專利名稱：包括用于檢測縫料厚度的傳感器的縫紉機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括檢測縫料/工件厚度的傳感器的縫紉機。
背景技術(shù)：
從DE3528295C2(相應(yīng)于美國專利4686917)已知一種這種類型的縫紉機，其中縫料的厚度由位于從縫紉的方向看去的針跡形成位置的上游的一感應(yīng)桿所檢測，感應(yīng)桿的角位置通過一電子測量元件轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的測量值。根據(jù)測量值，通過一電子控制系統(tǒng)將開關(guān)/切換命令發(fā)送給縫紉機的伺服馬達(dá)，以例如用于調(diào)節(jié)交替操作的壓腳的提升行程。
缺陷在于，感應(yīng)桿位于壓腳正上游操作者操縱縫料的工作區(qū)域中。必須小心地將縫料插入縫紉機的針跡形成區(qū)域以將縫料定位于感應(yīng)桿之下。當(dāng)縫紉時，操作者必須確保不妨礙感應(yīng)桿的操作。此外，當(dāng)形成弓形/弧形線縫時感應(yīng)桿干涉縫料的進(jìn)給?？傊?，可以說不能避免感應(yīng)桿對操作者的工作區(qū)域的干擾影響。
DE3717601A1已知了一種用于縫紉機的縫料檢測器，其中，位于縫紉機的針跡形成位置的上游的感應(yīng)桿的位置與一電位計動力學(xué)連接。發(fā)出相應(yīng)于被掃描縫料的厚度的測量值。盡管可以通過這種方法檢測縫料的厚度，但是這種縫料檢測器也存在有感應(yīng)桿的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種帶有傳感器的這種類型的縫紉機，并確保一種不受妨礙的操作模式。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過這種具有用于檢測縫料厚度的傳感器的縫紉機來實現(xiàn)這一目的，它包括以下特征
a)一具有用于縫料的一支承板的基板；b)一具有包含一頭部的一相鄰臂的形成于所述支承板上的支柱；c)一具有一縫紉針的針跡形成位置；d)一用于沿進(jìn)給方向進(jìn)給所述縫料的進(jìn)給裝置；e)所述傳感器具有一用于將相應(yīng)于所述針跡形成位置的上游的所述縫料的厚度的測量值發(fā)送給一電子控制系統(tǒng)的線路；f)所述控制系統(tǒng)包括一用于根據(jù)所檢測的厚度將開關(guān)命令發(fā)送給所述縫紉機上的至少一個調(diào)節(jié)元件和/或一驅(qū)動馬達(dá)的單元；其中，g)所述傳感器是一包括一發(fā)射部件和一接收部件的超聲波傳感器；以及h)所述發(fā)射部件和所述接收部件位于沿所述進(jìn)給方向的所述針跡形成位置的上游并且位于所述縫紉機的所述頭部上且在支承板上方距離a處。
根據(jù)本發(fā)明的測量可以依據(jù)發(fā)送的聲音脈沖和接收的回聲信號之間的時間間隔來確定離縫紉機支承板和離置于其上的一工件的距離。這樣形成了不受任何影響的操作者的一個工作區(qū)域。超聲波傳感器的測定在發(fā)送和回聲返回之間的時間間隔而不是檢測聲音強度的(特性)保證干擾環(huán)境的影響被基本排除，使不論其顏色、透明度和其他物理性能如何的很大范圍內(nèi)的各種材料都可被檢測，例如皮革或絲絨。另一個優(yōu)點在于甚至可以在粉塵環(huán)境中進(jìn)行厚度測量。
根據(jù)本發(fā)明的一種方案，所述發(fā)射部件和所述接收部件位于一殼體內(nèi)，這樣有助于實施一種節(jié)省空間式的構(gòu)造，使操作者的工作區(qū)域視野幾乎不受影響。
根據(jù)本發(fā)明的另外一種改進(jìn)，所述控制系統(tǒng)包括一用于記錄表示在所述縫紉機的所述傳感器和所述支承板之間的距離的值的第一存儲器，和一用于記錄表示所述縫料的厚度的第二值的第二存儲器。這樣使得能自動檢測該傳感器位于縫紉機的支承板的上方的距離。這具有可以用不同尺寸變化的部件將該傳感器安裝到縫紉機的臂上的優(yōu)點。也可以在修理縫紉機后安裝該傳感器，并且不需要專門的校準(zhǔn)工作。此外，這種改進(jìn)使得表示傳感器和縫紉機的支承板之間的距離的數(shù)值能被持續(xù)更新，排除了變化的空氣性能(壓力、溫度、濕度)對測量結(jié)果的任何影響。
根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)，所述控制系統(tǒng)包括一用于記錄表示所述第一縫料和一第二縫料的總厚度的第三值的第三存儲器。這樣提供了通過觸發(fā)一相應(yīng)的開關(guān)/切換功能來處理加厚部分-它通常也指各種厚度的縫料-的可能性。
