CH684346A5 - Vorrichtung zum Ausrichten und Transportieren eines Werkstücks zu einer Näh- oder Stickmaschine, insbesondere zum Nähen einer geradlinigen, gegenüber einem Saum abgewinkelten Naht. - Google Patents

Description

1

CH 684 346 A5

2

Beschreibung

Zum Nähen der Ärmel eines T-Shirts sind mehrere Schritte erforderlich. Zunächst muss ein Rohling aus einer grossen Stoffbahn ausgeschnitten werden. An dessen einem Rand wird ein Saum genäht. Schliesslich wird in einer zweiten Nähstation die Längsnaht genäht. Je nach Schnittmuster sind dazu zwei Nähte üblich, nämlich die gekrümmte Längsnaht gemäss Fig. 8 und die geradlinige, gegenüber dem Saum 320 abgewinkelte Längsnaht gemäss Fig. 9. Traditionell wurden die Ärmel-Rohlinge zwischen den einzelnen Arbeitsschritten manuell transportiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten und Transportieren eines Werkstücks längs einer Förderrichtung auf einer Arbeitsfläche zu einer Näh- oder Stickmaschine, insbesondere zum Nähen einer geradlinigen, gegenüber einem Saum abgewinkelten Naht, anzugeben, welche ein automatisches Ausrichten und Transportieren ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 eine Stirnansicht eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 und Fig. 5 Seitenansichten einer Greifeinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 6 und Fig. 7 Details einer Schwenkeinrichtung, und

Fig. 8 und Fig. 9 zwei Varianten einer Ärmelnaht.

Die Vorrichtung 10 nach Fig. 1 umfasst einen Träger 14 mit zwei parallel zueinander und zu einer Arbeitsfläche 18 angeordneten Führungsstangen 20 und zwei etwa parallel dazu angeordneten Tragstangen 22. Auf den Stangen 20 ist ein Schlitten 42 einer schwenkbaren Transporteinrichtung 12 verschiebbar gelagert. Je nach Anwendungsfall können auch mehrere Transporteinrichtungen 12 vorhanden sein.

Die Arbeitsfläche 18 kann beispielsweise die Oberfläche eines Nähmaschinentisches oder eine andere Werkfläche sein, über welche ein Ärmel-Rohling 16 von einem Schrittschalttisch 100 über mehrere Zwischenpositionen durch eine Nähmaschine verschoben wird, bis eine Naht am Rohling 16 genäht ist. Die erfindungsgemässe Transportvorrichtung 10 wird zwar beim beschriebenen Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einem Naht-Nähvorgang beschrieben. Grundsätzlich ist jedoch das Verfahren für einen breiten Bereich von Textil-verarbeitungsprozessen einsetzbar, welche des Transportes und/oder der Ausrichtung einer Klei-dungsstück-Komponente vor oder während der Bearbeitung erfordern.

Die Enden der Stangen 20, 22 sind starr an

Tragplatten 24 befestigt. Auf den Tragstangen 22 ist ein Motor 26 mittels eines Trägers 28 befestigt. Der Motor 26 wird über einen Zentralrechner 40 gesteuert, der auch die übrigen Bewegungsabläufe der Vorrichtung 10 steuert. Der Motor 26 steuert die Bewegung des Schlittens 42 mittels eines Zahnriemens 32, der über ein Antriebsrad 26 und zwei Umlenkrollen 102 geführt ist und dessen beide Enden am Schlitten 42 befestigt sind. Eine in einem Schlitz 38 einer Tragplatte 36 einstellbare Spannrolle 34 stellt die gewünschte Spannung des Riemens 32 sicher.

Der Schlitten 42 ist mittels Längslagern 44 auf den Führungsstangen 20 gelagert. Er ist durch den Motor 26 zwischen einer Abnahmestelle über dem Schrittschalttisch 100 und einer Nähstation 104 verschiebbar.

Am Schlitten 42 ist durch ein Schwenklager 48 ein Schwenkhebel 46 um eine vertikale Achse schwenkbar gelagert. Das Lager 48 besteht beispielsweise aus einem am Schlitten 42 befestigten, am freien Ende mit einem Gewinde versehenen Lagerzapfen 50, auf welchem ein am Schwenkarm 46 befestigtes Rohr 106 schwenkbar ist. Das Rohr 106 kann mit selbstschmierenden Büchsen ausgekleidet sein, damit ein Nachschmieren überflüssig ist und ein Verschmutzen der Werkstücke 16 vermieden wird. Auf das freie Ende des Bolzens 50 sind Unterlagsscheiben 54 aufgesetzt und eine elastische, selbsthemmende Mutter 52 aufgeschraubt.

