借由刺繡機或縫紉機將平面的布料以所要求的形狀在刺繡板上縫制的方法，以及用于刺繡機或縫紉機的裝置，其將放置于刺繡板的布料以與從另一個在刺繡底縫制的布料的相同圖案來剪裁與流程

本發(fā)明是有關于一種如權利要求1的前言所述的借由刺繡機或縫紉機將平面的布料以所要求的形狀在刺繡板上縫制的方法。本發(fā)明亦有關于一種如權利要求7的前言所述的用于刺繡機或縫紉機的裝置，其將放置于刺繡板的布料從一在刺繡底縫制的布料來剪裁。

背景技術：

本發(fā)明中的刺繡機是指具有上千及更多縫針的大型刺繡機，其用于在可于機器的整個長度上延伸的刺繡底上刺繡出刺繡花樣。刺繡機亦指具有水平式刺繡板的小型刺繡機以及絎縫機。刺繡用縫紉機是指在一夾緊在刺繡框中的可透過驅動裝置而沿x/y向受到驅動的刺繡底上同樣制成刺繡花樣的機器。在所有機器(即刺繡架及縫紉機)上，縫針可沿z向受到驅動，刺繡底可相對縫針沿x/y向移動。

刺繡過程中的想象力不受限制，因此，通常除由較短或較長的針跡構成的刺繡品外，亦在刺繡底上刺繡布料，即由相同或不同或不同色的布料構成的縫制品(applikation)，再將其剪裁。

直到數(shù)年前，通常仍手動地或者用簡單的手持式機器實施剪裁。

近來亦揭露過使用雷射來剪裁刺繡機上的縫制品。該案是透過機器電子設備來控制一雷射束，用面鏡對其進行導引，并用透鏡將其聚焦至縫制品，從而用施加于縫制品的焦點實施剪裁。saurer的de102005050482揭露過此種裝置。但該裝置的缺點在于價格昂貴且剪裁效率較低。價格昂貴的原因在于一可沿刺繡機移動的盒狀裝置，其包括一在刺繡品上方的閉合空間，其用于吸走因縫制品的剪裁或燃燒而產(chǎn)生的氣體及其他有害物質(zhì)，其他原因在于用于導引雷射束的電子設備及光學設備，由于此種雷射束會沿縫制品發(fā)生偏轉，故需對其焦點進行連續(xù)修正。生產(chǎn)率較低的原因在于，僅能對刺繡品的一最大50x50cm的較小區(qū)域進行加工，之后必須沿刺繡機對剪裁機進行調(diào)節(jié)并在新地點上將其校準至存在于此處的縫制品。此外，用習知激光器進行剪裁的成本較高，因為必須在刺繡底與縫制品之間插入一分離層，其防止刺繡底因雷射束的焦點中的高溫而受損。將來還必須透過洗滌來移除該分離層。

ep1983083揭露另一用布置在刺繡機上的若干加熱尖端來剪裁由合成纖維構成的縫制品的方法與裝置。此種裝置較習知雷射剪裁裝置的優(yōu)點在于，能夠在刺繡機的整個長度上在不同位置上同時進行剪裁。采用上述方案后，此種裝置可借由多個剪裁位置同時進行剪裁，而不必吸走所產(chǎn)生的蒸氣。此種裝置的唯一缺點在于，用可加熱的尖端僅能對由可熔或低熔點合成材料構成的縫制品進行剪裁。無法用此種裝置剪裁棉花、毛絨或皮革等天然纖維。

jp-h08-243776揭露一種單頭刺繡機，其包括雷射加工機，以便將縫制品從一材料或一材料層來剪裁。從材料層剪裁縫制品時，該材料層是放置在不得被剪裁的另一材料層上。此材料或材料層直接放置在一雷射接收板上。該雷射接收板具有一針孔(stichloch)，供正確聚焦的雷射穿過該針孔的中心。此種布置方案適于夾緊在一刺繡框中的材料或材料層，其直接放置在雷射接收板上且被下壓部件用螺旋彈簧的彈力壓緊在該雷射接收板上。但當該材料或待剪裁材料層的厚度偏差過大時，要么造成不完全剪裁，要么造成該材料或材料層的過度燃燒。因此，此種解決方案僅適用于厚度處于極小公差范圍內(nèi)的材料或材料層。

