EP0102524A2 - Antriebs- und Steuervorrichtung für Nähmaschinen, Nähautomaten und dergleichen - Google Patents

Antriebs- und Steuervorrichtung für Nähmaschinen, Nähautomaten und dergleichen Download PDF

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EP0102524A2
EP0102524A2 EP83107569A EP83107569A EP0102524A2 EP 0102524 A2 EP0102524 A2 EP 0102524A2 EP 83107569 A EP83107569 A EP 83107569A EP 83107569 A EP83107569 A EP 83107569A EP 0102524 A2 EP0102524 A2 EP 0102524A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
control device
unit
correction
transport
Prior art date
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Granted
Application number
EP83107569A
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English (en)
French (fr)
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EP0102524A3 (en
EP0102524B1 (de
Inventor
Peter Dipl.-Ing. Kothe
Wolfgang Dipl.-Ing. Angersbach
Dan-Corneliu Dipl.-Ing. Raducanu
Peter Dipl.-Ing. Schüler
Michael Dipl.-Ing. Luft
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Quick-Rotan Elektromotoren GmbH
Original Assignee
Quick-Rotan Elektromotoren GmbH
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6169914&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0102524(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Quick-Rotan Elektromotoren GmbH filed Critical Quick-Rotan Elektromotoren GmbH
Publication of EP0102524A2 publication Critical patent/EP0102524A2/de
Publication of EP0102524A3 publication Critical patent/EP0102524A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0102524B1 publication Critical patent/EP0102524B1/de
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B69/00—Driving-gear; Control devices
    • D05B69/20—Control devices responsive to the number of stitches made

Definitions

  • the invention relates to a drive and control device for sewing machines, sewing machines and the like according to the preamble of claim 1.
  • a known drive device of this type (DE-OS 30 18 797)
  • the number of remaining stitches carried out after the end detection can be carried out by means of the correction unit change by one. This ensures that the maximum deviation of the last needle insertion is a maximum of half a stitch length in front of or behind the target seam end.
  • accuracy is still much less than the level of accuracy that can be achieved by an experienced seamstress without automatic seam length control.
  • the seam offset achieved with the known arrangement is still too great, especially with high-quality sewing material.
  • the invention has for its object to provide a drive and control device which has the appearance of a seam further improved on an automated sewing machine.
  • the solution according to the invention provides for the formation of remaining stitches with an automatically adjusted stitch length if necessary.
  • the deviation of the last needle insertion from the target insertion point can be made considerably less than half a stitch length.
  • the actual transport phase i.e. the phase during which the sewing material can be moved relative to the needle during each rotation of the main or arm shaft of the sewing machine, depending on the model and machine wear. This fact can be taken into account by the further training according to claim 2.
  • the transmission factor that is to say a correction factor between the angle which the main shaft assumes at the time of the end detection compared to a predetermined reference angle position, for example the angle position "needle down", and the associated transport phase can be constant or dependent on the transport phase.
  • the An drive and control device preferably designed according to claim 3.
  • the information required for the stitch length adjustment is advantageously provided by a unit of the type mentioned in claim 4.
  • the correction unit has an actuating device according to claim 5.
  • This makes it possible, for example, to measure the length of the last stitch or the penultimate stitch so that the last needle insertion coincides with the target seam end.
  • a seam pattern is achieved that can practically no longer be distinguished from that of a hand seam. At most, it can be disturbing that the length of the correction stitch, which deviates from the length of the other stitches, is striking in the seam pattern.
  • the drive device can advantageously be designed according to claim 6 in accordance with a modified embodiment. With this solution, any necessary larger stitch length corrections are distributed over several remaining stitches. The correction is practically invisible.
  • the seam appearance is the same or better than that of a hand seam.
  • the device can be designed so that the stitch length is only shortened or only lengthened. However, the correction becomes less noticeable if the stitch length can be lengthened or shortened depending on the needle position at the time of the final detection is, ie a correction to both sides is possible, the rest of the correction unit is preferably designed according to claim 8.
  • the correction unit can act on the stitch adjuster that is usually present in sewing machines. However, it can also be coupled to a transport unit which, with the stitch length setting unchanged, can be brought out of engagement with the sewing material as a function of the correction device in order to vary the stitch length in this way. According to a further modification, it is possible to couple the correction device directly to a separate transport drive and thus to effect the stitch length adjustment by influencing the transport drive itself. In this case, the transport speed and / or the transport duration for the remaining stitch or stitches to be corrected can be set.
  • the correction device can influence the X drive and the Y drive separately or together as required.
  • the drive and control device according to the invention is suitable not only for sewing machines in which the sewing material movement takes place exclusively while the needle is out of engagement with the sewing material, but also for sewing machines with needle transport. In the latter case, a synchronization device according to claim 14 is to be provided.
  • the recognition unit result from claims 15 to 20 and 22.
  • the bisector can be determined by means of the recognition device and the target seam end automatically lay on the bisector.
  • Recognition units with a row of detector cells or a detector cell matrix also allow additional corrections to be made in accordance with claim 19.
  • Fig. 2 shows schematically the arm head 10 of a sewing machine with needle 11 and presser foot 12.
  • a transmission light barrier is provided as the detection unit, which consists of a light source 15 and a receiver 16.
  • the receiver 16 is, for example, a planar photodiode, which is attached to the material support 17.
  • the receiver 16 is at a distance from the needle 11 in the sewing direction.
  • the sewing material 13, 14 is advanced by a transport (not shown) in the feed direction indicated by the arrow 18.
  • the garment 13 and the label 14 initially cover the receiver 16.
  • the output signal of the receiver 16 has a low level 19 (FIG. 3).
  • the output signal of the receiver 16 jumps to a higher level 20.
  • the jump from level 19 to level 20 switches on a preselection stitch counting unit which specifies a predetermined number of remaining stitches. It is the number of stitches that must still be carried out after the level jump 19, 20 (the end detection) in order to achieve the target seam end indicated at 22.
  • the preselection stitch counting unit can, as is known (DE-OS 30 18 797), be designed as a separate stitch counter. However, the preselection stitch counting unit 21 is preferably integrated into a central control unit 24 (FIG. 1) in terms of hardware or software.
  • the last needle insertion 25 coincides with the target insertion point located at a predetermined distance a from the material edge 23 only if the distance between the end detection point (in FIG 4 indicated at 26) and the target seam end 22 is an integral multiple of the remaining stitch length.
  • the needle 11 can assume any position at the time of the end detection.
  • FIG. 4 and FIG. 5 Three further examples of different needle positions in the end recognition are illustrated in FIG. 4 and FIG. 5, the latter also being able to be viewed as an enlarged plan view of the end face of the main shaft of the sewing machine. It is assumed that the main shaft rotates in the direction of arrow 27.
  • a predetermined reference angular position of the main shaft for example the angular position corresponding to the lower position of the needle 11, is denoted by item 1.
  • the sewing material may only be transported while the needle 11 is pulled out of the sewing material. This leads to the maximum transport area indicated in FIG. 5.
  • the end detection now takes place in an angular position 31 distant from the reference position Pos 1 by the angle ⁇ 1
  • the last needle insertion would be at point 32 in FIG. 4 without correction.
  • the correction method according to DE-OS 30 18 797 last needle punctures 35 and 36 as shown in FIG. 4.
  • the last needle insertion therefore only coincides with the target seam end 22 (at 25); in most cases it is more or less (up to half a stitch length) away from the target seam end 22.
  • a correction unit controlled by the recognition unit (generally designated 28 in FIG. 1) is provided in the present case, which automatically adjusts the length of at least one of the remaining stitches depending on the respective position of the needle 11 at the time of the final recognition.
  • This correction unit 29 is preferably also integrated into the central control unit 24 in terms of hardware or software.
  • a correction is made in the last stitch.
  • an angle of 360 ° corresponds to a full stitch length.
  • the last seam stitches 39, 40 and 41 are at the target seam end 22 in the end detection in the angular positions 31, 33, 34.
  • the angle ⁇ or the associated complementary angle ⁇ are related to a fixed reference position of the main shaft , for example the position Pos 1 (needle down), via an incremental position sensor 37 measured and stored in a memory 38 for the correction in the last stitch together with the transport position present at the end detection.
