CN1944746A - 曲线自动缝制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使是圆、圆弧(当然也包括椭圆、椭圆弧)或者S字形等的复合曲线，也可以容易地进行自动缝制的曲线自动缝制方法及其装置。该曲线自动缝制方法，通过缝制坯布保持件(5)将重合设置的缝制坯布(W)可拆装地夹持、保持为该缝制坯布(W)的外周缘部分露出的状态，通过缝制用缝纫机(4)缝合被保持在该缝制坯布保持件(5)上的缝制坯布(W)的外周缘部分。将设置有缝制坯布(W)的缝制坯布保持件(5)可水平旋转地支撑在缝制装置的规定位置上，使缝制用缝纫机(4)相对于缝制坯布保持件(5)的支撑位置直线状地接近离开移动，同时，以缝纫机的针轴(N)为中心可水平旋转地支撑缝制用缝纫机(4)，根据缝制坯布保持件(5)的旋转控制缝制用缝纫机(4)、使其进行接近离开移动以及围绕针轴转动，同时，缝合缝制坯布的外周缘部分。

Description

曲线自动缝制方法及其装置

技术领域

本发明涉及对具有圆或椭圆、圆弧或椭圆弧或者曲线形状的缝制部分的缝制坯布，沿着其曲线形状的缝制部分进行自动缝制的曲线自动缝制方法及其装置。

背景技术

以往，作为将裁剪成圆形的多张缝制坯布同心重叠、自动缝制其外周缘部分的装置，提出了以下方案，即，在露出缝制坯布的外周缘缝制部的状态下，用一对旋转盘(缝制坯布保持件)可拆装地夹持并保持缝制坯布，同时，在这些旋转盘的径外位置上设置外周缘缝制部的缝制用缝纫机，并相互关联地控制使缝纫机的针杆驱动系统与送布牙驱动系统动作的电动机、和旋转驱动夹持并保持缝制坯布的旋转盘的电动机。(专利文献1)

【专利文献1】特公平6-67426号公报

在上述现有的曲线自动缝制装置中，由于将缝制坯布的缝制部分设定在从旋转盘的外周缘起位于外侧的露出部分上，因此，该缝制部分处于离开旋转盘的旋转中心一定距离的圆周上。因此，俯视时的旋转盘的旋转中心轴与缝制用缝纫机的针轴的相对距离是一定、不变的，所以，在进行实际的缝制时，只通过旋转盘的旋转速度与缝制用缝纫机的针杆的升降速度的对应关系就可以顺利地进行曲线缝制。

但是，在缝制坯布的缝合线是椭圆或椭圆弧等的情况下，由于从保持缝制坯布的缝制坯布保持件的旋转中心到各缝制部位的距离有变化，因此，必须改变缝制坯布保持件与缝制用缝纫机的相对距离。

本发明着眼于这点，其目的是提供即使是圆、圆弧(当然也包括椭圆、椭圆弧)或者S字形等的复合曲线，也可以容易地进行自动缝制的曲线自动缝制方法及其装置。

发明内容

为了实现上述目的，技术方案1所述的曲线自动缝制方法，通过缝制坯布保持件将重合设置的缝制坯布可拆装地夹持、保持为该缝制坯布的外周缘部分露出的状态，通过缝制用缝纫机缝合被保持在该缝制坯布保持件上的缝制坯布的外周缘部分，其特征在于，将设置有缝制坯布的缝制坯布保持件可水平旋转地支撑在缝制装置的规定位置上，使缝制用缝纫机相对于缝制坯布保持件的支撑位置直线状地接近离开移动，同时，以缝纫机的针轴为中心可水平旋转地支撑缝制用缝纫机，根据缝制坯布保持件的旋转控制缝制用缝纫机、使其进行接近离开移动以及围绕针轴转动，同时，利用缝制用缝纫机缝合缝制坯布的外周缘部分。

