CN101275342B - 缝纫机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缝纫机，其可以根据缝线的粗细改变脉冲电动机的输出扭矩，可以抑制切线不良。缝纫机(100)具有：切线机构(1)；脉冲电动机(2)；脉冲输出单元(41)，其向脉冲电动机输入指令脉冲；指令脉冲检测单元(42)，其检测输入至脉冲电动机的指令脉冲；输出脉冲检测单元(3)，其检测来自脉冲电动机的输出脉冲；负载扭矩计算单元(43)，其计算检测到的指令脉冲和输出脉冲间的相位差，基于该相位差计算负载扭矩；粗细判断用阈值存储单元(44)，其存储施加在脉冲电动机上的负载扭矩的阈值；以及驱动控制单元(45)，其在计算出的负载扭矩大于存储的负载扭矩阈值的情况下，减小脉冲电动机的驱动速度，并增大输出扭矩。

Description

缝纫机

技术领域

本发明涉及具有将穿入缝针中的缝线切断的切线机构的缝纫机。

背景技术

提出了一种具有在缝制完成后将穿入缝针中的缝线切断的切线机构的缝纫机，并已经实用化。在该缝纫机中，切线机构与脉冲电动机连结，通过驱动脉冲电动机，使设置于前端的可动切刀动作，利用可动切刀和固定切刀夹住缝线，将其切断(例如，参照专利文献1)。专利文献1：特开2003-326064号公报

发明内容

但是，目前是在切线时以恒定的扭矩、恒定的旋转速度驱动脉冲电动机。因此，在要切断的缝线较粗的情况下，有时会由于脉冲电动机的扭矩不足而无法将缝线完全切断。为此，需要考虑切断粗线的情况，设置较大型的脉冲电动机。

另外，在缝针下降的状态无意中进行了切线的情况下，存在可动切刀与缝针接触而发生断针的问题，目前因为无论缝针的位置如何，都可以使切线机构动作，所以，存在用户需要在切线时确认缝针位置的麻烦。

因此，本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种可以根据缝线的粗细改变脉冲电动机的输出扭矩，抑制切线不良的缝纫机。

另外，其另一目的在于，提供一种即使在使缝针下降的状态下进行切线，也可以防止断针的缝纫机。

技术方案1所述的发明为一种缝纫机，其特征在于，具有：切线机构，其在针板下方切断穿入缝针中的缝线；作为驱动源的脉冲电动机，其使前述切线机构动作；脉冲输出单元，其在驱动前述脉冲电动机时，向该脉冲电动机输入指令脉冲；指令脉冲检测单元，其检测从前述脉冲输出单元输入至前述脉冲电动机的指令脉冲；输出脉冲检测单元，其检测来自前述脉冲电动机的输出脉冲；负载扭矩计算单元，其计算由前述指令脉冲检测单元检测到的指令脉冲和由前述输出脉冲检测单元检测到的脉冲间的相位差，基于该相位差计算施加在前述脉冲电动机上的负载扭矩；粗细判断用阈值存储单元，其用于存储负载扭矩的阈值，该阈值是在判断穿入缝针中的缝线是否粗于作为基准的粗细时，位于该判断边界条件处的施加在前述脉冲电动机上的负载扭矩的阈值；以及驱动控制单元，其在由前述负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在前述粗细判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值的情况下，减小前述脉冲电动机的驱动速度，并增大输出扭矩。

根据技术方案1所述的发明，切线作业通过驱动脉冲电动机使切线机构动作而进行。此时，指令脉冲检测单元检测从脉冲输出单元输入至脉冲电动机的指令脉冲。另外，输出脉冲检测单元检测由指令脉冲驱动的脉冲电动机的输出脉冲。

如果检测出指令脉冲及输出脉冲，则负载扭矩计算单元计算由指令脉冲检测单元检测到的指令脉冲和由输出脉冲检测单元检测到的脉冲间的相位差，基于该相位差计算施加在脉冲电动机上的负载扭矩。

