EP1854914A1 - Device and method for monitoring objects by sewing machine - Google Patents

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Publication number
EP1854914A1
EP1854914A1 EP07405057A EP07405057A EP1854914A1 EP 1854914 A1 EP1854914 A1 EP 1854914A1 EP 07405057 A EP07405057 A EP 07405057A EP 07405057 A EP07405057 A EP 07405057A EP 1854914 A1 EP1854914 A1 EP 1854914A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
color
sewing machine
objects
detected
color sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07405057A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Wentkowski
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.)
BERNINA International AG
Original Assignee
Fritz Gegauf AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fritz Gegauf AG filed Critical Fritz Gegauf AG
Publication of EP1854914A1 publication Critical patent/EP1854914A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B79/00—Incorporations or adaptations of lighting equipment

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for detecting objects in sewing machines and with this device detectable sewing machine objects according to the features of claims 1 and 9 and 10.
  • Sewing machines typically include a plurality of parts that can be releasably coupled to the machine again. Examples include sewing needles, presser feet, stitch plates, looper housing, bobbin, embroidery hoop and the like. Certain combinations of such parts are not permitted or cause a limitation in the operation of the sewing machine. For example, a triple needle can only be used together with a throat plate with a correspondingly wide puncture hole, and it is necessary for certain sewing needles and / or presser feet to restrict the pivoting range of the needle bar for the creation of zigzag stitches or even completely prevent such pivoting movements.
  • the components connected to the machine can be used by a menu-driven user interface is selected or communicated to the sewing machine control.
  • the permissible combinations and, if necessary, the required restrictions of the value ranges for the movements to be executed are stored in a memory of the control.
  • the controller then independently determines the permissible value ranges and / or generates warnings.
  • the manual input of connected sewing machine elements carries the risk of incorrect entries. From the JP9056963 It is known to engrave bar codes with sewing needles by means of laser beams, which can then be used to identify these needles. This requires complex optical bar code readers.
  • the JP9056963 gives no indication that such readers could be placed on a sewing machine.
  • the high cost and space requirements for such readers speak against the arrangement of such devices on a sewing machine.
  • From the DE 19646707 A1 It is known to apply a unique coil identifier in the form of a bar code on a bobbin. When winding a thread on the reel, data such as the rewinding date or the thread length are stored in conjunction with the data of the bar code. When inserting the bobbin into the sewing machine, the barcode is read by a barcode reader and the associated stored data is processed further.
  • the purpose of this arrangement and the method is to allow a complete documentation of the data concerning the lower thread.
  • the DE 102005007007 shows a way to recognize with a camera with downstream image processing unit sewing machine parts.
  • the camera can simultaneously monitor several sewing machine parts.
  • sewing machine parts and / or sewing elements can be identified on the basis of their color or on the basis of a color code.
  • Corresponding data on reference colors can be stored, for example, in a memory accessible to the control of the sewing machine.
  • a detection of object colors is also possible independent of stored reference colors. Captured colors can affect the control of the sewing machine.
  • the category sewing elements or sewing objects comprises the sewing material and the threads used for the processing of the sewing material before and after their processing.
  • the category Sewing Machine Parts henceforth also called Sewing Machine Objects, includes all parts or accessories, which with the sewing machine can be releasably connected or brought into operative connection.
  • the detection of the color or the color code is preferably carried out by means of a programmable integrated electronic circuit, wherein a plurality of photodiodes with different color filters and an evaluation can be monolithically integrated on a single common chip.
  • a circuit arrangement is known, for example, from the data sheet "TCS230, Programmable Color Light-to-Frequency Converter” (TAOS046-January 2003) of Texas Advanced Optoelectronic Solutions Inc.
  • TCS230 Programmable Color Light-to-Frequency Converter
  • a similar sensor is offered by Agilent under the name HDJD-S722-QR999.
  • Such devices for detecting colors can - even if they include an additional imaging optics and complementary color filters for blocking the infrared component and a light source - are produced inexpensively and in the smallest space.
  • color sensors do not include means for spatial or local resolution two-dimensional image.
  • a color sensor usually comprises a plurality of photosensitive elements with spectral sensitivities for each of the primary colors red, green and blue.
  • the spectral sensitivity of each of the sensor elements can be achieved, for example, by means of upstream color filters.
  • the spatially distributed sensor elements of the same spectral sensitivity are combined and evaluated together.
  • the color sensor provides analog or digital color information of the entire captured object area on the output side.
  • the light required to detect object colors may be generated by one or more light sources.
  • the natural daylight of the sun, the light of artificial light sources with a suitable spectral distribution in the space surrounding the sewing machine, or the light of artificial light sources in the area of the sewing machine can be used for this purpose.
  • a direct object image on the spectrally photosensitive sensor elements by means of lenses, mirrors and the like and light guides can be used to direct light from each to be detected sewing machine or sewing object on the sensor.
  • the integrated Color sensor also includes those without color filters in addition to the photodiodes with different color filters.
  • a device with a white LED is provided for illuminating the objects to be detected.
  • a white LED is provided for illuminating the objects to be detected.
  • RGB phosphors such as those offered by Toyoda Gosei under the article number E1S40-1W0C6-01. They produce a particularly bright spectrum of light that is very similar to daylight in the spectral distribution.
  • the lighting device may comprise lenses and / or light guides.
  • a white light source three independently controllable light sources with the colors red, green and blue could be used for object lighting. With simultaneous control of the three light sources, white light can be generated.
  • the three light channels can also be controlled separately. With alternating control of the three light sources in rapid succession, it is possible to dispense with the color sensor on color masks and to supply the outputs of the spectrally broadband photosensitive elements in time staggered three evaluation channels.
  • the sewing machine objects to be detected are each executed in specific colors or include color marks or color codes or areas with one or more color dots.
  • the color codes on each object are arranged so that they can be detected by the associated color sensor when correctly connected to the sewing machine.
  • means may be provided which prevent the detection of color marks, for example, when the marked objects are not or not properly connected to the sewing machine, such as resilient covers or flaps made of plastic or metal, which cover the color marks and correct assembly release the sewing machine by means of corresponding mechanical stop means.
  • an individual detection device For detecting each of the objects to be detected, an individual detection device may be provided, wherein this is arranged as close as possible to each object to be detected.
  • a detection device can also comprise switchable optical elements or other means which enable the sequential detection of color marks of several objects by means of only one centrally arranged color sensor. With a suitable choice of colors and multiple objects or color marks can be detected simultaneously by only one color sensor.
  • the color sensors and / or the associated imaging optics and / or optical fibers or parts thereof may be fixed or movable on the sewing machine.
  • the detection device comprises a setpoint or comparison memory in which the colors detectable by the machine or their digitized equivalents are stored or storable.
  • the sewing machine control On the basis of the color or color codes or color codes detected by one or more color sensors, the sewing machine control recognizes sewing machine objects and / or sewing objects connected to the sewing machine and executes correspondingly adapted control algorithms.
  • the processing instructions or functions required for this purpose are stored in a memory accessible to the sewing machine control.
  • the detection device With the assistance of the detection device with the color sensor (s), operating, monitoring and control tasks can be automated, simplified or improved. In particular, it is possible to detect errors and possible conflicts. When such errors or conflicts occur, warnings can be issued or the execution of certain follow-up operations prevented. The device thus helps to prevent accidents and to ensure or improve the quality of the sewing process.
  • the color sensors can also be used to specify or to program comparison criteria for the setpoint memory. Alternatively or additionally, such color features can also have a Interface are read into the setpoint memory.
  • FIG. 1 shows schematically a sewing machine 1 with a base 3, a stand 5 fastened and supported on the base 3 and a free arm or forearm 7 attached thereto, and the upper arm 9.
  • a display 10 or a screen and operating elements 12 arranged on the upper arm 9 .
  • the front end of the upper arm 9 is formed as a sewing machine head 11.
  • On the underside of the sewing machine head 11 project a needle bar 13 with a needle holder 15, a needle needle 17 inserted into the needle holder 15, a presser foot holder 19 with a presser foot 21 inserted therein and a threading device 23.
  • the sewing machine 1 comprises color sensors 25 at several points, some of which are shown by way of example in FIG.
  • the color sensors 25 are designed to detect light scattered within the respective detection area on sewing machine objects or sewing objects or on associated color marks 26.
  • the light may be generated by one or more light sources 32.
  • the natural daylight and / or light of artificial light sources in the room in which the sewing machine 1 is located and / or light from light sources 32 of the sewing machine 1 can be used to illuminate the objects to be detected.
  • such light sources 32 can be arranged in the area of the color sensors 25 or integrated together with them in common housings.
  • the detection areas are defined by means of optical elements such as Lenses, mirrors, optical fibers and the like determined or co-determined by this. In the example of FIG.
  • one of the color sensors 25 is arranged laterally of a winding device 27 projecting upwards on the upper arm such that it detects the thread color of the thread wound on the shaft of the bobbin 29 with the bobbin 29 placed on the mandrel of the winding unit 27 can.
  • Another color sensor 25 is installed in the upper arm 9 of the sewing machine 1 and detects by means of a light guide 31 or a bundle of light guides 31, the color of one of the coil flanges or an outside on the coil flange applied color mark 26.
  • Another color sensor 25 protrudes on the upper arm. 9 the sewing machine 1 upwards. It is arranged such that its imaging or detection optics 24 is directed towards the mandrel of a spool holder 34.
  • this color sensor 25 When placed on the spool holder 34 Oberfadenspule this color sensor 25 can detect the color of the yarn wound thereon. In addition, when sewing the yarn supply to the end, the color sensor 25 also detects the color of the bobbin. The color change detected by the color sensor 25 is thus an indicator of the approaching thread end. If there is no upper thread bobbin, the color of the spool holder 34 can be detected - with a correspondingly large detection area. With appropriate color of the Spool holder 34 can thus be detected the absence of an upper thread bobbin.
