CN107849768A - 用于处理线和使用其的集成系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于处理线和使用经处理的线的集成系统，包括：用于处理线或其部分的线处理机；配置为用于使用经处理的线的线使用设备，诸如3D打印机的缝合机；至少一个用于收集和修剪线的部分的机构；以及控制单元，用于至少控制所述线处理机、所述线使用设备以及收集和修剪机构，并且用于协调所述线的处理与所述线使用设备的操作，其中，所述控制单元还被配置为用于控制所述收集和修剪机构，用于收集未经处理的线的边缘部分以允许仅使用经处理的线的部分。

Description

用于处理线和使用其的集成系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及用于处理线以及将经处理的线用于另一线使用设备(例如使用长丝的缝合或三维(3D)打印机)以及用于推进线的装置、设备、系统和方法。

背景技术

使用一根或多根线用于缝合或刺绣或用于3D打印的线使用设备(诸如缝合机和3D打印机)通常需要将一个或多个线轴放置在指定的线轴保持器中以供利用，其中通过从线轴上特定地拉出所需的线而完成每根线从每个线轴的推进。在诸如缝纫机等的缝合机情况下，例如刺绣、绗缝等，使用一个或多个缝合针，每个针通过其垂直位移进行线牵拉工作以进行缝合，使得针向下位移(用于穿刺织物并将线缝合到其上)也将待缝合的线从其相应的线轴上拉出。

图1(现有技术)示例了本领域中已知的工业绣花机90的一部分，其具有多个穿线单元，每个单元具有穿过特定颜色线的针91和其中具有开口的保持构件92，以用于允许针91穿过其中，从而在放置在保持构件92下方并由此被保持的织物上进行缝合，而位于其下方的船穿梭机(boat shuttle)或旋梭梭心(rotating hook bobbin)(未示出)用于产生本领域已知的实际的锁定缝合(lock-stitching)。绣花机还包括夹子装置93，该夹子装置93可绕轴线枢转地移动以扣紧线并保持线中的张力。夹子装置93包括用于夹持或扣紧线的机构，例如钩环紧固件带(例如Velcro^TM带)。固定线收集构件94可从夹子装置93延伸，以钩住线并将其拉入夹子装置93中。

图2(现有技术)示出了用于产生锁定缝合的旋梭梭心82的操作，其中通过使具有穿过针孔的主线41的缝合机的针91穿过织物21和22，同时梭心82通过其夹紧的边缘的抓住主线41，从所述主线被抓住的一段形成环，并与另一根副线42交织用于形成每个锁定缝合。

为产生多颜色的刺绣图案，绣花机采用多主线线轴，每个线轴指定用于不同的针，或者使用单针，这需要人工操作者替换正在使用的线轴。

线处理机和系统，如线染机，经常单独使用，甚至在单独的工厂中，生产线轴，每个线轴包含不同色调的线，以便将其大量分配到纺织工厂和车间。

对于不同目的，有牵拉缝纫机的线的多种方案：

CN201901758教导了一种用于缝纫机的拉线装置，该装置具有连接到勾状拉杆的可转动的杆。所述勾位于线载体(thread carrier)和针之间。

GB 754618教导了一种线脱离(pulling-off)装置，该装置适于在每个循环开始和结束时操作，当线被牵拉时对线临时施加夹持作用。牵拉机构包括转盘，该转盘带有一对径向相对的、构成导线器的开槽销，和一对位于中心的夹线爪；该布置使得在循环结束时，通过连接、杠杆、可移动杆和固定到可移动杆上的臂，电动机控制开关的联动杆的运动被传递到所述盘，从而线从所述构件之间的直线路径偏转，此时所述爪同时关闭以将线加在其之间。

US 4,461,229教导了一种位于缝纫机的针后面的输送辊，用于通过驱动构件可操作地将线拉出。夹具布置在距离所述辊的不同位置上并设计用于夹住线以引导和将它们相互分离以使若干针同时缝合若干线。线的拉动通过滚动辊完成。

KR 10220080093845教导了一种用于缝纫机的拉线装置，位于可由驱动装置操作的窄线螺母(narrow line nut)和窄线装置(narrow line device)之间。

US 2,844,016教导了一种装置，该装置用于在用来自线筒(thread carrier)的线编织操作结束时自动牵拉部分线至偏离针排(needle raw)的点，所述部分线在线筒和正在平行针织机(straight-bar knitting machine)上编织的织物之间延伸。线牵拉器具有位于线筒和针之间的钩子，例如以便抓住线而将其拉离所述针。

US 4,380,961教导了一种用于缝纫机的可变牵拉机构，该牵拉机构在与垂直轴线圈抓取器(looptaker)、与驱动轴同心的可旋转安装轴上，具有牵线盘。所述盘形成有线抓取边缘，当所述盘根据响应于各种控制信号的伺服电动机的操作在固定位置和可控位置之间摆动时，所述线抓取边缘从梭心(bobbin)接合并拉出线。

发明内容

本发明提供一种用于处理线并使用经处理的线的集成系统，包括：线处理机，用于处理线或线的部分；线使用设备，配置为使用经处理的线；至少一个用于收集和修剪线的部分的机构；至少一个控制单元，每个控制单元配置为用于控制至少所述线处理机、所述线使用设备和收集和修剪机构，并用于协调所述线的处理与所述线使用设备的操作，其中所述至少一个控制单元进一步被配置用于控制所述收集和修剪机构用于收集不期望的(例如未处理的)线的边缘部分以允许仅使用期望的(例如经处理的)线的部分。

