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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine automatische
Nähmaschine mit
einer von einem Antriebsmotor angetriebenen Nähmaschinennadel, einer Nähgut-Halteeinrichtung zum
Klemmen des zu nähenden
Gegenstandes, einer Antriebseinrichtung zur maschinellen Verstellung der
Nähgut-Halteeinrichtung
in zwei zueinander senkrechten Richtungen und einer Steuereinrichtung mit
einer Berechnungseinrichtung zur Berechnung von Koordinatenwerten,
die in einer Speichereinrichtung gespeichert werden können.
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Aus
der
DE 44 31 318 C2 ist
es bekannt, in einer CNC-Positioniereinheit
einer Nähmaschine eine
Steuereinrichtung zum Erfassen und Speichern eines bestimmten, eine
Nadelstation passierenden Nahtverlaufs im sogenannten Teach-In-Verfahren vorzusehen,
wobei diese Druckschrift dieses Verfahren allerdings nicht näher erläutert und
auch keine apparative Ausgestaltung zur Durchführung dieses Verfahrens offenbart.
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Aus
der
DE 197 12 421
C1 ist offenbart, bei einer Nähmaschine einen Nadel-Nullpunkt
zu bestimmen.
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Aus
der
JP 05 005 262 A ist
eine Stickmaschine für
die Durchführung
eines Lehrprozesses bekannt, wozu ein Stickmuster eingegeben werden kann,
dessen X- und Y- Koordinaten
durch ein Tablett erfasst werden, bei dem der Kern eines Cursor
an einem Cursor-Arm entsprechend geführt werden muss. Eine bewegliche
Einheit und eine Dreheinheit werden manuell betätigt, wobei ein Bewegungssensor
nur Drehbewegungen erfasst. Eine Einrichtung zur automatischen Verstellung
in X- bzw. Y-Richtung ist nicht vorhanden.
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Eine
herkömmliche
automatische Nähmaschine
wird im folgenden anhand von 7 und 8 und nachfolgender Figuren
der beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben. Gemäß 7 und 8 weist eine automatische Nähmaschine 1 einen
Motor 2 zur vertikalen Betätigung einer Maschinennadel 8 über einen
Riemen auf, einen Nähgut
bzw. Tuchniederhalteabschnitt 10 zum Einsatz beim Einklemmen von
Nähgut
bzw. Tuch 12 als einem zu nähenden Gegenstand, der auf
einem Maschinentisch 1a angebracht ist, eine Schalteinrichtung 18,
beispielsweise einen Zylinder, um den Tuchniederhalteabschnitt 10 zu Öffnen und
zu Schließen,
der zum Anbringen und Abnehmen des Tuchs 12 eingesetzt
wird, und einen biaxialen Antriebsmechanismus 20 zur Bewegung des
Tuchs 12 in den beiden Achsenrichtungen X und Y zusammen
mit dem Tuchniederhalteabschnitt 10.
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Der
biaxiale Antriebsmechanismus 20 weist einen Ursprungsdetektor 21 zur
Feststellung des mechanischen Ursprungs des Tuchniederhalteabschnitts 10 auf,
und ist so ausgebildet, dass er in den beiden Achsenrichtungen von
X und Y bewegt wird, wenn ein X- und ein Y-Achsenmotor 24 bzw. 26,
die jeweils als Schrittmotor ausgebildet sind, angetrieben werden,
wobei die Stacheln des X- und des Y-Achsenmotors 24 bzw. 26 auf
einem Riemen angeordnet sind.
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Ein
Steuerabschnitt 30 weist eine CPU 32 zum Einsatz
beim Steuern der Tuchzufuhr als auch der Motorgeschwindigkeit in
der Nähmaschine
auf, einen ROM 34 zum Speichern einer Prozedur zur Ausführung des
Systems der CPU 32, einen RAM 36 zum Speichern
der Nähdaten,
die einem Operationsabschnitt 50 vorbereitet werden, einen
Antriebsabschnitt 40 zum Antrieb der Motoren, sowie eine Schnittstelle 42 für die elektrische
Verbindung des Ursprungsdetektors 21 und des Betriebsabschnitts 60.
