CN1113122C - 用于绗缝厚的多层材料的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种绗缝机(10)，它具有至少一组单针线迹成形部件。该线迹成形部件包括安装在独立的头(35，38)上的缝纫针(36)和打套器(36)，头(35，38)可相对于布料沿横向在一个桥状构件(30)上独立运动。桥状构件(30)由一伺服机构(32)驱动着纵向移动，头(35，38)借助独立的伺服机构(43，44)在桥状构件(30)上横向移动。一个控制器(60)驱动伺服机构，以便以链式线迹缝制图案，并差动地移动各头，以补偿缝纫针的横向偏移。控制器可存储由经验确定的数据并对控制信号和/或传感器(81，82)作出响应，以便确定或预测偏移，并计算出缝纫针偏移补偿量。

Description

用于绗缝厚的多层材料的设备和方法

技术领域

本发明涉及在多层材料上绗缝图案的设备及方法，特别是涉及在诸如床垫罩等厚的多层材料上缝制360°的图案的设备及方法。

背景技术

绗缝在一般的缝纫领域中是一种专门的技术，其中，它穿过多层材料在材料的二维区域上缝制图案。该多层材料至少包括三层材料，其中一层为具有装饰性精整级的纺织主料或面料，一层通常为纺织背面材料，它可以是精整级的也可以是非精整级的，以及一个或多个厚的填充材料中间层，它通常由无规取向的纤维构成。被缝制的图案保持材料相互间的结构关系，同时提供装饰性。例如，绗缝通常在被褥及床垫罩上进行。在这两种应用的缝制中，通常采用两种不同的方法。该两种方法均采用了利用面线和底线的线迹。

在美国专利5,640,916及5,685,250中所说明和描述类型的绗缝机在这里被引用为参考文献，该被引用的专利以及其中所引用的参考文献通常用于缝制被褥及其它预制长方形布料。这种单针绗缝机通常利用一对协同动作的锁式线迹缝纫头，其中一个缝纫头带有缝纫针驱动器，它通常位于织物的上方，另一个缝纫头带有一个线轴，它相对于缝纫针位于织物背面，两个缝纫头机械连接，以便相对于布料在平行于布料的平面上同时进行二维运动。这种绗缝设备的通用结构为，将纤维布料支撑在一个可纵向移动的梭子上，其缝纫头可横贯布料进行运动，以便提供在布料上缝制二维图案的能力。

美国专利5,154,130所描述的多针绗缝机通常用于缝制床垫罩，该床垫罩通常由多层卷筒进给材料构成。这种多针绗缝机通常采用协同动作的双链式线迹缝纫部件阵列，其中一种部件为通常位于材料上方的缝纫针，另一种部件为打套器，它相对于缝纫针位于材料的背面，两种部件的整个阵列机械地连接在一起，以便协调地平行于材料平面在对应于图案阵列的图案路径上相对于材料进行二维运动。缝纫针及打套器协调地动作，以使得部件阵列同时形成相同的线迹系列。这种绗缝设备的通用结构可支撑多层材料布料，并从卷筒上相对于缝纫部件阵列纵向地进给材料，同时使缝纫部件的运动和操作相互协调进行。缝纫部件阵列相对于卷筒织物横向移动，以便能够在卷筒织物的布料长度方向上进行二维的缝制。或者，缝纫部件阵列是固定不动的，而支承卷筒织物的辊子可相对于阵列横向移动。某些这种类型的多针绗缝机具有沿纵向进行双向卷筒进给的能力，当与卷筒织物或缝纫部件的横向移动同步时，它可以提供缝制360°图案的能力。

单针绗缝机被认为可优选地用于缝制较宽范围的图案以及特别是具有高的装饰性的图案。此外，在单针绗缝机中，通常采用锁式线迹缝纫法。锁式线迹缝纫机利用其缝纫针和线轴的结构在某种程度上可以允许或避免缝纫针偏移的问题，这种缝纫针偏移问题当缝纫针偏移时会导致漏缝现象。在绗缝厚的材料或涉及在缝制路径上有许多方向变化的复杂图案时，缝纫针的偏移是一个很严重的问题，特别是采用高缝纫速度时，问题更为严重。锁式线迹缝纫法在织物的两面可同时提供在美学上同等令人满意的线迹。

