DE4412752A1

DE4412752A1 - Stoffkanten-Kontrollvorrichtung für eine Nähmaschine

Info

Publication number: DE4412752A1
Application number: DE4412752A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Honda; Nozomi Iwasaki
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1994-11-24
Also published as: JPH0675379U; US5687660A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Stoffkanten-Kon trollvorrichtung für eine Nähmaschine.

Eine Nähmaschine zum automatischen Nähen von zwei Teilen aus Stoffmaterialien mit gekrümmten Stoffkanten mit unter schiedlicher Konfiguration, wobei die Stoffkanten unterein ander ausgerichtet werden, ist zum Beispiel aus der geprüf ten japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei. 3-44548 wohlbekannt.

In einer automatischen Nähmaschine sind zum Feststellen der Positionen der Kanten der beiden Teile aus Stoffmateria lien (hiernach als "Stoffkanten" bezeichnet, falls zutref fend), die aufeinander gelegt sind, Paare von Licht-emittie renden Elementen und Licht-empfangenden Elementen jeweils oberhalb und unterhalb einer Trennplatte vor der Nadelposi tion angeordnet. Um die Licht-empfangenden Elemente gleich mäßig zu beleuchten, sind die Licht-emittierenden Elemente zum Beispiel lineare Glühlampen, und die Licht-empfangenden Elemente sind zum Beispiel Solarzellen.

Die Stoffmaterialien gehen, wenn sie eingeführt werden, durch die Zwischenräume zwischen den Licht-emittierenden Elementen und den Licht-empfangenden Elementen, die, wie oben beschrieben, jeweils oberhalb und unterhalb der Trenn platte angeordnet sind. Die derart durchgeführten Stoffmate rialien fangen die Strahlen von den Licht-emittierenden Ele menten ab und ändern somit die von den Licht-empfangenden Elementen empfangene Lichtmenge. Die Änderungen in der Lichtmenge werden verwendet, um die Positionen der Stoffkan ten festzustellen. Die derart festgestellten Stoffkanten-Po sitionsdaten werden an eine CPU (zentrale Verarbeitungsein heit) angelegt, so daß die Stoffmaterialien von dem Zuführ mitnehmer in der Stoffmaterial-Zuführrichtung bewegt werden, während sie von Bewegungsrollen in einer Richtung senkrecht zur Stoffmaterial-Zuführrichtung bewegt werden, wodurch die Stoffkantenbereiche zusammengenäht werden.

Die oben beschriebene, herkömmliche Nähmaschine weist folgende Probleme auf:

Bei dieser Nähmaschine werden die Stoffmaterialien in ihrer Position adjustiert, indem sie hin- und herbewegt wer den, so daß die Stoffkanten miteinander in einer Richtung senkrecht zur Stoffmaterial-Zuführrichtung ausgerichtet sind, und zwar unabhängig von der Bewegung des Zuführmitneh mers. Diese Adjustierung spannt die Stoffmaterialien und gibt somit Anlaß für einen Steigungsfehler und für eine Feh lausrichtung.

Im Hinblick auf Obenstehendes ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stoffkanten-Kontrollvor richtung für eine Nähmaschine zur Verfügung zu stellen, die das Auftreten des oben beschriebenen Steigungsfehlers und der Fehlausrichtung verhindert.

Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stoffkanten-Kontrollvorrichtung für eine Nähmaschine zur Verfügung zu stellen, die ermöglicht, daß die Stoffmate rial-Zuführrollen synchron mit dem oberen Schaft der Nähma schine arbeiten.

Diese und weitere Aufgaben werden durch die in den bei gefügten Patentansprüchen definierte Stoffkanten-Kontroll- Vorrichtung für Nähmaschinen gelöst.

Fig. 1 ist ein erklärendes Diagramm, das die Gesamtan ordnung einer Stoffkanten-Kontrollvorrichtung für eine Näh maschine, die ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung darstellt, zeigt.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht von optischen Liniensenso ren und Teilen um diese herum in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.

Fig. 3 ist ein vergrößertes Diagramm der optischen Lini ensensoren für das obere, in Fig. 2 gezeigte Stoffmaterial.

Fig. 4 ist eine Draufsicht der Nadelposition und von Teilen um diese herum in der in Fig. 1 gezeigten Vorrich tung.

Die Fig. 5 (a) bis (c) sind erklärende Diagramme für eine Beschreibung der Beziehungen der Position und der Krüm mung der Kante eines Stoffmaterials mit den Licht-unterbre chenden Flächen des Liniensensors.

Fig. 6 ist ein erklärendes Diagramm für eine Beschrei bung eines Verfahrens zum Berechnen der peripheren Geschwin digkeiten von Stoffmaterial-Zuführrollen in dem Fall, in dem die Stoffkantenkrümmung eine nach außen gehende Krümmung ist.

Fig. 7 ist ein erklärendes Diagramm für eine Beschrei bung eines Verfahrens zum Berechnen der peripheren Geschwin digkeiten von Stoffmaterial-Zuführrollen in dem Fall, in dem die Stoffkantenkrümmung eine nach innen gehende Krümmung ist.

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das ein in einer Steue rungsvorrichtung gespeichertes Programm für den Fall zeigt, daß das Stoffmaterial kontinuierlich bewegt wird.

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das ein in der Steuerungs vorrichtung gespeichertes Programm für den Fall zeigt, daß das Stoffmaterial ruckweise bewegt wird.

