JPH06511395A - 三次元対象物に対しシームを作成する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 三次元対象物に対しシームを作成する装置本発明は繊維織成材料、レザー、合成 物またはその類似材料のような材料から成る三次元対象物にシームを作成するた めの装置に関する。この種の装置は被服、家具および自動車座席用の掛は布の生 産に、また靴の製造に使用されている。

通常、三次元対象物、たとえば布製のエンベローブは、予め調製された二次元の 裁断物を互いの頂部に対して平らに置いて縫製機で縫付けるようにして生産され る。これら２枚の裁断物はその裁断端縁から精確に特定された距離をもって互い に縫付けられる。裁断物には予めマーキングが設けられていて、これを縫製の間 に整合させねばならず、そしてそれはまた縫製の間に裁断物をｔ目互に変位させ ることを要する。縫製機による裁断物の連結は非常に時間を要するものであり、 またオペレータによる高度のルーチンを必要とするものであり、そのオペレータ は裁断物を案内し、かつ縫製機を操作せねばならない。比較的緩慢な手による制 御の故で、縫製機の性能実現性は充分に利用されない。材料の供給は縫製機によ って針の貫通運動の間に間欠的に行われる。

ＤＥ３３　３８　４０５　Ａｌから、シームを備えた三次元物品製造用の装置は 知られており、ここにおいて縫製機にはロボットアームの形態のマニピュレータ が取付けられている。この縫製機はマニピュレータによって縫製すべき２枚の裁 断物の意図されたシームラインに沿って前記縫製機が案内されるような方法で移 動される。下糸ボビンは縫製すべき裁断物を下方に把握し、そしてプレソサは上 部の裁断物に向って押圧する。下部裁断物はブランベ・ラドによって支持され、 このブラシベッドを介して下糸ボビンが運動する。

同様な縫製機はＥＰ　０　３４４　４００　Ａｌによって知られている。ここで はまた、縫製機はロボットのマニピュレータアームに固定されているが、その縫 製機の詳細は記載されていない。

三次元システムにおいてマニピュレータにより縫製機が移動されるものである知 られた装置は、きちんとしていて、かつ歪みのないシームを得ること、そして更 に高作業速度における縫製動作を行うのに困難性を伴っている。

本発明の目的は三次元対象物に対しシームを作成するための装置を提供すること であり、これは完全かつ歪みのないシームを生成することを可能にするものであ る。

この目的は本発明により請求項１に示された特徴によって達成される。

本発明による縫製装置において、この装置は縫製ヘッドを含んで構成され、これ の運動は材料への針の貫通の間それが加工材料を支持する保持装置に対して停止 状態であるように制御される。これらの停止動作は異なった方法により行うこと が可能である。一つの可能性は縫製機の針運動と一致してマニピュレータアーム をシームラインに沿って前記マニピュレータアームが針の貫通および退去運動の 開停止状態であり、そして針が材料から引抜かれるときにのみ縫製機が運動する ように移動させることである。他の可能性は、縫製ヘッドがマニピュレータアー ムの直線方向において、針が材料中にある際の地点において前記縫製ヘッドがマ ニピュレータアームに関連する意図されたシームラインに沿って略同＝速度で後 方へ移動し、針が材料から引抜かれるときカラ動きの量による遅れを再び取戻す ように運動可能に案内されることを意図することである。次いで、このマニピュ レータは一定速度においてマニピュレータのツール中心点がシームラインに沿っ て定速で運動するが、縫製機は交互にツール中心点およびカラ動きの遅れを再度 取戻すのには不十分である。この目的のために、ガイドがマニピュレータアーム に固定されており、このガイドは常に意図されたシームラインに平行に整列され ており、そしてこれに沿って縫製機全体が直線的に案内される。最後に、縫製機 力《静止されている間マニピュレータアームによって布保持装置を運動させるこ とも可能であり、縫製機全体またはその縫製ヘッドのパーツをフォロア運動させ るために直線的に運動させるものとする。