  • Another color sensor 25 is installed in the lower arm 7. It comprises two optical fiber bundles 31, which can be connected to the photosensitive areas of the color sensor 25 alternately, for example by means of integrated optical switching elements (not shown).
  • One of these optical fiber bundles 31 terminates below a throat plate 33 and can detect a color mark 26 attached to its underside.
  • the other of the optical fiber bundles 31 terminates on the inside of a flap 37 which serves to open and close a gripper housing 38. From there, the color of the bobbin case 39 or a color mark 26 attached thereto is detected, as shown in the exploded view of a part of a gripper 35 with bobbin case 39 and bobbin 29.
  • In the lower arm 7 or generally at any suitable locations in or on the sewing machine housing further color sensors 25 may be arranged. These can serve, for example, for detecting the color of the lower thread within the gripper housing 38 or the color of a color mark 26 formed on the flange of the lower thread spool 29.
  • the color mark 26 is formed on the bobbin case 39 as a color spot.
  • the entire perforated flange is formed as a color mark 26.
  • a further color sensor 25 is arranged in a functional module 41 which can be coupled laterally to the sewing machine head 11 so that it can detect color marks 26 formed on the sewing foot 21 and / or on the sewing needle 17.
  • This color sensor 25 comprises a corresponding imaging optical unit 24 which limits the detection area to areas with the color marks 26 on the sewing machine objects to be detected, which are connected to the sewing machine 1.
  • this area can be set, for example, for an upper position of the needle bar 13, which is provided for replacing the sewing needle 17.
  • a downwardly directed color sensor 25 formed on the sewing machine head 11 or on a functional module 41 can also be used to detect the color of the sewing material resting on the lower arm 7 (not shown) or to detect color marks 26 on the upper side of the throat plate 33 (FIG. 3) or an enlargement or sewing table 43 (FIG. 4) or an embroidery module 45 (partial representation in FIG. 5) connected to the forearm 7 to enlarge the sewing surface.
  • the detection can be triggered and / or confirmed eg by a user action such as pressing one of the control buttons 12.
  • the color sensor 25 is arranged so that different attachable to the lower arm 7 sewing machine objects can be detected with a color code 26 at the appropriate location.
  • the colors of the color marks 26 of the objects to be detected by a color sensor 25 are generally determined so that the color sensor 25 or the controller in operative connection with the color sensor 25 can clearly identify the respective objects on the basis of the detected colors.
  • the user may For example, be prompted by a text or image display on the screen 10 for a more precise input or selection by means of the controls 12.
  • the mode of operation of detecting and processing colors and color codes 26 may be interactively influenced or determined by the user or color sensors 25. For example, it can be determined that color sensors 25, with which color marks 26 of certain objects are unique be detected, working continuously, or that those color sensors 25 that provide no clear results, manually must be queried by pressing a button.
  • FIG. 6 shows a presser foot 21, in which both the surface which surrounds a conical recess 47 for centering on the counterpart of the presser foot holder 19 and a colored alphanumeric code on the front side can be used as a color mark, depending on how the detection region of the associated one Color sensor 25 is located.
  • the color sensor 25 may be arranged, for example, in the sewing machine head 11, wherein the color marks 26 are detected by means of light guides 31, which are integrated into the presser foot holder 19 or attached thereto (not shown).
  • the upper portion of a sewing needle 17 may be marked with a color mark 26 which may be detected by a color sensor 25 in the sewing machine head 11 by means of integrated or attached to the needle bar 13 light guide 31.
  • FIG. 1 shows a presser foot 21, in which both the surface which surrounds a conical recess 47 for centering on the counterpart of the presser foot holder 19 and a colored alphanumeric code on the front side can be used as a color mark, depending on how the detection region of the
  • color marks 26 are fastened in the form of flag or button-like elements made of plastic in the upper region of the sewing needle 17 or of the presser foot 21.
  • additional holding means may be provided for arranging the optical fiber ends on the needle bar 13 or the presser foot holder 19 directly opposite the color marks 26.
  • color marks 26 can for example be printed directly on the respective object, glued on, or attached there in some other way.
  • FIG. 8 shows a presser foot 21 in which the color sensor 25 and a downwardly directed lens or the detection optics 24 are integrated into the presser foot 21 behind or next to the foot of the presser foot.
  • the electrical connection of the color sensor 25 to the sewing machine control 57 (FIG. 10) is made via a connection cable 49 with a plug 51, which is plugged into a corresponding socket 53 (FIG. 1) or coupling on the sewing machine head 11.
  • optical fibers 31 and, if appropriate, input and output elements such as optical lenses and mirrors are integrated in the presser foot 21, and the color sensor 25 is arranged in the machine head 11 in this case.
  • the optical connection of the light guides 31 in the presser foot 21 with the color sensor 25 or with further light guides 31, which are connected to the color sensor 25, can be done for example via a coupling point in the region of the conical recess 47 (not shown) or via a connection cable 49 with an optical connector (analogous to the electrical connection cable 49).
  • FIG. 9 symbolically shows a section of a fiber optic with a plurality of multimode glass-fiber optical waveguides 31 that are combined into a bundle and that are enveloped by a protective jacket 55.
  • Such fiber optics typically include a plurality of individual glass or plastic fibers. For better clarity, only a few of these fibers are shown in FIG.
  • One or more of the optical fibers 31 may be used to illuminate color marks 26 at the end of the optical fiber bundle by means of the machine side light source 32 (FIG. 10).
  • the light source 32 in this case comprises a frequency spectrum which is used for detection and differentiation All colors used the color marks 26 is enough.
  • the remaining light guides 31 serve to supply light, which is reflected or scattered to color marks 26 within the respective detection area at the end of this light guide 31, to the respectively assigned color sensor 25.
  • the light does not necessarily have to originate from a light source 32 provided specifically for illuminating color marks 26. Depending on the arrangement of the color marks 26, the ambient light or the daylight may be sufficient.
  • Fiber bundles can also be split on one or both sides into individual partial strands. In this way, a plurality of color marks 26 of different objects that are positioned at different locations can be detected with only one color sensor 25. Such an arrangement is shown schematically in FIG.
  • the one or more color sensors 25 each include an output interface, which may include, for example, each a channel for red, green and blue shares or alternatively a digital communication channel.
  • the color sensors 25 are so in operative connection (this is shown schematically in Figure 10 as a dotted line) with a setpoint memory for colors, briefly called memory 59.
  • the memory 59 may be part of the sewing machine controller 57, for example. Alternatively, such a memory 59 could also be used by the electronics of the Color sensor 25 may be included.
  • comparison values for the color or color characteristics detected by the color sensor 25 can be stored, for example, by being specified by the sewing machine controller 47.
  • a learning mode can also be activated, wherein the color characteristics detected by the color sensor 25 are stored in the memory 59 as reference or comparison values.
  • the stored comparison values are always assigned a unique reference to the respectively associated object. This can be done, for example, in the form of a look-up table, wherein object features or features that uniquely determine the respective objects (eg identification number) are stored in conjunction with the data of color features of these objects or the color markers associated with the objects 26.
  • color sensors 25 can also be used to detect and monitor sewing elements.
  • the colors of the lower thread on the bobbin 29 in the gripper housing 38 and the upper thread on an attached to the spool holder 34 upper thread bobbin and the color of the fabric from below in the throat plate 33 can be detected.
  • a warning may be issued on the display 10.
  • the color sensor 25 detects a second color of the bobbin with increasing intensity, this indicates a remnant of a thread with a different color. If, on the other hand, the intensity of the lower bobbin used slows down, this indicates the approaching end of the thread.
  • the lower thread bobbin 29 may also have a certain color on the inside. This prevents disturbing reflections. The approaching end of the thread can be determined in this case by a slow transition of the color detected by the color sensor 25 color of the thread color to the color of the lower thread bobbin.
  • FIG. 11 shows a further embodiment of the device according to the invention on a sewing machine 1 with a spool carousel 61, as is suitable in particular for performing embroidery work with a sewing machine 1.
  • This comprises a preferably motor-driven about a rotation axis
  • a rotatable or pivotable base plate 63 which can be positioned by means of a control device, for example by means of the sewing machine control 57, in different angular positions.
  • the base plate 63 has substantially the shape of a circular disc 63 a.
  • a circular ring section 63b or satellite can be docked at the periphery of the disc 63a and, for example, displaced along a guide at this periphery.
  • the disc 63a can thus be further rotated even when the circular ring portion 63b is present on the sewing machine housing.
  • a telescopically formed gallows 65 projects along the axis of rotation A upwards.
  • At the top of several Garn Operationssorgane 67 are formed.
  • a plurality of spool pins or spool holders 34 project upwards on the base plate 63. Further spool holders 34 may be formed on the disc 63a and on the circular ring portion 63b.
  • one of the spool holders 34 is arranged on a holding plate 69 pivotable with respect to the base plate 63, such that a thread coming from a spool of thread on this spool holder 34 is withdrawn tangentially to the yarn roll by one of the eyelets of Garn Centersorgane 67, approximately at right angles to this spool holder 34 extends.
  • the side of the spool carousel 61, a color sensor 25 including light source 32 is arranged in a recess on the stand 5 of the sewing machine 1 so that it can detect the thread color of that spool, which is attached to the closest spool holder 34 within the detection range of the color sensor 25.
  • the color sensor 25 and the light source 32 may, for example, also be arranged so as to be stationary on the gallows 65 or in another manner, for example movable relative to the sewing machine 1.
  • a plurality of color sensors 25 it is also possible to use a plurality of color sensors 25 (not shown).
  • an optical fiber optics can be formed in each spool holder 34, which can be used for color detection of the attached to the respective spool holder 34 spool (not shown).
  • the control of the sewing machine perform the following tasks: detecting the colors of the attached to the spool holder 34th spools of thread; Storing the detected colors in association with details of the respective spool holder 34 or the respective rotational position of the spool carousel 61; looking for a matching to the color of the sewing thread upper thread color; automatic yarn change with checking the thread color.
  • a color sensor 25 which is arranged in the region of the sewing machine head 11 and detects the material in the region of the puncture site of the sewing needle 17, can also be used to detect the brightness and to regulate the brightness of a sewing light (not shown).
  • the safety can be increased during the operation of the sewing machine 1, errors can be prevented, the operation can be simplified and / or automated and the quality can be improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Sewing Machines And Sewing (AREA)

