DE3519729A1 - Vorrichtung zur erfassung von naehgutkanten bei mehrlagigem naehgut zur steuerung eines naehvorgangs bei einer industrienaehmaschine - Google Patents

Description

RAU & SCHNECK

PATENTANWÄLTE 3 5 1 Ρ 7 7 Q

DlPL-ING. DR. MANFRED RAU DIPL-PHYS. DR. HERBERT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

VNR 1O6984 Nürnberg,31.o5.85

S/St

Frankl & Kirchner GmbH & Co KG Fabrik für Elektromotoren

u. elektrische Apparate, Scheffelstraße 73,

683o Schwetzingen

Vorrichtung zur Erfassung von Nähgutkanten bei

mehrlagigem Nähgut zur Steuerung eines Nähvorgangs bei

einer Industrienähmaschine

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei Industrienähmaschinen tritt häufig das Problem auf, daß auf eine erste, großflächigere Stafflage ein zweites, kleineres Stoffstück, z.B. ein Taschenzuschnitt, aufgenäht werden muß, so daß es erforderlich wird, den Antrieb der Nähmaschine vor Erreichen der Kante des aufzunähenden Stoffstücks zum Stillstand zu bringen.

Aus der DE-OS 26 52 261 ist eine Vorrichtung zur Steuerung von Industrienähmaschinen bekannt, bei der mittels eines auf dem Nähgut aufliegenden mechanischen Tasters Störungen, beispielsweise Falten od.dgl., im Nähgut abgetastet werden. Im Falle einer solchen

Störung wird entsprechend einem vorgegebenen Programm eine Reaktion auf der Antriebsseite ausgelöst. Eine einwandfreie Identifizierung von Kanten von aufzunähenden Stoffstücken ist hiermit nicht möglich.

Ebenfalls zur Steuerung von Nähmaschinen bekannte Vorrichtungen mit einer Emitter-Einrichtung und einer oberhalb des Nähguts in Reflexionsstellung angeordneten Detektoreinrichtung ermöglichen lediglich das Erkennen einer Stoffkante, welche sich auf einer Unterlage mit einem anderen Reflexionskoeffizienten befindet. Dies ist aber bei mehrlagigen Stoffzuschnitten gerade nicht der Fall.

Aus der DE-PS 33 23 214 ist eine gattungsgemäße Durchlicht-Schranke bekannt, wobei danach zwei in Nährichtung hintereinander angeordnete optoelektronische Sensoren vorgesehen sind, deren Abtastsignale jeweils einem Strahlungs-Frequenzwandler und einen. Gleichrichter und schließlich einem Fensterdiskriminator zugeführt werden. Auf diese Weise ist eine Auswertung der Intensitätsdifferenz möglich, welche sich dann ergibt, wenn der erste optoelektronische Sensor durch eine Stofflage und der zweite optoelektronische Sensor durch zwei Stofflagen hindurch von der Lichtquelle bestrahlt wird, wenn also eine Stoffkante in den Bereich zwischen den beiden optoelektronischen Sensoren gelangt.

Die vorbekannte Konstruktion ist von der Schaltungstechnik her aufwendig und macht die Anordnung von zwei Sensoren mit entsprechenden Zuleitungen im unmittelbaren Nähbereich erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie kostengünstig herstellbar ist, weitgehend unabhängig von der Grundkonstruktion der jeweiligen Nähmaschine eingesetzt werden kann und dementsprechend insbesondere wenig Einbauraum erfordert, und daß die Erfassung absoluter Intensitätswerte des durchgelassenen Lichtes möglich ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1. Durch die danach vorgesehene Kombination eines Signalhöhendiskriminators, also einer Einrichtung zur Erfassung absoluter Intensitätswerte, mit einem Lichtwellenleiter ist es möglich, die eigentliche Intensitätsmessung außerhalb des engeren Nähbereichs vorzunehmen. Dementsprechend kann der Meßvorgang, was bei der Messung von Absolutwerten von besonderer Bedeutung ist, weitestgehend ungestört durch den Nähvorgang erfolgen, so daß es möglich ist, Absolutwerte zu erfassen und trotzdem bei geringem schaltungstechnischem Aufwand eine hohe Betriebssicherheit zu erzielen. Da bekannte Lichtwellenleiter von z.B. 1 mm Durchmesser mit einem Biegeradius von ca. 5 mm verlegt werden können, ermöglicht es die erfindungsgemäße Konstruktion zudem, auch bei beengten räumlichen Verhältnissen im Bereich unterhalb des Nähtisches problemlos an einer genau gewünschten Stelle eine Empfangseinrichtung zu installieren, wobei diese Empfangseinrichtung eben aus dem Lichtwellenleiter und dem nachgeordneten optoelektronischen Sensor bzw. der damit verbundenen Auswerteschaltung besteht.

