DE3917120C2

DE3917120C2 -

Info

Publication number: DE3917120C2
Application number: DE19893917120
Authority: DE
Inventors: Heribert 7513 Stutensee De Geisselmann; Manfred 7583 Ottersweier De Frank; Fritz 6753 Enkenbach-Alsenborn De Jehle; Erich 7500 Karlsruhe De Willenbacher
Original assignee: Pfaff Industriemaschinen 6750 Kaiserslautern De GmbH
Current assignee: GM Pfaff AG
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1990-10-18
Also published as: DE3917120A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 5.

Durch die DE-OS 37 38 893 ist eine Musterausrichteinrichtung für eine Nähmaschine bekannt, deren Funktionsweise dem Oberbegriff des Verfahrensanspruches 1 entspricht. Durch die bekannte Einrichtung lassen sich zwei die gleiche Oberflächenstruktur bzw. das gleiche Muster aufweisende Stofflage mustergerecht zusammennähen. Handelt es sich hierbei beispielsweise um ein Karomuster, so sollen quer zur Nahtlinie verlaufende Musterlinien der einen Stofflagen mit den entsprechenden Musterlinien der anderen Stofflage fluchten und parallel zur Nahtlinie verlaufende Musterlinien der einen Stofflage sollen den gleichen seitlichen Abstand zur Nahtlinie wie die entsprechenden Musterlinien der anderen Stofflage haben.

Als Voraussetzung für eine Ausrichtung von parallel zur Nahtlinie verlaufende Musterlinien muß zunächst eine der Stofflagen auf einen vorbestimmten Kantenabstand zur Stichbildestelle ausgerichtet werden. Zu diesem Zwecke ist ein Kantensensor vorgesehen, der den Abstand der Stofflagenkante ermittelt. Falls der Abstandsistwert vom Abstandssollwert abweicht, wird das Ausrichtmittel der entsprechenden Kantenführungsvorrichtung dahingehend beaufschlagt, daß die Soll-Istwert-Abweichung eliminiert wird. Die andere Stofflage wird nun aufgrund der bei der Kreuzkorrelationsanalyse gewonnenen Daten über einen gegebenenfalls vorhandenen Querversatz mit Hilfe des anderen Ausrichtmittels der Kantenführungsvorrichtung mustergerecht ausgerichtet.

Die bekannte Musterausrichteinrichtung wird vornehmlich für das Bilden der Rückenmittelnaht an Sakkos eingesetzt, da das einwandfreie Aussehen dieser Naht ein sehr wichtiges Gütekriterium bei der Beurteilung der Gesamtqualität dieser Kleidungsstücke ist. Hierbei kommt es ganz wesentlich darauf an, daß bei Karomustern die querverlaufenden Musterlinien des linken und des rechten Teiles absolut miteinander fluchten und die längsverlaufenden Musterlinien einen genau gleichen Abstand zur Nahtlinie aufweisen. Wegen der größeren Breite des Sakkos im Schulterbereich ergibt es sich jedoch, daß ansonst parallel zur Nahtlinie ausgerichtete Musterlinien in diesem Bereich unter einem spitzen Winkel zur Nahtlinie verlaufen. Bei bestimmten Mustern, bei denen die längsverlaufenden Musterlinien einen die Breite des Flächensensors überschreitenden gegenseitigen Abstand aufweisen, kann es nun im Schluterbereich vorkommen, daß die schrägverlaufenden Längslinien auf dem Meßfeld des Flächensensors seitlich herauswandern, so daß für eine bestimmte Zeit keine Längslinien detektiert werden können und somit kein den Querabstand der Längslinien abbildendes Signal gewonnen werden kann. Nun wäre es zwar möglich, zur Vermeidung dieser Situation entsprechend groß dimensionierte Flächensensoren zu verwenden, jedoch sind derartige Flächensensoren außergewöhnlich teuer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Nähmaschine zum mustergerechten Zusammennähen von Stofflagen zu schaffen, das bzw. die es ermöglicht, auf einfache Weise auch solche Muster verarbeiten zu können, bei denen längsverlaufende Musterlinien bzw. Strukturelemente einen vergleichsweise goßen gegenseitigen Abstand haben. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 und 5 angegebenen Merkmale gelöst.

