CN1024823C

CN1024823C - 一种缝纫机

Info

Publication number: CN1024823C
Application number: CN90104654A
Authority: CN
Inventors: 乔普·杰拉德; 布奇里·克洛德; 科利·克里斯蒂昂·罗伯特
Original assignee: Mefina SA
Current assignee: Mefina SA
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2005-07-11
Also published as: AU626438B2; DE69015267D1; EP0408504B1; DD298008A5; CN1049198A; AU5878190A; PT94651A; EP0408504A1; US5076184A; ZA905334B; DE69015267T2; KR910003197A; BR9003308A; CH679872A5; ES2067718T3; JPH0351077A; CA2020827A1

Abstract

本发明涉及一种由计算机控制的缝纫机。传统缝纫机在放大或缩小地缝制图案时，在被缝材料单位面积上的针脚密度会变化。本发明的缝纫机在存贮器内包含有第一套指令，来重复缝制在选定原始图案中的至少某些针法区段，形成一长度变形的图案；还包含第二套指令，它设定在变形的图案中的第一针法区段应当缝制的次数，以及这些区段在变形图案中的位置，缝在材料上的放大图案具有所要求的变化了的尺寸，同时其外形保持与原始图案相似。

Description

本发明涉及一种缝纫机。

众所周知，由电脑控制的缝纫机可以在布料上缝制各种图案，并且还可以对基本图案放大或缩小后缝制在布料上（可以参见US4，557，207）。当要求放大一个图案时，是简单地通过按比例地增大送料的步长而得到的（所谓送料步长即是待缝材料在缝制过程中逐渐递增的前进量）。当图案要缩小时，则缝纫机以相反的方式运行。

因此，在被缝材料单位面积上的针脚密度，随着要求的放大值成反比地减小;而当选定让图案缩小就可能性时，针脚密度按相同规律而增大。

特别是当涉及以“bourdon”（音栓）针法为基础的图案时，应当了解，以上述方式放大或缩小的图案的外观，将会相对于原来图案有很大的改变。

产生这种外观差别的主要原因是，当用上述的方法放大一给定的图案时，则缝纫针脚数将保持恒定，得到的新的图案将在不同的缝纫部位之间出现空隙，当图案增大时，显然空隙将变得更大。

反过来也一样，在缩小图案的情形下，缝线的密度变得很大，尤其是缩小幅度是很大的时候。由此在表面产生的图案的外观将大大变劣，各种针脚的线变得易于重叠并且以不可预见的和无规则的方式叠合起来。

本发明的目的在于提供一种缝纫机，它在进行图案放大或缩小缝制时，经放大或缩小的图案中的单位长度的针脚密度保持与对应的基本图案相同。

本发明的缝纫机包括一可轴向移动的针，一驱动针作交替的轴向移动的元件，一控制针和待缝制的材料在平移中的相对位移的机械装置，一线环勾挑装置及其控制装置，一同步控制所述的机械装置和元件的机构，使之能在材料上缝上图案，每个图案是由许多针法区段构成的，并且每个图形中至少有一部分包括至少一组相邻的两种针法，这两种针法在两个针脚之间针与布的相对位移不同（幅度和/或方向不同）。此外，这缝纫机还包括一控制单元，以控制所述的机构，以及在保持恒定的缝制针脚密度的同时，能使图案的基本长度相应增加和减小的装置。

本发明的缝纫机，包括：

-第一机构，一方面，它控制针的交替轴向运动，使针穿入到等缝制的材料中，另一方面，它控制与缝针相配合的线环勾挑装置，以形成缝纫针脚;

-第二机构，它控制缝针与待缝材料在两个相互垂直方向上的相对位移，使得在这两个方向各作指定幅度的位移;

-至少一个电子存贮器，以存贮对应于各种待缝的图案的缝纫指令;

-用来选择图案的第一选择单元;

-第三机构，它从存贮器中读出选定图案的缝纫指令，并从而控制第二控制机构;

-第四机构，以控制该第三机构的操作，根据保持于电子存储器内的指令来控制图案的缝制，这些图案的长度与关于上述原始图案所对应的指令不同;