Abstract

A device for detecting objects in a sewing machine (1), where the object is illuminated, has color sensor(s) (25) for detecting color properties of the object (or colored markings on the object) in detection region(s). The sensor has at least one outlet for transmitting the detected color properties. Independent claims are included for: (1) a corresponding method for identifying illuminated objects in a sewing machine (1), in which the color characteristics detected by the color sensor (25) are compared with stored criteria and a magnitude indicating unambiguous reference to a particular object is generated if the measured value agrees with a stored value (within predetermined tolerances); and (2) a sewing machine object, releasably connectable or couplable to the machine and detectable by the above device, which has colored markings providing unambiguous reference to each object.

Description

Gegenstand der Erfindung sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen von Objekten bei Nähmaschinen sowie mit dieser Vorrichtung erfassbare Nähmaschinenobjekte gemäss den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9 und 10.The invention relates to a device and a method for detecting objects in sewing machines and with this device detectable sewing machine objects according to the features of claims 1 and 9 and 10.

Nähmaschinen umfassen in der Regel eine Mehrzahl von Teilen, die wieder lösbar an die Maschine angekoppelt werden können. Beispiele hierfür sind Nähnadeln, Nähfüsse, Stichplatten, Greifergehäuse, Unterfadenspule, Stickrahmen und dergleichen. Gewisse Kombinationen solcher Teile sind nicht zulässig oder bedingen eine Einschränkung beim Betrieb der Nähmaschine. So darf z.B. eine Dreifachnadel nur zusammen mit einer Stichplatte mit einem entsprechend breiten Einstichloch verwendet werden, und es ist bei gewissen Nähnadeln und/oder Nähfüssen erforderlich, den Schwenkbereich der Nadelstange für die Erstellung von Zick-Zack-Stichen einzuschränken oder solche Schwenkbewegungen gar vollständig zu unterbinden.Sewing machines typically include a plurality of parts that can be releasably coupled to the machine again. Examples include sewing needles, presser feet, stitch plates, looper housing, bobbin, embroidery hoop and the like. Certain combinations of such parts are not permitted or cause a limitation in the operation of the sewing machine. For example, a triple needle can only be used together with a throat plate with a correspondingly wide puncture hole, and it is necessary for certain sewing needles and / or presser feet to restrict the pivoting range of the needle bar for the creation of zigzag stitches or even completely prevent such pivoting movements.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ansätze zur Lösung dieses Problems bekannt. So können beispielsweise die an die Maschine angeschlossenen Komponenten mittels einer menugesteuerten Benutzerschnittstelle ausgewählt bzw. der Nähmaschinensteuerung mitgeteilt werden. In einem Speicher der Steuerung sind die zulässigen Kombinationen und gegebenenfalls die erforderlichen Einschränkungen der Wertebereiche für die auszuführenden Bewegungen hinterlegt. Entsprechend der manuell angegebenen Komponenten setzt die Steuerung dann selbständig die zulässigen Wertebereiche fest und/oder generiert Warnhinweise. Die manuelle Eingabe von angeschlossenen Nähmaschinenelementen birgt die Gefahr von Fehleingaben in sich.
Aus der JP9056963 ist es bekannt, bei Nähnadeln mittels Laserstrahlen Strichcodes einzugravieren, die dann zur Identifizierung dieser Nadeln benutzt werden können. Dazu sind aufwändige optische Strichcodeleser erforderlich. Die JP9056963 liefert keinen Hinweis dafür, dass solche Lesegeräte an einer Nähmaschine angeordnet werden könnten. Die hohen Kosten und der Platzbedarf für solche Lesegeräte sprechen gegen die Anordnung solcher Geräte an einer Nähmaschine.
Aus der DE 19646707 A1 ist es bekannt, auf einer Unterfadenspule eine eindeutige Spulenkennung in Form eines Strichcodes aufzubringen. Beim Aufspulen eines Fadens auf die Spule werden Daten wie das Aufspuldatum oder die Fadenlänge in Verbindung mit den Daten des Strichcodes gespeichert. Beim Einsetzen der Spule in die Nähmaschine wird der Barcode von einem Barcode-Leser erfasst, und die zugeordneten gespeicherten Daten werden weiter verarbeitet. Zweck dieser Anordnung und des Verfahrens ist es, eine lückenlose Dokumentation der den Unterfaden betreffenden Daten zu ermöglichen.From the prior art, various approaches to solving this problem are known. For example, the components connected to the machine can be used by a menu-driven user interface is selected or communicated to the sewing machine control. The permissible combinations and, if necessary, the required restrictions of the value ranges for the movements to be executed are stored in a memory of the control. In accordance with the manually specified components, the controller then independently determines the permissible value ranges and / or generates warnings. The manual input of connected sewing machine elements carries the risk of incorrect entries.
From the JP9056963 It is known to engrave bar codes with sewing needles by means of laser beams, which can then be used to identify these needles. This requires complex optical bar code readers. The JP9056963 gives no indication that such readers could be placed on a sewing machine. The high cost and space requirements for such readers speak against the arrangement of such devices on a sewing machine.
From the DE 19646707 A1 It is known to apply a unique coil identifier in the form of a bar code on a bobbin. When winding a thread on the reel, data such as the rewinding date or the thread length are stored in conjunction with the data of the bar code. When inserting the bobbin into the sewing machine, the barcode is read by a barcode reader and the associated stored data is processed further. The purpose of this arrangement and the method is to allow a complete documentation of the data concerning the lower thread.

Die DE 102005007007 zeigt eine Möglichkeit auf, mit einer Kamera mit nachgeschalteter Bildverarbeitungseinheit Nähmaschinenteile zu erkennen. Bei einer solchen Anordnung mit räumlicher Auflösung kann die Kamera mehrere Nähmaschinenteile gleichzeitig überwachen.The DE 102005007007 shows a way to recognize with a camera with downstream image processing unit sewing machine parts. In such a spatial resolution arrangement, the camera can simultaneously monitor several sewing machine parts.

Analog zur Erfassung von Nähmaschinenteilen zwecks Sicherstellung des einwandfreien zusammenspiels dieser Teile können Eigenschaften des Nähguts und des Unter- und des Oberfadens erfasst und zur Sicherstellung einer einwandfreien Nahtqualität benutzt werden. Für die Bearbeitung eines bestimmten Nähguts müssen geeignete Fadenqualitäten, insbesondere geeignete Fadenfarben durch den Benutzer festgelegt werden. Bei Unterfadenspulen ist es möglich, dass Fäden unterschiedlicher Qualität und Farbe (für den Benutzer zumindest während des Nähens nicht sichtbar) aufgewickelt sind. Beim Nähen kann somit z.B. plötzlich die Fadenfarbe wechseln oder das Ende des Unterfadens erreicht werden.Similar to the detection of sewing machine parts in order to ensure the perfect interaction of these parts, properties of the sewing material and of the lower and the upper thread can be detected and used to ensure a perfect seam quality. For the processing of a particular material, suitable yarn qualities, in particular suitable yarn colors, must be determined by the user. With bobbins it is possible that threads of different quality and color (not visible to the user at least during sewing) are wound up. When sewing, thus, e.g. suddenly change the thread color or reach the end of the lower thread.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen verhältnismässig einfach und kostengünstig eine Identifizierung bzw. Charakterisierung von Eigenschaften von Nähmaschinenelementen oder Nähelementen möglich ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Fehler, die im Zusammenhang mit den erfassten Nähmaschinenteilen oder Nähelementen auftreten könnten, zu verhindern.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and a method with which A relatively simple and cost-effective identification or characterization of properties of sewing machine elements or sewing elements is possible. Another object of the invention is to prevent errors that might occur in connection with the detected sewing machine parts or sewing elements.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen von Objekten bei Nähmaschinen sowie durch mit dieser Vorrichtung erfassbare Nähmaschinenobjekte gemäss dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 9 und 10.These objects are achieved by a device and a method for detecting objects in sewing machines as well as by sewing machine objects detectable by this device according to the preamble of claims 1, 9 and 10.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem erfindungsgemässen Verfahren können Nähmaschinenteile und/oder Nähelemente anhand ihrer Farbe oder anhand eines Farbcodes identifiziert werden. Entsprechende Daten zu Referenzfarben können z.B. in einem der Steuerung der Nähmaschine zugänglichen Speicher gespeichert werden. Eine Erfassung von Objektfarben ist auch unabhängig von gespeicherten Referenzfarben möglich. Erfasste Farben können die Steuerung der Nähmaschine beeinflussen. Die Kategorie Nähelemente bzw. Nähobjekte umfasst das Nähgut und die für die Verarbeitung des Nähguts verwendeten Fäden je vor und nach deren Verarbeitung. Die Kategorie Nähmaschinenteile, fortan auch Nähmaschinenobjekte genannt, umfasst alle Teile bzw. Zubehörteile, welche mit der Nähmaschine wieder lösbar verbunden oder in Wirkverbindung gebracht werden können. Die Erfassung der Farbe bzw. des Farbcodes erfolgt vorzugsweise mittels einer programmierbaren integrierten elektronischen Schaltung, wobei mehrere Fotodioden mit unterschiedlichen Farbfiltern und eine Auswerteelektronik monolithisch auf einem einzigen gemeinsamen Chip integriert sein können. Eine solche Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus dem Datenblatt "TCS230, Programmable Color Light-to-Frequency Converter" (TAOS046-January 2003) von Texas Advanced Optoelectronic Solutions Inc. bekannt. Ein ähnlicher Sensor wird von der Firma Agilent unter der Bezeichnung HDJD-S722-QR999 angeboten. Derartige Vorrichtungen zum Erfassen von Farben können - selbst dann, wenn sie eine zusätzliche Abbildungsoptik und ergänzende Farbfilter zum Abblocken des Infrarotanteils sowie eine Lichtquelle umfassen - kostengünstig und auf kleinstem Raum hergestellt werden. Sie können - je nach gewählter Abbildungsoptik - kleine Flächen in der Grössenordnung von etwa 1mm2 oder weniger bis hin zu grösseren Bereichen in der Grössenordnung von etwa 10cm2 oder mehr auf die lichtempfindliche Sensorfläche abbilden. Die Entfernung zum jeweils zu erfassenden Objekt kann - abhängig von der jeweiligen Abbildungsoptik - in der Grössenordnung von etwa 1mm bis deutlich über 10cm betragen. Im Unterschied zu Kameras umfassen Farbsensoren keine Mittel zur räumlichen bzw. örtlichen Auflösung eines zweidimensionalen Bildes. Ein Farbsensor umfasst in der Regel mehrere lichtempfindliche Elemente mit spektralen Empfindlichkeiten bei je einer der Grundfarben Rot, Grün und Blau. Die spektrale Empfindlichkeit jedes der Sensorelemente kann z.B. mittels vorgelagerter Farbfilter erreicht werden. Die räumlich verteilt angeordneten Sensorelemente gleicher spektraler Empfindlichkeit werden jeweils zusammengeführt und gemeinsam ausgewertet. Dadurch können lokale Inhomogenitäten ausgeglichen werden. Im Weiteren wird so im Vergleich zu einem einzelnen Sensorelement die Sensitivität erhöht und die Empfindlichkeit gegenüber kleinen Positionsänderungen des zu erfassenden Objekts verkleinert. Der Farbsensor liefert ausgangsseitig analoge oder digitale Farbinformationen des gesamten erfassten Objektbereichs.
Das zum Erfassen von Objektfarben erforderliche Licht kann von einer oder mehreren Lichtquellen erzeugt werden. Insbesondere kann dazu das natürliche Tageslicht der Sonne, das Licht von künstlichen Lichtquellen mit geeigneter Spektralverteilung im Raum, der die Nähmaschine umgibt, oder das Licht von künstlichen Lichtquellen im Bereich der Nähmaschine genutzt werden.
Anstelle einer direkten Objektabbildung auf die spektral lichtempfindlichen Sensorelemente mittels Linsen, Spiegeln und dergleichen können auch Lichtleiter dazu benutzt werden, Licht vom jeweils zu erfassenden Nähmaschinen- bzw. Nähobjekt auf den Sensor zu leiten. Der integrierte Farbsensor umfasst zusätzlich zu den Fotodioden mit verschiedenen Farbfiltern auch solche ohne Farbfilter. Vorzugsweise ist eine Vorrichtung mit einer weissen LED zum Beleuchten der zu erfassenden Objekte vorgesehen. Besonders vorteilhaft sind sogenannte True White LEDs, bei denen eine ultraviolette LED zur Anregung von RGB-Phospors benutzt wird, wie sie beispielsweise von Toyoda Gosei unter der Artikelnummer E1S40-1W0C6-01 angeboten werden. Sie erzeugen ein besonders helles, in der Spektralverteilung dem Tageslicht sehr ähnliches Lichtspektrum. Die Beleuchtungsvorrichtung kann Linsen und/oder Lichtleiter umfassen.
Anstelle einer Weisslichtquelle könnten drei unabhängig voneinander ansteuerbare Lichtquellen mit den Farben Rot, Grün und Blau zur Objektbeleuchtung verwendet werden. Bei gleichzeitiger Ansteuerung der drei Lichtquellen kann weisses Licht erzeugt werden. Alternativ können die drei Lichtkanäle auch separat angesteuert werden. Bei alternierender Ansteuerung der drei Lichtquellen in rascher Folge ist es möglich, beim Farbsensor auf Farbmasken zu verzichten und die Ausgänge des oder der spektral breitbandigen lichtempfindlichen Elemente zeitlich gestaffelt drei Auswertungskanälen zuzuführen. Die zu erfassenden Nähmaschinenobjekte sind jeweils in bestimmten Farben ausgeführt oder umfassen Farbmarken bzw. Farbcodes oder Bereiche mit einem oder mehreren Farbpunkten. Die Farbcodes auf den einzelnen Objekten sind so angeordnet, dass sie bei korrektem Anschluss an die Nähmaschine vom jeweils zugeordneten Farbsensor erfasst werden können. Zusätzlich können auch Mittel vorgesehen sein, welche die Erfassung von Farbmarken verhindern, z.B. dann, wenn die gekennzeichneten Objekte nicht oder nicht korrekt an die Nähmaschine angeschlossen sind, z.B. federnde Abdeckungen oder Klappen aus Kunststoff oder Metall, welche die Farbmarken abdecken und bei korrekter Montage an der Nähmaschine mittels korrespondierender mechanischer Anschlagmittel freigeben.
Zur Erfassung jedes der zu erfassenden Objekte kann eine individuelle Erfassungsvorrichtung vorgesehen sein, wobei diese möglichst nahe beim jeweils zu erfassenden Objekt angeordnet ist. Eine Erfassungsvorrichtung kann aber auch umschaltbare optische Elemente oder andere Mittel umfassen, welche die sequentielle Erfassung von Farbmarken mehrerer Objekte mittels nur eines zentral angeordneten Farbsensors ermöglichen. Bei geeigneter Wahl der Farben können auch mehrere Objekte bzw. Farbmarken simultan von lediglich einem Farbsensor erfasst werden.With the device according to the invention and the method according to the invention, sewing machine parts and / or sewing elements can be identified on the basis of their color or on the basis of a color code. Corresponding data on reference colors can be stored, for example, in a memory accessible to the control of the sewing machine. A detection of object colors is also possible independent of stored reference colors. Captured colors can affect the control of the sewing machine. The category sewing elements or sewing objects comprises the sewing material and the threads used for the processing of the sewing material before and after their processing. The category Sewing Machine Parts, henceforth also called Sewing Machine Objects, includes all parts or accessories, which with the sewing machine can be releasably connected or brought into operative connection. The detection of the color or the color code is preferably carried out by means of a programmable integrated electronic circuit, wherein a plurality of photodiodes with different color filters and an evaluation can be monolithically integrated on a single common chip. Such a circuit arrangement is known, for example, from the data sheet "TCS230, Programmable Color Light-to-Frequency Converter" (TAOS046-January 2003) of Texas Advanced Optoelectronic Solutions Inc. A similar sensor is offered by Agilent under the name HDJD-S722-QR999. Such devices for detecting colors can - even if they include an additional imaging optics and complementary color filters for blocking the infrared component and a light source - are produced inexpensively and in the smallest space. Depending on the imaging optics chosen, they can image small areas of the order of magnitude of about 1 mm 2 or less up to larger areas of the order of magnitude of about 10 cm 2 or more on the photosensitive sensor surface. Depending on the respective imaging optics, the distance to the respective object to be detected can be on the order of about 1 mm to well over 10 cm. In contrast to cameras, color sensors do not include means for spatial or local resolution two-dimensional image. A color sensor usually comprises a plurality of photosensitive elements with spectral sensitivities for each of the primary colors red, green and blue. The spectral sensitivity of each of the sensor elements can be achieved, for example, by means of upstream color filters. The spatially distributed sensor elements of the same spectral sensitivity are combined and evaluated together. This can compensate for local inhomogeneities. Furthermore, in comparison to a single sensor element, the sensitivity is increased and the sensitivity to small changes in position of the object to be detected is reduced. The color sensor provides analog or digital color information of the entire captured object area on the output side.
The light required to detect object colors may be generated by one or more light sources. In particular, the natural daylight of the sun, the light of artificial light sources with a suitable spectral distribution in the space surrounding the sewing machine, or the light of artificial light sources in the area of the sewing machine can be used for this purpose.
Instead of a direct object image on the spectrally photosensitive sensor elements by means of lenses, mirrors and the like and light guides can be used to direct light from each to be detected sewing machine or sewing object on the sensor. The integrated Color sensor also includes those without color filters in addition to the photodiodes with different color filters. Preferably, a device with a white LED is provided for illuminating the objects to be detected. Particularly advantageous are so-called true white LEDs, in which an ultraviolet LED is used to excite RGB phosphors, such as those offered by Toyoda Gosei under the article number E1S40-1W0C6-01. They produce a particularly bright spectrum of light that is very similar to daylight in the spectral distribution. The lighting device may comprise lenses and / or light guides.
Instead of a white light source, three independently controllable light sources with the colors red, green and blue could be used for object lighting. With simultaneous control of the three light sources, white light can be generated. Alternatively, the three light channels can also be controlled separately. With alternating control of the three light sources in rapid succession, it is possible to dispense with the color sensor on color masks and to supply the outputs of the spectrally broadband photosensitive elements in time staggered three evaluation channels. The sewing machine objects to be detected are each executed in specific colors or include color marks or color codes or areas with one or more color dots. The color codes on each object are arranged so that they can be detected by the associated color sensor when correctly connected to the sewing machine. In addition, means may be provided which prevent the detection of color marks, for example, when the marked objects are not or not properly connected to the sewing machine, such as resilient covers or flaps made of plastic or metal, which cover the color marks and correct assembly release the sewing machine by means of corresponding mechanical stop means.
For detecting each of the objects to be detected, an individual detection device may be provided, wherein this is arranged as close as possible to each object to be detected. However, a detection device can also comprise switchable optical elements or other means which enable the sequential detection of color marks of several objects by means of only one centrally arranged color sensor. With a suitable choice of colors and multiple objects or color marks can be detected simultaneously by only one color sensor.

