DE3534531C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine zum Nähen von Stichmustern mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.

Eine Nähmaschine dieser Art ist aus DE 29 02 033 A1 bekannt. Dabei werden Daten, die sich auf die Seitwärtsbewegung und den Vorschub gemäß einem vorgegebenen Nähmuster beziehen, in einem Festwertspeicher getrennt gespeichert und in einer Rechnereinrichtung verarbeitet.

Aus DE 31 46 384 ist ein Verfahren zur Stichsteuerung bei einer elektronisch gesteuerten Nähmaschine unter Verwendung eines Mikrocomputers bekannt, wobei ein Stichmusterwechsel gegenüber einer einfachen Wiederholung eines laufend ausgeführten Musters erkannt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nähmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ein höchstens zwei verschiedene seitliche Nadelausschläge umfassendes Muster auf einfache Weise wiederholt werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nähmaschine in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Teiles der elektrischen Schaltung der erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Ortskurve der Nähmaschinennadel und des Ausgangssignals einer die Nadelposition erfassenden Detektorschaltung,

Fig. 4a, 4b und 5 Flußdiagramme zur Darstellung des Ablaufs von Programmen,

Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines vorgegebenen Stichmusters und

Fig. 7 eine Tabelle zur Veranschaulichung der Wirkungsweise einer logischen Schaltung der erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Außenansicht der erfindungsgemäßen Ausführungsform. Ein Armbereich 1 der Nähmaschine ist an seiner Frontseite mit einer Anzeigetafel 2 versehen, welche eine Anzeige von Stichmustern 2a bis 2k aufweist. Mit 3 ist ein Musterauswahlschalter bezeichnet, welcher eine manuelle Operation der Auswahl eines Stichmusters ermöglicht, angezeigt durch die Bezugszeichen 2a bis 2k. Mit einer Nadel 4, die in einer solchen Anordnung vorgesehen ist, daß sie in Richtungen quer zur Richtung der Werkstückzufuhr ausschlägt, ist ein Schrittmotor STM verbunden, um die Ausschlagposition der Nadel 4 zu bestimmen (s. Fig. 2).

Fig. 2 zeigt eine Blockschaltung eines wesentlichen Teils der erfindungsgemäßen Ausführungsform. Mit einer CPU 6 sind ein ROM 7, welches das Programm für die vorliegende Nähmaschine speichert, ein RAM 8, welches Stichmusterdaten speichert und eine arithmetische und logische Schaltung 11 verbunden, die aus einem Zähler 9, in dem der Stellenbereich mit hoher Ordnung und der Stellenbereich mit niedriger Ordnung die gleiche Anzahl von Stellen aufweist (z. B. 4 Stellen), und aus einer Substitutionsschaltung 10 besteht, um den Wert des Stellenbereiches mit hoher Ordnung durch den Stellenbereich mit niedriger Ordnung und umgekehrt auszutauschen. Ebenfalls mit der CPU 6 sind über eine I/O-Schnittstelle 13 eine Nadelpositionsdetektorschaltung 14 für die Ermittlung der Position der Nadel 4 synchron zum oberen Achsenwinkel, der Stichmusterauswahlschalter 3 und ein Schrittmotor STM verbunden (der im folgenden als "Motor STM" bezeichnet wird), um die Hub- oder Ausschlagposition der Nadel 4 zu bestimmen.

Fig. 3 zeigt den Verlauf der Wellenform des Ausgangssignals der Nadelpositionsdetektorschaltung 14. Die Wellenform (a) zeigt die sogenannte Nadelortskurve. Die Wellenform (b) zeigt ein Ausgangssignal synchron zur Wellenform (a). Das Synchronsignal (b) wird als L-Pegelsignal abgegeben, wenn sich die Nadel 4 in dem Nadelaußereingriffzustand (Nadelhub- oder Nadelausschlagperiode und Werkstückzufuhr- bzw. Vorschubperiode) befindet und als H-Pegelsignal, wenn sich die Nadel 4 in dem Nadeleingriffzustand befindet.

