專利名稱：縫合織物面料的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及操縱和縫合柔軟的織物面料，更具體地說涉及將凸飾邊與床墊套面料邊緣縫合的方法和裝置。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術床墊通常包括被床墊套覆蓋著的內部結構。床墊套通常包括通過側面的面料相互連接的頂部面料和底部面料。床墊套通常通過凸飾邊固定在內部結構上，而凸飾邊固定在頂部和底部面料之一的周邊上同時利用彎拱環(huán)等與內部結構連接。頂部面料和底部面料可以直接縫合到側面的面料上，或者用滾邊帶等材料連接。
凸飾邊材料通常在剪裁和縫合面料邊緣的同時被固定到頂部面料或底部面料的邊緣上。這種方法利用毗鄰擱置床墊的工作臺的縫紉機。過去，這種方法主要是靠人員操作，最近為了使這種方法自動化已做過多次努力。早期的嘗試是保持床墊靜止同時圍繞著床墊面料的周界推進縫紉機。在這方面較新的嘗試已經(jīng)保持縫紉機靜止同時在氣動工作臺上操縱床墊面料。這類裝置的實例可以在美國專利第5,529,004號(已轉讓給本發(fā)明的受讓人)、公布WO95/25194(已轉讓給本發(fā)明的受讓人)、美國專利第5,560,308號和美國專利第5,367,968號中找到。
在所有的這些系統(tǒng)中遇到的問題(其中一些已在上述專利中部分地解決了)包括使床墊面料的邊緣與縫針適當?shù)貙省⑹勾矇|面料圍繞著一個角適當?shù)匦D以產(chǎn)生與所需半徑相等的圓弧形切角、以及使凸飾邊材料適當?shù)貙省?br> 使這種方法盡可能多地自動化以及最大限度地減少縫合床墊面料所需的體力勞動是非常符合要求的。自動化節(jié)約勞動成本、最大限度地降低對工人的傷害、產(chǎn)生較高水平的精確性和提供再現(xiàn)性從而使最終產(chǎn)品看上去更一致。
盡管在提高精確性和最大限度地減少工人參與方面做過一些努力，但是在這兩方面仍然有改進的余地。具體地說，在上述的現(xiàn)有裝置中仍然有一些需要人工引導被縫合的面料邊緣通過縫紉機，特別是在縫合周期快要結束的時候。此外，上述的現(xiàn)有裝置仍然需要在完成縫合時靠人從工作臺或縫合區(qū)取下面料。
所以，本發(fā)明的一個目的是使縫合床墊面料邊緣和裝配凸飾邊的方法更全面地自動化。
本發(fā)明的另一個目的是進一步提高縫合床墊套的頂部和底部面料以及裝配凸飾邊的精確性和再現(xiàn)性。
本發(fā)明的概述這些和其它目的是按照本發(fā)明達到的，這項發(fā)明涉及操縱和縫合織物面料邊緣(如床墊套的頂部或底部面料)的方法和裝置。這項發(fā)明還涉及將凸飾邊固定在床墊面料邊緣上的方法和裝置。使用常規(guī)的縫紉機和支撐織物面料的常規(guī)氣動工作臺。
這項發(fā)明的一個方面是經(jīng)過改進的邊緣引導裝置，該裝置不僅在面料被送入縫紉機時起對齊面料邊緣和引導作用，而且還有助于防止面料起褶和折疊，或有助于沿著邊緣延伸以防止它太厚以致不能通過縫紉機的縫合機構和允許后續(xù)邊緣精確定位。所述的邊緣引導裝置包括頂板和底板。頂板向下落直到它與面料頂面接觸，然后退回留出預定的距離，以便為面料平滑地通過邊緣引導裝置到達縫合裝置。這項操作還為控制器提供關于面料的垂直厚度的信息。所述邊緣引導裝置還包括一些傳感器，這些傳感器觸發(fā)縫紉機減速和面料圍繞著一個角旋轉。
本發(fā)明的另一方面是提供一個輪子，這個輪子在縫合最后的邊緣時下降并與面料接觸。這個輪子即可以是能夠自由旋轉的惰輪也可以是被驅動的輪子。如果提供的是惰輪，那么輪子是這樣配置的，以致它按照平行于喂料方向的方向圍繞著垂直于喂料方向的軸線旋轉。在一個實施方案中，當縫紉機離開面料沿著最后的邊緣退回時，該惰輪阻止面料按照與喂料方向相反的方向與縫紉機一起向后拖。在另一個實施方案中，可以給輪子提供動力并且相對喂料方向成小角度配置，以便沿著面料最后的邊緣將面料推離縫紉機。
本發(fā)明的第三方面是提供在完成縫合操作時將面料從工作臺上取下的裝置。這種裝置包括一個臂，這個臂的取向通常平行于喂料方向并且包括許多圍繞著一條通常平行于喂料方向的軸線旋轉的輪子。當這些輪子旋轉到這樣的位置使它們與織物面料接觸時按照與工作臺的喂料方向通常相反的方向驅動該織物面料。
本發(fā)明的第四方面是提供邊緣展平器，該展平器是由伺服電機以不同的速度驅動的。在面料圍繞著一個角旋轉時邊緣展平器的速度增加，以便在角上快速喂入頂層防止起褶。此外，展平器所需的旋轉速度可以通過操縱器設定，以提供最佳的喂料和展平。
本發(fā)明的第五方面是在使用這項發(fā)明的裝置把凸飾邊裝配到床墊套的頂部或底部面料的邊緣上時在支撐縫紉機并且能夠與縫紉機一起接近和遠離縫合工作臺的抵座上提供凸飾邊引導系統(tǒng)。凸飾邊材料的卷軸可旋轉地安裝在抵座上。凸飾邊材料從卷軸向下通過凸飾邊導向器然后從導向器的頂部狹縫穿出，以便被精確地對齊，將凸飾邊材料的外側邊緣放在縫紉機上的縫針與邊緣切割器之間。此外，由于凸飾邊材料與導向器都安裝在運載縫紉機的活動抵座上，所以在面料的最后邊緣被縫合后縫紉機退離工作臺時，凸飾邊材料也退離面料。安裝在氣動臂上的切割輪在完成縫合操作后將凸飾邊材料和縫線切斷。