应注意，术语“不期望的”意为最终产品不需要的线的任何部分(portion)或片段(part)，即，将不被所述线使用设备使用。因此，这样的不期望的线的部分要么是未经处理的线(没能充分处理的线)，要么是过分精确处理的线。

根据一些实施方式，各收集和修剪机构包括收集件和修剪器，所述收集件配置为抓取并收集所述线，其中通过使夹具通过电动机围绕其轴线可转动以通过线的卷绕而收集线。

在特定实施方式中，所述收集件包括一组两个平行辊，一个与电动机连接(即，驱动辊)，另一个不与电动机连接(即，从动辊)。所述辊之一与致动器连接以便能够使两个辊啮合或分离。在具体实施方式中，所述收集件进一步包括钩子机构用于抓取所述线并放置到两个辊之间。一旦所述线放置到两个辊之间，所述致动器启动与之接合的辊以与另一个辊啮合，使得所述电动机，一旦启动，允许所述辊牵拉所述线。

在具体实施方式中，所述收集和修剪机构包括两个平行辊，其中至少一个辊与电动机连接，其中设计所述两个辊以使它们能够彼此分离以允许指定的钩子在其间通过以牵拉所述线，随后以便再接附并保持所述线，使得当滚动时，所述线被牵拉。在再一个具体实施方式中，从动辊与直槽(straight slot)连接，使其能够自由转动并能够在打开和闭合两个位置间移动。在所述打开位置，两个辊彼此分离，并且基于所述控制器的指令，钩子在两个辊之间通过以勾住线。当所述钩子返回其初始位置时，所述线被置于两个辊之间，所述辊移动至闭合位置。在这个闭合位置，两个辊彼此压靠，将线紧紧地保持住，并且所述电动机开始转动，从而牵拉所述线直到到达不需要的线的区段的末端。当到达所述不需要的线的区段的末端时，所述线被修剪并准备用于下一阶段。

所述集成系统可选地进一步包括至少一个张力控制机构，配置为用于当导向所述线使用设备时在所述线被处理后保持所述线的张力。所述张力控制机构可包括至少一个配重部件，其可枢转地连接到固定部件，所述至少一个配重部件被定位使得所述线被保持为当所述线中的张力减小时，所述配重由于重力而降低，从而牵拉所述线沿线路径延伸，由此使所述线的张力保持在最小阈值以上。

本文所用术语“张力控制机构”指任何用于保持所述线合适的/适宜的张力以用于所述线使用设备连续和顺畅的操作的合适机构，其中所述线使用设备从所述线处理器接收所述线或所述经处理的线。这样的张力控制机构的一个非限制性实例被称为‘舞者’控制(dancer control)。这样的‘舞者’控制系统/单元能提供材料的累积或贮存，使得当定位在可以不同速率加速或减速的工艺的两个驱动部分(即，线处理机和线使用设备)之间时，所述‘舞者’能吸收或贮存过量的材料或者放弃所贮存的材料以提供更加稳定的操作张力水平。另一‘舞者’机构是常规的重力操作的“摇臂”型‘舞者’，其中最大贮存量等于将所述‘舞者’从其最高的可能的位置降低到其最低的可能的位置所需的线的长度。由‘舞者’系统施加的力在其定位的区域中设定所述张力，并使得所述‘舞者’通过使用例如可调节配重、复位配重或气动控制的致动器来直接控制线张力。电控气动装置也可使用。

在特定实施方式中，本发明的所述集成系统进一步包括定位在所述线处理机和所述线使用设备之间的缓冲机构，用于补偿在所述线处理机和所述线使用设备之间的线的速度。

当将线处理机连接到线使用设备(例如绣花机、缝纫机或绗缝机)时，需要补偿线速度差。为此，可在其间引入缓冲机构。当所述线使用设备的速度低于所述线处理机的速度时，所述缓冲机构通过收集经处理的线来起作用；当所述使用速率(例如：缝合、缝纫、刺绣等)高于所述线处理的速率时，所述缓冲机构通过将过量的线供给给所述线使用设备来起作用。

根据一些实施方式，所述缓冲机构通过利用上述舞者张力控制系统来实现，在这种情况下，所述缓冲机构和所述张力控制系统构成同一单元/系统。在其他情况下，例如，当需要收集大量的线或非常长的线时，需要实施不同的方法。

因此，在特定实施方式中，上述缓冲机构包括高冲程部件，该高冲程部件能在限定的槽中移动，以便沿着系统(即，在所述线处理机和所述线使用设备之间)延伸或缩短所述线的路径。

根据其他实施方式，所述缓冲机构包括卷绕系统，所述卷绕系统收集过量的经处理的线，并随后在需要时供给所收集的线。

根据一些实施方式，所述线使用设备包括缝合机和三维(3D)打印机之一。

根据一些实施方式，所述线适于所述线使用设备的使用。

根据一些实施方式，所述线处理机配置为进行以下至少一种处理类型：线染色、在所述线或其部分上施加至少一种化学材料、线固化(thread curing)、线加热、线涂覆、线拉伸。

根据一些实施方式，所述集成系统进一步包括至少一个检测器，用于检测线相关的参数并将其表征数据传输给所述控制单元，以使所述控制单元确定线相关的缺陷并根据每个确定的缺陷进行修复操作。可选地，利用预先定义的修复协定进行修复操作。

