專利名稱：自動縫紉機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)系到自動縫紉機(jī)系統(tǒng)的改進(jìn)或涉及到自動縫紉機(jī)系統(tǒng)，于這種縫紉機(jī)系統(tǒng)中，在程序控制下將裝飾性的線跡花樣縫綴到縫件上，或是沿著不同于直線式的路徑，通過縫合將縫件的各組成部分接合成整體，同時，在這種系統(tǒng)中設(shè)有某種形式的縫件夾定器，在它與縫紉機(jī)頭之間，可于程序控制下沿著兩個坐標(biāo)軸作相對運動。這樣一類系統(tǒng)，例如有美國專利4171671號與4406234號中所描述的。
正如上述兩份專利說明書中所涉及的，所說的縫件夾定器可以通過排列好兩個夾子來構(gòu)成，在這兩個夾子之間，可將各種形式的組成部分按預(yù)定關(guān)系夾合到縫紉機(jī)中，以在其上進(jìn)行“縫合”作業(yè)?；蛘?，可以采用所謂的壓板，在裝飾性縫綴中將一片縫件或是在“縫合”作業(yè)中將多片縫件夾定到一適當(dāng)位置。這樣一種壓板已在美國專利3988993號中描述到。
盡管這類壓板已成功地用來把縫件保持到所需的定位(位置與定向)上進(jìn)行縫紉作業(yè)，而且與機(jī)械式夾具相比還具有這樣的優(yōu)點即它們可以脫離開縫紉機(jī)鎖定起來，使得縫紉機(jī)能持續(xù)工作直到下一個壓板裝上之前。但這樣使用壓板的結(jié)果將使得(1)顯著地增加了費用，這不僅表現(xiàn)為壓板生產(chǎn)的初始費用，還涉及到備件問題(其中應(yīng)記住，各種不同類型、款式與規(guī)格的縫件要求有它獨自的壓板，除非是在它的某些方面例如在規(guī)格方面能夠允許作出某些折衷處理;(2)費時，這是為了確保能從備件中找出正確的壓板并使之適用于操作人員對特定縫件進(jìn)行加工所致;(3)勞動強(qiáng)度大，這是因為對各種壓板而言，都必需將縫件裝載到壓板內(nèi)，然后將壓板置放于縫紉機(jī)中，而在縫紉作業(yè)結(jié)束時又必須先從縫紉機(jī)上卸下壓板，之后才能從壓板中取出加工好的縫件。
在縫合作業(yè)中，代替將縫件或縫件組成部分夾入壓板中的另一種方法是采用皮帶系統(tǒng)，這里，可將縫件或縫件組成部分夾入兩片皮帶中，并能將其推進(jìn)到縫紉位置，隨后在此系統(tǒng)與縫紉機(jī)頭之間進(jìn)行相對的橫向運動，使之在此種縫件或縫件組成部分上進(jìn)行縫紉作業(yè)。包括有皮帶系統(tǒng)且能依上述方式工作的那種設(shè)備。已在英國專利2144777號描述到。然而，在此種情形下采用皮帶系統(tǒng)的目的，并不和通過縫件(或其組成部分)與機(jī)頭間同時沿兩個坐標(biāo)軸進(jìn)行相對運動將復(fù)雜花樣縫綴到縫件上，或是將縫件的組成部分縫合到一起有關(guān)，而僅僅是為了將縫件或縫件組成部分初始地安排到所需的位置與定向上，然后再來縫制它們。因而它并未涉及到前面因采用壓板而引出的那些問題。
本發(fā)明的目的之一在于提供一種改進(jìn)的自動縫紉機(jī)系統(tǒng)，其中雖不再使用壓板，但卻能通過縫件與機(jī)頭間在程序控制下沿兩個坐標(biāo)軸的相對運動，將縫件(或其組成部分)保持在已知的位置與方向中，以在其上縫綴出所需的線跡花樣。
于是，本發(fā)明提供了這樣一種自動縫紉機(jī)系統(tǒng)，它包括有用來支承縫件的縫件支承裝置，后者之上有一細(xì)長的孔;縫件夾定裝置，可與縫件支承裝置協(xié)同工作同時包括有至少兩個夾緊部件，在前述細(xì)長孔各側(cè)有一個，用來將縫件保持在縫件支承裝置上;一臺照相機(jī)和一個與之配合工作的同該細(xì)長孔準(zhǔn)直的光源，這兩者分處在細(xì)長孔之上與下;以及一個縫紉機(jī)頭，后者包括一個可往復(fù)運動的針，也安裝成與上述孔準(zhǔn)直，使此針在往復(fù)運動中能通過該孔;在其中，上述縫件支承裝置與縫件夾定裝置中至少有一個包括著送料部件，后者設(shè)在此細(xì)長孔的兩個相對側(cè)，可以把夾定于其間的縫件按橫切此孔的第一方向送入，因而在此第一方向中，相對于照相機(jī)和光源以及相對于該針來說也是橫切方向，同時，在其中，此系統(tǒng)還包括有驅(qū)動裝置，用來實現(xiàn)以照相機(jī)和與之配合工作的光源二者為一方而以縫件支承裝置與縫件夾定裝置為另一方這兩方之間的相對運動，以及以縫紉機(jī)頭為一方而以縫件支承裝置與縫件夾定裝置兩者為另一方這兩方之間的相對運動，而這時的運動