水平多针绗缝机及绗缝方法
本PCT申请要求以下美国临时申请的优先权
2005年9月9日提交的No.60/715,423；
2006年1月26日提交的No.60/762,471；
2006年1月27日提交的No.60/763,172。
对于美国：本申请还是以下申请的部分连续申请：
于2005年1月21日提交的序号为11/040,499的美国专利申请，并于2005年8月18日公开，公开号为US 2005/0178307，该申请为于2004年3月19日提交的序号为10/804,833的美国专利申请的部分连续申请，该申请为于2003年3月6日提交的申请号为PCT/US03/07083的PCT申请的部分连续申请，该申请要求以下美国临时专利申请的优先权，并通过参考而确切地在此进行合并：于2002年3月6日提交的序号为60/362,179；于2003年2月11日提交的序号为60/446,417；于2003年2月11日提交的序号为60/446,430；于2003年2月11日提交的序号为60/446,419；于2003年2月11日提交的序号为60/446,426；于2003年2月11日提交的序号为60/446,529；以及于2003年2月14日提交的序号60/447,773，所有这些申请都结合在此引作参考；并且
于2005年3月11日提交的PCT申请PCT/US2005/008312，该申请要求序号为10/804,833和11/040,499的美国申请的优先权，所有这些申请也结合在此引作参考。
并与于2002年3月6日提交的序号为60/362,179的美国临时申请相关，该申请也结合在此引作参考。
技术领域
本发明涉及绗缝技术，具体地说，涉及使用高速多针绗缝机的绗缝技术。更具体地说，本发明涉及多针链式线迹绗缝机，例如用于加工床垫套或者其他通常由多层材料的宽编织物形成的绗缝产品的类型绗缝机。
背景技术
绗缝是一种缝纫工艺，通过该缝纫工艺将多层纺织材料和其他织物接合，以生产兼具装饰性和功能性的可压缩料块(compressiblepanel，布块)。线迹花型用于使用缝纫图案装饰料块，同时线迹本身将构成被状物(quilt)的各层材料接合在一起。床垫套的加工涉及大规模绗缝工艺的应用。大规模绗缝工艺通常使用高速多针绗缝机来形成一系列的沿着多层材料的编织物的床垫套料块。这些大规模绗缝工艺通常使用链式线迹缝纫头，该缝纫头产生可以由大量线轴进行供料的弹性线迹链。有些这种机器能够以每分钟1500针或更高的速度运行，并且驱动一排或更多排针，每排针同时在宽度为90英寸或更宽的编织物上缝制花型。更快的速度、更高的花型灵活性以及更强的操作效率是床上用品行业中的绗缝工艺的永恒的目标。传统的多针绗缝机快速而高效，但是在高端市场床垫套产品和床罩的生产中较少使用，因为它们通常在速度较慢但是灵活性更高的单针或双针绗缝机上进行加工。
传统的多针绗缝机具有三个运动轴线。X轴可以认为是材料编织物在其移动通过绗缝位置移动时运动的纵向。通常，提供材料编织物能够在前进或后退的方向上移动的双向运动，以便于在任意方向上进行缝纫，例如在材料上绗缝360度花型时需要该双向运动。材料累加件(material accumulator)通常伴随着这种双向机器，从而在无需改变编织物材料沿绗缝线的整体长度的方向的情况下，便能够将编织物的一部分转向。还通过将编织物从一侧向另一侧移动来设置运动的Y轴，也用于形成绗缝花型。通常，绗缝机构在绗缝过程中保持静止，通过控制材料的运动来影响各种花型的绗缝。
X轴和Y轴与被绗缝材料的平面平行，该平面通常为水平面。第三轴(Z轴)与材料平面垂直，并界定了形成绗缝缝线的往复针的运动的标称方向。通常在材料平面上方的上缝纫头上的针与材料的相反侧或下侧的成环件(looper)配合，该成环件通常在X轴的方向上与Z轴垂直地往复运动。在传统的多针绗缝机中，包括针驱动装置的缝纫机构上部由大型固定桥承载。包括成环件驱动装置的缝纫机构下部连接在铸铁台上。各上部结构和下部结构中每个可以连接有例如三行缝纫元件。一般所有针都连接到单个主轴上并由该主轴驱动。
传统的多针绗缝机使用单个大型压脚板，该压脚板按压住横跨编织物宽度的缝纫区域中材料的整个编织物部分。在床垫行业中使用的典型机器中，每缝一针该压脚板压住的材料的面积大小超过800平方英寸，并将材料厚度压至1/4英寸那样小。当针在形成每一针之后从材料退出时，压脚板必须仍然将材料压至大约7/16英寸。由于材料在仍然位于压脚板下方的同时必须相对于缝纫元件移动，以形成花型，因此花型通常会因施加于其上的平行于材料平面的拉力而被扭曲。这些传统的机器大而沉，并占据了床上用品加工厂地面的相当大的面积。
此外，多针绗缝机缺乏灵活性。大部分都提供成行或成阵列的固定的针，这些固定的针同时操作，以缝出相同的花型和相同的线迹系列。更改花型时需要对针进行物理设置、重新布置或移除，并为已改变布置的针穿上线。这种重新配置要花费操作人员的时间，并造成相当的停机时间。
传统的链式线迹绗缝机用于使用由旋转轴驱动的曲柄机构来使一个或多个针往复运动地穿过厚的多层材料以进行绗缝。驱动电机的力以及联动装置的惯性使得针穿过材料。这样产生的针的运动传统地是正弦曲线，即由方程y＝sine x所表示的曲线来定义。对于此申请，不满足该方程的运动将称为非正弦曲线式。从而，针的运动带着针尖端从高起的位置(例如材料上方1英寸的位置)向下穿过被压至约1/4英寸的材料，到达材料下方约1/2英寸的点时，其运动逆转。针带着针线穿过材料，并在材料的成环件侧设置出将被成环件的线拾起的环。在材料的成环件侧，成环件或钩以正弦旋转运动的方式围绕轴往复运动。成环件相对于针进行定位，使得该成环件的尖端进入由针设置的针线环，以将成环件线环延伸穿过材料的成环件侧的针线环。成环件的运动与针的运动同步，从而当针处于其周期的向下范围内，针线环被成环件线拾起。然后，针抬起并从材料退出，留下针线在成环件和成环件线环的周围延伸。
当针从材料退出时，材料相对于缝纫元件移位，针再次下行穿过材料，该穿过的位置与针先前穿透的点距离一个线迹的长度，以形成一个线迹。当针再次穿过材料时，针将针线的下一个环插入并穿过成环件线形成的环中，该成环件线环先前被成环件刺出并穿过先前的针线环。在周期的这一点上，成环件本身在其正弦往复运动中已经从针线环退出，留下成环件线环在缝纫辅助元件(在很多机器中公知为定位器(retainer))周围延伸，该缝纫辅助元件使成环件线环保持开放，以待针的下一次下行。在该过程中，针线环被形成并穿过成环件线环，同时成环件线环被交替地形成并穿过针线环，从而材料的成环件侧产生交替的针线和成环件线的环的链，而且在材料的针侧仅由针线形成的一系列线迹可见。
通过多年的经验，已经对链式线迹形成机器中针和成环件的传统的正弦曲线式进行调整，以保持针进行可靠的环拾起，从而在缝纫过程中不会漏针。在高速绗缝机中，针的运动情况为，在大约1/3针周期中或者120度针周期中，针的尖端位于材料平面下方或者支撑材料的针板平面的下方。
在针周期的当针延伸穿过材料的周期部分中，最好材料没有相对于针的运动。机器部件和材料的惯性使得针穿过材料时会出现一些材料的相对于针的线迹间运动。从而使得针偏移，这可能会导致因成环件遗漏针线环或针遗漏成环件线环而造成漏针，或者导致因材料拉长或变形而造成的花型轮廓缺失。此外，对针穿透织物的时间的限制定义了针穿过织物的速度，这决定了针穿透厚的多层材料的能力。从而针速的增加需要增加针行程的距离，这导致织物下方存在过多的松懈的针线，而这些针线必须拉紧以使得在线迹形成过程中的线迹绷紧。相应地，传统的针的运动对链式线迹缝纫和特别是高速绗缝造成了限制。
此外，公知的多针绗缝机上的成环件头通过在凸轮表面上移动凸轮从动件来提供成环件的运动，这需要润滑油，并产生了需要维护的磨损部件。
此外，在多针绗缝机上使用的链式线迹形成元件通常各包括针和成环件或钩，该针从材料的面侧往复地穿过材料，该成环件或钩在材料的背侧的路径上振动并穿过由穿刺针在材料的背侧形成的顶线环。链式缝纫涉及通过针与材料背侧的成环件的相互作用而形成在顶线和材料背侧的底线之间交替互锁的层叠系列或链，该相互作用同时在材料顶侧形成清晰的顶线线迹系列。可靠地形成线迹系列需要精确地设定每个缝纫元件组的针和成环件的路径，从而无论是针还是成环件都不会遗漏对相对的线环的拾起。这种线环的遗漏会产生漏针，而漏针是缝纫花型中的瑕疵。
在最初使用绗缝机时，以及在使用绗缝机的过程中必须定期地对针和成环件的相对位置进行调节。通常，这涉及对成环件在其振动轴线上的位置的横向调节进行调节。在多针绗缝机中，进行这种调节以将成环件的路径设置在与顶线将穿过的针眼正上方的针侧紧密接近的位置。在此位置，在针的旁边形成针线的环，成环件的尖端穿过该针而插入底线环。在美国专利申请No.5,154,130中详细说明了这些环的形成以及线迹链的互锁，该专利申请通过参考而合并于此。
成环件的调节通常是手动过程。通常是在机器停机的情况下进行调节，由技术人员使用一些种类的手动工具来松开、重新配置、检查和拧紧成环件，使得当针位于针在待绗缝材料底侧运行的路径中的最底端附近时，成环件接近该针地穿过或者稍微抵着该针地穿过。这种调节要花费操作人员一定量的时间。在多针绗缝机中，针的数量可能有很多，从而调节时间可能很长。绗缝生产线仅为了针的调节而需要停工近一个小时或更多时间，这种现象并不罕见。
此外，由于成环件调节为手动过程，因此接触调节元件的困难、确定相关的成环件和针的位置的困难、以及在固定或锁定组件的锁定部件时保持调节元件的位置的困难造成了调节错误的来源。
在多针绗缝机上使用的链式线迹形成元件通常各包括针和成环件或钩，该针从材料的面侧往复地穿过材料，该成环件或钩在材料的背侧的路径上振动并穿过由穿刺针在材料的背侧形成的顶部线环。链式缝纫涉及通过针与材料背侧的成环件的相互作用而形成在顶线和材料背侧的底线之间交替互锁的层叠系列或链，该相互作用同时在材料顶侧形成清晰的顶线线迹系列。顶线或针线从织物的顶侧或面对侧穿透织物，并在织物的底侧或背侧形成环。底线唯一地保留在织物的背侧，并在该背侧与顶线的环形成交替互锁环的链。
高速多针绗缝机(例如用于制造床垫套的绗缝机)通常缝纫系列花型元素不断开的花型。在这种缝纫中，进行粗缝，在一个花型元素绗缝结束时，至少顶线切断。然后使织物相对于针前进，以开始新的花型元素，此时进行更多的粗缝并重新开始缝纫。在上文参考的美国专利No.5,154,130中说明了一种该类型的高速多针绗缝机。该专利具体地详细说明了在该种多针绗缝机中切断线的一种方法。相应地，需要一种更可靠且更有效的在多针绗缝机中进行线管理的方法。
高速多针绗缝机的这些特征和要求以及上述缺点妨碍了传统绗缝机实现更高的速度和更强的花型灵活性。相应地，特别是对于床上用品行业中使用的大量绗缝而言，需要克服这些障碍并提高绗缝过程的操作效率。
此外，实现一种方便的方法来改变为多针绗缝机提供的材料(通常是编织物的形式)是一种永恒的需求。对于编织物的提供，该需求包括将新提供的要供给的材料的长度接合到已提供给机器的材料编织物的后缘的方法的需求。在很多绗缝机中，特别是在上述申请中提出的编织物垂直向上地移动通过绗缝位置的机器中，供给的材料从地板附近进入机器。这特别有助于最大程度地减少编织物上的阻力，当绗缝可拉伸的材料时，该阻力将导致材料的变形。例如，这种可拉伸材料有时候用作床垫套中的被套料。从地板附近的位置进入机器时，通常难以改变材料以及将新供给的材料接合到进入机器的编织物上。相应地，需要对这种材料的供应进行改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提高绗缝的有效性和经济性，特别是在例如床上用品工业中的高速、大规模绗缝应用中的有效性和经济性。本发明的具体目的包括：与现有技术中的绗缝产品相比，提高绗缝速度、降低绗缝设备的尺寸和成本和增加所绗缝花型的灵活性。
本发明的还一个目的在于提供多针绗缝机中针的布置的灵活性。本发明的另外的目的在于减少多针绗缝机操作中更换针设置所需的停机时间和操作人员的时间。
本发明的具体目的在于提供适用于各种多针绗缝机构造的绗缝头，该绗缝头可以用于各种尺寸、类型和方向的多种绗缝机，例如单针或多针绗缝机、具有一行或多行针的绗缝机、针具有各种间隔的绗缝机以及针以垂直、水平或其他方式定向的绗缝机。本发明的另一个具体的目的在于提供可以在相同的绗缝机中进行不同的操作的缝纫头，例如在不同的方向上缝纫、缝纫不同的花型或者以不同的速度缝纫。
本发明的另一个目的在于提高绗缝机中缝纫元件调节的可靠性。本发明的更具体的目的在于提供一种绗缝机操作人员能够快速而确定地实现的成环件调节。本发明的还一个目的在于提供一种表明绗缝机的链形线迹缝纫头的成环件是否处于适当的调节中的可靠指示。
本发明的还一个目的是提供用于多针绗缝机中的线切割装置。本发明的更具体的目的在于提供用于具有可分别地操作或可分别地移动、替换或重配置的缝纫头的多针绗缝机的线切割装置。本发明的另一个目的在于提供用于绗缝机中特别是多针绗缝机中的更可靠的线张紧度的监控和/控制。本发明的更具体的目的在于这种绗缝机中的线张紧度的自动维持和调节。
根据本发明的原理，提供了一种多针绗缝机，其中与现有技术中的多针绗缝机一样，针在垂直方向以外的方向上往复运动。本发明的绗缝机提供了与传统的多针绗缝机的运动轴线不同的多个运动轴线。在本发明所示出的实施方式中，衬底支撑在垂直平面内，而针在水平方向上往复运动。虽然衬底支撑在垂直平面内且针被水平地定位是优选的且具有重要的优势，但是其他的非水平衬底定向(即在平面定向上具有明显的垂直部分，此处称为大致垂直)和非垂直的针定向(即在针定向上具有明显的水平部分，此处称为大致水平)也能够与本发明的很多特征相协调，而本发明的有些特征能够在任何衬底或针的定向情况下提供优势。
根据本发明的某些原理，一种优选的绗缝机实施方式提供了能够分别地或独立地控制的两个或多个桥。每个桥可以设置有成行的缝纫针。这些针可以一起被驱动，或者每个针可以分别地或者独立地或者以各种组合的方式被驱动。
根据本发明所示的实施方式，设置了七个运动轴线。这些运动轴线包括单向的X0轴线，该X0轴线设置用于仅在一个下游方向上供给材料。在另外的实施方式中，设置有双向的X轴线运动。该X轴线运动通过供给辊的转动使编织物形式的材料前进通过绗缝位置而发生。
此外，根据本发明所示的实施方式，承载有针和成环件绗缝机构的可独立移动的桥设置有两个运动轴线，分别为X1、Y1轴线和X2、Y2轴线。Y轴线运动使各桥并排地与编织物平行地且与编织物的延伸方向和运动方向横向地移动，而X轴线运动则使桥上下地且与编织物及其运动方向平行地移动。在可选的设置有编织物的双向运动的实施方式中，不必要设置桥的X轴线运动。通过每个桥的分别控制的X和Y驱动装置来实现桥的X、Y运动。优选地，桥的Y轴线运动的范围为在中心位置的每一侧的各方向上约18英寸、9英寸，桥的X轴线运动的范围为无论编织物或桥在X方向运动，使桥相对于编织物的运动36英寸。
根据本发明的某些原理，绗缝机设置有一个或多个绗缝头，该绗缝头可以在水平或垂直方向上操作针。根据本发明的其他方面，设置有独立的缝纫头，该缝纫头可以独立地操作或者与一个或多个这种其他缝纫头组合地操作，其操作方式可以以相同运动同步地或者独立地缝纫相同或不同的花型、可以在相同或不同的方向上或者以相同或不同的速度或线迹率。
根据本发明的某些原理的绗缝机的一种优选的实施方式，设置有这样的缝纫头，其可以在静止的平台上或可移动的桥上组合在一起，可以被布置为与一个或多个其他缝纫头在其他平台或桥上的分别且独立的组中组合在一起，以与其他缝纫头组合或者独立地操作且分别地被控制。
在本发明的所示实施方式中，桥被分别地且独立地支撑和移动，且多个分别且独立的可操作缝纫头被支撑在每个桥上。每个桥能够相对于待绗缝材料所在的平面横向和纵向地、分别且独立地控制和移动。桥安装在共同的腿支撑件上，该腿支撑件在待绗缝材料的路径周围相间隔，该路径垂直地延伸，且桥由与各腿支撑件相结合的共同线性轴承滑动系统进行引导。每个腿还承载有多个平衡物，每个桥上设置一个平衡物。由不同的独立的可控制的伺服电机来独立地垂直、水平横向地驱动每个桥。每个桥的电机使桥产生垂直和水平的移动。
