TWI709676B - Sewing machine having automatically controlling process, and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本發明涉及縫紉機,尤其涉及一種具有自動控制機制的縫紉機,以及縫紉機的自動控制方法。 The invention relates to a sewing machine, in particular to a sewing machine with an automatic control mechanism, and an automatic control method of the sewing machine.
於正常無特殊需求之狀況下,縫紉機的操作技工通常會以最高的運轉速度來操作縫紉機,以求機縫紉機全速運行並得到最高工作效率。在特定情況下,操作技工會適當調降縫紉機的運轉速度,以求縫紉機不會有機件損壞而導致生產進度停擺的問題產生。 Under normal conditions without special requirements, the sewing machine operator will usually operate the sewing machine at the highest operating speed in order to run the sewing machine at full speed and obtain the highest work efficiency. Under certain circumstances, the operating technicians should appropriately reduce the operating speed of the sewing machine, so that the sewing machine will not be damaged and the production schedule will stop.
具體地,縫紉機在運作時,其縫針穿刺布料時所承受的反作用力會隨著馬達的運轉速度增加而變大,並且當布料的厚度越厚時,鍵針的上述反作用力也會越大。若縫紉機在馬達高速運轉下控制縫針穿刺一定厚度以上的布料,其產生的反作用力可能會大於縫針本身可承受之力量而使得鍵針斷裂。 Specifically, when the sewing machine is in operation, the reaction force experienced by the needle when it pierces the cloth will increase as the operating speed of the motor increases, and the greater the thickness of the cloth, the greater the reaction force of the key needle. If the sewing machine controls the sewing needle to pierce the cloth with a certain thickness under the high-speed motor operation, the reaction force generated by the sewing machine may be greater than the force that the sewing needle itself can bear, causing the key needle to break.
為了避免鍵針在縫紉機的運作過程中斷裂,操作技工須在縫紉機運作時以自身的視覺及/或觸覺來觀察當前布料的厚度變化,在布料變厚時迅速調降縫紉機的運轉速度以避免縫針斷裂,並且在布料變薄時恢復縫紉機的運轉速度以確保並維持生產效率。 In order to prevent the key needle from breaking during the operation of the sewing machine, the operator must observe the current thickness change of the fabric with his own vision and/or touch when the sewing machine is operating, and quickly reduce the operating speed of the sewing machine when the fabric thickens to avoid stitches Break, and restore the operating speed of the sewing machine when the cloth becomes thinner to ensure and maintain production efficiency.
由上述說明可看出,目前的縫紉機需要高度仰賴操作技工自身以極高的專注力及反應能力來進行操作,如此才能夠避免上述問題的發生。然而,高度的專注力和反應能力將會加速操作技工的疲勞程度,因此,如何在能夠維持生產效率及品質的前提下降低操作技工的疲勞程度,即為本領域的技術人員所潛心研究的課題。 It can be seen from the above description that the current sewing machine needs to rely heavily on the operator's own high concentration and reaction ability to operate, so as to avoid the occurrence of the above problems. However, a high degree of concentration and responsiveness will accelerate the fatigue of the operator. Therefore, how to reduce the fatigue of the operator while maintaining the production efficiency and quality is a topic that the technicians in this field have concentrated on. .
本發明的主要目的,在於提供一種具自動控制機制的縫紉機及其自動控制方法,可依據當前縫紉的布料的厚度來自動控制並改變馬達的運轉速度。 The main purpose of the present invention is to provide a sewing machine with an automatic control mechanism and an automatic control method thereof, which can automatically control and change the operating speed of the motor according to the thickness of the currently sewn cloth.