是沿著與此細(xì)長孔相平行的第二方向進(jìn)行;此系統(tǒng)也還包括有計算機(jī)控制裝置，用來控制上述送料部件與驅(qū)動裝置的工作，整個的布置安排成，使縫件保持在縫件支承裝置與夾定裝置之間，在首先的外形辨認(rèn)作業(yè)中，實現(xiàn)縫件一照相機(jī)之間的至少是在前述第一方向中的相對運動，在縫件通過細(xì)長孔上方時，可由照相機(jī)測出其輪廓;然后在縫件仍然被這樣地保持著時，在其次的縫紉作業(yè)中，通過縫件與縫紉機(jī)頭之間的與針的往復(fù)運動成定時關(guān)系且沿前述第一與第二方向進(jìn)行的往復(fù)運動，可使縫件依據(jù)所需的線跡花樣進(jìn)行縫制。
由此可以得知，通過采用本發(fā)明的自動縫紉機(jī)系統(tǒng)，就可以不必使用前述的壓板，同時還能確保每一縫件能精確地對正，具體說來，這首先是將縫件保持在夾定狀態(tài)(即它不能自由運動但可進(jìn)行受控運動的一種狀態(tài))下，然后測定縫件的位置與取向，與此同時，在其仍舊保持在這樣的夾定狀態(tài)(因而不會喪失它的對正性)下時，對它進(jìn)行縫紉作業(yè)。這樣，還可以認(rèn)識到由于不再需用壓板和不再需要它的備件而顯著地節(jié)省了費用，而且也由于不需要去從備件中找出它們而大大節(jié)省了時間，同時還由于只限于縫紉機(jī)系統(tǒng)本身(而不是壓板)有的裝料與卸料，現(xiàn)就可以進(jìn)行自動化而大幅度地減輕了勞動強(qiáng)度。此外，本系統(tǒng)還有一個顯著的優(yōu)點是，現(xiàn)在可依隨機(jī)的取向?qū)⒖p件送入到此系統(tǒng)內(nèi)，這時只需將縫件放到支承裝置上一個可以為縫件夾定裝置夾合的位置即可;于是，顯著地提高了此種系統(tǒng)的多用性。
為了能進(jìn)一步提高這一系統(tǒng)的多用性及其效率，最好是在由所述照相機(jī)測出了縫件的輪廓后，用計算機(jī)控制裝置響應(yīng)此測出結(jié)果去有效地辨認(rèn)出縫件的外形，同時測定其相對于縫件支承裝置的取向，并根據(jù)上述的辨認(rèn)與測定結(jié)果，來從計算機(jī)控制裝置存儲器所存儲的多組線跡花樣數(shù)據(jù)中，鑒定出特定的一組事先與此辨認(rèn)出的縫件有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，同時依照此縫件的取向來修正這組數(shù)據(jù)，這之后，當(dāng)縫件仍然保持在它的支承裝置與夾定裝置之間時，在進(jìn)行縫紉作業(yè)時，沿著為這組修正的數(shù)據(jù)確定的所需線跡花樣并與針的往復(fù)運動成定時關(guān)系，去從事縫件與針之間的相對運動，就這樣地根據(jù)所說的花樣來完成縫紉。
在由前述的裝置來送入縫件的過程中，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，在某些環(huán)境下，縫件常會發(fā)生“偏移”，亦即沿橫向偏離它被送入的方向，也就是前述的第一方向。這種偏移量在很大程度上取決于縫件的表面性質(zhì)，例如，要是縫件帶有顯著起棱紋的表面，特別是當(dāng)此種棱紋斜向該第一方向時，這時的縫件就會有被送向橫側(cè)的傾向。不過也已發(fā)現(xiàn)存在著導(dǎo)致沿縱向偏移的問題，結(jié)果會使縫件不能準(zhǔn)確地送入所說的第一方向中，為了解決這類問題，依據(jù)本發(fā)明，最好是在按上述方式測出縫件的輪廓之前，由上述送料部件將此縫件于前述的第一方向中作幾次前后通行。這樣，縫件就能在實際開始送料之前，有效地“穩(wěn)貼”到此送料部件的表面上。其它的特點將在后面有關(guān)避免發(fā)生橫向偏移的描述中提到。
如有需要，縫紉機(jī)頭可以在前述的第二方向中相對于縫件的支承裝置與夾定裝置運動，但依據(jù)本發(fā)明，所述的系統(tǒng)最好包括一個將照相機(jī)與縫紉機(jī)頭固定安裝在其上的框架，同時包括一個上面載有縫件支承裝置與夾定裝置的滑架，此滑架安裝在框架上，用來相對于照相機(jī)與光源，同時也相對于縫紉機(jī)頭，在驅(qū)動裝置的作用下，于前述的第二方向中運動。
