DE4000633A1

DE4000633A1 - Verfahren und naehmaschine zum laengengleichen zusammennaehen zweier stofflagen

Info

Publication number: DE4000633A1
Application number: DE19904000633
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Arnold; Erich Willenbacher; Bernhard Mertel; Robert Prof Dr Ing Massen; Reinhold Dobner
Original assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Current assignee: GM Pfaff AG
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1990-01-11
Publication date: 1990-07-26
Also published as: DE4000633C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1, 5 und 10 sowie des Anspruches 18 und 21.

Durch die für die Bildung des Oberbegriffes berücksichtigte DE-OS 35 25 028 ist ein Verfahren zur Ermittlung der Vorschubgröße zweier längengleich zusammenzunähender Stofflagen bekannt, bei dem mit Hilfe von je zwei mit Abstand hintereinander angeordneten Zeilenkameras von jeder Stofflage aufeinanderfolgend Bilder von strukturtypischen Merkmalen erstellt werden. Durch Vergleich der von der ersten Kamera gelieferten Bilddaten mit denen der zweiten Kamera wird bei Koinzidenz der Bilddaten ein beim Erstellen des ersten Bildes eingeleiteter Impulszählvorgang beendet und aus der Impulssumme sowie einer theoretischen, sich bei schlupffreiem Vorschub ergebenden Impulszahl die Vorschubgröße der entsprechenden Stofflage berechnet. Bei unterschiedlichen Vorschubgrößen läßt sich aus deren Differenz ein Stellsignal für eine mit einer differenzierbaren Ober- und Untertransportvorrichtung ausgestatteten Nähmaschine bilden, wodurch die Differenz der Vorschubgröße auskorrigierbar ist.

Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich bei gleich langen Stofflagen gute Ergebnisse erzielen. Es gibt jedoch Einschränkungen hinsichtlich der Genauigkeit, wenn die Stofflagen unterschiedlich gedehnt sind, was beispielsweise durch unsachgemäße Handhabung während des Nähens oder durch unterschiedliche Herstellungs- und Lagerbedingungen verursacht sein kann, insbesondere bei Strick- und Wirkware. Beim längengenauen Zusammennähen einander zugeordneter Stofflagen, insbesondere bei der Herstellung langer Nähte, beispielsweise bei Längsnähten an Ärmeln und Hosenbeinen von Bekleidungsstücken, ist eine Genauigkeit von weniger als 0,1% erforderlich, da sich z. B. bei zwei gleich langen Stoffzuschnitten von 1 m Länge bei 1% Vorschubunterschied oder 1% Dehnungsunterschied ein Endfehler von 1 cm ergibt, was nicht tolerierbar ist. Durch das bekannte Verfahren läßt sich nur ein durch unterschiedlichen Vorschub bedingter gegenseitiger Versatz der beiden Stofflagen ausgleichen. Dagegen lassen sich unterschiedliche Dehnungen der beiden Stofflagen überhaupt nicht erfassen und damit auch nicht kompensieren.

Aus der DE-OS 34 16 883 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur kontinuierlichen berührungslosen Messung der zweidimensionalen Schrumpfung von Textilien, insbesondere von Strickwaren während des Herstellungsprozesses bekannt, bei dem mit je einer Fernsehkamera ein Ausschnitt der Textiloberfläche jeweils vor und nach der Schrumpfung aufgenommen, digitalisiert und abgespeichert wird. Mit Hilfe einer Recheneinheit wird die eindimensionale Autokorrelationsfunktion in Längs- und Querrichtung gebildet, wonach aus der Lage der periodischen Maxima dieser Funktion die rauschbefreite Grundperiode in Längs- und Querrichtung bestimmt wird. Aus der Veränderung dieser Grundperiode in beiden Richtungen werden die durch Schrumpfung hervorgerufenen Längs- und Querveränderungen ermittelt.

Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich zwar zweidimensionale Schrumpfungen und damit Größenveränderungen von Textilien messen, da hierbei aber mit Hilfe von zwei in Durchlaufrichtung der Textilbahn mit Abstand angeordneten Kameras zum einen der Zustand vor und zum anderen nach der Schrumpfbehandlung erfaßt wird, ist das Verfahren und insbesondere die Vorrichtung zu dessen Durchführung für das Erfassen des Dehnungszustandes zweier Stofflagen im Bereich der Stichbildestelle einer Nähmaschine ungeeignet. Da darüber hinaus mit dem bekannten Verfahren keine Messung der Vorschubgröße der beiden Stofflagen durchgeführt werden kann, ist es für das längengleiche Zusammennähen zweier Stofflagen völlig unbrauchbar.

Durch die DE-PS 33 46 163 ist schließlich ein Verfahren zum muster- und strukturgerechten Zusammennähen zweier das gleiche Muster bzw. die gleiche musterartige Oberflächenstruktur aufweisender Stofflagen bekannt. Mit Hilfe je eines zeilenförmigen Sensors werden von jeder Stofflage zeitgleich Bilder aufgenommen und digitalisiert. Eine Datenverarbeitungseinrichtung berechnet durch Kreuzkorrelationsanalyse der Bilddaten die Relativlage der Muster der beiden Stofflagen und erzeugt in Abhängigkeit von deren Ergebnis Steuerbefehle für eine Stelleinrichtung, um die relative Vorschubgröße der Vorschubmittel der Nähmaschine dahingehend zu verändern, daß sich die Stofflagen mustermäßig überdecken. Da hierbei in Kauf genommen werden muß, daß sich die Endkanten der Stofflagen nicht decken, ist auch dieses Verfahren für das längengleiche Zusammennähen zweier Stofflagen ungeeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Nähmaschine zum Zusammennähen beliebig strukturierter und ggf. unterschiedlich gedehnter Stofflagen zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 1, 5 und 10 sowie 18 und 21 gelöst.

Das Zusammennähen beliebig strukturierter Stofflagen erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Weise, daß zunächst aus nicht periodischen Signalanteilen von die Bindungsstruktur der jeweiligen Stofflage darstellenden Bildern die Vorschubgröße der Stofflagen ermittelt und aus einem Vergleich der Vorschubgrößen ein erstes Signal gewonnen wird und aus den Signalanteilen von entlang der Erstreckungsrichtung periodisch auftretender Strukturelemente (z. B. in Richtung der Kett- oder der Schußfäden bei Geweben) der Dehnungszustand der Stofflagen und unter Berücksichtigung der Winkellage der Erstreckungsrichtung der periodisch auftretenden Strukturelemente die parallel zur Vorschubrichtung verlaufende Dehnungskomponente ermittelt und aus einem Vergleich der gleichgerichteten Dehnungskomponenten ein zweites Signal gewonnen wird, und daß sodann aus diesen Signalen ein Steuersignal für die der Vorschubvorrichtung zugeordnete Stelleinrichtung gebildet wird. Auf diese Weise lassen sich infolge unterschiedlicher Dehnung unterschiedlich lange Stofflagen, die zuvor in gleichem Dehnungszustand längengleich zugeschnitten worden waren, nunmehr wieder längengleich zusammennähen, indem die Stofflagen mit gleicher Maschen- bzw. Fadenanzahl pro Längeneinheit miteinander vernäht werden. Da bei diesem Verfahren für die Bestimmung des Vorschubes und des Dehnungszustandes die Bindungsstruktur der Stofflagen erfaßt und ausgewertet wird, läßt sich das Verfahren universell, d. h. auch für einfarbige, ungemusterte Stoffe anwenden.

Im Anspruch 2 ist eine weitergehende Ausgestaltung des Verfahrens angegeben und in den Ansprüchen 3 und 4 sind alternative Weiterbildungen des Verfahrens nach Anspruch 2 genannt.

