DE3934933C2

DE3934933C2 -

Info

Publication number: DE3934933C2
Application number: DE19893934933
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr. 6750 Kaiserslautern De Arnold; Wolfgang 6751 Weilerbach De Hauck
Original assignee: GM Pfaff AG
Current assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1992-08-20
Also published as: DE3934933A1; JP2892830B2; JPH05501816A; WO1991005901A2; WO1991005901A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Detektieren einer eine Relativbewegung gegenüber einem Erfassungsort ausführenden Werkstückkante gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 7.The invention relates to a method and an arrangement for Detect a relative movement relative to a detection location Executing workpiece edge according to the preamble of the claim 1 or claim 7.

Ein Verfahren und eine Anordnung dieser Gattung ist aus der US 48 29 194 bekannt und kann in Nähmaschinen eingesetzt werden, um die Kante einer Stofflage zu fühlen und den Betrieb der Maschine entsprechend zu steuern. Bevorzugtes, aber nicht ausschließliches Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls die Erfassung von Stoffkanten in Näh- und anderen textilverarbeitenden Maschinen.A method and an arrangement of these Genus is known from US 48 29 194 and can in Sewing machines are used to feel the edge of a fabric layer and control the operation of the machine accordingly. Preferred, but not the exclusive area of application of the present Invention is also the detection of fabric edges in sewing and other textile processing machines.

Ein Problem bei der automatischen Erfassung von Werkstückkanten mittels optischer Meßeinrichtungen wie Lichtschranken sind die wechselnden Randbedingungen der Messung. Hierzu gehören neben Störeinflüssen wie Fremdlicht auch die unterschiedlichen Anfangsbedingungen vor dem Erscheinen der Werkstückkante am Erfassungsort. Wenn etwa die Endkante eines Stoffes detektiert werden soll, dann wird der vor Ankunft des Stoffes am Erfassungsort gemessene Lichtanteil sehr von der Beschaffenheit des Stoffes wie Dichte und Farbe abhängen. Um die Empfindlichkeit des Kantendetektors solchen unterschiedlichen Anfangsbedingungen anzupassen, ist die Verwendung einer Abgleichvorrichtung wünschenswert, die während einer Justierphase vor der zu erwartenden Ankunft der Werkstückkante den Meßbereich der Lichtmeßvorrichtung und/oder den Schwellenwert, bei welchem das Kantenfühlsignal ausgelöst werden soll, optimal einstellt.A problem with the automatic detection of workpiece edges by means of optical measuring devices such as light barriers changing boundary conditions of the measurement. In addition to Interfering influences such as extraneous light also the different Initial conditions before the workpiece edge appears on Location. If, for example, the end edge of a substance is detected then the one measured before the arrival of the substance at the detection location The proportion of light depends on the nature of the fabric such as density and Depend color. To the sensitivity of the edge detector such The use is to adapt to different initial conditions a balancing device desirable during a Adjustment phase before the expected arrival of the workpiece edge Measuring range of the light measuring device and / or the threshold, at which edge sensor signal is to be triggered is optimally set.

Bei einem aus der DE 36 06 208 A1 bekannten Endkantendetektor besteht der Abgleichvorgang während der Justierphase darin, das Meßsignal durch rechnergesteuerte Verstärkungsregelung auf einen bestimmten Referenzwert oberhalb eines Mindestwertes zu bringen und dann eine Anzeigeschwelle um einen bestimmten Betrag über diesen Referenzwert zu setzen. Das Endkanten-Fühlsignal wird abgegeben, wenn das Meßsignal diese Anzeigeschwelle übersteigt.In one known from DE 36 06 208 A1 End edge detector passes the adjustment process during the adjustment phase therein, the measurement signal by computer-controlled gain control to bring a certain reference value above a minimum value and then a threshold above that by a certain amount To set the reference value. The end edge sensing signal is given when the measurement signal exceeds this display threshold.

Ein solcher Abgleich mag zufriedenstellend sein, wenn das Werkstück, dessen Endkante detektiert werden soll, in optischer Hinsicht weitgehend homogen ist, so daß das Meßsignal seinen einjustierten Wert bis zum Auftreten der Kante im wesentlichen beibehält. Manche Werkstücke sind aber so beschaffen, daß der von ihnen abgegebene Lichtanteil von Ort zu Ort sehr unterschiedlich ist, etwa wenn es sich um einen gemusterten Stoff oder um ein Material relativ grober Struktur handelt. Dies kann bei der vorstehend beschriebenen Abgleichmethode zur Folge haben, daß sich die Verstärkungsregelung auf irgendeinen zufälligen Wert einstellt, und daß die danach eingestellte Anzeigeschwelle unter Umständen zu hoch oder zu niedrig ist, um zuverlässig beim Erscheinen der Endkante des Werkstücks, und nur dann, das Kantenfühlsignal auszulösen.Such a comparison may be satisfactory if the workpiece, the end edge of which is to be detected, in optical terms is largely homogeneous, so that the measurement signal has its adjusted value essentially retained until the edge appeared. Some However, workpieces are designed in such a way that the one they deliver The proportion of light varies greatly from place to place, for example if it is a patterned fabric or a relatively coarse material Structure is concerned. This can be done with the above Adjustment method have the consequence that the gain control on sets any random value, and that the one set after that Display threshold may be too high or too low to reliable when the end edge of the workpiece appears, and only then trigger the edge sensing signal.

Des weiteren kann es erwünscht sein, nicht nur die Endkante eines Werkstückes zu detektieren, sondern auch eine Werkstück-Vorderkante. Insbesondere bei Nähmaschinen kann es vorkommen, daß der Beginn und das Ende einer zweiten Stofflage, die sich auf einer ersten Stofflage befindet, erfaßt werden muß, etwa beim Aufnähen einer Tasche.Furthermore, it may be desirable not just the end edge of one Detect workpiece, but also a workpiece leading edge. With sewing machines in particular, it can happen that the start and the end of a second layer of fabric that is on a first layer of fabric located, must be detected, for example when sewing on a bag.

Um diese Probleme zu bewältigen, wird bei dem Verfahren nach der eingangs erwähnten US 48 29 194 während der Justierphase zunächst der eine Werkstückteil (z. B. der für eine Durchlichtmessung "hellere" einlagige Abschnitt des Stoffpakets) über den Erfassungsort bewegt, und die Extremwerte der sich dabei ergebenden Schwankungen des Meßsignals, also Maximum und Minimum, werden ermittelt und in einem ersten Speicherpaar gespeichert. Anschließend wird der andere Werkstückteil (z. B. der für Durchlicht "dunklere" zweilagige Abschnitt des Stoffpakets) über den Erfassungsort bewegt, um auch hier die Extremwerte des Meßsignals zu ermitteln und in einem zweiten Speicherpaar zu speichern. Hiernach werden der "dunkelste" Wert des helleren Werkstückteils und der "hellste" Wert des dunkleren Werkstückteils zur Weiterverarbeitung ausgewählt, um mit Hilfe dieser Werte eine Schwelle zu errechnen, die zwischen den beiden Werten liegt und durch einen oberen und einen unteren Schwellenwert definiert wird. Diese beiden Schwellenwerte werden an einer Vergleichseinrichtung eingestellt, die in der Detektionsphase das Meßsignal empfängt und das Kantenfühlsignal immer dann erzeugt, wenn das Meßsignal nacheinander beide Schwellenwerte durchkreuzt.To deal with these problems, the method according to the US 48 29 194 mentioned at the beginning during the adjustment phase First the one part of the workpiece (e.g. for a transmitted light measurement "lighter" single-layer section of the fabric package) about the location moves, and the extreme values of the resulting fluctuations of the Measurement signal, i.e. maximum and minimum, are determined and in one stored first pair of memories. Then the other one Workpiece part (e.g. the two-layer section "darker" for transmitted light of the material package) moved over the location to Determine extreme values of the measurement signal and in a second Store pair of memories. After that the "darkest" value of the lighter part of the workpiece and the "brightest" value of the darker Workpiece part selected for further processing with the help of this Values to calculate a threshold that lies between the two values and is defined by an upper and a lower threshold. These two threshold values are compared on a comparison device set, which receives the measurement signal in the detection phase and that Edge detection signal is always generated when the measurement signal is in succession crossed both thresholds.

