一种缝纫机上剪线和抬压脚装置的控制方法
技术领域
本发明属于服装制造设备技术领域，涉及一种缝纫机，特别是一种缝纫机上剪线和抬压脚装置的控制方法。
背景技术
缝纫机是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器。缝纫机能缝制棉、麻、丝、毛、人造纤维等织物和皮革、塑料、纸张等制品，缝出的线迹整齐美观、平整牢固，缝纫速度快、使用简便。缝纫机一般都由送料装置、机座、传动和附件四部分组成，通过各机构的运动合理地配合，循环工作，把缝料缝合起来。缝纫机在缝纫过程中，会使用到自动剪线和自动抬压脚功能；目前市场上的缝纫机普遍使用两个不同功率的电磁铁去分别驱动剪线和抬压脚功能，该驱动方式结构复杂，传动效率低下，而且电磁铁会产生碰撞噪声，长时间通电易发热，故障率较高。
中国专利(公告号：CN207031720U，公开日：2018-02-23)公开了一种缝纫机剪线抬压脚单驱动装置，包括步进电机、抬压脚装置和抬压脚装置连接的第一主轴、剪线装置以及和剪线装置连接的第二主轴，第一主轴与抬压脚装置通过联动杆组件连接，步进电机的输出轴上设置有和第一主轴连接的抬压脚装置曲柄机构以及和第二主轴连接的剪线装置曲柄机构。抬压脚装置曲柄机构包括第一凸轮和第一曲柄，第一曲柄一端固定在第一主轴上，另一端与第一凸轮转动连接；剪线装置曲柄机构包括第二凸轮和第二曲柄，第二曲柄一端固定在第二主轴上，另一端与第二凸轮滑动连接；第二凸轮上设置有滑动块，第二曲柄上设置有与滑动块滑动配合的滑动槽。联动杆组件包括设置在第一主轴上方的拉杆，分别连接拉杆和第一主轴的顶杆；第一主轴上设置有驱动顶杆升降的第三曲柄，第三曲柄设置有安装第一主轴的横向通孔和带动顶杆上升降的连接部。
上述专利文献中采用步进电机作为驱动源实现剪线和抬压脚的功能，但是其剪线机构不适宜长距离传动，结构适应能力差，而且其凸轮结构控制不够灵活迅速，效率较低。
发明内容
本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种缝纫机上剪线和抬压脚装置的控制方法，本发明所要解决的技术问题是：如何提高缝纫机剪线抬压脚驱动的操控灵敏度和高效性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种缝纫机上剪线和抬压脚装置的控制方法，缝纫机包括机壳、机座、设置在所述机壳上的压脚杆以及设置在所述压脚杆下端的压脚，剪线和抬压脚装置包括剪线机构、抬压脚轴、剪线轴、驱动电机以及能够控制所述驱动电机正反转的脚踏板；其特征在于，所述剪线机构设置在所述机座上且位于所述压脚正下方的位置，所述驱动电机固设在所述机壳上，所述驱动电机的输出轴上分别固设有剪线凸轮和抬压脚凸轮，所述剪线凸轮和抬压脚凸轮均具有凸出部，所述剪线凸轮和抬压脚凸轮的凸出部错开设置；所述剪线凸轮通过剪线曲柄能够带动所述剪线轴轴向移动，所述剪线轴的端部通过摆杆与所述剪线机构相连接且能够带动剪线机构作剪切运动；所述抬压脚凸轮通过抬压脚摆动杆能够带动所述抬压脚轴转动，所述抬压脚轴的端部通过连接板与所述压脚杆相连接且能够带动所述压脚杆上下移动；所述控制方法包括以下步骤：