Der Schwenkarm 46 wird durch einen Pneumatikzylinder 56 betätigt. Der Zylinder 56 ist unterhalb des Schlittens 42 mittels eines Halters 58 an diesem befestigt. Der Kolben 60 des Zylinders 56 ist mit dem Schwenkarm 46 über eine Gelenkstange 62 verbunden, so dass beim Ausfahren des Kolbens 60 der Schwenkarm 46 im Uhrzeigersinn um den Bolzen 50 parallel zur Arbeitsfläche 18 schwenkt.

Am Schwenkarm 46 sind mehrere Greifeinheiten 64 befestigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei solche Einheiten 64 dargestellt, doch kann je nach Grösse des Werkstücks 16 eine grössere oder geringere Anzahl Greifeinheiten 64 zweckmässig sein.

Vorzugsweise ist eine der Greifeinheiten 64 in axialer Verlängerung des Lagers 48 montiert. Dies vermindert die Dreh-Trägheit des Schwenkarms 46 und damit die aufzuwendenden Kräfte zum Schwenken des Arms. Dadurch kann das Verhalten und die Genauigkeit der Vorrichtung 10 verbessert werden. Alternativ dazu können die Abstände der Greifeinheiten 64 von der Schwenkachse des Schwenkarms 46 minimiert werden.

Jede Greifeinheit 64 enthält einen Greifzylinder 66, der vom Schwenkarm 46 senkrecht nach unten absteht. Der Kolben 68 des Zylinders 66 ragt gegen die Arbeitsfläche 18. Im vorliegenden Beispiel ist die Gelenkstange 62 am äussersten Zylinder 66 angelenkt. Am freien Ende des Kolbens 68 ist ein elastischer Greifring 70 oder ein gleichwirkender elastischer Endteil, z.B. eine Druckfeder, befestigt. Vorzugsweise ist der Greifring 70 elliptisch geformt. Er kann aus Förderbandmaterial oder einem andern elastischen Material bestehen, so dass bei ausge5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 684 346 A5

4

fahrenem Kolben durch den Greifring 70 eine vorbestimmte Anpresskraft gegen das Werkstück 16 auf der Arbeitsfläche 18 ausgeübt wird. Die äussere Oberfläche der Greifringe 70 ist vorzugsweise aufgerauht, so dass sie rutschfest ist. Bei Verwendung von Förderbandmaterial für die Greifringe 70 ist diese rutschfeste Oberfläche sichergestellt. Durch die elastische Nachgiebigkeit der Greifringe 70 wird sichergestellt, dass keine zu hohen Anpresskräfte zwischen Werkstück 16 und Arbeitsfläche 18 und damit keine übermässige Reibung entstehen.

Vorzugsweise hat der Schwenkarm 46 eine Är-mel-Greifeinrichtung 110. Die Einrichtung 110 um-fasst einen Pneumatikzylinder 112, der eine Initial-klemmung und Haltefunktion gegen das Werkstück 16 senkrecht zur Arbeitsfläche 18 ausführt. Das freie Ende des Kolbens kann mit einem geeigneten Greifermaterial 114 wie Gummi oder Förderbandmaterial versehen sein.

Die Greifeinrichtung 110 kann auch einen sekundären Greifvorgang parallel zur Ebene der Arbeitsfläche 18 und senkrecht zur Förderrichtung A des Werkstücks 16 ausführen. Dies wird erreicht durch Schwenken des Zylinders 112 weg vom Schwenkarm 46 oder zum Schwenkarm 46 zu. Zu diesem Zweck kann die Greifeinrichtung 110 mit einer Rückhaltefeder 116 und Anschlagschrauben 210, 220 versehen sein. Die Anschläge 210, 220 sind auf einer Gewindestange 230 befestigt. Durch Einstellen der Anschläge 210, 220 auf der Gewindestange 230 kann die Spannung der Feder 116 eingestellt werden, mit welcher der Zylinder 112 vorbelastet ist.

