号进行输出。因此,X轴电动机控制运算电路324包含进行比例运算的比例补偿器、进行积分运算的积分补偿器、进行微分运算的微分补偿器内的至少1个。在实施方式1中,记载为将通过比例补偿器及积分补偿器实现的PI控制采用于X轴电动机控制运算电路324。
Y轴电动机控制运算电路325将Y轴指令信号和Y轴旋转信号作为输入,将以Y轴指令信号和Y轴旋转信号的差分成为0的方式使Y轴电动机进行旋转的Y轴动作信号进行输出。因此,Y轴电动机控制运算电路325包含进行比例运算的比例补偿器、进行积分运算的积分补偿器、进行微分运算的微分补偿器内的至少1个。在实施方式1中,记载为将通过比例补偿器及积分补偿器实现的PI控制采用于Y轴电动机控制运算电路325。
接下来,使用图6和图7,说明缝针11、釜12、中压脚15、挑线器13、X轴电动机21和Y轴电动机22进行动作的定时。
图6是使实施方式1所涉及的缝纫机按照现有的驱动图案动作时的时序图。图7是使实施方式1所涉及的缝纫机按照本发明的驱动图案动作时的时序图。
在图6中从上起依次示出针对主轴电动机14的旋转角度的缝针11的位置、针对主轴电动机14的旋转角度的釜12的旋转角度、针对主轴电动机14的旋转角度的中压脚15的位置、针对主轴电动机14的旋转角度的挑线器13的位置、针对主轴电动机14的旋转角度的X轴电动机21的位置和针对主轴电动机14的旋转角度的Y轴电动机22的位置。
如图6所示,缝纫机100的缝针11、釜12、中压脚15、挑线器13、X轴电动机21和Y轴电动机22,与主轴电动机14的旋转角度相应地,取得进行动作的定时的同步。此后,将通过控制装置P3进行驱动的缝纫机100的缝针11、釜12、中压脚15、挑线器13、X轴电动机21和Y轴电动机22统称而记载为被驱动体。
但是,在图6中示出按照现有的驱动图案对被驱动体进行控制时的波形,在图7中示出按照实施方式1所涉及的驱动图案对被驱动体进行控制时的波形。波形是重复进行大于或等于n针(n≥3)缝制动作时的第(n-1)针及其以后的被驱动体的驱动波形。示出在第(n-1)针在一块被缝制物Ob1形成线迹,在第n针及其以后将被缝制物Ob1和Ob2进行缝合时的被驱动体的驱动图案。
[按照现有的驱动图案进行驱动的情况]
首先,为了明确本发明的特征,示出将缝纫机100的被驱动体按照现有的驱动图案进行驱动的情况。下面,作为该一个例子,如专利文献2所示,对针从下止点起向上运动,在釜12的尖端勾到上线时中压脚15对被缝制物进行按压的情况进行记载。
在现有的驱动图案中,更具体地说,在进给机构P2的保持装置26将被缝制物停止于规定的位置而结束输送后,在缝针11和釜12协调而将上线和下线相互缠绕时中压脚15对被缝制物进行按压。在该情况下,第(n-1)针的中压脚15的位置波形相对于主轴电动机14的旋转角度而描绘出正弦波。
如图6的最上层所示,通过主轴电动机14进行驱动的缝针11的位置波形基于主轴动作信号被控制为,在开始第(n-1)针的缝制前在主轴电动机14的旋转角度为a=0°(=360°)时成为上止点。缝针11通过主轴电动机14进行旋转而从上止点起开始下降,在主轴电动机14的旋转角度为b时向被缝制物Ob1进行插针,在旋转角度为c=180°时成为下止点。在旋转角度为d的定时釜12的尖端对在穿过缝针11的针孔的上线处形成的轮进行捕捉,由此上线和下线相互缠绕。
在图6中,将主轴电动机14的旋转角度为d的定时的缝针11的位置由涂黑的圆形标记表示,此后将该定时的情况记载为缝针11和釜12的相遇。而且,缝针11在主轴电动机14的旋转角度为e时从被缝制物Ob1进行拔针,然后进一步上升,在主轴电动机14的旋转角度为a′时成为开始第n针的缝制的上止点。
缝针11在第n针及其以后,对被缝制物Ob1和Ob2进行缝合。在第n针控制为,缝针11在主轴电动机14的旋转角度a′=0°时成为上止点,在b′时进行插针,在c′=180°时成为下止点,在d′时针和釜相遇,在e′时进行拔针,而且在a″=360°时成为第(n+1)针的上止点。
但是,缝针11的位置波形调整为,在第(n-1)针时成为振幅lh的正弦波,因此在被缝制物Ob2特别厚的情况下,与从第(n-1)针的a至b为止的期间相比,从第n针的a′至b′为止的期间变短,与从第(n-1)针的d至e为止的期间相比,从第n针的d′至e′为止的期间变长。由此,缝针11以从第n针的b′至e′为止的插针时间th′比从第(n-1)针的b至e为止的插针时间th长的方式被驱动。