下面描述本發(fā)明的各式系統(tǒng)用來以舉例方式闡明本發(fā)明，在第一個用作說明的系統(tǒng)中，縫件支承裝置包括兩個分別設(shè)在針的各側(cè)的臺部，而在此兩個臺部間則設(shè)有細(xì)長孔。它們的配置方式可使縫件夾定裝置能有效地相對于各個臺部來保持住縫件，并使縫件能相對于它們在第一方向中運動。在第二個用作說明的系統(tǒng)中，與上述情況不同，此縫件支承裝置包括一批滾柱，在細(xì)長孔的每一側(cè)至少設(shè)有這樣一個滾柱;此外，縫件支承裝置的每個滾柱最好是一種空轉(zhuǎn)滾柱。這種滾柱的總體直徑最好約為35mm。同時，為方便起見，縫件支承裝置的各個滾柱的縫件配合面設(shè)有一層可變形的材料，這層材料并不完全仿隨為它配合上的縫件輪廓，例如可用一種多孔質(zhì)聚苯乙烯。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，采用這樣一種材料時，縫件支承裝置各滾柱“操縱”縫件的任何動向都已得到緩解。
在第三個說明性的系統(tǒng)中，縫件支承裝置包括有多組輪子，這些輪子沿著上述孔的長向分隔開，同時在此孔的每一側(cè)至少有一組這樣的輪子;此外，上述各組輪子都是非驅(qū)動式的。在第四個說明性的系統(tǒng)中，縫件支承裝置包括有一批轉(zhuǎn)動刷，在前述孔的每一側(cè)至少設(shè)置有這樣一個刷，此外，這種刷子是非驅(qū)動式的。
在上面提及的各個說明性系統(tǒng)中，為方便起見，前述的送料部件都構(gòu)成為縫件夾定裝置的一部分，且各個送料部件都包括一個從動旋轉(zhuǎn)部件，例如滾柱。此外，在上述的第二、三、四說明性系統(tǒng)中，每個從動滾柱最好與縫件支承裝置的至少一個送料部件，不論是滾柱、輪子組或刷子，協(xié)同工作。于是，在每一個說明性的系統(tǒng)中，每個送料部件便與縫件支承裝置構(gòu)成了一個縫隙，它在送料部件受驅(qū)而轉(zhuǎn)動時，能夠保持住縫件并把它輸送。
如上所述，在由上述裝置送入縫件時，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，在某種條件下，縫件存在著從橫側(cè)“偏離”它送入方向的傾向。為了克服這種傾向，對此系統(tǒng)的各個部件賦予了某些特征。例如，構(gòu)成送料部件的各個滾柱，使其最大直徑處于約10至15mm之間，此外，各個這樣滾柱的縫件配合面的摩擦系數(shù)，最好要遠(yuǎn)大于由縫件支承裝置所提供之相對的縫件配合面的摩擦系數(shù)。一種特別有利的縫件配合面是由一層發(fā)粘的但又不具粘合性的材料組成，例如由一種RTV(室溫硫化的)硅橡膠組成。
此外，上述送料部件最好是由彈力推向縫件支承裝置。同時已然發(fā)現(xiàn)，為了供給所需的推力，最好僅僅去施加所需的充分大的壓力即可;在實踐中，有利的是將高達(dá)30牛頓的載荷加到縫件的夾定與送料裝置上，以回彈方式把它推向縫件支承裝置。
有利的情形是，在上述的每個說明性系統(tǒng)中，由縫件送料部件所從事的輸送縫件工作要與針的往復(fù)運動成定時關(guān)系?？梢詫崿F(xiàn)上述送料要求的一種便利方式是，在其中設(shè)置下面所定義的n.c.馬達(dá)裝置，用來驅(qū)動送料部件，同時用來實現(xiàn)在前述的第二方向中的相對運動(從而也就構(gòu)成了驅(qū)動裝置的一部分)。這樣，當(dāng)設(shè)有滑架時，此滑架也最好由這一n.c.馬達(dá)裝置驅(qū)動。這里所用的“n.c.馬達(dá)裝置”一詞是指這樣一臺(或一組)馬達(dá)，其操作根據(jù)與所需作業(yè)相適應(yīng)的已存儲之信息提供的控制信號來進(jìn)行控制。作為這類馬達(dá)的例子有步進(jìn)馬達(dá)與直流伺服馬達(dá)。
在第五個說明性的系統(tǒng)中，各送料部件具有一平整的縫件配合面，并可以在第一方向中同樣在相對于縫件支承裝置的高度方向上作來回運動，從而就能在此第一方向中，與針的往復(fù)運動成定時關(guān)系，使縫件相對于針作間歇式的送料。另一方面，這樣一種送料裝置可能會是適合要求的，在這里，縫件支承裝置包括有一個臺部或與之類似的部件(例如用于在第一個說明性系統(tǒng)中的)，此種縫件支承裝置最好配合著每個送料部件還包括一批各有一個平整的縫件配合面的部件，縫件支承裝置中每個這樣的部件對于其相關(guān)的送料部件的那種類似部件具有一種鏡面相對關(guān)系(沿著縫件送入的平面中觀察)。由此可知，這里提供了一種可往復(fù)運動的“軌道式”送料系統(tǒng)。除此，為了確保在采用這種送料系統(tǒng)時能使縫件始終被夾定，最好在細(xì)長孔的各側(cè)至少設(shè)置一個固定件(即在上述的第一方向中相對于前進(jìn)運動固定)，此固定件在縫件為送料部件松釋之前緊貼住該縫件;同時，最好還設(shè)置一對應(yīng)的固定件作為縫件支承裝置的一部分。