jp-h08-243776所述實施例中的針孔的另一缺點在于，當雷射光穿過材料路徑時，雷射光會發(fā)射至生產(chǎn)室。因而在應用jp-h08-243776的解決方案時，需要使用昂貴的保護裝置來保護工作人員免受有害的雷射光發(fā)射的影響，應用粗網(wǎng)組織時尤為如此。jp-h08-243776的解決方案亦需采用昂貴的吸取裝置來吸走剪裁過程所產(chǎn)生的有害氣體，為此就必須設置自有的吸嘴及穿過框架延伸的通向吸嘴的管路。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種方法及一種裝置，用于剪裁可熔縫制品及不可熔縫制品，其中該平面的布料的厚度可發(fā)生變化。

本發(fā)明的另一目的在于，并非僅在唯一一個位置上進行剪裁，而是在沿該刺繡機布置的多個位置上同時進行剪裁。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種裝置，用于除沿x-y向外亦沿z向將該縫制品準確定位在相對該剪裁組件的最佳位置上，并在剪裁期間，在該最佳位置中將該縫制品導引至該剪裁機構的作用區(qū)域。

本發(fā)明的另一目的在于，將實施剪裁所需的輸入剪裁區(qū)域的能量及其所導致的機器部件升溫以及在該剪裁過程中所出現(xiàn)的雜質(zhì)及氣體，就地重新排出。

本發(fā)明用以達成上述目的的解決方案為權利要求1的特征所述的一種方法以及權利要求8所述的一種刺繡機或縫紉機。

一種借由刺繡機或縫紉機將平面的布料以所要求的形狀在刺繡板上縫制的方法，包括以下步驟：將至少一布料層布置在該刺繡板上方。以透過該刺繡機或縫紉機的一程序進行控制的方式，使得布置在該刺繡機或縫紉機上的包含剪裁機構的剪裁裝置與該布料層間進行相對運動，從而用該剪裁機構剪裁該布料層的一布料，其中該剪裁機構連同其所置入的殼體一起朝該布料層進給以及/或者該布料層及該刺繡板進給至該殼體，直至該殼體的正面接觸該布料層。該布料層平滑地抵靠該殼體的該構成基準平面e的正面，其中該剪裁機構穿過該殼體中的構建于該殼體的正面內(nèi)的孔口透入該布料層，且其中該布料層被該剪裁機構剪裁。在剪裁過程中，透過該殼體的內(nèi)腔中的負壓將該布料層抽吸至該孔口。

根據(jù)一實施例，可將該布料層定位在一全部或部分包圍該孔口的隆起上。在該孔口的區(qū)域內(nèi)，可在該殼體上透過吸走該殼體的內(nèi)腔中的空氣來產(chǎn)生一相對環(huán)境較低的壓力，從而透過流入該殼體的空氣來將抵靠該孔口的布料層抽吸至該殼體的孔口。

根據(jù)一實施例，為對該布料層進行剪裁，可導引一雷射束作為剪裁機構穿過該殼體并對該布料層進行剪裁，該雷射束的焦點聚焦在該構成基準平面e的孔口的區(qū)域內(nèi)。該剪裁過程可包括以下剪裁法中的至少一個：熔化、燃燒、蒸發(fā)。

該剪裁裝置可包括一布置在該殼體中的可加熱的尖端，其中該可加熱的尖端以該布料層的厚度值穿過該孔口上方的基準平面e并對該布料層進行剪裁。該布料層特別是可含有合成纖維。