-第二选择单元，用来对任何预先选定的图案，选择所需的尺寸变化，其特征是上述的第四机构，在存贮器内含有第一套指令，来缝制在选定的原始图案内的至少某些针法区段，以使重复缝制这些区段形成一长度变形的图案，重复的次数是启动所述第二单元时选定的尺寸变化的函数;还至少含有第二套指令，它设定在变形的图案中属于原始图案中的第一针法区段应当缝制的次数，以及这些区段在变形图案中的位置，缝在所述材料上的放大图案具有所要求的变化了的尺寸，同时其外形保持与原始图案相似。

因此，本发明在现代缝纫机的各种已知功能（包括简单地改变待缝材料的送料步长而放大或缩小图案尺寸的功能）以外，增加一种“放大”的功能，利用这一功能，将可从标准尺寸的基本图案出发，得到形状与基本图案原有形状相似的另一图案，这种相似是一种近乎完美的相似，放大图案中单位长度的针脚密度将保持与对应的基本图案相同，而这是因为在基本图案与放大图案中的送料步长保持相同。

附图通过实施例说明了本发明的方法以及实现该方法的一个缝纫机。

图1是本机器的正面的正视图;

图2显示了放大了的本机器的壳体的详细图;

图3、4和5按实际尺寸代表了一显示在一待缝材料上的缝纫图案，例如在一片布上，它们分别对应于原来的形状和尺寸，伸长75%和125%;

图3A、4A、5A显示了对应于图3到图5的图案，但放大了五倍;

图3B、4B和5B是与形成图3到图5的图案相同的局部示意图，但放大了15倍。

图6显示了本发明的缝纫机的计算机控制示意图的一部分;

图7是说明能够被该机器应用的“放大”功能的程序图。

表示在图1中的机器，按传统的方式，包括一底板1，在其上设有机架2，机架带有一自由臂3和上臂4，以及在上臂端部设置的一缝纫头5。

一机械装置M₁（图6）位于自由臂中，用于控制一线环勾挑装置和一推动待缝纫材料平移的部件（未在图中示出）。

线环勾挑装置要求按已知的方法与一运动的针6同步地协调工作，针6固定在针杆的端部，针杆7控制机构装置M₂（图6）来驱动作纵向或横向的移动（插入、空针或缝制移动），该机械装置设置在臂4和机头5中。

图中所表示的缝纫机是一微处理机MP控制的机器（图6），那就是说，它是这样一种机器，用来缝制图案的不同数据被贮存在一电子存贮器P内（ROM或PROM），这些数据在缝纫机生成一个对应的图案时，可用人工编程的方式取出，编程时使用数字键盘8，它由0至9十个键以及一个清除键组成（图1和图2），整个键盘是控制板9的一部分，该控制板装置在缝纫机机架2的正面。

这样的控制板通常包括许多其他控制和显示键，它们可用来操纵和/或观察每一个功能的特征和/或其正确的顺序。在所讨论情形下，与本发明相关的显示器和键在图中用实线画出，其他元件用虚线画出其轮廓。

这样，10代表一显示元件，例如，一LCD（液晶显示器）或发光二极管之类，它可以显示通过操纵键盘8上的0-9各键而编入的数字。这显示装置可显示一个、二个，甚至三个数字，取决于每一待缝图案的项目编码的性质。

在控制板9的底部，设置有第二显示元件11，它也可以是LCD或发光二极管之类，而在它的右边，是二个三角形键12和13。

用示意图画出的该微处理机MP包含两个计数器C_R和C_B以及一定时单元D;这三个装置的用法将在下文中说明。

操作器A用来控制所述缝纫机的打开和关闭。（图6）

键12和13可以控制能经键8选择，而由该缝纫机缝制的各图图案的尺寸，例如单单操纵13，可以使尺寸增大，反之，通过操纵键12则可使尺寸减小。无论在哪种情况下，变化的大小就是出现在显示器11上的相应的数量的内容。例如，当图案被放大25%，将显示出数字1.25，而当图案被缩小相同数量时，则显示出数字0.75。

