DE4118118C2 - Nähmaschine mit einer Einrichtung zum Messen der Relativlage von Nähgutlagen-Endkanten - Google Patents

Description

Die Erfindung betriff eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind für das längengleiche Zusammennähen zweier Nähgutlagen mehrere unterschiedlich funktionierende Einrichtungen bekannt. So wird bei der Einrichtung nach der DE 24 37 377 A1 mit Hilfe zweier ortsfester Abtastvorrichtungen ein erstes Mal vor Nähbeginn und ein zweites Mal während des Nähens die gegenseitige Relativlage der Nähgutlagen-Endkanten ermittelt und in Abhängigkeit vom Meßergebnis eine Veränderung des relativen Vorschubverhältnisses eines oberen gegenüber einem unteren Stoffschieber vorgenommen. Eine nur zweimalige Korrekturmöglichkeit der Vorschubgrößen kann bei langen Nähgutlagen unzureichend sein. Ein Vorsehen weiterer Abtastvorrichtungen würde zwar zu einer höheren Genauigkeit bezüglich des gewünschten längengleichen Nähens führend jedoch wäre damit ein beträchtlicher technischer Mehraufwand verbunden.

Durch die DE 25 20 587 A1 und die DE 26 08 859 C2 sind Einrichtungen bekannt, bei denen eine erhöhte Genauigkeit beim längengleichen Nähen auf technisch einfachere Weise dadurch erreichbar ist, daß die Abtastvorrichtung für die Relativlage der Nähgutlagen-Endkanten an die Nähgutlagen angeklemmt und somit während der Vorschubbewegung der Nähgutlagen durch diese mitgezogen wird. Auf diese Weise kann die Relativlage der Nähgutlagen-Endkanten während des Nähens fortwährend überprüft und können feinfühlige Korrekturen des relativen Vorschubverhältnisses eines oberen gegenüber einem unteren Stoffschieber durchgeführt werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Einrichtungen handelt es sich insofern um Einzweckeinrichtungen, als mit ihnen lediglich je nach Art des Meßprinzips ein mehr oder weniger genaues längengleiches Nähen zweier Nähgutlagen möglich ist, wobei sowohl eine vor dem Nähen bestehende Längendifferenz der beiden Nähgutlagen als auch ein unterschiedliches Transportverhalten der Stoffschieber der Nähmaschine auskorrigierbar ist.

Die DE 35 25 028 A1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen und Regeln der Vorschubgröße einer Nähmaschine, wobei an beliebigen Stellen zweier Nähgutlagen vorhandene oder aufzubringende, optisch erkennbare Merkmale an zwei hintereinander angeordneten Stellen abgetastet und während dieses Zeitraumes von einem durch die Nähmaschine angetriebenen Impulsgeber erzeugte Impulse summiert werden. Durch den Vergleich dieser Impulssumme mit einer vom gegenseitigen Abstand der Abtaststellen und der eingestellten Stichlänge abhängigen Impulszahl läßt sich ein ggf. bestehendes unterschiedliches Transportverhalten der Stoffschieber feststellen, davon abhängig ein Stellsignal für den oberen Stoffschieber bilden und durch fortwährende, lückenlose Aneinanderreihung dieser Meß- und Stellvorgänge sehr genau auskorrigieren. Mit diesem Meßverfahren läßt sich darüber hinaus auch die absolute Vorschubgröße sowie der tatsächlich zurückgelegte Weg der Nähgutlagen ermitteln, wodurch die Möglichkeit besteht, bei einem innerhalb der Naht an einer der beiden Nähgutlagen vorzusehenden Mehrweiteabschnitt beispielsweise im Hüftbereich von Hosen, exakte Mehrweitebeträge einzuarbeiten.

