带有改进的框架驱动装置的缝纫机的制作方法

专利名称：带有改进的框架驱动装置的缝纫机的制作方法
技术领域：
本发明涉及缝纫机，具体来说涉及具有用于在X向及与X向垂直的Y向上移动织物支承框架的驱动装置的缝纫机。
许多公知的用于移动织物支承框架的驱动装置包括一个X向驱动机构和一个Y向驱动机构，每个驱动机构具有作为驱动源的旋转电机如脉冲电机和伺服电机。因此，为了将电机的旋转运动转换成框架在X向和Y向上的直线运动必须设置一个转换机构。这样运动转换机构可以包括皮带和皮带轮机构、线和线轮机构或滚珠丝杠机构等。
另一种用于移动织物支承框架的公知装置包括一个直线电机，作为X向驱动机构的驱动源。但是，为了在Y向上移动框架，这种公知缝纫机仍需要一个作为Y向驱动机构的一个旋转驱动源和一个运动转换机构。因此，Y向驱动机构与上述的公知装置相同。更具体来说，这种驱动装置的Y向驱动机构包括一个皮带和皮带轮机构，该机构具有一皮带，在皮带上装有一个托架。X向驱动机构的直线电机支承在上述托架上，并具有一个活动构件，尺寸相对较小的织物框架安装在活动构件上。日本专利公开文本第62-139693号描述了这种缝纫机的一典型实例。
装有运动转换机构会使驱动装置的结构复杂化。另外，由于运动转换机构的机件间的间隙，因而难于提高框架传动控制精度。虽然可以安装作为运动转换机构的滚珠丝杠机构以提高传动控制精度，但是，滚珠丝杠机构一般较为昂贵，因而会增加驱动装置的制造成本。
另外，在装有作为X向驱动机构的驱动源的直线电机的公知的驱动装置中，Y向驱动机构仍需要运动转换机构，这在机件间也会引起间隙，或者也会增加带有直线电机的缝纫机的制造成本。
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的缝纫机，其中，无需使用将旋转运动转换成直线运动的运动转换机构就可以移动织物支承框架。
按照本发明，改进的缝纫机包括一个驱动装置，该驱动装置具有作为在X向和Y向上移动织物支承框架的驱动源的直线电机，因此，无需运动转换机构将电机的旋转运动转换成直线运动。因此，这种驱动装置具有相对较为简单的结构，也可以提高框架的传动精度。
在一个推荐实施例中，X向驱动机构的直线电机的一个活动构件连接于框架，使框架可以在X向上与活动构件一起移动，也可以在Y向上相对于活动构件移动。同样，Y向驱动机构的直线电机的一个活动构件连接于框架，使框架可以在Y向上与活动构件一起移动，也可以在Y向上相对于活动构件移动。因此，构件可以分别借助X向驱动机构和Y向驱动机构在X向和Y向上移动，而不会在X向驱动机构和Y向驱动机构之间出现干涉。
在X向驱动机构和Y向驱动机构的活动构件上最好安装滚柱，以便分别接合框架中形成的凹槽。
现在对照以下附图详述本发明，以便进一步阐明本发明的其它目的、特征和优点。


图1是一种典型的多头缝纫机的立体图；图2是典型缝纫机的平面图；图3是织物支承框架和包括直线电机的驱动装置的分解立体图；图4是框架一部分和Y向驱动机构的分解立体图。
本发明的缝纫机可简化框架驱动装置的结构，并可提高框架的传动精度。驱动装置最好包括一个用于在X向上移动框架的X向驱动机构和一个用于在Y向上移动框架的Y向驱动机构。X向驱动机构和Y向驱动机构中的每一个最好包括一个作为驱动源的直线电机。因此，无需运动转换机构将旋转运动转换成直线运动。
在一个推荐实施例中，直线电机包括一固定底板、一个安装在底板上的定子、一对设置在定子两侧上的直线轨道和一个可相对于定子沿直线轨道直线移动的活动构件。为了使活动构件可以平稳地沿定子移动，在活动构件和定子之间最好磁性地维持一个空间或间隙。
一个第一连接机构可以将X向驱动直线电机的活动构件连接于框架，使框架可在X向上与活动构件一起移动，也可以在Y向上相对于活动构件移动。一个第二连接机构可以将Y向驱动直线电机的活动构件连接于框架，使框架可在Y向上与活动构件一起移动，也可在X向上相对于活动构件移动。
第一连接机构最好包括一个安装在X向驱动机构的活动构件上的第一滚柱，并包括一个在框架上在Y向上形成的第一凹槽，上述第一凹槽接合第一滚柱。第二连接机构可以包括一个安装在Y向驱动机构的活动构件上的第二滚柱，也可包括在框架上在X向上形成的第二凹槽，上述第二凹槽可以接合第二滚柱。