根據(jù)一實施例，該布料層可在抽吸至該剪裁裝置的孔口時與該刺繡板有所揭離，遂使該剪裁機構在剪裁該布料層時不會接觸及損傷該刺繡板。

一種刺繡機或縫紉機，包含刺繡板、布料層及剪裁裝置，其中該布料層放置在該刺繡板上，其中該刺繡機或縫紉機包括用于控制該剪裁裝置的控制程序，以便用該剪裁裝置自該布料層剪裁平面的布料。該剪裁裝置包括一剪裁機構。該剪裁裝置構建為可在休止位置與工作位置之間運動至該刺繡板上的布料層以及/或者該布料層構建為可接近該剪裁裝置。該剪裁機構布置在該剪裁裝置的殼體中。該殼體具有孔口，其中該孔口在該工作位置中可如此地與該布料層發(fā)生接觸，使得該剪裁機構在該孔口的區(qū)域內(nèi)可透入該布料層。該布料層朝向該殼體的一側上的壓力小于該布料層朝向該刺繡板的一側上的壓力。特定言之，該孔口可被一隆起全部或部分包圍。

根據(jù)一實施例，一抽吸管與該殼體連通，其中可經(jīng)由該孔口抽吸空氣，使得該在工作位置中處于該孔口前的布料層抵靠該孔口。

根據(jù)一實施例，在該殼體中可布置有作為剪裁機構的加熱尖端，其用于割斷該孔口上的布料層。根據(jù)一替代實施例，在該殼體中可布置有作為剪裁機構的用于產(chǎn)生雷射束的雷射模塊，其焦點用于剪裁該孔口上的布料層。

根據(jù)一實施例，一鼓風管與該殼體連通，從而形成一氣流，該剪裁機構的區(qū)域內(nèi)的污物粒子及/或氣態(tài)雜質(zhì)可被該氣流帶走并可借由該抽吸管排出。特定言之，該抽吸管可與該殼體中的一環(huán)狀區(qū)域連通，該環(huán)狀區(qū)域的內(nèi)部被一用來導引該雷射束或者容置該加熱尖端的護套限制。根據(jù)該實施例，此舉特別有利于自剪裁區(qū)域吸走污物粒子及/或氣態(tài)雜質(zhì)，以免其進入機器室。如此便能在排放物的產(chǎn)生地點便將其移除，從而毋需為工作人員提供更多保護措施，因為排放物在其進入生產(chǎn)室前就已被吸走。

特定言之，該護套的流動側的前端如此地與該殼體的孔口間隔一定距離，使得輸入被該護套包圍的中央?yún)^(qū)域的吹洗空氣，使得穿過該被抽吸的布料層并穿過該孔口而被抽吸的空氣透過該孔口前的環(huán)狀區(qū)域而與該吸走的空氣發(fā)生偏轉，并與該等污物粒子及/或氣態(tài)雜質(zhì)一起進入該抽吸管。該護套特別是可具有一構建為圓錐體的內(nèi)表面，其中該圓錐體的橫截面朝該孔口逐漸變細，從而形成一錐形通道。該吹洗空氣經(jīng)由位于該護套中的一孔口在一定壓力下輸入該圓錐體的內(nèi)表面所限制的內(nèi)腔，該吹洗空氣用于將可能會對貫穿內(nèi)腔的激光器的作用方式造成損害的雜質(zhì)自該內(nèi)腔移除。特定言之，該吹洗空氣的體積流量可為約15l/min。為經(jīng)由該護套的連通口使得吹洗空氣發(fā)生偏轉并將其吸走，在該護套的外側上施加一相對較高的負壓。在該護套的外側與該殼體中間可布置有一小室或腔室。為將自該連通口進入該腔室的吹洗空氣自該腔室吸走而不使其穿過該孔口，該腔室中必須存在相對吹洗空氣的壓力而言相對較高的負壓，亦即，該吸走的空氣的體積流量至少為輸入該護套的吹洗空氣的體積流量的五倍，較佳六倍。例如可自該腔室吸走體積流量約為100l/min的空氣。特定言之，該孔口可布置在一相對該孔口側向延伸的導引或支承板上，其側緣與該導引或支承板的表面成銳角。

特定言之，可將二極管激光器用作激光器。該二極管激光器的波長可為435nm至455nm。該波長特別是可為455nm。在該波長范圍內(nèi)，目前可在市場上購得最小且最強的激光器。此種二極管激光器是功率為8w的高性能激光器，因而特別有利。此種8w的功率是防止偏轉的二極管初始功率，視情況是用于對雷射束進行聚束的光學組件的二極管初始功率。自該二極管或多個二極管出發(fā)，借由一聚光透鏡將經(jīng)準直(即平行)的雷射光聚束在一規(guī)定基準點上。