接下来,从图6的上方起第二层,示出与主轴电动机14的旋转角度相对应的釜12的旋转角度,其成为将振幅设为lk的正弦波。在采用整周旋转釜的情况下,釜12的旋转角度波形的频率与缝针11的位置波形相比成为二倍。图6的第二层中的涂黑的圆形标记表示针和釜相遇的定时,在主轴电动机14的旋转角度为d或者d′时,由釜12的尖端对在上线形成的线环进行捕捉。捕捉到的上线在釜12从主轴电动机14的旋转角度a起旋转一周半的主轴电动机14的旋转角度i下,从通过釜12实现的捕捉起开始解除。釜12在第(n-1)针和第n针进行相同的动作。
接下来,从图6的上方起第三层,是将中压脚15按照现有的驱动图案,即相对于主轴电动机14的旋转角度而成为正弦波的轨迹的驱动图案进行动作的情况下的位置波形。在该情况下,中压脚15由图中的涂白的圆形标记表示,在针和釜相遇时,即主轴电动机14的旋转角度为d时到达下止点,与采用后面记述的本发明的驱动图案的情况相比在很小的期间dto的期间将被缝制物Ob1向滑动板4的上表面进行按压。但是,如上所述,如果将中压脚15的运动轨迹调整为在第(n-1)针振幅成为lo,则在第n针进行被缝制物Ob1和Ob2的缝合时,中压脚15无法应对被缝制物Ob2的厚度,违背将缝制图案数据D1输入的缝纫机100的使用者的意图,在中压脚15从主轴电动机14的旋转角度为f至g为止的期间to′之间,对被缝制物Ob1和Ob2进行按压。在该情况下,中压脚15从上止点起lo′下降,通过与被缝制物Ob2碰撞而停止,因此有时在被缝制物Ob2的表面造成损伤。为了避免该碰撞,变更为在第n针将振幅设为lo′的正弦波状的驱动图案即可,但在对振幅进行变更的情况下,与不变更振幅的情况相比,中压脚15对被缝制物进行按压的期间to′变短。
接下来,从图6的上方起第四层,是与主轴电动机14的旋转角度相对应的挑线器13的小孔122部分的运动轨迹。挑线器13的小孔122在第(n-1)针和第n针进行相同的动作。具体地说,小孔122将主轴电动机14的1周旋转设为1个周期,在主轴电动机14的旋转角度h(=h′)的定时成为上止点,在旋转角度i(=i′)的定时成为下止点。
挑线器13的小孔122成为上止点的主轴电动机14的旋转角度h被调整为,通过对挑线器13及挑线杆123进行摆动的旋转中心机械地进行调整,从而成为从主轴电动机14开始旋转至缝针11插针至被缝制物Ob1或者Ob2为止的期间,即主轴电动机14的旋转角度从a至b为止的期间,或者从a′至b′为止之间。在实施方式1中,将从主轴电动机14的旋转角度a或者a′起旋转60°后的角度设为成为挑线器13的小孔122的上止点的旋转角度h或者h′。
另一方面,小孔122成为下止点的主轴电动机14的旋转角度i,设为釜12的旋转角度从a或者a′起旋转1周半后的定时。其原因在于,在主轴电动机14的旋转角度i时,通过釜12实现的上线的捕捉被开始解除。假设在通过釜12实现的上线的捕捉被解除前将挑线器13的小孔122提起的情况下,上线承受不住在挑线器13上升时产生的张紧,上线绽线,或者上线被切断。具体地说,在实施方式1中,在主轴电动机14的旋转角度i为270°时挑线器13成为下止点。
为了避免该现象,挑线器13的上止点和下止点如上述所示进行设定。在第(n-1)针,在挑线器13设置的小孔122从上止点下降至下止点为止的期间的主轴电动机14的旋转角度td和小孔122从下止点上升至上止点为止时的主轴电动机14的旋转角度tu之间,存在td>tu的关系。另外,第n针也同样地,在小孔122从上止点下降至下止点为止时的主轴电动机14的旋转角度td′和小孔122从下止点上升至上止点为止时的主轴电动机14的旋转角度tu′之间,存在td′>tu′的关系。
接下来,从图6的上方起第五层,是通过X轴电动机21进行驱动的保持装置26的X轴方向的位置波形。图中的记号lx是针对每1针向X轴方向进行移动的保持装置26的移动距离。保持装置26被驱动为,在缝针11插针至被缝制物Ob1的期间静止,在缝针11从被缝制物Ob1进行拔针后,直至再次插针至被缝制物Ob2为止的期间进行移动。
