DE19712421C1 - Verfahren und Vorrichtung zur genauen Bestimmung des Nadel-Nullpunktes der Nähmaschine eines Nähautomaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur genauen Bestimmung des Nadel-Nullpunktes der Nähmaschine eines Nähautomaten in bezug auf eine Positionieröffnung eines Nähguthalters. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.

Bei Industrienäh- und Industriestickmaschinen (im folgenden kurz auch als Nähautomaten bezeichnet) wird das Nähgut, z. B. beim Aufnähen von Taschen auf Hemden und Hosen etc., übli­ cherweise von einem Nähguthalter gehalten, der entsprechend den in einem Speicher einer elektronischen Steuervorrichtung abgelegten Daten unter der Nadel der Nähmaschine das Nähbild abfährt.

Um ein reproduzierbares Nähbild zu erhalten, muß zwischen dem Nähguthalter und der Nadel eine feste Zuordnung bestehen. Zur Überwachung und Festlegung dieser Zuordnung wird bei bekann­ ten Nähautomaten der Nähguthalter, nach Einschalten der Versorgungsspannung, in eine durch Sensoren überwachte Null­ stellung verschoben, von der aus der Nähguthalter dann zur Durchführung des Nähvorganges in den Bereich der Nadel der Nähmaschine verfahren wird. Bei der ersten Inbetriebnahme oder nach Reparaturen des Nähautomaten etc. muß üblicherweise bei dem in seiner Nullstellung befindlichen Nähguthalter eine sehr genaue (d. h. i.d.R. auf 0,1 mm genaue) Positionierung der Sensoren erfolgen, was mit einer zeitaufwendigen mecha­ nischen Justierung verbunden ist.

Fährt der Nähguthalter anschließend dann den mechanischen Nadel-Nullpunkt an und paßt die Nadel nicht exakt in die Positionieröffnung des Nähguthalters, so erfolgt bei bekann­ ten Nähautomaten eine zusätzliche Justierung der Nähmaschine durch mechanisches Verschieben der Maschine. Auch dieser Vorgang ist außerordentlich zeitaufwendig.

Aus der DE 42 34 968 C1 ist ein Nähautomat bekannt, bei dem der Nähguthalter über mindestens zwei Lenker eines Koordina­ tengetriebes mit zwei entlang einer geraden Führungsschiene verschiebbaren Vorschubteile verbunden ist, derart, daß die Verschiebung der Vorschubteile entsprechende X/Y-Bewegungen des Nähguthalters bewirken. Die Verschiebung der Vorschub­ teile entlang der Führungsschiene erfolgt dabei mit Hilfe von zwei Antrieben, die mittels einer elektronischen Steuervor­ richtung ansteuerbar sind. Hinsichtlich der genauen Positio­ nierung des Nähguthalters in seiner Nullstellung oder hin­ sichtlich einer sich daran anschließenden Positionierung des Nähguthalters in bezug auf die Nadel (Bestimmung des Nadel- Nullpunktes) offenbart diese Schrift keine Einzelheiten.

Aus der DE 25 60 217 C2 ist eine automatische Nähmaschine mit einem Nähguthalter und einer Nullstellenschaltung bekannt, die in einem Nullstellenzyklus den Nähguthalter vor einem Nähvorgang in jeder der beiden Koordinatenrichtungen X und Y in eine vorgegebene Position bringt. Dabei erfolgt die Verschiebung des Nähguthalters mit Hilfe von Schrittmotoren.

Aus der DE 36 26 761 C1 ist ferner eine Anordnung, bestehend aus einer Nähmaschine und einer Vorschubvorrichtung mit Näh­ guthalter, bekannt, bei der eine optoelektronische Sensor­ einrichtung die jeweilige Betriebsstellung überwacht.

Schließlich ist aus der DE 40 39 827 A1 eine Vorrichtung zum numerisch gesteuerten Einstellen eines aus mindestens zwei Teilen bestehenden und in seiner Größe variablen Werkzeuges (beispielsweise eines Nähguthalters) bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung des genauen Nadel-Nullpunktes für einen Nähautomaten, wie er in der DE 42 34 968 C1 offenbart ist, anzugeben, wobei aufwendige mechanische Justierungen entfallen sollen. Ferner soll eine weiter ausgebildete Vorrichtung zur - bassierend auf dem Nähautomaten nach der DE 42 34 968 C1 - zur Durchfüh­ rung des Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfah­ rens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. Die Unteransprüche geben besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, zu­ nächst nur eine sehr grobe (d. h. auf einige mm genaue) Fest­ legung der sensorüberwachten Nullstellung des Nähguthalters und anschließend eine elektronische Korrektur dieses Wertes vorzunehmen. Dabei können die Sensoren ortsfest und nicht einstellbar an dem Nähautomat angeordnet sein, so daß weder die Sensoren noch mechanische Teile des Koordinatengetriebes, etwa nach einer Reparatur des Nähautomaten, erneut zeitauf­ wendig justiert werden müssen.