縫製機をマニピュレータアーム上に固定的に装架し、そして縫製ヘッドまたはそ の個々の構成部品を、針のステッチ運動の間縫製ヘッドが加工材料に対する停止 状態にあるように変位の直線的な方向に沿って運動させることもまた本発明の範 囲内である。この場合にもまた、マニピュレータアームを定速で運動させ得る一 方、後方および前方補正運動が縫製機に関連する縫製ヘットによってもっばら行 われる。

マニピュレータアームの連続的な運動は、針のステッチ運動に依存して間欠的に 移動せねばならない質量を比較的小さくてきるという利点およびマニピュレータ アームの運動と針のステッチ運動とを相互に調整することを要しないという利点 を存している。

本発明による縫製機において、シームを縫付けるためのフィードストロークは加 工材料それ自体が停止状態にある間マニピュレータアームによってもっばら行わ れる。ここで加工材料を支持する保持装置は必ずしも完全に固定されねばならな い訳ではなく、たとえばそれを転回可能に固定することも可能である。縫製機そ れ自体がフィード装置を全く備えていないこと、および材料が２個のステッチ間 でそれ以上移動しないことが重要である。

２個のステッチ間の加工材料に関し縫製ヘッドの相対的運動を許容する目的て、 針が材料から引抜かれるときニードルプレートおよびプレッサは離れて運動する 。

この状態において、縫製ヘッド（または縫製機全体）を加工材料に対して１個の ステッチ長さだけ移動させることが可能である。その後、その材料は次の針のス テッチのために加工材料の精確な位置および縫製すべき裁断物の精確な手による 相互整列を提供するために再びニードルプレートおよびプレフサ間にクランプさ れる。

以下に本発明の実施態様を図面に関連して詳細に説明する。

図面中、 第１図は保持装置と共に互いに縫製すべき該装置に固定された裁断物を示してお り、 第２図は保持装置とその中に装架されたマニピュレータおよび縫製機を示してお り、 第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図であり、第４図は縫製機の正面 図であり、 第５図は針のステッチ運動に対する縫製ヘッドの運動についての時間調整を示す 図であり、 第６図は他の実施態様であって、縫製ヘッドが縫製機に関して直線的に運動可能 であるものを示す０１１１面図である。

第１図は保持装置１０を示しており、二次元材料から三次元の中空対象物を生成 するために該装置は互いに対面している個々の裁断物を支持している。製造すべ き加工材料の裁断物は保持装置１０上に固定されていて、自動車のアームレスト 用の袖を構成している。

保持装置１０は基体（ｂａｓｉｃ　１ｘｘｌｙ）　１１を含んて成り、それの周 囲に裁断物１２は帯状ストリップの形状で配置されている。この裁断物１２は保 持プレート１３によって基体１１上に固定され、それらの保持プレートは外部か ら裁断物に対して押圧されている。裁断物１２は基体１１を取囲んでいる。裁断 物１２によって形成されたリングの側面はそれの上に縫製すべき側面部の形状に おける裁断物１４によって閉塞されるべきものである。裁断物１４は基体１１の 側面に対して配置され、そして保持プレート１５によりそこに保持されるが、こ のプレートは基体に対して押圧される。基体ｌｌ上の保持プレー１−１３および １５の保持は、たとえば磁石または吸引によって行うことが可能である。