Da bei dieser Einrichtung keine Überprüfung der gegenseitigen Relativlage der Nähgutlagen-Endkanten stattfindet, läßt sich eine Längengleichheit der Nähgutlagen am Nahtende vorzugsweise dann erzielen, wenn diese von Anfang an längengleich sind. In diesem Fall wird durch die Einrichtung ein eventuell unterschiedliches Transportverhalten der Stoffschieber ausgeglichen, so daß die Längengleichheit während des Nähens fortwährend aufrechterhalten bleibt. Besteht dagegen eine ursprüngliche Längendifferenz - sei es unabsichtlich infolge ungenauen Zuschneidens oder unterschiedlicher Dehnung oder absichtlich für die Einarbeitung von Mehrweite - so müßte diese Längendifferenz vor dem Nähen ermittelt und als eine Rechengröße in die Signalverarbeitungseinrichtung der Nähmaschine eingegeben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe auf einfache Weise längengleiche Näharbeiten durchführbar sind und zwar sowohl bei ursprünglich gleich langen als auch ungleich langen Nähgutlagen und durch die ferner genaue Mehrweitebeträge an beliebiger Stelle einer Naht einarbeitbar sind. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, als Meßglied der Einrichtung wenigstens einen parallel zur Vorschubrichtung der Nähmaschine ausgerichteten und im Bereich der Nähgutlagen-Endkanten im wesentlichen synchron zu diesen mitbewegbaren Zeilensensor vorzusehen, läßt sich die Lage jeder der beiden Endkanten bezüglich der einzelnen Sensorelemente des Zeilensensors und damit die gegenseitige Relativlage der Endkanten und ggf. deren Differenz vor dem Nähen und zu jedem Zeitpunkt während des Nähens ermitteln. Da für die Berechnung der gegenseitigen Relativlage der Endkanten deren vom Zeilensensor gebildeten Positionssignale voneinander subtrahiert werden und die Relativlage der Endkanten somit durch die Differenz der Positionssignale gebildet wird, ist der absolute Betrag der Positionssignale unwichtig. Aus diesem Grund muß der Zeilensensor auch nicht synchron zu den Nähgutlage-Endkanten mitbewegt werden, vielmehr genügt es, den Zeilensensor durch eine Antriebsvorrichtung mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit mit den Nähgutlagen-Endkanten mitzubewegen, wobei lediglich gewährleistet sein muß daß die Endkanten stets im Meßbereich des Zeilensensors liegen.

Mit der Differenz der Positionssignale der Nähgutlagen-Endkanten lassen sich für das längengleiche Nähen von mit als auch ohne Mehrweite zu verarbeitenden Nähgutlagen entsprechende Steuersignale für die Stellmittel bilden, wobei im ersten Fall die den einzuarbeitenden Mehrweitebetrag der längeren Nähgutlage angebende Differenz der Positionssignale zunächst aufrechterhalten und erst nach der Einarbeitung der Mehrweite zu Null ausgeregelt und im zweiten Fall die eventuell vorhandene Differenz der Positionssignale gleich von Nahtbeginn an zu Null auskorrigiert wird. Es versteht sich, daß hierbei die Länge des Zeilensensors bzw. dessen Meßbereich größer sein muß als der größtmögliche einzuarbeitende Mehrweitebetrag.

Durch die Maßnahme, den Zeilensensor mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung mit den abzutastenden Nähgutlagen- Endkanten mitzubewegen, kann deren Relativlage stetig berührungslos gemessen werden, so daß auf die Nähgutlagen ähnlich wie bei der Einrichtung nach der DE 24 37 377 A1 durch die Abtasteinrichtung keinerlei Zugkräfte einwirken und der Nähvorgang daher unbeeinflußt bleibt. Allerdings erfolgt die Ermittlung der Relativlage der Endkanten anders als bei dieser bekannten Einrichtung kontinuierlich im Takt der Auslesefrequenz des Zeilensensors.

In den weiteren Unteransprüchen sind mehrere alternative Weiterbildungen des Zeilensensors und des jeweils zugeordneten Lichtsenders angegeben.

Die Erfindung ist anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht eines vereinfacht dargestellten Nähaggregates mit einer Zeilenkamera;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Einrichtung zum Messen der Relativlage der Nähgutlagen-Endkanten und zum Ansteuern der Stellmittel für eines der Vorschubmittel;

Fig. 4 ein Diagramm des Signalverlaufes in Bezug auf zwei gegeneinander versetzte Nähgutlagen-Endkanten;

Fig. 5 eine Ansicht eines vereinfacht dargestellten Nähaggregates des zweiten Ausführungsbeispieles, wobei zwei Zeilenkameras vorgesehen sind;

Fig. 6 eine Seitenansicht eines die Zeilenkameras tragenden Schlittens;

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Schlittens nach Linie VII-VII der Fig. 5;

Fig. 8 ein Blockschaltbild der Einrichtung zum Messen der Relativlage der Nähgutlagen-Endkanten und zum Ansteuern der Stellmittel für eines der Vorschubmittel;

Fig. 9 ein Diagramm des Signalverlaufes in Bezug auf zwei gegeneinander versetzte Nähgutlagen-Endkanten.

Ausführungsbeispiel 1

Die in Fig. 1 dargestellte Nähmaschine weist eine Grundplatte 1, einen Gehäuseständer 2 und einen in einen Kopf 3 auslaufenden, nicht dargestellten Gehäusearm auf. Im Kopf 3 ist die einen üblichen Nähfuß 4 tragende Stoffdrückerstange 5 und die Nadelstange 6 aufgenommen, deren fadenführende Nadel 7 mit einem nicht dargestellten Greifer zusammenarbeitet. Zum Vorschieben von zwei miteinander zu verbindenden Nähgutlagen W1, W2 weist die Nähmaschine einen unteren Stoffschieber 8 und einen oberen Stoffschieber 9 auf.

