缝纫机的布料切断装置 【技术领域】
本发明涉及缝纫机的布料切断装置。
背景技术
例如，如专利文献1所述，已知一种布料切断装置，其可以与缝制同时地，与主轴联动而切断针板上的布料。
现有的布料切断装置，在图8所示的结构中，当切断布料时，连杆115、116在上下方向上位于同一条直线上，与主轴连结的连杆101的动作被传递至动作轴110，在动作轴110的下端，经由切刀保持单元112而使上切刀111上下移动。由此，上切刀111一边相对于固定在针板113上的下切刀114滑动，一边切断布料。切断的锋利度，可以通过底座117的安装位置调整，使将上切刀111按压在下切刀114上的力增减。
在不进行布料切断时，如果向上方(A方向)对控制杆118进行转动操作，则持续由弹簧106预紧的臂部105抵抗预紧力而向B方向旋转，经由可旋转地支持在缝纫机架上的轴104，使臂部103向C方向旋转。由此，经由与臂103的前端连结的连杆119，115、116的支点Z与支点Y一致。如果支点Z与Y一致，则动作轴110位于上方位置，另外，连杆101的动作仅作为支点Y的摆动运动起作用，无法作为动作轴110的上下运动传递。由此，无论主轴是否运动，上切111都在上方的规定位置停止。
专利文献1：特公昭63—50036号公报
【发明内容】
为了使由布料切断装置进行的布料切断的锋利度良好，必须使上切111靠近下切刀114侧，提高压接力。但是，虽然这样使上切刀111靠近下切刀114而使锋利度提高，但在使上切刀111向上方的退避位置移动时，其与下切刀114的啮合状态会偏离，由于按压力而上切刀111会移动至下切刀114上方。因此，如果再次使上切刀111下降而与下切刀114啮合，则存在上切刀111会与下切刀114的上表面碰撞，使得两个切刀破损的问题。
本发明的目的在于提供一种缝纫机的布料切断装置，其可以防止切刀的破损，同时提高锋利度。
技术方案1所述地发明为一种缝纫机的布料切断装置，其具有：下切刀(3)，其固定在针板上；上切刀(1)，其可以进行上下移动，同时可以在相对于下述下切刀接触或分离的水平方向上移动；以及上切刀驱动单元，其使前述上切刀上下移动，该布料切断装置通过使前述上切刀下降而与前述下切刀滑动，切断针板上的布料，
其特征在于，具有：
位置检测单元(31)，其检测前述上切刀的上下移动方向上的位置；
动作单元，其使前述上切刀在前述水平方向上移动；以及
控制单元，其控制前述动作单元，在前述位置检测单元检测到前述上切刀位于从前述下切刀向上方离开的位置时，使前述上切刀移动，以使前述上切刀在水平方向上与前述下切刀分离，在前述位置检测单元检测到前述上切刀位于与前述下切刀滑动的位置时，使前述上切刀在水平方向上移动，以使前述上切刀以第1按压力或大于该第1按压力的第2按压力按压前述下切刀。
技术方案2所述的发明为，在技术方案1所述的缝纫机的布料切断装置上，其特征在于，前述控制单元，在前述上切刀的前端位于开始相对于前述下切刀滑动的位置时，使前述上切刀移动，以使前述上切刀的切断刀刃以第1按压力按压前述下切刀的切断刀刃，在处于之后的切断期间时，使前述上切刀移动，以使前述上切刀的切断刀刃以大于前述第1按压力的第2按压力按压前述下切刀的切断刀刃。
技术方案3所述的发明为，在技术方案2所述的缝纫机的布料切断装置上，其特征在于，前述控制单元，在前述上切刀的切断刀刃位于结束了布料切断的位置时，使前述上切刀移动，以使前述上切刀的切断刀刃以前述第1按压力按压前述下切刀的切断刀刃。
技术方案4所述的发明为，在技术方案1所述的缝纫机的布料切断装置上，其特征在于，具有：
扭矩检测单元，其检测向前述底座驱动单元施加的扭矩；以及
速度控制单元，其控制前述上切刀驱动单元的驱动，以在由前述扭矩检测单元检测到的扭矩大于或等于规定值的情况下，降低前述上切刀的上下移动速度。