根据一些实施方式，所述至少一个控制单元适于特定的线使用设备类型，并配置为接收线处理计划并控制所有集成系统的可控部件用于使所述线处理与所述线使用设备的操作相协调。

根据一些实施方式，所述至少一个控制单元适于若干类型的线使用设备，所述至少一个控制单元配置为允许线处理的调节并使线推进至正在使用的特定线使用设备的性能和定义。

根据一些实施方式，所述集成系统进一步包括至少一个控制面板，与所述至少一个控制单元可操作地连接，所述控制面板适于数据的接收和输出以使使用者操作所述集成系统，并输入其适应性定义，用于根据输入的数据操作和控制所述集成系统的部件，以及用于向使用者输出相关信息。可选地，所述控制单元和控制面板进一步配置用于提供适于正在使用的每一个具体使用系统和线处理的用户界面。

本发明进一步提供一种用于处理线和利用经处理的线的方法，所述方法包括：提供至少一个线处理机，每个线处理机配置为用于处理所述线，和至少一个线推进机构，用于推进所述线；引导所述线通过所述至少一个线处理机用于处理所述线的部分；收集并修剪不期望的线的部分的边缘；和将经处理的线从所述线处理机引导到利用所述经处理的线的线使用设备，同时协调所述线处理机和穿过所述线处理机及来自所述线处理机的线推进的操作与所述线使用设备的操作。

根据一些实施方式，所述方法进一步包括对所述经处理的线的张力控制，用于在从所述线处理机到所述线使用设备的整个推进路径上保持线的张力。

根据一些实施方式，所述方法进一步包括检测所述经处理的线的通过部分的线相关性质以确定线相关缺陷，并通过使用一个或多个缺陷修复协定来修复检测到的缺陷。这样的修复协定的非限制实例有：(i)当线被撕裂时，停止所述线使用设备和所述线处理机和/或整个所述集成系统；(ii)收集并修剪未适当处理的线，同时调节所述线处理机的所述处理；(iii)当发生故障时，发声警报和/或向操作者发送消息；(iv)根据需要启动/停止张力控制单元；等等。

本发明进一步提供一种用于处理线并用经处理的线缝合的集成系统，所述集成系统包括用于处理线或其部分的线处理机；用于使用经处理的线制成针脚的缝合机；至少一个用于收集和修剪线的部分的机构；可选地，缓冲机构；和至少一个控制单元，每个控制单元配置为用于控制至少所述线处理机、所述线使用设备和所述收集和修剪机构，并用于协调所述线的处理与所述缝合机的操作，其中所述至少一个控制单元进一步配置用于控制所述收集和修剪机构，所述收集和修剪机构用于收集不期望的(例如未处理的)线边缘部分，以允许仅使用期望的(例如经处理的)线的部分。

在特定实施方式中，本发明的系统进一步包括视觉系统，以能够例如识别刺绣织物的色彩。基于所述色彩识别，所述系统将能够为刺绣的织物匹配所述经处理的线的颜色。在其他实施方式中，所述视觉系统构成质量控制系统的一部分，所述质量控制系统验证所述线处理的结果。视觉系统可包括照相机、IR相机、分光光度计或控制处理质量所需的任何其他视觉传感器，并由适当的照明(例如：LED、激光或任何其他光源)支持。

根据一些实施方式，所述集成系统进一步包括一个机构，该机构用于对每个经处理的线的部分，检测将由所述缝合机对每个经处理的线的部分进行的剩余针脚数量，并用于对分别的经处理的线的部分在最终缝合完成后，控制所述收集、夹持和修剪机构。在具体实施方式中，所述机构是所述视觉系统或是其一部分。

根据具体实施方式，所述缝合机是缝纫机、绣花机、绗缝机。

根据一些实施方式，所述控制单元进一步适合于控制再缝合工艺，用于根据来自所述处理计划的数据，补偿重叠的经处理的线的部分。

根据一些实施方式，所述控制单元进一步适合于对所述缝合机的每个设计部分估计所需的针脚数目，并根据所估计的针脚数目计算要处理的每个线的部分的长度。

根据一些实施方式，所述控制单元进一步适合于根据检测的针脚数目，通过计算已经缝合的长度，并实时和迭代地分割剩余的针脚并估计所述线，来估计所需的剩余的线的部分的长度。

根据一些实施方式，所述缝合机使用单一针用于缝合所述经处理的线。

根据一些实施方式，所述集成系统进一步包括张力控制机构，位于所述线处理机和所述缝合机之间，用于当所述线在所述线处理机和所述缝合机之间推进时保持所述线的张力。所述张力控制机构可选地包括至少一个配重部件，所述经处理的线通过所述配重部件，所述配重部件适合于根据进入的线的长度移动其自身。

根据一些实施方式，所述线处理机是染色机，用于根据染色计划将线的部分染成不同颜色，使得所述控制单元被设定以接收指示每个线的部分的精确染料混合物的所述染色计划，从而用于控制所述染色机。

根据一些实施方式，所述机构进一步包括可从所述夹子延伸的保持器，用于将所述线带至所述夹子以将其夹持。

附图说明

图1示意性图示了现有技术的工业绣花机的一部分。

图2示出了用于锁式缝合的现有技术的梭心。

图3示出了根据本发明的一些实施方式的线处理和线使用及线推进后的集成系统，其中所述系统包括张力控制机构。

图4示出了根据本发明的一些实施方式的用于处理线(例如通过对其染色)和使用经处理的线的集成系统，其中所述系统包括用于未处理的线的部分的预缝合收集(pre-stitching collection)的收集器。