本發(fā)明的第六方面包括利用加長的拖運器牽引面料通過縫紉機的縫合區(qū)。這個拖運器通常相對面料的喂料方向橫向延伸并且延伸的長度足以容納被牽引的面料的寬度。該拖運器包括至少兩個夾具以便在兩個不同的點將面料的前緣夾緊?；瑒邮诫x合器允許拖運器在面料上保持張力，但不會將面料撕裂，而且牽引面料通過縫合區(qū)的速度不會比縫紉機的縫合機構所允許的速度快。
按照上述的裝置，還揭示了一種改進的方法，該方法適合把凸飾邊材料與床墊套的頂部或底部面料縫合以及縫合和剪裁面料邊緣。在這種改進方法中，操作者的參與被最大限度地減少。操作者手工操作將面料放到工作臺上，使前緣毗鄰在原始位置的拖運器的夾具并且使側邊與邊緣導向器對齊。然后，通過按下按鈕或同類的東西啟動自動操作。兩個拖運器夾具閉合，然后拖運器將面料牽引到縫合頭到第一個角的距離為預定距離的位置。邊緣導向器測量面料厚度后退離工作臺和面料，同時縫紉機的縫合頭將面料向前推進到縫合位置。然后，離縫紉機最遠的夾具打開。操作者手工操作把面料放進縫紉機。接下來，通過在控制面板上操作另一個按鈕或同類的東西啟動自動縫合。然后，朝面料推進邊緣導向器使它進入需要的取向，而邊緣導向器的頂板下降到距底板的距離等于它的編程距離。然后，縫紉機縫合預定的一段距離(例如6英寸)，以確定適合這種特定面料的縫合速度。接下來，縫合和剪裁面料直到到達角為止。將凸飾邊材料送入縫紉機并縫到面料邊緣上。面料以角為軸旋轉，并且在面料旋轉的同時邊縫合邊剪裁，以便產(chǎn)生圓角。
在四個邊都以同樣的方式縫合和剪裁后，面料在它第四次轉彎之后返回到它的初始邊。然后，輪子下降與面料上表面接觸。在一個實施方案中，輪子是自由旋轉的并且圍繞著垂直于喂料方向的軸線按照通常平行于喂料方向的方向旋轉。在沿著初始邊接近起始位置時縫紉機退離面料逐漸減少從邊緣切割下來的材料量以便使新切割的邊緣與原來切割并縫合的邊緣交疊。在另一個實施方案中，輪子相對喂料方向形成一個角度并且以某個角度旋轉著離開縫紉機。在這個實施方案中，縫紉機保持不動，輪子開始將面料推離縫紉機直到面料在起始點完全離開縫紉機為止。在任何一個實施方案中，凸飾邊材料都保持對準縫紉機而縫紉機將凸飾邊材料縫上。接下來，將凸飾邊材料切斷，并且通過拖運器將面料移到卸載點。然后，卸載裝置將面料推離工作臺。
上述的方法和裝置基本上使向床墊套的頂部或底部面料上加接凸飾邊材料完全自動進行。此外，所有的方法都圍繞著面料的周界提供了經(jīng)過精確和再現(xiàn)地切割和縫合的邊緣。還產(chǎn)生了圓角。
附圖的簡要說明通過下面結合附圖的詳細介紹將更全面地理解本發(fā)明，其中

圖1A是這項發(fā)明的裝置的俯視透視圖；圖1B是圖1A所示裝置的俯視局剖透視圖；圖1C是圖1A所示縫紉機的側視示意圖；圖2是圖1A所示裝置的局部側視透視圖；圖3是說明圖1A所示裝置的邊緣導向器的局部側視透視圖；圖4是說明圖3所示邊緣導向器的一個操作位置的局部側視透視圖；圖5是說明圖3所示邊緣導向器另一個操作位置的局部側視透視圖；圖6是說明圖1A所示裝置的拖運器及其驅動系統(tǒng)的局部側視透視圖；圖7是說明圖1A所示裝置的凸飾邊切割器的局部側視透視圖；圖8是說明圖1A所示裝置初始操作位置的俯視示意圖；圖9是說明圖1A所示裝置另一個操作位置的俯視示意圖；圖10是說明織物面料在圖1A所示裝置中旋轉的俯視示意圖；圖11是說明圖1A所示裝置的又一個操作位置的俯視示意圖；圖12是說明最后將織物面料從圖1A所示裝置取下的操作位置的俯視示意圖。
本發(fā)明的詳細描述本發(fā)明涉及操縱和縫合由柔性材料制成的面料(如床墊套的頂部面料或底部的面料)的方法和裝置。這種方法和裝置還可以用于將凸飾邊附著到床墊面料的邊緣上。這項方面允許高水平的自動操作和縫合，并且使需要人員介入的事情減少到最低限度。這個系統(tǒng)包括對已轉讓給本申請的受讓人的公布WO95/25194和美國專利申請第08/656,345號所介紹的系統(tǒng)的改進，在此明確地通過引證將它們并入。
現(xiàn)在具體地參照圖1A至圖1C介紹本發(fā)明的方法和裝置的一個實施方案。裝置10包括縫紉機20、搖臂30、拖運器40、邊緣導向器50、邊緣展平器60、切割器70(圖7)、輪子80、抵座120和凸飾邊導向系統(tǒng)150。織物面料100(圖8)或同類的東西由工作臺110支撐并且在該工作臺上操作，其中所述工作臺包括許多迫使壓縮空氣通過的小孔111。
裝置10所有的零部件都在控制器90的控制下工作，該控制器是可編程的微處理器或同類的東西并且將其性質而言是常規(guī)的?？刂破?0將適當?shù)男盘柊l(fā)送給每個零部件以便在需要的時候完成它們所需的功能，并且在需要的場合與氣動壓力源合作以允許零部件完成所需操作?？刂破?0的典型實例是控制技術公司(Control Technology Corp.)銷售的微處理器?？刂破?0包括中心面板或常規(guī)的觸摸屏91。