然后，在由负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在粗细判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值的情况下，驱动控制单元减小脉冲电动机的驱动速度并增大输出扭矩。

由此，在判断为由负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在粗细判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值，换言之，缝线粗于作为基准的粗细，切断时施加较大的负载扭矩的情况下，可以利用驱动控制单元增大脉冲电动机的输出扭矩。

由此，因为可以仅在需要较大的负载扭矩的情况下增大脉冲电动机的输出扭矩，所以无需使脉冲电动机大型化就可以抑制切线不良。

技术方案2所述的发明为一种缝纫机，其特征在于，具有：切线机构，其在针板下方切断穿入缝针中的缝线；作为驱动源的脉冲电动机，其使前述切线机构动作；脉冲输出单元，其在驱动前述脉冲电动机时，向该脉冲电动机输入指令脉冲；指令脉冲检测单元，其检测从前述脉冲输出单元输入至前述脉冲电动机的指令脉冲；输出脉冲检测单元，其检测来自前述脉冲电动机的输出脉冲；负载扭矩计算单元，其计算由前述指令脉冲检测单元检测到的指令脉冲和由前述输出脉冲检测单元检测到的脉冲间的相位差，基于该相位差计算施加在前述脉冲电动机上的负载扭矩；接触判断用阈值存储单元，其用于存储负载扭矩的阈值，该阈值是在判断前述切线机构是否与缝针接触时，位于该判断边界条件处的施加在前述脉冲电动机上的负载扭矩的阈值；以及驱动停止单元，其在由前述负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在前述接触判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值的情况下，使前述脉冲电动机的驱动停止。

根据技术方案2所述的发明，切线作业通过驱动脉冲电动机使切线机构动作而进行。此时，指令脉冲检测单元检测从脉冲输出单元输入至脉冲电动机的指令脉冲。另外，输出脉冲检测单元检测由指令脉冲驱动的脉冲电动机的输出脉冲。

如果检测出指令脉冲及输出脉冲，则负载扭矩计算单元计算由指令脉冲检测单元检测到的指令脉冲和由输出脉冲检测单元检测到的脉冲间的相位差，基于该相位差计算施加在脉冲电动机上的负载扭矩。

然后，在由负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在接触判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值的情况下，驱动停止单元使脉冲电动机的驱动停止。

由此，在判断为由负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在接触判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值，换言之，切线机构与缝针接触，而在脉冲电动机上施加较大负载扭矩的情况下，可以利用驱动停止单元停止脉冲电动机的驱动。

由此，在这种情况下，因为可以通过使脉冲电动机的驱动停止，使切线机构的动作也停止，所以即使在缝针下降的状态下进行切线，也可以防止断针。

发明的效果

根据技术方案1所述的发明，在判断为由负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在粗细判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值，换言之，缝线粗于作为基准的粗细，切断时施加较大的负载扭矩的情况下，可以利用驱动控制单元增大脉冲电动机的输出扭矩。

由此，因为可以仅在需要较大负载扭矩的情况下增大脉冲电动机的输出扭矩，所以无需使脉冲电动机大型化就可以抑制切线不良。

根据技术方案2所述的发明，在判断为由负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在接触判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值，换言之，切线机构与缝针接触，而在脉冲电动机上施加较大负载扭矩的情况下，可以利用驱动停止单元停止脉冲电动机的驱动。

由此，在这种情况下，因为可以通过使脉冲电动机的驱动停止，使切线机构的动作也停止，所以即使在缝针下降的状态下进行切线，也可以防止断针。

附图说明

图1是缝纫机中的切线机构周边的概略斜视图。

图2是切线机构中的固定切刀及可动切刀周边的斜视图。

图3是表示切线机构中的固定切刀及可动切刀的切线时动作的俯视图。

图4是表示缝纫机的结构的框图。

图5是表示控制装置的切线处理的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明涉及的缝纫机的最佳方式详细地进行说明。