图5示出了根据本发明的一些实施方式，整合有张力控制机构和预缝合收集机构的用于处理线和使用经处理的线的集成系统的图解。

图6A和6B图解说明了线收集机构，其中辊是脱离的(7A)或啮合的(7B)。

图7图解说明了根据本发明的一些实施方式，用于线处理、推进和与线使用设备协调的方法。

具体实施方式

在以下对各实施方式的详细说明中，参考构成实施方式一部分的附图，其中通过图示示出了可实施本发明的具体实施方式。应理解，在不背离本发明范围的情况下，可利用其它实施方式，也可做出结构变化。

本发明提供了集成系统和使用该系统的方法，以结合方式用于处理线或其部分以及使用经处理的线，例如用于缝合或三维(3D)打印，使得所述线被处理并通过所述系统的处理机引导和引导至实时利用所述经处理的线的线使用设备。所述集成系统包括：用于根据输入处理计划处理线的部分的线处理机；至少用于将经处理的线从所述线处理机引导至利用所述经处理的线的线使用设备的一个或多个线引导和张力控制机构；使用所述经处理的线的线使用设备；和一个或多个控制单元，每个控制单元配置为用于控制至少所述线处理机和所述线引导机构，并用于协调所述线的推进和处理与所述线使用设备的操作。可选地，同一中心处理单元控制所述集成系统的所有设备(例如处理机和线使用设备以及设计用于其协调和用于将经处理的线引导至所述使用设备的设备)的操作和协调。所述集成系统还包括一个或多个设备或机构，用于在所述线使用设备收集未处理的线的边缘部分用于启动所述使用设备的操作，利用确实经由所述处理机处理的线的部分。

本发明的集成系统配置为，以例如允许实时协调处理操作和线使用设备的操作，并也用于可选地实时响应于诸如在集成系统的操作期间使用者的输入之类的事件，或线撕裂的事件等。以此方式，线的部分能够在同一时间段被处理和使用，例如用于缝合或3D打印，而不必将这两个操作单独分开。本发明还允许根据系统需要、也取决于正在使用的处理机类型，对每个线的部分进行不同的和实时的处理。

本文使用的术语“线”涉及本领域已知的任何类型的线，例如长丝、纤维、金属丝线(wire)、缆绳(cable)、绳索，柔性管、纱线或其交织组。所述线可由本领域任何已知的线材制成，例如纺织纤维，如棉线和/或聚酯线、尼龙；聚合物或硅酮长丝材料如聚乙烯、聚乳酸基长丝等；金属缆绳或金属丝线材料如合金等；绳索材料如塑料纤维等。

本文使用的术语“缝合机”是指配置为用于产生线的针脚的任何自动机器，例如缝纫机、绗缝机、绣花机、针织机(knitting machine)、编织机(weaving machine)等。

所述线处理机可以是本领域已知的任何机器，被配置为用于使用一种或多种处理材料和/或设备处理线或其部分，例如用于涂覆、化学处理、染色、固化、加热线或其部分、缝合线或其部分；或多种处理类型的组合，如染色、涂覆和固化等。

根据一些实施方式，处理机被配置为基于设计用于控制线处理相关参数(例如分配处理材料的量、分配持续时间、固化持续时间和特征(强度等))的输入操作计划来处理线。所述处理机，例如为线染色机，用于利用由所述染色机读取和执行输入的染色计划，以不同色调对线的部分进行染色，额外地或交替地(例如通过分离的、导电的或任何其他的涂覆材料)涂覆线和/或对其化学处理。

根据一些实施方式，所述集成系统包括至少线处理机和线使用设备，所述线使用设备在所述线处理机释放出经处理的线期间实时利用该经处理的线；以及控制单元，配置为用于接收数据并控制所述集成系统的所有设备、系统和机器以在其间进行协调，并可选地响应于所述系统中实时发生的事件，如线的撕裂，或响应于来自使用者实时输入的指令。

可选地，所述集成系统包括与其一个或多个通信单元相关联的控制面板，用于接收来自使用者的输入，并用于输出数据，例如错误消息、使用者手册、系统操作信息等。

所述集成系统的线处理机(也在本文简称为“处理机”)可以是被配置为用于施加一种或多种处理材料(例如化学材料、染料、涂覆材料等)和/或用于通过使用处理设备(如加热器或固化设备等)处理所述线的任何机器。

为了施加处理材料以使线对其吸收或为了涂覆所述线，所述处理机可包括一个或多个注射或喷射机构，所述注射或喷射机构包括通过使用一个或多个电动机或驱动器以及一个或多个电源的机动化系统，自动控制和操作的一个或多个注射器或处理材料盒，以便能够根据收到的输入数据处理所述线和/或其部分。

根据一些实施方式，所述处理机还配置为用于差异化地处理每个线的部分，例如，用不同的染料混合物对每个线的部分进行染色，以产生例如缝合机或3D打印机等要使用的多色彩线。

根据一些实施方式，所述系统还包括一个或多个张力控制机构，用于以可机械地响应于线张力的改变的方式，在所述处理机和所述线使用设备之间的线中保持张力。例如，所述张力控制机构包括配重部件，所述配重部件以仍允许经处理的线穿过以使响应于线的张力改变和环境参数而移动配重的方式与所述线连接。

