專利名稱：用于縫紉機(jī)的可編程打褶裝置及打褶方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及縫紉機(jī)，更具體地說(shuō)，涉及在縫紉床墊的過(guò)程中用于為面料打褶的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
在將床墊的各種組件縫紉到一起以形成成品的過(guò)程中具有一些縫紉難題。一個(gè)難題是在組件的拐角處縫紉。例如，枕式軟頂(pillow-top)床墊的結(jié)構(gòu)看起來(lái)好像是在常規(guī)的床墊上放置了被子或枕頭，以提供更加豪華舒適的外觀。枕式軟頂通過(guò)折疊材料的插接角接片(gusset)被連接到床墊的上鋪面(decking)上?，F(xiàn)有一些不同的技術(shù)將枕式軟頂拐角的邊緣縫紉到接片的對(duì)應(yīng)拐角上，使縫紉而成的拐角具有一致的和宜人的外觀。但是，所有這些技術(shù)都需要各種各樣的手工操作，因此將接片結(jié)合到枕式軟頂床墊中使制造商制造這種床墊要比制造傳統(tǒng)床墊花費(fèi)更高。
斜接接片以便在拐角周圍形成接片是已知的。使用一種系統(tǒng)，操作人員在將要設(shè)置遮蓋物拐角的測(cè)定位置剪切先前形成的接片面料的伸出的長(zhǎng)度；在將接片面料接合到面料上之前，在接片面料上形成斜接的拐角。但是，由于床墊罩面料和接片面料的材質(zhì)及結(jié)構(gòu)方面的原因，接片和面料在被坐時(shí)經(jīng)常會(huì)以不同的比率縮回或變形，所以會(huì)稍微改變接片上預(yù)先斜接的拐角相對(duì)于床墊面料上的拐角的位置。在組裝床墊罩之前接片已經(jīng)完全制好的情況下，這種改變會(huì)頻繁出現(xiàn)。因?yàn)榻悠系男苯拥墓战菦](méi)有與床墊罩面料的拐角精確對(duì)齊，所以操作人員在將接片接合到床墊罩面料上的時(shí)候必須進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如在需要正確定位斜接的拐角的時(shí)候通過(guò)打褶或修剪。這種調(diào)節(jié)導(dǎo)致操作人員花費(fèi)額外的時(shí)間，并且會(huì)導(dǎo)致斜接的拐角沒(méi)有被正確定位的可能性，或者導(dǎo)致拐角呈現(xiàn)出不平順或不理想的外觀。即使操作人員能夠正確定位斜接的拐角，所需的面料打褶或修剪使生產(chǎn)出的床墊罩也不具有理想的外觀并且不會(huì)被所有的購(gòu)買(mǎi)者所接受。
使用另一種已知系統(tǒng)，提供單機(jī)用于制造接片和接合邊界面料。該機(jī)器折疊接片，在接片的折疊情況下將接片縫紉在一起，以及將邊界面料固定到接片上。然后將制成的接片切割成多節(jié)并粘接到床墊面料上。與該操作結(jié)合，在緊鄰粘接機(jī)處設(shè)置斜接工位。當(dāng)需要斜接接片拐角時(shí)，隨著操作人員接近床墊罩面料，粘接機(jī)停止，操作人員準(zhǔn)確測(cè)量該點(diǎn)到面料拐角之間的長(zhǎng)度。在接片上標(biāo)注相等長(zhǎng)度。然后，操作人員將接片的該部分拉向緊鄰的斜接工位。首先在該點(diǎn)橫向折疊接片。接下來(lái)，通過(guò)縫紉機(jī)從折疊邊緣向內(nèi)在接片上縫紉兩道針線。每道針線相對(duì)于接片的折疊邊緣成45°的角度，使得該兩道針線彼此之間形成90°的角度。優(yōu)選對(duì)縫紉機(jī)進(jìn)行編程，以便精確地縫紉斜接需要的所需數(shù)量的針線。操作人員必須要做的就是等到針線完成，將接片轉(zhuǎn)過(guò)90°并再次啟動(dòng)機(jī)器。之后，自動(dòng)地或手動(dòng)地將針線定義的三角形截面和折疊的邊緣從接片上切割下來(lái)，然后將接片從斜接工位移出。雖然更加自動(dòng)化，但在將接片接合到另一物件上的過(guò)程中，上述操作仍然需要操作人員執(zhí)行多道工序來(lái)形成拐角。
因此，需要一種更加改進(jìn)的方法來(lái)可靠地將接片接合到床墊組件上，例如床墊的上鋪面上。
在被褥組件的拐角處縫紉的另一難題出現(xiàn)在將上鋪面接合到被褥架(bedding foundation)例如封閉式彈簧(box spring)的邊緣的過(guò)程中。使用一種已知方法，沿著被褥架的外邊緣將上鋪面面料的邊緣縫紉到被褥架面料的邊緣。上鋪面拐角之間的接頭能夠被預(yù)先切割，使得在拐角處沒(méi)有或者有很少的多余面料。如果上鋪面面料中的拐角沒(méi)有被預(yù)先切割，則機(jī)器的操作人員必須將面料打褶以調(diào)整拐角處的多余面料。除非操作人員的技術(shù)特別嫻熟，否則有時(shí)候產(chǎn)品的外觀非常不平順，因?yàn)楸蝗旒芙M件比較笨重并且在拐角處很難控制。此外，由于縫紉接頭處在被褥架的邊緣處，所以即使將床墊設(shè)置到被褥架上之后上鋪面面料依然常常是可見(jiàn)的。
為了提供一種更加完美的外觀，已知的還有在被褥架的外邊緣內(nèi)側(cè)將被褥架邊界面料接合到上鋪面面料上，例如在被褥架邊緣內(nèi)的3-4英寸。然而，為了提供所需的完美外觀，在被褥架角落周圍形成被褥架邊界面料時(shí)，需要斜接被褥架邊界面料。被褥架邊界面料的斜接通過(guò)類似于上述的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。雖然改善了成品被褥架的外觀，但是需要的額外勞動(dòng)顯著增加了被褥架的制造成本。
