技术领域
[0001] 本
发明涉及一种缝纫机底线检测技术，特别是涉及一种基于光纤传感器的工业缝纫机用底线检测控制系统及方法。
背景技术
[0002] 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。缝纫机分为家用缝纫机和工业缝纫机两种，其中，工业缝纫机大部分属于通用缝纫机，包括平缝机、链缝机、绗缝机、包缝机及绷缝机等。
[0003] 缝纫机在缝纫面料时，缝纫机的旋梭和机针相互配合以将底线和面线互相交织连
锁缝纫在面料上，从而形成线迹。面线穿设在机针的针眼中，机针做上升、下降运动；旋梭由梭壳和梭芯构成，梭芯被收容在梭壳内，底线缠绕在梭芯上。面线较长、且面线一般都是安装在缝纫机的外部，缝纫人员通过肉眼即可观察到面线是否用完；而旋梭一般是安装在缝纫机的
底板内，且梭芯上所缠绕的底线长度也非常有限，故缝纫人员通过肉眼很难观察到梭芯上底线的剩余量或是否有安装梭芯，除非在缝纫过程中出现线圈中无底线现象，这样才判断底线用完或判断没有安装梭芯，但是，此时已在缝料上形成一段浮在缝料上的线迹，从而影响缝纫
质量和效率。因此，在工业缝纫机中安装底线监控装置就显得非常重要，以此来提醒用户及时更换梭芯或安装梭芯，从而保证缝纫质量和效率，降低返工
频率。
[0004] 中国发明
专利申请说明书CN103334241A公开了一种缝纫机用底线监控装置，所述缝纫机包括底板，以及安装在所述底板上的旋梭，所述旋梭包括梭壳和梭芯，所述梭芯的绕线柱完全收容在梭壳内，所述梭芯的绕线柱上设有反光面，所述梭壳的
侧壁上开设一透光孔；所述底板上安装有一
光电传感器，所述光电传感器位于所述梭壳的外侧，所述光电传感器由接收器和发射器构成，所述接收器和发射器均对着所述透光孔。该缝纫机用底线监控装置在底线快用完时，梭芯绕线柱上的反光面会渐渐显露出来，从而使接收器接收到的
信号发生变化，以此来判断底线是否用完。但是，上述缝纫机用底线监控装置在实际使用中存在如下
缺陷：
[0005] 1、当旋梭中漏装梭芯时，则接收器是接收不到信号的，其和有底线时的情况是一模一样的，故其不能判断是否有漏装梭芯；
[0006] 2、在底线监测过程中，光电传感器容易受到外界的
电磁干扰，且光电传感器的灵敏度不高，从而导致底线监测
精度低，装置整体监测不可靠；
[0007] 3、在某些时刻下，当接收器接收到来自梭芯绕线柱的反光面的反射光时，梭芯绕线柱上的底线已经全部用完，故当缝纫机做出停机动作且更换完梭芯后，重新缝制的缝料上会有一段线迹接缝，从而导致缝料的不美观或损坏。
发明内容
[0008] 鉴于以上所述
现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种既能检测是否漏装梭芯、也能检测梭芯上底线是否用完、且检测精度高的基于光纤传感器的工业缝纫机用底线检测控制系统。
[0009] 为实现上述目的，本发明提供一种基于光纤传感器的工业缝纫机用底线检测控制系统，包括缝纫机的电控模
块、安装在缝纫机梭架中的旋梭、以及用于驱动缝纫机动作的
电机，所述旋梭包括梭壳和安装在梭壳中的梭芯，所述梭芯包括绕线柱和设在绕线柱两端的凸缘，所述绕线柱的外周面上固定有一反光纸、且绕线柱上缠绕有底线，所述梭架上固定有一光纤传感器，梭壳上设有相互连通的光纤发射入口和缺口，当梭壳中无梭芯时，所述光纤传感器正对光纤发射入口和缺口；当梭壳中有梭芯且底线量足够时，所述光纤传感器正对光纤发射入口、以及从光纤发射入口处露出的绕线柱上的底线；当梭壳中有梭芯且底线量不足时，所述光纤传感器正对光纤发射入口、以及从光纤发射入口处露出的绕线柱上的反光纸；所述光纤传感器通过一信号调理控制