該初始功率可較該8w的額定功率有所下降，具體視所用光學組件的類型而定。

根據(jù)一實施例，可將多個二極管激光器光學連接，特別是可將四個二極管激光器光學連接。

本發(fā)明實現(xiàn)了雷射剪裁裝置的優(yōu)點，即既能剪裁可熔縫制品又能剪裁不可熔縫制品，本發(fā)明亦實現(xiàn)了ep1983083所描述的方法與裝置的優(yōu)點，即在多個刺繡位置同時進行剪裁。

將剪裁裝置布置在朝刺繡底及縫制于其上的布料層曝露的腔室內(nèi)，在該腔室中可產(chǎn)生相對環(huán)境的負壓，且該腔室可接近該縫制品或者該縫制品可接近該剪裁裝置，便能將通常僅約為1/10厚度的縫制品層抵靠該腔室的用作基準面的孔口，并在該腔室中形成負壓的情況下，將該縫制品層抽吸至該孔口，從而既使其平滑又相對剪裁裝置將其精確定位。同時在將激光器用作剪裁機構的情況下，透過該腔室中的真空來就地吸走所產(chǎn)生的蒸氣及/或剪裁粒子。此外亦將在剪裁過程中所產(chǎn)生的剪裁組件熱量自該材料(即刺繡板及縫制品)的區(qū)域直接排出。減輕了朝刺繡機的其他機器組件的傳熱。采用上述方式后，該剪裁更適用于連續(xù)工作模式。此外，透過相對雷射束或加熱尖端的焦點對布料層(即縫制品)進行精確定位，便能達到十分之一毫米的精度，如此便能大幅降低工作功率并將有害氣體量降至最低。另一主要優(yōu)點在于，透過將縫制品抽吸至腔室的孔口而使得該縫制品與刺繡底的表面略微有所揭離，遂使剪裁所需的必須輸入縫制品的能量，不會直接作用于刺繡底或者對其造成損害，充其量使其變色。該項優(yōu)點在以下情況下尤為明顯：使用雷射來剪裁某些縫制品，其并不熔化，而是在剪裁時必須加以焦化、燃燒或蒸發(fā)。由于縫制品與刺繡底有所揭離，因而毋需嵌入一未來需要費力地洗除的分離層。

二極管激光器非常小，故其能夠沿刺繡機以較小的側向距離定位，并能同時剪裁多個分布于該刺繡機的整個長度上的圖案。

在雷射束的焦點的平面內(nèi)采用另一支承面后，即使在經(jīng)刺繡的布料上存在鑲邊刺繡品或其他突出于表面以外的刺繡品的情況下，亦能輕松地剪裁縫制品。該增大的支承板防止縫制品組件被鉤住或者側滑。

一方面透過相對習知雷射剪裁減少操作步驟來消除成本，另一方面毋需使用洗除劑，從而避免其對經(jīng)刺繡的材料及刺繡品造成污染。此外亦能防止刺繡板及縫制品發(fā)生變形，此種變形會在雷射剪裁過程中出現(xiàn)在單獨一個位置上。此外還消除了針對分離層的成本且毋需在此之前將該分離層送入刺繡板與縫制品之間。本發(fā)明的方法與裝置將用雷射進行剪裁的優(yōu)點與用加熱尖端進行剪裁的優(yōu)點結合在一起。采用本發(fā)明后，既能剪裁可熔縫制品又能剪裁不可熔縫制品?？蓪⒍鄠€剪裁裝置并排地布置在刺繡機上并進行操作。

與傳統(tǒng)雷射剪裁裝置相比，本發(fā)明透過將雷射束隔絕在孔口緊貼縫制品的腔室中，來防止對操作人員的眼睛造成傷害。此外，本發(fā)明所吸走的在剪裁合成材料或天然材料時必然會產(chǎn)生的雜質(zhì)的流量顯著減小，因為在此等雜質(zhì)的產(chǎn)生位置就將其直接吸走。亦即，此等雜質(zhì)從一開始就不會漏入機器周圍環(huán)境。