a、放料：将缝纫机开机后，脚踏板后踩到底，使驱动电机顺时针转动，压脚杆以及压脚在驱动电机带动下上升到预设高度位置，操作人员将准备好的待缝制的面料放置在压脚下方；
b、缝纫：松开脚踏板，使驱动电机逆时针转动到初始位置，压脚杆以及压脚复位，压脚压住面料，操作人员操控缝纫机缝纫踏板，缝纫机正常缝纫直至该轮缝纫过程结束；
c、剪线：操作人员后踏脚踏板使驱动电机逆时针转动若干角度后，然后松开脚踏板使驱动电机顺时针转动回到原点，此过程中剪线机构在驱动电机带动下完成剪切动作，实现剪线目的；
d、取料：脚踏板后踩到底，使驱动电机顺时针转动，压脚杆以及压脚在驱动电机带动下上升到预设高度位置，操作人员从压脚下方将缝制好的的面料取出，并放入需要下次缝纫的布料,然后松开脚踏板，驱动电机逆时针转动到初始位置，压脚放下，一个缝纫周期完成。
通过上述操作方法，完成整个缝纫过程，其具体结构原理如下：缝纫完成需要剪线时，驱动电机接收到主控制器剪线信号，驱动电机的输出轴转动，带动剪线凸轮转动，剪线凸轮通过剪线曲柄带动剪线轴轴向移动，剪线轴带动摆杆摆动进而带动剪线机构做剪切运动，完成剪线动作；驱动电机继续运动，剪线机构复位，然后，驱动电机输出轴上的抬压脚凸轮的凸出部带动抬压脚摆动杆运动，进而带动抬压脚轴转动，抬压脚轴再通过连接板带动压脚杆以及压脚杆上的压脚运动，实现抬压脚动作。当剪线过程中途需要抬压脚时，驱动电机反转带动抬压脚凸轮转动，抬压脚凸轮的凸出部带动抬压脚摆动杆运动，进而带动抬压脚轴转动，抬压脚轴再通过连接板带动压脚杆以及压脚杆上的压脚运动，实现抬压脚动作，接着正转压脚回位。
本技术方案中采用驱动电机驱动剪线机构以及压脚，替代电磁铁减少了驱动源，剪线凸轮和抬压脚凸轮的驱动方式采用接触式连接，噪音小，通过凸轮的轮廓驱动行程更加准确可靠，驱动机构设计为组件模块，组装简单。
本技术方案中通过多个连杆机构将动作行程扩大，只需要驱动电机小幅度动作，就能够满足剪线动作以及抬压脚动作的需求，驱动电机正反转驱动剪线动作以及抬压脚动作时更加灵敏高效。
本技术方案中压脚抬起高度可以通过主电控上的操作面板进行设置，设置的参数可以对应驱动电机转动的角度，从而实现抬压脚高度可调的功能。
本技术方案中剪线的连杆结构和抬压脚的连杆组件适用性广泛，可适用于驱动电机长距离传动，实现驱动电机位置任意布置，远距离传输动力完成剪线和抬压脚动作。另外，剪线凸轮与抬压脚凸轮惯量小，换向灵活，驱动电机转动换向延迟更低，剪线与抬压脚不会出现卡顿，能够降低起缝断线率，并降低抬压脚的震动噪音。
本技术方案中提供另一种缝纫机上剪线和抬压脚装置的控制方法，缝纫机包括机壳、机座、设置在所述机壳上的压脚杆以及设置在所述压脚杆下端的压脚，剪线和抬压脚装置包括剪线机构、抬压脚轴、剪线轴、驱动电机以及能够控制所述驱动电机正反转的脚踏板；其特征在于，所述剪线机构设置在所述机座上且位于所述压脚正下方的位置，所述驱动电机固设在所述机壳上，所述驱动电机的输出轴上分别固设有剪线凸轮和抬压脚凸轮，所述剪线凸轮和抬压脚凸轮均具有凸出部，所述剪线凸轮和抬压脚凸轮的凸出部错开设置；所述剪线凸轮通过剪线曲柄能够带动所述剪线轴轴向移动，所述剪线轴的端部通过摆杆与所述剪线机构相连接且能够带动剪线机构作剪切运动；所述抬压脚凸轮通过抬压脚摆动杆能够带动所述抬压脚轴转动，所述抬压脚轴的端部通过连接板与所述压脚杆相连接且能够带动所述压脚杆上下移动；所述控制方法包括以下步骤：
