DE4312875C2 - Vorrichtung zum Transportieren bzw. Führen eines Nähgutteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trans­ portieren bzw. Führen eines Nähgutteiles im wesentlichen parallel entlang seiner gekrümmten Randkontur in Bezug auf die Stichbildestelle (Nähnadel) einer Nähmaschine, insbesondere zur Bildung einer Überwendlichnaht entlang des Randes des Nähgutteiles, mit Transporteinrichtungen, die im wesentlichen eine tangentiale Ausrichtung des Näh­ gutteiles an der Stichbildestelle (Nähnadel) ermöglichen sowie weiterer Merkmale nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Stand der Technik ist nach DE 37 12 493 A1 eine Vor­ richtung zur rechnergestützten Führung ebener Flä­ chengebilde bzw. relativ kleiner Nähgutteile bekannt, mit der beliebige Nahtverläufe realisiert werden können. Bei dieser Einrichtung wird in einem definierten Abstand vor der Nadeleinstichstelle eine Sensorzeile als bewegliche Leiterplatte angeordnet, die Sensoren für die Abtastung der Nähgutkante und für die Ecken zur Drehpunktbestimmung enthält. Das Nähgut wird dabei mittels zweier voneinander getrennter, sich in ihrer Wirkung ergänzender Antriebe bewegt.

Dieser Einrichtung haftet der Nachteil an, daß sie nur für die Bearbeitung von kleinen Nähgutteilen verwendet werden kann.

Gemäß DE 33 14 717 C1 ist eine Nähmaschine bekannt, mit der kurvenförmige, randparallele Nähte erzeugt werden können. Bei dieser Einrichtung wird ein Druckstempel ver­ wendet, der eine Bremskraft auf das Nähgut ausübt und im Zusammenwirken mit einem Stoffschieber eine Ausrichtbewe­ gung des Nähgutes bewirkt.

Auch dieser Lösung haftet der Nachteil an, daß sie nur für kleine Teile einsetzbar ist. Sie besitzt ferner den Nachteil, daß sie nur zur Bearbeitung reiner Kreisformen eingesetzt werden kann.

Desweiteren ist nach DE 34 07 009 A1 eine Vorrichtung zur Bearbeitung von textilen Werkstücken bekannt, bei der Bahnen bearbeitet werden können, deren Verlauf zuvor extern festprogrammiert wurde.

Dies hat den Nachteil zur Folge, daß für die zu bear­ beitenden Formen jeweils neue Bahnen zu programmieren sind.

Die im Stand der Technik bekannten Funktionsabläufe bzw. Verfahren sind au­ ßerdem auch dadurch nachteilbehaftet, daß sie sehr kostenaufwendige Einrichtungen benötigen.

Die auch häufig angewendete Nachführung von Hand ver­ ursacht sehr hohe Lohnkosten und bedingt eine schwankende Qualität des Nähgutes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zum Transportieren bzw. Führen eines Nähgut­ teiles zu entwickeln, mit dem nahezu beliebige Formen be­ arbeitet werden können und die außerdem den Ausgleich von Zuschnittoleranzen ermöglicht. Sie soll auch bei geringen Losgrößen wirtschaftlich einsetzbar sein.

Die Lösung der Erfindung gelingt erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Weiterbildungen hierzu sind in den Ansprüchen 2 bis 6 aufgenommen.

Die von den Sensoren in erfindungsgemäßer Weise ermittelten Meßwerte werden z. B. mit einer der Sensoreinrichtung zugeordneten Signalverarbeitungseinheit ausgewertet und mit Hilfe dieser ausgewerteten Signale wird die Greifereinrichtung gesteuert. Die Bewegung des Nähgutteiles bzw. Werkstückes, die aus Vorschub-, Schwenk- und Korrekturbe­ wegung besteht, wird dabei so ausführt, daß die Tangente zur Werkstückkante in einem konstanten Winkel zur Vor­ schubrichtung steht. Üblicherweise ist dieser Winkel Null. Dies kann als "Tangentiales Nähen" bezeichnet werden. Hierbei sind der Meßort und das Koordinatensystem von Sensor und Betätigung unterschiedlich.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung be­ steht darin, daß durch die Anordnung der Sensoren und den Bezug des Koordinatensystems für die Positionierung des Nähgutes gegenüber der Nähnadel optimale Voraussetzungen zur Ermittlung der Bahnvektoren für die Bewegung der Greiferführungsachsen geschaffen werden.

