CN114302987A - 缝制方法和缝制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缝制方法和缝制装置。缝制机构(14)具有缝台(60)和缝纫机针(72a、72b)，被缝制物(100)被夹在该缝台(60)与缝纫机针(72a、72b)之间。当缝台(60)比此前的缝制接近所述被缝制物(100)规定量以上时，换言之，当被缝制物(100)与缝台(60)的间隔距离比此前的缝制小规定量以上时，引线机构(80)将挂在缝纫机针(72a、72b)的针孔(73)中的线(74a、74b)向离开缝台(60)的方向牵引。据此，能获得具有优异美观性的线迹。

Description

缝制方法和缝制装置

技术领域

本发明涉及一种用机针和弯针(looper)在被缝制物上形成线迹(seam)的缝制方法和缝制装置。

背景技术

为了在汽车的车厢内营造出高级感，有时对按照仪表板的内饰基材的形状而裁剪乃至成型的表皮材料实施针脚图案的缝制(设置线迹)。最近，正在尝试利用在顶端臂上设置有作为缝制机构的缝纫机的缝制用机器人来进行该缝制。

在进行缝制时可能会产生缝制不平整。为了消除这种不良情况，在日本发明专利公开公报特开平8－266765号、日本发明专利公开公报特开2001－38084号中，提出了一种能改变挂在机针上的线的张力的缝制装置(缝纫机)。

发明内容

大多数内饰基材具有曲面、角部(弯折部)等。为了对呈这种复杂形状的内饰基材与表皮材料(被缝制物)实施缝制，例如能使机针从平坦部经过弯折部而向另一平坦部移动。在该过程中，缝制用机器人的各臂以机针与缝台(post bed)隔着被缝制物始终相向的方式适宜地动作。在该过程中，随着缝台的姿态发生变化，被缝制物与缝台的相对间隔距离发生变化。具体而言，在平坦部内饰基材与缝台离得比较近，另一方面，在弯折部内饰基材与缝台离得比较远。

当在被缝制物与缝台离得近的平坦部进行缝制时，介于机针或被缝制物与缝台之间的线的长度较短。与此相对，当在被缝制物与缝台离得远的弯折部进行缝制时，介于机针或被缝制物与缝台之间的线的长度较长。因此，在结束弯折部的缝制之后进行平坦部的缝制时，线会产生松弛。在该情况下，有时无法形成线迹而出现开线等线迹不良的现象。另外，若在该状态下继续缝制，则可能会出现例如线无法穿过由上一次的缝制形成的线环部的情况。

另一方面，在结束平坦部的缝制之后进行弯折部的缝制时，线产生绷紧。在该情况下，有时会由于线咬入被缝制物而损害线迹的美观。

日本发明专利公开公报特开平8－266765号、日本发明专利公开公报特开2001－38084号所记载的现有技术是用于在线与弯针被定位固定的状况下进行缝制的通常的固定式缝纫机中调整线的张力的技术，而并不能去除被缝制物与缝台的相对间隔距离发生变化时线的松弛。即，在现有技术中，明显存在在线与弯针移动的可动式缝制装置中无法消除线的松弛或绷紧的不便。

本发明的主要目的在于提供一种缝制方法，其能使线的松弛或绷紧消失，从而能获得具有优异美观性的线迹。

本发明的另一目的在于提供一种缝制装置，其构成为能实施上述缝制方法。

根据本发明一实施方式，提供一种缝制方法，通过机针和弯针在被缝制物上形成线迹，其中，所述机针随着反复进行往复移动而刺入或脱离所述被缝制物；所述弯针隔着所述被缝制物而与所述机针相向，并且被收容于缝台内，

当所述缝台比此前的缝制接近所述被缝制物规定量以上时，将挂在所述机针上的线向离开所述缝台的方向牵引，或者，当所述缝台比此前的缝制离开所述被缝制物规定量以上时，将挂在所述机针上的线向接近所述缝台的方向牵引。