Vorzugsweise wird die Greifeinrichtung 110 auswärts geschwenkt, so dass eine leichte Zugspannung auf das Werkstück an seinem gesäumten Rand ausgeübt wird. Zweckmässig ist diese Zugspannung vom Nähfuss der Nähstation 104 nach auswärts gerichtet. Dadurch kann ein Raffen des Ärmelmaterials beim Saum 320, das durch Fasern oder anderes Fremdmaterial auf der Arbeitsfläche 18 oder durch die Struktur des Materials des Ärmelrohlings 16 verursacht sein könnte, vermieden werden. Dadurch wird eine sattere, geradlinigere Naht ermöglicht. Durch die Verhinderung des Auf-buckelns und Raffens werden ausserdem Störungen des Arbeitsablaufs der Vorrichtung 10 reduziert und damit die Zuverlässigkeit erhöht.

Die Schwenkbewegung des Schwenkarms 46 wird begrenzt durch einen einstellbaren Schwenkanschlag 72. Der Anschlag 72 ist an einem Arm 76 montiert, der schwenkbar unterhalb des Schlittens 42 befestigt ist. Konzentrisch zur Schwenkachse des Arms 76 erstreckt sich ein Schlitz 74 im Schlitten 42, durch welchen eine in den Arm 76 eingeschraubte Gewindestange ragt. Auf die Gewindestange ist eine Mutter mit einem Handgriff aufgeschraubt. Nach Lösung der Mutter kann der Arm 76 gegenüber dem Schlitten 42 in eine gewünschte Stellung verschwenkt und anschliessend in dieser festgespannt werden. Zweckmässig ist längs des Schlitzes 74 ein Winkelmass markiert, damit der eingestellte Winkel abgelesen werden kann. Die Schwenkbewegung des Schwenkarms 46 kann dadurch eingestellt werden von 0° (womit ein zylindrischer Ärmel produziert würde) bis zum maximal erforderlichen Winkel 300 (Fig. 9), welchen die Längsnaht mit einer Senkrechten zum Saum 320 bildet. Dadurch kann der Benützer den gewünschten Winkel 300 einstellen. Es können damit auch systematische Abweichungen der Ausgangslage des Rohlings 16 von seiner Sollposition kompensiert werden.

Am Arm 76 ist ein Dämpfer 120 montiert, gegen welchen eine mit dem Schwenkarm 46 starr verbundene Platte 122 anschlägt. Damit wird der Anschlag des Schwenkarms 46 gedämpft.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist über der Arbeitsfläche 18 ein Nähfühler 78, vorzugsweise eine Reflexlichtschranke, montiert. Der Fühler 78 ist um eine vorbestimmte Distanz in Richtung entgegengesetzt der Vorschubrichtung A von einem Randtrimmesser 130 entfernt. Der Fühler 78 ermöglicht der Vorrichtung, Abweichungen der Ärmellage relativ zum Randtrimmesser zu kompensieren, unabhängig von der Ausgangsstellung des Ärmelrohlings 16 auf dem Schrittschalttisch 100 oder verursacht durch Positions- oder Winkelfehler beim Transport des Rohlings 16 über die Arbeitsfläche 18. Dies wird dadurch erreicht, dass der Zählerinhalt des Zählers, der den Motor 26 steuert, zurückgestellt wird, sobald die Vorderkante des Rohlings 16 den Fühler 78 passiert. Dies geschieht unmittelbar bevor der Rohling 16 in Kontakt mit dem Messer 130 kommt.

Der Fühler 78 befindet sich eine feste, bekannte Distanz vom Nähkopf 140 entfernt. Dadurch kann der Transport des Rohlings 16 zum Nähkopf 140 durch den Motor 26 so korrigiert werden, dass Abweichungen der ursprünglichen Lage des Rohlings 16 auf dem Schrittschalttisch 100 kompensiert werden. Vorzugsweise wird diese Ausgangslage durch einen Fühler 200 (z.B. eine Reflexlichtschranke) oberhalb des Schrittschalttisches 100 festgestellt. Damit kann die Ausgangsstellung der Transporteinrichtung 12 beim Ergreifen des Rohlings 16 gesteuert werden, und es wird eine Referenzposition des Rohlings 16 für den Fühler 78 bestimmt. Damit wird eine Signalrückführung zwischen den Fühlern 78, 200 und dem Motor 26 sowie dem Zentralrechner 40 ermöglicht, was eine genaue Voreinstellung des Zählers des Motors 26 ermöglicht, damit die Naht auf dem Ärmel-Rohling 16 durch den Nähkopf 140 genau an der Vorderkante des Ärmels beginnt. Damit wird die Wiederholbarkeit des Arbeitsablaufs und die Qualität des fertigen Ärmels 16 verbessert und werden manuelle Eingriffe erheblich reduziert. Alternativ kann die Vorrichtung 10 aber auch andere geeignete Motor-Rückführungs-Kombinationen verwenden, welche ebenfalls solche Positionskompensationen des Rohlings 16 ermöglichen.

