DE3128937C2

DE3128937C2 - Stick- oder Nähmaschine

Info

Publication number: DE3128937C2
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: 1983-10-13
Also published as: GB2102847B; DE3128937C3; JPS5818464A; GB2102847A; DE3128937A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stick- oder Nähmaschine mit mindestens einer Nadelstange, einem Maschinenantrieb, dessen Drehzahl einstellbar ist, einer Springsticheinrichtung, welche die Bewegung der Nadelstange bei außerhalb des Gutes befindlicher Nadel und bei weiterlaufendem Nadelstangenantrieb für einen Transport des Gutes innerhalb der für den Gurttransport pro Maschinenzyklus vorgesehenen, durch nicht ausgenutzte Stichbildephasen unterbrochenen Verschiebephase unterbricht, und mit einer Steuerung für eine mustergemäße Bewegung des Gutes unter Benutzung der Springsticheinrichtung. Um unter Ausnutzung der Spring stich einrichtung nach einer vorherigen Analyse des jeweiligen Stickmusters bezüglich der Stichlängenanteile und ihrer Verteilung auf Stichlängenbereiche, die zu einer musterspezifischen Grenzstichlänge mit zugehöriger Maschinendrehzahl führt, das jeweilige Stickmuster in der kürzestmöglichen Gesamtstickzeit mit einer konstanten Drehzahl auszuführen, ruft die Steuerung aus einem Musterträger jeden nächstfolgenden Stich ab und steuert die Springsticheinrichtung an, wenn die Länge des jeweils abgerufenen und zur Ausführung anstehenden Stiches eine musterspezifische Grenzstichlänge übersteigt, der die jeweils eingestellte Maschinendrehzahl entspricht. Hierbei kann die Steuerung einen Rechner zur Ermittlung der musterspezifischen Grenzstichlänge aufgrund eines Durchlaufs des jeweiligen Stickprogramms umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stick- oder Nähmaschine mit mindestens einer Nadelstange, einem Maschinenantrieb, dessen Drehzahl einstellbar ist, einer Springsticheinrichtung, welche die Bewegung der Nadelstange bei außerhalb des Nadelgutes befindlicher Nadel und bei weiterlaufendem Nadelstangenantrieb für einen Transport des Gutes innerhalb der für den Guttransport pro Maschinenzyklus vorgeschriebenen, durch nicht ausgenutzte Stichbildephasen unterbrochenen Verschiebephasen unterbricht, und mit einer Steuerung für eine mustergemäße Bewegung des Gutes unter Benutzung der Springsticheinrichtung.

Es ist bei Stickmaschinen generell bekannt, daß die Stickgeschwindigkeit und die Stichlänge in einem bestimmten Abhängigl-eitsverhältnis zueinander stehen. Diese Abhängigkeit ist darin begründet, daß der Ver'schiebevorgang des Pantographen bzw. des Gatters zum Transport des zu bestickenden Gutes wegen der Massenträgheit der Maschinenelemente nicht in beliebig kurzer Zeit durchgeführt werden kann. Für 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 Sticfiiänge 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 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

ίο 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 Stichbildungs-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 bishei 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, d. h. die Stickgeschwindigkeit mittels eines variablen Antriebs ständig der jeweiligen Stichlänge angepaßt werden. Dies führt jedoch — wie bereits voranstehend ausgeführt — zu einem sehr großen technischen Aufwand.

Ausgehend von einer Stick- oder Nähmaschine der eingangs beschriebenen Art liegt der Erfindung die

■to Aufgabe zugrunde, die Steuerung der gattungsgemäßen Stick- oder Nähmaschine so auszubilden, daß unter Ausnutzung der Springsticheinnchtung nach einer vorherigen Analyse des jeweiligen Stickmusters bezüglich der Stichlängenanteile und ihrer Verteilung auf Stichlängenbereiche, die zu einer musterspezifischen Grenzstichlänge mit zugehöriger Maschinendrehzahl führt, das jeweilige Stickmuster in der kürzestmöglichen Gesamtstickzeit mit einer konstanten Maschinendrehzahl ausgeführt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung aus einem Musterträger jeden nächstfolgenden Stich abruft und die Springsticheinrichtung ansteuert, wenn die Länge des jeweils abgerufenen und zur Ausführung anstehenden Stiches eine musterspezifische Grenzstichlänge übersteigt, der die jeweils eingestellte Maschinendrehzahl entspricht.

Mit diesem erfindungsgemäßen Vorschlag ist es möglich, den überwiegenden Anteil der vorkommenden

bo 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 musterspezifische Grenzstichlänge überschreitender Länge anfallen, wird die bisher nur für andere Zwecke eingesetzte Springsticheinrichtung betätigt, welche die diese 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 die Erfindung ergibt sich eine erhebliche Verkürzung der für die Herstellung eines kompletten Stickmuster* auf einer Stick- oder Nähmaschine erforderlichen Zeit, wobei die Erfindung selbstverständlich außer bei einnadeligen Näh- und Stickmaschinen auch bei Mehrkopfstickmaschinen und Schiffchenstickmaschinen anwendbar ist.