如同在第一、二、三、四說明性系統(tǒng)中的情形，還設(shè)置有前面所定義的n.c.馬達(dá)裝置，用來運轉(zhuǎn)上述各種有關(guān)部件。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，采用上述任何一個說明性系統(tǒng)，都能在不采用前述壓板的條件下來對縫件進(jìn)行縫紉，而且能使縫件與縫紉機(jī)頭正確地對應(yīng)并可沿著控制的路徑運動。這種系統(tǒng)在縫件是由單一組成部分構(gòu)成時，能令人滿意的進(jìn)行運轉(zhuǎn)，例如在用于裝飾縫紉中時;同時也能滿意地用于包括多個組成部分的縫件，不論是結(jié)構(gòu)式的還是裝飾性的縫紉。在后一種情形，為了確保各個組成部分在縫紉或送料中不會相互作相對運動，最好是在對它們進(jìn)行縫紉作業(yè)之前，用簡便的方式將其結(jié)合到一起。
下面參照附圖來對上述各說明性的系統(tǒng)作詳細(xì)描述。自然應(yīng)知這些說明性的系統(tǒng)僅僅被選來用作本發(fā)明的例釋，而不是用來限制本發(fā)明。在附圖中

圖1是第二個說明性系統(tǒng)的平面圖，其中已作部分剖開;
圖2與3為示意圖，分別表明第一個說明性系統(tǒng)的縫件外形的辨認(rèn)段與縫紉段;
圖4大致相似于圖3，示意地表明第二個說明性系統(tǒng);
圖5是第三個說明性系統(tǒng)的部分的局部性透視圖;
圖6與圖3和4類似，示意地表明第四個說明性系統(tǒng);而圖7a、7b與7c則示意地表明第五個說明性系統(tǒng)中送料部件的工作。
首先參看圖1，第二個說明性系統(tǒng)包括一底座10，由它的四個分設(shè)在其各個角隅的支承件12支承著兩個橫向載運桿14，后者之上載承有一個可沿其上運動的統(tǒng)一以16標(biāo)明的滑架?；?6包括有兩個端部滑塊18，每個滑塊在其各端有一凸耳，其中開有一孔將滑塊本身支托在載承桿14上。這兩個端部滑塊18由兩根齒條20(圖1中只示明其中之一)連在一起，每根齒條與一傳動齒輪22嚙合，后者安裝在設(shè)于底座10上的一臺步進(jìn)馬達(dá)24的輸出傳動軸上。這兩臺步進(jìn)馬達(dá)24相互同步地驅(qū)動，而由此來驅(qū)動滑架16沿載承桿14作橫向運動。
在上述底座的背面形成有一延伸部30，后者的上面安裝著一臺縫紉機(jī)，圖1中僅僅示明了它的底部32?？p紉機(jī)為傳統(tǒng)形式的，它的臂向前突出到滑架16路徑的上方，使得此縫紉機(jī)往復(fù)運動的針，它的路徑處于與載承桿14平行的路徑上而它本身處于此路徑的中央。這個針?biāo)┻^的載承桿14之路徑上的點在圖1中以字母N表明(以后稱之為針穿過點)。對此種縫紉機(jī)所作的唯一改進(jìn)是增設(shè)了一個軸編碼器(未示明)，通過它可以保證，滑架16按傳統(tǒng)方式在步進(jìn)馬達(dá)24控制下的運動能與縫紉機(jī)針的往復(fù)運動成定時相關(guān)關(guān)系。
為了確保此滑架不會沿載承桿14運動得太遠(yuǎn)以致其上的一個端部滑塊18將位于針的下方，用兩個左側(cè)支承件12來構(gòu)成滑架的端部擋件，此外，在左側(cè)與右側(cè)支持件12的中間部位，可以設(shè)置另兩個支承件(未示明)，用作限制滑架16右向運動(從圖1觀察的結(jié)果)的端部擋件;自然可以認(rèn)識到，這些用作為擋件的支承件在各種情形下都是為此滑架的左側(cè)(從圖1觀察的結(jié)果)的端部滑塊18所接合。同時，這另兩個支承件自然也為載承桿14在其中間長度上提供了另外的支承。
滑架16支承著縫件支承裝置與縫件夾定與送料裝置，現(xiàn)在來對此加以描述。在第二個說明性系統(tǒng)中，此縫件支承裝置包括兩組工作支承滾柱，每組有四個滾柱(見圖4)。每個滾柱40的端部支承在端部滑塊18中以在其中轉(zhuǎn)動。各個滾柱的縫件支承面的最上部處在一共同的平面中(今后稱作為縫件支承平面)。從圖4中還可看到，在這兩組滾柱之間設(shè)有一個孔42，而由圖1可知，這個孔42是與滑架16的路徑作平行延伸，并且與前述的針穿過孔N對準(zhǔn)同時容納后者?？p件支承裝置還包括兩個臺部44，在每組滾柱之外各設(shè)置一個，各個臺部44的縫件支承面也處于前述的縫件支承平面中。