Damit ist eine Anpassung an verschiedene Formen des Werkstücks gewährleistet. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht durch aktuelle Anpassung an die Geometrie des jeweils zu bearbeitenden Werkstückes eine adaptive Bahnregelung, ohne die Bahnformen oder Teile davon vor der Bearbeitung durch Programmieren vorgeben zu müssen.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung ermöglicht es, eine große Formenvielfalt zu bearbeiten. Der dabei erforderliche minimale Umrüstaufwand ermöglicht einen wirtschaftlichen Einsatz der automatischen Nachführung auch bei geringen Losgrößen, wodurch sich eine hohe Flexibilität bei der Bearbeitung unterschiedlicher Nähgutteile ergibt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Das Ausführungsbeispiel beschreibt das Überwendlichnähen von Autoteppichen.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung der Meßpunkte an der Nähgutkante.

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Meßpunkte vor dem Ausrichten der Nähgutkante in einer Kurve.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vor­ richtung, die den mit der Erfindung einhergehenden Funktionsablauf für eine Bahnregelung anwendet.

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Schwenkbewegung von Nähgut und Greifer in Abhän­ gigkeit von der Kurvensensorschrägstellung.

Die Fig. 1 und 2 erläutern die Anordnung der Meßpunkte S1, S2 und S3 bezüglich der Teppichkontur TK und der Nadelposition W. Den unkorrigierten Ausgangszustand zeigt die gestrichelte Kontur TK′.

Durch die beiden Meßpunkte S2 und S3 des Kurvensensors K, die im Abstand AK voneinander angeordnet sind, wird die Sehne Se gebildet, mit der die Tangente T an die Teppich­ kontur TK angenähert wird.

In Fig. 3 ist das Anordnungsprinzip der Sensoren für die Erfassung einer Teppichkontur TK dargestellt. Stellung und Anordnung der Sensoren werden dabei auf die Nadel N einer Nähmaschine, bei der es sich im dargestellten Bei­ spiel um eine Überwendlichnähmaschine handelt, bezogen. Dabei kommen zwei Arten von Sensoren zum Einsatz. Einer der Sensoren ist der Abstandssensor A, der hier als Näh­ breitentaster dient, welcher den Abstand der Nadel N von der Teppichkante TK erfaßt, und damit die Nahtbreite definiert. Der Kurvensensor K, an dem sich die beiden Meßpunkte S2 und S3 befinden, ist hier in einer Wippe an­ geordnet, mit welcher die Schwenkbewegung des zu bearbeitenden Teppichs erfaßt wird.

Der Teppich wird an mehreren Punkten durch einen Greifer geführt, wobei diese Punkte möglichst nahe an der Kante des Teppichs anliegen sollten. Der Greifer erfaßt den Teppich mittels Nadelelementen und ist in seiner Achse GA schwenkbar gelagert.

Die Achse des Greifers ist in zwei Koordinaten beweglich, z. B. in der bekannten konstruktiven Ausführung eines Flächenportals. Damit wird die Bewegung des Greifers und damit des Teppichs in der Bearbeitungsebene der Überwend­ lichnähmaschine ermöglicht.

Während des Nähvorganges wird die Teppichkante TK durch den Nähbreitentaster, der den Meßpunkt S1 enthält, und durch den Kurvensensor K, der die Meßpunkte S2 und S3 enthält, abgetastet. Abweichungen von der Sollnähbreite werden durch eine Positionsänderung des Teppichs mit Hilfe des Greifers korrigiert.