此外，根据本发明的某些方面，每个桥具有可独立控制的驱动装置，以使缝纫元件、针和成环件往复运动。该驱动装置最常用的是以转动轴的形式的转动输入部，操作各元件的往复联动。每个桥上的驱动装置独立地操作允许缝纫头或者缝纫头组进行独立的缝纫操作，或者允许一个或多个缝纫头缝纫的同时一个或多个其他缝纫头空转。各缝纫头具有对控制装置的控制作出响应的元件，优选是对共同总线上的传送到所有缝纫头的数字信号作出响应，每个可控制元件设置有译码电路，该译码电路从总线中选择打算传送给各元件的信号。
在本发明的所示实施方式中，可以通过可独立控制的离合器将每个缝纫头(包括每个针头和每个成环件头)连接到共同的旋转驱动装置上，从而提供花型灵活性，该离合器可以由绗缝机控制装置操作以开启或停止缝纫头。此外，该头可以构造为缝纫元件对，每个针头具有相对应的类似的模块式成环件头。每对的缝纫头可以单独地开启或停止，可能最令人满意的是，它们通常是在其周期中同步地或者异相地一起开启或停止。可选地，可以仅有针头设置有选择性驱动连接，而成环件头可以连接到针驱动电机的输出端，以连续地运转。该连接可以是直接而永久的，或者可以是可调节、可转换或能够关于针驱动装置进行定相的，诸如通过在成环件传递系统中提供差速驱动机构。当采用直接驱动时，可以通过齿轮箱而不是离合器将成环件头驱动装置连接到输入驱动轴。当将成环件安装在衍缝机上时，各成环件头可以进一步设置有成环件驱动轴上的对准盘，以允许各成环件头相对于其它成环件头或针驱动装置进行精确的相位设置。此外，各成环件头壳体可以在与针垂直的平面内设置有二维调节装置，以便于在成环件头安装时使成环件头与相应的针头对准。
此外，根据本发明的其他原理，设置有多个压脚，每个针头的一个针上设置一个压脚。这减少了需要压缩的材料的总量，减少了操作绗缝机所需要的动力和力。每个针及相应的成环件可以分别地移动或控制，或者以少于桥上的所有针及成环件的组合的方式进行移动或控制，并且可以选择性地启用和停用。针和成环件的启用和停用被设置有或者优选地通过计算机控制致动器来实现，例如电动式、气动式、磁式或其他类型的致动器、电机或可移动联动装置。
缝纫元件和压脚板需要更少的总体压力小，从而允许绗缝机的建造轻量化，并允许在床上用品工厂中具有占位更小的较小机器。此外，使用独立的压脚避免了因过去的压脚设置而导致的花型扭曲现象。通过在织物的成环件侧的针板之间与织物的针侧的升高压脚设置更宽的间距，可以进一步加强这些优势。该间距可以增加至几英寸。
根据本发明的其他原理，链形线迹形成绗缝机中的针可以被驱动为不同于传统的正弦曲线式运动的运动。在本发明的所示实施方式中，链形线迹形成头的针或多个链形线迹形成头的每个针被驱动为，与传统的正弦曲线式针运动相比，在其周期的较大部分中保持在升起位置，在其周期的较小部分中穿透材料。同样，在根据本发明的该实施方式中，针被驱动为使其向下移动穿过材料的速度比从材料退出时的移动速度更快。在本发明的可选实施方式中，设置正弦曲线式运动。
在非对称、非正弦曲线式针运动的一种实施方式中，针下行通过材料的深度与正弦曲线式运动的深度大约相同，但是移动得更快，从而与传统的正弦曲线式运动相比，在其周期的更小部分中达到行程的最低点。然而，针从其行程最低点上升的速度比其下行速度慢得多，其在材料下方的时间至少与传统正弦曲线式运动的相同或者更短，以允许成环件有足够的时间来拾起针线环。从而，与现有技术相比，针产生了更大的材料穿透力，且针偏斜现象和材料扭曲现象更少，这主要是因为针延伸穿过材料的时间较短。
根据本发明的某些原理的绗缝机的一种实施方式提供了机械联动装置，其中铰接式杠杆或驱动装置使得针运动与正弦曲线相偏离。凸轮或凸轮从动件结构也可以提供与正弦曲线相偏离的曲线。类似的联动装置也可以驱动压脚。
本发明的机械和电气实施方式可以适用于产生根据本发明的针运动。在本发明的一种实施方式中，每对针的线迹形成元件(缝纫元件)(特别是针)由伺服电机优选为线性伺服电机驱动，且针的运动被控制为精确地符合优选曲线。在非正弦曲线式运动的一种优选实施方式中，该曲线使得针尖端稍微向上超过其周期中的传统0度顶位置，并将该针尖端保持在传统曲线的上方，比传统情况更快地下行，直到针尖端到达最底端位置或者针驱动装置的180度位置。然后针沿着传统针位置或者稍低于传统针位置地上升到其0度位置。
美国专利申请No.09/686,041中说明了具有适用于实现该运动的受伺服系统控制的绗缝头的绗缝机，该专利申请通过参考而合并于此。使用该设备，绗缝头伺服系统由编程控制装置控制以执行缝纫运动。对于本发明，对该控制装置进行编程，以操作缝纫头，以驱动针以此处说明的方式运动。在可选的实施方式中，绗缝机的针头设置有机械联动装置，该机械联动装置被构造为如上文所述地对针施加非正弦曲线式运动。施加该运动的机构可以形成有非对称配重的联动装置和组件，该联动装置和组件的重量分配使得由非对称运动产生的非对称力偏离，从而最大程度地减少由与传统的和谐正弦方程不同的非和谐、非正弦曲线式运动产生的不规则加速导致的振动因素。在一些实施方式中，缝纫头本身设置有壳体结构，当缝纫头安装在桥上时，该壳体结构用于对桥机械强化、加强和加固，以最大程度地减少振动。
此外，根据本发明的原理，成环件头将输入的转动运动转化为两种独立的运动，而无需在凸轮上滑动的凸轮从动件。从而，成环件头为高速、平衡的机构，具有数量最少的部件且无需润滑，从而最大程度地降低了维护要求。类似地，针头也构造为无需润滑。
根据本发明的其他原理，设置成环件调节结构，用于调节链形线迹绗缝机中的成环件与针的关系，特别用于多针绗缝机。该调节结构包括易于操作的成环件固定器，该成环件固定器具有调节元件，成环件的尖端可以通过该调节元件而朝向或远离针地移动。在一种实施方式中，单个可双向调节的螺钉或其他元件使成环件尖端在任意方向移动。优选地，还设置有单独的锁定元件。要调节成环件，控制装置使线迹形成元件前进到环拾起时调节位置，线迹形成元件在该位置停止并进入安全锁定模式，以进行成环件调节。然后，完成调节时，控制装置使线迹形成元件反转，从而未在材料上形成线迹。
根据本发明的另外的方面，设置与指示器连接的针-成环件接近传感器，该指示器为调节成环件的操作人员提供有关成环件的相对于线迹形成元件组的针的位置的信号。优选地，彩色编码灯照明以指示成环件相对于针的位置，其中有设置正确时的一个指示和设置错误时的一个或多个其他指示。该错误指示可以包括当成环件离针太近或太远时的一个彩色编码灯和当成环件在其他方向上太远的其他指示。
在本发明所示的实施方式中，成环件固定器设置有可操作的调节机构，操作人员可以通过该调节机构使用单个调节运动便在任意方向调节成环件相对于针的横向位置。该机构包括成环件固定器，成环件元件枢转安装在该成环件固定器内，从而相对于线迹形成机构的针横向地承载成环件的尖端。成环件尖端位置的调节的方式为，通过朝一个方向或另一个方向旋转单个调节螺钉以将成环件尖端相对于针向右或向左移动。成环件被弹簧偏压在其固定器中，且抵着调节螺钉的尖端，从而当螺钉朝一个方向转动时，弹簧屈服于该螺钉的力，当螺钉朝另一个方向转动时，弹簧使成环件朝螺钉转动。调节螺钉和弹簧将成环件保持在其调节好的位置上，设置在固定器上的锁定螺钉可以被紧固，以将成环件保持在其调节好的位置上。
根据本发明的其他特征，设置传感器，以发送有关成环件尖端相对于针的位置的信号，该传感器的形式可以为检测成环件与针之间的接触的电路。例如，可以设置指示灯，以告诉正在进行成环件调节的操作人员何时成环件与针接触，从而在调节时可以精确地考虑接触形成/断开点。该传感器可选地可以为一些其他监控成环件和/或针的位置的设备。
根据本发明的原理，多针绗缝机在每个针位置上设置有单独的线切割装置。该线切割装置优选地位于多针链形线迹绗缝机的每个成环件头上，且每个该线切割装置都能够分别地操作。在优选的实施方式中，多针绗缝机的每个成环件头都设置有带有可移动刀片或刀片组的线切割装置，该装置在绗缝机控制装置的命令下至少切割顶线。该装置优选地还切割底线，切割底线时，该装置优选地还保持住底线或成环件线，直到重新开始线迹形成，通常保持在待绗缝织物的新位置上。在绗缝机具有可分别地驱动或可分别地控制的缝纫头或者具有可以单独地安装或拆除的缝纫头的情况下，每个这种缝纫头的成环件组件设置有可分别控制的线切割装置。
为了减少线迹缺失的可能性，可以使用主动或被动的成环件线尾导向装置，以在开始时操作或引导针板下方的成环件线尾。在某些实施方式中，设置成环件线偏斜器来引导成环件线，从而针不会错过成环件线三角形。此外，尤其是在切割成环件线之后开始形成花型时，提供一种分离式开始控制方法，作为避免在开始时线迹缺失的一种可选特征。分离式开始特征是以下特征的一种运用，即允许针驱动装置与成环件驱动装置解除连接并分别地移动的特征。通过该分离式开始特征，在开始时针和成环件分别地进行起始动作，从而使得线迹的拾起可预料。这通过确保在针拾起底线环的三角形之前成环件首先拾起顶线环来实现，该方法可以设置分离式开始的可选方案，例如成环件线操作。这由每个成环件驱动装置位置上的成对的针防护件来协助，一个针防护件位于成环件上，另一个针防护件位于成环件壳体上，两个都是可调节的。双针防护件限制了针垂直于成环件运动平面的偏斜，增加了线迹形成的可靠性。
设置了可选方案来将切割的顶线刮拭到材料顶部，包括线刮件机构和桥移动刮拭周期，用于在顶线被切割之后且新花型元素开始之前，将切割的顶线从材料移除。此外，设置顶线折回周期，用于在花型曲线的线迹形成开始时，将切割的顶线尾放置在材料的背侧上。该折回周期还减少了开始时线迹缺失的可能性。该刮拭和折回周期可以组合为粗缝、线切割、跳跃、粗缝和开始花型之间的序列的一部分。
还设置了粗缝线迹序列缝纫方法，以最大程度地减少针偏斜现象以及进一步降低线迹缺失的可能性，该方法在开始粗缝序列过程中特别有用。该序列涉及：在花型方向上缝纫一段距离，例如约一英寸，然后在沿着缝纫路线开始正常的花型缝纫之前，沿着相同的路线返回到原始位置。在该序列中，使用长线迹，并结合间断地相对材料地供给线迹形成元件。该间断地供给包括：交替地周期实现以下步骤，即在不相对于针供给材料的情况下针穿过材料、然后在针从材料中退出的情况下中断针的周期且同时材料相对于针移动。使材料或针停止不是绝对必要的，但是可以为在针或材料较快速的移动的同时流畅地减慢另一者的运动。该线迹序列可以应用于花型中反向地形成线迹的任何情况，尤其是当反向的线迹形成使得该线迹形成于花型中先前形成的线迹并覆盖该先前形成的线迹时。这在开始粗缝过程中尤其有用，可以应用于或可以不应用于粗缝结束时。在缝纫时，优选地采用连续供给而不是间断供给。对于从间断供给线迹形成到连续供给线迹形成的过渡，在线已预先切割的情况下开始缝纫花型时，使用一系列的间断-连续过渡线迹。
根据本发明的的原理，绗缝机或其他缝纫机的每个线设置有线张紧度监控设备。每个这种线的线张紧度控制设备用于自动地改变其调节，从而对其监控情况作出响应而调节线的张紧度。优选地，对缝纫机的每个线设置闭环反馈控制。每个闭环反馈控制可操作地分别测量线的张紧度，并基于每条线校正其张紧度。
设置桥驱动系统，允许分别地移动和控制桥，并且精确而快速地移动桥，并保持其方向不弯曲。该结构用于执行新颖的缝纫方法，从而可以以同步的方式使桥分别地启动和停止，以使花型对齐，并避免花型之间材料的浪费。此外，可以由不同桥的针在不同时间缝纫粗缝线迹。
可分别控制的不同桥的运动和运动的不同程度提供了生产更宽的花型范围的适应性和更大的灵活性。可以生产独特的绗缝花型，例如在该花型中，由不同的针或不同的针组合来生产不同的花型。例如，可以移动不同的桥，以同时缝纫不同的花型。
本发明的特征提供了许多新花型和花型缝纫技术。有些或者至少部分是根据本发明原理的设备特征所产生的。而有些或者至少部分是根据本发明的其他原理的方法和技术所产生的。以下详细说明结合附图和设备的操作进行讨论，提出了具体的应用。
该机构的惯性比传统的绗缝机小。绗缝速度提高了1/3，例如提高到每分钟2000个线迹。
缝纫元件和压脚板需要更少的总体压力和力，从而允许绗缝机的建造轻量化，并允许在床上用品工厂中具有占位更小的较小机器。此外，使用独立的压脚避免了因过去的压脚设置而导致的花型扭曲现象。
此外，无需将待绗缝材料从一侧移动到另一侧，而且无需将材料压在大型压脚板下方，这使得绗缝机能够具有简单的材料路径，这使得绗缝机的尺寸能够更小，并更适用于自动材料处理。
根据本发明的其他特征，设置能够使用针和成环件的单个驱动伺服系统来实现的分离式开始结构。随着针和成环件都由同一个电机来驱动，通过设置相位调整机构来实现这一点。此外，根据本发明，使成环件的相位相对于针的相位提前，然后一起移动成环件和针同时维持二者之间的相位差，接着通过缩回成环件使成环件和针回到同相位中，例如，或通过使成环件相对于针减速或者停止而同时使针追上成环件实现这一点，随着针和成环件同相，从该点继续该周期。
根据本发明的其他特征，设置开始或结束粗缝线迹设备和方法，其中粗缝线迹序列可以变化，以适应不同的材料或产品。该方法和设备可以提供用于粗缝线迹序列的手动选择，用于产品或材料类型的手动指定，接着绗缝机对选中内容作出响应以设置适当的粗缝线迹序列，用于自动检测或分析产品或材料类型以确定适当的粗缝线迹序列，或者提供任意或所有这些特征的可选择模式。除了粗缝线迹序列变化之外或者作为其替代方案，对产品或材料的不同所作出响应时，其他绗缝机操作参数也可以不同，例如线脱出量、材料移动和其他功能。例如，如果遇到比普通材料更厚或密度更大的材料，则更慢、更强烈或更长的间断粗缝线迹序列可能会更合适。
附图说明
通过以下对本发明的优选实施方式的附图的详细说明可以更清楚地理解本发明的这些和其他目的及优势，其中：
图1是体现本发明原理的绗缝机的透视图；
图1A是沿图1中的1A-1A线的图1所示的绗缝机的横截面俯视图，具体示出了下桥；
图1B是说明图1A中桥的针头和成环件头组件对的放大俯视图；
图2是说明从针侧观察的图1中绗缝机的针头和成环件头组件对的一种实施方式的等轴测图；
图2A是说明从成环件侧观察的图2中针和成环件头对的针头组件的等轴测图；
图2B省略；
图2C是说明可选的针和成环件头对的与图2类似的等轴测图；
图3是说明图2和2A所示针头组件的针头离合器的局部剖切的等轴测图；
图4是说明图2所示的成环件头组件的一种实施方式的等轴测图；
图4A和图4B省略。
图4C是图4所示的成环件驱动组件的一部分的在成环件轴方向上的俯视图，其中成环件处于调节位置；
图4D是图4C所示的成环件驱动组件的成环件固定器和成环件的分解透视图；
图4E是成环件的沿图4C中线4E-4E所示的方向的剖视图；
图4F是用于图4C至图4E所示的成环件调节机构的成环件位置指示装置的一种实施方式的视图；
图4G是针防护组件的一种实施方式的视图；
图5是说明多个线切割装置之一的使用的透视图，该线切割装置设置在根据本发明原理的多针绗缝机的相应的多个成环件头中的每个上；
图5A是说明有关线切割装置的在系列线迹结束时针、成环件、针线和成环件线的各自位置的视图；
图5B和图5C是说明线切割操作的布置的视图；
图5D是根据本发明的某些方面的线张紧度测量电路的视图；
图5E至图5J是说明根据本发明的某些实施方式的包括线尾刮拭和折回周期的线处理特征的视图；
图5K至图5X是说明根据本发明的某些实施方式的线迹形成序列的线迹形成元件动作的视图；
图5Y是说明根据本发明的实施方式的成环件线偏斜装置的视图；
图6是说明图1所示绗缝机的运动系统的一种实施方式的示意性等轴测图；
图6A是沿图6中的线6A-6A的横截面示意图，说明了材料编织物移动而桥静止的运动系统；
图6B是与图6A类似的横截面示意图，说明了桥移动而材料编织物静止的运动系统；
图6C是详细说明图1所示绗缝机的左部的放大透视图；
图6D是沿图6C中线6D-6D的剖视图；
图6E是图6C的一部分的放大剖视图；
图6F是沿图6E中线6F-6F的剖视图；
图6G省略；
图6H是桥的一部分的等轴测图，说明了带有图2C所示的针头和成环件头组件的图1所示的绗缝机的线迹形成元件驱动装置的可选实施方式；
图6I是图6H所示的桥的放大透视图，说明了桥的针头组件侧；
图6J是根据本发明的某些实施方式的带有不同驱动装置的桥的俯视图；
图6K是说明同相的针和成环件的图6J的一部分的剖视图；
图6L是与图6K类似的剖视图，说明了针和成环件处于分离式开始相位以外的相位中。
图6M是详细说明相位调整装置的差速驱动组件的分解透视图；
图7A是说明绗缝标准连续花型的视图；
图7B是说明绗缝360度连续花型的视图；
图7C是说明绗缝非连续花型的视图；