多针绗缝机被认为可优选地适用于缝制床垫罩。对于床垫罩，不太吸引人的活套侧的线迹可被限制在观察者看不到的材料的背面层(床垫罩的内侧)。此外，多针绗缝机的双链式线迹绗缝头利用来自一个外部卷线筒的活套侧线，该外部卷线筒可容纳比锁式线迹缝纫机的线轴大得多的线供应量。从而，在需要更换底线的供应源之前，链式线迹缝纫机可运转更长的时间。锁式线迹缝纫机的线轴需要经常更换，特别是对于诸如床垫罩等厚的多层材料而言，因为它的每一个线迹需要更多的线。采用双链式线迹缝纫机的一个缺点是，由于缝纫针的偏移，从而具有更大的造成漏缝的可能性。这部分地由于一个双链式线迹在材料的一侧需要一打套器，以便在紧靠已从另一侧穿过材料的缝纫针的附近穿入一个线套，该缝纫针本身必须穿过由打套器提供的线套。由于缝纫针偏移造成的缝纫针和打套器不能对准从而会引起漏缝，这在形成具有高度装饰性的图案时是不能令人满意的，这不仅由于从美学的角度来看是如此，同时也由于它会使缝制的图案散开。试图在非常厚同时织物的外层或结实的条纹布料非常重甚至是具有覆盖装饰物性质的床垫罩上进行高速缝纫，会不可避免地引起缝纫针的偏移。

随着更多地采用计算机图案控制以及由此而产生的可提供更多种类的绗缝图案的可能性，特别是提供具有更高装饰性的可能性，要求在床垫罩上缝制更多、更复杂及更大图案的要求日益增加。对此，上面所描述的现有技术设备具有其局限性。因此，进一步需要在床垫罩上高速缝制具有更高装饰性及更复杂图案的能力。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种计算机控制的图案绗缝方法和设备，它将提供各种各样的绗缝图案，特别是具有高度装饰性的图案。本发明的一个更具体的目的是提供一种利用单针绗缝头并具有特别是在诸如床垫罩等厚的材料上进行高速绗缝能力的绗缝方法和设备。

本发明的进一步的目的是提供一种绗缝方法和设备，它具有一组或多组相互独立的可动单针链式线迹绗缝头，它可高速地尤其是在厚的材料上进行缝制。本发明的一个更具体的目的是提供这样一种绗缝设备和方法，它将不会受到由缝纫针偏移而造成的不利影响。

根据本发明的原理，一绗缝机设有至少一组链式线迹绗缝头，所述各绗缝头可独立地相对运动并可独立地相对于被绗缝的材料运动。该绗缝机优选地通过滚筒进给，同时它所采用的方法优选地包括在通常具有床垫罩厚度的织物卷上进行360°的缝制。根据本发明的优选实施例，一种单针双链式线迹绗缝设备和方法设有可独立操作的伺服驱动绗缝头，该绗缝头中的每一个均可独立地相对于被绗缝的材料进行运动。所述绗缝头还优选地可独立地至少沿一个方向(优选为沿横向)彼此相对运动，同时每个绗缝头的操作优选地也可独立进行，以便能够有效地控制缝纫针和打套器相互之间的协动位置。在优选的和所描述的实施例中，缝纫针和打套器独立地横向运动，以便能够调整缝纫针和打套器在横向方向上的协动位置，同时缝纫针和打套器的循环周期是相对可调相位的，以便能够调整缝纫针及打套器沿纵向方向的协动位置。

绗缝头的相对运动和操作由计算机控制的伺服机构来完成，所述伺服机构移动并驱动绗缝头，以使得不管由于什么原因产生缝纫针的偏移，它都将保持缝纫针及打套器之间的恰当的协动关系。

根据一个实施例，预先用实验测量确定缝纫针的偏移，并将测量数据存储在绗缝机中以可编程微处理器为基础的控制器内，所存储的测量数据可采用查表、公式组、常数和/或参数的方式。根据这些数据可提供缝纫针偏移补偿信号，以便对驱动和移动绗缝头使它们相互之间以及相对于被绗缝的材料运动的伺服马达的操作产生影响。同时优选地，所存储的实验数据还包括备选数据，这些备选数据将在不同的条件下提供对缝纫针偏移的补偿，这些不同条件例如包括不同的材料和不同的纤维，不同尺寸和不同刚性的缝纫针，不同的缝制速度，不同的线迹大小以及或其它预计将会发生或确实会发生的会影响缝纫针偏移量的各种变量。