該等剪裁裝置的尺寸較為緊密，以便在刺繡機上以約大于100毫米的距離并排布置若干剪裁裝置。亦即，此等距離通常處于刺繡品的較小或較窄的圖樣的范圍內(nèi)。如此便能同時剪裁大量彼此緊挨縫制的較小或較大的圖案。

下面結合兩個實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

附圖說明

圖1為刺繡機的布局圖；

圖2為刺繡機上的剪裁裝置的透視圖；

圖3為剪裁裝置的高度上的刺繡機的垂直剖面圖；

圖4為該剪裁裝置的放大垂直剖面圖；

圖5為該剪裁裝置的俯視圖；

圖6為該剪裁裝置的另一設計方案的垂直剖面圖；及

圖7為圖6所示剪裁裝置的俯視圖。

[附圖標記說明]

1-刺繡機，3-縫針，4-針架，5-針孔，6-鉆頭架，7-針孔板，9-剪裁裝置，11-壓縮空氣管，13-能量管，15-剪裁機構，17-抽吸管，19-中央式抽吸管，21-罩蓋，23-導引柱，25-雷射模塊，27-二極管激光器，29-光學透鏡，31-錐形通道，33-31的護套，35-腔室，39-殼體，40-隆起，41-37的孔口，42-外緣，43-區(qū)域，45-刺繡板，47-布料層，48-間隙，49-焦點，51-雷射束，53-導引與支承板，55-53的邊緣。

具體實施方式

組件符號1表示一刺繡機，特別是大型刺繡機，具有最多1100個保持在針架4上的縫針3，其定位在針孔板7中的各針孔5前。該等縫針3上方布置有大體呈立方形的罩蓋21，其示意性地表示該等剪裁裝置9。通向該等剪裁裝置9的有用于壓縮空氣及驅動裝置的壓縮空氣管11、用于剪裁機構15(本示例中是二極管激光器27)的能量管13以及同樣與剪裁裝置9連接的抽吸管17。剪裁裝置9構建為可與刺繡機1或者與沿該刺繡機1延伸的支架(支架未予繪示)連接。通向剪裁裝置9的抽吸管17與一沿刺繡機1延伸的中央式抽吸裝置19連接。透過一未詳盡繪示的驅動裝置(如氣動驅動裝置)，位于剪裁裝置9中的殼體39(或其至少部分)可朝針孔板7移動以及自該針孔板朝外移動。較佳以在刺繡機1上居中的方式，透過壓縮空氣管11供應壓縮空氣以及針對中央式抽吸管19、能量管13及未詳細繪示的控制管供應抽吸空氣。

如圖1及2所示，該等剪裁裝置9分別透過四或五個縫針3或者鉆頭或鉆頭架6并排布置。換言之：每個剪裁裝置9亦可對多個緊挨的最小工作區(qū)域進行加工或剪裁，而不必如習知激光技術般對剪裁裝置1進行重新校準。

下面結合圖3至5所示第一設計方案對剪裁裝置1的結構進行詳細說明。

每個剪裁裝置9各包括一例如由金屬構成的盒狀罩蓋21，其以可與刺繡機1連接的方式構建(未將與刺繡機1的連接繪出)。在罩蓋21中的兩個與該刺繡機連接的導引柱23上，以可馬達驅動或氣動地沿z向縱向移動的方式，設有殼體39及位于其中的包含例如四個二極管激光器27的雷射模塊25。用于進行移動的驅動機構未予繪示。較佳但非排他地，該激光器是波長為435nm至455nm的光學連接的二極管激光器27。圖3中在該等二極管激光器27的左側，一適宜的光學透鏡29用作聚焦透鏡。透鏡29將二極管激光器27的雷射束51聚焦于焦點49。光學透鏡29連接一例如呈錐形的通道31，該壓縮空氣管11與該通道連通并將吹洗空氣送入該錐形通道31，從而防止透鏡29被污染。借由該透鏡29能夠沿z向對焦點49進行精確調(diào)節(jié)。錐形通道31的護套33的前部分位于殼體39的腔室35內(nèi)。一或多個抽吸管17與該腔室35連通。腔室35的左側末端由殼體39中的用作連通口的孔口41構成。布置在腔室35內(nèi)的錐形通道31的前端較佳與孔口41間隔一定軸向距離，亦即，與孔口41上方的基準平面e間隔一定軸向距離。