图7D是说明绗缝不同的连接花型的视图；
图7E是说明绗缝长度可变的360度连续花型的视图；
图7F是说明同时绗缝连续镜像花型的视图；
图7G是说明同时绗缝不同花型的视图；
图8是说明安装在图1所示的绗缝机的直接上游的面料供给和接合台的等轴测图；
图8A至8L是说明由图8所示的面料供给和接合台进行面料的更换和接合的系列视图；
图9是说明由紧密间隔的根据本发明的一种实施方式绗缝的各种花型构成的组合花型的视图；
图9A是说明在现有技术中的绗缝机上绗缝的组合花型的视图；
图9B至9N是说明用于绗缝图9所示的组合花型的绗缝工艺步骤的视图；
图9O省略；
图9P至9R是说明用于绗缝图9R所示花型的绗缝工艺的视图。
具体实施方式
图1和图1A说明了根据本发明的一种实施方式的多针绗缝机10。绗缝机10的类型为用于绗缝宽度较宽的多层材料的编织物12，例如在床上用品行业中床垫套制造中所使用的材料。所构造的绗缝机10可以设置有较小的占位(footprint)，从而与现有技术中的绗缝机相比占用更少的地板面积，或者可选地，可以在与现有技术中的绗缝机的相同的地板空间中设置更多的结构。例如，绗缝机10具有的占位约为如美国专利No.5,154,130中所说明的绗缝机的地板面积的三分之一，该美国专利所说明的绗缝机由从事本行业多年的本发明的受让人制造。
绗缝机10建造在框架11上，该框架11具有上游或入口端13和下游或出口端14。在大致水平的入口平面内延伸的编织物12在脚手台(catwalk)29的下方进入绗缝机10，该脚手台29位于框架11底部的绗缝机10的入口端13处，其中该编织物12在框架11底部或者围绕单个入口空转辊15穿过，或者在成对入口空转辊之间穿过，编织物12在该过程中转为向上并在大致垂直的绗缝平面16内延伸通过框架11的中心。编织物12在框架11的顶部再次穿过成对的编织物驱动辊18之间，并在大致水平的出口平面17内转到下游。在框架的顶部和底部的成对辊中其中之一或两者都可以与能够控制通过绗缝机10的编织物12的运动并控制编织物12(特别是绗缝平面16内的编织物12)的张紧度的驱动电机或制动器连接。可选地，如下文所述，可以为了这些目的中的一个或多个而设置一个或更多其它组辊。绗缝机10在可编程控制装置19的控制下工作。
位于绗缝机10的入口端13的是成卷的材料，该材料构成了以编织物形式从脚手台29下方进入该入口区域13的多层材料的编织物12，该脚手台29设置用于让绗缝机操作人员走过绗缝机10的前方。材料12的顶层或面层12a，或者在床垫套绗缝中的被套层，从位于脚手台29的上游的供应台400供给到该脚手台下方。供应台400的透视图如图8所示。其余的材料层包括填充层12b和底层12c从面层供应台400上游的供应装置(未示出)供给。面层A从支撑在供应台400上的供应卷401提供到绗缝机10，如图8以及图8A中的侧视图所示。
供应台401包括框架402，该框架402可以设置在与绗缝机10的脚手台29的上游侧相对的固定位置。供应卷支架403枢转安装在框架402上，并在其远端承载两对带槽安装块，包括下块404和上块405。块404、405构造为支撑延伸穿过供应卷401的中心并支撑该供应卷401的轴杆(例如轴杆406)的相对端部。当从供应卷401供应材料时，卷401支撑在块404上，如图8A所示，且材料的面层12a从卷401在脚手台29下方水平地延伸，并延伸到绗缝机10。
需要改变材料时，在作为预补给区域的脚手台29上设置新的面料卷410，如图8B所示。卷410可以具有延伸穿过卷410的中心的孔的轴杆411。该杆411从卷410的端部的延伸部可以用作为把手，供将卷410置于脚手台29上的一对维护人员使用。将新的卷410设置为通过将其从脚手台29上的位置滚到与脚手台29直接相邻的盘412上来替换卷401，如图8C所示。通过将轴杆411的端部从盘412提升来将卷410从该位置移动到支架403上，并将该端部放置在支架403的上块405中，如图8D所示。
新卷410安装到支架403上之后，启动液压缸或气压缸415以通过将支架403在框架402上向上枢转来将支架403提升到框架402上方。这将卷403留在如图8E所示的位置，且面料12a从卷401在脚手台29下方延伸，并延伸到绗缝机10。此时，启动另外的汽缸416，以使夹臂417下降，该夹臂417夹住抵在框架402的夹杆418上材料12a，如图8F所示。此时，将材料12a沿着位置420处的横线从卷401上切下，这可以使用刀或剪刀手动地完成，仅提供足够的尾料以允许材料12a的后缘421落入接合机构425中的接合位置，如图8G所示。
一旦后缘421处于接合机构425中且保持在夹臂417与夹杆418之间，而且材料12a已从卷401切下，则卷401可以被杆406提升并从支架403的下块404移除，并且置于框架402顶部的盘430内，如图8H所示。然后，新卷410可以从支架403的上块405移动到下块404，并在该位置替换先前的面料12a的卷401，如图8I所示。然后在接合装置425中，将卷410的材料的前缘426置于与面料12a的后缘421相邻的位置，在该位置，通过采用接合装置425缝上横排的单锁链形线迹来将卷410和401的材料接合在一起，以形成连续的面料编织物12a，如图8J所示。然后可以通过启动汽缸416将夹臂417向上枢转出其夹紧位置，留下从卷410延伸的新材料与来自卷401并延伸到绗缝机10内的旧材料相接合，如图8K所示。从而，可以启动汽缸415来降低托架403，以将卷410带到原卷401的先前位置，此时绗缝机10可以采用由新卷410提供的面料而运行，如图8L所示。
尽管以上说明讨论了在用一种材料编织物替换另一种材料编织物时用于将材料编织物接合在一起的设备，但是该设备可以用于方便而有效地将长度较短的材料接合到编织物上，以将一个或一些材料布块(panels of material)提供给绗缝机。这在向绗缝机提供客户印刷好的材料布块时非常有利，例如如美国专利No.6,263,816和No.6,435,117所述，这些专利结合在此引作参考。
使用上述原理和特征可以设计可选的实施方式。例如，可以在将材料12a从卷401切下之前将材料12a引导通过接合机构425并接合到来自卷410的材料的前缘上。
框架11上安装有运动系统，该运动系统包括在框架上垂直移动的多个桥，包括下桥21和上桥22，但是所包括的桥可以多于图中所示的两个。每个桥21、22具有前部件23和后部件24(如图1A所示)，该前部件23和后部件24各自与绗缝平面16大致平行地且在绗缝平面16的相对侧上水平地延伸。每个前部件23上安装有多个针头组件25，每个针头组件25构造为使针在与绗缝平面16垂直的纵向水平路径上往复运动针。在相邻的针头组件25之间设置有肋或加强板89，用于加强桥的结构并抵挡由针驱动装置施加的缝纫力而导致的动态变形。每个针头组件25可以分别地启动并受绗缝机控制装置19的控制。多个成环件头组件26安装在各桥21、22的各后部件24上，且每个成环件头组件26与每个针头组件25相对应。各成环件头组件26构造为使成环件或钩在与绗缝平面16大致垂直的平面内振动，以与相应的针头组件25的针的纵向路径相交。成环件头组件26也可以分别地启动并受绗缝机控制装置19的控制。每个针头组件25与其相对应的成环件头组件26构成了缝纫元件对90，其中，缝纫元件相配合以形成单系列的双锁链形线迹。在如图1和图1A所示的实施方式中，具有七对这种缝纫元件对90，包括各桥21、22的前部件23上的七个针头组件25和各桥21、22的后部件24上的相应的成环件头组件26。图1B更详细地示出了缝纫元件对90。
未设置单件式针板。而是在绗缝平面16的成环件侧的各成环件头26上设置了与绗缝平面16平行的六平方英寸的针板38。该针板38具有与成环件头26一起移动的单个针孔81。所有针板38大体上位于相同的平面内。
类似地，未设置共同的压脚板。而是如下文所述，每个针头组件25包括多个独立的压脚158中各自的一个。设置这种局部的压脚来替代现有技术中在多行针阵列的整个区域内延伸的单个压脚板。各桥21、22的各前部件23上设置有多个压脚，各压脚用于压住单个针周围的材料。优选地，每个针组件25设置有其本身的局部压脚158，该局部压脚158仅具有足够的针周围的面积来压住材料12，以使用各自的针组件缝纫线迹。
从横贯绗缝平面16上游或针侧的框架11上所安装的相应的针线轴27为桥21、22的前部件23上的各针组件25提供线。类似地，从横贯绗缝平面16的下游或成环件侧的框架11上所安装的相应的成环件线轴28为桥21、22的后部件24上的各成环件组件26提供线。
如图1至图1B所示，横贯各桥21、22的前部件23设置有共同的针驱动轴32，以独立地驱动每个针头组件25。每个轴32由各桥21、22的针侧部件23上的对控制装置19作出响应的针驱动伺服系统67来驱动。各桥21、22的后部件24上设置有成环件带驱动系统37，以驱动各成环件头组件。每个成环件带驱动系统37通过各桥21、22的成环件侧部件24上的也对控制装置19作出响应的成环件驱动伺服系统69来驱动。每个针头组件25可以选择性地与针驱动轴32的运动相连接或与其解除连接。类似地，每个成环件头组件26可以选择性地与成环件带驱动系统37的运动相连接或与其解除连接。各针驱动轴32和成环件带驱动系统37通过受控制装置19控制的机械连接件或电机而同步地被驱动。
参见图2，各针头组件25包括离合器100，该离合器100选择性地将动力从针驱动轴32传递到针驱动装置102和压脚驱动装置104。针驱动装置102具有曲柄106，该曲柄106通过铰接式针驱动装置110与针固定器108机械连接，该铰接式针驱动装置110包括三个连杆114、116和120。曲柄106具有与第一连杆114的一端可转动地连接的臂或偏心件112。第二连杆116的一端与从底座118延伸的销117可转动地连接，所述底座反过来支撑在其中一个桥21、22的前部件上。第三连杆120的一端与从固定于往复轴124上的块122延伸的销123可转动地连接，该往复轴124为针固定器108的延伸部。各连杆114、116和120的相对端部通过枢转销121可转动地连接在一起，该枢转销121构成了铰接式针驱动装置110的接合点。
轴124安装为分别在前轴承块126和后轴承块128之间线性的往复运动。驱动块122具有轴承(未示出)，该轴承安装在固定的线性导杆130上，该导杆130反过来支撑并刚性连接到轴承块126、128上。从而，通过铰接式针驱动装置110来使曲柄106转动，以使固定在针固定器108的远端的针132往复运动。
参见图2A，压脚驱动装置104具有与铰接式针驱动装置110相似的铰接式压脚驱动装置144。曲柄140通过机械连接件144与压脚固定器142连接，该机械连接件144包括三个连杆146、150和152。第四连杆146的一端可转动地连接到曲柄140的臂或偏心件148上。第五连杆150的一端可转动地连接到从底座118延伸的销151上，第六连杆152的一端可转动地连接到从压脚驱动块154延伸的销155上。
各连杆146、150和152的相对的端部通过构成压脚铰接式驱动装置144的接合点的枢转销153而可转动地连接在一起。压脚驱动块154固定到压脚往复轴156上，该压脚往复轴156反过来可滑动地安装在轴承块125、126内。压脚158刚性地连接到压脚往复轴156的远端。驱动块154具有轴承(未示出)，该轴承设置为在线性导杆130上滑动运动。从而，通过铰接式压脚驱动装置144来使曲柄140转动，以使压脚158相对于针板38往复运动。
针驱动曲柄106和压脚曲柄140安装在由轴承块160支撑的输入轴(未示出)的相反端部。带轮162也安装在曲柄106、140上且与其一起转动。同步带164响应于输出带轮166的转动而驱动曲柄106、140。离合器100可操作地选择性地使针驱动轴32与输出带轮166啮合或解除啮合，从而分别使针头组件25开始工作或终止工作。
参见图3，输出带轮166固定在输出轴168上，该输出轴168通过轴承172可转动地安装在离合器100的壳体170内。针驱动轴32通过轴承174可转动地安装在输出轴168内。驱动件176固定在针驱动轴32上并通过轴承178可转动地安装在壳体170内。驱动件176具有径向延伸的第一半圆形凸缘或突起180，该凸缘或突起180在与中心线184大致平行的方向上延伸，并提供了一对直径上对齐的驱动表面，其中一个驱动表面标识为182。驱动表面182与针驱动轴32的纵向中心线184大致平行。
离合器100还包括与输出轴168键连接的滑动件186。从而，滑动件186能够在与中心线184基本平行的方向上相对于输出轴168移动。然而，滑动件186相对于输出轴168的相对转动被锁定或键合，从而与其转动。滑动件186与输出轴168之间的键连接关系可以通过使用键槽与键或者通过将滑动件186连接到轴168上的花键来实现。可选地，滑动件186的内孔和输出轴168的外表面可以具有相匹配的非圆形横截面轮廓，例如三角形轮廓、正方形轮廓或者其他多边形轮廓。
滑动件186具有沿着与中心线184基本平行的方向朝环状凸缘182延伸的第一半圆形凸缘或突起188。凸缘188具有一对直径上相对齐的可驱动表面，其中一个可驱动表面标识为190，可以设置在与凸缘180的驱动表面182相对的位置之内或之外。滑动件186通过致动件192而相对于输出轴168平移。致动件192具有环状活塞194，该环状活塞194设置为在壳体100的环状腔室196内滑动运动，从而形成与活塞194的相反端部相邻的液室198、200。环状密封圈202用于在活塞194与液室198、200的壁之间提供流体密封。滑动件186通过轴承204而相对于活塞194转动地安装。
操作时，针驱动轴32在所需的角度方位停止，将加压流体例如加压空气导入到液室198内。活塞194从左向右移动，如图3所示，从而使滑动件186的可驱动表面190与驱动表面182相对。随着离合器100如此啮合，针驱动轴32与滑动件186和输出轴168直接地机械连接，输出带轮166准确地随着针驱动轴32的转动而运动。针驱动轴32随后的转动使得输出轴168同时转动。
随着针驱动轴32再次在所需的角度方位停止，加压液体从液室198释放并作用在液室200上。活塞194从右向左移动，如图3所示，从而将可驱动表面190移出与驱动表面182接触的位置，并使离合器100解除啮合。从而，驱动表面182转过可驱动凸缘188，针驱动轴32独立于输出轴168转动。然而，在非啮合状态，在离合器100解除啮合的同时，需要使输出轴168保持在固定的角度位置。从而，滑动件186具有第二半圆形环状可锁定凸缘206，该凸缘206在与中心线186基本平行的方向上向左侧延伸，如图3所示。该可锁定凸缘具有直径上对齐的可锁定表面205。
如图4所示，成环件和定位器驱动装置212使成环件216在与往复运动的针132直接相邻的平面内围绕枢转轴232往复地转动。成环件和定位器驱动装置212还使定位器234在与成环件216的往复转动的平面和针132的路径基本垂直的平面内的闭环路径中移动。
成环件216固定在成环件固定器214内，该成环件固定器214安装在从第一成环件轴218a延伸的凸缘220上。成环件轴218a的外端安装在由成环件驱动装置壳体238支撑的轴承236内。成环件轴218a的内端与振动器壳体240连接。从而，成环件216从成环件轴218的转动轴线232大致径向地向外延伸。
图4显示了多针绗缝机10类型的成环件驱动组件26，其中的针水平的定位。成环件驱动组件26可以包括选择性连接件210，例如离合器210，该离合器210将驱动组件226的输入209连接到传动系统上，该传动系统同步于用于相配合的针驱动组件的驱动装置。成环件驱动组件26包括框架件219，驱动组件226和210相互对齐地安装在该框架件219上。框架件219安装在各桥21、22的后部24上，从而成环件头组件26与相应的针头组件25对齐。离合器210的输出驱动成环件驱动机构212，该成环件驱动机构212具有输出轴218，输出轴218上具有凸缘220，凸缘220上安装有成环件固定器214。在其他类型的多针绗缝机中，该成环件固定器214可以与其他成环件围绕共同的轴振动，该共同的轴由最终连接到针驱动装置的传统系统上的共同的驱动联动装置来摇动，如美国专利No.5,154,130所述。链形线迹形成机构的特性和针的数目不是本发明概念的实质内容。