另外，根据本发明另一实施方式，提供一种缝制装置，通过机针和弯针在被缝制物上形成线迹，其中，所述机针随着反复进行往复移动而刺入或脱离所述被缝制物；所述弯针隔着所述被缝制物而与所述机针相向，并且被收容于缝台内，

所述缝制装置具有引线机构和控制部，其中，

所述引线机构将挂在所述机针上的线向离开或者接近所述缝台的方向牵引；

所述控制部在所述缝台相对于所述被缝制物的距离与此前的缝制相差规定量以上时进行使所述引线机构动作的控制。

当缝台比此前的缝制接近被缝制物规定量以上时，换言之，当被缝制物与缝台的间隔距离比此前的缝制小规定量以上时，线基于间隔距离的差而松弛。因此，在本发明中，此时利用引线机构将线向离开缝台的方向牵引。据此，线的松弛消失，因此，在机针刺入被缝制物时，例如能使机针穿过由上一次的缝制形成的线环部。

与此相反，当缝台比此前的缝制离开被缝制物规定量以上(被缝制物与缝台的间隔距离比此前的缝制大规定量以上)时，线绷紧。在该情况下，利用引线机构将线向接近缝台的方向牵引。据此，线的绷紧消失，因此避免了线咬入被缝制物。

如此，根据本发明，当缝台相对于被缝制物的间隔距离与此前的缝制相差规定量以上时，将线向接近或者离开缝台的方向牵引，因此能形成具有优异美观性的线迹。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的缝制装置的概略结构图。

图2是表示利用图1的缝制装置进行缝制的被缝制物和该缝制所使用的落座部的具体例的概略立体图。

图3是图1的缝制装置的落座部和缝制机构的主要部分放大立体图。

图4是表示被收容在缝台内的两个弯针的主要部分概略立体图。

图5是构成图1的缝制装置的壳体的概略主视图。

图6是表示机针进入缝台内，且线被挂在弯针的钩挂爪(locking claws)上的状态的主要部分放大侧视图。

图7是表示由图4的机针和弯针形成的线环部相连的状态的主要部分概略立体图。

图8是表示缝台从平坦部向弯折部移动的姿态变化的概略流程图。

图9是表示引线机构牵引线的状态的主要部分概略主视图。

图10是设置有与图5不同的引线机构的壳体的概略主视图。

具体实施方式

下面，关于本发明所涉及的缝制方法，按其与用于实施该缝制方法的缝制装置的关系列举优选的实施方式，参照附图详细地进行说明。此外，下面说明中的“上”、“下”、“左”和“右”分别对应各附图中的上方、下方、左方和右方，但这是为了容易理解而方便地表示方向，并不定义实际使用缝制装置时的方向。

图1是本实施方式所涉及的缝制装置10的概略结构图。该缝制装置10具有保持机构12、缝制机构14和缝制用机器人16，该缝制用机器人16作为搬运该缝制机构14的搬运机构。缝制机构14被安装在由多关节机器人构成的缝制用机器人16的顶端臂18上。

首先，概略说明保持机构12。保持机构12具有框架20、多个退避机构22和落座部24，其中，所述多个退避机构22被该框架20支承；所述落座部24被设置于各个退避机构22。其中的框架20包括呈大致平板形状的底座28。在该底座28上立起设置有构成退避机构22的退避用气缸30。具体而言，退避用气缸30以往复用杆32面向图1的上方的姿态被框架20支承。

退避机构22除了具有退避用气缸30之外，还具有导向衬套34和导向销36。导向衬套34被固定在框架20的上端附近，并且往复用杆32的顶端以可滑动的方式插入到导向衬套34的内部。导向销36的下端与导向衬套34内的往复用杆32的上端连接。

所述落座部24被设置在导向销36的上端。因此，导向销36和落座部24与往复用杆32一体地进行进退动作。即，各个落座部24能在设置有各落座部的退避机构22的作用下单独前进或后退(退避)。此外，在图1中，前进对应上升，后退对应下降。

