改进的套口机及相关的方法
阅读说明：本技术 改进的套口机及相关的方法 (Improved looping machine and associated method ) 是由 朱利奥·曼德鲁扎托 罗伯托·塞拉梅拉 安德烈亚·尼科莱蒂 于 2019-03-29 设计创作，主要内容包括：一种套口机(4),包括有沿纵向(Y-Y)的织物(12)进给设备(16)、沿横向(X-X)的针(10)定位设备(20)、沿与纵向(Y-Y)和横向(X-X)垂直的竖向(Z-Z)的针(10)操作设备(24)以执行套口操作,特征在于套口机包括适于识别置于待缝合的至少一个织物(12)上的引导线(40)的摄像机(103),引导线(40)插入织物(12)内以识别多个线段(小点)(44)。该机(4)包括处理和控制单元(56),其操作地连接到摄像机(103)以及织物(12)进给设备(16)的、针(10)定位设备(20)的、针(10)致动设备(24)的致动器；以根据引导线(40)实时确定针(10)的目标缝合位置以及实时控制所述设备(16、20、24)以到达针(10)的所述目标缝合位置。(A looping machine (4) comprising a fabric (12) feeding device (16) along a longitudinal direction (Y-Y), a needle (10) positioning device (20) along a transverse direction (X-X), a needle (10) operating device (24) along a vertical direction (Z-Z) perpendicular to the longitudinal direction (Y-Y) and to the transverse direction (X-X) to perform a looping operation, characterized in that it comprises a camera (103) adapted to identify a guide wire (40) placed on at least one fabric (12) to be stitched, the guide wire (40) being inserted inside the fabric (12) to identify a plurality of line segments (dots) (44). The machine (4) comprises a processing and control unit (56) operatively connected to the camera (103) and to the actuators of the needle (10) positioning device (20) and of the needle (10) actuating device (24) of the fabric (12) feeding device (16); to determine in real time a target suturing position of the needle (10) according to a guide wire (40) and to control in real time the device (16, 20, 24) to reach the target suturing position of the needle (10).)
技术领域
本发明涉及一种改进的套口机和相关的套口操作方法。
背景技术
众所周知，套口是在纺织领域中使用的包括将两片织物连结在一起的一种处理技术。例如，它用于将衣领、袖口和衣袖连结到服装的其余部分，从而能够制造出成品。通过将织物的两端一个针脚接一个针脚地缝在一起来进行翼片(襟片)的连结。连结线被“编织”在两个翼片的末排之间，从而获得连续的针脚。以这种方式进行的连结非常平坦并且实际上难以被察觉。
套口操作看起来是具有相当大限制的工艺：
-套口操作很慢而且昂贵；在这方面，估计它占用超过服装生产时间的70％；
-当前的套口机不灵活，实际上，当织物细度改变时，套口机需要不同的设置，并且因此设置时间也限制了它的生产率；
-套口操作员需要丰富的经验和技能才能将错误降低至最低，并且他/她在几个月的练习后才能获得一定的速度和技能；
-在该部门工作的人遇到的主要问题之一是：由于进行的套口方式而导致的过度的眼睛疲劳；如果随着时间的推移而延长这种疲劳，会导致操作者的视力逐渐降低。
由于这些原因，提供一种套口机，其能够自主地识别在哪里进行缝合，除了在速度、成本和执行精度方面的优势之外，还改善了使用该机器的人的工作条件，减轻了工作任务并防止了工作场所的事故。