并且，技术方案5所述的曲线自动缝制装置，具有：缝制坯布保持件和缝制用缝纫机，缝制坯布保持件使缝制坯布的外周缘部分露出，并可拆装地夹持、保持重合设置的缝制坯布；缝制用缝纫机缝合被保持在该缝制坯布保持件上的缝制坯布的外周缘部分，其特征在于，具有缝制坯布支撑装置、缝制用缝纫机支撑座、缝制用缝纫机，该缝制坯布支撑装置可水平旋转地支撑设置有缝制坯布的缝制坯布保持件；该缝制用缝纫机支撑座可相对于该缝制坯布支撑装置接近离开；该缝制用缝纫机可围绕与针轴同心配置的旋转轴心旋转地支撑在缝制用缝纫机支撑座上，基于缝制坯布支撑装置上的缝制坯布保持件的水平旋转动作、控制装置发出指令，根据该来自控制装置的指令，对缝制用缝纫机支撑座相对于缝制坯布支撑件的接近离开量、和围绕旋转轴心旋转的缝制用缝纫机的旋转量进行控制。

在本发明中，以缝制坯布支撑件的旋转量为基准、计算从缝制坯布保持件的旋转中心轴到缝制部位的距离，根据该距离和缝合预定曲线的方向控制缝制用缝纫机的缝制坯布保持件向旋转中心轴方向的进退量和围绕针轴的旋转量，因此，无论何种形状的曲线都可以高效率地进行缝制。

并且，在本发明中，由于是以缝制用缝纫机的针轴为中心进行摆动的方式构成缝制用缝纫机，因此，可以使整个缝纫机的轴相对于缝制的前进方向处于直角的位置，可以防止相对于线的松紧(締り)的变化，可以保持稳定的针迹。尤其是在用两根针进行缝制的情况下，可以将各针形成的两个针迹的间隔保持为一定。

而且，在使缝制坯布保持件间歇性地旋转的情况下，由于可以在缝制坯布保持件的输送(旋转)停止时进行插针，因此，横向的力不会作用在针上，在插针过程中不会由于缝制坯布的移动而使针折断。

附图说明

图1是表示拆下的实现本发明的缝制方法的缝制装置的主要部分的概略侧视图。

图2是表示在缝制状态下、拆下的实现本发明的缝制方法的缝制装置的主要部分的概略侧视图。

图3是表示缝制用缝纫机与缝制坯布保持件的移动轴的关系的图。

图4是表示缝制形状的图形的任意点A上的坐标系的图。

图5是表示缝制形状的图形的线上的分割形式的图。

图6是表示计算缝制时的下一个目标点的方法的说明图。

图7是表示缝制时的缝纫机与缝制坯布保持件的相对姿势的图。

具体实施方式

附图是表示本发明的实施方式的说明图，图1是表示拆下的实现本发明的缝制方法的缝制装置的主要部分的概略侧视图，图2是表示在缝制状态下、拆下主要部分的概略侧视图。

在该缝制装置中，将缝制坯布支撑座(2)立设在基座(1)上，同时，使缝制用缝纫机支撑座(3)以可相对于上述缝制坯布支撑座(2)接近离开的状态位于该基座(1)上，在缝制用缝纫机支撑座(3)上，缝制用缝纫机(4)设置成以针轴(N)为中心可摆动的状态。

在缝制坯布支撑座(2)上以可水平旋转的状态保持有框状的缝制坯布保持件(5)。并且，重叠的缝制坯布(W)以作为缝制部位的外周缘部分向外部露出的状态、被可拆装地夹持并保持在形成框状的缝制坯布保持件(5)上。

因此，如图3所示，在该结构的缝制装置中，缝制坯布保持件(5)以缝制坯布支撑座(2)的支撑轴心(Z)为旋转轴心进行旋转，俯视时，缝制用缝纫机(4)在连结缝制坯布支撑座(2)的支撑轴心(Z)和缝制用缝纫机(4)的针轴(N)的H轴上直线地接近离开移动，且缝制用缝纫机(4)以其针轴(N)为旋转中心以摆动角度(θ)在一定范围内进行往复摆动。

以下就使用该缝制装置的曲线自动缝制方法进行说明。

首先，相对于用CAD等画出的任意的缝制曲线(S)的图形，将缝制坯布支撑座(2)的支撑轴心(Z)的位置确定为原点位置，求出相对于该缝制曲线(S)的图形的任意点A的X-Y坐标。然后，设原点位置上的缝制坯布保持件(5)的旋转角度为R、从原点位置到图形上的任意点A的长度为H、围绕针轴(N)的摆动角度为θ、求出X-Y坐标，将该X-Y坐标转换成机械坐标系的R-H-θ坐标系(参照图4)。