具体地说,X轴电动机21将主轴电动机14的旋转角度从b至成为b′为止的期间设为1个周期,在第(n-1)针直至缝针11向被缝制物Ob1进行插针的主轴电动机14的旋转角度b为止的期间tm进行旋转,在从主轴电动机14的旋转角度b至缝针11从被缝制物Ob1进行拔针的主轴电动机14的旋转角度e为止的期间ts之间静止。然后,为了进行第n针的缝制,在从在第(n-1)针缝针11进行拔针的主轴电动机14的旋转角度e至在第n针缝针11向被缝制物Ob2进行插针的旋转角度b′为止的期间tm′之间进行旋转,然后,在从在第n针直至缝针11从被缝制物Ob2进行拔针为止的期间ts′的期间静止。
接下来,图6的上方起第六层,是通过Y轴电动机22进行驱动的保持装置26的Y轴方向的位置波形。图中的记号ly是针对每1针向Y轴方向进行移动的保持装置26的移动距离。与X轴方向的驱动图案同样地,保持装置26被驱动为,在缝针11插针至被缝制物Ob1的期间静止,在缝针11从被缝制物Ob1进行拔针后,直至再次插针至被缝制物Ob2为止的期间进行移动。
具体地说,Y轴电动机22将主轴电动机14的旋转角度从b至成为b′为止的期间设为1个周期,在第(n-1)针直至缝针11向被缝制物Ob1进行插针的旋转角度b为止的期间tm进行旋转,在从旋转角度b至缝针11从被缝制物Ob1进行拔针的旋转角度e为止的期间ts之间静止。然后,Y轴电动机22为了进行第n针的缝制,在从在第(n-1)针进行拔针的主轴电动机14的旋转角度e至在第n针缝针11向被缝制物Ob2进行插针的旋转角度b′为止的期间tm′之间进行旋转,然后,在从在第n针直至缝针11从被缝制物Ob2进行拔针为止的期间ts′的期间静止。
如上所述,在将缝纫机100的被驱动体按照现有的驱动图案进行驱动的一个例子中,以在针和釜12相遇时中压脚15对被缝制物进行按压的方式,按照相对于主轴电动机14的旋转角度成为正弦波状的轨迹对中压脚进行了驱动。因此,能够使上线和下线不缠绕而不形成线迹的现象即跳针的发生率降低。但是,在挑线器13设置的小孔122上升的期间没有以中压脚15对被缝制物进行按压的方式对中压脚电动机16进行驱动,因此有时通过挑线器13实现的上线的提起力针对每1针发生波动,线迹的缝线松紧不充分。因此在本发明中,将对中压脚电动机16进行驱动的方法进行如下变更。
[按照本发明的驱动图案进行驱动的情况]
在图7中,第三层所示的中压脚15的运动轨迹、第五层所示的通过X轴电动机21进行驱动的保持装置26的X轴方向的位置波形和第六层所示的通过Y轴电动机22进行驱动的保持装置26的Y轴方向的位置波形与图6不同,通过主轴电动机14进行驱动的缝针11和挑线器13的位置波形与图6相同。对与图6相同的部分,省略说明。
图7的最上层所示的缝针11的位置波形和第二层所示的釜12的旋转角度波形与图6相同。涂黑的圆形标记表示针和釜相遇的定时。
接下来,对图7的第三层所示的中压脚15的运动轨迹进行说明。在第(n-1)针中压脚15被驱动为,通过中压脚电动机16进行旋转而从上止点或者停止位置起开始下降后,在从通过X轴电动机21和Y轴电动机22的旋转实现的保持装置26的输送完成后至缝针11插针至被缝制物为止的期间,向被缝制物Ob1的上表面抵接。由于被缝制物Ob1不具有伸缩性,因此在中压脚15下降而与被缝制物Ob1抵接时的高度,中压脚15对被缝制物Ob1进行按压。另外,中压脚15从缝针11插针至被缝制物Ob1前对被缝制物Ob1进行按压,在挑线器13到达上止点之后从被缝制物Ob1起上升。此时的中压脚15的下降量和上升量是lo,至少在从主轴电动机14的旋转角度b至h′为止的期间to之间对被缝制物Ob1进行按压。由此,按照实施方式1所涉及的驱动图案进行驱动的中压脚15,在第(n-1)针,在缝针11的插针时、成为缝针11的下止点、缝针11和釜12相遇、缝针11的拔针时、挑线器13从下止点上升至上止点为止的期间对被缝制物Ob1进行按压,中压脚15下降而在与被缝制物Ob1抵接的位置保持恒定的高度。此时的高度是在对被缝制物Ob1进行设置的进给板29的上表面的高度加上被缝制物Ob1的厚度而得到的高度。关于第n针也与第(n-1)针同样地,中压脚15在通过中压脚电动机16进行旋转而从上止点开始下降后,在从保持装置26的输送完成后至缝针11插针至被缝制物Ob2为止的期间,向被缝制物Ob2抵接。在向被缝制物Ob2抵接后,中压脚15基于中压脚电动机16的旋转角度的控制,在挑线器13到达上止点之后从被缝制物Ob2起上升。由于被缝制物Ob1及Ob2不具有伸缩性,因此在中压脚15下降而与被缝制物Ob2抵接时的高度,中压脚15对被缝制物Ob1及Ob2进行按压。另外,中压脚15从缝针11插针至被缝制物Ob2前对被缝制物Ob1及Ob2进行按压,在挑线器13到达上止点之后从被缝制物Ob2起上升。