為了達成上述目的,本發明縫紉機主要是具有一控制單元、一操作介面、一布料感測單元、一馬達驅動單元及一馬達。該布料感測單元用以感測當前縫紉的一布料的厚度。當該布料的厚度落在一門檻值內時,該控制單元接受該操作介面發出的一指示向該馬達驅動器發出對應的一操作訊號,該馬達驅動器依據該控制單元的該操作訊號對應控制該馬達的一運轉速度。當該布料感測單元感測到該布料的厚度改變時,該控制單元自動產生一減速訊號並發送至該馬達驅動器,該馬達驅動器以該減速訊號取代原先的該操作訊號而改變該馬達的該運轉速度。 In order to achieve the above objective, the sewing machine of the present invention mainly has a control unit, an operating interface, a cloth sensing unit, a motor driving unit and a motor. The cloth sensing unit is used for sensing the thickness of a cloth currently being sewn. When the thickness of the cloth falls within a threshold, the control unit receives an instruction from the operation interface and sends a corresponding operation signal to the motor driver, and the motor driver correspondingly controls the motor according to the operation signal of the control unit One running speed. When the cloth sensing unit senses that the thickness of the cloth changes, the control unit automatically generates a deceleration signal and sends it to the motor driver. The motor driver replaces the original operation signal with the deceleration signal to change the motor's Operating speed.
本發明相較於相關技術所能達到的技術功效在於,依據布料的厚度來自動控制與限制馬達的運轉速度,可避免操作技工操作不慎而造成縫紉機損壞的問題。如此一來,本發明可有效輔助人工的操作,大幅降低縫紉機對於操 作技工熟練度、專注力及反應力之需求,藉此在避免上述問題發生的同時維持生產效率。 Compared with the related technology, the technical effect of the present invention is that it can automatically control and limit the running speed of the motor according to the thickness of the cloth, which can avoid the problem of the sewing machine being damaged by the operator's careless operation. In this way, the present invention can effectively assist manual operation and greatly reduce the operation The skill of the craftsman, concentration and reaction ability are required to avoid the above-mentioned problems while maintaining production efficiency.
1:縫紉機 1: Sewing machine
10:控制單元 10: Control unit
101:演算法 101: Algorithm
11:操作介面 11: Operation interface
12:馬達驅動單元 12: Motor drive unit
13:馬達 13: Motor
14:縫紉機主軸 14: Sewing machine spindle
15:布料感測單元 15: Cloth sensing unit
16:設定介面 16: Setting interface
17:顯示介面 17: display interface
18:平台 18: platform
19:送布牙 19: Feeding teeth
21:針棒 21: Needle bar
22:縫針 22: Stitch
3:抬壓腳機構 3: Presser foot mechanism
31:傳動軸 31: drive shaft
32:樞軸 32: pivot
33:壓布元件 33: Pressing element
4:布料 4: cloth
5:布料感測單元 5: Cloth sensing unit
H1:第一高度 H1: first height
H2:第二高度 H2: second height
S10~S30:控制步驟 S10~S30: Control steps
圖1為本發明的縫紉機方塊圖的第一具體實施例。 Fig. 1 is a first embodiment of a block diagram of a sewing machine of the present invention.
圖2為本發明的縫紉機運作示意圖的第一具體實施例。 Fig. 2 is a first embodiment of the operation schematic diagram of the sewing machine of the present invention.
圖3為本發明的位移量訊號示意圖的第一具體實施例。 FIG. 3 is a first specific embodiment of the schematic diagram of the displacement signal of the present invention.
圖4為本發明的控制流程圖的第一具體實施例。 Fig. 4 is a first specific embodiment of the control flowchart of the present invention.
圖5為本發明的縫紉機運作示意圖的第二具體實施例。 Fig. 5 is a second embodiment of the operation schematic diagram of the sewing machine of the present invention.
茲就本發明之一較佳實施例,配合圖式,詳細說明如後。 For a preferred embodiment of the present invention, with the drawings, the detailed description is as follows.
