DE4210477A1

DE4210477A1 - Verfahren und einrichtung an einer doppelsteppstich-naehmaschine zur ueberwachung des spuleninhaltes

Info

Publication number: DE4210477A1
Application number: DE19924210477
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Ing Baeckmann; Marcus Baeckmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1992-10-01
Also published as: EP0587847A1; WO1993020274A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an einer Doppelsteppstichmaschine nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. In der DE-OS-20 45 435 ist erstmals beschrieben, wie bei Doppelsteppstichnähmaschinen mittels einer optischen Reflex-Lichtschranke, die auf einer Seite der Unterfadenspule angeordnet ist, Bohrungen oder Durchbrechungen der Spule als Dunkelfelder auf dem reflektierenden Spulenflansch abgetastet werden können. Hiermit kann die Bewegung der Spule erfaßt werden und damit indirekt auf vorhandenen oder nicht vorhandenen Spulen-Fadenabzug geschlossen werden.

Die DE-OS-35 40 126 wendet dagegen erstmals statt Bohrungen auf der Spule definierte Hell- oder Dunkel- Markierungen an, die sektorförmig auf beiden Spulenseiten angebracht sind und erfaßt damit die wechselnde Spulengeschwindigkeit, um diese mit der Geschwindigkeit der Hauptwelle der Nähmaschine zu vergleichen und um durch Vergleich dieser Geschwindigkeiten Aussagen über den Spulenfüllungsgrad zu erhalten.

Während die erste DE-OS nur Spulenbewegung oder Stillstand feststellen kann, was für eine funktionierende Spuleninhaltsüberwachung nicht ausreichend ist, wird in der zweiten Offenlegungsschrift möglich, zusätzlich den Spulenfüllungsgrad zu ermitteln, allerdings ohne Angabe, welche Schaltungen zum Einsatz gelangen. Auch weitere bekannte Überwachungen für die Unterfadenspule arbeiten mit Bohrungen, Langlöchern oder Markierungen verschiedener Form und Ausführungen auf den Fadenspulen um den Unterfaden direkt oder indirekt zu überwachen. Dazu wird teilweise ebenfalls beim Nähprozeß der Füllungsgrad oder die Bewegung der Spule erfaßt, meßtechnisch ausgewertet oder angezeigt.

Der Nachteil der beschriebenen und bekannten Verfahren liegt aber darin begründet, daß zwar

- teilweise Fadenbrüche angezeigt werden können
- und auch das Spulenende ermittelt werden kann, damit wirken diese Fadenwächter, jedoch nur als Grenzwertwächter.

Die Näherin oder die Maschinenbedienung benötigt jedoch immer eine

- Vorinformation bzw. eine ständige Aussage wie voll eine Spule gerade noch ist um sich auf das Auslaufen vorbereiten zu können.

Nach der Veröffentlichung "Sensoren und Computer kontrollieren den Nähprozeß" ergibt sich der Füllungsgrad F einer bestimmten Nähmaschinenspule zu

Hierin bedeuten
D ist - der gerade vorhandene, aufgespulte Restdurchmesser
D - der Größtdurchmesser der Spule
d - der Kleinstdurchmesser (Kerndurchmesser) der Spule.

Während D und d der Spule konstant und bekannt sind, ist D ist ein Durchmesser der sich beim Nähen von D nach d durch den Fadenverbrauch verändert. Man kann D ist direkt messen durch Abtasten der Spulenfüllung, da aber die Baugrößen und -arten der Nähmaschinengreifer dies schlecht zulassen, sowie D ist auf 0,5% genau gemessen werden muß um den Füllungsgrad auf 1% genau anzuzeigen, soll die Erfindung diesem Mangel abhelfen, durch Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung, das den veränderlichen Durchmesser D ist beim Nähprozeß fortlaufend oder diskontinuierlich ermittelt und entweder an einer Anzeige den Spulenfüllungsgrad anzeigt oder rechtzeitig ein Signal abgibt, um das nahende Spulenfadendenende anzuzeigen, sowie bei Auslauf oder Bruch des Unterfadens eine Operation oder Anzeige auszulösen.

Die vorteilhafte Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Einrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs durch dessen kennzeichnende Merkmale.

