DE3726704C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nähgutmustersensor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger Nähgutmustersensortyp für eine Nähmaschine ist in der DE 33 46 163 C1 offenbart. In diesem sind zwei sich gegen­ überliegende Sensoren mit den Nähgutteilen dazwischen vor­ gesehen. Einer ist nämlich über einem oberen Nähgut vorgesehen und der andere ist unter einem unteren Nähgut vorgesehen. Diese zwei Sensoren erfassen je ein Muster auf jedem Nähgutteil an einer stromaufwärts bzw. in Nährichtung vor der Näh- bzw. Stichbildestelle gelegenen Stelle.

Wenn zwei Nähgutteile mit Mustern auf ihren Außenoberflächen unter Verwendung der Sensoren einer Nähmaschine nach dem oben beschriebenen Stand der Technik zusammengenäht werden, wird eine Bedienungsperson benötigt, die zuerst die Muster der zwei Nähgutteile visuell ausrichtet, bevor sie die Werkstücke in die Maschine eingibt. Außerdem muß die Bedienungsperson die Nähgutteile so an einer stromaufwärts vor der Nähstelle gelegenen Position halten, daß die Kanten der zwei Nähgutteile beim Nähen ausgerichtet sind. Falls die Kanten verrutschen, wird genaues Erfassen der Muster unmöglich, weil jeder der Sensoren je ein Muster an anderer Stelle mißt. Diese ungenaue Messung der Muster auf den einzelnen Nähgutteilen macht ein genaues Ausrichten der Muster schwer. Als Resultat sind zwei mit ihren Mustern nicht ausgerichtete Nähgutteile zusammengenäht.

In der Absicht, das Verrutschen der Kanten zu vermeiden, muß die Nähgeschwindigkeit so verringert werden, daß die Bedienungsperson die Kanten der zwei Nähgutteile akkurat ausrichten kann.

Normalerweise werden die zwei Nähgutteile so je mit ihren Außenseiten innen vernäht, daß die Naht nicht zu sehen ist. Die Sensoren nach dem Stand der Technik, die über und unter den Werkstücken angeordnet sind, messen die Muster von der Rück­ seite. Für die Messung ist es schwer, die auf der Frontseite gedruckten Muster von der Rückseite genau zu erfassen, da die Muster manchmal auf der Rückseite nicht klar erscheinen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nähgutmustersensor zu schaffen, der auf zwei Nähgutteilen aufgedruckte Muster so erfaßt, daß die Muster beim Vernähen richtig ausgerichtet sind und der das Vernähen mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht, während die richtige Ausrichtung der Muster aufrechterhalten wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Nähgutmustersensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Soweit bei der Erfindung eine trennende Platte, die zur geteilten Führung der Nähgutteile dient und in Nährichtung betrachtet vor der Nähnadel bzw. Stichbildestelle angeordnet ist, zum Einsatz gelangt, wird angegeben, daß solches an sich aus der DE 26 41 323 A1 bekannt ist. Daher ist es auch erforderlich, daß der zur Erfindung gehörende Meßkopf Abmessungen auf­ weisen muß, der beim Einsatz in der an sich bekannten Trenn­ platte nicht störend ist.

Für die Weiterbildung des Anspruchs 1 nach dem Gegenstand des Anspruchs 2 ist zu berücksichtigen, daß es ebenfalls aus der DE 26 41 323 A1 hervorgeht, daß die an sich bekannte Trennplatte Bestandteil einer Führungseinrichtung ist.