一般而言，使成环件216(当安装在成环件固定器214上时)在轴218上沿着路径800振动，该路径800将成环件216进入与针132配合的线迹形成关系，如图4C所示。针和成环件的线迹形成关系和运动在美国专利No.5,154,130中进行了更完整的说明。在线迹形成过程中，成环件的尖端801进入由针132呈现的顶线222的环803内。为了拾起该环803，在调节中保持成环件216的尖端801的横向位置，使其立刻穿过针132附近。成环件216的调节于轴218停止在其振动周期中的成环件尖端801与针132横向对齐的位置时进行，如图4C所示。在该调节中，成环件216的尖端801横向移动，即垂直于针132并垂直于成环件216的路径800移动。
如图4C和4D所示，成环件216的一种优选的实施方式为由不锈钢形成的实体件，并具有钩部804和底部805。在钩部804的远端的为成环件尖端801。底部805为块状件，钩部804从底部805的顶部延伸。底部805具有从其底部延伸的安装销806，成环件216通过该安装销806而枢转安装在固定器214的孔807中。
固定器214为由钢制成的实体件形式的叉状块809。固定器214的叉状块809中具有槽808，该槽808比成环件218的底部805宽。通过将底部805插入到槽808内并将销806插入到孔807内而将成环件216安装在固定器214中。成环件216宽松地保持在固定器214中，从而随着底部805在槽808中移动，成环件216在销806上枢转较小的角度810，如图4E所示。这使得成环件216的尖端801横向移动较小的距离，如箭头811所示，该距离虽然是弧形的，但是由于成环件216的钩804的角度相对较小，因此可以等同于直的横线。
通过内六角螺钉812来进行调节，该内六角螺钉812拧在固定器214内，从而在偏离销806的点813处与成环件214的基部805相邻并抵住。压缩弹簧814在与螺钉812相反的点815处支靠着成环件本体805，从而螺钉812的紧固使得成环件216的尖端801朝针132移动，而松开螺钉812使得成环件216的尖端801远离针132移动。设置锁定螺钉816用于将成环件216锁定于在固定器214中的调节位置以及松开成环件216进行调节。锁定螺钉816高效地将销806夹紧在孔807内，以保持该销806防止转动。
在实践中，成环件214的位置优选被调节为使尖端801或者正好与针132接触，或者与针132稍微相间隔。为了达到该位置，设置了电指示器电路820，如图4F示意性所示。该电路820包括安装在固定器214上的成环件216，固定器214反过来通过电绝缘体821安装在轴218的凸缘220上，如图4D所示。固定器214与LED或其他一些可见指示器822电连接，而LED或其他一些可见指示器822则在固定器214与电源或电信号源823之间串联，电源或电信号源823与框架11上的接地电势连接。针132也与接地电势连接。从而，当成环件216与针132接触时，通过指示器822和电源或信号源833的电路闭合，启动指示器822。
操作人员可以通过调节螺钉812后退和前进来调节成环件216，从而找到针132与成环件216之间的接触/断开点。然后，操作人员可以根据需要将成环件留在该位置或者返回设置，然后通过紧固螺钉816来将成环件216锁定就位。
要进行成环件调节时，绗缝机10将停止，且针处于0度或上止点位置，于是控制装置19使缝纫元件前进到周期中的环拾起位置(图4C)，在该位置缝纫元件停止且绗缝机进入安全锁定模式，在该模式中工作人员将进行成环件调节。设置好针和成环件之后，通过操作人员的输入，绗缝机10的控制装置19将成环件和针朝着形成线迹的方向以外的方向移动。其实现方式为驱动针和成环件的驱动装置的伺服系统67和69倒转，以使针驱动轴32和成环件驱动装置37反向转动，以使成环件和针在其周期中反向移动，从而使针返回到其0度位置。这防止形成线迹，由于成环件调节通常最好在花型之间进行，从而这是需要的。通过防止线迹的形成，无论是否需要沿着线或路径继续缝纫，都可以在沿着线迹线的任意位置进行成环件调节。此外，维持住保持经修剪的成环件线和经刮拭的顶线的状态，下文结合图5至图5D对经修剪的线状态进行了说明。
单针缝纫机已采用了各种线切割设备。图5中显示了这种设备850。其包括往复运动的线性致动器851，该致动器可以为气动式。安装双倒钩切割852以在致动器851上滑动，该切割852在启动时朝致动器851线性退回。致动器851则安装在滑块858上(图5中未示出，在图2C的实施方式中示出)，该滑块858使得致动器851及相关组件朝向或偏离针板38中的针孔移动，移动到当切割设备启动时和当切割设备退回到未挡住成环件216的静止位置时所占据的位置。刀852具有针线倒钩854和成环件线倒钩853，当致动器851启动时，各倒钩分别钩住对应的顶线和底线。倒钩853和854上都具有切割刃，从而切割各自的线。固定的鞘件855固定在致动器851上，该鞘件855的表面构造为与滑动的刀852配合，以切断线。进行此操作时，刀852停止在缩回位置，该位置允许针线尾松开但是保持底线尾被夹紧在刀852与固定在鞘件855底部的弹簧金属夹856之间。该夹紧可以防止成环件掉线，可以夹紧在接近切断位置处，从而成环件线尾可以非常短。图5至图5D说明了一种绗缝机中的组件，其中针垂直地定位。然而，在绗缝机10中，针132为水平地定位，与垂直的材料平面16垂直，而成环件216被定位为在横向水平方向与平面16平行地振动，且成环件216的尖端801指向绗缝机10的左侧(从图1的前方观察)。
图5A显示了多针绗缝机10类型的成环件驱动组件26，其中的针水平地定位。在构成缝纫离散的花型或花型元素的链形线迹缝纫结束时，针132和成环件216通常停止在如图5A所示的位置，在该位置，针132从被绗缝织物12的针侧的材料退出。在线迹形成周期的该点，针线222和成环件线224出现在被绗缝材料12的成环件侧。针线222从材料12向下在成环件218的成环件钩804周围延伸，并返回到织物12，而成环件线224从线源856延伸穿过成环件钩804并穿出成环件216的尖端801，然后穿入材料12。
在材料12的成环件侧，在多个成环件头26中的每一个成环件头处都置有一个切割设备850，每个切割设备850具有配备气动式控制系统857的致动器851，该气动式控制系统857通过适当的接口(未示出)连接到绗缝机控制装置19的输出端上。各线切割设备850本身为用于现有技术中的单针缝纫机的线切割设备。
根据本发明，在多针绗缝机中以此处说明的方式采用多个设备850。参见图5和图5A，设备850按以下方式在多针链形线迹绗缝机的各成环件组件26上进行定位，即当设备850延伸时，设备850的刀852在成环件216与材料12之间延伸，并被连接以在绗缝机的控制装置19的电脑控制下工作。当位于周期中的线将要切断的点时，如图5A所示，控制装置19启动致动器851，该致动器851使852移动穿过针线222的环，从而852钩住针线和成环件线，如图5B所示。然后852缩回，以切割从材料12延伸的针线222和成环件线224。针线222的切割端都松开，而成环件线224的切割端延伸到材料。然而，延伸到成环件216的成环件线224的端部仍然被夹紧，如图5C所示。该夹紧保持住成环件线末端，从而当重新开始缝纫时形成环，从而防止在线开始形成链之前缺失数目难以预料的线迹，该线迹的缺失可能会导致花型出现瑕疵。
为了进一步确保避免在开始缝纫时缺失线迹，将成环件定位为，如果成环件线224的末端未能被夹住，则线224的末端被定位为在重力的作用下位于正确的针侧，从而将开始缝纫线迹系列。通过此方式，成环件将在构成所缝纫的粗缝和开始花型的初始数针内拾起的可能性较高。
以上线修剪特征特别适用于多针绗缝机，该多针绗缝机具有可选择性地操作的头或者可以单独地且分别地安装、拆除或重新设置在缝纫桥上的头。各切割设备850设有每个对应的成环件头组件，并且可以与每个成环件头组件一起拆除、安装和移动。此外，如果头可以选择性地操作，则设置各线切割设备可单独控制的特征。
为了补充线修剪特征，在针头组件25上设置了线尾刮件890。如图5C进一步所示，该刮件890包括线钩刮拭元件891，该刮拭元件891枢转安装在与针132相邻的气动式致动器892上，以使刮拭元件891在针线221切断之后围绕与针132垂直的水平轴线转动。启动时，致动器892使刮拭元件891在压脚碗158内的针132的尖端周围扫过，以将针线221的尾部从材料12拉到材料12的针侧以及拉到压脚碗158的内侧。从该位置，随着缝纫的开始，顶线将不会夹在压脚下方，从而当针在花型开始处第一次下行时，线尾通常会容易地折到材料12的背面。
图5D说明了线张紧度控制系统870，其可以类似地用于缝纫机的各个线，并特别适用于上述多针绗缝机的各个单独的线。线(例如成环件线224)通常从线源856延伸，并通过线张紧设备871，该线张紧设备871对线施加摩擦力，从而将向下游移动例如向成环件216移动的线张紧。该设备871可调节，以控制线224的张紧度。系统870包括线张紧度监控器872，线224通过该监控器872在张紧设备871与成环件216之间延伸。监控器872包括一对固定的线引导件873，线在该对引导件873之间被传感器874推动并横向偏斜，该传感器873位于支撑于横向力转换器876的致动臂875上，并测量由被张紧的线224作用在传感器874上的横向力，以产生线张紧度测量值。各线222和224都设置有这种线张紧度控制。
线张紧度信号被转换器876输出，并传递给控制装置19。控制装置19确定线224的张紧度是适当还是太松或太紧。线张紧设备871设置有电机或其他致动器877，以进行张紧度调节。致动器877对控制装置19的信号作出响应。当控制装置19从来自转换器876的张紧度测量信号确定线224的张紧度需要调节时，控制器19向致动器877发送控制信号，致动器877对该控制信号作出响应，使得张紧设备871调节线224的张紧度。
替代使用如图5C所示的线尾刮件890或者用于在顶线切割后且在新的位置重新缝纫之前将切割后顶线拉至自由的其他机构，可以进行机器控制序列以实现线尾刮拭所达到的功能。图5E说明了在花型元素缝纫结束时进行粗缝序列之后且线被切割之前顶线222的状态。顶线222显示为从顶线源401延伸，通过顶线张紧设备402延伸到针眼中再延伸到针132，该顶线张紧设备402由受控制装置19的输出端控制的致动器403操作。在张紧设备402与针132之间，顶线222穿过脱落机构404，该脱落机构404包括由也受控制装置19的输出端控制的致动器406驱动的推动器405。在图5E中，推动器405显示为在其缩回位置的实线。当致动器406启动时，推动器405移动到其延伸位置407(用虚线表示)，以将顶线拉到也由虚线表示的位置。通过由控制装置19向顶线张紧设备402的致动器403发送信号以在较短的时间将顶线的张紧度松弛，在该时间段内线脱落机构404间歇性地跳动，从而实现顶线脱落。来自控制装置19发送至脱落机构404的致动器406的信号使得线脱落机构404间歇性跳动，该间歇性跳动使得推动器405偏顶线222，从而从顶线源401脱落一定长度的松散的顶线。可选地，可以使针132相对于材料12移动约数英寸的较短距离，以拉出一定长度松散的顶线并将其拉过针132，以在针132与材料12之间增加一定长度的线尾。该相对移动可以通过使编织物12前进或通过使桥21、22移动或通过两者来实现。
如上所述地使顶线222脱落之后，将线222和224切断，且成环件线如上文结合图5C所说明地被夹住。然而，在该实施方式中，刮拭机构890并不需要出现。而是，可以采用刮拭运动。在该过程的此时，顶线尾从针132向下延伸穿过材料12，延伸至材料下方并到达待切割的位置，如图5F所示，并再次对顶线实施线张紧操作。然后，针132相对于材料12前进到新的开始位置410，也就是说，可以移动桥或者材料或者两者，将线带至材料的顶部，以重新进行缝纫，如图5G所示。
然后，无论在此之前是否应用了刮件890，都执行顶线折回周期，在该周期中缝纫头被操作通过一个缝合周期，将顶线尾刺过材料12到达材料12下方，并在该位置被成环件216拾起，如图5H所示。然后，随着顶线222的张紧度已预先通过启动张紧设备402而施加，在线刮拭动作中使线312相对于材料12进行远离开始位置410再返回到该开始位置410地移动针132，在该开始位置410线刺入材料12，如图5I所示。为了该动作，控制装置19通过考虑要缝纫的花型而选择方向。该动作足以在无需将顶线尾再次拉出材料的情况下将剩余的顶线尾拉到材料12的底部或成环件侧。该动作的长度可以因应用情况的不同而不同。
该动作路径可以为例如直线、弧形、三角形、直线和弧形的结合或者其它一些将针从位置410带出约二英寸左右的动作或结合。根据绗缝机所设计或计划要切割的线尾的长度，可以使用不同路径长度。优选地将该路径定位为使在针132处产生的顶线中的任何松弛部分位于花型路径侧，避免在缝纫花型时线被钩住或者被针132影响。对于绗缝机10，该动作优选通过保持材料12固定并将桥21、22在平行于材料12的平面的路径内移动来实现。在折回周期的末尾，绗缝机位于如图5J所示的位置。
花型的开始需要缝纫元件、针132和成环件216相互配合，从而针线222和成环件线224交替地拾起由其它线形成的环，以开始形成链形线迹。如果在缝纫过程的中间进行线迹形成周期，也就是说，链形已经开始之后，针132下行通过材料12以拾起环412，有时是指在成环件216、顶线222和成环件线224之间形成三角形，定位器或分纱器234的动作有助于该三角形的形成，如图5K所示。(有关更完整的说明请参见美国专利No.5,154,130中的图5F。该专利的图5A至图5G按顺序说明了正常的链形线迹形成周期)。然而，线未设置在材料12中，成环件线224终止于针板38的下方和定位器234的下方。具体地说，成环件线224被夹在切割刀852与弹簧夹856之间(图5J)。因此，三角形412在其正常形式中并不存在，该环被针132钩住未必是完全可预知的。从而，第一个线迹缺失的可能性增加。更重要的是，存在无法接受的可能性，即每个接下来的线迹将丢失，直到不确定的线迹形成周期次数之后第一个线迹形成为止。这可能会产生瑕疵产品或废品，可能需要对产品进行修补或丢弃。
已经发现，通过对线进行操作，使得在针拾起底线环之前成环件首先拾起顶线环，可以很大程度地改善开始缝纫花型时线迹形成的可靠性。这可以通过使成环件线尾改向来实现。更可靠地，这还可以通过改变缝纫元件相互之间的定时(即针的定时相对于成环件的定时)来实现，从而首先被拾起的环为被前进的成环件拾起的顶线环。反过来，这可以通过以下方式实现，对线进行操作或者对缝纫元件进行定时，使得在针第一次下行时，针丢失底线环。可以导致该现象发生的一种方式为，确保在针第一次下行时针通过底线的“错误”侧。当成环件线尾从成环件的尖端沿着针的成环件侧延伸回时，底线位于针的“错误”侧。
在开始缝纫之前，且针132相对于材料12移动到新的位置之后，针132位于材料12上方，且顶线222自线轴至线尾地伸延穿过针132的眼。在正常的线迹形成周期中，针132将在材料上方开始，如图5L所示，且成环件216如图所示地前进。成环件线224的尾部位于针板38的下方和定位器234的下方。在传统的起始中，随着针132下行，可能但不一定会经过底线224与成环件216之间，拾起底线环，如图5N所示，成环件216将缩回，如图5M所示。这使得成环件线224在定位器234的下方接近成环件216的位置缠绕住针线222，如图5O所示，产生变形的三角形，这增加了针132在下一次下行时将错过环的可能性。
每个缝纫头(包括每个针头和每个成环件头)可以通过可独立控制的离合器连接到共同的转动驱动装置上，该离合器可以通过绗缝机的控制装置来操作，以打开或关闭各头，从而提供花型灵活性。该头可以构造为缝纫元件对，每个针头为模块式，并对应于类似的模块式成环件头。虽然每对的头可以单独地打开或关闭，但是它们通常同步地或者在其周期的不同相位中地一起打开和关闭，这可能是最令人满意的。可选地，可以仅针头设置有选择性驱动连接，而成环件头可以连接到针驱动电机的输出端，从而连续地运行，这是由于当针不运行时成环件头不会穿过材料且不会形成线迹。成环件连接可以是直接而永久性的，或者可以为可调节、可切换或能够相对于针驱动装置进行定相。例如，成环件驱动装置可以通过在成环件传动系统中设置差动驱动机构而与针驱动装置连接。当采用直接驱动装置时，成环件头驱动装置可以通过齿轮箱而不是离合器连接到输入驱动轴。每个成环件头还可以在成环件驱动轴上设置对齐盘，以使得当成环件安装在绗缝机中时可以对每个成环件头相对于其他成环件头或者针驱动装置精确地进行相位设定。此外，每个成环件头壳体可以在与针垂直的平面内设置二维调节装置，以便于当成环件头安装时使成环件头与相应的针头对齐。