Die Heranführung des Lichts der Lichtquelle über einen Lichtwellenleiter, welche fakultativ ebenfalls vorgesehen sein kann, ermöglicht es, auch unter räumlich beengten Verhältnissen die Lichtschranke sehr nahe an der Nadel anzuordnen.

Die Lichtwellenleiter können im Arbeitsbereich, z.B. am Nähmaschinentisch, form- oder kraftschlüssig befestigt sein.

Günstig ist in vielen Fällen eine Gewinde- oder Steckverbindung.Durch die dementsprechend vorgesehene Befestigung des Lichtwellenleiters durch eine einfache Gewindehülse ist es möglich, bei der Erstmontage oder im Servicefall den Lichtwellenleiter bequem zu demontieren. Selbstverständlich ist auf diese Weise auch eine sehr einfache Nachrüstung möglich. Anspruch 3 gibt eine vorteilhafte Betriebsweise des Signalhöhendiskriminators an.

Der gemäß Anspruch 4 vorgesehene pulsartige Betrieb synchronisiert durch den bei Industrienähmaschinen in der Regel ohnehin vorhandenen Impulsgeber an der Hauptwelle ermöglicht es, die grundsätzlichen Vorteile eines Impulsbetriebes, wie z.B. höhere Emissionsintensitäten und größere Störsicherheit, speziell auf den Einsatz an Nähmaschinen abzustimmen, da entsprechend diesem Vorgehen erreicht wird, daß innerhalb jeder Vorschubphase, d.h. innerhalb jeder Umdrehung der Hauptwelle der Nähmaschine, wenigstens ein Taktimpuls abgegeben wird.

Die gemäß Anspruch 5 vorgesehene Einrichtung zur Anpassung der Intensität der Lichtquelle an die Dicke der zu durchstrahlenden Stofflagen ermöglicht einen schonenden Betrieb der Lichtquelle, indem diese bei sehr dünnen Stoffen mit einer lebensdauerverlängernden niedrigeren Intensität betrieben werden kann.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 6. Auch bei dieser Ausgestaltung kann die Verwendung eines Lichtwellenleiters, der der Auswerteeinrichtung vorgeschaltet ist, vorgesehen sein. In jedem Fall ermöglicht es die Verwendung eines Lasers als Lichtquelle zuverlässig

mehrlagige, dicke Stoffschichten zu durchstrahlen, so daß eine Auswertung von Absolutwerten der Intensität auch in solchen Anwendungsfällen sehr gute Ergebnisse liefert, in welchen bei Verwendung herkömmlicher Lichtquellen, z.B. von IR-Dioden, die durchgelassene Intensität für eine zuverlässige Auswertung zu klein

Die Verwendung eines Lasers als Lichtquelle bringt zudem den Vorteil, daß das Laserlicht seiner Natur entsprechend ja streng monochromatisch ist, so daß durch das Vorsehen entsprechender Filter Fremdlichteinflüsse, welche bei Lichtschranken ja stets ein erhebliches Problem bilden, völlig ausgeschaltet werden können.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Industrie-Nähmaschine ,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch den Nähbereich der Industrie-Nähmaschine, und

Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Eine in Fig. 1 dargestellte Industrie-Nähmaschine weist einen Nähkopf 1 auf, der über einem Nähmaschinentisch 2 angeordnet ist, dessen Oberseite 3 die Näh-

ebene definiert. Der Nähmaschinentisch umfaßt ein in der Zeichnung nur schematisch dargestelltes Gestell 4. An einem Handrad 5 ist ein als Positionsgeber dienender Impulsgeber 6 angeflanscht. Der Antrieb des Nähmaschinenkopfes 1 erfolgt von einem unterhalb des Nähmaschinentisches 2 an dessen Gestell 4 angebrachten Steuer- und Regelantrieb, welcher aus einem ständig umlaufenden Elektromotor 7, einer mit diesem zusammengefaßten Brems-Kupplungs-Einheit 8 und einem in einem Steuerkasten 9 untergebrachten Steuerteil besteht, wobei der Steuerkasten 9 am Gehäuse des Motors 7 befestigt ist. Die Betätigung des Antriebs erfolgt über ein Pedal Io, das über ein Gestänge 11 mit im Steuerkasten 9 angeordneten Schaltkontakten gekoppelt ist. Die Antriebsverbindung zwischen der Brems-Kupplungs-Einheit 8 und dem Nähmaschinenkopf 1 und damit dessen vertikal auf- und abbewegbarer Nadelstange 12 mit einer Nähnadel 13 erfolgt über einen Riementrieb 14.

Aufbau und Wirkungsweise des gesamten Antriebs sind aus der Zeitschrift "Bekleidung und Wäsche", Heft 7/ 197o, Seiten 466 bis 47o bekannt.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, verläuft die Nährichtung der Maschine gemäß dem dort dargestellten Pfeil nach links. In Fig. 1 verläuft die Nährichtung also vom Betrachter weg.

Am Nähmaschinenkopf 1 ist eine als Lichtquelle 17 dienende IR-Emittereinrichtung befestigt. Als Strahler 18 in der Lichtquelle 17 dient entweder eine IR-Leuchtdiode oder ein Laser. Die Leuchtdiode ist

z.B. zusammen mit einer Linse 19 in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Das entstehende Strahlenbündel und die Mittellängsachse 21 des Strahlenbündels sind in Fig. 2 schematisch eingezeichnet.

Im Bereich des Strahlenbündels 2o, also unterhalb der Lichtquelle 17, mündet in einer Bohrung 22 des Nähmaschinentisches 2 ein Lichtwellenleiter 23 und wird dort durch eine Gewindehülse 24 lösbar festgelegt. Dementsprechend wird auf der Oberseite 3 des Nähtisches 2 in Nährichtung 15 entlanggeführtes Nähgut, welches z.B. eine erste Stofflage 25 und eine zweite Stofflage 26 umfaßt, durchstrahlt. Beim Passieren der Kante 27 der zweiten Stofflage 26 erhöht sich die Intensität des durchgehenden Lichtes entsprechend der Dickenverringerung des durchstrahlten Stoffes um eine Lage.

Das in Fig. 3 dargestellte Blockschaltbild zeigt schematisch den Strahler 18 der Lichtquelle 17, die durchstrahlten bzw. zu durchstrahlenden Stofflagen 25, 26, den jenseits der Stofflagen 25, 26 angeordneten Lichtwellenleiter 23 und einen dem Lichtwellenleiter nachgeordneten optoelektronischen Sensor 28 in Form einer Fotodiode.

Die Ansteuereinrichtung 29 für den Strahler 18 ist ebenso wie die' Auswerteeinrichtung 3o, welche dem Sensor 28 nachgeschaltet ist, in einem Block zusammengefaßt dargestellt.