Fig. 10 ist ein erklärendes Diagramm, das die Anordnung von wesentlichen Teilen eines weiteren Ausführungsbeispiels der Stoffkanten-Kontrollvorrichtung zeigt.

Fig. 11 ist eine Draufsicht, das die Nadelposition der in Fig. 10 gezeigten Vorrichtung und die Teile um diese herum zeigt.

Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stoffkanten-Kontrollvorrichtung für eine Nähmaschine zur Verfügung zu stellen, welche umfaßt:
ein Paar von Rollen, die in der Nähe einer Nadelposition auf solche Weise angeordnet sind, daß die Rollen parallel mit der Richtung sind, in der das Stoffmaterial zugeführt wird, so daß sie gegen daß Stoffmaterial gedrückt werden; einen optischen Liniensensor, der oberhalb gegen die Na delposition angeordnet ist; und
eine Steuerungsvorrichtung zum Feststellen der Position und der Krümmung der Kante des Stoffmaterials entsprechend dem unterbrochenen Lichtsignal vom optischen Liniensensor zur Verfügung und zum voneinander unabhängigen Drehen der Rollen entsprechend der auf solche Weise festgestellten Po sition und Krümmung.

Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stoffkanten-Kontrollvorrichtung für eine Nähma schine zur Verfügung zu stellen, welche umfaßt:
ein Paar von Rollen, die in der Nähe einer Nadelposition auf solche Weise angeordnet sind, daß die Rollen parallel mit der Richtung sind, in der das Stoffmaterial zugeführt wird, so daß sie gegen daß Stoffmaterial gedrückt werden;
eine Mehrzahl von optischen Punktsensoren, die vor der Nadelposition angeordnet sind; und
eine Steuerungsvorrichtung zum Feststellen der Anordnung der Kante des Stoffmaterials entsprechend der unterbrochenen Lichtsignale, die von den optischen Punktsensoren zur Verfü gung gestellt werden, und zum voneinander unabhängigen Dre hen der Rollen entsprechend der auf solche Weise festge stellten Anordnung.

Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stoffkanten-Kontrollvorrichtung für eine Nähma schine zur Verfügung zu stellen, welche außerdem umfaßt:
einen Impulsgenerator zum Erzeugen eines Impulssignals in Verbindung mit der Drehung des oberen Schaftes der Nähma schine; und
Frequenzteiler zum Entmultiplizieren des Rollenantriebs signals von der Steuerungsvorrichtung mit dem Ausgang des Impulsgenerators als fundamentalem Takt.

Entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfin dung stellt die Steuerungsvorrichtung die Position und Krüm mung der Kante des Stoffmaterials aus der Licht-Unterbre chungsfläche des Liniensensors fest. Durch Ändern der Ge schwindigkeitsverhältnisse der Rollen entsprechend den so festgestellten Daten werden der zu umnähende Rand und der Stoffmaterial-Zuführvorgang gleichzeitig in der Zuführrich tung kontrolliert, um das Durchnähen des Stoffmaterials vor der Nadelposition zu verhindern.

Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegen den Erfindung stellt die Steuerungsvorrichtung die Anordnung des Stoffmaterials entsprechend der Tatsache fest, ob es eine Lichtunterbrechung zu einer Mehrzahl von Punktsensoren gibt oder nicht. Ähnlich wie dem oben beschriebenen Fall werden durch Ändern der Geschwindigkeitsverhältnisse der Rollen entsprechend den so festgestellten Daten der zu umnä hende Rand und der Stoffmaterial-Zuführvorgang gleichzeitig in der Zuführrichtung kontrolliert, um das Durchnähen des Stoffmaterials vor der Nadelposition zu verhindern.

Weiterhin wird in der Stoffkanten-Kontrollvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung das Impulssignal, das in Ab hängigkeit von der Rotation des oberen Schafts der Nähma schine erzeugt wird, als fundamentales Taktsignal für die Frequenzteiler verwendet, die geeignet sind, die Rollenan triebssignale von der Steuerungsvorrichtung zu entmultipli zieren. Daher werden die Rollen synchron mit dem oberen Schaft der Nähmaschine betrieben. Und die Vorrichtung zum Betreiben der Rollen auf diese Weise ist im Aufbau einfach, da sie nicht mechanisch ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrie ben.

Fig. 1 ist ein erklärendes Diagramm, das die Anordnung einer Stoffkanten-Kontrollvorrichtung für eine Nähmaschine zeigt, die ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 2 ist eine Seitenansicht von opti schen Liniensensoren in Fig. 1. Fig. 3 ist ein vergrößertes Diagramm der optischen Liniensensoren für das obere, in Fig. 2 gezeigte Stoffmaterial. Fig. 4 ist eine Draufsicht der Na delposition und von Teilen um diese herum in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung. Die Stoffkanten-Kontrollvorrichtung wird in einer Nähmaschine verwendet, die automatisch zwei Teile von Stoffmaterialien mit gekrümmten Stoffkanten ver schiedener Konfiguration durchnäht, wobei sie die Stoff kanten untereinander ausrichtet.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Nähkopf; und 2 bezeichnet eine Nähnadel. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind oberhalb gegen eine Nadelposition A (vergleiche Fig. 4) Licht-emittierende Elemente, nämlich planare, Licht-emittierende LED-Paneelen 3, und Licht-emp fangende Elemente des einkristallinen Typs, nämlich Solar zellen 4, vertikal auf solche Weise angeordnet, daß die er steren den letzteren gegenüberliegen. Die planaren, Licht emittierenden LED-Paneelen 3 und die Solarzellen 4 bilden mit Hilfe der Trennplatte 5 zwei optische Liniensensoren. Das heißt, daß einer der optischen Liniensensoren für das obere Stoffmaterial ist und der andere für das untere Stoff material ist.

