Устройство управления швейной машиной Советский патент 1992 года по МПК D05B69/22 

Изобретение относится к швейной тех нике. в частности к устройствам управления торможением механизмов швейной машины

Известно управляющее устройство для автоматического останова швейной машины, имеющее швейную головку с регулируемым механизмом транспортирования материала,присоединенный к главному валу головки электродвигатель и датчик наличия материала, фиксирующий наличие пошивочного материала в точке Р, находящейся перед иглой на расстоянии I При отсутствии материала в точке Р датчик подает команду в схему с триггером на торможение электродвигателя Электродвигатель в режиме торможения гасит момент инер ции и останавливает механизм швейной головки

Недостатком данного устройства является низкая производительность стачивания материалов из-за плохого гашения моментов инерции механизмов швейной головки электродвигателем тормозящим с высокой скорости вращения После того как двигатель набрал высокую скорость вращения, при переходе в режим торможения возникающий после срабатывания датчика наличия материала, механизм транспортирования материала продвигает пошивае- мый материал по инерции до полного останова на расстояние, большее I, Это приводит к запутыванию и обрыву ниток, а в пошиваемом материале произведенная строчка распускается, так как концы ниток не закреплены Увеличение расстояния ухудшает стабильность срабатывания датчика из-за складок пошиваемого материала в точке Р Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является выбранное в качестве прототипа устройство состоящее из швейной головки включающее механизм транспортирования материала с регулируемым шагом и автоматической закрепкой строчки стачиваемого материала. К главному валу швейной головки присоединен электродвигатель Блок управления регулирует скорость вращения и осуществляет торможение электродвигателя Информацию о скорости вращения главного вала дает в блок управления датчик скорости, сиг нал о включении режима торможения датчик наличия материала Датчик наличия материала подает сигнал в блок управления когда перед швейной иглой на определенном расстоянии кончается поши- ваемый материал Торможение электродвигателя вызывает останов механизмов швейной головки через главный вал машины

Недостатком данной конструкции является низкая производительность шитья Когда электродвигатель развивает большую скорость вращения (высокая производительность шигья) возрастает к-инетическая энергия движущихся механизмов головки и ротора После подачи сигнала датчиком наличия материала на останов электродвигатель в режиме торможения не успевает

погасить кинетическую энергию движущихся частей и двигатель по инерции передвигает пошиваемый материал за швейную иглу. Это приводит к запутыванию ниток и распусканию незакрепленной строчки на

материале После останова машины приходится вручную заправлять материал под иг

ЛУ

Целью изобретения является повышение производительности шитья за счет исключения запутывания ниток и распускания незакрепленной строчки на материале

Указанная цель достигается тем, что устройство для останова швейной машины, содержащее блок управления, входы которого связаны с датчиком наличия пошиваемого материала и датчиком скорости, выходы с механизмом закрепления строчки и главным валом швейной головки ерез электродвигатель механизм транспортирования материала с регулируемым шагом связан с механизмом закрепки строчки и главным валом машины, снабжено последовательно соединенными пороговым блоком с регулируемым порогом срабатывания, логическим элементом И и блоком задержки с регулируемым временем срабатывания, причем вход порогового блока связан с датчиком скорости, выход датчика наличия пошиваемого материала с вторым входом

0, логического элемента И. а выход блока задержки с входом механизма закрепки строчки, при этом опорное напряжение срабатывания порогового блока установлено эквивалентно частоте вращения главного

5 вала, определяемой из соотношения

Пгг Птах li 1и)

1и

где РП частота вращения главного вала, при которой отпирается пороговый блок с;

Птах - максимальная частота вращения главного вала с 1

1т время торможения с максимальной частотой вращения до полного останова.

т.и время перемещения транспортером подачи материала, настроенным на максимальную ст рочку бумажной полосы, в режиме торможения с максимальной частоюи

вращения на расстояние от точки срабатывания датчика наличия пошиваемого материала до швейной иглы, с, время запаздывания сигнала в блоке задержки определено из соотношения

tc tn-t3 у

где tc - время задержки сигнала блоком, с;

Т-з - время срабатывания механизма закрепки, с.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием последовательно соединенных порогового блока с установленным по математической формуле порогом срабатывания, логического элемента И, блока задержки с установленным по математической формуле временем срабатывания и их связями с остальными элементами схемы.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения новизна.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемого решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для останова швейной машины; на фиг.2 - момент срабатывания датчика наличия материала (стрелкой показано направление светового луча); на фиг.З - пример конкретного исполнения устройства.