Der untere Stoffschieber 8 ist auf einem stangenförmigen Träger 10 aufgenommen. Der Träger 10 ist mit einem nicht dargestellten verstellbaren Antriebsmechanismus verbunden, der dem in der DE 35 25 028 A1 ausführlich geoffenbarten Antriebsmechanismus hinsichtlich des Aufbaues und der Funktionsweise entspricht.

Der obere Stoffschieber 9 ist, wie ebenfalls in der DE 35 25 028 A1 geoffenbart, an der Stoffdrückerstange 5 abgestützt und mit einem nur zum Teil dargestellten Winkelhebel 11 verbunden, der zu dem im Takt der Stichbildung erfolgenden Anheben des Stoffschiebers 9 mit einem aus der DE 35 25 028 A1 bekannten, hier nicht dargestellten Exzenterantrieb verbunden ist.

Zum Antrieb des oberen Stoffschiebers 9 steht dieser mit einem Schwinghebel 12 in Verbindung. Der Schwinghebel 12 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmechanismus verbunden, der wie der in der DE 35 35 028 A1 dargestellte Antriebsmechanismus für den dort mit 58 bezeichneten Schwinghebel aufgebaut ist und in gleicher Weise funktioniert.

Um die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 einstellen und darüber hinaus auch relativ zur Vorschubgröße des unteren Stoffschiebers 8 verändern zu können, ist eine im zugeordneten Blockschaltbild schematisch dargestellte Stelleinrichtung 13 vorgesehen, die wie die Stelleinrichtung 81 aus der DE 35 25 028 A1 aufgebaut ist und demgemäß unter anderem einen hier nicht dargestellten Schrittmotor aufweist.

Auf einer die Nähmaschine tragenden Tischplatte 14 sind zwei winkelförmige Träger 15, 16 befestigt, die je eine quer abstehende Halteplatte 17, 18 aufweisen. In den Halteplatten 17, 18 sind die Enden zweier in Nähgutvorschubrichtung V parallel verlaufender Führungsstangen 19 befestigt. Auf den Führungsstangen 19 ist ein Schlitten 20 verschiebbar angeordnet.

Im Träger 15 ist eine Welle 21 gelagert, die einerends eine Zahnriemenscheibe 22 trägt und anderenends mit einem am Träger 15 befestigten Schrittmotor 23 verbunden ist. Auf dem Träger 16 ist auf einem Bolzen 24 eine Umlenkscheibe 25 frei drehbar gelagert. Über die Zahnriemenscheibe 22 und die Umlenkscheibe 25 ist ein endloser Zahnriemen 26 geführt. Ein Ansatz 27 des Schlittens 20 ist durch Schrauben 28 fest mit dem Zahnriemen 26 verbunden.

An einem auf dem Schlitten 20 befestigten Winkelstück 29 ist eine CCD-Zeilenkamera 30 fest angeordnet, die einen in Fig. 4 schematisch dargestellten parallel zur Vorschubrichtung V ausgerichteten CCD-Zeilensensor 31 sowie ein nicht näher bezeichnetes Objektiv aufweist. Der Zeilensensor 31 besteht aus 256 in Reihe angeordneten quadratischen Fotodioden 32 mit einer Kantenlänge von 13 µm, wodurch sich eine wirksame Zeilenlänge von 3,3 mm ergibt.

Der Abstand der Zeilenkamera zur oberen Nähgutlage W1 und die Brennweite des Kameraobjektives sind so gewählt, daß sich ein Abbildungsmaßstab von 1 : 12 ergibt. Auf diese Weise wird auf den Zeilensensor 31 von 3,3 mm Länge eine Gegenstandsgröße von ca. 40 mm Länge abgebildet. Der in Fig. 4 dargestellte Zeilensensor 31 ist der Deutlichkeit halber in etwa so groß gezeichnet wie das mit Hilfe des Kameraobjektives abbildbare Meßfeld A von 40 mm, wobei auch die einzelnen Fotodioden 32 um ein vielfaches vergrößert dargestellt sind.

Die Zeilenkamera 30 ist gemäß dem Blockschaltbild in Fig. 3 mit einer bekannten Ansteuerschaltung 33 verbunden, die ihrerseits mit einem Mikrocomputer 34 in Verbindung steht. Die Zeilenkamera 30 ist ferner mit einer bekannten Auswerteschaltung 35 für die Kantendetektion verbunden, die ihrerseits an den Mikrocomputer 34 angeschlossen ist. Der Mikrocomputer 34 steuert über eine bekannte Ansteuerschaltung 36 den Schrittmotor der Stelleinrichtung 13 für die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 und steuert ferner unter Zwischenschaltung eines PI-Reglers 37 über eine gleichfalls bekannte Ansteuerschaltung 38 den für den Antrieb des Schlittens 20 bestimmten Schrittmotor 23.

Als Lichtsender für die Zeilenkamera 30 dient eine in einer Aussparung 39 der Tischplatte 14 fest installierte Leuchtstoffröhre 40. Die Aussparung 39 ist durch zwei fest angeordnete Blechstreifen 41 teilweise abgedeckt, die zwischen sich einen schmalen, parallel zur Leuchtstoffröhre 40 verlaufenden Lichtdurchtrittsschlitz 42 freilassen.

