CN116892089A - 用于缝合三维成型部件的方法和设备以及由该方法成型的部件 - Google Patents

Abstract

一种用于将线迹施加到具有三维构造的装饰部件的设备和方法。一种用于将线迹施加到具有三维构造的装饰部件的机头，包括：针杆组件，其可操作地联接到机头；弯针，其被构造成与针杆组件配合以在装饰部件中形成多个线迹，弯针在平行于装饰部件的平面内旋转；和支柱组件，其被构造成驱动弯针在平面内往复运动，其中支柱组件可操作地联接到电机，电机被构造成以往复运动的方式驱动针杆组件，柱组件通过柱形臂组件和下轴组件可操作地连接到机头；其中，柱形臂组件通过机械联动装置与摆动框架驱动轴连接，并与摆动框架同步地旋转。

Description

用于缝合三维成型部件的方法和设备以及由该方法成型的 部件

技术领域

本发明涉及一种用于车辆内饰的内部结构。更具体地，本发明涉及一种用于缝合车辆内部部件的设备和方法。更进一步地，本发明的各种实施例涉及将装饰线迹放置在具有三维构造的装饰件上，无论其是否用于车辆中。

背景技术

在汽车内饰中发现的大多数线迹都是功能性的，其中两块或多块材料(皮革、乙烯基塑料、TPO、布等)从一个底样上切割下来，接着缝合在一起(裁缝(cut-n-sew))然后包裹在座垫、头枕、扶手、扶手箱盖、仪表盘基板等部件上。这种功能性线迹是非常劳动密集型的，在低档和中档车辆中通常只在需要的地方使用。由于成本原因，仪表盘固定器和门板等装饰部件上的功能性线迹通常仅限于高级车辆。

近年来，汽车原始设备制造商(OEM)已经表现出对将“线迹”外观应用于价格等级范围更广的更多车辆的兴趣。一些应用中使用了模拟的非功能性线迹，但是目前不具有提供对比色的模拟线迹的生产可行性。此外，越来越多的原始设备制造商要求在装饰部件上使用真实的或“生动的”线迹，以提供真正的裁缝部件的外观和感觉。

目前在3D预成型汽车装饰部件上布置装饰性线迹的方法包括用针从零件的顶侧刺穿零件(外皮、外皮/泡沫或外皮/泡沫/基材)并接合位于该零件背面的钩子或弯针。这些方法需要接触到零件的正面和背面，这通常会限制零件上线迹布置的位置。如在真正的裁缝汽车内饰中很常见的，在脊、尖角和高度轮廓化的表面上设置线迹通常是非常困难的。

例如，在垂直于半刚性部件的边缘的方向上并越过其边缘进行缝线仍然很困难，因为现有机器上的针板深度要求使板无法符合较小的半径。此外，围绕小的平面内半径缝线也可能很困难，因为需要为针板的移动预先限定间隙。

因此，希望提供一种用于在装饰性汽车装饰部件上产生生动的、非功能性线迹的方法和设备。还希望提供具有这种线迹的部件。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于将线迹施加到具有三维构造的装饰部件的设备和方法。

在一个实施例中，该设备具有机头，针杆组件可操作地联接到机头；弯针，其被构造成与针杆组件配合以在装饰部件中形成多个线迹，弯针在平行于装饰部件的平面内旋转；支柱组件，其被构造成驱动弯针在平面中以往复运动的方式运动，其中支支柱组件可操作地联接到电机，该电机被构造成以往复运动的方式驱动针杆组件。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，针杆组件可以由可操作地联接到电机的上驱动轴进行往复驱动，并且支柱组件也可以由上驱动轴通过中间驱动轴进行往复驱动。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，支柱组件可以通过柱形臂组件和下轴组件可操作地联接到机头。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，柱形臂组件和/或下轴组件中的至少一个可以可拆卸地固定到机头，使得另一个柱形臂组件和/或另一个下轴组件能够固定到机头，使得支柱组件相对于机头的针杆组件被重新定位。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，柱形臂组件和下轴组件可以与另一个柱形臂组件和另一个下轴组件互换，使得支柱组件可以相对于针杆组件重新定位。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，可以提供另一个针和另一个弯针，该另一个弯针被构造成与该另一个针配合以在装饰部件中同时提供多个线迹的两个独立图案，该另一个弯针在平行于装饰部件的平面内旋转。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，支柱组件可以被构造成驱动弯针和另一个弯针在平面中往复运动，其中支柱组件可操作地联接到电机，电机被构造成以往复方式驱动包含两个针的针杆组件。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，弯针可位于支柱组件的支柱外壳中，支柱外壳仅略大于弯针尺寸，使得支柱外壳的针板可位于装饰部件的背面附近。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，弯针可位于支柱组件的支柱外壳中，支柱外壳仅略大于弯针尺寸，使得支柱外壳的针板可位于装饰部件的背面附近并且其中尺寸方向与多个线迹的线迹方向对齐或者一致。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，该尺寸可以在10-12mm的范围内。