  • the position sensor 37 is directly coupled to the main shaft of the sewing machine 43, which is indicated at 42 in FIG. 1.
  • An input and storage unit 44 serves for the input and storage of the translation factor.
  • the correction unit 29 acts on a stitch regulator or an independent transport drive (block 45 in FIG. 1).
  • the correction can also be carried out for a stitch other than the last stitch, for example the penultimate stitch. This is particularly recommended if the stitch length is corrected by adjusting the stitch adjuster on the sewing machine.
  • the variable stitch length correction can also be divided into several remaining stitches.
  • a modified embodiment of the invention is explained with reference to FIG. 6, in which a stitch length correction to plus and minus by a predetermined fraction of the respective full stitch length is provided.
  • the target seam end, the sewing material edge and the end detection point are again designated with 22, 23 and 26. It is assumed that the stitch length can be increased by 20% and shortened by 20%.
  • the distance a is the desired constant distance between the target seam end 22 and the sewing material seam 23.
  • the angle ⁇ is measured and stored when the end detection point 26 is reached.
  • the angular position of the sewing machine 43 which is driven by an unillustrated drive motor, is determined by the incremental position transmitter 37, which emits signals as a function of fractions of a full revolution of the main shaft 42. It is assumed that a full revolution of the main shaft 42, ie a rotation angle of 360 °, corresponds to a number N of pulses from the position transmitter 37.
  • the position encoder pulse number corresponding to the angle ⁇ is denoted by N 1 .
  • N 2 / 0.2 N is calculated and then rounded down to an integer amount. This amount corresponds to the number of last stitches to be extended by 20%.
  • the stitch length correction according to FIG. 6 is also not limited to correction steps of 20%. Rather, correction steps of X% are generally possible. According to the procedure outlined above, here again or compared. For example, if it is determined that then delivers rounded down to a whole number the number of corrections to be carried out with -X%. If there is no correction; if there is a single correction with -X%; if there are two corrections with -X% and so on. Is against then delivers rounded down to an integer the number of corrections to be made with + X%. If there is no correction; if there is a single correction with + X%; if there are two corrections with + X%; if three stitch lengths are extended by + X% each.
  • the correction therefore only takes place if the deviation is greater than 0.5X, i.e. is greater than half the smallest possible shortening or smallest possible extension.
  • the transmission factor between the needle position and the transport phase is constant and equal to 1.
  • This condition leads to the specified correction algorithms.
  • unit 44 of FIG. 1 enters a translation factor k ⁇ T which differs from 1 and which may be constant or a function of the transport phase at the time of the end recognition, the value ⁇ in the correction algorithms mentioned must be replaced by ⁇ k ⁇ T .
  • the translation factor can, for example, be specified digitally in terms of hardware. It can also be taken from the software, for example, from tables provided in an EPROM memory. In the event of a transport phase dependency of the translation factor, the unit 44 is expediently controlled via the memory 38.
  • the correction unit 28 can both in the embodiment according to FIGS. 4 and 5 as well as in that according to FIG. 6 can be connected to an actuator 47 which in turn is connected to the stitch regulator, e.g. in form of
  • Stitch length adjusting wheel 48 of the sewing machine 43 acts, as indicated in Fig. 7.
  • the actuator must have a con allow continuous or multi-stage variation of the stitch length, while for the embodiment according to FIG. 6 a stitch length adjustment by 2 X% is sufficient.
  • the actuator 47 can be a stepper motor, for example.
  • the correction unit 29 can control a transport unit, which during the execution of the remaining stitches for setting the stitch length can be brought out of engagement with the sewing material for part of the transport movement.
  • a solution of this kind is outlined in Fig. 8.
  • the main shaft 42 of the sewing machine 43 is in turn driven in a manner not shown by a drive motor.
  • the incremental position sensor 37 On the main shaft 42 or an extension of this shaft sits the incremental position sensor 37, which consists, for example, of a reticle 50 interacting with a light barrier.
  • the sewing material 13, 14 is transported with the aid of a separate motor 51, to which a transport wheel 52 is connected.
  • the transport wheel 52 can, optionally together with the motor 51, be adjusted upwards, ie for transport to the sewing material, or downwards (away from the sewing material if no transport is desired) by means of an electromagnet 53.
  • the drive of the main shaft 42 and the electromagnet 53 are in an incremental manner, not shown. electrical shaft synchronized with each other, which replaces the mechanical transmission, which in mechanical sewing machines in a known manner and synchronized the needle movement.
  • An actuator 54 moves the presser foot 55 to the material to be sewn and then enables transport by the drive units 51, 52.
  • the electromagnet 53 or an equivalent actuator can be dispensed with if the transport motor 51 is designed in such a way that it starts within the time period provided for the formation of a remaining stitch to which the desired speed of rotation corresponding to the material speed v can be accelerated and braked to a standstill again.
  • the transport wheel 53 can remain in constant contact with the sewing material.
  • the transport takes place according to the curves according to FIG. 9.
  • the sewing material is only in the permitted sector B 1 ⁇ 0 ⁇ A 1 of FIGS. 9 and 10 moves. Within this permitted sector, the needle 11 is definitely outside the sewing material.
  • the area A ⁇ U ⁇ B that is blocked for transport is hatched in FIG. 9.
  • the stitch length can be influenced both by varying the material speed v k and by the transport time t k . Different possible variations are shown in FIG. 9 with the speeds v and v 2 as well as the different ones Trans p duration durations t 1 , t 2 and t 3 indicated.
  • the zones B ⁇ U (needle down) ⁇ A and B 1 ⁇ 0 (needle up) ⁇ A 1 and the transport times t k are detected or set at a set material speed v k by counting the pulses from the position sensor 37 because the time for rotating the main shaft 42 from B 1 through 0 to A 1 is a function of the speed of the main shaft.
  • a synchronization device which guides the transporter in close dependence on the, for example, sinusoidal horizontal needle movement in such a way that the transport of substances takes place even when the needle is at the bottom.
  • An embodiment of such a synchronization device is shown in FIG. 18.
  • the position transmitter 37 controls a generator 56 which delivers a sine-like output signal U g according to FIG. 19. This signal is fed to a voltage-controlled oscillator 57, whose output signal f VCO is controlled by the transport motor 51, which in this case is designed as a stepping motor.
  • the half waves of the signal U g are synchronous with the horizontal component of the movement of the needle immersed in the material, while the amplitude of the signal U g is proportional to the speed of the main shaft. Since f VCO is proportional to U g and the walking speed of the transport motor 51 is in turn proportional to f VCO , the sewing material in the way you want.
  • a direction signal for a stitch reversal can be applied to the transport motor 51 via a line 58.
  • a reflection light barrier known per se (DE-OS 30 18 797) can also be provided for the end detection.
  • the detection unit 28 can instead also have a UV light transmitter / receiver unit.
  • parts of the fabric to be sewn on, such as bags, labels or the like can be completely or completely soaked in an ink that is sensitive to UV light and only visible in UV light.
  • the UV light transmitter / receiver unit detects the border between the UV-responsive ink and areas that are not soaked with such an ink.
  • FIG. 11 schematically shows a further modified embodiment of the detection device 28. It is a shadow detector with two light sources 59, 60 which can be switched on alternately and a light receiver 61.
  • the light source 59 lying in front of the edge of the label 14 in the sewing direction produces when the edge is hit by the collimated light beam from this light source, a shadow indicated at 62.
  • the collimated light beam from the light source 60 located in the sewing direction behind the label edge 14 does not cast such a shadow.
  • the detection unit 28 can also have a row of detector cells, for example photodiodes, which are oriented in the seam direction and which respond to the contrast between the label 14 and the base material 13.
  • This cell row can preferably be a CCD-IC.
  • Such an integrated circuit module is indicated at 63 in FIG. 8.
  • a detection unit with a row of detector cells has the advantage that the edge can be monitored across several cells. This allows not only the position of the edge but also its speed to be recorded with reference to the row of detector cells. It is possible to check the correction that has been made and, if necessary, then to carry out a second correction if the first correction has not yet been successful.
  • the recognition unit 28 can be equipped with a detector cell matrix.
  • a detector cell matrix can be constructed from one or more CCD array ICs.
  • the image of the sewing material that can be positioned under a CCD camera, e.g. a label 14 on which base material 13 is detected and compared in a computer system with an initially stored sample image.