Die planare, Licht-emittierenden LED-Paneele 3 umfaßt, wie in Fig. 3 gezeigt: eine gedruckte Schaltkreistafel 3b; eine Mehrzahl von LED-Chips, die auf der gedruckten Schalt kreistafel 3b in Matrixform oder linear mit gleichen Abstän den angeordnet sind; ein Gehäuse 3d, das diese LED-Chips überdeckt (nicht gezeigt); und einen Licht-diffundierenden, halbtransparenten Film (nicht gezeigt), der die Seite des Gehäuses bedeckt, die der Seite gegenüberliegt, an der die gedruckte Schaltkreistafel angeordnet ist. Wenn sie akti viert werden strahlen die LED-Chips Lichtstrahlen ab, die in ihrer Lichtmenge über den Licht-diffundierenden, halbtrans parenten Film gleichförmig sind. Jede der planaren, Licht emittierenden LED-Paneelen 3 ist in der Form einer flachen Platte.

In jedem der optischen Liniensensoren gibt es einen vor gegebenen Raum (Abstand) zwischen der planaren, Licht-emit tierenden LED-Paneele 3 und der Solarzelle 4. Das obere (oder untere) Stoffmaterial 107 geht während des Nähvorgangs durch diesen Raum durch.

Wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, sind Zuführrollen 6AL (auf der linken Seite, wenn in der Stoffmaterial-Zuführ richtung B betrachtet) und 6AR (auf der rechten Seite, wenn in der Stoffmaterial-Zuführrichtung B betrachtet) drehbar auf beiden Seiten der Nadelposition A über einer Kehlplatte 8 der Nähmaschine auf solche Weise angeordnet, daß sie par allel zur Stoffmaterial-Zuführrichtung B sind. Weiterhin sind, wie in Fig. 1 gezeigt, Zuführrollen 6UL (auf der lin ken Seite, wenn in der Stoffmaterial-Zuführrichtung B be trachtet) und 6UR (auf der rechten Seite, wenn in der Stoff material-Zuführrichtung B betrachtet) drehbar auf beiden Seiten der Nadelposition A über einer Kehlplatte 8 der Näh maschine auf solche Weise angeordnet, daß sie parallel zur Stoffmaterial-Zuführrichtung B sind. Die Zuführrollen für das obere Stoffmaterial, 6AL und 6AR, sind so ausgeführt, daß sie in der Lage sind, das obere Stoffmaterial zu drüc ken, und die Zuführrollen für das untere Stoffmaterial, 6UL und 6UR, sind so ausgeführt, daß sie in der Lage sind, das untere Stoffmaterial zu drücken.

Die Zuführrollen 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial werden jeweils von Zuführmotoren MAL und MAR für das obere Stoffmaterial angetrieben. Die Zuführrollen 6UL und 6UR für das untere Stoffmaterial werden jeweils von Zuführmotoren MUL und MUR für das untere Stoffmaterial angetrieben.

Die Solarzellen 4 für die oberen und unteren Stoffmate rialien (hiernach als "die Solarzelle 4 für das obere Stoff material" und "die Solarzelle 4 für das untere Stoffmate rial" bezeichnet, falls zutreffend) sind jeweils mit Ver stärkern 7 verbunden, die mit A/D- (Analog/Digital-) Wand lern 8 verbunden sind, die geeignet sind, analoge Signale in digitale Signale umzuwandeln. Die A/D-Wandler 8 sind mit ei ner Steuerungsvorrichtung 11 (die später im Detail beschrie ben wird) verbunden, welche in Abhängigkeit von den Lichtun terbrechungssignalen von der Solarzelle 4 für das obere Stoffmaterial und der Solarzelle 4 für das untere Stoffmate rial, also in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der A/D- Wandler 8, die Positionen und Krümmungen der Stoffkanten feststellt und die Rotation der Zuführrollen 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial und der Zuführrollen 6UL und 6UR für das untere Stoffmaterial einzeln steuert. Die Steuerungsvor richtung ist mit Frequenzteilern 10AL, 10AR und 10UL, 10UR verbunden, die die von der Steuerungsvorrichtung 11 ausgege benen Rollentreibersignale entmultiplizieren.

Ein Impulsgenerator, nämlich ein Kodierer 9, ist mit ei nem oberen Schaft 1a der Nähmaschine verbunden, und sein Ausgang ist mit den fundamentalen Taktanschlüssen der Fre quenzteiler 10AL, 10AR und 10UL, 10UR verbunden. Die Fre quenzteiler 10AL, 10AR und 10UL, 10UR sind jeweils mit Mo tortreibern 11AL, 11AR und 11UL, 11UR verbunden, die die Führungsmotoren MAL und MAR für das obere Stoffmaterial und MUL und MUR für das untere Stoffmaterial getrennt antreiben.

Zur Vereinfachung der Darstellung sind in Fig. 1 der op tische Liniensensor (die planare, Licht-emittierende LED- Paneele 3 und die Solarzelle 4) für das untere Stoffmate rial, der Verstärker 7 für das untere Stoffmaterial, der A/D-Wandler 8 für das untere Stoffmaterial und die planare, Licht-emittierende LED-Paneele 3 für das obere Stoffmaterial nicht gezeigt; und in Fig. 2 sind die Zuführrollen 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial nicht gezeigt.