为了减少线迹缺失的可能性，特别是在切割成环件线之后开始形成花型的时候，提供了一种分离式开始控制方法，以避免在开始时线迹缺失。分离式开始方法是以下结构的一种应用，即允许针驱动装置和成环件驱动装置单独地解除连接和移动。通过该分离式开始结构，在开始时针和成环件分别地进行起始动作，从而使得线迹的拾起可预料。这通过确保在针拾起底线环的三角形之前成环件首先拾起顶线环来实现。
通过该分离式开始方法，随着该机构停止，从而针位于其周期中的上止点附近而且针和成环件被锁定且同相，然后将这些元件解除锁定，从而成环件可以独立于针而移动，例如在其周期中前进，例如前进180度。然后，可以使针相对于成环件的位置前进180度，以使针与成环件同相，确保在起始周期开始时针会缺失成环件线中的成环件线三角形或环。然后，可以使这些元件重新锁定在同相。随着元件的进一步前进，成环件将在成环件环被针拾起之前随之拾起针线环，对线迹序列产生可预料的开始。
根据本发明的一种实施方式，当位于与图5L类似的图5P所示的开始位置时，针驱动装置和成环件驱动装置解除连接，针被保持在其上止点位置。成环件驱动装置则前进半个周期，以将成环件216移动到如图5Q所示的位置，从而将成环件216收回到针132的路径之外。然后，成环件驱动装置被保持在其半个周期的位置，而针驱动装置则启动，以将针132下降到其半个周期的位置，这使得针132远离底线224，如图5R所示。然后，针驱动装置和成环件驱动装置再次连接在一起，并且一起同步地前进，从而成环件216在四分之三个线迹形成周期的位置附近开始拾起针线环，如图5S所示，并从该位置继续进行到完整周期位置，如图5T所示。然后，这些元件继续移动通过下个周期，在该周期中可以看见线迹的形成，如图5U至图5X所示。大约在图5X所示的位置，成环件线尾将已将其自身从线修剪装置的夹紧动作中拉出。
如上文所述，针驱动装置和成环件驱动装置在开始时的分离避免了开始时线迹的缺失。线驱动装置周期和成环件驱动装置周期的分离具有其他用途，例如便于线的修剪。
作为对使用上文所述的分离式开始方法的可替代方案，可以通过以下方式来降低开始时线迹缺失的可能性，即对成环件线的线尾进行引导或使其改向，从而防止在顶线环被成环件拾起之前底线环被针拾起。这种改向的实现方式可以为，使线修剪装置和夹紧装置850移位或进行其他定位(图5J)，以使成环件线224的线尾从成环件216的针侧移开。使用线推动器机构或者其他成环件线改向技术可以使得在针拾起底线环之前成环件拾起顶线环。
使开始时线迹缺失的可能性增加的另一现象在于，直到成环件线224朝向针板34和材料12被拉动时，分纱器或定位器234才能与成环件线224形成三角形。被线修剪装置850夹住的成环件线224被保持为无法达到定位器234。在缝纫开始之前，成环件线尾可能会在成环件216与线修剪装置850的夹紧位置之间产生相当的成环件线松弛现象。该松弛现象可能会形成较大的环，该环从针侧摆动到相反的成环件侧，降低了在任何给定周期中线迹被拾起的可能性，甚至在针第一次下行之后也是如此，从而无法预料地延迟了线迹链的开始。这种延迟可能导致在所缝纫的花型中存在无法接受的长间隙，需要对该板编织物进行修补或丢弃。由该成环件线松弛现象导致的产生该问题的可能性可以通过限制成环件线而降低。该限制可以通过在针板38的下方设置成环件线偏斜器430来实现，如图5Y所示。可以放置例如线偏斜器430等结构来控制起始时成环件线224的线尾离开成环件216的方向，并影响成环件线尾和成环件的间隔，其影响方式使得在成环件已拾起针线环之后针132不会缺失成环件线环。无论是否采用分离式开始技术，例如成环件线偏斜器430等结构都能改善线迹形成的可靠性。在有些情况下，该改善的可靠性足以省略分离式开始结构。
图5Y所示的成环件线偏斜器430为楔形，并固定在针板38的底部。偏斜器430的楔形具有锥形表面431，当成环件前进到其零度附近的向前位置或者针向上位置时，如图5P所示，该锥形表面431定位在成环件216尖端的路径附近。在该位置，随着花型的开始，成环件线尾被夹在针路径的相反侧的线修剪装置850上。偏斜器430的表面431相对于成环件的路径进行定位，以引导成环件线尾，使其足够偏离针板，从而一旦成环件已拾起针线环，成环件线224有很大的可能性是位于成环件216的针侧，从而下行的针132在其下一次下行时拾起成环件线环。成环件线偏斜器430有助于在上述分离式开始方法未使用或无效时减少在开始时线迹缺失的现象。
图5Y还说明了安装在成环件216的基部805上的传统的针防护件460，最好参见图4D。可以通过使针防护件在成环件216上枢转以对针防护件进行调节，其中可以通过在图4D所示的孔416中设置螺钉(未示出)来将该针防护件锁定就位。该针防护件460使下行的针132保持在成环件的左侧，而不会偏斜到前进的成环件216的右侧，如图5R和图5S所示，从而成环件216会拾起环，不会漏过线迹。
图4G中说明了一种改进的可选实施方式，其中设置了一种双针防护组件470。该组件470包括第一针防护件471和第二针防护件472。第一针防护件471执行与针防护件460相似的功能，而且也是可枢转调节地安装在成环件216的基部805上。第二针防护件472为圆形横截面的杆，并且可转动调节地安装在安装块473的孔中，该安装块473刚性地固定在针板38的成环件侧。在图4G所示的实施方式中，线偏斜器430也安装在安装块473上。针防护件472保持下行的针132不会进一步偏斜到前进的成环件216的左侧，从而成环件216不会通过针线222的右侧以至缺失顶线环并因此漏过该线迹，而是通过针线222与针132之间(图5S)。第二针防护件472的圆形横截面以平行于成环件的运动平面和针板平面的轴线474为中心，即位于所述绗缝机的水平横向位置。针防护件472具有偏心基部475，该偏心基部475的轴线476与轴线474相间隔且平行，并安装在安装块473的孔内。这样，针防护件472在安装块473的安装孔内可转动地调节，从而使可将针防护件472及其轴线474朝向或远离针132移动，其中可以通过在安装块473上紧固内六角螺钉477来将针防护件472锁定就位。
还对用于缝纫粗缝序列的技术进行改进，以降低线迹缺失的可能性，特别是降低在起始粗缝序列时线迹缺失的可能性。优选地，起始粗缝序列的开始方式为，先在要形成花型的方向上缝纫约一英寸的较短距离，然后在继续向前缝纫同一行的线迹之前，往回缝纫覆盖初始线迹并返回到起始位置。开始时，先缝纫几针较长的线迹，然后缝纫正常长度的线迹。通常的正常线迹速度可以为每英寸七个线迹。要开始粗缝序列，首先将线设置在花型曲线的起始位置，这可以通过使用上述刮拭和折回周期来实现。然后可以缝两个三倍长度的线迹，接着沿着花型曲线在远离起始位置的方向上缝一个正常长度的线迹。然后可以往回缝七个正常长度的线迹以回到起始位置。然后可以再次逆转缝纫方向，沿着花型曲线缝纫覆盖初始的线迹。
在正常的花型缝纫中，桥或材料或其组合的供给优选地导致线迹形成元件相对于材料的连续供给动作。然而在粗缝序列中，特别是在线迹长度比正常线迹长的粗缝序列部分中，其导致的供给是断续的。然而，该断续的供给优选为不是非连贯的，而是能够在以下两种情况之间顺畅地过渡，即在针不处理材料或处理相对较少材料时线迹形成元件与材料之间的快速相对运动的情况，以及在针忙于处理材料时线迹形成元件与材料之间相对很少或没有这种运动的情况。在正常长度线迹的缝纫中，无论是在缝纫长线迹之前或之后，该供给都优选为连续而顺畅的。
花型绗缝中的高速缝纫通常通过针的正弦曲线式以及连续的线迹形成来进行，该正弦曲线式是时间的函数或者至少是线迹形成距离的函数。在上述所谓的断续供给中，可以认为针的运动是作为距离的函数的非正弦曲线式，针的往复运动在针穿透材料时比正弦曲线式快，在针从材料退出时则比正弦曲线式慢。针速的过渡可以是顺畅的。无论是否在花型缝纫过程中进行了倒转，该类型的针速变化都很有用。在涉及到通过针从停止状态相对于材料移动的开始缝纫的情况下，这种针驱动运动比较有利。粗缝是这两种情况的共同示例，在该情况下需要这种针速变化。
例如，针速可以从停止开始，以连续周期速度运行且其运动为时间函数的正弦曲线式，但是当针从材料退出时，材料和针彼此相互的供应速度更快，当针穿透材料时则更慢，所表现出的针运动为有关相对于材料移动的距离的非正弦曲线式。通过这种运动，可以缝纫几个比平均线迹大的线迹，将在针穿透材料之间的材料供给逐渐减少到正常线迹间距，此时可以继续进行连续的线迹形成过程。然后，在进行粗缝时，将针相对于材料的方向倒转，通过针的非正弦曲线式动作缝纫几个类似的比正常线迹长的线迹序列，随后过渡到正常大小的线迹。只要是出现方向倒转时都可以采用相同的方案，而不仅限于在花型开始和结束时采用。这减少了畸形线迹、缺失线迹和线断裂的现象。针相对于材料的移动可以通过以下方式来实现：(1)通过使桥相对于绗缝机的框架移动，同时保持材料静止；(2)通过保持桥相对于绗缝机静止，而材料移动；或者(3)通过将桥和材料这两者相对于绗缝机的框架的相对移动相结合。
以上所指的移动可以通过以下方式来实现，即考虑绗缝机部件和材料的惯性以及材料变形和加速、减速、针偏斜及其他因素等的其他影响，以进行优化或者使这些影响最小化。例如，在花型主体的正常缝纫中，随着材料与针之间的相对移动，针可以正弦式地往复运动通过一系列缝纫周期，该运动为平行于材料平面的运动，而且是连续的，或者是常速的。对于该示例，针的往复运动速度可以为每分钟1400个周期，且针相对于材料的移动速度为每分钟200英寸。然后，要缝纫粗缝序列时，针的该平行移动以及往复运动的速度可以成比例地下降到例如分别为每分钟100英寸和每分钟700个周期。然后，对于粗缝线迹，针的往复运动速度可以变化且非正弦地移动，例如，可以由控制装置掌握，处于针穿透材料的周期部分时，以每秒钟2100个周期的速度移动，然后在材料穿透之间以缝纫正常长度线迹或者缝纫长度比正常线迹长的线迹时，移动速度下降到每秒钟数百个周期或者更慢，使得针偏斜的现象和材料变形的现象最少化。从而，当穿透材料时，使针的往复运动加速到较大的周期速度，在线迹穿透之间则减速到较慢的周期速度。在粗缝线迹之前或之后可以缝纫过渡线迹，以过渡到正常线迹或从正常线迹过渡出来。这种序列可以用于粗缝线迹的缝纫，或者在缝纫花型过程中需要反向时使用。
绗缝机10具有如图6示意性所示的运动系统20。桥21、22中的每个可以通过运动系统20的桥垂直运动机构30而分别且独立地在框架11上垂直地移动。桥垂直运动机构30包括安装在框架11上的两个升降器或升降组件31，一个安装在框架11的右侧，另一个安装在机架11的左侧(参见图1A)。每个升降组件31包括两对固定的垂直轨道40，框架11的每一侧上各有一对，每对该垂直轨道40上跨有两个可垂直移动的平台41，每个该平台41用于两个垂直桥升降器中的每个，包括下桥升降器33和上桥升降器34。每个升降器33、34包括两个可垂直移动的平台41，框架11的每一侧上各有一个平台41，该框架11上设置有跨在轨道40上的支承块42。各升降器33、34的平台41安装在轨道40上，从而用以支撑各桥的相对侧，以大致保持纵向(即从前到后)等高。
上桥22的相对的左端部和右端部分别支撑在上升降器34的右平台41和左平台41上，而下桥21的相对的左端部和右端部分别支撑在下升降器33的右平台41和左平台41上。所有升降器平台41都能够机械地独立移动，各升降器33、34的相对的平台在控制装置19的控制下一致地向上或向下移动。此外，各升降器33、34在由控制装置19的控制下在各桥21、22的相对侧上同步地移动平台41，以保持桥21、22的横向(即一侧到另一侧)等高。
线性伺服电机定子39安装在框架11的各侧上，并与垂直导轨40平行地垂直延伸。线性伺服电机35、36的电枢分别固定在下升降器33和上升降器34的各平台41上。控制装置19控制下伺服系统35使下桥21在定子39上上下移动，同时保持桥21的相对端部等高，并控制上伺服系统36使上桥22在同一定子39上上下移动，同时保持桥22的相对端部等高。垂直运动机构30包括数字编码器或解算器50，各升降器各承载一个数字编码器或解算器50，以精确地测量其平台41在导轨40上的位置，以将信息反馈给控制装置19，以协助对桥21、22进行的准确定位和调高。尽管线性电机例如线性伺服系统为优选，但可以采用可选的驱动装置，例如滚珠丝杠和旋转伺服系统或者其他驱动设备。编码器50优选为输出实际位置信号的绝对编码器。
运动系统20包括用于各桥21、22的横向水平运动机构85。各桥21、22具有从其右侧和左侧的相对端部刚性地延伸的成对的舌片49，该舌片49将桥21、22支撑在升降器33、34的平台41上。该舌片49在横向水平桥运动机构85的操作下在升降器平台41上横向地移动。各桥21、22上的舌片49横向地传送延伸的导向结构44，该导向结构44为导轨的形式，跨在各升降器33、34的平台43的支承件43上(图6A)。线性伺服系统定子杆60固定在各桥21、22的一侧的舌片49上，并与导轨或导向结构44平行地延伸。线性伺服系统45、46的电枢固定在各桥21、22的其中一个平台41上，并定位为响应于控制装置19的信号而与定子杆60配合并将定子杆60横向地移动。横向水平运动机构包括用于各桥21、22的解码器63，该解码器63设置在与各升降器41上的伺服系统45、46的电枢相邻的位置，以将横向桥位置信息反馈到控制装置19，以帮助精确地控制横向桥位置。桥21、22能够独立控制地上下垂直移动和左右横向移动，并以协调的方式操作，以在材料12上缝制绗缝花型。在如图所示的实施方式中，各桥能够横向地移动18英寸(从其中心位置开始的+/-9英寸)，各桥能够上下移动36英寸(从其中心位置开始的+/-18英寸)。下桥21和上桥22的垂直运动范围可以重叠。
位于框架11的顶部且也作为整个运动系统20的部件的驱动辊18由位于框架11顶部的且位于框架11的右侧(面向下游)供料伺服电机64驱动，如图6所示。当启动时，伺服电机64驱动辊18，以将材料12的编织物供给到下游，将该编织物沿着平面12向上拉动并通过绗缝位置以及桥21、22这两者的部件23和24之间。辊18还驱动位于绗缝机10左侧的框架中的同步带65，如图6A所示。各桥21、22可以设置有成对的紧带辊66来替代空转辊15，这些紧带辊66作为各升降机平台41上的轴颈，各桥21、22被支撑在该平台41上。这些辊66在桥21、22的高度位置上抓起材料12，以将材料在缝纫头25、26的高度位置上的横向移位减到最少。紧带辊66由带65进行同步，从而它们的表面在成对的紧带辊66的咬合处的切线运动与材料12一起移动。
也已发现省略紧带辊66而仅使用空转辊15也是可接受的可选方案。该可选方案可能是令人满意的，以避免材料在某些材料中和桥运动过程中出现起褶现象。
如图6A所示，由升降器平台41固定地支撑桥21、22，电机64的启动驱动辊18，以使编织物12在桥21、22的紧带辊66之间向下游并向上前进。辊18反过来在框架11的左侧使带驱动嵌齿轮600转动，该嵌齿轮600驱动带65。两个桥21、22上的紧带辊66由带65的运动而驱动，从而当桥21、22垂直地固定时，它们的切向速度相同，随着材料12因辊18的运动而向上移动时，该紧带辊66随着材料滚动。另一方面，当给料辊18和材料12静止时，带65保持静止，如图6B所示。带65静止时，各桥21、22的向上或向下移动使得辊66相对于编织物12移动，也相对于带65移动。辊66相对于带65的移动使得辊66以一定速度转动，以保持辊66之间的咬合处的辊表面在编织物12上静止，从而辊66沿着材料12静止编织物的表面滚动。此外，编织物12的运动与桥21、22的运动的组合伴随着施加给辊66的组合运动，该组合运动高效地从编织物12的向上运动中减去了桥21、22的向上运动，从而在辊66组的咬合处的辊66的表面始终与材料12一起移动。编织物12与各桥21、22的紧带辊66之间的该同步运动保持了材料12的纵向张紧度，并将材料12夹在每个桥21、22处，防止编织物12的横向材料变形。