按照本發(fā)明另一個方面的另一改進(jìn)，所述控制系統(tǒng)包括一用于記錄一作為第四值的最大厚度的第四存儲器，和一用于確定所述第四值和所述第二值或第三值的差值，以及用于防止當(dāng)所述差值小于或等于零時觸發(fā)開關(guān)命令的比較器-電路。由此獲得了一種特別的優(yōu)點，即，使得一個操作者能在針跡形成位置的正上游的傳感器的工作區(qū)域內(nèi)操作以送入縫料。在這種情況下，不考慮超聲波傳感器在例如檢測到操作者的手指或手時而傳遞給控制系統(tǒng)的超過一給定的最大厚度的測量結(jié)果。


下面結(jié)合附圖對示例性實施例的描述中，本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細(xì)節(jié)將變得明顯，其中圖1是縫紉機的頭部的視圖；圖2是根據(jù)圖1的箭頭II方向的縫紉機的比例縮小的正視圖；和圖3是縫紉機控制系統(tǒng)部分的示意說明圖。
具體實施例方式
一縫紉機1包括一具有從其向上延伸的支柱3的基板2和一以頭部5為端部的彎臂4。一臂軸6可在臂4內(nèi)旋轉(zhuǎn)運動；該臂軸在其支柱側(cè)與一手輪7連接。通過一帶傳動件8，手輪7連接到一固定在臂4上的驅(qū)動馬達(dá)9上。
在頭部5的內(nèi)部，臂軸6的自由端以已知方式連接到一用于致動針桿10的曲柄傳動機構(gòu)(未示出)上，針桿10的朝向基板2的一端設(shè)置有一縫紉針11。
一挑線桿12與該曲柄傳動機構(gòu)驅(qū)動連接，它的自由端13穿過在頭部5中的一孔14而突出。在孔14的一側(cè)，在頭部5上設(shè)置有一個電磁致動的緊線器15。在臂4的一側(cè)還設(shè)置有線環(huán)16、17。從一線卷/筒(未示出)向該縫紉機1提供線18，該線18被引導(dǎo)通過線環(huán)16到達(dá)緊線器15，從該緊線器被引導(dǎo)通過挑線桿12的端部13內(nèi)的一線環(huán)并從那里通過線環(huán)17并最終通過縫紉針11的針眼。
在該基板2上有安裝一具有用于針11通過的一針腳孔20的針板19。在針板19的下方有作為一與縫紉針11配合的一針跡形成元件的鉤件(未示出)。針11和針腳孔20構(gòu)成一針跡形成位置21。另外在針腳孔20的附近設(shè)置有一穿過針板19內(nèi)的相應(yīng)凹陷部的送布牙22。
一厚度為d1的第一縫料24放置在也稱為支承板23的基板2的頂側(cè)上。如圖1所示，一寬度為b的第二縫料25位于第一縫料24的頂部上。第二縫料25可以例如是要被縫紉到第一縫料24上的條狀物或滾邊織物或者任何其它形式的縫料加厚物。這種彼此疊放的兩縫料24、25形成的加厚縫料的厚度為d2。
一壓腳26支承在縫料24上，而一第二壓腳27位于一升高的位置，如圖1所示。該壓腳26、27是與臂軸6驅(qū)動連接的進(jìn)行交替操作的稱為壓力裝置28的組件。該壓腳26、27可以被交替地以高度c提升離開縫料24或縫料24和25的頂側(cè)，在縫紉機1運轉(zhuǎn)期間，可以通過一調(diào)節(jié)元件/侍服部件29調(diào)整該高度c。該壓力裝置28在上文提到的文獻(xiàn)中是已知的。
上述送布牙22是與臂軸6傳動連接的一進(jìn)給裝置30的一部分。與該加壓裝置28相結(jié)合，該進(jìn)給裝置30沿進(jìn)給方向31使縫料24或縫料24、25進(jìn)行一進(jìn)給運動。
一保持臂33固定地安裝在頭部5的一底面32上，其設(shè)置有一傳感器34的自由端沿著與進(jìn)給方向31相反的方向延伸。該傳感器34是一發(fā)射頻率范圍為0.1到1兆赫的聲波并且接收相應(yīng)的反射波的超聲波傳感器。這種類型的超聲波傳感器可在市場上購得。圖1中的一條虛線象征性地說明了這些聲波的聲程35。從進(jìn)給方向31看去，該聲程35位于針跡形成位置21的上游距該針跡形成位置距離e處。
根據(jù)圖3，該傳感器34包括均由一電子線路36觸發(fā)的一發(fā)射部件34a和一接收部件34b。相應(yīng)地，分別在發(fā)射部件34a和接收部件34b上示出了一發(fā)射聲束35a和一反射聲束35b。