Zur raschen Feststellung ob längsverlaufende Musterlinien bzw. Strukturelemente durch die Flächensensoren erkennbar sind, wird gemäß den Ansprüchen 2 und 3 die nach jeder Verschiebung des Maskenbildes durchzuführende Rechenoperation durch Vereinheitlichung einer stets neu zu berechnenden Rechengröße vereinfacht und das zur genauen Ermittlung des Überdeckungsgrades der beiden Stofflagen erforderliche zeitaufwendige exakte Rechenverfahren auf den jeweils interessierenden Bildbereich beschränkt, wodurch die Gesamtrechenzeit für die Kreuzkorrelationsanalyse erheblich reduziert wird.

Durch das im Anspruch 4 angegebene Parabelnäherungsverfahren läßt sich auch bei verhältnismäßig großen Bildpunkten der gegebenenfalls vorhandene gegenseitige Versatz der beiden Stofflagen sehr genau bestimmen.

Die Reduzierung der Gesamtrechenzeit für die Kreuzkorrelationsanalyse dient nicht nur zur raschen Feststellung, ob längsverlaufende Musterlinien erkennbar sind und für die Querabpassung der miteinander zu vernähenden Stofflagen verwendet werden können, sondern dient darüber hinaus auch zur Erhöhung der Nähgeschwindigkeit bei trotzdem exakter Ermittlung und Ausregelung eines eventuellen Musterversatzes.

Aus den die Ausgestaltung der Nähmaschine betreffenden Ansprüchen ist insbesondere die Maßnahme nach Anspruch 6 hervorzuheben, wonach der Kantenabtastsensor ein Bestandteil des Flächensensors der entsprechenden Matrixkamera ist. Auf diese Weise erübrigt es sich, daß für die Kantenabtastung ein separater Sensor verwendet wird.

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

Fig. 1 eine Seitenansicht der Nähmaschine mit zwei Matrixkameras;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Signalverarbeitungseinrichtung;

Fig. 3 eine Darstellung des Bildformates des Such- und des Maskenbildes;

Fig. 4 eine Darstellung der Lage eines gesamten Bildfeldes, bestehend aus einem Bereich zum Strukturvergleich und einem Bereich zur Kantenvermessung, bezüglich der zugeordneten Stofflage.

Die in Fig. 1 nur teilweise dargestellte Nähmaschine weist eine Grundplatte (1) und einen Kopf (2) auf. Im Kopf (2) ist die einen üblichen Drückerfuß (3) tragende Stoffdrückerstange (4) und die Nadelstange (5) aufgenommen, deren fadenführende Nadel (6) mit einem nicht dargestellten Greifer zusammenarbeitet. Zum Vorschieben von zwei miteinander zu verbindenden Stofflagen (7, 8) weist die Nähmaschine einen oberen Stoffschieber (9) und einen unteren Stoffschieber (10) auf.

Der untere Stoffschieber (10) ist von einem Träger (11) aufgenommen, dessen gabelförmig ausgebildetes Ende einen Exzenter (12) umgreift, der auf einer in der Grundplatte (1) gelagerten Welle (13) angeordnet ist und dem Stoffschieber (10) pro Stichbildevorgang eine Hubbewegung erteilt. Das andere Ende des Trägers (11) ist mit einer Kurbel (14) verbunden, die auf einer ebenfalls in der Grundplatte (1) gelagerten Welle (15) befestigt ist.