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Der
Betriebsabschnitt 50 weist Zifferntasten 52 zur
Eingabe der Längen
der Nähte
auf, eine Gruppe von Einstelltasten 54 zur Festlegung eines
Nähstartpunkts
und dergleichen, eine Gruppe von Nähbedingungseinstelltasten 56 als
Vorrichtung zur Eingabe der Art von Nähten, um einen Leervorschub und
Arten von Nähten
einzugeben, beispielsweise geradlinige, bogenförmige, kreisförmige Nähte und dergleichen,
sowie Langsamfahrtasten 58 für die Langsamfahrt des Tuchniederhalteabschnitts 10 entlang
der X-Achse und der Y-Achse,
einschließlich
einer Langsamfahrtaste für
die X-Achse und
die Y-Achse, für
eine Langsamfahrt des biaxialen Antriebsmechanismus 20 entlang
der X- und der Y-Achse. Weiterhin weist der Betriebsabschnitt 50 einen
Koordinatenbetriebsabschnitt auf, der dazu dient, X- und Y-Koordinatenwerte
dadurch zu erhalten, dass die Anzahl an Impulsen von den Langsamfahrtasten
erhöht
oder verringert wird, und einen Anzeigeabschnitt 60, der
als Flüssigkristallanzeige
ausgebildet ist, und zur Anzeige der X- und der Y-Achsenkoordinatenwerte
dient.
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Unter
Bezugnahme auf die 7 bis 11 wird der Betriebsablauf
bei der wie voranstehend geschildert ausgebildeten automatischen
Nähmaschine
beschrieben. Wenn eine Tasche als Nähgutteil 13 mit Nähgur bzw.
dem Tuch 12 beispielsweise einer Hose vernäht wird,
um Nähpunkte
in der Reihenfolge A, B, C, D, E vom Ursprung aus durch Leerlaufvorschub
zu erzielen, wie dies in 9 gezeigt
ist, schließen
sich die Schritte des Betriebs des X-Y-Antriebsmechanismus 20 an,
wie sie in 10 gezeigt
sind, über
den Antriebsabschnitt 40, um Impulsbefehle durch Drücken der
X- und der Y-Achsenlangsamfahrtasten
zu erzeugen, um den Koordinatenbetriebsabschnitt dazu zu veranlassen,
die Koordinatenwerte von Xa und Ya an dem Punkt A entsprechend dem
Impulsbefehl zu berechnen, durch Bewegung der Maschinennadel 8 vom
Ursprung zur Position des Punkts A, und um die Koordinatenwerte
durch Drücken
der Einstelltaste in dem RAM 36 zu speichern.
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Entsprechend
folgen ebenfalls, wie dies in 10 gezeigt
ist, die Schritte, den X-Y-Antriebsmechanismus 20 in Betrieb
zu setzen, durch Drücken der
X- und der Y-Achsen-Langsamfahrtasten,
um den X-Y-Antriebsmechanismus 20 so in Betrieb zu setzen,
dass die Maschinennadel 8 am Punkt B angeordnet wird, das
Drücken
der Einstelltaste und der Taste für geradliniges Nähen, damit
die Koordinatenwerte von Xb und Yb und die Art der Naht in dem RAM 36 gespeichert
werden, mit nachfolgendem Positionieren der Maschinennadel 8 am
Punkt C, und Drücken
der Einstelltaste und der Taste für geradliniges Nähen, damit
die Koordinatenwerte von Xc und Yc und die Art der Naht in dem RAM 36 gespeichert werden.
Die Koordinatenwerte an den Punkten D und E werden entsprechend
in dem RAM 36 gespeichert.
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Wie
in 11 gezeigt ist, wird
das Nähgut zur
Bildung einer Tasche vorher mit einer Nählinie 13a markiert,
und es wird die Nählinie 13a exakt
parallel zum Nähgut-Niederhalter 10 in
einem für
den Nähvorgang
zur Verfügung
stehenden Bereich angeordnet. Dann werden die in dem RAM 36 gespeicherten
Nähdaten
durch Drücken
der Nähstarttaste
gelesen, und wird, während
der X-Y-Antriebsmechanismus 20 in Betrieb ist, das Nähmuster
durch Vertikalbewegung der Maschinennadel 8 fertiggestellt.