Zur Einstellung der Detektionsschwelle müssen also im bekannten Fall zwei verschiedene Bereiche des Werkstücks, nämlich die beidseitig der zu detektierenden Kante liegenden Teile, in aufeinanderfolgenden getrennten Schritten während der Justierphase über den Erfassungsort bewegt werden, um für jeden dieser Teile das Extremwertepaar zu ermitteln. Vorher muß noch vorausbestimmt werden, welches der beiden Werkstückteile das hellere und welches das dunklere ist, denn nur so wird sichergestellt, daß die bei der ersten Werkstückbewegung ermittelten Extremwerte in das dafür vorgesehene Speicherpaar gelangen. Bevor der zweite Werkstückteil über den Erfassungsort bewegt wird, muß eine Umschaltung zur Auswahl des jeweils anderen Speicherpaars vorgenommen werden.To set the detection threshold in the known case two different areas of the workpiece, namely that on both sides of the parts lying to be detected, in successive parts separate steps during the adjustment phase via the detection location be moved to the extreme value pair for each of these parts determine. Before doing so, it must be determined which of the two Workpiece parts the lighter and which is the darker, because only so it is ensured that during the first workpiece movement extreme values determined in the memory pair provided for this purpose reach. Before the second part of the workpiece moves over the detection location a changeover to the selection of the other Memory pairs are made.

Die beim Stand der Technik notwendige Lichtvermessung zweier verschiedener Werkstückteile ist nicht nur relativ zeitaufwendig, sondern erfordert auch mehrmalige Eingriffe und Aufmerksamkeiten der Bedienungsperson während der Justierphase. Die Bedienungsperson muß nämlich nicht nur zu Beginn eine Entscheidung darüber treffen, welcher der beiden Werkstückteile der hellere ist (eine relativ einfache Entscheidung), sondern sie muß zweimal hintereinander einen jeweils gezielt auszuwählenden Werkstückbereich über den Erfassungsort bewegen, und zwar jedesmal einen anderen. Hieraus kann sich noch ein zusätzlicher Nachteil ergeben, nämlich dann, wenn das Werkstück aus zwei zu vernähenden Stofflagen besteht und die zu detektierende Kante der Rand der einen Stofflage auf der anderen ist. In diesem Fall müssen die beiden zusammengehaltenen Stofflagen während der Justierphase mit der zu detektierenden Kante mindestens einmal vor und wieder zurück über den Erfassungsort bewegt werden, also mindestens einmal auch entgegen der Nährichtung, was die Automatisierungsmöglichkeiten des Verfahrens einschränkt.The light measurement of two required in the prior art different workpiece parts is not only relatively time-consuming, but also requires repeated interventions and attentions from the Operator during the adjustment phase. The operator must namely not only to make a decision at the beginning about which one of the two parts of the workpiece is the lighter one (a relatively simple one Decision), but it must be done twice in a row selectable workpiece area via the detection location move, each time differently. From this you can still get one result in additional disadvantage, namely when the workpiece there are two layers of fabric to be sewn and the edge to be detected the edge of one layer of fabric is on the other. In this case the two layers of fabric held together during the Adjustment phase with the edge to be detected at least once before and be moved back over the location, at least once against the sewing direction, what the Automation possibilities of the process are restricted.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den für die Durchführung des Kantendetektionsverfahrens zu betreibenden Aufwand zu vermindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verfahrensmerkmale gelöst, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet sind. Die wesentlichen Merkmale einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Patentanspruch 7 aufgeführt.The object of the present invention is that for To carry out the edge detection procedure Reduce. This object is achieved according to the invention Process features solved as characterized in claim 1 are. The main features of an arrangement for carrying out the The inventive method are listed in claim 7.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es für die üblichen Fälle der Kantendetektion in der Praxis genügt, zur Festlegung der Detektionsschwelle allein die (inhomogenitätsbedingten) Helligkeitsextreme des vor der Kante liegenden Werkstückteils zu berücksichtigen und die Lichtverhältnisse hinter der Kante nur insoweit zu beachten, als sie Aufschluß über die Änderungsrichtung des Meßsignals beim Überschreiten der Kante geben, wozu es keiner Extremwertermittlung für diesen Werkstückteil bedarf. Für den vor der Kante liegenden Werkstückteil wird aber neben dem Extremwert, der in die vorausbestimmte Richtung (also auf die einzustellende Schwelle hin) ausschlägt, auch der in die entgegengesetzte Richtung ausschlagende Extremwert in den Schwellenberechnungs-Algorithmus einbezogen. Die in Gegenrichtung ausschlagenden Extremwerte werden zwar bei dem bekannten Verfahren ebenfalls ermittelt, sie gehen dort jedoch in die Schwellenberechnung selbst nicht ein, sondern dienen lediglich dazu, den anderen, in die vorausbestimmte Richtung ausschlagenden Extremwert durch Größenvergleich herauszufinden. The invention is based on the knowledge that it is for the usual cases edge detection in practice is sufficient to determine the Detection threshold alone (due to inhomogeneity) Brightness extremes of the workpiece part lying in front of the edge take into account and the lighting conditions behind the edge only to the extent that it provides information about the change direction of the Give measurement signal when crossing the edge, for which there is none Extreme value determination for this part of the workpiece is required. For the before the However, the edge of the workpiece part is next to the extreme value that is in the predetermined direction (i.e. to the threshold to be set towards), also in the opposite direction decisive extreme value in the threshold calculation algorithm involved. The extreme values in the opposite direction become Although also determined in the known method, they go there however, not serve in the threshold calculation itself, but serve only to the other, in the predetermined direction find out the decisive extreme value by comparing sizes.

Das erfindungsgemäße Verfahren bringt gegenüber dem Stand der Technik mehrere Vorteile. Zum einen wird durch den Fortfall der Extremwertanalyse des hinter der Kante liegenden Werkstückteils die Justierphase insgesamt verkürzt und auch vereinfacht. Zum anderen braucht das Werkstück während der Justierphase nicht vor- und zurückbewegt zu werden, denn da sich die Extremwerterfassung auf den vor der Kante liegenden Werkstückteil beschränkt, kann die während der Justierphase benötigte Werkstückbewegung gleichgerichtet und kontinuierlich mit der Werkstückbewegung während der anschließenden Detektionsphase sein. Dies erleichtert die Durchführung des Verfahrens und gestattet eine weitgehende Automatisierung, denn für die Werkstückbewegung sowohl in der Justierphase als auch in der Detektionsphase kann derselbe Vorschub verwendet werden. Die Justierphase und der anschließende Übergang zur Detektionsphase können sogar während der Bearbeitung des Werkstücks ohne Unterbrechung oder sonstige Beeinflussung des Werkstückvorschubs stattfinden. The method according to the invention brings compared to the prior art several advantages. For one, the elimination of the Extreme value analysis of the part of the workpiece lying behind the edge Adjustment phase shortened overall and also simplified. On the other hand does not need to work the workpiece in and out during the adjustment phase to be moved back, because since the extreme value acquisition relates to the limited workpiece part in front of the edge, the during the Adjustment phase required workpiece movement rectified and continuously with the workpiece movement during the subsequent Detection phase. This makes it easier to carry out the method and allows extensive automation, because for the Workpiece movement both in the adjustment phase and in the Detection phase, the same feed can be used. The Adjustment phase and the subsequent transition to the detection phase can even while machining the workpiece without interruption or other influencing of the workpiece feed take place.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Anordnung wahl weise umschaltbar zwischen einer Durchlicht-Messung und ei ner Reflexlicht-Messung. Die Messung reflektierten Lichts ist z. B. vorteilhafter für die Detektion der Endkante eines sehr dichten Materials, wie z. B. Leder, oder der Kante eines Stoffes, der sich auf einer sehr dichten weiteren Stofflage befindet. Vorzugsweise wird immer diejenige Messung einge schaltet, die während der Justierphase das stärkere Meß signal bringt.In an advantageous embodiment, the arrangement is optional switchable between a transmitted light measurement and egg Reflective light measurement. The measurement of reflected light is z. B. more advantageous for the detection of the end edge of a very dense material, such as B. leather, or the edge of a Fabric that is on a very dense layer of fabric located. That measurement is preferably always used switches the stronger measurement during the adjustment phase signal brings.