这种功能和可以实现这种功能的装置，尤其是在微处理机控制的缝纫机中，是这技术领域内的技术人员所熟知的，将不再进一步详述。

在接下来的说明中，如果形成的放大了的图案超过原始图案的尺寸，则该放大值被定义为“正量”，假如放大了的图案的尺寸小于原始图案，则该放大值被定义为“负量”。

在实践中，对本发明的缝纫机来说，放大作用可以通过同时操纵键12和13而实施。这两键可以独立地分别控制图案的“缩小”和“放大”。

正如在下文中将看到的，同时操纵键12和13在生理上是不可能实行的，但当在相隔1-2秒的时间内相继地按这两个键时，就可得到上述“放大”功能，时间间隔是由前面提到的定量单元D决定的。

还应指出，在说明和附图中都是具体讨论以“bourdon”针法为基础的图案放大的，亦即由以下操作顺序，按已知方式得到的相连的针法区段所构成的图案的放大，这些操作顺序是

-将待缝材料输送一个步长;

-缝针的空针或缝纫动作，材料的缝制或穿透;

-待缝材料的进一步输送;

-进一步作退出或缝纫动作，缝制或穿透。

不言而喻，所作的说明，对于由一个送料动作和一个缝制动作而得到的针法区段所构成的图案而言仍然成立。而对于将“送料”和“缝制”这一对动作重复不止二次而得到的针法区段所构成的图案，也一样正确。

下面说明的过程，也可以十分普遍的形式应用于缝针不作空针动作的缝纫机，在这种缝纫机中，待缝材料本身通过一支架而相继地在两个互相垂直的方向被驱动。

这样，无论所用的缝纫机是哪种结构，可以说，一个针脚区段是由执行一套数据而形成的，该数据代表在两个连续的针刺动作之间，缝针和待缝制的材料之间，在两个正交方向上的相对位移。

选定基本图案后（如图3所示），操纵键盘8中的各键（键入对应于选定图案的一个数字、或二个数字、三个数字的编码），并在前面提到的时间间隔内按键12和键13，缝纫机的微处理机将控制并执行一个操作程序，以下将结合图6和图7来说明这程序。

首先应当指出，按照本发明，这个过程进行的方式，直接与获得所要求放大的条件有关，这些条件或者是由缝纫机“事先”给出（即由工厂确定的某些操作参数给出），或者是由使用者给出。

事实上，机器给出的参数是：

a）每个基本图案中所包含的针脚数;

b）用所述方法使“放大”功能开始执行后，单独按键12或键13所得到的放大增量I（以%表示）。

使用者所给定的参数，基本上是为了获得所要求的正放大或负放大而操纵的键12或键13的类型，以及操作的次数，这数目将确定放大后图案的尺寸，结果也就确定了必须缝制的区段的数目。

如前面所述的，如果放大的图案比原始图案的尺寸大，这个区段数将大于基本图案的区段数。但是，在相反的情形下，它将小于基本图案的区段数。

放大图案的区段将与包含在基本图案中的区段数成正比，由此推出这两个图案的总尺寸成正比例;因此，在放大的图案中的针脚密度和在基本图案中的针脚密度是相同的。

另外，为了获得外观与相应的基本图案相似的放大图案，当所希望的放大值为“正”时，在放大图案的缝纫过程中，本发明将原始图案的某些区段重复一定的次数，直到为了获得要求的放大值所需的总区段数。

“重复”的区段将紧接在“原始”区段之后缝制。

如果该放大值是负值，原始图案中的某些区段的缝制将被删除，这样删除的区段总数取决于所述的放大值。

另外，显而易见，要获得尽可能地保持对应的基本图案的外观的放大图案，最好适当地选择要重复或要删除的针法区段，要根据它们一旦缝在待缝材料上所对应的基本形状的性质来选择，并且，对于每种给定的图案，还应根据这些区段在这图案中所占位置而选择。

根据本发明，上面概括的程序可利用以下的算法体系来实现。

事实上，申请人发现，对于给定的放大增量“I”，如果基本图案的每一针法区段，在放大的图案中缝制R次，那末所得的放大图案的形状，与原始图案相比，将最为相似和规整。其中

R＝Int（K/N+1） [Ⅰ]，若｜B｜_N＜｜K｜_N 或R＝Int（K/N） [Ⅱ]，若｜B｜_N≥｜K｜_N

在这两个方程中，N是大于1的整数，对应于选定的增量I的倒数;例如，I＝25%时，N等于4。

B＝0，1，2，……，n-1，是在包含“n”个区段的基本图案中，表征每一针法区段所占位置的数目，从图案的开始（位置0）到末尾（位置n-1）;