裁断物１２および１４はそれらが端縁ストリップ１６（第３図をも参照）を形成 する周辺端縁において、それらがオーバーラツプするような寸法を有している。

これら端縁ストリップ１６の根本においてシーム１７が生成される。

第２図は静止状態におけるホルダー（図示せず）上に取付けられている保持装置 １０およびマニピュレータアーム１９上に装架された縫製機１８を示している。

マニピュレータアーム１つはマニピュレータ２０の一部であり、この例において マニピュレータは複数本の運動軸、たとえば６ないし８本の運動軸を有する工業 用ロボットである。マニピュレータ２０はツール中心点、すなわちマニピュレー タアーム１つ上に強固に取付けられたツールの有効点（ｅｆＴｅｃｔ４ｖｅ　ｐ ｏｉｎｔ　）を予め定めた運動バスに沿って移動させ得るように数値的に制御さ れる。マニピュレータ２０のプログラミングは、マニピュレータアーム１９であ ってそれに固定されたツールを備えるものが教示フェーズ（ｔｅａｃｈｊｎｇ　 ｐｈａｓｅ）における意図された処理ラインに沿って手動により案内されるよう に作成することが可能である。この方法において記録されたパスの値は記憶さね −そして引続きマニピュレータ２０は、教示フェーズにおいて遂行された制御方 法におけるのと同一の運動をマニピュレータアーム１つが行うように制御される 。マニピュレータアームに固定されたツールは、この場合には縫製機１京から成 っている。

マニピュレータアーム１つ上には直線ガイド２１が固定され、これに沿って縫製 機１８を支持するキャリッジ２２が運動可能である。ガイド２１は縫製機１８の 針に対し横断方向に整列されており、そしてそれは生成すべきシームライン１７ に平行に延在している。キャリッジ２２はドライブ（図示せず）によって駆動さ れる。このドライブは縫製機の駆動モータ２３で形成することができ、この場合 にはキャリッジ運動はこの駆動モータ２３により動かされるカムディスクによっ て生成される。

第３図によれば、縫製８１１８の駆動モータ２３はベルトドライブ２４を介して ドライブシャフト２５を駆動し、前記ドライブシャフトは知られた方法において 縫製機の構成部品を駆動する。縫製機は縫製ヘッド２６を含んで成り、このヘッ ドは縫製機ハウジング１８ａに対して固定関係にアレンジされている。縫製ヘッ ド２６に属しているのは、前後に回動するシャフト２８に取付けられへかつ湾曲 した針２９を有するニードルレバー２８と、二層化端縁ストリップ１６に対する 当接部材を生成し、かつ針２９貫通用のカットアウトを含むニードルプレート３ ０と、ニードルプレート３０に対向して整列されたブレソサ３１と、ニードルプ レート３０の後方に配置され、かつ下糸サプライを備えるシャフトフック３２で ある。針２つはシャフト２８の軸の周囲に湾曲されている。

針２つが貫通している間、端縁ストリップ１６はニードルプレート３０とプレッ サ３１との間で強固にクランプされている。針が端縁ストリップ１６から引抜か れる際、ニードルプレート３０およびプレッサ３１は端縁ストリップを解放する ために離れるように運動する。プレッサ３１の開閉運動はニードルレバー２７に よって制御されるが、これは針が材料から引抜かれるとブレツサ３１のストップ ３３と係合するので、該ブレノサは該ブレッサをニードルプレート３０の方向へ 引張るバネ３４の作用に抗して端縁ストリップ１６から引上げられる。

針が退去すると、ニードルプレート３０もまた端縁ストリップから移動される。

これは、ニードルプレート３０を支持するアーム３５がニードルレバー運動と同 期するカムコントロール３６によって移動されるという事実によって行われる。

ニードルプレート３０またはブレフサ３１上にセンサー３７が設けられており、 これは端縁ストリップ１６の存在を検出し、モして端縁ストリップが検出されな かったときには縫製機を運転しないようにする。このセンサーは光セルバリヤー （ｌｉｇｈｔ−ｃｅｌｌ　ｂａｒｒｉｅｒ）　、たとえばここにおいてライトエ ミッタがニードルプレート３０およびブレフサ３１上のレシーバに取付けられる ものとする。

