DE2313222A1

DE2313222A1 - Lochstreifengesteuerte naehmaschine

Info

Publication number: DE2313222A1
Application number: DE2313222A
Authority: DE
Inventors: Jun Willaim R Conner
Original assignee: Kellwood Co LLC
Current assignee: Kellwood Co LLC
Priority date: 1972-03-16
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1973-09-27
Also published as: JPS497043A; GB1384183A; NL7303668A; US3771477A; FR2176461A5; IT979866B; JPS537865B2; CA991296A

Description

Kellwood Company,
St. Louis, ho. / USA

Lochs treifenges teuer te Nähmaschine

Die Erfindung betrifft ein lochstreifengesteuertes Positionier- und Führungssystem, das einer Nähmaschine das zu nähende Material nach einem vorgegebenen kuster automatisch zuführt.

Es wurde schon vorgeschlagen, Schrittmotoren nach einer bestimmten, numerischen Kodierung, die in einen üblichen, mehrspurigen Lochstreifen gestanzt ist, zum Positionieren eines Werkstücktisches, einer Werkzeugmaschine oder dergleichen zu verwenden. Die Schrittmotoren können dann bei Erfassung eines "Startkodes" in einer Richtung und bei Erfassung eines "Stopkodes" in der anderen Richtung mit

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fester Geschwindigkeit angelassen werden. Doch schon diese einfache Positionierung erforderte die Verwendung eines speziellen Dekodierers oder Prozeßrechners in Verbindung mit dem Lochstreifenlesegerät. Der Prozeßrechner dekodiert die kodierte Logik und formt sie in elektrische Signale um, die zur Steuerung eines oder mehrerer Schrittmotoren geeignet sind. Nach diesem Verfahren arbeiten beispielsweise die Systeme nach den US-Patentschriften 3 414 785, 3 297 923, 2 937 258 und 2 741 732. Die Dekodierung eines Lochstreifens zur Schrittmotorsteuerung ist auch Gegenstand der US-Patentschrift 2 750 548.

Die Verwendung kodierter Lochstreifen ermöglicht eine gewisse Flexibilität der Steuerung. Andererseits sind die bisher zum Positionieren oder dergleichen/Kodierungen der Lochstreifen bei visueller Inspektion des Lochstreifens, wie dies zuweilen erforderlich wird, schwierig zu "lesen". Typisch für diese Lochstreifenkodierungen ist ferner die unwirtschaftlich große Anzahl von Spuren oder Kanälen des Lochstreifens, die man zweckmäßiger far andere Steuerungsfunktionen verwenden könnte. In jedem Fall ist die Kodierung und Dekodierung der. Lochstreifen ziemlich kompliziert (und erfordert komplizierte, elektronische Dekodierschaltungen), wenn es um die kontinuierliche Steuerung und die Bewegungsänderung der Werkzeugmaschine, des Aufspanntisches etc. während eines Arbeitsganges geht, im Gegensatz zum bloßen Vorpositionieren des Werkzeuges oder des Tisches oder dergleichen.

Es wurde auch schon eine Schrittmotorsteuerung mit einem Band oder Riemen vorgeschlagen, dessen Perforationen eigentlich nicht kodiert sind. So -zeigt beispielsweise die US-Patentschrift 2 774 922 ein Steuerungssystem, bei dem die sukzessive Speisung von Thyratrons für die Wicklungen eines speziellen

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Schrittmotors abhängig von aufeinanderfolgenden Kontakten auf dem Band erfolgt. Bei den verschiedenen im Handel erhältlichen Schrittmotoren mit paarweisen Phasenwicklungen, die sukzessive mit wechselnder Polung gespeist werden müssen, d.h. bei denen jeweils zwei Wicklungen nacheinander umgekehrt gepolt werden müssen, ist diese Steuerungsart jedoch nicht verwendbar.

Die erfindungsgemäße Lochstreifensteuerung eignet sich vorzugsweise für automatische Nähmaschinen. Sie gestattet das automatische Nähen mit hoher Geschwindigkeit nach einem vorgegebenen, durch den Lochstreifen definiaten Küster. Es λ'/ird mit einer neuartigen, lochstreifengesteuerten Positioniereinrichtung gearbeitet. Die Positioniereinrichtung gestattet die schrittweise Steuerung der Motoren zum Positionieren. Die Positioniereinrichtung arbeitet mit einem Lochstreifen, dessen Perforation nicht numerisch kodiert ist und zur Steuerung der Schrittmotoren keine komplizierte Dekodierung erfordert, wobei die Perforation dennoch bei visueller Inspektion einfach lesbar oder verständlich ist. Die Drehzahl und Drehrichtung der Schrittmotoren ist bei kontinuierlicher Steuerung des Lochstreifens schnell und einfach variabel. Die Positioniereinrichtung arbeitet mit kommerziell erhältlichen Schrittmotoren, deren Wicklungen abwechselnd mit umgekehrter Polung gespeist werden.