a、放料：将缝纫机开机后，脚踏板后踩到底，使驱动电机顺时针转动，压脚杆以及压脚在驱动电机带动下上升到预设高度位置，操作人员将准备好的待缝制的面料放置在压脚下方；
b、缝纫：松开脚踏板，使驱动电机逆时针转动到初始位置，压脚杆以及压脚复位，压脚压住面料，操作人员操控缝纫机缝纫踏板，缝纫机正常缝纫直至该轮缝纫过程结束；
c、剪线和取料：操作人员后踏脚踏板使驱动电机逆时针转动，根据剪线凸轮以及抬压脚凸轮的凸出部的位置变化，剪线机构中的动刀先移动至远离定刀的极限位置，然后剪线机构中的动刀回位，此过程中剪线机构完成剪切动作，实现剪线目的；同时在剪线机构中的动刀回位过程中，压脚杆以及压脚在驱动电机输出轴上的抬压脚凸轮的带动下上升到预设高度位置，操作人员从压脚下方将缝制好的的面料取出，并放入需要下次缝纫的布料,然后后踏脚踏板，驱动电机逆时针转动到初始位置，压脚放下，一个缝纫周期完成。
上述两种控制方法均可完成缝纫机的操作过程，第一种控制方法必须剪线动作结束后抬压脚，整体动作时间加长。假设剪线机构中的动刀出刀过程，驱动电机逆时针转动90°，回刀驱动电机顺时针转动90°，抬压脚时驱动电机顺时针转动90°，驱动电机完成整个动作需要改变的转动方向角度为270°；第二种控制方法中剪线机构中的动刀在回刀过程中抬压脚机构可以根据需要进行整体时间的调整，剪线及抬压脚整体时间变短，此时假设剪线机构中动刀的出刀过程驱动电机逆时针转动90°，回刀时驱动电机逆时针转动90°，同时或稍后抬压脚，整体动作电机可控制在180°。同样的结构，电机的控制方式不同，时间提前1/3完成整个动作，能够提高效率。
在上述的缝纫机上剪线和抬压脚装置的控制方法中，所述驱动电机为步进电机；所述剪线轴与所述抬压脚轴平行间隔设置。本技术方案中的剪线凸轮和抬压脚凸轮可以为椭圆形，两者可以间隔固设在驱动电机的输出轴上，本技术方案中所指的长轴线是剪线凸轮以及抬压脚凸轮两个外端之间最长的连线。通过调整剪线凸轮和抬压脚凸轮的长轴线夹角角度，就可以预先设定剪线动作与抬压脚动作之间的最小时间间隔，从而控制剪线机构中动刀的回刀过程相对于抬压脚动作之间的间隔时间。
在上述的缝纫机上剪线和抬压脚装置的控制方法中，所述剪线机构包括上刀架、固设在上刀架端部的动刀、下刀架以及固设在所述下刀架端部的定刀；所述上刀架活动设置在所述机座上，所述下刀架固设在所述机座上，所述上刀架中部一侧开设有凹槽，所述摆杆的端部插设在所述凹槽内。
在上述的缝纫机上剪线和抬压脚装置的控制方法中，所述机壳上固设有安装座，所述驱动电机通过连接螺栓固定在所述安装座上；所述剪线轴铰接在所述安装座上，所述抬压脚轴可转动设置在所述机壳上。
在上述的缝纫机上剪线和抬压脚装置的控制方法中，所述剪线凸轮和抬压脚凸轮上还均具有空行程部，所述剪线凸轮上的空行程部的轴对称线、凸出部的轴对称线以及所述驱动电机的输出轴其中一个径向中心线三者共线；所述抬压脚凸轮上的空行程部的轴对称线、凸出部的轴对称线以及所述驱动电机的输出轴其中一个径向中心线三者共线。所述剪线凸轮和抬压脚凸轮上的空行程部与凸出部之间的部分可以设置成其它多种形状。