Mit seitlichem Abstand zu dem Lichtdurchtrittsschlitz 42 ist auf der Tischplatte 14 eine parallel zur Vorschubrichtung V ausgerichtete Kantenführungsvorrichtung 43 für die beiden Nähgutlagen W1, W2 angeordnet. Die Kantenführungsvorrichtung 43 besteht aus einer unteren Anschlagplatte 44, einer sich zwischen den Nähgutlagen W1, W2 erstreckenden Trennplatte 45 und einer oberen Anschlagplatte 46. In der Trennplatte 45 ist ein länglicher Lichtdurchtrittsschlitz 47 vorgesehen, der mit dem Lichtdurchtrittsschlitz 42 fluchtet.

Ausführungsbeispiel 2

Die in Fig. 5 dargestellte Nähmaschine ist in gleicher Weise aufgebaut wie die in Fig. 1 dargestellte Nähmaschine, weshalb die einander entsprechenden Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und sich eine nochmalige Beschreibung erübrigt.

Auf einer die Nähmaschine tragenden Tischplatte 50 sind zwei winkelförmige Träger 51, 52 befestigt, die je eine quer abstehende Halteplatte 53, 54 aufweisen. In den Halteplatten 53, 54 sind die Enden zweier in Nähgutvorschubrichtung V parallel verlaufender Führungsstangen 55 befestigt. Auf den Führungsstangen 55 ist ein Schlitten 56 verschiebbar angeordnet.

Im Träger 51 ist eine Welle 57 gelagert, die einerends eine Zahnriemenscheibe 58 trägt und anderenends mit einem am Träger 51 befestigten Schrittmotor 59 verbunden ist. Auf dem Träger 52 ist auf einem Bolzen 60 eine Umlenkscheibe 61 frei drehbar gelagert. Über die Zahnriemenscheibe 58 und die Umlenkscheibe 61 ist ein endloser Zahnriemen 62 geführt. Ein Ansatz 63 des Schlittens 56 ist durch Schrauben 64 fest mit dem Zahnriemen 62 verbunden.

Der Schlitten 56 ist insofern E-förmig ausgebildet, indem er drei mit gegenseitigem Abstand parallel zueinander verlaufende Ansätze 65, 66, 67 aufweist. Auf dem oberen Ansatz 65 sind zwei CCD- Zeilenkameras 68, 69 angeordnet, die je einen in Fig. 9 schematisch dargestellten, parallel zur Vorschubrichtung V ausgerichteten Zeilensensor 70 bzw. 71 aufweisen. Die Zeilensensoren 70, 71 bestehen aus 4096 in Reihe angeordneten quadratischen Fotodioden 72 mit einer Kantenlänge von 13 µm, wodurch sich eine wirksame Zeilenlänge bzw. ein Meßfeld A von 53 mm ergibt. Die in Fig. 9 dargestellten Fotodioden 72 sind der Deutlichkeit halber′ um ein vielfaches vergrößert gezeichnet.

Im oberen Ansatz 65 ist am unteren Ende einer vertikalen Bohrung 73 eine stabförmige, sich in Vorschubrichtung V erstreckende Sammellinse 74 von 53 mm Länge befestigt. Das von der stabförmigen Sammellinse 74 erzeugte linienförmige Bild wird von einem in der Bohrung 73 angeordneten Reflektor 75 auf die Eintrittsenden eines 53 mm breiten Lichtleiterbandes 76 reflektiert, das mit der Zeilenkamera 68 verbunden ist und dessen Austrittsenden in nicht dargestellter Weise direkt auf dem Zeilensensor 70 enden.

Im unteren Ansatz 67 ist am oberen Ende einer vertikalen Bohrung 77 eine stabförmige Sammellinse 78 befestigt, die hinsichtlich ihrer Größe und Ausrichtung der Sammellinse 74 entspricht. In der Bohrung 77 ist ein Reflektor 79 angeordnet, der das von der Sammellinse 78 erzeugte linienförmige Bild auf die Eintrittsenden eines 53 mm breiten Lichtleiterbandes 80 reflektiert, das mit der Zeilenkamera 69 verbunden ist und dessen Austrittsenden in nicht dargestellter Weise direkt auf den Zeilensensor 71 enden.