Der Antrieb der Welle (15) erfolgt durch einen nicht dargestellten verstellbaren Antriebsmechanismus, der wie der in der DE-PS 33 46 163 in Fig. 3 dargestellte Antriebsmechanismus für die dort ebenfalls mit (15) bezeichnete Welle aufgebaut ist und in gleicher Weise funktioniert.

Die Stoffdrückerstange (4) ist an ihrem unteren Ende mit einem Quersteg (16) versehen, der einen Zapfen (17) trägt. Auf dem Zapfen (17) ist ein Lenker (18) gelagert, der mittels eines Gelenkzapfens (19) mit dem oberen Stoffschieber (9) gelenkig verbunden ist. Dieser wird durch eine federbelastete Kugel (20) ständig nach abwärts gedrückt und erhält seine Hubbewegung von einem am Quersteg (16) schwenkbar gelagerten Hebel (21) dessen freies Ende eine von zwei seitlichen Lagerstegen des oberen Stoffschiebers (9) getragene Rolle (22) untergreift. Das andere Ende des Hebels (21) ist über ein Zwischenglied (23) mit einem Winkelhebel (24) verbunden.

Der Winkelhebel (24) ist mit einem nicht dargestellten Exzenterantrieb verbunden, der dem in der DE-PS 33 46 163 in Fig. 3 dargestellten Exzenterantrieb zum Antrieb des dort mit (48) bezeichneten Winkelhebels entspricht und zum im Takt der Stichbildung erfolgenden Anheben des oberen Stoffschiebers (9) dient.

Zum Antrieb des oberen Stoffschiebers (9) greift an dem Zapfen (19) ein Zwischenlenker (25) an, der durch einen Gelenkzapfen (26) mit einem Schwinghebel (27) verbunden ist. Der Schwinghebel (27) ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmechanismus verbunden, der wie der in der DE-PS 33 46 163 in Fig. 3 dargestellte Antriebsmechanismus für den dort mit (58) bezeichneten Schwinghebel aufgebaut ist und in gleicher Weise funktioniert.

Um die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers (9) relativ zur Vorschubgröße des unteren Stoffschiebers (10) verändern zu können, ist eine schematisch dargestellte Stelleinrichtung (28) vorgesehen, die wie die Stelleinrichtung (80) aus der DE-PS 33 46 163 aufgebaut ist und demgemäß unter anderem einen hier nicht dargestellten Schrittmotor enthält.

Vor dem Drückerfuß (3) ist zur kantenmäßigen Führung der beiden durch ein Zwischenblech (29) voneinander getrennten Stofflagen (7, 8) eine Kantenführungsvorrichtung (30) vorgesehen, die der in dem DE-GM 85 16 184 geoffenbarten und dort mit (6) bezeichneten Führungsvorrichtung entspricht. Die Kantenführungsvorrichtung (30) weist demgemäß ein oberes Führungsrad (31) und ein unteres Führungsrad (32) auf. Beide Führungsräder (31, 32) tragen an der Umfangsseite ihrer Radkörper eine Vielzahl von quer zur Radebene angeordneten frei drehbaren Rollen (33). Das obere Führungsrad (31) ist über einen Zahnriementrieb (34) mit einem Schrittmotor (35) verbunden. Das untere Führungsrad (32) steht über einen Zahnriementrieb (36) mit einem Schrittmotor (37) in Antriebsverbindung.

An einem an der Vorderseite des Kopfes (2) befestigten Träger (38) ist eine CCD-Matrixkamera (39) und eine Beleuchtungseinrichtung (40) angeordnet.

Unterhalb einer vor der Stichbildestelle in der Stichplatte (41) eingelassenen Glasplatte (42) ist mit Abstand zu dieser ein Lichtleiterbündel (43) angeordnet, das von einem gegenüber ihm isolierten Lichtleiterbündel (44) umgeben ist. Das innere Lichtleiterbündel (43) ist mit einer CCD-Matrixkamera (45) und das äußere Lichtleiterbündel (44) mit einer ringförmigen Beleuchtungseinrichtung (46) verbunden. Unterhalb der Glasplatte (42) ist eine nicht dargestellte Optik angeordnet, die eine gezielte Beleuchtung der Meßfläche ermöglicht und diese wiederum auf der Stirnseite des inneren Lichtleiterbündels (43) abbildet.