连续地进行该操作、求出缝制形状的所有坐标。在此，缝制用缝纫机(4)的摆动角度(θ)，是相对于任意点A上的缝制曲线(S)的法线方向与缝制用缝纫机的中心轴(M)直交的角度。

制作该R-H-θ坐标系的坐标的方式有，如图5(A)所示，用固定等角度(dR)围绕着缝制坯布支撑座(2)的支撑轴心(Z)对缝制形状曲线(S)进行分割，将分割后的线放射状地延伸，求出与缝制曲线(S)的交点位置的坐标的R-H-θ，然后制成图表；以及如图5(B)所示，用任意的固定距离(P)分割缝制曲线(S)的线、求出该坐标的R-H-θ，然后制成图表。

并且，在利用固定等角度分割方式的情况下，随着从原点位置到缝制形状曲线(S)的交点位置的距离(H)增大，缝制形状外周上的各坐标间的距离也增大，因此，实际缝制时所期待的位置精度降低。另一方面，在利用固定间距分割方式的情况下，可以不受从原点位置到缝制形状曲线(S)的交点位置的距离(H)的影响、使在缝制形状外周上的各坐标间的距离一定，因此精度稳定。但是，任何方式都有分割数量的限制，因此缝制形状曲线上的各点间的坐标最好用前后的点的直线插入(直線補間)等计算坐标。

将这样计算出的缝制曲线上的各部的R-H-θ坐标位置图表化、输入到省略了图示的控制装置的存储部中，利用来自该控制装置的指令分别对使缝制坯布支撑座(2)进行旋转动作的AC伺服电动机(6)、线性驱动缝纫机支撑座(3)的AC伺服电动机(7)以及使缝制用缝纫机(4)围绕针轴(N)进行摆动动作的AC伺服电动机(8)进行控制，使其动作，以此实现任意的缝制曲线。

在缝制用的缝纫机中，由于缝制间距对缝合强度有影响，因此是非常重要的因素。并且，在上述缝制装置中，作为使该缝制间距稳定的方式，有连续进给方式和间歇进给方式。

在连续进给方式的情况下，使用利用上述固定间距分割方式得到的坐标。并且，利用任意设定的速度使缝制坯布保持件(5)围绕缝制坯布支撑座(2)的支撑轴心旋转。实际上，通过以固定周期增加利用固定间距分割方式获得的坐标图表的指标，可以使线缝间距稳定。对于缝制用缝纫机(4)的接近离开移动以及围绕针轴(N)的摆动，从图表中求出与现在的缝制坯布保持件(5)的旋转位置相对应的坐标(H、θ)，使其朝向该位置动作。由于这种情况下的各轴的动作是连续的，因此，在该连续进给方式的情况下，从缝纫机的特性上看、在缝制用缝纫机(4)侧需要进给机构。

另一方面，在间歇进给方式中，也可以使用由上述固定等角度分割方式获得的坐标、和由上述固定间距分割方式获得的坐标中的任何一种坐标。

并且，在该间歇进给方式中，通过以下的公式、根据现在的位置坐标(R，H，θ)和缝制间距P求出形成下一个落针位置(目标位置)的旋转角度R’。(参照图6)

数1

$\tan \mathrm{dR}=\frac{\mathrm{dX}}{H+\mathrm{dY}}---\left(1\right)$

根据式(1)(2)(3)

$\tan \mathrm{dR}=\frac{P\cos \mathrm{\θ}}{H+P\sin \mathrm{\θ}}\→\mathrm{dR}={\tan }^{-1}\left(\frac{P\cos \mathrm{\θ}}{H+P\sin \mathrm{\θ}}\right)$

∴R′＝R+dR

这样，从图表求出与得到的旋转角度R’相对应的坐标(H、θ)、使缝纫机(4)的接近离开移动以及围绕针轴(N)的摆动朝向该位置动作。这种情况下，各轴的动作形成间歇性的，因此不需要缝制用缝纫机(4)侧的进给机构。