Die Steuerungsvorrichtung 11 ist geeignet, ein Rollenan triebssignal in Abhängigkeit von den Lichtunterbrechungssi gnalen von den A/D-Wandlern 8 an die Frequenzteiler 10AL, 10AR, 10UL und 10UR anzulegen. Die Steuerungsvorrichtung 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Mikrocomputer. In dem Mikrocomputer sind Programme in dessen ROM geschrieben, so daß verschiedene eingestellte Werte und Datentabellen ge speichert sind und verarbeitet werden. Die in das ROM ge schriebenen Programme sind in den Fig. 8 und 9 als Fluß diagramme gezeigt.

Die Arbeitsweise der Stoffkanten-Kontrollvorrichtung entsprechend den Flußdiagrammen der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.

Das Flußdiagramm der Fig. 8 ist für den Fall, daß das Stoffmaterial kontinuierlich zugeführt wird.

Beim Start des Programms wird in Schritt S1 überprüft, ob sich die Nähmaschine im "An"-Zustand befindet. Wenn sich die Nähmaschine im "Aus"-Zustand befindet, wird diese Über prüfung wiederholt durchgeführt, bis sich die Nähmaschine im "An"-Zustand befindet. Wenn festgestellt wird, daß sich die Nähmaschine im "An"-Zustand befindet, wird Schritt S2 durch geführt. In Schritt S2 wird der Hauptmotor der Nähmaschine gestartet. Danach werden in Schritt S3 die Ergebnisse von Durchführungen der Steuerungsvorrichtung (CPU) 11 als Einga besignale an die Motortreiber 11AL, 11AR, 11UL und 11UR an gelegt, um die Zuführmotoren MAL und MAR für das obere Stoffmaterial und die Zuführmotoren MUL und MUR für das un tere Stoffmaterial anzutreiben. Dann werden in Schritt S4 die Positionen der Stoffkanten des oberen Stoffmaterials und des unteren Stoffmaterials festgestellt.

Während des Feststellens der Position der Stoffkante ist die planare, Licht-emittierende LED-Paneele 3 im "An"-Zu stand. Wenn die Solarzelle 4 in ihrer Gesamtheit von dem Stoffmaterial 107 bedeckt ist, erhält sie kein Licht, wohin gegen die Solarzelle, wenn sie teilweise mit dem Stoffmate rial 107 bedeckt ist, Licht erhält. In dem Fall, in dem, wie in Fig. 3 gezeigt, das Stoffmaterial 7 einen Teil der Solar zelle 4 bedeckt, erhält der andere Teil, der nicht mit Stoffmaterial 7 bedeckt ist, Licht. Ein Analogsignal, das der von der Solarzelle 4 erhaltenen Lichtmenge entspricht, wird von dem Verstärker 7 verstärkt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 7 wird an den A/D-Wandler 8 angelegt, wo es in ein digitales Signal umgewandelt wird, das an die Steue rungsvorrichtung 11 angelegt wird. In der Steuerungsvorrich tung 11 ist eine Datentabelle gespeichert, die Beziehungen zwischen den Beträgen der Lichtunterbrechung (die digitalen Signale von dem A/D-Wandler 8) und den Stoffkantenpositionen angeben, so daß die Stoffkantenposition aus einem gegebenen Lichtunterbrechungsbetrag (X in Fig. 3) bestimmt werden kann.

Nach dem Feststellen der Stoffkantenposition auf die oben beschriebene Weise, wird Schritt S5 durchgeführt. In Schritt S5 wird ein Rand zum Umnähen an der Nadelposition A auf einen vorgegebenen Wert eingestellt, und geeignete peri phere Geschwindigkeiten, die geeignete, später beschriebene Verhältnisse besitzen, werden den Zuführrollen 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial und den Zuführrollen 6UL und 6UR für das untere Stoffmaterial mitgeteilt, so daß diese Stoff materialien in der Geschwindigkeit (im Bewegungsbetrag) kon stant sind.

Ein Verfahren zum Bestimmen der peripheren Geschwindig keiten der Zuführrollen wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 beschrieben.

Fig. 6 ist für den Fall, daß die Stoffkante eine nach außen gehende Kurve ist, und Fig. 7 ist für den Fall, daß die Stoffkante eine nach innen gehende Kurve ist. Das Ver fahren wird beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zuführrol len 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial beschrieben:

In den Fig. 6 und 7 und in beiden zuvor erwähnten Fällen, bezeichnen:
V_L die periphere Geschwindigkeit der Zuführrolle 6AL auf der linken Seite für das obere Stoffmaterial,
V_R die periphere Geschwindigkeit der Zuführrolle 6AR auf der rechten Seite für das obere Stoffmaterial,
V die Geschwindigkeit des Stoffmaterials am Nadelpunkt A,
R den Abstand zwischen dem Drehmittelpunkt der Näharbeit und der Nadelposition A (die Nähkurve),
a den Abstand zwischen der Nadelposition und der Zuführ rolle 6AL,
b den Abstand zwischen der Nadelposition und der Zuführ rolle 6AR, und
ω die Winkelgeschwindigkeit.

Damit die Stoffmaterialien nicht gespannt werden, ist es notwendig, daß die drei Winkelgeschwindigkeiten ω bei A, 6AL und 6AR für eine Nähkurve R dieselben sind.

Im Falle der nach außen gehenden Krümmung in Fig. 6,

ω = V_L/(R-a) = V/R = V_R/(R+b) (1).

Im Fall der nach innen gehenden Krümmung in Fig. 7,

ω = V_L/(R+a) = V/R = V_R/(R-b) (2).