每個縫件支承滾柱40都是非傳動式的，亦是一種空轉(zhuǎn)滾柱，各滾柱的總體直徑為35mm。曾希望在各個滾柱上提供這樣一種縫件配合面，它是在一定范圍內(nèi)而不是完全地依隨縫件的輪廓，因為已然發(fā)現(xiàn)，在完全仿形的部位會發(fā)生縫件沿橫向，亦即在沿著縫件支承滾柱長度方向上的“偏移”。業(yè)已證明，通過提供一層變形材料，更具體地說，通過提供一層多孔質(zhì)聚苯乙烯材料，就能達(dá)到所需程度的適應(yīng)性。
此第二個說明性系統(tǒng)的縫件夾定與送料裝置還包括有兩組縫件夾定與送料滾柱46，每組中有四個這樣的滾柱。如圖4所示，對于每個縫件支承滾柱40都關(guān)聯(lián)著這樣一個滾柱46，它們的配置方式使得這兩個相關(guān)聯(lián)的滾柱，依垂直方式一個處在另一個之上。如圖1所示，這兩組滾柱還布置成使其中形成一個孔，這個孔基本上平行于滾柱46延伸。
每個滾柱46具有直徑減小了的端部，而這種減徑的端部則通過在各個端部滑塊18上形成的垂直槽，并為一升降架48所支承，以相對于滑塊18進(jìn)行高度方向上的運動。滾柱48于是能作為一個整體從縫件支承滾柱40之上升離。此外，各個滾柱的減徑端部是支承在一軸承座50之上，后者在一輕度的但屬可調(diào)的壓力下由彈簧推向下方，由此，各個滾柱即為彈力推向其相關(guān)聯(lián)的縫件支承滾柱40。當(dāng)將高達(dá)30牛頓的負(fù)荷加到各個滾柱上時，業(yè)已發(fā)現(xiàn)可滿意地實現(xiàn)上述目的。為了提起此升降架40，另外還設(shè)有四個活塞汽缸裝置52，分別安裝在滑架16的各個角隅處，并經(jīng)一回轉(zhuǎn)桿54與上述升降架連接，這四個活塞-汽缸裝置52為此目的而互相同步工作。
縫件的夾定與送料滾柱46中的每一個所具有直徑約為10至15mm，而各個滾柱之縫件配合面所具有摩擦系數(shù)遠(yuǎn)大于相關(guān)滾柱40之縫件配合面的摩擦系數(shù)。在本發(fā)明的一個實施例中，各滾柱46的縫件配合面可由一層磨料，例如砂紙或砂布構(gòu)成。一旦構(gòu)成有這樣的表面后，已然證明可以滿意地通過縫件夾定與送料裝置的工作，使縫件經(jīng)多次前后來回運動，而使縫件貼合到所說滾柱上，得以減輕或克服此縫件相對于滾柱作橫向偏移的任何傾向。
在此第二個說明性系統(tǒng)中，另一方面，各滾柱46的表面可由一層發(fā)粘的但又無粘合性的材料構(gòu)成。這樣一種材料為硅橡膠，可由英國Swadlincote地區(qū)的Dowty Woodbillebct聚合物公司，依商品牌號WPSP3707購得。
適用于第一、二、三、四說明性系統(tǒng)中滾柱46的另一種材料是一種室溫熟化的硅橡膠，商品各為RTV112，可自英國Lincoln地區(qū)的James Dawson Son公司購得。
將這樣一種材料用到滾柱46的表面上時，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，只須通過前述彈簧對各個滾柱施加較輕的壓力，說得具體些，只須將高達(dá)30牛頓的載荷加到整個縫件的夾定與送料裝置上，就已證明可取得滿意的結(jié)果。
這些個滾柱46是相互同步驅(qū)動的，每一組滾柱有與之相關(guān)聯(lián)的步進(jìn)馬達(dá)60，此種馬達(dá)相互按對角線設(shè)置在滑架16上，更確切地說，分別設(shè)在各個端部滑塊18上(參看圖1)。每個步進(jìn)馬達(dá)60由定時皮帶62和安裝在滾柱46上的雙皮帶輪64，有效地連接著與之相應(yīng)的這組滾柱。此步進(jìn)馬達(dá)是這樣地安裝在端部滑塊18之上，使得升降架48沿高度方向的運動不會影響此馬達(dá)與該雙皮帶輪中第一個皮帶輪之間的傳動關(guān)系。
第二個說明性系統(tǒng)還包括一臺照相機(jī)70，它安裝在滑架16上方的一個架子(未示明)上，處于縫紉機(jī)的右側(cè)(從圖1中看去)，與孔42準(zhǔn)直。為與此照相機(jī)70協(xié)同工作，在滑架16之下設(shè)有一燈72，用來從反向照明(亦即從后方照明)該孔42。照相機(jī)70包括有一列傳感器，通過它們，在行掃描作業(yè)中，就能夠漸次地即逐行地探測出送過孔42的縫件的邊緣輪廓。