Des weiteren Fortbildungen der Erfindung nach den Gegenständen der Ansprüche 3 und 4 sind darauf gerichtet unter Einsatz der Möglichkeiten von Lichtleitern und deren Aufteilung in einzelne Fasern, wie dies an sich gegenüber der älteren, als DE 37 04 824 A1 nachveröffentlichten Anmeldung bei der Musterkennung von Nähgutteilen nicht mehr neu ist, die Kriterien für die Abmessungen des Meßkopfes zu erfüllen. Soweit hierzu, wie in den weiteren auf die Fortbildung der Erfindung gerichteten Ansprüchen 5 bis 7 angegeben, Prismen und Reflektoren zum Umlenken von Lichtstrahlen eingesetzt werden, wird noch angegeben, daß das Zusammenwirken von Prismen und/oder Reflektoren mit Lichtleitern bzw. Lichtleiterbündeln aus der FR 25 44 877 bekannt ist.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Figuren. Von den Figuren zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Nähmaschine, die einen Mustersensor in einem ersten Ausführungsbeispiel einsetzt;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Lichtleiter, der aus einem optischen Faserbündel besteht;

Fig. 3 einen Teilquerschnitt eines Steuerkastens;

Fig. 4 einen senkrechten Querschnitt durch die Nähstelle und die Abtaststelle einer Nähmaschine gemäß Fig. 1;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht, die einen Meßkopf des Mustersensors des ersten Ausführungs­ beispieles darstellt;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die einen Meßkopf des Mustersensors eines zweiten Ausführungs­ beispieles zeigt.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist eine Stichplatte 2 auf einem Maschinenbrett 1 befestigt. Durch das Zusammenwirken einer Nadel 3, die durch die Stichplatte 2 hindurch auf- und niederfährt und einen in dem Maschinenbrett 1 installierten Schlingengreifer (nicht gezeigt) werden zwei Nähgutteile W1, W2 zusammengenäht.

In der Nähe der Nähstelle ist ein in beiden Richtungen längs und quer bewegbarer unterer Transporteur 4 unter der Nadelplatte 2 angebracht. Der untere Transporteur 4 und ein Preßfuß 5 bewirken zusammen das Führen beider, des oberen und des unteren Nähgutes W1 und W2. Ein oberer Transporteur 6 ist auf beiden Seiten des Preßfusses 5 angebracht. Der obere Transporteur ist ebenfalls in Längs- und Querrichtung bewegbar, wodurch eine ergänzende Bewegung für die Führung des oberen Nähgutes W1 gegeben ist. Die Führung durch den oberen Transporteur 6 kann in diesem Ausführungsbeispiel durch eine bekannte Führungssteuerung gesteuert werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sind in einem festgelegten Abstand vom Nähteil gegen die Stromrichtung drei Platten 7, 8 und 9 in zueinander bestimmtem Abstand angeordnet. Die Führungsplatten werden in eine Arbeitsposition (linke Seite in Fig. 1) und in eine Nichtarbeitsposition (rechte Seite) durch Betätigung eines Luftzylinders 10 verschoben. Wenn die Führungsplatten 7 bis 9 nicht im Einsatz sind, ist der Abstand zwischen den Führungsplatten durch einen Justierer (nicht gezeigt) so vergrößert, daß die Nähgutteile W1 und W2 leicht in die Zwischenräume zwischen den Platten 7 und 8 bzw. zwischen 8 und 9 je eingeführt werden können. Wenn danach die Führungsplatten 7 bis 9 in Arbeitsposition gebracht sind, ist der Abstand zwischen den Platten verkleinert. Die untere Führungsplatte 9 bildet in dieser Arbeitsposition eine Ebene mit der Stich­ platte 2. In diesem Zustand werden die Nähgutteile W1 und W2 geführt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, stehen aus der unteren Führungsplatte 9 ein Paar Regulierungsstifte 11 durch in der mittleren und oberen Führungsplatte 7 und 8 gebildete Schlitze 12 hervor. In einer Ecke auf der Unterseite der Führungsplatte 7 und 8 sind halbkugelförmige Vorsprünge 13 ausgebildet. Da die Vorsprünge 13 ein leichtes Festhalten der Nähgutteile W1 und W2 bewirken, während die Nähgutteile W1 und W2 geführt werden, erhalten die Werkstücke beim Nähen ein gegen den Uhrzeigersinn gerichtetes Moment. Die Kanten der Werkstücke W1 und W2 sind durch die Regulierungsstifte 11 begrenzt, wodurch die Kanten der Nähgutteile W1 und W2 genau ausgerichtet werden können.