Im Anspruch 5 ist ein gegenüber dem Verfahren nach Anspruch 1 vereinfachtes Verfahren angegeben, das unter der Voraussetzung anwendbar ist, daß sich wenigstens ein Teil der bildmäßig erfaßbaren, oberflächenspezifischen Merkmale, z. B. bei einem Gewebe die Kett- oder die Schußfäden, im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung erstrecken. Da hierbei der Dehnungszustand der Stofflagen in der gleichen Richtung wie die Vorschubgröße der Stofflagen ermittelt wird und somit die winkelmäßige Bestimmung der Erstreckungslage oberflächenspezifischer Merkmale entbehrlich ist, kann in diesem Fall die Auswertung der Bildsignalwerte nach nicht periodischen Signalanteilen für die Vorschubbestimmung und nach periodisch auftretenden Signalanteilen für die Dehnungsbestimmung jeweils aus den gleichen Bildsignalwerten erfolgen. Daher braucht für die Erzeugung der nach zwei voneinander verschiedenen Kriterien auszuwertenden Bildsignale für jede Stofflage nur jeweils ein Bildaufnahmesystem vorgesehen zu werden.

Für die Bestimmung der Vorschubgröße wird gemäß Anspruch 6 als Ähnlichkeitsfunktion die Kreuzkorrelationsfunktion berechnet, während für die Bestimmung des Dehnungszustandes gemäß Anspruch 7 die Autokorrelationsfunktion berechnet wird.

Eine Möglichkeit zur Steigerung der Eindeutigkeit bei der Bestimmung des Korrelationsmaximums wird gemäß Anspruch 8 durch eine entsprechende Vorverarbeitung der Eingangsdaten erreicht. Wenn die ungefähre Periode der Stoffstruktur bekannt ist, kann diese über ein entsprechend dimensioniertes Filter (Bandsperre) unterdrückt werden. Die Koeffizienten dieses Filters sollten vorzugsweise dynamisch nachstellbar sein, um auf die vorherrschende Stoffstruktur anpaßbar zu sein. Dies bringt zwar keinen Zugewinn an Informationen oder Genauigkeit, erleichtert aber die automatische Ermittlung des Korrelationsmaximums, da Mehrdeutigkeiten vermieden werden.

Während für die Vorschubmessung die Unregelmäßigkeiten und höherfrequenten Anteile im Signal einer Bildzeile von Bedeutung sind und die Periode der Stoffstruktur ggf. ausgefiltert wird, ist es für die Autokorrelation bei der Bestimmung der Strukturweite, d. h. des Dehnungszustandes der Stofflagen gerade der periodische, regelmäßige Signalanteil, der die gewünschte Information enthält. Daher wird im Gegensatz zum zuvor Beschriebenen gemäß Anspruch 9 für die Autokorrelation die Filteroperation der Eingangsdaten mittels eines Bandpasses ausgeführt, wobei alle höherfrequenten Unregelmäßigkeiten unterdrückt werden. Auch die Koeffizienten solcher Bandpaßfilter sollten vorzugsweise nachstellbar sein, um der Strukturweite (Maschenweite bzw. Fadenabstand) der jeweiligen Stofflage angepaßt werden zu können.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 10, das ebenso wie das Verfahren nach Anspruch 5 unter der Voraussetzung anwendbar ist, daß sich wenigstens ein Teil der bildmäßig erfaßbaren oberflächenspezifischen Merkmale im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung erstreckt, wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß bei der Berechnung der für die Bestimmung der Vorschubgröße durchgeführten Ähnlichkeitsfunktion neben dem Hauptextremwert mehrere periodische Nebenextremwerte auftreten, deren Abstand dem Abstand der periodisch vorkommenden Strukturelemente, nämlich den Maschen bzw. Kett- oder Schußfäden, entspricht. Während für die Bestimmung der Vorschubgröße weiterhin die Lage des Hauptextremwertes der Ähnlichkeitsfunktion berechnet wird, wird für die Bestimmung des Dehnungszustandes aus den Funktionswerten dieser Ähnlichkeitsfunktion der gegenseitige Abstand der Nebenextremwerte bzw. der Abstand zwischen dem Hauptextremwert und den beiden benachbarten Nebenextremwerten ermittelt. Im Unterschied zum Verfahren nach Anspruch 5 wird bei diesem Verfahren der Dehnungszustand der Stofflagen also nicht durch eine Berechnung einer eigenen Ähnlichkeitsfunktion sondern durch eine entsprechende Auswertung der für die Bestimmung der Vorschubgröße ohnehin durchzuführenden Berechnung einer Ähnlichkeitsfunktion ermittelt. Bei dieser Ähnlichkeitsfunktion handelt es sich gemäß Anspruch 11 um die Kreuzkorrelationsfunktion.

Es kann bei genügend hoher Meßrate davon ausgegangen werden, daß sich die Vorschubgeschwindigkeit zwischen zwei Messungen aufgrund mechanischer Trägheit nur um einen geringfügigen Betrag ändern kann. Dies kann dazu genutzt werden, den Korrelationsrechner gemäß Anspruch 12 so zu betreiben, daß das neue Verschiebemaximum nur in der Umgebung des vorherigen Maximums gesucht wird. Hierdurch wird der Rechenaufwand spürbar verringert, da nur noch ein begrenzter Teil der gesamten Kreuzkorrelationsfunktion berechnet zu werden braucht.

Eine weitere Verringerung des Rechenaufwandes wird dadurch erzielt, daß anstelle der normierten die unnormierte Kreuzkorrelationsfunktion berechnet wird. Hierbei können sich etwaige Schwankungen der Grundhelligkeit des Bildes, wie sie durch ungleichmäßige Beleuchtung oder ungleichmäßiges Reflexionsvermögen der Stofflagen auftreten können, dahingehend auswirken, daß sich ein insgesamt abfallender oder ansteigender Verlauf ergibt, wobei sich das Korrelationsmaximum möglicherweise in der "Talsohle" befindet. Um hierbei trotzdem das Maximum bestimmen zu können, wird für dessen Berechnung ein modifizierter Algorithmus gemäß Anspruch 13 angewendet.

Gemäß Anspruch 14 werden die Stützstellen des errechneten Hauptmaximums der Kreuzkorrelationsfunktion und der beiden benachbarten Nebenmaxima durch Interpolation geglättet, wodurch die Genauigkeit der Position des tatsächlichen Maximums etwa um den Faktor 5 verbessert wird.

Da die Vorschubrichtung der Stofflagen vorgegeben, d. h. bekannt ist, werden die Helligkeitswerte in nur einer Richtung zur Auswertung herangezogen. Die Größe des Bildausschnitts, d. h. des Meßbereiches ist gemäß Anspruch 15 vorteilhafterweise so gewählt, daß beim maximal vorkommenden Vorschubschritt sich das Bild um höchstens 50% des Ausschnittes, d. h. des Meßbereichs verschiebt. Zwar könnte bei entsprechender Änderung des Korrelationsalgorithmus die Verschiebung auch mehr als 50% des Bildausschnitts betragen und noch erkannt werden, wobei allerdings mit zunehmender Verschiebung eine Verschlechterung der Korrelationswerte in Kauf genommen werden müßte.

Zur Beleuchtung der Stoffoberflächen wird gemäß Anspruch 16 Infrarotlicht verwendet. Eine Infrarotbeleuchtung bietet mehrere Vorteile, nämlich die Elimination von Farbunterschieden, da die meisten gängigen Textilfarben infrarotdurchlässig und somit im Infrarotlicht unsichtbar sind, die weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber Tages- und Streulichteinflüssen, die Abschirmungen entbehrlich macht und die Vermeidung einer für das menschliche Auge störenden Beleuchtung. Zur Vermeidung von Bewegungsunschärfe ist es gemäß Anspruch 17 vorteilhaft, wenn die Infrarotlichtquelle im Takt der Bildaufnahme stroboskopisch betrieben wird.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Nähmaschine zur Durchführung der verschiedenen Verfahren nach den Ansprüchen 1, 5 oder 10 ergibt sich aus den Ansprüchen 18 bis 22.