图1示出了传统的套口机。这是一种圆形机器，操作者必须在两个织物端部处将缝线***末端。然后，机器在预先定位的缝线处制作套口操作点。
在现有技术中还存在自动化或半自动化类型的套口机的示例，这些套口机旨在至少部分地解决手动类型的机器的上述问题。
然而，这些机器没有完全解决妨碍或限制机器正确运行的问题。
例如，这些已知的套口机的算法体现了一种主要限制：因为其对针必须缝合接缝的位置处的孔的间距之间的平均值进行计算，然后对马达/致动器进行控制以使针沿着接缝线以固定的间距移动。该解决方案不是很有用，因为缝线之间的距离在织物中是高度可变的。例如，孔之间距离变化的主要原因之一是在织物前进期间中该织物所保持的张紧度。通过这种控制选择，无法在任意缝制速度下获得正确的缝制间距，从而导致若干失误。
此外，已知的机器的机械结构在部件的选择方面具有很大的局限性，这些部件将机器的最大速度限制为最多为400针每分钟。例如，这些限制是由于以下因素：
-马达的使用在进行修改以执行运动的参数的数量和类型方面不太通用。特别是，不可能改变PID控制器的增益。此外，不可能根据需要来分配该马达所采用的位置、速度和加速度图。就诊断而言，不可能在运动期间监视哪个是参考位置以及马达所处的实际位置：此限制是缝合点进一步不准确的原因；
-可以被修改的仅有的参数是用于得到轨迹的最大加速度和速度。这些马达在轨迹规划中通用性的缺乏被认为是实现高性能自动化的最关键的点之一；
-还存在连接到负责织物的前进的马达的传动系统的过度弹性和反冲的问题。织物的移动必须在很短的时间内(约20ms)进行，弹性的存在(例如由于所使用的皮带)导致织物相对于马达运动出现移动延迟(这种延迟可以通过限制马达的加速度来避免)，并因此限制织物的移动时间。这一点限制了整个套口操作的最大速度；
-为了在几毫秒内完成针的水平移动，活动单元的高惯性迫使马达工作，从而始终传递最大可用扭矩，将最小移动时间限制在最小值而不可再减少，并且因此限制了操作的整体速度；
-在活动部分的运动中所确定的另一关键要素是连接到马达的滚柱螺杆的选择。事实上，滚柱螺杆具有相当不利的传动比，因为活动单元的整个行程是由马达完成的不到一整圈。这需要通过马达施加高扭矩以快速地进行运动。
发明内容
因此，认为需要解决参考现有技术而提到的缺点和限制。
下文中的专利允许克服迄今为止使用的手动套口机和自动套口机两者的所有技术问题以及机械限制和软件限制。
通过根据权利要求1所述的套口机和根据权利要求15所述的套口操作方法来满足克服现有技术的解决方案的缺点和限制的需要。
附图说明
从本发明的优选的非限制性实施方式的以下描述中，本发明的其他特征和优点将变得更清楚显而易见，在附图中：
-图1示出了传统类型的手动套口机的视图；
-图2示出了根据本发明的套口机的透视图；
-图3示出了根据本发明的套口机的细节的透视图；
-图4至图5是根据本发明的套口机的操作的示意图；
-图6示出了套口机的特定板的透视图；
-图7示出了根据本发明的套口机的操作的示意图。
在下文描述的实施方式中共同的元件或元件的部分用相同的附图标记表示。
具体实施方式
参考所附附图，附图标记4总体上表示根据本发明的套口机的整体示意性图示。
套口机4包括固定单元和活动单元100，该固定单元包括支撑框架8，该活动单元由所述固定单元支撑，以便能够将针10移动并适当地致动以在织物12上进行套口操作。
活动单元100包括：沿着纵向方向或轴线Y-Y的织物12的进给设备16；沿横向方向或轴线X-X的针10的定位设备20以及沿竖向方向或轴线Z-Z的用于所述针10的致动设备24，来进行套口操作，所述横向方向或轴线X-X垂直于所述纵向方向或轴线Y-Y，并且与织物12共面，所述竖向方向或轴线Z-Z垂直于所述纵向方向Y-Y和横向方向X-X方向。
织物12的进给设备16包括织物12的阻挡装置28，该阻挡装置构造成保持织物12被压靠在织物12的进给设备16上。
根据一可能的实施方式，所述织物12的阻挡装置28包括能够对织物12均匀地施压的双向旋转铰接的脚部36，即使在织物的厚度不均匀的情况下也能够均匀地对织物施压。
优选地，所述阻挡装置28是可调节的，以便对脚部36在所述织物12上的施加压力进行调节。
织品或织物12的进给设备16包括电马达30。
针10的定位设备20包括被连接到滚柱螺杆或循环滚珠螺杆101的电马达30，该滚柱螺杆或循环滚珠螺杆101又连接到活动单元100，所述活动单元100执行针沿着横向方向X-X的线性平移。
针10的致动设备24包括利用连接杆-曲柄机构连接到针10的电马达30，用于执行针10的交替缝合运动。
优选地，针10穿过具有用于针10的孔39的特定板38，该特定板限制针10的变形并确保得到更好的接缝。
织物12预防性地设置有被***在该织物12内部的引导线40，以显示出多个线段44(小点)。
引导线40优选地由磷光材料制成，以便由合适的光学系统或摄像机103容易地识别。为此目的，套口机4设置有具有氖的紫外光照明系统52，从而突出显示所述磷光引导线40、48。
