DE3615574A1

DE3615574A1 - Zickzack-naehmaschine mit stoffkantennachfahrfunktion

Info

Publication number: DE3615574A1
Application number: DE19863615574
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Naganuma; Yasuhiro Nagoya Aichi Shimizu
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1985-05-11
Filing date: 1986-05-09
Publication date: 1986-11-13
Anticipated expiration: 2006-05-10
Also published as: DE3615574C2; JPS61257675A; GB8611313D0; JPH0136393B2; GB2175418B; GB2175418A; US4664048A

Description

Zickzack-Nähmaschine mit Stoffkantennachfahrfunktion

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Zickzack-Nähmaschine. Insbesondere betrifft sie eine Nähmaschine, die eine Anordnung zum Nachfahren der Kante eines Werkstückes (im folgenden als "Tuchkante" bezeichnet) und zum Nähen einer Linie von Stichen, welche einen konstanten, vorbestimmten Abstand von der Tuchkante entfernt ist, aufweist.

Eine Zickzack-Nähmaschine, die eine Anordnung zum Folgen der Tuchkante aufweist, um eine Naht entlang der Tuchkante zu nähen, ist bekannt aus der Offenbarung der US-PS 4,248,168. In der offenbarten Nähmaschine wird der Ort der Tuchkante durch einen Kantensensor abgetastet, und der seitliche Nadelanstoßmechanismus wird gesteuert in Abhängigkeit zu einem von dem Sensor erzeugten Signal, um eine Stichlinie in einem vorbestimmten Abstand zu der Tuchkante zu nähen.

Wie in dem oben erwähnten US-Patent beschrieben, kann eine Zickzack-Nähmaschine, welche eine seitliche Nadelanstoßfunktion eingebaut hat, um die Nadelposition in der Richtung senkrecht zu der Vorschubrichtung eines zu bearbeitenden Tuches zu ändern, so ausgebildet sein,, daß sie eine Linie von Stichen entlang der Kante des Tuches näht, während sie der Tuchkante folgt oder ihr nachfährt, indem ein Sensor, der die Tuchkante erkennt, und andere einfache, auf den Sensor empfindliche Elemente hinzugenommen werden.

In der in dem oben erwähnten US-Patent offenbarten Anordnung ist der Kantensensor vom Lichtdurchlassungstyp, der einen Photosensor enthält, der auf dem Arbeitsunterrahmen montiert ist und dessen Ausgangssignal einem Bereich entspricht, welcher von dem zu bearbeitenden Tuch bedeckt ist. Die Nadel wird in Querrichtung um eine Entfernung bewegt, die dem Pegel des Ausgangssignales entspricht. Zum genauen Abtasten der Tuchkante muß der Kantensensor ein lineares Ausgangssignal liefern mindestens über einen Nachweisbereich, innerhalb dessen die Tuchkante erwartungsgemäß bewegt wird. Daher muß die Nähmaschine einen teuren Sensor für genaues Erkennen der Tuchkante benutzen. Weiterhin muß das auf den Kantensensor empfindliche Steuerelement hardware- oder Software-Einrichtungen zum Umwandeln des Ausgangssignales des Photosensors in eine seitliche Anstoßbewegung der Nadel aufweisen. Deswegen ist das Steuerelement kompliziert und entsprechend teuer.

Eine andere mit dem Lichtdurchlassungstyp eines Kantensensors verbundene Unannehmlichkeit leitet sich ab aus der Tatsache, daß ein gegebener Betrag durch das zu bearbeitende Tuch hindurchgelassenen Lichtes unvermeidlich von dem Photosensor empfangen wird. Der Betrag des Einfalls dieses ungewünschten Lichtes auf den Photosensor ist merklich beeinflußt durch die Dicke, die Farbe, das Material und andere Parameter des zu bearbeitenden Tuches. Um den Einfluß einer Veränderung in der Sensorausgabe aufgrund der sich ändernden Parameter des zu bearbeitenden Tuches zu vermeiden oder auszugleichen, muß ein zweiter Photosensor so angebracht werden, daß er immer von dem zu bearbeitenden Tuch bedeckt ist. Die Verwendung des zweiten Sensors erhöht die Kosten der Nähmaschine. Weiterhin können im Fall, daß das zu bearbeitende Tuch ein kariertes oder auf andere Weise

gemustertes Kleidungsstück ist, der Kanten abtastende erste Photosensor und der ausgleichende zweite Photosensor unter verschieden farbigen Teilen des gemusterten Kleidungsstückes liegen. In diesem Fall gelingt es dem zweiten Photosensor nicht, den richtigen Ausgleichbetrag zu erreichen, wodurch ein Fehler in der Entfernung zwischen der Tuchkante und der zu bildenden Stichlinie verursacht wird.

fif Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Zickzack-Nähmaschine zu schaffen, die eine Anordnung aufweist für genaues Nachfahren der Kante eines Werkstückes mit vergleichsweise billigem Kantensensor mit einem vergleichsweise engen Linearitätsbereich im Ausgangssignal.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zickzack-Nähmaschine der eingangs beschriebenen Art mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist das räumliche Verhältnis zwischen der Detektorvorrichtung und dem Trageteil so festgelegt, daß die Detektorvorrichtung relativ zu dem Trageteil nicht beweglich ist. In einer Ausbildung dieses Merkmals der Erfindung ist die Detektorvorrichtung an das Trageteil montiert, so daß die Detektorvorrichtung und das Trageteil zusammen bewegt werden. In diesem Fall kann die Bewegungsvorrichtung einen Steuermotor, der betriebsmäßig mit dem Trageteil verbunden ist, enthalten, um die seitliche Position des TrageteiJ.s und der Detektorvorrichtung zu ändern.