Die vorstehend erwähnten und andere vorteilhafte Ausführungs formen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet. Zur näheren Erläuterung werden nachstehend Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen beschrieben.The aforementioned and other advantageous embodiment shapes are characterized in subclaims. To the closer Explanations are based on exemplary embodiments below described by drawings.

Fig. 1 zeigt zwei teilweise übereinanderliegende Stoff lagen, die eine ausgeprägte Inhomogenität aufweisen, und darunter ein Diagramm des an den verschiedenen Stellen der beiden Lagen durchgelassenen Lichtes; Fig. 1 shows two partially superimposed fabric layers, which have a pronounced inhomogeneity, and below a diagram of the light transmitted at the different locations of the two layers;

Fig. 2 zeigt in Form eines Blockschaltbildes eine Aus führungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung; Fig. 2 shows in the form of a block diagram from an embodiment of an arrangement according to the invention;

Fig. 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer kombinier ten Durchlicht/Reflexlichtschranke. Fig. 3 shows the basic structure of a combined th transmitted light / reflex light barrier.

Die im oberen Teil a) dargestellten Stofflagen 1 und 2 haben eine ausgeprägte Inhomogenität in Form abwechselnder heller und dunkler Bereiche A und B. Diese Inhomogenität kann z. B. durch ein Farbmuster oder durch wechselnde Struktur der Stof fe entstehen. Die obere Stofflage 1 endet mit einer ausge prägten Kante 3.The layers of fabric 1 and 2 shown in the upper part a) have a pronounced inhomogeneity in the form of alternating light and dark areas A and B. This inhomogeneity can e.g. B. by a color pattern or by changing the structure of the fabric fe. The upper layer of fabric 1 ends with an embossed edge 3 .

Wenn der doppellagige Stoff 1, 2 in einer bestimmten ersten Richtung relativ zu einer einen Erfassungsort bildenden Durchlichtschranke bewegt wird, entweder durch Verschiebung der Stoffe nach links oder durch Verschiebung der Licht schranke nach rechts, dann nimmt das ausgangsseitige Meß signal der Lichtschranke einen Verlauf, wie er im unteren Teil b) der Fig. 1 dargestellt ist. An den übereinanderlie genden Stofflagen 1+2 wird relativ wenig Licht durchgelas sen, so daß die Meßsignalamplitude relativ niedrig ist; sie schwankt zwischen einem Maximum U₁, hervorgerufen durch die hellen Bereiche A, und einem Minimum U₂, hervorgerufen durch die dunklen Bereiche B. Am Ende der oberen Stofflage 1, also an der Kante 3, wechselt die Intensität des durchgelassenen Lichts und somit die Amplitude des Meßsignals auf höhere Werte, weil ab nun nur noch die untere Stofflage 2 durchleuchtet wird. Im folgenden schwankt das Meßsignal zwischen einem weit höheren Minimum U′₁ und einem weit höheren Maximum U′₂.If the double-layer fabric 1 , 2 is moved in a certain first direction relative to a transmitted light barrier forming a detection location, either by shifting the fabrics to the left or by shifting the light barrier to the right, then the output-side measurement signal of the light barrier takes a course such as he is shown in the lower part b) of FIG. 1. At the superimposed layers of fabric 1 + 2 , relatively little light is passed through, so that the measurement signal amplitude is relatively low; it fluctuates between a maximum U ₁ , caused by the bright areas A, and a minimum U ₂ , caused by the dark areas B. At the end of the upper layer 1 of fabric, i.e. at the edge 3 , the intensity of the transmitted light changes and thus that Amplitude of the measurement signal to higher values, because from now on only the lower layer of material 2 is illuminated. In the following, the measurement signal fluctuates between a much higher minimum U ′ ₁ and a far higher maximum U ′ ₂ .

Erfolgt die Relativbewegung zwischen den Stoffen einerseits und der Lichtschranke andererseits in umgekehrter Richtung, dann wird das Diagramm der Fig. 1b von rechts nach links durchlaufen. Das Meßsignal U schwankt also zunächst zwischen dem unteren Extremwert U′₁ und dem oberen Extremwert U′₂, um dann beim Erscheinen der Kante 3 noch tiefer als der bis herige untere Extremwert U′₁ abzusinken. Hiernach schwankt das Meßsignal zwischen den tieferliegenden Extremwerten U₁ und U₂.If the relative movement between the substances on the one hand and the light barrier on the other hand takes place in the opposite direction, then the diagram of FIG. 1b is run through from right to left. The measurement signal U thus initially fluctuates between the lower extreme value U ' ₁ and the upper extreme value U' ₂ , in order then to drop even lower than the previous lower extreme value U ' ₁ when the edge 3 appears. The measurement signal then fluctuates between the lower-lying extreme values U ₁ and U ₂ .

Zu detektieren ist jeweils derjenige Augenblick, in dem die Kante 3 durch die Lichtschranke wandert. Bei Relativbewegung der Stofflagen 1, 2 von rechts nach links ist die Kante 3 eine Endkante, und ihr Erscheinen äußert sich darin, daß das Meßsignal U höher als bis zum bisherigen Maximalwert U₁ an steigt. Bei Relativbewegung der Stoffe von links nach rechts hingegen ist die Kante 3 eine Vorderkante, und ihr Erscheinen äußert sich darin, daß das Meßsignal U tiefer als bis zum bisherigen Minimalwert U′₁ absinkt. Es gilt also, zur Erfassung der Kante das Meßsignal jeweils mit einem Schwellenwert zu vergleichen, der im Falle einer Endkante oberhalb des bisherigen Maximalwertes und im Falle einer Vorderkante unterhalb des bisherigen Minimalwertes liegt, und ein Kantenfühlsignal dann auszulösen, wenn das Meßsignal diesen Schwellenwert kreuzt (im ersteren Fall überschreitet und im zweitgenannten Fall unterschreitet). Anhand der Fig. 2 sei nun eine Anordnung beschrieben, mit welcher dieses Prinzip realisiert werden kann.The moment in which the edge 3 travels through the light barrier is to be detected. When the layers of material 1 , 2 move relative to one another from the right to the left, the edge 3 is an end edge, and their appearance manifests itself in the fact that the measurement signal U rises above the previous maximum value U ₁ . With relative movement of the substances from left to right, however, the edge 3 is a leading edge, and its appearance is expressed in that the measurement signal U drops below the previous minimum value U ' ₁ . It is therefore necessary to compare the measurement signal with a threshold value which is above the previous maximum value in the case of an end edge and below the previous minimum value in the case of a leading edge, and to trigger an edge sensing signal when the measurement signal crosses this threshold value ( exceeds in the former case and falls below in the second case). An arrangement will now be described with reference to FIG. 2 with which this principle can be implemented.

Am Erfassungsort befindet sich eine Lichtschranke, die eine Lichtquelle in Form einer Leuchtdiode 13 und einen Lichtfüh ler in Form einer Fotodiode 14 enthält. Zwischen Leuchtdiode 13 und Fotodiode 14 wird das Werkstück hindurchbewegt, des sen Kante detektiert werden soll. Alternativ kann auch die aus Leuchtdiode 13 und Fotodiode 14 bestehende Lichtschranke gegenüber dem feststehenden Werkstück bewegt werden, um die Lage der Werkstückkante zu bestimmen. Das Werkstück besteht im dargestellten Fall aus dem inhomogenen Stoff 1 auf einer weiteren inhomogenen Stofflage 2, wie in Fig. 1a bereits näher gezeigt.At the detection location there is a light barrier which contains a light source in the form of a light-emitting diode 13 and a light sensor in the form of a photodiode 14 . Between the light emitting diode 13 and the photodiode 14 , the workpiece is moved, the edge of which is to be detected. Alternatively, the light barrier consisting of light-emitting diode 13 and photodiode 14 can also be moved relative to the stationary workpiece in order to determine the position of the workpiece edge. In the case shown, the workpiece consists of the inhomogeneous material 1 on a further inhomogeneous layer of material 2 , as already shown in more detail in FIG. 1a.