此时的中压脚15的下降量和上升量为lo′,至少在从主轴电动机14的旋转角度b′至h″为止的期间to′之间对被缝制物Ob2进行按压。由此,在第n针,与第(n-1)针相比中压脚15的下降量从lo向lo′变化,按压期间向to和to′变化。
中压脚15的下降量lo及lo′,是与被缝制物的厚度相应地变化的参数,需要作为缝制图案数据D1而预先输入。在中压脚15相对于滑动板4的上止点的高度固定的情况下,如果将被缝制物的厚度进行输入,则能够通过计算而算出lo及lo′。另一方面,按压期间to及to′也根据被缝制物的厚度而变化,但主轴电动机14的旋转角度b、b′、h′、h″能够与被缝制物的厚度相应地使用正弦波函数进行计算,因此关于to及to′,无需预先输入。
如上所述,按照实施方式1所涉及的驱动图案进行驱动的中压脚15,在第n针,也在缝针11的插针时、成为缝针11的下止点、缝针11和釜12相遇、缝针11的拔针时、挑线器13从下止点上升至上止点为止的期间对被缝制物Ob1及Ob2进行按压,在中压脚15下降而与被缝制物Ob2抵接的位置保持恒定的高度。此时的高度是在对被缝制物Ob1及Ob2进行设置的进给板29的上表面的高度加上被缝制物Ob1及Ob2的厚度而得到的高度。
接下来,从图7的上方起第四层,是与主轴电动机14的旋转角度相对应的挑线器13的运动轨迹。其与图6相同,因此省略说明。
接下来,从图7的上方起第五层,是通过X轴电动机21进行驱动的保持装置26的X轴方向的位置波形。图中的记号lx是针对每1针向X轴方向进行移动的保持装置26的移动距离。保持装置26被驱动为,在缝针11插针至被缝制物Ob1的期间和中压脚15对被缝制物Ob1或者Ob2进行按压的期间静止。因此,X轴电动机21在主轴电动机14从h至b为止进行旋转的期间、及从h′至b′为止进行旋转的期间进行保持装置26的定位。
接下来,从图7的上方起第六层,是通过Y轴电动机22进行驱动的保持装置26的Y轴方向的位置波形。与X轴电动机时同样地,Y轴电动机22在主轴电动机14从h至b为止进行旋转的期间、及从h′至b′为止进行旋转的期间进行保持装置26的定位。
[实施方式1的效果]
通过设为上述方式,从而实施方式1所涉及的缝纫机100的中压脚15在缝针11的插针时、成为缝针11的下止点、缝针11和釜12相遇时、缝针11的拔针时、挑线器13从下止点上升至上止点为止的期间能够对被缝制物Ob1及Ob2进行按压。由此,实施方式1所涉及的缝纫机100能够防止在缝针11的插针时及拔针时缝针11相对于被缝制物在水平方向进行摆动的针摆、在缝针11的上升时由于被缝制物Ob1及Ob2和缝针11之间的摩擦而发生的被缝制物Ob1及Ob2的发皱及翘起、改善通过挑线器13形成的线迹的缝线松紧精度。
另外,实施方式1所涉及的缝纫机100相对于对缝针11进行驱动的主轴电动机14而将中压脚电动机16独立地进行驱动。即,能够相对于缝针11的动作而将中压脚15独立地进行驱动,因此不需要将主轴电动机14和中压脚15进行连接的机构。由此,缝纫机100的使用者通过不实施机械系统的调整而对中压脚电动机16的位置指令进行变更,从而能够变更中压脚15的下降量及上升量,另外,能够变更中压脚15所涉及的按压期间。此外,在实施方式1中,缝针11、釜12和挑线器13将主轴电动机14设为驱动源,但也可以通过各自独立地设置的驱动源进行驱动。
另外,实施方式1所涉及的缝纫机100的指令生成装置,生成在从将釜对上线的捕捉解除后至伴随挑线器的动作、小孔上升而到达上止点为止的期间,相对于被缝制物的表面使中压脚停止于恒定的高度的驱动源的驱动信号。由此,驱动源在从将釜对上线的捕捉解除后至伴随挑线器的动作、小孔上升而到达上止点为止的期间,以相对于被缝制物的表面使中压脚停止于恒定的高度的方式对中压脚进行驱动。通过设为上述方式,从而与以相对于对被缝制物进行设置的基座的上表面而停止于恒定的高度的方式由驱动源对中压脚进行驱动的情况相比,能够使对被缝制物的表面造成损伤的可能性降低,抑制被缝制物的发皱及翘起。
实施方式2.