Die Matrixkamera (39) ist mit einem Bildspeicher (47) (Fig. 2) für die Aufnahme digitaler Bilddaten verbunden. Der Bildspeicher (47) ist adressenmäßig in zwei unterschiedlich große Abschnitte unterteilt, von denen der größere mit einem Korrelationsmodul (48) und der kleinere mit einem Kantenauswertemodul (49) verbunden ist. Die Matrixkamera (45) ist mit einem Bildspeicher (50) für die Aufnahme digitaler Bilddaten verbunden. Der Bildspeicher (50) ist wie der Bildspeicher (47) adressenmäßig in zwei unterschiedlich große Abschnitte unterteilt, von denen der größere mit dem Korrelationsmodul (48) und der kleinere mit dem Kantenauswertemodul (49) verbunden ist.

Das Korrelationsmodul (48) und das Kantenauswertemodul (49) sind mit einem Versatzkorrekturmodul (51) verbunden. An das Versatzkorrekturmodul (51) schließt sich ein Regelmodul (52) an, das über eine Schrittmotorsteuerschaltung (53) und entsprechende Leitungen (54, 55, 56) mit dem nicht dargestellten Schrittmotor der Stelleinrichtung (28) und den beiden Schrittmotoren (35, 37) der Kantenführungsvorrichtung (30) verbunden ist. Die Bildspeicher (47, 50), die Module (48, 49, 51) und (52) sowie die Steuerschaltung (53) bilden eine Signalverarbeitungseinrichtung (57).

Funktionsweise

Das von den Matrixkameras (39, 45) erfaßbare Bildfeld (F) auf der jeweiligen Stofflage (7) bzw. (8) beträgt ca. 45×15 mm, wobei diese Fläche bei einem Bildpunktformat von 0,44×0,44 mm ein Matrixfeld von 104 Spalten×32 Zeilen ergibt, das insgesamt 3328 Bildpunkte umfaßt. Die beiden Bildfelder (F) sind gemäß Fig. 4 in zwei funktionell unterschiedliche Bereiche unterteilt, wobei in einem aus 85 Spalten (Sp) und 32 Zeilen (Z) (Fig. 3) bestehenden Abschnitt (A) der Musterversatz der beiden Stofflagen (7, 8) quer und parallel zur Vorschubrichtung (V) und in einem aus 19 Spalten und ebenfalls 32 Zeilen bestehenden Abschnitt (B) die Lage der der herzustellenden Naht (N) benachbarten Kante (K) der jeweiligen Stofflage (7) bzw. (8) bezüglich der Nadel (6) ermittelt wird.

In den einzelnen, jeweils einem Bildpunkt der Bildfelder (F) zugeordneten Zellen der nicht dargestellten CCD-Sensoren werden in bekannter Weise durch die einfallenden Photonen Ladungsträger freigesetzt, deren Anzahl der Bildhelligkeit an den jeweiligen Bildpunkten entspricht. Die Ladungsträger werden in einem Schaltungsteil einer jeden Kamera in gleichfalls bekannter Weise in 1 Byte große digitale Bilddaten umgewandelt, wobei die Helligkeit eines jeden Bildpunktes durch einen Zahlenwert zwischen 0 und 255 dargestellt wird.

Für die Musterversatzerkennung der beiden Stofflagen (7, 8) wird das als Maskenbild (M) bezeichnete Bild der unteren Matrixkamera (45) zeilen- und spaltenweise über das als Suchbild (S) bezeichnete Bild der oberen Matrixkamera (39) verschoben. Damit das Maskenbild (M) nicht über den Rand des Suchbildes (S) hinausragt, wird das Maskenbild (M) proportional zum Verschiebungsbereich kleiner als das dem Abschnitt (A) entsprechende Suchbild (S) gewählt.