Die Farbsensoren und/oder die zugehörigen Abbildungsoptiken und/oder Lichtleiter bzw. Teile davon können an der Nähmaschine fest oder beweglich angeordnet sein.The color sensors and / or the associated imaging optics and / or optical fibers or parts thereof may be fixed or movable on the sewing machine.

Die Erfassungsvorrichtung umfasst einen Sollgrössen- oder Vergleichsspeicher, in dem die von der Maschine erfassbaren Farben bzw. deren digitalisierte Äquivalente gespeichert bzw. speicherbar sind.The detection device comprises a setpoint or comparison memory in which the colors detectable by the machine or their digitized equivalents are stored or storable.

Anhand der von einem oder mehreren Farbsensoren erfassten Farben bzw. Farbmarken oder Farbcodierungen erkennt die Nähmaschinensteuerung an die Nähmaschine angeschlossene Nähmaschinenobjekte und/oder Nähobjekte und führt entsprechend angepasste Steueralgorithmen aus. Die hierzu erforderlichen Verarbeitungsvorschriften oder Funktionen sind in einem der Nähmaschinensteuerung zugänglichen Speicher gespeichert.
Unter Mitwirkung der Erfassungsvorrichtung mit dem oder den Farbsensoren können Bedienungs-, Überwachungs- und Kontrollaufgaben automatisiert, vereinfacht oder verbessert werden. Insbesondere ist es möglich, Fehler und mögliche Konflikte zu erkennen. Beim Auftreten solcher Fehler oder Konflikte können Warnungen ausgegeben oder die Ausführung gewisser Folgeoperationen verhindert werden. Die Vorrichtung hilft somit, Unfälle zu verhindern und die Qualität des Nähvorgangs sicherzustellen oder zu verbessern.On the basis of the color or color codes or color codes detected by one or more color sensors, the sewing machine control recognizes sewing machine objects and / or sewing objects connected to the sewing machine and executes correspondingly adapted control algorithms. The processing instructions or functions required for this purpose are stored in a memory accessible to the sewing machine control.
With the assistance of the detection device with the color sensor (s), operating, monitoring and control tasks can be automated, simplified or improved. In particular, it is possible to detect errors and possible conflicts. When such errors or conflicts occur, warnings can be issued or the execution of certain follow-up operations prevented. The device thus helps to prevent accidents and to ensure or improve the quality of the sewing process.

Die Farbsensoren können auch zur Vorgabe bzw. zum Programmieren von Vergleichskriterien für den Sollgrössenspeicher verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich können solche Farbmerkmale auch über eine Schnittstelle in den Sollgrössenspeicher eingelesen werden.The color sensors can also be used to specify or to program comparison criteria for the setpoint memory. Alternatively or additionally, such color features can also have a Interface are read into the setpoint memory.

Anhand einiger Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen

Figur 1
eine Nähmaschine in Seitenansicht,
Figur 2
eine Explosionsdarstellung eines Teils des Greifers mit Spulenkapsel und Unterfadenspule,
Figur 3
eine Stichplatte,
Figur 4
eine Nähmaschine mit Anschiebe- bzw. Nähtisch,
Figur 5
eine Detailansicht einer Nähmaschine mit angesetztem Stickmodul im Bereich des Unterarms,
Figur 6
einen Nähfuss,
Figur 7
eine Detailansicht der Nähmaschine im Bereich der Nähnadel und des Nähfusses,
Figur 8
ein Nähfuss mit integriertem Farbsensor,
Figur 9
ein Lichtwellenleiterbündel,
Figur 10
eine Anordnung mit beidseitig gespleisstem Lichtwellenleiterbündel zur Erfassung von Farbmarken an mehreren Objekten,
Figur 11
eine perspektivische Darstellung einer Haushaltnähmaschine mit einem Garnrollenkarussell mit angedocktem Zusatzgarnrollenhalter.
Based on some figures, the invention will be described in more detail below. Show
FIG. 1
a sewing machine in side view,
FIG. 2
an exploded view of a part of the gripper with bobbin case and bobbin,
FIG. 3
a needle plate,
FIG. 4
a sewing machine with push-on or sewing table,
FIG. 5
a detailed view of a sewing machine with attached embroidery module in the area of the forearm,
FIG. 6
a presser foot,
FIG. 7
a detailed view of the sewing machine in the region of the sewing needle and the presser foot,
FIG. 8
a presser foot with integrated color sensor,
FIG. 9
an optical fiber bundle,
FIG. 10
an arrangement with spliced optical waveguide bundles on both sides for detecting color marks on a plurality of objects,
FIG. 11
a perspective view of a household sewing machine with a spool carousel with docked additional roll holder.