在一些实施方式中，所述集成系统还包括一个或多个线推进机构，用于从所述处理机向所述线使用设备推或拉所述线，或在缝合机的使用设备的情况下，用于在其针后拉所述线。

现在参考图3，该图示意性地图示了根据本发明一些实施方式的集成系统100，包括线处理机110和线使用设备130。线处理机110配置为用于处理线或其部分，例如染色、固化和/或涂覆线的部分。线处理机110使用单线轴111，单线轴的线10通过一个或多个辊(如辊112)向线使用设备130引导，通过一个或多个处理设备(未示出)(例如用于喷射材料的喷射器组，所述材料用于施加到在喷射器组上方或下方通过的线的部分之上或之中)，和/或其他处理设备(例如加热器、固化设备等)。每个喷射器组可包括喷射器和其中容纳有处理材料的不同的盒。

经处理的线10随后从线处理机110通过张力控制单元120被引导至线使用设备130，张力控制单元120具有一个或多个张力控制机构，每个都包括配重部件(如配重部件121和124)，每个配重部件都分别通过固定构件(如铰链121a和124a)可枢转地与张力控制单元120的保持平台(holding platform)125连接。每个配重部件121/124被配置为圆形轨道，线10能从圆形轨道之上通过，其中配重构件121/124响应于经处理的线10中的张力变化，使得当张力减小时，由于重力将超过相反的张力，所以配重构件121/124将通过围绕其铰链连接器121a/124a的旋转而自动且机械地垂直移位。张力控制单元120也可包括一个或多个辊，如辊122和123，用于将经处理的线10引导至配重构件121和124以及引导经处理的线10离开配重构件121和124。

根据一些实施方式，电位计或其他传感器可以用于测量(gouging)线张力，并且可选地用于电控制配重构件121和124的移位。

根据一些实施方式，如图3所示，另一线推进机构140因而可用于引导线10。线使用设备130非常示意性地图示为具有保持平台135和线轴驱动杆131，该线轴驱动杆可通过电动机来操作以转动从而在其上卷绕经处理的线10。然而，任何线使用设备可用于以任何方式使用经处理的线10，例如用经处理的线用于缝合或3D打印等。

根据本发明的集成系统100的控制单元(未示出)可配置为用于接收可机读的处理计划数据，指定线的部分如何被处理。所述控制单元还可适于操作和协调多于一种类型的线处理机和线使用设备。控制单元可进一步被配置用于根据线使用设备130的操作来控制线的处理。在一些实施方式中，在系统100的操作期间，响应于与线使用设备130相关的实时事件和通过集成系统100的传感器获得的数据(例如线撕裂或由使用者输入的操作指令)，控制单元还可调整线处理机110的操作。

根据一些实施方式，集成系统100使用电动机(未示出)和电源(未示出)用于其操作。通过线处理机110的线的推进可通过在线使用设备130中或者在线处理机110中具有一个或多个推进机构来实现，诸如一个或多个用于牵拉线的协调驱动轴，以推进线在例如线处理机110之后定位。在另一个构造中，即，在缝合机使用设备的情况下，针的位移也将从线处理机110的初始线轴推进线。

根据一些实施方式，集成系统100的所有电控设备，例如线处理机110的处理设备和线使用设备130的设备可通过单一电动机、电源和控制单元来操作，还可共享单一线推进机构。

根据一些实施方式，至少线处理机110和张力控制单元120由支持装置101支撑，所述支持装置101至少保持它们的一部分。

现在参考图4，其中示意性示出了根据本发明的一些实施方式，用于处理、引导和利用线的集成系统200。在该构造中，集成系统200包括线处理机210和单针缝合机230，例如绣花机或缝纫机，作为线使用设备，利用来自处理机210的经处理的线。在该情况下，线20被引导通过线处理机210以处理线的各个部分，并且经处理的线20经过一个或多个张力控制机构(如张力控制单元220)被引导至集成系统200的缝合机230。

如图4所示，缝合机230包括具有针孔232的单针231，经处理的线20通过所述针孔被穿过以利用它进行缝合；以及具有开口234的足部233，用于使穿有线的针231穿过而垂直地移位以进行缝合。

集成系统200还包括具有两个夹子241a和241b(在设计中类似于图1所示用于部件93的夹子)的新颖的夹持和收集部件240，例如通过其上具有的魔术贴(Velcro)粘附条而夹持线。该夹持和收集部件240置于穿线的针231之后。该夹持和收集部件240在这种情况下不是静止的，而是可操作的(通过电动机(未示出))操作，并且可以围绕轴线“x”旋转以拉动线从而收集线。

保持部件242，类似于图1所示的钩状部件94的设计，可从夹持和收集部件240延伸，配置为用于夹持线20并将其置于夹持和收集部件240的两个夹子241a和241b之间。为此，保持部件242可通过相同的或不同的电动机(未示出)而移位并可由控制单元250控制。

根据一些实施方式，夹持和收集部件240被设计用于对未处理的线的边缘部分预缝合收集，以使仅以恰当处理的线的部分开始缝合。在每次操作区段开始时，这些未处理的线的边缘部分将由夹持和收集部件240收集，并由缝合机位于梭心区域的修剪器(未示出)修剪。收集和修剪工艺也可在系统200操作时(即，操作中间)发起以收集和剪掉有缺陷的线的部分。

如图4所示，集成系统200可包括单一的控制单元，用于接收并处理输入数据(例如处理计划和缝合机操作数据)，并用于操作缝合机230和线处理机210以及系统200中的所有其他设备，如通过控制收集部件240的操作进行线的收集和修剪。通过这样的控制单元250，根据接收的数据，基于预定义的算法、操作规则和指令来操作系统200的设备和机器。控制单元250还可与一个或多个控制面板操作关联，例如组合的控制面板能够让用于输入分别用于各处理机和缝合机210和230的操作配置数据，并用于输入用于在其操作期间控制系统200的操作指令(例如，能在其操作期间终止系统操作的指令)。