在另一实施例中，提供用于将线迹施加到具有三维构造和角的装饰部件的机头。机头具有：可操作地联接到机头的针杆组件；弯针，其被配置为与针杆组件配合以在装饰部件中形成多个线迹，弯针在平行于装饰部件的平面内旋转；和支柱组件，其被构造成驱动弯针在平面中往复运动，其中，支柱组件可操作地联接到电机，电机被构造成以往复方式驱动针杆组件，弯针位于支柱组件的支柱外壳中，该支柱外壳仅略大于弯针的尺寸，使得支柱外壳的针板可位于装饰部件的角的背面附近。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，该尺寸方向可以与多个线迹的线迹方向对齐或一致。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，该尺寸可以在10-12mm的范围内。

可提供一种装饰部件，其具有由前述任一实施例的机头施加到其上的多个线迹，并且装饰部件可以是车辆的内饰件。

一种装饰部件，其具有由任一前述实施例的机头施加到其上的多个线迹，其中所述内部装饰件可以是仪表盘。

一种装饰部件，其具有由前述实施例中任一个的机头施加到其上的多个线迹，其中多个线迹中的至少一些可以施加在装饰部件的角处。

在另一实施例中，提供了一种将线迹应用到车辆的内部部件的方法，该内部部件包括至少一个层。该方法包括以下步骤：a)用针在至少一层的第一表面上的入口点刺穿该至少一层，其中刺穿步骤导致针到达其行进范围的下止点并且还导致顶线在出口点处穿过该至少一层，出口点在与第一表面相对的第二表面上；b)用位于出口点附近的旋转弯针捕获线，其中旋转弯针在平行于该至少一层的平面中沿第一方向旋转；c)将针通过出口点和入口点缩回到其行程范围的上止点位置；d)沿第一方向推进部件；e)在平行于该至少一层的平面内沿第二方向旋转旋转弯针，第二方向与第一方向相反；f)用针在该至少一层的第一表面上的另一入口点刺穿该至少一层，其中刺穿步骤使顶线在另一出口点处穿过该至少一层，该另一出口点在与第一表面相对的第二表面上，并且其中针接合位于旋转弯针上的底线；g)当旋转弯针沿第二方向旋转时松开顶线；h)当旋转弯针沿第二方向旋转到最终位置并且针到达其向下的行程的底部时，完成顶线和底线之间的线迹；以及i)重复步骤b-h，直到在内部部件中形成所需数量的线迹。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，外皮层可由乙烯基塑料、皮革和热塑性聚烯烃组成的组形成。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，通过上述方法形成内部部件并且该内部部件可以是车辆的内部装饰件。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，其中，该内部装饰件可以是车辆仪表盘的一部分。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，通过上述方法形成内部部件并且该内部部件可以是车辆的内部装饰件。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，内部装饰件可以是车辆仪表盘的一部分。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，外皮层可由乙烯基塑料、皮革和热塑性聚烯烃组成的组形成；并且可以在外皮层的第二表面上施加中间层，该第二表面与第一表面相对。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，该中间层可以是泡沫层。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，内部部件可以是车辆的内部装饰件。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，可以通过上述方法形成内部部件。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，内部部件可以是车辆的内部装饰件。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，内部装饰件可以是车辆仪表盘的一部分。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，外皮层可由乙烯基塑料、皮革和热塑性聚烯烃组成的组形成；并且可以在外皮层的第二表面上施加中间层，该第二表面与第一表面相对。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，车辆的内部部件可以通过上述方法形成。