Der Verschiebungsbereich hängt vom maximal zulässigen Musterversatz vor Durchführung der Musterausrichtung ab. Bei einem zulässigen Musterversatz von ± 1,5 mm beträgt der Verschiebungsbereich 10 Bildpunkte längs und quer. Da sich bei einer Verschiebung um 10 Bildpunkte in jeder Verschieberichtung (11) verschiedene Deckungszustände ergeben (Ausgangslage+10 Verschiebungen) und da ferner für die Erhöhung der Genauigkeit zwischen den Funktionswerten interpoliert wird und hierfür das Feld an jeder Grenze um einen Funktionswert erweitert wird, erhält man schließlich ein Feld von 13×13 Funktionswerten. Das Maskenbild (M) wird somit gegenüber dem Suchbild (S) in Zeilen- und Spaltenrichtung um jeweils 12 Bildpunkte kleiner gewählt.

Die Ähnlichkeit zweier den Muster- oder Oberflächenstrukturverlauf der beiden Stofflagen (7, 8) wiedergebender Funktionen kann auf exakte Weise durch die zweidimensionale normierte Kreuzkorrelationsfunktion KKF berechnet werden.

Der KKF-Koeffizient (p) berechnet sich wie folgt:

p=Kreuzkorrelationskoeffizient, Wertebereich (-1, . . ., +1)
S _ÿ=Grauwert eines Bildpunktes von Bild 1 (Suchbild)
M _ÿ=Grauwert eines Bildpunktes von Bild 2 (Maskenbild)
=Mittelwert aus Suchbild-Ausschnitt
=Mittelwert des Maskenbildes
ÿ=Zeilen, Spalten-Laufvariable in Bildkoordinaten

Der KKF-Koeffizient ist ein Maß für die Ähnlichkeit der verglichenen Funktionen und hat einen Wert, der im Bereich (-1, . . ., +1) liegt. Dabei gilt:

p=+1: größtmögliche Ähnlichkeit
p= 0: keine Ähnlichkeit
p=-1: größtmögliche "inverse" Ähnlichkeit

Bei einer standardmäßigen Vorgehensweise wird der KKF-Koeffizient für jeden möglichen Versatz innerhalb des Versatzbereiches berechnet. Dadurch erhält man eine zweidimensionale Funktion mit den beiden orthogonalen Verschiebewerten als Variable. Im Bereich größter Übereinstimmung der beiden Bilder zeigt diese Funktion ein Maximum. Die Höhe des Maximums ist ein Maß für den Grad der Ähnlichkeit.

Bei Verwendung der normierten KKF sind nach jeder Verschiebung für die exakte Berechnung folgende Terme zu berechnen:

Zur Auswertung eines ganzen Bildpaares sind 13×13= 169 KKF-Koeffizienten zu bestimmen. Da bei der Berechnung eines jeden KKF-Koeffizienten zeilen- und spaltenweise der Grauwert (S _ÿ) der Bildpunkte des Suchbildes (S) mit dem Grauwert (M _ÿ) der Bildpunkte des Maskenbildes (M) multipliziert wird und ferner die vorgenannten Terme zu berechnen sind, ergeben sich für die KKF-Analyse eines ganzen Bildpaares über 700 000 Rechenoperationen. Bei Einsatz eines Rechenwerkes, das mit 20 MHz getaktet wird, resultiert daraus eine Rechenzeit von ca. 37 ms.

Da zu der reinen Rechenzeit noch etwa 5 ms für die eigentliche Aufnahme und die Datenübertragung von der Kamera zum Auswertesystem und ca. 10 ms für die Berechnung der Stellgrößen hinzukommen, ergibt sich eine Gesamtzeit von über 50 ms. Eine solche vergleichsweise lange Zeit läßt sich nur bei langsam laufenden Nähmaschinen vertreten.