<缝纫机的结构>

如图1所示，缝纫机100具有：切线机构1，其在针板8的下方切断穿入缝针6中的缝线；作为驱动源的脉冲电动机2，其使切线机构1动作；作为输出脉冲检测单元的编码器3，其检测来自脉冲电动机2的输出脉冲；以及控制装置4，其进行脉冲电动机2的驱动控制，并进行缝纫机100的各个部位的驱动控制。

(1)切线机构

(a)切线机构的结构

切线机构1与脉冲电动机2连结。切线机构1具有：切线连杆11，其与脉冲电动机2连结；切线连结棒13，其与切线连杆11连结；固定切刀14(参照图2、3)，其设置在切线连接杆13上；以及可动切刀15(参照图2、3)等。

切线连杆11形成为在中间略微弯曲的沿一个方向较长的棒状。切线连杆11的一端部与凸轮7连结，该凸轮7由脉冲电动机2的输出轴2a轴支撑。切线连杆11在弯曲部11b处，通过支撑销12可自由转动地安装在未图示的缝纫机架上。

切线连杆11的另一端部11c与切线连结棒13的一端部一起，以可以自由转动的状态，通过螺栓17安装在安装板16上。

切线连结棒13为在规定位置逐渐向上方弯曲的棒状部件，其前端部13a(参照图2)设置为，位于针板8的下方，即由针棒5保持的缝针6的下方。

如图2所示，在前端部13a上经由螺栓21可自由转动地连结可动切刀连结部件20。并且，在可动切刀连结部件20上固定切线杠杆23。在可动切刀连结部件20和切线杠杆23上***固定在针板8上的连结销22，使可动切刀连结部件20和切线杠杆23能够以连结销22为中心一起转动。可动切刀连杆24的一端部24a可自由转动地与切线杠杆23的前端连接。

可动切刀15的中央部分可自由转动地与可动切刀连杆24的另一端部24b连结。可动切刀15的端部15a可自由转动地安装在止动螺栓25上。止动螺栓25固定在针板8上。在可动切刀15的前端形成有：挑线部15b，其在切断动作时挑起上线及下线而不将其切断；缝线捕捉部15c，其向内侧弯曲，用于捕捉由挑线部15b挑起的缝线；以及可动刀刃15d，其用于将缝线切断。在可动切刀15的附近设置通过螺栓固定在针板8上的固定切刀14，在固定切刀14和可动切刀15之间夹持上线及下线而将其切断。

(b)切线机构的动作

下面，对切线机构1的动作进行说明。对于切线机构1，如果缝制完成，则在压脚抬起前，通过驱动脉冲电动机2，使脉冲电动机2的输出轴2a绕轴线旋转。如果输出轴2a旋转，则设置在输出轴2a上的凸轮7也与输出轴2a一起旋转。如果凸轮7旋转，与凸轮7连结的切线连杆11则以支撑销12为中心，朝向图1的纸面沿着逆时针方向转动，其下端部向前方(切刀侧)移动。由此，使切线连结棒13向前方移动，经由螺栓21推压可动切刀连结部件20，所以可动切刀连结部件20及切线杠杆23以连结螺栓22为中心旋转。

如图3(a)所示，通过切线杠杆23的动作，向后方推压与其前端连接的可动切刀连杆24，使可动切刀15以止动螺栓25为中心沿着顺时针方向旋转。通过该旋转动作，由挑线部15b分选上线及下线，仅使应切断的上线及下线位于缝线捕捉部15c与固定刀刃14a之间。

另一方面，如果切线连杆11以支撑销12为中心，朝向图1的纸面沿着顺时针方向转动，使其下端部返回后方，则构成切线机构1的各个部件进行相反的动作。也就是说，可动切刀15进行旋转动作以从图3(b)的状态返回初始状态，此时由缝线捕捉部15c捕捉有上线及下线的同时转动，由此使上线及下线逐渐靠近固定刀刃14a，如图3(c)所示，可动刀刃15d与固定刀刃14a对齐而将缝线切断。可动切刀部件15以该状态继续反转，返回图3(a)的状态。