在这里，所谓规定值是指由用户任意设定的值，根据作为切断对象的布料厚度或种类而不同。
根据技术方案4所述的发明，速度控制单元控制前述上切刀驱动单元的驱动，以在由扭矩检测单元检测到的扭矩大于或等于规定值的情况下，减小前述上切刀的上下移动速度。
也就是说，因为扭矩增大意味着无法顺利地切断布料，所以在这种情况下，可以通过减小上切刀的上下移动速度而切断布料。
发明的效果
根据技术方案1所述的发明，在上切刀位于从下切刀退避的位置的情况下，因为可以在水平方向上使上切刀自动地与下切刀分离，所以当之后上切刀下降时，其不会与下切刀接触。另外，当上切刀的前端相对于下切刀滑动时，因为上切刀的切断刀刃以第1按压力或大于该第1按压力的第2按压力按压下切刀的切断刀刃，所以上切刀的切断刀刃可以可靠地按压下切刀的切断刀刃，从而在布料切断时，可以以进一步提高锋利度的状态进行切断。从而，可以提高布料的锋利度，同时防止切刀的破损。
根据技术方案2所述的发明，当上切刀的前端开始相对于下切刀滑动时，因为上切刀的切断刀刃以第1按压力按压下切刀的切断刀刃，所以上切刀的前端容易穿过布料，同时，可以使上切刀与下切刀无间隙而防止异物的进入。并且，当之后使上切刀的切断刀刃相对下切刀的切断刀刃滑动时，因为上切刀的切断刀刃以第2按压力按压下切刀的切断刀刃，所以可以在布料切断时，以进一步提高锋利度的状态进行切断。
此外，根据技术方案3所述的发明，在布料切断后，在上切刀的切断刀刃位于结束了布料切断的位置的情况下，因为上切刀的切断刀刃以第1按压力按压下切刀的切断刀刃，因而布料切断后按压力下降，所以可以抑制切刀的磨损，同时，使上切刀与下切刀无间隙而防止异物的进入。
根据技术方案4所述的发明，速度控制单元在由扭矩检测单元检测到的扭矩大于或等于规定值的情况下，控制前述上切刀驱动单元的驱动，以使得减小前述上切刀的上下移动速度。
也就是说，因为扭矩增大意味着无法顺利地切断布料，所以在这种情况下，可以通过减小上切刀的上下移动速度而切断布料。
【附图说明】
图1是表示缝纫机的布料切断装置的分解斜视图。
图2是表示控制装置周围的结构的框图。
图3是表示由控制装置进行的脉冲电动机的速度控制的电路结构的图。
图4是表示上切刀底座的移动控制的流程图。
图5是在由脉冲电动机进行的上切刀底座的移动控制中，用于对在上切刀的每个位置的移动控制进行说明的从上切刀的正面观察的图。
图6是在由脉冲电动机进行的上切刀底座的移动控制中，用于对在上切刀的每个位置的移动控制进行说明的从上切刀的侧面观察的图。
图7是表示上切刀轴的上下移动速度的控制的流程图。
图8是表示现有的缝纫机的布料切断装置的分解斜视图。
【具体实施方式】
下面，参照附图，对本发明涉及的缝纫机的布料切断装置的最佳实施方式详细地进行说明。
<缝纫机的布料切断装置的结构>
如图1所示，缝纫机的布料切断装置100具有：上切刀1，其在缝纫机的上下方向上进行动作；以及下切刀3，其被固定在针板2上。并且，布料切断装置100通过使上切刀1下降而相对下切刀3滑动，切断针板2上的布料。
上切刀1利用止动螺钉4安装在上切刀安装板5上。上切刀安装板5设置在上切刀安装台6上，可以在与上切刀1的上下移动方向正交的方向上自由移动。作为移动机构，在上切刀安装板5上设置凸起5a，该凸起5a嵌入形成于上切刀安装台6上的引导槽6a中，从而引导上切刀安装板5的移动。上切刀安装台6使其一部分与止动器7嵌合而限制旋转，以不会因自身的旋转使上切刀1的位置变化。在上切刀安装台6上插入两个轴承8、9，上切刀底座10设置为被该轴承8、9夹持。
在上切刀底座10的侧面，利用台阶螺钉12可自由旋转地连结连杆11的一端部，该连杆11配置为，在上切刀1相对于下切刀3接触或分离的水平方向上延伸。在连杆11的另一端部，利用台阶螺钉14可自由旋转地连结连杆腕13的一端部。在连杆腕13的另一端部，利用止动螺钉16、16连结作为底座驱动单元(动作单元)的脉冲电动机15的输出轴15a，该脉冲电动机15使上切刀底座10在上切刀1相对于下切刀3接触或分离的前述方向上移动。在脉冲电动机15上设置作为扭矩检测单元的编码器17，其检测脉冲电动机15的扭矩。