此種照相機(jī)及其相關(guān)的探測系統(tǒng)大體上與英國專利2067326號中所述的相似。例如，此種系統(tǒng)能夠以一種“教育”的方式去，即按照上述英國專利說明書所述，通過對連續(xù)經(jīng)過孔42的縫件的周邊輪廓進(jìn)行掃描并處理這樣從照相機(jī)獲得的信號，就能夠確定唯一的一組用于各個“受教育”之縫件的參數(shù)，然后將這組參數(shù)存儲于構(gòu)成此系統(tǒng)一部分的計算機(jī)存儲器中。此系統(tǒng)還可以在一種“辨認(rèn)”方式中工作，其中再一次利用相同的原理為出現(xiàn)于此的縫件確定一組參數(shù)，但在這種情形下，是把這組參數(shù)與已存儲的各種參數(shù)比較，然后對所出現(xiàn)的縫件作出鑒別，此過程也仍如該項英國專利說明書中所述。
為了把上述照相機(jī)/探測系統(tǒng)綜合到該第二說明性系統(tǒng)中，對于各組存儲的參數(shù)配合有一線跡花樣數(shù)據(jù)檔，后者包括有對縫件夾定與送料裝置的各個步進(jìn)馬達(dá)60、24以及對驅(qū)動裝置的指令，這些指令于是就確定了在第一與第二方向中待傳遞給縫件的適當(dāng)運動，使之能依據(jù)與此縫件識別有關(guān)的線跡花樣，進(jìn)行相對于縫針的運動。于是，當(dāng)縫件在此照相機(jī)/探測系統(tǒng)的辨認(rèn)方式中得到辨認(rèn)而它的參數(shù)組已被確定時，對于待縫制到縫件上的相應(yīng)的線跡花樣，就能自動地選取相關(guān)的線跡花樣檔。
上述照相機(jī)/探測系統(tǒng)在其辨認(rèn)方式中還判定了出現(xiàn)于此之縫件的位置與取向，并且能在縫紉作業(yè)開始前，根據(jù)此系統(tǒng)測定的位置與取向，來修正存儲于相應(yīng)的線跡花樣數(shù)據(jù)檔中的數(shù)據(jù)。
這樣，在操作此第二個說明性系統(tǒng)時，操作人員首先將待處理的縫件放到前臺部44上，同時將此縫件送入由第一組滾柱40、46所形成的空隙，在此，于縫件辨認(rèn)的第一道工序中，此縫件通過從動滾柱46的運轉(zhuǎn)而被送入照相機(jī)70之下并通過孔42。正如已經(jīng)談到過的，在這道工序中，不僅探測和鑒別了縫件的外形，而且還測定了此縫件的取向以及它在滾柱40、46間的位置，依據(jù)此種探測結(jié)果，首先選取所需的線跡花樣數(shù)據(jù)檔，然后按照縫件的位置與取向來修正這些數(shù)據(jù)。在這些已修正數(shù)據(jù)的程序控制下，滑架16被驅(qū)動，同時滾柱46也被帶動，使縫件于第一和第二方向中運動，使縫紉的起始位置與針穿過孔N重合，由此開始了一個縫紉周期，步進(jìn)馬達(dá)24、60接收到依據(jù)線跡花樣數(shù)據(jù)的驅(qū)動信號，據(jù)此起動滑架16與滾柱46，以使縫件遵循所希望的路徑運動。自然應(yīng)該認(rèn)識到，正如已然敘及的，在運轉(zhuǎn)這種系統(tǒng)時，驅(qū)動信號如前所述是按照與針的往復(fù)運動成定時關(guān)系而提供的;說的更具體些，縫件只有在針脫離開它時才會運動。
由上可知，根據(jù)程序指令，依照適應(yīng)于縫件的特定線跡花樣來提供所需的驅(qū)動信號，就能不需將縫件保持于壓板中而對縫件進(jìn)行自動的縫紉作業(yè)。而且，在此第二個說明性系統(tǒng)中，給馬達(dá)24、60提供驅(qū)動信號的計算機(jī)裝置也提供有這樣的存儲器件，其中存儲有線跡花樣的數(shù)據(jù)檔，同時可以根據(jù)對縫件鑒別的結(jié)果來從中選取有關(guān)數(shù)據(jù)。
前述的第一個說明性系統(tǒng)大體上與上述的第二個相類似，但在第一個系統(tǒng)中，縫件支承滾柱40已替換為朝內(nèi)延伸到孔42邊緣處的伸長的臺部44′(參著圖2與3)。此種臺部的縫件配合面具有較低的摩擦系數(shù)，以使縫件能響應(yīng)滾柱46的受驅(qū)轉(zhuǎn)動而在此面上滑動。
第三個說明性系統(tǒng)(圖5)也與第二個說明性系統(tǒng)大體類似，但不同的是滾柱40已為兩組輪子40′所置換，每一組輪子與一個滾柱46關(guān)聯(lián)。這兩組輪子40′的間距不得大于孔42的寬度。此外，這兩組輪子40′相互作相對的自由轉(zhuǎn)動，據(jù)認(rèn)為，這也能減弱縫件在被送入時發(fā)生橫向偏移的趨勢。
第四個說明性系統(tǒng)(圖6)仍大致與第二個說明性系統(tǒng)類似，僅僅是滾柱40′已由轉(zhuǎn)動刷40′所置換，此種刷子的豎毛從中心沿徑向外延。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，采用這種刷子能給縫件以適當(dāng)?shù)闹С?，而不會在縫件的支承件與縫件本身之間造成顯著的接觸(橫向偏移的原因之一據(jù)認(rèn)為是由于縫件支承件與縫件之間接觸太多所致)。