縫紉機20是常規(guī)的并且可以是由波特縫紉機械股份有限公司(Porter Sewing Machines Inc.of Beverly，Massachusetts)銷售的Porter1000型或Porter 518型縫紉機?？p紉機20包括普通的送布齒和/或行走機械腳21，以便按照圖1A中用箭頭24指示的喂料方向將布片送到常規(guī)的縫針22下。如果提供兩根針22，通常是一根針產(chǎn)生舊式針跡，而另一根針產(chǎn)生鏈式針跡。最靠近織物外側邊緣的針產(chǎn)生舊式針跡?？p紉機20還包括常規(guī)的邊緣切割器25以便在縫合時從面料100的邊上切下一綹材料(圖8)。優(yōu)選的縫紉機20包括Wilcox和Gibbs型切割器25，它在沿著喂料方向24縫合和移動材料時按照喂料方向24切割材料。切割器25與縫紉機20的針22同步上下移動。這樣，切割器25允許切割面料邊緣，以便提供圓角和平整的邊緣。
縫紉機20由安裝在按通常垂直于喂料方向24的方向取向的滑軌122上的活動抵座120運載?；?22支撐在輥子123上。抵座120按照通常垂直于喂料方向24借助諸如常規(guī)的螺旋驅動器之類的驅動器124接近和遠離工作臺110，其中所述驅動器是由伺服電機126在控制器90的控制下操作的。例如，驅動器124可以包括一根螺紋軸，該螺紋軸穿過固定在抵座120上與它嚙合的靜止的螺紋塊(未示出)旋轉。通常，抵座120有大約6英寸的行程，雖然行程可以是任何需要的量。伺服電機126將抵座120鎖定在所需的位置。抵座120的位置可以借助常規(guī)的位置傳感器或軸位編碼器(未示出)監(jiān)測。
搖臂30在縫合操作期間使織物面料100圍繞著一個角旋轉。臂30借助電機31旋轉。搖臂30靠步進電機32響應來自控制器90的指令升降。臂30包括一般的水平梁34、一般的垂直立柱36和連桿38，其中連桿38從立柱36的頂部一直延伸到梁34。在梁34的下表面上配置著數(shù)個稍有彈性的凸臺35，這些凸臺優(yōu)選具有削尖的尖。橡膠是用于凸臺35的優(yōu)選材料，雖然可以使用其它不會刺破面料100的材料。凸臺35的設計適合與織物面料100的上表面接觸以便拖動它旋轉。旋轉點37配置在立柱36的下端。點37在借助電機32下降并且為臂30提供一個旋轉點時它在工作臺110上的面料100上。點37是由與凸臺35相同的材料制成的。在面料100旋轉時為了避免損傷面料100凸臺35和點37在工作臺110上方留出一個小空間。通常，凸臺35和點37定位在工作臺110上方距工作臺面的距離是面料厚度的一半。這個距離是通過邊緣導向器50事先計算的，下面將予以討論。
拖運器40包括通常按喂料方向24橫著延伸的臂42。在臂42上至少安裝兩個夾具43和44。夾具43按照喂料方向24在縫紉機20的下游即在縫紉機20的后面，與縫紉機20隔開。夾具43通常按照與喂料方向24橫交的方向與縫針22對齊，雖然夾具43也可以按照與喂料方向24橫交的方向從縫針22朝夾具44偏置。夾具44在與喂料方向24橫交的方向上與夾具43隔開。夾具43和44的間隔既足以沿著前緣102對面料100提供穩(wěn)定的牽引力又不隔得太遠使夾具44落在面料100的其它側邊107的外面。
夾具43和44優(yōu)選兩者是相同的并且優(yōu)選都是靠壓縮空氣致動的，盡管它們并非必需如此。夾具43和44每個都包括下板45和靠樞軸安裝在上面的夾具臂46。每個臂46都是通過相關聯(lián)的氣壓動作筒47操作的。板45沿著工作臺110行進(即滑動)并且足夠薄以致它們可以在面料100與工作臺110之間滑動，優(yōu)選的是不使面料100產(chǎn)生任何移動。在操作時，來自控制器90的信號使動作筒47動起來驅動夾具臂46向下夾緊在夾具臂46與下板45之間的面料100的一個邊。
如圖6所示，臂42以及相關聯(lián)的夾具43和44受驅動系統(tǒng)121驅動在工作臺110上移動。驅動系統(tǒng)121可以是任何常規(guī)的皮帶驅動器并且包括由鏈條或柔韌的橡膠或塑料材料制成的皮帶123，該皮帶通過緊固件125固定在臂42上。緊固件125通過工作臺110表面上的狹縫127向上延伸。皮帶123靠對來自控制器90的信號作出反應的伺服電機129驅動。滑移式離合器131配置在電機129與皮帶123之間的傳動機構中。例如，滑移式離合器130可以是氣動離合器，它既允許電機128相對皮帶123滑移又為施加在織物面料100的前緣102上的力提供上限?；剖诫x合器131允許拖運器40沿著面料前緣102對面料100施加張力，但不會撕裂面料100或使縫紉機20的喂料機構過載。因此，拖運器40僅僅以與縫紉機20所允許的速度相同的速度移動。通常離合器131通過皮帶123與電機129耦合，雖然可以使用其它已知的連接方式。優(yōu)選的是離合器130借助皮帶輪137與皮帶123連接，雖然可以使用鏈輪或其它已知的連接方式。
已知的軸位編碼器135按已知的方式跟蹤拖運器40的位置。軸位編碼器135是通過皮帶(未示出)之類方式與離合器131的軸耦合的隨動軸位編碼器。將軸位編碼器與離合器耦合起來的皮帶僅僅在皮帶123移動時才移動同樣的距離，所以它精確地跟蹤拖運器40的位置。
氣動管線(未示出)將兩個動作筒47與壓縮空氣源耦合并且沿著皮帶122延伸。優(yōu)選的是提供適合將氣動管線收攏和提供撓性套管的已知機構，以便為隨著拖運器40移動釋放這些管線創(chuàng)造條件和防止氣動管線被拖運器纏住。典型的機構是有氣動管線從中穿過的半剛性的活結鏈。這種活結鏈是Igus公司(Rhode Island)出售的，商標是NYLATRAK。