Zur Vornahme der elektronischen Korrektur wird, ausgehend von der sensorüberwachten Nullstellung des Nähguthalters, ein weiterer Bezugspunkt (Lehren-Nullpunkt) angefahren. Mit Hilfe einer mechanischen Nullpunktslehre (im folgenden kurz als Lehre bezeichnet) werden dabei die Winkelstellungen der Len­ ker des Koordinatengetriebes überprüft.

Stimmen die Winkelstellungen der Lenker mit der Lehre nicht überein, so werden durch Betätigung der als Schrittmotoren ausgebildeten Antriebe die Lenker so lange verfahren, bis ihre Winkelstellungen genau mit denjenigen der Lehre überein­ stimmen. Die entsprechenden Korrekturwerte werden in einem Speicher der Steuervorrichtung abgelegt. Nach Ermittlung des korrigierten Lehren-Nullpunktes ist die Position des Nähgut­ halters bekannt, bei der die Schlittenführung einen genau definierten Abstand zum Nähguthalter hat, ohne daß ein auf­ wendiges Justieren der Sensoren bzw. des Koordinatengetriebes erforderlich ist, wobei die in dem Speicher abgelegten Kor­ rekturwerte bei den nachfolgenden Näh- und Stickvorgängen entsprechend berücksichtigt werden.

Ausgehend von dem Lehren-Nullpunkt fährt der Nähguthalter den vorgegebenen mechanischen Nadel-Nullpunkt an. Sofern die Na­ del nicht exakt in die Positionieröffnung des Nähguthalters paßt, wird vorzugsweise statt einer mechanischen Verschiebung der Nähmaschine eine Verschiebung des Nähguthalters durch entsprechende Betätigung der Schrittmotoren vorgenommen. Auch diese Korrekturwerte werden in einem Speicher der Steuervor­ richtung abgelegt. Die Lage der Nadel der Nähmaschine in be­ zug auf den Nähguthalter ist nun ohne aufwendiges Justieren der Nähmaschine genau bestimmt, wobei auch die zusätzlichen in dem Speicher abgelegten Korrekturwerte bei den nachfolgen­ den Näh- und Stickvorgängen entsprechend berücksichtigt wer­ den (d. h., es erfolgt eine entsprechende Korrektur der For­ mel, mittels welcher die in der Regel kartesischen Nahtbild­ koordinaten in die Motorkoordinaten (Motorinkremente) umge­ rechnet werden).

Sofern die entsprechende Näh- oder Stickmaschine Zusatzein­ richtungen, wie eine Nähgutzuführung, Bugger o. dgl., besitzt, die von dem Nähguthalter angefahren wird, muß die Position dieser Zusatzeinrichtung in bezug auf den Nähguthalter, wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Nadel-Nullpunkt beschrie­ ben, festgelegt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in Figuren dargestellten Ausführungs­ beispielen erläutert Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines Nähautomaten mit Nähmaschine und Nähguthalter, bei dem das erfindungs­ gemäße Verfahren zur Anwendung kommt,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 3-8 schematische Darstellungen des in Fig. 1 wiedergege­ benen Nähautomaten, wobei der Nähguthalter entsprechend den einzelnen Verfahrensschritten unterschiedliche Positionen einnimmt.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Nähautomat bezeichnet, wie er bereits in der DE 42 34 968 C1 ausführlich beschrieben ist. Der Näh­ automat besteht im wesentlichen aus einem Gestell 2 mit einer Auflageplatte 3, auf der eine Nähmaschine 4 mit Nadel 5 ange­ ordnet ist. Außerdem ist an dem Gestell 2 eine elektronische Steuervorrichtung 6 befestigt. Der Nähautomat 1 umfaßt ferner ein aus einem Einfach- und einem Doppel-Lenker 7, 8 bestehen­ des Koordinatengetriebe 9, welches mit einem Nähguthalter 10 verbunden ist. Der Nähguthalter 10 ist sowohl mit einem Lang­ loch 11 versehen, welches die Kontur des später zu erzeugen­ den Nahtbildes wiedergibt, als auch mit einer Positionier­ öffnung 12 für die noch zu erläuternde Nadel-Nullpunktbestim­ mung. Dabei möge sich der Nähguthalter 10 zunächst in einer beliebigen Stellung seitlich von der Nähmaschine 4 befinden.