  • a detection unit with a button that scans a sewing material fastening frame.
  • the label 14, a pocket or the like is placed over the base material 13 and then fastened with the aid of a frame, for example made of metal, indicated schematically at 65 in FIG. 13.
  • the unit consisting of base material 13, label 14 and fastening frame 65 can then be processed in a sewing machine as on a coordinate table.
  • the material is moved in both directions X and Y.
  • the central computer of the automatic sewing machine controls the drive of the main shaft and thus the needle movement as well as an X drive and a Y drive in such a way that, for example, the contour A 0 - A 1 - A 2 - A 3 is sewn according to FIG.
  • the speed n of the main shaft determines the material speed v material .
  • the mean fabric speed v fabric changes depending on the machine speed n, for example when producing the seam from A 2 to A 3 , because the sewing machine must be accelerated from standstill to working speed and braked to a standstill again at the end of the seam.
  • FIG. 15 which shows the area ⁇ of FIG. 14 on a time-stretched scale
  • the transport time that is available for each stitch decreases during acceleration.
  • the transport speed must be increased accordingly within the transport phases available for the individual stitches.
  • the correction unit in the area of the seam end also provides the necessary correction in this case by shortening or lengthening the stitch length of one or more remaining stitches.
  • the end detection can take place, for example, via a button of the detection unit, which scans the fastening frame 65.
  • FIG. 16 shows a basic circuit diagram for a sewing system with coordinate drive.
  • a two-motor control drive is provided with a motor 67 for transport in the X direction and a motor 68 for transport in the Y direction.
  • the main shaft 42 of the sewing machine 43 is driven by a motor 71.
  • the position sensor 37 is connected to the main shaft 42.
  • Actuators for additional functions such as thread wiping, thread cutting, presser foot actuation and the like are shown at 73, 74 and 75, respectively.
  • the actuators 73 to 75 are controlled via associated power stages 76, 77 and 78.
  • a thread monitoring member 79 monitors the correct thread feed.
  • Information about the pattern recognition and the movement of the sewing material relative to the presser foot, ie to the needle 11, comes from a camera 80 which is preferably equipped with a CCD array and directed to the sewing material.
  • This information is processed in an image processing unit, for example a CCD unit, 82 and by forwarded there to a central unit 83, which is expediently a microprocessor master unit.
  • the central unit 83 coordinates the movements of the main shaft 42 and the transport in the axes X and Y via corresponding power amplifiers 84, 85 and 86.
  • the coordination takes place with the interposition of a slave microcomputer 87.
  • the additional functions such as thread wiping, thread cutting, presser foot actuation etc. , are controlled directly via the ports of the central unit 83.
  • the camera 80 monitors the material to be sewn; it provides data for the correction processes and positioning explained above.
  • this collar is first recognized by the camera 80 as a pattern on the table top of the sewing machine. Then the sewing process is initiated in such a way that the collar in
  • Sewing direction (arrow 91) is sewn up to corner 92.
  • the camera 80 monitors the seam and provides information to the central unit 83.
  • the virtual bisector 94 which runs through the intersection PI of the seam directions, is formed for the desired seam directions AA, BB that run at a distance a from the collar edge 93 based on the pattern recognition .
  • Actuators 97 (for the X direction) and 98 (for the Y direction) are actuated by the central unit 83 via power stages 95, 96, which actuators can correspond, for example, to the actuator 53 in FIG. 8. If necessary, the stitch length of one or more remaining stitches is corrected so that the first seam ends exactly at point P1 or in any case at a point lying on the bisector 94. From there, sewing begins in the direction B-B.
  • the input console 100 is connected to the central unit 83 via an input / output unit 101.
  • To the Central unit 83 is also connected to a buffered RAM memory 102 for storing the data relating to angular positions, pattern recognition, translation factor, type of synchronization between needle and transport movement and the like.
  • the data transmission between the position transmitter 37, the central unit 83 and the slave microcomputer 87 takes place via a position transmitter input / output unit 103 and a pulse management unit 104. Additional hardware, such as counters, flip-flops, etc., is indicated at 105.

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Abstract

Antriebs- und Steuervorrichtung für Nähmaschinen, Nähautomaten und dergleichen, mit einer Erkennungseinheit, die zwecks Enderkennung anspricht, wenn sich die Nähwerkzeuge dem Soll-Nahtende bis auf einen vorbestimmten Abstand genähert haben. Es sind ferner eine mittels der Erkennungseinheit auslösbare Vorwahl-Stichzähleinheit zur Vorgabe einer vorbestimmten Anzahl von im Anschluß an die Enderkennung noch auszuführenden Reststichen und eine Korrektureinheit zur Durchführung einer Stichkorrektur in Abhangigkeit von der jeweiligen Nadelstellung zum Zeitpunkt der Enderkennung vorgesehen. Mittels der Korrektureinheit ist die Lange mindestens eines der Reststiche selbsttatig verstellbar (fig. 1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebs- und Steuervorrichtung für Nähmaschinen, Nähautomaten und dergleichen gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung dieser Art (DE-OS 30 18 797) läßt sich mittels der Korrektureinheit die Anzahl der im Anschluß an die Enderkennung ausgeführten Reststiche um eins verändern. Dadurch wird erreicht, daß die maximale Abweichung des letzten Nadeleinstiches maximal um eine halbe Stichlänge vor oder hinter dem Soll-Nahtende liegt. Eine solche Genauigkeit ist aber noch immer wesentlich geringer als die Genauigkeit, die von einer erfahrenen Näherin ohne Nahtlängenautomatik erreicht wird. Der mit der bekannten Anordnung erzielte Nahtversatz ist infolgedessen insbesondere bei hochwertigem Nähgut noch immer zu groß.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebs-und Steuervorrichtung zu schaffen, die das Aussehen einer auf einer automatisierten Nähanlage hergestellten Naht weiter verbessert.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels der Korrektureinheit die Länge mindestens eines der Reststiche verstellbar ist.
  • Während also bei der bekannten Anordnung Stiche mit stets gleichbleibender Länge ausgeführt werden und die Korrektur nur dadurch erfolgt, daß die Reststichzahl gegebenenfalls um eins verändert wird, sieht die erfindungsgemäße Lösung die Ausbildung von Reststichen mit bedarfsweise selbsttätig angepaßter Stichlänge vor. Dadurch kann die Abweichung des letzten Nadeleinstichs von der Solleinstichstelle erheblich kleiner als eine halbe Stichlänge gemacht werden.
  • In der Praxis ist die tatsächliche Transportphase, d.h. diejenige Phase, innerhalb deren während jeder Umdrehung der Haupt- oder Armwelle der Nähmaschine das Nähgut gegenüber der Nadel bewegt werden kann, je nach Modell und Maschinenverschleiß unterschiedlich. Diesem Umstand läßt sich durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 Rechnung tragen.
  • Der Übersetzungsfaktor, also ein Korrekturfaktor zwischen dem Winkel, den die Hauptwelle im Zeitpunkt der Enderkennung gegenüber einer vorbestimmten Bezugswinkellage, z.B. der Winkellage "Nadel unten", einnimmt, und der zugehörigen Transportphase, kann konstant oder transportphasenabhängig sein. Im letztgenannten Fall ist die Antriebs- und Steuervorrichtung vorzugsweise gemäß dem Anspruch 3 ausgelegt.
  • Die für die Stichlängenverstellung benötigten Informationen werden vorteilhaft durch eine Einheit der im Anspruch 4 genannten Art bereitgestellt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Korrektureinheit eine Stellvorrichtung gemäß Anspruch 5 auf. Dies erlaubt es beispielsweise, den letzten Stich oder den vorletzten Stich in seiner Länge genau so zu bemessen, daß der letzte Nadeleinstich mit dem Soll-Nahtende zusammenfällt. Es wird ein Nahtbild erreicht, das von demjenigen einer Handnaht praktisch nicht mehr unterschieden werden kann. Störend kann allenfalls noch sein, daß im Nahtbild die von der Länge der übrigen Stiche abweichende Länge des Korrekturstichs auffällt. Um auch dem zu begegnen, kann die Antriebsvorrichtung entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform vorteilhaft gemäß Anspruch 6 ausgebildet sein. Bei dieser Lösung werden gegebenenfalls notwendige größere Stichlängenkorrekturen auf mehrere Reststiche verteilt. Die Korrektur wird damit praktisch unsichtbar. Das Nahtbild ist gleich oder besser als das einer Handnaht.