Figur 1 zeigt schematisch eine Nähmaschine 1 mit einem Sockel 3, einem auf dem Sockel 3 befestigten und abgestützten Ständer 5 und daran befestigtem Frei- bzw. Unterarm 7 sowie dem Oberarm 9. Am Oberarm 9 sind seitlich eine Anzeige 10 bzw. ein Bildschirm und Bedienelemente 12 angeordnet. Das vordere Ende des Oberarms 9 ist als Nähmaschinenkopf 11 ausgebildet. An der Unterseite des Nähmaschinenkopfs 11 ragen eine Nadelstange 13 mit einem Nadelhalter 15, eine in den Nadelhalter 15 eingesetzte Nähnadel bzw. Nadel 17, ein Nähfusshalter 19 mit einem darin eingesetzten Nähfuss 21 und eine Einfädelvorrichtung 23 hervor. Die Nähmaschine 1 umfasst an mehreren Stellen Farbsensoren 25, wovon in Figur 1 beispielhaft einige dargestellt sind. Die Farbsensoren 25 sind dazu ausgebildet, innerhalb des jeweiligen Erfassungsbereichs an Nähmaschinenobjekten oder Nähobjekten bzw. an zugehörigen Farbmarken 26 gestreutes Licht zu erfassen. Das Licht kann von einer oder mehreren Lichtquellen 32 erzeugt werden. Je nach Art des jeweiligen Farbsensors 25 kann das natürliche Tagslicht und/oder Licht von Kunstlichtquellen im Raum, in dem sich die Nähmaschine 1 befindet und/oder Licht von Lichtquellen 32 der Nähmaschine 1 zur Beleuchtung der zu erfassenden Objekte benutzt werden. Insbesondere können solche Lichtquellen 32 im Bereich der Farbsensoren 25 angeordnet oder zusammen mit diesen in gemeinsamen Gehäusen integriert sein. Die Erfassungsbereiche werden mittels optischer Elemente wie Linsen, Spiegel, Lichtleiter und dergleichen festgelegt oder durch diese mitbestimmt. Im Beispiel von Figur 1 ist einer der Farbsensoren 25 seitlich einer am Oberarm nach oben ragenden Spulereinrichtung 27 derart angeordnet, dass er bei einer auf den Dorn der Spulereinheit 27 aufgesetzten Unterfadenspule 29 die Fadenfarbe des zwischen den Spulenflanschen auf die Welle der Unterfadenspule 29 aufgewickelten Fadens erfassen kann. Ein weiterer Farbsensor 25 ist in den Oberarm 9 der Nähmaschine 1 eingebaut und erfasst mittels eines Lichtleiters 31 bzw. eines Bündels von Lichtleitern 31 die Farbe eines der Spulenflansche bzw. einer aussen auf den Spulenflansch aufgebrachten Farbmarke 26. Ein weiterer Farbsensor 25 ragt am Oberarm 9 der Nähmaschine 1 nach oben. Er ist derart angeordnet, dass seine Abbildungs- oder Erfassungsoptik 24 zum Dorn eines Garnrollenhalters 34 hin gerichtet ist. Bei auf den Garnrollenhalter 34 aufgesetzter Oberfadenspule kann dieser Farbsensor 25 die Farbe des darauf aufgewickelten Garns erfassen. Neigt sich während des Nähens der Garnvorrat dem Ende zu, erfasst der Farbsensor 25 zusätzlich auch die Farbe des Spulenkörpers. Der vom Farbsensor 25 festgestellte Farbwechsel ist somit ein Indikator für das nahende Fadenende. Bei fehlender Oberfadenspule kann - bei entsprechend grossem Erfassungsbereich - die Farbe des Garnrollenhalters 34 erfasst werden. Bei entsprechender Farbgebung des Garnrollenhalters 34 kann so das Fehlen einer Oberfadenspule detektiert werden.
Ein weiterer Farbsensor 25 ist in den Unterarm 7 eingebaut. Er umfasst zwei Lichtleiterbündel 31, welche z.B. mittels (nicht dargestellter) integriert-optischer Schaltelemente wechselweise mit den lichtempfindlichen Bereichen des Farbsensors 25 verbunden werden können. Eines dieser Lichtleiterbündel 31 endet unterhalb einer Stichplatte 33 und kann eine an deren Unterseite angebrachte Farbmarke 26 erfassen. Das andere der Lichtleiterbündel 31 endet an der Innenseite einer Klappe 37, welche zum Öffnen und Schliessen eines Greifergehäuses 38 dient. Von dort aus wird die Farbe der Spulenkapsel 39 oder einer auf dieser angebrachten Farbmarke 26 erfasst, wie dies in der Explosionsdarstellung eines Teils eines Greifers 35 mit Spulenkapsel 39 und Unterfadenspule 29 dargestellt ist.
Im Unterarm 7 oder generell an beliebigen geeigneten Orten in oder am Nähmaschinengehäuse können weitere Farbsensoren 25 angeordnet sein. Diese können z.B. zum Erfassen der Farbe des Unterfadens innerhalb des Greifergehäuses 38 oder der Farbe einer am Flansch der Unterfadenspule 29 ausgebildeten Farbmarke 26 dienen. Im Beispiel von Figur 2 ist die Farbmarke 26 an der Spulenkapsel 39 als Farbfleck ausgebildet. Bei der Unterfadenspule 29 ist der gesamte gelochte Flansch als Farbmarke 26 ausgebildet.FIG. 1 shows schematically a sewing machine 1 with a base 3, a stand 5 fastened and supported on the base 3 and a free arm or forearm 7 attached thereto, and the upper arm 9. On the upper arm 9 are laterally a display 10 or a screen and operating elements 12 arranged. The front end of the upper arm 9 is formed as a sewing machine head 11. On the underside of the sewing machine head 11 project a needle bar 13 with a needle holder 15, a needle needle 17 inserted into the needle holder 15, a presser foot holder 19 with a presser foot 21 inserted therein and a threading device 23. The sewing machine 1 comprises color sensors 25 at several points, some of which are shown by way of example in FIG. The color sensors 25 are designed to detect light scattered within the respective detection area on sewing machine objects or sewing objects or on associated color marks 26. The light may be generated by one or more light sources 32. Depending on the nature of the respective color sensor 25, the natural daylight and / or light of artificial light sources in the room in which the sewing machine 1 is located and / or light from light sources 32 of the sewing machine 1 can be used to illuminate the objects to be detected. In particular, such light sources 32 can be arranged in the area of the color sensors 25 or integrated together with them in common housings. The detection areas are defined by means of optical elements such as Lenses, mirrors, optical fibers and the like determined or co-determined by this. In the example of FIG. 1, one of the color sensors 25 is arranged laterally of a winding device 27 projecting upwards on the upper arm such that it detects the thread color of the thread wound on the shaft of the bobbin 29 with the bobbin 29 placed on the mandrel of the winding unit 27 can. Another color sensor 25 is installed in the upper arm 9 of the sewing machine 1 and detects by means of a light guide 31 or a bundle of light guides 31, the color of one of the coil flanges or an outside on the coil flange applied color mark 26. Another color sensor 25 protrudes on the upper arm. 9 the sewing machine 1 upwards. It is arranged such that its imaging or detection optics 24 is directed towards the mandrel of a spool holder 34. When placed on the spool holder 34 Oberfadenspule this color sensor 25 can detect the color of the yarn wound thereon. In addition, when sewing the yarn supply to the end, the color sensor 25 also detects the color of the bobbin. The color change detected by the color sensor 25 is thus an indicator of the approaching thread end. If there is no upper thread bobbin, the color of the spool holder 34 can be detected - with a correspondingly large detection area. With appropriate color of the Spool holder 34 can thus be detected the absence of an upper thread bobbin.
Another color sensor 25 is installed in the lower arm 7. It comprises two optical fiber bundles 31, which can be connected to the photosensitive areas of the color sensor 25 alternately, for example by means of integrated optical switching elements (not shown). One of these optical fiber bundles 31 terminates below a throat plate 33 and can detect a color mark 26 attached to its underside. The other of the optical fiber bundles 31 terminates on the inside of a flap 37 which serves to open and close a gripper housing 38. From there, the color of the bobbin case 39 or a color mark 26 attached thereto is detected, as shown in the exploded view of a part of a gripper 35 with bobbin case 39 and bobbin 29.
In the lower arm 7 or generally at any suitable locations in or on the sewing machine housing further color sensors 25 may be arranged. These can serve, for example, for detecting the color of the lower thread within the gripper housing 38 or the color of a color mark 26 formed on the flange of the lower thread spool 29. In the example of Figure 2, the color mark 26 is formed on the bobbin case 39 as a color spot. In the lower thread bobbin 29, the entire perforated flange is formed as a color mark 26.

Ein weiterer Farbsensor 25 ist beim in Figur 1 dargestellten Beispiel in einem seitlich an den Nähmaschinenkopf 11 ankoppelbaren Funktionsmodul 41 so angeordnet, dass er am Nähfuss 21 und/oder an der Nähnadel 17 ausgebildete Farbmarken 26 erfassen kann. Dieser Farbsensor 25 umfasst eine entsprechende Abbildungsoptik 24, die den Erfassungsbereich auf Bereiche mit den Farbmarken 26 an den zu erfassenden, an die Nähmaschine 1 angeschlossenen Nähmaschinenobjekten einschränkt. Bei der Nähnadel 17 kann dieser Bereich z.B. für eine obere Stellung der Nadelstange 13 festgelegt werden, die zum Auswechseln der Nähnadel 17 vorgesehen ist.
Ein am Nähmaschinenkopf 11 oder an einem Funktionsmodul 41 ausgebildeter, nach unten gerichteter Farbsensor 25 kann auch zum Erfassen der Farbe des auf dem Unterarm 7 aufliegenden Nähguts (nicht dargestellt) oder zum Erfassen von Farbmarken 26 an der Oberseite der Stichplatte 33 (Figur 3) und/oder eines zur Vergrösserung der Nähfläche an den Unterarm 7 angeschlossenen Anschiebe- oder Nähtischs 43 (Figur 4) oder eines Stickmoduls 45 (Teildarstellung in Figur 5) ausgebildet sein. Um zu verhindern, dass bei grossen Abständen zwischen dem Farbsensor 25 und der zu erfassenden Farbmarke 26 Fremdobjekte im Zwischenraum erfasst werden, kann die Erfassung z.B. durch eine Benutzeraktion wie das Drücken einer der Bedientasten 12 ausgelöst und/oder bestätigt werden. Alternativ können Farben oder Farbmarken 26 unten oder seitlich an solchen Objekten angeordnet sein und z.B. von am Unterarm 7 angeordneten Farbsensoren 25 erfasst werden, wie dies in Figur 5 dargestellt ist. Vorzugsweise ist der Farbsensor 25 so angeordnet, dass unterschiedliche an den Unterarm 7 ankoppelbare Nähmaschinenobjekte mit einem Farbcode 26 an der entsprechenden Stelle erfasst werden können.
Die Farben der Farbmarken 26 der von einem Farbsensor 25 zu erfassenden Objekte sind in der Regel so festgelegt, dass der Farbsensor 25 bzw. die mit dem Farbsensor 25 in Wirkverbindung stehende Steuerung aufgrund der erfassten Farben die jeweiligen Objekte eindeutig zu identifizieren vermag.
Dort, wo kein eindeutiger Rückschluss von einer erfassten Farbe auf ein Objekt möglich ist (z.B. wenn der Farbsensor 25 zum Erfassen der Nähgutfarbe verwendet wird, oder wenn die Erfassung einer Farbmarke 26 durch ein Fremdobjekt innerhalb des Erfassungsbereichs gestört oder verhindert wird), kann der Benutzer z.B. mittels einer Text- oder Bildanzeige auf dem Bildschirm 10 zu einer präzisierenden Eingabe oder Auswahl mittels der Bedienelemente 12 aufgefordert werden. Vorzugsweise kann der Betriebsmodus bzw. die Art der Erfassung und Verarbeitung von Farben und Farbcodes 26 mittels des oder der Farbsensoren 25 interaktiv durch den Benutzer beeinflusst oder festgelegt werden. So kann z.B. festgelegt werden, dass Farbsensoren 25, mit denen Farbmarken 26 bestimmter Objekte eindeutig erfasst werden, kontinuierlich arbeiten, oder dass jene Farbsensoren 25, die keine eindeutigen Ergebnisse liefern, manuell per Knopfdruck abgefragt werden müssen.In the example shown in FIG. 1, a further color sensor 25 is arranged in a functional module 41 which can be coupled laterally to the sewing machine head 11 so that it can detect color marks 26 formed on the sewing foot 21 and / or on the sewing needle 17. This color sensor 25 comprises a corresponding imaging optical unit 24 which limits the detection area to areas with the color marks 26 on the sewing machine objects to be detected, which are connected to the sewing machine 1. In the sewing needle 17, this area can be set, for example, for an upper position of the needle bar 13, which is provided for replacing the sewing needle 17.
A downwardly directed color sensor 25 formed on the sewing machine head 11 or on a functional module 41 can also be used to detect the color of the sewing material resting on the lower arm 7 (not shown) or to detect color marks 26 on the upper side of the throat plate 33 (FIG. 3) or an enlargement or sewing table 43 (FIG. 4) or an embroidery module 45 (partial representation in FIG. 5) connected to the forearm 7 to enlarge the sewing surface. To prevent 26 foreign objects are detected in the space at large distances between the color sensor 25 and the color mark to be detected, the detection can be triggered and / or confirmed eg by a user action such as pressing one of the control buttons 12. Alternatively, colors or color marks 26 below or be arranged laterally on such objects and are detected, for example, by color sensors 25 arranged on the lower arm 7, as shown in FIG. Preferably, the color sensor 25 is arranged so that different attachable to the lower arm 7 sewing machine objects can be detected with a color code 26 at the appropriate location.
The colors of the color marks 26 of the objects to be detected by a color sensor 25 are generally determined so that the color sensor 25 or the controller in operative connection with the color sensor 25 can clearly identify the respective objects on the basis of the detected colors.
Where no unambiguous inference of a detected color to an object is possible (eg, when the color sensor 25 is used to detect the sewing material color or when the detection of a color mark 26 is disturbed or prevented by a foreign object within the detection area), the user may For example, be prompted by a text or image display on the screen 10 for a more precise input or selection by means of the controls 12. Preferably, the mode of operation of detecting and processing colors and color codes 26 may be interactively influenced or determined by the user or color sensors 25. For example, it can be determined that color sensors 25, with which color marks 26 of certain objects are unique be detected, working continuously, or that those color sensors 25 that provide no clear results, manually must be queried by pressing a button.

