DE3216993C2

DE3216993C2 - Nähmaschine mit einer Einrichtung zum Herstellen von Formnähten

Info

Publication number: DE3216993C2
Application number: DE3216993A
Authority: DE
Inventors: Erich 6750 Kaiserslautern Willenbacher
Original assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Current assignee: GM Pfaff AG
Priority date: 1982-05-06
Filing date: 1982-05-06
Publication date: 1989-03-16
Also published as: ES521226A0; DE3216993A1; US4495877A; IT8367490A0; IT8353289V0; IT1159582B; KR840004549A; JPS58195584A; ES8402036A1; KR880000716B1; JPS6159752B2; BR8302351A

Abstract

Eine in Fig. 2 dargestellte Nähmaschine zum Nähen von Formnähten weist eine Einrichtung zum exakten Nähen des Endstiches auf. Durch zwei in Vorschubrichtung hintereinander angeordnete Kantenabtast-Sensoren, einen mit der Hauptwelle gekoppelten Impulsgeber und einen Mikroprozessor wird die Differenz zwischen der Soll- und der Istvorschub länge des Werkstückes ermittelt. Der Mikroprozessor steuert einen auf eine Stichstellvorrichtung einwirkenden Schrittmotor in Abhängigkeit von der Differenz der Soll- und Istvorschub länge und der Winkelstellung der Hauptwelle zum Zeitpunkt des Ansprechens des zweiten Sensors. Auf diese Weise wird eine bei unkorrigierter Stichlänge über den vorbestimmten Endpunkt hinausgehende Überschußlänge des letzten Stiches unter gleichzeitiger Berücksichtigung des Schlupfes zwischen Stoffschieber und Werkstück auf die letzten Stiche der Naht gleichmäßig verteilt.

Description

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Eine Nähmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 isf. der EP-OS 44 648 entnehmbar. Diese Nähmaschine enthält einen Positioniermotor und eine Einrichtung zum Herstellen von Eckennähten. Eckennähte sind hierbei eine Ausführungsart der übergeordneten Gruppe der Formnähte. Die Einrichtung weist einen vor der Nadel angeordneten Sensor auf, der zum Abtasten einer winkelförmig zu einer ersten Nähgutkante verlaufenden Folgekante eines Werkstückes und zum Auslösen einer Stichzählung dient Die Einrichtung enthält ferner eine Mikroprozessorschaltung, welche den Positioniermotor zum Stillsetzen der Nähmaschine bei in einem vorbestimmten Eckpunkt des Werkstückes eingestochener Nadel steuert

Beim Nähen einer Anzahl gleicher oder ähnlicher Werkstücke wird die Nähmaschine beim Nähen des ersten Werkstückes zur Erstellung eines Nähprogramms manuell betrieben, wobei die Anzahl der Stiche bis zum Ansprechen des Sensors, die Anzahl der Stiche nach dem Ansprechen des Sensors und die Nähgeschwindigkeit gespeichert wird. Beim Nähen der übrigen Werkstücke wird die Nähmaschine durch die Mikroprozessorschaltung unter Benutzung der in der Programmierphase gespeicherten Nähdaten automatisch betrieben. Durch das die Stichzählung im Endbereich auslösende Kantenabtast^n jedes Werkstückes sollen Störeinflüsse wie unterschiedliches Dehnverhalten der Werkstücke und Schlupf zwischen dem Vorschubmittel der Nähmaschine und den Werkstücken so weit ausgeglichen werden, daß die Genauigkeit der Nahilänge innerhalb eines Bereiches von ± 1 Siichlänge liegt

Bei Verwendung eines mit der Hauptwelle der Nähmaschine gekoppelten Impulsgebers, durch den feststellbar ist, bei welcher Winkelstellung der Hauptwelle bzw. zu weichem Zeitpunkt einer Stichbiidung der Sensor auf den Durchlauf der abgetasteten Werkstückkante anspricht wird durch die Mikroprozessorschaltung die Anzahl der Stiche nach dem Ansprechen des Sensors in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der während der Programmierphase gespeicherten Winkelstellung der Hauptwelle und der bei den nachfolgenden Werkstücken gemessenen Winkelstellung festgelegt. Auf diese Weise soll sich die Nahtlängengenauigkeit auf ±0^ Stichlänge erhöhen lassen.

Diese Genauigkeit kann jedoch nicht erreicht werden, wenn bei Werkslücken aus unterschiedlichem Material wegen unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit oder unterschiedlicher Materialstärke oder bei Werkstücken aus gleichem Material wegen in unterschiedlicher Richtung verlaufender Kett- und Schußfäden des Gewebes ein unterschiedliches Transportverhalten entsteht. In diesem Fall kann nämlich zwischen dem Vorschubmittel der Nähmaschine und dem jeweiligen Werkstück ein von Werkstück zu Werkstück wechselnder Schlupf auftreten, der dazu führt, daß das beim manuellen Nähen eines ersten Werkstückes aufgezeichnete Nähprogramm für die nachfolgenden Werkstücke nicht mehr genau stimmt. Aber selbst wenn im günstigsten Fall eine Nahtlängengenauigkeit von ±0,5 Stichlänge erzielt werden könnte, wäre ein Toleranzbereich von einer ganzen Stichlänge für das Eckennähen an Kleidungsstücken, bei denen es auf ein einwandfrei aussehendes Nähbild und damit auf einen exakt gebildeten, von beiden Werkstückkanten gleich weit entfernten Endstich einer Naht ankommt, viel zu groß.