在上切刀安装台6、轴承8、9、上切刀底座10中插入上切刀轴20。上切刀轴20配置为，使其轴线沿着上切刀1的上下移动方向。在上切刀轴20的上端部附近，形成沿着上切刀轴20的轴线方向延伸的齿条21。设置小齿轮22，其与该齿条21啮合。
在小齿轮22上，利用止动螺钉24连结作为上切刀驱动单元的脉冲电动机23的输出轴23a，该脉冲电动机23使上切刀1上下移动，同时，可以任意改变其上下移动速度。此外，作为上切刀驱动单元，也可以取代脉冲电动机，而是如现有方式所示采用与缝纫机主轴联动的构造。
如图2所示，布料切断装置100具有控制装置30，其控制脉冲电动机15、23的驱动。
控制装置20具有公知的CPU、存储器而构成，在该控制装置30上连接脉冲电动机15、23、编码器17、以及作为位置检测单元的位置传感器31，其检测上切刀1的上下移动方向的位置。
控制装置30作为控制单元起作用，其控制脉冲电动机15的驱动，以使得在由位置传感器31检测到的上切刀1的位置为从下切刀3退避至上方的退避位置的情况下，使上切刀底座10移动以使上切刀1与下切刀3的切断刀刃分离，在上切刀1的前端位于开始相对下切刀3滑动的位置的情况下，使上切刀底座10移动以使上切刀1的切断刀刃以第1按压力按压下切刀3的切断刀刃，在上切刀1的切断刀刃位于开始相对下切刀3的切断刀刃滑动的位置情况下，使上切刀底座10移动以使上切刀1的切断刀刃以大于第1按压力的第2按压力按压下切刀3的切断刀刃，在上切刀1的切断刀刃位于结束了布料切断的位置的情况下，使上切刀底座10移动以使上切刀1的切断刀刃以第1按压力按压下切刀3的切断刀刃。
在这里，第1按压力是上切刀1与下切刀3抵接而以较弱的力按压下切刀3的程度的力，该力的设定是任意的。
另外，第2按压力是上切刀1与下切刀3抵接的同时，以较强的力按压下切刀3而可以充分地切断布料的、可以发挥锋利度的力，该力的设定是任意的。
此外，第2按压力是大于第1按压力的力，每种按压力均由上切刀底座10的移动量确定。
控制装置30作为速度控制单元起作用，其控制脉冲电动机23的驱动，以在由编码器17检测到的扭矩大于或等于规定值的情况下，减小上切刀1的上下移动速度。
如图3所示，在控制装置30进行的上切刀1的上下移动速度的控制中，如果因布料的切断阻力而使向脉冲电动机15施加的负载增大，则扭矩升高，扭矩相位产生偏移。控制装置30获取该扭矩相位的偏移，同时对应于该扭矩相位的偏移，控制脉冲电动机23的驱动速度(旋转速度)。
具体地说，因为如果向脉冲电动机15施加的负载增大，则无法切断布料，所以对应于此时的扭矩相位的偏移，使脉冲电动机23的驱动速度减小。使其减速是因为，即使不改变上切刀1按压上切刀3的力，如果使上切刀1的上下移动速度减小也可以提高锋利度。
<上切刀的移动控制>
如图4所示，控制装置30根据由位置传感器31检测到的上切刀1的位置，判断上切刀1的前端部1a是否相对下切刀3位于上方(步骤S1)。此外，在本处理中的上切刀1的位置判断中，将由位置传感器31检测到的上切刀1的前端部1a的位置为0的位置，作为下切刀3的位置。
在这里，控制装置30在判断上切刀1的前端部1a的位置相对下切刀3为上方的情况下(步骤S1：是)，控制装置30如图5(a)及图6(a)所示，在上切刀1下降时驱动脉冲电动机15而使上切刀底座10移动，以使得上切刀1位于不与下切刀3抵接的位置(步骤S2)。此外，当上切刀已经配置在上切刀1与下切刀3不抵接的位置时，维持该状态。
另一方面，在控制装置30判断上切刀1的前端部1a不是位于下切刀3上方的情况下(步骤S1：否)，控制装置30判断上切刀1的前端部1a是否与下切刀3抵接(步骤S3)。