Die Erfindung betrifft somit in erster Linie eine lochstreifengesteuerte Nähmaschine mit einer Positionier- oder Zuführeinrichtung, die die Relativbewegung des zu nähenden Materials gegenüber der Nähmaschine und entlang mindestens zweier möglicher Bewegungsachsen gestattet. Die erfindungsgemäße Nähmasc-hine ist gekennzeichnet durch zwei Schrittmotoren, die die Bewegung der Positioniereinrichtung entlang je einer Bewegungsachse steuern. Jeder Schrittschaltmotor

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besitzt zwei Wicklungen und eine Welle, die mit der Positioniereinrichtung verbunden ist und sich schrittweise bewegt, wenn die Wicklungen des jeweiligen Motors nacheinander mit umgekehrter Polung gespeist- werden. Ein Lochstreifenlesegerät des Systems erfaßt die aufeinanderfolgende Perforation, die im Lochstreifen versetzt angeordnet ist, die aber nicht wie bisher üblich, numerisch kodiert ist. Die Perforation bestimmt ein vorgegebenes Bewegungsmuster der Positioniereinrichtung. Je zwei Spuren oder Kanäle des Lochstreifens gehören zu jeder Bewegungsachse. Die Steuerschaltung zur Speisung der Wicklungen umfaßt mehrere bistabile Schaltelemente (Flipflops), die mit dem Lochstreifenlesegerät verbunden sind. Die Flipflops können zwei stabile Schaltzustände einnehmen, abhängig von der aufeinanderfolgenden Erfassung der entsprechenden Perforation im Lochstreifen durch das Lesegerät, was zur sukzessiven Polungsumkehr der Schrittmotorwicklungen führt, so daß das zu nähende Material nach dem vorgegebenen Muster entsprechend der Lochstreifenperforation mit hoher Geschwindigkeit und automatisch genäht wird. Der Lochstreifen wird vorzugsweise von der Nähmaschine direkt angetrieben.

Zur ausführlicheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung bezug genommen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und 2 eine Draufsicht bzw. Seitenansicht einer lochstreifengesteuerten Nähmaschine gemäß der Erfindung,

Fig. 3 und 4 je eine Schnittansicht längs den Linien 3-3 bzw. 4-4 in Fig. 1 und 2,

Fig. 5 ein Schaltschema einer Schrittmotorsteuerung gemäß der Erfindung,

Fig. 6 ein Stück des Lochstreifens und seiner Perforation, die die Schrittmotoren steuert, und

Fig_o 7 eine Tabelle mit der Reihenfolge, in der die Schrittmotorwicklungen durch die Schaltung nach Fig. 5 gespeist werden.

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Die Zeichnung zeigt die gesamte Anlage oder, Apparatur 11 einer in Fig. 1 der Deutlichkeit halber gestrichelt angegebenen Nähmaschine 13 in üblicher, elektrischer Industriebauart. Die Nähmaschine 13 sitzt auf geeignete Weise auf einem Rahmen 15. Die Maschine gemäß der Darstellung eignet sich vorzugsweise zum automatischen Nähen von Hemdkragen entlang dem Rand der einzelnen Schichten des Hemdkragenmaterials. Praktisch kann mit der Maschine jaäes Muster bei jeder Stoffart genäht werden.

Die Maschine enthält eine Positioniereinrichtung mit einer Klemme 17, die das zu nähende Material (z.B. die einzelnen Schichten des Hemdkragenstoffes) gegenüber der Nadel 19 der Nähmaschine 13 festhält und bewegt. Die Bewegung der Klemme bei dieser Positionierung erfolgt nach einem vorgegebenen Muster, gesteuert vom Lochstreifen. Die Positionierklemme 17 umfaßt einen Tisch 21 , der die einzelnen Schichten des zu nähenden Stoffes trägt, und mehrere Klemmelemente oder Finger 23. Die satzweise angelenkten Finger 23 können zum Verschieben des Stoffes auf dem Tisch 21 angehoben oder zum Festklemmen des Stoffes auf dem Tisch abgesenkt werden, was durch zwei kleine Druckluftzylinder 24a und 24b erfolgt. Der Tisch 21 und die Finger 23 sind gemeinsam gegenüber dem Rahmen 15 und der Nähmaschine 13 in Längsrichtung entlang der Achse X oder seitlich entlang der Achse Y bewegbar.

Die Bewegung der Klemmeinrichtung 17 entlang der Achse X erfolgt durch den Schrittmotor 25 und entlang der Achse Y durch den Schrittmotor 27. Eine bandförmige Kette 29 läuft über Zwischenräder 31 und ein Kettenrad 33 auf der Welle des Schrittmotors 25 und ist an gegenüberliegenden Enden der Arme 35a und 35b festgemacht. Die Arme 35a und 35b gehen von sogenannten Kugellagerbüchsen 39a und 39b nach unten und werden durch eine Strebe 37 im Abstand gehalten.