如上文所述，使得带65可以将紧带辊66的运动与桥21、22和编织物12的运动同步的结构如图6C和图6D以及图6A和图6B所示。带65在嵌齿驱动辊600周围延伸，该嵌齿驱动辊600由给料辊18通过齿轮组件601进行驱动(图6D)。带65还围绕可转动地安装在静止的框架11上的四个空转带轮602至605延伸。带65还围绕从动带轮606和空转带轮607延伸，并围绕空转带轮608和从动带轮609延伸，从动带轮606和空转带轮607都可转动地安装在下桥21的升降器平台41上，空转带轮608和从动带轮609都可转动地安装在上桥22的升降器平台41上，所有带轮都位于框架11的左侧。从动带轮606由带65的运动驱动，并反过来通过齿轮机构610(图6D)驱动下桥21的紧带辊66，而从动带轮609也由带65的运动驱动，并通过齿轮机构611驱动上桥22的紧带辊66。齿轮机构610和611的驱动比与主动齿轮机构601的驱动比有关，使得辊66和辊18相对于编织物12的切线速率为零。应该注意的是，无论桥21和22的位置如何，带65的路径保持相同。
此外，入口辊15为与辊18类似的辊对，如图6D的底部和图6E和图6F所示。该辊15可有可无，取决于绗缝机10上游的编织物12供料系统，如果该辊15如此设置并被驱动，则该辊15也由带65驱动，如通过由辊605驱动的齿轮机构612来驱动，而辊605则由带65驱动。在这种情况下，应该通过机构601与612之间的适当且相匹配的齿轮齿数比来将辊15的切线速度保持与供料辊18相同。然而，可能优选允许辊15像空转辊一样地自由转动，以及仅在材料12的上游侧和上方设置单个辊15，材料12将围绕该辊15延伸。齿轮机构601、610和611中的每个可以基本上如所说明且示出的齿轮机构612。
通过控制装置19使桥21、22的垂直运动与材料12的编织物的下游运动相协调。该运动的协调方式使得桥21、22能够高效地保持在它们行程的36英寸垂直范围内。此外，两个桥21、22可以移动以缝纫不同的花型或者花型的不同部分。这样，它们各自的运动也可以协调，从而两个桥21、22都保持在其各自的行程范围内，这可能需要它们工作在不同的缝纫速度。这可以通过由控制装置19独立地控制一个桥而另一个桥的运动则取决于或者从动于该桥来实现，然而其他运动组合可能更适合于各种不同花型和情况。
通过桥21、22继而位于桥上的缝纫头25、26相对于材料12的垂垂直运动和横向运动的组合来实现由桥21、22上的缝纫头25、26形成花型。控制装置19在大部分情况下协调这些运动，以保持恒定的线迹大小，例如通常的每英寸七个线迹。这种协调通常需要使桥或编织物或两者的运动速度进行变化，或者使缝纫头25、26的速度进行变化。
针头25的速度由控制装置19控制，控制装置19控制两个针驱动伺服系统67的运作，这些针驱动伺服系统67分别驱动各桥21、22上的共同的针驱动轴32。类似地，成环件头26的速度由控制装置19控制，控制装置19控制两个成环件驱动伺服系统69的运作，每个桥21、22上各有一个该针驱动伺服系统67，分别驱动各桥21、22上的共同的成环件带驱动系统37。通过两个伺服系统67和两个伺服系统69的不同运作可以在不同的速度驱动不同桥21、22上的缝纫头25、26。然而，同一桥21、22上的针头25和成环件头26以相同的速度运行，并且在线迹形成过程中同步地配合，虽然它们彼此可以稍微地进行定相，以实现适当的环拾起、针偏斜补偿或其他目的。
此外，在某些情况下，对桥的水平运动进行控制，使得它们以相反的方向移动，从而趋向于抵消由每个桥21、22进行的缝纫操作所导致的材料12的横向变形。例如，当两个桥21、22在缝纫相同的花型时，可以将它们控制为以相反的方向绕圈。对于不同的花型也可以控制，使得实际最大程度地抵消施加在编织物12上的横向力。
以上实施方式为各桥21、22上的针头组件25和成环件头组件26设置有单独的驱动伺服系统。具体地说，每个桥21、22包括针驱动伺服系统67，该伺服系统67能够独立地由控制装置19的信号控制，并驱动轴32，该轴32则驱动各桥上的所有针头组件25，且各针头组件25能够选择性地通过离合器100啮合，该离合器100也通过控制装置19的信号来操作。此外，每个桥21、22还包括成环件驱动伺服系统69，该伺服系统69也能够通过控制装置19的信号来单独地控制，并驱动带37，该带37则驱动各桥上的所有成环件头组件26，且各成环件头组件26能够通过类似的离合器210而选择性地啮合，该离合器210也由控制装置19的信号来操作。该独立的驱动伺服系统67和69便于上述分离式开始结构以及针偏斜补偿，且对其他控制改进也很有用。
还示出并说明了桥的设计、针头组件和针及成环件驱动装置及其控制系统的多种可选方案。在图6H中，示出了桥21或22的端部或舌片49，其中针驱动电机67连接为驱动同一桥上的针头组件25以及成环件头组件26这两者。伺服系统67直接驱动输出轴32，该输出轴32为该桥的针驱动输入轴。轴32则驱动嵌齿带32a，该嵌齿带32a驱动成环件驱动输入轴37a，以替代上述实施方式中的成环件驱动带37。对于此实施方式，针132和成环件216被共同驱动，而不是单独地控制或设定相位。由于缝纫元件机械地连接，因此降低了动力失效或其他故障导致对绗缝机产生机械损害的可能性。尽管如此，可以通过保留成环件驱动伺服系统69同时通过差速驱动装置69a将该伺服系统69的输出端连接到轴37a来恢复单独控制针头和成环件头的能力，该差速驱动装置69a可以添加在带驱动装置32a与成环件驱动轴37a之间。
成环件驱动轴37a通过带37b连接到分段轴37c上，该分段轴37c由一系列交替的转矩管37d和齿轮箱210a形成。齿轮箱210a替代成环件驱动离合器210，但是连续地驱动成环件头组件26的成环件和定位器驱动装置212，而不是如上文所述的实施方式，允许选择性地驱动各部件。仅启动或停止针便决定缝纫元件组是否参与花型的缝纫。由于成环件216不穿透要缝纫的材料，因此无论相应的针驱动组件25是否被驱动，成环件216都能连续地运行，不过可以设置离合器210而不是齿轮箱210a。
本实施方式的成环件头组件26如图2C中的组件26a所示，包括基本如上文所述的成环件和定位器驱动装置212。它们还各包括针板38，图中所示为矩形板38a，该针板38相对于成环件驱动壳体238固定，并包括针孔81。每个齿轮箱210a具有输出轴，该输出轴被轴环440锁定在成环件和定位器驱动装置212的输入轴上，从而这些轴仅能相对彼此进行轴向调节。每个齿轮箱210a通过两个轴承441被支撑，齿轮箱210a的每侧具有围绕轴37a的一个该轴承441，该轴37a为齿轮箱210a的输入驱动轴。轴承441分别被锁定在夹紧件442中，该夹紧件442则被栓接在桥上。这样，齿轮箱210a仅能相对于轴37c进行轴向调节。
当成环件头组件26a安装在桥21、22的后部24时，可以进行四项调节。两项水平调节可用于调节桥上的组件26a。将夹紧件442紧固之前，可以将齿轮箱210a在轴37c上横向地定位，以将针孔81与针132横向地对准。然后可以松开轴环440，使组件26a朝向或远离针驱动组件25移动，以相对于织物平面16调节针板38a。通过将壳体238内的驱动装置212的输入轴上的盘(未示出)与壳体238中的校准孔444对准，来进行成环件和定位器212的角度调节。这通过将圆柱销(未示出)插入孔444中，并转动驱动装置212的轴，直到该销安装到校准盘的孔内来完成。完成调节后，将轴环440紧固。有关成环件216的垂直调节通过上文结合图4E所说明的成环件调节来进行。
示出了产生简单针正弦曲线运动的针头组件25，与针头组件实施方式25a一样，参见图2C。每个针头组件25a包括离合器100，该离合器100选择性地将动力从针驱动轴32传送到针驱动装置102a和压脚驱动装置104a。针驱动装置102a、压脚驱动装置104a和离合器100以及轴32支撑在针驱动壳体418上。针驱动装置102a包括曲柄106，该曲柄106由离合器100的输出带轮166通过驱动带164进行驱动。曲柄106通过直接的针驱动连杆110a机械地连接到针固定器108上。曲柄106的臂或偏心件112可转动地连接到连杆110a的一端上。连杆110a的另一端可转动地连接到从往复轴124的块122延伸的销123上，该往复轴124为针固定器108的延伸件。轴124安装用于线性往复运动，如上文中结合图2的有关组件25的说明。压脚驱动装置104a大致与上文结合图2A说明的压脚驱动装置104类似。制造针头组件25a的部件的材料允许针头无需润滑油地运转。
壳体418为具有三个安装凸缘451、452和453的结构件，该三个安装凸缘451、452和453支撑组件25a及其在桥21、22的前部23上的相关部件。如图6I所示实施方式23a的桥21、22的前部23使用头组件25a的壳体418来对桥部分进行加固，并形成为开放的槽455。凸缘451栓接在槽455的垂直面上，凸缘452和453栓接在沿着槽455的基部横向延伸的通道上，从而增加了用于对槽455进行加固的加固结构，以便经受缝纫过程中的主要应力和动态负载。由成段的转矩管32a和实心轴段32b形成的驱动轴32(图2C)也通过离合器100部分地由壳体218支撑，该离合器100安装在壳体218上，从而将一些驱动力限制在这些壳体218上。在实践中，该设置可以免除一些额外的结构特征，例如加强肋89(图1)
在通常的构造中，绗缝机10所绗缝的编织物12可以向下游供给到布块切割装置和修剪装置，或者可以卷起并输送到离线切割和修剪设备。编织物12和桥21、22的运动也可以与由位于框架11顶部的布块切割组件71进行的布块切割操作相协调。布块切割装置71具有切割头72和框架11的相反侧的位于切割头72的直接下游的成对的修剪头或纵剪头73，该切割头72在驱动辊18的直接下游横贯编织物12移动，该修剪头或纵剪头73从编织物12的侧面的织边进行修剪。
切割头72安装在轨道74上，以从位于框架11左侧的静止位置横跨框架11地移动。通过交流电机75驱动该切割头72跨过轨道74，该交流电机75固定在框架11上，且其输出端通过嵌齿带76与切割头72连接。切割头72包括成对的切割轮77，该切割轮77沿着材料12的相反侧滚动，且材料12位于该对切割轮77之间，从而从编织物12的前缘横向地切割已绗缝的布块。该轮77与头72齿轮连接，从而轮77的切割边缘的速度与横跨轨道74的头72的速度成比例。
控制装置19使切割头72的操作同步，当布块边缘正确地位于由切割轮77的行程的路径所限定的切割位置时启动电机75。随着切割动作的进行，控制装置19使材料12的运动在该位置停止。在切割操作过程中，当材料12停止以待切割时，控制装置19可以停止由缝纫头25、26进行的缝纫，或者可以通过使桥21、22移动以产生缝纫头25、26相对于材料12的任何纵向运动来继续缝纫。
当切割下来的材料12的编织物或布块从切割头72向下游移动时，由纵剪头73进行修剪或纵剪。纵剪头73上各具有一组相对的供料带78，该供料带78与成对的纵剪轮79相协调地被驱动。由Kaetterhenry等人于2002年3月1日提交的标题为“Soft Goods Slitter and FeedSystem for Quilting”的美国专利No.6,736,078中详细地说明了这些纵剪头73的结构和操作，该专利通过参考而合并于此。
供料带78和轮79齿轮连接以便在编织物12前进通过纵剪装置73时一起操作并由供料辊18的驱动系统驱动。当布块被切割头72从编织物切割下之后，带78与供料辊18分离地操作，以便将布块从该带78清除。纵剪头73能够在横跨框架11宽度的横向延伸的轨道80上横向地调节，从而容纳不同宽度的编织物12，如美国专利No.6,736,078中所述。在布块已切断并从修剪带78上清除之后，在控制装置19的控制下进行该调节。在控制装置19的控制下实现纵剪头73及其在框架11上的横向位置的调节与材料12的边缘一致，其实现方式请参加美国专利No.6,736,078及此处的说明。
使用上述结构，控制装置19使编织物在向前的方向移动，使上桥向上、下、右、左移动，使下桥向上、下、右、左移动，将各针和成环件的驱动装置选择性地开启和关闭，并控制针和成环件的驱动装置对的速度，以及各种组合和顺序组合，以便提供各种花型和高效的操作。例如，简单的线条可以缝纫得更快并以各种组合进行。连续的180度花型(可以仅使用从一侧到另一侧的运动和向前运动来缝纫的花型)和360度花型(需要反转缝纫的花型)可以比现有的绗缝机缝纫出更多的变化且速度更快。对于需要完成一个花型元素、缝纫粗缝线迹、切割线以及跳到新花型元素的起始位置的离散花型，可以缝纫出更多的变化且效率更高。可以将不同的花型进行连接。可以同时缝纫不同的花型。可以在材料移动或静止的情况下缝纫花型。可以与布块切割同步地进行缝纫。可以以可变化的针速缝纫布块，且花型的不同部分可以同时以不同的速度进行缝纫。可以自动地改变针的设置、间隔和位置。
例如，将桥固定在选定的位置，然后通过操作驱动辊18仅使编织物12前进通过绗缝机，这样便可以与编织物12的长度平行地缝纫简单直线。
通过将编织物12固定，并使桥水平地移动，同时类似地操作缝纫头，便可横跨编织物12缝纫连续直线。可以在移动的桥上同时操作多个缝纫头，只要使桥的运动与针之间的水平间隔相等，便可缝纫成段的相同横线。从而，可以更快速地缝纫横线。
连续花型是指在绗缝机缝纫时通过再三地重复相同的花型形状而形成的花型。能够通过使编织物相对于缝纫头仅进行单向运动并结合横向运动而产生的连续花型可以认为是标准的连续花型。这些花型有时候是指180度花型。通过使桥的垂直位置固定，并使供料辊18前进以移动编织物，并使桥21、22仅进行水平移动，便能够在绗缝机10上缝纫出这些花型。在绗缝机10上，编织物12相对于框架11不进行横向移动。
图7A是标准连续花型的示例。对于传统的多针缝纫机，其中所有的针同时缝纫相同的花型，只要设置有间隔距离为D的两行针，便能够缝纫如图所示的花型900。距离D是该机器的固定参数，无法根据花型的变化而改变。这是因为针行间距是固定的，且所有针必须一起移动。对于上述绗缝机10，距离D可以为任意值，这是因为可以使用一个桥上针缝纫交替的线迹，而使用另一个桥上的针缝纫其他线迹。两个桥可以以任意相互关系而移动。此外，如果两个桥间隔的垂直距离为2D，且各桥的针在例如点901和902处开始，则随着编织物向上供给，它们可以沿相反的横向方向移动，从而缝纫出交替的行903和904，该交替的行903和904为相同花型的镜像。通过这种方式，能够抵消由桥的运动施加在材料上的横向力，从而最大程度地减少材料变形。
需要使编织物相对于缝纫头进行双向运动的连续花型此处称为360度花型。这些360度花型可以以各种方式缝纫。可以使编织物12保持静止，完全通过桥的运动缝纫一个花型重复长度，然后可以使编织物12前进一个重复长度，停止，然后还是仅通过桥的运动缝纫下一个重复长度。缝纫这种360度连续花型的更高效且产量更高的方法包括：使编织物12前进，以提供该花型所需的相对于头运动的编织物垂直部分，且仅通过桥相对于编织物12和框架11的水平运动来进行缝纫。当到达需要反转垂直缝纫方向的花型点时，通过停止供料辊18来使编织物12停止，且使正在缝纫的桥向上移动。当再次需要反转垂直方向时，使桥向下移动且使编织物保持静止，直到桥到达开始垂直运动且编织物运动停止时的初始位置。然后使编织物运动，以提供花型的垂直部分，直到花型需要再次反转。该桥和编织物的垂直运动的组合防止桥走出范围之外。
图7B示出了360度连续花型910的一种示例。该花型的缝纫例如在点911处开始，仅通过编织物垂直向上运动来缝纫垂直线912。然后，在点913处，编织物停止，仅通过桥的横向运动来缝纫水平线914，到达点915，然后仅通过桥的向上运动来缝纫线916，然后仅通过桥的横向运动来缝纫线917，然后仅通过桥的向下垂直运动来缝纫线918，然后仅通过桥的横向运动来缝纫线919，然后仅通过桥的向下垂直运动来缝纫线920。然后仅通过桥的横向运动来缝纫线921，然后仅通过桥的向上运动来缝纫线922，然后仅通过桥的横向运动来缝纫线923，到达点924。在该点处且沿着线923，桥所在的位置与花型中任意点相比，距离其初始位置下方最远。然后，桥向下移动以缝纫线925，到达与桥开始垂直运动的点915相邻的点926，桥返回到了其初始垂直位置，从而停止桥的垂直运动，且编织物向上移动以缝纫线，进一步到达点927。然后仅通过桥的横向运动来缝纫线928，到达点929，从而回到了花型的开始点。