現(xiàn)在參照圖1A至圖3介紹邊緣展平器60。展平器60是為了在縫紉機20縫合面料邊緣之前將面料邊緣展平而設計的。此外，邊緣展平器60把任何隆起都朝面料邊緣外邊推。邊緣展平器60按照喂料方向24配置在縫針22的前面。優(yōu)選的邊緣展平器包括中心軸67和配置在軸67外表面上的螺旋脊62。展平器60的軸67作為樞軸并且使用彈簧支座64吸收振動。在鋪放面料100期間，氣壓動作筒66將展平器60升起離開工作臺110。另外，動作筒66可以作為氣墊代替彈簧支座。展平器60通過支座64和/或動作筒66始終與面料100的上表面相對。盡管展平器60的軸67可以通過軟軸傳動裝配到縫紉機20的主驅動軸上使它可以與縫紉機同步旋轉，但是優(yōu)選的是展平器60借助受控制器90控制的獨立的專用伺服電機68旋轉。展平器60圍繞著它的中心軸線優(yōu)選按照與喂料方向24相反的方向旋轉。換言之，展平器60接觸面料100上表面的底面按照與喂料方向24相反的方向移動。伺服電機68允許邊緣展平器在不同的工作條件下具有不同的旋轉速度。這個特征在面料圍繞著它的角旋轉時特別有意義，因為為了防止形成徑向延伸的皺褶或在角上形成波紋表面在旋轉面料時優(yōu)選提高邊緣展平器的速度以適應面料100的縫合表面稍微增大的移動速度。
現(xiàn)在參照圖7介紹切割器70。切割器70包括安裝在靠氣壓動作筒74伸縮的臂72的遠端上可旋轉的輪子71。輪子71包括適合切割布料的鋒利的邊緣76。邊緣76安放在工作臺110上的凹槽77內的切割表面78上。動作筒74在控制器90的控制下按照與喂料方向24橫交的方向推進臂72和輪子71。輪子71通常在完成縫合操作把凸飾邊材料縫到織物面料100的邊緣上之后被用于沿著織物面料100的后緣104自動切斷凸飾邊材料和縫線。圖7展示輪子71處在其毗鄰動作筒74的嵌套位置。在完成縫合操作并收到來自控制器90的指令時，臂72如圖7所示向左推進輪子71并且在完成切割操作之后返回嵌套位置。
現(xiàn)在參照圖2介紹輪子80。輪子80可旋轉地安裝在伸縮臂82的末端。臂82的另一端通過樞軸安裝在支撐結構84上。借助氣壓動作筒(未示出)的操作臂82可以向外延伸。通過使用氣壓動作筒(未示出)還可以實現(xiàn)臂82圍繞支撐(點)84的旋轉。臂82的旋轉和它的延伸兩者都受控制器90的控制。優(yōu)選的是輪子80是惰輪并且允許它圍繞著它的中心軸線自由地旋轉。通常，在結束對面料的縫合操作時輪子80開始動作，它在臂82向外延伸的同時向下旋轉，以便把輪子放在面料100的上表面上。輪子80是為允許面料100按照喂料方向24在它下面通過而設計的，所以它的取向致使它圍繞著通常與喂料方向24橫交的軸線旋轉。輪子80在縫合操作的最后階段當縫紉機20從面料100的邊緣106退出時阻止面料100在與喂料方向橫交的方向上移動，下面將予以介紹。
另外，輪子80可以與伺服電機(未示出)耦合并且得到正向驅動。如果是正向驅動，輪子80這樣配置使它的旋轉軸線相對與喂料方向24橫交的直線形成一個銳角。在這種構型中，在輪子80旋轉時輪子80通常按相對喂料方向24成一銳角的方向將面料100推離縫紉機20。這個特征允許在結束縫合操作時盡管縫紉機相對工作臺110保持不動也可以將面料100推離縫紉機，因此也允許在不繼續(xù)切割面料邊緣的情況下在縫合操作起始點的外面對面料完成同樣的操作。
現(xiàn)在參照圖3、圖4和圖5介紹邊緣導向器50。邊緣導向器50具有三種功能。第一，邊緣導向器50為被縫合的面料100的內側邊緣106提供導向作用，使它與縫紉機20適當?shù)貙?。第二項功能感受面?00的后緣104的位置。第三項功能是確定面料的厚度和防止面料升高脫離工作臺110的臺面或者在縫合前自己折疊起來。這種折疊的或升高的面料可能防礙縫合工藝、提供不符合要求的縫跡、或者使面料100的后緣104的位置測定不精確。
邊緣導向器50包括通常具有水平的下表面的上平板52、通常具有平行于平板52的下表面的水平的上表面以及以及通常具有垂直于平板52的下表面和平板53的上表面的垂直的后定位板表面51的下平板53。按照喂料方向24平板52面對遠離縫紉機20方向的邊緣通常遠離平板53向上翹起以利于面料100在板52和53之間前進。
邊緣導向器50還包括傳感器56和57。傳感器56和57檢測后緣104的位置。在優(yōu)選的實施方案中，傳感器56和57每個都是常規(guī)的漫反射型紅外傳感器，它從專用的發(fā)射并非發(fā)射紅外輻射并且在接收部分接收反射的紅外輻射。如果要面料100存在，傳感器56和57被面料100覆蓋，于是發(fā)射器發(fā)射的紅外輻射被面料反射回接收器。如果面料沒有覆蓋發(fā)射器，紅外輻射通過板52上的孔59逸出，于是接收器收不到紅外輻射。優(yōu)選用射束寬度比較小的低強度射束更精確地讀出邊緣104的位置，因為低強度射束較少受面料厚度的影響。當后緣104經(jīng)過傳感器57時沒有紅外輻射照射在傳感器57上，因此通知控制器90使縫紉機20減速。當后緣104經(jīng)過傳感器56時縫紉機20停止，控制器開始處理面料100的繞角旋轉。傳感器56和57也可以是接收其它波長光線的普通光電管，這種光電管是為檢測光線存在與否或者是否被遮斷而設計的。