在步骤S3中，在控制装置30判断上切刀1的前端部1a与下切刀3抵接的情况下(步骤S3：是)，如图5(b)及图6(b)所示，控制装置30驱动脉冲电动机15，使上切刀底座10移动至上切刀1可以以第1按压力按压下切刀3的位置(步骤S4)。
然后，控制装置30判断上切刀1的切断布料的切断刀刃1c是否与下切刀3抵接(步骤S5)。
在步骤S5中，在控制装置30判断上切刀1的切断刀刃1c与下切刀3抵接的情况下(步骤S5：是)，如图5(c)及图6(c)所示，控制装置30驱动脉冲电动机15，使上切刀底座10移动至上切刀1可以以第2按压力按压下切刀3的位置(步骤S6)。
然后，控制装置30判断上切刀1的切断刀刃1c是否处于完成了布料切断时的位置(步骤S7)。
在步骤S7中，在控制装置30判断上切刀1的切断刀刃1c处于完成了布料切断时的位置的情况下(步骤S7：是)，如图5(d)及图6(d)所示，控制装置30驱动脉冲电动机15，使上切刀底座10移动至上切刀1可以以第1按压力按压下切刀3的位置(步骤S8)。也就是说，减小上切刀1的按压力，以将原本以第2按压力按压的上切刀1的按压力，变换为小于第2按压力的第1按压力。
如果步骤S2或步骤S8的处理结束，则控制装置30再次返回步骤S1。
<上切刀的上下移动速度控制>
如图7所示，控制装置30利用编码器17检测向脉冲电动机15施加的扭矩(扭矩相位的偏移)(步骤S11)。
然后，控制装置30判断该扭矩值(扭矩相位的偏移量)是否大于或等于预先设定的规定值(步骤S12)。
在这里，在控制装置30判断检测到的扭矩值大于或等于规定值的情况下(步骤S12：是)，控制装置30对应于检测到的扭矩值而减小使上切刀1上下移动的脉冲电动机23的驱动速度(步骤S13)。
另一方面，在控制装置30判断检测到的扭矩值低于规定值的情况下(步骤S12：否)，控制装置30维持脉冲电动机23的驱动速度，或者如果已经减速则返回所设定的驱动速度(步骤S14)。
<作用效果>
由此，根据缝纫机的布料切断装置100，因为利用由控制装置30进行的脉冲电动机15的驱动控制，在上切刀1位于从下切刀3退避的上方的退避位置的情况下，使上切刀1与下切刀3分离，所以，在之后上切刀1下降时，其不会与下切刀3接触。另外，因为在上切刀1的前端位于开始相对于下切刀3滑动的位置的情况下，上切刀1的切断刀刃以第1按压力按压下切刀3的切断刀刃，所以上切刀1的前端会容易地穿过布料，同时，可以使得上切刀1与下切刀3之间没有间隙而防止异物的进入。并且，因为在上切刀1的切断刀刃位于开始相对于下切刀3的切断刀刃滑动的位置的情况下，上切刀1的切断刀刃以第2按压力按压下切刀3的切断刀刃，所以，在布料切断时，可以以进一步提高锋利度的状态进行切断。在布料切断后，在上切刀1的切断刀刃位于结束了布料切断的位置的情况下，因为上切刀1的切断刀刃以第1按压力按压下切刀3的切断刀刃，所以在布料切断后按压力下降，因此可以抑制两个切刀1、3的磨损，同时上切刀1与下切刀3之间没有间隙，可以防止异物的进入。
由此，可以提高布料的锋利度，同时防止两个切刀1、3的破损或磨损。
另外，控制装置30控制脉冲电动机23的驱动，以使得在由编码器17检测到的扭矩大于或等于规定值的情况下，减小上切刀1的上下移动速度。
也就是说，因为扭矩增大意味着无法顺利地切断布料，所以在这种情况下，可以通过减小上切刀1的上下移动速度而切断布料。
<其它>
此外，本发明不限于上述实施方式。在上述实施方式中，构成为使上切刀相对于下切刀按压，但也可以采用使上切刀仅进行上下移动的结构，利用脉冲电动机，对下切刀进行相对于上切刀按压方向上的移动调节。
另外，上切刀相对于下切刀的按压力不限于二级调节，也可以根据上切刀的位置更加精确地改变其相对于下切刀的按压力。