图8是表示实施方式2所涉及的缝纫机的驱动图案的时序图。实施方式2所涉及的缝纫机100对缝纫机100的中压脚15、X轴电动机21和Y轴电动机22进行驱动的时序图与实施方式1所涉及的缝纫机100不同,关于其他驱动图案及结构,与实施方式1所涉及的缝纫机100相同。因此,关于相同的部分省略说明。
图8的最上层所示的缝针11的位置波形和第二层所示的釜12的旋转角度波形与图7相同。图中的涂黑的圆形标记表示缝针11和釜12相遇的定时。
接下来,对图8的第三层所示的中压脚15的运动轨迹进行说明。在第(n-1)针,中压脚15在通过中压脚电动机16进行旋转而从上止点起开始下降后,在从通过X轴电动机21和Y轴电动机22的旋转实现的保持装置26的输送完成后至缝针11插针至被缝制物Ob1为止的期间,向被缝制物Ob1抵接。由于被缝制物Ob1不具有伸缩性,因此中压脚15下降而在与被缝制物Ob1抵接的高度由中压脚15对被缝制物Ob1进行按压。另外,中压脚15从缝针11插针至被缝制物Ob1前对被缝制物Ob1进行按压,在缝针11从被缝制物Ob1进行拔针后从被缝制物Ob1上升。此时的中压脚15的下降量为lo,上升量为dlo。上升量dlo是在插入贯穿于缝针11的针孔的上线被提起至被缝制物Ob1的上表面后,保持装置通过X轴电动机21和Y轴电动机22的旋转而被输送时,对在中压脚15和被缝制物Ob1之间不夹着上线的空隙进行设置的量。
中压脚15在从被缝制物Ob1起上升dlo后,直至挑线器13到达第n针的上止点的主轴电动机14的旋转角度到达h′为止保持恒定的高度。即,中压脚15在挑线器13从下止点朝向上止点进行移动的期间,以从对被缝制物Ob1进行按压的位置起上升dlo后的高度保持恒定的高度。然后,中压脚15为了避免与被缝制物Ob2的碰撞而从上升dlo后的位置起,进一步上升大于或等于被缝制物Ob2的厚度的距离flo,转入第n针的动作。
在第n针,中压脚15被驱动为,在通过中压脚电动机16进行旋转而从上止点起开始下降后,在从X轴电动机21和Y轴电动机22的旋转停止而保持装置26的输送完成后至缝针11插针至被缝制物Ob2为止的期间,向被缝制物Ob2抵接。
由于被缝制物Ob1及Ob2不具有伸缩性,因此在中压脚15下降而与被缝制物Ob2抵接时的高度,中压脚15对被缝制物Ob1及Ob2进行按压。另外,中压脚15从缝针11插针至被缝制物Ob2前对被缝制物Ob2进行按压,在缝针11从被缝制物Ob2进行拔针后从被缝制物Ob2起上升。此时的中压脚15的下降量为lo′,上升量dlo与第(n-1)针相同。中压脚15在从对被缝制物Ob2进行按压的位置上升dlo后,直至挑线器13到达第n针的上止点的主轴电动机的旋转角度h″为止保持恒定的高度。即,中压脚15在挑线器13从下止点朝向上止点进行移动的期间,在从对被缝制物Ob2进行按压的位置起上升dlo的位置保持恒定的高度。然后,中压脚15转入第(n+1)针的动作,但如果在第(n+1)针将与第n针相同厚度的被缝制物Ob1和Ob2进行缝合,则也可以如第(n-1)针这样,不从上升dlo后的位置起进一步上升。
如以上所述,中压脚15至少在从主轴电动机14的旋转角度b至e为止的期间ta及从b′至e′为止的期间ta′之间对被缝制物Ob1及Ob2进行按压。由此,在缝针11的插针时、成为缝针11的下止点、缝针11和釜12相遇时、缝针11的拔针时对被缝制物Ob1及Ob2进行按压,在挑线器13从下止点上升至上止点为止的期间,在从被缝制物Ob1或者Ob2起上升dlo后的位置保持恒定的高度。
接下来,从图8的上方起第四层,是与主轴电动机14的旋转角度相对应的挑线器13的运动轨迹。其与图7相同,因此省略说明。
接下来,从图8的上方起第五层,是通过X轴电动机21进行驱动的保持装置26的X轴方向的位置波形。图中的记号lx是针对每1针向X轴方向进行移动的保持装置26的移动距离。在实施方式2中,保持装置26与图6的第五层同样地,被驱动为在缝针11插针至被缝制物Ob1或者Ob2的期间静止。
接下来,从图8的上方起第六层,是通过Y轴电动机22进行驱动的保持装置26的Y轴方向的位置波形。图中的记号ly是针对每1针向X轴方向进行移动的保持装置26的移动距离。在实施方式2中,保持装置26与图6的第六层同样地,被驱动为在缝针11插针至被缝制物Ob1或者Ob2的期间静止。
[实施方式2的效果]
实施方式2所涉及的缝纫机进行上升,以使得在第(n―1)针主轴电动机14的旋转角度从e至h′为止的期间、在第n针从e′至h″为止的期间设置在被缝制物和中压脚之间供上线穿过的空隙。上升量dto为了对被缝制物的发皱及翘起进行抑制,优选以大于或等于上线的直径的长度,在上线可自由滑动地穿过的范围尽可能小。即,指令生成装置321在从将釜12对上线的捕捉解除后至伴随挑线器13的动作、小孔122上升而到达上止点为止的期间,在从被缝制物的表面起大于或等于上线的直径的距离进行移动后的位置使中压脚15停止于恒定的高度。由此,驱动源在从将釜12对上线的捕捉解除后至伴随挑线器13的动作、小孔122上升而到达上止点为止的期间,对中压脚15进行驱动,以在从被缝制物的表面移动了大于或等于上线的直径的距离后的位置停止。通过设为以上方式,从而即使在将缝针11从被缝制物Ob1及Ob2刚拔针后对保持装置26进行输送,由于上线穿过空隙,因此在被缝制物Ob1或者Ob2和中压脚15之间夹着上线,也能够防止上线绽线或被撕开,并使通过挑线器13实现的线迹的缝线松紧效果提高。
另外,实施方式2所涉及的驱动图案,能够将通过保持装置26实现的被缝制物Ob1及Ob2的输送时间,即X轴电动机21和Y轴电动机22的驱动时间变长,因此特别是在缝纫机100大型、且通过进给机构P2进行驱动的移动滚道25及保持装置26的重量大的情况下,能够使缝纫机100的缝制速度提高。
并且,一边通过进给机构P2将被缝制物Ob1及Ob2在水平方向进行输送一边将挑线器13提起,与不进行通过进给机构P2实现的输送的情况相比,能够拉开被缝制物Ob1及Ob2和挑线器13的距离,能够使通过挑线器13实现的线迹的缝线松紧效果提高。
实施方式3.