因此，還需要一種更加改進(jìn)的方法將上鋪面面料接合到被褥架的邊界面料上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于縫紉機(jī)的打褶裝置，該打褶裝置能方便在拐角周圍將一種面料縫紉到另一種面料上。本發(fā)明的打褶裝置允許在面料內(nèi)形成不同長(zhǎng)度的褶。因此，本發(fā)明的打褶裝置在拐角進(jìn)行縫紉時(shí)為控制面料的豐滿度以及成品面料的外觀和樣式提供了更大的靈活性。此外，使用本發(fā)明的打褶裝置，能自動(dòng)地和精確地控制每個(gè)褶的形成；因此，拐角周圍的褶的形成可以從一個(gè)拐角到另一個(gè)拐角重復(fù)進(jìn)行。本發(fā)明的打褶裝置自動(dòng)生成面料的褶，從而能引導(dǎo)面料在拐角周圍縫紉出線跡且最小化操作人員的干涉；因此，能縫紉出高質(zhì)量的面料拐角而不會(huì)顯著增加制造成本。
本發(fā)明的打褶裝置在制造床墊或被褥架所用的組件的接合過(guò)程中特別有用。在將兩個(gè)組件的拐角縫紉到一起的過(guò)程中能對(duì)連續(xù)的褶編程不同長(zhǎng)度的能力使得被褥制造商能生產(chǎn)出不同的該制造商特有的外觀。此外，由于在各個(gè)面料的褶的形成過(guò)程中不需要操作人員干涉，所以操作人員能集中到面料的全局處理上。最終結(jié)果是面料打褶和縫紉過(guò)程更加高效，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度減小，同時(shí)能生產(chǎn)出更加一致和更高質(zhì)量的產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的原理并根據(jù)所述的實(shí)施方式，本發(fā)明提供一種用于縫紉機(jī)的打褶裝置。該打褶裝置具有一端靠近面料的打褶壓片以及輸出端與打褶壓片機(jī)械接合的打褶壓片致動(dòng)器。與打褶壓片致動(dòng)器相連的控制器具有用于存儲(chǔ)打褶壓片可編程位移的存儲(chǔ)器，并且該控制器可以被操作來(lái)命令該打褶壓片致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)該打褶壓片移動(dòng)可編程位移，以便在靠近縫紉機(jī)壓腳的面料內(nèi)形成褶。之后，可以操作該控制器命令該打褶壓片致動(dòng)器以相反方向移動(dòng)打褶壓片。因此，重復(fù)上述操作循環(huán)允許在面料內(nèi)形成不同長(zhǎng)度的連續(xù)的褶，從而方便在面料內(nèi)縫紉出彎曲的線跡。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，打褶壓片和打褶壓片致動(dòng)器樞接在與縫紉機(jī)連接的支承件上，從而允許打褶壓片和打褶壓片致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)到打開(kāi)位置以允許更大的空間接觸縫紉機(jī)壓腳和機(jī)針。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，提供一種用于在縫紉機(jī)上在可縫紉的面料中形成褶的方法，該縫紉機(jī)具有用于固定面料的壓腳和用于縫紉由壓腳固定的面料的機(jī)針。首先，將面料定位到壓腳下面；然后，移動(dòng)打褶壓片接觸壓腳下面的面料。之后，朝著壓腳移動(dòng)打褶壓片經(jīng)過(guò)可編程位移以便在壓腳下面的面料中形成褶。然后操作縫紉機(jī)在褶上縫紉多道縫紉線，并縮回打褶壓片。在本發(fā)明的一個(gè)方面，一直重復(fù)該方法直到形成了所需數(shù)量的褶。
通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明，將會(huì)很清楚本發(fā)明的這些和其他方面以及優(yōu)點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的縫紉系統(tǒng)的端視圖，示出打褶裝置。
圖2是描述圖1中打褶裝置的輸送致動(dòng)器的局部放大透視圖。
圖3是縫紉系統(tǒng)的俯視圖，說(shuō)明圖1中轉(zhuǎn)動(dòng)到其打開(kāi)位置的打褶裝置。
圖4是局部放大透視圖，說(shuō)明圖1中打褶裝置的升降氣缸。
圖5是示意框圖，說(shuō)明圖1中打褶裝置的控制。
圖6是具有pillow top的床墊的拐角的局部放大透視圖，其代表圖1中打褶裝置的一種應(yīng)用。
圖7是與圖1中打褶裝置結(jié)合使用的砧板和鋪面導(dǎo)向件的局部放大透視圖。
圖8A和8B是縫紉機(jī)的端視圖，說(shuō)明圖1中打褶裝置的操作。
圖9是說(shuō)明圖1中打褶裝置的操作過(guò)程的流程圖。
圖10是代表圖1中打褶裝置的另一種應(yīng)用的被褥架的拐角的局部放大透視圖。
圖11是具有箱式頂部的床墊的拐角的局部放大透視圖，其代表圖1中打褶裝置的再一種應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，縫紉系統(tǒng)20具有以已知方式固定在基板24上的縫紉機(jī)22。該縫紉機(jī)包括壓腳26和機(jī)針28，該機(jī)針28往復(fù)運(yùn)動(dòng)且以已知方式攜帶有針線和底線。縫紉機(jī)22是執(zhí)行鎖邊(lockstitching)的商用縫紉機(jī)。鎖邊是編織針線和底線的已知技術(shù)，在這里不再作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1中的打褶裝置30包括固定在打褶臂36內(nèi)的打褶壓片(tucking blade)34。打褶臂36的上端38樞接在回轉(zhuǎn)銷或耳軸39上，該回轉(zhuǎn)銷或耳軸39被支承在一對(duì)對(duì)置的軸承座41、60(圖2)上，該軸承座41、60則固定在支架42上。
