CN1232893A - 扣孔缝纫机 - Google Patents

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Abstract

一种缝纫机,具有被两个电机驱动的工作台、缝纫工具和用于在缝纫料中制做扣孔的裁剪装置,其中,缝纫工具包括针杆和针并被第三电机驱动,针与一个在基板中安置的摆梭配合作用;还具有一个控制装置;其特征在于:该缝纫机还具有一个用于转换到后剪型式的装置和一个被第四电机驱动的并产生锯齿形针迹的针振荡装置,为了在扣孔锁边中产生在后剪型式中必需的中间料,该针杆的振荡运动可通过第四电机控制。

Description

扣孔缝纫机
本发明涉及一种缝纫机，其具有：一个被两个电机可在两个方向上驱动的并置有缝纫物的工作台；缝纫工具和一个用于在缝纫物中制造一个设有剪口的扣孔的裁剪装置；该扣孔被围绕着在缝纫之前或之后产生的剪口往复绕行的扣孔锁边的锯齿形针迹所限定，其中，该缝纫工具包括：一个可上、下驱动的并在水平方向中可振荡的针杆和一个设置在针杆之下端部的针，其与一个在基板中安置的摆梭配合作用；并被一个第二电机可转动地驱动；还具有一个控制装置，从其中可调用各种不同的其中贮存的扣孔形式。
这种缝纫机已在DE 3302385A1中公开。作为电机应用了步进电机。因此，这个缝纫机是数字式可控的。通过适当的控制程序，该工作台的运动就可以如此控制，即可以裁剪出各种扣孔形状并被缝制或被刺绣。而为了在先剪型或后剪型式中制作扣孔锁边也不需要复杂的凸轮机构。在先剪型式中，该缝纫物首先被剪口，然后围绕该剪口制作该扣孔锁边，而在后剪型式中，首先制做扣孔锁边，然后再剪口缝纫物。在此后剪型式中，必须在两个相反对置的并形成扣孔锁边的针迹列之间保留一个中间空间(中间料)，依此，在接着的扣孔之剪裁时，只有缝纫物被裁剪而已被缝纫的扣孔锁边不被剪开了。在先剪型式中，试图使该相反对置的接缝列精确地并排相互安置，依此，可避免被剪裁的布料散边。在公知的缝纫机情况下，不清楚的是，在先剪型和后剪型式中不同的锁边定位是如何发生的，或者说，需要什么样的条件才能从先剪型达到后剪型是不明白的。同样，也不太清楚的是，锯齿形针迹是如何产生的。
为了制做锯齿形针迹，可以使上面夹持了缝纫物的工作台以与缝纫方向相垂直的方向按振荡方式被驱动，这样，那些依次随后针迹的针迹点就可分别在横向上被移位了。
美国专利US 1,991,627公开了一个扣孔眼缝纫机，其中，针杆被一个振动轴在水平方向上偏转，为的是制造锯齿形针迹，该振动轴通过一个传动装置与臂轴相连接。
德国专利DE 3401615C2公开了一个标准缝纫机，其中，针杆的锯齿形运动是通过一个步进电机导入的。但是用这种缝纫机不能制做扣孔。
德国专利DE 4132586C2也公开了一个扣孔眼缝纫机，其中，在后剪型式中必需的位于扣孔锁边中的中间料是通过缝纫图案的移位以产生一个所谓的错位来产生的。这个错位则传送给被两个安置在相互垂直之轴线(X、Y)上的步进电机所驱动的输送工作台。这就是说，在以针迹图案开始之前，该其上置有缝纫物的输送工作台被置于一个这样的位置，即这个相对于随后的剪口位置而设置的里边针迹和那个相反对置的里边针迹保持一个适当的间距。通过贮存不同的用于控制步进电机的数据组就可以按照工作型式实施所述错位。
这种机器的缺陷是，单个的针迹点的坐标值，即用于x及y电机的控制数据，必须依据希望的错位值，并对应于中间料的尺寸做重新计算和贮存在适宜的存贮器中。如果在原始位置启动时步进不准的话则存在危险是，在先剪型中，针迹相互位移，并因此使所构成的扣孔锁边随后被剪开。
另外，这种机器的缺点是，两个电机就其运动而言必须被改变。所以，对于每个电机单独来说，数据丢失的危险及发生计算错误都是存在的，这样，导致危险性加倍了。
本发明的任务从这些提出的问题出发，意欲对上述这种类型的缝纫机如此地改变，即，它能安全可靠地在先剪型和后剪型式中工作，并在一个改变缝纫图案时用于控制工作台之驱动电机的数据可以保持不变。
为解决这一问题，本发明提出了一个所属类型的缝纫机，其特征在于：设置一个进入后剪型式的转换装置；一个被第四电机驱动的并制做锯齿形针迹的针振荡装置；其中，为了在扣孔锁边中产生后剪型式中必需的中间料，该针的振荡运动通过第四电机是可控制的，同时，针迹位置和必要时针迹的宽度可按照程序改变。