在实施方式3中,记载了中压脚电动机16通过压力控制方式进行驱动,中压脚15对不具有伸缩性的被缝制物Ob1及Ob2进行按压的情况以及对具有伸缩性的被缝制物Ob3及Ob4进行按压的情况。
实施方式3所涉及的缝纫机100,在中压脚15对被缝制物Ob3及Ob4进行按压时,将通过中压脚电动机控制运算电路323实现的中压脚电动机16的控制方式从位置控制方式向压力控制方式进行变更。通过设为以上方式,从而控制装置P3基于根据向缝制压力数据D2输入的被缝制物Ob3及Ob4的压力信息而通过指令生成装置321计算出的压力指令信号、或者通过压力推定电路326推定出的被缝制物Ob3及Ob4的推定压力信号,对中压脚电动机16进行驱动。由此,实施方式3所涉及的缝纫机100与实施方式1或者2所涉及的缝纫机100不同,取代控制面板32A而具有控制面板32B。关于其他方面,由于与实施方式1或者2所涉及的缝纫机100相同,因此关于相同的部分省略说明。
首先,使用图9,对实施方式3所涉及的缝纫机100的控制面板32B的结构进行说明。图9是表示实施方式3所涉及的缝纫机的控制面板的控制结构的框图。如图9所示控制面板32B由指令生成装置321、主轴电动机控制运算电路322、中压脚电动机控制运算电路323、X轴电动机控制运算电路324、Y轴电动机控制运算电路325和压力推定电路326构成。
控制面板32B的指令生成装置321将缝制指令信号、保持信号和动作开始信号作为输入,将主轴指令信号、中压脚指令信号、压力指令信号、X轴指令信号、Y轴指令信号和保持指令信号进行输出。压力指令信号是对中压脚电动机的扭矩进行指定的电信号,与缝制压力数据D2相应地由指令生成装置321进行计算。控制面板32B的主轴电动机控制运算电路322、X轴电动机控制运算电路324和Y轴电动机控制运算电路325与控制面板32A相同。
控制面板32B的中压脚电动机控制运算电路323将中压脚指令信号、中压脚旋转信号、压力指令信号和压力推定信号作为输入,将使中压脚电动机16旋转的中压脚动作信号进行输出。中压脚电动机控制运算电路323由减法器327、偏差抑制补偿器328和开关329构成。
减法器327将从中压脚指令信号减去中压脚旋转信号而得到的信号作为偏差信号进行输出。
偏差抑制补偿器328将偏差信号作为输入,将以偏差信号成为0的方式对中压脚电动机16进行驱动的偏差抑制信号进行输出。因此,偏差抑制补偿器328包含进行比例运算的比例补偿器、进行积分运算的积分补偿器、进行微分运算的微分补偿器内的至少1个。在实施方式3中,记载为偏差抑制补偿器328是PI补偿器。
开关329将偏差抑制信号、压力指令信号和压力推定信号作为输入,在从中压脚15从上止点起下降至与被缝制物Ob3或者Ob4抵接为止的期间将偏差抑制信号进行输出。在中压脚15与被缝制物Ob3或者Ob4抵接后,对开关329进行切换以使得将压力指令信号或者压力推定信号进行输出,由此将对中压脚电动机16进行驱动的中压脚动作信号进行输出,以使得中压脚15将被缝制物Ob3及Ob4朝向滑动板4而向下方按压。
此时,开关329在设定有缝制压力数据D2的情况下对压力指令信号进行选择,在没有设定缝制压力数据D2的情况下对压力推定信号进行选择。然后,开关329在中压脚15从被缝制物起上升至上止点为止时进行切换以使得将偏差抑制信号进行输出。中压脚电动机16在开关329对偏差抑制信号进行选择的期间通过位置控制方式被驱动,在开关329对压力指令信号或者压力推定信号进行选择的期间通过压力控制方式被驱动。
控制面板32B的压力推定电路326将中压脚动作信号和中压脚旋转信号作为输入,将在中压脚15与被缝制物抵接时推定出被缝制物的回弹力的信号作为压力推定信号而进行输出。进而,压力推定电路326对向中压脚电动机16的转子施加的干扰进行推定。因此,压力推定电路326具有:机械特性补偿器,其具有对从施加于中压脚电动机16的扭矩至中压脚电动机16的旋转角度为止的传递特性的反向特性赋予低通特性的传递函数;低通滤波器,其针对中压脚动作信号而赋予该低通特性;以及减法器,其对机械特性补偿器的输出信号和低通滤波器的输出信号之差进行计算。
接下来,使用图10,记载实施方式3所涉及的缝纫机100的中压脚15通过压力控制方式对不具有伸缩性的被缝制物Ob1及Ob2进行按压的情况以及对具有伸缩性的被缝制物Ob3及Ob4进行按压的情况下的动作。