Die Erfindung ist anhand von vier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Nähmaschine mit zwei Kameras und zwei Beleuchtungseinrichtungen,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungseinrichtung mit der zur Bestimmung der Vorschubgröße eine Kreuzkorrelationsanalyse und zur Ermittlung des Dehnungszustandes der Stofflagen eine Autokorrelationsanalyse durchgeführt wird, wobei wenigstens ein Teil der Strukturelemente im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung verläuft,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Signalverarbeitungseinrichtung mit der zur Bestimmung der Vorschubgröße eine Kreuzkorrelationsanalyse und zur Ermittlung des Dehnungszustandes der Stofflagen eine Auswertung von in der Kreuzkorrelationsfunktion enthaltenen periodischen Signalanteilen durchgeführt wird, wobei wenigstens ein Teil der Strukturelemente im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung verläuft

Fig. 4 ein Diagramm einer normierten Kreuzkorrelationsfunktion,

Fig. 5-8 Diagramme über die signalmäßige Auswirkung verschiedener Rechenschritte bei der Berechnung einer unnormierten Kreuzkorrelationsfunktion,

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform einer Signalverarbeitungseinrichtung bei der für die Ermittlung der Vorschubgröße ein Zeilensensor und für die Ermittlung der Winkellage der Strukturelemente einer jeden Stofflage und des Dehnungszustandes ein Flächensensor verwendet wird,

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform einer Signalverarbeitungseinrichtung bei der für jede Stofflage nur ein Flächensensor vorgesehen ist, der für die Ermittlung der Vorschubgröße zeilenmäßig auslesbar ist, und

Fig. 11 eine schematisierte Darstellung eines Gewebes, bei dem die Kett- und die Schußfäden erste und zweite periodisch auftretende Strukturelemente bilden.

Ausführungsbeispiel 1

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.

An einem an der Vorderseite des Kopfes 2 befestigten Träger 29 ist eine Zeilenkamera 30 und eine Beleuchtungseinrichtung 31 angeordnet.

Unterhalb einer vor der Stichbildestelle in der Stichplatte 32 eingelassenen Glasplatte 33 ist mit Abstand zu dieser ein Lichtleiterbündel 34 angeordnet, das von einem gegenüber ihm isolierten Lichtleiterbündel 35 umgeben ist. Das innere Lichtleiterbündel 34 ist mit einer Zeilenkamera 36 und das äußere Lichtleiterbündel 35 mit einer ringförmigen Beleuchtungseinrichtung 37 verbunden. Unterhalb der Glasplatte 33 ist eine nicht dargestellte Optik angeordnet, die eine gezielte Beleuchtung der Meßfläche ermöglicht und diese wiederum auf der Stirnseite des inneren Lichtleiterbündels 34 abbildet. Die Lichtstrahlen der Beleuchtungseinrichtungen 31, 37 sind durch eine die beiden Stofflagen 7, 8 voneinander trennende Zwischenplatte 38 gegenseitig abgeschirmt.

Eine mit der Welle 15 synchron laufende Welle 39 Fig. 2 trägt eine Impulsscheibe 40, die mit einem Impulsgeber 41 zusammenwirkt.

Jede Zeilenkamera 30, 36 weist einen Zeilensensor 42 mit rechteckigen Diodenelementen 43 auf. Die Diodenelemente 43 sind quer zur Vorschubrichtung der Stofflagen 7, 8 ausgerichtet.

Der Zeilenkamera 30 ist ein A/D-Wandler 44 zugeordnet, der über einen elektronischen Schalter 45 wechselweise mit einem von zwei Bildspeichern 46, 47 verbindbar ist. Der Bildspeicher 46 steht über einen elektronischen Schalter 48 wahlweise mit einem als Bandpaß wirkenden digitalen Filter 49 und einem als Bandsperre wirkenden digitalen Filter 50 in Verbindung. Der Bildspeicher 47 steht über einen elektronischen Schalter 51 mit einem als Bandsperre wirkenden digitalen Filter 52 in Verbindung. Die Filter 49, 50 und 52 sind an einen Korrelationsrechner 53 angeschlossen.

Die Zeilenkamera 36 ist in gleicher Weise wie die Zeilenkamera 30 mit einer Schaltung verbunden, die aus einem A/D-Wandler 44′, einem ersten elektronischen Schalter 45′, zwei Bildspeichern 46′, 47′ zwei weiteren elektronischen Schaltern 48′, 51′, einem als Bandpaß wirkenden digitalen Filter 49′, zwei als Bandsperre wirkenden digitalen Filtern 50′, 52′ und einem Korrelationsrechner 53′ besteht.

Die beiden Korrelationsrechner 53, 53′ sind mit einem Vergleichermodul 54 verbunden, an das ein Vorschubregelungsmodul 55 angeschlossen ist. Das Vorschubregelungsmodul 55 steht mit dem nicht dargestellten Schrittmotor der Stelleinrichtung 28 in Verbindung.

Der Betrieb der Zeilenkameras 30, 36, der Beleuchtungseinrichtungen 31, 37, der Schalter 45, 45′, 48, 48′ und 51, 51′ und des Vergleichermoduls 54 wird durch eine Ablaufsteuerung 56 gesteuert, die über den Impulsgeber 41 mit dem Maschinentriebwerk in Verbindung steht. Die Bauelemente bzw. Module 44-53, 44′-53′ und 54-56 bilden gemeinsam eine Signalverarbeitungseinrichtung 57.

Ausführungsbeispiel 2

Die Nähmaschine dieses Ausführungsbeispieles ist in gleicher Weise ausgebildet wie die Nähmaschine des ersten Ausführungsbeispieles. Ferner werden zwei Zeilenkameras verwendet, die mit den Zeilenkameras 30, 36 des ersten Ausführungsbeispieles identisch sind und daher mit den jeweils entsprechenden Bezugszeichen 30, 36 versehen wurden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Blockschaltbild des zweiten Ausführungsbeispiels ist der Zeilenkamera 30 ein A/D-Wandler 60 zugeordnet, der über ein als Hochpaß wirkendendes digitales Filter 61 und einen elektronischen Schalter 62 wechselweise mit einem von zwei Bildspeichern 63, 64 verbindbar ist. Die Bildspeicher 63, 64 sind mit einem Korrelationsrechner 65 verbunden.

Die Zeilenkamera 36 ist beim Blockschaltbild nach Fig. 3 in gleicher Weise wie die Zeilenkamera 30 mit einer Schaltung verbunden, die aus einem A/D-Wandler 60′, einem als Hochpaß wirkenden digitalen Filter 61′, zwei Bildspeichern 63′, 64′ und einem Korrelationsrechner 65′ besteht.

Die beiden Korrelationsrechner 65, 65′ sind mit einem Vergleichermodul 66 verbunden, an das ein Vorschubregelungsmodul 67 angeschlossen ist. Das Vorschubregelungsmodul 67 steht mit dem nicht dargestellten Schrittmotor der Stelleinrichtung 28 in Verbindung.

Der Betrieb der Zeilenkameras 30, 36, der Beleuchtungseinrichtungen 31, 37, der Schalter 62, 62′ und des Vergleichermoduls 66 wird durch eine Ablaufsteuerung 68 gesteuert, die über den Impulsgeber 41 mit dem Maschinentriebwerk in Verbindung steht. Die Bauelemente bzw. Module 60-65, 60′-65′ und 66-68 bilden gemeinsam eine Signalverarbeitungseinrichtung 69.

Ausführungsbeispiel 3

Die Nähmaschine dieses Ausführungsbeispieles ist in gleicher Weise ausgebildet wie die in Fig. 1 dargestellte Nähmaschine des ersten Ausführungsbeispieles und weist daher wie diese den in Fig. 9 dargestellten Schwinghebel 27, die Stelleinrichtung 28 sowie die auf der Welle 39 befestigte Impulsscheibe 40 und den Impulsgeber 41 auf.

Der oberen Stofflage 7 ist eine schematisch dargestellte Kamera 70 und eine Beleuchtungseinrichtung 71 zugeordnet. Die Kamera 70 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 72, einer Optik 73, einem teildurchlässigen Spiegel 74 und einem CCD-Zeilensensor 75 sowie einem CCD-Flächensensor 76.

Der unteren Stofflage 8 ist eine ebenfalls schematisch dargestellte Kamera 77 zugeordnet, die im wesentlichen wie die Kamera 70 aufgebaut ist und daher wie diese aus einem Gehäuse 78, einer Optik 79, einem teildurchlässigen Spiegel 80 und einem CCD-Zeilensensor 81 sowie einem CCD-Flächensensor 82 besteht. Mit der Kamera 77 ist ein Lichtleiterbündel 83 verbunden, das unterhalb der in Fig. 1 dargestellten Glasplatte 33 endet. Das Lichtleiterbündel 83 ist teilweise von einem zweiten Lichtleiterbündel 84 umgeben, das mit einer ringförmigen Beleuchtungseinrichtung 85 verbunden ist.