缝纫机可以包括一个在框架下设置的机台，X向驱动机构和Y向驱动机构的直线电机可以设置在机台下。另外，驱动装置可以包括多个在Y向上彼此间隔开来的X向驱动机构，以及多个在X向上彼此间隔开来的Y向驱动机构。
缝纫机可以是多头缝纫机，它包括多个缝纫头，每个缝纫头可用于形成缝迹。
上文及下文公开的每个附加特征及方法步骤能够单独地或与其它特征和方法步骤一起使用，以便提供改进的缝纫机和用于设计和使用这种缝纫机的方法。下面参阅附图详述本发明的一个典型实施例，它综合利用了许多附加特征和方法步骤。这种详细描述只是为了向本专业技术人员介绍本发明的优选实施例，而并不想限定本发明的范围。本发明的范围只是通过权利要求书来限定的。因此，在下面的详细描述中公开的特征和步骤的组合，从广义上说并不是实施本发明所必需的，而只是特别用于说明本发明的典型实例。
现在参阅附图描述缝纫机的典型实施例。图1是一个多头缝纫机的立体图，该缝纫机可包括一个机台10。一个机架12可在机台10上方水平地延伸。多个缝纫头14(在本实施例中为4个缝纫头)可以安装在机架12上，彼此间隔开来。喉板16可以安装在机台10上，并在垂向上可以相对于各自的缝纫头14。机梭(未画出)可以设置在喉板16下，并可与各自的缝纫头14配合工作，按照公知的方式进行缝纫工作。每个缝纫头14最好具有多根针杆，这些针杆提供多种不同的线，例如不同颜色的线。因此，为了形成各种颜色的线迹，可以选用适当的针杆与相应的机梭配合工作。
一个织物支承框架18可以具有基本呈矩形的结构，用于支承等待机绣的织物。框架18可以设置在机台10的上表面上。框架18可配置一个驱动装置，使框架18可以在X向和与X向垂直的Y向上在一水平面内沿机台10的上表面移动。
现在参阅图2，驱动装置可以包括两个X向驱动机构20和两个Y向驱动机构30。每个驱动机构可以具有各自的驱动源或直线电机，它们设置在机台10下面。可卸盖22和33可安装在机台10上，以便封闭在机台10上形成的相应开口。另外，在每个盖22上形成窄缝或开口24，窄缝或开口24最好在X向上延伸。同样，在每个盖32上也可形成窄缝或开口32。窄缝或开口32最好在Y向上延伸。
在关于框架18的图3中更详细表示出X向驱动机构20和Y向驱动机构30的典型配置。在该实施例中，两个X向驱动机构20和两个Y向驱动机构30具有相同的结构。因此，为了说明的目的，只需描述一个代表性的驱动机构的结构。Y向驱动机构30将对照图4进一步详述，并且不必具体描述X向驱动机构20，这是由于X向驱动机构20可以和图4所示Y向驱动机构30相同。但是，本专业技术人员懂得也可以使用其它结构来实施本发明。
如图3和4所示，每个Y向驱动机构可以包括一底板40，该底板在Y向上延伸(X向驱动机构20的底板40沿X向延伸)。一个定子42可以固定在底板40的上侧，并可在底板40的纵向上延伸。一对直线导轨44安装在定子42的侧面上。在一个控制装置(未画出)的控制下，一个活动构件46可在Y向上沿直线导轨44移动。在活动构件46和定子42的上表面之间磁性地维持一个小间隙。因此，定子42、直线导轨44和活动构件46可以构成直线电机。
虽然在本发明中可利用各种直线电机，但是，直线电机最好包括一个活动构件46，该活动构件具有固定在活动构件46的内侧的永久磁铁(未画出)。定子42最好具有在定子42的纵向上串联设置的磁线圈(未画出)。直线电机可以通过改变磁线圈所产生的磁场而工作，使与永久磁铁相反的磁线圈推斥活动构件46的永久磁铁。同时，永久磁铁将被邻近于永久磁铁设置的磁线圈所产生的磁场吸引。由于这种磁直线电机的工作是本专业公知的，因而这里不对直线电机作更详细的描述。
Nippon Tomuson Kabushiki Kaisha销售的直线电机型号TSLMA和/或A/G是本发明可使用的典型直线电机，用来生产带有X向和Y向驱动直线电机的缝纫机。
现在参阅图4，一个销子48可固定在活动构件46上，并可沿垂向向上延伸。一个滚柱49可以安装在销子48的上端上，使滚柱49可绕销子48的轴线转动。滚柱49和销子48的上部可穿过盖32的窄缝34(在X向驱动机构20中穿过盖22的窄缝24)在机台10上方延伸。一直线标尺(未画出)可沿纵向固定在直线导轨44之一上，因而可以借助一个传感器(未画出)，以相对于该标尺的位置来检测活动构件46的位置。因此，根据来自传感器的信号可以进行活动构件46的位置控制。