參閱圖1,為本發明的縫紉機方塊圖的第一具體實施例。本發明揭露了一種具自動控制機制的縫紉機(下面將於說明書中簡稱為縫紉機1),如圖1所示,所述縫紉機1至少包括控制單元10,以及與控制單元10電性連接的操作介面11、馬達驅動單元12及布料感測單元15。
Refer to Fig. 1, which is a first embodiment of the block diagram of the sewing machine of the present invention. The present invention discloses a sewing machine with an automatic control mechanism (hereinafter referred to as
所述控制單元10主要用以整合縫紉機1內部的電子元件並傳遞對應的電子訊號,於一實施例中,所述控制單元10可例如為微控制單元(Micro Control Unit,MCU)、處理器(Processor)或系統單晶片(System On a Chip)等,不加以限定。
The
所述操作介面11可為實體介面(例如由實體按鍵、開關、切換器、操縱桿等構成的介面)或虛擬介面(例如顯示在螢幕上的人機介面),使用者可對
通過操作介面11來對縫紉機1進行控制。於一實施例中,縫紉機1主要可通過操作介面11來接受使用者(例如為操作技工)的操控,以調整縫紉機1的運作模式、運作速度等參數。
The
如圖1所示,所述馬達驅動單元12電性連接縫紉機1的馬達13,並且依據控制單元10的控制來調整馬達13的運轉速度。
As shown in FIG. 1, the
具體地,當使用者在操作介面11上進行了操作後,操作介面11會依據使用者的操作行為產生對應的控制指令,並將控制指令傳送至控制單元10(例如以線控方式送出電子訊號至控制單元10)。在正常運作的情況下,縫紉機1的控制權預設屬於操作介面11,即,使用者可以通過操作介面11完全掌控縫紉機1的運作。於此情況下,控制單元10將依據所接收的控制指令產生對應的操作訊號,並將操作訊號傳送至馬達驅動單元12。
Specifically, after the user performs an operation on the
本實施例中,控制單元10產生的操作訊號亦為一種電子訊號。馬達驅動單元12接收控制單元10發出的操作訊號後,即可依據操作訊號輸出對應的電力給馬達13,藉以驅動馬達13進行運轉。其中,馬達驅動單元12所輸出的電力大小係對應至所述操作訊號的內容,藉此,馬達驅動單元12可確保馬達13運轉於特定的運轉速度(即,令馬達13的運轉速度對應至使用者的操作行為)。
In this embodiment, the operation signal generated by the
如圖1所示,所述馬達13主要是安裝於縫紉機主軸14上,通過馬達13的運轉,可帶動縫紉機主軸14控制縫紉機1上的縫紉構件(容後詳述),藉此實現縫紉動作。本發明中,馬達13的運轉速度即對應至所述縫紉構件的運作效率(於一定範圍內,馬達13的運轉速度越快,代表縫紉構件能達成的運作效率越高)。
As shown in FIG. 1, the
本發明的其中一項技術特徵在於,當縫紉機1對布料(如圖2所示的布料4)進行縫紉動作時,控制單元10可主動或被動地控制布料感測單元15持續感測布料4的當前厚度,並且於感測到布料4的厚度改變時切換縫紉機1的所述控制權。
One of the technical features of the present invention is that when the
具體地,本發明的縫紉機1可將運作模式至少區分為正常運作模式以及限制運作模式。於正常運作模式下,控制單元10會將縫紉機1的控制權交給操作介面11(即,使用者可全權控制線紉機1),換句話說,使用者可通過操作介面11直接控制馬達13的運轉速度,藉此控制縫紉機1整體的運作效率。
Specifically, the
如前文所述,若布料4的厚度太厚,則當縫紉機1以較高的運轉速度運作時,可能會造成縫針(如圖2所示的縫針22)的斷裂。本發明中,控制單元10係控制所述布料感測單元15持續感測布料4的厚度,於布料4的厚度沒有改變(即,與初始厚度相同)或是未超出預設的門檻值時,令縫紉機1運作於上述正常運作模式(即,將控制權交給操作介面11)。並且,控制單元10於布料感測單元15感測到布料4的厚度改變(即,相異於初始厚度)或是超出門檻值時,令縫紉機1運作於所述限制運作模式。
As mentioned above, if the thickness of the
於所述限制運作模式中,控制單元10主要是將縫紉機1的控制權從操作介面11移轉至控制單元10,以由控制單元10本身依照預設的腳本控制馬達13的運轉速度,藉此將縫紉機1限制在一個特定運作效率。換句話說,當縫紉機1處於所述限制運作模式時,無論使用者在操作介面11上進行了什麼樣的操作行為,馬達驅動單元12皆只會聽從控制單元10的命令而使得馬達13運轉在一個特定運轉速度。
