DE10019921C1 - Sewing machine including sensors and computerized control, has stitch length control mechanism supplied with speed-dependent correction values - Google Patents
Sewing machine including sensors and computerized control, has stitch length control mechanism supplied with speed-dependent correction valuesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a sewing machine according to the preamble of Claim 1.
Durch die dem Oberbegriff des Anspruches 1 zugrundeliegende DE 32 16 993 C3 ist es bekannt, die Positioniergenauig keit der Nadel im Nahtendpunkt dadurch zu erhöhen, daß mit Hilfe einer auf den Durchlauf der Werkstückkante ansprechenden Abtastvorrichtung die Differenz zwischen der Soll- und der Istvorschubgröße des Vorschub mittels ermittelt und bei der Berechnung für die Einstellung der Stichstellvor richtung berücksichtigt wird. Abgesehen davon, daß eine solche mindestens zwei gegenseitig beabstandete Sensoren aufweisende Abtastvorrichtung aufwendig ist, kann es beim Nähen entlang kurvenförmiger Werkstückkanten, wie z. B. bei Hemdenkrägen, aufgrund der Drehbewegung des Werkstückes Ungenauigkeiten beim Abtastvorgang geben, die das Meßergebnis verfälschen.By the basis of the preamble of claim 1 DE 32 16 993 C3 it is known that the positioning is accurate speed of the needle in the end point of the seam by using a scanning device responsive to the passage of the workpiece edge the difference between the target and actual feed size of the feed determined by and in the calculation for the setting of the stitch position direction is taken into account. Apart from the fact that at least two scanning devices having mutually spaced sensors is complex, it can be when sewing along curved workpiece edges, such as B. shirt collars, due to the rotational movement of the workpiece Giving inaccuracies in the scanning process that falsify the measurement result.
Es hat sich herausgestellt, daß eine ganz wesentliche Ursache für die beobachteten Abweichungen zwischen der eingestellten Vorschubgröße und dem tatsächlichen Vorschubbetrag des Werkstückes darin besteht, daß mit zunehmender Maschinendrehzahl der Vorschubbetrag des Werkstückes pro Stichbildevorgang generell stetig zunimmt, so daß die Stichlänge immer größer wird.It has been found that a very important cause for the observed deviations between the set feed size and the actual feed amount of the workpiece is that with increasing machine speed the feed amount of the workpiece per Stitch formation process generally increases so that the stitch length always gets bigger.
Diesem Vorschubverhalten wird bei der aus der US-PS 4 548 143 bekannten Nähmaschine dadurch Rechnung getragen, daß die Anzahl der Restnahtstiche in Abhängigkeit von der zum Zeitpunkt des Kantenerkennens herrschenden Maschinendrehzahl berechnet wird. Durch diese Maßnahme sollen die drehzahlabhängigen Stichlängenveränderungen nicht mehr zu ungenauen Ergebnissen führen können. Allerdings ist diese Art der Kompensation dreh zahlabhängiger Stichlängenveränderungen nur bei solchen Verfahren zum Ansteuern eines vorbestimmten Endpunktes einer Naht anwendbar, bei denen ein Stichlängenteilbetrag ausschließlich beim letzten Stich berücksichtigt wird. This feed behavior is known from US Pat. No. 4,548,143 Sewing machine taken into account in that the number of remaining seam stitches depending on the prevailing at the time of edge detection Machine speed is calculated. Through this measure, the Speed-dependent changes in stitch length are no longer too imprecise Can lead to results. However, this type of compensation is rotary Number-dependent changes in stitch length only with such procedures for Controlling a predetermined end point of a seam applicable at which a partial stitch length amount is only taken into account for the last stitch.