Es wird angenommen, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Nähmaschine n (Umdrehungen pro Minute) beträgt und die Stichlänge P (mm) ist, somit beträgt die Beziehung zwischen diesen

V = P × n/60 (3).

Daher folgt aus den Gleichungen (1) und (3) für die nach außen gehende Krümmung:

V_L = (R - a) V/R = (R - a) P n/60 R (4a)

V_R = (R + b) V/R = (R + b) P n/60 R (4b).

Und es folgt aus den Gleichungen (2) und (3) für die nach innen gehende Krümmung:

V_L = (R + a) V/R = (R + a) P n/60 R (5a)

V_R = (R - b) V/R = (R - b) P n/60 R (5b).

Die oben beschriebene Nähkurve (Krümmung) R kann aus den von der Solarzelle 4 erzeugten Stoffkanten-Positionsdaten erhalten werden. Das heißt, daß die Nähkurve R wie folgt be stimmt werden kann: In dem Fall, in dem sich, wie aus dem Vergleich der Fig. 7(a) und 7(b) offensichtlich, der Zu stand der Solarzellen ändert, das heißt, in dem die von der Solarzelle erhaltene Lichtmenge zunimmt, ist die Nähkurve eine nach außen gehende Kurve, und zum Beispiel ist R=50; und in dem Fall, in dem, wie aus dem Vergleich der Fig. 7(a) und 7(b) offensichtlich, die von der Solarzelle erhal tene Lichtmenge abnimmt, ist die Nähkurve eine nach innen gehende Kurve, und zum Beispiel ist R=100.

Somit werden die peripheren Geschwindigkeiten der Zu führrollen 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial aus den zuvor erwähnten Stoffkantendaten bestimmt.

Die peripheren Geschwindigkeiten der Zuführrollen 6UL und 6UR für das untere Stoffmaterial werden auf die gleiche Weise bestimmt.

Nach dem Bestimmen der Rotationsgeschwindigkeit (Umdrehung pro Minute) entsprechend den peripheren Geschwin digkeiten, die den Zuführrollen 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial und den Zuführrollen 6UL und 6UR für das un tere Stoffmaterial zu geben sind, auf die oben beschriebene Weise werden Impulssignale an die Frequenzteiler 10AL, 10AR, 10UL und 10UR angelegt, um die Rollen 6AL, 6AR, 6UL und 6UR wie erforderlich anzutreiben. Die Impulssignale werden in den Frequenzteilern 10AL, 10AR, 10UL und 10UR einer Fre quenzteilung unterworfen, deren Ausgänge jeweils an die Mo tortreiber 11AR, 11AL, 11UL und 11UR angelegt werden, so daß die letzteren Ausgangssignale die Zuführmotoren MAL und MAR für das obere Stoffmaterial und die Zuführmotoren MUL und NUR für das untere Stoffmaterial mit den gewünschten Ge schwindigkeiten (Umdrehungen pro Minute) rotieren. Somit werden die Abläufe in Schritt S5 beendet.

Danach wird in Schritt S6 bestimmt, ob der Nähvorgang, so wie er ist, weitergeführt wird oder nicht. Wenn bestimmt wird, daß der Nähvorgang weitergeführt werden soll, wird Schritt S4 wiederholt. Wenn jedoch bestimmt wird, daß der Nähvorgang unterbrochen werden soll, wird Schritt S7 durch geführt. In Schritt S7 wird der Hauptmotor angehalten. Da nach legt in Schritt S8 die Steuerungsvorrichtung (CPU) 11 eine Motorstoppanweisung an die Motortreiber 11AL, 11AR, 11UL und 11UR an, um die Zuführmotoren MAL und MAR für das obere Stoffmaterial und die Zuführmotoren MUL und MUR für das untere Stoffmaterial anzuhalten, und dann wird Schritt S9 durchgeführt. In Schritt S9 wird der Faden durchtrennt. Somit wird der Ablauf beendet.

Im Folgenden wird der Arbeitsablauf der Stoffkanten-Kon trollvorrichtung mit einer schubweisen Zuführung der Stoff materialien unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Eine schubweise Arbeitsweise umfaßt ein Stoffmaterial-Nähinter vall, in dem die Stoffmaterialien genäht werden, und ein Stoffmaterial-Zuführintervall, in dem die Stoffmaterialien zugeführt werden.

Das Flußdiagramm der Fig. 9 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der Fig. 8 in den folgenden Schritten.

In Schritt S3, in dem Stoffmaterial-Nähintervall, wird die Stoffkantenposition ähnlich wie in dem oben beschriebe nen Fall, bei dem die Stoffmaterialien kontinuierlich zuge führt werden, festgestellt, und Schritt S4 wird durchge führt. In Schritt S4 wird der Winkel Y des oberen Schafts 1a festgestellt, der bei Beginn des Nähmaterial-Zuführvorgangs eingenommen wird. In Schritt S5 werden Treibersignale an die Zuführmotoren MAL und MAR für das obere Stoffmaterial und an die Zuführmotoren MUL und MUR für das untere Stoffmaterial angelegt und dann wird Schritt S6 durchgeführt. Als nächstes wird in Schritt S6 der umzunähende Rand an der Na delposition A auf einen vorgegebenen Wert eingestellt, und geeignete periphere Geschwindigkeiten mit geeigneten Ver hältnissen, die später beschrieben werden, werden den Zu führrollen 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial und den Zuführrollen 6UL und 6UR für das untere Stoffmaterial gege ben, so daß diese Stoffmaterialien in der Geschwindigkeit (im Bewegungsbetrag) an der Nadelposition konstant sind, wenn der Zuführvorgang beginnt.