Durch den Prospekt »400-1« der Firma Adler Industrienähmaschinen Verkauf GmbH, Bielefeld, Druckdatum 1980, ist eine Nähanlage zum Nähen von Kalenderhüllen bekannt, bei der während des Nähens eine Foto-

zellensteuerung einen Eckenstop auslöst Die glleiche Fotozellensteuerung soll auch die Länge des letzten Stiches vor der Ecke so auswählen, daß der Kantenabstand genau eingehalten wird. Dies geschieht in der Weise, daß beim Kantenerkennen durch die dicht an der Stichbildestelle angeordnete Fotozelle für den Eckenstop die Stichstellvorrichtung auf die Stichlänge Null verstellt und damit die Vorschubbewegung des Nähgutes unterbrochen wird. Dies läßt sich mit hinnreichender Genauigkeit aber nur dann ausführen, wenn sich der Stoffschieber der Nähmaschine während der Verstellung der Stichstellvorrichtung in e'er Mitte seiner horizontalen Bewegungsbahn befindet, d. h„ genau die Hälfte eines Vorschubschrittes durchgeführt hat Aufgrund der bekannten Kinematik von Stichstellvorrichtungen nimmt der Stoffschieber beim Verstellen der Stichstellvorrichtung auf Null stets die mittlere Stellung ein. Erfolgt die Verstellung der Stichstellvorrichtung vor oder nach der mittleren Stellung des Stoffschiebers, führt dieser daher eine vorwärts oder rückwärts gerichtete Nachschiebebewegung aus, die vom Nähgut mit ausgeführt wird. Im Extremfall beträgt die Nachschiebebewegung eine halbe Stichlänge, wodurch die Zielgenauigkeit des Nahtendpunktes innerhalb eines Toleranzbereiches von einer ganzen Stichlänge liegt Daher ist dieses Steuerungsprinzip für das Eckennähen an Kleidungsstücken, bei denen es auf ein einwandfrei aussehendes Nähbild ankommt ebenfalls zu ungenau.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nähmaschine mit einer automatisch arbeitenden Einrichtung zum Herstellen von Formnähten — zum Beispiel ein- oder zweireihige Ekkennähte oder Nähte mit kantengenauem Endriegel — zu schaffen, bei der die Nadel zur Bildung des letzten Stiches einer Naht unabhängig vom jeweiligen Transportverhalten des Werkstückes exakt in einen vorbestimmten Endpunkt einsticht.

Durch die Maßnahme, eine Abtastvorrichtung zum Ermitteln einer ggf. auftretenden, z. B. durch einen Schlupf zwischen dem Vorschubmittel und dem Werkstück hervorgerufenen Differenz zwischen der Soll- und der Istvorschublänge des Werkstückes vorzusehen und der Stellvorrichtung ein Stellmittel zuzuordnen, das durch den programmgesteuerten Schaltkreis in Abhängigkeit von der ermittelten Differenz zwischen Soll- und Istvorschublänge und der Winkelstellung der Hauptwelle zum Zeitpunkt des Ansprechens des Sensors steuerbar ist, wird für das Nähen der restlichen Nahtstrecke vom Zeitpunkt des Ansprechens des Sensors bis zum Endpunkt -3ie Stellvorrichtung so eingestellt und dabei ggf. gegenüber der während der vorhergehenden Nahtstrecke vorgewählten Einstellung verändert, daß der letzte Stich der Naht exakt im vorbestimmten Endpunkt liegt. Dabei wird zugleich die ggf. über den vorbestimmten Endpunkt hinausgehende Öberschußlänge des letzten oder der Fehlbetrag des vorletzten Stiches, die bzw. der sich bei unverändert bleibender Einstellung des Stichstellers ergeben würde, durch Reduzieren bzw. Vergrößern der Stichlänge gleichmäßig auf die restlichen Stiche der Naht verteilt, so daß zusätzlich zur exakten Stichbildung im vorbestimmten Endpunkt zugleich hinsichtlich der Stichlängen ein sehr gleichmäßig aussehendes Nahtbild erzielt wird.

Die Weiterbildung nach Anspruch 2 ermöglicht einen einfachen Aufbau der Einrichtung zum Herstellen von Formnähten, indem der Sensor für die Einleitung der Stichzählung zugleich ein Bestandteil der Abtastvorrichtung ist und der ImpJ-geber für die Ermittlung der Winkelstellung der Hauptwelle zugleich zur Ermittlung der Istvorschublänge dient

Durch die Maßnahme nach Anspruch 3 läßt sich der Winkel zwischen der ersten Nähgutkante und der FoI-gekante des Werkstückes messen, wobei die Größe des Winkels der Summe der im Zeitraum zwischen dem Ansprechen der beiden quer zur Vorschubrichtung angeordneten Sensoren registrierten Impulse des Impulsgebers entspricht