应用由控制装置可控制的独立电机以产生针振荡运动，就减少了两个对应于单个电机组数据来改变数据的必要性。这就导致了复杂化降低的计算过程，依此，实现更可靠的数据计算及更简化的控制。相对于传统的针振荡机构，按照本发明的缝纫机，这一机构可以减少到更少的构件。依此，缝纫机的制造成本和装配成本都会下降。另外，轴承安装成本也由于减少了构件的数目而得以降低。由于使用了4个电机也能够实现既可以改变针迹的位置又可以按照软件改变针迹的宽度，因此，用于所制做的扣孔眼形状的设置方案也增多了。
作为优选，这4个电机同样是步进电机。
当在保持针迹的宽度的条件下改变锯齿形针迹的位置时，提供的优点是，只需改变一个参数就可在后剪型式中制造扣孔锁边。当在不变的针迹宽度下由于中间料对该扣孔的视觉影响变得过大时，该针迹宽度当然可以被减少。
为了使缝纫过程进一步自动化，有利方式是，设置一个数据输入装置，通过它，一个扣孔的各种参数(例如，剪口长度，在先剪型和后剪型的扣孔眼中里边针迹的最大间距，在后剪型中剪口上方里边针迹的针刺入位置，在先剪型中剪口下方的里边针迹之位置，中间料的宽度)都可以输入到贮存装置中，并且设置至少一个贮存器，其中可以贮存为在一个型式(先剪型或后剪型)中制造扣孔锁边而根据参数计算的针迹坐标。还可以设置附加的贮存器，以便可以制做另外的扣孔形状，例如它们可以是各种现代流派影响的形式，或者在一个自己的贮存器中贮存那些用于先剪型和后剪型式的数据。
该控制装置按照计算的坐标(值)控制那些影响针振荡运动的步进电机。
当针振荡装置包括一个具有带齿扇形件的振荡轴时，就能实现一个转到简单的针振荡装置的结构方案，该带齿扇形件则与第四电机的一个传动齿轮相啮合。
为了使控制装置简单化，最好是所有4个电机按照计算的针迹坐标来控制。而且优选方式是，用于驱动工作台的电机和用于转动缝纫工具的电机也分别是步进电机。然后，依此就可实现一个特别精确的缝纫机之控制。
下面借附图详细阐述本发明。
图1是一扣孔眼缝纫机的前视图；
图1a表示在图1中用Ⅰa标志部分的示意图；
图2是在图1中沿箭头Ⅱ所示的缝纫机头的放大视图，其中，描述了用于针杆的下边轴承的局部截面图；
图3是按照图1中剖示线Ⅲ-Ⅲ所获取的缝纫机之下部分的截面图；
图4是按照图1中Ⅳ-Ⅳ剖示线获取的放大视图；
图5是按照图2中箭头Ⅴ方向的视图；
图6是按照图2中箭头Ⅵ方向的视图；
图7是按图6中剖示线Ⅶ-Ⅶ得出的截面图；
图8是按照图2中箭头Ⅷ得出的视图；
图9是按图1a中箭头Ⅸ得出的视图；
图10是一个控制装置与其可控的电机之示意图；
图11是在一个后剪型式中制做的扣孔眼的放大视图；
图12是在一个先剪型式中制做的扣孔眼的放大视图；
图13是一个型式改变的扣孔眼的视图；
图14是另一个型式改变的扣孔眼的视图；
图15是一个扣孔眼之各种参数的示意图；
图16是用于第四电机之数据输入和控制的流程图；
如图1所示，该缝纫机具有一个壳体17，它由基板12和架板16及臂杆22组装而成。通过一个电机18和一个由两个齿带轮23、24及齿带20构成的齿带传动装置，使在臂杆22中可转动安置的臂杆轴1被驱动，其通过一个曲柄传动装置2驱动在臂杆22中垂直安置在轴承3、5中的针杆4作上下运动。在针杆4之下边端部中装入针6，其与摆梭11配合作用。该针杆4、针6和摆梭11构成了缝纫工具。一个传动轮轴承7包括摆梭11可转动地安装在一个上轴承8和一个下轴承10中。摆梭1的转角位置的调节是通过步进电机13或皮带15、165实现的。通过调节轴162与其上设置的齿带轮163、164，使得缝纫工具4,6,11相互耦合连接；为的是在制做扣孔眼28时，该针杆4和摆梭1可以同步转动。
为了产生锯齿形针迹，针杆4在水平方向上实行的振荡运动是通过在图2中表明的装置40传入的。在轴承155和轴承156中安置了摆动轴154。一个叉式杠杆45握住调整环43，它是用于针杆4之一个轴承套的部件。该叉式杠杆45设有一个轴颈42，它沿从针杆4离开的方向上伸出。这个轴颈42嵌入到摆动轴154的一个粗端中(图5)。该针振动的幅度，亦即针迹宽度a，可以通过改变摆动154的摆动运动而进行控制。为此，设置了步进电机50，此后还要详细解释。
