汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置的制作方法

本发明涉及汽车内饰技术领域，特别涉及一种汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置。

背景技术：

缝线设计在汽车内饰上应用越来越普遍，在成型表皮上做缝线设计，可以制造软质的、有着精美工艺纹理的以及丰富美观缝线造型的内饰产品。

受成型表皮性能、结构以及缝纫机结构的影响，成型表皮上的缝线，在造型上有诸多限制，常规的成型表皮缝纫，由于已经具有三维结构，缝纫时需要先把表皮放置于缝纫台上，而缝纫机缝纫台为平面结构，故当表皮无法在缝纫台铺展开时，则缝纫无法顺利进行。而成型表皮往往具有一些三面角结构，小半径转角结构，或小圆角近端结构，这些区域受结构限制，表皮展开程度有限，即便强行展开，也会在缝纫时，经缝纫机压脚、送料机构与缝纫台的送料挤压而产生褶皱、破损、印痕等外观缺陷，故一般只能在同一平面上缝纫以及大转角宽结构上的缝纫。这样，就大大限制了缝线在内饰上的应用，使得很多期望的外观造型设计都无法在内饰上实现。

技术实现要素：

本发明提供一种汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置，以解决相关技术中对成型表皮的小半径转角结构、或小圆角近端结构进行缝纫时，容易产生褶皱、破损、印痕等外观缺陷的问题。

第一方面，本发明提供了一种汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置，包括：

小头缝纫机，包括缝纫机架，上下对应地设于所述缝纫机架上的小缝纫机头和圆弧形窄缝纫台结构，以及设于所述小缝纫机头上、并与所述窄缝纫台结构对应的导脚结构；以及，

辅助送料工装，与所述小头缝纫机对应配合；所述辅助送料工装包括设于所述缝纫机架旁的工装底座，设于所述工装底座上的转动驱动结构，与所述转动驱动结构连接的伸缩驱动结构，以及设于所述伸缩驱动结构端部的表皮支撑轮结构，所述表皮支撑轮结构与所述窄缝纫台结构对应配合。

在一些实施例中，所述窄缝纫台结构包括突出设于所述缝纫机架上、并位于所述小缝纫机头的底部的圆柱状窄缝纫台体，以及贴合设于所述窄缝纫台体的顶面上的缝纫台针板，所述缝纫台针板上开设有弧形缝纫槽；

所述小缝纫机头的底部具有缝纫针和缝纫压脚，所述缝纫针与所述弧形缝纫槽上下对应，所述缝纫压脚与所述缝纫台针板上下对应。

在一些实施例中，所述导脚结构包括设于所述小缝纫机头的侧边的导脚压紧结构，与所述导脚压紧结构连接的靠边导脚板，所述靠边导脚板与所述缝纫台针板对应设置、并位于所述缝纫针的一侧。

在一些实施例中，所述导脚压紧结构包括设于所述小缝纫机头的侧边的导脚安装架，以及设于所述导脚安装架上的导脚压紧气缸；

所述靠边导脚板包括与所述导脚压紧气缸连接的导脚连接板，以及突出设于所述导脚连接板一侧的导脚侧板，所述导脚侧板与所述缝纫台针板对应设置、用于与成型表皮上的缝线导向特征槽对应。

在一些实施例中，所述导脚安装架通过角度调节螺栓转动连接于所述小缝纫机头上；

所述导脚连接板上开设有导脚位置调节滑槽，所述导脚压紧气缸的端部通过连接螺栓连接于所述导脚位置调节滑槽中。

在一些实施例中，所述转动驱动结构包括设于所述工装底座上的摆动驱动电机，以及与所述摆动驱动电机连接的摆动支架；

所述伸缩驱动结构包括与所述摆动支架连接的伸缩驱动气缸结构，以及与所述伸缩驱动气缸横向连接的伸缩摆动臂，所述表皮支撑轮结构设于所述伸缩摆动臂的端部。

在一些实施例中，所述伸缩驱动气缸结构包括与所述摆动支架连接的气缸安装架，以及设于所述气缸安装架上的具有位移传感器的伸缩驱动气缸体；

所述伸缩摆动臂包括与所述伸缩驱动气缸体连接的筒状摆动主杆，以及与所述摆动主杆伸缩连接的摆动子杆，所述摆动主杆和所述摆动子杆之间通过伸缩调节紧固螺栓连接紧固。

在一些实施例中，所述表皮支撑轮结构包括设于所述伸缩摆动臂端部的支撑轮安装架，以及转动设于所述支撑轮安装架上的表皮支撑拖轮，所述表皮支撑拖轮用于在成型表皮缝纫过程中对其进行拖动。