电路与电控模块相连接，所述电控模块还通过一输出电路与电机相连接。
[0010] 进一步地，所述梭架上设有一向上延伸的安装板，该安装板中开设有一固定槽，所述光纤传感器穿设在所述固定槽中、且与固定槽为紧配合。
[0011] 优选地，所述梭壳包括一呈圆盘状的梭壳本体和一从梭壳本体的外边缘向下延伸的挡边，所述光纤发射入口设在挡边上，所述挡边的两端之间形成所述缺口，所述光纤发射入口和缺口对称设在梭壳本体的两侧。
[0012] 进一步地，所述绕线柱的外周面上开设有一沿绕线柱的周向分布的周向槽，该周向槽中缠绕有底线。
[0013] 优选地，所述绕线柱的外周面上开设有一凹槽，所述反光纸位于该凹槽内、且与绕线柱粘贴连接。
[0014] 优选地，所述凹槽的深度大于周向槽的深度。
[0015] 如上所述，本发明涉及的基于光纤传感器的工业缝纫机用底线检测控制系统，具有以下有益效果：
[0016] 该工业缝纫机用底线检测控制系统能够根据光纤传感器所检测到的反射光的
光信号来判断梭壳中是否漏装梭芯、以及梭芯上的底线量是否足够，当梭壳中没有安装梭芯或梭芯上的底线量不足时，电控模块会通过输出电路来控制电机停止转动，即控制缝纫机停止工作，缝纫工人再进行安装梭芯或更换梭芯，从而保证缝料上线迹的整齐度和美观度，提高缝纫效率和质量；另外，该控制系统中采用光纤传感器作为检测元件，由于光纤传感器的反射体中使用了棱镜，故光纤传感器与现有技术中的光电传感器相比而言，其灵敏度高、检测性能更高、更可靠，且其抗电磁干扰能
力强，从而提高整个控制系统的检测精度，保证底线检测的可靠性。
[0017] 本发明的另一目的在于提供一种既能检测是否漏装梭芯、也能检测梭芯上底线是否用完、且检测精度高的基于光纤传感器的工业缝纫机用底线检测控制方法。
[0018] 为实现上述目的，本发明提供一种基于光纤传感器的工业缝纫机用底线检测控制方法，包括如上所述的工业缝纫机用底线检测控制系统，所述工业缝纫机用底线检测控制方法包括如下步骤：
[0019] A、在信号调理控制电路中预先设置基准参数，所述基准参数为光纤传感器接收来自反光纸所反射的反射光信号后得到的测量参数；
[0020] B、光纤传感器内部的
光源发出光，光经光纤传感器中的光纤传输后照射到光纤发射入口处，光纤传感器接收来自光纤发射入口处所发射回来的检测光信号、并输出一检测参数；
[0021] C、光纤传感器将检测参数传输给信号调理控制电路，信号调理控制电路将检测参数与所述基准参数进行比对后输出一结果信号，电控模块接收结果信号、并根据该结果信号通过输出电路来控制电机是否转动；
[0022] 当检测参数为零时，所述结果信号为“无梭芯”，则电控模块通过输出电路来控制电机停止转动；
[0023] 当检测参数不为零、且与基准参数不同时，所述结果信号为“有梭芯且底线量足够”，则电控模块判断底线未用完、并通过输出电路来控制电机继续转动；
[0024] 当检测参数不为零、且与基准参数相同时，所述结果信号为“有梭芯且底线量不足”，则电控模块判断底线快用完、并通过输出电路来控制电机停止转动。
[0025] 进一步地，所述电控模块通过所述输出电路还与一
用户界面相连接，该用户界面为一显示屏；当结果信号为“无梭芯”或“有梭芯且底线量不足”时，所述显示屏上以文字信息的方式来显示报错信息。
[0026] 优选地，所述显示屏上还以图标信息的方式来显示报错信息。
[0027] 如上所述，本发明涉及的基于光纤传感器的工业缝纫机用底线检测控制方法，具有以下有益效果：