Im mittleren Ansatz 66 sind an der Oberseite eine Vielzahl von Leuchtdioden 81 angeordnet, die gemeinsam eine parallel zur Vorschubrichtung V verlaufende Beleuchtungseinrichtung 82 von ca. 53 mm Länge für den Zeilensensor 70 ergeben. An der Unterseite des Ansatzes 66 ist die gleiche Anzahl von Leuchtdioden 81 angeordnet, die gemeinsam eine Beleuchtungseinrichtung 83 für den Zeilensensor 71 bilden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel übernimmt der E-förmige Schlitten 56 zusätzlich eine Kantenführungsfunktion für die Nähgutlagen W1, W2 und erfüllt insofern die Aufgabe der Kantenführungsvorrichtung 43 des ersten Ausführungsbeispieles. Zur besseren Trennung der beiden Nähgutlagen W1, W2 ist jedoch zusätzlich eine mit dem mittleren Ansatz 66 fluchtende Trennplatte 84 vorgesehen, deren vorderes und hinteres Ende auf nicht näher dargestellte Weise auf der Tischplatte 50 befestigt ist.

Die Zeilenkameras 68, 69 sind gemäß dem Blockschaltbild in Fig. 8 mit je einer bekannten Ansteuerschaltung 85, 86 verbunden, die ihrerseits mit einem Mikrocomputer 87 in Verbindung stehen. Die Zeilenkameras 68, 69 sind ferner mit je einer bekannten Auswerteschaltung 88, 89 für die Kantendetektion verbunden, die ihrerseits an den Mikrocomputer 87 angeschlossen sind. Der Mikrocomputer 87 steuert über eine bekannte Ansteuerschaltung 90 den Schrittmotor der Stelleinrichtung 13 für die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 und steuert ferner unter Zwischenschaltung eine PI-Reglers 91 über eine gleichfalls bekannte Ansteuerschaltung 92 den für den Antrieb des Schlittens 56 bestimmten Schrittmotor 59.

Funktionsweise Ausführungsbeispiel 1

Beim Einlegen zweier miteinander zu verbindender Nähgutlagen W1, W2 in die Nähmaschine werden die nicht näher bezeichneten vorderen Kanten der Nähgutlagen W1, W2 bündig aufeinanderliegend unter dem angehobenen Nähfuß 4 zwischen dem unteren und oberen Stoffschieber 8, 9 plaziert und die flach ausgestreckten Nähgutlagen W1, W2 in die Kantenführungsvorrichtung 43 eingelegt. Hierbei steht der Schlitten 20 mit der Zeilenkamera 30 in einer an die Länge der zu vernähenden Nähgutlagen W1, W2 angepaßten Ausgangsstellung, die beispielsweise über das Bedienfeld des Mikrocomputers 34 derart bestimmt wurde, daß die Endkanten K1, K2 der Nähgutlagen W1, W2 im wesentlichen in der Mitte des Meßfeldes der Zeilenkamera 30 liegen.

Es sei hierbei davon ausgegangen, daß die obere Nähgutlage W1 um etwa 10 mm kürzer ist als die untere Nähgutlage W2, so daß die Endkanten K1 und K2 einen entsprechend großen gegenseitigen Abstand haben. Von der kontinuierlich Licht aussendenden Leuchtstoffröhre 40 gelangt bei jeder Aufnahme der Zeilenkamera 30 wegen der vergleichsweise sehr geringen Lichtdurchlässigkeit der beiden übereinanderliegenden Nähgutlagen W1, W2 nur eine entsprechend sehr geringe Lichtmenge auf die im Bereich a (Fig. 4) liegenden Fotodioden 32 des Zeilensensors 31, so daß jede einzelne Fotodiode 32 in diesem Bereich a nur eine geringe elektrische Ladungsmenge P1 erhält.

Da im angrenzenden Bereich b nur die untere Nähgutlage W2 vorhanden ist und diese eine höhere Lichtdurchlässigkeit hat als beide Nähgutlagen W1, W2 gemeinsam, empfangen die Fotodioden 32 im Bereich b eine größere Lichtmenge als im Bereich a und erhalten demgemäß jeweils eine größere elektrische Ladungsmenge P2.

Im Bereich c des Zeilensensors 31 trifft das von der Leuchtstoffröhre 40 ausgesandte Licht ungehindert auf die dort befindlichen Fotodioden 32, so daß diese jeweils die von der Beleuchtungsstärke und Belichtungszeit bzw. der Taktfrequenz abhängende maximale Ladungsmenge P3 erhalten. Der Übergang der Ladungsmengen P1, P2, P3 der Fotodioden 32 vom Bereich a zu b und vom Bereich b zu c erfolgt jeweils sprunghaft und vollzieht sich aufgrund des Abbildungsmaßstabes 1 : 12 der Zeilenkamera 30 innerhalb eines eng begrenzten Bereiches weniger Fotodioden 32.

Die analogen Bildsignale des Zeilensensors 31 werden von der Steuerung der Zeilenkamera 30 in bekannter Weise ausgelesen und in zeit- und wertdiskrete digitale Bildsignale umgewandelt und als ein aus 256 Einzelsignalen entsprechender Wertigkeit bestehendes Signalprofil zwischengespeichert.