本文还提供了一种通过上述方法形成的车辆的内部部件。

公开了一种用于在具有三维配置的装饰部件施加线迹的机头，其包括：可操作地联接到机头的针杆组件；弯针，其被配置为与针杆组件配合以在装饰部件中形成多个线迹，弯针在平行于装饰部件的平面内旋转；支柱组件，其被构造成驱动弯针在平面中以往复方式运动，其中支柱组件可操作地联接至电机，该电机被配置为以往复方式驱动针杆组件，支柱组件经由柱形臂组件和下轴组件可操作地联接至机头；其中，柱形臂组件通过机械联动装置与摆动框架驱动轴连接，并与摆动框架同步地旋转。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，针杆组件由可操作地连接到电机的上驱动轴往复驱动，并且支柱组件也由上驱动轴经由中间驱动轴往复驱动。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，柱形臂组件和/或下轴组件中的至少一个可拆卸地固定到机头，使得另一个柱形臂组件和/或另一个下轴组件能够固定到机头，从而支柱组件相对于机头的针杆组件重新定位。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，柱形臂组件和/或下轴组件中的至少一个可拆卸地固定到机头，使得另一个柱形臂组件和/或另一个下轴组件能够固定到机头，从而支柱组件相对于机头的针杆组件重新定位。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，柱形臂组件和下轴组件可与另一个柱形臂组件和另一个下轴组件互换，使得支柱组件可以相对于针杆组件重新定位。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，另一个针和另一个弯针被构造为，使得另一个弯针与另一个针配合以便在装饰部件中同时提供多个线迹的两个独立图案，该另一个弯针在平行于装饰部件的平面中旋转。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，支柱组件被构造为驱动弯针和另一个弯针在平面中往复运动，其中支柱组件可操作地连接到电机，该电机被配置成以往复方式驱动包含两个针的针杆组件。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，顶线制动器被配置成在顶线与弯针接合之前和在此期间，控制顶线环的尺寸并稳定其位置。

除了上述一个或多个特征之外，或者作为任何前述实施例的替代，顶线制动器被配置成在顶线与弯针接合之前和在此期间，控制顶线环的尺寸并稳定其位置。

附图说明

参考附图，其他特征、优点和细节仅通过示例的方式展现在以下实施例的描述中，其中：

图1是根据本发明一示例性实施例的摆动链式缝纫机的剖视图；

图1A是根据本发明的一非限制性实施例的摆动蝶形弯针的立体图；

图2是根据本发明一示例性实施例的具有可调节下部组件的摆动链式缝纫机的截面图；

图3是根据本发明一示例性实施例的摆动弯针驱动单元的截面图；

图3A是柱和弯针组件组合的剖视图；

图4是根据本发明一示例性实施例的摆动式弯针柱设计的剖视图；

图5是根据本发明的替代示例性实施例的摆动式弯针柱设计的截面图；

图6是示出了根据本发明一实施例的线迹的形成的视图；

图6A是沿图6中的线6A-6A截取的视图；

图7是示出了根据本发明一实施例的线迹的形成的视图；

图7A是沿图7中的线7A-7A截取的视图；

图8是示出了根据本发明一实施例的线迹的形成的视图；

图8A是沿图8中的线8A-8A截取的视图；

图9是示出了根据本发明一实施例的线迹的形成的视图；

图9A是沿图9中的线9A-9A截取的视图；

图10是示出了根据本发明一实施例的线迹的形成的视图；

图10A是沿图10中的线10A-10A截取的视图；

图11是示出了根据本发明一实施例的线迹的形成的视图；

图11A是沿图11中的线11A-11A截取的视图；

图12A和图12B示出了本发明各种实施例的针板覆盖区；

图13示出了在零件的角部的弯钩装置；

图14示出了根据本发明一示例性实施例的摆动式弯针；

图15示出了在机头加入柱形臂或柱形臂组件运输器的方法；

图16A-图16C示出了在缝线周期中的三个点处摆动框架相对于柱形臂的方位；

图17A-图17E示出了在与弯针接合之前使用线制动器或制动垫来控制顶线环的尺寸并稳定其位置；

图18A-图18D示出了在与弯针接合之前使用线制动器或制动垫来控制顶线环的尺寸并稳定其位置；和

图19是弯针12捕获顶线环时的俯视图。

尽管附图展示了本发明的不同实施例和特征，但是附图不一定按比例绘制并且某些特征可能被放大以便说明和解释本发明的示例性实施例。在此阐述的示例以一种形式说明了本发明的几个方面，并且这样的示例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

本发明的各种实施例涉及一种方法和设备，其能够将装饰性线迹应用到运输行业内预成型部件的受限缝线区域，特别是当将线迹放置在小半径的成形边缘上或围绕小的平面内半径放置线迹时。该设备还能够调整机器参数以适应各种零件尺寸，而无需构建多个缝纫机头。