Die einen ähnlichen Gegenstand wie die vorliegende Erfindung betreffenden älteren Anmeldungen DE-OS- 20 45 435 und DE-OS-35 40 126 weisen zwar Mittel auf, die Spule beim Nähprozeß teilweise zu überwachen, von dem sich die erfindungsgemäße Lösung jedoch dadurch unterscheidet, daß sie beim Nähen fortlaufend von einer beliebig markierten Spule mittels Sensor S1 Impulse abgreift, diese Impulse einer Verarbeitungseinheit zuführt, des weiteren von einem mit der Drehzahl des Greifers, der doppelt so schnell wie die Oberwelle ist, umlaufenden Rotationsteils sensorisch mit S2 Impulse abgreift, diese wieder der Verarbeitungseinheit zuführt und entweder durch manuelle Eingabe

- die halbe Nähgutdicke bzw. die Fadeneinzugshöhe t
- und die Stichlänge S eingibt

oder diese Eingaben ebenfalls mißt als Geometriedaten oder Fadenverbrauchsmessung und der Verarbeitungseinheit zuführt und dort den Spulenfüllungsgrad F ermittelt und durch Vergleich der Spulendrehzahl mit der Greiferdrehzahl entscheidet

- welchen Füllungsgrad die Spule aufweist
- ob die Spule leer ist
- sich nicht mehr dreht (Fadenbruch)
- oder nachläuft

um je nach Zustand Entscheidungen oder Operationen auszulösen.

Die im Kennzeichen des Hauptanspruchs genannten Spulen mit Marken oder Durchbrüchen sind an sich durch die beiden genannten Offenlegungsschriften bekannt, so daß ein Einzelmerkmalsschutz hierauf nicht beansprucht wird.

Mit Vorteil ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Unterfadenüberwachungseinrichtung eine unkomplizierte und überall anzuwendende Signaleinheit, wo Spulen entsprechende Markierungen tragen oder sich solche anbringen lassen. Das Verfahren basiert auf folgender erfinderischer Überlegung, ausgehend von der Formel des Füllungsgrades.

Der Unterfaden bei einer Nähmaschine wird ca. vom Fadenhebelhochpunkt an durch den Transportvorschub und teilweise auch durch den Fadenhebelanzug auf den Oberfaden abgezogen. Vielen Fachleuten ist dabei nicht bekannt, daß sich dazu zwar der Greifer doppelt so schnell wie die Oberwelle dreht, der Spulenfaden jedoch immer mit einer mittleren Umfangsgeschwindigkeit von

V_Spulenfaden = D ist · π · n_Spule

abläuft. Dies bedeutet, wenn die Fadengeschwindigkeit aber auch näherungsweise gegeben ist durch

V_Spulenfaden = (S +2t) n_Nähmaschine,

daß gilt

(S + 2t) n_Nähmaschine = D ist · π · n_Spule

also sich die Spule zum Auslaufen hin immer Schneller dreht. Damit wird die Drehzahl der Spule

wobei der Klammerausdruck (S+2t) den jeweiligen Unterfadenverbrauch bei Strichlänge S und Unterfadeneinzug t darstellt.

Die Spule dreht sich dabei im Mittel immer wesentlich langsamer als die Nähmaschine mit Drehzahlen zwischen ca. 1/3 bis 1/20 Nähmaschinendrehzahl oder 1/6 bis 1/40 Greiferdrehzahl.

Aus der Formel läßt sich auch auf Grund der kinematischen Verhältnisse der sich ändernde Spulenwickeldurchmesser D ist bestimmen zu

wobei x als einzugebende Variable zu deuten ist.

Die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe läßt sich nunmehr lösen, wenn der Füllungsgrad

automatisch nach Nähbeginn errechnet wird und nach Nähende gespeichert wird, wobei

S = Strichlänge
t = Fadeneinzug (Unterfaden)
n_N = Nähmaschinendrehzahl
n_sp = Spulendrehzahl

sind.

Statt diesen Drehzahlen können auch Impulse, Winkelgeschwindigkeiten oder Drehfrequenzen für Spule und Nähmaschine eingehen. Den Ausdruck

kann man als Proportionalitätsvariable deuten, die im Normalfall zwischen 0,25 bis 10 liegen kann und über die Eingabeeinheit eingelesen wird.

Dies bedeutet, daß sich als Füllungsgrad

ermittelt.