打褶壓片致動(dòng)器44也被固定在支架42上，在工作時(shí)為打褶臂36提供樞軸運(yùn)動(dòng)，使打褶壓片34通過(guò)下面將要說(shuō)明的方式在面料中形成褶。打褶壓片致動(dòng)器44的動(dòng)力由致動(dòng)器46提供，例如AC伺服電機(jī)。伺服電機(jī)46連接到大致為U-形的電機(jī)托架48上。該電機(jī)托架48具有對(duì)置的支腿50、52，該支腿50、52從電機(jī)46以大致平行于電機(jī)輸出軸的方向向外伸出，電機(jī)輸出軸形成為滾珠螺桿54。對(duì)置的支腿50、52樞接到各自的對(duì)置的回轉(zhuǎn)銷56、58上，該回轉(zhuǎn)銷56、58則由各自的對(duì)置的支架60、62支承。
滾珠螺母64安裝在滾珠螺桿54上，且樞接在對(duì)置的回轉(zhuǎn)銷65上，回轉(zhuǎn)銷65則由驅(qū)動(dòng)連桿68一端形成的U形夾66支承。驅(qū)動(dòng)連桿68樞接在回轉(zhuǎn)銷71上，該回轉(zhuǎn)銷71位于一對(duì)對(duì)置的軸承座70內(nèi)，該軸承座70則從支架42上伸出。驅(qū)動(dòng)連桿68的下端72樞接在掛鉤(shackle)76的上端74內(nèi)。掛鉤的下端78樞接在軸80上，該軸80與打褶臂36連接。因此，當(dāng)伺服電機(jī)46工作使?jié)L珠螺母64沿著滾珠螺桿54向電機(jī)46移動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)連桿68相對(duì)于回轉(zhuǎn)銷71順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2所示。驅(qū)動(dòng)連桿68的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使打褶臂36相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸40順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而移動(dòng)打褶壓片34(圖1)離開(kāi)壓腳26。伺服電機(jī)46的反向操作移動(dòng)滾珠螺母64離開(kāi)電機(jī)46，從而使驅(qū)動(dòng)連桿68相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸82逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并且使打褶臂36也相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸40逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。打褶臂36的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)打褶壓片34靠近壓腳26?？梢岳斫猓瑵L珠螺母64沿著滾珠螺桿54的移動(dòng)可以編程控制，從而打褶壓片34的行程及產(chǎn)生的面料的褶的長(zhǎng)度也可以編程控制。
如圖2所示，支架42通過(guò)其內(nèi)端84連接到套筒86，該套筒86可旋轉(zhuǎn)地固定在軸88上。軸88通過(guò)其下端緊固到弧形支支承板90上，該支承板90具有多個(gè)定位槽92。鎖止墊板94從支架42的下側(cè)水平伸出并位于支承板90上。彈簧加載釋放銷96固定在鎖止墊板上，并且該釋放銷96被推壓使其下端位于其中一個(gè)定位槽92內(nèi)。該定位槽的位置使得支架42以及連接到支架42的打褶裝置中的所有構(gòu)件都能位于理想的工作位置。釋放銷96具有旋鈕98，方便操作人員將釋放銷從定位槽中上升。在定位銷96位于上升位置時(shí)，支架42和支承在支架42上的打褶裝置中的所有構(gòu)件都能相對(duì)于軸88所定義的旋轉(zhuǎn)軸線100逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2所示。當(dāng)支架42旋轉(zhuǎn)時(shí)，支承板90為支架42以及相連的打褶裝置的構(gòu)件提供必要的支承。當(dāng)支架42轉(zhuǎn)過(guò)大約90°而到達(dá)圖4所示的打開(kāi)位置時(shí)，釋放銷96被壓入到定位槽92a(圖2)內(nèi)，從而將打褶裝置鎖定在縮回位置。該縮回位置讓操作人員自由地接觸壓腳26和機(jī)針28。將釋放銷96從定位槽92a中升起使得支架42以及相連的打褶裝置的構(gòu)件可以順時(shí)針轉(zhuǎn)回到理想的工作位置。
參照?qǐng)D4，弧形支承板90固定在驅(qū)動(dòng)板101上并由驅(qū)動(dòng)板101支承，該驅(qū)動(dòng)板101則固定到每個(gè)氣缸106、108的活塞桿102、104的末端。氣缸106、108的工作使得驅(qū)動(dòng)板101、支承板90、支架42以及相連的打褶裝置30的構(gòu)件上升和下降。氣缸106、108連接到直角固定架110，該直角固定架110則通過(guò)縫紉機(jī)22支承并連接到支架32。