在另一个实施例中，本发明包括应用于运输行业的一种缝线方法和机头设计，该设计增强了以手动或自动方式在三维成形部件的受限区域中缝线的能力。

参见图1-图4，示出了根据本发明的一非限制性实施例的摆动链式缝纫机器10。机器10通过使用位于组合式弯针和支柱组件14的末端的摆动蝶形弯针12来提供链式线迹，该组合式弯针和支柱组件14可操作地联接到柱形臂组件16。

该特定概念在与线迹方向一致的“x”方向(至少如图1A、图12A和图12B所示)上提供极窄的支柱外壳。在一个实施例中，支柱外壳的尺寸可以在10-12mm(毫米)的范围内，当然，大于或小于该尺寸的尺寸都被认为在本发明的范围内。在双针设计中，两个支柱外壳跨越的尺寸可以在25-28mm的范围内，而所示“x”方向上的尺寸可以在10-12mm的范围内，当然，大于或小于该尺寸都被认为在本发明的范围内。该狭窄的支柱外壳从柱形臂一直延伸到弯针/针板的顶部，该支柱外壳比此应用环境中所有此前已知的设计都要小。在一个实施例中，摆动链式缝纫机或机头10可以用作固定式机器而材料或产品经由与机头或机器10合并的一个或多个进料装置进料，或者机头或机器10可以通过由框18示意性示出的外部驱动(例如6轴机器人)进行驱动，以使缝纫机头10在固定部件的上方和周围移动。

机头或机器10包括针杆组件20，针杆组件20由上驱动轴22驱动，上驱动轴22可操作地联接到用于驱动上驱动轴22的电机24。中间轴26也经由皮带28或任何等效装置可操作地联接到上驱动轴22，使得上驱动轴28的旋转运动也将引起中间轴26的旋转运动。中间轴26还可操作地联接到下轴组件30，并且下轴组件30可操作地连接到柱形臂组件16，该柱形臂组件16又通过支柱组件14可操作地联接到摆动蝶形弯针12。

此外，机头10可以具有可调节的设计，使得其可以通过可重新配置的下臂组件32(至少在图2中示意性地示出)被重新配置以适应各种不同的零件形状和尺寸，下臂组件32由可调节的下轴位置、具有不同长度的可互换的柱形臂轴和外壳组件16，以及具有不同长度的可互换的下轴组件30组成。如此并且至少如2图所示，通过使用可互换的下轴组件30和弯针轴/外壳部件(例如，可互换的柱形臂轴和外壳组件16)，也可以调整机头的上部和下部之间的垂直间隙(柱形臂延伸或未延伸时)。

例如，第一下轴组件30可以直接联接到位于机器或机头10的上部36的外壳34中的中间轴26。然后，第二下轴组件30’(如图2所示)可以可操作地联接到第一下轴组件30的下部，以延长组合的下轴组件的长度，进而使摆动弯针12位于距机头10的针杆组件20更远处。

此外，外壳34和中间轴26也可以被构造成连接到较长的下轴组件30”(也在图2中以虚线表示)。这允许下轴组件30"的位置沿箭头38的方向移动，进而允许下轴组件30”与柱形臂轴和外壳组件16’(也在图2中以虚线表示)一起使用。组件16’的长度可能比组件16长，以便与组件30”一起使用。因此，可以结合可互换的柱形臂轴和外壳组件16、16’与可互换的下轴组件30、30’、30”以及可互换的柱部件(例如，弯针轴延伸部和外壳)，由于每个组件可互换地彼此连，从而可以实现多种配置和尺寸。更进一步并且如本文将要讨论的，双柱摆动式弯针设计可以与任何公开的组件组合结合使用。

因此，这些实施例使得针杆组件20的一端和柱形臂16之间的距离40以及针杆组件20的一端和下轴组件30之间的距离41是可变的，进而允许机头或机器10容纳各种尺寸的零件。

上文和下文所提及的描述和图示涉及缝纫机头10，其可以以自动方式在固定部件上方和周围进行操作，但也适用于固定机器。

如上所述，机头10的结构包括由伺服电机24驱动的上轴22。上轴22控制位于上部分或机头10的针杆组件20和步进压脚的移动。上轴22还通过一系列皮带、滑轮和齿轮驱动中间轴26和下轴42，这些皮带、皮带轮和齿轮将恒定的旋转运动转化为摆动运动。需要摆动运动以适当地协调弯针12相对于针杆组件20的运动。