根据本发明的优选实施例，绗缝机设有床垫罩的各层材料的卷筒材料供料器，这些卷筒材料以多层卷筒材料的方式汇集在一起并被进给到一个优选地位于水平面内的缝纫机架上。所述机架优选地包括一个多皮带式输送器，该输送器支承卷筒材料并协助卷筒材料向前运动到机架上。一对侧缘夹持装置(例如它可以是对置的皮带夹持器、针链、夹紧爪组或其它侧面固定器)啮合到卷筒材料的相对侧缘上，并且与皮带输送器同步地将卷筒材料移动到机架上。该绗缝机可选择性地设置一对边缘缝纫头，用于至少暂时地将向前运动到机架上的卷筒部分材料层缝制到一起。一旦材料处于机架上时，边缘夹具以及位于机架前部和后部的张力辊将卷筒材料的一部分拉紧，以便进行绗缝。

绗缝通过一对绗缝头进行，每个绗缝头安装在可在机架上纵向移动的桥状构件上。该桥状构件可借助一个计算机控制的伺服马达在机架上运动，伺服马达将绗缝头组根据待缝制的图案进行定位。每个绗缝头安装在桥状构件上，从而能够独立地横向运动。每个绗缝头包括一个上部缝纫针头和一个下部打套器头，并设有伺服马达驱动装置，用于在绗缝头的缝制周期内驱动各绗缝头。两个绗缝头驱动伺服马达在计算机控制下被同步地操作，以便在织物上缝制一系列双链式线迹。每个绗缝头安装在位于线性伺服马达上的桥状构件上，线性伺服马达在缝纫机的编程控制器的控制下根据待缝制的图案将绗缝头横向地置于机架上。

缝纫针的偏移用两种方法之一或优选地同时用两种方法进行调整。首先，通过提供一个校正数值表或者优选地基本上以经验常数为基础的校正公式对缝纫针的偏移进行调整，同时由控制器的微处理器读取存储器内的程序，根据对该程序的响应，控制器改变对伺服机构的控制信号，以便以一种将补偿不管以何种原因导致的缝纫针偏移的方式控制绗缝头相互间的位置以及绗缝头的相对相位。其次，通过检测一定的条件或参数对缝纫针的偏移进行调整。所述检测可以是检测诸如速度、负荷或伺服马达所需的功率或转矩角、缝纫针或打套器的位置、或者其它与缝纫针偏移有关的一些相关的缝纫机状态，或者可通过直接检测缝纫针的偏移来实现这种检测。可通过读出已经存在于控制器内的数据、或者通过读出被传送到缝纫机伺服系统和其它驱动部件上的控制信号、或者通过监测分别设置在缝纫机上的各种传感器以便检测机器状态或者材料或线的性质或状态等来进行这种检测。

用于测定或预测缝纫针偏移的方法可采用上面所述的任何一种方法或上述方法的组合。例如，对缝纫针偏移的初步预测可采用用于以经验或实验数据或理论数据为基础的查表法进行，从该表中，可根据例如所测得的缝纫速度或织物厚度等输入参数选择校正动作。这种估算可以在缝纫针的偏移实际发生之前提供有关基本的校正动作。进而，实际的缝纫针偏移可用传感器进行测量，例如可采用磁传感器或感应传感器，也可以采用可为红外线传感器的发光二极管(LED)阵列传感器、图象观察系统、超声波探测系统、应变仪传感器加速度计传感器或其它技术。检测得到的误差可用于调节根据预期值所制成的查阅表，并随着绗缝的进行修正该误差。

优选地，通过以差动方式横向驱动各绗缝头来提供缝纫针的横向偏移，以使得不管缝纫针是否发生偏移，打套器和缝纫针均保持对齐。同时优选地，通过控制驱动伺服机构的相对相位来提供缝纫针的纵向偏移，以使得不管缝纫针是否发生纵向偏移，缝纫针和打套器均在正确的恰当时刻啮合。

本发明提供一种在床垫罩等类的厚织物卷筒材料上高速绗缝图案的方法和设备。被缝制的双链式线迹的缝纫质量不受缝纫针偏移的不利影响，因为伺服机构驱动绗缝头可提供精确的相对位置。因此，可设置一个大的底线线轴，从而可以不像锁式线迹缝纫机那样需频繁更新梭线的供应。因此，可获得更高的操作速度和生产率。