Die Fig. 4(a) und 4(b) zeigen Flußdiagramme der erfindungsgemäßen Ausführungsform. Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm einer Mustererzeugungsroutine (Block 17) dargestellt in Fig. 4(b).

Der charakteristische Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform mit der obengenannten Ausbildung wird nun im einzelnen beschrieben. Es wird nun der Fall beschrieben, in dem das Stichmuster gemäß Fig. 6 durch die Betätigung des Musterauswahlschalters 3 ausgewählt ist. Das in Fig. 6 gezeigte Stichmuster weist ein Grundmuster auf, welches durch die Punkte A bis E gebildet ist. Das bedeutet, daß die Nadel-Grundzahl LC des Musters 5 ist. Das Bezugszeichen in Klammern in Fig. 6 zeigt die Nadelhub- bzw. Nadelausschlagposition. Das bedeutet, daß der Anfangswert PX der Nadelhub- oder -ausschlagposition des Stichstartpunktes A des Musters 2 ist. Die Menge oder Größe des Nadelhubs oder des Nadelausschlages AC vom Punkt D bis zum Punkt E ist 2.

Die Nadel-Grundzahl LC, der Anfangswert PX und die Größe des Nadelhubs AC wurden zuvor im RAM 8 als Stichmusterdaten für jedes Stichmuster gespeichert.

Wenn einmal die Musterauswahl durchgeführt ist, läuft das Programm in den Mustererzeugungsmodus, wo die obengenannten Stichmusterdaten LC, PX und AC vom RAM 8 ausgelesen werden (siehe Blöcke 18, 19 und 20 in Fig. 4(a)). In diesem Zeitpunkt wird die Nadel-Grundzahl LC=5₁₀= 0101₂ in den Stellenbereich LC₁ von geringer Ordnung des Zählers 9 gesetzt. Die CPU 6 ermittelt dann das Ausgangssignal b (im folgenden als "synchrones Signal b" bezeichnet) aus der Nadelpositionsdetektorschaltung 14. Wenn das so ermittelte synchrone Signal b sich auf H-Pegel befindet, wird die obere Welle dazu veranlaßt, eine halbe Drehung zu machen, so daß die Nadel 4 in dem Nadelaußereingriffsabschnitt stoppt, d. h. die Position dargestellt durch a in Fig. 3 (siehe Blöcke 21 und 22 in Fig. 4(a)). Wenn andererseits das synchrone Signal b sich auf dem L-Pegel befindet, befindet sich die Nadel 4 im Nadelaußereingriffsabschnitt und wird dann gezwungen, in der Position zu verbleiben (siehe Block 21 in Fig. 4(a)).

Sodann wird die Mustererzeugungsroutine gemäß Fig. 5 ausgeführt (siehe Block 17 in Fig. 4(b)). Das bedeutet, daß der logische Wert "1" zu jeder Stelle der Nadel-Grundzahl LC =0101₂ hinzuaddiert wird, welche im Bereich LC₁ mit geringer Ordnung in der arithmetischen und logischen Schaltung 11 gesetzt wurde (siehe Block 25 in Fig. 5). Fig. 7 zeigt diesen Additionsprozeß. Als Ergebnis dieser Operation erhält der Stellenbereich LC₁ von geringer Ordnung den Wert 0100₂. Da jedoch LC₁ nicht Null ist, wird der Anfangswert PX=2 als Nadelschwingungs- oder -ausschlagsposition des Punktes A abgegeben (siehe Blöcke 26, 27 und 28 in Fig. 5).