在一个实施例中，摆动运动包括弯针以顺时针和逆时针运动的旋转，以及在该运动期间弯针在不同时间点的加速和减速。至少在图3中示出了用于提供这种运动以及加速和减速的一种可能的非限制性配置。中间轴或中间驱动轴26具有凸轮27，凸轮27与凸轮叉44一起将旋转运动转换成变速摆动运动，凸轮叉44又通过由附图标记45表示的一系列联动装置和齿轮来驱动输出轴或下轴42。

例如，齿轮和扇形组件46通过连杆47连接到凸轮叉44，引起输出轴42的摆动运动，并最终导致可操作地联接到弯针12的弯针轴48的摆动运动。齿轮装置的角度决定了弯针12的旋转行进距离，在一个实施例中可以是在一个方向上旋转220度然后再返回。当然，大于或小于220度的旋转度数也被理解为在本发明的各种实施例的范围内。可以理解的是，驱动摆动式弯针12的方式不限于上述描述，并且可以相应地重新配置以达到相同的效果。

取决于所需的特定线迹配置，弯针支柱组件14可具有单个弯针12(至少参见图4)，或者弯针支柱组件可被构造成具有双弯针，下文称为双弯针支柱组件50(至少参见图5)。如上所述，单弯针或双弯针可用于本文公开的任何组合。在采用双弯针支柱组件50的应用中，机头10还可以被构造成在针杆组件20添加第二针以提供双线迹图案。

再次参考图4，弯针12由弯针轴48通过锥齿轮52驱动，锥齿轮52与下轴42的锥齿轮54啮合。如图4所示，还提供了衬套56、轴环锁58、支柱外壳70、齿轮壳72和柱形臂组件外壳74以帮助将下轴42的摆动旋转运动传递到弯针12。如上所述，图中所示的配置仅作为用于向弯针12提供摆动运动的一个非限制性示例性实施例，用于提供摆动运动的各种其他装置被认为在本发明的各种实施例的范围内。

如图5所示，在延伸的齿轮箱72中提供第二弯针12、弯针轴48、轴环锁58和锥齿轮52以及衬套56，以驱动一对弯针12。

在下文中描述了并且至少在图6-图11中示出了完成线迹所需的顺序的一个非限制性示例。在步骤1(图6)中，弯针12处于其完全逆时针旋转后的位置或处于其旋转的起点，并且针杆组件20的针72处于其行程的底部(下止点BDC)。

图6-图11还至少示出了由机头10缝合的零件或其一部分74、针板76和针板76中允许针72进出的开口或孔78。针板76的至少一部分可位于弯针支柱组件14的外壳70周围。图中还显示了针杆组件20的步进压脚80。步进脚80可操作地连接至上驱动轴22，以便当针72在其上止点位置和下止点位置之间上下移动时，提供步进压脚80所需的往复运动。在图6中，针72处于其行程的底部或(下止点)并且弯针12处于其旋转的起点。此外，步进压脚80与材料74接触但对其施加很小的压力。图6A是沿图6中的线6A-6A截取的视图。

在步骤2(图7)中，针72开始沿箭头82的方向向上运动，在位于针72的尖端和之前的零件74的背面之间的顶线86中形成环84。同时，弯针12的尖端88在线环84和针72之间在图中所示的视角中顺时针移动。此外，步进压脚80施加轻微的压力以确保当针72从材料74缩回时，材料74保持与针板76接触。图7A是沿图7的线7A-7A截取的视图。

在步骤3(图8)中，针72已经离开零件74并且定位在其完全缩回(上死点TDC)的位置。相对于图中所示的视角，弯针12已经移动到其完全顺时针旋转后的位置或最大旋转位置，顶线环84完全位于弯针12的臂90上。步进压脚80也被抬离部件74并开始前进到部件74上的下一个针穿刺点。图8A是沿图8的线8A-8A截取的视图。

在步骤4(图9)中，针72已沿箭头73的方向向下移动并再次穿透零件74并且与弯针12接合。针72此时处于向下行程中，并且当弯针12相对于图中所示的视图逆时针转动时针72在下部线或底线92和弯针12之间移动。当针72进入材料时，步进压脚80沿箭头73的方向向下移动以与材料或零件74轻微接触。图9A是沿图9的线9A-9A截取的视图。