[0028] 该工业缝纫机用底线检测控制方法能够根据光纤传感器所检测到的反射光的光信号来判断梭壳中是否漏装梭芯、以及梭芯上的底线量是否足够，当梭壳中没有安装梭芯或梭芯上的底线量不足时，电控模块会通过输出电路来控制电机停止转动，即控制缝纫机停止工作，缝纫工人再进行安装梭芯或更换梭芯，从而保证缝料上线迹的整齐度和美观度，提高缝纫效率和质量；另外，该控制方法中采用光纤传感器作为检测元件，由于光纤传感器的反射体中使用了棱镜，故光纤传感器与现有技术中的光电传感器相比而言，其灵敏度高、检测性能更高、更可靠，且其抗电磁干扰能力强，从而提高整个控制方法的检测精度，保证底线检测的可靠性。
附图说明
[0029] 图1为本发明的原理图。
[0030] 图2为本发明的结构示意图。
[0031] 图3为图2中旋梭与梭架的结构示意图。
[0032] 图4为图2的俯视图。
[0033] 图5为本发明中光纤传感器与旋梭的结构示意图。
[0034] 图6为本发明中梭芯的结构示意图。
[0035] 图7为本发明中梭壳的结构示意图。
[0036] 图8为图5的俯视图。
[0037] 图9为图8中光纤传感器与梭芯的结构示意图。
[0038] 元件标号说明
[0039] 1 电控模块
[0040] 2 梭架
[0041] 21 安装板
[0042] 22 固定槽
[0043] 3 旋梭
[0044] 31 梭壳
[0045] 311 光纤发射入口
[0046] 312 缺口
[0047] 313 梭壳本体
[0048] 314 挡边
[0049] 32 梭芯
[0050] 321 绕线柱
[0051] 322 凸缘
[0052] 323 反光纸
[0053] 324 周向槽
[0054] 325 凹槽
[0055] 4 电机
[0056] 5 光纤传感器
[0057] 6 信号调理控制电路
[0058] 7 输出电路
[0059] 8 用户界面
[0060] 9 针板
[0061] 10 针杆
[0062] 11 机针
具体实施方式
[0063] 以下由特定的具体
实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0064] 须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0065] 本发明提供一种基于光纤传感器的工业缝纫机用底线检测控制系统，用于检测缝纫机的梭壳中是否漏装梭芯、以及梭芯上缠绕的底线量是否足够。如图1和图2所示，所述工业缝纫机用底线检测控制系统包括缝纫机的电控模块1、安装在缝纫机梭架2中的旋梭3、以及用于驱动缝纫机动作的电机4，所述梭架2位于缝纫机针板9的下方，缝纫机针板9的上方设有针杆10，针杆10的下端安装有机针11；见图5至图7，所述旋梭3包括梭壳31和安装在梭壳31中的梭芯32，所述梭芯32包括绕线柱321和设在绕线柱321两端的凸缘322，所述绕线柱321的外周面上固定有一反光纸323、且绕线柱321上缠绕有底线；见图3和图4，所述梭架2上固定有一光纤传感器5，梭壳31上设有相互连通的光纤发射入口311和缺口312，所述光纤传感器5位于梭壳31的外侧、且正对梭壳31上的光纤发射入口311；如图8和图9所示，当梭壳31中无梭芯32时，所述光纤传感器5正对光纤发射入口311和缺口312；当梭壳31中有梭芯且底线量足够时，所述光纤传感器5正对光纤发射入口311、以及从光纤发射入口311处露出的绕线柱321上的底线；当梭壳31中有梭芯且底线量不足时，所述光纤传感器5正对光纤发射入口311、以及从光纤发射入口311处露出的绕线柱321上的反光纸323；所述光纤传感器5通过一信号调理控制电路6与电控模块1相连接，所述电控模块1还通过一输出电路7与电机4相连接。