附图说明

本发明的这些及其它目的可从参照附图所作的以下描述中变得更加清楚，其中：

图1是实施本发明的原理的一个卷筒材料进给式床垫罩绗缝机的透视图。

图2是图1的绗缝机的侧视图。

图3是图1所示的绗缝机的缝纫头的简略透视图。

图4是图1所示的绗缝机的控制系统的流程图。

图5-5C为表示在高速链式线迹绗缝厚织物时可能发生的缝纫针偏移问题的顺序图。

图6-6C为表示根据本发明的原理对缝纫针偏移进行补偿的顺序图。

具体实施方式

图1和图2表示一个绗缝机10，它具有一个由箭头12表示其纵向长度、由箭头13表示其横向宽度的固定机架11。该绗缝机10具有一个前端14，包括有面料层16、背面材料层17和填料层18的多层材料织物15进入该前端。绗缝机10还具有一个后端，被绗缝好的多层材料从该后端前进到一个卷取部或布料剪切部(未示出)。

在机架11上安装有输送台20，该输送台包括一组纵向延伸的支承在一组横向辊23上的皮带22，横向辊轴颈支承在机架11上，以便在驱动马达24的作用下在机架上转动。马达24驱动皮带22使未绗缝的织物15在机架的前端14处进入到机架11上，并使卷筒织物15的已绗缝的部分从机架11上前进到机器10后部的卷取部分。在绗缝过程中，皮带22在水平绗缝平面上支承卷筒材料15的布料。绗缝机10还具有一个右侧25和一个左侧26，沿着每一侧安装一个侧面固定装置27，其形式为一对相对设置的传送夹紧带或链式环路28，它们作为一组边缘夹具进行操作，用于夹紧织物15的边缘，协助织物15进给到机架11上并离开机架11，并且当织物15的面料被绗缝时在绗缝平面内向织物15施加一个横向张力。固定装置27可采用一系列夹紧爪组的形式，它们沿固定装置27的环路28之一相互间隔设置。但优选地，固定装置27采用针链的形式，它在夹紧环路28中的一个上具有多个针，它们穿透织物15并延伸到每对夹紧环路中的另一个上的孔内。同时还设置一对边缘缝纫头29，它们的每一个均位于各自侧面固定装置27的前方，以便暂时将织物15的层16-18缝制在一起从而进行绗缝。在紧靠每个缝纫头29的上游侧设置一个切边机，用于修整由缝纫头29形成的边缘线迹外边的多余材料。环路28被连接成与皮带22协调运动，皮带22则由机架11上的驱动马达24进行驱动。

绗缝机10具有一个安装于其上的缝纫头桥状构件30，该桥状构件30跨过机架11横向延伸，同时在机架11的每一侧支承在支架41上。支架41中的每一个被安装在位于机架11的每一侧的一对导轨31上，以便沿纵向移动。桥状构件30由桥状构件驱动伺服马达32沿纵向在导轨31上驱动，所述马达32安装在机架11上，并根据绗缝机控制器60发出的信号进行驱动(图4)。

桥状构件30具有一对从机架11的一侧向另一侧延伸的横向轨道，它包括有上部轨道33和下部轨道34。在上部轨道33上安装一个包括缝纫针36和缝纫针驱动伺服马达37(图3)的上部绗缝头35(即上部缝纫针头)，该伺服马达37根据来自绗缝机控制器60的信号在缝纫周期中往复地驱动缝纫针。在下部轨道34上安装一个下部绗缝头38(即下部打套器头)，它包括一个打套器39和一个打套器驱动伺服马达40(图3)，在缝纫周期中，该伺服马达沿弧形根据来自绗缝机控制器60的独立信号与缝纫针同步地摆动打套器39。

上部绗缝头35可借助一个线性伺服马达43根据来自控制器60的信号在上部轨道33上横向运动，同时，下部绗缝头38也可借助一个线性伺服马达44根据来自控制器60的信号与上部绗缝头35相互独立地在下部轨道34上横向运动。两个线性伺服马达43和44优选地均为铁心型马达，例如可采用由Koll Morgen Motion TechnologiesGroup of Commack，New York制造的铁心系列马达。

桥状构件30装设有一组三惰轮辊子46，它和桥状构件30一起在机架11上沿纵向移动。辊子46将皮带22向下导入一个位于下部轨道34及下部绗缝头38下方的环路47中，以便允许下部绗缝头38在皮带22和织物15之间通过。环路47与桥状构件30同时运动，并紧靠下部绗缝头38的下方保持与桥状构件30对齐。