Figur 6 zeigt einen Nähfuss 21, bei dem sowohl die Fläche, welche eine kegelförmige Ausnehmung 47 zum Zentrieren am Gegenstück des Nähfusshalters 19 umrandet, als auch ein farbiger alphanumerischer Code an der Vorderseite als Farbmarke genutzt werden können - je nachdem, wie der Erfassungsbereich des zugehörigen Farbsensors 25 liegt. Der Farbsensor 25 kann z.B. im Nähmaschinenkopf 11 angeordnet sein, wobei die Farbmarken 26 mittels Lichtleitern 31 erfasst werden, die in den Nähfusshalter 19 integriert oder an diesem befestigt sind (nicht dargestellt).
Analog dazu kann der obere Bereich einer Nähnadel 17 mit einer Farbmarke 26 gekennzeichnet sein, die mittels in die Nadelstange 13 integrierter oder an dieser befestigter Lichtleiter 31 von einem Farbsensor 25 im Nähmaschinenkopf 11 erfasst werden kann.
In Figur 7 ist eine Anordnung mit einem am Nähfusshalter 19 festgeklemmten Nähfuss 21 und einer in den Nadelhalter 15 eingesetzten Nähnadel 17 dargestellt. Die Farbmarken 26 sind in Gestalt fahnen- oder knopfartiger Elemente aus Kunststoff im oberen Bereich der Nähnadel 17 bzw. des Nähfusses 21 befestigt. Zur Befestigung können beispielsweise wieder lösbare Schnappverbindungen genutzt werden. Zum Anordnen der Lichtleiterenden an der Nadelstange 13 bzw. dem Nähfusshalter 19 unmittelbar gegenüber der Farbmarken 26 können zusätzliche Haltemittel vorgesehen sein.
Generell können Farbmarken 26 z.B. direkt am jeweiligen Objekt aufgedruckt, aufgeklebt, oder in sonstiger Weise dort angebracht werden.FIG. 6 shows a presser foot 21, in which both the surface which surrounds a conical recess 47 for centering on the counterpart of the presser foot holder 19 and a colored alphanumeric code on the front side can be used as a color mark, depending on how the detection region of the associated one Color sensor 25 is located. The color sensor 25 may be arranged, for example, in the sewing machine head 11, wherein the color marks 26 are detected by means of light guides 31, which are integrated into the presser foot holder 19 or attached thereto (not shown).
Similarly, the upper portion of a sewing needle 17 may be marked with a color mark 26 which may be detected by a color sensor 25 in the sewing machine head 11 by means of integrated or attached to the needle bar 13 light guide 31.
FIG. 7 shows an arrangement with a presser foot 21 clamped on the presser foot holder 19 and a sewing needle 17 inserted into the needle holder 15. The color marks 26 are fastened in the form of flag or button-like elements made of plastic in the upper region of the sewing needle 17 or of the presser foot 21. For attachment, for example, releasable snap connections can be used again become. For arranging the optical fiber ends on the needle bar 13 or the presser foot holder 19 directly opposite the color marks 26 additional holding means may be provided.
In general, color marks 26 can for example be printed directly on the respective object, glued on, or attached there in some other way.

Farbsensoren 25 oder zugehörige Teile davon wie z.B. Lichtleiter 31 oder Abbildungsoptiken 24 können auch teilweise oder vollständig in Zubehörteile bzw. Nähmaschinenelemente integriert sein. Figur 8 zeigt einen Nähfuss 21, bei dem der Farbsensor 25 und eine nach unten gerichtete Linse bzw. die Erfassungsoptik 24 hinter oder neben der Nähfusssohle in den Nähfuss 21 integriert sind. Die elektrische Verbindung des Farbsensors 25 mit der Nähmaschinensteuerung 57 (Fig. 10) erfolgt über ein Anschlusskabel 49 mit einem Stecker 51, der in eine korrespondierende Buchse 53 (Fig. 1) oder Kupplung am Nähmaschinenkopf 11 eingesteckt wird.
Bei einer weiteren Variante sind lediglich Lichtleiter 31 und gegebenenfalls Ein- und Auskopplungselemente wie optische Linsen und Spiegel in den Nähfuss 21 integriert, und Der Farbsensor 25 ist in diesem Fall im Maschinenkopf 11 angeordnet. Die optische Verbindung der Lichtleiter 31 im Nähfuss 21 mit dem Farbsensor 25 bzw. mit weiteren Lichtleitern 31, die mit dem Farbsensor 25 verbunden sind, kann z.B. über eine Kupplungsstelle im Bereich der kegelförmigen Ausnehmung 47 (nicht dargestellt) oder über ein Anschlusskabel 49 mit einem optischen Steckverbinder (analog zum elektrischen Anschlusskabel 49) erfolgen.Color sensors 25 or associated parts thereof such as light guides 31 or imaging optics 24 may also be partially or completely integrated into accessories or sewing machine elements. FIG. 8 shows a presser foot 21 in which the color sensor 25 and a downwardly directed lens or the detection optics 24 are integrated into the presser foot 21 behind or next to the foot of the presser foot. The electrical connection of the color sensor 25 to the sewing machine control 57 (FIG. 10) is made via a connection cable 49 with a plug 51, which is plugged into a corresponding socket 53 (FIG. 1) or coupling on the sewing machine head 11.
In a further variant, only optical fibers 31 and, if appropriate, input and output elements such as optical lenses and mirrors are integrated in the presser foot 21, and the color sensor 25 is arranged in the machine head 11 in this case. The optical connection of the light guides 31 in the presser foot 21 with the color sensor 25 or with further light guides 31, which are connected to the color sensor 25, can be done for example via a coupling point in the region of the conical recess 47 (not shown) or via a connection cable 49 with an optical connector (analogous to the electrical connection cable 49).

Grundsätzlich ist die Codierung aller optischen oder elektrischen Verbindungen von Zubehörteilen mit der Nähmaschine 1 mittels Farbmarken 26 möglich, wobei im Bereich der Schnittstellen der Zubehörteile, also z.B. an den Stirnseiten der Umhüllungen von Anschlusssteckern 51, Farbmarken 26 angeordnet sind, und wobei am nähmaschinenseitigen Teil dieser Schnittstellen korrespondierende Elemente der Erfassungsvorrichtung wie z.B. die Enden von mit einem Farbsensor 25 verbundenen Lichtleitern 31 ausgebildet sind.
Figur 9 zeigt symbolisch einen Abschnitt einer Faseroptik mit mehreren zu einem Bündel zusammengefassten Multimode-Glasfaser-Lichtleitern 31, die von einem Schutzmantel 55 umhüllt sind. Solche Faseroptiken umfassen in der Regel eine Vielzahl einzelner Glas- oder Kunststofffasern. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in Figur 9 nur wenige dieser Fasern dargestellt.
Ein oder mehrere der Lichtleiter 31 können zur Beleuchtung von Farbmarken 26 am Ende des Lichtleiterbündels mittels der maschinenseitigen Lichtquelle 32 (Figur 10) benutzt werden. Die Lichtquelle 32 umfasst dabei ein Frequenzspektrum, welches zur Erfassung und Unterscheidung aller verwendeten Farben der Farbmarken 26 genügt. Die restlichen Lichtleiter 31 dienen dazu, Licht, welches an Farbmarken 26 innerhalb des jeweiligen Erfassungsbereichs am Ende dieser Lichtleiter 31 reflektiert bzw. gestreut wird, dem jeweils zugeordneten Farbsensor 25 zuzuführen. Das Licht muss nicht zwingend von einer eigens zur Beleuchtung von Farbmarken 26 vorgesehenen Lichtquelle 32 her stammen. Je nach Anordnung der Farbmarken 26 kann auch das Umgebungslicht bzw. das Tageslicht ausreichend sein.Basically, the coding of all optical or electrical connections of accessories with the sewing machine 1 by means of color marks 26 is possible, in the region of the interfaces of the accessories, ie, for example, on the front sides of the sheaths of connectors 51, color marks 26 are arranged, and wherein the sewing machine side part of this Interfaces corresponding elements of the detection device such as the ends of connected to a color sensor 25 optical fibers 31 are formed.
FIG. 9 symbolically shows a section of a fiber optic with a plurality of multimode glass-fiber optical waveguides 31 that are combined into a bundle and that are enveloped by a protective jacket 55. Such fiber optics typically include a plurality of individual glass or plastic fibers. For better clarity, only a few of these fibers are shown in FIG.
One or more of the optical fibers 31 may be used to illuminate color marks 26 at the end of the optical fiber bundle by means of the machine side light source 32 (FIG. 10). The light source 32 in this case comprises a frequency spectrum which is used for detection and differentiation All colors used the color marks 26 is enough. The remaining light guides 31 serve to supply light, which is reflected or scattered to color marks 26 within the respective detection area at the end of this light guide 31, to the respectively assigned color sensor 25. The light does not necessarily have to originate from a light source 32 provided specifically for illuminating color marks 26. Depending on the arrangement of the color marks 26, the ambient light or the daylight may be sufficient.