ίο Beim Nähen von zweireihigen Eckennähten auf Zweinadelnähmaschinen mit einzeln abkuppelbaren Nadelstangen wird der Eckpunkt der inneren Naht wie der Endpunkt einer einreihigen Naht vom programmgesteuerten Schaltkreis durch entsprechendes Einstellen des auf die Stellvorrichtung einwirkenden Stellmittels angesteuert Nach dem Abkuppeln der inneren Nadelstange wird die äußere Naht bis zu ihrem Eckpunkt genäht, woöei die Stichlänge und ggf. die Anzahl der Stiche wieder vom programmgesteuerten Schaltkreis bestimmt werden. Sofern auch beim Reuabschnitt der äußeren Naht die Stichlänge im wesentlichen der Stichlänge des übrigen Nahtabschnittes entsprechen soll, muß vor Nähbeginn die Stichstellvorrichtung unter Berücksichtigung des Winkels zwischen den Werkstückkanten und des gegenseitigen Abstandes der parallelen Nahtreihen so voreingestellt werden, daß bei der äußeren Naht nach dem Abkuppeln der inneren Nadelstange nur noch ein Stich oder ein ganzzahliges Vielfaches eines Stiches mit im wesentlichen unveränderter Stichlän-

jo ge genäht wird.

Gemäß Anspruch 4 ist einer der beiden zur Winkelmessung dienenden Sensoren ein Bestandteil der Abtastvorrichtung. Hierbei entspricht die Größe eines ggf. vorhandenen Schlupfes zwischen dem Vorschubmittel und dem Werkstück der Differenz zwischen der Summe der in dem Zeitraum zwischen dem AnsDrechen der beiden hintereinander angeordneten Sensoren registrierten impulse des Impulsgebers und der errechenbaren Anzahl von Impulsen, die sich unter Berücksichtigung der an der Stellvorrichtung eingestellten Vorschubgröße bei schlupffreiem Transport des Werkstükkes ergeben würde.

Da ein Schlupf zwischen dem Vorschubmittel und dem Werkstück nicht nur materialbedingt sein kann,

« sondern auch von der Drehzahl der Nähmaschine abhängen kann, wird durch die Maßnahme nach Anspruch 5 dafür gesorgt, daß die Nähmaschine während des Vorschubmeßvorganges mit konstanter niedriger Drehzahl läuft.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispicles erläutert. Es zeigt

F i g. i eine schaubildliche Darstellung des Triebwerks einer Zweinadclnähmaschine mit einzeln vom Antrieb abkuppelbarcn Nadclstangen;

F i g. 2 eine schematische Darstellung verschiedener Organe der Einrichtung zum Formnähen und ihrer Verbindung untereinander und mit verschiedenen Elementen der Nähmaschine;
Fig.3 eine schematischc Darstellung eines Eckennähvorganges mit einer unkorrigierten Nah! und zwei Beispielen einer korrigierten Naht;

Fig.4 eine schematische Darstellung eines Eckennähvorganges an ei.;p.m Werkstück mit stumpfwinklig zueinander verlaufenden Kanten;

Fig.5 eine schematische Darstellung eines Eckennähvorgangcs auf einer Zweinadelnähmaschine.

Die in F>g. 1 nur zum Teil dargestellte Nähmaschine 1 hat einen Arm 2 und einen Kopf 3. Eine im Arm 2

gelagerte Hauptwelle 4 treibt über eine Kurbel 5 und einen Lenker 6 eine Mitnehmerhülse 7 an. In der Mitnehmerhülse 7 sind eine linke und eine rechte Nadelstange 8, 9 gleitbar geführt, die je einen Quersteg 10 aufweisen. An der Mitnehmerhülse 7 sind zwei Kipphebel 11, 12 gelagert. Die Kipphebel 11, 12 sind an ihrem oberen Ende als Mitnehmerhaken ausgebildci und übergreifen in der dargestellten Kuppclstellung die Querstege 10, wodurch die Nadelstangen 8, 9 formschlüssig mit der Mitnehmerhülse 7 verbunden sind. Die Kipphebel 11, 12 tragen an ihrem unteren Ende seillich abgebogene Ansätze 13. Im Kopf 3 ist eine Schaltwelle 14 drehbar gelagert, die im Bereich der auf- und abbewegten Kipphebel II, 12 einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt hat. Die Kipphebel 11, 12 und die Schaltwelle 14 sind Bestandteil einer Schalteinrichtung 15. die einer in dem DE-GM 19 72 377 als erstes Ausführungsbeispiel beschriebenen und in den F i g. 1 und 2 dargestellten Schalteinrichtung entspricht.

Am unteren Ende der Schaltwelle 14 ist ein Hebel 16 befestigt, der über einen Gabelkopf 17 mit der Kolbenstange 18 eines Druckluftzylinders 19 verbunden ist. Das Gehäuse des Druckluftzylinders 19 ist am Gehäuse eines zweiten Druckluftzylinders 20 befestigt, dessen Kolbenstange 21 über ein Verbindungsstück 22 an einer am Kopf 3 befestigten Tragplatte 23 angelenkt ist. Durch die beiden in Reihe geschalteten Druckluftzylinder 19, 20 läßt sich die Schaltwelle 14 in drei verschiedene Schaltstellungen drehen.