  • Die Vorrichtung läßt sich so auslegen, daß die Stichlänge nur verkürzt oder nur verlängert wird. Die Korrektur wird jedoch unauffälliger, wenn die Stichlänge in Abhängigkeit von der Nadelstellung zum Zeitpunkt der Enderkennung bedarfsweise verlängerbar oder verkürzbar ist, d.h. eine Korrektur nach beiden Seiten möglich ist, wobei im übrigen vorzugsweise die Korrektureinheit entsprechend Anspruch 8 ausgelegt ist.
  • Die Korrektureinheit kann auf den bei Nähmaschinen üblicherweise vorhandenen Stichsteller einwirken. Sie kann aber auch mit einer Transporteinheit gekoppelt sein, die bei unveränderter Stichlängeneinstellung in Abhängigkeit von der Korrekturvorrichtung außer Eingriff mit dem Nähgut bringbar ist, um auf diese Weise die Stichlänge zu variieren. Entsprechend einer weiteren Abwandlung ist es möglich, die Korrekturvorrichtung mit einem gesonderten Transportantrieb unmittelbar zu koppeln und damit die Stichlängeneinstellung durch Beeinflussung des Transportantriebes selbst zu bewirken. In diesem Fall lassen sich die Transportgeschwindigkeit und/oder die Transportdauer für den oder die zu korrigierenden Reststiche einstellen.
  • Im Falle von Nähanlagen mit Koordinatentisch kann die Korrekturvorrichtung den X-Antrieb und den Y-Antrieb bedarfsweise getrennt oder gemeinsam beeinflussen.
  • Die Antriebs- und Steuervorrichtung nach der Erfindung eignet sich nicht nur für Nähmaschinen, bei denen die Nähgutbewegung ausschließlich erfolgt, während die Nadel außer Eingriff mit dem Nähgut ist, sondern auch für Nähmaschinen mit Nadeltransport. Im letztgenannten Fall ist eine Synchronisationsvorrichtung gemäß Anspruch 14 vorzusehen.
  • Bevorzugte Auslegungen der Erkennungseinheit ergeben sich aus den Ansprüchen 15 bis 20 und 22. Bei Verwendung eines Koordinatentischs und einer Erkennungseinheit mit Detektorzellenmatrix läßt sich gemäß Anspruch 21 zum Ausbilden von in einem Winkel zueinander stehenden Nähten mittels der Erkennungseinrichtung die Winkelhalbierende ermitteln und das Soll-Nahtende selbsttätig auf die Winkelhalbierende legen. Erkennungseinheiten mit Detektorzellenreihe oder Detektorzellenmatrix erlauben im übrigen, Zusatzkorrekturen gemäß Anspruch 19 vorzunehmen.
  • Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Antriebs- und Steuervorrichtung nach der Erfindung,
    • Fig. 2 eine Teilansicht der Nähmaschine mit einer Erkennungseinheit in Form einer Transmissions-lichtschranke,
    • Fig. 3 das Ausgangssignal der Erkennunggseinheit gemäß Fig. 2,
    • Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf einen Randabschnitt des Nähgutes mit verschiedenen Reststichfolgen,
    • Fig. 5 ein Kreisdiagramm für die Drehbewegung der Nähmaschinen-Hauptwelle,
    • Fig. 6 eine Draufsicht ähnlich Fig. 4 mit Reststichfolgen, wie sie bei einer abgewandelten Auslegung der Korrektureinheit erhalten werden,
    • Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer Nähmaschine mit Stichlängen-Verstellaktuator,
    • Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Nähmaschine mit gesondertem Transportantrieb,
    • Fig. 9 ein Geschwindigkeits/Zeit-Diagramm, das verschiedene Korrekturmöglichkeiten der Anordnung gemäß Fig. 8 erkennen läßt,
    • Fig. 10 ein Kreisdiagramm ähnlich Fig. 5,
    • Fig. 11 schematisch eine abgewandelte Ausführungsform der Erkennungseinheit,
    • Fig. 12 Ausgangssignale der Erkennungseinheit gemäß Fig. 11,
    • Fig. 13 schematisch einen Nähgutbefestigungsrahmen mit eingespanntem Nähgut,
    • Fig. 14 Geschwindigkeits/Zeit- und Drehzahl/Zeit-Diagramme für das Nähen mit dem Rahmen gemäß Fig.13,
    • Fig. 15 einen Ausschnitt des Geschwindigkeits/Zeit-Diagramms der Fig. 14 in zeitgedehntem Maßstab,
    • Fig. 16 ein detailliertes Blockschaltbild einer Antriebs- und Steuervorrichtung nach der Erfindung,
    • Fig. 17 eine Draufsicht auf eine Kragenecke,
    • Fig. 18 ein Prinzipschaltbild einer bei einer Nähmaschine mit Nadeltransport vorgesehenen Synchronisationsvorrichtung, sowie
    • Fig. 19 bei der Synchronisationsvorrichtung nach Fig. 18 auftretende Signale.
  • Fig. 2 zeigt schematisch den Armkopf 10 einer Nähmaschine mit Nadel 11 und Drückerfuß 12. Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird auf ein Basismaterial 13, z. B. ein Kleidungsstück, ein Etikett 14 aufgenäht. Als Erkennungseinheit ist eine Transmissionslichtschranke vorgesehen, die aus einer Lichtquelle 15 und einem Empfänger 16 besteht. Bei dem Empfänger 16 handelt es sich beispielsweise um eine Planar-Fotodiode, die auf der Nähgutunterlage 17 angebracht ist. Der Empfänger 16 befindet sich in Nährichtung in Abstand von der Nadel 11. Im Betrieb wird das Nähgut 13, 14 durch einen Transport (nicht dargestellt) in der durch den Pfeil 18 angedeuteten Vorschubrichtung vorgeschoben. Dabei decken zunächst das Kleidungsstück 13 und das Etikett 14 den Empfänger 16 ab. Das Ausgangssignal des Empfängers 16 hat einen niedrigen Pegel 19 (Fig. 3). Bei der Weiterbewegung des Nähguts 13, 14 gibt schließlich das Etikett 14 den Empfänger 16 frei. Das Ausgangssignal des Empfängers 16 springt auf einen höheren Pegel 20. Der Sprung vom Pegel 19 auf den Pegel 20 schaltet eine Vorwahl-Stichzähleinheit ein, die eine vorbestimmte Anzahl von Reststichen vorgibt. Es handelt sich dabei um die Anzahl von Stichen, die im Anschluß an den Pegelsprung 19, 20 (die Enderkennung) noch durchgeführt werden muß, um das bei 22 angedeutete Soll-Nahtende zu erreichen. Die Vorwahl-Stichzähleinheit kann, wie bekannt (DE-OS 30 18 797), als gesonderter Stichzähler ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Vorwahl-Stichzähleinheit 21 aber hardware- oder softwaremäßig in eine zentrale Steuereinheit 24 (Fig. 1) integriert.