根据一些实施方式，集成系统200包括一个或多个传感器，诸如用于传感线张力的电位计202，例如用于确定线的撕裂(如在针231之后)，或用于检测在经处理的线20中与处理相关的缺陷的光学检测器。在缺陷检测的情况中(例如在针231之后的线撕裂或处理相关的缺陷)，控制单元250可以一个短时间隔终止处理和线的直接操作，用收集部件240收集有缺陷的线的部分，并用缝合机230的修剪器修剪所收集的有缺陷的线的部分。

根据其他实施方式，线使用设备为3D打印机，其中处理机处理适于用作3D打印原材料的长丝。

根据一些实施方式，集成系统所用的一个或多个传感器适于感测处理相关的参数，并将感测的参数数据发送至控制单元250，例如以允许控制单元检测诸如处理相关缺陷或线撕裂等线相关的缺陷，并且可选地，根据检测到的缺陷调整系统操作，比如通过使用缺陷事件协定。

在一些实施方式中，如以上提及的，处理机是能够用多种色调对线染色的染色机，使得每个线的部分能够通过在不同部分上用不同染料喷射而被不同的色彩混合物染色。在这种情况中，本发明的集成系统使用其一个或多个传感器用于检测着色缺陷，其中缺陷事件协定可包括修剪和收集未正确着色的线的部分或覆盖缝合，其中已通过缝合机的织物被保留在其位置处以在有缺陷的区域之上缝合。

根据本发明的一些实施方式，其他传感器可用于，例如对绣花缝合机，计数和估计已经缝合的针脚数目。控制单元根据输入的着色计划以及根据计算的将要完成的剩余针脚数目，使用该估计值来对要用各色调染色的线的部分进行程序设计。

因此，该集成系统具有用于检测缺陷的机构和减少损失的操作协定，该协定可优化各机器之间的协调，并节省机器操作时间、节省原材料，例如通过收集和修剪缺陷的线的部分，并可选地在已经缝合的缺陷区域再缝合等等。

现在参考图5，其中显示了根据本发明其他实施方式的集成系统300的图解。该系统300包括线处理机310，具有配重部件321的张力控制单元320，缝合机330，两个可转动的收集部件341和342以及检测器350、360和370，所述检测器用于检测线的撕裂(检测器360)、计数剩余针脚数目(编码器检测器350)和检测处理相关缺陷(光学传感器或检测器370)。线30被引导通过线处理机310以进行处理，并随后通过张力控制单元320以及编码器350和线张力(撕裂)探测器360而被推进至缝合机330。

缝合机330类似于缝合机230，具有带有开口333的足332，允许在缝合工艺中移动的针331从其中穿过。中心控制单元380与系统的所有部件310、320、330、341、342、350、360和370通信并控制其操作。

现在参考图6A和6B，其中图示了根据本发明的线收集机构的其他实施方式。在这个构造中，线收集机构包括两个辊：从动辊261和驱动辊262，这两个辊夹持其间的线并当它们紧靠转动时牵拉所述线。致动器260移动两个辊使其彼此远离，例如使从动辊261离开驱动辊262，从而使钩242能从两个辊之间通过，抓住线并将其拉入两辊之间。所述钩242被启动以从两个辊之间通过，接近并抓住线，然后在两个辊之间拉着线返回。一旦钩242返回，致动器260随后移回所述辊以紧靠在另一个辊上，例如从动辊261靠在驱动辊262上，从而能够将线保持在两个辊之间。应注意，致动器260也可配置以移动两个辊中的任何一个或二者。当两个辊位于夹住线的位置后，驱动辊262被启动而转动，使得线被拉回或被收集，例如收集到具体的集线器263中。

现在参考图7，该图是根据本发明一些实施方式的流程示意图，图示了用于处理线和通过线使用设备推进要被使用的线的方法。

所述方法包括：(i)提供至少一个配置为用于处理线的线处理机和用于使用经处理的线的至少一个线使用设备51；(ii)引导所述线穿过线处理机以处理所述线或其部分52；(iii)收集和修剪未处理的线的部分的边缘或经处理的线不希望的/有缺陷的部分53；(iv)从线处理机将所述线引导至利用经处理的线的线使用设备，同时协调线处理机的操作和线使用设备的操作54。

所述方法还可涉及以下一个或多个步骤：(a)经处理的线的张力控制，用于在从线处理机到线使用设备的整个路径中保持线的张力55；和(b)当向线使用设备推进时，传感正在经过的经处理的线的部分与处理相关的性能，用于确定有缺陷的线的部分和其参数56-57，并通过使用一个或多个存储在系统的控制单元中的缺陷减少协定来减少或修复检测的缺陷58。

本领域具有普通技术水平的技术人员能够做出许多改变和修改而不背离本发明的精神和范围。因此，必须理解的是，所示实施例仅出于示例的目的而被阐述，并且其不应被视为限制由以下发明及其各种实施例和/或所附权利要求限定的本发明。例如，尽管权利要求的要素在下面以特定的组合给出，但是必须明确地理解，本发明包括更少、更多或不同的要素的其他组合，即使最初没有要求这样的组合的权利其也被公开。在要求保护的组合中组合两个要素的教导进一步被理解为也允许所要求的组合，其中两个要素不彼此组合，但是可以单独使用或者以其他组合来组合。本发明任何公开要素的删除明确地被考虑在本发明的范围内。