由离散的花型元素形成的非连续花型，例如由申请的受让人指出的商标TACK&JUMP花型，以与连续花型相同的方式缝纫，并且在每个花型元素的开始和结束时进行粗缝，每个花型元素完成后进行线修剪，使材料相对于针前进以开始下一个花型。180度花型和360度花型的处理与连续花型相同。图7C中示出了这种360度花型930的示例。缝纫这些花型的一种简单的方式是通过桥的移动缝纫花型、粗缝花型和切割线、然后仅通过编织物的运动跳到下一个重复花型。然而，将如图7B所示的编织物运动添加到花型缝纫部分可以增加产量。
根据美国专利No.6,026,756中说明的概念可以将不同的花型连接在一起。图7D中示出了连接花型的示例，该花型可以在绗缝机10上缝纫，无需桥的垂直运动，通过缝纫镜像的相反侧由两个桥共同缝纫三叶草叶子花型941。可选地，一个桥可以像缝纫360度非连续花型一样地缝纫花型941，而另一个桥则缝纫直线花型。
图7E中示出了连续360度花型950，该花型950的缝纫方式为使一个桥缝纫交替的花型951，而另一个桥缝纫相同花型的镜像952。使用与图7B中的花型910类似的编织物和桥垂直运动逻辑来缝纫该花型950。在确定桥与编织物的垂直运动分配过程中，缝纫开始之前，控制装置19先分析花型。在该确定过程中，在每个重复花型开始处，重复花型的结束处的横向位置必须与花型开始时的位置相同，编织物的垂直位置必须相同或者更下游(上方)。可以通过下桥首先在点953处缝纫粗缝线迹然后缝纫花型951来缝纫花型950。该缝纫将一直使用桥的水平运动和仅编织物的垂直运动，直到到达点954。然后，编织物停止，桥垂直地缝纫，先下后上，到达点955，在该点955处，桥在编织物上的纵向位置和垂直位置与点954处相同。然后供给的编织物仅进行垂直运动，重复该顺序以进行花型956的下一半。
当到达点957时，第二桥通过在点953处进行粗缝线迹来开始花型925，其缝纫方式与第一桥缝纫花型951的方式相同，只是水平方向或横向相反。通过桥和编织物相同且同时地垂直移动来继续缝纫花型951和952，而且一个桥的横向运动与另一个桥的横向运动相同且方向相反。继续缝纫，直到下桥到达点958，在此处缝纫粗缝线迹，并将线切断。再缝纫一个重复花型之后，第二桥到达相同的点，它缝纫粗缝线迹并将线切断。
通过移动一个桥来形成一个花型而另一个桥形成另一个花型，可以同时缝纫两个不同的花型。与共同虚拟轴线有关地控制桥及桥上的缝纫头的运作。该虚拟轴线的速度可以一直增加，直到一个桥到达其最大速度，而另一个桥运作在较低速度，该速度比率根据花型需要确定。图7F的花型960示出了该点。由一个桥缝纫花型961的垂直线，另一个桥同时缝纫花型962的之字形线，两个桥的绗缝速度必须不同。由于花型962的线迹序列比花型961的长，因此花型962被驱动为与设置为最高线迹形成速度的虚拟轴线或参照物的速度比为一比一。例如，如果花型962的线为45度角，则将花型961的线迹形成速度设置为花型962的线迹形成速度的0.707倍。
可以通过使桥进行垂直运动和水平运动的组合，同时使材料前进来缝纫花型，从而能够对过程进行优化。例如，图7G所示的花型970由直线式边界花型971结合菱形花型972和圆形花型973而形成。如果整个布块大于36英寸的垂直桥行程，例如，如果尺寸L为70英寸，则线迹形成可以按以下过程进行：首先缝纫布块的棱形和圆形的上半部分974，使编织物静止，使用360度花型的逻辑，使一个桥缝纫菱形，另一个桥缝纫圆形，或者其他组合方式。然后，通过在该过程中，使编织物向上移动35英寸来缝纫边界花型971，如上文所述地缝纫垂直线和水平线。然后缝纫布块的菱形和圆形大的下半部分975。可选地，可以通过使上桥缝纫上部的圆形和菱形花型使下桥缝纫下部的圆形和菱形(两行)来缝纫布块的上半部分。然后，在缝纫好边界线之后，布块的下半部分的圆形和菱形的花型可以类似地在各桥之间分配。
使用此处说明的绗缝机10，可以缝纫出现有技术中的绗缝机无法缝纫出或者实践中不能缝纫出的其他花型。例如，图9示出了绗缝编织物12的一部分500，在该部分500上绗缝了两个花型部分501和502。为了简化起见，这些花型都选择为连续、单向的花型，但是此处有关缝纫这些花型所说明的原理可以与上文中有关图7A至7G中的很多花型所说明的原理相结合，以生产其他更复杂的花型和花型组合，以提供额外的特征和缝纫技术的优势。编织物部分500上的花型501和501具有一些共同的特征和一些区别特性。它们都是连续的单向花型，该类型的花型在固定针、多针绗缝机中都已分别地进行生产，其中相同的花型从一个布块延伸到另一个布块。例如，花型501称为“洋葱”花型，该花型通过大致的正弦曲线503、504交替形成。这些曲线503、504可以认为是相同的，但是相位相差180度，从而它们聚集然后分开以形成图示的洋葱花型501。花型502称为“菱形”花型，该花型通过之字形线505和506交替形成。这些线或曲线505和506也可以认为是相同的，但是相位相差180度，从而它们也聚集并分开以形成图示的菱形花型502。花型501的两条曲线503、504由花型重复周期507构成，而花型502的两条曲线505、506由重复周期508构成。两个花型501和502由较小长度510的编织物12分开。
每个花型501和502可以认为包括：(1)开始长度511和512，分别持续180度或者半个花型重复周期；(2)中间长度513和514，分别持续一个或多个380度或者完整的花型重复周期；以及(3)结束长度515和516，也分别持续180度花型重复周期。这些长度511至516的说明是针对如图9中所示地向上移动通过绗缝机10的编织物12，且其从图中的顶部到底部地进行绗缝。花型501和502的每段曲线都以粗缝线迹序列517开始，以粗缝线迹序列518结束。这些曲线的粗缝线迹的开始和结束以及一个花型的结束粗缝线迹518与下一个花型的开始粗缝线迹517的纵向相邻是本发明的该方面的特别有利的特征。花型501和502之间的编织物12的长度210可以小于180度花型的长度，甚至基本上小于例如90度、15度或零度。该交互花型长度210可以出现在由两种相同或不同的花型(例如图中示出的两种花型501和502)组成的布块上，或者出现在两个布块之间的边界处。在交互花型长度210出现在两种花型之间的边界处时，可以在该区域切割布块，从而可以最大程度地减少或消除布块之间的编织物12的材料的浪费。在图9中，每个花型501和502都显示为两个花型周期的长度，且每个分别由半个周期长度的开始长度511或512、一个整周期长度的中间长度513或514和半个周期长度的结束长度515或516组成。
虽然每个花型501和502都可以在现有技术的多针绗缝机上进行缝纫，例如美国专利No.5,154,130所述，但是具有限制性，可以通过参考图9A来理解。这一部分是因为，对于传统的多针绗缝机，多行针安装在共同的刚性缝纫头结构上，针固定在该结构上且各行针被限制为间隔固定的距离，且所有行的所有针同时进行线迹形成并保持固定的关系，该关系由这些针在缝纫头结构上的布置来决定。该同时形成的线迹由位于521处的彼此横向距离为522的第一行针和位于523处的彼此横向距离为524的第二行针来形成，且各行之间的纵向间隔距离为525。该针布置结构限定了图9A中花型501的洋葱设计的花型元素的关系尺寸，特别是在纵向方向上。第一栏上的横向间隔距离527的针位置526和第二栏上的间隔距离529的针位置528导致了类似的尺寸限制。花型502的横向间距527和529不一定与图9A中的花型501的间距522和524相等，在图9A中便不相同。由于设备的结构限制，花型501和502的行间纵向间距525相同。这些间距525、527和529限定了图9A中花型502的菱形设计的元素的尺寸。
从对每两个针栏使用每栏四根针来形成如图9A所示的花型501过渡到如图所示的对每两个针栏使用每栏七根针，需要改变针的设置。对于现有技术中的至少大部分绗缝机而言，改变针的设置通常是手动操作。可选地，花型502可以使用限制为使用与花型501相同的四根针来形成的花型(例如具有四行菱形而不是七行菱形的花型)来代替，从而从花型501变到花型502不需要改变针的设置。此外，由于无论固定针绗缝机的所有针位于缝纫头中的哪一行，它们都同时开始和停止缝纫，因此由不同行上的针进行缝纫的分别位于位置521和523处的花型曲线503和504的开始和停止位置的纵向间隔距离必须为525，使得在每个花型501和502的开始和结束处都留下了占据长度等于距离525的编织物的仅曲线503或504之一的半长度部分。这导致了在编织物12上的相邻花型之间产生了长度530为两个长度525的废弃材料或废品，该材料或废品必须切除并丢弃。这要求使花型延伸到布块的切割上游端部和下游端部。这消除了生产以下具有以下花型的布块的能力，该花型从布块的端部间隔有由不同的针栏在相同的点开始和停止而产生的花型曲线。此外，还未公知有由不同的针栏的针缝纫的横向对齐的粗缝线迹。此外，现有技术中还未提供有用于绗缝以下布块的设备和技术的组合，即该布块具有两种花型，该花型的曲线的开始和结束位置成一直线，且该两种花型在同一布块上相互紧密地间隔，如图9所示。
根据本发明的一种实施方式，在改型的多针绗缝机上生产了如图9所示的花型。该花型具有以下限制，即花型501的重复长度507大致与花型502的重复长度508相同。在该实施方式中，多针绗缝机例如美国专利No.5,154,130所述的多针绗缝机设置有可自动缩回或选择的针，从而在一栏针可以不起作用的同时另一栏针仍在缝纫。此外，这种多针绗缝机具有使编织物12相对于承载有缝纫头的栏或桥的相对运动反转的能力。虽然此处说明的方法用于缝纫头相对于绗缝机框架纵向固定、编织物12通过框架纵向地向前移动且至少向后移动较短距离的绗缝机，但是该说明也可应用于缝纫头以阵列的形式固定在桥上从而能够相对于材料一起纵向移动的绗缝机。通过参考图9B至9I来说明该方法。
参见图9B，编织物12以箭头531的方向前进通过具有针栏阵列532的绗缝位置，该针栏阵列532包括上游针栏533和下游针栏534。针栏533和534间隔固定距离525。上游针栏533的针通过在针位置523上缝纫粗缝线迹序列517来开始缝纫花型曲线503。编织物12前进距离525后，如图9C所示，启动下游针栏534上的针，并通过在针位置521上缝纫粗缝线迹序列517来开始缝纫花型曲线504，以便开始在起始位置开始缝纫曲线504，该起始位置与曲线503的起始位置对齐在同一纵向位置。接着，随着两个针栏533和534同时形成线迹曲线503和504，编织物12进一步前进，直到到达图9D的位置，在该点缝纫粗缝线迹序列518，将线切断，并停用针栏533上位置523的针。接着使用针栏534上位置521的针继续进行缝纫，直到编织物处于图9E所示的位置。在编织物12的该位置，针栏534的针缝纫粗缝线迹序列518，然后将线切断，并停用针栏534的针，从而完成花型501。
在该点，机器已准备好开始缝纫花型502，除非编织物12前进到越过上游针栏533，且必须倒退距离525到图9F所示的位置，从而可以通过与以上结合图9B至9E说明的缝纫花型501相似的顺序来缝纫花型502。为了缝纫花型502，启动针栏534上的位置528的针，以缝纫粗缝线迹序列517来开始缝纫曲线505，随着编织物12前进距离525该针开始缝纫。因此，在不浪费材料的情况下，可以在离花型501的末端距离510的位置开始花型502。然后，当位于图9G所示的位置时，启动针栏534上位置526的针来缝纫粗缝线迹序列517，从而开始曲线506。接着，随着两个针栏533和534上的针同时缝纫线迹曲线503和504，编织物12进一步前进，直到到达图9H的位置，在该点缝纫粗缝线迹序列518，将线切断并停用针栏533上位置528的针。接着由针栏534上位置526的针继续进行缝纫，直到编织物位于图9I所示的位置。在编织物12的该位置，针栏534的针缝纫粗缝线迹序列518，接着切断线并停用针栏534的针，于是完成花型502。如果要在完成的花型502的附近缝纫另一花型501或502，则编织物12必须再次反转距离525，以开始下一花型。
因为针栏533和534一起移动，所以当缝纫图9C和图9G中的粗缝线迹序列517和图9D和图9H中的粗缝线迹序列518时，将启动其它针栏的针，从而，将在使用这些其它针缝纫的曲线的中途缝纫粗缝线迹序列。这在审美上可能是不受欢迎的。作为可选方案，可以在不切断线的情况下停用这些针，这造成了不希望的线操作问题，导致线序列中可能的松散或线迹缺失。为了这些和其它原因，缝纫具有如图9中所示花型501和502的特性的花型组合时，优选采用绗缝机10来进行，如以下参考图9J至9N的说明。
使用上文所述的绗缝机10可以更简单且更灵活地缝纫图9中所示的花型501和502的组合。图9J示出了绗缝机10的桥21和22位于其行程范围中间的任意起始位置，在框架上足够高，以允许进行一些向下的行程。作为缝纫的开始，可以由下桥21的针缝纫位于花型501的曲线503开始处的粗缝线迹序列517。接着，下桥21开始缝纫曲线503同时向下移动，且编织物12静止，同时上桥22向下移动到相同的起始位置，到达如图9K所示的位置。该运动可以通过编织物12的向上运动来完成或替代。当位于开始位置时，上桥22的针则缝纫曲线504开始处的粗缝线迹序列518。因为桥21和22上的缝纫头可以独立操作，所以可以通过上桥22缝纫粗缝线迹序列518，而同时下桥21继续不间断地缝纫曲线503的正常线迹。此外，下桥21向下移动的距离可以为其行程范围内的任意距离，只要该距离允许有足够的间隙让上桥22放置在起始位置。例如，通过向下移动完整的花型周期513，可以使用上文所述的减少编织物变形的方法，通过桥21和22在相反方向横向移动来缝纫曲线503和504。
接着，桥21和22纵向静止，并使编织物12向上移动，从而将曲线503和504缝纫到花型的末端，如图9M所示。在到达该状态的过程中，编织物12穿过图9L中所示的位置，在该位置到达了曲线503的末端，由桥21粗缝纫缝线迹序列518。该粗缝线迹序列可以通过以下方式来实现，即编织物12连续地移动，且由桥22不间断地缝纫曲线504，而由桥21来完成其他的横向和纵向移动。
完成花型501后，如图9M所示，编织物12停止，桥21和22向上移动直到桥到达图9J所示的相同的开始位置。接着根据需要启动或停止针头，以准备缝纫新花型。在此情况下，启动三个中间的缝纫头，每个缝纫头位于四个启动用于缝纫花型501的四个缝纫头之间，从而所有七个缝纫头都可以缝纫花型502。接着，以与缝纫花型501大致相同的方式来进行花型502的缝纫。
可选地，使用绗缝机10，在完成花型501的曲线503后，下桥21可以立即继续开始缝纫花型502的曲线505，即使同时上桥22仍然在缝纫花型501的曲线504。这如图9N所示。当两个桥缝纫不同花型时，绗缝机10的控制装置19控制桥的运动、编织物的运动和缝纫头驱动装置，其控制方式能够保持对于由两个桥缝纫的曲线的规划好的线迹密度，例如通常的每英寸七个线迹。这通常可以通过以下方式来实现，即保持一个桥纵向静止，而编织物以不变的供给速度移动，或者静止的桥上的缝纫头以不变的缝纫速度进行缝纫，同时通过控制其它桥和其他桥的上的缝纫头来进行补偿移动。
虽然结合连续、单向花型对图9至图9M进行了说明，但是该说明是为了更清楚地说明某些特征和原理。这些特征和原理可以与其它花型特征一起使用，例如结合图7至图7G所说明的特征和原理。在这些花型可以包括双向纵向运动的情况中，对于这种其他花型或花型特征，图9至图9M的方法的原理可能是相同的纯纵向向前或向后运动。