Die Nadelhub- bzw. -ausschlagsposition (2) wird in der CPU 6 als Nadelhub- bzw. -ausschlagsdatenwert des Punktes A gehalten (s. Block 30 in Fig. 4(b)). Wenn der Antriebsschalter der Nähmaschine dann eingeschaltet wird, veranlaßt er die Nähmaschine durch einen bekannten Antriebsmechanismus, angetrieben zu werden (siehe Block 31 in Fig. 4(b)). Dies bewirkt, daß die Nadel synchron mit der Drehung der oberen Welle angetrieben wird. In ähnlicher Weise gibt die Nadelpositionsdetektorschaltung 14 das Synchronsignal b synchron mit der Nadelortskurve ab. Wenn die Nähmaschine gestartet wird, kommt das Synchronsignal b nicht bis zu einer Anstiegskante und befindet sich auf L-Pegel (siehe Blöcke 32 und 33 in Fig. 4(b)). Daher bestimmt die CPU 6, daß die Nadel sich in der Nadelhub- bzw. -ausschlagssektion befindet, und gibt dann den Nadelhub- bzw. -ausschlagsdatenwert (2) des Punktes A, der in dem Block 30 gehalten wird, an den Motor STM ab, um die Nadel in der Nadelhub- bzw. -ausschlagsposition (2) des Punktes A zu setzen bzw. einzustellen (siehe Block 34 in Fig. 4(b)). Wenn ein Befehl vorhanden ist, wie z. B. Stoppen der Nähmaschinenoperation und den Heber in diesem Zustand zu halten, wird der Befehl durch einen nichtgezeigten Mechanismus verarbeitet (siehe Block 31 in Fig. 4(b)).

Wenn eine Aufwärts- oder Anstiegskante U₁ des Synchronsignales b festgestellt wird, nachdem es keine solche Instruktion gibt oder die obengenannte Instruktion verarbeitet wird, bestimmt die CPU 6, daß die Nadel sich in dem Nadeleingriffsabschnitt befindet, d. h. nicht im Werkstückzufuhr- bzw. -vorschubabschnitt (siehe Block 32 in Fig. 4(b)). Während die Nadel sich in diesem Nadeleingriffsabschnitt befindet, veranlaßt die CPU 6 die arithmetische und logische Schaltung 11, den logischen Wert "1" zu jeder Stelle des Stellenbereiches LC₁ von geringer Ordnung hinzuzufügen (siehe Block 17 in Fig. 4(b) und Block 25 in Fig. 5). Das Ergebnis der Operation ist LC₁=0011₂ (siehe B in Fig. 7). Da jedoch LC₁ nicht Null ist, wird PX=2 als Nadelhub- bzw. -ausschlagsposition des Punktes B ausgegeben (siehe Blöcke 27 und 28 in Fig. 5 und B in Fig. 3).

Diese Nadelschwing- oder -ausschlagsposition (2) wird in der CPU 6 als Nadelhubdatenwert des Punktes B gehalten (siehe Block 30 in Fig. 4(b)). Während die Nadel in diesem Nadeleingriffsabschnitt sich befindet, wird der Punkt A genäht bzw. geheftet. Wenn der Werkstückszuführungs- bzw. -vorschubsabschnitt beendet ist und sich das Synchronsignal b auf L-Pegel befindet (siehe Blöcke 33 und 34 in Fig. 4(b)), wird der Nadelhub- bzw. -ausschlagsdatenwert (2) des Punktes B der in Block 30 gehalten wird, dem Motor STM übergeben, so daß die Nadel 4 bei der Nadelhub- oder -ausschlagsposition (2) des Punktes B gesetzt wird (siehe Block 34 in Fig. 4(b) und b in Fig. 3).

Die oben beschriebene Operation wird danach wiederholt. Das bedeutet, wenn Aufwärts- oder Anstiegskanten U₂, U₃ und U₄ des Synchronsignales b in Block 32 festgestellt werden, die arithmetische und logische Schaltung 11 eine Bestimmungsoperation für die Nadelhub- bzw. -ausschlagsposition der Punkte C, D und E, dargestellt in Fig. 7 während des nachfolgenden entsprechenden Vorwärtsabschnittes ausführt. Da LC₁ nicht Null in den Punkten C und D ist, wird PX=2 als Nadelschwingdatenwert ausgegeben (siehe Blöcke 25, 26, 27 und 28 in Fig. 5 und C und D in Fig. 3). Der Motor STM wird während des nächsten Nadelhub- oder -ausschlagsabschnittes in Übereinstimmung mit den Nadelhubdaten angetrieben, so daß die Nadelhub- bzw. -ausschlagsposition der Punkte C und D bestimmt ist (siehe Blöcke 32, 33 und 34 in Fig. 4(b) und c und d in Fig. 3).