Im einzelnen umfaßt die Einrichtung 29 einen Taktgenerator 31, mit Hilfe dessen der Strahler 18 pulsartig betrieben werden kann. Durch den Schalter 32 ist

veranschaulicht, daß alternativ hierzu der Impulsgeber 6 als mit der Umdrehung der Hauptwelle synchronisierte Impulse liefernder Taktgeber herangezogen werden kann. Dem Taktgenerator 31 bzw. dem Impulsgeber 6 nachgeschaltet ist ein Impulsformer 33 und ein Treiber 34. Über einen regelbaren Widerstand 35 kann eine Feineinstellung der Strahlungsintensität des Strahles 18 erfolgen, während die unterschiedlich abgestuften Widerstände 36, 37 und 38 zusammen mit dem Umschalter 39 eine Grobeinstellung ermöglichen.

Die Auswerteschaltung 3o umfaßt einen Vorverstärker und einen Verstärker 41. Dem Verstärker 41 ist ein Spitzenwertdetektor 42 nachgeschaltet, dessen Ausgang mit einer im einzelnen nicht dargestellten Justierhilfe zum Intenstitätsabgleich des Strahlers 18 verbunden ist.

Dem Verstärker 41 ist ein Komparator 43 nachgeschaltet, an dessen einen Eingang über einen regelbaren Widerstand 44 eine Referenzspannung angelegt werden kann. Der Ausgang des Komparators 43 und ein Ausgang des Pulsformers 33 der Einrichtung 29 sind mit den Eingängen einer Speicher- und Logikeinrichtung 45 verbunden, welche in Abhängigkeit vom'Vergleich der Signale an den Eingängen 46 und 47 am Ausgang 48 ein Signal zur Nähmaschinensteuerung abgibt.

Die erfindungsgemäße Konstruktion macht es also möglich, die gesamte Einrichtung 3o sowie den Sensor 28 völlig unabhängig vom eigentlichen Nähbereich an einer beliebigen, geschützten und platzbietenden Stelle anzuordnen, welche auch noch so gewählt werden kann, daß z.B.

eine leichte Zugänglichkeit gewährleistet ist und dementsprechend die Justierhilfe nicht getrennt von der Einrichtung 3o angeordnet werden muß.

Claims (6)

RAU & SCHNECK PATENTANWÄLTE DlPL-ING. DR. MANFRED RAU DIPL.-PHYS. DR. HERBERT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT VNR 1O6984 Nürnberg, 31.o5.85 S/St Frankl & Kirchner GmbH & Co KG Fabrik für Elektromotoren u. elektrische Apparate, Scheffelstraße 73, 683o Schwetzingen Ansprüche

1. Vorrichtung zur Erfassung einer Kante bei mehrlagigen Stoffschichten an einer Industrie-Nähmaschine, umfassend eine oberhalb der Nähebene angeordnete Lichtquelle bzw. einen optoelektronischen Sensor und einen unterhalb der Nähebene angeordneten optoelektronischen Sensor bzw. eine Lichtquelle sowie eine dem Sensor nachgeschaltete Auswerteelektronik, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtwellenleiter (23) vom Arbeitsbereich zu genau einem optoelektronischen Sensor (28) führt, welchem ein Signalhöhendiskriminator (Ausv/erteeinrichtung 3o) nachgeordnet ist, und/oder daß ein Lichtwellenleiter von der Lichtquelle (17) zum Arbeitsbereich führt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (17) ein schmalbandiges Frequenzspektrum abstrahlt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (17) derart pulsartig betrieben wird, daß die Impulse durch einen an der Hauptwelle der Nähmaschine (Nähkopf 1) angeordneten Impulsgeber (6) ausgelöst werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalhöhendiskriminator mit der Lichtquelle

(17) synchronisiert pulsartig betrieben wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (Widerstände 35 bis 38, Umschalter 39) zur Anpassung der Intensität der Lichtquelle (17) an die Dicke der zu durchstrahlenden Stofflagen (25, 26) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung zur Erfassung einer Kante bei mehrlagigen Stoffschichten an einer Industrie-Nähmaschine, umfassend eine oberhalb der Nähebene angeordnete Lichtquelle und einen unterhalb der Nähebene angeordneten optoelektronischen Sensor sowie eine diesem nachgeschaltete Auswerteelektronik, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (17) einen Laser als Strahler

(18) umfaßt.