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Da
die Steuereinrichtung für
die automatische Nähmaschine
auf die geschilderte Art und Weise ausgebildet ist, wurden die Nähmuster
in dem RAM 36 durch die Betätigung des Benutzers des biaxialen
Antriebsmechanismus 20 gespeichert, um die X- und Y-Motoren 8 bzw. 9 in
Gang zu setzen, durch Drücken
der X- und Y-Achsenlangsamfahrtasten und dergleichen, wenn neue
Nähdaten
eingegeben und in dem RAM 36 gespeichert werden. Allerdings
ist es für
den biaxialen Antriebsmechanismus 20 unmöglich, sich
schnell zu bewegen, da der X- und der Y-Motor 8 bzw. 9 nur
intermittierend arbeitet, so dass eine beträchtliche Zeit zur Vorbereitung
der Nähmusterdaten
erforderlich ist. Insbesondere wenn eine große Datenmenge eingegeben wird,
trat das Problem auf, dass hierfür
eine beträchtliche
Zeit erforderlich war.
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Eine
weitere Schwierigkeit besteht darin, dass der Einstellvorgang kompliziert
wird, da das Nähen
des Tuchs 12 Nähgut
und des Tuchs 13 Nähgutteil
für die
Tasche begonnen wird, nachdem das Tuch 13 für die Tasche
auf das Tuch 12 aufgesetzt wurde, entsprechend der Nählinie 13a,
nachdem das Tuch 12 in dem vorbestimmten Bereich des Nähgut-Niederhalters 10 des
biaxialen Antriebsmechanismus 20 angebracht wurde.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für eine automatische
Nähmaschine
zu schaffen, bei welcher der Arbeitsaufwand für die Anordnung eines zu nähenden Nähgutes verringert
wird.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einer Steuervorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
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Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen (Ansprüche 2 und 3).
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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In
den Zeichnungen zeigen
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1 ein Blockschaltbild einer
automatischen Nähmaschine
mit einer Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine Aufsicht auf eine
Halteeinrichtung zum Niederhalten des Nähgutes in der in 1 gezeigten Vorrichtung,
während
die Halteeinrichtung von Hand bewegt wird;
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3 ein Flussdiagramm, welches
den Betriebsablauf in der in 1 und 2 gezeigten Steuervorrichtung
für eine
automatische Nähmaschine zeigt;
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4 eine Aufsicht auf einen
zu nähenden Gegenstand
als Beispiel für
die Anwendung der Erfindung;
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5 ein Flussdiagramm zur
Erläuterung des
Betriebsablaufs bei der in 4 gezeigten
Anordnung;
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6 eine Aufsicht auf einen
Gegenstand, der mit der Halteeinrichtung geklemmt wird, als weiteres
Beispiel für
die Erfindung.
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7 eine Perspektivansicht
einer Steuervorrichtung für
eine automatische Nähmaschine;
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8 ein Blockdiagramm einer
automatischen Nähmaschine
mit einer herkömmlichen
Steuervorrichtung;
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9 eine Aufsicht auf ein
Nähdiagramm;
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10 eine Aufsicht auf eine
Halteeinrichtung zum Niederhalten des Nähgutes in der in 7 gezeigten Vorrichtung,
während
die Halteeinrichtung automatisch bewegt wird;
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11 eine Aufsicht auf ein
Nähgut
mit einer Anordnung gemäß 8.
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Nachfolgend
werden Ausführungsformen der
Erfindung näher
beschrieben.
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Ausführungsform 1
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1 ist ein Blockdiagramm
einer gesamten Steuervorrichtung für eine automatische Nähmaschine
gemäß der Erfindung;
gleiche Bezugszeichen wie in 7 und 8 bezeichnen gleiche oder
gleichartige Teile. Wie in 1 gezeigt
ist, sind Langsamfahrtasten 58, die herkömmlicherweise
in dem Anzeigeabschnitt 60 vorgesehen waren, weggelassen.