上述技术方案中，驱动电机的顺时针或逆时针转动是相对的，通过调节剪线凸轮和抬压脚凸轮角度，可以改变或调换驱动电机的转动方向。
与现有技术相比，本发明中的安装结构具有以下优点：
1、本发明中的剪线和抬压脚装置采用驱动电机驱动剪线机构以及压脚，替代电磁铁减少了驱动源，剪线凸轮和抬压脚凸轮的驱动方式采用接触式连接，噪音小，通过凸轮的轮廓驱动行程更加准确可靠，驱动机构设计为组件模块，组装简单。
2、本发明中的剪线和抬压脚装置通过多个连杆机构将动作行程扩大，只需要驱动电机小幅度动作，就能够满足剪线动作以及抬压脚动作的需求，同时由于剪线凸轮和抬压脚凸轮均具有对称设置的两个凸出部，剪线回位时开始抬压脚，剪线后抬压脚动作整体时间变短；因此驱动电机正反转驱动剪线动作以及抬压脚动作时更加灵敏高效。
附图说明
图1是剪线和抬压脚装置的安装结构示意图。
图2是剪线和抬压脚装置的局部放大结构示意图。
图3是剪线和抬压脚装置的立体结构示意图。
图4是图3中A处的局部放大结构示意图。
图中，1、机壳；2、机座；3、压脚杆；4、剪线机构；41、上刀架；41a、凹槽；42、下刀架；43、动刀；44、定刀；5、驱动电机；6、抬压脚轴；7、剪线轴；8、剪线凸轮；9、抬压脚凸轮；9a、空行程部；9b、凸出部；10、剪线曲柄；11、摆杆；12、抬压脚摆动杆；13、连接板；13a、条形孔；14、安装座；14a、安装板；15、连接螺栓；16、抬压脚扳手；16a、扳动部；17、抬压脚曲柄；18、连接臂；19、扳手轴；20、扳手曲柄；21、提升块；22、压脚；23、轴位螺钉；24、压脚复位轴簧；25、摆动连杆；26、剪线复位轴簧；27、拉板；28、连接板曲柄。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1至图4所示，本实施例中缝纫机包括机壳1、机座2、设置在机壳1上的压脚杆3以及设置在压脚杆3下端的压脚22，剪线和抬压脚装置包括抬压脚轴6、剪线轴7、能够正反转的驱动电机5、能够控制驱动电机5正反转的脚踏板、机座2上位于压脚22正下方的位置设置的剪线机构4，机壳1上固设有安装座14，驱动电机5通过连接螺栓15固定在安装座14上；剪线轴7可转动设置在安装座14上，抬压脚轴6可转动设置在机壳1上，驱动电机5的输出轴上分别固设有剪线凸轮8和抬压脚凸轮9，剪线凸轮8和抬压脚凸轮9均具有凸出部9b和空行程部9a，剪线凸轮8上的空行程部9a的轴对称线、凸出部9b的轴对称线以及驱动电机5的输出轴其中一个径向中心线三者共线；抬压脚凸轮9上的空行程部9a的轴对称线、凸出部9b的轴对称线以及驱动电机5的输出轴其中一个径向中心线三者共线，剪线凸轮8和抬压脚凸轮9的凸出部9b错开设置且两者错开角度为锐角；剪线凸轮8通过剪线曲柄10能够带动剪线轴7轴向移动，剪线轴7的端部通过摆杆11与剪线机构4相连接且能够带动剪线机构4作剪切运动；抬压脚凸轮9通过抬压脚摆动杆12能够带动抬压脚轴6转动，抬压脚轴6的端部通过连接板13与压脚杆3相连接且能够带动压脚杆3上下往复移动。