In the restricted operation mode, the
於一實施例中,所述特定運轉速度指的是在布料4的當前厚度下,不會造成縫針22斷裂的最快運轉速度。上述特定運轉速度可由縫紉機1的製造商經過大量實驗測試後所得出,並且直接記錄於控制單元10的韌體中,但不以此為限。
In one embodiment, the specific operating speed refers to the fastest operating speed that does not cause the
具體地,當控制單元10從布料感測單元15取得布料4的相關資訊,並且判斷布料4的當前厚度改變,或是當前厚度超出了預設的門檻值時,會自動向操作介面11取回縫紉機1的控制權,並且自動產生一組減速訊號,同時將所產生的減速訊號傳送至馬達驅動單元12。本實施例中,所述門檻值對應至布料4的一個特定厚度,當縫紉機1的馬達13運轉於最高運轉速度且布料4超過所述特定厚度時,將會造成縫針22的斷裂。
Specifically, when the
於所述限制運作模式下,由於控制權屬於控制單元10,因此馬達驅動單元12接收具有控制權的控制單元10所發出的所述減速訊號後,會以減速訊號取代原先取得的操作訊號(或直接捨棄操作訊號),並且依據減速訊號的內容來修改馬達13的運轉速度(即,修改輸出的電力大小),藉此令馬達13的運轉速度符合限制運作模式的需求。
In the restricted operation mode, since the control right belongs to the
於一實施例中,控制單元10在每次進入限制運作模式時所產生的減速訊號都是相同的,藉此,馬達驅動單元12每次收到減速訊號後都會驅動馬達13運轉在相同的運轉速度。於另一實施例中,控制單元10在進入限制運作模式後,可依據布料4的當前厚度來產生對應內容的減速訊號,藉此,馬達驅動單元12可驅動馬達13運轉在不會造成縫針22斷裂的最快運轉速度。
In one embodiment, the deceleration signal generated by the
具體地,所述控制單元10可內含一個演算法101,所述演算法101可以取得布料感測單元15的感測訊號,並且對感測訊號進行運算以判斷布料4
的當前厚度。進一步,所述演算法101還可依據當前厚度執行查表運算(lookup table),藉此產生具有可對應至當前厚度的內容的所述減速訊號。如此一來,控制單元10可通過減速訊號的產生與發送來令馬達13運轉在最適當的運轉速度。惟,上述僅為本發明的具體實施範例,但不應以上述者為限。
Specifically, the
本發明中,無論處於所述正常運作模式或是限制運作模式,控制單元10都會持續取得布料感測單元15的感測訊號。當縫紉機1運作於所述限制運作模式,且控制單元10藉由感測訊號判斷布料4的當前厚度已經恢復至所述門檻值內時,即可將縫紉機1的控制權歸還給操作介面11(即,令使用者可通過操作介面11重新掌握縫紉機1的控制權),使得縫紉機1恢復至所述正常運作模式。
In the present invention, regardless of the normal operation mode or the restricted operation mode, the
具體地,當布料4的當前厚度恢復至門檻值內時,代表布料4的厚度變薄,且縫紉機1不再具有縫針22斷裂的風險,因此,控制單元10可允許使用者自行控制馬達13的運轉速度,即,允許使用者自行調控縫紉機1的運作效率。當控制權歸還給操作介面11後,控制單元10停止產生並發送所述減速訊號。並且,控制單元10持續自操作介面11接收因使用者的操作行為而產生的所述控制指令,並且依據控制指令的內容重新產生所述操作訊號。所述馬達驅動單元12在縫紉機1恢復至正常運作模式後,即可捨棄前述的減速訊號,並且依據控制單元10再次發出的操作訊號來調整輸出電力,藉此恢復馬達13的運轉速度。
Specifically, when the current thickness of the
如圖1所示,本發明的縫紉機1還具有電性連接控制單元10的設定介面16及顯示介面17。所述設定介面16可接受使用者的操控,以設定縫紉機1相關的系統控制參數,使得縫紉機1可以適用於各種狀態的系統自動控制
需求。所述顯示介面17可用以顯示使用者通過設定介面16所進行的各項設定,以令使用者清楚瞭解目前的各項系統控制參數。上述的設定介面16與顯示介面17可分別為實體介面或虛擬介面,不加以限定。
As shown in FIG. 1, the
續請參閱圖2,為本發明的縫紉機運作示意圖的第一具體實施例。 Please continue to refer to FIG. 2, which is a first embodiment of the operation schematic diagram of the sewing machine of the present invention.