第五個說明性系統(tǒng)(圖7a、7b、7c)也仍然與前述第二個說明性系統(tǒng)大體相似，只是縫件夾定與送料裝置的滾柱46以及縫件支承裝置的滾柱40已為一般用140標(biāo)明的夾具系統(tǒng)所代替。更具體地說，此種夾具系統(tǒng)在孔42的各側(cè)包括若干(具體到這里所描述的系統(tǒng)為三)對上下夾子142、144，每對夾子都有平整的縫件配合面，可使縫件來夾定于其間。夾具對(142)中之一與其相關(guān)的臺部44相鄰，并在送料方向中相對于送料的運動呈固定形式，而此夾具對之中的上部夾子則可相對于下部夾子沿高度方向運動，由此來夾定或松釋位于其間的縫件。其它兩對夾具144則可在“固定的”夾具142之間成整體形式移動一段最好不超過一對夾具144之寬度的距離，此外，各個上部夾144可相對于其相關(guān)的下部夾沿高度方向上運動，以夾定或松釋位于其間的縫件。
在操作第五個說明性系統(tǒng)時，使所有的夾具都打開，讓縫件送過固定式夾具142，進(jìn)入第一對夾具144中，使縫件不會突入到孔42內(nèi)。然后閉合夾具144(圖7a)并將其整個地在送料方向移過前面所確定的那段距離，當(dāng)這段距離走完后(圖7b)，固定式夾具142閉合而夾具144打開，使縫件至少為一個固定式夾具所保持，然后打開的夾具144返回到開始位置(圖7c)。在此位置上，夾具144再次閉合到縫件上，而夾具142張開，松釋縫件，以在夾具144的作用下進(jìn)行進(jìn)一步的送料運動。與其它說明性系統(tǒng)中的情形相同，夾具144按照與針的往復(fù)運動成定時相關(guān)關(guān)系運動，這就是說，只要是針處于工作期間，夾具就不會發(fā)生運動。自然可以認(rèn)識到，在由上述這類軌道式操作的夾具來運送縫件時，此縫件可發(fā)以根據(jù)待縫綴的線跡花樣作前后運動，同時如前所述，只當(dāng)走過所說的那段距離之后，才會打開夾具144而松釋縫件。
為適應(yīng)于夾具144的驅(qū)動(與第二個說明性系統(tǒng)中的滾柱46的情形相反)，必須對縫件夾定與送料裝置中的傳動裝置作出某些修正;這是可以迅即做到的，為此，保留步進(jìn)馬達(dá)60，并把它們用來帶動可動夾具144的支承件，在這里，例如可以采用齒條一齒輪系統(tǒng)。類似地，還提供了依適當(dāng)程序來升降各對夾具中上部夾的裝置。
在采用上述任何一種說明性系統(tǒng)時，縫件本身既可以由單一組成部分構(gòu)成也可以由幾個組成部分構(gòu)成，在前一種情形，一般地說可能只作裝飾性的線跡花樣縫紉;在后一種情形，可以是結(jié)構(gòu)性的和/或裝飾性的縫綴。為了在縫件夾定與送料裝置進(jìn)行送料過程中將縫件各個組成部分保持到一起，最好在進(jìn)行這項作業(yè)之前用粘合的方法把它們臨時固結(jié);這樣，在送料操作中幾乎不會或全然不會有使這些組成部分中之一相對于其它部分發(fā)生位移的風(fēng)險。
權(quán)利要求
1.一種自動縫紉機(jī)系統(tǒng)，它包括縫件支承裝置，用來支承縫件，此裝置上有一細(xì)長的孔；縫件夾定裝置，可與上述縫件支承裝置協(xié)同工作，包括有至少兩個夾定部件，在上述細(xì)長孔的兩側(cè)各有一個，用來將縫件保持在縫件支承裝置上；照相機(jī)和與之配合工作的光源，這兩者分上下設(shè)立而與前述細(xì)長孔準(zhǔn)直；以及一縫紉機(jī)頭，包括一可往復(fù)運動的針，也安排成與上述孔準(zhǔn)直，且使得該針在往復(fù)運動中能通過其間；其中的縫件支承裝置與縫件夾定裝置中至少有一個包括有送料部件，后者布置在該細(xì)長孔的兩側(cè)，借此可將夾持于其間的縫件依橫切該孔的第一方向送料，因而在此第一方向中也是相對于前述照相機(jī)與光源，同時也是相對于該針作橫向延伸的，而且在其中，此系統(tǒng)還包括驅(qū)動裝置，用來實現(xiàn)以照相機(jī)和與之配合工作的光源二者為一方而以縫件支承裝置與縫件夾定裝置為另一方這兩方之間的相對運動，以及以縫紉機(jī)頭為一方而以縫件支承裝置與縫件夾定裝置兩者為另一方這兩方之間的相對運動，而這時的運動是沿著與此細(xì)長孔相平行的第二方向進(jìn)行；計算機(jī)控制裝置，用來控制上述送料部件以及驅(qū)動裝置二者的工作，整個的布置安排成，使縫件保持在縫件的支承裝置與夾定裝置之間，在首先的外形辨認(rèn)作業(yè)中，實現(xiàn)縫件與照相機(jī)之間的至少是前述第一方向中的相對運動，在縫件通過細(xì)長孔上方時，可由照相機(jī)探測出其輪廓；然后在縫件仍然被這樣地保持著時，在其次的縫紉作業(yè)中，通過縫件與縫紉機(jī)頭之間的與針的往復(fù)運動成定時關(guān)系且沿著前述第一與第二方向進(jìn)行的往復(fù)運動，可使縫件依據(jù)所需的線跡花樣進(jìn)行縫制。