回到圖1，打褶壓片34固定到打褶壓片固定桿112的下端，該固定桿112被可滑動(dòng)支承在打褶臂36內(nèi)。該固定桿112的上端114連接到活塞桿116，該活塞桿116被支承在導(dǎo)向件118內(nèi)。因此，通過(guò)操作氣缸120，操作人員能夠上下移動(dòng)活塞桿116和打褶壓片固定桿112，從而分別使打褶壓片34相對(duì)于壓腳26后退和前進(jìn)。
參照?qǐng)D5，打褶板裝置30的操作通過(guò)可編程控制器122控制，例如可購(gòu)買(mǎi)得到的可編程邏輯控制器。該控制器122包括用戶輸入/輸出(I/O)界面124，該界面124提供各種用戶可操作的輸入設(shè)備如按鈕、開(kāi)關(guān)等，以及各種感應(yīng)(sensory perceptible)輸出設(shè)備如燈、視覺(jué)顯示器如LCD屏幕等。用戶I/O界面124允許用戶命令與控制器122的輸出端相連的各個(gè)伺服電機(jī)和氣缸的操作。因此，通過(guò)啟動(dòng)用戶I/O 124上的輸入設(shè)備，操作人員能夠命令控制器122提供輸出信號(hào)來(lái)改變螺線管125的狀態(tài)。螺線管125狀態(tài)的改變將改變?cè)鰤簹怏w從氣源126流向打褶壓片升降用氣缸106、108的節(jié)流幅度(porting)，從而致使氣缸106、108上升或下降各自的活塞桿102、104(圖4)。在類似的方式中，操作人員使用用戶I/O124命令控制器122提供輸出信號(hào)給螺線管127，致使打褶板縮回氣缸120來(lái)使打褶壓片34縮回或前進(jìn)。另外，用戶I/O允許操作人員錄入打褶操作參數(shù)，例如要在拐角周圍設(shè)置的褶的數(shù)量、每個(gè)褶的長(zhǎng)度、褶之間的縫紉線數(shù)目等。
打褶控制器122接收分別來(lái)自位置進(jìn)給和停止傳感器128、129以及腳踏開(kāi)關(guān)130的輸入，其中腳踏開(kāi)關(guān)130由操作人員用來(lái)啟動(dòng)打褶循環(huán)。打褶控制器122通過(guò)數(shù)字I/O線路132連接到縫紉機(jī)控制器131，該數(shù)字I/O線路132允許打褶控制器122向縫紉機(jī)控制器131提供操作命令。縫紉機(jī)控制器通過(guò)用戶I/O 133和腳踏開(kāi)關(guān)134接收操作人員的命令，并提供輸出信號(hào)以已知方式操作縫紉頭伺服電機(jī)135及縫紉機(jī)22上的其他部件。打褶控制器122具有滾珠螺母位置存儲(chǔ)器136，該存儲(chǔ)器136用于存儲(chǔ)滾珠螺母36的與操作人員輸入的褶長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的所需位置，從而確定每個(gè)褶的長(zhǎng)度。
參照?qǐng)D6，床墊140具有縫紉到接片142一邊上的枕式軟頂141，而接片142的另一邊則縫紉到床墊主體147的上鋪面面料143上。床墊主體147通常是內(nèi)裝彈簧的結(jié)構(gòu)。如前面所述，將枕式軟頂141、接片142及上鋪面面料143沿著床墊主體147的直邊144縫紉在一起相對(duì)容易。但是，在床墊主體147的拐角145周圍縫紉接片142非常困難，以前已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)各種各樣的已有技術(shù)在拐角周圍縫紉接片142。使用本發(fā)明，在接片142內(nèi)形成褶146，以便引導(dǎo)上鋪面面料143和接片142在拐角145周圍縫紉，所以接片的外觀是可以預(yù)計(jì)的，并且是宜人的且可重復(fù)的。應(yīng)用這種接片縫紉，參照?qǐng)D1，在打褶臂36的外表面上固定有面料折疊器148。手動(dòng)將一條未折疊的面料條150送到入口端152，并經(jīng)過(guò)折疊器148從出口端154輸出。在面料條150經(jīng)過(guò)折疊器148時(shí)，該面料條帶150本身被折疊以形成對(duì)置的邊，并且被折疊的面料150的折疊結(jié)構(gòu)在這里稱作接片142。
參照?qǐng)D7，打褶裝置30還包括通過(guò)鎖定螺釘160固定到內(nèi)端158處的砧板156。松開(kāi)鎖定螺釘160，砧板156可以圍繞由鎖定螺釘160定義的旋轉(zhuǎn)軸線162逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)而離開(kāi)壓腳26。當(dāng)砧板156順時(shí)針轉(zhuǎn)回到其所示的位置時(shí)，該砧板156由擋塊166上的正向止擋面164定位。然后，緊固鎖定螺釘160，將砧板156固定。砧板156具有斜面167，當(dāng)打褶壓片34在接片內(nèi)形成褶時(shí)，該斜面167在接片材料下面為其提供支承。鋪面導(dǎo)向件168通過(guò)鎖定螺母170和滑動(dòng)安裝在槽174內(nèi)的螺172固定到砧板156的下面。通過(guò)松開(kāi)鎖定螺母170，鋪面導(dǎo)向件168能夠在平行于槽174的方向滑動(dòng)到不同的位置。鋪面導(dǎo)向件的位置使得，當(dāng)接片的邊緣與鋪面導(dǎo)向件的內(nèi)邊(未示出)對(duì)齊時(shí)，被折疊的接片的兩側(cè)寬度相等。
在使用時(shí)，第一個(gè)應(yīng)用實(shí)施例是將接片142(圖6)縫紉到上鋪面面料143上。在需要的圖案和樣式已經(jīng)確定之后，操作人員使用用戶I/O 124輸入與用于形成拐角的褶的數(shù)量、每個(gè)褶的長(zhǎng)度或尺寸以及要在褶之間縫紉的縫紉線數(shù)目有關(guān)的參數(shù)。這些參數(shù)存儲(chǔ)在褶數(shù)量存儲(chǔ)器136、滾珠螺母位置存儲(chǔ)器137及縫紉線數(shù)目存儲(chǔ)器138中?？梢岳斫?，每個(gè)褶的長(zhǎng)度能被容易地轉(zhuǎn)換成滾珠螺母的位置。