  • Wie aus der ersten Reststichfolge der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 4 zu erkennen ist, fällt der letzte Nadeleinstich 25 mit der in einem vorbestimmten Abstand a von der Nähgutkante 23 liegenden Soll-Einstichstelle jedoch nur dann zusammen, wenn der Abstand zwischen der Enderkennungsstelle (in Fig. 4 bei 26 angedeutet) und dem Soll-Nahtende 22 ein ganzzahliges Vielfaches der Reststichlänge ist. Die Nadel 11 kann aber zum Zeitpunkt der Enderkennung eine beliebige Stellung einnehmen. Drei weitere Beispiele für unterschiedliche Nadelstellungen bei der Enderkennung sind in der Fig. 4 und der Fig. 5 veranschaulicht, wobei letztere auch als vergrößerte Draufsicht auf die Stirnfläche der Hauptwelle der Nähmaschine betrachtet werden kann. Dabei ist angenommen, daß sich die Hauptwelle in Richtung des Pfeils 27 dreht. Eine vorbestimmte Bezugswinkellage der Hauptwelle, z.B. die der unteren Stellung der Nadel 11 entsprechende Winkellage, ist mit Pos 1 bezeichnet. Das Nähgut darf bei den meisten Nähmaschinentypen nur transportiert werden, während die Nadel 11 aus dem Nähgut herausgezogen ist. Dies führt zu dem in Fig. 5 angedeuteten maximalen Transportbereich. Erfolgt nunmehr z.B. die Enderkennung in einer von der Bezugsposition Pos 1 um den Winkel α1 entfernten Winkelstellung 31, würde ohne Korrektur der letzte Nadeleinstich am Punkt 32 der Fig. 4 liegen. Für andere Erkennungszeitpunkte entsprechend den Winkelstellungen 33 und 34, die um die Winkel «2 bzw. α3 von der Bezugsposition Pos 1 entfernt sind, würden bei Anwendung des Korrekturverfahrens gemäß der DE-OS 30 18 797 letzte Nadeleinstiche 35 bzw. 36 gemäß Fig. 4 erhalten. Der letzte Nadeleinstich stimmt daher nur zufällig mit dem Soll-Nahtende 22 überein (bei 25); in den meisten Fällen liegt er vom Soll-Nahtende 22 mehr oder minder (bis zu einer halben Stichlänge) weit entfernt.
  • Um diesen Mißstand zu beseitigen, ist vorliegend eine von der Erkennungseinheit (in Fig. 1 allgemein mit 28 bezeichnet) gesteuerte Korrektureinheit vorgesehen, welche die Länge mindestens eines der Reststiche in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Nadel 11 zum Zeitpunkt der Enderkennung selbsttätig verstellt. Diese Korrektureinheit 29 ist vorzugsweise gleichfalls in die zentrale Steuereinheit 24 hardware- oder softwaremäßig integriert.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 erfolgt eine Korrektur im letzten Stich. In Fig. 5 entspricht ein Winkel von 360° einer vollen Stichlänge. Die Stichlänge des letzten Stiches wird nun auf einen Wert verkürzt, der einerseits dem Komplementärwinkel β = 360° - 8 und andererseits einem maschinenspezifischen Übersetzungsfaktor zwischen der Nadelstellung (Winkel α oder β) und der Transportphase entspricht. Infolgedessen liegen auch bei der Enderkennung in den Winkelstellungen 31, 33, 34 die letzten Nahteinstiche 39, 40 bzw. 41 am Soll-Nahtende 22. Für die Durchführung dieser Korrektur werden der Winkel α oder der zugehörige Komplementärwinkel β bezogen auf eine feste Bezugsposition der Hauptwelle, z.B. die Position Pos 1 (Nadel unten), über einen inkrementalen Positionsgeber 37 gemessen und für die Korrektur im letzten Stich zusammen mit der bei der Enderkennung vorliegenden Transportstellung in einem Speicher 38 eingespeichert. Der Positionsgeber 37 ist mit der in Fig. 1 bei 42 angedeuteten Hauptwelle der Nähmaschine 43 unmittelbar gekoppelt. Eine Eingabe- und Speichereinheit 44 dient der Eingabe und Speicherung des Übersetzungsfaktors. Die Korrektureinheit 29 wirkt auf einen Stichsteller oder einen unabhängigen Transportantrieb (Block 45 in Fig. 1).
  • Es versteht sich, daß die Korrektur auch bei einem anderen als dem letzten Reststich durchgeführt werden kann, beispielsweise dem vorletzten Stich. Dies empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die Stichlängenkorrektur durch Verstellen des Stichstellers der Nähmaschine erfolgt. Außerdem kann die variable Stichlängenkorrektur auch auf mehrere Reststiche aufgeteilt werden.
  • Anhand der Fig. 6 sei eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung erläutert, bei der eine Stichlängenkorrektur nach plus und minus um einen vorgegebenen Bruchteil der jeweiligen vollen Stichlänge vorgesehen ist. Dabei sind das Soll-Nahtende, die Nähgutkante und die Enderkennungsstelle wiederum mit 22 bzw. 23 bzw. 26 bezeichnet. Es ist angenommen, daß sich die Stichlänge um 20 % verlängern und um 20 % verkürzen läßt. Die Strecke a ist auch hier der gewünschte konstante Abstand zwischen dem Soll-Nahtende 22 und der Nähgutkahte 23.
  • Wie im Falle der Ausführungsform gemäß den Fign. 4 und 5 wird bei Erreichen der Enderkennungsstelle 26 der Winkel α gemessen und eingespeichert. Der Komplementärwinkel β kann durch die Subtraktion β = 360 ° - bestimmt werden. Entsprechend dem Prinzipbild der Fig. 1 wird die Winkellage der von einem nicht veranschaulichten Antriebsmotor angetriebenen Nähmaschine 43 von dem inkrementalen Positionsgeber 37 bestimmt, der Signale in Abhängigkeit von Bruchteilen einer vollen Umdrehung der Hauptwelle 42 abgibt. Es sei angenommen, daß eine volle Umdrehung der Hauptwelle 42, d.h. ein Drehwinkel von 360°, einer Anzahl N Impulsen des Positionsgebers 37 entspricht. Die dem Winkel α entsprechende Positionsgeber-Impulszahl sei mit N1 bezeichnet. Die Korrektureinheit 29 vergleicht nunmehr die Winkel α und β mit 360/2, bzw. die Impulszahlen N1 und N-N1 = N2 mit N/2. Wenn ermittelt wird, daß
    Figure imgb0001
    wird der Wert N1/0,2 N gebildet und dann auf einen ganzzahligen Betrag abgerundet. Dieser ganzzahlige Betrag gibt die Anzahl der letzten Stiche an, die um 20 % verkürzt werden müssen.
  • Zeigt sich aber, daß
    Figure imgb0002
    oder
    Figure imgb0003
    wird der Wert N2/0,2 N errechnet und sodann auf einen ganzzahligen Betrag abgerundet. Dieser Betrag entspricht der Anzahl der letzten Stiche, die um 20 % zu verlängern sind.
  • Ist jedoch
    Figure imgb0004
    oder
    Figure imgb0005
    dann erfolgt keine Korrektur mehr, da der Fehler kleiner als 10 % der Stichlänge ist und nur durch einen noch feineren Korrekturschritt korrigiert werden könnte.
  • Die entsprechenden Verhältnisse sind in Fig. 6 zusammengestellt, wobei die oberste und die unterste Stichfolge den letztgenannten Fall betreffen, wo keine Korrektur vorgenommen wird (gemessene Winkel α5 bzw. α6, β6). Wie zu erkennen ist, erfordern die Winkel α1, β1, zwei Stichlängenverkürzungen. Im Falle der Winkel α2, β2 reicht eine Stichlängenverkürzung aus. Bei der darunter eingezeichneten Stichfolge führt die normale Stichlänge zum Soll-Nahtende 22. Die Winkel α3, β3 bedingen eine einzige Stichverlängerung, während die Winkel zwei Stichverlängerungen notwendig machen.
  • Für den angenommenen Fall einer Korrektur um +20% oder -20% der normalen Stichlänge werden, wie aus Fig. 6 hervorgeht, maximal zwei Reststiche in ihrer Länge variiert. Während in Fig. 6 eine Korrektur für den letzten oder die beiden letzten Stiche veranschaulicht ist, versteht es sich, daß eine entsprechende Korrektur innerhalb der Reststichfolge auch früher vorgenommen werden kann, beispielsweise beim zweitletzten und drittletzten Stich.
  • Die Stichlängenkorrektur gemäß Fig. 6 ist auch nicht auf Korrekturschritte von 20 % beschränkt. Vielmehr sind allgemein Korrekturschritte von X % möglich. Entsprechend dem oben geschilderten Vorgehen wird auch hier wiederum
    Figure imgb0006
    Figure imgb0007
    oder
    Figure imgb0008
    verglichen. Wenn beispielsweise ermittelt wird, daß
    Figure imgb0009
    dann liefert
    Figure imgb0010
    auf eine ganze Zahl abgerundet die Anzahl der mit -X% durchzuführenden Korrekturen. Wenn
    Figure imgb0011
    erfolgt keine Korrektur; wenn
    Figure imgb0012
    erfolgt eine einzige Korrektur mit -X%; wenn
    Figure imgb0013
    erfolgen zwei Korrekturen mit -X% und so weiter. Ist dagegen
    Figure imgb0014
    dann liefert
    Figure imgb0015
    auf eine ganze Zahl abgerundet die Anzahl der mit +X% vorzunehmenden Korrekturen. Wenn
    Figure imgb0016
    erfolgt keine Korrektur; wenn
    Figure imgb0017
    erfolgt eine einzige Korrektur mit +X%; wenn
    Figure imgb0018
    erfolgen zwei Korrekturen mit +X%; wenn
    Figure imgb0019
    werden drei Stichlängen um je +X% verlängert.