Die Nadehtangen 8, 9 tragen je eine Nadel 24. Mit den Nadeln 24 arbeiten zwei nicht dargestellte Greifer sowie ein Stoffschieber 25 zusammen. Der Stoffschieber 25 ist auf einem unterhalb der in F i g. 5 dargestellten Stichplatte 26 der Nähmaschine gelagerten Träger 27 befestigt. Der Träger 27 umgreift mit einem gabelförmig ausgebildeten Ende einen Exzenter 28, der auf einer von der Hauptwelle 4 synchron angetriebenen Welle 29 befestigt ist. Der Exzenter 28 erteilt dem Stoffschieber 25 bei jedem Stichbildevorgang eine Hubbewegung.

Der Träger 27 ist mit einer gabelförmig ausgebildeten Kurbel 30 verbunden, die auf einer Schwingwelle 31 befestigt ist. Zum Antrieb der Schwingwelle 31 ist auf einer von der Hauptwelle 4 ebenfalls synchron angetriebenen Welle 32 ein Exzenter 33 befestigt, dessen Exzenterstange 34 an einem Zapfen 35 angelenkt ist. Auf diesem ist ein Lenker 36 gelagert, der mit Hilfe eines Zapfens 37 mit einer auf der Schwingwelle 31 befestigten Kurbel 38 verbunden ist. Seitlich der Exzenterstange 34 ist auf dem Zapfen 35 ein Lenker 39 befestigt, der einen von einer Kurbel 40 getragenen Zapfen 41 umgreift. Die wirksame Länge des Lenkers 36 ist gleich der wirksamen Länge des Lenkers 39. Dies hat zur Folge, daß dann, wenn die beiden Zapfen 37, 41 miteinander fluchten, die Schwingwelle 31 trotz sich bewegender Exzenterstange 34 in Ruhe verbleibt.

Zum Variieren der auf die Schwingwelle 31 einwirkenden Bewegung der Exzenterstange 34 ist die Kurbel 40 auf einer im Durchmesser gestuften Steilwelle 42 festgeklemmt, die ferner eine Steilkurbel 43 trägt Diese ist über eine Kugelzugstange 44 mit einem Ende eines Schwinghebels 45 verbunden, der um eine ortsfeste Achse 46 schwenkbar ist. Das noch freie Ende des Schwinghebels 45 weist einen kugelförmiger. Ansatz 47 auf. der zwischen zwei Seitenwandungen einer Stellkurve 48 eines drehbar gelagerten Stellrades 49 ragt. Eine die Stellwelle 42 umgebende, einerends an dieser und anderenends am Gehäuse 50 der Nähmaschine 1 befestigte Drehfeder 51 hält den Ansatz 47 des Schwinghebels 45 in ständiger Anlage an der einen der Seitenwandungen der Stellkurve 48. Die Bauteile 39 bis 51 bilden eine Stellvorrichtung 52 für die Größe der Vorschubbewegung des Stoffschiebers 25, wobei die Stellkurve 48 so spiralförmig ausgebildet ist, daß sich Stichläingen von 0—6 mm einstellen lassen.

Der Umfang des Stellradcs 49 ist mit eincir Schnekkcnradzahnung 53 verschen, in die eine Schnecke 54 eingreift. Die Schnecke 54 ist auf der Welle 55 eines

ίο Schrittmotors 5fe befestigt, der einstellbar auf einer Platte 57 des Gehäuses 50 angeordnet ist.

In Achsverliingcrung der Stellwelle 42 ist am Gehäuse 50 ein Potentiometer 58 angeordnet, dessen Stellglied 59 in einer axialen Bohrung der Stellwelle <12 befestigt ist. Das Potentiometer 58 ist über eine Leitung 60 mit einem Eingang eines Mikroprozessors 61 (Fig. 2) verbunden, der einen programmgesteuerten Schaltkreis bildet.
An einem am Kopf 3 angeordneten Träger 62 ist mit Abstand vor den beiden Nadelstangen 8, 9 bzw. dem in Fig. 2 und 5 schematisch dargestellten Nähfuß 63 ein Sensor 64 befestigt, der aus einem Lichtsender und einem Lichtempfänger besteht. Der Sensor 64 arbeitet mit einer auf der Stichplatte 26 befestigten Reflexfolie 65 (F i g. 5) zusammen und ist über eine Leitung 66 mit einem E'igang des Mikroprozessors 61 verbunden. Ein vom Licntsender des Sensors 64 ausgehender Lichtstrahl 67 fällt auf einen in Fig. 3 und 5 diirgestellten Abtastpunkt 68 und wird bei frei liegender Reflexfolie 65 auf den Lichtempfänger zurückgestrahlt.