在一些实施例中，所述表皮支撑轮结构包括设于所述支撑轮安装架一侧的表皮来料传感器，所述表皮来料传感器并排设于所述表皮支撑拖轮的一侧。

在一些实施例中，所述表皮支撑轮结构包括设于所述支撑轮安装架另一侧的表皮运动感应传感器，以及设于所述表皮运动感应传感器上的传感器灵敏度调节机构。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：可以对成型表皮的小半径转角结构、或小圆角近端结构进行适应性缝纫，不容易产生褶皱、破损、印痕等外观缺陷，扩大了缝线在内饰上的应用范围，可以在内饰上实现很多期望的外观造型。

本发明实施例提供了一种汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置，通过设置小缝纫机头以及对应的圆弧形窄缝纫台结构，可以适应成型表皮上的小半径转角结构、或小圆角近端结构，这样在狭窄的窄缝纫台结构上对成型表皮进行缝纫，以及小缝纫机头的配合，使得成型表皮在送料过程中挤压小或无挤压，可以有效解决成型表皮在常规缝纫中容易出现的表皮压皱、线迹不均、表皮拉破的问题。而且，通过设置对应的导脚结构，可以在缝纫过程中对成型表皮进行导向，而通过导脚结构的定位导向作用，可以使缝纫线从固定的起点沿着指定路径行进，实现完美的外观装饰线缝纫效果。而且，通过设置辅助送料工装，可以在对成型表皮进行缝纫的过程中利用表皮支撑轮结构进行支撑，同时还可以利用伸缩驱动结构对成型表皮进行牵引，此外还可以通过转动驱动结构对成型表皮进行转动，以调整缝纫方向。这样，在辅助送料工装的作用下，可有效避免外部阻力或拉力对缝纫质量的影响，实现大件内饰产品的稳定缝纫。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置(缝纫成型表皮的小角度缝纫部位时)的立体结构示意图；

图2为本发明实施例所述汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置(缝纫成型表皮的小角度缝纫部位时)的侧视结构示意图；

图3为本发明实施例所述汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置的小头缝纫机的立体结构示意图；

图4为本发明实施例所述汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置的小头缝纫机的侧视结构示意图；

图5为本发明实施例所述汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置的辅助送料工装的立体结构示意图。

图中：10、成型表皮；11、小角度缝纫部位；12、缝线导向特征槽；100、小头缝纫机；110、缝纫机架；120、小缝纫机头；122、缝纫压脚；124、缝纫针；130、窄缝纫台结构；132、缝纫台针板；140、导脚结构；142、导脚安装架；143、角度调节螺栓；144、导脚压紧气缸；146、靠边导脚板；200、辅助送料工装；210、工装底座；220、伸缩驱动气缸结构；230、转动驱动结构；240、伸缩摆动臂；250、表皮支撑轮结构；252、表皮支撑拖轮；254、表皮来料传感器；256、表皮运动感应传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

受成型表皮性能、结构以及缝纫机结构的影响，成型表皮上的缝线，在造型上有诸多限制，常规的成型表皮缝纫，由于已经具有三维结构，缝纫时需要先把表皮放置于缝纫台上，而缝纫机缝纫台为平面结构，故当表皮无法在缝纫台铺展开时，则缝纫无法顺利进行。而成型表皮往往具有一些三面角结构，小半径转角结构，或小圆角近端结构，这些区域受结构限制，表皮展开程度有限，即便强行展开，也会在缝纫时，经缝纫机压脚、送料机构与缝纫台的送料挤压而产生褶皱、破损、印痕等外观缺陷，故一般只能在同一平面上缝纫以及大转角宽结构上的缝纫。这样，就大大限制了缝线在内饰上的应用，使得很多期望的外观造型设计都无法在内饰上实现。为了解决上述技术问题，本发明提出一种汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置。