Andererseits ist ein Startschalter 301 zum Ausschalten das
Antriebsabschnitts 40 und zum Einschalten eines Steuerabschnitts 30 mit
Ausnahme des Antriebsabschnitts 40 zusätzlich vorhanden. Die Nähmaschine
weist weiterhin Dreiphasen-Induktionsmotoren zur Betätigung des
X- und Y-Achsenantriebsmechanismus 20 auf, der einen X- und einen Y-Achsenmotor 124 bzw. 126 aufweist,
Kodierer 224 und 226 als Vorrichtung zum Detektieren
des jeweiligen Drehwinkels des X- und des Y-Achsenmotors, und zur
Erzeugung der vorbestimmten Anzahl an Impulsen entsprechend dem
Drehwinkel. Der Steuerabschnitt 30 ist mit einer X- und
einer Y-Koordinatenberechnungsvorrichtung (CPU 32 und ROM 34)
versehen, zur Berechnung von X- und Y-Koordinatenwerten einer Maschinennadel 8 in
bezug auf einen Tuchniederhalteabschnitt 10, durch Erhöhung und Verringerung
der Anzahl an Impulsen der Kodierer 224 und 226.
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Bei
der Steuereinrichtung für
eine automatische Nähmaschine
mit einem derartigen Aufbau wird nunmehr deren Betriebsablauf unter
Bezugnahme auf 1 bis 3 erläutert. Wenn eine Tasche 13 als
zu nähender
Gegenstand mit einem Tuch 12 vernäht wird, wie dies in den 9 und 11 gezeigt ist, also um Nähpunkte
in der Reihenfolge A, B, C, D und E nach einem Leerlaufvorschub
von dem Ursprung aus zu erreichen, wird ein Startschalter 301 eingeschaltet, um
den Antriebsabschnitt 40 auszuschalten, und so den Steuerabschnitt 30 mit
Ausnahme des Steuerabschnitts 40 einzuschalten (Schritt
S101). Dann wird der Tuchniederhalteabschnitt 10 von Hand
bewegt, um den biaxialen Antriebsmechanismus 20 so zu betätigen, dass
die Maschinennadel 8 vom Ursprung zur Position des Punkts
A bewegt wird (Schritt S105). Zu diesem Zeitpunkt nimmt die CPU 32 ein
Ausgangssignal über
eine Schnittstelle 42 an, durch Detektieren der Drehwinkel
eines X- und eines Y-Achsenmotors 124 bzw. 126 unter
Verwendung der Kodierer 224 und 226 (Schritt S107),
wodurch die CPU 32 das Ausgangssignal dazu verwendet, die
Werte der Koordinaten Xa und Ya am Punkt A zu berechnen (Schritt
S109). Die Werte der Koordinaten Xa und Ya, die wie geschildert
berechnet wurden, werden in dem RAM 36 gespeichert (Schritt
S111), als Leerlaufdaten von dem Ursprung bis zum Punkt A, wenn
die "Leerlauftaste" und die "Eingabetaste" betätigt werden.
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Entsprechend
wird die Maschinennadel 8 von den Punkten A bis B (Schritt
S113) wegbewegt, durch Bewegung des Tuchniederhalteabschnitts 10 von
Hand, um den biaxialen Antriebsmechanismus 20 zu betätigen. Die
CPU 32 führt
die Schritte S107 und S109 durch (Schritt S115), und verwendet diese, um
Daten für
geradliniges Nähen
in bezug auf Nähbedingungen
auszubilden (Ausbildungsvorrichtung), also in bezug auf eine Nahtlänge von
1,0 mm, und speichert die Daten in dem RAM 36 (Schritt
S117), wenn die Linientaste die Nahtlänge 1,0 mm, und die Eingabetaste
gedrückt
werden.