In der mittleren Führungsplatte 8, die zwischen den Nähgutteilen W1 und W2 angeordnet ist, ist ein Mustersensorkopf 14 unter­ gebracht. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, weist der Meßkopf 14 ein erstes Prismenpaar 15 und ein zweites Prismenpaar 16 auf. Jedes der ersten Prismen 15 ist ein Dreieck, dessen Querschnitt ein gleichschenkliges Dreieck ist und dessen Hypotenuse an der des anderen liegt. Die zweiten Prismen 16 bestehen aus zwei Dreiecken, deren Horizontalschnitt ein gleichschenkliges Dreieck ergibt. Die zweiten Prismen 16 sind auf den beiden Seiten der ersten Prismen in Nährichtung angeordnet. Auf jeder der verbundenen Oberflächen der ersten Prismen ist ein Reflektor 17 durch aufgedampftes Aluminium ausgebildet. Genauso sind auf den Hypotenusenoberflächen der zweiten Prismen 16 Reflektoren 18 durch aufgedampftes Aluminium ausgebildet.

Fig. 3 zeigt einen in einem Maschinenrahmen (nicht gezeigt) angebrachten Steuerkasten 19. Wie in der Zeichnung zu sehen ist, sind in dem Steuerkasten ein Sender 20 und ein Empfänger 21 für von dem Meßkopf 14 gemessenes Licht vorgesehen. Der Sender 20 ist mit einer Lichtquelle 22 und einer Sammellinse 23 ausgerüstet. Der Empfänger 21 weist eine erste lichtempfindliche Diode 24 für das obere Nähgut W1 und eine zweite lichtempfindliche Diode 25 für das untere Nähgut W2 auf. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind beide Sender 20 und Empfänger 21, mit dem Meßkopf 14 durch die Vorrichtung eines Lichtleiters 26 verbunden. Der Lichtleiter 26 enthält ein Bündel dünner optischer Fasern. Ein Ende des optischen Faser­ bündels teilt sich in einen Zweig 27a zum Senden/Empfangen von Licht zu/von dem oberen Nähgut W1 und in einen Zweig 27b zum Senden/Empfangen zu/von dem unteren Nähgut W2. Dies geschieht jeweils via Meßkopf 14. Die Enden der zwei Zweige stoßen auf die zweiten Prismen 16, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Das andere Ende des Lichtleiters 26 teilt sich ebenfalls in drei Arme, wie in Fig. 3 gezeigt ist, d. h. ein Zweig 28a trifft auf die Sammellinse 23 des Senders 20, ein Arm 28b trifft auf die erste lichtempfindliche Diode 24 und ein Arm 28c trifft auf die zweite lichtempfindliche Diode 25.

Die Faserbündel im Lichtleiter 26 weisen zwei Bündel auf, d. h. Fa zum Senden des Lichtes auf das Werkstück und Fb zum Empfangen des von dem Werkstück reflektierten Lichtes. Das Verhältnis der Faseranzahl in Fa und Fb ist vorher festgelegt, wie in Fig. 2 gezeigt.

Jeder der Zweige 27a und 27b weist eine Hälfte der zwei Faserbündel Fa und Fb auf. Die Enden der Bündel Fa und Fb in den Zweigen 27a und 27b stoßen auf die zweiten Prismen 16 des Meßkopfes 14.

Das senderseitige Ende des Faserbündels Fa bildet den Zweig 28a des Lichtleiters 26 und liegt der Sammellinse 23 gegenüber. Das empfangsseitige Ende des Faserbündels Fb teilt sich in die Zweige 28b und 28c des Lichtleiters 26 und jedes der Enden liegt der lichtempfindlichen Diode 24 bzw. 25 gegenüber.