2.如權(quán)利要求1所述的一種系統(tǒng)，其中，在由所述照相機(jī)測出了縫件的輪廓后，用所述計算機(jī)控制裝置響應(yīng)此測出結(jié)果去有效地辨認(rèn)出縫件的外形，同時測定其相對于縫件支承裝置的取向，并根據(jù)上述的辨認(rèn)與測定結(jié)果，來從計算機(jī)控制裝置存儲器所存儲的多組線跡花樣數(shù)據(jù)中，鑒定出特定的一組事先與此辨認(rèn)出的縫件有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，同時依照此縫件的取向來修正這組數(shù)據(jù)，這之后，當(dāng)縫件仍然保持在它的支承裝置與夾定裝置之間時，在進(jìn)行縫紉作業(yè)時，沿著為這組修正的數(shù)據(jù)確定的所需線跡花樣并與針的往復(fù)運動成定時關(guān)系，去從事縫件與針之間的相對運動，就這樣地根據(jù)所說的花樣來完成縫紉。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種系統(tǒng)，其中在如所述測出縫件的輪廓之前，通過送料部件使縫件在所說的第一方向中進(jìn)行少數(shù)幾次前后的送料活動。
4.如上述任一項權(quán)利要求所述的一種系統(tǒng)，它包括一個架子，上面固定地安裝著所述照相機(jī)、光源與縫紉機(jī)頭;以及一個滑架，上面載承有縫件支承裝置與縫件夾定裝置，而此滑架則安裝在上述架子上，得以在所述驅(qū)動裝置的作用下，于前述的第二方向中，進(jìn)行相對于所說照相機(jī)與光源以及相對于該縫紉機(jī)頭的運動。
5.如上述任一項權(quán)利要求中所述的一種系統(tǒng)，其中所述及的各個送料部件包括一個從動滾柱，它的總體直徑約為10至15mm。
6.如權(quán)利要求5所述的一種系統(tǒng)，其中所述各送料部件的縫件配合面所具的摩擦系數(shù)，顯著地大于所說縫件支承裝置與縫件夾定裝置中另一送料部件所提供的相對的縫件配合面的摩擦系數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種系統(tǒng)，其中所說各送料部件的縫件配合面是由一層發(fā)粘的但無粘合性的材料構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求6所述的一種系統(tǒng)，其中所說各送料部件的縫件配合面是由一層磨料，例如由一層砂紙或砂布構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項所述的系統(tǒng)，其中述及的相對的縫件配合面是由兩個或多個滾柱所提供，而在前述之細(xì)長孔的各側(cè)至少安排有這樣一個滾柱;同時這里的各個滾柱的這種縫件配合面是由一層可變形的材料形成，此種縫件配合面并不完全仿隨為它所配合的縫件的輪廓，而此種可變形的材料例如是一種多孔質(zhì)的聚苯乙烯。
全文摘要
支承裝置上的縫件可通過協(xié)同工作的夾定與送料裝置可沿第一方向運動，此兩裝置支承在可沿垂直第一方向的第二方向運動的滑架上使縫件能相對縫紉機(jī)頭運動，且分設(shè)在順第二方向延伸并與針穿過點準(zhǔn)直之孔的兩側(cè)。設(shè)有步進(jìn)馬達(dá)在程控下來驅(qū)動滑架和操縱這兩種裝置。也與該孔準(zhǔn)直的照相機(jī)可探測其下縫件之輪廓。還有計算機(jī)裝置響應(yīng)此探出的輪廓而鑒定出縫件類型及其在支承裝置上的方位，能選取合適的線跡花樣并據(jù)上述方位的修正數(shù)據(jù)進(jìn)行縫紉。
文檔編號D05B21/00GK1060322SQ91108609
公開日1992年4月15日 申請日期1991年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月1日
發(fā)明者大衛(wèi)·克里科·李德曼, 安德魯·戈登·內(nèi)爾·沃爾特, 伊恩·喬利夫, 大衛(wèi)·李·史密斯, 蓋納·伊萊恩·泰勒, 保羅·米切爾·泰勒 申請人:英國制鞋機(jī)械有限公司