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Weiterhin
wird der biaxiale Antriebsmechanismus 20 durch Bewegung
des Nähgut-Niederhalters 10 von
Hand betätigt,
um die Maschinennadel 8 von dem Punkt B über die
Punkte C und D nach E zu bewegen, und speichert die Werte der Koordinaten an
den Punkten in der Reihenfolge A, B, C, D und E, und Daten für geradliniges
Nähen mit
einer Länge von 1,0
mm (Schritt S117), wenn die "Linientaste", die Nahtlänge 1,0
mm und die "Eingabetaste" gedrückt werden.
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Ausführungsform 2
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Unter
Bezugnahme auf die 4 und 5 wird eine weitere Ausführungsform
der Erfindung erläutert,
bei welcher das Nähgutteil 13 nicht
exakt in bezug auf die Position mit dem Nähgut-Niederhalter 10 eingestellt
werden muss, so dass der Startpunkt für das Nähen festgelegt werden kann,
nachdem das Nähgut 13 eingestellt
wurde.
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Der
RAM 36 ist so ausgebildet, dass er die Werte von Koordinaten
PEn (Xn und Yn) an jedem der Punkte in dem Bereich speichert, der
beispielsweise von einem Quadrat PEa, PEbl, PEc, PEd umgeben wird,
wobei dies einen Bereich darstellt, im dem ein Nähvorgang stattfinden kann,
und es wird jede der Koordinaten durch Eingabe einer Zifferntaste 52 in
dem Betätigungsabschnitt 50 gespeichert.
In diesem Fall wird der Punkt PEa (Xa und Ya) als Koordinatenursprung
gewählt.
Weiterhin wird in dem RAM 36 beispielsweise Po (Xo und
Yo) und P1 (X1 und Y1) gespeichert, als die Werte von zumindest zwei
Koordinaten, die bei der Ausführungsform
der Erfindung erhalten wurden.
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Weiterhin
wurde das Nähgutteil 13 mit
Nählinien
versehen (die aus zumindest zwei Punkten bestehen können), mit
einem Punkt P'0
entsprechend dem Startpunkt für
das Nähen,
und mit P0 (X0 und Y0) als Startpunkt für die Nähmusterdaten, die in dem RAM 36 gespeichert
sind. Das Tuch 13 wird dann auf die geeignete Position
eingestellt (Schritt S201), und es wird ein Startschalter 301 eingeschaltet,
um den Antriebsabschnitt 40 abzuschalten, und es wird der
Steuerabschnitt 30 mit Ausnahme des Antriebsabschnitts 40 eingeschaltet
(Schritt S203). Der Nähgut-Niederhalter 10 des
biaxialen Antriebsmechanismus 20 wird von Hand bewegt,
um hierdurch den Startpunkt P'0
für das
Nähen mit
der Unterseite der Maschinennadel 8 auszurichten. Der Benutzer
drückt
dann die Starttaste (Schritt S205).
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Wenn
die CPU 32 die Ausgangssignale des X- und des Y-Kodierers 224 bzw. 226 als
die Koordinaten P'0
(X'0 und Y'0) des Startpunkts '0 verwendet, berechnet
sie X'0 und Y'0.
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Wenn
der Benutzer feststellt, dass das Nähgut und der Nähguthalter
nicht parallel zueinander liegen (Schritt S207), bewegt der Benutzer
von Hand den Nähgut-Niederhalter 10 so,
dass die Maschinennadel 8 (Schritt S209) zu jedem vorgegebenen
Punkt P'1 auf einer
geraden Linie bewegt wird, welche beispielsweise den Nähstartpunkt
P'0 mit dem nächsten Bezugspunkt
P'1 für das Nähen verbindet
(Schritt S209). Dann drückt
der Benutzer die Eingabetaste (Schritt S211).
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Die
CPU 32 liest den Nähstartpunkt
P0 (X0 und Y0), und einen Nähkurvenpunkt
P1 (X1 und Y1) als zwei Werte für
Bezugskoordinaten aus dem RAM 36 aus, um so den Kippwinkel θ aus folgender
Gleichung zu erhalten. tan θ = (Y1 – Y0)/(X1 – X0) (1)
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Da
die Linie von P0 bis P1 parallel dazu verläuft, wie dies in 4 gezeigt ist, ergibt sich
tan θ als null.