Die Fotodiode 14 fängt denjenigen Anteil des von der Leucht diode 13 ausgesandten Lichts auf, der durch das Werkstück dringt, und läßt am Ausgang eines Meßverstärkers 15 eine entsprechende Spannung erscheinen. Vorzugsweise wird die Leuchtdiode 13 über einen Treiberverstärker 12 durch einen Oszillator 11 mit einer vorbestimmten Frequenz moduliert, und das Ausgangssignal des Meßverstärkers 15 wird über ein auf diese Frequenz abgestimmtes Bandpaßfilter 16 auf einen Synchrongleichrichter 17 gegeben, der mit der Oszillator frequenz synchronisiert ist. Ein zwischen dem Oszillator 11 und dem Synchrongleichrichter 17 eingefügtes Verzögerungs glied 18 dient als Laufzeitausgleich, damit das Synchroni siersignal mit genau der richtigen Phase am Synchrongleich richter erscheint. Die Lichtmodulation und anschließende Synchrongleichrichtung dient zur Unterdrückung von Fremdein flüssen. Ein nachgeschaltetes Tiefpaßfilter 19 glättet die gleichgerichtete Meßspannung, die dann über einen Umschal ter, dessen Funktion weiter unten beschrieben wird, zu einem Analog/Digital-Wandler 21 gelangt, um das Meßsignal U in Form aufeinanderfolgender digitaler Abtastwerte darzustel len. Bei Relativbewegung zwischen einerseits den beiden Stofflagen 1 und 2 und andererseits der Lichtschranke 13, 14 ändert sich dieses Meßsignal etwa so, wie es in der Fig. 1b gezeigt ist.The photodiode 14 captures that portion of the light emitted by the light-emitting diode 13 that penetrates through the workpiece and lets a corresponding voltage appear at the output of a measuring amplifier 15 . Preferably, the light emitting diode 13 is modulated via a driver amplifier 12 by an oscillator 11 at a predetermined frequency, and the output signal of the measuring amplifier 15 is passed via a bandpass filter 16 tuned to this frequency to a synchronous rectifier 17 which is synchronized with the oscillator frequency. A delay element 18 inserted between the oscillator 11 and the synchronous rectifier 17 serves as runtime compensation so that the synchronizing signal appears with exactly the right phase at the synchronous rectifier. The light modulation and subsequent synchronous rectification serve to suppress external influences. A downstream low-pass filter 19 smoothes the rectified measurement voltage, which then ter via a switch, the function of which is described below, arrives at an analog / digital converter 21 in order to present the measurement signal U in the form of successive digital samples. In the case of relative movement between the two layers of material 1 and 2 on the one hand and the light barrier 13, 14 on the other hand, this measurement signal changes approximately as shown in FIG. 1b.

Das Meßsignal U gelangt auf einen ersten Eingang eines digi talen Vergleichers 25, der an einem zweiten Eingang einen Schwellenwert U_s empfängt. Beim Durchgang des Meßsignals U durch den Schwellenwert U_s liefert der Vergleicher 25 ausgangsseitig ein Signal K, welches das Erscheinen einer Werkstückkante in der Lichtschranke anzeigen soll (Kantenfühlsignal).The measurement signal U reaches a first input of a digital comparator 25 , which receives a threshold value U _s at a second input. When the measurement signal U passes through the threshold value U _s , the comparator 25 supplies on the output side a signal K which is intended to indicate the appearance of a workpiece edge in the light barrier (edge sensing signal).

Um den Schwellenwert U_s so einzustellen, daß das Kantenfühl signal K trotz Inhomogenitäten des Werkstücks immer dann und nur dann abgegeben wird, wenn tatsächlich eine Werkstück kante wie z. B. die Stoffkante 3 am Erfassungsort in der Lichtschranke erscheint, ist eine Abgleichvorrichtung vor gesehen, die eine Extremwert-Erfassungseinrichtung 22 und eine Schwellenwert-Stelleinrichtung 23 enthält und durch eine Programmschalteinrichtung 26 während einer Justierphase vor dem Erscheinen der Werkstückkante aktivierbar ist. Die Extremwert-Erfassungseinrichtung 22 empfängt dabei die aufeinanderfolgenden Abtastwerte des Meßsignals U sowie ein Richtungssignal R, das die Richtung der bei der erwarteten Kante auftretenden Meßsignaländerung anzeigt. Aus den während der Justierphase einlaufenden Abtastwerten des Meßsignals U ermittelt die Extremwert-Erfassungseinrichtung 22 den Extremwert U₁, der in der vom Richtungssignal angezeigten Richtung ausschlägt, und den Extremwert U₂, der in die entgegengesetzte Richtung ausschlägt. Die ermittelten Extremwerte U₁ und U₂ werden in der Schwellenwert-Stelleinrichtung 23 verarbeitet, um den Schwellenwert auf ein Niveau zu bringen, das einerseits in der vom Richtungssignal R angezeigten Richtung jenseits des Extremwertes U₁ liegt, andererseits aber noch nahe genug, daß es mit Sicherheit durch den Meßsignalausschlag beim Erscheinen der Kante erreicht wird.To set the threshold value U _{s in} such a way that the edge feel signal K is always emitted despite inhomogeneities of the workpiece and only when an edge of a workpiece such. B. the fabric edge 3 appears at the detection location in the light barrier, a matching device is seen before, which contains an extreme value detection device 22 and a threshold value adjusting device 23 and can be activated by a program switching device 26 during an adjustment phase before the appearance of the workpiece edge. The extreme value detection device 22 receives the successive samples of the measurement signal U and a direction signal R which indicates the direction of the measurement signal change occurring at the expected edge. The extreme value detection device 22 determines the extreme value U ₁ , which deflects in the direction indicated by the direction signal, and the extreme value U ₂ , which deflects in the opposite direction, from the samples of the measurement signal U that arrive during the adjustment phase. The determined extreme values U ₁ and U ₂ are processed in the threshold value setting device 23 in order to bring the threshold value to a level which on the one hand lies in the direction indicated by the direction signal R beyond the extreme value U ₁ , but on the other hand is close enough that it is surely achieved by the measurement signal deflection when the edge appears.

Der hierzu benutzte Algorithmus für die Schwellenwert- Stelleinrichtung 23 läßt sich beschreiben durch die Gleichung:The algorithm used for this purpose for the threshold value setting device 23 can be described by the equation:

U_s = U₁-m (U₂-U₁) ,U _s = U₁-m (U₂-U₁),

wobei m ein positiver Faktor kleiner als 1 ist. Es hat sich gezeigt, daß für diesen Faktor statistisch ein allgemein gültiger Wert ermittelt werden kann, der gleichermaßen befriedigend für unterschiedlichste Bedingungen ist. Dieser Wert liegt vorzugsweise bei 0,25. Die obige Gleichung gilt unverändert sowohl für die Erfassung einer Vorderkante wie auch für die Erfassung einer Endkante, vorausgesetzt, daß U₁ und U₂ den beiden Extremwerten in der oben beschriebenen Weise zugeordnet sind (U₁ für den in der angezeigten Richtung ausschlagenden Extremwert und U₂ für den in der Gegenrichtung ausschlagenden Extremwert). where m is a positive factor less than 1. It has been shown that a generally valid value can be determined statistically for this factor, which is equally satisfactory for a wide variety of conditions. This value is preferably 0.25. The above equation remains unchanged for both the detection of a leading edge and for the detection of an end edge, provided that U ₁ and U _{2 are assigned to} the two extreme values in the manner described above (U ₁ for the extreme value deflecting in the indicated direction and U ₂ for the extreme value deflecting in the opposite direction).