Die Auswerteschaltung 35 ermittelt nun durch Schwerpunktberechnung aus den im Übergangsbereich vom einen zum anderen Signalpegel liegenden Fotodioden 32 eine mittlere Fotodiode 32 als genau definierten Ort des Signalsprunges. Die Adresse dieser mittleren Fotodiode 32 bildet nun ein sehr exaktes Maß für die Lage der entsprechenden Endkante K1 bzw. K2 bezüglich des hierbei als Maßstab dienenden Zeilensensors 31, so daß die entsprechenden Adressen der beiden mittleren Fotodioden 32 Positionswerte der Endkanten K1, K2 darstellen. Durch Subtraktion der Positionswerte der beiden Endkanten K1, K2 berechnet der Mikrocomputer 34 nun das Maß des gegenseitigen Kantenabstandes der beiden Nähgutlagen W1, W2.

Es spielt hierbei keine Rolle, in welchem Bereich des Zeilensensors 31 die Positionssignale liegen, ob wie in Fig. 4 dargestellt im mittleren Bereich des Zeilensensors 31 oder im links oder rechts davon liegenden Bereich. Sofern die Anzahl der Fotodioden zwischen den beiden Positionssignalen gleich ist, ist auch das ermittelte Maß des gegenseitigen Kantenabstandes der beiden Nähgutlagen W1, W2 stets gleich groß.

Bei der Verarbeitung gemusterten Nähgutes kann es für die Unterscheidung zwischen musterbedingten und kantenabhängigen Signalamplitudenschwankungen notwendig sein, im Wege eines nähgutabhängigen Sensorabgleiches, wie z. B. in der DE 39 34 933 A1 beschrieben, eindeutige Schwellenwerte festzulegen, so daß erst bei Überschreitung dieser Schwellenwerte eine Ortsbestimmung der jeweiligen Endkanten K1, K2 durchgeführt wird.

Sofern die beiden Nähgutlagen W1, W2 ohne örtlich bestimmte Mehrweitenverteilung längengleich zusammengenäht werden sollen, berechnet der Mikrocomputer 34 anhand des ermittelten gegenseitigen Abstandes der Endkanten K1, K2 sowie der Länge der Nähgutlagen W1, W2 und der Stichlängen-Einstellwerte des unteren und oberen Stoffschiebers 8 und 9 den erforderlichen Korrekturwert für den oberen Stoffschieber 9, um die anfängliche Längendifferenz der beiden Nähgutlagen W1, W2 über die gesamte Nahtlänge gleichmäßig zu verteilen.

Mit Einschalten der Nähmaschine wird der Schrittmotor 23 für den Antrieb des Schlittens 20 über die Ansteuerschaltung 38 derart beaufschlagt, daß der Schlitten 20 mit der Zeilenkamera 30 den Endkanten K1, K2 mit einer solchen Geschwindigkeit nachgeführt wird, daß diese stets im mittleren Bereich des Zeilensensors 31 abgebildet werden. Zu diesem Zweck wird vom Mikrocomputer 34 bei einem gegenseitigen Abstand der beiden Endkanten K1, K2 die örtliche Lage des arithmetischen Mittelwertes der beiden Positionssignale berechnet. Wenn der Mittelwert der beiden Positionssignale außerhalb der Mitte des Zeilensensors 31 liegt bzw. aus ihr herauswandert, wird über die dabei ermittelte Abweichung des Istwertes vom Sollwert der PI-Regler 37 in entsprechender Weise beaufschlagt, der daraufhin die Ansteuerschaltung 38 veranlaßt, den Schrittmotor 23 zum Ausgleich der Soll-Istwert-Differenz in der erforderlichen Weise schneller oder langsamer laufen zu lassen.

Durch fortlaufende Wiederholung der vorstehend beschriebenen Längendifferenzmessung wird während des Nähens ständig der Ablauf des längengleichen Nähens überprüft und dabei der unvermeidliche Schlupf zwischen den Stoffschiebern 8, 9 einerseits und den Nähgutlagen W1, W2 andererseits, der zudem bei unterschiedlichen Nähparametern auch noch ungleichmäßig sein kann, ausgeglichen, so daß am Nahtende die beiden Endkanten K1, K2 deckungsgleich sind.

Sofern bei einer der beiden zu verbindenden Nähgutlagen W1, W2 in einem vorbestimmten Bereich der Naht Mehrweite von bis zu 20 mm eingearbeitet werden soll und diese Nähgutlage W1 oder W2 daher um das Maß der einzuarbeitenden Mehrweite länger ist als die andere Nähgutlage, werden die Endkanten K1, K2 der beiden Nähgutlagen W1, W2 derart unter der Zeilenkamera 30 plaziert, daß die Endkante K1 bzw. K2 der kürzeren Nähgutlage W1 bzw. W2 im Mittenbereich des Zeilensensors 31 abgebildet wird. Da das auf dem Zeilensensor 31 abgebildete Meßfeld 40 mm beträgt, wird auch bei einem maximalen Mehrweitebetrag von 20 mm die Endkante der längeren Nähgutlage noch auf ihm abgebildet. Es wird der Nähvorgang bis zum Beginn des Einarbeitens der Mehrweite in der Weise durchgeführt, daß durch wiederholte Überprüfung des gegenseitigen Abstandes der Endkanten K1, K2 bzw. deren Relativlage und durch eine den Meßergebnissen entsprechende Einstellung der Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 für eine Beibehaltung der ursprünglichen Überlänge der einen Nähgutlage W1 bzw. W2 gesorgt wird.

