DE3128937A1

DE3128937A1 - Verfahren zur steuerung einer stick- oder naehmaschine

Info

Publication number: DE3128937A1
Application number: DE19813128937
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(grad.) 4154 Tönisvorst Conrads
Original assignee: Maschinenfabrik Carl Zangs AG
Current assignee: Saurer AG
Priority date: 1981-07-22
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1983-02-10
Also published as: DE3128937C2; GB2102847A; JPS5818464A; DE3128937C3; GB2102847B

Description

PATENTANWÄLTE

, DIPL.-ING. ALEX STENGER

Kaiser-Friedrich-Ring 70 O DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

D-4000 DÜSSELDORF 11 DIPL.-ING. H E I N Z J. RING

Unser Zeichen: 22 320 Datum: 21. Juli 1981

Maschinenfabrik Carl Zangs AG, überdiessemer Str. 15,

4150 Krefeld

Verfahren zur Steuerung einer Stick- oder Nähmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Stickoder Nähmaschine mit mindestens einer Nadelstange und einer Springsticheinrichtungj welche die Bewegung der Nadelstange bei weiterlaufendem Nadelstangenantrieb und bei gleichzeitigem Transport des zu behandelnden Gutes unterbricht.

Es ist bei Stickmaschinen bekannt, daß die Stickgeschwindigkeit und die Stichlänge in einem bestimmten Abhängigkeitsverhältnis zueinander stehen. Diese Abhängigkeit ist darin begründet, daß der Verschiebevorgang des Pantographen bzw. des Gatters/zum Transport des zu bestickenden Gutes wegen der Massenträgheit der Maschinenelemente nicht in beliebig kurzer Zeit durchgeführt werden kann. Pur große Verschiebewege, d.h. große Stichlängen, wird mehr

Zeit benötigt als für kleine Verschiebewege. Ein Zeitgewinn ist nur über die Stickgeschwindigkeit, die in Stichen pro Zeiteinheit definiert ist, zu erzielen. Stickgeschwindigkeit und Stichlänge stehen somit im umgekehrten Verhältnis zueinander. Bei jeder Maschinenumdrehung folgen einander eine Pantographen-Verschiebephase und eine Stichbildungs-Phase, die jeweils etwa die gleiche Zeit benötigen.

Bei einem bestimmten Typ einer Stickmaschine steht beispielsweise bei einer Stickgeschwindigkeit von 500 Stichen pro Minute und bei einer maximalen Stichlänge von 6,6 mm eine Verschiebezeit für das zu bestickende Gut von 65 ms zur Verfügung. Bei kleineren Stichlängen könnte dagegen die Stickgeschwindigkeit auf beispielsweise

Telefon (0211) 57 2131 ■ Telex: 8588 429 · Telegrammadresse: Rheinpatent ■ FostsAeddconto Köln (BLZ 37010050) 227610-503

600 Stiche pro Minute angehoben werden.

Da in einem Stickmuster Stichlängen unterschiedlichster Größe vorkommen, wäre die kürzestmögliche Stickzeit zu erreichen, wenn für jede Stichlänge nur soviel Verschiebezeit zur Verfügung gestellt würde, wie erforderlich wäre, um die maximal mögliche Geschwindigkeit einzuhalten. Dies ist jedoch technisch sehr aufwendig und könnte auch infolge der ständig wechselnden Stickgeschwindigkeit zu einem nicht optimalen Stickmusterausfall führen.

Aus diesem Grunde sind Verfahren entwickelt worden, nach denen Stickmaschinen mit zwei unterschiedlichen Stickgeschwindigkeiten (Drehzahlen) betrieben werden, wobei die höhere Stickgeschwindigkeit nur bei Stichlängen bis zu einem bestimmten Wert zur Anwendung kommt und bei größeren Stichlängen die jeweils niedrigere Geschwindigkeit. Trotz der Verwendung von zwei verschiedenen Geschwindigkeiten kann mit diesem Verfahren niemals die kürzestmögliche Stickzeit erreicht werden, da bei kleinen Stichlängen die Pantographen-Verschiebephase schon vorzeitig beendet ist, ehe die Stickbildungs-Phase beginnt.