在绗缝机10的一个优选实施例中，设置缝纫针偏移传感器80，以用于测量缝纫针36的实际偏移。如图3所示，传感器80可采取一个安装在针板85下方的发光二极管(LED)阵列的形式，被绗缝的织物15停放于该针板上。LED阵列传感器80(例如可包括一个横向偏移部81和一个纵向偏移部82)用于向控制器60提供缝纫针36沿横向和纵向方向实际偏移的正交坐标信息。缝纫针偏移传感器80的每一部分81，82包括发射和接收LED，其设置在针板85中的缝纫针开口的相对侧，其中，横向部分沿LED的矩形结构的侧面设置，而纵向部分则沿其前侧和后侧设置。缝纫针偏移传感器80产生两个向控制器60的输出，一个是横向偏移，一个是纵向偏移。当缝纫针36是静止的并且穿过针板85上的缝纫针开口延伸并且在没有水平偏移力地作用到缝纫针36上时，通过将这些输出设定为零，可很容易地将它们归零。这种条件设定使得缝纫针36的中心线位于图5-5C和图6-6C所示的纵向平面72和横向平面76内。成阵列的单个探测器的密度由为确保精确的偏移补偿以达到避免由打套器和缝纫针的漏针而造成的漏缝所需程度所要求的偏移测量分辨率来决定。这种偏移传感器80可以产生输入到控制器60中的模拟或数字信号，这些信号代表缝纫针36从其零点位置的偏移量。

也可以设置其它形式的传感器。例如，磁传感器也适用于这一目的。不论采用什么形式的传感器80，来自传感器的输出向控制器60提供通过闭合环路反馈对缝纫针偏移的补偿能力，它可以作为根据对其它参数的考虑进行预测缝纫针偏移的二级校正。

图4中图解性地表示出控制器60与伺服机构32，37，38，43和44的相互连接关系。控制器60包括一个CPU或微处理器61以及一个伺服驱动器模块62。伺服驱动模块62具有一系列输出口，以提供用于驱动伺服机构32，37，38，43和44的信号，同时具有输入口，用于接收来自伺服机构32，37，38，43和44的反馈信号，以便将伺服机构32，37，38，43和44保持在由CPU61计算出来的位置上。输入信号使控制器60接收缝纫速度或测定信息，以便接收可能影响缝纫针偏移的材料性质的数据以及从缝纫针偏移传感器80输入的具有缝纫针在横向和纵向方向的实际偏移的信息。

控制器60还包括一个非易失性存储模块64，该模块包括一个图案执行程序65、一个缝纫针偏移补偿程序66和偏移补偿数据67，该偏移补偿数据67可以包括查阅表或所存储的用于补偿程序66中的补偿公式的常数或系数。控制器60还具有向绗缝机10的其它部件的输出，这些部件包括织物进给马达24、边缘缝纫单元29、与本发明无关的其它马达及致动器等。

控制器60通过驱动桥状构件伺服机构32移动桥状构件30，并根据由图案程序65提供的线迹图案协调地移动绗缝头35和38。这些运动与缝纫针驱动伺服机构37和打套器驱动伺服机构40协调地进行，并以受控长度的线迹缝制图案。

除根据程序65进行图案的编程缝制外，CPU61通过对横向线性伺服机构43和44进行差动驱动来改变传送到驱动器62的信号，以便使缝纫针36和打套器39横向偏离一个优选地加上或减去0.1英寸的距离，该距离的精度优选地为接近0.001英寸。利用CPU61根据偏移补偿程序66以及偏移表67内的经验数据，优选地以为精确地补偿预期将会发生的缝纫针36横向偏移所必须的量来至少部分地确定所述的偏移量。同时优选地，通过从传感器80的输出中测量实际的缝纫针偏移量至少部分地确定该偏移量。

进而，根据程序65，CPU61通过以差动方式驱动打套器伺服机构40来改变传送到驱动器62中的信号，以便使打套器39相对于缝纫针36的相位超前或滞后，从而纵向地使线套偏离，使缝纫针36相对于打套器39的位置的相位角加上或减去约2.5°，其最小精度优选为0.25°。CPU61根据偏移补偿程序66及偏移表67中的经验数据确定该偏离量，该偏离量为对预期将会发生的缝纫针36的纵向偏移进行精确补偿所必需的量。