Faserbündel können auch ein- oder beidseitig in einzelne Teilstränge aufgespleisst sein. Auf diese Weise können mehrere Farbmarken 26 verschiedener Objekte, die an unterschiedlichen Orten positioniert sind mit nur einem Farbsensor 25 erfasst werden. Eine solche Anordnung ist schematisch in Figur 10 dargestellt.Fiber bundles can also be split on one or both sides into individual partial strands. In this way, a plurality of color marks 26 of different objects that are positioned at different locations can be detected with only one color sensor 25. Such an arrangement is shown schematically in FIG.

Der oder die Farbsensoren 25 umfassen je eine Ausgangsschnittstelle, die z.B. je einen Kanal für Rot-, Grün- und Blau-Anteile oder alternativ einen digitalen Kommunikationskanal umfassen kann. Die Farbsensoren 25 stehen so in Wirkverbindung (diese ist in Figur 10 schematisch als gepunktete Linie dargestellt) mit einem Sollgrössenspeicher für Farben, kurz Speicher 59 genannt. Der Speicher 59 kann beispielsweise Bestandteil der Nähmaschinensteuerung 57 sein. Alternativ könnte ein solcher Speicher 59 auch von der Elektronik des Farbsensors 25 umfasst werden. Im Speicher 59 können Vergleichswerte für die vom Farbsensor 25 erfassten Farben bzw. Farbeigenschaften gespeichert werden, indem sie beispielsweise von der Nähmaschinensteuerung 47 vorgegeben werden. Alternativ kann auch ein Lernmodus aktiviert werden, wobei die vom Farbsensor 25 erfassten Farbeigenschaften als Referenz- oder Vergleichswerte im Speicher 59 hinterlegt werden. Den gespeicherten Vergleichswerten wird immer ein eindeutiger Bezug zum jeweils zugehörigen Objekt zugeordnet. Dies kann beispielsweise in Form einer Look-up-Tabelle geschehen, wobei Objektmerkmale bzw. Merkmale, welche die jeweiligen Objekte eindeutig bestimmen (z.B. Identifikationsnummer) in Verbindung mit den Daten von Farbmerkmalen dieser Objekte bzw. der den Objekten zugeordneten Farbmarken 26 gespeichert werden.The one or more color sensors 25 each include an output interface, which may include, for example, each a channel for red, green and blue shares or alternatively a digital communication channel. The color sensors 25 are so in operative connection (this is shown schematically in Figure 10 as a dotted line) with a setpoint memory for colors, briefly called memory 59. The memory 59 may be part of the sewing machine controller 57, for example. Alternatively, such a memory 59 could also be used by the electronics of the Color sensor 25 may be included. In the memory 59, comparison values for the color or color characteristics detected by the color sensor 25 can be stored, for example, by being specified by the sewing machine controller 47. Alternatively, a learning mode can also be activated, wherein the color characteristics detected by the color sensor 25 are stored in the memory 59 as reference or comparison values. The stored comparison values are always assigned a unique reference to the respectively associated object. This can be done, for example, in the form of a look-up table, wherein object features or features that uniquely determine the respective objects (eg identification number) are stored in conjunction with the data of color features of these objects or the color markers associated with the objects 26.

Die Nähmaschinensteuerung 57 überprüft kontinuierlich oder auf entsprechende Anweisung des Benutzers die Signale der Farbsensoren 25 und erkennt so die an die Nähmaschine 1 angeschlossenen Nähmaschinenobjekte. Ein Programm der Nähmaschinensteuerung 57 wertet die Informationen der Farbsensoren 25 aus und führt in Abhängigkeit der an die Nähmaschine 1 angeschlossenen Objekte oder gewisser Kombinationen solcher Objekte geeignete Massnahmen aus. Solche Massnahmen sind beispielsweise (nicht abschliessende Aufzählung):

  • Anzeigen der angeschlossenen Nähmaschinenobjekte auf der Anzeige 10
  • Akustische und/oder optische Warnung bei möglichen Konflikten (z.B. Warnton oder synthetische Stimme)
  • Blockieren des Nähvorgangs bei Gefahr (z.B. bei Verwendung einer Nähnadel 17, die nicht mit der eingesetzten Stichplatte 33 verträglich ist).
  • Anpassung von Bewegungsbereichen, wo dies erforderlich ist (z.B. maximal zulässiger Schwenkbereich der Nadelstange 13 wird in Abhängigkeit der in den Nadelhalter 15 eingesetzten Nähnadel 17 und der verwendeten Stichplatte 33 festgelegt)
  • Anpassung der Menusteuerung (z.B. Freigabe der Auswahl gewisser Stich- oder Stickmuster in Abhängigkeit des an den Nähfusshalter 19 angeschlossenen Nähfusses 21 und des an die Nähmaschine 1 angeschlossenen Stickmoduls 45)
  • Anzeige von Informationen (z.B. Aufforderung, bei Verwendung einer bestimmten Stichplatte 33 eine Nähnadel 17 aus einer vorgeschlagenen Auswahl von Nähnadeln 17 in den Nadelhalter 15 einzusetzen)
  • Konfiguration einer Schnittstelle in Abhängigkeit des daran angeschlossenen Objekts (z.B. kann eine Buchse 53 am Nähmaschinenkopf 11 zum Anschliessen eines Nähfusses 21 mit integriertem Farbsensor 25 oder eines Nähfusses 21 mit einem Sensor zur Erfassung der Relativbewegung des Nähguts, wie sie beim Freihandquilten zum Steuern der Nadelstangenbewegung benötigt wird, verwendet werden.)
The sewing machine control 57 continuously or according to the user's instructions checks the signals of the color sensors 25 and thus recognizes the sewing machine objects connected to the sewing machine 1. A program of the sewing machine controller 57 evaluates the information of the color sensors 25 and executes appropriate measures depending on the objects connected to the sewing machine 1 or certain combinations of such objects. Such measures are for example (not concluding list):
  • Display the connected sewing machine objects on the display 10
  • Acoustic and / or visual warning of possible conflicts (eg warning tone or synthetic voice)
  • Blocking the sewing process in case of danger (eg when using a sewing needle 17, which is not compatible with the needle plate 33 used).
  • Adaptation of ranges of movement, where this is required (eg maximum permissible pivoting range of the needle bar 13 is determined as a function of the sewing needle 17 inserted in the needle holder 15 and the needle plate 33 used)
  • Adjustment of the menu control (eg release of the selection of certain stitch or embroidery patterns depending on the presser foot 21 connected to the presser foot holder 19 and the embroidery module 45 connected to the sewing machine 1)
  • Display of information (eg request to use a sewing needle 17 from a suggested selection of sewing needles 17 in the needle holder 15 when using a particular needle plate 33)
  • Configuration of an interface depending on the object connected thereto (eg, a socket 53 on the sewing machine head 11 for connecting a Presser foot 21 with integrated color sensor 25 or a presser foot 21 with a sensor for detecting the relative movement of the sewing material, as it is needed in Freehand Quilting for controlling the needle bar movement used.)

Bei entsprechender Anordnung können Farbsensoren 25 auch zur Erfassung und Überwachung von Nähelementen verwendet werden. So können beispielsweise die Farben des Unterfadens auf der Unterfadenspule 29 im Greifergehäuse 38 und des Oberfadens auf einer auf den Garnrollenhalter 34 aufgesetzten Oberfadenspule sowie die Farbe des Nähguts von unten her im Bereich der Stichplatte 33 erfasst werden. Falls die drei erfassten Farben nicht innerhalb vorgebbarer Toleranzgrenzen übereinstimmen, kann z.B. eine Warnung auf der Anzeige 10 ausgegeben werden. Falls der Farbsensor 25 bei der Unterfadenspule eine zweite Farbe mit zunehmender Intensität feststellt, deutet dies auf ein Reststück eines Fadens mit einer anderen Farbe hin. Lässt hingegen die Intensität des benutzten Unterfadens langsam nach, so deutet dies auf das nahende Fadenende hin. Die Unterfadenspule 29 kann auf der Innenseite auch eine bestimmte Farbe aufweisen. Dadurch werden störende Reflexionen verhindert. Das nahende Fadenende kann in diesem Fall durch einen langsamen Übergang der vom Farbsensor 25 festgestellten Farbe von der Fadenfarbe zur Farbe der Unterfadenspule festgestellt werden.With appropriate arrangement, color sensors 25 can also be used to detect and monitor sewing elements. Thus, for example, the colors of the lower thread on the bobbin 29 in the gripper housing 38 and the upper thread on an attached to the spool holder 34 upper thread bobbin and the color of the fabric from below in the throat plate 33 can be detected. For example, if the three detected colors do not match within predefinable tolerance limits, a warning may be issued on the display 10. If the color sensor 25 detects a second color of the bobbin with increasing intensity, this indicates a remnant of a thread with a different color. If, on the other hand, the intensity of the lower bobbin used slows down, this indicates the approaching end of the thread. The lower thread bobbin 29 may also have a certain color on the inside. This prevents disturbing reflections. The approaching end of the thread can be determined in this case by a slow transition of the color detected by the color sensor 25 color of the thread color to the color of the lower thread bobbin.