  • Die Korrektur findet also immer nur dann statt, wenn die Abweichung größer als 0,5X, d.h. größer als die Hälfte der kleinstmöglichen Verkürzung oder kleinstmöglichen Verlängerung ist.
  • Bei dieser Korrekturart ist der Zusammenhang zwischen Stichlänge und Korrekturlänge, d.h. +X oder -X von Bedeutung. Die Korrektur muß als vorgegebener Bruchteil der jeweils eingestellten Stichlänge durchgeführt werden können.
  • Im Rahmen der vorstehenden Erläuterung der Fign. 4 und 6 wurde vereinfachend davon ausgegangen, daß der Übersetzungsfaktor zwischen der Nadelstellung und der Transportphase konstant und gleich 1 ist. Diese Bedingung führt zu-den angegebenen Korrekturalgorithmen. Wird aber von der Einheit 44 der Fig. 1 ein von 1 abweichender Übersetzungsfaktor kαT eingegeben, der konstant oder eine Funktion der Transportphase zum Zeitpunkt der Enderkennung sein kann, ist in den genannten Korrekturalgorithmen der Wert α durch αkαT zu ersetzen. Der Übersetzungsfaktor läßt sich beispielsweise hardwaremäßig digital vorgeben. Er kann auch softwaremäßig aus z.B. in einem EPROM-Speicher vorgesehenen Tabellen entnommen werden. Im Falle einer Transportphasenabhängigkeit des Übersetzungsfaktors wird die Einheit 44 zweckmäßig über den Speicher 38 angesteuert.
  • Die Korrektureinheit 28 kann sowohl bei der Ausführungsform nach den Fign. 4 und 5 als auch bei derjenigen gemäß Fig. 6 an einen Aktuator 47 angeschlossen sein, der seinerseits auf den Stichsteller, z.B. in Form eines
  • Stichlängen-Einstellrades 48 der Nähmaschine 43, einwirkt, wie dies in Fig. 7 angedeutet ist. Bei der Auslegung nach den Fign. 4 und 5 muß der Aktuator eine kontinuierliche oder mehrstufige Variation der Stichlänge zulassen, während für die Ausführungsform nach Fig. 6 eine Stichlängenverstellung um 2 X% ausreicht. Bei dem Aktuator 47 kann es sich beispielsweise um einen Schrittmotor handeln.
  • Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform kann von der Korrektureinheit 29 eine Transporteinheit angesteuert werden, die während des Ausführens der Reststiche zur Stichlängeneinstellung für einen Teil der Transportbewegung außer Eingriff mit dem Nähgut bringbar ist. Eine Lösung dieser Art ist in Fig. 8 skizziert. Die Hauptwelle 42 der Nähmaschine 43 ist wiederum in nicht näher veranschaulichter Weise über einen Antriebsmotor angetrieben. Auf der Hauptwelle 42 oder einer Verlängerung dieser Welle sitzt der inkrementale Positionsgeber 37, der beispielsweise aus einer mit einer Lichtschranke zusammenwirkenden Strichscheibe 50 besteht. Der Transport des Nähguts 13, 14 erfolgt mit Hilfe eines separaten Motors 51, mit dem ein Transportrad 52 verbunden ist. Das Transportrad 52 läßt sich, gegebenenfalls zusammen mit dem Motor 51, nach oben, d.h. für einen Transport zum Nähgut, oder nach unten (weg vom Nähgut, wenn kein Transport erwünscht ist) mittels eines Elektromagneten 53 verstellen. Der Antrieb der Hauptwelle 42 und der Elektromagnet 53 sind in nicht näher dargestellter Weise über eine inkrementale. elektrische Welle miteinander synchronisiert, welche die mechanische Übertragung ersetzt, die bei mechanischen Nähmaschinen in bekannter Weise die Transport-und die Nadelbewegung synchronisiert. Ein Aktuator 54 bewegt den Presserfuß 55 zum Nähgut und ermöglicht dann den Transport durch die Antriebseinheit 51, 52.
  • Auf den Elektromagneten 53 oder einen äquivalenten Aktuator kann verzichtet werden, wenn der Transportmotor 51 derart ausgelegt ist, daß er innerhalb der für die Ausbildung eines Reststiches vorgesehenen Zeitdauer gestartet, auf die der Stoffgeschwindigkeit v entsprechende gewünschte Drehzahl beschleunigt und wieder auf Stillstand abgebremst werden kann. Bei einer derartigen Ausführungsform kann das Transportrad 53 in dauerndem Kontakt mit dem Nähgut bleiben. Der Transport erfolgt gemäß den Kurven nach Fig. 9. Dabei wird das Nähgut nur in dem erlaubten Sektor B1→ 0 → A1 der Fign. 9 und 10 bewegt. Innerhalb dieses erlaubten Sektors befindet sich die Nadel 11 mit Sicherheit außerhalb des Nähguts. Der für den Transport gesperrte Bereich A→U→B ist in Fig. 9 schraffiert. Wenn sich das Nähgut beim Transport bewegt, ohne zu rutschen, ist der pro Umdrehung der Hauptwelle 42 zurückgelegte Weg (d.h. die Stichlänge) gegeben durch
    Figure imgb0020
    Das bedeutet, daß die Stichlänge sowohl durch Variieren der Stoffgeschwindigkeit vk als auch durch die Transportdauer tk beeinflußt werden kann. Verschiedene Variationsmöglichkeiten sind in Fig. 9 mit den Geschwindigkeiten v und v2 sowie den unterschiedlichen Transportdauern t1, t2 und t3 angedeutet. Die Zonen B→U (Nadel unten)→A und B1→0 (Nadel oben) → A1 sowie die Transportdauern tk werden bei einer eingestellten Stoffgeschwindigkeit vk durch Zählen der Impulse des Positionsgebers 37 erfaßt oder eingestellt, weil die Zeit für das Drehen der Hauptwelle 42 von B1 über 0 nach A1 eine Funktion der Drehzahl der Hauptwelle ist.
  • Bei Nähmaschinen mit Nadeltransport ist zusätzlich dafür zu sorgen, daß die Transportbewegung und die Horizontalkomponente der Nadelbewegung synchron ablaufen. Für diesen Zweck wird eine Synchronisationsvorrichtung vorgesehen, welche den Transporter in enger Abhängigkeit von der z.B. sinusförmigen horizontalen Nadelbewegung in der Weise führt, daß der Strofftransport auch bei unten befindlicher Nadel stattfindet. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Synchronisationsvorrichtung ist in Fig. 18 dargestellt. Der Positionsgeber 37 steuert einen Generator 56 an, der ein sinus- ähnliches Ausgangssignal Ug gemäß Fig. 19 liefert. Dieses Signal wird einem spannungsgesteuerten Oszillator 57 zugeführt, dessen Ausgangssignal fVCO wird der in diesem Fall als Schrittmotor ausgelegte Transportmotor 51 gesteuert. Die Halbwellen des Signals Ug sind synchron zu der Horizontalkomponente der Bewegung der in das Nähgut eintauchenden Nadel, während die Amplitude des Signals Ug proportional zur Drehzahl der Hauptwelle ist. Da fVCO proportional zu Ug und die Schrittgeschwindigkeit des Transportmotors 51 ihrerseits proportional zu fVCO ist, wird das Nähgut in der gewünschten Weise vorbewegt. Über eine Leitung 58 kann an den Transportmotor 51 ein Richtungssignal für eine Stichumkehr angelegt werden.
  • An Stelle einer Transmissions-Lichtschranke, wie sie in Fig. 2 veranschaulicht ist, kann zur Enderkennung auch eine an sich bekannte (DE-OS 30 18 797) Reflexionslichtschranke vorgesehen sein.