Durch die DE 36 17 204 C1 ist eine Nähmaschine mit einer Vorrichtung zum Messen der tatsächlichen Vorschublänge des Stoffschiebers bekannt. Abgesehen davon, daß eine solche Meßvorrichtung und die zugeordnete Signalverarbeitungseinrichtung vergleichsweise aufwendig sind und Störeinflüsse wie z. B. Vibrationen die Meßergebnisse verfälschen können, ergibt sich zusätzlich noch eine prinzipbedingte Stichlängenabweichung dadurch, daß die Messung der tatsächlichen Stichlänge bei einer deutlich höheren Drehzahl und somit bei einer höheren Soll-Istwert-Abweichung der Stichlänge durchgeführt wird als anschließend die Bildung der letzten Stiche.DE 36 17 204 C1 is a sewing machine with a device for Knowing the actual feed length of the fabric pusher known. Apart from the fact that such a measuring device and the associated Signal processing device are comparatively complex and Interferences such as B. vibrations can falsify the measurement results, there is also a principle-related deviation in stitch length in that the measurement of the actual stitch length at a clear higher speed and thus with a higher target-actual value deviation of the Stitch length is then carried out as the formation of the last Stitches.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nähmaschine zu schaffen, bei der die Kompensation der drehzahlabhängigen Stichlängenveränderungen eine beliebige Längengestaltung der nach der Kantenerkennung noch zu bildenden Restnahtstiche ermöglicht. Die Aufgabe wird durch das kenn zeichnende Markmal des Anspruches 1 gelöst.The invention has for its object to provide a sewing machine where the compensation of the speed dependent stitch length changes any length of the still after the edge detection forming residual seam stitches. The task is known by the drawing feature of claim 1 solved.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, den sich bei höheren Drehzahlen ergebenden Veränderungen der effektiven Stichlänge gegenüber der eingestellten Stichlänge durch eine entsprechende Korrektur der Einstellung der Stichstellvorrichtung unmittelbar entgegenzuwirken, so daß die Stichlängenveränderungen erst gar nicht in Erscheinung treten und deshalb auch nicht durch nachträglich zu treffende Maßnahmen wieder ausgeglichen werden müssen.The invention is essentially based on the idea that is at changes in the effective stitch length resulting in higher speeds compared to the set stitch length by an appropriate correction to counteract the setting of the stitch setting device immediately, so that the stitch length changes do not appear at all and therefore also not compensated for by measures to be taken subsequently Need to become.
Durch die erfindungsgemäße Kompensation der drehzahlabhängigen Stich längenveränderungen wird somit beim Nähen der Reststiche nach einer Kanten erkennung eine sich sonst besonders stark auswirkende Störgröße ausge schaltet, so daß die tatsächliche Stichlänge der Restnahtstiche nunmehr der berechneten Stichlänge sehr nahe kommt und folglich eine vergleichbar hohe Positioniergenauigkeit der Nadel im Nahtendpunkt erreicht wird. By the compensation of the speed-dependent stitch according to the invention Length changes are thus when sewing the remaining stitches after an edge detection a disturbance variable that otherwise has a particularly strong effect switches, so that the actual stitch length of the remaining seam stitches is now the calculated stitch length comes very close and therefore a comparable high Positioning accuracy of the needle in the seam end point is achieved.
Durch die Berücksichtigung drehzahlabhängiger Korrekturwerte besteht insbesondere in Verbindung mit der im Anspruch 2 angegebenen Maß nahme, wonach die drehzahlabhängigen Korrekturwerte in einem Daten speicher in Tabellenform abgelegt und vom Rechner auslesbar sind, die Möglichkeit, schon zu Beginn einer Drehzahländerung sofort auch die hierzu passende Korrektur der Stichlängeneinstellung einzuleiten. Dies ermöglicht es, unter Umgehung der in der DE 38 04 920 A1 geoffenbarten Maßnahme, die Drehzahl etliche Stiche vor dem Nahtende auf einen niedrigen Wert zu reduzieren, nunmehr die Drehzahl in der in der DE 196 15 308 C1 dargestellten Weise kontinuierlich bis auf Null abzu senken, wobei gewährleistet wird, daß die Istlänge aller restlichen ganzen Stiche der eingestellten Stichlänge entspricht.By taking speed-dependent correction values into account in particular in connection with the measure specified in claim 2 took, after which the speed-dependent correction values in a data stored in table form and can be read by the computer, the Possibility of also immediately at the beginning of a speed change initiate appropriate correction of the stitch length setting. This enables, bypassing the one disclosed in DE 38 04 920 A1 Measure, the speed several stitches before the seam end on one to reduce the low value, now the speed in the in the DE 196 15 308 C1 shown continuously down to zero lower, ensuring that the actual length of all remaining whole Stitches correspond to the set stitch length.