图5-5C以前视图的方式概括地表示了缝纫针36可能如何沿横向偏移。图5中示出的缝纫针36处于其周期的向下部分并开始刺入织物15，这时的缝纫针36处于图案的这样一个部分处，在该部分处。织物15相对于缝纫针36沿箭头71所示的方向横向运动。在周期的这一点处，缝纫针36的中心线处在位于纵向平面72内的上部绗缝头35的垂直中心线上，该中心线是缝纫针的正常对准线，如果缝纫针36保持在纵向平面72内不动的话，打套器39将把缝纫针36带入线套内与织物15下方的打套器相啮合。在该点处，缝纫针偏移传感器80的横向偏移测定部分82应当输出一个信号，指出横向偏移基本上为零。当缝纫针36已经到达周期内的底部范围时，如图5A所示，缝纫针36相对于织物15的相对运动将造成缝纫针36向图中的右方弯曲，从而将缝纫针36的尖端从平面72内移开并与打套器39的路径不在一条直线上。这时，缝纫针传感器80的横向偏移测定部81将输出一个信号，该信号指出缝纫针36在它所穿过的传感器80的安装水平面内的点处的横向偏移量。控制器60由此计算出缝纫针36在其弯曲或偏移状态下的真实形状。在该位置处打套器39处于一个沿路径向前运动退回的位置处，即预定应当通过缝纫针36与穿过缝纫针的针眼70的面线74之间。如图5B所示，随着缝纫针36上升，缝纫针36向一个平面运动，其中打套器39通过该平面向前运动，并在该平面处打套器本应在缝纫针36与面线74之间通过。但是，由于织物15相对于上部绗缝头35的中心线连续运动所引起的缝纫针36向右的偏移，打套器39会错过面线74。

根据本发明的某些实施例，在上面所述的条件下，CPU61判定缝纫针偏移条件并确定缝纫针36横向偏移的偏移量，并检索存储在存储器64内的信息67以及计算出打套器39定位所需的补偿量，以便确保打套器39在缝纫针36和面线74之间穿过。这一横向补偿量由图5C中的尺寸t表示。下部绗缝头38相对于上部绗缝头35的正常位置的运动将打套器39置于竖直纵向平面72a内的位置39a处，该位置平面72移动一个距离t，它将通过一个恰当的点，以使打套器39在缝纫针36与面线74之间穿过。

优选地，CPU通过根据图案程序65产生对伺服机构43和44的信号的主分量的方式进行校正。然后，该信号借助一个由程序66从表67中读出的较小偏移补偿信号进行修正，以修正传送给伺服机构43和/或伺服机构44的信号。CPU进一步利用来自缝纫针偏移传感器80的输出来确定从查阅表中推导出来的预期偏移是否正确以及校正是否满足要求。如果不是如此，则通过计算调整这种校正并加以存储，以便用于计算进一步的校正值。优选地，对打套器头定位伺服机构44进行横向缝纫针偏移补偿。

对于缝纫针补偿的纵向校正可以某种不同的方式进行。在图6-6C中，概括地表示出一系列的侧视图，用于表示缝纫针如何沿纵向偏移。图6中所示出的缝纫针36处于向下的周期中并位于开始穿透织物15的状态，其位于图案的一个部分处，在该部分处缝纫针36相对织物15纵向运动，如箭头75所示。和缝纫针横向偏移的情况一样，偏移传感器80应当输出一个信号，以指出在该位置处缝纫针36未发生偏移。在周期的这一点处，缝纫针36位于一个竖直的横向平面76内，它包括上部绗缝头35的竖直中心线，该中心线是缝纫针36与打套器39正常的对准线，同时该线还包括这样一个位置，在该位置如果缝纫针36保持在平面76内的话，打套器39应当使缝纫针36与位于织物15下方的打套器39接触，同时打套器39应在缝纫针36与面线74之间通过。在缝纫针36已经到达其周期的最下部的点处时，如图6A所示，缝纫针36相对于织物15的运动将造成缝纫针36向前(图6A中的右方)的弯曲，这将把缝纫针36从缝纫针36与打套器39的正常相交平面76上移开。这时，打套器39位于沿一个路径向前运动退回的位置上，在该路径上打套器39在缝纫针36和穿过缝纫针36的针眼70的面线74之间通过。当缝纫针36上升时，如图6B所示，缝纫针36运动到一邻近点处，打套器39通过该点向前运动，同时在该点处打套器39试图在缝纫针36与面线74之间通过。但是，由于上部绗缝头35相对于织物15的连续相对运动所引起的缝纫针36向右(向前)的偏移，打套器39会错过面线74。

根据本发明的某些实施例，在上面所述的条件下，CPU61判定该条件并确定缝纫针36的纵向偏移，然后检索存储于存储器64中的信息67并计算对于打套器39的位置所必需的补偿量，以便确保打套器39在缝纫针36与面线74之间通过。优选地，利用传感器80的纵向部分82测量缝纫针的实际偏移量，将其用于调节所需的计算出来的校正量。采取在绗缝头35和38的驱动周期中通过控制伺服机构37和40的操作以进行角度调整或相对相位角调整的方式实现纵向补偿量的获取。相位差在图6C中用角度φ表示。对打套器驱动伺服马达40相对于正常的打套器角度所进行的相位调整将打套器39置于横向竖直平面74a内的位置39a处，它通过恰当的点，以使得打套器39在缝纫针36与面线74之间通过。