Bei der erfindungsgemäßen Zickzack-Nähmaschine verursacht eine Bewegung der Werkstückkante in seitlicher Richtung

eine Änderung des Betrages des von dem Licht empfangenden Teil der Detektorvorrichtung empfangenen Lichtes, woraus sich ein Unterschied zwischen dem erkannten Betrag und dem vorbestimmten Referenzbetrag ergibt. Die Steuervorrichtung ist abhängig von der Detektorvorrichtung, um die Bewegungsvorrichtung so zu steuern, daß die Querposition des Trageteils so eingestellt wird, daß der oben erwähnte Unterschied zu Null wird, und daß dabei die Querposition der Nadel in Abhängigkeit zur Änderung der Querposition der Werkstückkante geändert wird. Infolgedessen ist die Nähmaschine in der Lage, eine Linie aufeinanderfolgender Stiche in einem vorbestimmten, konstanten Abstand von der Werkstückkante zu bilden.

Da die Querposition der Detektorvorrichtung geändert wird in einem vorbestimmten räumlichen Verhältnis zu der Querposition der Nadel, wenn die von der Detektorvorrichtung erkannte Werkstückkante aus der vorbestimmten Position bewegt wird, so wird das Zentrum des Nachweisbereiches der Nachweisvorrichtung mit der Werkstückkante verschoben, wobei das Zentrum des Nachweisbereiches in einem nicht übermäßig großen Abstand von der Werkstückkante angeordnet wird. Demgemäß wird von der Detektorvorrichtung nicht gefordert, daß sie über einen weiten Bereich der Querrichtung eine lineare Ausgangscharakteristik aufweist. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße Nähmaschine ein vergleichsweise billiges Detektorelement verwenden.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Nähmaschine ein relativ wenig kompliziertes und billiges auf die Detektorvorrichtung antwortendes Steuersystem verwenden. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist nämlich so ausgebildet, daß sie den mit dem Trageteil verbundenenStetiermotor steuert,

so daß der Betrag des von dem Licht empfangenden Teil empfangenen Lichtes mit dem vorbestimmten Bezugsbetrag übereinstimmt. Folglich wird von der Steuervorrichtung nicht gefordert, daß sie Einrichtungen zum Umwandeln des Ausgangssignales der Detektorvorrichtung in einen Betrag der Querbewegung der Nadel aufweist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist auf dem Arbeitsunterrahmen eine sich quer zur Vorschubrichtung des Werkstückes erstreckende Licht reflektierende Oberfläche vorgesehen. In diesem Fall sind der Licht aussendende Teil und der Licht empfangende Teil der Detektorvorrichtung beide oberhalb der Licht reflektierenden Oberfläche angeordnet.

Die das obige erfindungsgemäße Merkmal enthaltende Nähmaschine muß keinen herkömmlicherweise geforderten zweiten photoelektrischen Sensor verwenden zum Ausgleich einer Veränderung im Ausgang des Kantensensors aufgrund sich verändernder Parameter des gehandhabten Werkstückes, weil eine Änderung in der Intensität des vom Werkstück reflektierten Lichtes aufgrund einer Änderung im Material, in der Farbe oder in anderen Parametern des Werkstückes extrem kleiner ist als ein Unterschied in der Intensität des von der reflektierenden Oberfläche reflektierten Lichtes und von dem von dem Werkstück reflektierten Licht.

Daher ist die Nähmaschine hinsichtlich ihrer Kosten und ihrer Steuergenauigkeit des Abstandes zwischen der Werkstückkante und der Linie der zu bildenden Stiche auf dem Werkstück weiter verbessert, sogar wenn das Werkstück ein kariertes oder andersartig gemustertes Kleidungsstück ist.

Es ist jedoch möglich, daß entweder der Licht aussendende oder der Licht empfangende Teil der Detektorvorrichtung

oberhalb des Werkstückes angeordnet ist, während der andere der Licht aussendenden und empfangenden Teile unterhalb des Werkstückes angeordnet ist, so daß das von dem Licht aussendenden Teil ausgesendete Licht durch das Werkstück hindurchgelassen wird und das durch das Werkstück hindurchgelassene Licht von dem Licht empfangenden Teil empfangen wird.

Gemäß einem weiteren erfindungsgem_wäßen Merkmal ist eine Bedienungsperson-gesteuerte Vorrichtung vorgesehen, die einen Referenzbetrag einzustellen erlaubt, mit dem der Betrag des durch den Licht empfangenden Teil der Detektorvorrichtung empfangenen Lichtes durch die Steuervorrichtung verglichen wird, um den Unterschied zwischen dem erkannten und dem Bezugsbetrag zu Null zu machen. Mit dieser Anordnung kann die Bedienungsperson einen gewünschten Abstand zwischen der Werkstückkante und der Linie der zu bildenden Stiche entlang der Kante vorgeben. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Zickzack-Nähmaschine stichbildende Apparaturen auf, welche eine gerade hin- und herbewegbare, bezüglich der Vorschubrichtung eines Werkstückes quer anstoßbare Nadel enthalten, und die gekennzeichnet ist durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 7.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht

einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer kantennachfahrenden Nähmaschine, in der das äußere Erscheinungsbild der Nähmaschine dargestellt wird;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Kopf-

teiles der Nähmaschine von Fig. 1, wobei die Kopfabdeckung abgenommen ist, um. den inneren Aufbau des Kopfteiles darzustellen;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Steuersystems

der Nähmaschine; und

Fig. 4 und 5 Graphen, welche die Ergebnisse vergleichender Prüfungen eines photoelektrischen Sensors zum Nachweis der Position der

Werkstückkante darstellen, wobei der Sensor vom Lichtreflektionstyp bzw. vom Lichtdurchlassungstyp ist.