Für den Einsatz bei Nähmaschinen mit einer Drehzahl von 6000 min^-1 muß die Rechenzeit ganz erheblich verkürzt werden. Zu diesem Zweck wird unter Inkaufnahme einer geringfügig reduzierten Genauigkeit der Term (1) nicht von jedem Suchbildausschnitt berechnet, in dem der Mustervergleich durchgeführt wird. Stattdessen wird nur einmal der Mittelwert vom gesamten Suchbild (S) ermittelt und das Ergebnis bei jedem Verschiebeschritt eingesetzt.

Zur weiteren Verkürzung der Rechenzeit werden die Terme (4) und (5) nur für diejenigen Verschiebungen berechnet, bei der die KKF Maximalwerte erreicht, da die Qualität dieser Maxima nur bei dieser Zuordnung der Muster von Interesse ist. Zur Bestimmung der unnormierten Maximalwerte wird nach jeder Verschiebung des Maskenbildes (M) die KKF-Summe gebildet, indem nur der Term im Zähler der Gleichung für die Ermittlung des KKF-Koeffizienten berechnet wird. Die KKF-Summen werden sodann größenmäßig sortiert, wodurch deren unnormierte Maximalwerte ermittelt werden. Da bei hellen Stoffen bzw. Musterabschnitten die KKF-Summen hohe Werte und bei dunklen Stoffen bzw. Musterabschnitten niedrige Werte ergeben, bilden die Maximalwerte der KKF-Summen noch keine Aussage über die tatsächliche Ähnlichkeit der Funktionen bzw. über die tatsächliche Lage eines Musterversatzes. Nach Berechnung des normierten KKF-Koeffizienten für das Funktionswertmaximum ist der Grad der Ähnlichkeit der beiden Stoffmuster bekannt und es kann die Entscheidung getroffen werden, ob der Meßwert zur Versatzregelung herangezogen wird. Da die zeitaufwendige Berechnung aber nur für ein ausgeprägtes Maximum oder wenige herausragende Maxima angewendet wird, kann durch diese Maßnahme die Rechenzeit auf ca. ein Drittel reduziert werden. Auf diese Weise läßt sich die vereinfachte zweidimensionale KKF-Analyse auch bei schnellaufenden Nähmaschinen mit einer Drehzahl von 6000 min^-1 anwenden, wenn in jeder dritten Transportpause der Stofflagen (7, 8) durch die Matrixkameras (39, 45) je eine Aufnahme gemacht wird.

Zur genauen Bestimmung der geometrischen Lage der größten Ähnlichkeit wird mit Hilfe der dem Maximalwert der KKF-Summen benachbarten KKF-Summen sowohl zeilen- als auch spaltenweise ein Parabelnäherungsverfahren angewendet, wobei sich die genaue Lage der größten Ähnlichkeit aus dem Fußpunkt der hierbei rechnerisch gebildeten Parabeln ergibt.

Die geometrische Lage der größten Ähnlichkeit der KKF bildet zugleich ein Maß für den ggf. vorhandenen quer und in Vorschubrichtung (V) bestehenden gegenseitigen Versatz des Muster- oder Oberflächenstrukturverlaufes der beiden Stofflagen (7, 8). Dieses Maß wird vom Korrelationsmodul (48) in das Versatzkorrekturmodul (51) übertragen.

Von den Abschnitten (B) der Bildfelder (F) wird der Grauwertunterschied zwischen den Stofflagen (7, 8) und dem Zwischenblech (29) ermittelt, wobei die Summenwerte der parallel zur Vorschubrichtung (V) verlaufenden Bildspalten (Sp) ausgewertet werden. Da die geometrische Lage der Bildspalten (Sp) eindeutig definiert ist, kann aus der Anzahl der nicht abgedeckten Bildspalten (Sp) ohne weiteres die momentane Lage der Kante (K) einer jeden Stofflage (7, 8) erkannt werden. Das auf diese Weise ermittelte Abstandsmaß der Kanten (K) zur Nadel (6) wird vom Kantenauswertemodul (49) ebenfalls in das Versatzkorrekturmodul (51) eingegeben.