现在参阅图4，一个凹槽19可以沿着框架18的一个X向侧18a的下表面延伸预定长度。虽然在附图中未画出，但是，相同的凹槽19可以沿着框架18的一个Y向侧18b的下表面延伸预定长度。滚柱49的尺寸最好选择得实质上并紧密地接合各自的凹槽19。更具体来说，X向驱动机构20的滚柱49可以接合框架18的Y向侧18b的凹槽19。同样，Y向驱动机构30的滚柱49可以接合框架18的X向侧18a的凹槽19。
X向驱动机构20和Y向驱动机构30的直线电机可以电连接于一个控制器，使X向驱动机构20可在X向上彼此同步地移动框架18，并且使Y向驱动机构30可在Y向上彼此同步地移动框架18。另外，控制器可以向直线电机输出驱动信号，使X向驱动机构20和Y向驱动机构30可以根据驱动信号在X向和Y向上移动框架18。驱动信号可以相应于待缝纫的绣花图案的X-Y座标数据。因此，框架18可被精确地移向编程的X-Y座标位置。
上述推荐实施例可以按照各种方式修改。例如，底板40或定子42可以具有一个长的长度，使一个或更多附加活动构件46可装入每个X向驱动机构20或Y向驱动机构30。另外，一条类似于凹槽19的凹槽可以在与框架18的X向侧18a相对的X向侧18c的下表面上形成，或在与Y向侧18b相对的Y向侧18d上形成，以便接合附加活动构件46的滚柱49。因此，在框架18的运动期间，由于滚柱49分别接合X向两侧18a和18c或Y向两侧18b和18d的凹槽19，因而能够可靠地保持框架18的形状。因此，并不要求刚性的框架18，利用本发明可以使用一种挠性的框架18。
或者，附加的X向驱动机构20或附加的Y向驱动机构可以装入，并且也可以具有滚柱。另外，一个类似于凹槽19的凹槽可以在框架18的X向侧18c或Y向侧18d的下表面上形成以接合滚柱49。
另外，Y向驱动机构30和X向侧18a之间的连接机构或滚柱49和凹槽19可以用下述连接机构替代，该连接机构包括一个连接板，该连接板固定在Y向驱动机构30的两个活动构件46上。该连接板具有比X向侧18a长的长度，并可连接于X向侧18a，使框架18可被Y向驱动机构30沿Y向与连接板一起移动。同样，框架最好可以被X向驱动机构20沿X向相对于连接板移动。由于装有比X向侧18a长的连接板，因而在框架18运动期间整个X向侧18a可受到连接板的支承。因此，框架18在其运动期间即使框架刚性不大也不会变形。
对于X向驱动的机构20和Y向侧18b之间的连接机构或滚柱49和凹槽19也可进行类似的替代。一连接板可固定在X向驱动机构20的两个活动构件46上。该连接板比Y向侧18b长，并可连接于Y向侧18b，使框架18可被X向驱动机构20与连接板一起移动。另外，框架18可被Y向驱动机构30沿Y向相对于连接板移动。
虽然在缝纫机的典型实施例中框架18已用来以平展形式支承等待机锈的织物，但是，本发明也可以用于下述缝纫机，这种缝纫机具有一个用于支承管状织物如T恤衫、弯曲织物或帽子的框架。在这种情形中，X向驱动机构20的直线运动可以转换成框架绕一根平行于Y向的轴线的旋转运动。框架可以被Y向驱动机构沿Y向直线移动。
权利要求
1.一种缝纫机，它包括一个用于支承被缝纫的织物的框架，以及一个用于移动所述框架的驱动装置。所述驱动装置包括一个用于在X向上移动所述框架的X向驱动机构和一个用于在Y向上移动所述框架的Y向驱动机构，X向驱动机构和Y向驱动机构中的每一个包括一个作为驱动源的直线电机。
2.如权利要求1所述的缝纫机，其特征在于所述直线电机包括一个固定的底板、一个安装在底板上的定子、一对设置在定子侧面上的直线导轨和一个可沿所述直线导轨相对于定子直线移动的活动构件，其中，在活动构件和定子之间磁性地保持一个间隙。
3.如权利要求2所述的缝纫机，其特征在于还包括一个第一连接机构，其用于将X向驱动机构的直线电机的活动构件连接于框架，使框架可在X向上与所述活动构件一起移动，并可在Y向上相对于所述活动构件移动；以及一个第二连接机构，其用于将Y向驱动机构的直线电机的活动构件连接于框架，使框架可在Y向上与所述活动构件一起移动，并可在X向上相对于所述活动构件移动。