Da die Drehzahl auch über die Gleichung

verknüpft werden kann, lassen sich die Gleichungen auch umschreiben zu

was technisch bedeutet, daß sich

- der gerade noch aufgespulte Durchmesser D ist als Frequenzverhältnis zwischen Frequenz der Hauptwelle f_n und Frequenz der Spule f_sp multipliziert mit der Eingabevariablen X ergibt,
- analog gilt für den Füllungsgrad der also durch die Multiplikation des Frequenzverhältnisses von Nähmaschine und Spule mit der Eingabevariablen X nach der Formel für F ergibt.

Die Voraussetzung dazu ist jeweils eine Impulsmarke an der Oberwelle und der Spule. Da bei einem beliebigen Nähprozeß über einem bestimmten Nahtabschnitt L_H im allgemeinen die Oberwellendrehzahl veränderlich ist, sind andere als das hier beschriebene Verfahren an vielfältige Vorbedingungen geknüpft, um den Spuleninhalt wirksam zu ermitteln, z. B. Vorgabe von schwierig zu ermittelnden Grenzdrehzahlen oder Restfadenlängen usw.

- Beim erfindungsgemäßen Verfahren und der Einrichtung nach den Patentansprüchen genügt das Einlegen einer Spule unbekannten Inhaltes und Unterfadens und nach Nähstart ca. 2 bis 3 Nähstiche, um den Spuleninhalt zu diagnostizieren. Dazu muß allerdings die Stichlänge und der Unterfadeneinzug konstant bleiben. Ist dies nicht der Fall, muß die Stichlänge und der Unterfadeneinzug bzw. die halbe Nähgutdicke durch sensorische Mittel fortlaufend automatisch der Auswerteeinheit oder dem Mikrocomputer zugeführt werden.

Anhand dieser gegebenen Rechenvorschriften wird ein charakteristisches Beispiel der Erfindung im folgenden anhand von Zeichnungen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen zeigen auch die Unteransprüche auf.

In Fig. 1 ist ein Sensor S2 dargestellt 20, der z. B. fotoelektronisch die Drehbewegung der Spule 5 erfaßt. Die Spule trägt an ihren äußeren Flanschen 12′ mittels beliebiger Sensoren eine oder mehrere abtastbare Markierungen 12 oder Merkmale wie Bohrungen. Auf einer Seite der Spule 5 gegenüber den Marken 12 befindet sich nun der Sensor S2, der aus Sender und Empfänger besteht - im gezeichneten Falle als optischer Reflexkoppler ausgebildet, der nun beim Nähen durch die Drehfrequenzen F_sp und den Fadenabzug die Spulen mit ihren sensorischen Merkmalen am Sensor S2 vorbeibewegt und nun vom Nähbeginn bis Nähende (leere Spule) fortlaufend Impulse erzeugt, die über übliche Verstärker und/oder Entstörglieder zum elektronischen Anpaßglied 15 geleitet werden und zum Computer 37 geleitet werden. Wird mit der Spule 5 nun genäht, verursacht der Fadenabzug bis zum Abschalten eine bestimmte Drehzahl die dem Wickelinhalt 11 relativ entspricht, so wie der Größe des Unterfadenabzuges S+2t, sowie der Drehzahl der Nähmaschine n_N oder f_N. Um eine entsprechende Empfindlichkeit der Anordnung zu ergeben, trägt die Spule eine Vielzahl von Markierungen vorzugsweise ein Vielfaches von 6, um die Umrechnung von Frequenzen auf Drehzahlen zu erleichtern.

Um bei einem kleinsten Unterfadenabzug von etwa S+2t≈2 mm einen Impuls zu erreichen, wird bei einer üblichen Spule von 20 mm Außendurchmesser eine Markenzahl P von etwa 12 bis 30 eingesetzt, gegebenenfalls auch Impuls-verdoppler-Schaltungen.

Fig. 2 stellt dar, den Sensor S1, der die Drehbewegung 35 der Hauptwelle erfaßt mit der Drehzahl n_N oder Frequenz f_N. Die von S1/S2 kommenden Signale werden nun über Datenwandler 30/31 in den Mikrocomputer 37 gegeben, an dessen Tastatur 33 die Stichlänge S und der Unterfadeneinzug t eingegeben werden.

Über die Nähmaschinensteuerung 34 wird vom Sensor S3 und Fußpedal oder Schalter 38 das jeweilige Start/ Stop-Signal zugeschaltet, um den Beginn oder das Ende der fortlaufenden Berechnung des Füllungsgrades F bzw. des Restdurchmessers D ist zu initieren.