Dem Zeilensensor 75 ist ein A/D-Wandler 86 zugeordnet, der über einen elektronischen Schalter 87 wechselweise mit einem von zwei Bildspeichern 88, 89 verbindbar ist. Die Bildspeicher 88, 89 sind mit einem Kreuzkorrelationsfunktionen berechnenden KKF-Rechner 90 verbunden. Der KKF-Rechner 90 enthält ein nicht dargestelltes, als Bandsperre dienendes digitales Filter.

Dem Flächensensor 76 ist ein A/D-Wandler 91 zugeordnet, der direkt mit einem Bildspeicher 92 verbunden ist. An den Bildspeicher 92 sind eine Winkelberechnungseinheit 93 und ein Autokorrelationsfunktionen berechnender AKF-Rechner 94 angeschlossen, wobei die Winkelberechnungseinheit 93 und der AKF-Rechner 94 auch untereinander verbunden sind. Der AKF-Rechner 94 enthält ein nicht dargestelltes, als Bandpaß wirkendes Filter.

Der Zeilensensor 81 ist in gleicher Weise wie der Zeilensensor 75 mit einer Schaltung verbunden, die aus einem A/D-Wandler 86′, einem elektronischen Schalter 87′, zwei Bildspeichern 88′, 89′ und einem KKF-Rechner 90′ besteht. Ebenso ist auch der Flächensensor 82 wie der Flächensensor 76 mit einer Schaltung verbunden, die aus einem A/D- Wandler 91′, einem Bildspeicher 92′, einer Winkelberechnungseinheit 93′ und einem AKF-Rechner 94′ besteht.

Die beiden KKF-Rechner 90, 90′ und die beiden AKF-Rechner 94, 94′ sind mit einem Vergleichermodul 95 verbunden, an das ein Vorschubregelungsmodul 96 angeschlossen ist. Das Vorschubregelungsmodul 96 steht mit dem nicht dargestellten Schrittmotor der Stelleinrichtung 28 in Verbindung.

Der Betrieb der Kameras 70, 77, der Beleuchtungseinrichtungen 71, 85, der Schalter 87, 87′ und des Vergleichermoduls 95 wird durch eine Ablaufsteuerung 97 gesteuert, die über den Impulsgeber 41 mit dem Maschinentriebwerk in Verbindung steht. Die Bauelemente bzw. Module 86 -94, 86′-94′ und 95-97 bilden gemeinsam eine Signalverarbeitungseinrichtung 98.

Ausführungsbeispiel 4

Die Nähmaschine dieses Ausführungsbeispieles ist in gleicher Weise ausgebildet wie die in Fig. 1 dargestellte Nähmaschine des ersten Ausführungsbeispieles und weist daher wie diese den in Fig. 10 dargestellten Schwinghebel 27, die Stelleinrichtung 28 sowie die auf der Welle 39 befestigte Impulsscheibe 40 und den Impulsgeber 41 auf.

Der oberen Stofflage 7 ist eine schematisch dargestellte Kamera 100 und eine Beleuchtungseinrichtung 101 zugeordnet. Die Kamera 100 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 102, einer Optik 103 und einem CCD-Flächensensor 104.

Der unteren Stofflage 8 ist eine ebenfalls schematisch dargestellte Kamera 105 zugeordnet, die im wesentlichen wie die Kamera 100 aufgebaut ist und daher wie diese aus einem Gehäuse 106, einer Optik 107 und einem CCD-Flächensensor 108 besteht. Mit der Kamera 105 ist ein Lichtleiterbündel 109 verbunden, das unterhalb der in Fig. 1 dargestellten Glasplatte 33 endet. Das Lichtleiterbündel 109 ist teilweise von einem zweiten Lichtleiterbündel 110 umgeben, das mit einer ringförmigen Beleuchtungseinrichtung 111 verbunden ist.

Der Kamera 100 ist ein A/D-Wandler 112 zugeordnet, der über einen elektronischen Schalter 113 wechselweise mit einem von zwei Bildspeichern 114, 115 verbindbar ist. Die beiden Bildspeicher 114, 115 sind mit einem Kreuzkorrelationsfunktionen berechnenden KKF- Rechner 116 verbunden. Der KKF-Rechner 116 enthält ein nicht dargestelltes, als Bandsperre dienendes digitales Filter. An den Bildspeicher 114 sind ferner eine Winkelberechnungseinheit 117 und ein Autokorrelationsfunktionen berechnender AKF-Rechner 118 angeschlossen, wobei die Winkelberechnungseinheit 117 und der AKF-Rechner 118 auch untereinander verbunden sind. Der AKF-Rechner 118 enthält ein nicht dargestelltes, als Bandpaß wirkendes Filter.

Die Kamera 105 ist in gleicher Weise wie die Kamera 100 mit einer Schaltung verbunden, die aus einem A/D-Wandler 112′, einem elektronischen Schalter 113′, zwei Bildspeichern 114′, 115′, einem KKF-Rechner 116′, einer Winkelberechnungseinheit 117′ und einem AKF- Rechner 118′ besteht.

Die beiden KKF-Rechner 116, 116′ und die beiden AKF-Rechner 118, 118′ sind mit einem Vergleichermodul 119 verbunden, an das ein Vorschubregelungsmodul 120 angeschlossen ist. Das Vorschubregelungsmodul 120 steht mit dem nicht dargestellten Schrittmotor der Stelleinrichtung 28 in Verbindung.

Der Betrieb der Kameras 100, 105, der Beleuchtungseinrichtungen 101, 111, der Schalter 113, 113′ und des Vergleichermoduls 119 wird durch eine Ablaufsteuerung 121 gesteuert, die über den Impulsgeber 41 mit dem Maschinentriebwerk in Verbindung steht. Die Bauelemente bzw. Module 112-118, 112′-118′ und 119-121 bilden gemeinsam eine Signalverarbeitungseinrichtung 122.

Funktionsweise Ausführungsbeispiel 1

Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß dem Blockschaltbild nach Fig. 2 wird die von den Kameras 30, 36 abzubildende Fläche der Stofflagen 7, 8 durch die Beleuchtungseinrichtungen 31, 37 im zeitlichen Abstand der Stichperiode stroboskopisch mit infrarotem Licht schräg beleuchtet, wodurch aufgrund der durch die Maschen einer Strick- bzw. Wirkware oder die sich kreuzenden Kett- und Schußfäden eines Gewebes bedingten rauhen Oberflächenstruktur der Stofflagen 7, 8 auf deren Oberseite punktuelle Helligkeitsunterschiede auftreten. Mit Hilfe der Kameras 30, 36 werden zeitgleich mit dem Betrieb der Beleuchtungseinrichtungen 31, 37 von den beleuchteten Oberflächenabschnitten zeilenförmige Bilder aufgenommen, wobei jedes einzelne der rechteckförmigen Diodenelemente 43 eine integrale Helligkeitsmessung des von ihr erfaßten Oberflächenteilabschnittes bewirkt.

Die analogen Bilddaten des jeweils ersten Bildes der beiden Kameras 30, 36 werden nach Umwandlung im A/D-Wandler 44; 44′ über den Schalter 45; 45′ als digitales Grauwertbild bzw. als ein die Bindungsstruktur widergebendes Signalprofil im Bildspeicher 46; 46′ zwischengespeichert. Das nach Durchführung eines Vorschubschrittes der Stofflagen 7, 8 von den Kameras 30, 36 aufgenommene zweite Bild, das gegenüber dem entsprechenden ersten Bild um die Länge des Vorschubschrittes versetzt ist, wird nach Umschalten des Schalters 45; 45′ ebenfalls als digitales Grauwertbild im Bildspeicher 47; 47′ zwischengespeichert.

In der Zwischenzeit bis zur Ausführung des nächsten Vorschubschrittes und der Aufnahme des nächsten Bildes werden die Bilddaten hinsichtlich der Vorschubgröße und des Dehnungszustandes der Stofflagen 7, 8 ausgewertet.