(2)脉冲电动机

如图1所示，脉冲电动机2由控制装置4进行驱动控制。切线机构1的动作是通过由该控制装置4，一边对脉冲电动机2的旋转方向和动作中的脉冲数进行计数，一边控制凸轮7的动作而进行的。

从脉冲电动机2输出的扭矩是利用公知的PWM控制进行控制的，通过增大指令脉冲的脉宽，可以增大从脉冲电动机2输出的扭矩。也就是说，通过改变指令脉冲的脉宽，可以调节输出的扭矩。

(3)编码器

如图1所示，编码器3设置于脉冲电动机2的输出轴2a上，检测脉冲电动机2的输出轴2a的驱动输出的脉冲。

(4)控制装置

(a)控制装置的结构

如图4所示，控制装置4具有脉冲输出部41，其在驱动脉冲电动机2时，向该脉冲电动机2输入指令脉冲。也就是说，脉冲输出部41作为脉冲输出单元起作用。

控制装置4具有指令脉冲检测部42，其检测从脉冲输出部41输入至脉冲电动机2的指令脉冲。也就是说，指令脉冲检测部42作为指令脉冲检测单元起作用。

控制装置4具有负载扭矩计算部43，其计算由指令脉冲检测部42检测到的指令脉冲和由编码器3检测到的脉冲间的相位差，基于该相位差计算施加在脉冲电动机2上的负载扭矩。也就是说，负载扭矩检测部43作为负载扭矩计算单元起作用。

控制装置4具有存储部，其用于存储负载扭矩的阈值数据44a，该阈值数据44a是在判断穿入缝针6中的缝线是否粗于作为基准的粗细时，位于其判断边界条件处的施加在脉冲电动机2上的负载扭矩的阈值数据。也就是说，存储部44作为粗细判断用阈值存储单元起作用。

另外，在存储部44中存储负载扭矩的阈值数据44b，该阈值数据44b是在判断切线机构1的固定切刀14或可动切刀15是否与缝针6接触时，位于其判断边界条件处的施加在脉冲电动机2上的负载扭矩的阈值数据。也就是说，存储部44也作为接触判断用阈值存储单元起作用。

这里，负载扭矩的阈值数据44a、44b使用预先通过试验等经验上测量的值即可，但因为阈值数据44a是在判断缝线的粗细时使用，阈值数据44b是在判断切线机构1是否与缝针6接触时使用，所以，对于施加更大的负载扭矩的阈值数据44b，将其负载扭矩的阈值设定得较大。而且，使基于负载扭矩的阈值数据44a的负载扭矩值为T1，基于负载扭矩的阈值数据44b的负载扭矩值为T2。

控制装置4具有驱动控制部45，其在由负载扭矩计算部43计算出的负载扭矩大于存储在存储部44中的负载扭矩值T1的情况下，减小脉冲电动机2的驱动速度，并增大输出扭矩。也就是说，驱动控制部45作为驱动控制单元起作用。

控制装置4具有驱动停止部46，其在由负载扭矩计算部43计算出的负载扭矩大于存储在存储部44中的负载扭矩值T2的情况下，使脉冲电动机2的驱动停止。也就是说，驱动停止部46作为驱动停止单元起作用。

而且，各个部分可以通过公知的CPU执行用于实现具有各个部分功能的处理的程序而进行处理。另外，不仅限于程序这样的软件，也可以使用电路等硬件。

(b)进行切线时的控制装置的处理

下面，对于进行切线时的控制装置4的处理进行说明。

如图5所示，当进行切线时，控制装置4的脉冲输出部41向脉冲电动机2传送用于驱动脉冲电动机2的指令脉冲(步骤S1)。此外，在驱动脉冲电动机2时，考虑脉冲电动机2的负载减小、作业的高效化，对脉冲电动机2以高速而输出扭矩较小的方式进行驱动。