Aus dem Zusammenwirken der Elemente aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Nadel 16, der Fuß 17 und der Greifer 18 ein Teil der Nähmaschine sind. Die Spule 5 mit ihren Markierungen 12, 12′ wird in den Greifer 18 eingesetzt und durch eine meist vorhandene Öffnung in der Spulenkapsel 19 vom Sensor S2, d. h. 20 abgetastet. Des besseren Verständnisses wegen sind die Teile herausgenommen dargestellt. Beim Abtasten der Markierung 12′ durch wiederum einen Reflexkoppler 20 werden beim Nähen fortlaufend die Drehzahlverhältnisse erzeugt, die immer F=Füllungsgrad entsprechen, also ein relatives Maß für die Füllung 11 der Spule darstellen.

Neben der fortlaufenden Anzeige des Füllungsgrades kann auch festgestellt werden

- ob die Spule fast leer ist durch die Bedingung D ist ≈ d + Δdwobei Δd eine Sicherheitsreserve darstellt von etwa einer Fadenstärke, wobei eine Operation ausgelöst werden kann, bei Unterfaden- und Oberfadenbruch giltn_sp = 0 UND n_N < 0
-Spulennachlauf bei Nähstop oder Fadenabschneiden wird festgestellt durch n_sp = 0 UND n_N = 0wobei die während der Nachlaufphase von der Spule erzeugten Impulse bisn_sp = 0 UND n_N = 0gezählt werden. Hierzu wird der jeweils letzte Füllungsgrad F sowie der Restdurchmesser D ist gespeichert. Die dabei abgezogene Nachlauffadenmenge N_L p = Impulsmarken auf der Spule
Z_NL = gezählte Nachlaufimpulse

Beim Wiederanlauf der Nähmaschine muß die Nachlauffadenmenge auf der Unterfadenspule N_L erst verbraucht werden bis sich die Unterfadenspule wieder drehen kann mit ihrer Drehzahl n_sp, um den Füllungsgrad wieder zuverlässig anzuzeigen. Dies bedeutet, daß sich beim Wiederanlauf Z_N Impulse der Hauptwelle, bei Stichlänge S und Unterfadeneinzug t ergeben zu

Diese Z_N Impulse lang wird der alte Wert von F und D ist angezeigt und erst bei Ablauf der normale Anzeigezustand wieder eingeschaltet. Ebenso wird während dieser Impulszeit die Fadenbruchfeststellung

n_sp = 0 UND n_N 0 ≠ Fadenbruch gesetzt.

Ein Fadenbruch muß in dieser Anlaufphase nach Spulennachlauf durch zusätzliche Mittel z. B. eine obere Fadenlaufrolle überwacht werden.

Ändert sich bei Neuanlauf die Stichgeometrie nicht, gilt für Z_N auch

d. h., es genügt auch die letzte Drehzahl der Hauptwelle und Spulendrehzahl vor dem jeweiligen Nähstop zu speichern und die Nachlaufimpulse der Spule Z_NL zu zählen. Bei sich ändernder Stichgeometrie muß die vorhergehende Formel zur Ermittlung genommen werden, wobei zur Verbesserung der Genauigkeit wiederum die eingestellte Stichlänge S und Unterfadeneinzugstiefe t automatisch durch Sensoren eingelesen werden kann.

Da die Genauigkeit der Meßanordnung für F und D ist von

D ist = X · FV
X = Variable für Stichlänge und Unterfadeneinzug
FV = Frequenzverhältnis der Oberwellendrehzahl zu Spulendrehzahl

ergibt und sich Frequenzverhältnismessungen mit ±1% relativer Genauigkeit im allgemeinen durchführen lassen, wenn f_N<f_sp, so ist die Genauigkeit stark von der Eingabe der Stichgeometrie abhängig. Um eine Fadenlage als Rest vorzugeben für D ist≈d+Δd, wird bei 7 mm d und 0,25 mm Δd, der Faktor X mit maximal +5% Toleranz eingegeben werden müssen, woraus sich die automatische Eingabe für S und t anbietet.

Gleichzeitig muß die Impulsmarkenzahl der Nähmaschine an S1 gegenüber der Impulsmarkenzahl der Spule an S2 etwa doppelt so hoch sein wie p also 2p, woraus resultiert, daß p Marken auf der Greiferwelle zur Ermittlung von f_N vom Sensor S1 abzutasten sind.