在本说明书中使用的用于描述本发明及其各种实施例的词语不仅应当理解为其通常定义的含义，而且包括本说明书中的特殊定义的超出通常定义的范围的结构、材料或行为的含义。因此，如果要素在本说明书的上下文中可以被理解为包括多于一个含义，则其在权利要求中的使用必须被理解为对于由说明书和词语本身支持的所有可能的含义。

因此，在下面的权利要求中的词语或要素的定义在本说明书中被定义为不仅包括字面上阐述的要素的组合，而且包括用于以基本相同的方式执行基本上相同功能的所有等同结构、材料或动作来获得基本上相同的结果。从这个意义上说，因此可以设想，可以对于下面的权利要求中的任何一个要件进行两个或更多个要件的等效替代，或者在权利要求中单个元素可以替换为两个或更多个元素。尽管上文可以将要素描述为以某些组合起作用并且甚至最初要求如此，但是要明确理解的是，来自要求保护的组合的一个或多个要素在一些情况下可以从该组合中删除，并且要求保护的组合可针对子组合或子组合的变体。

本领域普通技术人员从现在已知或以后设计的所要求保护的主题内容的非实质性改变明确地预期为等同地在权利要求的范围内。因此，本领域普通技术人员现在或以后知道的明显替换被定义为在所定义的要素的范围内。

因此，权利要求被理解为包括以上具体示出和描述的内容，概念上等同的内容，可以明显取代的内容以及本质上包含本发明的基本思想的内容。

尽管已经详细描述了本发明，但是不脱离本发明的教导的变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。这样的改变和修改被认为是在本发明和所附权利要求的范围内。

Claims (36)

1.一种用于处理线并使用经处理的线的集成系统，所述集成系统包括：

a)线处理机，用于处理线或所述线的部分；

b)线使用设备，配置为用于使用所述经处理的线；

c)至少一个用于收集和修剪线的部分的机构；

d)至少一个控制单元，每个控制单元配置为用于控制所述线处理机、所述线使用设备、收集和修剪机构，或它们的任意组合。

2.根据权利要求1所述的集成系统，其中，所述至少一个控制单元进一步配置为用于控制所述收集和修剪机构，用来收集不期望的线的边缘部分以允许仅使用期望的线的部分。

3.根据权利要求1所述的集成系统，其中，所述至少一个控制单元进一步配置为用于协调通过所述线处理机的线的处理与所述线使用设备的操作。

4.根据权利要求1所述的集成系统，其中，至少一个收集和修剪机构中的每一个包括夹持和收集部件以及修剪器，所述夹持和收集部件被配置以通过具有的夹子而用于抓住并收集所述线，并通过围绕其轴线转动而用于通过所述线的卷绕而收集线。

5.根据权利要求1所述的集成系统，其中，至少一个收集和修剪机构中的每一个包括两个平行的辊，至少一个辊与电动机连接，其中所述两个辊被设计使得它们能够彼此分离以允许指定的钩子从两个辊之间通过，用于牵拉所述线，并随后再接附并保持所述线，使得当滚动时，所述线被牵拉。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的集成系统，进一步包括至少一个张力控制机构，配置为用于在所述线已被处理之后，当导向所述线使用设备时保持所述线中的张力。

7.根据权利要求6所述的集成系统，其中，所述至少一个张力控制机构包括枢转地与固定部件连接的至少一个配重部件，所述至少一个配重部件被定位以使得所述线由此被保持以当所述线中的张力减小时，所述配重由于重力而降低，从而牵拉所述线由此在线路径上延伸，用于保持所述线中的张力在最低阈值之上。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的集成系统，进一步包括缓冲机构，所述缓冲机构位于所述线处理机和所述线使用设备之间，用于补偿所述线处理机和所述线使用设备之间的线速度之差。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的集成系统，其中，所述线使用设备包括使用所述经处理的线的以下机器之一：绣花机、缝合机、三维(3D)打印机。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的集成系统，其中，所述线适合于所述线使用设备的使用。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的集成系统，其中，所述线处理机被配置以进行至少一种以下的处理类型：线染色、在所述线或所述线的部分上施加至少一种化学材料、线固化、线加热、线涂覆、线拉伸。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的集成系统，进一步包括至少一个检测器，用于检测线相关的参数并将其指示数据传输至所述控制单元，用于使所述控制单元确定线相关的缺陷并根据各确定的缺陷进行修复操作。

13.根据权利要求12所述的集成系统，其中，利用预定义的修复协定来进行所述修复操作。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的集成系统，其中，所述至少一个控制单元适合于具体的线使用设备类型，并被配置为用于接收线处理计划并控制集成系统的所有可控制部件，用于协调所述线处理与所述线使用设备的操作。

15.根据权利要求1～13中任一项所述的集成系统，其中，所述至少一个控制单元能够适于若干类型的线使用设备，所述至少一种控制单元被配置以允许调节所述线处理和线推进至正在使用的具体线使用设备的性能和定义。

16.根据权利要求1～15中任一项所述的集成系统，进一步包括至少一个控制面板，与所述至少一个控制单元操作关联，所述控制面板适合于数据的接收和输出以使使用者操作所述集成系统并输入其适用定义以根据所输入的数据操作和控制所述集成系统的部件，并用于向使用者输出相关信息。