Ein Verfahren zum Bestimmen der Geschwindigkeitsverhält nisse für die Zuführrollen wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 ähnlich wie in dem Fall, in dem die Stoffmate rialien kontinuierlich zugeführt werden, beschrieben.

Es wird angenommen, daß die Stoffmaterialien für eine Zeitperiode t (s) eine Stichweite P (mm) bewegt werden.

Im Falle einer nach außen gekrümmten Kurve in Fig. 6

P = R V_L t/(R - a)
= R V t/R
= R V_R t (R + b) (1′).

Im Falle einer nach innen gekrümmten Kurve in Fig. 7

P = R V_L t/(R + a)
= R V t/R
= R V_R t (R - b) (2′).

Daher ist, wenn angenommen wird, daß im Falle der nach außen gekrümmten Kurve die Bewegungsbeträge der linken und rechten Zuführungsrollen durch PR beziehungsweise PL gegeben sind,

P_L = V_L t = P (R - a)/R
P_R= V_R t = P (R + b)/R.

Wenn angenommen wird, daß das Stoffmaterial-Zuführinter vall Y° von 360° beim Messen des Drehwinkels des oberen Schafts ist, dann ist

V_L = 360 Y (R - a) P n/(60 × R × Y)
V_R = 360 Y (R + b) P n/(60 × R × Y).

Außerdem ist, wenn angenommen wird, daß im Falle der nach innen gekrümmten Kurve die Bewegungsbeträge der linken und rechten Zuführungsrollen durch P_R beziehungsweise P_L ge geben sind,

P_L = V_L t = P (R + a)/R
P_R = V_R t = P (R - b)/R.

V_L = 360 (R + a) P n/60 × R × Y)
V_R = 360 (R - b) P n/(60 × R × Y).

Somit werden die peripheren Geschwindigkeiten und die Bewegungsbeträge der Zuführrollen 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial und der Zuführrollen 6UL und 6UR für das un tere Stoffmaterial entsprechend den Stoffkantendaten und dem Stoffmaterial-Zuführintervall bestimmt.

In Schritt S7 wird bestimmt, ob eine Zuführ-Durchnähim pulsausgabe beendet ist oder nicht. Wenn die Zuführ-Durchnä himpulsausgabe nicht beendet ist, wird die Zuführung durch geführt, bis die Zuführ-Durchnähimpulsausgabe beendet ist. Wenn die Zuführ-Durchnähimpulsausgabe beendet ist, wird Schritt S8 durchgeführt.

In Schritt S8 legt die Steuerungsvorrichtung 11 eine Mo torstoppanweisung an die Motortreiber 11AL, 11AR, 11UL und 11UR an, um die Zuführmotoren MAL und MAR für das obere Stoffmaterial und die Zuführmotoren MUL und MUR für das un tere Stoffmaterial anzuhalten. Dann wird Schritt S9 durchge führt.

In Schritt S9 wird festgestellt, ob der Nähvorgang fort geführt werden soll, wie er ist. Wenn festgestellt wird, daß der Nähvorgang fortzuführen ist, wird Schritt S3 wieder aus geführt. Wenn auf der anderen Seite festgestellt wird, daß der Nähvorgang unterbrochen werden soll, wird Schritt S10 durchgeführt. In Schritt S10 wird der Hauptmotor angehalten. Dann wird in Schritt S11 der Faden durchtrennt. Somit wird der Ablauf beendet.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, stellt in diesem Ausführungsbeispiel die Steuerungsvorrichtung 11 die Positionen 107a und die Krümmung der Stoffmaterialkanten entsprechend den Lichtunterbrechungsignalen des Liniensen sors (die Solarzellen 4) fest und steuert die Drehungen der Rollen 6AL, 6AR, 6UL und 6UR entsprechend den solcherart festgestellten Positionen und Krümmungen. Somit können der zu umnähende Rand und der Stoffmaterial-Zuführvorgang zusam men mit den Rollen gesteuert werden, deren Drehrichtungen mit der Stoffmaterial-Zuführrichtung B übereinstimmt. Somit ist die Schwierigkeit beseitigt, daß die Stoffmaterialien vor der Nadelposition A gespannt werden, und das Auftreten des Zuführsteigungsfehlers und der Fehlausrichtung wird ver hindert.

Weiterhin wird in diesem Ausführungsbeispiel das Impuls signal, das in Verbindung mit der Rotation des oberen Schafts 1a der Nähmaschine erzeugt wird, als das fundamen tale Taktsignal für die Frequenzteiler 10AL, 10AR, 10UL und 10UR, die geeignet sind, die Frequenzteilung der Rollentrei bersignale durchzuführen, verwendet. Somit werden, selbst wenn die Geschwindigkeit der Nähmaschine nicht konstant ist, wie zum Beispiel in dem Fall, wo die Nähmaschine gerade ge startet wurde, die Rollen synchron mit dem oberen Schaft 1a der Nähmaschine betrieben. Die Vorrichtung zum Antreiben der Rollen auf diese Weise ist in der Konstruktion einfach, da sie nicht mechanisch ist.

In der obigen Beschreibung wird der Kodierer 9 als Im pulsgenerator verwendet; jedoch kann er durch einen Tachome tergenerator ersetzt werden.