Figur 11 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung an einer Nähmaschine 1 mit einem Garnrollenkarussell 61, wie es insbesondere zur Ausführung von Stickarbeiten mit einer Nähmaschine 1 geeignet ist. Dieses umfasst eine vorzugsweise motorisch um eine Drehachse A dreh- oder schwenkbare Grundplatte 63, welche mittels einer Steuervorrichtung, z.B. mittels der Nähmaschinensteuerung 57, in unterschiedlichen Winkellagen positioniert werden kann. Die Grundplatte 63 hat im Wesentlichen die Gestalt einer kreisrunden Scheibe 63a. Ein Kreisringabschnitt 63b bzw. Satellit kann an der Peripherie der Scheibe 63a angedockt und z.B. entlang einer Führung an dieser Peripherie verschoben werden. Die Scheibe 63a kann somit auch dann weitergedreht werden, wenn der Kreisringabschnitt 63b am Nähmaschinengehäuse ansteht. An der Grundplatte 63 ragt ein teleskopisch ausgebildeter Galgen 65 entlang der Drehachse A nach oben. An dessen Spitze sind mehrere Garnführungsorgane 67 ausgebildet. Koaxial zur Drehachse A ragen mehrere Garnrollenstifte bzw. Garnrollenhalter 34 an der Grundplatte 63 nach oben. An der Scheibe 63a und am Kreisringabschnitt 63b können weitere Garnrollenhalter 34 ausgebildet sein. In Figur 11 ist einer der Garnrollenhalter 34 auf einer bezüglich der Grundplatte 63 schwenkbaren Halteplatte 69 angeordnet, derart, dass ein Faden, der von einer Garnrolle auf diesem Garnrollenhalter 34 durch eine der Ösen der Garnführungsorgane 67 tangential zur Garnrolle abgezogen wird, etwa rechtwinklig zu diesem Garnrollenhalter 34 verläuft.
Seitlich des Garnrollenkarussells 61 ist in einer Ausnehmung am Ständer 5 der Nähmaschine 1 ein Farbsensor 25 einschliesslich Lichtquelle 32 so angeordnet, dass er die Fadenfarbe jener Garnrolle erfassen kann, die auf den nächstliegenden Garnrollenhalter 34 innerhalb des Erfassungsbereichs des Farbsensors 25 aufgesteckt ist. Je nach Drehlage des Garnrollenkarussells 61 können so alle Fadenfarben der Garnrollen, die auf die an der Scheibe 63a nach oben ragenden Garnrollenhalter 34 aufgesteckt sind, erfasst werden. Der Farbsensor 25 und die Lichtquelle 32 können beispielsweise auch ortsfest am Galgen 65 oder in anderer Weise, z.B. relativ zur Nähmaschine 1 definiert bewegbar, angeordnet sein. Zur Erfassung aller Fadenfarben können auch mehrere Farbsensoren 25 verwendet werden (nicht dargestellt). Bei einer alternativen Ausgestaltung kann bei jedem Garnrollenhalter 34 eine Lichtleiteroptik ausgebildet sein, welche zur Farberfassung der auf den jeweiligen Garnrollenhalter 34 aufgesteckten Garnrolle genutzt werden kann (nicht dargestellt). Die Erfassung der Fadenfarben ist somit unabhängig von der Drehlage des Garnrollenkarussells 61 möglich.
Mit derartigen Vorrichtungen kann die Steuerung der Nähmaschine 1 z.B. folgende Aufgaben ausführen: Erfassen der Farben der auf die Garnrollenhalter 34 aufgesteckten Garnrollen; Speichern der erfassten Farben in Verbindung mit Angaben zum jeweiligen Garnrollenhalter 34 oder zur jeweiligen Drehposition des Garnrollenkarussells 61; suchen einer zur Farbe des Nähguts passenden Oberfadenfarbe; automatischer Garnwechsel mit Überprüfung der Fadenfarbe.FIG. 11 shows a further embodiment of the device according to the invention on a sewing machine 1 with a spool carousel 61, as is suitable in particular for performing embroidery work with a sewing machine 1. This comprises a preferably motor-driven about a rotation axis A rotatable or pivotable base plate 63, which can be positioned by means of a control device, for example by means of the sewing machine control 57, in different angular positions. The base plate 63 has substantially the shape of a circular disc 63 a. A circular ring section 63b or satellite can be docked at the periphery of the disc 63a and, for example, displaced along a guide at this periphery. The disc 63a can thus be further rotated even when the circular ring portion 63b is present on the sewing machine housing. At the base plate 63 a telescopically formed gallows 65 projects along the axis of rotation A upwards. At the top of several Garnführungsorgane 67 are formed. Coaxially with the axis of rotation A, a plurality of spool pins or spool holders 34 project upwards on the base plate 63. Further spool holders 34 may be formed on the disc 63a and on the circular ring portion 63b. In FIG. 11, one of the spool holders 34 is arranged on a holding plate 69 pivotable with respect to the base plate 63, such that a thread coming from a spool of thread on this spool holder 34 is withdrawn tangentially to the yarn roll by one of the eyelets of Garnführungsorgane 67, approximately at right angles to this spool holder 34 extends.
The side of the spool carousel 61, a color sensor 25 including light source 32 is arranged in a recess on the stand 5 of the sewing machine 1 so that it can detect the thread color of that spool, which is attached to the closest spool holder 34 within the detection range of the color sensor 25. Depending on the rotational position of the yarn roll carousel 61, all thread colors of the yarn rolls which are attached to the yarn roll holder 34 projecting upwards on the disk 63a can thus be detected. The color sensor 25 and the light source 32 may, for example, also be arranged so as to be stationary on the gallows 65 or in another manner, for example movable relative to the sewing machine 1. For detecting all thread colors, it is also possible to use a plurality of color sensors 25 (not shown). In an alternative embodiment, an optical fiber optics can be formed in each spool holder 34, which can be used for color detection of the attached to the respective spool holder 34 spool (not shown). The detection of the thread colors is thus possible regardless of the rotational position of the spool carousel 61.
With such devices, the control of the sewing machine 1, for example, perform the following tasks: detecting the colors of the attached to the spool holder 34th spools of thread; Storing the detected colors in association with details of the respective spool holder 34 or the respective rotational position of the spool carousel 61; looking for a matching to the color of the sewing thread upper thread color; automatic yarn change with checking the thread color.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ein Farbsensor 25, der im Bereich des Nähmaschinenkopfs 11 angeordnet ist und das Nähgut im Bereich der Einstichstelle der Nähnadel 17 erfasst, auch zum Erfassen der Helligkeit und zum Regulieren der Helligkeit einer (nicht dargestellten) Nähleuchte genutzt werden.In a further embodiment of the invention, a color sensor 25, which is arranged in the region of the sewing machine head 11 and detects the material in the region of the puncture site of the sewing needle 17, can also be used to detect the brightness and to regulate the brightness of a sewing light (not shown).

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem erfindungsgemässen Verfahren können beim Betrieb der Nähmaschine 1 die Sicherheit erhöht, Fehler verhindert, die Bedienung vereinfacht und/oder automatisiert und die Qualität verbessert werden.With the device according to the invention and the method according to the invention, the safety can be increased during the operation of the sewing machine 1, errors can be prevented, the operation can be simplified and / or automated and the quality can be improved.

Claims (12)

Vorrichtung zum Erfassen von Objekten bei Nähmaschinen (1), wobei die zu erfassenden Objekte beleuchtet werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Farbsensor (25) vorgesehen ist, der zum Erfassen von Farbeigenschaften der Objekte bzw. von an den Objekten angeordneten Farbmarken (26) innerhalb eines oder mehrerer Erfassungsbereiche ausgebildet ist, und dass dieser Farbsensor (25) mindestens einen Ausgang zum Ausgeben von Farbeigenschaften der erfassten Objekte bzw. Farbmarken umfasst.Device for detecting objects in sewing machines (1), wherein the objects to be detected are illuminated, characterized in that at least one color sensor (25) is provided which is capable of detecting color characteristics of the objects or color marks (26) arranged on the objects. is formed within one or more detection areas, and that this color sensor (25) comprises at least one output for outputting color properties of the detected objects or color marks. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicher zum Speichern von Vergleichskriterien für die vom Farbsensor (25) erfassten Farbeigenschaften vorgesehen ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that a memory for storing comparison criteria for the color sensor (25) detected color properties is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lichtquelle (32) zum Beleuchten der Objekte innerhalb des oder der Erfassungsbereiche des Farbsensors (25) vorgesehen ist.Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least one light source (32) for illuminating the objects within the or the detection areas of the color sensor (25) is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbsensor (25) am oder im Nähmaschinengehäuse angeordnet ist, derart, dass ein wieder lösbar korrekt an die Nähmaschine (1) angekoppeltes oder angeschlossenes Nähmaschinenobjekt bzw. eine auf diesem Nähmaschinenobjekt angebrachte Farbmarke (26) mindestens teilweise innerhalb des Erfassungsbereichs des Farbsensors (25) liegt.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the color sensor (25) is arranged on or in the sewing machine housing, such that a again detachably correctly attached to the sewing machine (1) or connected sewing machine object or attached to this sewing machine object color mark (26) at least partially within the detection range of the color sensor (25). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Farbsensor (25) verbundene oder in Wirkverbindung stehende Lichtwellenleiter (31) oder andere optische Übertragungsmittel vorgesehen sind, die einen oder mehrere Erfassungsbereiche für den Farbsensor (25) mitbestimmen, und dass der oder die Erfassungsbereiche so angeordnet sind, dass Farbmarken (26) von korrekt an die Nähmaschine (1) angekoppelten oder angeschlossenen Nähmaschinenobjekten mindestens teilweise innerhalb der jeweiligen Erfassungsbereiche des Farbsensors (25) liegen.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that with the color sensor (25) connected or operatively connected optical waveguides (31) or other optical transmission means are provided which co-determine one or more detection ranges for the color sensor (25), and the detection area (s) are arranged such that color marks (26) of sewing machine objects correctly coupled to or connected to the sewing machine (1) lie at least partially within the respective detection areas of the color sensor (25). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Lichtquelle (32) verbundene oder in Wirkverbindung stehende Lichtwellenleiter (31) oder andere optische Übertragungsmittel vorgesehen sind, um das Licht der Lichtquelle (32) zu dem oder den Erfassungsbereichen zu leiten.Device according to Claim 3, characterized in that light waveguides (31) connected to or in operative connection with the light source (32) or other optical transmission means are provided for guiding the light from the light source (32) to the detection zone (s). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbsensor (25) und/oder optische Übertragungsmittel zum Herstellen einer Wirkverbindung zum Farbsensor (25) mindestens teilweise in ein Nähmaschinenobjekt integriert oder an einem Nähmaschinenobjekt befestigt sind.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the color sensor (25) and / or optical transmission means for establishing an operative connection to the color sensor (25) at least partially integrated in a sewing machine object or attached to a sewing machine object. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Erfassungsbereiche bei einer Buchse (53) zum Anschliessen eines Steckers (51) angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of the detection areas at a socket (53) for connecting a plug (51) is arranged. Mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 erfassbare, wieder lösbar an die Nähmaschine (1) anschliess- oder ankoppelbare Nähmaschinenobjekte, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Farbmarke (26) umfassen, die in eindeutiger Beziehung zum jeweiligen Nähmaschinenobjekt steht.With a device according to one of claims 1 to 8 detectable, again releasably connected to the sewing machine (1) anschliess- or coupled to sewing machine objects, characterized in that they comprise a color mark (26) which is in clear relation to the respective sewing machine object. Verfahren zum Erfassen von Objekten bei Nähmaschinen (1), wobei die zu erfassenden Objekte beleuchtet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Farbsensor (25) innerhalb eines Erfassungsbereichs Farbeigenschaften der Objekte bzw. von an den Objekten angeordneten Farbmarken (26) erfasst, dass die erfassten Farbeigenschaften mit gespeicherten Vergleichskriterien verglichen werden, und dass bei Übereinstimmung der erfassten Farbeigenschaften innerhalb vorgebbarer Toleranzgrenzen mit den gespeicherten Vergleichskriterien eine Ausgabegrösse generiert wird, die einen eindeutigen Bezug zum jeweiligen Objekt hat.A method for detecting objects in sewing machines (1), wherein the objects to be detected are illuminated, characterized in that a color sensor (25) within a detection range color properties of the objects or of the objects arranged color marks (26) detects that the detected Color properties are compared with stored comparison criteria, and that at Match the detected color properties within predefinable tolerance limits with the stored comparison criteria an output size is generated, which has a clear reference to the respective object. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der von dem oder den Farbsensoren (25) erfassten Objekte Warnungen ausgegeben und/oder Wirkungsbereiche eingeschränkt oder erweitert und/oder Menüpunkte eines Benutzermenüs angepasst werden.A method according to claim 10, characterized in that issued in dependence of the detected by the one or more color sensors (25) objects warnings and / or restricted or expanded ranges of action and / or menu items of a user menu. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Objekte auf Garnrollenhalter (34) aufgesteckte Garnrollen oder auf Unterfadenspulen (29) aufgewickelte Fäden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Farben der Garnrollen oder Fäden erfasst werden, und dass die Steuerung der Nähmaschine (1) in Abhängigkeit der erfassten Farben erfolgt.A method according to claim 10, wherein the objects on thread spool holders (34) are thread spools or threads wound on bobbins (29), characterized in that the colors of the spools or threads are detected, and in that the control of the sewing machine (1) is dependent on captured colors takes place.
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