然后，控制装置4的负载扭矩计算部43计算由控制装置4的指令脉冲检测部42检测到的从脉冲输出部41传送至脉冲电动机2的指令脉冲，和由编码器3检测到的从脉冲电动机2输出至输出轴2a的输出脉冲之间的相位差，基于该相位差计算施加在脉冲电动机2上的负载扭矩(步骤S2)。

然后，控制装置4判断计算出的负载扭矩是否为比基于存储在存储部44中的负载扭矩阈值数据44a的负载扭矩值T1大的值(也包括计算出的负载扭矩与负载扭矩值T1为相同的值)(步骤S3)。这里，如果判断为计算出的负载扭矩为大于或等于负载扭矩值T1的值(步骤S3：是)，则控制装置4的驱动控制部45改变从脉冲输出部41传送至脉冲电动机2的指令脉冲，减小脉冲电动机2的驱动速度，并增大来自脉冲电动机2的输出扭矩(步骤S4)。

另一方面，如果驱动控制部45判断为计算出的负载扭矩为小于负载扭矩值T1的值(步骤S3：否)，则由控制装置4判断切线是否完成(步骤S5)，在控制装置4判断为切线完成的情况下(步骤S5：是)，结束本处理，在控制装置4判断为切线尚未完成的情况下(步骤S5：否)，返回步骤S2。

在步骤S4中，驱动控制部45使脉冲电动机2的驱动速度减小并使输出扭矩增大后，负载扭矩计算部43计算由指令脉冲检测部42检测到的从脉冲输出部41传送至脉冲电动机2的指令脉冲，和由编码器3检测到的从脉冲电动机2输出至输出轴2a的输出脉冲之间的相位差，基于该相位差计算施加在脉冲电动机2上的负载扭矩(步骤S6)。

然后，控制装置4判断计算出的负载扭矩是否为比基于存储在存储部44中的负载扭矩阈值数据44b的负载扭矩值T2大的值(也包括计算出的负载扭矩与负载扭矩值T2为相同的值)(步骤S7)。这里，如果判断为计算出的负载扭矩为大于或等于负载扭矩值T2的值(步骤S7：是)，则驱动停止部45停止从脉冲输出部41向脉冲电动机2传送指令脉冲，使脉冲电动机2的驱动停止(步骤S8)，在设置于缝纫机100上的操作面板等上进行错误显示(步骤S9)。

另一方面，如果控制装置4判断为计算出的负载扭矩为小于负载扭矩值T2的值(步骤S7：否)，则驱动控制部45改变从脉冲输出部42传送至脉冲电动机2的指令脉冲，减小脉冲电动机2的驱动速度，并增大来自脉冲电动机2的输出扭矩(步骤S10)。

然后，控制装置4判断是否完成切线(步骤S11)，在控制装置4判断为切线完成的情况下(步骤S11：是)，结束本处理，在控制装置4判断为切线尚未完成的情况下(步骤S11：否)，返回步骤S6。

<实施方式的作用效果>

如上所述，根据缝纫机100，切线作业是通过驱动脉动电动机2，使切线机构1动作而进行的。此时，指令脉冲检测部42检测从脉冲输出部41输入至脉冲电动机2的指令脉冲。另外，编码器3检测由指令脉冲驱动的脉冲电动机2的输出脉冲。

如果检测出指令脉冲及输出脉冲，则负载扭矩计算部43计算由指令脉冲检测部42检测到的指令脉冲和由编码器3检测到的脉冲间的相位差，基于该相位差计算施加在脉冲电动机上的负载扭矩。

然后，在由负载扭矩计算部43计算出的负载扭矩大于存储在存储部44a中的负载扭矩的阈值数据44a的情况下，驱动控制部45减小脉冲电动机2的驱动速度，并增大输出扭矩。

由此，在判断为由负载扭矩计算部43计算出的负载扭矩大于存储在存储部44中的负载扭矩的阈值数据44a，换言之，缝线粗于作为基准的粗细，切断时施加较大的负载扭矩的情况下，可以利用驱动控制部45增大脉冲电动机2的输出扭矩。