布块的切割可以与绗缝同步。当编织物长度上的要将布块从编织物12横向切除的点到达切除刀头72时，编织物供给辊18使编织物12停止，然后进行切割。通过将编织物的向上运动换成桥的向下运动，可以使缝纫继续不中断。这由控制装置19进行预先准备，控制装置19通过使辊18比正在进行的缝纫速度更快地运转而使得编织物12前进，以允许桥足够地向下移动从而足够地位于其最低位置上方，以允许该桥在编织物停止时的切割操作过程中进行向下缝纫。
在使用不同的针组合来一布块一布块地缝纫不同的花型时，或者在使用不同的针组合来缝纫一个布块上的不同部分时，控制装置可以将针开启或停止。这些特征可以用于缝纫花型组合，如美国专利No.6,026,756中所述，该专利通过参考而合并于此。使用此处说明的衍缝机10，可以组合并有效地缝纫更广泛类型的花型。
例如，本发明的实施方式生产了复杂的花型，该复式花型将连续花型(例如图9P中说明的之字形花型550)与“TACK AND JUMP(粗缝和跳跃)”花型(例如图9Q中说明的圆形阵列花型552)进行组合。可以在衍缝机10上同步地缝纫这种花型550和552，以产生图9R所示的组合花型554。缝纫该花型554时，可以由下桥21的缝纫头在连续前进的编织物上缝纫连续花型550，而所述缝纫头优选地同时在固定的水平位置上交替地进行左右横向运动，而使用上桥22的缝纫头与之字形花型550相协调地缝纫花型552的离散的“TACK AND JUMP”圆形。可以在以不变的速度向下游供给编织物的同时由下桥21的四个缝纫头连续运行来缝纫连续花型550，而由上桥22的三个缝纫头间歇地缝纫来缝纫花型552的360度圆形，并在每个圆形花型的末尾进行粗缝和切割线。可选地，可以由上桥22的六个缝纫头来缝纫圆形，其中三个缝纫头同时缝纫一行交互的三个圆形，而另三个缝纫头则同时缝纫交互行的圆形花型。使用六个缝纫头需要更少的横向桥运动并且允许圆形间隔得更宽。
以上提出的多针衍缝机的所示实施方式设置有与传统的多针衍缝机的运动轴线不同的多个运动轴线。这些衍缝机的某些实施方式具有两个或更多的桥，该桥能够分别或独立地控制，每个桥配置有成行的缝纫针，这些缝纫针可以一起驱动，每个缝纫针分别或独立地驱动，或者以各种组合的方式驱动。每个桥可以具有可独立控制的驱动装置，用于使缝纫元件、针和成环件往复运动。驱动装置最实用的是例如旋转轴的操作往复运动的元件的旋转输入端。每个桥上的驱动装置的独立操作可以允许缝纫头或缝纫头组的独立缝纫操作，或者允许一个或多个缝纫头空转，而同时一个或多个缝纫头进行缝纫。
已示出，可以通过可独立控制的离合器将每个缝纫头(包括每个针头和每个成环件头)连接到共同的旋转驱动装置上，从而提供花型灵活性，该离合器可以由机器控制装置操作以开启或停止缝纫头。该头通常构造为缝纫元件对，每个针头具有相对应的类似的模块式成环件头。每对头可以单独地开启或停止，可能最令人满意的是，它们通常是在其周期中同步地或者异相地一起开启或停止，。可选地，可以仅有针头设置有选择性驱动连接，而成环件头可以连接到驱动电机的输出端，以连续地运转。该连接可以是直接而永久的，或者可以是可调节、可转换或能够关于针驱动装置进行定相的，诸如通过在成环件传递系统中提供差速驱动机构。当采用直接驱动时，可以通过齿轮箱而不是离合器将成环件头驱动装置连接到输入驱动轴。当将成环件安装在衍缝机上时，各成环件头可以进一步设置有成环件驱动轴上的对准盘，以允许各成环件头相对于其它成环件头或针驱动装置进行精确的相位设置。此外，各成环件头壳体可以在与针垂直的平面内设置有二维调节装置，以便于在成环件头安装时使成环件头与相应的针头对准。
如上文所述，为了减少线迹缺失的可能性，特别是在切断成环件线之后的花型开始处的线迹缺失，提供了分离式开始控制法以避免在开始处线迹缺失。分离式开始结构是以下结构的一种运用，即允许针驱动装置与成环件驱动装置单独地解除连接并移动的结构。通过该分离式开始结构，在开始时针和成环件分别地进行起始动作，从而使得线迹的拾起可预料。这通过确保在针拾起或穿过底线环的三角形之前成环件首先拾起(即穿过)顶线环来实现。
通过分离式开始方法，通过该机构停止在针位于其周期中的上止点位置且成环件延伸，并通过针和成环件被锁定且同相，将这些元件解除锁定并且成环件可以在其周期中前进。例如，可以前进180度到成环件的收回位置，或通过前进一些更少量，该前进量足以确保成环件线三角形不在针的路径中。15度到20度(例如17度)可能是足够的。接着可以使针前进类似的量，以使其与成环件同相，以确保在针第一次穿透花型材料时，该针会漏过成环件线三角形或成环件线环。然后重新锁定这些元件。随着元件的进一步前进，成环件将在成环件线环被针拾起之前随之拾起针线环。
根据本发明的特定原理，通过使用用于针和成环件的单个驱动伺服装置可以进行该分离式开始。随着针和成环件都由同一个电机来驱动，通过设置相位调整机构来实现这一点。此外，根据本发明的其它原理，可以使成环件的相位相对于针的相位前进，然后可以一起移动成环件和针同时维持二者之间的相位差，接着可以通过缩回成环件使成环件和针回到同相位中，例如，通过使成环件相对于针减速或者停止而同时使针追上成环件，随着针和成环件同相，可以从该点继续该周期。
其中，如图所示，多针衍缝机10包括两个可移动和可独立可操作的桥21和22，每个桥上具有多个可分别控制的针头25和相应的多个成环件头26，针头25的速度可以由控制装置控制，该控制装置控制针驱动伺服系统67的运作，该针驱动伺服系统67驱动桥21上的共同的针驱动轴32。相似地，成环件头26的速度可以由控制装置控制，该控制装置控制桥21上的成环件驱动伺服系统69的运作，该成环件驱动伺服系统69驱动其中一个桥上的共同的成环件带驱动系统37。通过对各自桥上的两个伺服系统67和两个伺服系统69的不同操作，可以将不同桥21，22上的缝纫头25、26驱动为不同的速度。然而，同一桥21、22上的针头25和成环件头26通常以相同的速度运行并且同步，以在线迹形成过程中相互配合，虽然它们彼此可以稍微地进行定相，以适当地实现环拾起、针偏斜补偿或其他目的。
某些实施方式为各桥的针头组件25和成环件头组件26设置单独的驱动伺服系统。具体地说，每个桥包括针驱动伺服系统67，该伺服系统67能够独立地由控制装置19的信号控制，并驱动轴32，该轴32则驱动对应桥上的所有针头组件25，且各针头组件25能够选择性地通过离合器100啮合，该离合器100也通过控制装置19的信号来操作。此外，每个桥还包括成环件驱动伺服系统69，该伺服系统69也能够通过控制装置19的信号来单独地控制，并驱动带37，该带37则驱动各桥上的所有成环件头组件26，且各成环件头组件26能够通过类似的离合器210而选择性地啮合，该离合器210也由控制装置19的信号来操作。该独立的驱动伺服系统67和69可以独立地控制，以便于上述分离式开始结构以及针偏斜补偿，或用于其它控制改进。有了使用该独立的驱动系统67和69的分离式开始结构，在切断线后开始花型时，随着针被保持在其上止点位置成环件可以前进，然后操作针使其通过相似的周期部分，其中针在下行时将漏过成环件线中的三角形或环。然后针和成环件重新同步而且一起驱动，从而成环件将拾起下一周期中的针线。
根据一种实施方式，当位于与图5L类似的图5P所示的开始位置时，将针驱动装置和成环件驱动装置解除连接，针可以被保持在其上止点位置。成环件驱动装置则前进半个周期，以将成环件216移动到如图5Q所示的位置，从而将成环件216收回到针132的路径之外。然后成环件驱动装置被保持在其半个周期的位置，而针驱动装置则启动，以将针132下降到其半个周期的位置，这使得针132远离底线224，如图5R所示。然后针驱动装置和成环件驱动装置再次连接在一起，并且一起同步地前进，从而成环件216在线迹形成周期的四分之三位置附近开始拾起针线环，如图5S所示，并从该位置继续进行到完整周期位置，如图5T所示。然后，这些元件继续移动通过下个周期，在该周期中可以看见线迹的形成，如图5U至图5X所示。
在图6H中，示出了桥21或22的端部或舌片49，其中针驱动电机67连接为驱动同一桥上的针头组件25以及成环件头组件26。伺服系统67直接驱动输出轴32，该输出轴32为该桥的针驱动输入轴。轴32则驱动嵌齿带32a，该嵌齿带32a驱动成环件驱动输入轴37a，其替代上述实施方式中的成环件驱动带37。对于此实施方式，针132和成环件216被共同驱动，而不是单独地控制或定相。由于缝纫元件机械地连接，因此降低了动力失效和其他故障导致对绗缝机产生机械损害的可能性。尽管如此，可以通过保留成环件驱动伺服系统69同时通过差速驱动装置或相位调整装置69a将该伺服系统69的输出端连接到轴37a来恢复单独地控制针头和成环件头的能力，该差速驱动装置或相位调整装置69a可以添加在带驱动装置32a与成环件驱动轴37a之间。
在图6J至6M中，其中图6J是带有差速驱动装置69a的桥21的俯视图，伺服电机67直接驱动轴32以操作针头25。该差速驱动装置69a包括传递驱动带32a，该传递驱动带32a连接在针驱动轴32和成环件驱动带组件37的输入轴37a之间，该成环件驱动带组件37驱动成环件头26。图6K是穿过相位调整装置69a的剖视图，说明了在缺省状态下的相位调整装置69a，在该缺省状态下，轴32和37a同步地驱动针头25和成环件头26同相。图6M详细示出了相位调整装置69a。
成对的空转带轮301和302安装在成对的空转板303和304之间以扩展带32a的环，使得在带32a中，位于成环件驱动轴37a上的驱动带轮37c高张紧度较侧305的松弛部分比低张紧度较306的松弛部分少。气动式线性致动器310连接在相位调整装置69a的壳体与空转板303和304之间，以在启动到图6L所示的位置时使板枢转，这使得带32a中的松弛部分移动到带轮37c的高张紧度侧305，这使得成环件驱动轴32a向前旋转，使得成环件头26相对针头25的相位前移。这构造为使成环件在其周期中前进大约25度。在切断线后花型开始时，随着针位于上止点，启动致动器310以使成环件前移25度，然后操作针和成环件穿过180度，同时保持相位调整，接着通过停止致动器310和使成环件反转25度使成环件与针重新同步，从而针已经下行且未拾起三角形或成环件线。然后针和成环件同步前进，从而成环件拾起下半个周期中的针线环。
许多其它运动将获得同样的结果。例如，如果致动器310是伺服电机，成环件可以在前进相位角为180度时停止，例如，当针从155度前进到180度时，从而无需反转成环件26的方向便使针和成环件重新同步。然而25度的相位调整适合衍缝机的某些设计，其它相位调整可能更适合其它绗缝机设计。如上文所述，针驱动装置和成环件驱动装置在开始时的分离避免了开始时线迹的缺失。线驱动装置周期和成环件驱动装置周期的分离具有其他用途，例如便于线的修剪。分离式开始结构的使用可以消除对于图5Y所示的线偏斜器430的需要。所示相位调整致动器提供了简单而可靠的装置，操作该装置以使得成环件的相位关系在同相设置和成环件处于针之前的周期中固定部分的相位设置之间转换。对针和成环件使用可变的差速驱动装置或单独的伺服电机将为成环件相对于针的相位调整提供更高的角度灵活性，并将允许使该两种缝纫元件在其整个周期中同时以不同的速度移动。
当开始缝纫花型时，分离式开始结构可以以不同的方式与其它结构相组合。结合图5H至5J说明的刮拭周期是其中一种结构。在跳跃到新花型或花型元素的开始点后，针线尾位于材料的面上，且从针穿过压脚板中的孔沿着织物延伸。刮拭周期是通过将这些针线尾拉到材料的背面来移除该针线尾的一种方式。所述衍缝机可以制作为在使用或省略这种刮拭周期的可选模式中操作。如果产品质量的优选的，则使用刮拭周期将针线尾完全从产品的表面移除。这可能增加了2％到20％的衍缝时间，取决于花型和衍缝机的构造。可选地，可以为客户或制品提供高速、低质量模式，该模式可以容许存在一些线尾。为了减少衍缝时间，可以在桥或编织物在花型之间前进时部分地执行分离式开始。
如果刮拭周期与分离式开始组合使用，则分离式开始应当在刮拭周期后进行。然而，在刮拭周期之前执行分离式开始可以提高刮拭周期的可靠性和可预知性，但是该刮拭周期之后仍然需要进一步的分离式开始，这是由于第一次分离式开始周期在线迹序列开始的线位置上的效果因刮拭周期而未完成。分离式开始和刮拭周期的组合的结果是，两个周期的缝纫元件可靠地形成序列的第一线迹，且没有可见的顶线尾。
第一个线迹通常是开始粗缝序列的第一个线迹，如上文所述，该序列可以是间断的线迹序列。这种间断的粗缝线迹包括成串的线迹，该线迹通常以一个或多个较长的线迹作为开始，然后通过逐渐变短的线迹过渡到由标准的针正弦曲线式缝纫的一系列连续线迹。不同衍缝产品的优选粗缝线迹序列可以不同。区别可能在于粗缝线迹序列的数量以及组成特定粗缝线迹序列的不同线迹的组合。例如，较硬或者较厚的衍缝产品所需要的粗缝线迹序列可能与弹性较好或者较薄的绗缝产品不同。可以通过由控制装置对存储在产品数据库中的信息作出响应来应用要应用于特定产品的粗缝线迹类型。产品数据库中数据可以直接指定所需要的粗缝线迹，或者控制装置可以应用搜索策略或算法得出或者确定特定产品所需的粗缝线迹序列。
产品数据库还可以包括其它基于产品的参数。例如，除了粗缝线迹序列之外，所需要的刮拭周期路径或距离可能也因产品而异，且控制装置可以基于从产品记录中读出或得出的数据来确定要执行的刮拭周期。产品数据库中的产品记录通常包括衍缝花型的识别、组成材料编织物的材料组合和布块的大小。通过上文或下文提出的基于产品的特征可以增加到这些信息中或者从这些信息得出。
其他基于产品的参数可以包括在花型结束时要进行线修剪的线的定位。例如，为了使线切割装置的刀片在花型结束时更容易地与线接触线并且夹住成环件线，可以执行桥的移动操作，使桥在相对于缝纫元件的特定方向移动。这种移动可以为例如将桥向上移动预定的距离。该移动将线迹孔相对于针板向下拉，并将线定位为靠在针板中针孔的下边缘的特定点。这些线将从该点直接延伸到成环件，使得它们的位置可预料，并使得线与切割元件适当而可靠地相接触。完成此操作所需的桥运动量可能取决于要绗缝的产品。例如，要将线定位在切割最佳位置，较厚的材料所需的桥移动距离可能比较薄材料所需的长。该距离可以从产品数据库中的数据读取或得出。
另外的基于产品的特征是修改脱出的线，从而在特定情况下防止针线从针中拉出。对于有些材料，例如薄材料，该材料未在线尾提供足够的摩擦来确保在开始时能从针线供应卷筒拉出针线。因此，对于由这种材料形成的产品，要增加额外的桥运动以使线脱出。这在针上留出了额外的针线松弛部分，减少了针线卷筒在针线上产生的拖曳。此额外的桥移动是基于从产品数据库读取或得出的数据来增加的。
缝纫额外的线迹行来提供材料稳定性也是可以从产品数据库中读取或得出的基于产品的特征。例如，此处称为“稳定行”的一系列线迹在某些粗缝和跳跃类型产品可能比较有用，该产品可能在材料一侧去除其中一对缝纫头。对于缝纫头可能脱离材料边缘的花型，将沿着材料边缘缝纫这种稳定线。当缝纫头移动回到材料上时，该线迹行将防止缝纫头钩住或戳坏一个或多个材料层的边缘。
例如，当编织物与绗缝机的左侧对齐(从前方面向下游)时，需要缝纫稳定行。在这种情况下，当桥横向移动时，桥的最左侧缝纫头将移动到材料的左边缘附近，但不会从该左边缘脱出。然而，当桥移动到右侧时，最右侧的缝纫头可以从材料的右边缘脱出。脱出之后，当桥返回到左侧时，脱出材料的缝纫头可能会戳坏材料。沿着编织物的右边缘纵向地缝纫稳定行，以将材料的宽松层接合在一起，可以防止材料被戳坏。沿着编织物右边缘的线迹行保持材料各层在一起，从而材料的顶层或各层不会自由地被返回的缝纫头钩住。
该特征仅在某些类型花型中需要，即粗缝和跳跃花型阵列，在该花型中当缝纫头不缝纫时缝纫头横向移动脱出编织物的边缘。该特征是基于产品的，并涉及当编织物相对于桥向下游前进时增加要缝纫的纵向稳定行的花型缝纫逻辑，包括：当桥在框架上下行及相对于编织物向上游移动，以及花型为使最右侧的缝纫头脱离绗缝机的边缘的花型。稳定行缝纫特征通常关闭，但是对于需要稳定行的产品，将从产品数据库中自动启用该特征。
当稳定行特征开启时，无论何时最底端的桥或上游桥移动到所缝纫的稳定行或所缝纫的花型的下方或上游前缘(图示实施方式中，这通常是当编织物相对于桥向上移动时)，控制器将使桥的最右端的缝纫头沿着编织物的右边缘缝纫稳定行。该稳定行可以缝纫在花型元素之间和从最后花型的端部缝纫，直到桥和材料重新定位到新的花型零位置。
本领域的技术人员可以理解，本发明的应用可以变化，本发明通过优选实施方式进行说明，在不偏离本发明的原理的前提下可以进行各种增加和修改。