Die musterspez.fische Grenzstichlänge wird dadurch ermittelt, daß für die jeweilige Aufteilung der Stiche des gesamten Stickprogramms auf Stichlängenbereiche die Ge^amtstickzeiten errechnet werden, die sich ergeben, wenn jeweils ein Stichlängenbereich mit dei dazugehörigen Maschinendrehzahl als Grenzstichlänge angenommen wird und die über diese Grenzstichlänge hinausgehenden Stiche als Vielfache der Grenzstichlänge in Springstiche aufgeteilt werden. Aus der Gegenüberstellung der für jeden Stichlängenbereich, d. h. für unterschiedliche Grenzstichlängen ermittelten Gesamtstickzeiten wird die kürzeste Gesaintstickzeit ausgewählt, der somit die musterspezifische Grenzstichlänge entspricht, der eine bestimmte Maschinendrehzahl zugeordnet 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 einer 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 500 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 7.9 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 2mal 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 Gesamtstickzei: 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.

Die musterspezifische Grenzstichlänge wird bei neu zu erstellenden Stickmustern entweder auf dem Musterdatenträger notiert oder gespeichert oder kann einer zugehörigen Tabelle entnommen werden. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es auch möglich, daß die Steuerung der erfindungsgemäßen Stick- oder Nähmaschine einen Rechner zur Ermittlung der musterspezifischen Grenzstichlänge aufgrund eines Durchlaufe des jeweiligen Stickprogramms umfaßt. Auf diese Weise können auch die musterspezifischen Grenzstichlängen bereits vorhandener Stickmuster auf einfache Weise 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 isi. 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, frequenzgesteuert Wechsel-Drehstrom-Motoren und Schrittmotoren an. Die musterspezifische Grenzstichlänge kann nicht nur aus der effektiven, durch Komponenten in X- und V-Richtung gebildeten Stichlänge ermittelt werden, sondern auch getrennt für die Komponente in A"-Richtung und für die Komponente in K-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.

Die Erfindung soll nunmehr mit Hilfe vcn Zeichnungen erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine schematische Vorderansicht einer Mehrkopf-Stickmaschine,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Mehrkopf-Stickmaschine nach Fig. 1,

jo F i g. 3 ein Blockschaltbild zur Steuerung der Stickmaschine nach den F i g. 1 und 2,

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

F i g. 5 ein Flußdiagramm für eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerung.

Die in F i g. 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 4 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 die jedem Stickkopf 3 zugeordneten Stickrahmen 7 über einen Pantographen 8 von zwei Motoren 9 und 10 für die Bewegung in A"-Richtung bzw. K-Richtung angetrieben.

Das Blockschaltbild in F i g. 3 zeigt einen Datenträger U, 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 musterspezifische Grenzstichlänge überschreiten, in Springstiche mit der Grenzstichlänge und in eine Reststichiänge auf, die gleich oder geringer als die Grenzstichlänge ist.

In F i g. 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 musterspezifische Grenzstichlänge ist, die erst durch die Gesamtverteilung der unterschiedlichen Stichlängen der einzelnen Stickmuster ermittelt werden kann.

Bei den Beispielen nach F ie. 4 sind die maximalen

Prozentsätze der in einen Stichlängenbereich fallenden Stiche unterstrichen; die musterspezifischen 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 F i g. 4 fallen maximal vorkommende Stichlängen und Grenzstichlängen nicht zusammen. Die Gesamtstickzeit würde wegen der zusätzlichen Springstiche für zuviele größere Stichlängen länger als das angestrebte Minimum an Zeit werden.

Entsprechend der jedem Stickprogramm zugeordneten Grenzs'.ichlänge wird die Antriebsgeschwindigkeit, d. h. die Drehzahl für den Motor 6, 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 musterspezifische Grenzstichlänge dadurch zu ermitteln, daß das abzustickende Programm vor Arbeitsbeginn einmal die Steuerung 12 durchläuft, welche mittels eines eingebauten Rechners diese Grenzstichlänge ermittelt und an das Getriebe 5 weitergibt.

Bei der Ermittlung der musterspezifischen Grenzstichlänge kann entweder die sich aus den x- und y- Komponenten ergebende Gesamtlänge oder einfacher der größere Wert der x- bzw. /-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 besitzten.

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

Nachdem die musterspezifische 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 Reststichlänge, daß diese gleich der Grenzstichlänge η ist oder unterhalb der Grenzstichlänge π 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 η maximalen Stickgeschwindigkeit entspricht.

Das Blockschaltbild in F i g. 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 Springstichein richtung 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 liegen insbesondere darin, daß die Drehzahl des Motors 6 für den Nadelstangen- und 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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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stick- oder Nähmaschine mit mindestens einer Nadelstange, einem Maschinenantrieb, dessen Drehzahl einstellbar ist, einer Springsticheinrichtung, welche die Bewegung der Nadelstange bei außerhalb des Gutes befindlicher Nadel und bei weiterlaufendem Nadelstangenantrieb für einen Transport des Gutes innerhalb der für den Guttransport pro Maschinenzyklus vorgesehenen, durch nicht ausgenutzte Stichbildephasen unterbrochenen Verschiebephase unterbricht, und mit einer Steuerung für eine mustergemäße Bewegung des Gutes unter Benutzung der Springsticheinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung aus einem Musterträger jeden nächstfolgenden Stich abruft und die Springsticheinrichtung ansteuert, wenn die Länge des je-veils abgerufenen und zur Ausführung anstehenden Stiches eine musterspezifische Grenzstichlänge übersteigt, der die jeweils eingestellte Maschinendrehzahl entspricht.

2. Stick- oder Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung einen Rechner zur Ermittlung der musterspezifischen Grenzstichlänge aufgrund eines Durchlaufs des jeweiligen Stickprogramms umfaßt.