如圖2所示,本發明的縫紉機1還具有水平設置的一個平台18,所述平台18用以放置要進行縫紉的所述布料4。如前文所述,縫紉機1的馬達13主要是安裝於縫紉機主軸14中,並且縫紉機主軸14藉由連動構件(圖未標示)連接垂直與平台18設置的針棒21,針棒21於靠***台18的一端設置有所述縫針22。當馬達13運轉時可帶動縫紉機主軸14,並且縫紉機主軸14可帶動針棒21與縫針22進行上下運動,藉此通過縫針22對平台18上的布料4進行縫紉動作。
As shown in Fig. 2, the
如圖2所示,所述平台18的底面設置有送布牙19,所述送布牙19可穿透平台18底面而接觸布料4。在縫紉機1運作時,送布牙19受控沿著第一方向(即,圖2中的箭頭方向)轉動,以將平台18上的布料4朝第一方向推送。平台18的頂面還設置有抬壓腳機構3,所述抬壓腳機構3受控以一定的貼壓力量將布料4貼壓於送布牙19上,並且抬壓腳機構3會送著布料4的推送而產生位移(主要為上下方向的位移)。
As shown in FIG. 2, the bottom surface of the
於一實施例中,本發明的布料感測單元15設置在縫紉機1上的適當位置,並通過機械或電子方式感測所述抬壓腳機構3的位移量(例如與抬壓腳機構3直接連接或電性連接)。更具體地,所述布料4被夾在抬壓腳機構3與送布牙19之間,故抬壓腳機構3底面與送布牙19頂面間的高度即為布料4的當前厚度,也是抬壓腳機構3於Z軸方向(即,上下方向)的位移量。也就是說,當
布料4的當前厚度變厚時,抬壓腳機構3的位移量會增加,而當布料4的當前厚度變薄時,抬壓腳機構3的位移量會減少。
In one embodiment, the
請同時參閱圖3,為本發明的位移量訊號示意圖的第一具體實施例。圖3用以描述布料感測單元15所產生的電子訊號。本實施例中,布料感測單元15經過感測後所產生的電子訊號,是用來代表抬壓腳機構3的位移量的位移量訊號。
Please also refer to FIG. 3, which is a first specific embodiment of the schematic diagram of the displacement signal of the present invention. FIG. 3 is used to describe the electronic signal generated by the
如圖3所示,當布料4的厚度改變時(圖3中以變厚為例),布料感測單元15產生的位移量訊號即隨著抬壓腳機構3的位移量提昇而大幅改變。本發明中,所述控制單元10持續接收布料感測單元15感測後產生的電子訊號,並且通過演算法101對電子訊號進行分析與運算,藉此依據抬壓腳機構3的位移量來計算出布料4的當前厚度。如此一來,控制單元10可依據布料4的當前厚度決定要令縫紉機1維持運作在正常運作模式,或是切換至限制運作模式。
As shown in FIG. 3, when the thickness of the
於一實施例中,控制單元10只要依據所述位移量訊號判斷布料4的厚度改變,並且是厚度變厚時,即控制縫紉機1進入所述限制運作模式(即,收回操作介面11的控制權)。並且,控制單元10於依據所述位移量訊號判斷布料4的厚度再次改變,並且是厚度變薄時,控制縫紉機1恢復所述正常運作模式(即,歸還控制權給操作介面11)。
In one embodiment, as long as the
於另一實施例中,控制單元10可預設一個門檻值(例如對應至位移範圍的位移門檻值,或是對應至厚度範圍的厚度門檻值)。當控制單元10依據位移量訊號判斷布料4的厚度改變,並且改變後的厚度大於所述門檻值時,控制縫紉機1進入所述限制運作模式。並且,當控制單元10依據位移量訊號判斷布
料4的厚度改變,並且改變後的厚度恢復至門檻值內時,控制縫紉機1恢復所述正常運作模式。
In another embodiment, the
回到圖2。所述抬壓腳機構3主要包括了可垂直於平台18進行上下方向移動的傳動軸31、設置於傳動軸上靠***台18的一端的樞軸32、以及通過樞軸樞接於傳動軸31並可基於樞軸32搖擺的壓布元件33。本實施例中,抬壓腳機構3主要是通過壓布元件33將布料4貼壓於送布牙19上。本實施例中所指的抬壓腳機構3與送布牙19間的距離,指的是壓布元件33的底面與送布牙19的頂面間的距離。
Back to Figure 2. The presser
於一實施例中,所述布料感測單元15主要是持續感測壓布元件33與送布牙19間的相對高度變化量,即,布料感測單元15所產生的電子訊號,亦可為代表高度變化量的變化量訊號。所述控制單元10從布料感測單元15接收所述電子訊號後,即可通過演算法101對電子訊號(即,所述相對高度變化量)進行分析與運算,進而得到布料4的當前厚度。