Für die Bestimmung der Vorschubgröße wird in bekannter Weise die nachfolgend mit KKF abgekürzte Kreuzkorrelationsfunktion der in den Bildspeichern 46, 47; 46′, 47′ zwischengespeicherten Bilddaten durchgeführt. Das Maximum der KKF ist proportional zur Größe des Vorschubes der beiden Stofflagen 7, 8 zwischen der ersten und zweiten Aufnahme. Dieses Maximum der KKF ist dadurch bedingt, daß obwohl die Stofflagen 7, 8 aus periodischen Strukturelementen bestehen, diese Strukturen aber nicht in absolut gleichen periodischen Abständen auftreten, sondern durch geringfügigen Verzug und Deformation einen relativ großen überlagerten Rauschanteil mit breitbandigeren Frequenzkomponenten enthalten. Dies ist ein nichtperiodischer Anteil, der zu einem ausgeprägten Maximum der KKF führt und eine eindeutige Aussage über den Vorschub erlaubt.

Bei Berechnung einer normierten KKF würde sich ein Funktionsverlauf ergeben, der mit dem in Fig. 4 dargestellten Diagramm vergleichbar ist. Die normierte KKF ergibt ein absolutes Maximum H der Korrelationskoeffizienten R _xy beim Verschiebeindex K _v, dessen Abstand zum Nullpunkt der Größe des örtlichen Versatzes der beiden mit ein und derselben Kamera 30 oder 36 nacheinander aufgenommenen Bilder und damit der Vorschubgröße der Stofflagen 7, 8 zwischen den Aufnahmen entspricht.

Da die Berechnung der normierten KKF wegen der Vielzahl der zu berechnenden Terme eine zu lange Zeit in Anspruch nehmen würde, wird eine vereinfachte unnormierte KKF berechnet. Bevor die Bilddaten für die Berechnung der unnormierten KKF an den jeweiligen Korrelationsrechner weitergeleitet werden, wird in den als Bandsperre wirkenden Filtern 50, 52; 50′, 52′ der von der periodischen Anordnung der Strukturelemente herrührende periodische Anteil reduziert, wodurch bei der nachfolgenden Berechnung der KKF die Ordinate der Nebenmaxima vermindert und damit die Ermittlung des Hauptmaximums erleichtet wird. Die Koeffizienten der Filter 50, 52; 50′, 52′ lassen sich dynamisch nachführen, wodurch sie stets auf die vorherrschende Stoffstruktur angepaßt werden können.

Mit Hilfe der beiden Korrelationsrechner 53, 53′ wird aus der Lage des Hauptmaximums H beim Verschiebeindex K _v und unter Berücksichtigung der Bildaufnahmefrequenz der Kameras 30, 36 die Vorschubgröße einer jeden Stofflage 7, 8 berechnet. Die momentanen Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden sodann im Vergleichermodul 54 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein erstes Signal gewonnen, das in einem Register des Vorschubregelungsmoduls 55 zwischengespeichert wird.

Für die nachfolgende Berechnung des Dehnungszustandes der Stofflagen 7, 8 wird von den Bilddaten eines Bildes die nachfolgend als AKF abgekürzte Autokorrelationsfunktion berechnet, indem die Bilddaten in bekannter Weise mit sich selbst korreliert werden. Hierbei wird die Gegebenheit ausgenutzt, daß - wie schon erwähnt - in den von den Kameras 30, 36 aufgenommenen Bildern auch periodisch auftretende Bildinformationen enthalten sind, die von der Bindungsstruktur der Stofflagen, d. h. von den Maschen bei Wirk- oder Strickwaren bzw. den sich kreuzenden Kett- und Schußfäden bei Geweben, herrühren. Zur Berechnung der AKF werden zunächst die Schalter 48, 51; 48′, 51′ umgeschaltet, worauf die Bildspeicher 46, 46′ mit den als Bandpaß wirkenden Filtern 49, 49′ verbunden, während die Bildspeicher 47, 47′ von der nachfolgenden Verarbeitung der Bilddaten abgekoppelt sind. Die Filter 49, 49′ vermindern die höherfrequenten Unregelmäßigkeiten, so daß die periodischen regelmäßigen Bildinformationen deutlicher hervortreten. Bei der anschließend vom Korrelationsrechner 53, 53, durchgeführten Berechnung der AKF ergibt sich stets dann ein Maximum der Ähnlichkeit, wenn die Bilddaten einer Bildzeile um genau eine oder mehrere Perioden, d. h. Abstände der Strukturelemente gegen sich selbst verschoben werden. Aus der Position dieser Maxima läßt sich die mittlere Periodenlänge berechnen, welche ein Maß für den Dehnungszustand der Stofflagen 7, 8 ist. Die momentanen Dehnungsmaße der beiden Stofflagen werden sodann im Vergleichermodul 54 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis ein zweites Signal gewonnen.

Die Berechnung der AKF kann bei entsprechender Auslegung der Korrelationsrechner bzw. bei Verwendung von je zwei parallelgeschalteten Korrelationsrechnern auch gleichzeitig mit der Berechnung der KKF erfolgen, so daß die beiden Signale nicht nacheinander sondern zur gleichen Zeit gebildet werden.

Für eine genaue Ermittlung des Dehnungszustandes sollte in diesem Fall jedoch wenigstens ein Teil der periodisch auftretenden Bildinformationen bzw. Strukturelemente im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung der Nähmaschine und damit parallel zur Ausrichtlage bzw. Meßrichtung der Zeilensensoren 42 ausgerichtet sein, d. h., daß z. B. bei einem Gewebe entweder die Kettfäden oder die Schußfäden im wesentlichen parallel zur Meßrichtung verlaufen. Anderenfalls würden bei der AKF zwei verschiedene Frequenzen f 1 und f 2 auftreten. Bei diesen Frequenzen f 1 und f 2 handelt es sich um die Frequenz der Kett- und der senkrecht hierzu stehenden Schußfäden (oder vergleichbarer Strukturen), welche sich in Abhängigkeit von Winkel a zwischen der Meßrichtung (Vorschubrichtung) und der Erstreckungsrichtung, z. B. der Kettfäden ergeben.

Probleme ergeben sich dadurch, daß die Frequenzen f 1 und f 2 nicht getrennt bekannt sind, sondern nur deren Produkt in der AKF enthalten ist. Durch die Überlagerung der Frequenzen f 1 und f 2 ergeben sich in der gemessenen resultierenden Frequenz Phasensprünge, die das Ergebnis bei der Bestimmung des Dehnungszustandes der Stofflagen verfälschen können.

Das zweite Signal und das zwischengespeicherte erste Signal bilden gemeinsam ein Maß für die effektive Vorschubgröße der ggf. unterschiedlich gedehnten Stofflagen 7, 8, d. h. für die jeweilige Anzahl der Strukturelemente pro Längeneinheit.

Das erste und zweite Signal werden im Vorschubregelungsmodul 55 zu einem Steuersignal für die Stelleinrichtung 28 verarbeitet, welches die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 dahingehend einstellt, daß beide Stofflagen 7, 8 mit jeweils gleich großem effektiven Vorschub transportiert werden, bei dem auch bei ursprünglich unterschiedlichem Dehnungszustand stets die gleiche Anzahl von Strukturelementen pro Vorschubschritt unter der Nadel 6 hindurchbewegt wird. Sofern die miteinander zu vernähenden Stofflagen bei gleichem Dehnungszustand gleich lang zugeschnitten worden waren, werden diese nunmehr auch dann längengleich zusammengenäht, wenn sich ihr Dehnungszustand nach dem Zuschneiden, beispielsweise bei der Lagerung oder während des Nähens unterschiedlich ändert.

Ausführungsbeispiel 2

Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß dem Blockschaltbild nach Fig. 3 erfolgt die Auswertung der von den beiden Kameras 30, 36 aufgenommenen und in den A/D-Wandlern 60, 60′ in digitale Grauwertbilder umgewandelten Bilddaten anders als beim ersten Ausführungsbeispiel, indem für die Ermittlung des Dehnungszustandes der Stofflagen 7, 8 nicht eine Berechnung der AKF durchgeführt, sondern die KKF auch hinsichtlich der für den Dehnungszustand relevanten Informationen ausgewertet wird. Es wird hierbei von der Erkenntnis ausgegangen, daß bei der Berechnung der KKF neben dem Hauptmaximum mehrere periodische Nebenmaxima vorkommen, deren Abstand dem Abstand der periodisch auftretenden Strukturelemente entspricht.