在步骤5(图10)中，当弯针12相对于图中所示的视图继续其逆时针旋转时，针72在其向下行程中沿箭头73的方向继续向下移动，释放顶线环84。在图10的步骤5中弯针12释放顶线86。图10A是沿图10的线10A-10A截取的视图。

在步骤6(图11和图11A，其中图11A是沿图11的线11A-11A截取的视图)，针72到达其行程的底部(下止点)并且弯针12位于相对于图示的视图逆时针旋转的结束位置，在线迹完成时顶线84被拉紧抵靠材料74的背面75，同时拉动底线92。因此，当缝纫机头10相对于零件74向前移动时，顶线环84被向上拉动，同时拉动底线92，从而完成线迹。

本文所述的摆动式弯针设计需要最小的针板深度来容纳弯针12(至少参见图12)，当弯针12在平行于零件74的平面中旋转(至少参见图6-图11A)时，其在垂直于零件的平面内前后运动形成线迹，这在链式缝纫机上更常见。针板深度由处理所需线的尺寸所需的最小弯针直径决定。这种紧凑的设计能够在成型零件上缝合平面半径，这在以前使用更传统的设备是不可能的(参见例如图13和图14)。

如图13所示，零件74的角96能够被机头10缝合，因为弯针12能够定位得更靠近零件74的角96的背面。这是由于在针板76和零件74或角96之的间隙极小或没有间隙，以确保一致均匀的线迹外观，尤其是在角96处。对比之下，如图14所示，弯针臂98围绕轴线100旋转，该旋转垂直于而不是平行于被缝合的零件74的背面。如图14所示，在针板76和零件74或角96之间存在过大的间隙，因此可能由于该过大的间隙而导致靠近角96处不规则的针脚长度或跳针。因此，本发明的各种实施例允许在零件74的狭窄角部进行缝线。因此，零件半径现在可以由视觉外观而不是机器/缝纫工艺的限制来决定。此外，通过使用摆动式弯针12，顶线和底线都用于形成线迹。

缝纫机支柱起始于柱形臂16的一端并从该处向上延伸止于针板76的顶部。针板76和/或支柱或支柱外壳在附图中所示的“x”方向上的尺寸仅受弯针12本身的直径限制。在支柱或支柱外壳70中沿支柱或支柱外壳70的高度方向的任何一处都没有其他机构增加其尺寸，这允许支柱或支柱外壳70及其针板76插入狭窄区域，例如角96或在针板76和被缝合零件的背面之间具有极小间隙的任何其他难以到达的狭窄区域，从而产生更有效或更高效的线迹图案。

还应当理解的是，下轴(输出轴)可以相对于弯针轴进行调整，从而更好地接近零件背面。

参照图15，示出了一种将柱形臂或柱形臂组件运输器加入到机头10中的方法。柱形臂或柱形臂组件16运输器可用于在线迹形成期间保持针72和弯针12之间的适当关系。柱形臂驱动连杆102连接到机头10的摆动框架驱动轴101，柱形臂驱动连杆102又可枢转地连接到柱形臂从动连杆103。柱形臂从动连杆103可枢转地连接到柱形臂旋转驱动夹104，其连接到圆柱形驱动组件16。这种构造使得柱形臂组件16能够随着摆动框架105围绕摆动框架驱动轴101的旋转而随之围绕下轴42旋转。由于摆动框架105围绕摆动框架驱动轴101的旋转控制针在缝纫方向上的位置，将柱形臂组件16的旋转运动连接到摆动框架驱动轴101将确保运送针杆时针72与弯针12的接口总是正确的。

图16A-图16C示出了在缝线周期中的三个点处摆动框架105相对于柱形臂16的方位。

图17A-图17E图示了在与弯针12接合之前使用线制动器或制动垫106来控制顶线环的尺寸并稳定其位置。图17A示出了处于上止点(TDC)位置的针，其中线制动器106缩回，使得顶线86自由地移动通过针72的孔眼。图17B示出了沿着针杆107的向下运动行程的一点处，线制动器106开始朝向针杆107向前移动，线制动器106在线进入针72的孔眼之前对顶线86的通过之处施加阻力。图17C示出了线制动器106抵靠针杆107对线86施加全部压力，防止顶线86穿过针72的孔眼。随着针杆从这一点继续向下，开始行程顶线环并且顶线环保持在适当的位置，直到被弯针12捕获。图17D示出位于下止点(BDC)位置的针杆107。图17E示出在针杆107的向上行程的一点处，弯针12与顶线环接合。同样在这一点处，线制动器106通常开始脱离针杆107，允许顶线86再次自由穿过针72的孔眼。