如图1a所示，该工作台9在相互垂直的方向x、y上被两个步进电机60,80所驱动。在x方向的驱动是由步进电机60执行的，在y向的驱动由步进电机80实现。该工作台9设有轴承41，它们握住杆61、62并允许其在x方向上移动。该杆61、62在其自由端部与传动杆65、66固定连接，传动杆65、66在其自由端与杆63、64固定连接。该杆63、64是可转动地安装在基板12的轴承67中的。上述的杆件61，62、63和64是相互平行安置的。通过所述的结构配置，构成一个平行传动运行机构，它允许工作台8在y向上的移动。虽然如此，工作台9在杆件61、62上沿x向的移动也是可能的。
电机60按照传动要求与一心轴68相连，它可转动地支承在基板12的轴承中。在心轴68上安装一个螺母69，它具有一个(同步)档块69’。这个档块69’嵌置在凹槽70中，该凹槽则构成在容装杆件61的轴承41中。
与步进电机60平行安置的步进电机80驱动一个齿轮81，它与一个在杆件64固定的带齿扇形件82相啮合。齿轮81的转动运动则导致传动杆65的一个摆动运动，并因此引起工作台9在y向上的运动。同时，工作台9的运动运行在一个弧形的轨迹上。因为，这个运动相对扣孔锁边28为横向的但却是只有较小的(针迹宽度d)，所以工作台9在针6方向上的运动就可以被忽略。心轴68的转动运动就可导致螺母69根据转动方向沿X方向移动，并通过它的档块69’和凹槽70而使工作台9在杆件61、62上沿X方向移动。
如图5所示，该步进电机50安置在电机架52上，并且一半位于壳体17之内部而一半位于壳体71的外部。它的传动齿轮51与一个带齿扇形件53相啮合，该扇形件53设置在一个杠杆54上，它通过一个夹紧件153与摆动轴154连接。为了限界该杠杆54的偏转运动，则使这个杠杆54设有一个形成两个限位件的限位板55。该传动齿轮51的一个振荡运动则引起摆动轴154的一个摆动运动，如已描述的那样，该轴154与容装该针杆4的轴承套相连接。
图10以纯粹示意的方式示出了该缝纫机的控制装置90。通过一个键盘91，可以输入一个扣孔眼(a至o)的各种参数并在显示器92中显现出来。这些输入的一个扣孔的参数可以借助图11-15描绘。该针迹宽a决定了缝纫结构图。剪口32具有一个可限定的长度h。在扣孔眼28’中，该里边的针刺点Pi必须确定。这样，在先剪型式中，该里边的针刺点Pi在y向上的最大的间距f，和该针迹相对于剪口长度h向内的位移d也必须被输入。这种相同的(参数)也适用于一个横固缝的宽度为L的情况或者适用于可改变的针迹宽度m,n,o的情况。在后剪型式中，首先决定中间材料b的数值b/2，也就是，里边的针迹在y向上对应于扣孔眼锁边28之直线部分的位移以及间距g，它描述了在扣孔眼28’中相反对置的里边针迹的最大间距，以及尺寸e，它限定了里边的针刺点Pi在延长剪口长度h的x方向上的位移；上述参数都必须输入。根据这些输入的数据，就可在控制装置90内计算出针迹数据(坐标值)，并且贮存在一个贮存器93中。当然也可以设置两个或更多个贮存器93、94，其中，第一贮存器94规定为用于先剪型式中的数据；贮存器93用于后剪型式中的数据。控制装置90可以设有一个软盘驱动机构95，通过它，不同的贮存在软盘上的缝纫图案就可以输入到主贮存器96中。通过装置97，操作人员就可以将缝纫机从先剪型转换到后剪型中或相反地转换，然后用于针刺点Pix/Piy的控制数据可从贮存器93读出并用于控制电机50以用于产生针振荡(Ausschwing)运动。
在主贮存器96中包含的数据用于控制主驱动电机18或电机60、80以便驱动工作台9和用于控制电机13，以便改变缝纫工具4、6、11的转角位置。
下面应该简短地解释一下该缝纫机的工作方式：
在先剪型式中，要在被布夹35固定在工作台9上的缝料36中制做一个扣孔锁边28，如在图12中表示的那样。在这个型式中，该针6之里边的针刺点Pi与那些在扣孔锁边28的纵向区域中存在的相反对置的针迹列26、27必须是紧密地相互依次安置的或者说相互对应的。依此，在缝纫前被裁剪装置34所产生的剪口32并不包缝，而是被针迹列26、27所包围。该锯齿形针迹之里边的针刺点Pi则落入到扣眼28’的区域内部并内移尺寸d，因此，剪口32的剪边在扣孔眼28的整个范围内都被覆盖了。该锯齿形针迹的宽度(针迹宽度)是通过步进电机50的振荡运动决定的。