进一步的，机壳1上铰接有抬压脚扳手16，抬压脚扳手16的一端具有扳动部16a，抬压脚摆动杆12的上端固连在抬压脚扳手16的另一端，抬压脚摆动杆12的下端向下延伸且侧部能够与抬压脚凸轮9相抵靠；抬压脚轴6上固设有抬压脚曲柄17，抬压脚曲柄17的外端铰接有连接臂18，连接臂18与抬压脚扳手16通过扳手轴19以及扳手曲柄20相连接；压脚杆3上固设有提升块21，抬压脚轴6的端部固设有连接板曲柄28，连接板13的一端与连接板曲柄28的外端相铰接，连接板13的另一端开设有沿连接板13长度方向的条形孔13a，提升块21上固设有插设在条形孔13a内的轴位螺钉23；抬压脚轴6上还套设有压脚复位轴簧24；剪线曲柄10固设在剪线轴7上，安装座14上设有摆动连杆25，摆动连杆25的上端铰接在安装座14上，摆动连杆25的下端通过连接短板与剪线曲柄10活动连接；安装座14靠近下端具有两个平行间隔设置的安装板14a，剪线轴7滑动设置在两个安装板14a上，剪线曲柄10位于两个安装板14a之间，剪线轴7上还套设有剪线复位轴簧26且剪线复位轴簧26的两端分别作用在剪线曲柄10以及其中一个安装板14a上；摆杆11的中部铰接在机座2上，剪线轴7的端部通过连接柱连接有拉板27，拉板27与摆杆11的一端相铰接，摆杆11的另一端与剪线机构4相连接。剪线机构4包括上刀架41、固设在上刀架41端部的动刀43、下刀架42以及固设在下刀架42端部的定刀44；上刀架41活动设置在机座2上，下刀架42固设在机座2上，上刀架41中部一侧开设有凹槽41a，摆杆11的端部插设在凹槽41a内。
本实施例中的控制方法包括以下步骤：
a、放料：将缝纫机开机后，脚踏板后踩到底，使驱动电机5顺时针转动，压脚杆3以及压脚22在驱动电机5带动下上升到预设高度位置，操作人员将准备好的待缝制的面料放置在压脚22下方；
b、缝纫：松开脚踏板，使驱动电机5逆时针转动到初始位置，压脚杆3以及压脚22复位，压脚22压住面料，操作人员操控缝纫机缝纫踏板，缝纫机正常缝纫直至该轮缝纫过程结束；
c、剪线：操作人员后踏脚踏板使驱动电机5逆时针转动若干角度后，然后松开脚踏板使驱动电机5顺时针转动回到原点，此过程中剪线机构4在驱动电机5带动下完成剪切动作，实现剪线目的；
d、取料：脚踏板后踩到底，使驱动电机5顺时针转动，压脚杆3以及压脚22在驱动电机5带动下上升到预设高度位置，操作人员从压脚22下方将缝制好的的面料取出，并放入需要下次缝纫的布料,然后松开脚踏板，驱动电机5逆时针转动到初始位置，压脚22放下，一个缝纫周期完成。
本实施例中剪线及抬压脚动作的具体原理为：缝纫完成需要剪线时，驱动电机5接收到主控制器剪线信号，驱动电机5的输出轴转动，带动剪线凸轮8转动，剪线凸轮8通过剪线曲柄10带动剪线轴7轴向移动，剪线轴7带动摆杆11摆动进而带动剪线机构4做剪切运动，完成剪线动作；驱动电机5继续运动，剪线机构4复位，然后，驱动电机5输出轴上的抬压脚凸轮9的凸出部9b带动抬压脚摆动杆12运动，进而带动抬压脚轴6转动，抬压脚轴6再通过连接板13带动压脚杆3以及压脚杆3上的压脚22运动，实现抬压脚22动作。当剪线过程中途需要抬压脚22时，驱动电机5反转带动抬压脚凸轮9转动，抬压脚凸轮9的凸出部9b带动抬压脚摆动杆12运动，进而带动抬压脚轴6转动，抬压脚轴6再通过连接板13带动压脚杆3以及压脚杆3上的压脚22运动，实现抬压脚22动作，接着正转压脚22回位。