Mit Abstand vor dem Sensor 64 ist am Träger 62 ein zweiter gleichartiger Sensor 69 angeordnet, dir in Verbindung mit dem Sensor 64 als Abtastvorrichtung 70 zur Ermittlung der Größe der Vorschubbewegung des

j: .

rr VJlClIl.

fällt auf einen Abtastpunkt 72 (F i g. 5). Der Sensor 69 ist über eine Leitung 73 mit einem Eingang des Mikroprozessors 61 verbunden. Mit seitlichem Abstand zum Sensor 69 ist am Träger 62 ein dritter gleichartiger Sensor 74 angeordnet, der in Verbindung mit dem Sensor 69 zur Bestimmung der Größe des Winkels .* zwischen zwei Kanten Ki und K 2 des Werkstückes W dient. Der Lichtstrahl 75 des Sensors 74 fällt auf einen Abtastpunkt 76. Der Sensor 74 ist über eine Leitung 77 mit einem Eingang des Mikroprozessors 61 verbunden.

Mit Abstand vor dem Sensor 69 ist am Träger 62 ein vierter gleichartiger Sensor 78 angeordnet, dessen Lichtstrahl 79 auf einen Abtastpunkt 80 fälli. und der über eine Leitung 81 mit einem Eingang des Mikr .prozessors 61 verbunden ist. Die Abtastpunkte 68, 72 und 80 liegen auf einer parallel zur Vorschubrichtung Vverlaufenden Geraden 82 (F i g. 5).

Ein in Fig.2 schematisch dargestellter Impulsgeber 83 enthält eine auf der Hauptwelle 4 befestigte, mit einer Vielzahl von Strichmarken 84 versehene Impulsscheibe 85 sowie eine auf die Strichmarken 84 ansprechende Lichtabtastung 86. Der Impulsgeber 8J ist über eine Leitung87 mit einem Eingang des Mikroprozessors 61 verbunden. Die Strichmarken 84 sind nur auf einem Teil der Impulsscheibe 85 vorhanden, nämlich auf dem Teil, der während der Transportphase des Stoffschiebers 25 die Lichtabtastung 86 durchläuft Auf diese Weise gibt der Impulsgeber 83 nur während der Transportphase der Nähmaschine 1 Impulse an den Mikroprozessor 61 ab. Selbstverständlich kann auch ein Impulsgeber verwendet werden, der während der gesamten Drehbewegung der Hauptwelle 4 Impulse abgibt, wenn sichergestellt ist, daß die Weitergabe deir Impulse

über die Leitung 87 an den Mikroprozessor 61 während der Nichttransportphase der Nähmaschine 1 verhindert wird. Am Mikroprozessor 61 ist ferner über eine Leitung 88 ein in F i g. 2 schematisch dargestelltes Eingabegerät 89 angeschlossen, das mit einer Tastatur zur Eingabe von Daten versehen ist.

Ein Ausgang des Mikroprozessors 61 ist über einen Leitungsstrang 90 mit einer bekannten, nicht dargestellten Steuerschaltung des Schrittmotors 56 verbunden. Ein weiterer Ausgang des Mikroprozessors 61 ist über einen Leitungsstrang 91 mit einer bekannten, nicht dargestellten S.'euerschaltung eines Positioniermotors 92 verbunden, der über einen Riementrieb 93 mit der Hauptwelle 4 der Nähmaschine 1 in Antriebsverbindung steht.

Zwei weitere Ausgänge des Mikroprozessors 61 sind über zwei nicht dargestellte Verstärker und zwei Leitungen 94, 95 mit den Schaltmagneten zweier 4/2-Wegeventile 96,97 verbunden. Die Wegeventile 96,97 dienen zur gesteuerten Beaufschlagung der Druckluftzylinder 19, 20, wobei die Druckluftquelle mit 98 bezeichnet ist.

Die Nähmaschine arbeitet wie folgt:

Es wird zunächst das Nähen einer einreihigen Eckennaht 99 an einem Werkstück W mit einer rechtwinklig zur Nähgutkante K 1 verlaufenden Folgekante K 2 beschrieben. Normalerweise wird man eine einreihige Naht auf einer Einnadelnähmaschine bilden. Der vereinfachten Beschreibung wegen wird die einreihige Naht jedoch auf der vorstehend beschriebenen Zweinadelnähmaschine 1 genäht. In diesem Fall wird dem Mikroprozessor 61 über das Eingabegerät 89 der Befehl eingegeben, das Wegeventil 97 aus der in F i g. 2 gezeigten in die andere Stellung umzuschalten, wodurch der Druekiuftzyünder IS umgesteuert und der Hebe! «6 so geschwenkt wird, daß die Schaitweiie i4 den Kipphebel 11 in die Entkuppelstellung schwenkt. Auf diese Weise wird die linke Nadelstange 8 für die Dauer der gesamten Nahtbildung vom Antrieb abgekuppelt und in ihrer oberen Totpunktiage festgehalten.

Dem Mikroprozessor 61 wird ferner über das Eingabegerät 89 die Größe der Stichlänge eingegeben, mit der die Naht 99 gebildet werden soll. Der Mikroprozessor 61 gibt dem Schrittmotor 56 entsprechende Steuerbefehle, wodurch dieser das Stellrad 49 verdreht. Die Drehbewegung des Stellrades 49 wird über den Schwinghebel 45, die Kugelzugstange 44 und die Stellkurbel 43 auf die Stellweüe 42 übertragen. Dabei wird die Lage des Lenkers 39 gegenüber der Lage des Lenkers 36 so verändert, daß der Exzenter 33 dem Stoffschieber 25 eine der gewünschten Stichlänge entsprechende Vorschubbewegung erteilt Die beim Einstellen der Stichlänge auftretende Drehbewegung der Stellweile 42 bewirkt eine Veränderung des Widerstandes des mit der Steilweüe 42 verbundenen Potentiometers 58 in analoger Weise. Dieser, die eingestellte Stichlänge Ls₁ simulierende Wert, wird ebenfalls dem Mikroprozessor 61 eingegeben.