在圖1和2中所示的優(yōu)選實施例中，傳感器34構(gòu)造成使發(fā)射部件34a、接收部件34b和線路36容納于一單獨的殼體內(nèi)。在這種情況下，燒結(jié)材料制成的傳感器體部用作發(fā)射部件和接收部件，并以高頻率的順序從一個向另一個交替切換。這種類型的傳感器由于需要較小空間而很優(yōu)良。對應(yīng)地，圖3示出了具有由兩端帶有箭頭的虛線大致示出的聲束35的傳感器34。
該線路36，驅(qū)動馬達(dá)9(在圖3中示意性地表示為一方框9a)、緊線器15(在圖3中示意性地表示為一方框15a)和調(diào)節(jié)元件29(在圖3中示意性地表示為一方框29a)電連接到作為一電子控制系統(tǒng)38的一部分的一輸入-輸出單元37上。該輸入-輸出單元37連接到一微處理器39上，該微處理器包括一具有一計算器-電路41和一比較器-電路42的計算機部分40，和一具有第一存儲器44、第二存儲器45、第三存儲器46和第四存儲器47的存儲區(qū)域43。該控制系統(tǒng)38電連接到一配備有一顯示單元49和一鍵盤50的操作面板48上。
縫紉機1的操作模式如下設(shè)想隨著接通電流并提供用于任何可能的氣動調(diào)節(jié)元件的壓縮空氣，使縫紉機1做好操作準(zhǔn)備，在這種情況下，支承板23是空載的，沒有任何待縫制縫料放置在上面。相應(yīng)地，傳感器34發(fā)出的聲程35作用于支承板23上。這通過啟動傳感器34而實現(xiàn)，因此一預(yù)定數(shù)目的聲波由發(fā)射部件34a發(fā)出并且由支承板23反射的聲波隨后作為回聲被接收部件34b接收。在這一過程中，測量在開始聲波發(fā)射和接收回聲之間的時間間隔。該時間間隔是一個與支承板23到傳感器34的距離a成比例的值，因而測量出距離a并隨后將其記錄在第一存儲器44中。連續(xù)重復(fù)上述過程。
插入縫料24后，以同樣的方法測量距離差，即a-d1，計算器-電路41能夠結(jié)合以前確定的距離a計算隨后記錄在第二存儲器45中的厚度d1。確定縫料24的厚度d1后，控制系統(tǒng)38設(shè)定馬達(dá)9和調(diào)節(jié)元件15及29的調(diào)整參數(shù)以便自動調(diào)整縫紉機用于縫紉縫料24。根據(jù)縫料的對應(yīng)厚度，包含在儲存于存儲區(qū)域43中的一個表中的分配給各個厚度的預(yù)先選定的調(diào)整數(shù)據(jù)被激活/啟動。
在縫紉過程中當(dāng)縫料24行進(jìn)時，一進(jìn)入邊51將到達(dá)傳感器34的工作區(qū)域之內(nèi)，用該傳感器，現(xiàn)在以上述方式確定厚度d2并將其記錄在第三存儲器46中。在已知結(jié)構(gòu)上給定的從該針跡形成位置21到傳感器34的距離e的條件下，控制系統(tǒng)38在馬達(dá)9和調(diào)節(jié)元件15及29如前調(diào)整的情況下考慮仍須縫紉一預(yù)定數(shù)目的針跡。一旦完成該數(shù)目的針跡，控制系統(tǒng)38就重新調(diào)整馬達(dá)9和調(diào)節(jié)元件15及29，這一新的調(diào)整對應(yīng)于考慮到縫料24和25的厚度d2的縫紉條件。
當(dāng)縫紉過程繼續(xù)進(jìn)行時，縫料25的一尾邊52到達(dá)傳感器34的工作范圍之內(nèi)，這再次使得馬達(dá)9和調(diào)節(jié)元件15及29像檢測到進(jìn)入邊51時那樣進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
當(dāng)操作縫紉機1時，計算機部分40與比較器-電路42一起持續(xù)地將所確定的距離d1和d2與記錄在第四存儲器47中的一個最大距離值D進(jìn)行比較。圖1通過一點劃線53示出了該最大值。這一過程確保當(dāng)操作者在傳感器34的工作范圍之內(nèi)操作縫料時所感應(yīng)的測量結(jié)果將被最終不考慮，以使得在所確定的縫料厚度d1或d2與D的差值小于或等于零時這些測量結(jié)果不觸發(fā)調(diào)節(jié)元件9，15，29的開關(guān)功能。
參考標(biāo)號列表1縫紉機 31進(jìn)給方向2基板 32表面3支柱 33保持臂4臂 34傳感器，34a發(fā)射部件，34b接收部件5頭部 35聲程6臂軸 36線路7手輪 37輸入-輸出單元8帶傳動件 38控制系統(tǒng)9驅(qū)動馬達(dá) 39微處理器10針桿40計算機部分11縫紉針 41計算器-電路12挑線桿 42比較器-電路13端部43存儲區(qū)域14孔 44第一存儲器15緊線器 45第二存儲器16線環(huán)46第三存儲器17線環(huán)47第四存儲器18線 48操作面板19針板49顯示單元20針腳孔 50鍵盤21針跡形成位置51進(jìn)入邊22送布牙 52尾邊23支承板 53線24第一縫料25第二縫料d1，d2，D厚度