Statt dem Einsatz einer direkten Schaltung nach Fig. 2 mit Mikrocomputer 37, bietet sich auch eine indirekte Schaltung nach Fig. 3 an, die Hardware-mäßig direkt an die Nähmaschinensteuerung 34 oder den Microcomputer 37 angeschlossen werden kann und eine Vorverarbeitung der Daten extern erledigen kann.

Fig. 3 zeigt die Frequenzverhältnismessung, wie sie mit handelsüblichen Frequenzzählerbausteinen realisiert werden kann. Das Signal vom Sensor S1/35 der Hauptwelle gelangt zum Eingangskanal 2. Zur Eingabe des Faktors

wird jeweils ein frei einstellbarer Frequenzmultiplikator F1 in Kanal 1 und ein frei einstellbarer Frequenzteiler F2 in Kanal 2 geschaltet mit dessen Hilfe der Faktor X von Hand oder automatisch eingelesen werden kann über Tastatur 33. An Kanal 2 wird die niedrigere der Frequenzen, das ist f_sp, angelegt und von ihr die Zeitbasis mit übernommen, da von ihr für eine Periodendauer das Tor geöffnet wird. Die höhere der beiden Frequenzen f_N passiert nach Impulsformung im Kanal 2 das Tor und gelangt zum Zähler/Speicher, wobei dann in einem Baustein, z. B. dem ICM 7226 das Frequenzverhältnis angezeigt werden kann.

Dieser entspricht durch die vorherige Einstellung des Faktors X an Frequenzmultiplikator F1 und Frequenzteiler F2 sofort D ist, wobei dieser Wert sodann angezeigt werden kann, zur Nähmaschinensteuerung oder zum Microcomputer gegeben werden kann zur Berechnung von F. Um die ständig unterschiedliche Drehzahl der Nähmaschine zu berücksichtigen, kann die Torsteuerung von der Frequenz der Nähmaschine f_N abhängig geschaltet werden, so daß niedrige Drehzahlen mit langer Torzeit und hohe Drehzahlen mit kurzer Torzeit durch digitalen Schalter 39 eingestellt werden können, so daß immer eine optimale Empfindlichkeit der Messung je nach Dynamik des Nähprozesses gewährleistet ist. Dies gilt auch bei Fig. 2. Die Schaltung nach Fig. 3 eignet sich besonders zum nachträglichen Anbau, da nur ein handelsüblicher Frequenzzähler wie ICM 7226 B zusammen mit frei einstellbaren Frequenzmultiplikatoren/Frequenzteilern und Digitalschalter zur Steuerung der Torzeit eine kompakte Einrichtung ergeben, die aber auch an Mikrocomputer zur softwaremäßigen Weiterverarbeitung der Daten angeschaltet werden kann.

Die vorstehende Erfindung muß im praktischen Betrieb keine Spulen kodieren, da sofort nach Einsetzen und kurzem Nähbetrieb der Füllungsgrad F sowie D ist ermittelt werden kann, was besonders vorteilhaft bei angebrauchten Spulen ist. Wird nun genäht, wird fortlaufend der Spuleninhalt durch die zugeordneten Parameter geprüft. Bei Nähstop wird der Spulennachlauf ermittelt und beim Wiederanlauf berücksichtigt, so daß Fehlidentifikationen vermieden werden können.

Weiter können alle Daten, wie

- aktueller Füllungsgrad und z. B. alle Spuleninhalte

über eine nicht gezeigte Schnittstelle von der Rechnereinheit 37 an eine zentrale EDV gegeben werden zum Zwecke der Registrierung und Erfassung.

Die Ergebnisse der automatischen Füllungsgradberechnung können auch an die Nähmaschinensteuerung 34 weitergeleitet werden, um

- baldigen Spulenwechsel anzuzeigen
- Störoperationen einzuleiten
- oder z. B. Nähautomaten stillzusetzen,
- bzw. um den Sensor S2 in Verbindung mit der Rechnereinheit 37 auch auf eine andere Betriebsart umzuschalten als reinen Grenzwertwächter, um das Ausbleiben der Impulse durch Fadenbruch vom Spulenende zu unterscheiden.