Bei der Berechnung der normierten KKF, bei der sich ein dem Diagramm nach Fig. 4 entsprechender Funktionsablauf ergäbe, würden mit jeweils gleichmäßigem Abstand zu beiden Seiten des Hauptmaximums untereinander gleich hohe Nebenmaxima N auftreten, deren Höhe geringer ist als die des Hauptmaximums H. Der gegenseitge Abstand der Nebenmaxima N bzw. der Abstand zwischen dem Hauptmaximum H und den beiden benachbarten Nebenmaxima N ist durch die Buchstabenfolge s ₁ bis s ₅ angegeben.

Da auch in diesem Fall die Berechnung der normierten KKF wegen der Vielzahl der zu berechnenden Terme eine zu lange Zeit in Anspruch nehmen würde, wird ebenfalls eine vereinfachte unnormierte KKF berechnet. Bevor die Bilddaten für die Berechnung der unnormierten KKF an den jeweiligen Korrelationsrechner weitergeleitet werden, werden sie zunächst in den als Hochpaß wirkenden Filtern 61, 61′ dahingehend vorbehandelt, daß die periodischen Signalanteile gedämpft, hierbei aber nicht völlig unterdrückt werden. Nach Passieren der Filter 61, 61′ werden die Bilddaten der jeweils ersten Aufnahme dem zugeordneten Bildspeicher 63; 63′ und die der jeweils nächsten Aufnahme dem Bildspeicher 64; 64′ zugeführt, worauf sie im entsprechenden Korrelationsrechner 65; 65′ gemeinsam miteinander verarbeitet werden.

Bei einer unnormierten KKF können sich Schwankungen der Grundhelligkeit des Bildes, die z. B. durch ungleichmäßige Beleuchtung oder Reflexionsfähigkeit der Stofflagen bedingt sein können, dahingehend auswirken, daß die KKF insgesamt einen abfallenden oder ansteigenden Verlauf nimmt, wobei sich das Korrelationsmaximum in der "Talsohle" befindet. Die durchgezogene Linie in Fig. 5 ist ein Beispiel für einen derartig unregelmäßigen Verlauf einer unnormierten KKF, wobei auf der Ordinate der Korrelationskoeffizient R _xy und auf der Abszisse der Verschiebeindex k aufgetragen ist. Um unter diesen Bedingungen das effektive Korrelationsmaximum, also das dem Vorschub proportionale Hauptmaximum zu ermitteln, wird ein Algorithmus angewendet, bei dem die Güte eines Maximums auf seine lokale Umgebung bezogen wird.

Im einzelnen laufen folgende Schritte ab:

a) Es werden zunächst alle lokalen Maxima und Minima der Funktion bestimmt, wodurch sich ein durch den gestrichelten Linienzug in Fig. 5 dargestellter Werteverlauf ergibt. Hierbei werden zunächst noch alle Maxima, auch Rauschen etc. mit erfaßt.
b) Es werden alle Maxima und Minima eleminiert, deren Höhe bzw. Tiefe unter einer Schwelle liegt, welche adaptiv zur Dynamik der KKF festgelegt wird, d. h., deren Flanken eine vorbestimmte Mindestlänge unterschreiten. Auf diese Weise ergibt sich der in Fig. 6 gestrichelt gezeichnete Kurvenverlauf.
c) Danach wird für jedes gültige Maximum eine Höhe errechnet, die sich aus der Summe der Amplitudendifferenz zu den benachbarten Minima ergibt.
d) Aus diesen Werten wird dasjenige Maximum ermittelt, welches die größte Höhendifferenz zu den jeweils benachbarten Minima aufweist. In Fig. 7 sind das auf diese Weise ermittelte Hauptmaximum H und die zugeordneten Minima durch Pfeile gekennzeichnet.
e) Die genaue Lage des Hauptmaximums wird danach durch Interpolation noch verfeinert, wobei je nach Form des Maximums verschiedene Interpolationsverfahren verwendet werden.

Mit Hilfe der beiden Korrelationsrechner 65, 65′ wird ferner aus der Lage des Hauptmaximums H beim Verschiebeindex k _v und unter Berücksichtigung der Bildaufnahmefrequenz der Kameras 30, 36 die Vorschubgröße einer jeden Stofflage 7, 8 berechnet. Die momentanen Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden sodann im Vergleichermodul 66 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein erstes Signal gewonnen, das in einem Register des Vorschubregelungsmoduls 67 zwischengespeichert wird.

Für die Berechnung des Dehnungszustandes der Stofflagen 7, 8 wird durch Mittelung der Abstände zwischen benachbarten Maxima der KKF die Periodenlänge und damit der gegenseitige Abstand der die Nebenmaxima bewirkenden periodisch auftretenden Strukturen ermittelt, wodurch sich die in Fig. 8 angegebenen Abstände s ₁ bis s ₇ zwischen je zwei Nebenmaxima N bzw. zwischen dem Hauptmaximum H und den benachbarten Nebenmaxima N ergeben. Durch statistische Verfahren können "Ausreißer" eliminiert werden.

Bei der Bestimmung der Periodenlänge bzw. der Periodendauer der Bindungsstruktur entsprechend dem Maschen- bzw. Fadenabstand ist zu berücksichtigen, daß es sich bei praktisch allen vorkommenden Stoffen um eine unregelmäßige und gestörte periodische Struktur handelt wodurch die Verschiebungsmessung erst ermöglicht wird. Dies bedeutet, daß die hieraus resultierende KKF neben periodischen Maxima in der Regel auch überlagerte Störungen beinhaltet, welche nicht in die Periodenmessung mit eingehen dürfen.

Weitere Nebeneffekte treten auf, wenn das betrachtete Gewebe mehrere Frequenzen enthält, z. B. durch Verrippung oder ähnliche Strukturen, welche allerdings in vielen Fällen ein ganzzahliges Frequenzverhältnis zur Fadenperiode aufweisen. In solchen Fällen muß gewährleistet werden, daß reproduzierbar immer die gleiche Periode gemessen wird.

Ferner sollte wie beim Ausführungsbeispiel 1 für eine genaue Bestimmung des Dehnungszustandes wenigstens ein Teil der periodisch auftretenden Bildinformationen im wesentlichen parallel zur Meßrichtung der Zeilensensoren 42 verlaufen.

Die momentanen Dehnungsmaße der beiden Stofflagen 7, 8 werden sodann im Vergleichermodul 66 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein zweites Signal gewonnen.

Das zweite Signal und das zwischengespeicherte erste Signal bilden gemeinsam ein Maß für die effektive Vorschubgröße der Stofflagen 7, 8. Die beiden Signale werden im Vorschubregelungsmodul 67 zu einem Steuersignal für die Stelleinrichtung 28 verarbeitet, welches die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 dahingehend einstellt, daß beide Stofflagen 7, 8 mit jeweils gleich großem effektivem Vorschub transportiert werden.

Ausführungsbeispiel 3

Mit Hilfe der Zeilensensoren 75, 81 der Kameras 70, 77 werden zeitgleich mit den mit der Frequenz der Stichbildung stroboskopisch arbeitenden Beleuchtungseinrichtungen 71, 85 von den beleuchteten Oberflächenabschnitten der Stofflagen 7, 8 zeilenförmige Bilder aufgenommen.

Die analogen Bilddaten des jeweils ersten Bildes der beiden Zeilensensoren 75, 81 werden nach Umwandlung im A/D-Wandler 86 bzw. 86′ über den Schalter 87 bzw. 87′ als digitales Grauwertbild bzw. als ein die Bindungsstruktur widergebendes Signalprofil im Bildspeicher 88 bzw. 88′ zwischengespeichert. Das nach Durchführung eines Vorschubschrittes der Stofflagen 7, 8 von den Zeilensensoren 75, 81 aufgenommene zweite Bild, das gegenüber dem entsprechenden ersten Bild um die Länge des Vorschubschrittes versetzt ist, wird nach Umschalten des Schalters 87 bzw. 87′ ebenfalls als digitales Grauwertbild im Bildspeicher 89 bzw. 89′ zwischengespeichert.