In der Ausgangslage ist ein Ärmelrohling 16 auf den Schrittschalttisch 100 abgelegt, entsprechend z.B. einer Ablageposition nach einem Säumungs-vorgang. Der Rohling 16 ist zweckmässig bereits vorgefaltet mit der Innenseite nach aussen. Der Schrittschalttisch 100 bewegt sich auf nicht dargestellten Führungen vorwärts, so dass er von der Transporteinrichtung 12 erfasst werden kann.

Die Greifzylinder 66 erhalten ein Signal vom Zentralrechner 40 und senken die elastischen Greifrin-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 684 346 A5

6

ge 70 auf den Rohling 16 auf dem Schrittschalttisch 100 ab. Für kleine Ärmelrohlinge 16 sind bloss zwei Greifeinheiten 64 erforderlich. Die Transporteinrichtung 12 schiebt nun den Rohling 16 parallel zur Vorschubrichtung A auf die Arbeitsfläche 18 und auf dieser in Richtung zur Nähstation 104. Die Transporteinrichtung 12 wird durch den Motor 26 alternierend beschleunigt und verzögert, und der Schwenkarm 46 wird um den vorbestimmten Schwenkwinkel, der durch den Anschlag 72 festgelegt ist, mittels des Zylinders 56 geschwenkt. Vorzugsweise ist die Greifeinrichtung 110 ausgefahren und übt eine Vorspannung gegen die Arbeitsfläche 18 und eine Zugspannung auf den Ärmelrohling parallel zur Arbeitsfläche 18 aus, um ein Ausbauchen oder Raffen des Rohlings 16 an seinem Saum zu vermeiden. Der Rohling 16 wird weiter verschoben in Richtung der Nähstation 104, bis seine Vorderkante den Nähfühler 78 durchläuft.

Der Rohling ist nun um den vorbestimmten Längsnahtwinkel geschwenkt, und er wurde wesentlich verzögert, sobald er vom Fühler 78 festgestellt wurde. Die Geschwindigkeit entspricht nun im wesentlichen der vorgesehenen Nähgeschwindigkeit und die Lage der zum Nähen der geradlinigen, in einem Winkel zum Saum verlaufenden Naht erforderlichen Lage. Durch die zuvor beschriebenen Kompensationsmassnahmen mittels des Signals des Fühlers 78 ist genau bestimmt, wann der Saum den Stofftransporter des Nähkopfs 140 erreicht. Dadurch kann die Naht genau an der Vorderkante des Rohlings 16 begonnen werden.

Schliesslich wird der Rohling 16 durch die Nähstation 104 hindurch transportiert, in welcher eine geradlinige Naht auf dem Rohling 16 angebracht wird. Es ist vorgesehen, dass die Transportvorrichtung sich vom Rohling 16 löst, bevor dieser durch die Nähmaschine 140 durchtransportiert wird, wo andere, nicht dargestellte Mittel, z.B. von oben einwirkende Förderbänder, den Weitertransport übernehmen. Die Vorrichtung 10 kann jedoch auch so ausgelegt werden, dass die Transporteinrichtung 12 den Rohling 16 durch die Nähmaschine 140 hindurch transportiert, indem der Träger 14 entsprechend verlängert wird.