进一步的，本实施例中驱动电机5为步进电机；剪线轴7与抬压脚轴6平行间隔设置；剪线凸轮8和抬压脚凸轮9的长轴线夹角角度为30°～60°；本实施例中优选为45°。剪线凸轮8和抬压脚凸轮9可以为椭圆形，两者可以间隔固设在驱动电机5的输出轴上，本实施例中所指的长轴线是剪线凸轮8以及抬压脚凸轮9两个外端之间最长的连线。通过调整剪线凸轮8和抬压脚凸轮9的长轴线夹角角度，就可以预先设定剪线动作与抬压脚22动作之间的最小时间间隔，从而满足高效要求。
实施例二
本实施例中的剪线和抬压脚装置的具体结构与实施例一相同，不同之处在于，本实施例中的控制方法包括以下步骤：
a、放料：将缝纫机开机后，脚踏板后踩到底，使驱动电机5顺时针转动，压脚杆3以及压脚22在驱动电机5带动下上升到预设高度位置，操作人员将准备好的待缝制的面料放置在压脚22下方；
b、缝纫：松开脚踏板，使驱动电机5逆时针转动到初始位置，压脚杆3以及压脚22复位，压脚22压住面料，操作人员操控缝纫机缝纫踏板，缝纫机正常缝纫直至该轮缝纫过程结束；
c、剪线和取料：操作人员后踏脚踏板使驱动电机5逆时针转动，根据剪线凸轮8以及抬压脚凸轮9的凸出部9b的位置变化，剪线机构4中的动刀先移动至远离定刀的极限位置，然后剪线机构4中的动刀回位，此过程中剪线机构4完成剪切动作，实现剪线目的；同时在剪线机构4中的动刀回位过程中，压脚杆3以及压脚22在驱动电机5输出轴上的抬压脚凸轮9的带动下上升到预设高度位置，操作人员从压脚22下方将缝制好的的面料取出，并放入需要下次缝纫的布料,然后后踏脚踏板，驱动电机5逆时针转动到初始位置，压脚22放下，一个缝纫周期完成。
第一种控制方法必须剪线动作结束后抬压脚22，整体动作时间加长。假设剪线机构4中的动刀出刀过程，驱动电机5逆时针转动90°，回刀驱动电机5顺时针转动90°，抬压脚22时驱动电机5顺时针转动90°，驱动电机5完成整个动作需要改变的转动方向角度为270°；本实施例中的控制方法中剪线机构4中的动刀在回刀过程中抬压脚22机构可以根据需要进行整体时间的调整，剪线及抬压脚22整体时间变短，此时假设剪线机构4中动刀的出刀过程驱动电机5逆时针转动90°，回刀时驱动电机5逆时针转动90°，同时或稍后抬压脚22，整体动作电机可控制在180°。同样的结构，电机的控制方式不同，时间提前1/3完成整个动作，能够进一步的提高效率。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了1、机壳；2、机座；3、压脚杆；4、剪线机构；41、上刀架；41a、凹槽；42、下刀架；43、动刀；44、定刀；5、驱动电机；6、抬压脚轴；7、剪线轴；8、剪线凸轮；9、抬压脚凸轮；9a、空行程部；9b、凸出部；10、剪线曲柄；11、摆杆；12、抬压脚摆动杆；13、连接板；13a、条形孔；14、安装座；14a、安装板；15、连接螺栓；16、抬压脚扳手；16a、扳动部；17、抬压脚曲柄；18、连接臂；19、扳手轴；20、扳手曲柄；21、提升块；22、压脚；23、轴位螺钉；24、压脚复位轴簧；25、摆动连杆；26、剪线复位轴簧；27、拉板；28、连接板曲柄等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