Wenn die Operation der arithmetischen und logischen Schaltung 11 den Wert des Stellenbereiches mit geringer Ordnung LC₁=0000₂ ergibt, identifiziert CPU 6 diesen Wert (siehe Block 26 in Fig. 5). In diesem Zeitpunkt wird eine Grundnadelnummer LC=5₁₀=0101₂ in dem Stellenbereich mit hoher Ordnung LC₂ gebildet (siehe E in Fig. 7).

Nach der Identifizierung von LC₁=0000₂ sendet die CPU 6 einen Verschiebeimpuls an die Substitutionsschaltung 10, um den Stellenbereich hoher Ordnung LC₂=0101₂ durch den Stellenbereich geringer Ordnung LC₁=0000₂ und umgekehrt zu ersetzen (siehe Block 35 in Fig. 5 und Block 36 in Fig. 7). PX+AC=2+2=4 wird als Nadelhub- bzw. -ausschlagsdatenwert des Punktes E ausgegeben (siehe Blöcke 37 und 28 in Fig. 5 und E in Fig. 3). Die Nadelhub- bzw. -ausschlagsposition des Punktes E wird in der gleichen Weise wie oben im Zusammenhang mit den Nadelhubdaten (4) des Punktes E bestimmt (siehe Blöcke 32, 33 und 34 in Fig. 4(b) und e in Fig. 3).

Das Nähen bzw. Heften der Punkte B bis E wird während des Nadeleingriffsabschnittes unmittelbar nach der Bestimmung der Nadelhub- bzw. -ausschlagsposition durchgeführt. Die ähnliche Operation wird hiernach wiederholt, bis das Nähen bzw. Heften des vorgegebenen Stichmusters beendet ist.

Zusätzlich ist Werkstückzuführ- bzw. -vorschubseinrichtung auch mit einem Schrittmotor (nicht gezeigt) verbunden, so daß der Betrag der Werkstückszufuhr bzw. des Vorschubs vorbestimmt sein kann. Der Schrittmotor ist geeignet, in Übereinstimmung mit in einem Speicher abgespeicherten Daten angetrieben zu werden oder mit Daten, die als Ergebnis einer bekannten arithmetischen Operation oder der Nadelhub- bzw. -ausschlagsgrößen-Berechnungsoperation in Übereinstimmung mit der Ermittlung der Aufwärts- bzw. Anstiegskante U erhalten werden.

Claims (2)

1. Nähmaschine zum Nähen von Stichmustern vorgegebener Form in Übereinstimmung mit Stichmusterdaten, umfassend

• (a) eine Speichereinrichtung (8) zum Speichern der Stichmusterdaten unterschiedlicher Stichmuster,
• (b) eine Stichmusterauswähleinrichtung (3), um die Speichereinrichtung (8) entsprechend einem ausgewählten Stichmuster zu adressieren und Steuerdaten für das ausgewählte Stichmuster auszulesen und wirksam zu machen,
• (c) eine zentrale Steuereinheit (6), welche die Bewegung einer Nadel (4) mit den ausgelesenen Stichmustersteuerdaten synchronisiert, und
• (d) eine die Nadelposition einstellende Einstelleinrichtung (STM), die von der zentralen Steuereinheit (6) angesteuert wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

