CN107099951A - 一种缝纫机及其跳针检测装置与检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于缝纫机的跳针检测方法，包括：获取在预设时间段内面线在进给过程中所占的时长；判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；若否，则进行下一步；向操作者提示缝纫异常。本发明还公开了一种用于缝纫机的跳针检测装置。本发明还公开了一种包括上述跳针检测装置的缝纫机。上述跳针检测方法，可以及时知晓在缝纫过程中是否发生跳针现象。

Description

一种缝纫机及其跳针检测装置与检测方法

技术领域

本发明涉及缝纫机技术领域，特别涉及一种用于缝纫机的跳针检测方法。本发明还涉及一种用于缝纫机的跳针检测装置；此外，本发明还涉及一种具有该跳针检测装置的缝纫机。

背景技术

众所周知，缝纫机在使用过程中，有时会出现机针穿过了缝料，但是底线和面线不能连续构成线迹的现象，称为跳针。缝制过程中，一旦发生跳针就会留下空针迹，影响线迹的美观，尤其在汽车用品，皮革等高端缝制过程中，一旦出现跳针，制品必须作为不良品处理。

实际上，亚洲和美国的安全气囊制造商在生产安全气囊时，大部分都选用聚酰胺线缝制，由于气囊的安全原因，必须严格控制缝制过程，坚持零缺陷的原则，出现任何的断线，空针的制品都会直接报废，据统计，在缝制过程中出现最多的就是跳针以及断线现象。为了安全考虑，缝纫机必须能够对跳针以及断线缺陷进行及时的报警，确保安全气囊出厂零缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于缝纫机的跳针检测方法，该方法可以及时知晓在缝纫过程中是否发生跳针现象。本发明的另一目的是提供一种用于缝纫机的跳针检测装置。本发明的再一目的是提供一种具有该跳针检测装置的缝纫机。

为实现上述目的，本发明提供一种用于缝纫机的跳针检测方法，包括：

获取在预设时间段内面线在进给过程中所占的时长；

判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；若否，则进行下一步；

向操作者提示缝纫异常。

优选地，所述判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；若否，则进行下一步的步骤之前还包括：

获取在正常缝纫时面线在进给过程中所占的理论时长；

计算所述理论时长与所述预设时间段之比的理论占空比；

根据所述理论占空比确定所述占空比范围。

优选地，所述判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；若否，则进行下一步的步骤还包括：

判断所述时长是否为零，若是，则进行步骤S010；若否，则进行步骤S02；

S010、向操作者进行断线提示；

S02、判断在当前所述预设时间段内是否改变针距；若否，则进行步骤S020；

S020、向操作者进行跳线提示。

优选地，在所述步骤S02中，若是，还执行步骤S03；

S03、根据改变后的所述针距对所述时长进行补偿，并判断补偿后的时长与所述预设时间段之比是否处于所述占空比范围之内；若否，则执行所述步骤S020。

优选地，所述预设时间段具体为主轴旋转一周所需的时间。

本发明还提供一种用于缝纫机的跳针检测装置，包括：

压电传感器：用于获取在预设时间段内面线在进给过程中所占的时长；

控制器：用于判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；

报警器：用于当所述时长与所述预设时间段之比不处于预设的占空比范围之内时，向操作者提示缝纫异常。

优选地，所述报警器具体为当所述时长是否为零时向操作者进行断线提示的断线报警器，以及当所述时长与所述预设时间段之比不处于预设的占空比范围之内、且所述时长不为零时向操作者进行跳线提示的跳线报警器。

优选地，还包括：

存储器：用于获取在正常缝纫时、面线在进给过程中所占的理论时长；

占空比范围确定单元：用于计算所述理论时长与所述预设时间段之比的理论占空比，并根据所述理论占空比确定所述占空比范围。

优选地，所述压电传感器设于夹线器螺柱的四周。

本发明还提供一种缝纫机，包括上述任意一项所述的跳针检测装置。

相对于上述背景技术，本发明提供的用于缝纫机的跳针检测方法，主要包括：获取在预设时间段内面线在进给过程中所占的时长；判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；若否，则向操作者提示缝纫异常。如此设置，通过判断在预设时间段内面线在进给过程中所占的时长而获知是否发生跳针或断线现象，当时长与所述预设时间段之比不处于预设的占空比范围之内时，向操作者提示缝纫异常；这样便能够供操作者及时知晓缝纫过程中异常现象的发生，以便其采取适当的后续操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为缝纫过程中跳针线迹的用线示意图；