26壓腳a，e距離27壓腳b寬度 c提升行程28加壓裝置29調(diào)節(jié)元件30進(jìn)給裝置
權(quán)利要求
1.一種具有用于檢測縫料厚度的傳感器的縫紉機，包括以下特征a)一具有用于縫料(24；24，25)的一支承板(23)的基板(2)；b)一具有包含一頭部(5)的一相鄰臂(4)的形成于所述支承板(23)上的支柱(3)；c)一具有一縫紉針(11)的針跡形成位置(21)；d)一用于沿進(jìn)給方向(31)進(jìn)給所述縫料(24；24，25)的進(jìn)給裝置(30)；e)所述傳感器(34)具有一用于將相應(yīng)于所述針跡形成位置(21)的上游的所述縫料(24；24，25)的厚度(d1；d2)的測量值發(fā)送給一電子控制系統(tǒng)(38)的線路(36)；f)所述控制系統(tǒng)(38)包括一用于根據(jù)所檢測的厚度(d1，d2)將開關(guān)命令發(fā)送給所述縫紉機(1)上的至少一個調(diào)節(jié)元件(15，29)和/或一驅(qū)動馬達(dá)(9)的單元(37)；其特征在于，g)所述傳感器是一包括一發(fā)射部件(34a)和一接收部件(34b)的超聲波傳感器(34)；以及h)所述發(fā)射部件(34a)和所述接收部件(34b)位于沿所述進(jìn)給方向(31)的所述針跡形成位置(21)的上游并且位于所述縫紉機(1)的所述頭部(5)上且在支承板(23)上方距離(a)處。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的縫紉機，其特征在于，所述發(fā)射部件(34a)和所述接收部件(34b)位于一殼體內(nèi)。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2的縫紉機，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(38)包括一用于記錄表示在所述縫紉機(1)的所述傳感器(34)和所述支承板(23)之間的距離(a)的值的第一存儲器(44)，和一用于記錄表示所述縫料(24)的厚度(d1)的第二值的第二存儲器(45)。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3的縫紉機，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(38)包括一用于記錄表示所述第一縫料(24)和一第二縫料(25)的總厚度的第三值的第三存儲器(46)。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求3或4的縫紉機，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(38)包括一用于記錄一作為第四值的最大厚度(D)的第四存儲器(47)，和一用于確定所述第四值和所述第二值或第三值的差值，以及用于防止當(dāng)所述差值小于或等于零時觸發(fā)開關(guān)命令的比較器-電路(42)。
全文摘要
一種具有用于檢測縫料厚度(d1；d2)的傳感器(34)的縫紉機(1)，它包括一帶有用于縫料(24；24，25)的一支承板(23)的基板(2)，其中在支承板(23)上形成一具有包含一頭部(5)的一鄰接臂(4)的支柱(3)；一具有一縫紉針(11)的針跡形成位置(21)；一用于沿進(jìn)給方向(31)進(jìn)給該縫料(24；24，25)的進(jìn)給裝置(30)，該傳感器是位于沿該進(jìn)給方向(31)的針跡形成位置(21)的上游并位于該支承板(23)上方的一超聲波傳感器(34)，并且，該傳感器(34)具有一用于將相應(yīng)于該縫料(24；24，25)的厚度(d1；d2)的測量值發(fā)送給一電子控制系統(tǒng)(38)的線路(36)，并且該控制系統(tǒng)(38)與一用于根據(jù)檢測的厚度(d1，d2)將開關(guān)命令發(fā)送給在縫紉機(1)上的至少一個調(diào)節(jié)元件(15，29)和/或一驅(qū)動馬達(dá)(9)的單元(37)相連接。
文檔編號D05B69/30GK1572946SQ20041004241
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月22日
發(fā)明者S·霍沙加斯 申請人:杜爾克普—阿德勒股份公司