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Jede Kugellagerbüchse bildet ein Gleitschieberlager und ist auf einer kreisförmigen Stange 41a bzw. 41b linear frei verschiebbar, die eine lineare Lagerfläche bildet» Zur linearen Bewegung der Büchsen 39a und 39b entlang der Achse X sind die Stangen 41a und 41b über Stützen 43 an entgegengesetzten Enden mit dem Rahmen 15 verbunden.

Die Büchsen 39a und 39b tragen über die Stützkonstruktion 46 (Fig. 4) quer ausgerichtete Stangen 45a und 45b. Die Kugellagerbüchsen 47a und 47b (entsprechend den Büchsen 39a und 39b) bilden Gleitschieber, die entlang den Stangen 45a bzw, 45b hin- und herverschiebbar sind, d.h. auf den linearen Lagerflächen dieser Stangen in Richtung der Achse Y. Ein Bügel 49 ist über je einen Arm 51a bzw. 51b mit den Büchsen 47a bzw. 47b verbunden. Die Schiene 49 trägt die Klemme 17 und ist entlang-der Achse Y parallel zur Achse X durch den Schrittmotor 27 vorwärts- und rückwärtsbewegbar. Den Bügel 49, die Klemme 17 sowie die zugehörigen Teile und die Büchsen 47a, 47b kann man zusammen als Schlitten 52 bezeichnen, der entlang jeder Achse verschiebbar ist.

Zur Bewegung des Schlittens entlang der Achse Y dient eine Welle 53 in Längsrichtung zum Rahmen 15, die in diesem gelagert istο Ein Kettenrad 55 auf der Welle 53 wird über eine Kette 57 von einem Kettenrad 59 auf der Abtriebswelle des Schrittmotors 27 angetrieben. Die Welle 53 trägt vier Antrxebskettenräder 61a, 61b und 63a, 63b, über die die Ketten 65a, 65b bzw. 67a, 67b laufen. Die Ketten oder Bänder werden durch entsprechende Zwischenräder 69a, 69b bzw. 71a, 71b gespannt gehalten. Zwischen den Ketten- oder Bänderpaaren befinden sich Stangen 73a und 73b. Die Enden der Stange 73a sind mit den Ketten oder Bändern 65a und 67a verbunden, während die Enden der Stange 73b mit den Ketten 65b und 67b verbunden sind. Dadurch werden die Stangen 73a und 73b durch den Schrittmotor 27 gemeinsam entlang der

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Achse Y verschoben. Jede Stange 73a, 73b trägt ein entsprechendes Kugelverbindungsstangenendlager 75a, 75b,
das gegenüber seiner Stange frei verschiebbar ist. Glieder 77a, 77b verbinden die Lager 75a, 75b mit Armen 51a, 51b.

Bei Verschiebung entlang der Achse X bleibt der Schlitten parallel zur Achse X, da die Lager 75a, 75b auf den zugehörigen Stangen 73a, 73b frei verschiebbar sind. Bei Drehung der Abtriebswelle des Motors 27 verschieben die Ketten 65a, 65b und 67a, 67b die Stangen 73a, 73b entsprechend der Drehrichtung der Abtriebswelle des Motors 27. Der Motor verschiebt somit den Schlitten 52 entlang der Achse Y.

Zur Bestimmung eines vorgegebenen Bewegungsmusters für die Stoffklemme 17 wird die. Perforation der Kanäle oder Spuren im Lochstreifen erfaßt. Hierzu dient in Fig. 3 ein gestrichelt angedeutetes, photoelektrisches Lochstreifenlesegerät, das die acht Spuren des Lochstreifens 81 liest. In Fig. 6 ist ein Stück des Lochstreifens 71 dargestellt, wobei öffnungen oder Löcher lediglich in zwei der acht Spuren gezeigt sind. Der Lochstreifenleser 79 enthält ein Antriebszahnrad oder dergleichen, das in die kleineren öffnungen 83 des Lochstreifens greift und ihn durch den Lochstreifenleser transportiert, wobei die Photozellen durch die Öffnungen gesteuert werden. Der Lochstreifen kann ein endloses Band in einem sogenannten Fallkasten (Tumblebox) 85 sein (das Muster des Lochstreifens wird dann laufend wiederholt). Der Lochstreifenantrieb wird durch die Antriebswelle der Nähmaschine 13 betätigt, so daß sich die Geschwindigkeit des Lochstreifens im Lesegerät 79 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Nähmaschine ändert. Hierzu steht das Lesegerät 79 mit der Nähmaschine über geeignete Riemen oder Ketten 87 oder dergleichen zur Drehzahlreduktion in Verbindung, so daß beispielsweise der Lochstreifen bei jedem Stich der Nähmaschine 13 um vorzugsweise fünf Schritte weiterbewegt wird»