Wenn die Maschine gestartet wird, werden die beiden Nähgutteile W1 und W2 von dem oberen und dem unteren Transporteur 6 und 4 durch die Führungsplatten 7, 8 und 9 transportiert. Gleichzeitig werden die Nähgutteile W1 und W2 entlang ihrer Kanten durch das Zusammenwirken der Nadel 3 mit dem Schlingengreifer zusammengenäht. Beim Nähen geht das vom Sender ausgesandte Licht durch den Lichtleiter 26 und wird in die Zweige 27a und 27b zerteilt, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Die geteilten Lichtstrahlen treten in jedes der zweigten Prismen 16 ein und werden dann an den Reflektorflächen 18 in eine Richtung parallel zur Nährichtung reflektiert. Das Licht des Zweiges 27a wird dann durch die Reflektorfläche 17 der ersten Prismen 15 nach oben auf die untere Oberfläche des oberen Nähgutes W1 reflektiert. Andererseits wird das Licht des Zweiges 27b durch die Reflektorfläche 17 der ersten Prismen 15 nach unten auf die Oberfläche des unteren Nähgutes W2 reflektiert. Das von dem Nähgut W1 und W2 reflektierte Licht wird zum Empfänger 21 den gleichen Weg umgekehrt zurückübertragen.

Der Sensor erfaßt die Muster auf der Vorderseite der Nähgutteile W1 und W2 und gibt Mustersiganle aus. Die Mustersignale der Nähgutteile W1 und W2 werden von der Steuerung (nicht gezeigt) verglichen. Wenn die Mustersignale nicht zueinander passen, wird der Vorschub der oberen Transporteinrichtung 6 im Verhältnis zu dem der unteren Transporteinrichtung 4 von der zuvor genannten Transportsteuerung so eingestellt, daß die Muster der Nähgutteile W1 und W2 genau ausgerichtet sind. Da der Meßkopf 14 als schmaler Körper zwischen den Nähgutteilen W1 und W2 angeordnet ist, kann der Abstand zwischen dem oberen Nähgut W1 und dem unteren Nähgut W2 minimiert werden. Daraus ergibt sich, daß die zwei Nähgutteile leicht gehandhabt werden können. Entsprechend besteht durch den Gebrauch des erfindungsgemäßen Sensors die Möglichkeit, die auf die Vorder­ seitenoberflächen an der gleichen Stelle im Verhältnis zur Nähstation gedruckten Muster ohne mühevolle Korrektur der Mustersignale mit Hochgeschwindigkeit genau zu erfassen.

Es folgt eine Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7.

Ein bezeichnendes Merkmal des zweiten Ausführungsbeispieles ist, daß die von einem Leiter 126 ausgehenden Enden von Zweigen 127a, 127b so gebogen sind, daß sie sich gegenüberliegen. Ferner wird nur ein Prismenpaar 115, nämlich das gleiche wie die ersten Prismen 15 des ersten Ausführungsbeispieles verwendet. Die gebogenen Enden der Zweige 127a und 127b sind mit beiden Seiten der Prismen 115 verbunden. Das Licht fällt nämlich durch die Zweige 127a und 127b direkt in die Prismen 115 und wird an Reflektionsflächen 117 reflektiert. Das Licht des Arms 127a wird nach oben auf das obere Nähgut W1 reflektiert und das Licht des Arms 127b wird nach unten auf das Nähgut W2 reflektiert. Das jeweils von den Nähgutteilen W1 und W2 reflektierte Licht wird denselben Weg umgekehrt zurück übertragen, genauso wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Es ist weiterhin möglich, die Reflektorflächen 17 und 18 durch einen zweiseitigen ebenen Spiegel oder zwei einseitige Spiegel ohne die Prismen 15 und 16 zu bilden.