Durch die Maßnahme nach Anspruch 3 wird die Positioniergenauigkeit der Nadel im Nahtendpunkt noch weiter gesteigert, indem die im allgemeinen nichtlineare Stellcharakteristik der Stichstellvorrichtung wertemäßig erfaßt und als stichlängenbezogene Korrekturwerte bei der Berechnung der Restnahtstiche mit berücksichtigt werden.By the measure according to claim 3, the positioning accuracy of the Needle at the end point of the seam increased even further by the general non-linear setting characteristic of the stitch setting device recorded in terms of value and as stitch length related correction values when calculating the Residual seam stitches are also taken into account.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispieles erläutert. Es zeigen:The invention is based on an embodiment shown in the drawing example explained. Show it:
Fig. 1 ein Diagramm mit einer drehzahlabhängigen Stichlängenkennlinie und Fig. 1 is a diagram with a speed-dependent stitch length characteristic and
Fig. 2 eine Nähmaschine mit einem schematischen Blockschaltbild der Steuereinrichtung. Fig. 2 is a sewing machine with a schematic block diagram of the control device.
Bei der Nähmaschine 1 ist die Grundplatte mit 2 und das Obergehäuse mit 3 bezeichnet. Im Kopf des Obergehäuses 3 ist eine auf und abbewegbare Nadelstange 4 mit einer Nadel 5 gelagert. Mit der Nadel 5 arbeitet in bekannter Weise ein nicht dargestellter Greifer zusammen.In the sewing machine 1 , the base plate is denoted by 2 and the upper housing by 3. In the head of the upper housing 3 , a needle bar 4 with a needle 5 is moved up and down. A gripper (not shown) cooperates with the needle 5 in a known manner.
In der Grundplatte 2 ist ein Stoffschieber 6 angeordnet. Der Stoffschieber 6 entspricht bei der in der eingangs genannten DE 32 16 993 C3 geoffenbarten Nähmaschine dem dort mit 25 bezeichneten Stoffschieber. Ebenso entspricht die Antriebsvorrichtung des Stoffschiebers 6 derjenigen des Stoffschiebers 25 aus der DE-C3 und enthält somit eine Stichstell vorrichtung 7, die wie bei der bekannten Nähmaschine als Gelenkstichsteller ausgebildet ist. Der Stichstellvorrichtung 7 ist eine Stellwelle 8 zugeordnet, die bei der bekannten Nähmaschine der Stellwelle 42 entspricht. Die Stellwelle 8 ist direkt mit einem als Stellmittel dienenden Schrittmotor 9 verbunden.A fabric slide 6 is arranged in the base plate 2 . In the sewing machine disclosed in the aforementioned DE 32 16 993 C3, the fabric slide 6 corresponds to the fabric slide labeled 25 there. Likewise, the drive device of the fabric pusher 6 corresponds to that of the fabric pusher 25 from DE-C3 and thus contains a stitch setting device 7 which, as in the known sewing machine, is designed as an articulated stitch actuator. The stitch setting device 7 is assigned an actuating shaft 8 , which corresponds to the actuating shaft 42 in the known sewing machine. The actuating shaft 8 is connected directly to a stepping motor 9 serving as an actuating means.
Zum Antrieb der Nähmaschine dient ein in der Grundplatte 2 angeordneter Positioniermotor 10 mit einer Steuerung 11. Der Positioniermotor 10 treibt u. a. in nicht näher bezeichneter Weise eine Antriebswelle 12 für den Stoff schieber 6 an. Am Positioniermotor 10 ist ein Impulsgeber 13 angeordnet, der zur Ermittlung der Drehzahl der Nähmaschine 1 und der Winkelstellung der Antriebswelle 12 dient, wenn eine Werkstückkante durch den Lichtstrahl einer Lichtschranke hindurchläuft, von der nur ein am Kopf des Obergehäuses 3 angeordneter Sensor 14 dargestellt ist. A positioning motor 10 arranged in the base plate 2 and having a control 11 serves to drive the sewing machine. The positioning motor 10 drives, inter alia, a drive shaft 12 for the cloth slide 6 in a manner not specified. A pulse generator 13 is arranged on the positioning motor 10 and serves to determine the speed of the sewing machine 1 and the angular position of the drive shaft 12 when a workpiece edge passes through the light beam of a light barrier, of which only one sensor 14 arranged at the head of the upper housing 3 is shown.
Die Steuerungseinrichtung enthält einen Rechner 15, der im wesentlichen aus einem Prozessor 16, einem I/O-Glied 17 und zumindest einem EPROM 18 besteht. Der Rechner 15 ist mit einem Bedienfeld 19 verbunden.The control device contains a computer 15 , which essentially consists of a processor 16 , an I / O element 17 and at least one EPROM 18 . The computer 15 is connected to a control panel 19 .