Der Kurvensensor K ist als mechanische Wippe ausgebildet, deren Mittelpunkt mit der Achse eines Drehimpulsgebers verbunden ist. Die Wippenschenkel tragen dabei die Meß­ punkte S2 und S3. Mit Hilfe eines Regelkreises wird er­ reicht, daß der Wippenschrägstellungswinkel beim Nähen auf einen konstanten Wert geregelt wird, wobei die erforderliche Bewegung zur bahngerechten Führung des zu bearbeitenden Teppichs mittels des Teppichgreifers auf den Teppich übertragen wird. Im dargestelltem Beispiel ist dieser Wert Null.

Beim Nähen auf einer Geraden wird dies durch Koordinieren der Vorschubgeschwindigkeit V_N der Überwend­ lichnähmaschine und der Greiferbewegung in Vor­ schubrichtung V_X gewährleistet.

Wird beim Nähen eine Kurve erreicht, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, so stellt sich der Kurvensensor K um einen Winkel alpha schräg. Mit Hilfe einer elektronischen Steuerung wird dann eine adaptive Regelung ausgeführt. Dabei wird die Vorschubgeschwindigkeit der Überwendlich­ nähmaschine mit Hilfe eines Servoantriebsmotors reduziert und in Koordinierung mit dem Nähmaschinenantrieb werden für die Greiferführungsachsen in x- und y-Richtung die erforderlichen Geschwindigkeitsvektoren V_x und V_y be­ stimmt, so daß der Greifer mit dem Teppich eine Schwenk­ bewegung mit den Winkel alpha um die Nadel ausführt.

Durch die so koordinierte Regelung zwischen Kurven­ sensorsignal und den drei Servoachsen wird gewährleistet, daß sich der Nähautomat der jeweiligen Teppichform mit der erforderlichen Bahnbewegung anpaßt.

Da hierfür keine Teppichformen oder Bewegungsbahnen fest programmiert werden müssen, ist die gewünschte hohe Fertigungsflexibilität in hohem Maße gegeben.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Transportieren bzw. Führen eines Näh­ gutteiles im wesentlichen parallel entlang seiner ge­ krümmten Randkontur in Bezug auf die Stichbildestelle (Nähnadel) einer Nähmaschine, insbesondere zur Bildung einer Überwendlichnaht entlang des Randes des Nähgut­ teiles, mit Transporteinrichtungen, die im wesentlichen eine tangentiale Ausrichtung des Nähgutteiles an der Stichbildestelle (Nähnadel) ermöglichen und mit einer Sensoreinrichtung, die den momentanen Abstand der Stich­ bildestelle vom Rand des Nähgutteiles sowie die momentan vorliegende Krümmung des Randes des Nähgutteiles erkenn­ bar und auswertbar zu machen gestattet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Transporteinrichtung eine Nähgut-Greif­ einrichtung vorgesehen ist, die schwenkbar gelagert und zusätzlich in zwei Koordinatenrichtungen beweglich ist, daß die Sensoreinrichtung so ausgebildet ist, daß sie mit einem ersten Meßpunkt zur Ermittlung des momentanen Ab­ standes der Nähnadel (W) vom Nähgutrand arbeitet und ferner zwei weitere in einem geringen Abstand voneinander befindliche Meßpunkte (S2, S3) aufweist, die zur Bildung eines Kurvensensors dienen, indem die Richtung einer Sehne als Ersatzgröße für die Richtung der Tangente (bei S1) herangezogen wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvensensor (K) als mechanische Wippe ausgebildet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Meßpunkten (S2, S3) des Kurvensensors (K) Sensoren zur Wegmessung angebracht sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer um den Einstichpunkt der Nadel schwenkbar angeordnet ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt der Wippe in der Mitte der Meßpunkte (S2, S3) angeordnet ist und sich in un­ mittelbarer Nähe der Nadel befindet und daß die Wippe mit einem Drehimpulsgeber verbunden ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer als Nadelgreifer ausge­ führt ist.