Bei einer repräsentativen Untersuchung einer großen Anzahl unterschiedlicher Stickmuster wurde festgestellt, daß der überwiegende Teil der Stiche aus Werten geringer Länge besteht. Das bedeutet, daß diese große Anzahl von Stichen mit einer bedeutend höheren Stickgeschwindigkeit ausgeführt werden könnte als dies bei den bekannten Stickmaschinen der Fall ist, da sich bisher die Stickgeschwindigkeit nach der größtmöglich vorkommenden Stichlänge richtet. Weil jedoch die Stichlängenverteilung über das gesamte Muster gesehen völlig beliebig ist, d.h. große und kleine Stichlängen beliebig einander folgen, müßte die Drehzahl der Stickmaschine .(= Stickgeschwindigkeit f eines variablen Antriebs ständig der jeweiligen Stichlänge angepaßt werden. Dies führt jedoch - wie bereits voranstehend ausgeführt - zu einem sehr großen technischen Aufwand.

*mittels - 3 -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung der Springsticheinrichtung ein Verfahren zur Steuerung einer Stickoder Nähmaschine zu schaffen, welches mit geringem technischen Aufwand eine beträchtliche Verkürzung der zur Durchführung eines vorgegebenen Stickprogramms ( = Stickmusters) erforderlichen Zeit ergibt.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine mit einer gleichbleibenden Stickgeschwindigkeit betrieben wird, die unter Berücksichtigung der jeweils maximalen Verschiebegeschwindigkeit des zu behandelnden Gutes entsprechend einer vorgegebenen Grenzstichlänge ausgewählt wird, welche den überwiegenden Anteil der vorkommenden Stiche umfaßt, und daß zur Ausführung von Stichen mit einer die Grenzstichlänge übersteigendenLänge diese Stiche unter Einfügen mindestens eines Springstiches mit einer der Grenzstichlänge entsprechenden Länge selbsttätig unterteilt werden.

Mit diesem erfindungsgemäßen Vorschlag ist es möglich, den überwiegenden Anteil der vorkommenden Stiche eines Stickprogramms mit erhöhter Stickgeschwindigkeit auszuführen, ohne daß hierbei die maximal mögliche Verschiebegeschwindigkeit des zu behandelnden Gutes überschritten wird. Nur für den Fall, daß Stiche mit die Grenzstichlänge überschreitender Länge anfallen, wird die bisher für andere Zwecke eingesetzte Springsticheinrichtung betätigt, welche die die Grenzstichlänge übersteigenden Stichlängen in ein oder mehrere Springstiche und einen die Grenzstichlänge nicht überschreitenden Rest unterteilt. Die Funktion der Springsticheinrichtung, nämlich das Nichteinstechen der Nadel in das Gut durch Festhalten der Nadelstange im oberen Totpunkt nach beendeter Pantographen-Verschiebephase bleibt hierbei in der bekannten Weise erhalten.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich eine erhebliche "Verkürzung der gesamten Mustererstellung bei einer Stick- oder Nähmaschine j wobei das Verfahren selbstverständlich außer bei einnadeligen Näh- und Stickmaschinen auch bei Mehrkopf-Stickmaschinen und Schiffchenstickmaschinen anwendbar ist.