Fig. 2 stellt dar in 30 die Hauptwellenimpulse, die vom Sensor S1 35 zur Recheneinheit 37 übertragen werden, 31 stellt die Spulendrehzahl dar, deren Wert von S2 36 ständig eingelesen wird in 37, durch 33 werden die Parameter kleiner Durchmesser d und großer Durchmesser D eingegeben, wobei an 32 der Anzeige der Füllungsgrad oder die noch mögliche Nähstrecke gezeigt werden kann, sowie die Einheit 37 auf die Nähmaschinensteuerung 34 Befehle übertragen oder Rückmeldungen entgegennehmen kann.

Um die restliche zu vernähende Nähstrecke in der Recheneinheit 37 zu berechnen und an der Anzeige 32 kontinuierlich oder diskontinuierlich anzuzeigen, muß bekannt sein, welche Nähgarnlänge sich gerade noch auf der Unterfadenspule 5 befindet.

Dieser restliche Spuleninhalt L ist ist immer

wobei

b = Spuleninnenbreite
H = physikalischer wickelwirksamer Garndurchmesser.

Dieser kann gemessen oder errechnet werden und spielt zum Spulenende zu von der Genauigkeit her keine größere Rolle. Die Restnähstichzahl Z_Rest ergibt sich durch

also dem aktuellen Unterfadenverbrauch VU ist, so daß sich dann ergibt

Da D und d feste Spulenparameter sind, ist die noch zu vernähende Reststichzahl Z_Rest von den gleichen Daten wie der Füllungsgrad abhängig. Die Recheneinheit 37 errechnet nun Z_Rest und kann dies fortlaufend anzeigen oder da diese Stichzahlen je Nähstrecke heute in den Speichereinheiten der Nähmaschinen als Programmparameter vorgegeben sind durch Vergleich von

Z_Rest < Z_Programm

feststellen, ob ein Nähgut noch genäht werden kann ohne Unterfadenauslauf.

Auch kann aus den letzten Werten die absolute Restnähstrecke berechnet werden mit guter Näherung.

Im allgemeinen ist die näherungsweise Berechnet ausreichend, da man bei der automatischen Stichzahlermittlung Z_Rest eine Sicherheitsreserve vorgegeben wird, sowie wie früher beschrieben ab einem definierten Füllungsgrad F oder D ist, den Sensor S2 in Zusammenwirken mit der Recheneinheit 37 oder nach den Erläuterungen zu Fig. 1/2/3 als Sensor für die Spulenbewegung oder mittels Vergleich von D ist zu d+Δd als Restfadenwächter schalten wird.

Diese vorstehende Erfindung hat deswegen den Vorteil, mit nur zwei Sensoren und der Recheneinheit oder Frequenzzähler eine Vielzahl von Parametern überwachen zu können, wie auch die restliche zu vernähende Stichzahl oder Nähstrecke.

Der Vorteil der Berücksichtigung des Füllungsgrades F liegt in der geringeren Belastung der Näherin, da der Fadenauslauf nicht plötzlich erfolgt oder eine Stop- Operation nicht überraschend kommt, was im besonderen auch die Nähleistung erhöht. Des weiteren kann die Einrichtung auch Spulenstillstände überwachen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich bei allen Doppelsteppstichmaschinen anwenden, ist unkompliziert und mit geringem Schaltungsaufwand, und liefert ständig einwandfreie und zuverlässige Signale für

- Spule dreht sich
- Fadenwickel ist noch ausreichend
- Füllungsgrad der Unterfadenspule
- Restnähstrecke oder -stichanzahl und vermeidet
- Fehlidentifikation bei Nachlauf der Spule.

Dies ist bei schnellaufenden Doppelsteppstichnähmaschinen und Nähautomaten und auch Stickmaschinen heute eine technische und wirtschaftliche Notwendigkeit.