In der Fig. 2 sind noch weitere Einzelheiten dargestellt, die Bestandteil vorteilhafter Ausgestaltungen der Anordnung sein können. So ist ein zweiter Lichtfühler in Form eines Fototransistors 14a dargestellt, der den vom Werkstück am Erfassungsort reflektierten Anteil des von der Leuchtdiode 13 abgegebenen Lichtes empfängt. Diesem Fototransistor ist ebenfalls ein Meßverstärker 15a, ein Bandpaßfilter 16a, ein Synchrongleichrichter 17a und ein Tiefpaßfilter 19a nachge schaltet, deren Funktion die gleiche ist wie die Funktion der Elemente 15, 16, 17, 19 hinter dem Ausgang der Fotodiode 14. Das vom Tiefpaßfilter 19a abgegebene Signal, das dem vom Werkstück am Erfassungsort reflektierten Licht ent spricht, kann unter Umständen besser als das vom Tiefpaß filter 19 gelieferte "Durchlichtsignal" geeignet sein, die Kante eines Werkstücks wie z. B. die Kante 3 der Stofflage 1 zu detektieren, etwa wenn die Lage 2 lichtundurchlässiges Material wie Leder ist und demzufolge die Fotodiode 14 weder vor noch nach der Kante Licht empfängt. Auch bei geringer oder fehlender Lichtdurchlässigkeit der Lage 1 wäre eine Kantendetektion mittels Durchlichtmessung zumindest dann problematisch, wenn die Endkante erfaßt werden soll. In solchen Fällen sollte also auf Reflexlichtmessung umgeschal tet werden. Das Schaltkriterium kann aus einem Amplitudenver gleich des Durchlichtsignals und des Reflexlichtsignals gewonnen werden. Ein hierzu dienender Amplitudendiskrimina tor 30, der die Ausgangssignale der beiden Tiefpaßfilter 19 und 19a empfängt, kann zu Beginn der Justierphase aktiviert werden, um den Umschalter 20 jeweils auf denjenigen Ausgang zu stellen, der das Meßsignal höherer Amplitude liefert. Die Schaltereinstellung kann natürlich auch von Hand erfolgen, wenn der Bedienungsperson angezeigt wird, welches Meßsignal das stärkere ist, oder wenn die Bedienungsperson über aus reichende Erfahrung verfügt, um bei Betrachtung des Werk stückes selbst zu entscheiden, welche Meßart zu bevorzugen ist.In FIG. 2, further details are not illustrated, the part of advantageous embodiments may be of the arrangement. A second light sensor in the form of a phototransistor 14 a is shown, which receives the portion of the light emitted by the light emitting diode 13 reflected by the workpiece at the detection location. This phototransistor is also a measuring amplifier 15 a, a band-pass filter 16 a, a synchronous rectifier 17 a and a low-pass filter 19 a, the function of which is the same as the function of the elements 15 , 16 , 17 , 19 behind the output of the photodiode 14 . The signal emitted by the low-pass filter 19 a, which speaks the light reflected from the workpiece at the detection location, may be better suited than the low-pass filter 19 supplied "transmitted light signal", the edge of a workpiece such. B. to detect the edge 3 of the fabric layer 1 , for example when the layer 2 is opaque material such as leather and consequently the photodiode 14 receives light neither before nor after the edge. Even if layer 1 had little or no light transmittance, edge detection by means of transmitted light measurement would be problematic at least if the end edge is to be detected. In such cases, you should switch to reflected light measurement. The switching criterion can be obtained from an amplitude comparison of the transmitted light signal and the reflected light signal. A serving amplitude discriminator 30 , which receives the output signals of the two low-pass filters 19 and 19 a, can be activated at the beginning of the adjustment phase in order to set the changeover switch 20 to that output which delivers the measurement signal of higher amplitude. The switch setting can of course also be done by hand when the operator is shown which measurement signal is the stronger, or when the operator has sufficient experience to decide for himself when viewing the workpiece, which type of measurement is preferred.

Nach Auswahl der Meßart (Durchlicht oder Reflexlicht) ist auch die Entscheidung über das Richtungssignal R zu treffen, denn es hängt auch von der Meßart ab, in welche Richtung das Meßsignal erwartungsgemäß beim Erscheinen der Kante ausschla gen wird. Diese Entscheidung ist nicht schwierig, denn mit dem Auge ist ohne weiteres abzuschätzen, ob das Werkstück für die betreffende Meßart nach der Kante dunkler oder hel ler erscheint als vor der Kante. Vorteilhafterweise wird die jeweils ausgewählte Meßart angezeigt.After selecting the measurement type (transmitted light or reflected light) to make the decision about the direction signal R, because it also depends on the type of measurement in which direction that As expected, exclude the measurement signal when the edge appears will. This decision is not difficult because with the eye can easily estimate whether the workpiece for the type of measurement concerned, darker or helier after the edge ler appears than in front of the edge. Advantageously, the selected measurement type is displayed.

Eine weitere Ausgestaltung kann darin bestehen, daß der Ver stärkungsfaktor des Treiberverstärkers 12 und/oder des Meß verstärkers 15 einstellbar ist, um das Meßsignal U zu Beginn der Justierphase in den günstigsten Meßbereich zu bringen. Dies ist durch die Steuereingänge S_T und S_M an den betreffenden Verstärkern angedeutet. Die Steuersignale S_T und S_M für die Verstärker können von einer Regleranordnung 27 geliefert werden, die das Meßsignal U als Istwert und einen die Mitte des gewünschten Meßbereichs darstellenden Wert als Sollwert empfängt.A further embodiment can consist in that the gain factor of the driver amplifier 12 and / or the measuring amplifier 15 can be adjusted in order to bring the measuring signal U into the most favorable measuring range at the beginning of the adjustment phase. This is indicated by the control inputs S _T and S _M on the relevant amplifiers. The control signals S _T and S _M for the amplifiers can be supplied by a controller arrangement 27 which receives the measurement signal U as the actual value and a value representing the center of the desired measuring range as the setpoint.

In der Fig. 2 sind die Extremwert-Erfassungsschaltung 22, die Schwellenwert-Stelleinrichtung 23, der Vergleicher 25, die Programmschalteinrichtung 26 und die Regleranordnung 27 als diskrete Baugruppen dargestellt, die jeweils durch festverdrahtete Schaltungen realisiert werden können. Die Funktionen einiger oder aller dieser Elemente lassen sich aber auch durch einen digitalen Microcontroller mit ent sprechender Software realisieren, wie durch die gestrichelte Umrahmung 40 angedeutet. Vorzugsweise wird ein solcher Micro controller anstelle diskreter Schaltungen verwendet.In FIG. 2, the extreme value detection circuit 22, the threshold setting device 23, the comparator 25, the program switch device 26 and the regulator assembly shown 27 as discrete modules which can be realized by hard-wired circuits, respectively. The functions of some or all of these elements can also be realized by a digital microcontroller with corresponding software, as indicated by the dashed frame 40 . Such a micro controller is preferably used instead of discrete circuits.

Im folgenden sei der Arbeitsablauf des in Fig. 2 dargestell ten Kantendetektors beschrieben, und zwar sowohl in einer ersten Ausführungsform mit "manuellem" Abgleich und in einer zweiten Ausführungsform mit "automatischem" Abgleich, beides am Beispiel einer Nähmaschine, wo die Endkante 3 der Stoff lage 1 über der Stofflage 2 detektiert werden soll. Es sei davon ausgegangen, daß die Lichtschranke eingeschaltet, die Richtung ausgewählt und nur die Durchlicht-Meßstrecke 14, 15, 16, 17, 19 vorhanden ist und der Analog/Digital-Wandler 21 das Ausgangssignal vom Tiefpaßfilter 19 empfängt. Zu nächst legt die Bedienungsperson die untere Stofflage 2 am Erfassungsort in die Lichtschranke ein. Daraufhin werden ohne Tastenbetätigung der Treiberverstärker 12 und der Meß signalverstärker 15 anfänglich auf minimale Verstärkung ein gestellt, und dann wird der Treiberverstärker 12 hochgere gelt, bis das Meßsignal U in den gewünschten Meßbereich fällt. Wird dieser Bereich auch bei maximaler Verstärkungs einstellung des Treiberverstärkers 12 nicht erreicht, dann wird anschließend die Verstärkung des Meßverstärkers 15 hoch gefahren, um den Meßbereich zu erreichen. All dies kann vollautomatisch mit Hilfe der Programmschalteinrichtung 26 und der Regleranordnung 27 bzw. durch den Microcontroller geschehen.In the following, the workflow of the edge detector shown in FIG. 2 is described, both in a first embodiment with "manual" adjustment and in a second embodiment with "automatic" adjustment, both using the example of a sewing machine where the end edge 3 of the fabric layer 1 above the material layer 2 is to be detected. It is assumed that the light barrier is switched on, the direction is selected and only the transmitted light measuring section 14 , 15 , 16 , 17 , 19 is present and the analog / digital converter 21 receives the output signal from the low-pass filter 19 . First, the operator places the lower layer of fabric 2 at the detection location in the light barrier. Thereupon, the driver amplifier 12 and the measurement signal amplifier 15 are initially set to minimum gain without a key actuation, and then the driver amplifier 12 is regulated until the measurement signal U falls within the desired measurement range. If this range is not reached even with the maximum gain setting of the driver amplifier 12 , then the gain of the measuring amplifier 15 is then ramped up in order to reach the measuring range. All this can be done fully automatically with the aid of the program switching device 26 and the controller arrangement 27 or by means of the microcontroller.