Beispielsweise bei einem Stickmuster, in welchem 95 % aller Stiche eine Stichlänge von 4 mm nicht überschreiten, kann eine Stickgeschwindigkeit von 600 Stichen pro Minute gewählt werden, obwohl 5 % aller Stiche eine Stichlänge zwischen'4 und 6,6 mm aufweisen. Diese 5 % der gesamten Stiche, die bisher zu/feiner Reduzierung der Stickgeschwindigkeit auf 500 Stiche pro Minute führten, werden nunmehr in Springstiche bis zu einer Länge von 4 mm unterteilt. Nimmt man ein komplettes Stickmuster von 5000 Stichen an und eine bisherige Normalgeschwindigkeit von Stichen pro Minute, ergibt sich folgende Gegenüberstellung:

Beim bisherigen Verfahren wurden diese 5000 Stiche bei einer Stickgeschwindigkeit von 500 Stichen pro Minute in 10 Minuten ausgeführt. Nunmehr werden 95 % dieser Stiche, d.h. 4750 Stiche mit einer Stickgeschwindigkeit von 600 Stichen pro Minute ausgeführt, d.h. in 7j9 Minuten. Die restlichen 250 Stiche, die sämtlich eine Stichlänge zwischen 4 und 6,6 mm besitzen, werden unter Verwendung eines Springstiches mit 4 mm Springstichlänge ausgeführt; hierfür werden 2 mal 250 Stiche, d.h. 500 Stiche bei einer Stickgeschwindigkeit von 600 Stichen pro Minute benötigt, d.h. eine Zeit von. 0,83 Minuten. Insgesamt ergibt sich somit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Gesamtstickzeit von 8,73 Minuten. Dies bedeutet eine mehr als 12$ige Einsparung.

Besitzt ein Stickmuster überwiegend Stichlängen, die kleiner als 4 mm sind, kann selbstverständlich die Stickgeschwindigkeit weiter gesteigert werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die gleichbleibende Drehzahl der Maschine .(= Stickgeschwindigkeit) für jede komplette Stickmustererstellung einstellbar, wobei die Stickgeschwindigkeit für das jeweils durchzuführende Stickmuster aufgrund einer Analyse der in diesem Stickmuster enthaltenen Stichlängen in Abhängigkeit von der sich hieraus ergebenden Grenzstichlänge bestimmt wird. Diese Grenzstichlänge kann entweder aus einer Tabelle ermittelt oder erfindungsgemäß durch einen in der elektronischen Steuerung der Maschine enthaltenen Rechner aufgrund eines vorherigen Durchlaufs des kompletten Stickmusters ermittelt werden.

Um die Stickgeschwindigkeit der Maschine der jeweils ermittelten Grenzstichlänge optimal anpassen zu können, muß die Maschine mit einem stufenlos, verstellbaren Antrieb versehen sein, der entweder mechanisch oder elektrisch verstellbar ist. Als mechanische Verstellgetriebe können beispielsweise sogenannte Variatoren verwendet werden, die nach dem Prinzip der stufenlos einstellbaren Durchmesser von Keilriemenscheiben arbeiten. Als stufenlose elektrische Antriebe bieten sich Gleichstrommotoren, frequenzgesteuerte Wechsel-Drehstrom-Motoren und Schrittmotoren an.

Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach der Eingabe der Grenzstichlänge in die Maschinensteuerung jede aus dem Stickmuster anstehende Eingabe zur Ausführung eines Stiches daraufhin untersucht, ob der auszuführende Stich größer als die Grenzstichlänge ist. Für den Fall eines die Grenzstichlänge nicht überschreitenden Wertes wird die Stichlänge unmittelbar zur Ausführung an den Guttransport weitergegeben. Für den Fall eines die Grenzstichlänge überschreitenden Wertes werden Befehle an die Springsticheinrichtung und an den Guttransport zur Durchführung eina? Gut bewegung entsprechend der Grenzstichlänge gegeben, wobei nach Subtraktion der Grenzstichlänge der anstehende Restwert nochmals einer überprüfung im Hinblick auf die Grenzstichlänge unterzogen wird. Erst bei die Grenzstichlänge

nicht mehr überschreitendem Restwert wird die verbleibende Stichlänge zur Ausführung des Guttransports und der Nadelbewegung unter Unterlassung des Springstichs an die Maschine weitergegeben.