多个落座部24沿着缝制机构14进行缝制的缝制方向、即图2所示的缝制线L排列配置。落座部24的上表面、即落座面37沿着缝制线L设置，以与沿着缝制线L的被缝制物100的曲率半径大致相等的曲率半径弯曲。在被缝制物100例如为仪表板的内饰基材102和表皮材料104的情况下，落座部24如图2中的虚线所示那样配置。此外，如后所述，落座部24随着缝制机构14的接近而依次退避。

如上所述，落座面37形成为与被缝制物100大致相同的形状(参照图2或图3)。据此，保持被载置于落座面37的被缝制物100的形状。

如图1和图3所示，在落座部24上形成有多个吸气孔38。这些吸气孔38通过落座部24的内部的负压流路和排气管40而与未图示的吸气泵连通。在所述吸气泵的作用下通过吸气孔38进行吸气，由此落座部24吸附并保持被载置于该落座部24上的被缝制物100。

缝制机构14具有侧视观察时呈横躺的U字形状的壳体50。缝制用机器人16的顶端臂18与构成该壳体50的立柱部52的正面连接。另外，在立柱部52的一侧表面设置有缝制用马达54。

壳体50还具有分别从立柱部52的下端、上端向同一方向突出且彼此相向的第1横柱部56、第2横柱部58。在下方的第1横柱部56上设置有缝台60，该缝台60指向上方的第2横柱部58延伸。如图4详细所示，在缝台60内收容有第1弯针62a、第2弯针62b。在这些第1弯针62a、第2弯针62b之间夹装有从动齿轮66。该从动齿轮66在壳体50的内部通过同步带、齿轮系(gear train)等与所述缝制用马达54的旋转轴一起构成驱动机构。因此，当缝制用马达54的旋转轴旋转时，从动齿轮66跟随旋转，第1弯针62a和第2弯针62b与其一体旋转。此外，上述结构是公知的，因此省略详细的图示和说明。

第1弯针62a、第2弯针62b分别具有钩状的钩挂爪(locking claws)70。从第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b的各针孔73(参照图6)穿过的线74a、74b钩挂在各钩挂爪70上。此外，缝台60的上端面开口，因此，第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b能进入缝台60的内部或者退出缝台60的内部。

在第2横柱部58(参照图1)上设置有往复柄78，该往复柄78以接近或者离开第1横柱部56的方式进行往复动作。在该往复柄78上，通过机针保持器79设置有两根第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b(均是机针)。第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b随着缝制用马达54的旋转轴旋转，而与往复柄78一起往复动作。由于该结构也是公知的，因此省略详细的图示和说明。此外，这些第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b分别与缝台60内的第1弯针62a、第2弯针62b相向(参照图4)。

第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b的往复移动在从壳体50的正面观察的情况下描绘椭圆形的轨迹。据此，构成为：即使在使壳体50以恒定速度移动的情况下，第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b也保持恒定的位置而刺入被缝制物100。

在第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b的顶端分别贯穿形成有针孔73。用于形成作为线迹的平行线迹112(参照图2)的线74a、74b从未图示的线轴等线供给部拉出，其顶端穿过针孔73。

如图5所示，在第2横柱部58上设置有作为引线机构的压线用气缸80(按压机构)。该压线用气缸80具有在下端面形成有穿线槽82的压线用杆84。从线供给部拉出的线74a、74b在穿过穿线槽82之后被挂在第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b的各针孔73。因此，当压线用杆84前进(相当于图1和图5中的下降)时，线74a、74b被按压而被向线供给部侧牵引。换言之，此时，线74a、74b被拉向离开缝台60的方向。此外，在第2横柱部58上设置有垂片部86，线74a、74b被贯插于形成在该垂片部86上的未图示的穿线孔中。