｜B｜_N是在以N为基的计数系统中算得的B值的绝对值;

应当注意，基本图案中某一针法区段，在放大图案中所存在的次数可能是零，意味着这区段将不会在放大图案中缝制;这将是图案受到“负”放大的情形，放大后的尺寸小于对应的基本图案的尺寸。

按照本发明，通过利用上面引述的算法和约定对于一个特定的标准装饰图案作正放大时，缝纫机的微处理机将决定，为了获得按所选增量放大的图案，包含在标准图案中的每个区段中的哪一区段应当在原始区段后重复，以及重复多少次。

同样，在负放大的情况下，微处理机也能确定略去基本图案中各针法区段中的哪些区段，以获得所希望的放大图案，它尽可能保持与原始形状类似的外形。

现在将参照图3到图5详细说明这个过程，在图3中，示出了比例为1∶1的标准尺寸装饰图案，在图4和图5中分别示出利用本发明的方法相对于初始长度正向放大了75%和125%的同一图案。

在图3B中更尤其可见到，图3中所画的图案是通过缝制“bourdon”型针脚而获得的，它包含并列的区段，为了更好地理解下面所作为解决，将这些区段从0到10编号。

图4B和5B详细显示了用本发明的方法对图3的图案作正放大时，其外观的演变情形。

特别在图4B中也可以看出，75%的放大量是通过重复缝制下面各区段而获得的;

0;1;2;4;5;6;8;9;10，

重复的区段以与原先区段相同的数字标明，并加上字母A，例如0A。

但区段3和7仅缝制了一次。

还应当注意，每个增补的区段紧接于所对应的原始区段之后重复缝制。

在图5B的情况中，对应于图案放大了125%，可以看出，这种放大是把某些针法区段重复二次或三次而获得的。

因此，下面各区段重复了二次

1;2;3;5;6;7;9;10，

区段0，4和8则各重复了三次。在这两种情况下，第二次重复的区段分别用0B，4B和8B来标明。

在所画的情况下，选定的数量I为25%，图案放大75%时，系数K的值是7（图4，图4A，图4B）;图案放大125%时系数K为9（图5、图5A，图5B）。

首先讨论图案放大75%的情况;

N等于4，系数｜K｜₄的值在基数为4的数制中算得;

即K＝12345678

｜K｜＝12301230

对于K＝7，可以看出，｜K｜₄将等于3。

在基数为4的同一数制中，表征基本图案中各区段所占位置的数目B，对于图案的头十个区段，将变为

B＝0123456789

｜B｜₄＝0123012301

只要｜B｜₄小于｜K｜₄，同一区段缝制的次数必须由上面提及的方程“Ⅰ”算得，在相反的情况下，它将通过方程“Ⅱ”得到。

在所示的例子中，由于｜K｜₄＝3和K/N＝7/4＝1.75，区段0;1;2;4;5;6;8;9;等将被缝纫R次，即

R＝Int（1+K/N）＝Int（1+1.75）＝2

剩下的区段3和7将被缝纫一次，R等于K/N＝1.75的整数部分，即等于1。

图4A和4B准确地示出了，如果缝纫机基于上述数据完成图案时，所得到的放大图案的外形。

在图案放大125%的情况下，K将等于9，也就是说｜K｜₄＝1和K/N＝9/4＝2.25

这样｜B｜₄＜｜K｜₄，区段0，4和8每区段必须缝纫的次数等于

R＝Int（1+K/-N）＝Int（1+2.25）＝3

而区段1;2;3;5;6;7;9;10中｜B｜₄≥｜K｜₄，每区段必须被缝纫的次数等于K/N＝2.25的整数部分，即等于2。

图5A和5B显示，用工作于这种方式的缝纫机所获得的放大图案，其外形是怎样的。

以上关于基本图案放大所说的内容，显然，细节作了必要的修正，也适用于负放大的情形。

因此，在负放大25%的情况下，使用同样的算法Ⅰ和Ⅱ和前述的符号，K将是3，｜K｜₄＝3和K/N＝0.75，这样区段0;1;2;4;5;6;8;9;10的｜B｜₄＞｜K｜₄，它们被缝纫的次数将等于