  • Die Erkennungseinheit 28 kann stattdessen auch eine UV-Licht-Sender/Empfängereinheit aufweisen. Aufzunähende Stoffteile, wie Taschen, Etiketten oder dergleichen können in einem solchen Fall in einer für UV-Licht empfindlichen und nur im UV-Licht sichtbar werdenden Tinte ganz oder nur im Randbereich getränkt werden. Die UV-Licht-Sender/Empfängereinheit erfaßt dann den Rand zwischen der auf UV-Licht ansprechenden Tinte und Bereichen, die nicht mit einer solchen Tinte getränkt sind.
  • Fig. 11 zeigt schematisch eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Erkennungseinrichtung 28. Es handelt sich dabei um einen Schattendetektor mit zwei wechselweise einschaltbaren Lichtquellen 59, 60 und einem Lichtempfänger 61. Die in Nährichtung vor dem Rand des Etiketts 14 liegende Lichtquelle 59 erzeugt, wenn der Rand von dem kollimierten Lichtstrahl dieser Lichtquelle getroffen wird, einen bei 62 angedeuteten Schatten. Der kollimierte Lichtstrahl der in Nährichtung hinter dem Etikettenrand 14 befindlichen Lichtquelle 60 wirft keinen solchen Schatten. Durch abwechselndes Einschalten der beiden Lichtquellen 59, 60 wird der Rand als Sprung in dem Ausgangssignal A des Lichtempfängers 61 erkennbar, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist.
  • Die Erkennungseinheit 28 kann auch eine in Nahtrichtung ausgerichtete Reihe von Detektorzellen, beispielsweise Fotodioden, aufweisen, die auf den Kontrast zwischen Etikett 14 und Basismaterial 13 ansprechen. Bei dieser Zellenreihe kann es sich vorzugsweise um einen CCD-IC handeln. Ein solcher integrierter Schaltungsbaustein ist in Fig. 8 bei 63 angedeutet. Eine Erkennungseinheit mit Detektorzellenreihe hat den Vorteil, daß der Rand übere mehrere Zellen hinweg überwacht werden kann. Damit lassen sich nicht nur die Lage des Randes, sondern auch dessen Geschwindigkeit mit Bezug auf die Detektorzellenreihe erfassen. Es ist möglich, die erfolgte Korrektur zu kontrollieren und gegebenenfalls anschließend eine zweite Korrektur vorzunehmen, falls die erste Korrektur noch nicht den gewünschten Erfolg hatte.
  • Des weiteren kann die Erkennungseinheit 28 mit einer Detektorzellenmatrix ausgerüstet sein. Eine solche Matrix läßt sich aus einem oder mehreren CCD-Array-ICs aufbauen. Dabei kann das Bild des unter einer CCD-Kamera positionierbaren Nähgutes, z.B. eines Etiketts 14, auf dem Basismaterial 13 erfaßt und in einem Computersystem mit einem anfänglich eingespeicherten Musterbild verglichen werden.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Erkennungseinheit mit einem Taster vorzusehen, der einen Nähgutbefestigungsrahmen abtastet. In einem solchen Fall wird das Etikett 14, eine Tasche oder dergleichen über das Basismaterial 13 gelegt und dann mit Hilfe eines z.B. aus Metall bestehenden, in Fig. 13 bei 65 schematisch angedeuteten Rahmens befestigt. Die aus Basismaterial 13, Etikett 14 und Befestigungsrahmen 65 bestehende Einheit läßt sich dann in einem Nähautomaten wie auf einem Koordinatentisch verarbeiten. Das Nähgut wird in den beiden Richtungen X und Y bewegt. Der Zentralcomputer des Nähautomaten steuert dabei den Antrieb der Hauptwelle und damit die Nadelbewegung sowie einen X-Antrieb und einen Y-Antrieb in der Weise, daß beispielsweise gemäß Fig. 13 die Kontur AO - A1 - A 2 - A 3 genäht wird. Die Drehzahl n der Hauptwelle bestimmt die Stoffgeschwindigkeit vStoff. Es erfolgt eine Nähgutbewegung, wie sie oben anhand der Fign. 9 und 10 erläutert ist, wobei ein Transport wiederum nur in der Zone B1 0 A1 gestattet ist. Abweichend von der zuvor beschriebenen Ausführungsform werden jedoch Stoffbewegungen in den Achsen X und Y ausgeführt.
  • Entsprechend Fig. 14 ändert sich beispielsweise beim Herstellen der Naht von A2 nach A3 die mittlere Stoffgeschwindigkeit vStoff in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl n, weil die Nähmaschine von Stillstand auf Arbeitsdrehzahl beschleunigt und am Nahtende wieder auf Stillstand abgebremst werden muß. Dabei soll die Naht als solche mit konstanter Stichlänge ausgeführt werden. Um dies zu gewährleisten, muß der für jeden Stich zurückgelegte Stoffweg wx = vx· tx konstant ge- halten werden. Damit diese Bedingung auch in den Beschleunigungs- und Bremsbereichen eingehalten wird, regelt die Zentraleinheit die Transportzeit und die Stoffgeschwindigkeit in der in Fig. 15 skizzierten Weise.
  • Wie aus Fig. 15 folgt, die den Bereich ∈ der Fig. 14 in zeitgedehntem Maßstab darstellt, nimmt beim Beschleunigen die Transportdauer ab, die für jeden Stich zur Verfügung steht. Um die Stichlänge gleich zu halten, ist daher die Transportgeschwindigkeit innerhalb der für die einzelnen Stiche zur Verfügung stehenden Transportphasen entsprechend zu erhöhen.
  • In der zuvor erläuterten Weise sorgt auch in diesem Fall die Korrektureinheit im Bereich des Nahtendes für die gegebenenfalls notwendige Korrektur, indem sie die Stichlänge eines oder mehrerer Reststiche verkürzt oder verlängert. Die Enderkennung kann in diesem Fall beispielsweise über einen Taster der Erkennungseinheit erfolgen, welcher den Befestigungsrahmen 65 abtastet.
  • Fig. 16 zeigt ein Prinzipschaltbild für eine Nähanlage mit Koordinatenantrieb. Für die X-Y-Bewegung ist ein Zweimotoren-Regelantrieb mit einem Motor 67 für den Transport in X-Richtung und einem Motor 68 für den Transport in Y-Richtung vorgesehen. Die Hauptwelle 42 der Nähmaschine 43 wird von einem Motor 71 angetrieben. Mit der Hauptwelle 42 ist der Positionsgeber 37 verbunden. Pneumatische, elektromechanische oder andere Aktuatoren für Zusatzfunktionen, wie Fadenwischen, Fadenschneiden, Presserfußbetätigung und dergleichen sind bei 73, 74 bzw. 75 dargestellt. Die Aktuatoren 73 bis 75 werden über zugehörige Leistungsstufen 76, 77 bzw. 78 angesteuert. Ein Fadenüberwachungsglied 79 überwacht die ordnungsgemäße Fadenzufuhr. Von einer vorzugsweise mit CCD-Array ausgestatteten, auf das Nähgut gerichteten Kamera 80 kommen Informationen über die Mustererkennung und die Bewegung des Nähgutes relativ zum Nähfuß, d.h. zur Nadel 11. Diese Informationen werden in einer Bildverärbeitungseinheit,z.B. CCD-Einheit, 82 verarbeitet und von dort an eine Zentraleinheit 83 weitergegeben, bei der es sich zweckmäßig um eine Mikroprozessor-Mastereinheit handelt. Die Zentraleinheit 83 koordiniert die Bewegungen der Hauptwelle 42 sowie des Transports in den Achsen X und Y über entsprechende Leistungsverstärker 84, 85 bzw. 86. Die Koordination geschieht unter Zwischenschaltung eines Slave-Mikrocomputers 87. Die Zusatzfunktionen, wie Fadenwischen, Fadenschneiden, Presserfußbetätigung usw., werden über die Ports der Zentraleinheit 83 direkt angesteuert. Während des Nähvorgangs überwacht die Kamera 80 das Nähgut; sie liefert Daten für die vorstehend erläuterten Korrekturvorgänge und das Positionieren.