In der Zwischenzeit bis zur Ausführung des nächsten Vorschubschrittes und der Aufnahme des nächsten Bildes werden die zwischengespeicherten Bilddaten hinsichtlich der Vorschubgröße der Stofflagen 7, 8 ausgewertet. Dies geschieht indem in den KKF-Rechnern 90, 90′ mit den Bilddaten der zugeordneten Bildspeicher 88, 89 bzw. 88′, 89′ für jede Stofflage die mit KKF abgekürzte Kreuzkorrelationsfunktion berechnet wird.

Das Maximum der KKF ist proportional zur Größe des Vorschubes der beiden Stofflagen 7, 8 zwischen der ersten und zweiten Aufnahme. Dieses Maximum der KKF ist dadurch bedingt, daß obwohl die Stofflagen 7, 8 aus periodischen Strukturelementen S 1, S 2 (Fig. 11) bestehen, diese Strukturen aber nicht in absolut gleichen periodischen Abständen auftreten, sondern durch geringfügigen Verzug und Deformation einen relativ großen überlagerten Rauschanteil mit breitbandigeren Frequenzkomponenten enthalten. Dies ist ein nichtperiodischer Anteil, der zu einem ausgeprägten Maximum der KKF führt und eine eindeutige Aussage über den Vorschub erlaubt.

Bei Berechnung einer normierten KKF würde sich ein Funktionsverlauf ergeben, der mit dem in Fig. 4 dargestellten Diagramm vergleichbar ist. Die normierte KKF ergibt ein absolutes Maximum H der Korrelationskoeffizienten R _xy beim Verschiebeindex K _v, dessen Abstand zum Nullpunkt der Größe des örtlichen Versatzes der beiden mit ein und demselben Zeilensensor 75 bzw. 81 nacheinander aufgenommenen Bilder und damit der Vorschubgröße der Stofflagen 7, 8 zwischen den Aufnahmen entspricht.

Da die Berechnung der normierten KKF wegen der Vielzahl der zu berechnenden Terme eine zu lange Zeit in Anspruch nehmen würde, wird eine vereinfachte unnormierte KKF berechnet. Zuvor wird mit Hilfe der nicht näher spezifizierten, als Bandsperre wirkenden Filter der KKF- Rechner 90, 90′ der von der periodischen Anordnung der Strukturelemente herrührende periodische Anteil reduziert, wodurch bei der nachfolgenden Berechnung der KKF die Ordinate der Nebenmaxima vermindert und damit die Ermittlung des Hauptmaximums erleichtet wird.

Mit Hilfe der beiden KKF-Rechner 90, 90′ wird aus der Lage des Hauptmaximums H beim Verschiebeindex K _v und unter Berücksichtigung der Bildaufnahmefrequenz der Kameras 70, 77 die Vorschubgröße einer jeden Stofflage 7, 8 berechnet. Die momentanen Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden sodann im Vergleichermodul 95 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein erstes Signal gewonnen, das in einem Register des Vorschubregelungsmoduls 96 zwischengespeichert wird.

Zeitlich überlappt mit dem Arbeiten der Zeilensensoren 75, 81 werden mit Hilfe der Flächensensoren 76, 82 von den beleuchteten Oberflächenabschnitten flächenförmige Bilder aufgenommen. Die analogen Bilddaten dieser Bilder werden nach Umwandlung im A/D-Wandler 91, 91′ als matrixartiges digitales Grauwertbild im Bildspeicher 92 bzw. 92′ zwischengespeichert, wobei das Grauwertbild aus einer von der Anzahl der Pixelreihen und Pixelspalten des CCD-Flächensensors 76 bzw. 82 abhängigen Anzahl reihen- und spaltenförmig verteilter Bildpunkte besteht.

Mit der Winkelberechnungseinheit 93 bzw. 93′ wird nun aus den Bilddaten des Bildspeichers 92 bzw. 92′ der Winkel a (Fig. 11) zwischen der Erstreckungsrichtung R 1 von ersten periodisch auftretenden Strukturelementen S 1 (beispielsweise der Kettfäden eines Gewebes) und der Vorschubrichtung V der Stofflagen 7, 8 ermittelt. Dies geschieht in der Weise, daß von einem beliebigen fiktiven Aufsetzpunkt innerhalb des im Bildspeicher 92, 92′ enthaltenen Datenfeldes ausgehend eine Vielzahl von winkelmäßig gegeneinander versetzten, jeweils durch den festgelegten Aufsetzpunkt hindurchgehenden Suchstrahlen über das Datenfeld gelegt wird und bei jedem Suchstrahl die Signalwerte aller auf ihm liegenden Bildpunkte addiert werden. Je nach Lage des Aufsetzpunktes und der Struktur der Stofflagen zeigt nun ein Maximum oder Minimum der Additionsergebnisse die Erstreckungsrichtung R 1 der ersten periodisch auftretenden Strukturelemente S 1 der jeweiligen Stofflage an.

Danach wird mit Hilfe der AKF-Rechner 94 bzw. 94′ entlang der zuvor ermittelten Erstreckungsrichtung R 1 der ersten Strukturelemente S 1 der mittlere Abstand bzw. die Periodenlänge P 2 von den im Winkel von z. B. 90° hierzu verlaufenden zweiten Strukturelementen S 2 (beispielsweise der Schußfäden eines Gewebes) und damit der Dehnungszustand der Stofflagen 7, 8 parallel zur zuvor ermittelten Erstreckungsrichtung R 1 der ersten Strukturelemente S 1 bestimmt, indem von den Signalwerten parallel zu der Erstreckungsrichtung R 1 verlaufender Bildpunkte die mit AKF abgekürzte Autokorrelationsfunktion berechnet wird. Diese Berechnung erfolgt in bekannter Weise dadurch, daß die Signalwerte bzw. Bilddaten mit sich selbst korreliert werden. Die nicht näher spezifizierten, als Bandpaß wirkenden Filter der AKF-Rechner 94 bzw. 94′ vermindern die höherfrequenten Unregelmäßigkeiten im Signalprofil, so daß die periodischen regelmäßigen Bildinformationen deutlicher hervortreten. Bei der Berechnung der AKF ergibt sich stets dann ein Maximum der Ähnlichkeit, wenn die Bilddaten der parallel zur zuvor ermittelten Erstreckungsrichtung R 1 verlaufenden, für diese Berechnung ausgewählten Bildpunkte um genau eine oder mehrere Periodenlängen P 2 der zweiten Strukturelemente S 2 gegen sich selbst verschoben werden. Aus der Position dieser Maxima läßt sich die mittlere Periodenlänge P 2 berechnen, welche ein Maß für den Dehnungszustand der Stofflagen 7, 8 in der Erstreckungsrichtung R 1 ist.

Aus der Periodenlänge P 2 einer jeden Stofflage 7, 8 wird unter Berücksichtigung des ermittelten Winkels a der parallel zur Vorschubrichtung V verlaufende Wert P 2 _V der Periodenlänge P 2 und dadurch der Dehnungszustand parallel zur Vorschubrichtung V ermittelt. Diese Dehnungswerte der beiden Stofflagen 7, 8 werden im Vergleichermodul 95 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein zweites Signal gewonnen.

Im Vorschubregelungsmodul 96 wird aus dem ersten und zweiten Signal nach der Formel R = Do/Du der Wert der Regelgröße R gewonnen, indem der Durchsatz Do der oberen Stofflage mit dem Durchsatz Du der unteren Stofflage ins Verhältnis gesetzt wird. Der Durchsatz Do bzw. Du ist hierbei das Maß des effektiven Vorschubes der jeweiligen Stofflage 7 bzw. 8, d. h. der ermittelten Anzahl von Strukturelementen S 2 pro Vorschublänge, wobei sich der Durchsatz wie folgt berechnet:

Sofern das Verhältnis Do/Du ungleich 1 ist, wird im Vorschubregelungsmodul 96 ein Steuersignal für die Stelleinrichtung 28 gebildet, welches die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 dahingehend einstellt, daß beide Stofflagen 7, 8 mit jeweils gleich großem Durchsatz bzw. gleich großem effektivem Vorschub transportiert werden, bei dem auch bei ursprünglich unterschiedlichem Dehnungszustand stets die gleiche Anzahl von Strukturelementen S 2 pro Vorschubschritt unter der Nadel 6 hindurchbewegt wird. Sofern die miteinander zu vernähenden Stofflagen bei gleichem Dehnungszustand gleich lang zugeschnitten worden waren, werden diese nunmehr auch dann längengleich zusammengenäht, wenn sich ihr Dehnungszustand nach dem Zuschneiden, beispielsweise bei der Lagerung oder während des Nähens ändert.