图2为发生跳针现象后送线量的变化示意图；

图3为本发明实施例所提供的用于缝纫机的跳针检测方法的流程图；

图4为本发明实施例所提供的用于缝纫机的跳针检测方法的程序流程图；

图5为本发明实施例所提供的用于缝纫机的跳针检测装置的结构框图；

图6为装有压电传感器的夹线器的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图6，图1为缝纫过程中跳针线迹的用线示意图；图2为发生跳针现象后送线量的变化示意图；图3为本发明实施例所提供的用于缝纫机的跳针检测方法的流程图；图4为本发明实施例所提供的用于缝纫机的跳针检测方法的程序流程图；图5为本发明实施例所提供的用于缝纫机的跳针检测装置的结构框图；图6为装有压电传感器的夹线器的剖视图。

本发明提供的一种用于缝纫机的跳针检测方法，如说明附图3所示，主要包括：

S100、获取在预设时间段内面线在进给过程中所占的时长；

S200、判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；若否，则进行下一步；

S300、向操作者提示缝纫异常。

在介绍本发明的跳针检测方法之前，可以先研究缝纫机在正常工作过程中用线量以及送线时间等参数，如说明书附图1与附图2所示。

如说明书附图1所示，正常缝制用线量为：

L＝P+2(h+c)

而跳针发生用线量：L＝P

其中：P——每一针距的用线量

h——上层布料的厚度

c——面线的铰接长度；

从上述等式可知，正常的缝制与跳针用线量相差2(δ+t)，因此，在缝制过程中，如果发生跳针，必然造成跳针后下一个主轴周期内的送线量发生变化，具体变化表现在送线时间的滞后。本发明即是通过检测这个变化来检测缝纫机的跳针。

需要说明的是，此处的送线即面线送线架经过夹线器的输线过程，而非挑线杆的收线放线动作对针迹形成过程的供线，有所区别的是，前者是从外部输入线量，后者是内部线量的消耗。因此本发明所涉及的送线量，主要是外部输入线量的变化，内部对线量的消耗表现在松弛部分长度的变化，检测起来比较困难，而外部送线量的变化，则相对较容易实现。因为缝纫线从线架输入，需要经过夹线器，不妨将夹线器作为分界线，夹线器到机针的过线称为内部线路，夹线器到线架称为外部线路，那么由于夹线器的夹紧作用，缝纫线能保持张紧的状态，缝制过程中内部线路需要线量，外部线路就会及时补充，排除起缝状态，稳定工作的缝纫机，内部线路的线量消耗也是规律的，具体消耗量已经由前述公式给出，因此外部线路对线量的供给也是规律的。如果发生跳针异常，内部线路的线消耗量变化导致外部输线量也会发生相应的变化。在缝制过程中，输线并不是在整个周期内进行，仅仅是在某个时间段进行，以机针的上停针位为一个主轴周期的开始，即机针位置的变化对应着不同的工作状态，对于不同的缝纫机，输线的时间起点也不尽相同，对于不同的针距和面料，用线量也不同。

当缝纫机发生断线时，缝纫线失去张力，不产生线量的消耗，此时也没有线量的输送，因此本发明也可以判断出断线的情况。

如说明书附图2所示，可以用送线时间的延迟δ_t表示送线量的减少，T为主轴旋转一周的时长；检测电路通过监控电平的上升沿时刻，比较前后周期的送线时间的延迟δ_t，来判断是否发生跳针。当然，还可以监控电平的下降沿时刻，同样能够获取送线时间所占周期的时长。

本发明中，步骤S100，获取在预设时间段内面线在进给过程中所占的时长；而面线在进给过程中所占的时长即可通过压电传感器获知，压电传感器可以置于夹线器上；如说明书附图6所示；压电传感器101套设于夹线器螺柱3，夹线器螺柱3设于下夹线板2，而缝纫线1(也就是面线)绕于压电传感器101，夹线器的具体设置方式可以参考现有技术，而本发明仅仅增设压电传感器101，用于获知面线在进给过程中所占的时长；除此之外，预设时间段可以为主轴旋转一周所需的时间。