Schließlich wird in den Mikroprozessor 61 noch über das Eingabegerät 89 die Größe des Nahtabstandes a zwischen der Naht 99 und der Nähgutkante K 1 des Werkstückes W eingespeichert Bei einem Werkstück Wmit rechtwinklig zur Nähkante K 1 verlaufender Folgekante K 2 soii die Naht 99 in einem Eckpunkt E enden, der von beiden Kanten K 1 und K 2 gleich weit entfernt ist.

Nach Eingabe der für das Nähen benötigten Daten wird der Nähvorgang durchgeführt Gegen Ende des Nähvorganges läuft die Folgekante K 2 zuerst unter dem vorderen Sensor 78 hindurch. Sobald die Reflexfolie 65 im Abtastpunkt 80 frei liegt, gibt der Sensor 78 einen Schallimpuls an den Mikroprozessor 61. Dieser ■; schaltet daraufhin den Positioniermotor 92 auf eine vorbestimmte niedrige Drehzahl, bei der sich die Nähmaschine 1 später verzögerungsfrei stillsetzen läßt.

Danach läuft die Folgekante K 2 gleichzeitig unter den beiden Sensoren 69 und 74 hindurch. Sobald die Reflexfolie 65 in den Abtastpunkten 72 und 76 frei liegt, geben die Sensoren 69, 74 je einen Schaltimpuls an den Mikroprozessor 61. Da die beiden Schaltimpulse gleichzeitig erzeugt werden, erkenn! der Mikroprozessor 61, daß die Folgekante K 2 in einem Winkel λ = 90° zur Nähgutkante K 1 verläuft. Da hierbei der Abstand des vorbestimmten Eckpunktes £zur Folgekante K 2 stets dem Nahtabstand a entspricht, hat der Schaltimpuls des Sensors 74 in diesem Fall keinen weitergehenden Einfluß auf den weiteren Arbeitsablauf des Mikroprozessors61.

Der Schaltimpuls des Sensors 69 bewirkt, daß ab diesem Zeitpunkt die jeweils nur während der Transportphasen vom Impulsgeber 83 erzeugten Impulse in einem Register des Mikroprozessors 61 addiert werden, und zwar so lange, bis die Folgekante K 2 unter dem hinteren Sensor 64 hindurchläuft und dieser bei Freiwerden der Reflexfolie 65 im Abtastpunkl 68 einen Schaltimpuls an den Mikroprozessor 61 abgibt. Die so ermittelte, der tatsächlichen Bewegung des Werkstükkes W entsprechende Summe der Impulse des Impulsgebers 83 wird mit einer zur gleichen Zeit durch den Mikroprozessor 61 errechneten Anzahl von Impulsen verglichen, die sich durch Dividieren des Abstandes zwischen den Abtastpunkten 72 und 68 durch einen von der €ingC5tcntCn otiCiiiangC 1-.Si aLMiangigCii, ΙΓΓε iviiiCrGprG-zessoroi icsi gespeichefien Faktur ergibt.

Würde zwischen dem Stoffschieber 25 und dem Werkstück VV während der Transportphasen kein Schlupf stattfinden, so wäre die Summe der Impulse des Impulsgebers 83 exakt gleich der Anzahl der aus dem Abstand zwischen den Abtastpunkten 72 und 68 und dem von der eingestellten Stichlänge Lsi abhängigen Faktor errechneten Impulse. Normalerweise tritt aber zwischen dem Stoffschieber 25 und dem Werkstück W ein Schlupf auf, dessen Größe unter anderem von der Dicke, der Elastizität und der Oberflächenbeschaffenheit des Werkstückes W beeinflußt ist. Aufgrund des Schlupfes wird nun in dem Zeitraum zwischen den beiden Schaltimpulsen der Sensoren 69 und 64 eine größere Summe von Impulsen des Impulsgebers 83 registriert als bei schlupffreiem Transport. Die Größe des Gesamtschfupfes entspricht hierbei nun der Differenz zwischen der Summii der registrierten Impulse und der errechneten Anzahl Impulse.