由于通道31采用前述之間隔布置方案，遂在錐形通道31的末端與孔口41之間產(chǎn)生一環(huán)狀區(qū)域43。

透過該環(huán)狀區(qū)域43便能將經(jīng)由壓縮空氣管11吹入錐形通道31的空氣輸入因經(jīng)由抽吸管17吸走空氣而處于負壓下的腔室35。因而在該連通口即殼體39的孔口41上，借由腔室35中的負壓而將空氣吸入。

在一種有利實施方案中，與吹入錐形通道31的空氣相比，將多倍(如六倍)的空氣自腔室35吸走以及輸入該腔室。在該孔口41上，當殼體39接近夾緊在刺繡機1的筒架(gatter)上的刺繡板45時(該刺繡板上設有用刺繡縫制而成的布料層47)，因腔室35中的負壓而產(chǎn)生的輸入殼體39的氣流將該布料層吸引至殼體39上的孔口41。因而在孔口41的區(qū)域內(nèi)，布料層47與刺繡板45略微有所揭離。此種揭離在布料層47與其下的刺繡板45之間產(chǎn)生一充滿空氣的間隙48。該間隙48的作用在于，雷射束51的進入布料層47的焦點49，會將該布料層47分離而不會損傷其下的刺繡板45。

透過刺繡板45及其上的布料層47的因刺繡機1的筒架而實施的x-y運動，該待剪裁的布料層47經(jīng)過孔口41。在此過程中，布料層47始終唯有在雷射束51的焦點49的區(qū)域內(nèi)，方在孔口41上與刺繡板45有所揭離。孔口41的外緣42或者包圍該孔口41的隆起(未繪示)構成雷射束51的焦點49所處的基準平面e(參閱圖5)。因此，布料層47處于焦點49的范圍內(nèi)，該焦點可透過透鏡29正好對準該輕輕地平面夾緊在孔口41上的布料層47。

穿過刺繡板45及布料層47吸取大氣中的空氣，此點還能冷卻刺繡板45并能吸走此處的所有因雷射束51的燃燒或焦化過程而產(chǎn)生的氣體及粒子。從而最佳地防止刺繡品及周圍空氣以及刺繡機1的部件受到污染。

此外亦將雷射束51及其對人眼有害的射束與環(huán)境最佳地隔絕，因為殼體39借其孔口41緊貼針孔板7，從而基本上阻止任何有害射束經(jīng)由刺繡板45朝外射出。

顯然，既可以不在孔口41上進行抽吸的方式實施剪裁，又可采用抽吸實施剪裁。抽吸提高安全性，使得布料層47平面地處于孔口41上，從而處于焦點49所在的該基準平面內(nèi)。

作為將產(chǎn)生雷射束51的二極管用作剪裁機構15的替代方案，可在錐形通道31中置入一加熱尖端，其尖端末端最多以待剪裁的布料層47的厚度突出于孔口41以外。如此一來，該加熱尖端以不接觸故不損傷位于布料層47下方的與其間隔一定距離的刺繡板45的方式，分離該布料層47(未繪示剪裁尖端)。

在圖6及7所示的本發(fā)明的第二設計方案中，殼體39的前端并非截錐形地朝向孔口41，而是該孔口41位于一平面的導引或支承板53中。導引或支承板53顯著增大了剪裁裝置9在布料層47上的支承區(qū)域，如前所述，如此便能在刺繡板45上導引很不平坦的幅面。

較佳地，導引或支承板53的邊沿區(qū)域或邊緣55與該導引或支承板53的表面成銳角。

剪裁裝置9的小型化實施方案亦可直接安裝在鉆頭架6或針架4上(二者皆在圖3中示意性示出)，并連同該鉆頭架或針架一起導引至布料層45以及自該布料層復位至休止位置。