Die Grenzstichlänge kann nicht nur aus der effektiven, durch Komponenten in X- und Y-Richtung gebildeten Stichlänge ermittelt werden₃ sondern gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung getrennt für die Komponente in X-Richtung und für die Komponente in Y-Richtung des Guttransportes. Dies ist insbesondere möglich und vorteilhaft für Stick- oder Nähmaschinen mit zwei getrennten, jedoch gleichzeitig betätigten Antrieben für den Guttransport in X- bzw. Y-Richtung.

Mit Hilfe von Zeichnungen soll anschließend das erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden. Auf den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Mehrkopf-Stickmaschine,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Mehrkopf-Stickmaschine nach Fig. I₃

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Steuerung der Stickmaschine nach den Fig. 1 und 2₃

Fig. 4 eine Tabelle mit der Analyse von zwölf Stickprogrammen und

Fig. 5 ein Flußdiagramm für eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die in Fig. 1 dargestellte Mehrkopf-Stickmaschine besitzt ein Gestell 1 mit einem Tisch 2, auf welchem insgesamt sechs Stickköpfe 3 befestigt sind. Diese Stickköpfe 3 werden durch eine gemeinsame Antriebswelle h über ein Getriebe 5 von einem Motor 6 angetrieben, der außer der Bewegung der Nadelstangen auch die Bewegung der auf der Zeichnung nicht dargestellten Greifer bewirkt. Gemäß Fig. 2 werden jedem Stickkopf 3 zugeordnete Stickrahmen 7 über einen Pantographen 8 von zwei Motoren 9 und 10

für die Bewegung in X-Richtung bzw. Y-Richtung angetrieben.

Das Blockschaltbild in Fig. 3 zeigt einen Datenträger 11, Beispielsweise einen 8-Kanal-Lochstreifen, der das Programm des Stickmusters enthält und der die Daten zeitgerecht an eine elektronische Steuerung 12 weitergibt. Diese elektronische Steuerung 12 steuert die Motore 9 und 10 für den Antrieb des Pantographen 8 und löst hierbei die Stiche, welche eine vorgegebene Grenzstichlänge überschreiten, in Springstiche mit der Grenzstichlänge und in eine Reststichlänge auf, die gleich oder geringer als die Grenzstichlänge ist.

In Fig. 4 sind zwölf Stickmuster hinsichtlich ihrer Stichlängenzusammensetzung aufgeführt. Diese Darstellung zeigt, daß der größte Anteil der innerhalb eines Längenbereiches befindlichen Stiche bei den Stickmustern in unterschiedlichen Längenbereichen liegt und somit kein Maß für die Grenzstichlänge ist, die erst durch die Gesamtverteilung der unterschiedlichen Stichlängen der einzelnen Stickmuster ermittelt werden kann.

Bei den Beispielen der Fig. 4 sind die maximalen Prozentsätze der in einen Stichlängenbereich fallenden Siehe unterstrichen; die Grenzstichlängen ergeben sich aus den eingerahmten Angaben. Beim Stickmuster Nr. 4 liegen beispielsweise 88,05 % der Stiche im Bereich von 1-2 mm. 2 mm ist zugleich die Grenzstichlänge. Beim Stickmuster Nr. 8 liegen zwar 24,12 % der Stiche im Bereich von 3-4 mm, die Grenzstichlänge beträgt hier jedoch 8 mm. Bei 9 der 12 Stickmuster nach Fig. 4 fallen maximal vorkommende Stichlängen und Grenzstichlängen nicht zusammen. Die Gesamt stickzeit würde wegen der zusätzlichen Springstiche für zuviele größere Stichlängen länger als das angestrebte Minimum an Zeit.