Nach Erreichen derjenigen Nahtstelle, bei der der Mehrweiteabschnitt beginnen soll, wird durch entsprechende Verstellung der Stelleinrichtung 13 die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 derart verändert, daß die Überlänge der einen Nähgutlage W1 oder W2 innerhalb des vorgegebenen Mehrweiteabschnittes gleichmäßig eingearbeitet wird, bis daß am Ende dieses Nahtabschnittes die Endkanten K1, K2 miteinander deckungsgleich sind. Danach wird während des verbleibenden restlichen Nähvorganges durch die nach wie vor erfolgende wiederholte Überprüfung,der gegenseitigen Relativlage der Endkanten K1, K2 und ggf. erfolgende Veränderungen der Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 dafür gesorgt, daß die deckungsgleiche Relativlage der Endkanten K1, K2 bis zum Nahtende aufrechterhalten bleibt.

Ausführungsbeispiel 2

Beim Einlegen zweier Nähgutlagen W1, W2 in die Nähmaschine werden die vorderen Kanten der Nähgutlagen W1, W2 wie beim ersten Ausführungsbeispiel zwischen dem unteren und oberen Stoffschieber 8, 9 plaziert und die flach ausgebreiteten Nähgutlagen W1, W2 ober- bzw. unterhalb der Trennplatte 84 in die Zwischenräume zwischen den Ansätzen 65 bis 67 des Schlittens 56 eingeführt. Hierbei steht der Schlitten 56 mit den Zeilenkameras 68, 69 in einer an die Länge der Nähgutlagen W1, W2 angepaßten Ausgangsstellung, die beispielsweise über das Bedienfeld des Mikrocomputers 87 derart ausgewählt wurde, daß die Endkanten K1, K2 der Nähgutlagen W1, W2 im wesentlichen in der Mitte des Meßfeldes einer jeden der beiden Zeilenkameras 68, 69 liegen.

Es sei auch bei diesem Ausführungsbeispiel davon ausgegangen, daß die obere Nähgutlage W1 um etwa 10 mm kürzer ist als die untere Nähgutlage W2, so daß die Endkanten K1, K2 einen entsprechend großen gegenseitigen Abstand haben.

Von den kontinuierlich Licht emmitierenden Leuchtdioden 81 gelangt bei den jeweils zeitgleich erfolgenden Aufnahmen der Zeilenkameras 68, 69 wegen der geringen Lichtdurchlässigkeit einer jeden der beiden Nähgutlagen W1, W2 nur eine entsprechend geringe Lichtmenge auf die im Bereich a1 des Zeilensensors 70 (Fig, 9) bzw. a2 des Zeilensensors 71 befindlichen Fotodioden 72, so daß jede einzelne Fotodiode 72 in diesen Bereichen a1 und a2 nur eine geringe elektrische Ladungsmenge P1 erhält. Hierbei wird unterstellt, daß die Lichtdurchlässigkeit der beiden Nähgutlagen W1, W2 genau gleich groß ist, so daß sich bei den im Bereich a1 und a2 liegenden Fotodioden 72 jeweils die gleiche Ladungsmenge P1 ergibt.

Im Bereich b1 des Zeilensensors 70 und im Bereich b2 des Zeilensensors 71 trifft das von den Leuchtdioden 81 ausgesandte Licht ungehindert auf die dort befindlichen Fotodioden 72, so daß diese jeweils die von der Beleuchtungsstärke und der Belichtungszeit abhängige maximale Ladungsmenge P2 erhalten.

Der Übergang der Ladungsmengen P1, P2 der Fotodioden 72 vom Bereich a1 zum Bereich b1 bzw. a2 zu b2 erfolgt jeweils sprunghaft und vollzieht sich innerhalb eines sehr eng begrenzten Bereiches einiger weniger Fotodioden 72. Da bei den Zeilenkameras 68, 69 der Abbildungsmaßstab 1 : 1 beträgt, ist der Bereich bzw. die Anzahl der Fotodioden 72, in welchen bzw. bei denen der Übergang der niedrigen Ladungsmengen P1 zu den höheren Ladungsmengen P2 stattfindet, sehr viel kleiner und damit genauer als beim ersten Ausführungsbeispiel, bei dem der Abbildungsmaßstab der Zeilenkamera 30 1 : 12 beträgt.