首先，通過(guò)上述方式，操作人員升起釋放銷96(圖2)，使打褶裝置30能被轉(zhuǎn)動(dòng)而離開(kāi)壓腳26(圖3)，從而使操作人員能完全接觸機(jī)針28。然后以已知方式在機(jī)針28上穿上線和底線。參照?qǐng)D7，在基板24和鋪面導(dǎo)向件168之上以及砧板156之下進(jìn)給上鋪面面料143。鋪面面料143被定向，使得在開(kāi)始縫紉操作的位置處將一個(gè)直邊144位于壓腳之下。然后，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)打褶裝置30，直到釋放銷96進(jìn)入到定位槽92b(圖3)內(nèi)，以便將打褶裝置30固定到其操作位置。
之后，操作人員利用用戶I/O 124(圖5)命令控制器122提供輸出信號(hào)給螺線管127，以便操作所述打褶壓片縮回氣缸120而縮回打褶壓片34。然后手動(dòng)輸送面料150經(jīng)過(guò)折疊器148而形成接片142，并且使接片位于壓腳26的下面。然后，操作人員再次使用用戶I/O 124命令控制器使打褶壓片34前進(jìn)，如圖8A所示。打褶壓片34現(xiàn)在位于接片142之上，且位于壓腳26的上游側(cè)，即位于圖6所示的壓腳26的右側(cè)。接下來(lái)，操作人員命令控制器122啟動(dòng)縫紉頭電機(jī)135，在壓腳26的下面從右向左輸送上鋪面面料143和接片142，如圖8A所示，同時(shí)機(jī)針28往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將這些面料件縫紉到一起。當(dāng)上鋪面面料143的拐角145接近時(shí)，拐角145的邊緣經(jīng)過(guò)該位置進(jìn)給傳感器128(圖1)。然后，該傳感器128檢測(cè)反射器178的反射，傳感器128的輸出改變狀態(tài)。在檢測(cè)到狀態(tài)改變時(shí)，打褶控制器122通過(guò)數(shù)字I/O 132向縫紉機(jī)控制器131提供減速信號(hào)?？p紉機(jī)控制器131命令縫紉頭電機(jī)135減速到低速。然后，拐角145的邊緣經(jīng)過(guò)該停止傳感器129的下面，來(lái)自其反射器180(圖7)的反射信號(hào)使其輸出改變狀態(tài)。在檢測(cè)到狀態(tài)改變時(shí)，打褶控制器122向縫紉機(jī)控制器122提供停止命令。
然后，操作人員按下腳踏開(kāi)關(guān)130，命令開(kāi)始拐角循環(huán)的操作，如圖9所示。在804，控制器122首先確定滾珠螺母64及打褶臂36是否位于其初始位置或原始位置。通常，在執(zhí)行拐角循環(huán)時(shí)，滾珠螺母從通常的原始位置或初始位置開(kāi)始，例如參照?qǐng)D2，從比示出的滾珠螺母64的位置更靠近支座60、62的位置開(kāi)始。在該位置，打褶壓片34處于距離壓腳26的最遠(yuǎn)位置，如圖1所示。如果控制器122確定滾珠螺母64沒(méi)有處在其所需的位置，則在805，控制器122向打褶伺服電機(jī)46提供適當(dāng)?shù)妮敵鲂盘?hào)以移動(dòng)滾珠螺母64到初始位置。
接下來(lái)，在806，控制器122從滾珠螺母位置存儲(chǔ)器137中讀取滾珠螺母前進(jìn)位置。接下來(lái)，在808，控制器122向打褶壓片伺服電機(jī)46提供輸出信號(hào)，以向外移動(dòng)滾珠螺母64遠(yuǎn)離支座60、62的方向轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠螺桿54。隨著滾珠螺母56向外運(yùn)動(dòng)，打褶壓片34朝著壓腳26轉(zhuǎn)動(dòng)或前進(jìn)。在此過(guò)程中，打褶壓片34使接片142在砧板156的斜面167上移動(dòng)，并使接片的一部分位于另一部分之下以形成褶146a(圖8B)。打褶壓片34的連續(xù)運(yùn)動(dòng)將褶推到壓腳26和機(jī)針28的下面。滾珠螺母56沿著滾珠螺桿54移動(dòng)的距離將決定打褶壓片34的行程長(zhǎng)度，繼而決定在接片內(nèi)形成的褶146a的長(zhǎng)度。然后在810，控制器122確定滾珠螺母是否已經(jīng)到達(dá)其所需位置，在此位置打褶壓片34位于其理想的褶長(zhǎng)度L。當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，然后在812，控制器122向伺服電機(jī)46提供停止信號(hào)?？梢岳斫?，通過(guò)編程以及將不同的滾珠螺母位置存儲(chǔ)到滾珠螺母位置存儲(chǔ)器137中，褶146a的長(zhǎng)度L可以改變，并且能夠從一個(gè)褶到另一個(gè)褶進(jìn)行改變。