下平板53優(yōu)選在垂直方向保持靜止，而上平板52在垂直方向上是活動的，即可以借助伺服電機54按照通常垂直于板53的方向接近或遠離板53。但是，應當理解上平板52可能是靜止不動的，而下平板53在垂直于上平板52的方向上是活動的，或者板52和53兩者在通常垂直于它們的水平平面的方向上相對于彼此都是活動的。電機54使軸61旋轉并且包括軸位編碼器192或者任何能夠測量板52的下表面與板53的上表面之間的間隔的其它類型的傳感器。軸61的一端安裝在電機54的轉子上，而另一端可旋轉地安裝在不旋轉的上平板52支座63上。優(yōu)選的是，不旋轉的支撐立柱65配置在軸61的兩側以便為支座63提供穩(wěn)定性和使上平板52平穩(wěn)地垂直移動。邊緣導向器50安裝在水平的導軌174上，該導軌允許電機176通過常規(guī)的螺桿傳動使邊緣導向器50接近或者遠離工作臺110。
兩根通常垂直的支撐立柱163從通常水平的支座63向下延伸。遠離每個支撐立柱163向上延伸的并且疊加在上平板52上的是支撐臂165。每個支撐臂165通過連接件167與板52耦合，其中連接件可以是螺釘、鉚釘、螺栓或類似的東西。彈簧169或者其它類型相似的偏動系統(tǒng)配置在每個支撐臂165的下表面與板52的上表面之間。通常，彈簧169位于連接件167周圍。彈簧169優(yōu)選壓縮螺旋彈簧、泡沫塑料或類似的東西。上面安裝著鄰近傳感器175的板173配置在橫向支撐171上。墊片177墊在傳感器175和板52的上表面之間。傳感器175是可編程的，以便在它與墊片177之間的距離進入預定范圍(通常是1至1.5mm)時向控制器90發(fā)送信號。
在操作中，在面料100通過邊緣導向器50時，面料100的內側邊緣與后定位板表面51對齊。最初，控制器90使上平板52向下朝面料100的上表面移動直到板52的底面與面料100的上表面相遇。板52的任何進一步移動都將壓縮彈簧169直到鄰近傳感器175檢測到墊片177的存在。在檢測到墊片177時，控制器90使上平板52后退離開下平板53一段預定的距離(例如1/8至1/4英寸)，以防止板52和53不適當?shù)胤赖K面料100的移動。在這個過程中，控制器90測量面料100的厚度。這個測量結果以及上平板52離開下平板53的移動受軸位編碼器192的監(jiān)視和控制。板52和53防止面料100在垂直方向延伸或自身重疊，這些現(xiàn)象可能阻礙縫合過程而且可能使面料后緣104的位置測量結果不精確。面料向上延伸將縮短面料100的長度而且可能在邊緣104已經(jīng)通過后使紅外線不適當?shù)胤瓷浠貍鞲衅?6和57。如果沿著邊緣106適當?shù)卣蛊剑缶?04將被適當?shù)卮_定并且在準備縫合時面料將變得平滑。
現(xiàn)在將參照圖1A和圖1B介紹凸飾邊引導系統(tǒng)150。系統(tǒng)150包括承載成卷的凸飾邊材料154的可旋轉的卷軸152。卷軸152安裝在抵座120上的軸桿156上并且與抵座120一起接近和遠離工作臺110。卷軸152圍繞著軸桿156旋轉，或者軸桿156以其兩端作為軸頸安裝在抵座120中。軸桿156按照通常垂直于喂料方向24的方向取向。系統(tǒng)150包括喂料通道158，該通道從毗鄰的卷軸152延伸到在平行于工作臺110的表面163上的狹縫160，然后穿過該狹縫插入工作臺110上的凹槽。表面163被安裝在抵座120上。狹縫160配置在邊緣導向器50和縫紉機20之間。通道158和狹縫160都足夠寬，足以適應和引導與床墊面料結合使用的典型的凸飾邊材料。面對遠離工作臺110方向的通道158和狹縫160的外側邊緣是這樣取向的，以致按狹縫160的外邊緣定位穿過狹縫160的凸飾邊材料154的外側邊緣將精確地按所需的定位通過縫紉機20。優(yōu)選的是凸飾邊材料154的外側邊緣在邊緣切割器25和縫紉機20的縫針之間通過，以致凸飾邊材料被縫在面料100上但在縫合期間不被切割器切割。因此，在完成切割操作之后凸飾邊材料154的外側邊緣大體上與完成加工的面料100的切割邊緣對齊。當?shù)肿?20后退離開工作臺110(下面將予以介紹)時，凸飾邊材料154與抵座120一起行進，以便在完成縫合操作時以所有的線保持與針22和切割器25適當?shù)貙R。在縫紉機20后退時，它停止縫合凸飾邊材料154，而切割器70切割凸飾邊材料154和縫線兩者。
現(xiàn)在參照圖8介紹卸載裝置130。裝置130安裝在工作臺110上，其位置按喂料方向在縫紉機20的下游即在縫紉機的后面并且優(yōu)選(盡管并非必要)在垂直于喂料方向24的方向上與縫紉機20隔開。理想的是裝置130這樣配置，以致在面料100完成縫合并且被拖運器40牽引到后緣104與縫紉機20大體對齊的位置之后，與內側邊緣104相對的外側邊緣107恰好在裝置130的下面。
裝置130包括支撐臂132，該支撐臂優(yōu)選按通常平行于喂料方向24的方向延伸。臂132承載著許多輪子134，這些輪子圍繞著通常平行于喂料方向24的方向延伸的軸136旋轉。輪子134通過由電機140驅動的皮帶138驅動。臂132在工作臺110的上方并且與臺面隔開一段距離，該距離足以允許面料100在臂132與工作臺110之間通過。臂132通過支座142被支撐在軸桿位置。臂132通常可旋轉地安裝在支座142上，以致臂132可以圍繞著軸線旋轉使輪子134升高脫離工作臺110或者使它們向下朝工作臺110旋轉與面料100的上表面接觸，其中所述軸線沿著它在喂料方向24上的延長線方向延伸。這種旋轉受氣壓動作筒144的控制，而所述氣壓動作筒又是受控制器90控制的。