在上面的结构中，保持机构12、缝制机构14和缝制用机器人16与作为控制机构的控制部90电连接。缝制用机器人16在控制部90的控制作用下，使缝制机构14沿着缝制线L(参照图2)以恒定速度移动。另外，此时，使壳体50的姿态按照被缝制物100的缝制位置的形状而变化，据此，以使第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b相对于被缝制物100的缝制位置大致垂直的方式来调整缝制机构14的姿态。

控制部90还使缝制用马达54运转或者停止运转、使压线用气缸80运转或者停止运转。

本实施方式所涉及的缝制装置10基本上如上述那样构成，接着，按该缝制装置10与本实施方式所涉及的缝制方法的关系来说明其作用效果。

在对被缝制物100进行缝制时，首先，如图2和图3所示，将被缝制物100载置到保持机构12的落座部24上，并且使所述吸气泵运转。据此，通过吸气孔38吸气，其结果，载置于落座部24的被缝制物100以落座于落座面37上的状态被吸附保持。

接着，缝制用机器人16在控制部90的控制作用下适当动作，其顶端臂18接近被缝制物100，如图3所示，使该被缝制物100位于被缝台60(第1弯针62a、第2弯针62b)与第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b夹持的位置。即，第1弯针62a、第2弯针62b与第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b隔着被缝制物100相向。如此，通过设置有用于搬运缝制机构14的缝制用机器人16，易于将缝制机构14搬运到被缝制物100的附近。此外，线74a、74b从线供给部被拉出，穿过形成在构成压线用气缸80的压线用杆84上的穿线槽82之后，单独穿过第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b的针孔73。

在图3(和图2的放大部分)中示出了缝制正在从左方向右方行进的中途。由该图3可知，在构成退避机构22的退避用气缸30到达缝台60和第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b进行缝制的部位时，通过使往复用杆32和导向销36后退来使落座部24从被缝制物100离开。此外，在该后退时，导向衬套34对往复用杆32和导向销36进行引导。

随着落座部24从被缝制物100离开，在落座部24与被缝制物100之间产生间隙。缝台60进入该间隙。如此，缝制装置10构成为：按照缝制机构14的位置而使落座部24依次退避，由此将缝台60配置在被缝制物100的里侧来进行缝制。此外，在退避前停止从进行退避的落座部24的吸气孔38吸气。

在被缝制物100为仪表板的情况下，构成该仪表板的内饰基材102显示出比较高的刚性。因此，即使在使落座部24离开仪表板的一部分的情况下，也能避免仪表板在该部位产生弯曲等变形。

接着，控制部90使缝制用马达54运转。据此，往复柄78上下地往复动作。当然，被机针保持器79保持的第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b也与往复柄78一体地上下往复动作。另一方面，从动齿轮66(参照图4)从动旋转，并且第1弯针62a、第2弯针62b与从动齿轮66一体且同步地旋转。第1弯针62a、第2弯针62b在第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b往复1次期间旋转一周。

第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b在从后退端(上止点)去往下方的去路上行进的过程中，如图6所示那样从被缝制物100的上端面侧刺入，在到达前进端(下止点)时，其顶端从被缝制物100下端面突出，并且进入到缝台60的中空内部。伴随于此，线74a、74b贯穿被缝制物100。然后，第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b在从下止点去往上止点的回路上行进，在该过程中脱离缝台60和被缝制物100。

当线74a、74b贯穿被缝制物100时，第1弯针62a、第2弯针62b的各钩挂爪70到达上止点。贯穿被缝制物100的线74a、74b被该钩挂爪70钩挂，且随着第1弯针62a、第2弯针62b旋转而被向图2和图3的下方牵引，在被缝制物100的下端面侧形成图7所示的线环部110。线74a、74b的在第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b下次刺入时(第1弯针62a、第2弯针62b旋转时)被牵引的部位插入到线环部110。

通过缝制用机器人16适当动作，使缝制机构14相对于被缝制物100相对地平行移动。与该平行移动同时，反复进行第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b的往复动作和第1弯针62a、第2弯针62b的旋转，由此线环部110彼此相连而进行缝制。此外，在图7中，仅例示有线74a，但在剩余的线74b中当然也同样地使线环部110彼此相连。另一方面，如图2所示，在被缝制物100的上端面侧形成呈直线状相连的平行线迹112。