接下來(lái)，在814，控制器122向縫紉頭伺服電機(jī)135提供開(kāi)始信號(hào)，使機(jī)針28往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并使得上鋪面面料143和接片142在經(jīng)過(guò)機(jī)針28輸送的同時(shí)被縫紉到一起。在此縫紉過(guò)程中，上鋪面面料143和接片142通過(guò)操作人員手動(dòng)引導(dǎo)，使得接片142內(nèi)的褶和上鋪面面料143被沿著位于弧形路徑上的一縫線而縫紉到一起?？p紉機(jī)控制器131接收表示縫紉頭伺服電機(jī)135旋轉(zhuǎn)的反饋信號(hào)，并且這些反饋信號(hào)通過(guò)數(shù)字I/O 132傳送給打褶控制器122。該打褶控制器從縫紉線數(shù)目存儲(chǔ)器138中讀取要在褶之間縫紉的所需縫紉線數(shù)目。當(dāng)打褶控制器122在816檢測(cè)到已經(jīng)縫紉了所需的縫紉線數(shù)目時(shí)，控制器122在818產(chǎn)生停止命令給縫紉機(jī)控制器131，然后該控制器131命令縫紉頭伺服電機(jī)停止。之后，打褶控制器122在819從滾珠螺母位置存儲(chǔ)器中讀取滾珠螺母縮回位置并提供輸出信號(hào)，在820命令打褶壓片伺服電機(jī)反向操作，使?jié)L珠螺母64朝著其開(kāi)始位置移動(dòng)。當(dāng)在822檢測(cè)到滾珠螺母的命令位置時(shí)，控制器122然后在824向打褶壓片伺服電機(jī)46提供停止命令。然后，打褶控制器122從褶數(shù)量存儲(chǔ)器136中讀取要在拐角145周圍形成的褶的數(shù)量，并在826確定最后一個(gè)褶是否已經(jīng)形成。如果沒(méi)有，則該過(guò)程返回到在806讀取下一個(gè)滾珠螺母位置，該位置確定下一個(gè)要形成的褶的長(zhǎng)度。
然后，拐角循環(huán)繼續(xù)自動(dòng)重復(fù)上述過(guò)程以便持續(xù)地形成具有相同或不同長(zhǎng)度的褶，從而讓操作人員引導(dǎo)接片142并在上鋪面面料143的拐角周圍縫紉出線跡。當(dāng)在826打褶控制器122檢測(cè)到最后褶的形成時(shí)，控制器122通過(guò)數(shù)字I/O 132向縫紉機(jī)控制器131提供拐角結(jié)束信號(hào)，這允許操作人員通過(guò)獨(dú)立于打褶裝置30以常規(guī)方式操作縫紉機(jī)來(lái)沿著下一個(gè)直縫線進(jìn)行縫紉。
重復(fù)上述過(guò)程，在上鋪面面料143的所有四個(gè)拐角周圍縫紉接片142的邊緣，并且操作人員現(xiàn)在在開(kāi)始縫紉過(guò)程的開(kāi)始直縫線144上縫紉。當(dāng)還剩下大約6英寸的邊緣沒(méi)有縫紉時(shí)，操作人員停止縫紉頭伺服電機(jī)135，并升起鎖定銷96(圖2)，從而允許打褶裝置轉(zhuǎn)動(dòng)90°以便不會(huì)干擾操作人員手動(dòng)結(jié)束縫線。在此，操作人員可以接觸壓腳26和機(jī)針28并能通過(guò)已知的方式手動(dòng)打褶和縫紉剩余的直邊。如果需要，操作人員通過(guò)使用用戶I/O 124(圖5)命令打褶控制器122提供輸出信號(hào)來(lái)切換螺線管125的狀態(tài)，能夠更方便地接觸縫紉機(jī)針。這能使增壓流體進(jìn)入到打褶壓片升降氣缸106、108內(nèi)并使氣缸106、108提升打褶裝置30，從而提供額外的空間。
應(yīng)該注意的是，通常在操作之前，使用與褶數(shù)量、各個(gè)褶的相同或不同長(zhǎng)度以及褶之間的縫紉線數(shù)目有關(guān)的不同的輸入?yún)?shù)值，將一些接片142縫紉到一件上鋪面面料143上。通過(guò)改變這些參數(shù)，能夠生成不同外形和樣式的拐角；制造商生產(chǎn)出獨(dú)一無(wú)二的拐角樣式是完全可能的。在這些參數(shù)的所需數(shù)值確定之后，通過(guò)用戶I/O124可以將這些數(shù)值錄入到打褶控制器122內(nèi)。
參照?qǐng)D10，在一種可替換的應(yīng)用中，打褶裝置30能用于將上鋪面面料186縫紉到已經(jīng)被折疊到上鋪面面料上的被褥架邊界面料188上。在此應(yīng)用中，折疊器148能夠從打褶裝置30中拆除。上鋪面面料186被輸送到面料143處的砧板156的下面。此外，通過(guò)類似于上述關(guān)于接片142的方式可以將被褥架邊界面料188放置到砧板156的上面以及打褶壓片34的下面。再次通過(guò)已知的方式操作縫紉機(jī)22來(lái)縫紉直縫線190(圖10)。當(dāng)?shù)竭_(dá)拐角191時(shí)，操作人員啟動(dòng)腳踏開(kāi)關(guān)130來(lái)執(zhí)行圖9中的拐角循環(huán)，以上述的方式在被褥架邊界面料188中縫紉褶192。
參照?qǐng)D11，在另一種可替換的應(yīng)用中，床墊193的結(jié)構(gòu)是具有連接到床墊193上的具有歐式頂層(Euro-top)195的主體或彈簧組件194。歐式頂層195通常比圖6中的枕式軟頂141厚，并且具有歐式頂層的結(jié)構(gòu)在市場(chǎng)上通常具有更高的質(zhì)量。歐式頂層195的各種結(jié)構(gòu)可能包括彈簧組件，泡沫填料和/或其他面料。典型地，為了將歐式頂層195連接到床墊主體194上，要在歐式頂層195的外圍邊緣與床墊主體194的外圍邊緣之間縫紉獨(dú)立接片型面料，縫紉方式類似于上述關(guān)于使用接片142(圖6)將枕式軟頂141連接到床墊主體147上的縫紉方式。但是，圖1中的縫紉系統(tǒng)20中的打褶裝置30具有產(chǎn)生可替換的連接系統(tǒng)的能力。