Unter Bezugnahme auf die Figuren wird nun die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zickzack-Nähmaschine detailliert beschrieben. Wie in Fig. 1 dargestellt, enthält die Nähmaschine einen eine flache Oberfläche aufweisenden Unterrahmen 10, eine sich (in der Figur) auf der rechten Seite des Unterrahmens 10 erhebende Stütze 12, einen sich vom oberen Ende der Stütze 12 im wesentlichen parallel zum Unterrahmen 10 sich erstreckenden Stützarm 14 und ein am freien Ende des Stützarms 14 geschaffenes Kopfstück 16. Diese Teile 10, 12, 14 und 16 sind in einem allgemein mit 18 bezeichneten Rahmen eingebaut. Das Kopfstück 16 hat einen Hauptschalter 20 zum Ein- und Ausschalten der Nähmaschine. Der Stützarm 14 hat ein Anzeigefeld 22, auf dem eine Vielzahl von die auf der gegenwärtigen Nähmaschine verfügbaren Stichmuster anzeigenden Anzeigen vorgesehen sind. Der Stützarm 14 weist weiterhin einen Musterwähl-

schalter 24 zur Wahl des Stichmusters auf. Auf dem Stützarm 12 ist ein Nachfahrmoduswählschalter 26 vorgesehen, der benutzt wird, um die Nähmaschine in einen Nachfahrmodusbetrieb zu bringen, indem eine Stichlinie in einem vorbestimmten, konstanten Abstand von der Kante eines Werkstückes oder eines zu bearbeitenden Tuches gebildet wird. Auf der Stütze 12 sind außerdem vorgesehen: Ein Breitenvorgabeteil 28 zur Vorgabe eines Abstandes oder einer Breite (im folgenden als "Stichbreite"' bezeichnet)zwischen der Kante des zu bearbeitenden Tuches und der Stichlinie; ein Einbuchtungseinstellteil 30; und ein Vorschubeinstellteil 32.

In Fig. 2 wird der innere Aufbau des Kopfstückes 16 nach Abnahme des Abdeckteiles gezeigt. Ein Trageteil in Form eines Nadelstangenoszillators 36 wird an seinem Ende an einer Welle 38 gehalten, die an einen Vorsprung 34 des Kopfstückes 16 festgemacht ist, so daß der Oszillator 36 in der vertikalen Ebene um die Welle 38 drehbar ist. An diesem Oszillator 36 ist eine Nadelstange 40 in vertikaler Richtung verschiebbar angebracht. Die Nadelstange 40 ist so ausgebildet, daß sie an ihrem unteren Ende eine Nadel 42 tragen kann, und sie ist über einen Verbindungsstift 44 und andere Teil e mit einem (nicht gezeigten) Nadelantriebsmotor verbunden, so daß die Nadelstange 40 und die Nadel 42 während des Betriebes des Nadelantriebsmotors in vertikaler Richtung gerade hinr und herbewegt werden. Der Nadelstangenoszillator 36 ist funktionsmäßig über eine Verbindungsstrebe 46 und andere Teile mit einem Einbuchtungssteuermotor 100 (der beschrieben werden wird) verbunden. Mit diesem Einbuchtungssteuermotor 1 00 wird die Nadelstange 40 quer zur Vorschubrichtung des zu bearbeitenden Tuches 70 angestoßen, wobei die Querposition der Nadel 42 innerhalb eines vorbestimmten Bereiches veränderlich ist.

Auf dem Nadelstangenoszillator 36 ist ein Sensor 54 angebracht, der zusammen mit dem Oszillator 36 anstoßbar ist. Der Sensor 54 enthält einen Infrarotstrahlen aussendenden Lichterzeuger 56 und eine Photozelle 58, welehe, wie später beschrieben wird, die reflektierten Infrarotstrahlen empfängt. In der Nähe der Photozelle 58 ist ein optisches Filter 60 angebracht, welches die Infrarotstrahlen hindurchläßt, Lichtstrahlen anderer Wellenlänge jedoch blockiert.

Die Oberfläche des vorhin erwähnten Unterrahmens 10 weist eine Blende auf, die durch eine öffnungsplatte 66 verschlossen ist, welche eine Vielzahl von Schlitzen aufweist, durch die entsprechende Vorschubgreifer 68 so eingepaßt sind, daß sie über das Öffnungsblech 66 herausragen. Durch einen (später beschriebenen) Vorschubsteuermotor 98 werden Vorschubbewegungen an die Vorschubgreifer 68 gegeben, welche mit einem (nicht gezeigten) Steppfuß zusammenarbeiten, um das zu bearbeitende Tuch 70 in der Vorschubrichtung senkrecht zu der Richtung des seitlichen Anstoßens der Nadel 42 zu transportieren. Das Öffnungsblech 66 hat weiterhin ein in Richtung des seitlichen Anstoßens der Nadel 42, d.h. in der Richtung senkrecht zu der Vorschubrichtung des zu bearbeitenden Tuches 70, gebildetes längliches Nadelloch 72. In der Nähe des Nadelloches 72 ist eine reflektierende Oberfläche 74 auf dem Öffnungsblech 66 vorgesehen, derart, daß die Länge der Oberfläche 74 zu dem Nadelloch 72 parallel ist. Die reflektierende Oberfläche 74 reflektiert die von dem Lichterzeuger 56 des Sensors 54 ausgesendeten Infrarotstrahlen, so daß die reflektierten Strahlen, wie vorhin erwähnt, von der

Photozelle 58 empfangen werden. Der Sensor 54 ist so ausgebildet, daß er einen Betrag von Infrarotstrahlen, die durch einen vorgegebenen Nachweisbereich der reflektierenden Oberfläche 74 reflektiert werden, erkennt. Das Zentrum des Nachweisgebietes liegt bei einem Punkt, der nach rechts (bezüglich Fig. 2) und nach vorne (zur Bedienungsperson hin) in vorbestimmten Abständen von dem Schnittpunkt der Mittellinie der Nadel 4 2 und der Ebene der Oberfläche des Öffnungsbleches 66 angeordnet ist (der Schnittpunkt wird im folgenden als "untere Position der Nadel 42" bezeichnet). Der Betrag des von der Photozelle 58 empfangenen Lichtes wird kleiner, wenn das Gebiet des Nachweisbereiches, das durch das zu bearbeitende Tuch 70 bedeckt ist, größer wird, so daß die Photozelle 58 ein Nachweissignal erzeugt, das dem Gebiet des Nachweisbereiches entspricht, welches nicht von dem zu bearbeitenden Tuch 70 bedeckt ist.