Im Diagramm der Fig. 1 ist dargestellt, wie die Stichlänge S in mm bei unveränderter Einstellung der Stichstellvorrichtung 7 mit zunehmender Drehzahl n in min-1 der Nähmaschine immer größer wird und von z. B. 2 mm im unteren Drehzahlbereich von 1 bis 500 min-1 bis zu ca. 2,5 mm bei n = 6.000 min-1 anwächst. Dieses Transportverhalten tritt generell bei allen Nähmaschinen auf, kann jedoch von Maschinentyp zu Maschinentyp unterschiedlich sein.The diagram in FIG. 1 shows how the stitch length S in mm with unchanged setting of the stitch adjusting device 7 with increasing speed n in min −1 of the sewing machine becomes ever larger and from z. B. 2 mm in the lower speed range from 1 to 500 min -1 up to about 2.5 mm at n = 6,000 min -1 . This transport behavior generally occurs with all sewing machines, but can vary from machine type to machine type.
Zur Kompensation dieser in der Istwertkurve Si dargestellten drehzahl abhängigen Stichlängenveränderung wird für jeden Maschinentyp und jede Maschinenbaureihe durch Messungen der bei jeder Stichlänge S und jeder Drehzahl n erforderliche Korrekturwert K1 ermittelt, mit dem die Stichstell vorrichtung 7 verändert eingestellt werden muß, um eine korrigierte Sollwert kurve Ss zu erhalten, bei der die tatsächlich ausgeführte Stichlänge St über dem gesamten Drehzahlbereich stets der eingestellten Stichlänge Se entspricht. Diese Korrekturwerte K1 werden im EPROM 18 in Tabellenform abgelegt.To compensate for this speed-dependent stitch length change shown in the actual value curve Si, for each type of machine and each machine series is determined by measurements of the correction value K1 required for each stitch length S and each speed n, with which the stitch adjusting device 7 must be adjusted to change a corrected setpoint curve To obtain Ss in which the stitch length St actually executed always corresponds to the set stitch length Se over the entire speed range. These correction values K1 are stored in table form in the EPROM 18 .
Ferner wird für jede Maschinenbaureihe durch Messungen die drehzahlunab hängige Stellcharakteristik der Stichstellvorrichtung 7 ermittelt, d. h. die sich bei konstanten Verstellwinkelschritten der Stellwelle 8 ergebenden Stichlängen einstellwerte der Stichstellvorrichtung 7, die im allgemeinen nicht linear sind und insbesondere beim Wechsel der Vorschubrichtung in größerem Umfang unterschiedlich groß sein können. Zur Kompensation dieser Nichtlinearität wird für jeden Stichlängeneinstellwert ein Korrekturwert K2 ermittelt, mit dem die Stichstellvorrichtung 7 verändert eingestellt werden muß, um bei jeder gleichgroßen Winkelverstellung der Stellwelle 8, d. h. für jeden vom Schritt motor 9 ausführbaren Winkelschritt eine gleichmäßige Veränderung der eingestellten Stichlänge S zu erhalten. Diese drehzahlunabhängigen Korrekturwerte K2 werden ebenfalls im EPROM 18 in Tabellenform abgelegt.Further, the drehzahlunab dependent adjustment characteristic of the stitch regulating device 7 is determined for each machine line by means of measurements, that is, be in constant Verstellwinkelschritten the adjusting shaft 8 stitch lengths resulting set values of the stitch regulating device 7, which are non-linear in general and in particular when changing the feed direction to a greater extent different size can. To compensate for this non-linearity, a correction value K2 is determined for each stitch length setting value, with which the stitch setting device 7 must be adjusted so as to obtain a uniform change in the set stitch length S for each angular adjustment of the adjusting shaft 8 , ie for each angular step executable by the step motor 9 . These speed-independent correction values K2 are also stored in table form in EPROM 18 .
Beim Betrieb der Nähmaschine 1 liest der Rechner 15 den der eingestellten Stichlänge S zugeordneten Korrekturwert K2 sowie den der aktuellen Dreh zahl n zugeordneten Korrekturwert K1 aus dem EPROM 18 und berechnet aus ihnen eine Korrekturstellgröße für den Schrittmotor 9, mit der dieser die Stichstellvorrichtung 7 so verstellt, daß bei jeder beliebigen Drehzahl die tatsächlich ausgeführte Stichlänge St der eingestellten Stichlänge Se entspricht.When the sewing machine 1 is operating, the computer 15 reads the correction value K2 assigned to the set stitch length S and the correction value K1 assigned to the current speed n from the EPROM 18 and calculates from them a correction manipulated variable for the stepping motor 9 , with which it adjusts the stitch setting device 7 that at any speed the stitch length St actually executed corresponds to the stitch length Se set.