Устройство содержит швейную головку 1, присоединенную за главный вал 2 через ременную передачу к электродвигателю 3. Блок управления состоит из ЭВМ 4 и частотного преобразователя 5. К частотному преобразователю входом присоединен электродвигатель 3, а выходами датчик скорости б, датчик 7 наличия пошиваемого материала и ЭВМ 4, Датчик 7 (фиг.З) установлен на уровне плоскости платформы швейной головки по линии стачивания стежка на расстоянии I перед швейной иглой 8. Пошиваемый материал 9 прижат к подающей рейке 10 механизма 11 транспортирования материала, Механизм 12 закрепки строчки входом соединен с ЭВМ 4, а выходом посредством рычажной передачи - с механизмом 11. К механизму 12 выходом подключен логический элемент И 13 через блок задержки 14. Два входа этого элемента соединены один с датчиком 7, а другой через пороговый блок 15 с выходом датчика скорости 6. Длительность задержки сигнала

с блоке 14 и величина порога срабатывания блока 15 установлены по математической формуле.

Устройство работает следующим обра- 5 зом,

Во время шитья механизм 11 транспортирования материала, приводимый в движение от главного вала 2, перемещает рейкой 10 материал 9 в направлении отдатчика 7 к 10 швейной игле 8. ЭВМ 4 в соответствии с показаниями установленного на главном валу датчика скорости 6 по заданной программе управляет через частотный преобразователь 5 электродвигателем 3 и 15 механизмом 12 закрепки строчки. Когда край пошиваемого материала вследствие случайных причин подходит к игле на расстояние меньше I, замыкаются контакты датчика 7. Датчик посылает сигнал на вход 0 логического элемента И 13 и тормозит через частотный преобразователь 5 электродвигатель 3, Электродвигатель через ременную передачу за главный вал 2 тормозит все механизмы швейной головки 1. Рейка 10 по 5 инерции во время торможения перемещает некоторое время материал 9 к швейной игле 8. При шитье на скоростях, превышающих эталонную, рассчитаную по математической формуле, сигнал с датчика скорости 6 отпи- 0 рает пороговый блок 15 и подает сигнал на второй вход логического элемента И 13. Одновременные сигналы с датчиков б и 7 отпирают логический элемент И13 и подают сигнал на вход блока задержки 14. После 5 фиксированной задержки двигатель 3 частично погасил кинетическую энергию головки, сигнал с выхода блока 14 включает механизм 12, который через рычажную передачу заставляет механизм 11 перемещать 0 пошиваемый материал 9 рейкой 10 от швейной иглы 8 к датчику 7. При этом происходит закрепление пошиваемой строчки.

Устройство для остановка швейной машины может быть выполнено, например, 5 как это показано на фиг.2 и фиг.З. В данном устройстве осуществлен принцип частотного регулирования скоростью вращения высокочастотного асинхронного электродвигателя 3, который вращает 0 через ременную передачу главный вал 2 швейной головки 1. От главного вала приводятся в движение все механизмы швейной головки, в том числе через тяги и качающиеся валы механизма 11 транспор- 5 тирования материала

Датчик 7 наличия материала представляет собой оптопару и формирователь сигнала. Формирователь выполнен на базе микросхемы, а оптопара состоит из све годи- ода и фотодиода Когда край материала подается рейкой 10 к игле, световой луч со светодиода, попадая на фотодиод, подает через формирователь сигналов электрический импульс. Датчик скорости выполнен в виде оптопары, у которой луч света прерывается диском с прорезью. Диск закреплен на главном валу 2. Выходной импульс от фотодиода проходит через формирователь сигнала, выполненного на микросхеме.