在操作中，在適當?shù)臅r刻動作筒144使臂132這樣旋轉，以致在面料已完全被縫合時向下推動輪子134使它們與面料100的上表面接觸。在這個位置，輪子134以這樣的方式旋轉，以便按照垂直于喂料方向的方向將面料100推離工作臺110和縫紉機20，如圖14所示。
光電管傳感器190(圖12)或者類似的東西定位在工作臺110上與上游的縫紉機20(即按照喂料方向24縫紉機20在前面)保持預定的距離。典型的預定距離是14英寸。傳感器190檢測面料100的后緣104何時通過并且向控制器90發(fā)出警報，理由有待討論。傳感器190通常在與喂料方向24橫交的方向上與傳感器56和57對齊，但是在喂料方向24上與傳感器56和57隔開，在它們的上游。
現(xiàn)在參照圖8至圖12介紹裝置10的操作和本發(fā)明的方法。
這個過程從手工操作把面料100放在工作臺110上開始。在這個時刻，邊緣導向器50朝工作臺110推進，其中導向器50處于其正常的縫合位置并且板52和53是分開的。再者，在這個時刻拖運器40處于其編程的常駐位置，即按喂料方向24最接近縫紉機20但在其下游的位置，如圖8所示。夾具43和44處于它們的打開位置。凸飾邊材料154或者已經(jīng)存在并且已經(jīng)與縫紉機20適當?shù)貙R，或者操作者已經(jīng)把材料的前緣從卷軸152上拉出并且已穿過通道158。操作者把面料100的邊緣106與定位邊緣51對齊，把邊緣102與夾具43和44對齊。然后，操作者按動按鈕或者觸摸觸摸屏上的某個位置。這個啟動按鈕或者觸摸屏上的啟動位置被稱作“面料前進”按鈕。控制器90作出響應閉合夾具43和44，夾緊面料100的前緣102。然后，控制器90激活拖運器40牽引面料100，直到邊緣104通過后面的傳感器190被該傳感器檢測到時邊緣104離縫針22還有預定的距離為止。優(yōu)選的距離是14英寸，盡管可以使用其它的距離。然后，邊緣導向器50的上平板52下降，直到它與面料100的上表面接觸。板52的進一步移動壓縮彈簧169，直到傳感器175檢測到墊片177。接下來，上平板52向上升起離開下平板53達到預定的距離(例如1/8至1/4英寸)到達固定位置。這種處理允許邊緣導向器50測量面料厚度并且將這個數(shù)值儲存在控制器90中。然后，邊緣導向器50借助電機176向外退，離開工作臺達到預定的距離?？刂破?0朝工作臺110推進抵座120和縫紉機20，使它們進入縫合位置，在這個位置縫針22處在所需的縫合位置上。然后，夾具44打開松開邊緣102。
通過僅僅使用夾具43(這個夾具最接近縫紉機20)，使面料100傾向于被推向邊緣導向器50，從而將邊緣106推進與板51對準的位置。這種處理保證邊緣106在縫合過程中適當?shù)膶省?br> 如果面料100適當?shù)厝∠?，該過程繼續(xù)進行。如果面料沒有適當?shù)厝∠?，控制?0將提醒操作者并且使該系統(tǒng)返回加載位置然后重復該過程。假設面料具有適當?shù)娜∠颍吘?06靠操作者手工操作送進縫紉機20放在縫針22下面。然后，操作者按動觸摸屏或控制面板上的“啟動”按鈕。這個位置是起點。接下來邊緣導向器50借助電機176朝工作臺110返回到縫合位置，在這個位置板51與邊緣106對齊。上平板52下降到上述的固定位置，該位置是在此之前由控制器90確定的?？p紉機20的縫針22和喂料零部件移動到位。拖運器40開始牽引面料100通過縫紉機20以便開始縫合和切割操作，同時啟動滑移式離合器131。然后，象軸位編碼器135測定的那樣，縫紉頭22自動縫合預定的距離(例如6英寸)。縫合的針數(shù)被控制器90自動紀錄下來，以便確定適合這種面料的縫合速度。這個縫合速度是確定面料圍繞著每個角旋轉所應當具有的速度所需要的，以便在旋轉期間保持每英寸同樣的針數(shù)。當邊緣104通過傳感器57時縫合速度下降到較低的縫合速度。從傳感器57到縫針22的距離通常是大約6英寸。一旦邊緣104通過傳感器56，縫合操作就停止，如圖9所示。傳感器56與縫針22隔開一段距離，該距離近似等于傳感器56到應當開始旋轉操作的點的距離，即到邊緣104與106之間待形成的角的倒圓切點的距離。例如，這個距離是距針22對于4英寸。然后，縫針22停止。旋轉臂30下降，為凸臺35與面料100頂面接觸創(chuàng)造條件?？刂破?0控制旋轉臂30的下降量，這個量將使凸臺35與面料100接觸但不會損壞該面料。由于控制器90知道面料100的厚度，它使凸臺35與工作臺110隔開某個預定量，例如面料厚度的50％。夾具43松開邊緣102，并且板52向上升起。然后，臂30借助電機31旋轉90°角，以便使面料100圍繞著邊104與106之間的角旋轉，如圖10所示。