Das Blockschaltbild der Fig. 3 zeigt ein Steuersystem der gegenwärtigen Nähmaschine. Obwohl das zu Veranschaulichungszwecken gegebene Steuersystem der Fig. 3 die Form eines diskreten Schaltkreises annimmt, kann der Hauptteil des Steuersystems durch einen Mikrocomputer gebildet werden. Mit dem an dem linksseitigen Ende der Figur gezeigten Musterwählschalter 24 ist ein Musterwählzähler 80 verbunden, der die Nummer des Betriebs des Wählschalters 24 zählt. Ein die Zählung des Musterwählzählers 80 darstellendes Signal wird an einen Stichdatengenerator 82 geliefert. Entsprechend dem veränderlichen Zählergebnis' des Zählers 80 wird die entsprechende in das Anzeigefeld 22 eingebaute» Licht aussendende Diode angeschaltet, um das momentan

gewählte Stichmuster anzuzeigen.

Der Stichdatengenerator 82 speichert viele Stichdatensätze, die die entsprechenden Stichmuster, welche von der gegenwärtigen Nähmaschine gebildet werden können, darstellen. Der Stichdatengenerator 82 versorgt einen■«- Vorschubberechnungsschaltkreis 84 und einen Einbuchtungsberechnungsschaltkreis 86 mit dem Stichdatensatz, der der momentanen Zählung des Musterwählzählers 80 entspricht. Genauer wird der Stichdatengenerator 82 jedesmal, wenn die Nadelstange 40 am ümkehrpunkt ist, mit einem von einem Zeitgeber 88 erzeugten Zeitimpuls beliefert. Jedesmal, wenn der Stichdatengenerator 82 den Zeitimpuls vom Zeitgeber 88 empfängt, werden Vorschubdaten und Einbuchtungsdaten der Stichdaten an die vorschub- und einbuchtungsberechnenden Schaltkreise 84 bzw. 86 transportiert.

Ein Vorschubein'stellschaltkreis 89 ist mit dem Vorschubberechnungsschaltkreis 84 verbunden, während ein Einbuchtungseinstellschaltkreis 90 mit dem Einbuchtungsberechnungsschaltkreis 86 verbunden ist. Der Vorschubeinstellschaltkreis 89 beliefert den Vorschubberechnungsschaltkreis 84 mit Vorschubeinstelldaten, die durch das Vorschubeinstellteil 32 veränderbar sind. Der vorschubberechnende Schaltkreis 84 multipliziert die Vorschubdaten von dem Generator 82 mit den Vorschubeinstelldaten von dem Einstellschaltkreis 89 und das durch die Multiplikation erhaltende Produkt wird an den Vorschubsteuerschal tkreis 92 transportiert, wobei die Vorschubdaten der für das ausgewählte Stichmuster gespeicherten Stichdaten entsprechend der momentanen Position des Vorschubeinstellteils 32 eingestellt werden. Ähnlich ist der Einbuchtungsberechnungsschaltkreis 86 so ausgebildet, daß er

die Einbuchtungsdaten von dem Stichdatengenerator 82 entsprechend den Einbuchtungseinstelldaten von dem Einbuchtungseinstellschaltkreis 90/ welche der momentanen Position des Einbuchtungseinstellteiles 30 entspricht, einstellt. Die von dem Berechnungsschaltkreis 86 eingestellten Einbuchtungsdaten werden über einen Multiplexer 94 an einen Einbuchtungssteuerschaltkreis 96 geliefert. Der Vorschubsteuerschaltkreis 92 steuert den vorhin erwähnten Vorschubsteuermotor 98, um kontrollierte Vor-Schubbewegungen der Vorschubgreifer 68 zu bewerkstelligen, während der Einbuchtungssteuerschaltkreis 96 den vorhin erwähnten EinbuchtungsSteuermotor 100 steuert, um kontrollierte seitliche Stoßbewegungen der Nadel 42 zu bewerkstelligen. Auf diese Weise werden aufeinanderfolgende Stiche in dem durch den Musterwählschalter 24 gewählten Muster gebildet.

Der Nachfahrmoduswählschalter 26 ist mit dem Musterwählzähler 80 und mit dem Multiplexer 94 verbunden. Mit dem auf "Betrieb" gestellten Wählschalter 26 wird der Musterwählzähler 80 zurückgestellt. Als Ergebnis werden die ein gerades Stichmuster darstellenden Stichdaten von dem Stichdatengenerator 82 erzeugt. Eine weitere Folge des Inbetriebsetzens des Nachfahrmoduswählschalters 26 ist das Schalten des Multiplexers 94 in eine Position, in der er eine Ausgäbe (im folgenden: "Nadelpositionssignal") von einem Nachfahrsteuerelement 110 bevorzugt vor der Ausgabe von dem Einbuchtungsberechnungsschaltkreis 86 an den Einbuchtungssteuerschaltkreis 96 liefert.