图10是实施方式3所涉及的缝纫机的中压脚的动作图。实施方式3所涉及的缝纫机100的中压脚15相对于主轴电动机的旋转角度,按照图7或者图8所示的轨迹进行动作,但特别地,图10表示中压脚15与缝针11和釜12相遇时,即,主轴电动机14的旋转角度为d及d′时的动作。
[对不具有伸缩性的被缝制物进行按压的情况]
基于图10的上层,说明中压脚15对不具有伸缩性的被缝制物Ob1及Ob2通过压力控制方式进行按压的情况。首先,在中压脚15从上方下降而直至与被缝制物Ob1或者Ob2的表面抵接为止的期间,开关329对偏差抑制信号进行选择。在该期间,中压脚电动机16通过位置控制方式被驱动。接下来,在中压脚15与被缝制物Ob1或者Ob2的表面抵接后,将开关329向压力指令信号或者压力推定信号进行切换,变更为中压脚电动机16通过压力控制方式被驱动。通过设为上述方式,从而被缝制物Ob1及Ob2由中压脚15朝向滑动板4向下方被按压。此时,由于在被缝制物Ob1及Ob2不具有伸缩性,因此中压脚的最下点的高度在主轴电动机的旋转角度为d的时成为被缝制物Ob1的上表面,在为d′时成为被缝制物Ob2的上表面。
关于中压脚15是否与被缝制物Ob1或者Ob2抵接的判断,可以在偏差信号收敛为0的定时进行判断,也可以在压力推定信号或者中压脚动作信号叠加脉冲状的干扰的定时进行判断。
而且,基于图7或者图8的驱动图案被驱动的中压脚15,在对被缝制物Ob1及Ob2进行按压后上升至上止点为止,或者在从被缝制物Ob1和Ob2的表面上升dlo时,开关329以对偏差抑制信号进行选择的方式被切换。此时,对开关329进行切换的定时,能够基于中压脚指令信号进行判断,在图7中是主轴电动机14的旋转角度为h′及h″时,在图8中是主轴电动机14的旋转角度为e及e′时。
[对具有伸缩性的被缝制物进行按压的情况]
如图10的下层所示,在对具有伸缩性的被缝制物Ob3及Ob4进行按压的情况下,也被驱动为首先对位置控制方式进行选择,直至与被缝制物Ob3及Ob4的表面抵接为止使中压脚15下降。接下来,在中压脚15与被缝制物Ob3及Ob4的表面抵接后,对开关329进行切换,通过基于压力指令信号或者压力推定信号的压力控制方式,以中压脚15对被缝制物Ob3及Ob4进行按压的方式进行驱动。由于被缝制物Ob3及Ob4具有伸缩性,因此中压脚15成为最下点的高度,在主轴电动机的旋转角度为d时和为d′时是不同的。在主轴电动机的旋转角度为d时,成为从被缝制物Ob3的表面起下降距离dc1后的位置,在主轴电动机的旋转角度为d′时,成为从被缝制物Ob4的表面起下降距离dc2后的位置。关于中压脚15是否与被缝制物抵接,可以在偏差信号收敛于0的定时进行判断,也可以在压力推定信号及中压脚动作信号中叠加脉冲状的干扰的定时进行判断。
而且,在基于图7或者图8的驱动图案,从中压脚15对被缝制物Ob3及Ob4进行按压的位置上升至上止点为止时,或者从中压脚15对被缝制物Ob3及Ob4进行按压的位置上升dlo时,以开关329对偏差抑制信号进行选择的方式进行切换。中压脚15从被缝制物起上升的定时,与对不具有伸缩性的被缝制物Ob1及Ob2进行按压的情况相同。
[实施方式3的效果]
如上所述,实施方式3所示的缝纫机100,在中压脚15下降及上升的期间通过位置控制方式对中压脚电动机16进行驱动,在对被缝制物进行按压的期间通过压力控制方式对中压脚电动机16进行驱动。因此,即使在对具有伸缩性的被缝制物进行缝制的情况下,也能够不使用以弹簧为代表的机械部件,即利用弹性体的复原力对弹性能量进行累积的机械要素,在针棒上下运动的1个周期期间将中压脚对具有多样的伸缩性的被缝制物高精度地按压的期间变长。由此,如实施方式1的图7所示,特别地在挑线器13从下止点朝向上止点上升的期间中压脚15对被缝制物进行按压的情况下,能够改善在具有多样的伸缩性的被缝制物形成的线迹的缝线松紧。
此外,也可以取代压力推定电路326,使用在中压脚15或者被缝制物Ob3及Ob4粘贴的测力元件或者压电元件这样的压力传感器,将对被缝制物的回弹力直接检测得到的信号作为压力推定信号。
另外,在对被缝制物的回弹力进行推定时,可以使用在中压脚电动机16的转子中装载的扭矩传感器。
另外,在对被缝制物的回弹力进行推定时,可以使用通过由孔元件及分流电阻构成的电流传感器测量出的在中压脚电动机16的绕组中流动的电流值。