一个在后剪型式中制做的扣孔眼28’表明在图11中。在两个相反对置的针迹列26、27之间，必须在纵向区域中产生一个宽度b的中间料29，它允许在缝纫后构成剪口32，同时，扣孔锁边28不会被拆开。在扣孔眼28’的区域内，用于针刺位置的里边的针刺点Pi要调整一个间距e。该针迹宽度d可以相对于先剪型式而言保持常数。锯齿形针迹之位置(针迹位置)的改变发生在这样的情况下，即步进电机50在一个方向上的转动之终端位置被扩大了而在另一方向上的终端位置相应地被缩短了，因此，杠杆54要进一步地向外摆动，而向里的回摆运动则要减少这个扩大(值)。针杆4之里边的针刺点Pi要被移动尺寸b/2。相类似地，在扣孔眼28’向内要移位尺寸e，该尺寸事先可在控制装置90中获知。通过电机50与电机13的电耦合连接并因此与针杆摆动和传动轮11及针杆4之转动的耦合连接，就可以在保持或改变针迹宽度的条件下，依据实际实行的针迹并相对于所有的对于一个扣孔加工的程序所实行的针迹，亦即按照实际实施针迹，实现一个针迹位置的变化。
这样，通过步进电机50，不仅针迹位置而且针迹宽度均可自由调节，而且采用本发明的缝纫机还可以缝纫各种不同的扣孔形状，如它们可能是各种现代潮流的设计形式。这类扣孔形状在图13和14中示出。当然，一个在扣孔锁边261,271内部的可变针迹宽度a1也是可能的。同样，具有针迹宽度L的横固缝也是可以缝制的。
参考编号
1     臂轴               2     曲柄传动机构
3     上针杆轴承          4     针杆
4     针杆               5     下针杆轴承
6     针                 7     可转动的摆梭轴承
8     上摆梭轴承          9     X-Y工作台
10    下摆梭轴承         11    摆梭
12    基板               13    电机
14    肋板               15    齿带
16    架板               17    壳体
18    电机               19    齿带
20    齿带               21    手轮
22    臂件/机械臂件       23    带轮
24    带轮               25    电机用轴承
26    针迹列                27    针迹列
28    扣孔缝度              28’  孔眼/扣孔眼
29    中间料                30    转轴
31    齿轮                  32    剪口
33    齿带轮                34    裁剪装置
35    布铗                  36    缝纫料
40    锯齿形(产生)装置/装置 41    轴承
42    颈                    43    调节环
44    下轴承套              45    叉形杠杆
46    同步环                50    电机/步进电机
51    齿轮                  52    电机支架
53    带齿扇形件            54    杠杆
55    限位板                60    步进电机
61    杆件                  62    杆件
63    杆件                  64    杆件
65    传动杆                66    传动杆
67    轴承                  68    心轴
69    螺母                  69’  (同步)挡块
70    凹槽                  80    步进电机