控制器90知道每英寸需要縫合的針數(shù)，所以可以計算出面料100的旋轉速度，以便在旋轉期間每英寸產(chǎn)生同樣的針數(shù)。圓角的長度等于π乘以圓角半徑，因此待縫合的距離是已知的。由于控制器90知道這個距離而且知道每英寸需要縫合的針數(shù)和縫紉機的速度，所以它能夠計算為了產(chǎn)生符合要求的每英寸的針數(shù)所需要的旋轉速度。控制器90還紀錄拖運器40的停止位置，它將把有關邊緣102與104之間的面料100尺寸提供給控制器90。在面料100旋轉期間，縫合操作以降低的速度繼續(xù)進行，切割器25繼續(xù)修整面料100的邊緣以產(chǎn)生圓角，而邊緣導向器50打開到它的全部高度，以便不防礙面料100的旋轉。再者，在旋轉期間，邊緣展平器60的速度經(jīng)過控制器90的調整在角上提供符合要求的邊緣展平效果以防止產(chǎn)生皺褶和徑向延伸的棱。通常，展平器60的速度增加到超過縫合織物面料的直邊時使用的速度。
在完成這種處理之后，拖運器返回它的常駐位置，在這個位置夾具43和44毗鄰新的前緣102、邊緣導向器150象前面討論的那樣返回到適合這塊特定的面料的固定位置，如圖11所示。在這個時刻，只有夾具43夾緊邊緣102。臂30升起，離開面料100。當拖運器40牽引著面料100的新邊緣106通過縫紉機20時滑移式離合器再次被啟動并且重新開始縫合。下一個角以與第一個角相同的方式被縫合，并且重復這種處理直到達到最后一個角為止。由于控制器90知道邊緣106和107的長度，如果需要把一個標記縫合到邊緣之一上，控制器90可以通過編程在那個邊緣的中間停止，以便在縫合凸飾邊材料時把準備用縫紉機20縫合上去的標記插入。
在到達第四個角(即那個角恰好在初始邊106前面)時與其它的角一樣縫合這個角。一旦初始邊106與邊緣導向器50對齊，輪子80通過臂82伸出并且通過圍繞著支撐84旋轉落在面料100的上表面上。輪子的落點受軸位編碼器135監(jiān)視?？p紉機20開始沿著接近起始點的初始邊縫合和切割。在這個步驟發(fā)生時，抵座120開始使縫紉機20和凸飾邊引導系統(tǒng)150退離工作臺110，如圖12所示，以致在快到達起始點的時候縫針已經(jīng)縫在邊緣106的外面并且不再在面料100上完成任何縫合操作。同時切割器25也正在縮回，以致在切割器25到達起始點時不再從面料100的邊緣上切割多余的材料。因此，平滑地轉移回起始點，從而提供具有適當尺寸的直邊?？p紉機20繼續(xù)在凸飾邊材料上縫合。由于面料100的尺寸是已知的，所以在最后一個邊104通過縫紉機20時，拖運器40停止。切割器70被啟動，以便沿著面料100的后緣104將凸飾邊材料和縫線切斷。然后，用拖運器40將面料拖到某個在工作臺110遠端的位置，如圖12中的虛線所示。在這個點，輪子134被轉到與面料100接觸并且開始轉動，以便按照通常與喂料方向24橫交的方向把面料100推離工作臺110，或者推到遠離縫紉機20的工作臺110的邊緣，如圖12所示。接下來，拖運器40返回常駐位置并且為了下一個面料重復這個過程。
鑒于前面的介紹，各種修改方案和改進方案的出現(xiàn)對于熟悉這項技術的人是完全可能的，這些方案應當被看作是在這項發(fā)明的范圍內。前面的介紹傾向于僅僅是示范性的說明，本發(fā)明的范圍是由權利要求書及其等價文件定義的。
權利要求
1.一種把織物引導到縫紉機上的裝置，所述裝置設置在縫紉機的前面、在相對織物對縫紉機的喂料方向上，所述裝置包括將織物邊緣導向縫紉機的定位表面；有下表面的上平板，其中所述下表面在織物上方、通常垂直于所述定位表面且與該定位表面相鄰；有上表面的下平板，其中所述上表面通常平行于所述上平板的所述下表面；以及電機，該電機有選擇地使所述的上平板和下平板彼此相對移動，以便調整所述下平板的所述上表面與所述下平板的所述上表面之間的間隔。
2.根據(jù)權利要求1的裝置進一步包括支撐所述上平板的支撐結構；位于所述支撐結構與所述上平板之間的彈簧，所述彈簧在所述電機減小所述下平板的所述上表面與所述上平板的所述下表面之間的間隔時在所述上平板與織物的上表面接觸之后處于壓縮狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求2的裝置進一步包括傳感器，該傳感器將感受到所述彈簧的壓縮大于預定值。
4.根據(jù)權利要求1的裝置進一步包括用于確定所述下平板的所述上表面與所述上平板的所述下表面之間的間隔的傳感器。
5.根據(jù)權利要求1的裝置，其中所述上平板包括就喂料方向而言朝向遠離縫紉機方向的邊緣，所述邊緣向上彎曲遠離所述下表面。
6.根據(jù)權利要求1的裝置進一步包括至少一個配置在所述下平板上的織物邊緣位置傳感器。
7.根據(jù)權利要求6的裝置進一步包括兩個隔開地配置在所述下平板上的織物邊緣位置傳感器。
8.根據(jù)權利要求7的裝置進一步包括配置在所述上平板上的通孔，該通孔垂直地對準所述織物邊緣位置傳感器以便在所述的位置傳感器與所述上平板的所述下表面之間沒有織物時允許來自所述邊緣位置傳感器的光線穿過。
9.根據(jù)權利要求1的裝置進一步包括按喂料方向配置在縫紉機后面的拖運器；至少一個配置在所述拖運器上的夾具，以便按喂料方向夾緊織物的前緣；以及驅動系統(tǒng)，所述驅動系統(tǒng)使所述拖運器移動按喂料方向遠離縫紉機，以便對織物施加牽引力將織物拉過縫紉機。
10.根據(jù)權利要求9的裝置進一步包括配置在所述驅動系統(tǒng)與所述拖運器之間的滑動式離合器，以便控制施加在織物前緣上的力的大小。