Das Nachfahrsteuerelement 110 weist den vorhin erwähnten Sensor 54 und einen ein Bezugssignal produzierenden ver-

änderbaren Widerstand 112 auf. Der verschiebbare Kontakt des veränderbaren Widerstandes 112 ist entsprechend der Bedienung des Breitenvorgabeteiles ₂8 beweglich. Ausgaben des Sensors 54 und des veränderbaren Widerstandes 112 werden an einen Komparator 114 geliefert, der wiederum eine eine Differenz zwischen den Ausgaben des Sensors 54 und des Widerstandes 112 entsprechende Ausgabe erzeugt. Die Ausgabe des Komparators 114 wird über einen A/D-Wandler 116 an einen Addierer 118 geliefert. Der Addierer ist so ausgebildet, daß er die digitale Ausgabe des A/D-Wandlers 116 und eine digitale Ausgabe von einem Schalter 120 addiert, jedesmal, wenn der Addierer 118 über ein ODER-Gatter 122 einen Zeitimpuls TP von dem Zeitgeber 88 empfängt. Zusätzlich wird der Zeitimpuls TP mit einer Zeitverzögerung über einen Einzelschuß-Vielfachschwingungserzeuger 124 an den Schalter 120 geliefert. Der Schalter 120 hält die Ausgabe von dem Addierer 118 entsprechend des verzögerten Zeitimpulses.

Der Zeitgeber 88 erzeugt den Zeitimpuls TP nur, wenn der die Nadelstange 40 hin- und herbewegende Nadelantriebsmotor in Betrieb ist. Ein Taktgeber 126 ist auch dafür vorgesehen, daß er an den Addierer 118 und an den Schalter einen Taktimpuls ähnlich dem Zeitimpuls TP liefert, sogar wenn die Nähmaschine in Ruhe ist. Der Taktimpuls von dem Taktgeber 126 wird direkt an einen Eingang eines UND-Gatters 128 geliefert, welches außerdem ein "NADEL OBEN"-Signal, das erzeugt wird, wenn die Nadel 42 in ihrer oberen Position ist, und ein "MASCHINE HALT"-Signal, das erzeugt wird, wenn der Nadelantriebsmotor in Ruhe ist, empfängt. Nur wenn die "NADEL OBEN"- und "MASCHINE HALT"-Signale beide vorliegen, wird der Taktimpuls von dem UND-Gatter

über das ODER-Gatter 122 an den Addierer 1 18 und an den Schalter 120 geliefert.

In dem Nachfahrmodusbetrieb der Zickzack-Nähmaschine legt zunächst die Bedienungsperson das zu bearbeitende Tuch auf die Oberfläche des Unterrahmens 10, so daß eine entlang der Kante zu bildende Stichlinie im wesentlichen auf die Mitte des in dem Öffnungsblech 66 gebildeten länglichen Nadelloches 72 eingestellt wird. Dann setzt die Bedienungsperson den Nachfahrmoduswählschalter 26 in Betrieb.

Als Folge davon wird der Musterwählzähler 80 zurückgestellt und uncreachtet des gewählten Stichmusters wird das gerade Stichmuster gewählt. In der Zwischenzeit wird der Multiplexer 94 in die Position geschaltet, in der das Nadelpositionssignal von dem Nachfahrsteuerelement 110 an den Einbuchtungssteuerschaltkreis 96 durchgelassen wird.

Wird das zu bearbeitende Tuch 70 wie oben beschrieben auf den Unterrahmen 10 gegeben, so liefert der Sensor 54 an den Komparator 114 sein Ausgangsnachweissignal, das dem Gebiet des Nachweisbereiches auf der reflektierenden Oberfläche 74, welche nicht von dem zu bearbeitenden Tuch 70 bedeckt ist, entspricht. Der Komparator 114 vergleicht dieses Nachweissignal mit dem Bezugssignal von dem veränderbaren Widerstand 112 und liefert an den A/D-Wandler 116 ein analoges Fehlersignal, das dem Unterschied zwischen dem Nachweissignal und dem Bezugssignal entspricht. Das analoge Fehlersignal wird durch den A/D-Wandler 116 in das entsprechende Digitalsignal umgewandelt, welches an den Addierer 118 geliefert wird.

Unter dieser Bedingung bleibt derNadelantriebsmotor noch in Ruhe und die Nadel 42 wird in ihre höchste Position

gebracht. Es werden nämlich das "MASCHINE HALT"- und das "NADEL ΟΒΕΝ''-Signal durch das UND-Gatter 128 empfangen, wodurchcer vom Taktgeber 126 erzeugte Taktimpuls durch das UND-Gatter 128 gelassen wird und über das ODER-Gatter 122 an den Addierer 118 geliefert wird. Aufgrund des Empfangs des Taktimpulses addiert der Addierer 118 die Digitalsignale von dem A/D-Wandler 116 und von dem Schalter 120. Die von dem Addierer 118 erhaltene Summe wird nach einer vorbestimmten sehr kurzen Zeit in dem Schalter 120 gespeichert.

Das in dem Schalter 120 gespeicherte digitale Signal wird als Nadelpositionssteuersignal über den Multiplexer 94 an den Einbuchtungssteuerschaltkreis 96 geliefert. Der Einbuchtungssteuerschaltkreis 96 steuert den Einbuchtungssteuermotor 100 durch einen durch das Nadelpositionssignal festgelegten Betrag in der durch dasselbe Signal festgelegten Richtung. Infolgedessen wird der Nadelstangenoszillator 36 in bezüglich der Vorschubrichtung des zu bearbeitenden Tuches 70 seitlicher Richtung gestoßen, bis der Sensor 54 in eine Position bewegt worden ist, in der das entsprechende Nachweissignal mit dem Bezucyssignal von dem veränderbaren Widerstand 112 übereinstimmt. Die Frequenz des Taktimpulses ist so festgelegt, daß es dem Oszillator 36 möglich ist, seine Bewegung in die Querposition, in der das Nachweis- und das Bezugssignal miteinander übereinstimmen, während eines Zeitraumes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Taktimpulsen vollständig durchzuführen.