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Jeder der im Handel erhältlichen Schrittmotoren 25, 27 besitzt mehrere, z.B. zwei Wicklungen. Die Motorwelle dreht sich schrittweise, wenn die Wicklungen nacheinander mit umgekehrter Polung gespeist werden. Somit erfoi£ eine schrittweise Bewegung einer Motorwelle, wenn die Polung einer ersten Wicklung umgekehrt und die Polung der zweiten Welle beibehalten wird. Die nächste schrittweise Bewegung in der gleichen Drehrichtung erhält man durch Umkehr der Polung der zweiten Wicklung, während man die Polung der ersten Wicklung beibehält usw. Zur Drehrichtungsumkehr der Welle werden die Wicklungen mit umgekehrter Folge und abwechselnder Polungsumkehr gespeist. Es wird dann die Polung einer Wicklung zweimal nacheinander umgekehrt, ohne daß dazwischen die Polung der anderen Wicklung umgekehrt wird.

Die Schrittmotore 25 und 27 sind vorzugsweise bifilar ausgeführt und besitzen zwei Wicklungen aus zwei Hälften. Jede Wicklung weist zwei in entgegengesetzter Richtung gewickelte Abschnitte oder Spulen auf. Gemäß Fig. 5 besitzt der Schrittmotor 25 (dessen Welle die Bewegung entlang der Achse X in Fig. 1 steuert), eine"erste Wicklung mit zwei Spulen oder Abschnitten 89a, 89b und eine zweite Wicklung mit den Abschnitten 91a, 91b. Ebenso umfaßt die erste Wicklung des Motors 27 (zur Steuerung der Bewegung entlang der Achse Y) die Abschnitte 93a und 93b und die andere Wicklung die Abschnitte 95a, 95b„ Jede Hälfte bzw. jeder Abschnitt einer Wicklung polarisiert bei Speisung die zugehörige Wicklung in der einen Richtung. Zur abwechselnden Polung der Wicklung werden die beiden Hälften jeder Wicklung abwechselnd gespeist. Jeder der Schrittmotoren erzeugt vorzugsweise 200 Schritte pro Umdrehung seiner Rotorwelle, wobei das Antriebsverhältnis so gewählt ist, daß die Klemmeinrichtung 17 um ein Zoll bzw. 2,54 cm bei jeweils 50 Schritten einer der Schrittmotorwellen bewegt wird.

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In Fig. 5 ist die Schaltung zur Speisung der Wicklungen der Motoren 25 und 27 schematisch dargestellt. Vier Kanäle A bis D des Lochstreifenlesegerätes 79 erfassen mit je einer Photozelle oder dergleichen die Perforation in vier der acht Kanäle oder Spuren des Lochstreifens 81. Die übrigen vier Spuren des Lochstreifens können zur Steuerung anderer Punktionen der Nähmaschine verwendet werden (beispielsweise zur Steuerung entlang einer dritten Achse), zum Ein- und Ausschalten der Nähmaschine 13 usw.

Zwei Kanäle oder Spuren des Lochstreifens sind jeder der beiden Bewegungs'achsen der Klemmeinrichtung 17 zugeordnet. Die Kanäle A und B des Lochstreifenlesers 79 erfassen Öffnungen in einer nicht kodierten, versetzten Folge in den ersten beiden Spuren des Lochstreifens 81 zur Steuerung der Bewegung entlang der Achse X. Ebenso erfassen die Kanäle C und D des Lochstreifenlesegerätes nicht kodiete, versetzt aufeinanderfolgende Öffnungen in den beiden zweiten Kanälen oder Spuren des Lochstreifens zur Bewegungssteuerung entlang der Achse Y. Der Einfluß der versetzten Öffnungsanordnung wird später erläutert.

Jeder Kanal A bis D des Lochstreifenlesers 79 liefert ein Signal, wenn seine Photozelle oder dergleichen eine Öffnung im zugehörigen Kanal des Lochstreifens erfaßte Die Signale gelangen zu zugehörigen Schaltverstärkern 97A bis 97D. Diese Verstärker sind alle gemäß dem detailliert dargestellten Verstärker 97A ausgeführt. Signale aus dem Kanal A des Lochstreifenlesers gelangen über einen Widerstand R1 zur Basis eines NPN-Transistors QI, der in Darlington-Schaltung mit einem weiteren NPN-Transistor Q3 verbunden ist. Ein Spannungsanschluß +V liegt am Kollektor dieser Transistoren, über die Widerstände R3 bzw. R5.

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Das verstärkte Ausgangssignal gelangt über einen Widerstand R7 zum Kipp-(oder Takt-)Eingang eines Flipflops 99A. Die Verstärker 97B bis S7D liefern ähnlich verstärkte Signale für die Flipflops 99B bis 99D. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die üblichen Stromversorgungsanschlüsse dieser Flipflops und für andere Schaltungsteile nicht dargestellt.