[0066] 上述控制系统中，电控模块1通过信号调理控制电路6与光纤传感器5相连接，从而为光纤传感器5提供电源；光纤传感器5内部集成有光源，光源发出光，光经光纤传感器5中的光纤传输后反射到梭壳31上的光纤发射入口311处，同时光纤发射入口311处的被检测对象再将光反射给光纤传感器5(所述被检测对象为从光纤发射入口311处露出的底线或反光纸323)，故光纤传感器5接收来自光纤发射入口311处的所反射回来的检测光信号。检测光信号经光纤传感器5的光纤送入光纤传感器5的
调制器，从而得到检测参数；信号调理控制电路6接收来自光纤传感器5的检测参数，并根据检测参数的大小做出梭壳31中是否有安装梭芯32、以及梭芯32上的底线量是否足够的判断，电控模块1接收来自信号调理控制电路6的
输出信号、并根据该输出信号来控制电机4是否需要停止转动。
[0067] 本发明还涉及一种基于光纤传感器的工业缝纫机用底线检测控制方法，包括如上所述的工业缝纫机用底线检测控制系统，所述工业缝纫机用底线检测控制方法包括如下步骤：
[0068] A、在信号调理控制电路6中预先设置基准参数，所述基准参数为光纤传感器5接收来自反光纸323所反射的反射光信号后得到的测量参数；
[0069] B、光纤传感器5内部的光源发出光，光经光纤传感器5中的光纤传输后照射到从光纤发射入口311处露出的被检测对象上，被检测对象将光反射给光纤传感器5，故光纤传感器5接收来自光纤发射入口311处被检测对象所发射回来的检测光信号、并输出一检测参数；
[0070] C、光纤传感器5将检测参数传输给信号调理控制电路6，信号调理控制电路6将检测参数与所述基准参数进行比对后输出一结果信号，电控模块1接收结果信号、并根据该结果信号通过输出电路7来控制电机4是否转动；
[0071] 当检测参数为零时，所述结果信号为”无梭芯”，则电控模块1通过输出电路7来控制电机4停止转动；
[0072] 当检测参数不为零、且与基准参数不同时，所述结果信号为“有梭芯且底线量足够”，则电控模块1判断底线未用完、并通过输出电路7来控制电机4继续转动；
[0073] 当检测参数不为零、且与基准参数相同时，所述结果信号为“有梭芯且底线量不足”，则电控模块1判断底线快用完、并通过输出电路7来控制电机4停止转动。
[0074] 具体说，当梭壳31内安装有梭芯32且梭芯32的绕线柱321上的底线量足够时，则底线缠绕满梭芯32的绕线柱321，绕线柱321上的反光纸323完全被底线
覆盖，此时，光纤传感器5接收来自从光纤发射入口311处露出的底线所反射回来的检测光信号。所述检测光信号的强度不为零，但由于底线对光的反射率与绕线柱321上反光纸323对光的反射率不同，故检测光信号与反光纸323所反射的反射光信号相比，检测光信号的光强度、
波长、频率等都发生了变化，从而使得光纤传感器5输出的检测参数与基准参数不相同，因此信号调理控制电路6通过比对检测光信号和基准参数后输出一个“有梭芯且底线量足够”的结果信号，此时，电控模块1不做出指示，电机4继续转动，缝纫机保持继续动作状态。
[0075] 当梭壳31内安装有梭芯32且梭芯32的绕线柱321上的底线量不足时，则绕线柱321上所缠绕的底线较少，绕线柱321上的反光纸323未完全被底线所覆盖或遮挡，此时，光纤传感器5接收来自从光纤发射入口311处露出的反光纸323所反射回来的检测光信号。所述检测光信号的强度不为零，且检测光信号与反光纸323所反射的反射光信号相比，检测光信号的光强度、波长、频率等未发生变化，故光纤传感器5输出的检测参数与基准参数相同，因此信号调理控制电路6通过比对检测光信号和基准参数后输出一个“有梭芯且底线量不足”的结果信号，此时，电控模块1控制电机4停止转动，缝纫工人进行更换梭芯32的操作。