81    齿轮                  82    带齿扇形件
90    控制装置              91    电键盘/数据输入装置
92    显示板                93    贮存器
95    软盘驱动机构          96    主贮存器
97    装置                 153   夹持件
154   摆动轴               155   轴承
156    轴承                157  部件
158    开口                162  轴
163    齿带轮              164  齿带轮
165    齿带                166  齿带轮
167    齿带                a    宽度/针迹宽度
b      中间料              d    中间料
e      中间料/间距/位移    f    间距
g      间距                h    剪口长度
l      横固缝宽度          m    针迹宽度
n      针迹宽度            o    针迹宽度
x      方向                y    方向
z      转动方向            Pi  针刺点
Pix   针刺点坐标          Pix 针刺点坐标

Claims (11)

1、缝纫机，具有：一个被两个电机(60,80)可在两方向(x,y)上驱动的并置有缝纫物(36)的工作台(9)；缝纫工具(4,6,11)和一个用于在缝纫物(36)中制做一个带有剪口(32)的扣孔的裁剪装置(34)；该扣孔被围绕着在缝纫之前或之后产生的剪口(32)往返绕行的扣孔锁边之锯齿形针迹所限定，其中，该缝纫工具(4,6,11)包括：一个可上、下驱动的并在水平方向中振荡的针杆(4)和一个针杆(4)之下端部安置的针(6)，其与一个在基板(12)上安置的摆梭(11)配合作用；该缝纫工具被一个第三电机(13)可转动地驱动；该缝纫机还具有一个控制装置(90)，从中可调用各种不同的所贮存的扣孔形式，其特征在于：该缝纫机还具有：
一个用于转换为后剪型式的装置(97)；
一个被第四电机(50)驱动的并产生锯齿形针迹的针振荡装置(40)；其中，为了在扣孔锁边(28)中产生后剪型式中必需的中间料(b)，该针杆(4)的振荡运动可通过控制第四电机(50)。
2、按权利要求1所述的缝纫机，其特征在于：
第四电机(50)是一个步进电机。
3、按权利要求1所述的缝纫机，其特征在于：
其中设有一个数据输入装置(91)，通过它，一个扣孔的各种参数(a至o)就可以传输到该控制装置(90)中；还设置至少一个贮存器(93)，在其中，可以贮存那些根据参数(d至o)所计算出的针迹坐标以用于在先剪型或后剪型之一型式中制做扣孔锁边(28)。
4、按权利要求1所述的缝纫机，其特征在于：
该针迹宽度(a)在先剪型和后剪型式中是常数。
5、按前述权利要求之一所述的缝纫机，其特征在于：
该针振荡装置(40)包括一个具有带齿扇形件(53)的振荡轴(154)；该带齿扇形件(53)与第四电机(50)的一个传动齿轮(51)相啮合。
6、按照权利要求5所述的缝纫机，其特征在于：
该带齿扇形件(53)构置在一个可与振动轴(154)连接的杠杆(54)上。
7、按权利要求5或6所述的缝纫机，其特征在于：
其中设置了用于限定带齿扇形件(53)的摆动运动的限定位件(55)。
8、按权利要求7所述的缝纫机，其特征在于：
该限定位件(55)构置在一个限位板上。
9、按权利要求3所述的缝纫机，其特征在于：控制装置(90)按照计算的针迹坐标(Pix,Piy)来控制所有4个电机(13,18,50,60,80)。
10、按权利要求1所述的缝纫机，其特征在于：用于驱动工作台(9)的电机(60,80)是步进电机。
11、按权利要求1所述的缝纫机，其特征在于：用于旋转驱动缝纫工具(4,6,11)的电机(13)是一个步进电机。
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