Die analogen Bildsignale der Zeilensensoren 70, 71 werden von der Steuerung der jeweiligen Zeilenkamera 68 bzw. 69 in bekannter Weise ausgelesen und in zeit- und wertdiskrete digitale Bildsignale umgewandelt und in Form zweier aus jeweils 4096 Einzelsignalen entsprechender Wertigkeit bestehender Signalprofile zwischengespeichert.

Die Auswerteschaltungen 88, 89 ermitteln nun durch Schwerpunktberechnung aus den in den beiden Übergangsbereichen von einem zum anderen Signalpegel liegenden Fotodioden 72 eine mittlere Fotodiode 72 als genau definierten Ort des jeweiligen Signalsprunges beim Zeilensensor 70 und 71. Die Adresse dieser mittleren Fotodiode 72 eines jeden Zeilensensors 70 bzw. 71 bildet nun ein sehr exaktes Maß für die Lage der entsprechenden Endkante K1 bzw. K2, so daß die Adressen der beiden mittleren Fotodioden 72 Positionssignale der Endkanten K1 und K2 darstellen.

Durch Subtraktion der Positionswerte der beiden Endkanten K1, K2 berechnet der Mikrocomputer 87 nun das Maß des gegenseitigen Kantenabstandes der beiden Nähgutlagen W1, W2.

Der weitere Steuerungsablauf bei der Berechnung eines eventuell erforderlichen Korrekturwertes für die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 und für die Nachführbewegung des durch den Schrittmotor 59 angetriebenen Schlittens 56 erfolgt in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel und braucht daher nicht nochmals beschrieben zu werden.

Claims (7)

1. Nähmaschine mit oberen und unteren, relativ zueinander verstellbaren Vorschubmitteln, Stellmitteln zum Einstellen der Vorschubgröße wenigstens eines Vorschubmittels und einer entlang des Vorschubweges der Nähgutlagen bewegbaren Einrichtung zum Messen der Relativlage der Endkanten zweier miteinander zu verbindender Nähgutlagen und zum Ansteuern der Stellmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied von wenigstens einem parallel zur Vorschubrichtung V der Nähmaschine ausgerichteten und den Endkantenbereich der Nähgutlagen überdeckenden Zeilensensor (31 bzw. 70; 71) gebildet ist, der durch eine Antriebsvorrichtung (23; 59) mit einer an die Vorschubgeschwindigkeit der Nähmaschine angepaßten Geschwindigkeit bewegbar ist, um von der Endkante einer jeden Nähgutlage ein deren jeweilige Relativlage zum Zeilensensor (31 bzw. 70; 71) darstellendes Positionssignal zu liefern und daß eine Recheneinrichtung (34; 87) vorgesehen ist, die aus dem Differenzwert der beiden Positionssignale ein Steuersignal für die Stellmittel (13, 36; 90) bildet.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilensensor (31 bzw. 70; 71) auf einem parallel zur Vorschubrichtung (V) der Nähmaschine bewegbaren Schlitten (20; 56) angeordnet ist und daß die Antriebsvorrichtung für den Schlitten (20; 56) einen mit diesem über einen Zahnriementrieb (21 bis 26; 57 bis 62) verbundenen Schrittmotor (23; 59) aufweist, der über einen PI-Regler (37; 91) zur Konstanthaltung einer mittleren Lage der Positionssignale der Nähgutlagen- Endkanten bezüglich des Zeilensensors (31 bzw. 70; 71) beaufschlagbar ist.

3. Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines einzigen Zeilensensors (31) für beide Nähgutlagen der Zeilensensor (31) zur Bildung wenigstens dreier verschiedener, von der Lichtempfangsintensität abhängiger Signalzustände ausgelegt ist.

4. Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines eigenen Zeilensensors (70; 71) für jede Nähgutlage jeder Zeilensensor (70; 71) zur Bildung wenigstens zweier verschiedener, von der Lichtempfangsintensität abhängiger Signalzustände ausgelegt ist.

5. Nähmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtsender für den Zeilensensor (31) bzw. die Zeilensensoren (70; 71) eine sich längs deren Bewegungsbahn erstreckende, ortsfest angeordnete Beleuchtungseinrichtung (40) vorgesehen ist.

6. Nähmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtsender für den Zeilensensor (31) bzw. die Zeilensensoren (70; 71) wenigstens eine mit diesem bzw. diesen mitbewegbare Beleuchtungseinrichtung (82, 83) vorgesehen ist.

7. Nähmaschine nach Anspruch 1, 2, 4 und 6 mit einer ortsfesten Trennplatte für die Nähgutlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (56) E-förmig ausgebildet ist, wobei dem oberen und unteren Schenkel (65, 67) je ein Zeilensensor (70; 71) zugeordnet ist und der mittlere Schenkel (66) je eine Beleuchtungseinrichtung (82; 83) für jeden Zeilensensor (70; 71) trägt und mit der Trennplatte (84) fluchtet.