缝制机构14通过缝制用机器人16例如以恒定速度向图2和图3的右方移动。伴随于此，位于与缝制机构14干涉的位置的落座部24在退避机构22的作用下从被缝制物100退避。即，在停止从吸气孔38吸气之后，往复用杆32下降而使落座部24退避到不与缝制机构14干涉的位置。另外，在缝制结束、缝制机构14离开的部位，重新从吸气孔38进行吸气，并且往复用杆32和导向销36在退避机构22的作用下一边被导向衬套34引导一边上升。其结果，落座部24载置被缝制物100。

在此，在被缝制物100为具有图2所示的形状的仪表板的情况下，通常在该被缝制物100上形成高平坦部120、低平坦部122等平坦部、弯曲部、曲折部等弯折部124。如图8所示，当缝台60从平坦部(高平坦部120或者低平坦部122等)向弯折部124移动时，伴随有姿态变化。这是因为，缝制用机器人16(参照图1)根据预先实施的示教，以缝台60和第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b与缝制部分的表面大致垂直的方式改变缝制机构14的姿态。

如图2的放大部分所示，在高平坦部120和低平坦部122，换言之，几乎没有高低差的平坦部，缝台60与被缝制物100的背面抵接，或者离开些许距离。与此相对，由图8可知，被缝制物100与缝台60的间隔距离随着接近弯折部124而变大。

被缝制物100与缝台60的间隔距离大致等于线74a、74b的从第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b架设到第1弯针62a、第2弯针62b上的部分(下面也记载为“机针-弯针间部分”)的长度。即，机针-弯针间部分的长度在缝制平坦部时最小，随着第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b和缝台60从平坦部靠近弯折部124而逐渐变大。另外，机针-弯针间部分的长度在缝制弯折部124时达到最大。

如此，在缝制从平坦部向弯折部124转移时，被缝制物100与缝台60的间隔距离产生差异。具体而言，与缝制平坦部时相比，被缝制物100与缝台60的间隔距离变大。其结果，线74a、74b的机针-弯针间部分的长度变大。

然后，第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b和缝台60通过弯折部124，到达下降的平坦部。此时，机针-弯针间部分的长度随着离开弯折部124而逐渐变小。伴随于此，线74a、74b的机针-弯针间部分的长度也变小。基于此，线74a、74b产生松弛。该松弛特别是在不用压脚等按压被缝制物100时容易产生。并且，如果产生松弛，会导致开线等线迹不良的现象。另外，根据情况，有时第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b无法穿过线环部110。

为了避免这种事情，在第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b和缝台60通过弯折部124靠近平坦部的情况等机针-弯针间部分的长度与此前的机针-弯针间部分的长度相差规定量以上(在该情况下为比此前接近规定量以上)的情况下，控制部90使缝制用机器人16暂时停止。控制部90还在使缝制用马达54停止的状态下使压线用气缸80运转。即，使压线用杆84前进。

如上所述，线74a、74b穿过形成于压线用气缸80的穿线槽82。因此，当压线用杆84前进时，如图9所示，线74a、74b的比压线用杆84靠顶端侧的部位被压线用杆84牵引。其结果，线74a、74b的顶端侧被向从缝台60离开的方向拉动、换言之、被向线供给部侧拉动。

通过该拉动，线74a、74b的松弛消失。即、线74a、74b张紧。在该状态下，控制部90使缝制用机器人16和缝制用马达54重新运转。即，重新开始缝制，将线74a、74b输送到被缝制物100的平坦部。

线74a、74b已经如上述那样处于张紧状态。因此，能有效地避免产生开线。另外，第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b容易通过线环部110。其结果，即使在弯折部124的缝制下游侧的平坦部上，也能形成具有优异美观性的平行线迹112。