• (e) eine die Nadelposition erfassende Detektorschaltung (14) vorgesehen ist zur Erzeugung eines Nadelpositionssignals zur Anzeige eines Eingriffsabschnitts, in welchem die Nadel (4) in ein Nähgut eingreift, in eines weiteren Nadelpositionssignals zur Anzeige eines Außereingriffsabschnitts, in welchem die Nadel (4) außer Eingriff mit dem Nähgut ist, und zur Übermittlung dieser Nadelpositionssignale an die zentrale Steuereinheit (6),
• (f) eine mit der zentralen Steuereinheit (6) verbundene logische Schaltung (11) vorgesehen ist, die einen Zähler (9) mit einem ersten Stellenbereich niedriger Ordnung (LC₁) und einen zweiten Stellenbereich hoher Ordnung (LC₂) sowie eine auf die beiden Stellenbereiche (LC₁, LC₂) wirkende Substitutionsschaltung (10) aufweist,
• (g) mittels einer Einstellschaltung ein Grundstichwert (LC) der auszuführenden Stichmusterdaten im Stellenbereich (LC₁) niedriger Ordnung des Zählers (9) setzbar ist,
• (h) die zentrale Steuereinheit (6) im ersten Stellenbereich (LC₁) niedriger Ordnung des Zählers (9), beginnend mit dem Wert des Grundstichwertes (LC), zu jeder Stelle dieses Stellenbereichs (LC₁) des Zählers (9) einen logischen Wert "1" immer dann hinzuaddiert, wenn das Nadelpositionssignal der Detektorschaltung (14) jeweils einem Eingriffsabschnitt entspricht, so lange, bis der Wert des ersten Stellenbereichs niedriger Ordnung (LC₁) des Zählers (9) einen logischen Wert "0" annimmt, wonach die Substitutionsschaltung (10) im Zähler (9) den Wert im ersten Stellenbereich niedriger Ordnung (LC₁) durch den Wert des zweiten Stellenbereiches hoher Ordnung (LC₂) ersetzt, welcher bei der Eingabe in den ersten Stellenbereich niedriger Ordnung (LC₁) dem Wert des Grundstichbereichs (LC) entspricht,
• (i) die zentrale Steuereinheit (6) im zweiten Stellenbereich (LC₂) hoher Ordnung des Zählers (9), beginnend mit dem Wert Null, zum jeweiligen Wert dieses Stellenbereiches (LC₂) einen logischen Wert "1" immer dann hinzuaddiert, wenn im ersten Stellenbereich (LC₁) niedriger Ordnung des Zählers (9) zu jeder Stelle dieses Stellenbereichs (LC₁) des Zählers (9) ein logischer Wert "1" hinzuaddiert wird, und
• (j) die Substitutionsschaltung (10), wenn der Wert des ersten Stellenbereichs niedriger Ordnung (LC₁) des Zählers (9) einen logischen Wert "0" annimmt, im Zähler (9) im ersten Stellenbereich niedriger Ordnung (LC₁) den Wert durch den bis dahin erreichten Wert im Stellenbereich hoher Ordnung (LC₂) und umgekehrt ersetzt,
• (k) wobei die zentrale Steuereinheit (6) zur Erzeugung der Stichmuster aus der Speichereinrichtung (8) einen Anfangswert (PX) als erstes Nadelausschlags-Positionsdatum ausliest, wenn der Wert im ersten Stellenbereich niedriger Ordnung (LC₁) ungleich "0" ist, und dann, wenn der Wert im ersten Stellenbereich niedriger Ordnung (LC₁) gleich "0" ist, aus der Speichereinrichtung (8) einen Wert ausliest, der gleich der Summe des Anfangswertes (PX) und der Größe des in der Speichereinrichtung (8) ebenfalls gespeicherten Nadelausschlages (AC) ist, und
• (l) wobei die Erzeugung des Stichmusters durch die zentrale Steuereinheit (6) in der Weise gesteuert wird, daß, wenn das Nadelpositionssignal der Detektorschaltung (14) dem Außereingriffsabschnitt entspricht, welcher unmittelbar demjenigen Nadeleingriffsbereich folgt, in welchem ein Additionsvorgang erfolgt, die Nadelausschlagsposition gesetzt und dann während des unmittelbar nächstfolgenden Eingriffsabschnitts der Stich entsprechend dieser gesetzten Position durchgeführt wird.