Die Musterversatzdaten und die Kantenabstandsdaten werden sodann im Versatzkorrekturmodul (51) dahingehend verarbeitet, daß Korrekturdaten zur Einhaltung eines vorbestimmten Kantenabstandes der unteren Stofflage (8) und zur Beseitigung eines ggf. vorhandenen Musterversatzes zwischen den beiden Stofflagen (7, 8) gebildet werden. Die Korrekturdaten werden sodann im Regelmodul (52) und der Schrittmotorensteuerschaltung (53) zu Steuerdaten für die Schrittmotoren (35, 37) und den nicht dargestellten Schrittmotor der Stelleinrichtung (28) verarbeitet. Während die Kantenausrichtung der unteren Stofflage (8) durch den Schrittmotor (37) und das Führungsrad (32) durchgeführt wird, erfolgt die mustergemäße Ausrichtung der oberen Stofflage (7) relativ zur unteren Stofflage (8) in Vorschubrichtung (V) durch die Stelleinrichtung (28) und den oberen Stoffschieber (9) und quer zur Vorschubrichtung (V) durch den Schrittmotor (35) und das Führungsrad (31).

Solange von den Matrixkameras (39, 45) in Vorschubrichtung (V) verlaufende Strukturen oder Musterlinien erkannt werden, bleibt der Kantenabstand der oberen Stofflage (7) für die Ausrichtung der oberen Stofflage (7) ohne Belang, da diese ja aufgrund der bei der KKF-Analyse gewonnenen Korrekturdaten sowohl in quer als auch parallel zur Vorschubrichtung (V) verlaufender Richtung relativ zur unteren Stofflage (8) ausgerichtet wird. Dabei kann es vorkommen, daß die obere Stofflage (7) bei mustermäßiger Übereinstimmung mit der unteren Stofflage (8) einen anderen Kantenabstand als die auf einen vorbestimmten Kantenabstand ausgeregelte untere Stofflage (8) hat.

Bei zeitweiligem Nichterkennen von in Vorschubrichtung (V) verlaufenden Strukturen oder Musterlinien dient der bei der zuletzt erfolgten Musterabpassung gebildete Kantenabstand der oberen Stofflage (7) als Sollwert für eine bis zur nächsten Erkennung von in Vorschubrichtung (V) verlaufenden Strukturen oder Musterlinien erfolgende Kantenabstandsregelung der oberen Stofflage.

Da aufgrund der nach der ersten KKF-Analyse durchgeführten Ausrichtbewegungen zur Verringerung eines bestehenden Musterversatzes die Größe des Versatzes zum Zeitpunkt der nächsten Aufnahme durch die Matrixkameras (39, 45) tatsächlich reduziert und nicht vergrößert sein wird, kann eine weitere Reduzierung der Rechenzeit durch Berücksichtigung des Vorwissens aus der vorhergehenden KKF-Analyse erzielt werden, indem die Rechenoperationen zur Ermittlung der KKF-Summen auf das dem zuvor errechneten Versatzwert unmittelbar benachbarte Gebiet beschränkt werden.