Als Folge der Übereinstimmung des Nachweissignales mit dem Bezugssignal wird das als Ausgabe des Komparators erzeugte Fehlersignal Null und das digitale Signal von dem

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A/D-Wandler 116, das in dem Addierer 118 hinzuaddiert wird, wird ebenfalls Null. Daher wird die durch Addition der Digitalsignale aufgrund des Empfangs des nächsten Taktimpulses erhaltene Ausgabe des Addierers 118 gleich dem momentan in dem Schalter 120 gehaltenen Wert. Demgemäß wird nach der vorbestimmten kurzen Zeit wieder der gleiche Wert in dem Schalter 120 gespeichert. D.h., daß das über den Multiplexer 94 an den Einbuchtungssteuerschaltkreis 96 gelieferte Nadelpositionssteuersignal unverändert ist, wobei der EinbuchtungsSteuermotor 100 und der Nadelstangenoszillator 36 in Ruhe bleiben.

Die Querposition der Nadel 42 wird geändert, wenn der Nadelstangenoszillator 36 in seitlicher Richtung bewegt wird, wobei die untere Position der Nadel 42 in seitlieher Richtung festgelegt wird durch die Größe des von dem veränderbaren Widerstand 112 erzeugten Bezugssignales. Falls die Querposition der Nadel 42 keinen gewünschten Abstand zwischen der Kante des zu bearbeitenden Tuches 70 und einer auf dem Tuch 70 zu bildenden Stichlinie annimmt, dann kann das Bezugssignal des veränderbaren Widerstandes 112 durch Bedienen des oben beschriebenen von der Bedienungsperson gesteuerten breiten Vorgabeteiles 28 geändert werden. Mit dem geänderten Bezugssignal wird der gleiche wie der oben beschriebene Be- trieb durchgeführt, um die Querposition des Trägerteiles 36 und infolgedessen die Querposition der Nadel 42 in ihrer unteren Position zu ändern. Die Beeinflussung des Breitenvorgabeteiles 28 durch die Bedienungsperson ist beendet in dem Moment, wenn die Querposition der Nadel 42 auf der auf dem Tuch 70 zu bildenden gewünschten Stichlinie liegt. Nach der Ergänzung der Stichbreite oder dem Abstand

zwischen der Kante " des zu bearbeitenden Tuches 70 und der zu bildenden Stichlinie wird der Hauptschalter 20 eingeschaltet, um den Nadelantriebsmotor zu starten. Als Folge davon werden durch die Nadel 42 auf einer Linie, die von der Kante um einen vorbestimmten, durch die Vorgabe des Breitenvprgabeteiles 28 festgelegten Abstand entfernt ist, aufeinanderfolgende Stiche gebildet. Das zu bearbeitende Tuch 70 wird mit einer Rate transportiert, die festgelegt ist durch die Vorschubdaten von dem Stichdatengenerator 82 und von den Vorschubeinstelldaten von dem Vorschubeinstellschaltkreis 89, d.h., die Rate wird festgelegt durch die von dem Vorschubberechnungsschaltkreis 84 empfangenen eingestellten Vorschubdaten wie in einem gewöhnlichen Betriebsmodus.

Während des Nähbetriebes mit automatisch transportiertem zu bearbeitendem Tuch 70 handhabt die Bedienungsperson das zu bearbeitende Tuch 70 so, daß der gewünschte Abstand zwischen der Stoffkante und der beabsichtigten, entlang der Kante zu bildenden Stichlinie eingehalten wird. Trotzdem ist es unvermeidlich, daß die Stiche neben der beabsichtigten Linie gebildet werden. Wenn, genauer gesagt, die Querposition der Nadel 42 von der beabsichtigten Linie entlang der Stoffkante abweicht, so wird das von dem Sensor 54 erzeugte Nachweissignal von dem durch den veränderbaren Widerstand 112 erzeugten Bezugssignal verschieden. Als Folge davon wird von dem Komparator 114 ein Fehlersignal über den A/D-Wandler an den Addierer 118 geliefert. Während des Nähbetriebes wird der von dem Zeitgeber 88 erzeugte Zeitimpuls TP über das ODER-Gatter 122 an den Addierer 118 geliefert. Als Antwort auf diesen Zeitimpuls TP addiert der

Addierer 118 das Digitalsignal von dem Schalter 120 zu dem Digitalsignal von dem A/D-Wandler 116 hinzu. Folglich wird der Einbuchtungssteuermotor 100 in gleicher Weise gesteuert wie wenn das Breitenvorgabeteil 28 bei ruhender Maschine bedient wird. Der Nadelstangenoszillator 36 wird nämlich seitlich bewegt, bis das Nachweissignal von dem Sensor 54 mit dem Bezugssignal von dem veränderbaren Widerstand 112 übereinstimmt. Daher wird die Querposition des Nadelstangenoszillators 36 und der Nadel 42 geändert, um den gewünschten Abstand zwischen der Stoffkante und der zu bildenden Stichlinie einzustellen. Wenn der Stoff nicht entlang der beabsichtigten Stichlinie transportiert wird, wird, wie erwähnt, die Querposition der Nadel 42 automatisch so angepaßt, daß sie der Kante des zu bearbeitenden Tuches 70 folgt, oder daß sie die vorbestimmte Stichbreite, wie sie von der Kante des zu bearbeitenden Tuches 70 gemessen wurde, aufrechterhält, wobei die Stiche auf eine Linie gefahren werden können, welche von der Stoffkante um einen vorbestimmten, konstanten Abstand entfernt sind.