Jedes Flipflop kann bekanntlich zwei stabile Schaltzustände einnehmen, d.h. es kann von dem einen in den anderen Zustand geschaltet werden. Wenn also im einen Zustand der eine Ausgang (¹¹Q" oder "Q") "hochgeschaltet" oder gleich 1 ist, so ist im anderen Schaltzustand der erstere Ausgang gleich 0 und der letztere Ausgang gleich 1 . Als Flipflops werden vorzugsweise integrierte Schaltungen verwendet.

Mit den Ausgängen der Flipflops S9A und 99B ist ein Schaltkreis 101 verbunden. Letzterer umfaßt vorzugsweise einen sogenannten Multiplexer als integrierte Schaltung, die die inneren Verbindungen jedes einzelnen Einganges eines ersten Satzes von Eingängen (z.B. jener, mit denen die Flipflops 99A, 99B verbunden sind) oder eines zweiten Satzes von Eingängen (mit denen die weiteren Flipflops 103A, 103B verbunden sind) zu zugehörigen Ausgängen in Abhängigkeit von einer entsprechenden Steuerspannung herstellt, die dem Multiplexer über geeignete (nicht gezeigte) Leitungen usw. zugeführt wird.

So verbindet der Multiplexer 101 in einem Schaltzustand- die Ausgänge der Flipflops 99A, 99B mit den entsprechenden Verstärkern 105A, 105A¹, 105B und 105B", deren Ausgänge mit-den Wicklungsabschnitten 89a, 89b, 91b bzw. 91a des Schrittmotors 25 (wie gestrichelt angedeutet) verbunden sind. Die Verstärker 105C, 1-05C·, 105D und 105D' verbinden die Ausgänge der Flipflops 99C und 99D !.direkt mit den Abschnitten 93a,

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93b, 95t» bzw. S5a des Schrittmotors 27.

Die Verstärker 105A, 105A^f usw. sind als gleiche Schaltverstärker ausgeführt. Der detailliert dargestellte Verstärker 1G5A enthält einen NPN-Transistor Q5, der an der Basis (über den Multiplexer 101) das Ausgangssignal vom Ausgang "Q" des Flipflops 99A erhält. Der Transistor Q5 liegt in Darlington-Schaltung an einem weiteren NPN-Transistor Q7, dessen Kollektor über einen Lastwiderstand R7 mit einer Versorgungsspannung +V verbunden ist und über einen Strombegrenzungswiderstand R9 mit der Basis eines NPN-Leistungsschalttransistors QS in Verbindung steht. Eine Zenerdiode D1 überbrückt Kollektor und Emitter von Transistor Q9. Der Emitter von Transistor Q9 liegt an Masse, sein Kollektor ist mit einem Ende des Motorwicklungsabschnittes 89a verbunden.

Die Verbindungen der Wicklungsabschnitte der Motoren 25 und liegen an der Versorgungsspannung +V. Dadurch wird jeder Abschnitt (z.B. 89a) gespeist, wenn der Leistungsschalttransistor (z.B. Q9) des zugeordneten Verstärkers 105A, 105A' usw. durchgesteuert ist. Die Flipflops 103A und 103B bilden einen Teil einer Nachführschaltung zum Nachführen der Klemmeinrichtung 17 entlang der Achse X (etwa zur Voreinstellung usw.) durch Betätigung des Schrittmotors 25 ohne Rücksicht auf die Funktion des Lochstreifenlesers 79 (und damit unabhängig vom Lochstreifen). Die Nachführeinrichtung enthält einen Oszillator 107 (der eine Frequenz von einigen 100 Hertz erzeugt) und eine Schmitt-Triggerschaltung 109 (vorzugsweise als integrierte Schaltung), die durch das Ausgangssignal des Oszillators 107 getriggert wird. Der Schmitt-Trigger 107 liefert dadurch ein periodisches Ausgangssignal synchron mit dem Oszillator 107. Das periodische Ausgangssignal gelangt zum Flipflop 111 und kippt dieses. Dessen Ausgänge "Q" und

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"Q" sind mit dem Takt- oder Kippeingang der Verstärker 103A und 103B verbunden. Dadurch ändert das Flipflop 111 bei jedem Zyklus des Ausgangssignales vom Oszillator 107 seinen Schaltzustand und kippt dadurch auch die Flipflops 103A und 1 03B.

In einem Schaltzustand,(abhängig vom Vorhandensein einer bestimmten Steuerspannung) verbindet der Schaltkreis 101 die Ausgänge "Q" und ¹¹Q" der Flipflops 103A und 103B mit den Ausgängen der Verstärker 105A, 105A¹, 105B bzw. 105B¹, wie gestrichelt angedeutet. In diesem Schaltzustand verbindet der Schaltkreis 101 die zuletzt genannten Verstärker selbstverständlich nicht mit den Flipflops 103A und 103B.

Für die Nachführbewegung der Klemme 17 entlang der Achse Y kann ebenfalls eine Nachführschaltung vorgesehen werden.