Wenn auch die Reflexlicht-Meßstrecke 14a, 15a, 16a, 17a, 19a vorhanden ist, kann die gleiche Prozedur bei umgestelltem Um schalter 20 auch mit dieser Meßstrecke durchgeführt werden, etwa wenn sich zeigt, daß der Meßbereich mit der Durchlicht- Meßstrecke nicht erreicht werden kann. Auch diese Umschal tung kann automatisch erfolgen. Es können auch beide Meß strecken unabhängig voneinander ausprobiert werden, um dann diejenige auszuwählen, bei welcher der Meßbereich früher (d. h. mit geringerer Verstärkung) erreicht wird. Bei Verwen dung des Amplitudendiskriminators 30 erfolgt dies auto matisch, wenn der Amplitudendiskriminator 30 den Umschalter 20 immer auf diejenige Meßstrecke stellt, die das stärkere Ausgangssignal liefert.If the reflected light measuring section 14 a, 15 a, 16 a, 17 a, 19 a is present, the same procedure can be carried out with the switch 20 switched over with this measuring section, for example when it becomes apparent that the measuring range with transmitted light - Measuring section cannot be reached. This switchover can also be done automatically. Both measuring sections can also be tried independently of one another, in order then to select the one in which the measuring range is reached earlier (ie with less amplification). When the amplitude discriminator 30 is used, this takes place automatically when the amplitude discriminator 30 always switches the switch 20 to the measuring section which supplies the stronger output signal.

Nach der vorstehend beschriebenen Meßbereichseinstellung wird der betreffende Regelungsmechanismus stillgesetzt und z. B. durch Druck auf eine entsprechende Taste J ein Befehl zum Inhomogenitätsabgleich gegeben, womit gleichzeitig die Extremwert-Erfassungseinrichtung 22 aktiviert wird. Die Be dienungsperson verschiebt nun von Hand die untere Stofflage 2 durch die Lichtschranke, vorteilhafterweise längs der Achse des Nähvorschubs und über eine Länge, die mindestens gleich der Periode von optisch unterscheidbaren Inhomogeni täten der Stofflage ist, z. B. über die Rapportlänge einer Musterung des Stoffes. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit spanne liefert die Extremwert-Erfassungsschaltung 22 die beiden Extremwerte U₁′ und U₂′ des bis dahin erschienenen Meßsignals U an die Schwellenwert-Stelleinrichtung 23, die dann ihrerseits den Schwellenwert U_s am Vergleicher 25 nach dem weiter oben beschriebenen Algorithmus einstellt. Hiermit ist der Abgleichvorgang beendet, und die Extremwert-Erfas sungsschaltung 22 wird abgeschaltet und die Schwellenwert- Stelleinrichtung 23 stillgesetzt. Die Bedienungsperson kann nun die Nähmaschine zum Vernähen der beiden Stofflagen 1 und 2 starten, wobei gleichzeitig auch der Vergleicher 25 einge schaltet wird, und sobald die Endkante 3 am Erfassungsort erscheint, wird das Kantenfühlsignal K abgegeben, das die Nähmaschine veranlassen kann, den Nähvorgang an dieser Kante zu beenden.After the measuring range setting described above, the relevant control mechanism is stopped and z. B. is given a command for inhomogeneity adjustment by pressing a corresponding key J, which simultaneously activates the extreme value detection device 22 . Be the operator moves the lower layer of fabric 2 by hand through the light barrier, advantageously along the axis of the sewing feed and over a length that is at least equal to the period of optically distinguishable inhomogeneity of the fabric layer, e.g. B. on the repeat length of a sample of the fabric. After a predetermined period of time, the extreme value detection circuit 22 supplies the two extreme values U ₁ 'and U ₂ ' of the measurement signal U which has appeared until then to the threshold value adjusting device 23 , which in turn then sets the threshold value U _s at the comparator 25 according to that described above Algorithm sets. This ends the adjustment process, and the extreme value detection circuit 22 is switched off and the threshold value setting device 23 is shut down. The operator can now start the sewing machine for sewing the two layers of fabric 1 and 2 , the comparator 25 being switched on at the same time, and as soon as the end edge 3 appears at the detection location, the edge feel signal K is emitted, which can cause the sewing machine to start the sewing process to end this edge.

Der "automatische" Abgleich unterscheidet sich von dem vor stehend beschriebenen manuellen Abgleich im wesentlichen darin, daß die Bedienungsperson die Stofflagen vor dem Näh vorgang nicht gesondert von Hand bewegen und keine Taste drücken muß. Die Bedienungsperson legt eine einzige oder zwei positionsgerecht ausgerichtete Stofflagen 1, 2 auf und beginnt gleich mit dem Nähen. Der Steuerbefehl zum Inhomo genitätsabgleich, der die Extremwert-Erfassungseinrichtung 22 aktiviert, wird mit dem Start der Maschine ausgelöst und startet gleichzeitig einen (nicht dargestellten) Zähler, der die durchgeführten Nähstiche zählt. Sobald dieser Stichzäh ler einen voreingestellten Zählwert erreicht hat, wird die Schwellenwert-Stelleinrichtung 23 aktiviert, um den Schwel lenwert U_s am Vergleicher 25 auf der Grundlage der bis dahin ermittelten Extremwerte U₁ und U₂ bzw. U₁′ und U₂′ einzustellen. Hierauf wird der Vergleicher 25 eingeschaltet, und die Schwellenwert-Stelleinrichtung und die Extremwert-Erfassungseinrichtung werden stillgesetzt, so daß im weiteren Verlauf des Nähvorgangs das Kantenfühlsignal K abgegeben werden kann, wenn die Stoffkante 3 am Erfassungs ort erscheint. Der voreingestellte Zählwert am Stichzähler wird vorteilhafterweise so bemessen, daß er mindestens gleich der Anzahl der Stiche ist, die einem Vorschub über eine Periodenlänge der Inhomogenitäten (z. B. Rapportlänge) entspricht.The "automatic" adjustment differs from the manual adjustment described above essentially in that the operator does not have to separately move the fabric layers before the sewing process by hand and does not have to press a key. The operator puts on a single or two fabric layers 1 , 2 aligned in the correct position and immediately begins sewing. The control command for inhomogeneity adjustment, which activates the extreme value detection device 22 , is triggered when the machine is started and at the same time starts a counter (not shown) which counts the sewing stitches carried out. As soon as this stitch counter has reached a preset count value, the threshold value setting device 23 is activated in order to set the threshold value U _s at the comparator 25 on the basis of the extreme values U ₁ and U ₂ or U ₁ ′ and U ₂ ′ determined up to that point . The comparator 25 is then switched on, and the threshold value setting device and the extreme value detection device are shut down, so that the edge feel signal K can be emitted in the further course of the sewing process when the fabric edge 3 appears at the detection location. The preset count value on the stitch counter is advantageously dimensioned such that it is at least equal to the number of stitches which corresponds to a feed over a period length of the inhomogeneities (e.g. repeat length).

Vorstehend wurde der Betriebsablauf für die Detektion spe ziell einer Endkante beschrieben. Zum Detektieren einer Vor derkante der oberen Stofflage 1 erfolgt der Abgleich in der Justierphase ebenfalls wie zuvor beschrieben alleine auf die untere Stofflage 2. Der Betrieb läuft dann in der gleichen Weise ab wie beschrieben, nur daß das Richtungssignal R "um gekehrt" einzustellen ist, weil der Meßsignalausschlag beim Erreichen der Vorderkante natürlich entgegengesetzt zum Meß signalausschlag beim Erreichen der Endkante ist. Wenn im Verlauf eines einzigen Arbeitsganges zunächst die Vorder kante und später die Endkante eines Werkstücks detektiert werden soll, dann kann der Gesamtablauf ohne die Notwendig keit von Zwischeneingriffen automatisiert werden, indem man Vorkehrungen trifft, daß nach erfolgter Detektion der Vorder kante das Richtungssignal R umgeschaltet und der Abgleichbe fehl erneut gegeben wird. Hierzu ist es günstig, wenn der Richtungssignalgeber eine bistabile Kippschaltung ist, deren Zustand durch das Kantenfühlsignal jeweils gewechselt wird. Auf diese Weise ist es auch möglich, eine größere Vielzahl aufeinanderfolgender Vorder- und Endkanten von Werkstücken nacheinander zu erfassen, ohne daß irgendwelche Zwischenein stellungen von Hand oder Unterbrechungen notwendig wären.The operating procedure for the detection of a specific end edge has been described above. To detect a front edge of the upper layer of fabric 1 , the adjustment in the adjustment phase also takes place, as described above, solely on the lower layer of fabric 2 . The operation then runs in the same manner as described, except that the direction signal R "to be reversed" because the measurement signal deflection when reaching the front edge is of course opposite to the measurement signal deflection when reaching the end edge. If, in the course of a single operation, the leading edge and later the trailing edge of a workpiece are to be detected, then the overall process can be automated without the need for intervening interventions by taking precautions that after detection of the leading edge the direction signal R is switched and the adjustment command is given again. For this purpose, it is advantageous if the direction signal transmitter is a bistable flip-flop, the state of which is changed by the edge-sensing signal. In this way, it is also possible to sequentially grasp a larger number of successive front and end edges of workpieces without any intermediate settings by hand or interruptions being necessary.

Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer kombinierten Durchlicht/Reflexlichtschranke, wie sie in der Anordnung nach Fig. 2 verwendet werden kann. Eingebettet in einer festen Unterlage 50, bei der es sich um die Stichplatte einer Nähmaschine handeln kann, sitzt ein Fotoempfänger wie z. B. die in Fig. 2 dargestellte Fotodiode 14. In gewisser Entfernung oberhalb der Unterlage 50 ist ein sogenannter Reflextaster 52 angeordnet, der Licht aussendet und empfängt. Dieser Reflextaster kann z. B. die Leuchtdiode 13 und den Fototransistor 14a enthalten, wobei diese beiden Elemente eng zusammenliegend beide auf die Unterlage 50 aus gerichtet sind, jedoch gegen direkte Einstrahlung voneinan der abgeschirmt sind. Als Reflextaster kann auch eine Glas faseroptik oder ein Reflexkoppler verwendet werden. Der Ab stand zwischen dem Reflextaster 52 und der Unterlage 50 ist so gewählt, daß das Material mit den zu den detektierenden Kanten wie z. B. die Stofflagen 1 und 2 gut hindurchbewegt werden kann (bei einer Nähmaschine z. B. etwa 5 mm). FIG. 3 shows an embodiment of a combined transmitted light / reflex light barrier, as can be used in the arrangement according to FIG. 2. Embedded in a fixed base 50 , which can be the stitch plate of a sewing machine, a photo receiver such as e.g. B. the photodiode 14 shown in FIG. 2. A so-called reflex sensor 52 is arranged at a certain distance above the base 50 and emits and receives light. This reflex sensor can, for. B. contain the light emitting diode 13 and the phototransistor 14 a, these two elements lying closely together both directed towards the base 50 , but are shielded from direct radiation from one another. Glass fiber optics or a reflex coupler can also be used as a reflex sensor. From stood between the reflex sensor 52 and the base 50 is selected so that the material with the edges to be detected such. B. the layers of fabric 1 and 2 can be moved well (in a sewing machine, for example, about 5 mm).

Claims

1. Verfahren zum Detektieren einer eine Relativbewegung gegenüber einem Erfassungsort ausführenden Werkstückkante unter Verwendung einer Meßvorrichtung, die einen den Erfassungsort beleuchtenden Lichtsender und mindestens einen Lichtempfänger aufweist, der einen vom Erfassungsort ausgehenden Lichtanteil mißt und ein entsprechendes Meßsignal erzeugt unter Durchführung folgender Schritte:
während einer vorbereitenden Justierphase wird das Werkstück über den Erfassungsort bewegt, und Extremwerte der dabei auftretenden Schwankungen des Meßsignals werden ermittelt;
aus den ermittelten Extremwerten wird eine Schwelle errechnet, von der zu erwarten ist, daß sie vom Meßsignal beim Erscheinen der Werkstückkante in vorausbestimmter Richtung überkreuzt wird;
während einer Detektionsphase wird das Meßsignal mit der errechneten Schwelle verglichen, um ein Kantenfühlsignal zu erzeugen, wenn das Meßsignal durch diese Schwelle geht,
dadurch gekennzeichnet,
daß während der Justierphase nur ein vor der erwarteten Kante liegender Werkstückteil über den Erfassungsort bewegt wird, und
daß als Schwelle ein einziger Schwellenwert U_s gemäß der Gleichung U_s = U₁-m (U₂-U₁)errechnet wird, wobei U₁ der in der vorausbestimmten Richtung ausschlagende Extremwert ist, U₂ der in entgegengesetzter Richtung ausschlagende Extremwert ist und m ein positiver Faktor kleiner als 1 ist.1.Method for detecting a workpiece edge carrying out a relative movement relative to a detection location using a measuring device which has a light transmitter illuminating the detection location and at least one light receiver which measures a light component originating from the detection location and generates a corresponding measurement signal by performing the following steps:
during a preparatory adjustment phase, the workpiece is moved over the detection location and extreme values of the fluctuations in the measurement signal that occur are determined;
a threshold is calculated from the extreme values determined, from which it is to be expected that the measuring signal will cross it in a predetermined direction when the workpiece edge appears;
during a detection phase, the measurement signal is compared with the calculated threshold in order to generate an edge sensing signal when the measurement signal passes through this threshold,
characterized,
that only a workpiece part lying in front of the expected edge is moved over the detection location during the adjustment phase, and
that a single threshold value U _{s is} calculated as a threshold according to the equation U _s = U₁-m (U₂-U₁), where U₁ is the extreme value that deflects in the predetermined direction, U₂ is the extreme value that deflects in the opposite direction and m is a positive factor smaller than 1.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß m ungefähr gleich 0,25 ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that m is approximately equal to 0.25.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Justierphase der am Erfassungsort befindliche Werkstückteil über eine Länge bewegt wird, die mindestens gleich der Periode von optisch unterscheidbaren Inhomogenitäten des Werkstückteils ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that during the adjustment phase, the one at the detection location Workpiece part is moved over a length that is at least equal the period of optically distinguishable inhomogeneities of the Is part of the workpiece.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Nähmaschine, bei welcher das Werkstück eine ein- oder mehrlagige Stoffschicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierphase während einer vorgebbaren Anzahl von Nähstichen vor der erwarteten Ankunft einer Stofflagenkante eingeschaltet wird.4. The method according to at least one of the preceding claims in a sewing machine in which the workpiece is one or multilayered fabric layer, characterized in that the Adjustment phase during a predefinable number of sewing stitches the expected arrival of a fabric layer edge is switched on.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Einstellung des Arbeitspunktes der Meßvorrichtung die Leistung des Lichtsenders verstellt wird, bis das Meßsignal in einen vorgegebenen Meßbereich fällt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhöhung der Leistung des Lichtsenders bei niedrig eingestellter Verstärkung des Lichtempfängers erfolgt und daß, wenn das Meßsignal bei maximaler Leistung des Lichtsenders den Meßbereich noch nicht erreicht hat, die Verstärkung des Lichtempfängers erhöht wird, bis das Meßsignal in den Meßbereich fällt.5. The method according to at least one of the preceding claims, where to adjust the working point of the measuring device Power of the light transmitter is adjusted until the measurement signal in falls within a predetermined measuring range, characterized in that an increase in light transmitter output at low set gain of the light receiver takes place and that when the measurement signal at maximum power of Light transmitter has not yet reached the measuring range Gain of the light receiver is increased until the measurement signal falls within the measuring range.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei Lichtempfängern, deren erster den vom Werkstück durchgelassenen Lichtanteil und deren zweiter den vom Werkstück reflektierten Lichtanteil empfängt, jeweils derjenige für das Verfahren ausgewählt wird, der zu Beginn der Justierphase das stärkere Meßsignal liefert.6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that of two light receivers whose first, the amount of light let through by the workpiece and their second receives the portion of light reflected from the workpiece, in each case the one is selected for the process who The stronger measurement signal is provided at the beginning of the adjustment phase.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die neben der zur Erzeugung des Meßsignals verwendeten Meßvorrichtung eine während der Justierphase aktivierbare Abgleichvorrichtung zur Ermittlung der Extremwerte des Meßsignals und zur Errechnung der Schwelle, eine am Ende der Justierphase aktivierbare Schwellenwert-Stelleinrichtung zur Einstellung der errechneten Schwelle und eine während der Detektionsphase aktivierbare Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Meßsignals mit der errechneten Schwelle und zur Erzeugung des Kantenfühlsignals bei Durchgang des Meßsignals durch die eingestellte Schwelle enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein Richtungssignalgeber (28) vorgesehen ist, der ein die Richtung der bei der erwarteten Kante auftretenden Meßsignaländerung anzeigendes Richtungssignal (R) liefert, und daß die Abgleichvorrichtung den als Schwelle verwendeten einzigen Schwellenwert U_s gemäß folgender Gleichung liefert: U_s = U₁-m (U₂-U₁) ,wobei U₁ der in der vorausbestimmten Richtung ausschlagende Extremwert ist, U₂ der in entgegengesetzter Richtung ausschlagende Extremwert ist und m ein positiver Faktor kleiner als 1 ist.7. Arrangement for performing the method according to claim 1, which in addition to the measuring device used to generate the measurement signal, a calibration device that can be activated during the adjustment phase for determining the extreme values of the measurement signal and for calculating the threshold, a threshold value setting device that can be activated at the end of the adjustment phase for setting the contains the calculated threshold and a comparison device which can be activated during the detection phase for comparing the measurement signal with the calculated threshold and for generating the edge sensing signal when the measurement signal passes through the set threshold, characterized in that a direction signal transmitter ( 28 ) is provided which detects the direction of the of the expected edge occurring measurement signal change indicating direction signal (R) provides, and that the adjustment device delivers the single threshold value U _s used as a threshold according to the following equation: U _s = U₁-m (U₂-U₁), wherein U₁ is the extreme value deflecting in the predetermined direction, U₂ is the extreme value deflecting in the opposite direction and m is a positive factor less than 1.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß m ungefähr gleich 0,25 ist.8. Arrangement according to claim 7, characterized in that m is approximately equal to 0.25.