  • Wenn z.B. ein Kragen, wie er schematisch in Fig. 17 bei 90 dargestellt ist, am Rand genäht werden soll, wird dieser Kragen zunächst von der Kamera 80 als Muster auf der Tischplatte der Nähmaschine erkannt. Danach wird der Nähvorgang in der Weise eingeleitet, daß der Kragen in
  • Nährichtung (Pfeil 91) bis zur Ecke 92 genäht wird. Die Kamera 80 überwacht die Naht und gibt Informationen an die Zentraleinheit 83. Zu den anhand der Mustererkennung virtuell gezogenen, im Abstand a vom Kragenrand 93 verlaufenden Naht-Sollrichtungen A-A, B-B wird die virtuelle Winkelhalbierende 94 gebildet, die durch den Schnittpunkt PI der Nahtrichtungen verläuft. Von der Zentraleinheit 83 werden über Leistungsstufen 95, 96 Aktuatoren 97 (für die X-Richtung) bzw. 98 (für die Y-Richtung) angesteuert, die beispielsweise dem Aktuator 53 der Fig. 8 entsprechen können. Dadurch wird im Bedarfsfall die Stichlänge eines oder mehrerer Reststiche so korrigiert, daß die erste Naht genau im Punkt P1 oder jedenfalls in einem auf der Winkelhalbierenden 94 liegenden Punkt endet. Von dort ausgehend fängt dann das Nähen in der Richtung B-B an.
  • Über eine alphanumerische Tastatur 99 eines Eingabepultes 100 werden alle Befehle eingegeben, wie:
    • - Fahre in die Position 1
    • - Drehe Hauptwelle langsam in der einen oder der anderen Richtung
    • - Transportiere langsam in X- oder Y-Richtung
    • - Speichere die erreichte Lage der Hauptwelle
    • - Hebe oder senke Presserfuß
    • - Führe Prüfprogramm durch, usw.
  • Das Eingabepult 100 steht mit der Zentraleinheit 83 über eine Ein-/Ausgabeeinheit 101 in Verbindung. An die Zentraleinheit 83 ist ferner ein gepufferter RAM-Speicher 102 zum Abspeichern der Daten betreffend Winkelpositionen, Mustererkennung, Übersetzungsfaktor, Art der Synchronisation zwischen Nadel- und Transportbewegung und dergleichen angeschlossen. Die Datenübertragung zwischen dem Positionsgeber 37, der Zentraleinheit 83 und dem Slave-Mikrocomputer 87 erfolgt über eine Positionsgeber-Ein-/Ausgabeeinheit 103 und eine Impulsverwaltungseinheit 104. Zusatzhardware, wie Zähler, Flipflops usw. ist bei 105 angedeutet.

Claims (22)

1. Antriebs- und Steuervorrichtung für Nähmaschinen, Nähautomaten und dergleichen, mit einer Erkennungseinheit, die zwecks Enderkennung anspricht, wenn sich die Nähwerkzeuge dem Soll-Nahtende bis auf einen vorbestimmten Abstand genähert haben, einer mittels der Erkennungseinheit auslösbaren Vorwahl-Stichzähleinheit zur Vorgabe einer vorbestimmten Anzahl von im Anschluß an die Enderkennung noch auszuführenden Reststichen, und einer Korrektureinheit zur Durchführung einer Stichkorrektur in Abhängigkeit von der jeweiligen Nadelstellung zum Zeitpunkt der Enderkennung, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Korrektureinheit die Länge mindestens eines der Reststiche selbsttätig verstellbar ist.
2. Antriebs- und Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Eingabe- und Speichereinheit zur hardware- oder softwaremäßigen Festlegung eines maschinenspezifischen Übersetzungsfaktors zwischen der Nadelstellung und Transportphase der Maschine.
3. Antriebs- und Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der Korrektureinheit zusätzlich von der zum Zeitpunkt der Enderkennung vorliegenden Transportphase abhängig gemacht ist.
4. Antriebs- und Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einheit zum Einspeichern der im Zeitpunkt der Enderkennung vorliegenden Nadelstellung, ausgedrückt in Inkrementen gegenüber einer Bezugsposition, sowie gegebenenfalls der im Zeitpunkt der Enderkennung vorliegenden Transportphase.
5. Antriebs- und Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüthe, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinheit eine Stellvorrichtung aufweist, welche die Länge mindestens eines Reststiches stetig oder schrittweise um einen Betrag ändert, der unmittelbar abhängig von der zum Zeitpunkt der Enderkennung vorliegenden Nadelstellung ist.
6. Antriebs- und Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinheit eine Stellvorrichtung aufweist, mittels deren die Länge einer Anzahl von Reststi-# chen, die von der zum Zeitpunkt der Enderkennung vorliegenden Nadelstellung abhängig ist, um einen vorgegebenen Bruchteil der jeweils vorgesehenen vollen Stichlänge verstellbar ist.
7. Antriebs- und Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stichlänge in Abhängigkeit von der Nadelstellung zum Zeitpunkt der Enderkennung verlängerbar oder verkürzbar ist.
8. Antriebs- und Steuervorrichtung nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Korrektureinheit die Länge eines oder mehrerer Reststiche in Abhängigkeit von einem Algorithmus korrigierbar ist, der eine Relation einerseits zwischen der Nadelstellung und der Transportphase zum Zeitpunkt der Enderkennung sowie andererseits der eingestellten vollen Stichlänge und dem vorgegebenen Bruchteil der vollen Stichlänge ist.
9. Antriebs- und Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinheit mit dem Stichsteller der Nähmaschine oder dergleichen gekoppelt ist.
10. Antriebs- und Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinheit mit einer Transporteinheit gekoppelt ist, die während des Ausführens der Reststiche zwecks Stichlängeneinstellung in Abhängigkeit von der Korrektureinheit außer Eingriff mit dem Nähgut bringbar ist.
11. Antriebs- und Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinheit unmittelbar mit einem gesonderten Transportantrieb gekoppelt ist.
12. Antriebs- und Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Korrektureinheit die Transportgeschwindigkeit und/oder die Transportdauer für den oder die zu korrigierenden Reststiche einstellbar sind.
13. Antriebs- und Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem einen X-Antrieb und einen Y-Antrieb aufweisenden Koordinatentisch, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Korrektureinheit der X-Antrieb und der Y-Antrieb bedarfsweise getrennt oder gemeinsam steuerbar sind.
14. Antriebs- und Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 für Nähmaschinen mit Nadeltransport, gekennzeichnet durch eine Synchronisationsvorrichtung zum Erfassen der Horizontalkomponente der Nadelbewegung und zur davon abhängigen Steuerung des Transportantriebs.
15. Antriebs- und Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinheit eine Transmissions- oder Reflexionslichtschranke aufweist.
16. Antriebs- und Steuervorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinheit eine UV-Licht-SenderEmpfängereinheit zum Erkennen eines Nähgutrandes aufweist, der mit einer unter UV-Licht aufleuchtenden Tinte getränkt oder beschichtet ist.
17. Antriebs- und Steuervorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinheit einen Schattendetek- tor mit mindestens zwei wechselweise einschaltbaren Lichtquellen und einem Lichtempfänger zum Ermitteln der Lichtpegeldifferenz aufweist.
18. Antriebs- und Steuervorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinheit eine in Nahtrichtung ausgerichtete Detektorzellenreihe aufweist.
19. Antriebs- und Steuervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinheit mit einer Anordnung zum Einleiten einer Zusatzkorrektur versehen ist, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Nähgutendes mit Bezug auf die Erkennungseinheit anspricht, wenn eine zunächst ausgeführte Korrektur nicht mit der gewünschten Genauigkeit stattgefunden hat.
20. Antriebs- und Steuervorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und gegebenenfalls Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinheit eine Detektorzellenmatrix zum Erkennen eines zuvor eingespeicherten Musters mit virtuellem Soll-Nahtende und zum Ansteuern der Korrektureinheit in Abhängigkeit vom Abstand zum Soll-Nahtende aufweist.
21. Antriebs- und Steuervorrichtung nach Ansprüchen 13 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einheit zum Ermitteln einer virtuellen Winkelhalbierenden des von zwei Soll-Nahtverläufen eingeschlossenen Winkels vorgesehen und mittels der Korrektureinheit der Einstich am Schnittpunkt der Ist-Nahtverläufe auf die virtuelle Winkelhalbierende legbar ist.
22. Antriebs- und Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinheit einen Taster zum Abtasten eines Nähgutbefestigungsrahmens aufweist.
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