第４図によれば、ヤーンボビン（図示せず）から到来する糸３８はパルスモータ により駆動されるローラ上を通過し、更にダイパーティングピン４０上を通過し て針運動のリズムにおいて上下に可動である糸巻取り機構に至る。そこから糸３ ８はニードルレバー２７上に設けられた糸ブレーキ４２に進み、そして更に針２ ９の先端に近接して配置された針孔に進む。ローラ３９を駆動するパルスモータ は、所定のステッチ長さに相当する糸の量を提供するために糸巻取り機構４１の 上方運動の完了後、サイクルごとに機能に入るように設定されている。押圧ロー ラは、糸がスリップすることなくローラ３９によって移動されるように、パルス モータによって駆動されるローラ３９に対し糸を確りと押圧する。ローラ３９が 運動を停止すると、それはパルスモータによって保持されるのてローラ３９後方 への引張り力により糸サプライから糸が引張られる可能性は全く無い。

キャリッジ２２はマニピュレータアーム１つの運動方向におけるその前方端位置 にあるものとする。この位置において、材料中へ針２９が貫通する場所はマニピ ュレータのツール中心点を表している。マニピュレータアーム１９は、ツール中 心点が意図されたシームラインに沿って移動するように、マニピュレータ２０に よって動かされる。

縫製機１８の駆動モータ２３は、ステッチ長さく貫通地点から貫通地点への道程 ）が供給速度とは無関係に一定の侭であるようにマニピュレータアームの運動に 依存して制御される。この目的で、シーム方向におけるマニピュレータのパスエ ンコーダに由来する速度成分か縫製機モータの速度と比較される。針２つの先端 が端縁ストリップ１６を貫通する前に、ニードルプレート３０およびプレソサ３ １はｔ目互に向って移動する。同時にキャリッジ２２は、マニピュレータアーム １９によって（意図されたシームラインに沿い）かつフィード速度に相当スる速 度において遂行されるフィード運動の反対方向にガイド２１に沿って移動される 。

それにより縫製機１８は、材料への針２９の貫通の間保持装置１０または加工材 料に対して停止するのに対し、マニピュレータアーム１９は更に連続的に移動さ れる。これが必要なのはマニピュレータアーム１９が意図されたシーム方向に対 し平行に整列されるためである。針２９が材料から引抜かれたとき、キャリッジ ２２は再びその前方端部位置へガイド２１に沿って移動される一方マニビュレー タアーム１９はその連続的供給運動を継続する。

これらの連動状態は第５図中に示されている。ここで、その上部表示中には針２ ９のステッチ運動Ｓの時間における推移が示されており、その振幅は針の先端が ニードルプレート３０を経由してその退去位置から前方に押されれば押される程 増大するものである。下部表示においては縫製機１８の絶対速度Ｖが示されてお り、ｖＲはマニピュレータアーム１９の定常的なフィード速度である。ステッチ 運動が全く行われない限り、縫製機１８はマニピュレータアーム１９に対しその 前方端部位置にあり、かつそれはフィード速度ｖＲにおいて運動する。ステッチ 運動が行われるとき、縫製機１８はフィード速度の方向とは反対にガイド２１に 沿って運動するので、絶対速度はゼロとなる。材料からの針先端の退去の後、縫 製機１８はガイド２１に沿って移動し、再び前方端部位置に至るが、このフィー ド運動はマニピュレータアーム１９のフィード速度ｖＲと重なるものである。

前方端縁位置において、キャリッジ２２は次のステッチが行われるまで残留する 。

ガイド２１に対するキャリッジ２２の駆動は縫製機ドライブによって行われ、そ して針の運動と同期する。

第６図の実施態様において、縫製機４８はマニピュレータアーム（図示せず）と 強固かつ堅固に連結されており、そして縫製機へンド２６の構成部品は矢印４つ て示される意図された縫製方向と反対の方向で置換可能である。縫製機４８の構 成部品は、それらが上記の縫製機１８の構成部品に相当するものである限り、同 一の参唄数字によって示される。以下の説明は縫製機１８と比較された縫製機４ ８の相違に限定するものとする。

縫製機４８上でニードルレバー２７はシャフト２８に固定されておらず、このシ ャフトに沿って置換可能である。同様にプレッサ３１を支持するアームはシャフ トとともに回転できるようシャフト２８に固定されるが、このシャフトに沿って 置換可能である。