Claims

1. Verfahren zum zweidimensionalen mustergerechten Zusammennähen zweier die gleiche Oberflächenstruktur aufweisender Stofflagen unter Verwendung einer Nähmaschine und einer Kantenführungsvorrichtung

a) die Nähmaschine führt mit Hilfe eines oberen und eines unteren Vorschubmittels eine Vorschubbewegung der Stofflagen durch, wobei die Vorschubgrößen der Vorschubmittel durch wenigstens eine Stelleinrichtung relativ zueinander veränderbar sind,
b) die Kantenführungsvorrichtung führt bei der einen Stofflage mit einem ersten Ausrichtmittel und bei der anderen Stofflage mit einem zweiten Ausrichtmittel eine quer zur Vorschubrichtung verlaufende Kantenausrichtung durch,
c) mit wenigstens einem Kantensensor wird der seitliche Abstand der der herzustellenden Naht benachbarten Kante einer der Stofflagen zur Stichbildestelle der Nähmaschine bestimmt,
d) der mit Hilfe des Kantensensors ermittelte Abstandswert wird mit einem vorgebbaren Abstandssollwert verglichen und entsprechend der Abweichung das entsprechende Ausrichtmittel der Kantenführungsvorrichtung beaufschlagt,
e) mit je einem Flächensensor für jede Stofflage und einer Signalverarbeitungseinrichtung werden von jeder Stofflage aus zeilen- und spaltenförmig angeordneten Bildpunkten von flächenhaften Abschnitten der Oberfläche digitale Bilddaten erzeugt,
f) durch zweidimensionale Kreuzkorrelationsanalyse der digitalen Bilddaten eines Suchbildes und eines zeilen- und spaltenweise zu verschiebenden Maskenbildes wird der gegenseitige längs und/oder quer zur Vorschubrichtung verlaufende Versatz gleicher Strukturelemente der beiden Stofflagen bestimmt
g) und es wird in Abhängigkeit von der Größe des Längsversatzes die Stelleinrichtung sowie in Abhängigkeit von der Größe des Querversatzes das andere Ausrichtmittel der Kantenführungsvorrichtung beaufschlagt,

gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

h) es wird bei jeder der beiden Stofflagen der seitliche Abstand der der herzustellenden Naht benachbarten Kante zur Stichbildestelle der Nähmaschine bestimmt und
i) es wird bei zeitweiligem Nichterkennen von längs verlaufenden Strukturelementen die quer zur Vorschubrichtung erfolgende mustermäßige Ausrichtung der seither nicht kantenbezogen ausgerichteten Stofflage unterbrochen und diese dann auch kantenbezogen ausgeregelt,
j) bei diesem Regelvorgang wird der vor dem Wechsel von der mustermäßigen zur kantenbezogenen Ausrichtung vorhandene Abstand dieser Stofflagenkante zur Stichbildestelle der Nähmaschine als Abstandssollwert verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere für die rasche Feststellung, ob längs verlaufende Strukturelemente erkennbar sind, eine vereinfachte normierte Kreuzkorrelationsfunktion berechnet wird, indem nur einmal der Mittelwert des gesamten Suchbildes ermittelt und das Ergebnis bei jedem rechnerischen Verschiebungsschritt eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der ersten Verschiebung und nach jeder zeilen- bzw. spaltenmäßigen Verschiebung des Maskenbildes die einander entsprechenden digitalen Bilddaten der einzelnen Bildpunkte des Such- und des Maskenbildes multipliziert und die Produkte zu Kreuzkorrelationssummen addiert werden, aus denen der Maximalwert errechnet und nur aus diesem der die Qualität dieses Maximums bestimmende Kreuzkorrelationskoeffizient berechnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer relativ grob abgetasteten Kreuzkorrelationsfunktion die Genauigkeit bei der Bestimmung der geometrischen Lage des Maximums mittels Parabelnäherung erhöht wird.

5. Nähmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der jeder Stofflage eine von der Nähmaschine gesteuerte, mit einem Bildspeicher verbundene Matrixkamera mit einem Flächensensor zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des seitlichen Abstandes der der herzustellenden Naht (N) benachbarten Kante (K) beider Stofflagen (7, 8) zur Stichbildestelle (6) je ein Kantenabtastsensor vorgesehen ist.

6. Nähmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenabtastsensoren Bestandteil des Flächensensors der entsprechenden Matrixkamera (39; 45) sind.