如图1至图2所示，本发明提出的汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置，包括小头缝纫机100，以及与小头缝纫机100对应配合的辅助送料工装200。通过相互配合的小头缝纫机100和辅助送料工装200，可对成型表皮10的小角度缝纫部位11进行缝纫。而且，在本实施例中，所述成型表皮10可为搪塑表皮，真空模内成型表皮，注塑表皮等；表皮材质有pvc类，tpo类，pvc+ppfoam类，tpo+ppfoam类，tpv类等，成型表皮上有缝线造型设计，且具有小角度缝纫部位的缝纫，成型表皮最终为内饰产品的a面造型，故应保持严格的外观质量。所述小角度缝纫部位的缝纫，为两面角或三面角，最小两面角r＝3mm，最小三面角r＝5mm，r为转弯处圆角，3mm、5mm是r角半径。缝线造型部位旁有缝线导向特征槽12设计。所述成型表皮的物性如下：0.5mm≤表皮厚度≤3mm，表皮厚度过渡均匀，表皮邵氏硬度、耐刮擦性，应满足相应材料国家标准或主机厂标准。

具体地，如图3至图4所示，上述小头缝纫机100可包括缝纫机架110，上下对应地设于缝纫机架110上的小缝纫机头120和圆弧形窄缝纫台结构130，以及设于小缝纫机头120上、并与窄缝纫台结构130对应的导脚结构140。如图5所示，上述辅助送料工装200可包括设于缝纫机架110旁的工装底座210，设于工装底座210上的转动驱动结构230，与转动驱动结构连接的伸缩驱动结构，以及设于伸缩驱动结构端部的表皮支撑轮结构250，表皮支撑轮结构250与窄缝纫台结构130对应配合。

通过设置小缝纫机头120以及对应的圆弧形窄缝纫台结构130，可以适应成型表皮10上的小半径转角结构、或小圆角近端结构(即小角度缝纫部位11)，这样在狭窄的窄缝纫台结构130上对成型表皮10进行缝纫，以及小缝纫机头120的配合，使得成型表皮10在送料过程中挤压小或无挤压，可以有效解决成型表皮10在常规缝纫中容易出现的表皮压皱、线迹不均、表皮拉破的问题。而且，通过设置对应的导脚结构140，可以在缝纫过程中对成型表皮10进行导向，而通过导脚结构140的定位导向作用，可以使缝纫线从固定的起点沿着指定路径行进，实现完美的外观装饰线缝纫效果。而且，通过设置辅助送料工装200，可以在对成型表皮10进行缝纫的过程中利用表皮支撑轮结构250进行支撑，同时还可以利用伸缩驱动结构对成型表皮10进行牵引，此外还可以通过转动驱动结构230对成型表皮进行转动，以调整缝纫方向。这样，在辅助送料工装200的作用下，可有效避免外部阻力或拉力对缝纫质量的影响，实现大件内饰产品的稳定缝纫。

而且，上述窄缝纫台结构130可包括突出设于缝纫机架110上、并位于小缝纫机头120的底部的圆柱状窄缝纫台体，以及贴合设于窄缝纫台体的顶面上的缝纫台针板132，缝纫台针板132上开设有弧形缝纫槽。通过在缝纫机架110上设置圆柱状的窄缝纫台体，并在窄缝纫台体上设置弧形的缝纫台针板132及弧形缝纫槽，可以适应成型表皮上的小圆角和小转角，可以对成型表皮10进行良好的支撑，同时也不会对其造成过度挤压。而且，上述小缝纫机头120的底部具有缝纫针124和缝纫压脚122，缝纫针124与弧形缝纫槽上下对应，缝纫压脚122与缝纫台针板132上下对应。在缝纫过程中，缝纫压脚122与缝纫台针板132相互配合以将成型表皮10压住，通过缝纫针124在弧形缝纫槽处进行缝纫。而且，在本实施例中，所述小头缝纫机100为特定斜臂柱式缝纫机，窄缝纫台体为与转角随形的圆弧形结构，窄缝纫台体的压头处尺寸≤20mm*20mm。

而且，上述导脚结构140包括设于小缝纫机头110的侧边的导脚压紧结构，与导脚压紧结构连接的靠边导脚板146，靠边导脚板146与缝纫台针板132对应设置、并位于缝纫针124的一侧。该导脚压紧结构可与成型表皮10上的缝线导向特征槽12对应，在缝纫过程中，使得导脚压紧结构压设于成型表皮10上的缝线导向特征槽12中，使成型表皮10可以沿着指定路径准确行走，让缝线落在所需的准确位置，以对成型表皮进行定位和导向。而且，靠边导脚板146可位于缝纫针左侧或右侧的可调节位置。