R＝Int（K/N+1）＝Int（0.75+1）＝1

即一次。

而区段3，4，9的｜B｜₄＝｜K｜₄＝3，各区段缝纫次数必须等于K/N＝0.75的整数部分，即0次。这意味着基本图案中的区段3;6;9等在负放大图案中将被删除。

实际上，为了用缝纫机生成放大图案，微处理机必须遵循的指令存贮在存贮器中的P部分（图6），其中也放置了控制M₁和M₂这两个机械装置所需的指令，可由键盘和由缝纫机选择的图案中各种针法的生成，就取决于这些指令。

在图中，P₂示意地表示存贮器P中，基本图案中第一个区段（区段“0”）所占的区域，这基本图案是预先选定来实现放大的。这是一个基于“bourdon”针法的图案的问题，区域P₂将包含4个指令字节，每一字节规定衬缝底料（例如一幅布）输送一个步长;第二字节规定针杆7（图1）所作的空针或缝纫动作的幅度;第三字节控制布料再位移一个步长;最后第4字节则决定针杆7进一步的空针或缝纫动作。

如果选择的基本图案包括若干针法区段，在存储器P中，将有与区域P₂类似的几个区域。这些区域必须由与微处理机联在一起的指针P₀从图案的开端（针法区段B₀）到末端（区段B_n-1）依次扫描，才能使机器完成整个图案的缝制。

众所周知，启动器A的启动未被中断，则当微处理机完成读取某一选定图案的最后一个针法区段的指令时，它将重新开始读取与这图案相关的存贮区域，使机器将已缝好的图案再缝一次，并依此类推。

现在让我们来看看，当用户已经使用键盘8选择了基本图案，并希望机器放大这个图案时将发生什么情况。

按照本发明，只有当微处理机在给定的最大延迟时间内（例如在二秒左右，由定时单元D设定，见图6），接到由键12和键13发出的启动信号，缝纫机才会执行放大功能。

如果在这延迟时间内只按下键12和键13中的一个，那末随后操作启动器A，将导致预选图案单纯地伸长或缩短。

相似地，在大于再定时器D设定的时间范围的延迟时间内连续操作键12和13两个键，将导致所选的图案按原先的尺寸缝制，由操作键12设定的长度尺寸被通过操作键13获得的相应增加所补偿。

反之，如上描述，如果用户在规定的延迟时间内按键12和13二个键，微处理机开始根据程序P₁部分的指令进行放大处理。

这些指令示意地表示在图7中。

所希望的放大量和放大类型（正向或反向），可由用户通过操作键12（负放大）或键13（正放大）来设定。对这两个键中的一个或另一个连续操作的次数，将设定这个幅度。

由于可由操作键12和13而得的放大增量是一常量，这是在工厂内设定的如25%，微处理机能够在每次启动后决定系数K的值（图7中的第100步）。因子N的值也已知道（第101步），对于选定的基本图案的每一针法区段，并且使指针P₀从与该图案有关的程序的进口（区段B₀）向出口（区段B_n-1）逐步移动，微处理机就能够计算（第102步）

a）在基数为N的数制中K的数值，即｜K｜_N，

b）在以N为基的相同数制中B₀到B_n-1区段的量化值即｜B｜₄，

因此，每当｜K｜_N大于｜B｜_N时，（第103步），微处理机将决定，所考虑的属于原始基本图案中的针法区段，在放大的区段中存在的次数R，R由下列算法得出

R＝Int（K/N+1）（第104步）

在相反情况下，将应用另一算法

R＝Int（K/N）（第105步）

这样获得的R的值存贮在上述的计数器C_R中（第106步）（图7）。

如果R值不为0，例如等于1（第107步），微处理机将把它的指针设置在存储器的P₂区域的开始端（第108步）。

然后它将在存储器P内读取包含在P₂区域内的指令，并操作缝制相应的针法区段（第109步）。

随后令存储在计数器C_R内的R的值减少1（第110步）。

如果R的新值仍不等于0，微信息处理机将再次按照上面的107步到110步进行处理，并继续这样做直到R＝0。

结果，在放大后的图案中，基本图案的任一区段B将被连续缝制R次。

当R变成等于0时，机器将不再缝纫（111步），并且微处理机将使上述区段计数器C_B（113步）增大一个单位（112步），实际上，这一计数器是用来计算在缝制放大图形过程中，当计数器对相关于该图案的存储区域进行扫描时，它所遇到的基本图案中区段的数目，不论该原始区段在图案中被重复了一次或几次。