17.根据权利要求16所述的集成系统，其中，所述控制单元和控制面板进步被配置用于提供适合于正在使用的具体使用系统和线处理的特殊使用者界面。

18.一种用于处理线并利用经处理的线的方法，所述方法包括：

i)提供至少一个线处理机，每个线处理机配置为用于处理所述线，以及至少一个线推进机构，用于推进所述线；

ii)引导所述线穿过所述至少一个线处理机用于处理所述线的部分；

iii)将来自所述线处理机的所述经处理的线引导至利用所述经处理的线的线使用设备；和

iv)收集并修剪不期望的线的部分的边缘。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括协调所述线处理机以及穿过所述线处理机且来自所述线处理机的所述线的推进的操作与所述线使用设备的操作的步骤，其中所述步骤可连续进行，只要所述线处理机和线使用设备在工作。

20.根据权利要求18所述的方法，进一步包括对所述经处理的线的张力控制以在从所述线处理机到所述线使用设备的整个推进路径上保持所述经处理的线的张力。

21.根据权利要求18～20中任一项所述的方法，进一步包括检测所述经处理的线的经过部分的线相关性能以确定线相关缺陷，并通过使用一个或多个缺陷修复协定来修复检测到的缺陷。

22.根据权利要求18～21中任一项所述的方法，其中，对所述不期望的线的部分的边缘进行的所述收集和修剪通过至少一个收集和修剪机构来进行，所述收集和修剪机构包括：(i)夹持和收集部件和修剪器，所述夹持和收集部件被配置以通过具有夹子来抓住并收集所述线，并通过围绕其轴线转动用于通过所述线的卷绕而收集所述线；或(ii)两个平行辊，至少一个辊与电动机连接，其中两个辊被设计使得它们能够彼此分离以允许指定的钩子从两个辊之间通过，用于牵拉所述线，并随后再接附并保持所述线，使得当滚动时，所述线被牵拉。

23.一种用于处理线并用经处理的线缝合的集成系统，所述集成系统包括：

i)线处理机，用于处理线或所述线的部分；

ii)缝合机，用于使用经处理的线制成针脚；

iii)至少一个用于收集和修剪线的部分的机构；

iv)可选地，缓冲机构；和

v)至少一个控制单元，每个控制单元配置为用于控制所述线处理机、所述缝合机、收集和修剪机构，或它们的任意组合，并用于协调所述线的处理与所述缝合机的操作，

其中，所述至少一个控制单元进一步被配置用于控制所述收集和修剪机构，用于收集不期望的线的边缘部分以允许仅使用期望的线的部分。

24.根据权利要求23所述的集成系统，其中所述缝合机是以下之一：缝纫机、绣花机、绗缝机。

25.一种用于处理线并用经处理的线刺绣的集成系统，所述集成系统包括：

i)线处理机，用于处理线或所述线的部分；

ii)绣花机，用于使用经处理的线刺绣；

iii)至少一个用于收集和修剪线的部分的机构；

iv)可选地，缓冲机构；和

v)至少一个控制单元，每个控制单元配置为用于控制所述线处理机、所述绣花机、收集和修剪机构，或它们的任意组合，并用于协调所述线的处理与所述绣花机的操作，

其中，所述至少一个控制单元进一步被配置用于控制所述收集和修剪机构，用于收集不期望的线的边缘部分以允许仅使用期望的线的部分。

26.根据权利要求23～25中任一项所述的集成系统，进一步包括用于对每个经处理的线的部分检测将要由所述缝合机进行的剩余针脚数目，并用于对分别的经处理的线的部分在最终缝合完成后，控制收集、夹持和修剪机构。

27.根据权利要求23～26中任一项所述的集成系统，其中，所述控制单元进一步适合于控制再缝合工艺，用于根据来自所述处理计划的数据补偿重叠的经处理的线的部分。

28.根据权利要求23～27中任一项所述的集成系统，其中，所述控制单元进一步适合于对所述缝合机的每个设计部分估计所需的针脚数目，并根据所估计的针脚数目计算要处理的每个线的部分的长度。

29.根据权利要求28所述的集成系统，其中，所述控制单元进一步适合于根据检测的针脚数目通过计算已经缝合的长度，并实时和迭代地分割剩余的针脚并估计所述线，来估计所需的剩余的线的部分的长度。

30.根据权利要求23～29中任一项所述的集成系统，其中，所述缝合机使用单一针用于缝合所述经处理的线。

31.根据权利要求23～30中任一项所述的集成系统，进一步包括位于所述线处理机和所述缝合机之间的张力控制机构，用于当所述线在所述线处理机和所述缝合机之间推进时保持所述线的张力。

32.根据权利要求31所述的集成系统，其中，所述张力控制机构包括至少一个配重部件，所述经处理的线经过所述配重部件，所述配重部件适合于根据进入的线的长度而移动其自身。

33.根据权利要求23～32中任一项所述的集成系统，其中，所述线处理机是用于根据染色计划将线的部分染成不同颜色的染色机，使得设定所述控制单元以接收指示每个线的部分的精确染料混合物的染色计划，从而用于控制所述染色机。

34.用于缝合机的用于收集和修剪线的边缘的机构，所述机构包括：

夹子，用于在其间夹持线，或收集辊，为牵拉线而彼此压靠工作；

从缝合区域牵拉所述线并将所述线保持在所述夹子之间或所述辊之间的单元；

电动机，配置为用于：转动所述夹子或转动用于收集所述线的所述收集辊。

35.根据权利要求34所述的机构，其中，用于从缝合区域牵拉所述线的所述单元选自：机械钩、空气喷嘴和吸气部。

36.根据权利要求35所述的机构，进一步包括从所述夹子或所述辊可延伸的保持器或钩子，用于将所述线带至所述夹子或辊以将其夹持。