11.一種把一條織物縫合到織物面料上的裝置，所述裝置包括用于支撐織物面料的工作臺；毗鄰所述工作臺的一個邊緣配置的縫紉機，所述縫紉機按喂料方向接收條形織物和織物面料，以便將條形織物縫合到織物面料上；支撐所述縫紉機的抵座；驅動系統(tǒng)，所述驅動系統(tǒng)沿著通常垂直于喂料方向的方向使所述抵座和所述縫紉機接近和遠離所述工作臺；以及配置在所述抵座上并運載一卷條形織物的卷軸。
12.根據(jù)權利要求11的裝置進一步包括在所述抵座上按喂料方向配置在所述縫紉機前面的上表面，當織物面料向縫紉機前進時該面料沿著喂料方向在所述的上表面上通過；配置在所述抵座的所述上表面上的狹縫，該狹縫用于接收穿過它的條形織物，以及喂料通道，所述通道從所述的卷軸延伸到所述狹縫以便將條形織物從卷軸引向狹縫。
13.根據(jù)權利要求11的裝置進一步包括通過樞軸安裝在支撐結構上毗鄰所述縫紉機一端的臂；以及配置在所述臂上且與所述臂的樞軸安裝點隔開的輪子，所述的輪子可以圍繞著通常垂直于喂料方向的軸線自由旋轉，所述臂通常處在所述輪子不與織物面料接觸的位置上，所述臂可以圍繞著該支撐結構旋轉使所述的輪子與織物面料接觸，以便允許織物面料沿著喂料方向移動而阻止織物面料沿著垂直于喂料方向的方向移動。
14.根據(jù)權利要求11的裝置進一步包括按喂料方向配置在縫紉機后面的臂；沿著通常垂直于喂料方向的方向移動所述臂的致動器；在所述工作臺上配置在所述臂下面并且平行于所述臂延伸的狹縫；以及配置在所述臂上并且停在所述狹縫中的刃，所述刃在織物面料后面的邊緣通過織物面料移動路徑之后借助所述的致動器在所述狹縫中移動以便將來自縫紉機的線和條形織物的尾隨部分切斷。
15.一種縫合織物面料的裝置，該裝置包括支撐織物面料的工作臺；用于縫合織物面料和沿著喂料方向移動織物面料的縫紉機；以及在完成縫合操作后將織物面料從工作臺上拿開的裝置，所述拿開裝置包括可旋轉地安裝在支撐結構上的許多輪子；以及驅動系統(tǒng)，該系統(tǒng)驅動所述輪子旋轉，使接觸所述輪子的織物面料的上表面部分按遠離縫紉機的方向移動。
16.根據(jù)權利要求15的裝置進一步包括使支撐結構圍繞著軸線旋轉的裝置，以便有選擇地使所述的輪子升高遠離所述工作臺和使所述的輪子朝所述工作臺下降以便與纖維面料的上表面接觸。
17.一種將用材料填充的織物面料與另一塊織物縫合起來的裝置，所述裝置包括縫紉機，用于按喂料方向接收織物面料和另一塊織物以及把織物面料與這塊織物縫合；按喂料方向配置在縫紉機前面的邊緣展平器，所述的邊緣展平器包括可圍繞著旋轉軸線旋轉且將織物面料中的材料放平的零部件；以及伺服電機，所述伺服電機使所述零部件圍繞著它的旋轉軸線以可變的旋轉速度旋轉并且能夠獨立地控制縫紉機的速度。
18.一種縫合織物面料邊緣的方法，該方法包括下述步驟按照喂料方向將織物面料送入縫紉機；使織物面料的邊緣在上平板和下平板之間通過，其中上平板和下平板按喂料方向在縫紉機的前面并且按照一般的平行相對關系彼此隔開；使上平板和下平板中選定的一塊平板一朝另一塊平板推進，直至上下平板感受到纖維面料的厚度為止；以及移動上下平板中選定的一塊使它遠離上下平板中的另一塊至預定的距離，以便允許織物面料的邊緣在沒有重大阻力作用于織物面料的情況下在上下平板之間通過。
19.一種將條形材料縫合到織物面料邊緣上的方法，所述方法包括沿著工作臺上的喂料方向將織物面料的一邊送入縫紉機；測量織物面料的厚度；按喂料方向將條形材料這樣送入縫紉機，以使該材料的一邊與織物面料的邊緣對齊；將條形材料縫合到織物面料的邊緣上，所述縫合步驟從起始位置開始；旋轉在繼續(xù)將條形材料縫合到織物面料的邊緣上時，圍繞著一個角旋轉織物面料，所述的旋轉步驟包括使旋轉臂朝工作臺上的織物面料的上表面下降使旋轉臂與織物面料下面的工作臺的上表面之間的距離小于織物面料的厚度。
20.根據(jù)權利要求19的方法進一步包括在將條形材料與織物面料縫合完畢之后牽引織物面料使它離開縫紉機；以及在織物面料離開縫紉機之后通過單一的切割操作將條形材料和縫紉機線切斷。
21.根據(jù)權利要求19的方法進一步包括在所述的縫合步驟之前利用以第一轉速旋轉的邊緣展平器將織物面料的邊緣弄平；以及在所述的旋轉步驟期間利用以大于第一轉速的第二轉速旋轉所邊緣展平器將角弄平。
22.根據(jù)權利要求19的方法進一步包括在縫紉機快到起始位置時沿著通常垂直于喂料方向的方向移動縫紉機使它遠離織物面料；以及在所述移動步驟期間使織物面料的上表面與圍繞著通常垂直于喂料方向的軸線自由旋轉的輪子接觸。
全文摘要
一種將鑲邊材料縫合到織物面料上的方法和裝置。所述裝置包括牽引織物面料通過縫紉機(20)的拖運器(40)。所述裝置還包括邊緣導向器(50)、活動抵座(120)、輪子(80)和切割器(70)。所述方法包括下述步驟:按順序縫合每條邊以及在切割和縫合角的同時圍繞著角旋轉面料。所述方法還包括調整凸飾邊(60)旋轉速度的步驟,以便產(chǎn)生沒有皺褶和凸棱的平整的角。所述裝置還包括縫合后自動取下織物面料的設備。
文檔編號D05B37/00GK1276029SQ98810228
公開日2000年12月6日 申請日期1998年9月1日 優(yōu)先權日1997年10月15日
發(fā)明者邁克·R·波特, 斯蒂文·馬坎格羅, 弗蘭克·W·雷諾 申請人:波特縫紉機械公司