Частотный преобразователь 5 представляет собой подключенный к сети выпря- митель 16 в виде диодного моста и частотный генератор 17, выполненный на транзисторах Выпрямитель подает постоянный ток на вход генератора. Генератор преобразует постоянный ток в переменный с заданной блоками 4, б и 7 частотой, Механизм 12 закрепки строчки состоит из умножителя 18, выполненного на базе RS-триггеров. выпрямителя 19 в виде диодного моста, транзисторного преобразовате- ля, электромагнита 20 и рычажного механизма переключения,

Пороговый блок 15 имеет инвертор 21, выполненный на базе операционного усилителя, транзистор 22 и резистор 23 с пере- менным сопротивлением. Инвертор преобразует входной импульс тем большим, чем меньшим по величине он поступил с датчика скорости. Транзистор отпирается при условии превышения напряжения на коллекторе, поданного с инвертора эталонного напряжения эмиттера, установленного резистором, в соответствии с математической формулой. Максимальная частота вращения электродвигателя 100 , время торможения с максимальной скорости до полного останова 0,6 с. Время перемещения листа бумаги от линии срабатывания датчика 7 наличия материала до швейной иглы -0,4 с. Это время измерено при наименьшем моменте сопротивления поши- ваемого материала по нормативу, в соответствии с формулой .. Эталонное напряжение на резисторе 23 отпирания транзистора 22 с датчика скорости 5 отрегулировано на величину импульса эквивалентного вычисленной.

Логический элемент И 13 состоит из диодов 24 и резистора 25. Элемент передает импульс только тогда, когда на резисторе и на входе диодов подано одинаковое напряжение.

Блок задержки 14 выполнен на базе счетчиков двоичных чисел, состоящих из триггеров 26. Длительность задержки вычислена в соответствии с математической формулой, где ,4c, ,15 с Время состоит из времени подьема толкателем электромагнита 17 рычажного механизма и времени изменения зазоров в парах трения механизма транспортирования материала 11 при перемене движения рейки 10-0,25 с.

Длительность задержки выбирается изменением длительности выполнения инерции цикл и количество операций и цикле.

Оптопара датчика скорости 6 и датчика 7 наличия материала, состоящая из светодиода ЗЛ 07Б и фотодиода ФД265-01, формирователи сигналов выполнены на базе микросхемы ТЛ-2. Выпрямители в блоке управления выполнены на диодах 2Д10А, частотный генератор - на транзисторах 2Т939.

Умножитель и микро ЭВМ4 - типа Электроника МС2702 (К1-20) выполнены на микропроцессорном комплекте КР580 с системой команд Йнтел-8,

Инвертор порогового блока представляет собой операционный усилитель типа 140УД6, транзистор марки 21803А, резистор с переменным сопротивлением. Логический элемент И выполнен на диодах 2Д10А и резисторе МЛТ2. Блок задержки

представляет комплект логических элементов, выполненных на базе транзисто рно- транзисторной логике. Высокочастотный асинхронный электродвигатель марки АИХ56.

Экспериментальные исследования заявляемого устройства для останова швейной машины показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) заявляемое устройство обеспечивает повышение производительности труда швеи за счет увеличения скорости шитья. На высоких скоростях работы увеличивается надежность швейной головки за счет исклю. чения запутывания ниток и улучшения произведенной строчки за счет ее закрепления перед краем ткани.

45

Формула изобретения

Устройство управления швейной машиной, содержащее датчики скорости машины и наличия материала, соединенные с входами блока управления приводом глав0 ного вала машины и механизма закрепки строчки, и механизм транспортирования материала, кинематически связанный с главным валом машины и механизмом закрепки строчки, о т л и ч Э Ю щ е е с я тем,

5 что, с целью повышения производительности шитья за счет исключения запутывания ниток и распускания незакрепленной строчки на материале, оно снабжено последовательно соединенными пороговым элементом, логическим элементом И и блоком

задержки, причем вход порогового элемента соединен с датчиком скорости машины, второй вход элемента И связан с датчиком

наличия материала, а выход блока задержки - с входом механизма закрепки строчки.

Сущность изобретения: устройство содержит датчик б скорости машины, датчик 7 наличия материала, блок управления, привод 3 главного вала, механизм закрепки строчки, механизм 11 транспортирования материала, пороговый элемент 15, логический элемент И 13, блок задержки 14, главный вал машины . 2-6-15-13-14-12-11, 7-5-3-2, 4-12, 6-5. 3 ил. 2 J Х| XJ N Ю vj О СО Фиг.1

га