另外，在利用间歇性进给进行缝制作业的情况下，在缝纫机针升降时，作为被缝合物的缝制坯布(W)依旧是停止状态，因此，来自横向的力不对针进行作用。其结果，减少了针折断的发生几率。这在缝制坯布(W)是厚坯布的情况下尤为显著。

根据如上所述得到的缝制间距决定缝制坯布保持件(5)的旋转角度、缝纫机支撑座(3)的接近离开移动量、缝制用缝纫机(4)的摆动量，如图7所示，对任意形状的缝制曲线、一面改变缝制用缝纫机(4)的姿势一面进行缝制作业。

并且，在用两根针进行缝制的情况下，使针轴(N)位于并排设置在缝纫机的轴上的两根针之间的间隔的中间部分上。通过这样地构成，针迹位于平行的位置、可以将针迹构成的缝合线之间的间隔保持一定。

本发明可适用于缝制成圆或椭圆、圆弧或椭圆弧或者曲线形状的曲线缝制的缝制装置。

Claims (7)

1.一种曲线自动缝制方法，通过缝制坯布保持件(5)将重合设置的缝制坯布(W)可拆装地夹持、保持为该缝制坯布(W)的外周缘部分露出的状态，通过缝制用缝纫机(4)缝合被保持在该缝制坯布保持件(5)上的缝制坯布(W)的外周缘部分，其特征在于，

将设置有缝制坯布(W)的缝制坯布保持件(5)可水平旋转地支撑在缝制装置的规定位置上，使缝制用缝纫机(4)相对于缝制坯布保持件(5)的支撑位置直线状地接近离开移动，同时，以缝制用缝纫机(4)的针轴(N)为中心可水平旋转地支撑缝制用缝纫机(4)，根据缝制坯布保持件(5)的旋转控制缝制用缝纫机(4)、使其进行接近离开移动以及围绕针轴转动，同时，利用缝制用缝纫机(4)缝合缝制坯布(W)的外周缘部分。

2.如权利要求1所述的曲线自动缝制方法，其特征在于，通过以缝制坯布保持件(5)的旋转中心轴(Z)为中心等角度分割而设定虚拟线，计算该虚拟线和缝制曲线的交点位置的坐标值、确定缝制用缝纫机(4)的直线移动量和缝制用缝纫机(4)的围绕针轴的旋转量。

3.如权利要求1所述的曲线自动缝制方法，其特征在于，计算将缝制曲线上等间隔地分段后的位置出的坐标值、确定缝制用缝纫机(4)的直线移动量和缝制用缝纫机(4)的围绕针轴的旋转量。

4.如权利要求1至3中任一项所述的曲线自动缝制方法，其特征在于，间歇地进行缝制坯布保持件(5)的旋转。

5.一种曲线自动缝制装置，具有：缝制坯布保持件(5)和缝制用缝纫机(4)，缝制坯布保持件(5)使缝制坯布(W)的外周缘部分露出，并可拆装地夹持、保持重合设置的缝制坯布(W)；缝制用缝纫机(4)缝合被保持在该缝制坯布保持件(5)上的缝制坯布(W)的外周缘部分，其特征在于，

具有缝制坯布支撑装置(2)、缝制用缝纫机支撑座(3)、缝制用缝纫机(4)，该缝制坯布支撑装置(2)可水平旋转地支撑设置有缝制坯布(W)的缝制坯布保持件(5)；该缝制用缝纫机支撑座(3)可相对于该缝制坯布支撑装置(2)接近离开；该缝制用缝纫机(4)可围绕针轴(N)的轴心旋转地支撑在缝制用缝纫机支撑座(3)上，基于缝制坯布支撑装置(2)上的缝制坯布保持件(5)的水平旋转动作、控制装置发出指令，根据该来自控制装置的指令，对缝制用缝纫机支撑座(3)相对于缝制坯布支撑件(5)的接近离开量、和围绕旋转轴心旋转的缝制用缝纫机的旋转量进行控制。

6.如权利要求5所述的曲线自动缝制装置，其特征在于，间歇地进行缝制坯布保持件(5)的旋转。

7.如权利要求5或6所述的曲线自动缝制装置，其特征在于，缝制用缝纫机(4)具有并列的两根针。

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