当针杆107处于TDC(至少参见图17A)时，弹簧钢臂108被滚轮组件109按压(由于弹簧钢臂的形状)。弹簧钢臂108被固定到线制动器并且被构造为提供沿箭头111的方向的偏置力。

随着针杆107向下移动(弹簧钢臂108也随之向下移动)，不移动的滚轮109最终到达弹簧钢臂108上不发生偏转的点，在该点处制动垫或线制动器106施加压力，将线86限制按压在针杆107上。这发生在针杆107处于其向下行程长度的大约50％时。

一直施加制动压力(弹簧停用)直至针的行程到达BDC，并在制动器释放开始(弹簧激活开始)之前保持施加制动压力直至向上行程行进大约25％。

线制动器106在针杆107向上行程的50％处完全释放并且保持释放(弹簧激活)以使到TDC的针杆向上运动平衡。

上述制动器接合点和释放点是近似值并且可以通过向上或向下移动滚轮组件109的位置来调整，这取决于应用和所使用的线。

当然，可以理解的是，制动器启用/停用的其他方式也是可能的。

图18A-图18D还示出了在与弯针12接合之前使用线制动器106来控制顶线环的尺寸并稳定其位置。图18A示出了处于上止点(TDC)位置的针，其中线制动器106缩回，允许顶线86自由地移动通过针72的孔眼，而图18B和图18C示出沿针72和针杆107的向下运动的一点，该处线制动器106已被启用。图18D示出了启用线制动器的处于下止点(BDC)位置的针杆107。

图19是弯针12捕获顶线环时的俯视图。

应当理解的是，线制动器106与针杆107的接合/脱离的位置和时间可以根据需要进行调整，以在弯针12捕获之前和期间形成最佳的顶线环。

在一个实施例中，零件74可以是车辆内部的一部分。在一个实施方式中，该部分可以是车辆内部的任何部分。例如，该部分可包括车辆仪表盘的一部分。当然，该部分可以位于车辆内的任何表面上。非限制性示例包括车门板、车辆扶手箱盖、车辆扶手箱板、仪表盘、车辆扶手、车顶内衬、座椅靠背、包装托盘、任何装饰性的车辆内部表面。更进一步，本文公开的方法可应用于在其他非车辆制造过程中使用的物品或部件，因此部分或零件74可指代任何制造物品。

内部部分或物品或零件74可以是单层或多层结构。在一个实施例中，零件74至少包括具有基本上光滑的外表面和背对外表面的背面的外皮层。外皮层优选地由具有显着柔韧性和美观特性的塑料材料形成。当然，其他天然材料(例如，皮革等)和人造覆盖物被认为可用于本发明的各种实施例中。在一个实施例中，内部部分是车辆内部的装饰元件。

为了增强内部的柔软度，在一个实施例中，可以在外皮层下方的区域中提供一层缓冲支撑材料。可以想到的是，缓冲支撑材料可以具有任何数量的不同构造，尽管诸如交联聚丙烯(XLPP)或聚氨酯(PU)泡沫的泡沫材料可能是潜在优选的。

尺寸稳定的塑料或其他合适材料的基板也可以设置在缓冲支撑材料下方。

根据一个实施例，缓冲支撑材料和基板可协同作用以为外皮层提供支撑结构。

可以预期的是，形成缓冲支撑材料的PU泡沫可以吹塑在外皮层和基板之间，以形成多层复合结构。还预期缓冲材料可以在初步包覆操作中附接到外皮层以形成初步层状复合材料，其随后可以如可能被使用的那样被施加到任何基板上。还预期缓冲材料可以在初步包覆操作中附接到外基底层以形成初步层状复合物，其随后可以用外皮层包裹。

此外，该部分可以是单层(仅表皮)、双层(表皮/泡沫)或三层(表皮/泡沫/基材)中的任何一种。在又一替代实施例中，表皮和基材之间的中间泡沫层可以是间隔织物而不是泡沫层。在又一替代实施例中，间隔织物可与表皮和泡沫层之间的泡沫层、或基材和泡沫层之间的泡沫层、或表皮和泡沫层以及泡沫层和基材之间两处的泡沫层结合使用。因此，本文所公开的方法和相关设备被预期与上述零件74配置中的任何一种一起使用。