如圖11所示，歐式頂層195具有邊界面料196，該邊界面料196沿著其上部邊緣197連接到或縫紉到通常為平面的頂部面料198的外圍邊緣上。邊界面料196的下部形成為整體面料連接部分或補(bǔ)償部分199，該部分199連接到上鋪面面料201的外邊緣。因此，邊界面料196連接到上鋪面面料上而不需要獨(dú)立的連接面料條。這通過(guò)首先將上鋪面面料201定位到基板24(圖7)上，然后將邊界面料196定位到砧板156上而實(shí)現(xiàn)。邊界面料196的下部邊緣204通常與鋪面面料201的外邊緣對(duì)齊；并且面料196、201的位置使得機(jī)針28與下部邊緣204之間的距離等于補(bǔ)償部分199的所需寬度。接合邊界面料196與上鋪面面料201的線跡200從平行于下部邊緣204的直邊部分開(kāi)始。通過(guò)上述的方式，當(dāng)?shù)竭_(dá)上鋪面面料201的拐角202時(shí)，執(zhí)行拐角循環(huán)，同時(shí)面料196、201在拐角202周圍被引導(dǎo)。在此過(guò)程中，當(dāng)邊界面料196在拐角周圍引導(dǎo)時(shí)，在邊界面料196內(nèi)形成褶203，以控制邊界面料196的豐滿度。上述過(guò)程一直繼續(xù)，直到補(bǔ)償部分199在上鋪面面料201的外圍周圍由線跡200完全形成。當(dāng)線跡200使得邊界面料196和補(bǔ)償部分199看起來(lái)是兩個(gè)獨(dú)立的面料條時(shí)，實(shí)際上它們是一個(gè)整體。因此，打褶裝置30允許被褥制造商更容易地、更有效地以及更經(jīng)濟(jì)地在歐式頂層樣式的床墊結(jié)構(gòu)中生產(chǎn)出不同的外形和樣式。
打褶裝置30提供一種面料的褶，該褶的長(zhǎng)度可通過(guò)編程改變，從而在拐角周圍縫紉時(shí)在控制面料的豐滿度方面提供更大的靈活性。此外，利用該打褶裝置30，能自動(dòng)地、精確地控制每個(gè)褶的形成，從而拐角周圍褶可以從一個(gè)拐角到另一個(gè)拐角重復(fù)形成。該打褶裝置30在拐角周圍形成褶時(shí)使操作人員的干涉最小化，從而可以縫紉高質(zhì)量的面料拐角而不需要顯著增加加工成本。該打褶裝置30在連接制造床墊或被褥架所用的組件時(shí)特別有用。在將兩個(gè)組件的拐角縫紉到一起時(shí)能設(shè)計(jì)不同長(zhǎng)度的連續(xù)褶的能力允許被褥制造商生產(chǎn)出不同的該制造商獨(dú)有的外形。此外，由于在各個(gè)面料的褶的形成過(guò)程中操作人員不需要控制面料，所以操作人員能集中到整體的面料處理上。最終結(jié)果是面料打褶和縫紉過(guò)程更加高效，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度減小，同時(shí)能生產(chǎn)出更加一致和更高質(zhì)量的產(chǎn)品。
雖然通過(guò)對(duì)各種實(shí)施方式的描述對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，并且這些實(shí)施方式的描述非常詳盡，但是申請(qǐng)人的目的并不是為了將附屬權(quán)利要求書(shū)的范圍限定或以任何方式限制到這些細(xì)節(jié)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其他的優(yōu)點(diǎn)及改進(jìn)是很容易想到的。例如，在所述的實(shí)施方式中，打褶壓片致動(dòng)器描述為DC伺服電機(jī)，然而可以理解，在可替換的實(shí)施方式中，打褶壓片致動(dòng)器能夠是任何可編程的致動(dòng)器，例如可編程氣缸，該氣缸可以是氣壓的、液壓的或電動(dòng)的。另外，打褶壓片致動(dòng)器還能是步進(jìn)電機(jī)或可編程AC電機(jī)。類似地，在其他可替換的實(shí)施方式中，桿上升致動(dòng)器也能夠使用上述致動(dòng)器中的任意一種來(lái)實(shí)施。
還可以理解的是，打褶壓片驅(qū)動(dòng)系的連桿機(jī)構(gòu)能夠改變或不同而不會(huì)對(duì)打褶壓片的操作產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，雖然在上述應(yīng)用中，打褶裝置用于直角拐角，但可以理解，打褶裝置能夠用于在任何弧形或彎曲線跡中形成褶。另外，在上述實(shí)施方式中，傳感器128、129用于檢測(cè)拐角的存在，但是可以理解，在可替換的實(shí)施方式中，拐角的存在或開(kāi)始能夠通過(guò)縫紉機(jī)操作人員使用傳感器128、129檢測(cè)。
在所述的實(shí)施方式中，所示的打褶裝置30被固定在縫紉機(jī)22上，但是可以理解，在其他可替換的實(shí)施方式中，打褶裝置能夠在其操作位置由懸掛的或自由立式的支承結(jié)構(gòu)支承。此外，在操作時(shí)，打褶裝置30轉(zhuǎn)動(dòng)打褶壓片34所經(jīng)過(guò)的路徑基本平行于縫紉機(jī)輸送面料經(jīng)過(guò)機(jī)針的直線方向。但是可以理解，能夠操作和/或定位打褶壓片34，使打褶壓片34的路徑不平行于縫紉機(jī)輸送面料經(jīng)過(guò)機(jī)針的直線方向。這在形成具有不同外形的褶時(shí)或者讓操作人員能更容易地接觸壓腳和機(jī)針時(shí)可能是需要的。