Claims

1. Verfahren und Einrichtung an einer Doppelsteppstichnähmaschine zur Überwachung des Spuleninhaltes, mittels Drehzahlmeßeinrichtungen zur Messung der Drehzahl oder Drehfrequenz der Hauptwelle und der Unterfadenspule, sowie einer Eingabeeinheit für die Stichlänge und den Sticheinzug und weiterer Parameter und einer elektronischen Verarbeitungseinheit vorzugsweise eines Microcomputers, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlimpulse der Hauptwelle n_N und der Unterfadenspule n_sp zur elektronischen Verarbeitungseinheit 15 gelangen und durch die Eingabe von jeweiliger Stichlänge s und den Unterfadeneinzug t an der Eingabeeinheit 33 der Füllungsgrad F der Unterfadenspule 5 nach Maßgabe der Formel fortlaufend berechnet und an der Anzeige 33 ausgegeben wird und dieser Wert zur Vorbereitung von Stop-, Spulenwechsel- oder Störoperationen an die Nähmaschinensteuerung 34 weitergeleitet wird, wobei die Werte D und d als Spulenaußendurchmesser und Innendurchmesser für die jeweilige Nähmaschine der Recheneinheit 37 als Konstante vorgegeben sind.

2. Verfahren und Einrichtung nach dem vorgegebenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der sich ändernde Spulenwickeldurchmesser D ist nach der Formel berechnet wird, wobei sich dieser Wert auch als Frequenzverhältnis zwischen Hauptwellenfrequenz f_N und Spulenfrequenz f_sp multipliziert mit den Eingabewerten für die Stichlänge s und den Unterfadeneinzug t ergibt, wobei die Werte s und t bei Konstanz durch Tastatur 33 oder bei Änderung durch sensorische Mittel der Auswerteeinheit 37 zugeführt werden.

3. Verfahren und Einrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß über die Nähmaschinensteuerung 34 und Sensor S3 sowie Fußpedal oder Schalter 38 ein Start + Stop-Signal zugeschaltet wird, um Beginn oder Ende der fortlaufenden Berechnung von F oder D ist zu initieren.

4. Verfahren und Einrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit 37 geprüft wird, ob D ist < d + Δd,
wobei
Δd ca. eine Fadenstärke darstellt und bei
D ist = d + Δd eine Operation ausgelöst wird
sowie bei n_sp = 0 UND n_N < 0 Fadenbruch festgestellt wird und bei
n_sp < 0 UND n_N = 0 die Spulenimpulse einer Nachlaufphase bis
n_sp = 0 UND n_N = 0 Z_NL gezählt werden.

5. Verfahren und Einrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte Füllungsgrad F sowie Restdurchmesser D ist und Z_NL gespeichert ist und bei Wiederanlauf der Nähmaschine Z_N Impulse der Hauptwelle nach der Formel abgearbeitet werden und anschließend erst wieder der übliche Ablauf zur Ermittlung von Fadenbruch, F und D_ist eingeschaltet wird zur Vermeidung von Fehlidentifikation durch Nachlauf, Fadenabschneiden usw.

6. Verfahren und Einrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur Frequenzverhältnismessung nach Fig. 3 eingesetzt wird und die Frequenz f_N einen variablen Multiplikator durchläuft und die Frequenz f_sp einen variablen Teil, sowie die Torzeit durch einen digitalen Schalter 39 der jeweiligen Nähmaschinendrehzahl angepaßt wird.

7. Verfahren und Einrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß über eine nicht gezeigte Schnittstelle von der Einheit 37 die Spulendaten an eine zentrale EDV gegeben werden, sowie der Sensor S2 in Verbindung mit der Recheneinheit 37 auf einen Grenzwertwächter umzuschalten ist, um das Ausbleiben der Impulse bei Fadenbruch vom Spulenende zu unterscheiden.

8. Verfahren und Einrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die restlichen zu vernähenden Nähstiche in der Recheneinheit 37 Z_Rest nach der Formel berechnet werden und an der Anzeige kontinuierlich oder auf Anforderung angezeigt werden.

9. Verfahren und Einrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vergleich von Z_Rest < Z_Programmin der Recheneinheit 37 festgestellt wird, ob ein Nähgut noch genäht werden kann ohne Unterfadenauslauf.

10. Verfahren und Einrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß fortlaufend angezeigt werden kann an der Anzeige 32

- Spule dreht sich
- Fadenwickel ist noch ausreichend
- Füllungsgrad der Unterfadenspule
- Restnähstrecke oder Stichanzahl
- Unterfadenspulennachlauf nach Nähstop, oder Fadenabschneiden oder Fadenbruch,

sowie über eine Speichereinheit, die Drehzahlen der Spule und Hauptwelle, sowie der Eingabedaten für s, t, D und d sowie h weggespeichert werden können sowie per Schnittstelle zu einer Zentral-EDV übergeben werden können.