根据本发明的另外一些实施例，来自传感器的数据可向控制器60提供缝纫针36的实际偏移量。例如，在图3，5-5C和6-6C中，采取LED阵列形式的红外线传感器80固定在传统的针板85的底部，所述针板支承被绗缝的织物15。传感器80具有矩形结构，它环绕着针板85中的孔，缝纫针36通过该孔。传感器80例如可包括一列位于一个横向侧的光源，同时缝纫针36的一个纵向侧面对一列红外LED探测器，所述探测器位于面对光源的每个横向与纵向侧。光源和探测器可由光纤导体连接到传感器阵列上。

一个纵向偏移探测部81具有在缝纫针36侧面上的元件，以用于检测缝纫针在其与传感器80的平面相交点处的纵向位置，同时横向偏移传感器80具有位于缝纫针36的纵向侧的元件，用于探测缝纫针与传感器80的平面相交点处的横向位置。两个传感器81，82在没有水平力作用在缝纫针上时，通过控制器60调整归零。这可在针板85上没有织物15的情况下通过缓慢地循环绗缝机10来完成。可起传感器80的作用的传感器包括激光直通束光电传感器，LX系列，例如由Keyance Corporation of America，Woodcliff Lake，N.J.制造的LX-130，cat.no.KA-SW-31，或者由Banner Engineering Corporation ofMinneapolis Mimeasota制造的玻璃纤维光学传感器系列BMM-442P。

传感器81，82如图4所示连接到CPU 61的输入端上。CPU 61可被编程，它通过直进闭合环路反馈逻辑对所检测到的缝纫针36的偏移进行补偿。来自传感器81，82的信号也被控制器60用于补充或调整偏移补偿预测值，或者修正基于从查阅表67中获得的数据的预测值，或者更新表67中的数据，或者更新程序66或者通过向基于从查阅表67中查到的数据的程序66提供一个临时修正。

优选地，CPU根据图案程序65通过产生对伺服机构37和40的信号的主分量的方式进行校正。然后，该信号通过程序66从表67中读出较小的偏移补偿信号进行修正，以修正从控制器60送往伺服机构37和/或40的信号。优选地，对打套器驱动伺服机构40进行补偿。

本发明的概念也可以通过操作伺服机构43来改变上部绗缝头35的横向运动，或者利用伺服机构32通过影响桥状构件30的运动来改变两个绗缝头35和38的纵向运动，以便至少部分地减少缝纫针的偏移量。这在实际上产生一个使绗缝头35和38相对于织物15的转位运动，这在高速绗缝过程中是不能完全实现的。

上面所述的实施例的绗缝机10的详细情况在本领域中是公知的，在1995年6月30日申请的美国专利08/497,727(标题为“绗缝方法及设备”)中对其进行了详细描述，该发明涉及单针绗缝机，但是采用锁式线迹。同时，美国专利5,154,130描述了一种卷筒织物进给链式线迹绗缝机，但是它是联动多针型的。上述两项专利均转让给本发明的受让人，并在这里被引用为参考文献。

在机架11上可支承一组以上的独立驱动的绗缝头。例如可支承两组绗缝头35，38，以用于在桥状构件30上横向运动，每一个绗缝头均可在横向方向上被独立地控制，同时可单独地驱动，以便在织物15上缝制图案，并具有独立的控制器，以便独立地补偿将在每个绗缝头上发生的缝纫针的偏移。

熟悉本领域的人员将会理解可对上面所描述的实施例进行各种改变和补充，这些都不脱离本发明的原理。

Claims (18)

1、一种用于绗缝厚的多层材料的设备，它包括：

可操作地保持所述材料以在一个平面内进行绗缝的支承构件；

一对链式线迹绗缝头，它可平行于所述平面在该平面的相对侧移动，并包括一个缝纫针头以及一个打套器头，以便绗缝保持在支承结构上的材料，该缝纫针头包含有往复地通过所述平面的缝纫针，该打套器头包含有靠近所述缝纫针并邻近所述平面往复运动的打套器；