In one embodiment, the
如圖2所示,由於抬壓腳機構3經由壓布元件33將布料4貼壓於送布牙19上,因此壓布元件33與送布牙19間的距離(即,第一高度H1)即為布料4的當前厚度。當布料4變厚時,壓布元件33與送布牙19間的距離會變更為第二高度H2。本實施例中,所述布料感測單元15是感測第二高度H2相對於第一高度H1的變化量,並依據此變化量來產生所述電子訊號。
As shown in FIG. 2, since the
於上述實施例中,控制單元10可以在壓布元件33與送布牙19間的距離為第一高度H1時,判斷布料4的當前厚度位於門檻值內,因此令縫紉機1維持在正常運作模式。當壓布元件33與送布牙19間的距離變更為第二高度H2時,控制單元10可判斷布料4的當前厚度改變且超過門檻值,因此令縫紉機1
進入限制運作模式。而當壓布元件33與送布牙19間的距離由第二高度H2變回第一高度H1時,控制單元10可判斷布料4的當前厚度恢復至門檻值內,因此令縫紉機1恢復至正常運作模式。由此可看出,通過本發明的技術方案,確實可在不仰賴使用者的高度專注力及反應力的前提下,以縫紉機1的自動控制程序來維持縫紉機1的運作效率並同時避免縫針22斷裂的風險,實相當便利。
In the above embodiment, the
續請參閱圖4,為本發明的控制流程圖的第一具體實施例。本發明進一步揭露了一種自動控制方法,所述自動控制方法主要應用於如圖1及圖2所示的縫紉機1。通過本發明的自動控制方法,縫紉機1的使用者可以不需付出高度的專注力及反應能力,而可由縫紉機1自行監控布料的當前厚度,並且依據當前厚度來自動限制馬達的運轉速度,藉此避免因布料過厚且馬達的運轉速度過快而造成縫針斷裂的問題。
Please continue to refer to FIG. 4, which is the first specific embodiment of the control flowchart of the present invention. The present invention further discloses an automatic control method, which is mainly applied to the
如圖4所示,要使用本發明的自動控制方法,首先使用者需啟動所述縫紉機1(步驟S10)。於縫紉機1啟動後,所述控制單元10即控制布料感測單元15持續感測布料4的當前厚度(步驟S12)。於一實施例中,布料感測單元15於步驟S12中是感測所述抬壓腳機構3的位移量變化,並且控制單元10依據位移量變化來計算布料4的當前厚度。於另一實施例中,布料感測單元15於步驟S12中是感測所述壓布元件33與送布牙19間的相對高度變化量,並且控制單元10依據相對高度變化量來計算布料4的當前厚度。
As shown in Fig. 4, to use the automatic control method of the present invention, the user first needs to start the sewing machine 1 (step S10). After the
值得一提的是,控制單元10可以在縫紉機1通電啟動後,自動控制布料感測單元15開始對布料4進行感測,或是在使用者觸發了縫紉機1的感測功能後,再依據使用者的控制來致能布料感測單元15,不加以限定。
It is worth mentioning that the
控制單元10持續接收布料感測單元15感測後產生的電子訊號,依據電子訊號的內容計算布料4的當前厚度,並且判斷布料4的當前厚度是否超出預設的門檻值(步驟S14)。於一實施例中,所述門檻值為在馬達13的最高運轉速度下,可能會造成縫針22斷裂的布料厚度。惟,上述僅為本發明的其中一個實施範例,不應以此為限。
The
若布料4的當前厚度沒有超出所述門檻值,則於本實施例中,控制單元10會將縫紉機1的控制權交給操作介面11(步驟S16),即,令縫紉機1處於所述正常運作模式。於正常運作模式下,使用者可以通過操作介面11對縫紉機1進行全面的控制,即,使用者可以任意調整馬達13的運轉速度(即,縫紉機1的運作效率)。
If the current thickness of the
於正常運作模式下,控制單元10會通過操作介面11持續接收因使用者的操作行為所產生的控制指令(步驟S18),並且依據控制指令的內容來產生對應的操作訊號,再將所產生的操作訊號傳送至馬達驅動單元12(步驟S20)。馬達驅動單元12可從控制單元10接收所述操作訊號,並且依據操作訊號的內容輸出對應的電力至馬達13,以控制馬達13的運轉速度,使得馬達13的運轉速度符合使用者的操作行為(步驟S22)。
In the normal operation mode, the