Es sei angenommen, daß die Schaltung nach Fig. 5 an Spannung liegt. Start und Stop der Nähmaschine 13 können manuell gesteuert werden. Da eine Spur des Lochstreifens 81 mit der Arbeitsweise der- Schaltung nach Fig. 5 an sich nichts zu tun hat, kann sie mit Öffnungen zur Steuerung dieser Funktion versehen werden. Bei laufender Nähmaschine 13 wird der Lochstreifen 81 über das Lochstreifenlesegerät 79 proportional mit der Geschwindigkeit der Nähmaschine bewegt.

Gemäß Fig. 6 sind die Kanäle oder Spuren des Lochstreifens 81 entsprechend den Kanälen A bis D des Lochstreifenlesers 79 bezeichnet. Da.die Steuerung der Schrittmotoren 25 und 27 über den Lochstreifen 81 auf die gleiche Weise erfolgt, sind lediglich Öffnungen in den Kanälen A und B zur Steuerung des Schrittmotors 25 für die Achse X gezeigt. Zur Steuerung des Schrittmotors 27 für die Achse Y dienen Öffnungen oder Löcher in den Lochstreifenspuren C und D.

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Ferner sei angenommen, daß der Lochstreifen 81 von links nach rechts den Lochstreifenleser 79 passiert, so daß die Löcher in den Spuren oder Kanälen jeweils einzeln die entsprechenden Photozellen oder dergleichen passieren, wobei jede Photozelle einem dazugehörigen Verstärker 97A bis 97D ein Signal zuführt, wenn in der entsprechenden Spur A bis D des Lochstreifens eine Öffnung erfaßt wird.

Die Öffnungen oder Löcher sind zwischen den beiden ersten Spuren A und B des Lochstreifens 81 versetzt. Eine erste Gruppe von Löchern 113 liegt eng beisammen, der Abstand entspricht demjenigen der Antriebslöcher 83. Die acht Öffnungen der Gruppe 113 definieren acht Drehschritte der Abtriebswelle des Motors 25 zum Verschieben der Klemme 17 entlang der Achse X, wenn die Nähmaschine 13 zwischen den Fingern 23 und dem Tisch 21 festgeklemmtes Material näht.

Auf die Gruppe 113 folgt ein freies Intervall 115» in dem der Schrittmotor 25 nicht arbeitet, also die Klemme 17 entlang der Achse X nicht bewegt wird. Auf das freie Intervall 115 folgt eine Gruppe mit Öffnungen oder Löchern 117, durch die der Schrittmotor 25 der Nähmaschine wieder arbeitet.

Gemäß der Erfindung ändert sich die Schrittgeschwindigkeit der Schrittmotoren abhängig vom Intervall zwischen den nacheinander erfaßten Löchern oder Öffnungen des Lochstreifens, wobei eine bestimmte Geschwindigkeit der Nähmaschine B angenommen ist. Man kann auch sagen, das Intervall zwischen nacheinander erfaßten Perforationen bestimmt die Größe der Bewegung der Klemme 17 gegenüber der Achse X oder Y bei jedem Stich der Nähmaschine.

Wenn der Lochstreifenleser 79 eine Öffnung in einer Spur erfaßt, wird ein Signal auf einen dazugehörigen Schaltverstärker 97A bis 97D gegeben. Wenn beispielsweise die Öffnung

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in Fig. 6 im Kanal A des Lesegerätes 79 ein Signal auf den Verstärker 97A gibt, wird der Transistor Q1 leitend und der Transistor Q3 wird abgeschaltet. Dadurch wird der Ausgang des Verstärkers 97A hochgeschaltet und das Flipflop 99A gekippt. , Bs sei angenommen, daß der Anschluß ¹¹Q" des Flipflops 9SA vorher hochgeschaltet und der Anschluß ¹¹Q" vorher herabgeschaltet war, so daß durch das Kippen des Flipflops nun der Ausgang "Q" hochgeschaltet ist und der Ausgang "Q" herabgeschaltet ist. Am Anfang soll der Ausgang "Q" des Flipflops 99B hochgeschaltet sein bzw. der Ausgang ¹¹Q" her abgeschaltet.

Es wird ferner angenommen, daß der Schaltkreis 101 die Ausgänge der Flipflops 99A und 99B entsprechend mit den Schaltverstärkern 105A, 105A¹ bzw. 105B, 105B¹ verbindet. Dann wird durch die Erfassung der Öffnung 11 9 in der Spur A des Lochstreifens der Transistor Q5 des Verstärkers 105A durchgesteuert, der Transistor Q7 gesperrt und der Transistor Q9 durchgesteuert, so daß die Wicklung 89a des Schrittmotors 25 Strom erhält. Dagegen wird die Wicklung 89b vom Verstärker 105A¹ nicht gespeist. Auch die Wicklung 91b des Schrittmotors wird gespeist, jedoch die Wicklung 91 a nicht. Dadurch wird der Schrittmotor 25 im Uhrzeigersinn um einen Schritt weiter geschaltet. Dieser Zustand bei Erfassung der Öffnung 119 ist in der Tabelle nach Fig. 7 dargestellt, wo der erste Schritt durch den Text "Schritt 1" angegeben ist. Die Speisung oder Erregung der Wicklungen 89a und 91b ist durch ein ¹¹X" in der entsprechenden Spalte angegeben.