ニードルレバー２７およびブレッサ３１の置換はカムディスクによって制御され るフォーク５０により行わわ、前記フォークはシャフト２８上に設けられたスリ ーブ５１中の環状溝に係合し、ニードルドライブと同期して制御される。同様な 方法において、ニードルプレート３０およびシャトルフック３２は矢印４９の方 向およびその反対方向において置換可能である。

シーム１７は、二層化端縁ストリップ１６が裁断物から外方へ突出するように加 工材料上に縫付けられる。シームの完成に引続いて加工材料は反転され、生産の 間外側に廣たわっていた面は内側に横たわるようになる。

１（、− 国際調査報告 Ｋｌ＊＋ｍ１ｍｍＩ　Ａｍ″”１１′””　ＰＣＴ／ＥＰ　９１１０２５０Ｂフ ロントページの続き

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに縫付けるべき裁断物（１２，１４）を保持するための保持装置（１０ ）およびマニピュレータ（２０）であって、マニピュレータアーム（１９）によ り縫製機（１８）と前記保持装置の間で意図されたシームラインに沿って相対運 動を行わせるものとを含む対象物にシームを生成させるための装置において、前 記縫製装置（１８）が材料のための当接部材としてニードルプレート（３０）を 備えた縫製ヘッド（２６）と、前記ニードルプレートに対して材料を押圧するプ レッサ（３１）と、材料に対し横断方向に移動可能である針（２９）とを含むこ と、ならびに前記縫製ヘッド（２６）が、材料への前記針（２９）の貫通の間前 記保持装置（１０）に対し停止状態であるように制御されることを特徴とする装 置。
2. ２．前記マニピュレータアーム（１９）は、それと固定的に協働する場合前記縫 製ヘッド（２６）が意図されたシームラインに沿ってフィード速度において連続 的に運動するように制御されること、ならびに前記縫製ヘッドは、貫通の間は、 フィード方向とは反対に移動するように、かつ２個の貫通個所間ではフィード方 向に移動するように前記マニピュレータアーム（１９）に対しフィード方向に対 し平行に駆動されることを特徴とする請求項１による装置。
3. ３．前記縫製ヘッド（２６）が前記縫製機（１８）上で固定位置に配置されるこ と、ならびにマニピュレータアーム（１９）上の前記縫製機（１８）全体がフィ ード方向に平行に可動であることを特徴とする請求項２による装置。
4. ４．前記マニピュレータアーム（１９）上の前記縫製機（４８）がフィード方向 に平行に縫製機ハウジング（１８ａ）に対して可動であることを特徴とする請求 項２による装置。
5. ５．前記針（２９）が材料の外へ移動する際、前記ニードルプレート（３０）お よび前記プレッサ（３１）が離間するように移動し、また前記針が再び材料を貫 通する前にその材料をクランプするために、それらが相互に向って移動すること を特徴とする前記請求項１−４のいずれかによる装置。
6. ６．前記プレッサ（３１）および前記ニードルプレート（３０）間の材料の存在 を検出するために、少なくとも１個のセンサ（３７）が前記縫製ヘッド（２６） 上に設けられることを特徴とする前記請求項１−５のいずれかによる装置。
7. ７．前記針（２９）は、それとの回転のためにシャフト（２８）と連結されてい るニードルアーム（２７）上に配置されており、また前記シャフト（２８）の周 囲に湾曲されていることを特徴とする前記請求項１−６のいずれかによる装置。
8. ８．前記縫製機（１８）の駆動モータ（２３）は、フィード速度とは無関係にス テッチ長さが一定の侭であるように、前記マニピュレータアーム（１９）の運動 に依存して制御されることを特徴とする前記請求項１−７のいずれかによる装置 。
9. ９．前記縫製機がパルスモータを備えた糸供給装置を含んで成り、このパルスモ ータは針運動の各サイクルについて設定されたステッチ長さに相当する糸の量を 提供するものであることを特徴とする前記請求項１−８のいずれかによる装置。