至少两个驱动马达，它包括一个可使缝纫针往复地通过保持在所述平面内的材料的缝纫针驱动器，以及一个可使打套器靠近缝纫针并邻近所述平面往复运动的打套器驱动器；

一个控制器，它可操作地以同步周期控制所述驱动马达，以根据编程图案以一系列链式线迹绗缝所述材料；

至少两个横向绗缝头定位伺服电机，每一个伺服电机可根据来自控制器的信号独立地操作；

至少一个纵向绗缝头定位伺服马达，它可根据来自控制器的信号进行操作；

其特征在于，该设备还包括：

一个与所述控制器的一输出端相连的缝纫针偏移信息源，该缝纫针偏移信息源包括一个传感器，它可以检测出缝纫针的偏移，并根据检测出来的缝纫针的偏移向控制器发出一个信号；

所述控制器包含有用于操作控制器的程序，以根据来自信息源的缝纫针偏移信息计算缝纫针偏移补偿量；

所述控制器可被操作，以便根据计算出来的缝纫针偏移补偿量向马达发出信号，从而相对地移动缝纫针及打套器，以在形成一系列线迹的过程中补偿缝纫针的偏移。

2、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述缝纫针偏移信息源包括一个存储有缝纫针偏移数据的存储器。

3、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述缝纫针偏移信息源包括一个存储有缝纫针偏移数据的存储器以及对从绗缝头检测出的运动作出响应的传感器，所述控制器根据依照来自传感器的信息选择出的缝纫针偏移数据进行操作，以计算偏移补偿量。

4、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述缝纫针偏移信息源包括一个对缝纫针偏移作出响应的发光二极管(LED)阵列。

5、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述缝纫针偏移信息源包括一个对缝纫针偏移作出响应的红外传感器。

6、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述缝纫针偏移信息源包括一个对缝纫针偏移作出响应的磁传感器。

7、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述缝纫针偏移信息源包括对缝纫针偏移作出响应的传感器，控制器根据缝纫针偏移的信息计算出偏移补偿量。

8、用于绗缝厚的多层材料的设备，它包括：

用于将多层材料支承在一个平面内的装置；

至少两个链式线迹绗缝头，它包括具有可往复运动的缝纫针的缝纫针头以及具有可往复运动的打套器的打套器头，各绗缝头可在所述平面的相对侧平行于该平面运动；

用于独立地操作各绗缝头并独立地相对于材料移动各绗缝头以便在被支承的材料上绗缝编程图案的操作装置；

其特征在于，该设备还包括：

用于测定缝纫针偏移的偏移测定装置；

编程装置，用于根据偏移测定装置控制操作装置的单独和独立运动，以便以编程图案的形状形成一系列链式线迹，并使得在缝纫针的偏移过程中保持缝纫针与打套器对齐。

9、如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述偏移测定装置包括一个传感器，它可以检测缝纫针的偏移并根据所检测到的偏移产生一个输入到编程装置中的信号。

10、如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述偏移测定装置包括一个存储器，在该存储器中存储有缝纫针偏移补偿数据以及根据这些数据操作绗缝头的程序。

11、一种用于绗缝厚的多层材料的方法，它包括以下步骤：

将一多层材料支承在一平面上以便进行绗缝；

提供一对链式线迹绗缝头，它包括一个具有可移动的缝纫针的缝纫针头以及一个具有可移动的打套器的打套器头，所述各绗缝头可在所述平面的相对侧平行于该平面移动；

提供多个马达，以用于操作和移动各绗缝头，以便绗缝支承在所述平面上的材料；

其特征在于，它还包括以下步骤：

测定缝纫针的偏移；以及

分别控制各马达以操作和移动各绗缝头，从而根据缝纫针偏移的测定绗缝一个链式线迹图案，并保持偏移后的缝纫针与打套器对齐。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，它还进一步包括以下步骤：差动地调节各马达的操作，以便独立地将各绗缝头定位，从而在形成缝制图案的过程中补偿缝纫针的偏移。

13、如权利要求11所述的方法，其特征在于，它还包括以下步骤；差动地调节各马达，以便独立地调节各绗缝头的相位，从而在形成缝制图案时补偿缝纫针的偏移。

14、如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述偏移测定步骤包括检测缝纫针的偏移的步骤。

15、如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述偏移测定步骤包括设置一个发光二极管(LED)阵列并用其检测缝纫针的偏移的步骤。

16、如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述偏移测定步骤包括设置一个红外传感器并用其检测缝纫针偏移的步骤。

17、如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述偏移测定步骤包括设置一个磁传感器并用其检测缝纫针偏移的步骤。

18、如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述偏移测定步骤包括存储缝纫针偏移补偿数据表的步骤；

根据绗缝设备的操作参数选择补偿数据；以及

根据所选择的数据控制各绗缝头，以便保持缝纫针与打套器对齐。

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