Mittels entsprechender Vorschubteile 13, 14 an den Lenkern 7, 8 kann das Koordinatengetriebe 9 entlang einer sich in hori­ zontaler Richtung erstreckenden Führungsschiene 15 verschoben werden, wobei die beiden Lenker 7, 8 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verschiebbar sind. Der Antrieb des Koordi­ natengetriebes 9 erfolgt dabei mit Hilfe zweier Schrittmoto­ ren 16, 17 (Fig. 2), die über Zahnriemen 18, 19 auf die Vor­ schubteile 13, 14 einwirken (zur Wirkungsweise des Koordina­ tengetriebes vgl. im einzelnen die o.e. DE 42 34 968 C1).

In Fig. 2 ist noch einmal schematisch die elektronische Steu­ ervorrichtung 6 dargestellt, die über entsprechende elektri­ sche Leitungen 20-22 sowohl mit der Nähmaschine 4 als auch mit den beiden Schrittmotoren 16, 17 verbunden ist.

Im folgenden soll mit Hilfe der Fig. 3-8 das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden. Dabei entspricht Fig. 3 im wesentlichen Fig. 1, d. h., der Nähguthalter 10 befindet sich in einer beliebigen Lage und weist von der Führungsschiene 15 einen Abstand A auf.

Wird nun die elektronische Steuervorrichtung 6 angeschaltet, so werden die Schrittmotoren 16, 17 (Fig. 2) aktiviert und das Koordinatengetriebe 9 und damit auch der Nähguthalter 10 ent­ lang der Führungsschiene 15 nach rechts in eine durch zwei Sensoren 23, 24 überwachte Nullstellung verschoben (Fig. 4).

Anschließend wird der Nähguthalter 10 mittels der Schrittmo­ toren 16, 17 entsprechend einer durch die Steuervorrichtung 6 vorgegebenen Wegstrecke auf den sogenannten Lehren-Nullpunkt verschoben (Fig. 5). In dieser Stellung werden die Winkelstel­ lungen der Lenker 7, 8 des Koordinatengetriebes mit Hilfe einer mechanischen in Fig. 5 gestrichelt angedeuteten Lehre 25 überprüft. Stimmen die Winkelstellungen der Lenker 7, 8 mit der Lehre 25 nicht überein, so werden durch Betätigung der Schrittmotoren 16, 17 die Lenker so lange verfahren, bis ihre Winkelstellungen genau mit denjenigen der Lehre übereinstim­ men (Fig. 6). Die entsprechenden Korrekturwerte werden in einem Speicher 26 (Fig. 2) der Steuervorrichtung 6 abgelegt. Nach Ermittlung des korrigierten Lehren-Nullpunktes ist der richtige Abstand A₀ zwischen Führungsschiene 15 und Nähgut­ halter 10 bekannt.

Schließlich fährt der Nähguthalter 10 den ebenfalls durch die Steuervorrichtung 6 vorgegebenen (theoretischen) Nadel-Null­ punkt an (Fig. 7). Sofern die Nadel 5 der Nähmaschine 4 in dieser Stellung des Nähguthalters 10 nicht exakt in dessen Positionieröffnung 12 einführbar ist, erfolgt eine weitere Korrektur des Nähguthalters 10 durch entsprechende Betätigung der Schrittmotoren 16, 17. Auch diese Korrekturwerte werden in dem Speicher 26 der Steuervorrichtung 6 abgelegt. Es er­ gibt sich dann ein korrigierter Nadel-Nullpunkt.