Es versteht sich, daß das von dem Sensor 54 erzeugte Nachweissignal konstant ist, solange die Stichbreite konstant gehalten wird, vorausgesetzt, daß das zu bearbeitende Tuch 70 glatt oder selbstfarbig ist. Falls das zu bearbeitende Tuch 70 ein kariertes oder anderweitig gestaltetes Tuch ist, das Bereiche verschiedener Farben hat, so muß jedoch der Betrag des Lichtes, der durch das zu bearbeitende Tuch 70 reflektiert wird, verändert werden können. In diesem Fall wird vorausgesetzt, daß der Betrag des von der Photozelle 58 empfangenen Lichtes und der Wert des Nachweissignales

ORIGINAL INSPECTED

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des Sensors 54 verändert werden können, sogar dann, wenn der Abstand zwischen der Stoffkante und der Stichlinie unverändert bleibt. Um das Bestehen der obigen Möglichkeit zu bestätigen, wurden auf der gegenwärtigen Nähmaschine Stofführungsprüfungen durchgeführt, unter Benutzung dreier verschiedener Werkstücke: schwarzes Papier, weißes Papier und blaues Serge-Tuch. Diese drei Materialien wurden auf die Nähmaschine gelegt, ihre Kanten wurden in der gleichen Lage gehalten. Die Prüfungen zeigten im wesentlichen keinen Unterschied in der Querposition der Nadel 42, der von der speziellen Art des Werkstückes abhängt.

In der erläuterten Ausführungsform sind die Licht aussendenden und empfangenden Teile in Form des Lichtaussenders 56 und der Photozelle 58 des Sensors 54 eingerichtet, so daß der Sensor 54 als Detektor vom Lichtreflektionstyp arbeitet, wobei die Zelle 58 so ausgebildet ist, daß sie das reflektierte Licht von der reflektierenden Oberfläche 74 empfängt. Der Lichtaussender 56 und die Photozelle 58 können jedoch so angeordnet sein, daß der Sensor 54 arbeitet wie ein Nachweisgerät vom Lichtdurchlaßtyp, wobei die Photozelle 58 so ausgebildet ist, daß sie das durch das zu bearbeitende Tuch 70 durchgelassene Licht empfängt. In einem unbeleuchteten Raum wurden vergleichende Tests mit entferntem optischen Filter 60 durchgeführt, um die Empfindlichkeit des Sensors 54 vom Reflektionstyp mit der des Sensors 54 vom Lichtdurchlaßtyp zu vergleichen. Die Prüfungsergebnisse der Lichtreflektions- und Lichtdurchlaßtypen sind in den Figuren 4 bzw. 5 angezeigt. Wie aus dem Graph der Fig. hervorgeht, war die Ausgangsspannung der Photozelle 58, welche so ausgebildet ist, daß sie das reflektierte Licht

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empfängt, im wesentlichen gleich für alle drei Werkstücke (schwarzes Papier, weißes Papier und blaues Serge-Tuch), ungeachtet der Kantenposition des Werkstückes bezüglich des Nachweisbereiches des Sensors, d.h. ungeachtet der Entfernung der seitlichen Abweichung des Werkstückes von dem vorbestimmten Punkt. Andererseits zeigte die Ausgangsspannung der Zelle 58, die so ausgebildet ist, daß sie das durchgelassene Licht empfängt, eine beträchtliche, von der Art des Werkstückes abhängende Variation. Die Ausgangsspannungs-Variation wuchs an, wenn das von dem Werkstück bedeckte Gebiet der Zelle 58 vergrößert wurde (wenn der Abstand der seitlichen Abweichung von der Werkstückkante vergrößert wurde), wie in Figur 5 gezeigt. In diesem Sinne ist es vorteilhaft, den Sensor 54 als Lichtreflektionstyp statt als Lichtdurchlaßtyp zu verwenden.

Die Stichbreite oder der Abstand zwischen der Stoffkante und der zu bildenden gewünschten Stichlinie kann in der erläuterten Ausführungsform durch Betätigen des

2V Breitenvorgabeteiles 28 und damit einhergehende Änderung des Wertes des von dem veränderbaren Widerstand 112 erzeugten Bezugssignales verändert werden. Es ist jedoch möglich, ein vorbestimmtes konstantes Bezugssignal an den Komparator 114 zu liefern, wobei nicht gefordert ist, daß die Stichbreite veränderlich ist.

Obwohl die erläuterte Ausführungsform so ausgebildet ist, daß siedie Querposition der Nadel 42 mit dem Breitenvorgabeteil 28 in Abgleich mit einer gewünschten Stichlinie einstellt vor Beginn des Nähbetriebes, so können doch der Taktgeber 126 und das UND-Gatter 128 weggelassen werden, falls eine solche Voreinstellung

ORIGINAL INSPECTED

der Nadelposition nicht benötigt wird.

In der erläuterten Ausfuhrungsform wird die Nadelposition eingestellt durch Beeinflussung des Breitenvorgabeteiles 28, während die Position der Nadel 42 relativ zu der Kante des zu bearbeitenden Tuches 70 beobachtet wird. Zum leichten Vorgeben der Stichbreite ist es möglich, eine Skala in der Nähe des Breitenvorgabeteiles· 28 vorzusehen, so daß die Bedienungsperson die Querposition der Nadel 42 wissen kann durch Ablesen der Position des Vorgabeteiles 28 auf der Skala.

Wie oben beschrieben, ist die erläuterte Ausführungsform der Nähmaschine so ausgebildet, daß auf die Wahl des Nachfahrmodus automatisch das gerade Stichmuster ausgewählt wird, da gerade Stiche üblicherweise in dem Nachfahrmodusbetrieb, der der Kante des zu bearbeitenden Tuches folgt, benutzt werden. Es können jedoch andere geeignete Stichmuster für den Nachfahrmodus ausgewählt werden.