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Infolge
eines Punkts P'h
(X'h und Y'h) ermittelt die
CPU 32 dann den Kippwinkel θ' von Nähpunkten des Tuchs 13 auf
der Strecke von P'0
bis P'1 aus folgender
Gleichung. tan θ' = (Y'h – Y'0)/(X'h – X'0) (2)
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Aus
den voranstehenden Winkeln θ, θ' ergibt sich ein
erhältlicher
Winkel Δθ einer gedachten
Bezugslinie, die aus den Bezugskoordinatenwerten der voranstehenden
Winkel θ und θ' erhalten wird, verschoben
gegenüber
der Nählinie
in dem Nähgut 13, die
in dem Nähgut-Niederhalter 10 eingestellt
ist, folgendermaßen: Δθ = θ' – θ (3)
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Wenn
(wobei n gleich 0, 1, ... ist) jeder vorgegebene Punkt P bezeichnet
wird mit P'0, P'1, ... P'n (X'n, Y'n), so wird mit jedem
Punkt eine Koordinatenumwandlung (Schritt S213) durchgeführt, unter
Verwendung der folgenden Gleichung (4), entsprechend den Bezugskoordinaten
Xn und Yn an jedem Punkt, der in dem RAM 36 gespeichert
ist, um neue Bezugskoordinaten zu erhalten. X'n
= Xx∙cos Δθ + Yy∙sin Δθ + X'0 (4) Y'n = -Xx∙sin Δθ + Yy∙cos Δθ + X'0 (5)wobei
in den Gleichungen (4, 5) gilt: Xx = Xn – X0 und Yy = Yn – Y0.
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Die
CPU 32 liest die Werte der Koordinaten PEn (Xn und Yn)
an jedem Punkt in dem für
den Nähvorgang
zur Verfügung
stehenden Bereich aus dem RAM 36 aus, um so zu beurteilen,
ob der neue Bezugspunkt P'n
(X'n und Y'n) für das Nähen und
der Durchlaufpunkt innerhalb des hierfür zur Verfügung stehenden Bereichs liegen,
und ob die Punkte P'n, mit
denen die Koordinatenumwandlung durchgeführt wurde, und der Durchlaufpunkt
PEn innerhalb des Bereichs liegen, der durch PEn umschlossen ist (Schritt
S215); liegen sie innerhalb des für den Nähvorgang zur Verfügung stehenden
Bereichs, so werden die Punkte P'n,
mit denen die Koordinatenumwandlung durchgeführt wurde, in dem RAM 36 gespeichert,
und beendet die CPU 32 den Betrieb.
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Obwohl
bei dieser Ausführungsform
der Erfindung die Beschreibung anhand eines linearen Musters erfolgte,
das genäht
werden soll, ist die Erfindung auch bei einem gekrümmten Muster
einsetzbar, wie dies in 6 gezeigt
ist, mit der Abänderung der
Verdrehung des Tuchs 13 Nähgutteil, wie dies im Flussdiagramm
von 5 dargestellt ist,
mit der selben Vorgehensweise.
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Wie
voranstehend erläutert
wurde, hat die Erfindung die Auswirkung, dass einfach die Nähdaten mit
hoher Geschwindigkeit eingestellt werden, da sie mit der Speichervorrichtung
zum Speichern der X- und Y-Koordinatenwerte
versehen ist, die von der X- und Y-Koordinatenwertberechnungsvorrichtung
erhalten werden, und zwar durch Bewegung von Hand des biaxialen
Antriebsmechanismus zu zumindest mehr als einer vorbestimmten Position
der Maschinennadel, und mit der Ausbildungsvorrichtung versehen
ist, um die vorbestimmte Position der Maschinennadel zu empfangen,
und ein Nähmuster
entsprechend der Art der Naht auszubilden, das von der Eingabevorrichtung
für die
Art von Nähten
empfangen wurde.
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Wie
voranstehend erläutert
ist die Steuervorrichtung für
eine automatische Nähmaschine
gemäß der Erfindung
dazu geeignet, die Arbeit beim Anordnen eines zu nähenden Gegenstands
zu verringern.