Weiterhin wird die planare, Licht-emittierende LED- Paneele 3 als Licht-emittierendes Element des optischen Li niensensors verwendet; jedoch können auch lineare Glühlampen verwendet werden.

Fig. 10 ist ein beispielhaftes Diagramm, das wesentliche Teile eines weiteren Ausführungsbeispiels der Stoffkanten- Kontrollvorrichtung zeigt, die ein zweites Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 11 ist eine Draufsicht der Nadelposition A und von Teilen in ihrer Nähe in der in Fig. 10 gezeigten Stoffkanten-Kontrollvorrichtung. In den Fig. 10 und 11 sind Teile, die funktional solchen entsprechen, die unter Bezugnahme auf das erste Ausführungs beispiel beschrieben wurden, mit denselben Bezugszeichen ge kennzeichnet.

Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel in folgen den Punkten: jeder der optischen Liniensensoren nach dem er sten Ausführungsbeispiel umfaßt die planare, Licht-emittie rende LED-Paneele 3 und die Solarzelle 4. Jeder einer Mehr zahl von optischen Punktsensoren des Reflexionstyps nach dem zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt ein Licht-emittieren des Element und ein Licht-empfangendes Element (Drei-Punkt- Sensoren werden für jedes der oberen und unteren Stoffmate rialien verwendet).

Die optischen Punktsensoren 111, 112 und 113 für das obere Stoffmaterial (hiernach als die "Punktsensoren 111, 112 und 113 für das obere Stoffmaterial" bezeichnet, falls zutreffend) und die optischen Punktsensoren 114, 115 und 116 für das untere Stoffmaterial (hiernach als die "Punktsensoren 114, 115 und 116 für das untere Stoffmate rial" bezeichnet, falls zutreffend) sind oberhalb gegen die Nadelposition A angeordnet, wie in Fig. 11 gezeigt. Wie in Fig. 10 gezeigt, sind Licht-durchlassende Durchgangslöcher 40A, 41A und 42A auf solche Weise in einer oberen Stoffüh rung 5a geformt, daß sie jeweils den Punktsensoren 111, 112 und 113 für das obere Stoffmaterial gegenüberliegen; auf ähnliche Weise sind Licht-durchlassende Durchgangslöcher 40U, 41U und 42U auf solche Weise in der Kehlplatte 8 ge formt, daß sie jeweils den Punktsensoren 114, 115 und 116 für das untere Stoffmaterial gegenüberliegen.

In Fig. 10 bezeichnen die Bezugszeichen 20AL und 20AR Riemen; und 21 ein Schiffchen. Die Punktsensoren 111 bis 116 sind mit der Steuerungsvorrichtung 11 ähnlich wie im Falle des oben beschriebenen, ersten Ausführungsbeispiels verbun den.

Wenn kein Stoffmaterial 107 in den Bereichen der Licht strahlen von den Punktsensoren 111 bis 116 erscheint, legen die Punktsensoren in den Durchgangslöchern 40A, 41A, 42A, 40U, 41U und 42U ein Signal mit niedrigem Pegel ("0") an die Steuerungsvorrichtung an; wenn jedoch Stoffmaterial er scheint, legen die Punktsensoren Signale mit hohem Pegel ("1") an die Steuerungsvorrichtung an. Die Steuerungsvor richtung bestimmt den Winkel der Kante 107a des Stoffmateri als, also die Anordnung der Stoffmaterialkante, entsprechend den Signalen mit hohem und mit niedrigem Pegel.

Eine Datentabelle ist in der Steuerungsvorrichtung 11 gespeichert, die die Beziehungen zwischen den Signalen mit hohem Pegel und mit niedrigem Pegel, die von den Punktsenso ren 111 bis 116 erzeugt werden, mit den Geschwindigkeitsver hältnissen und den Bewegungsbeträgen den Zuführrollen 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial und den Zuführrollen 6UL und 6UR für das untere Stoffmaterial angibt. Das heißt, daß die peripheren Geschwindigkeiten und die Bewegungsbeträge der Zuführrollen 6AL und 6AR für das obere Stoffmaterial und der Zuführrollen 6UL und 6UR für das untere Stoffmaterial entsprechend der Datentabelle gesteuert werden. Die Datenta belle ist hiernach gegeben.

Datentabelle

Der Arbeitsablauf der Stoffkanten-Kontrollvorrichtung wird entsprechend einem Flußdiagramm durchgeführt, das ähn lich dem für das oben beschriebene, erste Ausführungsbei spiel ist.

Wie oben beschrieben wurde, empfängt die Steuerungsvor richtung die Lichtunterbrechungssignale von einer Mehrzahl von Punktsensoren 111, 112 und 113 (114, 115 und 116), um die Anordnung der Stoffmaterialkante 107a festzustellen, und steuert die Rotation der Rollen 6AL, 6AR, 6UL und 6UR ent sprechend den solchermaßen festgestellten Daten. Somit kann der zu umnähende Rand und der Stoffmaterial-Zuführvorgang gleichzeitig mit den Rollen gesteuert werden, deren Rotati onsrichtungen mit der Stoffmaterialzuführrichtung B überein stimmt. Somit wird die Schwierigkeit beseitigt, daß die Stoffmaterialien vor der Nadelposition A gespannt werden, und der Zuführsteigungsfehler und die Fehlausrichtung werden vermieden.

Im zweiten Ausführungsbeispiel werden drei optische Sen soren für jedes der oberen und unteren Stoffmaterialien ver wendet. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf oder dadurch beschränkt. Das heißt, daß die Anzahl der optischen Sensoren entsprechend der Tatsache bestimmt werden sollte, ob sie ausreichend ist, um die Anordnung des Stoffmaterials 107 zu bestimmen.