4.如权利要求3所述的缝纫机，其特征在于所述第一连接机构包括一个安装在X向驱动机构的活动构件上的第一滚柱，并包括在所述框架上在Y向上形成的、用于接合所述第一滚柱的第一凹槽，所述第二连接机构包括一个安装在Y向驱动机构的活动构件上的第二滚柱，并包括在所述框架上形成的、用于接合所述第二滚柱的第二凹槽。
5.如权利要求1所述的缝纫机，其特征在于还包括一个设置在所述框架下面的机台，X向驱动机构和Y向驱动机构中的每一个设置在所述机台下面。
6.如权利要求1所述的缝纫机，其特征在于所述驱动装置包括多个在Y向上彼此间隔开来的X向驱动机构，并包括多个在X向上彼此间隔开来的Y向驱动机构。
7.如权利要求1所述的缝纫机，其特征在于所述缝纫机包括多个缝纫头，每个缝纫头可工作以形成线迹。
8.一种设备，它包括一个固定就位的缝纫头，一个可相对于所述缝纫头移动的框架，一个连接于框架以便在第一方向上移动框架的第一直线电机，以及一个连接于框架以便在第二方向上移动框架的第二直线电机，其中，第二方向垂直于第一方向。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于每个第一和第二直线电机包括一个固定的底板、一个安装在底板上的定子、一对设置在定子侧面上的直线导轨和一个可沿直线导轨相对于定子直线移动的活动构件，其中，在活动构件和定子之间磁性地保持一个间隙。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于还包括一个第一装置，其用于将第一直线电机连接于所述框架，使框架可在第一方向上与所述活动构件一起移动，并可在第二方向上相对于所述活动构件移动，以及一个第二装置，其用于将第二直线电机的所述活动构件连接于所述框架，使框架可在第二方向上与所述活动构件一起移动，并可在第一方向上相对于所述活动构件移动。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于所述第一连接装置包括安装在第一直线电机的活动构件上的第一滚柱和在所述框架上在第二方向上形成的、用于接合第一滚柱的第一凹槽，所述第二连接装置包括安装在第二直线电机的活动构件上的第二滚柱和在所述框架上在第一方向上形成的、用于接合第二滚柱的凹槽。
12.如权利要求8所述的设备，其特征在于还包括一个设置在所述框架下面的机台，所述第一和第二直线电机设置在所述机台下面。
13.如权利要求8所述的设备，其特征在于还包括多个在第二方向上间隔开来的第一直线电机，以及多个在第一方向上间隔开来的第二直线电机。
14.如权利要求8所述的设备，其特征在于；所述设备包括多个缝纫头，每个缝纫头可以工作以形成线迹。
15.一种缝纫机，它包括多个固定就位的缝纫头，一个可在第一方向和第二方向上相对于所述缝纫头移动的框架，其中，第二方向垂直于第一方向，所述框架具有在第二方向上纵向形成的第一凹槽和在第一方向上纵向形成的第二凹槽，多个在第二方向上彼此间隔开来的第一直线电机，多个在第一方向上彼此间隔开来的第二直线电机，其中每个第一和第二直线电机包括一个固定的底板，一个安装在底板上的定子，一对设置在定子侧面上的直线导轨，以及一个可沿直线导轨相对于定子直线移动的活动构件，其中，在活动构件和定子之间磁性地保持一个间隙，多个接合各自的第一凹槽的第一滚柱，其中，在每个第一直线电机的活动构件上设置一个第一滚柱，多个接合各自的第二凹槽的第二滚柱，其中，在每个第二直线电机的活动构件上设置一个第二滚柱，以及一个设置在所述框架下面的机台，所述第一和第二直线电机设置在所述机台下面。
全文摘要
一种缝纫机包括一个用于支承被缝纫的织物的框架和一个用于移动框架的驱动装置。该驱动装置包括一个用于在X向上移动框架的X向驱动机构和一个用于在与X向垂直的Y向上移动框架的Y向驱动机构。X向驱动机构和Y向驱动机构中的每一个最好包括一个作为驱动源的直线电机。
文档编号D05B39/00GK1267760SQ00104378
公开日2000年9月27日 申请日期2000年3月23日 优先权日1999年3月23日
发明者田岛郁夫 申请人:东海工业缝纫机株式会社