当由控制部90检测到形成了规定长度的平行线迹112时，在该控制部90的控制作用下，缝制用机器人16的动作停止，并且缝制用马达54停止运转。因此，第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b的往复动作和第1弯针62a、第2弯针62b的旋转停止。当线74a、74b的在被缝制物100与第1缝纫机针72a、第2缝纫机针72b之间的部位被切断之后，缝制用机器人16适当动作，使缝制机构14从被缝制物100离开。由此缝制结束。

此外，如上所述，在缝制从平坦部向弯折部124转移时，被缝制物100与缝台60的间隔距离、进而线74a、74b的机针-弯针间部分的长度变大。若在该状态下对弯折部124进行缝制，则线74a、74b可能产生绷紧而咬入被缝制物100。

因此，也可以设置将线74a、74b向接近缝台60的方向牵引的第2引线机构。在该情况下，当缝制时的被缝制物100与缝台60比此前的缝制离开规定量以上时，可以通过该第2引线机构将线74a、74b向接近缝台60的方向牵引。伴随于此，线74a、74b从线供给部拉出少许量，因此线74a、74b的绷紧消失。据此，避免了线74a、74b咬入被缝制物100。

本发明不特别限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能进行各种变更。

例如可以代替压线用气缸80，而设置图10所示的旋转致动器(rotary actuator)130(卷绕机构)兼用作线供给部和引线机构。在该情况下，在线74a、74b松弛之后，构成旋转致动器130的旋转气缸132以规定的旋转角度旋转。通过该旋转，线74a、74b被旋转气缸132卷绕而张紧，因此与上述同样，线74a、74b能穿过线环部110。即，在该结构中也能获得具有优异美观性的平行线迹112。

另外，也可以将缝纫机针和弯针设为1个。

此外，被缝制物100并不限定于汽车用的仪表板的内饰基材102和表皮材料104，只要为缝纫机针能刺入的材料即可。

另外，也可以由吸附垫构成落座部24。

Claims (7)

1.一种缝制方法，通过机针(72a、72b)和弯针(62a、62b)在被缝制物上形成线迹(112)，其中，所述机针(72a、72b)随着反复进行往复移动而刺入或脱离所述被缝制物(100)；所述弯针(62a、62b)隔着所述被缝制物而与所述机针相向并且被收容于缝台(60)内，

其特征在于，

当所述缝台比此前的缝制接近所述被缝制物规定量以上时，将挂在所述机针上的线(74a、74b)向离开所述缝台的方向牵引，或者，当所述缝台比此前的缝制离开所述被缝制物规定量以上时，将挂在所述机针上的线向接近所述缝台的方向牵引。

2.一种缝制装置(10)，通过机针(72a、72b)和弯针(62a、62b)在被缝制物上形成线迹(112)，其中，所述机针(72a、72b)随着反复进行往复移动而刺入或脱离所述被缝制物(100)；所述弯针(62a、62b)隔着所述被缝制物而与所述机针相向，并且被收容于缝台(60)内，

其特征在于，

具有引线机构和控制部(90)，其中，

所述引线机构将挂在所述机针上的线(74a、74b)向离开或者接近所述缝台的方向牵引；

所述控制部(90)在所述缝台相对于所述被缝制物的距离与此前的缝制相差规定量以上时进行使所述引线机构动作的控制。

3.根据权利要求2所述的缝制装置，其特征在于，

所述引线机构是按压所述线的按压装置。

4.根据权利要求3所述的缝制装置，其特征在于，

所述按压装置由具有杆(84)的气缸装置(80)构成，且其用所述杆来按压所述线。

5.根据权利要求2所述的缝制装置，其特征在于，

所述引线机构是卷绕所述线的卷绕装置。

6.根据权利要求5所述的缝制装置，其特征在于，

所述卷绕装置兼用作供给所述线的线供给部。

7.根据权利要求5或6所述的缝制装置，其特征在于，

所述卷绕装置由具有旋转气缸(132)的旋转致动器(130)构成，所述线被卷绕在所述旋转气缸上。

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