在另一个实施例中，零件74可以通过真空成型工艺或由真空成型的部件形成，该部件可以具有单层或多层，其中一些层可以由不同材料形成并且其中该部件具有不同配置的三维构造。此外，上述零件可能具有刚度，在缝线过程或应用期间不能充分弯曲。

如上所述，希望在不使用昂贵的裁缝技术的情况下在装饰性汽车装饰部件上提供生动的、非功能性线迹。根据本发明的一个实施例，该方法用于实现位置相邻(例如，彼此相对且平行)的双线迹。

本发明的各种实施例涉及将装饰线迹应用到在运输行业或车辆和车辆部件制造中使用的未成型和预成型的材料构建的替代方法。本文公开的方法可用于两种平板材料(裁剪缝合)，但当其应用于具有一定程度的刚性、无法在不对材料造成损坏的情况下轻易压平的部件时能提供更大的有益效果。

如本文所用，术语“第一”、“第二”等在本文中不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元素与另一个元素区分开来，术语“一个”、“一种”并不表示数量限制，而是表示存在至少一个所提及的物体。另外，需要说明的是，除非另有说明，否则此处使用的术语“底部”和“顶部”仅仅是为了描述的方便，而不限于任何一个位置或空间方向。

与数量结合使用的修饰语“约”包括规定的值并且具有上下文规定的含义(例如，包括特定量的与测量相关的误差度)。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物代替其元件。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。

Claims (10)

1.一种用于将线迹施加到具有三维构造的装饰部件的机头，其特征在于，包括：

针杆组件，其可操作地联接到所述机头；

弯针，其被构造成与所述针杆组件配合以在所述装饰部件中提供多个线迹，所述弯针在平行于所述装饰部件的平面内旋转；和

支柱组件，其被构造成驱动所述弯针在所述平面内往复运动，其中所述支柱组件可操作地联接到电机，所述电机被构造成以往复运动的方式驱动所述针杆组件，所述柱组件通过柱形臂组件和下轴组件可操作地连接到所述机头；

其中，所述柱形臂组件通过机械联动装置与摆动框架驱动轴连接，并与摆动框架同步地旋转。

2.如权利要求1所述的机头，其特征在于，所述针杆组件由可操作地联接到所述电机的上驱动轴进行往复驱动，并且所述支柱组件也由所述上驱动轴通过中间驱动轴往复驱动。

3.如权利要求2所述的机头，其特征在于，所述柱形臂组件和/或所述下轴组件中的至少一个可拆卸地固定到所述机头，使得另一个柱形臂组件和/或另一个下轴组件能够固定到所述机头，使得所述支柱组件相对于所述机头的所述针杆组件被重新定位。

4.如权利要求1所述的机头，其特征在于，所述柱形臂组件和/或所述下轴组件中的至少一个可拆卸地固定到所述机头，使得另一个柱形臂组件和/或另一个下轴组件能够固定到所述机头，使得所述支柱组件相对于所述机头的所述针杆组件重新定位。

5.如权利要求1所述的机头，其特征在于，所述柱形臂组件和所述下轴组件可以与另一个柱形臂组件和另一个下轴组件互换，使得所述支柱组件可以相对于所述针杆组件重新定位。

6.如权利要求1所述的机头，其特征在于，还包含：另一个针和另一个弯针，所述另一个弯针被构造成与所述另一个针配合以在所述装饰部件中同时提供多个线迹的两个独立图案，所述另一个弯针在平行于所述装饰部件的平面内旋转。

7.如权利要求6所述的机头，其特征在于，所述支柱组件被构造成驱动所述弯针和所述另一个弯针在所述平面中往复运动，其中所述支柱组件可操作地联接到电机，所述电机被构造成以往复方式驱动包含两个针的所述针杆组件。

8.如权利要求7所述的机头，其特征在于，还包含：上部线制动器，其配置成在顶线与弯针接合之前和期间控制顶线环的尺寸并稳定所述顶线环位置。

9.如权利要求2所述的机头，其特征在于，还包含：上部线制动器，其配置成在顶线与弯针接合之前和期间控制顶线环的尺寸并稳定所述顶线环位置。

10.如权利要求1所述的机头，其特征在于，还包含：上部线制动器，其配置成在顶线与弯针接合之前和期间控制顶线环的尺寸并稳定所述顶线环位置。