按照规定，第一个区段将在计数器中以数B＝0表征;而最后的区段，在含有n个区段的图案中，则以B＝n-1表征。

借助于这个计数器C_B，在每一瞬时，微信息处理机将获知基本图案的那一部分正在操作。

在给定的瞬时，如果存储在计数器C_B内的值变成等于n（第114步），微处理机就知道，已经到了基本图案存储区域的末端，于是结束放大图案的缝制（第115步）。

作为一种变化，在事先不知道上述数值n的情况下，也可能获得相同结果，并相应地对于每一图案所包含的各种缝纫指令，在指令的结尾处，提供一个“标志”，向微处理机指出，所讨论的图案已经结束。

不论哪一种情形，微处理机将把指针P₀返回到基本图案程序的P的部分的入口（区段0），以进一步缝制对应的放大图案，当然这只有当使用者再次操作启动器A时才进行。

如果存储在计数器C_B中的值小于n，例如等于m，微处理机就知道应当重新进行逻辑操作和运算，对应于程序中第102到114步，这时m要按基数为N的数制改写（第116步），以便与｜K｜_N比较，然后运行下去，直到计数器C_B中的数值等于n-1（在含有n个区段的图案中，如果第一个区段用数目0表征，则表征最后一个区段的数目为n-1）。

在放大量为75%和125%的情况下，所得的放大图案实际上对应于图4A和5A。可以看到，放大图案在总体上保持了与它所由之导出的基本图案相似的形状（图3A）。

事实上获得的放大图案将与图4A和5A中放大75%和125%的情况相符合。可以看出，事实上，延伸的放大图案保持了原来的形状，该形状类似于得到这种图案的基本的图案。

尤其，通过比较图3、4和5中的基本图案和放大图案的轮廓，可以注意到，表现在放大图案中的形状不规则非常小;实际中也应当注意到，这种不规则并不比那些在实际缝纫中必然形成的不规则更引人注目，如人们所知的，它取决于被缝纫材料的结构（厚度、材料特性等）。

也应当注意到，借助于上面描述的程序，本发明的缝纫机可以以在此之前解释过的方式执行和完成“放大”功能，尤其，只要还未开始，也可以取消这个功能。为此，只需在上面提及的2秒迟延时间内再次按下键12和13两键即可。

尽管在前面的说明和相关的附图中，仅设想了这样一种情况，其中能进行放大功能的两个键与被用来获得基本图形的单纯延长或缩短的键相同;很显然，在实施本发明的缝纫机的变型中，也可以提供二对不同的键，它们各有专门的用途，一对控制预选基本图案的伸长/缩短功能，另一对则控制“放大”功能。

Claims

1、一种缝纫机，包括：

一第一机构，一方面，它控制针的交替轴向运动，使针穿入到等缝制的材料中，另一方面，它控制与缝针相配合的线环勾挑装置，以形成缝纫针脚；

一第二机构，它控制缝针与待缝材料在两个相互垂直方向上的相对位移，使得在这两个方向各作指定幅度的位移；

一至少一个电子存贮器，以存贮对应于各种待缝的图案的缝纫指令；

一用来选择图案的第一选择单元；

一第三机构，它从存贮器中读出选定图案的缝纫指令，并从而控制第二控制机构；

一第四机构，以控制该第三机构的操作，根据保持于电子存储器内的指令来控制图案的缝制，这些图案的长度与关于上述原始图案所对应的指令不同；

一第二选择单元，用来对任何预先选定的图案，选择所需的尺寸变化，其特征是上述的第四机构，在存贮器内含有第一套指令，来缝制在选定的原始图案内的至少某些针法区段，以使重复缝制这些区段形成一长度变形的图案，重复的次数是启动所述第二单元时选定的尺寸变化的函数；还至少含有第二套指令，它设定在变形的图案中属于原始图案中的第一针法区段应当缝制的次数，以及这些区段在变形图案中的位置，缝在所述材料上的放大图案具有所要求的变化了的尺寸，同时其外形保持与原始图案相似。