Die Taktzeiten der Vorrichtung 10 können in relativ weiten Grenzen verändert werden. Die Transportzeit des Produktes vom Ergreifen auf dem Schrittschalttisch 100 bis zum Ende des Nähvorgangs wird länger, wenn der Ärmelrohling grösser ist, weil der Nähvorgang länger dauert. Dadurch ist auch die zur Verfügung stehende Zeit zwischen dem Ergreifen des Rohlings 16 auf dem Schrittschalttisch 100 bis zum Erfassen in der Nähstation 104 grösser. Daher kann die Drehzahl des Motors 26 bei grossen Ärmelrohlingen entsprechend reduziert werden. Dies verbessert die Wiederholgenauigkeit der erzeugten Nähte und reduziert die dynamische Belastung der Vorrichtung 10 und den durch sie produzierten Lärm. Dadurch wird die Zuverlässigkeit verbessert.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Ausrichten und Transportieren eines Werkstücks (16) in einer Förderrichtung (A) auf einer Arbeitsfläche (18) zu einer Näh- oder Stickmaschine, insbesondere zum Nähen einer geradlinigen, gegenüber einem Saum abgewinkelten Naht, gekennzeichnet durch: einen Zentralrechner (40) zur Steuerung des Bewegungsablaufs der Vorrichtung (10); eine Transporteinrichtung (12) zum Transportieren und Drehen des Werkstücks (16) auf der Arbeitsfläche (18) von einer Abnahmestelle zu einer Näh- oder Stickstation (104); einen Träger (14) oberhalb der Arbeitsfläche (18), durch welchen die Transporteinrichtung (12) getragen und geführt ist; einen Fühler (78) benachbart der Arbeitsfläche (18) zum Bestimmen der Vorderkante des Werkstücks (16) stromaufwärts der Näh- oder Stickstation (104), wobei der Fühler (78) mit dem Zentralrechner (40) verbunden ist, um den Näh- bzw. Stickvorgang an einer vorbestimmten Stelle des Werkstücks (16) zu beginnen; und einen Motor (26) zum Verschieben der Transporteinrichtung (12) auf dem Träger (14) parallel zur Förderrichtung (A).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (12) umfasst: einen auf dem Träger (14) verschiebbar gelagerten Schlitten (42); einen auf dem Schlitten (42) um eine senkrecht zur Arbeitsfläche (18) verlaufende Achse schwenkbar gelagerten Schwenkarm (46); einen am Schlitten (42) gelagerten Betätigungszylinder (56) zum Schwenken des Schwenkarms (46); und mehrere am Schwenkarm (46) montierte Greifeinheiten (64) zum Erfassen des Werkstücks (16) gegen die Arbeitsfläche (18).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (12) einen einstellbaren Schwenkanschlag (72) aufweist, um den Schwenkwinkel des Schwenkarms (46) voreinzustellen, und dass der Schwenkanschlag (72) einen Dämpfer (120) umfasst, gegen welchen der Schwenkarm (46) anschlägt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Greifeinheit (64) ein senkrecht zur Ärbeitsfläche (18) angeordnetes Zylinderaggregat (66) mit einem vertikal beweglichen, freien Ende (68) und einen am freien Ende (68) befestigten federelastischen Greifer (70) umfasst, der gegen das Werkstück (16) auf der Arbeitsfläche (18) anpressbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (26) über einen Riementrieb (30, 32, 102) mit der Transporteinrichtung (12) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüche 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen (32) des Riementriebs (30, 32, 102) mit dem Schlitten (42) verbunden ist.

7. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: das Werkstück (16) wird auf einem Schrittschalttisch (100) zu einer Abnahmestelle transportiert; das Werkstück (16) wird an der Abnahmestelle mittels einer Transporteinrichtung (12) gegen den Schrittschalttisch (100) erfasst; das Werkstück (16) wird von der Abnahmestelle auf einer Arbeitsfläche (18) in einer Förderrichtung (A) transportiert; während des Transportes wird das Werkstück (16) ge-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

7

CH 684 346 A5

schwenkt; Abweichungen der Lage des Werkstücks (16) gegenüber der Sollposition werden in einer Kompensationsstellung vor einer Nähstation (140) kompensiert; und das Werkstück (16) wird von der Kompensationsstation durch die Nähstation (140) hindurchgeführt zur Bildung der Naht auf dem Werkstück (16).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kompensieren der Lage des Werkstücks (16) der Zählerstand eines Zählers zur Steuerung eines Antriebsmotors (26) der Transporteinrichtung (12) verändert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kompensieren der Lage des Werkstücks (16) mittels eines Fühlers (78) die Vorderkante des Werkstücks (16) erfasst wird, der stromaufwärts eines Trimm-Messers (139) der Nähstation (140) angeordnet ist, so dass die Naht an der Vorderkante begonnen wird.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5