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei als ein Stellglied zur Einstellung des Meßbereichs der Meßvorrichtung ein regelbarer Verstärker in der Treiberschaltung des Lichtsenders vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als weiteres Stellglied ein regelbarer Verstärker (15) im Lichtempfänger (14-19) vorgesehen ist.9. Arrangement according to claim 7 or 8, wherein as an actuator for adjusting the measuring range of the measuring device, a controllable amplifier is provided in the driver circuit of the light transmitter, characterized in that as a further actuator, a controllable amplifier ( 15 ) in the light receiver ( 14-19 ) is provided.

10. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Stellglieder (12; 15) Bestandteil eines wahlweise einschaltbaren Regelkreises (mit 27) ist, der das Meßsignal (U) als Regelgröße und einen die Mitte des Meßbereichs darstellenden Wert als Sollwert empfängt.10. The arrangement according to at least one of claims 7 to 9, characterized in that at least one of the actuators ( 12; 15 ) is part of an optionally switchable control circuit (with 27 ), the measurement signal (U) as a controlled variable and the middle of the measuring range representing value as setpoint.

11. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (11-13) der Meßvorrichtung eine von einem Oszillator (11) gesteuerte Lichtquelle (13) zur Erzeugung von Wechsellicht vorbestimmter Frequenz aufweist und daß der Lichtempfänger (14-19) einen mit dem Oszillator synchronisierten Synchrongleichrichter (17) enthält.11. The arrangement according to at least one of claims 7 to 10, characterized in that the light transmitter ( 11-13 ) of the measuring device has a light source ( 13 ) controlled by an oscillator ( 11 ) for generating alternating light predetermined frequency and that the light receiver ( 14th -19 ) contains a synchronous rectifier ( 17 ) synchronized with the oscillator.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Synchrongleichrichter (17) ein Bandpaßfilter (16) vorgeschaltet ist.12. The arrangement according to claim 11, characterized in that the synchronous rectifier ( 17 ) is connected upstream of a bandpass filter ( 16 ).

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Synchrongleichrichter (17) ein Tiefpaßfilter (19) nachgeschaltet ist.13. Arrangement according to claim 11 or 12, characterized in that the synchronous rectifier ( 17 ) is followed by a low-pass filter ( 19 ).

14. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lichtempfänger (14-19; 14a-19a) vorgesehen sind, deren erster den vom Werkstück (1, 2) durchgelassenen Lichtanteil und deren zweiter den vom Werkstück reflektierten Lichtanteil empfängt, und daß eine Einrichtung (20) zur wahlweisen Umschaltung zwischen den beiden Lichtempfängern vorgesehen ist.14. Arrangement according to at least one of claims 7 to 13, characterized in that two light receivers ( 14-19; 14 a- 19 a) are provided, the first one of the workpiece ( 1, 2 ) let through light and the second one of the workpiece receives reflected light portion, and that a device ( 20 ) for optional switching between the two light receivers is provided.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Umschalteinrichtung (20) ein Amplitudendiskriminator (30) gekoppelt ist, der mit den Ausgängen beider Lichtempfänger (14- 19; 14a-19a) verbunden ist und auf einen Steuerbefehl hin die Umschalteinrichtung zur Auswahl desjenigen Lichtempfängers veranlaßt, der das jeweils stärkere Meßsignal liefert. 15. The arrangement according to claim 14, characterized in that with the switching device ( 20 ) an amplitude discriminator ( 30 ) is coupled, which is connected to the outputs of both light receivers ( 14-19; 14 a- 19 a) and the control command Switching device causes selection of the light receiver that delivers the stronger measurement signal.

16. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 15 in einer Nähmaschine, bei welcher das Werkstück eine zu nähende Stofflage ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Programmschalteinrichtung (26) mit einem Stichzähler vorgesehen ist, der mit Einschaltung der Abgleichvorrichtung (22, 23) startet und nach einer voreinstellbaren Anzahl von Nähstichen die Abgleichvorrichtung ausschaltet und die Vergleichseinrichtung (25) einschaltet.16. The arrangement according to at least one of claims 7 to 15 in a sewing machine, in which the workpiece is a layer of fabric to be sewn, characterized in that a program switching device ( 26 ) is provided with a stitch counter, which with activation of the adjustment device ( 22, 23 ) starts and, after a preset number of sewing stitches, the adjustment device switches off and the comparison device ( 25 ) switches on.

17. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgesehene Programmschalteinrichtung (26) auf das Kantenfühlsignal (K) anspricht, um die Abgleichvorrichtung (22, 23) wieder einzuschalten.17. The arrangement according to at least one of claims 7 to 16, characterized in that a provided program switching device ( 26 ) responds to the edge sensing signal (K) in order to switch on the adjustment device ( 22, 23 ) again.

18. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgesehene Programmschalteinrichtung (26) eine den Richtungssignalgeber (28) darstellende bistabile Einrichtung enthält, deren Schaltzustand das Richtungssignal (R) bestimmt.18. Arrangement according to at least one of claims 7 to 17, characterized in that a provided program switching device ( 26 ) contains a directional signal generator ( 28 ) representing bistable device, the switching state of which determines the directional signal (R).

19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Einrichtung (28) von Hand setz- und rücksetzbar ist.19. The arrangement according to claim 18, characterized in that the bistable device ( 28 ) can be set and reset by hand.

20. Anordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzustand der bistabilen Einrichtung (28) durch das Kantenfühlsignal (K) umschaltbar ist.20. The arrangement according to claim 18 or 19, characterized in that the switching state of the bistable device ( 28 ) is switchable by the edge sensing signal (K).

21. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Analog/Digital-Wandler (21) vorgesehen ist, der das Meßsignal (U) in Digitalform umwandelt, und daß die Vergleichseinrichtung (25) und die Abgleichvorrichtung (22, 23) in einem digitalen Microcontroller realisiert sind. 21. The arrangement according to at least one of claims 7 to 20, characterized in that an analog / digital converter ( 21 ) is provided which converts the measurement signal (U) into digital form, and that the comparison device ( 25 ) and the adjustment device ( 22nd , 23 ) are implemented in a digital microcontroller.

22. Anordnung nach Anspruch 21 in Verbindung mit mindestens einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Programmschalteinrichtung im Microcontroller realisiert ist.22. The arrangement according to claim 21 in connection with at least one of claims 16 to 19, characterized in that the Program switching device is implemented in the microcontroller.