进一步地，上述导脚压紧结构可包括设于小缝纫机头120的侧边的导脚安装架142，以及设于导脚安装架142上的导脚压紧气缸144。而且，上述靠边导脚板146包括与导脚压紧气缸144连接的导脚连接板，以及突出设于导脚连接板一侧的导脚侧板，导脚侧板与缝纫台针板132对应设置、用于与成型表皮10上的缝线导向特征槽12对应。通过导脚安装架142可对导脚压紧结构进行安装固定，通过导脚压紧气缸144可对靠边导脚板146进行升降，以便于带动导脚侧板压紧成型表皮的缝线导向特征槽12处。

而且，上述导脚安装架144可通过角度调节螺栓143转动连接于小缝纫机头120上，这样可以通过角度调节螺栓143对导脚安装架142及整个导脚压紧结构的安装角度进行调节，以适应不同角度的缝线导向特征槽12。而且，上述导脚连接板上开设有导脚位置调节滑槽，上述导脚压紧气缸144的端部通过连接螺栓连接于导脚位置调节滑槽中。这样，可以根据成型表皮10上的缝线导向特征槽12的位置，调整导脚压紧气缸144在导脚位置调节滑槽的连接位置，以调整导脚侧板的位置与缝线导向特征槽12。

此外，上述转动驱动结构230可包括设于工装底座210上的摆动驱动电机，以及与摆动驱动电机连接的摆动支架。而且，上述伸缩驱动结构可包括与摆动支架连接的伸缩驱动气缸结构220，以及与伸缩驱动气缸结构220横向连接的伸缩摆动臂240，上述表皮支撑轮结构250设于伸缩摆动臂240的端部。在对成型表皮10进行缝纫的过程中，表皮支撑轮结构250可以对成型表皮10进行支撑，避免较长的成型表皮垂落。具体地，通过伸缩驱动气缸结构220可以对伸缩摆动臂240及表皮支撑轮结构250进行伸缩，以对成型表皮10进行牵拉，可以对成型表皮10进行良好的支撑。而且，通过摆动驱动电机可对伸缩驱动结构及表皮支撑轮结构250进行摆动，可以调整成型表皮的角度，以实现对成型表皮的转角缝纫。

而且，上述伸缩驱动气缸结构220可包括与摆动支架连接的气缸安装架，以及设于气缸安装架上的具有位移传感器的伸缩驱动气缸体。通过伸缩驱动气缸体可对伸缩摆动臂240进行伸缩驱动，同时通过伸缩驱动气缸体上设置的位移传感器可对伸缩的位移进行控制，移动准确可靠。上述伸缩摆动臂240可包括与伸缩驱动气缸体连接的筒状摆动主杆，以及与摆动主杆伸缩连接的摆动子杆，摆动主杆和摆动子杆之间通过伸缩调节紧固螺栓连接紧固。即还可通过伸缩设置的筒状摆动主杆和摆动子杆，可以通过伸缩摆动子杆以调整整个伸缩摆动臂240的长度，从而调整表皮支撑轮结构250的位置，以更好地对成型表皮进行支撑。

而且，上述表皮支撑轮结构250可包括设于伸缩摆动臂240端部的支撑轮安装架，以及转动设于支撑轮安装架上的表皮支撑拖轮252，表皮支撑拖轮252用于在成型表皮缝纫过程中对其进行拖动。通过转动设置的表皮支撑拖轮252，可以更方便地对成型表皮10进行支撑和拖到。而且，上述表皮支撑轮结构250可包括设于支撑轮安装架一侧的表皮来料传感器254，表皮来料传感器254并排设于表皮支撑拖轮252的一侧。表皮来料传感器254可对成型表皮10进行检测，检测到成型表皮10时就可启动伸缩驱动气缸结构220，以驱动表皮支撑拖轮252带动成型表皮10移动。而且，上述表皮支撑轮结构250包括设于支撑轮安装架另一侧的表皮运动感应传感器256，以及设于表皮运动感应传感器256上的传感器灵敏度调节机构。通过表皮运动感应传感器256可对成型表皮10在表皮支撑拖轮252带动下的移动速度，并可通过成型表皮10的移动速度进行控制，以适应缝纫速度。而且，通过传感器灵敏度调节机构可对表皮运动感应传感器256的灵敏度进行调节。