在步骤S200中、判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；若否，则进行下一步；如说明书附图2可知，在缝纫正常的情况下，一个周期T内送线的时间为t₁，占空比为t₁/T；而根据该占空比t₁/T可以确定一个预设的占空比范围；当出现缝纫异常(跳线现象)时，则会出现延迟δ_t，此时在一个周期T内送线的时间为t₂，实际占空比为t₂/T；当实际占空比为t₂/T不属于预设的占空比范围时，则进入步骤S300。

步骤S300中、向操作者提示缝纫异常。

针对预设的占空比范围的确定方法，可以采用如下方式：

获取在正常缝纫时面线在进给过程中所占的理论时长；

计算所述理论时长与所述预设时间段之比的理论占空比；

根据所述理论占空比确定所述占空比范围。

继续以说明书附图2为例，正常缝纫时面线在进给过程中所占的理论时长为t₁；计算得到理论时长与所述预设时间段之比的理论占空比为t₁/T；而理论占空比t₁/T为一个确定的数值；依据实际情况将理论占空比t₁/T确定为一个范围，也即占空比范围，以此作为判断基准，对实际缝纫过程中的实际占空比是否处于占空比范围之内。

倘若实际占空比不处于占空比范围之内，还可以进行以下步骤：

判断所述时长是否为零，若是，则进行步骤S010；若否，则进行步骤S02；

S010、向操作者进行断线提示；

S02、判断在当前所述预设时间段内是否改变针距；若否，则进行步骤S020；

S020、向操作者进行跳线提示。

也即，只要上述时长为零时，则说明面线已经断开，因而实际占空比也应为零，进行步骤S010向操作者进行断线提示；倘若时长不为零时，则说明未发生断线，进行步骤S02、判断在当前所述预设时间段内是否改变针距；若否，则进行步骤S020；向操作者进行跳线提示。

在所述步骤S02中，若当前预设时间段内改变针距，还执行步骤S03；根据改变后的所述针距对所述时长进行补偿，并判断补偿后的时长与所述预设时间段之比是否处于所述占空比范围之内；若否，则执行所述步骤S020。

具体如说明书附图4所示的程序流程图；

步骤S10开始后，执行步骤S20，获取传感器波形，也即获取压电传感器开始工作，获取波形，得到如说明书附图2所示的波形；步骤S30中滤波整形，将获取的实际波形滤波整形，该步骤可以参考现有技术；步骤S40中计算占空比，以及步骤S50判断占空比是否偏小；步骤S40与步骤S50即为上述步骤S200，判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；倘若不处于预设的占空比范围之内，也即占空比偏小，则进入步骤S60，判断占空比是否为零(如步骤判断所述时长是否为零)，若是，则输出断线报警信号并结束，如步骤S70与步骤S80。倘若实际占空比处于预设的占空比范围之内，则将该缝纫周期定义为正常周期并存储，进入下一次循环的检测，如步骤S51。

步骤S60中，若实际占空比不为零，则进入步骤S61进行判断是否改变针距，如果没有改变针距，则说明确实发生跳线现象，输出跳针报警信号并结束，如步骤S71与步骤S90；步骤S61中，若果改变了针距，则应将针距改变部分的补偿值加入占空比的计算过程中(具体补偿方式可以根据实际需要而定)，并判断补偿后计算得到的占空比是否仍然偏小，若是，则输出跳针报警信号并结束，如步骤S62、步骤S72与步骤S90；如果补偿后计算得到的占空比处于预设的占空比范围之内，则回到步骤S20，重复循环判断。

由此可以看出，本发明可以将压电传感器101安装在夹线器螺柱3上，当压电传感器101检测张力升高时，输出波形信号，波形信号经过处理后成为附图2中的方波信号，比较各个周期的波形的上升沿时刻(反向情况是下降沿时刻)，可以判断是否发生跳针。在稳定的缝制过程中，不改变缝制参数的情况下，输线过程也相对稳定，但是如果系统出现偶然的波动，或者说缝纫机恰好处于变针距缝制，则对输线过程也会有所变化，此时会有很大的可能性造成误判。

本发明通过比较波形占空比的检测方法。如附图2所示，输线状态表现为波形的高电平，图上方为正常缝制情况的波形，下方为跳针发生后的波形，正常波形的占空比为t₁/T，跳针后的周期的波形占空比为t₂/T，通过主轴电控的转速可以计算波形的周期T，只要检测各个主轴周期的高电平时间t，就能通过比较判断跳针是否发生。即使是在变针距缝制中，只要对有针距变化部分进行相应地补偿，仍然可以适用。其中，占空比是指一个周期内高电平占整个周期的时间比率。当然，波形不一定是上升沿时刻，也可以是下降沿时刻，可以根据需要而定。