若於步驟S14中判斷布料4的當前厚度超出了所述門檻值,則控制單元10會從操作介面11處取回縫紉機1的控制權(S24),以令縫紉機1從正常運作模式進入所述限制運作模式。於所述限制運作模式下,控制單元10會依據預設的腳本自動產生一個減速訊號,並且傳送減速訊號至馬達驅動單元12(步驟S26)。馬達驅動單元12從控制單元10接收所述減速訊號後,會以減速訊號取
代先前取得的操作訊號並據以修改輸出電力,藉此修改馬達13的運轉速度,使得馬達13的運轉速度符合控制單元10發出的減速訊號的內容(步驟S28)。
If it is determined in step S14 that the current thickness of the
值得一提的是,於所述限制運作模式下,使用者仍可持續對操作介面11進行操作,並且操作介面11可依據使用者的操作行為持續產生並發出所述控制指令。然而,因為在限制運作模式時縫紉機1的控制權在控制單元10上,因此控制單元10會無視於操作介面11發出的控制指令(或是於接收後捨棄控制指令),並以自身產生的減速訊號來對馬達驅動單元12進行控制。
It is worth mentioning that in the restricted operation mode, the user can still continue to operate the operating
本發明中,所述減速訊號的內容主要對應至在目前感測到的布料厚度下,不會造成縫針22斷裂的馬達13最高運轉速度。換句話說,只要馬達驅動單元12依據減速訊號的內容來控制馬達13的運轉速度,就不會有縫針22因布料4的當前厚度過厚而斷裂的情況產生。惟,上述僅為本發明的其中一個實施範例,不應以此為限。
In the present invention, the content of the deceleration signal mainly corresponds to the maximum operating speed of the
於一實施例中,控制單元10可以在每次進入限制運作模式後,都產生內容相同的減速訊號,藉此限制馬達13運轉於相同的運轉速度。
In one embodiment, the
於另一實施例中,控制單元10可在進入限制運作模式後,通過演算法101對布料4的當前厚度進行運算,以取得在該厚度下不會造成縫針22斷裂的最高運轉速度,並且依該最高運轉速度來產生所述減速訊號。於此實施例中,雖然縫紉機1運作在限制運作模式,但馬達13仍可隨著布料4的當前厚度而改變其運轉速度,藉此有效地維持縫紉機1的運作效率。
In another embodiment, the
於縫紉機1的運作過程中,控制單元10持續判斷使用者的操作是否結束(步驟S30),並且於操作結束前持續執行前述步驟S12至步驟S28,以令
縫紉機1依據布料4的當前厚度反覆地於由使用者控制馬達轉速的正常運作模式和由系統自動控制馬達轉速的限制運作模式之間進行動態切換。
During the operation of the
值得一提的是,若縫紉機1運作於所述限制運作模式,且控制單元10於步驟S14中判斷布料4的當前厚度恢復至門檻值內時,控制單元10會進一步將控制權歸還給操作介面11,並且依據操作介面11發出的控制指令來重新產生操作訊號。馬達驅動單元12在從控制單元10處取得所述操作訊號後,即可以操作訊號取代先前取得的減速訊號以修改輸出電力,藉此恢復馬達13的運轉速度,使得馬達13的運轉速度重新符合使用者的操作行為。
It is worth mentioning that if the
通過本發明的自動控制方法,縫紉機可以在布料的厚度較薄時令使用者完全掌握縫紉機1的控制權,以得到最佳的運作效率;而在布料變厚時,縫紉機可自動控制並限制馬達的運轉速度,藉此在不過度仰賴使用者的專注力及反應力的前提下,以自動控制的方式避免縫針斷裂的問題。
Through the automatic control method of the present invention, the sewing machine can enable the user to fully control the control of the
續請參閱圖5,為本發明的縫紉機運作示意圖的第二具體實施例。 Please continue to refer to FIG. 5, which is a second specific embodiment of the operation schematic diagram of the sewing machine of the present invention.