因此，本發(fā)明的最廣泛的方面不受所示的和所描述的特定細(xì)節(jié)的限制。所以，在不背離如附屬權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍的前提下可以背離在這里所述的細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種用于在第二面料通過(guò)打褶裝置打褶時(shí)將縫紉機(jī)基板上支承的第一面料縫紉到第二面料上的方法，其中縫紉機(jī)具有用于固定第一和第二面料的壓腳和用于將第一和第二面料縫紉到一起的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)針，該方法包括將縫紉機(jī)基板上的第一面料定位在壓腳下面；將砧板定位在第一面料的上方以及打褶壓片的下方；將第二面料定位在砧板上面和靠近第一面料的壓腳的下面；使打褶壓片朝著壓腳前進(jìn)，從而使第二面料與打褶壓片接合并且在第一面料上方的第二面料內(nèi)形成長(zhǎng)度可編程控制的褶；操作縫紉機(jī)以輸送第二面料中的褶和第一面料經(jīng)過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)針，并對(duì)第二面料中的褶和第一面料縫紉所需要數(shù)量的縫紉線；縮回打褶壓片遠(yuǎn)離壓腳；及重復(fù)上述前進(jìn)打褶壓片、操作縫紉機(jī)及縮回打褶壓片的步驟，在第二面料中形成需要數(shù)量的褶并將褶縫紉到第一面料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在打褶壓片的前進(jìn)過(guò)程中引導(dǎo)第一和第二面料，操作縫紉機(jī)及縮回打褶壓片，從而沿著弧形路徑形成將第二面料中的褶連接到第一面料的線跡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括操作縫紉機(jī)輸送第一和第二面料經(jīng)過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)針并將第一和第二面料縫紉在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括操作縫紉機(jī)輸送第一和第二面料經(jīng)過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)針，以形成將第一和第二面料連接在一起的基本筆直的線跡；在打褶壓片的前進(jìn)過(guò)程中引導(dǎo)第一和第二面料，操作縫紉機(jī)并縮回打褶壓片，以形成將第二面料中的褶連接到第一面料的彎曲線跡；及重復(fù)上述操作縫紉機(jī)和引導(dǎo)第一和第二面料的步驟，以形成連續(xù)的筆直和彎曲線跡以形成基本閉合的環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，第一面料是床墊的上鋪面面料，第二面料是用于將枕式軟頂連接到床墊上的接片面料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，第一面料是被褥架的上鋪面面料，第二面料是被褥架的邊界面料。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，第一面料是被褥架的上鋪面面料，第二面料是歐式頂層邊界面料。
8.一種使用縫紉機(jī)將床墊主體的上鋪面面料縫紉到床墊頂部的邊界面料上的方法，所述縫紉機(jī)具有基板、壓腳和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)針，該方法包括(a)將縫紉機(jī)基板上的上鋪面面料定位在壓腳下面；(b)將邊界面料定位在被支承在基板上方的砧板的上面以及靠近上鋪面面料的壓腳的下面，使得機(jī)針與邊界面料的邊緣具有所需的距離；(c)使用縫紉機(jī)在邊界面料和上鋪面面料上縫紉基本筆直的線跡，該線跡與邊界面料的邊彼此大致平行，并且它們之間具有所需的距離；(d)確定該線跡處在上鋪面面料的拐角的開(kāi)始位置；(e)使用打褶裝置在上鋪面面料上方的邊界面料內(nèi)形成長(zhǎng)度可編程的褶；(f)使用縫紉機(jī)在邊界面料上的褶和上鋪面面料內(nèi)縫紉所需數(shù)量的縫紉線；(g)在上述形成褶和縫紉所需數(shù)量的縫紉線的過(guò)程中，在拐角的部分周圍手動(dòng)引導(dǎo)邊界面料和上鋪面面料；(h)重復(fù)上述步驟(e)至(g)，以便在拐角周圍引導(dǎo)邊界面料和上鋪面面料的同時(shí)，在邊界面料內(nèi)形成所需數(shù)量的褶以及在邊界面料內(nèi)的所需數(shù)量的褶和上鋪面面料上縫紉彎曲的線跡，該線跡的位置與邊界面料的邊之間基本具有所需的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括重復(fù)步驟(c)至(h)，以便基本上在上鋪面面料的周圍縫紉出一線跡，所述線跡基本上與邊界面料的邊之間具有所需距離。
全文摘要
一種用于縫紉機(jī)的打褶裝置(30)，該打褶裝置具有一端靠近面料的打褶壓片(34)及輸出端機(jī)械連接到打褶壓片的打褶壓片致動(dòng)器。與打褶壓片致動(dòng)器(44)相連的控制器(122)可以被操作來(lái)命令打褶壓片致動(dòng)器(44)移動(dòng)打褶壓片(34)經(jīng)過(guò)可編程的位移，以便在靠近縫紉機(jī)壓腳的面料中形成褶。之后，操作縫紉機(jī)在褶內(nèi)縫紉針線，然后縮回打褶壓片。重復(fù)上述操作循環(huán)允許在面料內(nèi)形成不同長(zhǎng)度的連續(xù)的褶。
文檔編號(hào)D05B19/12GK1774534SQ200380107280
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2003年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月22日
發(fā)明者史蒂文·馬爾坎杰洛 申請(qǐng)人:L&P產(chǎn)權(quán)管理公司