Aufgrund dieser Kompensation der sonst auftretenden drehzahlabhängigen Stichlängenveränderungen kann nunmehr jede Naht mit stets gleichlangen Stichlängen gebildet werden. Vor allen Dingen wird nun auch beim Bilden des Endstiches einer Naht die Nadel 5 genau in der vorausberechneten Position eingestochen, ohne daß es zuvor eines Soll-Istwert-Vergleiches der Vorschubgröße des Werkstückes bedarf. Auf diese Weise wird das Ansteuern des vorbestimmten Endpunktes einer Naht sehr viel einfacher ausgeführt als bei der Nähmaschine nach der eingangs genannten DE 32 16 993 C3. Darüber hinaus wird eine verbesserte Genauigkeit erzielt, da bei der Kompensation der drehzahlabhängigen sowie von der Stellcharakteristik der Stichstellvorrichtung 7 abhängigen Stichlängenveränderungen nicht die Fehlermöglichkeiten auftreten können, wie sie bei der bekannten Nähmaschine bei der Ermittlung der Differenz zwischen dem Soll- und Istwertvorschub nicht auszuschließen sind.Due to this compensation of the otherwise occurring speed-dependent changes in stitch length, each seam can now be formed with stitch lengths that are always of the same length. Above all, the needle 5 is now inserted exactly in the pre-calculated position when forming the end stitch of a seam, without first requiring a comparison of the target and actual value of the feed size of the workpiece. In this way, the control of the predetermined end point of a seam is carried out much more simply than in the sewing machine according to DE 32 16 993 C3 mentioned at the beginning. In addition, an improved accuracy is achieved, since when compensating for the speed-dependent and length-dependent changes in stitch length which depend on the setting characteristic of the stitch setting device 7, the error possibilities cannot occur, as cannot be excluded in the known sewing machine when determining the difference between the setpoint and actual value feed.
Claims (3)
mindestens einem Vorschubmittel (6),
einer dem Vorschubmittel (6) zugeordneten Stichstell vorrichtung (7),
einer Einrichtung zum Ansteuern eines vorbestimmten Endpunktes einer Naht im Abstand von der Kante eines Werkstückes,
die Einrichtung umfaßt einen vor der Nadel (5) angeordneten Sensor (14), der beim Durchlauf der Werkstückkante den Vorgang zum Positionieren der Nadel (5) im Nahtendpunkt auslöst,
die Einrichtung umfaßt ferner einen die Drehzahl und die Winkelstellung einer Maschinenwelle (12) erfassenden Impuls geber (13) und einen Rechner (15), der in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Nadel (5) und Sensor (14) und der zum Zeitpunkt der Kantenerkennung ermittelten Winkelstellung der Maschinenwelle (12) die Anzahl der Restnahtstiche und über ein Stellmittel (9) die Einstellung der Stichstelleinrichtung (7) steuert,
dadurch gekennzeichnet,
daß während der Bildung der Restnahtstiche die Stichstellvor richtung (7) über den Rechner (15) und das Stellmittel (9) mit drehzahl abhängigen Korrekturwerten beaufschlagbar ist.1. Sewing machine with
at least one feed means ( 6 ),
a stitch setting device ( 7 ) assigned to the feed means ( 6 ),
a device for controlling a predetermined end point of a seam at a distance from the edge of a workpiece,
the device comprises a sensor ( 14 ) which is arranged in front of the needle ( 5 ) and which triggers the process for positioning the needle ( 5 ) at the end point of the seam when the workpiece edge passes through,
the device further comprises a speed sensor and the angular position of a machine shaft ( 12 ) detecting the pulse transmitter ( 13 ) and a computer ( 15 ) which, depending on the distance between the needle ( 5 ) and the sensor ( 14 ) and which were determined at the time of the edge detection Angular position of the machine shaft ( 12 ) controls the number of remaining seam stitches and the setting of the stitch setting device ( 7 ) via an adjusting means ( 9 ),
characterized by
that during the formation of the residual seam stitches, the Stichstellvor direction ( 7 ) via the computer ( 15 ) and the actuating means ( 9 ) can be acted upon with speed-dependent correction values.
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