Entsprechend der jedem Stickprogramm zugeordneten Grenzstichlänge wird die Antriebsgeschwindigkeit, d.h. Drehzahl für den Motor 6,

/ro

der die Nadelstangen und Greifer antreibt, gewählt. Sie beträgt für das Stickprogramm Nr. 4 beispielsweise 950 Umdrehungen pro Minute und für das Stickprogramm Nr. 8 beispielsweise 500 Umdrehungen pro Minute. Diese Drehzahlen können entweder von Hand am Getriebe 5 eingestellt oder durch ein Stellglied 13 der elektronischen Steuerung 12 aufgegeben werden. Es ist weiterhin möglich, die jeweilige Grenzstichlänge dadurch zu ermitteln, daß das abzustickende Programm vor Arbeitsbeginn einmal die Steuerung 12 durchläuft, welche mittels eines eingebauten Rechners die optimale Grenzstichlänge ermittelt und an das Getriebe 5 weitergibt.

Bei der Ermittlung der Grenzstichlänge kann entweder die sich aus den x- und y-Komponenten ergebende Gesamtlänge oder einfacher der größere Wert der x- bzw. y-Komponente gewählt werden. Die letztere Möglichkeit bietet sich insbesondere bei Maschinen an, welche getrennte Antriebe für den Guttransport in X-Richtung und in Y-Richtung besitzen.

Zur Automatisierung der Vorgänge ist es weiterhin denkbar, jedem Datenträger 11 für ein bestimmtes Stickmuster die für diesen speziellen Fall ermittelte Grenzstichlänge in Form eines bestimmten Codes aufzugeben, der gelesen und an die elektronische Steuerung

12 weitergegeben wird.

In Fig. 5 ist ein Flußdiagramm dargestellt, welches eine bevorzugte Möglichkeit für den Verfahrensablauf in der elektronischen Steuerung 12 beschreibt.

Nachdem die Grenzstichlänge η ermittelt bzw. durch das Stellglied

13 der elektronischen Steuerung 12 aufgegeben worden ist, werden die anstehenden Stichlängen vom Datenträger 11 laufend der elektronischen Steuerung 12 eingegeben. Jeder anstehende Stich wird daraufhin untersucht, ob er gleich oder kleiner ist als die Grenzstichlänge n. überschreitet die Länge des anstehenden Stiches die Grenzstichlänge η nicht, wird der Stichwert über

eine Ausgabe an die Stickmaschine weitergegeben und ausgeführt. Ist die Länge des anstehenden Stiches jedoch größer als die Grenzstichlänge n, gibt die elektronische Steuerung 12 der Springsticheinrichtung 14 den Befehl, die Nadeln im oberen Totpunkt festzuhalten. Gleichzeitig erhält der Motor 9 bzw. 10 den Befehl, den Pantographen 8 entsprechend der Grenzstichlänge η zu bewegen. Nach Subtraktion der Grenzstichlänge η von der anstehenden Stichlänge wird der sich ergebende Restwert erneut überprüft, ob er die Grenzstichlänge η übertrifft. Sollte dies der Fall sein, wird ein weiterer Springstich durchgeführt. Ergibt sich bei einer überprüfung der Reststiehlänge, daß diese gleich der Grenzstichlänge ist oder unterhalb der Grenzstichlänge η liegt, gelangt der Restwert ebenfalls zur Ausgabe und die Springsticheinrichtung 14 erhält einen Befehl zum Löschen des Springstichzustandes.

Diese Überprüfung der anstehenden Stiche durch die elektronische Steuerung 12 erfolgt für sämtliche Stiche des gesamten Stickmusters, wobei der Motor 6 für den Antrieb der Nadelstangen und der Greifer stets mit konstanter Drehzahl läuft, die entsprechend der vorher ermittelten Grenzstichlänge η ausgewählt worden ist und die der für diese Grenzstichlänge maximalen Stickgeschwindigkeit entspricht.

Das Blockschaltbild in Fig. 3 zeigt wiederum, daß die im Flußdiagramm nach Fig. 5 ermittelten Befehle einerseits an die Motore 9 und 10 zur Verstellung des Pantographen 8 und andererseits an die Springsticheinrichtung 14 weitergegeben werden, deren Steuereinheiten in jedem Stickkopf 3 angeordnet sind. Weiterhin steuert die elektronische Steuerung 12 das Getriebe 5 zur Einstellung der der jeweiligen Grenzstichlänge η entsprechenden gleichbleibenden Drehzahl für den Motor 6.