Die bei Auftreten eines Schlupfes gegenüber der eingestellten Stichlänge L_s, kleinere tatsächlich ausgeführte Stichlän.ge L der Naht 99 berechnet der Mikroprozessor 61 wie Folgt:

L = Ls,

wobei Z\ die errechnete Anzahl Impulse und Z? die Summe der im Zeitraum zwischen den beiden Schaltimpulsen der Sensoren 63 und 64 registrierten impulse ist. Mit der Abgabe des Schaltimpulses durch den hinteren Sensor 64 wird der Mikroprozessor 61 veranlaßt, mit Hilfe der zuvor ermittelten tatsächlichen Stichlänge L zu berechnen, wie groß die Restnahtlänge 6' ab dem

Ansprechen des Sensors 64 wäre, wenn sie mit unveränderter Einstellung der Stellvorrichtung 52 genäht würde. Da es reiner Zufall wäre, wenn die Abgabe des Schaltimpulses des hinteren Sensors 64 mit dem Beginn einer Transportphase zeitlich zusammenfiele, wird im Mikroprozessor 61 durch Summieren der vom Impulsgeber 83 vom Zeitpunkt des Ansprechens des hinteren Sensors 64 bis zur Beendigung des angefangenen Stichs erzeugten Impulse die Restlänge Lr des angefangenen Stiches ermittelt. Die Restnahtlänge S berechnet sich nun wie folgt:

S = Lr + η ■ L

worin η die Anzahl der ganzen Sliche nach dem Ansprechen des hinteren Sensors 64 ist.

In Fig. 3 kennzeichnet der Punkt 100 die Lage der Nadel 24 der eingekuppelten Nadelstange 9 bezüglich des Werkstückes Wzu dem Zeitpunkt, zu dem die Kante K 2 durch den Abtastpunkt 68 des hinteren Sensors 64 hindurchläuft. Bei dem in F i g. 3 dargestellten Nahtbeispiel würde die Restnahtlänge S über den vorbestimmten Eckpunkt E hinausgehen, wobei La die Anfangslänge des letzten Stiches bis zum Eckpunkt E und Lb die Überschußlänge des letzten Stiches ist.

Anschließend berechnet der Mikroprozessor 61 unter Berücksichtigung des Schlupfes zwischen dem Stoffschieber 25 und dem Werkstück W. der Größe der Restlänge Lr des angefangenen Stiches, der Anfangs- bzw. Uberschußlänge L_A bzw. L_B des letzten Stiches und der Anzahl π der ganzen Stiche die korrigierte Stichlänge Lk, mit der die Naht 99 ab dem Ansprechen des Sensors 64 weitergenäht werden muß, damit der letzte Stich genau im vorbestimmten Eckpunkt £endet.

Sofern sich bei der Berechnung der KestnahtJänge S eine kleine Uberschußlänge L_n und eine große Anfangslänge La ergibt, wird durch Reduzieren der Stichlänge die Überschußlänge L_n auf die n-Stiche der Reslnaht verteilt, wobei sich die korrigierte Restnahtlänge Ski wie folgt berechnet:

20

25

S-L₁₁

Lr + η ■ L_K\

Sofern sich bei der Berechnung der Restnahtlänge S eine große Überschußlänge L_B und eine kleine Anfangslänge La ergibt, wird die Anfangslänge L_A des letzten Stiches durch Vergrößern der Stichlänge verteilt, wobei in diesem Fall die Anzahl der Reststiche um einen Stich vermindert wird. Die korrigierte Restnahtlänge S_K 11 berechnet sich hierbei wie folgt:

L_R + {n-\)L+L_A Lr+ (η-1) L_K π

Lr+ {η-V) (Z.+-

Aufgrund der hohen Operationsgeschwindigkeit des Mikroprozessors 61 wird praktisch schon unmittelbar nach dem Ansprechen des hinteren Sensors 64 dem Schrittmotor 56 ein der Differenz zwischen der voreingestellten Stichlänge Lsi und der errechneten korrigierten Stichlänge L_K entsprechender Stellbefehl zugeleitet.

worauf der Schrittmotor 56 die Stellvorrichtung 52 in entsprechender Weise einstellt.

Da bei der Berechnung der korrigierten Stichlänge Lk ein eventuell auftretender Schlupf zwischen dem Stoffschieber 25 und dem Werkstück W berücksichtigt und ausgeglichen wurde, wird die Naht 99 exakt im vorbestimmten Eckpunkt E beendet. Zugleich wird die Anfangslänge La oder Überschußlänge Lb des letzten Stiches der errechneten Restnahtlänge S gleichmäßig auf mehrere Stiche verteilt, so daß sich die dabei ergebende korrigierte Stichlänge Lk nur geringfügig von der Stichlänge L der übrigen Naht 99 unterscheidet. Auf diese Weise wird ein bezüglich der Stichlänge sehr gleichmäßig aussehendes Nahtbild erzielt.

Sofern der Winkel α kleiner oder größer als 90° -.si, berechnet sich der Abstand £>(F i g. 4) des Eckpunktes E zur Folgekante AC 2 wie folgt:

b =· a/sin«,

wobei a wieder der Nahtabstand ist. Die Größe des Winkels nc entspricht hierbei der Summe der im Zeitraum zwischen dem Ansprechen der beiden mittleren Sensoren 69 und 74 registrierten Impulse des Impulsgebers 83. Da der Sinus von 90° gleich 1 ist, hat ein Winkel tx von 90° keinen Einfluß auf die Berechnung der korrigierten Restnahtlänge S_K bzw. der korrigierten Stichlänge Lk. Dagegen wirkt sich ein von 90° abweichender Winkel λ in entsprechender Weise bei der Berechnung der korrigierten Restnahtlänge Sk bzw. der korrigierten Stichlänge Lk aus.