Claims (7)

1. Nähgutmustersensor (14) zur Mustererkennung auf sich gegen­ überliegenden Oberflächen zweier Nähgutteile (W1, W2) zum Einsatz in einer Nähmaschine zum Vernähen der beiden Nähgutteile (W1, W2) der Art, daß die Muster in einem vorbestimmten Verhältnis zueinan­ der ausgerichtet sind, mit
einer Lichtquelle (22) zum Erzeugen von Licht,
einem Lichtempfänger (21) zum Empfangen des Lichtes und
einem Meßkopf (14) zum Erfassen der Muster der zwei Nähgutteile (W1, W2),
dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (14) zwischen den beiden Nähgutteilen (W1, W2) angeordnet ist und daß der Meßkopf (14) das Licht von der Lichtquelle (22) auf jede der gegenüberliegenden Oberflächen der zwei Nähgutteile (W1, W2) leitet und das von denselben zurückgeworfene Licht an den Lichtempfänger (21) leitet, wobei der Meßkopf (14) in einer trennenden Platte (8) angeordnet ist, die zwischen den zwei Nähgutteilen (W1, W2) in Nährichtung vor der Nadel (3) der Nähmaschine liegt.

2. Nähgutmustersensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trennende Platte (8) in einer Führungsein­ richtung (7, 8, 9) vorgesehen ist, die außer der trennenden Platte (8) eine obere Führungsplatte (7) über der trennenden Platte (8) mit einem oberen Nähgutteil (W1) der beiden Nähgutteile (W1, W2) dazwischen aufweist und eine untere Führungsplatte (9) unter der trennenden Platte (8) mit einem unteren Nähgutteil (W2) der zwei Nähgutteile (W1, W2) dazwischen zum Führen der beiden Nähgutteile (W1, W2) an der Nähstelle der Nadel (3) aufweist.

3. Nähgutmustersensor nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch zwei Lichtteiler (27a; 27b; 127a; 127b) zum Leiten des Lichtes von der Lichtquelle (22) zu dem Meßkopf (14) und zum Leiten des Lichtes vom Meßkopf (14) zum Lichtempfänger (21) und einem in dem Meßkopf (14) vorgesehenen Reflektor (17, 117), der mit den zwei Lichtleitern (27a, 27b; 127a, 127b) verbunden ist zum Reflektieren des Lichtes von jedem der Lichtleiter (27a, 27b; 127a, 127b) auf jede der gegenüberliegenden Oberflächen der beiden Nähgutteile (W1, W2) und zum Reflektieren des von den gegenüber­ liegenden Oberflächen zurückgeworfenen Lichtes zu jedem der beiden Lichtleiter (27a, 27b; 127a, 127b).

4. Nähgutmustersensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der zwei Lichtleiter (27a, 27b; 127a, 127b) Bündel dün­ ner optischer Fasern (Fa, Fb) aufweist und daß das Bündel (Fa) zum Leiten des Lichtes von der Lichtquelle (22) zu dem Meßkopf (14) und das andere Bündel (Fb) zum Leiten des Lichtes von dem Meßkopf (14) zu dem Empfänger (21) vorgesehen ist.

5. Nähgutmustersensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reflektor (117) aus zwei dreieckigen Prismen (115) mit aneinander gelegten Hypotenusen gebildet ist, die das Licht reflektieren und daß die zwei Lichtleiter (127a, 127b) mit ihren anstoßenden Enden mit einem der Prismen (115) und mit ihrem anderen Ende mit der Lichtquelle (22) und dem Lichtempfänger (21) verbunden sind.

6. Nähgutmustersensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Meßkopf (14) zwei weitere dreieckige Prismen (16) aufweist, die je an jedem der zwei Lichtleiter (27a, 27b) an­ gebracht sind und je einer an beiden Seiten des Reflektors (17) zum Reflektieren des Lichtes von dem Lichtleiter (27a, 27b) zu dem Reflektor (17) und umgekehrt angebracht sind.

7. Nähgutmustersensor nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende eines jeden der zwei Lichtleiter (127a, 127b) an einer der beiden Seiten des Reflektors (117) ange­ bracht ist.