本发明还提供一种用于缝纫机的跳针检测装置，如说明书附图5所示，主要包括：

压电传感器101：用于获取在预设时间段内面线在进给过程中所占的时长；

控制器102：用于判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；

报警器103：用于当所述时长与所述预设时间段之比不处于预设的占空比范围之内时，向操作者提示缝纫异常。

优选地，报警器具体为当所述时长是否为零时向操作者进行断线提示的断线报警器，以及当所述时长与所述预设时间段之比不处于预设的占空比范围之内、且所述时长不为零时向操作者进行跳线提示的跳线报警器。

优选地，还包括：

存储器：用于获取在正常缝纫时、面线在进给过程中所占的理论时长；

占空比范围确定单元：用于计算所述理论时长与所述预设时间段之比的理论占空比，并根据所述理论占空比确定所述占空比范围。

优选地，所述压电传感器101设于夹线器螺柱3的四周。压电传感器101安装位置还可以设置于小夹线器螺柱或者其他过线件处。

上述跳针检测装置，对缝纫机原有的机构更改较少，只需要在夹线器或者其他过线件上加装压电传感器101，对过线道的影响较少，不会影响现有的缝纫线迹的美观性。与此同时，通过张力水平表征缝纫机的输线状态，将压电传感器101所采集的数据转换成高低电平的形式的开关量，这样可以降低所采用的传感器的精度要求，控制成本。由于采用检测占空比的形式，可以提高识别的准确度，特别是在变针距缝制时，仍然适用；跳针检测装置还可以对跳针和断线区分检测。

本发明所提供的一种具有跳针检测装置的缝纫机，包括上述具体实施例所描述的跳针检测装置；缝纫机的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的缝纫机及其跳针检测装置与检测方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于缝纫机的跳针检测方法，其特征在于，包括：

获取在预设时间段内面线在进给过程中所占的时长；

判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；若否，则进行下一步；

向操作者提示缝纫异常。

2.根据权利要求1所述的跳针检测方法，其特征在于，所述判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；若否，则进行下一步的步骤之前还包括：

获取在正常缝纫时面线在进给过程中所占的理论时长；

计算所述理论时长与所述预设时间段之比的理论占空比；

根据所述理论占空比确定所述占空比范围。

3.根据权利要求1所述的跳针检测方法，其特征在于，所述判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；若否，则进行下一步的步骤还包括：

判断所述时长是否为零，若是，则进行步骤S010；若否，则进行步骤S02；

S010、向操作者进行断线提示；

S02、判断在当前所述预设时间段内是否改变针距；若否，则进行步骤S020；

S020、向操作者进行跳线提示。

4.根据权利要求3所述的跳针检测方法，其特征在于，在所述步骤S02中，若是，还执行步骤S03；

S03、根据改变后的所述针距对所述时长进行补偿，并判断补偿后的时长与所述预设时间段之比是否处于所述占空比范围之内；若否，则执行所述步骤S020。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的跳针检测方法，其特征在于，所述预设时间段具体为主轴旋转一周所需的时间。

6.一种用于缝纫机的跳针检测装置，其特征在于，包括：

压电传感器：用于获取在预设时间段内面线在进给过程中所占的时长；

控制器：用于判断所述时长与所述预设时间段之比是否处于预设的占空比范围之内；

报警器：用于当所述时长与所述预设时间段之比不处于预设的占空比范围之内时，向操作者提示缝纫异常。

7.根据权利要求6所述的跳针检测装置，其特征在于，所述报警器具体为当所述时长是否为零时向操作者进行断线提示的断线报警器，以及当所述时长与所述预设时间段之比不处于预设的占空比范围之内、且所述时长不为零时向操作者进行跳线提示的跳线报警器。

8.根据权利要求6所述的跳针检测装置，其特征在于，还包括：

存储器：用于获取在正常缝纫时、面线在进给过程中所占的理论时长；

占空比范围确定单元：用于计算所述理论时长与所述预设时间段之比的理论占空比，并根据所述理论占空比确定所述占空比范围。

9.根据权利要求5～8任意一项所述的跳针检测装置，其特征在于，所述压电传感器设于夹线器螺柱的四周。

10.一种缝纫机，其特征在于，包括如权利要求5～9任意一项所述的跳针检测装置。