Der nächste Schritt wird durch die Erfassung der Öffnung in Spur B durch den Lochstreifenleser 79 ausgelöst. Das resultierende Ausgangssignal des Verstärkers 97B kippt das Flipflop 99B₁ so daß die Polung der zweiten Wicklung des Schrittmotors 25 durch Abschaltung der Wicklung 91b und Einschaltung der Wicklung 91a umgekehrt wird. Dadurch

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wird eine zweite Bewegung im Uhrzeigersinn von der Abtriebswelle des Motors 25 gemäß Fig. 7 ausgeführt»

Bei Erfassung der weiteren, gegeneinander versetzten Öffnungen in den Kanälen oder Spuren A und B werden die Wicklungen des Schrittmotors 25 nacheinander mit umgekehrter Polung gespeist. Dadurch bewirken also die öffnungen oder Löcher 123, 125 und 127 den dritten, vierten und fünften Schritt der Schrittmotorwelle im Uhrzeigersinn (Fig. 7)«

Bei der nächsten Öffnung 129 ist die Folge der Öffnungen nicht versetzt, so daß das FlipPlop 99B zweimal nacheinander gekippt wird, so daß die Wicklungen des Motors 25 mit umgekehrter Folge der Polumkehr gespeist werden. Dadurch wird die Dreh— richtung der Motorwelle gemäß Fig. 7 beim siebten Schritt umgekehrt. Zur Umkehr der Motordrehrichtung sind also lediglich zwei aufeinanderfolgende Öffnungen in der gleichen Spur des Lochstreifens vorzusehen, ohne daß dazwischen eine Öffnung in der anderen Spur des entsprechenden Schrittmotors liegt.

Da nun die Öffnungen wieder gestaffelt oder versetzt sind läuft die Motorwelle schrittweise in umgekehrter Richtung, d.h. im Gegenuhrzeigersinn. Die Öffnungen 131 und 133 erzeugen somit den siebten und den achten Schritt (Fig. 7).

Die in größeren Abstand angeordneten Öffnungen oder Löcher 135 bewirken entsprechend weniger Schritte pro Längeneinheit des Lochstreifens. Die Drehgeschwindigkeit der Schrittmotorwelle ändert sich somit abhängig vom .Intervall zwischen den erfaßten Perforationen des Lochstreifens. Die Klemmeinrichtung 17 wird dadurch im Intervall 135 weniger bewegt als im Intervall 117· Die Perforation 137 bewirkt dagegen wieder eine größere Klemmeinrichtungsgeschwindigkeit. Die Steuerung des Schrittmotors 27 entlang der Achse Y kann durch entsprechende Öffnungen in den Lochstreifenspuren C und D erfolgen.

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Die Bewegung der Klemmeinrichtung 17 wird somit in Größe und Richtung und entlang jeder Achse dixch den Lochstreifen präzise gesteuert. Der Lochstreifen definiert somit das Bewegungsmuster der Klemmeinrichtung 17 beim Nähen des Materials durch die Nähmaschine 13. Der Lochstreifen ist vorzugsweise endlos, was die Wiederholung des Nähmusters erleichtert.

Zum Nähen von Hemdkragenformen wird der Stoff unter die Klemmfi-nger 23 auf dem Klemmtisch 21 gelegt und durch die Klemmzylinder 24c und 24b festgehalten. Bei diesem Vorgang ist es zweckmäßig, wenn die Klemmeinrichtung 17 durch Betätigung der NachführSchaltung von der einen seitlichen Stellung entlang der Achse X in eine Ausgangsstellung an einem Ende des Kragenmusters gebracht wird, an dem das Nähen beginnt, sich um das Muster fortsetzt und dann am anderen Ende des Musters beendet wird. Die Klemmeinrichtung wird dann in die entgegengesetzte seitliche Stellung geführt und der genähte Stoff entnommen. Es wird dann das nächste Muster genäht, wobei sich die Klemmeinrichimg entlang der Achse X in entgegengesetzter Richtung bewegt.

Bei diesen Nachführsehritten wird die Bewegung des Schrittmotors 25 von der Nachführschaltung gesteuert. Gemäß Fig. erzeugt der Oszillator 107 der Nachführschaltung ein periodisches AusgangsSignal, das durch den Schmitt-Trigger 109 zum Kippen des Flipflops 111 in Rechtecksignale umgeformt wirdo Das Flipflop 111 kippt die Flipflops 113A und 113B genau in dem Augenblick, wenn die versetzte Perforation des Lochstreifens die Flipflops 99A und 99B entsprechend kippt. Die Flipflops 103A, 103B bewirken über den Schaltkreis die abwechselnde Polung der Wicklungen des Schrittmotors durch die Verstärker 105A, 105A' usw.