Es ist offensichtlich, daß andere Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen in der Gesamtanordnung der erfindungsgemäßen Zickzack-Maschine oder in dem speziellen Aufbau der einzelnen Komponenten wie etwa dem Sensor 54, dem Nachfahrsteuerelement 110 und dem Nadelstangenoszillator 36 vorgenommen werden können. Z.B. kann der Nadelstangenoszillator 36 so aufgebaut werden, daß er drehbar oder stoßbar um eine im wesentlichen vertikale Achse ist, um eine Änderung in der Querposition der Nadel 42 bezüglich der Vorschubrichtung des zu bearbeitenden Tuches 70 zu erlauben.

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Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O BN 12-3812 P/A/nau BROTHER KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Nagoya, Aichi / Japan Zickzack-Nähmaschine mit Stoffkantennachfahrfunktion PATENTANSPRÜCHE

1. Zickzack-Nähmaschine mit einem Vorschubelement (68) zum Transport eines Werkstückes (70) in einer Vorschubrichtung auf einem Arbeitsgestell (10) mit einer gerade hin- und herbewegbaren Nadelstange (40) zürn Tragen einer Nadel (42) und mit einem die Nadelstange (40) tragenden, bezüglich der Vorschubrichtung quer anstoßbaren Trageteil (36), gekennzeichnet durch

eine in der Nähe der Nadelstange (40) angeordnete, einen Licht aussendenden Teil und einen Licht empfangenden Teil aufweisende Detektorvorrichtung zum Erkennen der sich in Vorschubrichtung erstreckenden Werkstückkante, wobei die

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8000 MÜNCHEN 90 · HARTHAUSER STR. 25d ■ TEL. (0 89) 640 640

Detektorvorrichtung in einem vorbestimmten räumlichen Verhältnis zu dem Trageteil (36) quer zu der Vorschubrichtung beweglich ist mindestens dann, wenn das Trageteil (36) quer bewegt wird; und

- eine Steuervorrichtung zum Steuern der Bewegungsvorrichtung, so daß ein Betrag des von dem Licht empfangenden Teil empfangenen Lichtes mit einem vorbestimmten Betrag übereinstimmt, wobei die aufeinanderfolgenden, von der Nadel (42) zu bildenden Stiche auf einer Linie angeordnet werden, die von der Werkstückkante um einen vorbestimmten Abstand entfernt ist.

2. Zickzack-Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Detektorvorrichtung auf dem Trageteil (36) montiert ist.

3. Zickzack-Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

eine auf dem Arbeitsgestell (10) vorgesehen, sich quer zur Vorschubrichtung erstreckende, Licht reflektierende Oberfläche (74), wobei der Licht aussendende Teil (56) und der Licht empfangende Teil (58) oberhalb der Licht reflektierenden Oberfläche (74) angeordnet sind.

4. Zickzack-Nähmaschine mit einem Vorschubelement (68) zum Transport eines Werkstückes (70) in einer Vorschubrichtung auf einem Arbeitsgestell (19), mit einer gerade hin- und herbewegbaren Nadelstange (40) zum Tragen einer Nadel (42) und mit einem die Nadelstange (40) tragenden, bezüglich der Vorschubrichtung quer anstoßbaren Trageteil (36), gekennzeichnet durch

- eine auf dem Trageteil (36) angeordnete, einen Licht aussendenden Teil (56) und einen Licht empfangenden Teil (58) aufweisende Detektorvorrichtung (54) zum Erkennen der sich

in Vorschubrichtung erstreckenden Werkstückkante;

- eine einen betriebsmäßig mit dem Trageteil (36) verbundenen Steuermotor (100) aufweisende Bewegungsvorrichtung zum Ändern der Querpositionen des Trageteils

(36) und der Detektorvorrichtung; und eine Steuervorrichtung zum Steuern der Bewegungsvorrichtung, so daß ein Betrag des von dem Licht empfangenden Teil (58) empfangenen Lichtes mit einem Bezugsbetrag übereinstimmt, der vorbestimmt ist auf der Basis des Abstandes zwischen der Kante und einer Linie von aufeinanderfolgenden, durch die Nadel zu bildenden Stichen.

5. Zickzack-Nähmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch
- eine auf dem Arbeitsgestell (10) vorgesehenen, sich quer zur Vorschubrichtung erstreckende, Licht reflektierende Oberfläche (74) , wobei der Licht aussendende Teil (56) und der Licht empfangende Teil (58) oberhalb der Licht reflektierenden Oberfläche (74) angeordnet sind.

6. Zickzack-Nähmaschine nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch

- eine Bedienungsperson-gesteuerte Vorrichtung, welche den Bezugsbetrag einzustellen erlaubt.

7. Zickzack-Nähmaschine mit stichbildenden Apparaturen, welehe eine gerade hin- und herbewegbare, bezüglich der Vorschubrichtung eines Werkstückes (70) quer anstoßbare Nadel aufweisen,
gekennzeichnet durch

- eine einen Licht aussendenden Teil und einen Licht

empfangenden Teil aufweisende Detektorvorrichtung zum Erkennen der sich in Vorschubrichtung erstreckenden Werkstückkante;

361557α

-A-

- eine Bedienungsperson-gesteuerte Vorrichtung, welche einen Abstand zwischen der Kante und einer Linie, auf der aufeinanderfolgende Stiche gebildet werden, einzustellen erlaubt, zum Erzeugen eines dem eingestellten Abstand entsprechenden Bezugssignales, wobei die Bedienungsperson-gesteuerte Vorrichtung auf dem Maschinenrahmen (18) angeordnet ist;

- eine Bewegungsvorrichtung zum Ändern der Querposition der Nadel (42); und

- eine Steuervorrichtung zum Steuern der Bewegungsvorrichtung entsprechend dem Bezugssignal und einem einen Betrag des von dem Licht empfangenden Teil (58) empfangenen Lichtes entsprechenden Detektorsignal.