另外,能够取代开关329,使用将偏差抑制信号、压力指令信号和推定压力信号作为输入,以使偏差抑制信号与压力指令信号或者推定压力信号相等的方式将第2驱动源的输出限制为恒定的值的输出限制器。在该情况下,输出限制器直至中压脚15下降而与被缝制物抵接为止不进行输出的限制而将偏差抑制信号直接输出,然后,在中压脚15与被缝制物抵接后,对输出进行限制以使得偏差抑制信号不超过压力指令信号或者推定压力信号。通过设为上述方式,从而能够对中压脚电动机16进行控制,以使得中压脚15以恒定的压力对被缝制物进行按压,与使用开关329的情况相比,能够使由控制方式的切换引起的中压脚动作信号的急剧的变化得到缓和。
另外,在距离dc1和dc2大于dlo的情况下,通过被按压的被缝制物Ob3及Ob4的复原力,即使中压脚15上升dlo,也成为上线夹在中压脚15和被缝制物Ob3或者Ob4之间的状况。在该状况下对保持装置进行输送,在上线绽线或撕开的情况下,中压脚不是从对被缝制物Ob3及Ob4进行按压的位置起,而是从被缝制物Ob3及Ob4的表面起使中压脚15仅上升dlo即可。
另外,在被缝制物特别柔软,即使中压脚15与被缝制物发生碰撞而停止也不妨碍的情况下,可以不对中压脚15的下降量lo及lo′进行预先指定,以中压脚15相对于作为基座的滑动板4或者进给板29的上表面而停止于恒定的高度的方式对中压脚电动机16进行驱动即可。通过使中压脚的停止位置以对被缝制物进行设置的基座为基准,从而在对特别柔软的被缝制物进行缝制的情况下,能够节省与被缝制物的厚度相应地对中压脚15的下降量lo及lo′进行指定的工作量。
另外,指令生成装置生成在小孔上升而到达上止点为止的期间,在中压脚以特定的压力对被缝制物进行按压的位置使中压脚以恒定的高度停止的驱动源的驱动信号。由此,驱动源在小孔上升而到达上止点为止的期间,对中压脚进行驱动,以在中压脚以特定的压力对被缝制物进行按压的位置停止。通过设为上述方式,从而能够对具有压缩性的各种被缝制物的发皱及翘起进行抑制。
另外,指令生成装置生成在小孔上升而到达上止点为止的期间,在从中压脚以特定的压力对被缝制物进行按压的位置起移动了大于或等于上线的直径的距离后的位置使中压脚以恒定的高度停止的所述驱动源的驱动信号。由此,驱动源对中压脚进行驱动,以在从中压脚通过特定的压力对被缝制物进行按压的位置移动了大于或等于上线的直径的距离后的位置停止。通过设为上述方式,从而能够对具有压缩性的各种被缝制物的发皱及翘起进行抑制。另外,能够将定位单元可对被缝制物进行输送的期间变长。
另外,特定的压力是使用在被缝制物粘贴的压力传感器、在中压脚粘贴的压力传感器和对驱动源的状态量进行检测的传感器的任1个或者多个而求出的。通过使用这些传感器,从而能够使压力控制系统的可靠性提高。
如以上说明所述,实施方式1至3所涉及的缝纫机100构成为,生成在将釜对上线的捕捉解除后伴随挑线器的动作而小孔上升的期间,使中压脚以恒定的高度停止的驱动源的驱动信号。通过该结构,对中压脚的动作进行变更,由此能够改善在被缝制物形成的线迹的缝线松紧。
以上的实施方式1至实施方式3所示的结构表示本发明的内容的一个例子,也能够与其他公知的技术进行组合,在不脱离本发明的主旨的范围,也能够将结构的一部分省略、变更。
标号的说明
1臂,2底座,3支撑脚,4滑动板,11缝针,13挑线器,14主轴电动机,15中压脚,16中压脚电动机,17线调节器,18、27、28、124旋转信息检测器,19上轴,21X轴电动机,22Y轴电动机,23X轴驱动机构,24Y轴驱动机构,25移动滚道,26保持装置,29进给板,31操作面板,32A、32B控制面板,33脚踏开关,100缝纫机,110联接器,111曲柄,112针棒曲柄,113连接棒,115针棒,116上轴带轮,117同步带,118下轴带轮,119大径齿轮,120小径齿轮,121下轴,122小孔,123挑线杆,125小齿轮,126齿条,127滑动引导部,128滑块,130中压脚棒,210外压脚,211压脚台,212气缸,311显示器,312处理器,313存储装置,314输入装置,321指令生成装置,322主轴电动机控制运算电路,323中压脚电动机控制运算电路,324X轴电动机控制运算电路,325Y轴电动机控制运算电路,326压力推定电路,327减法器,328偏差抑制补偿器,329开关。