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Die Erfindung bietet wesentliche Vorteile. Da die Lochstreifenperforation nicht kodiert ist, sondern das Positionieren des Stoffes direkt steuert, ist die komplizierte, aufwendige Dekodierausrüstung zum bisher erforderlichen lochstreifengesteuerten Positionieren nicht mehr nötig. Außerdem wird durch die fehlende Kodierung der Perforation das visuelle Lesen vereinfacht. Da jedes Loch bzw. jede Öffnung einen Schritt darstellt, eine Richtungsumkehr durch zwei aufeinanderfolgende, nicht versetzte Lochungen angezeigt wird und da der Abstand zwischen den Lochungen das Ausmaß der Klemmeinrichtungsbewegung bei jedem Stich der Nähmaschine präzise wiedergibt, kann man Musteränderungen und -einstellungen für den Maschinenbetrieb oder ähnliches ohne weiteres durch visuelle Kontrolle des Lochstreifens bestimmen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Staffelung der Lochstreifenperforation zwischen zwei Spuren die Photozellen des zugehörigen Lochstreifenlesegerätes nur mit der Hälfte der Lesegeschwindigkeit arbeiten müssen, die benötigt würde, wenn die Perforation in der gleichen Spur im normalen Schrittbetrieb nicht versetzt bzw. gestaffelt wäre. Ebenso arbeiten die übrigen elektronischen Bauteile jeder Spur bzw. jedes Kanals nur mit der Hälfte der sonst erforderlichen Arbeitsgeschwindigkeit. Man erreicht dadurch ohne Kompromisse hinsichtlich Zuverlässigkeit und Toleranzgröße und ohne besondere Hochleistungsbauteile mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine höhere Gesamtnähgeschwindigkeit.

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Claims

Patentansprüche

1. Lochstreifengesteuerte Nähmaschine mit einer Positioniereinrichtung für die Relativbewegung des zu'nähenden Materials gegenüber der Maschine und entlang mindestens zweier Bewegungsachsen, gekennzeichnet durch zwei Schrittmotoren mit mehreren Wicklungen und mit einer mit der Positioniereinrichtung verbundenen Welle, die sich schrittva.se drehen, wenn die Wicklungen nacheinander mit wechselnder Polung gespeist werden, wobei jede Welle die Bewegung der Positioniereinrichtung entlang einer Bewegungsachse steuert, durch ein Lochstreifenlesegerät zur Erfassung der in mehreren Spuren des Lochstreifens in einer vorgegebenen Folge angeordneten und ein vorgegebenes Bewegungsmuster der Positionierungseinrichtung definierenden Perforation und durch eine Steuereinrichtung mit mehreren bistabilen, mit dem Lochstreifenlesegerät verbundenen und die Wicklungen speisenden Schaltelementen, die bei Erfassung einer bestimmten Lochstreifenperforation vom einen in den anderen Schaltzustand gehen und dadurch die Wicklungen nacheinander umpolen, so daß das Material automatisch und mit hoher Geschwindigkeit entsprechend dem vorgegebenen Muster genäht wird.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die den Lochstreifen in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit der Nähmaschine durch das Lochstreifenlesegerät bewegt.

3. Nähmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Nachführeinrichtung die mindestens einen der Schrittmotoren der Positioniereinrichtung unabhängig von Perforationen nachführt, die ein vorgegebenes Bewegungsmuster der Positioniereinrichtung definieren.

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4. Nähmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführeinrichtung einen Oszillator und mehrere bistabile Kipper aufweist, die mit der Steuereinrichtung verbunden sind und abhängig vom Oszillator einen der Schrittmotoren mit abwechselnder Polung speisen.

5. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung eine Klemmeinrichtung für das zu nähende Material aufweist, daß eine erste Antriebseinrichtung mit der Welle des ersten Schrittmotors verbunden ist und die Querbewegung der Klemmeinrichtung bewirkt und daß eine zweite Antriebsvorrichtung mit der Welle des zweiten Schrittmotors verbunden ist und die Längsbewegung der Klemmeinrichtung bewirkt.

6. Nähmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung einen Tisch aufweist für das zu nähende Material und Klemmelemente, die das Material auf dem Tisch festhalten.

7. Nähmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Antriebsvorrichtung je eine lineare Lagerfläche aufweisen, Gleitstücke, ein Band oder eine Kette, mit den Gleitstücken verbunden und von der zugehörigen Welle der ersten oder zweiten Schrittvorrichtung angetrieben, zur linearen Gleitbewegung der Gleitstücke entlang der linearen Lagerfläche bei Drehung der entsprechenden Schrittmotorwelle.

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