由此，因为可以仅在需要较大的负载扭矩的情况下，增大脉冲电动机2的输出扭矩，所以无需使脉冲电动机2大型化就可以抑制切线不良。

另外，在由负载扭矩计算部43计算出的负载扭矩大于存储在存储部44中的负载扭矩的阈值数据44b的情况下，驱动停止部46停止脉冲电动机2的驱动。

由此，在判断为由负载扭矩计算部43计算出的负载扭矩大于存储在存储部44中的负载扭矩的阈值数据44b，换言之，切线机构1与缝针6接触而在脉冲电动机2上施加较大负载扭矩的情况下，可以利用驱动停止部46停止脉冲电动机2的驱动。

由此，在上述情况下，因为可以通过停止脉冲电动机2的驱动，使切线机构1的动作也停止，所以，即使在使缝针6下降的状态下进行切线也可以防止断针。

(其它)

另外，本发明不仅限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，采用控制装置4具有驱动控制部45和驱动停止部46的结构，但也可以采用具有两者中任意一个的结构。

另外，对于驱动控制部45，因为仅定义了一个阈值，所以只进行是粗线还是细线的判断，但也可以通过设定多个阈值，而与缝线的粗细对应地进一步细化脉冲电动机2的驱动控制。

Claims (2)

1.一种缝纫机，其特征在于，具有：

切线机构，其在针板下方切断穿入缝针中的缝线；

作为驱动源的脉冲电动机，其使前述切线机构动作；

脉冲输出单元，其在驱动前述脉冲电动机时，向该脉冲电动机输入指令脉冲；

指令脉冲检测单元，其检测从前述脉冲输出单元输入至前述脉冲电动机的指令脉冲；

输出脉冲检测单元，其检测来自前述脉冲电动机的输出脉冲；

负载扭矩计算单元，其计算由前述指令脉冲检测单元检测到的指令脉冲和由前述输出脉冲检测单元检测到的脉冲间的相位差，基于该相位差计算施加在前述脉冲电动机上的负载扭矩；

粗细判断用阈值存储单元，其用于存储负载扭矩的阈值，该阈值是在判断穿入缝针中的缝线是否粗于作为基准的粗细时，位于其判断边界条件处的施加在前述脉冲电动机上的负载扭矩的阈值；

驱动控制单元，其在由前述负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在前述粗细判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值的情况下，减小前述脉冲电动机的驱动速度，并增大输出扭矩；

接触判断用阈值存储单元，其用于存储负载扭矩的阈值，该阈值是在判断前述切线机构是否与缝针接触时，位于其判断边界条件处的施加在前述脉冲电动机上的负载扭矩的阈值；以及

驱动停止单元，其在由前述负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在前述接触判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值的情况下，使前述脉冲电动机的驱动停止。

2.一种缝纫机，其特征在于，具有：

切线机构，其在针板下方切断穿入缝针中的缝线；

作为驱动源的脉冲电动机，其使前述切线机构动作；

脉冲输出单元，其在驱动前述脉冲电动机时，向该脉冲电动机输入指令脉冲；

指令脉冲检测单元，其检测从前述脉冲输出单元输入至前述脉冲电动机的指令脉冲；

输出脉冲检测单元，其检测来自前述脉冲电动机的输出脉冲；

负载扭矩计算单元，其计算由前述指令脉冲检测单元检测到的指令脉冲和由前述输出脉冲检测单元检测到的脉冲间的相位差，基于该相位差计算施加在前述脉冲电动机上的负载扭矩；

接触判断用阈值存储单元，其用于存储负载扭矩的阈值，该阈值是在判断前述切线机构是否与缝针接触时，位于其判断边界条件处的施加在前述脉冲电动机上的负载扭矩的阈值；以及

驱动停止单元，其在由前述负载扭矩计算单元计算出的负载扭矩大于存储在前述接触判断用阈值存储单元中的负载扭矩的阈值的情况下，使前述脉冲电动机的驱动停止。

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