Die Lage der Nadel 5 der Nähmaschine 4 in bezug auf den Nähguthalter 10 ist nun genau bestimmt, wobei die in dem Speicher 26 abgelegten Korrekturwerte bei den nachfolgenden Näh- und Stickvorgängen entsprechend berücksichtigt werden, d. h., es wird eine entsprechende Korrektur der Formel, mit­ tels welcher die in der Regel kartesischen Nahtbildkoordina­ ten in die Motorinkremente umgerechnet werden, vorgenommen. Dadurch wird nicht nur jeweils automatisch der korrigierte Nadel-Nullpunkt bzw. der daraus abgeleitete Maschinen-Null­ punkt angefahren, sondern es wird auch das entsprechende in kartesischen Koordinaten vorliegende Nahtbild richtig in Motorkoordinaten umgerechnet. Fertigungstoleranzen werden da­ durch ausgeglichen und ein verfälschtes Nahtbild vermieden.

Claims (5)

1. Verfahren zur genauen Bestimmung des Nadel-Nullpunktes der Nähmaschine (4) eines Nähautomaten (1) in bezug auf eine Positionieröffnung (12) eines Nähguthalters (10), wobei der Nähguthalter (10) über mindestens zwei Lenker (7, 8) eines Koordinatengetriebes (9) mit zwei entlang einer geraden Führungsschiene (15) verschiebbaren Vor­ schubteile (13, 14) verbunden ist, derart, daß die Ver­ schiebung der Vorschubteile (13, 14) entsprechende X/Y- Bewegungen des Nähguthalters (10) bewirken und wobei die Verschiebung der Vorschubteile (13, 14) entlang der Füh­ rungsschiene (15) mit Hilfe von Antrieben (16, 17) er­ folgt, die mittels einer mindestens einen Speicher (26) enthaltenden elektronischen Steuervorrichtung (6) an­ steuerbar sind, mit den Merkmalen:

• a) der Nähguthalter (10) wird zunächst von einer be­ liebigen Ausgangsstellung in eine erste sensor­ überwachte Nullstellung verschoben,
• b) der Nähguthalter (10) wird anschließend von der sensorüberwachten Nullstellung in eine zweite Null­ stellung (Lehren-Nullstellung) verschoben, bei der die Winkelstellungen der Lenker (7, 8) des Koordi­ natengetriebes (9) mit Hilfe einer Lehre (25) über­ prüft werden,
• c) bei Abweichung der Winkelstellung der Lenker (7, 8) von den durch die Lehre (25) vorgegebenen Winkeln werden die Lenker (7, 8) so lange verschoben, bis ihre Winkelstellung mit denen der Lehre (25) über­ einstimmen, wobei die erforderlichen Korrekturwerte in einem Speicher (26) der elektronischen Steuer­ vorrichtung (6) abgelegt werden,
• d) der Nähguthalter (10) wird anschließend auf einen vorgegebenen Nadel-Nullpunkt verfahren und Nähma­ schine und Nähguthalter werden gegebenenfalls so lange relativ zueinander verschoben, bis die Nadel (5) der Nähmaschine (4) in die Positionieröffnung (12) des Nähguthalters (10) einführbar ist und
• e) unter Berücksichtigung der Koordinaten des Lehr- und des Nadel-Nullpunktes sowie der in dem Speicher (26) abgelegten Korrekturwerten wird der genaue Nadel-Nullpunkt ermittelt und bei den nachfolgenden Näh- und Stickvorgängen entsprechend berücksich­ tigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des korrigierten Nadel-Nullpunktes nur der Nähguthalter (10) durch Betätigung der Antriebe (16, 17) so lange verschoben wird, bis die Nadel (5) der Näh­ maschine (4) in die Positionieröffnung (12) des Nähgut­ halters (10) einführbar ist, wobei auch diese Korrektur­ werte in dem Speicher (26) der elektronischen Steuervor­ richtung (6) abgelegt und bei den nachfolgenden Näh- bzw. Stickvorgängen entsprechend berücksichtigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Verwendung einer ebenfalls von dem Nähgut­ halter (10) angefahrenen Zusatzeinrichtung, deren genaue Position in bezug auf den korrigierten Nadel-Nullpunkt dadurch berücksichtigt wird, daß entsprechende Korrek­ turwerte durch Verfahren des Nähguthalters (10) ermit­ telt und in dem Speicher (26) abgelegt werden, und daß diese Korrekturwerte dann später beim Anfahren der Zu­ satzeinrichtungen berücksichtigt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorüberwachte Nullstellung des Nähguthalters (10) mit Hilfe zweier jeweils ortsfest an dem Nähautomaten (1) angeordneter Sensoren (23, 24) überwacht wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebe (16, 17) zur Verschiebung des Nähguthalters (10) Schrittmotoren verwendet werden.