Während die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Aus führungsbeispielen dieser Erfindung beschrieben wurde, ist für den Fachmann klar, daß verschiedene Änderungen und Modi fikationen durchgeführt werden können, ohne von der Erfin dung abzuweichen. In den oben beschriebenen Ausführungsbei spielen werden die Kanten von zwei Stoffmaterialien festge stellt, und die Stoffmaterialien werden zusammengenäht, wäh rend die Stoffkanten in ihrer Position kontrolliert werden. Es ist jedoch klar, daß das technische Konzept der Erfindung auch auf eine Stoffkanten-Kontrollvorrichtung anwendbar ist, die die Kante von einem Stück von Stoffmaterial kontrol liert, um einen Stoffkanten-Kontrollvorgang durchzuführen.

Wie oben beschrieben, stellt bei der Stoffkanten-Kon trollvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Steue rungsvorrichtung die Position und die Krümmung der Kante des Stoffmaterials entsprechend dem Lichtunterbrechungssignal von dem Lichtsensor fest und steuert die Stoffkanten-Zuführ rollen entsprechend den so festgestellten Daten. Somit wird der zu umnähende Rand und der Stoffmaterial-Zuführvorgang gleichzeitig mit den Rollen gesteuert, deren Rotationsrich tungen mit der Stoffmaterialzuführrichtung B übereinstimmt. Somit wird die Schwierigkeit beseitigt, daß die Stoffmate rialien vor der Nadelposition A gespannt werden, und der Zu führsteigungsfehler und die Fehlausrichtung werden vermie den.

Alternativ stellt die Steuerungsvorrichtung die Anord nung des Stoffmaterials entsprechend den Lichtunterbre chungssignalen einer Mehrzahl von Punktsensoren fest und steuert die Stoffkanten-Zuführrollen entsprechend den so festgestellten Daten. Somit wird der zu umnähende Rand und der Stoffmaterial-Zuführvorgang gleichzeitig mit den Rollen gesteuert, deren Rotationsrichtungen mit der Stoffmaterial zuführrichtung B übereinstimmt. Somit wird die Schwierigkeit beseitigt, daß die Stoffmaterialien vor der Nadelposition A gespannt werden, und der Zuführsteigungsfehler und die Feh lausrichtung werden vermieden.

Weiterhin wird in der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung das in Verbindung mit der Rotation des oberen Schafts der Nähmaschine erzeugte Impulssignal als das funda mentale Taktsignal für die Frequenzteiler verwendet, die ge eignet sind, die von der Steuerungsvorrichtung erzeugten Rollentreibersignale in der Frequenz zu teilen. Daher werden die Rollen mit relativ einfachen Mitteln synchron mit dem oberen Schaft der Nähmaschine betrieben.

Claims

1. Stoffkanten-Kontrollvorrichtung für eine Nähmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
ein Paar von Rollen (6AL, 6AR, 6UL, 6UR), die in der Nähe einer Nadelposition (A) auf solche Weise angeordnet sind, daß die Rollen parallel mit der Richtung (B) sind, in der das Stoffmaterial zugeführt wird, so daß sie gegen daß Stoffmaterial gedrückt werden;
einen optischen Sensor (3, 4, 111, 112, 113, 114, 115, 116), der geeignet ist für die Detektion des Stoffmaterials an einer Mehrzahl von Punkten auf einer Linie entlang einer Richtung, die sich mit der Zuführrichtung vor der Nadelposi tion schneidet; und
eine Steuerungsvorrichtung (11) zum Feststellen der Po sition und der Krümmung der Kante des Stoffmaterials ent sprechend einem Lichtunterbrechungssignal von dem optischen Liniensensor und zum voneinander unabhängigen Drehen der Rollen entsprechend der auf solche Weise festgestellten Po sition und Krümmung.

2. Stoffkanten-Kontrollvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß sie außerdem umfaßt:
einen Impulsgenerator (9) zum Erzeugen eines Impulssi gnals in Abhängigkeit von der Drehung des oberen Schaftes (1a) der Nähmaschine; und
Frequenzteiler (10AL, 10AR, 10UL, 10UR) zum Entmultipli zieren eines Rollenantriebssignals, wobei der Ausgang des Impulsgenerators als fundamentales Taktsignal genommen wird.

3. Stoffkanten-Kontrollvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung umfaßt:
einen Speicherbereich, der eine Datentabelle mit Bezie hungen zwischen dem Lichtunterbrechungssignal, der Position und der Krümmung der Stoffkante speichert;
einen Rand- und Krümmungs-Detektionsbereich, um den zu umnähenden Rand und die Krümmung der Stoffkante aus dem Lichtunterbrechungssignal unter Bezugnahme auf diese Tabelle zu bestimmen;
einen Geschwindigkeits-Berechnungsbereich zum Bestimmen einer Winkelgeschwindigkeit, damit das Stoffmaterial mit konstanter Geschwindigkeit der Nadelposition zugeführt wird, und einer peripheren Geschwindigkeit jeder der Rollen, die sich auf die Krümmung, die Winkelgeschwindigkeit und die Ab stände zwischen der Nadelposition und den Rollen bezieht; und
einen Rollensteuerungsbereich zum Steuern der Rollen, damit sie sich mit den jeweiligen Geschwindigkeiten drehen, die von dem Geschwindigkeits-Berechnungsbereich berechnet wurden.