於前述實施例中,布料感測單元15主要是感測抬壓腳機構3的位移量(或相對高度變化量)並產生對應的電子訊號,藉此令控制單元10計算出布料4的當前厚度。本實施例揭露了另一種布料感測單元5,如圖5所示,所述布料感測單元5可為攝影機,而控制單元10的演算法101可為一種影像辨識演算法。。
In the foregoing embodiment, the
本實施例中,所述布料感測單元5主要可設置於平台18的一側,並且朝向布料4的放置位置進行影像擷取動作。控制單元10可於縫紉機1的運作過程中控制布料感測單元5持續擷取布料4的影像,並且控制單元10可通過
影像辨識演算法對布料4的影像進行影像辨識,藉此依據辨識結果判斷布料4的當前厚度。
In this embodiment, the
於一實施例中,控制單元10可從影像中擷取出布料4的影像,並對布料4的影像進行影像辨識以直接判斷布料4的當前厚度。於另一實施例中,控制單元10可從影像中擷取出所述壓布元件33與送布牙19的影像,對壓布元件33與送布牙19的影像進行影像辨識以判斷出壓布元件33與送布牙19間的相對高度,並且再依據相對高度來計算出布料4的當前厚度。
In one embodiment, the
以上所述僅為本發明之較佳具體實例,非因此即侷限本發明之專利範圍,故舉凡運用本發明內容所為之等效變化,均同理皆包含於本發明之範圍內,合予陳明。 The above are only preferred specific examples of the present invention, and are not limited to the scope of the patent of the present invention. Therefore, all equivalent changes made by using the content of the present invention are included in the scope of the present invention in the same way. Bright.
1:縫紉機 1: Sewing machine
10:控制單元 10: Control unit
101:演算法 101: Algorithm
11:操作介面 11: Operation interface
12:馬達驅動單元 12: Motor drive unit
13:馬達 13: Motor
14:縫紉機主軸 14: Sewing machine spindle
15:布料感測單元 15: Cloth sensing unit
16:設定介面 16: Setting interface
17:顯示介面 17: display interface
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108116775A TWI709676B (en) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | Sewing machine having automatically controlling process, and method for controlling the same |
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TWI709676B true TWI709676B (en) | 2020-11-11 |
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Citations (2)
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CN201817684U (en) * | 2010-07-02 | 2011-05-04 | 吴国溶 | Automatic speed reducer for sewing machine processing excessively thick sewing materials |
CN104178940A (en) * | 2014-08-15 | 2014-12-03 | 上海富山精密机械科技有限公司 | Cloth taking device for sewing machine capable of taking and feeding cloth fully automatically |
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2019
- 2019-05-15 TW TW108116775A patent/TWI709676B/en active
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