Beim Nähen von zweireihigen Eckennähten wird der im Abstand czur Folgekante K 2 liegende Eckpunkt E1 der inneren Naht 101 (F i g. 5) in der gleichen Weise wie der Eckpunkt £dereinreihigen Naht99 vom Mikroprozessor 6i durch entsprechendes Einstellen der Stellvorrichtung 52 angesteuert. Nach Vollendung des letzten Stiches der inneren Naht 101 im Eckpunkt E 1 wird die Nadelstange 8 in ihrer oberen Totpunktlage vom Antrieb abgekuppelt, indem der Mikroprozessor 61 das Wegeventil 97 umsteuert und dadurch bewirkt, daß der Kipphebel 11 in die Entkuppelstellung geschwenkt wird. Nach dem Abkuppeln der Nadelstange 8 wird die äußere Naht 102 bis zu ihrem Eckpunkt £2 weitergenäht, wobei die für diesen Restabschnitt d erforderliche Stichlänge um! ggf. die Anzahl der Stiche wieder vom Mikroprozessor 61 berechnet werden. Nach Vollendung des letzten Stiches der äußeren Naht 102 im Eckpunkt £2 wird die Nähmaschine 1 bei im unteren Totpunkt stehender Nadelstange 9 stillgesetzt und danach das Werkstück W um die nun als Drehachse dienende Nadel 24 gedreht, bis die Kante K 2 parallel zur Vorschubrichtung Vverläuft
Sobald das Werkstück W in die neue Lage gedreht wurde, wird die Nähmaschine 1 wieder in Betrieb gesetzt und zunächst nur mit der Nadelstange 9 die äußere Naht 103 genäht Sobald die äußere Naht 103 eine Länge erreicht hat, die dem Restabschnitt d der Naht 102 entspricht, bewirkt der Mikroprozessor 61, daß die Nadelstange 8 wieder mit dem Antrieb gekuppelt und die Stellvorrichtung 52 auf den ursprünglich eingestellten Wert zurückgestellt wird. Ab diesem Zeitpunkt werden nun beide Nähte 103 und 104 mit der gleichen Stichlänge genäht wie die Nähte 101 und 102 vor Beginn der Korrekturphase.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Nähmaschine mit einem durch eine Stellvorrichtung einstellbaren Vorschubmittel und einer Einrichtung zum Herstellen von Fonnnähten, die einen vor der Nadel angeordneten, eine winkelförmig zu einer ersten Nähgutkante verlaufende Folgekante eines Werkstückes abtastenden Sensor für eine Stichzählung, einen mit der Hauptwelle der Nähmaschine to gekoppelten Impulsgeber zum Feststellen der Winkelstellung der Hauptwelle zum Zeitpunkt des Ansprechens des Sensors und einen programmgesteuerten Schaltkreis aufweist, der die Nähmaschine in Abhängigkeit von den vom Sensor und dem Impuls- is geber ausgehenden Impulsen in einem vorbestimmbaren Endpunkt stillsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Differenz zwischen der SHI- und der Istvorschublänge des Werkstückes (W) eine dessen Istvorschublänge ermittelnde, mit einem während der Transportphase des Vorschubmittels (25) Zählimpulse erzeugenden Impulsgeber (83) schaltungsmäßig verbundene Abtastvorrichtung (70) vorgesehen ist und der Stellvorrichtung (52) ein Stellmittel (56J zugeordnet ist, das durch den Schaltkreis (61) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Soll- und der Istvorschublänge sowie der Winkelstellung der Hauptwelle (4) zum Zeitpunkt des Ansprechens des Sensors (64) so beeinflußt wirci, daß die wirksam werdende Vorschublänge gleich einem ga^zzahlL^an Quotient aus der Division des Abstandes/Sk—Z.«,} zwischen dem Ende des beim Ansprechen des S asors (64) fertig zu bildenden Stiches und der geforderten Einstichstelle (E) für den letzten Stich und der Anzahl der Restnahtstiche ist.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (64) ein Bestandteil der Abtastvorrichtung (70) ist und der Impulsgeber (83) für die Ermittlung der Istvorschublänge zugleich zur Ermittlung der Winkelstellung der Hauptweüt-(4) zum Zeitpunkt des Ansprechens des Sensors (64) auf die Folgekante (K 2) des Werkstückes (W)dient.

3. Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen des Winkels (rx) zwischen der ersten Nähgutkante (K 1) und der Folgekante (K 2) des Werkstückes (W) vor dem ersten Sensor (64) ein zweiter und dritter Sensor (69, 74) angeordnet sind, die quer zur Vorschubrichtung (V) einen gegenseitigen Abstand aufweisen.

4. Nähmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Sensoren (69) zur Messung der Istvorschublänge des Werkstückes (W^ ein Bestandteil der Abtastvorrichtung (70) ist.

5. Nähmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslösen einer Drehzahlreduzierung der Nähmaschine (1) auf eine während des Meßvorganges der Istvorschublänge konstante niedrige Drehzahl vor bo der Abtastvorrichtung (70) ein vierter, die Folgekante (K 2) des Werkstückes (W) abtastender Sensor (78) angeordnet ist.