Die Vorteile des beschriebenen Verfahrens liegen insbesondere darin, daß die Drehzahl des Motors 6 für den Nadelstangen- und

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Il

Greifer-Antrieb nicht mehr ausschließlich von den größten Stichlängen bestimmt wird, sondern von der "Verteilung der Stichlängen innerhalb eines bestimmten Stickmusters. Die höhere Drehzahl
der Maschine für die Mehrzahl der Stiche ergibt eine beachtliche Zeitersparnis, auch wenn die die Grenzstichlänge η übersteigenden Stiche mittels der Springsticheinrichtungen 14 ausgeführt werden müssen.

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Bezugsziffernliste:

η Grenzstichlänge

1	Gestell
2	Tisch
3	Stickkopf
4	Antriebswelle
5	Getriebe
β	Motor
7	Stickrahmen
8	Pantograph
9	Motor
10	Motor
11	Datenträger
12	Elektronische Steuerung
13	Stellglied
14	Springsticheinrichtung

Leerseite

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung einer Stick- oder Nähmaschine mit mindestens einer Nadelstange und einer Springsticheinrichtung, welche die Bewegung der Nadelstange bei weiterlaufendem Nadelstangenantrieb und bei gleichzeitigem Transport des zu behandelnden Gutes unterbricht j

dadurc h gekennzeichnet, daß die Maschine mit einer gleichbleibenden Drehzahl für den Nadelstangenantrieb und der- Transport des Gutes betrieben wird, die unter Berücksichtigung der jeweils maximalen Verschiebegeschwindigkeit des zu behandeinen Gutes entsprechend einer vorgegebenen Grenzstichlänge ausgewählt wird, welche den.überwiegenden Anteil der vorkommenden Stiche umfaßt, . ..und- daß zur Ausführung von Stichen mit einer die Grenzstichlänge übersteigenden Länge diese Stiche unter Einfügen mindestens eines Springstiches mit einer der Grenzstichlänge entsprechenden Länge selbsttätig unterteilt werden.

2. Verfahren nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die gleichbleibende Drehzahl der Maschine für jeden kompletten Bearbeitungsvorgang einstellbar ist und für das jeweils durchzuführende Stickmuster aufgrund einer Analyse der in diesem Programm enthaltenen Stichlängen in Abhängigkeit von der sich hieraus ergebenden Grenzstichlänge bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Eingabe der Grenzstichlänge in die Maschinensteuerung jede aus dem Stickprogramm anstehende Eingabe zur Ausführung eines Stiches daraufhin untersucht wird, ob der auszuführende Stich größer als die Grenzstichlänge ist, daß

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für den Fall eines die Grenzstichlänge nicht überschreitenden Wertes die Stichlänge unmittelbar zur Ausführung an den Guttransport weitergegeben wird und für den Fall eines die Grenzstichlänge überschreitenden Wertes Befehle an die Springsticheinrichtung und ai den Guttransport zur Durchführung einer Gutbewegung entsprechend der Grenzstichlänge gegeben werden, daß nach Subtraktion der Grenzstichlänge der anstehende Restwert nochmals einer überprüfung im Hinblick auf die Grenzstichlänge unterzogen wird und daß erst bei die Grenzstichlänge nicht mehr überschreitendem Restwert die verbleibende Stichlänge zur Ausführung des Guttransportes und der Nadelbewegung weitergegeben wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstichlänge getrennt für die Komponente in x-Richtung und für die Komponente in y-Richtung des Guttransportes ermittelt wird.

5. Verfahren räch mindestens einem der Ansprüche 1 bisΛ₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstichlänge und damit die gleichbleibende Drehzahl durch einen in der elektronischen Steuerung der Maschine enthaltenen Rechner aufgrund eines vorherigen Durchlaufs des kompletten Stickprogramms ermittelt werden.