根据一实施方式，所述紫外光照明系统52装配在织物12的阻挡装置28处。
优选地，所述引导线40由水溶性材料制成，使得该引导线可以在随后的织物洗涤中被溶解，而不必对该引导线进行手动移除。
有利地，套口机4包括适于识别该引导线40的摄像机103。该套口机4还设置有处理和控制单元56，该处理和控制单元56可操作地连接到摄像机103、并连接到织物12的进给设备16的致动器/电马达装置、并连接到针10的定位设备20的致动器/电马达装置、并连接到针10的致动设备24的致动器/电马达装置。
以这种方式，该处理和控制单元56能够根据引导线40而实时地确定针10的目标位置，并能够实时地对织物12的进给设备16、针10的定位设备20和针10的致动设备24进行控制，从而到达针10的所述目标缝合位置。
特别地，织物12的进给设备16和/或针10的定位设备20和/或针10的致动设备24包括各自的电马达30，该电马达30根据针10的目标缝合位置借助于所述处理和控制单元56来进行实时反馈。
选择和/或暗示了：织物12的进给设备16、针10的定位设备20和针10的致动设备24中的至少一者包括各自的实时反馈电马达30；优选地，所述设备16、20、24中的至少两者包括各自的实时反馈电马达30，并且甚至更优选地，所有设备16、20、24均包括各自的实时反馈电马达30。
根据一可能的实施方式，对该处理和控制单元56进行编程，使得所述电马达30是根据针10的目标缝合位置而实时地以可变间距来控制的。
现在将描述根据本发明的套口机的操作。
如上所述，根据本发明的套口机能够以特别有效的方式执行套口操作。
具体地，织物12的套口操作方法包括以下步骤：
-提供进行套口操作的织物12，所述织物12设置有荧光引导线40，该荧光引导线40以进出该织物12的方式形成线段(小点)44；
-借助于摄像机103获取织物框架12，从而识别所述线段(小点)44的位置；
-计算表示引导线40的线段(小点)44的面积的中点的主要形心104；所述主要形心104允许通过搜索主要形心104之间的中间位置来识别套口或计算出的缝线的目标缝合位置60；
-消除在正确的缝制点的识别中导致错误的次要形心68，这种次要形心68与线段(小点)44相邻；
-在计算出的目标缝线64的点处执行套口缝合。
执行缝合的步骤设置有：实时计算根据引导线40的针10的目标缝合位置、实时致动织物12的进给设备16、针10的定位设备20的以及针10的致动设备24，以到达所述的针10的目标缝合位置。
次要形心68的排除步骤包括消除关于横向方向X-X定位在引导线40的线段(小点)44的主要形心104的左侧的并且在沿着竖向方向Z-Z的主要形心104相同的高度处的次要形心68的步骤，。
优选地，套口操作方法还提供消除相对于预定阈值具有较小面积的线段(小点)44的步骤。
在已经识别线段(小点)44的主要形心104的情况下，我们通过插补线进行主要形心的插补。
此外，为了确定下一个缝合或套口操作点，借助于摄像机103来识别两个连续的线段(小点)44'、44”：缝合点的纵向坐标对应于引导线40的形心104的纵向坐标的平均值，并且缝合点的横向坐标沿着所述插补线设置。
如从描述中可以理解的，本发明允许克服现有技术的缺点。
事实上，本发明的套口机是一种自动化的机器，其在操作方式上相对于已知的手动套口机是完全创新的。
具体地，如所描述的，由于特殊的视觉系统，该机器能够独立地识别缝线，实时计算待进行的套口操作步骤，并且然后将针定位在遵循特定控制算法指示的点处。实际上，针可以在织物上的所有方向上移动，以使摄像机实时捕获的缝线居中。
本发明的解决方案允许套口操作现代化，解决了当前技术的限制，提高了生产率，改善了加工织物的质量，降低了加工成本并改善了套口工作中所涉及的工人的工作条件。
事实上，套口机可以由未经训练的操作者使用，该未经训练的操作者只需简单地将织物定位在针的基部并用指令来操作套口机。因此，易用性使得几乎不存在人员的培训时间。
此外，本发明的套口机是灵活的；该套口机不需要对设置进行任何改变来改变织物的细度，因为它在实时模式下自动地计算一个缝线与另一个缝线之间的间距。
处理速度远高于手动套口机；人可以轻松地进行超过700点每分钟(PPM)的速度。
工作质量不再取决于人，而是由计算机的可靠性来保证。
套口操作更便宜且更易于执行，同时提高了生产率并减少了处理时间。
解决了由于手动套口操作而与操作者的健康相关的所有问题。
总之，如已知的自动化的解决方案中那样，电马达不再是以固定间距来控制的，而是接收实时指令，待通过反馈控制所执行的下一运动必须基于该实时指令。简化了机械结构以克服由已知的自动化的解决方案的技术选择而引起的所有速度限制，从而实现并甚至超过700PPM甚至更高。针可以在织物上沿所有方向移动，以使摄像机实时捕获的缝线居中。
本领域技术人员可以对上述套口机和套口操作方法进行若干改变和调整，以满足特定和偶然的需要，所有这些都落入所附权利要求所限定的保护范围内。