通过设置具有工装底座210、伸缩摆动臂240及表皮支撑拖轮252等结构的辅助送料工装200，缝纫过程中，表皮支撑拖轮252在可在伸缩驱动气缸结构220的作用下支撑成型表皮10运行到特定位置，并在转面缝纫时又可在摆动驱动电机将成型表皮10沿一定方向放下，避免缝纫时因外部阻力或拉力导致针距不均、歪斜及表皮破损的质量问题。

上述汽车内饰成型表皮小角度缝纫装置工作过程如下：缝纫前，成型表皮10放置于窄缝纫台体后，通过角度调节螺栓143和导脚位置调节滑槽，调节好靠边导脚板146的位置，使靠边导脚板146的导脚侧板位于待缝纫表皮10的缝线导向特征槽12内，同时，靠边导脚板146在导脚压紧气缸144的控制下调节好与表皮的压紧力，使表皮可以沿缝线导向特征槽12自动准确行走，达到让缝线落于所需的准确位置，同时，固定的压紧力，可以有效避免因转角处表皮厚度的不均匀而导致靠边导脚板146与表皮贴合太紧导致缝纫无法前进，或因贴合太松而失去导向作用，使缝纫线迹偏离的问题。靠边导脚板146可位于缝纫针124左侧或右侧的可调节位置，由此表皮缝线可以位于缝线导向特征槽12的不同相对位置，增加了缝线设计和操作的灵活性。

在缝纫时，表皮放置于缝纫台针板132之上铺展开，缝纫压脚122压下，靠边导脚板146压下，缝纫针124下行经过缝纫槽后带出底线，做上下往复运动，同时做前后运动，使表皮自动送料前进，缝纫台针板132越大，成型表皮10需要铺展的面积越大，故缝纫台针板132的边缘外轮廓为缝纫机靠边导脚板146位置与外缝纫压脚124位置，此为最小尺寸结构，当进入小角度缝纫部位11时，由于缝纫台针板的随圆弧小结构，表皮转角部位可顺利在缝纫台针板132上铺展开，辅助送料工装200也可以正常自动送料，缝纫压脚122压下后，因压接面积小，不会对表皮产生压褶皱、拉破等缺陷，从而实现小角度的缝纫。

由于内饰成型表皮10通常尺寸较大，而表皮又为软质材料，在缝纫过程中，表皮距离缝纫远端部位会沿重心方向下垂，尤其是前端部位，无法靠人手给予支撑，下垂的重力使得表皮缝纫中产生外在压力，从而对自动送料产生干扰，使缝纫线迹不均，还会拉破表皮。使用辅助送料工装200，在缝纫前，调节好伸缩摆动臂240伸缩长度，确认好辅助送料工装200摆放位置。在缝纫过程中，通过工装上的表皮来料传感器254感应表皮位置，当感应到表皮后，伸缩摆动臂240在伸缩驱动气缸体和转动驱动结构230的控制下运行到固定位置，并通过伸缩摆动臂240上的表皮支撑拖轮252拖起表皮，在表皮缝纫行进过程中，通过表皮运动感应传感器254控制伸缩摆动臂240运动速度，使表皮在表皮支撑拖轮252的拖动下稳定前进。当表皮缝纫至转面圆角时，伸缩摆动臂240运动到指定位置后，伸缩摆动臂240下降，放下表皮，使待缝纫产品面始终平行于缝纫台针板132，避免转面时受前端表皮阻滞而无法正常行进，通过以上各装置与工艺的配合，让整个缝纫过程能自动稳定完成，并满足外观质量要求。缝制完成后，剪断缝纫线，则缝纫完成。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：可以进行汽车内饰成型表皮不同平面上的小角度过渡缝纫，即可以对成型表皮的小半径转角结构、或小圆角近端结构进行适应性缝纫，不容易产生褶皱、破损、印痕等外观缺陷，扩大了缝线在内饰上的应用范围，可以在内饰上实现很多期望的外观造型。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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