[0076] 当因人为问题而导致梭壳31内没有安装梭芯32时，则光纤传感器5中的光反射到梭壳31上的光纤发射入口311处时，光直接从梭壳31另一端的缺口312处射出，因此光纤发射入口311处不能将光反射给光纤传感器5，故光纤传感器5接收到的检测光信号的强度为零，即光纤传感器5输出的检测参数也为零，信号调理控制电路6接收光纤传感器5所传输过来的零检测参数后输出一个”无梭芯”的结果信号，此时，电控模块1控制电机4停止转动，缝纫工人进行安装梭芯32的操作。
[0077] 综上所述，本发明涉及的基于光纤传感器5的工业缝纫机用底线检测控制系统及方法能够根据光纤传感器5所检测到的反射光的光信号来判断梭壳31中是否漏装梭芯32、以及梭芯32上的底线量是否足够，当梭壳31中没有安装梭芯32或梭芯32上的底线量不足时，电控模块1会通过输出电路7来控制电机4停止转动，即控制缝纫机停止工作，缝纫工人再进行安装梭芯32或更换梭芯32，本发明涉及的控制系统及方法自动化程度高，减少了因梭芯32的漏装而引起的机械跑位，还减少因底线的缺失而引起的漏缝、操作工返工现象，从而保证缝料上线迹的整齐度和美观度，提高缝纫效率和质量，降低操作工人的劳动强度，给客户带来方便。另外，该控制系统及方法中采用光纤传感器5作为检测元件，由于光纤传感器5的反射体中使用了棱镜，故光纤传感器5与现有技术中的光电传感器相比而言，其灵敏度高、检测性能更高、更可靠，且其抗电磁干扰能力强，从而提高整个控制系统的检测精度，保证底线检测的可靠性。
[0078] 进一步地，如图1所示，所述电控模块1通过所述输出电路7还与一用户界面8相连接，当梭壳31内漏装梭芯32或梭芯32上的底线快用完时，用户界面8为用户提供对应的报错信息，以提醒用户安装梭芯32或更换梭芯32；本实施例中，所述用户界面8为一显示屏，当信号调理控制电路6输出的结果信号为”无梭芯”或“有梭芯且底线量不足”时，电控模块1还通过输出电路7来控制显示屏上以文字信息的方式显示报错信息。优选地，所述显示屏上还以图标信息的方式来显示报错信息。
[0079] 进一步地，由于缝纫机内部的空间非常有限，为了能够充分利用缝纫机原有内部空间，如图3和图4所示，所述梭架2上设有一向上延伸的安装板21，该安装板21中开设有一固定槽22，所述光纤传感器5穿设在所述固定槽22中、且与固定槽22为紧配合，从而便于光纤传感器5的安装，以减少其占用空间，使整体结构更加紧凑。
[0080] 优选地，见图7，所述梭壳31包括一呈圆盘状的梭壳本体313和一从梭壳本体313的外边缘向下延伸的挡边314，所述光纤发射入口311设在挡边314上，所述挡边314的两端之间形成所述缺口312，所述光纤发射入口311和缺口312对称设在梭壳本体313的两侧。
[0081] 进一步地，见图6，所述绕线柱321的外周面上开设有一沿绕线柱321的周向分布的周向槽324，该周向槽324中缠绕有底线，当光线传感器检测到反光纸323所反射回来的检测光信号时，周向槽324内还有剩余的底线，从而避免在检测到底线量不足而报错时，周向槽324内剩余的底线仍能够保证缝完整个工序，而不会损坏缝料，进而保证缝料上线迹的美观度和整齐度。
[0082] 优选地，所述反光纸323与梭芯32的连接结构为：如图6所示，所述绕线柱321的外周面上开设有一凹槽325，所述反光纸323位于该凹槽325内、且与绕线柱321粘贴连接；且所述凹槽325的深度大于周向槽324的深度。
[0083] 综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0084] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的
权利要求所涵盖。