Da der Rechenaufwand für die Ermittlung des Dehnungszustandes wegen der zuvor erfolgenden Bestimmung des Winkels a sehr viel zeitaufwendiger als der Rechenaufwand für die Ermittlung der Vorschubgröße ist, kann bei hoher Drehzahl der Nähmaschine und unter Berücksichtigung der derzeit erzielbaren Rechengeschwindigkeit handelsüblicher, industriemäßig einsetzbarer Rechner der Dehnungszustand nur nach etwa jedem zehnten Vorschubschritt berechnet werden. Aufgrund dieses Umstandes wird während derjenigen Stichbildevorgänge bzw. Vorschubschritte, während deren kein neuer Dehnungszustand ermittelt wurde, der Wert der Regelgröße R aus den jeweils aktuellen Vorschubwerten und dem zuletzt ermittelten Dehnungswert einer jeden Stofflage errechnet. Da sich der Dehnungszustand der Stofflagen erfahrungsgemäß nicht sprunghaft auf kurze Distanzen ändert, wird trotz des beispielsweise zehn Vorschubschritte betragenden Abstandes zwischen dem Vorliegen neuer Dehnungswerte eine ausreichend genaue Vorschubregelung erzielt.

Ausführungsbeispiel 4

Mit Hilfe der Flächensensoren 104, 108 der Kameras 100, 105 werden zeitgleich mit den mit der Frequenz der Stichbildung stroboskopisch arbeitenden Beleuchtungseinrichtungen 101, 111 von den beleuchteten Oberflächenabschnitten der Stofflagen 7, 8 flächenförmige Bilder aufgenommen.

Die analogen Bilddaten des jeweils ersten Bildes der beiden Flächensensoren 104, 108 werden nach Umwandlung im A/D-Wandler 112 bzw. 112′ über den Schalter 113 bzw. 113′ als matrixartiges digitales Grauwertbild im Bildspeicher 114 bzw. 114′ zwischengespeichert, wobei jedes Grauwertbild aus einer von der Anzahl der Pixelreihen und Pixelspalten des Flächensensors 104 bzw. 108 abhängigen Anzahl reihen- und spaltenförmig verteilter Bildpunkte besteht.

Das nach Durchführung eines Vorschubschrittes der Stofflagen 7, 8 von den Flächensensoren 104, 108 aufgenommene zweite Bild, das gegenüber dem entsprechenden ersten Bild um die Länge des Vorschubschrittes versetzt ist, wird nach Umschalten des Schalters 113 bzw. 113′ ebenfalls als matrixartiges digitales Grauwertbild im Bildspeicher 115 bzw. 115′ zwischengespeichert. In der Zwischenzeit bis zur Ausführung des nächsten Vorschubschrittes und der Aufnahme des nächsten Bildes werden die Bildsignale einer ausgewählten, parallel zur Vorschubrichtung verlaufenden Pixelreihe 123 bzw. 124 der Flächensensoren 104, 108 für die Bestimmung der Vorschubgröße ausgewertet. Dies geschieht in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 3 beschrieben wurde, indem in den KKF-Rechnern 116, 116′ mit den in den entsprechenden Bildspeichern 114, 115 bzw. 114′, 115′ zwischengespeicherten Bilddaten der Pixelreihen 123, 124 für jede Stofflage die mit KKF abgekürzte Kreuzkorrelationsfunktion berechnet wird.

Die durch die Kreuzkorrelation ermittelten Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden sodann im Vergleichermodul 119 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird wie beim Ausführungsbeispiel 3 ein erstes Signal gewonnen.

Zeitlich überlappt mit der Berechnung der KKF wird aus den Bilddaten der Bildspeicher 114, 114′ mit Hilfe der Winkelberechnungseinheiten 117, 117′ in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 3 der Winkel a (Fig. 11) zwischen der Erstreckungsrichtung R 1 von ersten periodisch auftretenden Strukturelementen S 1 und der Vorschubrichtung V der Stofflagen 7, 8 ermittelt. Danach wird mit Hilfe der AKF-Rechner 118, 118′ in wiederum gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 3 entlang der zuvor ermittelten Erstreckungsrichtung R 1 der Dehnungszustand der Stofflagen 7, 8 berechnet. Die Dehnungswerte der beiden Stofflagen werden im Vergleichermodul 119 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein zweites Signal gewonnen.

Im Vorschubregelungsmodul 120 wird aus dem ersten und zweiten Signal in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 3 der Wert der Regelgröße R ermittelt. Sofern das Verhältnis des Durchsatzes der beiden Stofflagen 7, 8 ungleich 1 ist, wird im Vorschubregelungsmodul 120 ein Steuersignal für die Stelleinrichtung 28 gebildet, welches die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 dahingehend einstellt, daß beide Stofflagen 7, 8 mit jeweils gleich großem Durchsatz bzw. gleich großem effektivem Vorschub transportiert werden.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel 3 der Rechenaufwand für die Ermittlung des Dehnungszustandes sehr viel größer als der Rechenaufwand für die Bestimmung der Vorschubgröße ist, und deshalb der Dehnungszustand nur nach etwa jedem zehnten Vorschubschritt berechnet wird, wird während derjenigen Stichbildevorgänge bzw. Vorschubschritte, während denen kein neuer Dehnungszustand ermittelt wurde, der Wert der Regelgröße R aus den jeweils aktuellen Vorschubwerten und dem zuletzt ermittelten Dehnungswert einer jeden Stofflage errechnet.

Claims

1. Verfahren zum Zusammennähen zweier Stofflagen mittels einer Nähmaschine, mit einer Vorschubvorrichtung mit einem unteren und einem oberen Vorschubmittel, deren Vorschubgröße von wenigstens einer Stelleinrichtung relativ zueinander veränderbar ist, mit wenigstens einem in Vorschubrichtung vor der Stichbildestelle angeordneten Bildsensor für jede Stofflage zum Erfassen oberflächenspezifischer Merkmale und einer Signalverarbeitungseinrichtung, die die von den Bildsensoren gelieferten Signale miteinander vergleicht, um in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs die Stelleinrichtung im Sinne einer relativen Veränderung der Vorschubgrößen der Vorschubmittel zu steuern, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) von den typischen Merkmalen der Bindungsstruktur einer jeden Stofflage werden in schneller Aufeinanderfolge jeweils sich teilweise überlappende Bilder aufgenommen, digitalisiert und als Grauwert-Bildsignale zwischengespeichert,
b) durch Berechnung einer ersten Ähnlichkeitsfunktion der sich überlappenden Bildsignale wird der Ähnlichkeitsextremwert bestimmt und aus dessen dem Abstand zwischen den beiden Bildern entsprechenden Lage unter Berücksichtigung der Bildaufnahmefrequenz die Vorschubgröße jeder Stofflage ermittelt,
c) die momentanen Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden miteinander oder mit einem Vorschubsollwert verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein erstes Signal gewonnen,
d) aus den Bildsignalen jeweils eines Bildes einer jeden Stofflage wird die Winkellage periodisch auftretender erster Strukturelemente jeder Stofflage bezüglich der Vorschubrichtung ermittelt,
e) aus den Bildsignalen jeweils eines Bildes einer jeden Stofflage wird in Richtung der zuvor festgestellten Winkellage der Strukturelemente durch Berechnung einer zweiten Ähnlichkeitsfunktion der Dehnungszustand jeder Stofflage bestimmt, indem der mittlere Abstand von im Winkel zu den ersten Strukturelementen verlaufenden, periodisch auftretenden zweiten Strukturelementen ermittelt wird,
f) der Dehnungszustand der beiden Stofflagen wird miteinander und/oder mit einer vorgebbaren Dehnungssollgröße verglichen und aus dem Vergleichsergebnis ein zweites Signal gewonnen und
g) das erste und zweite Signal werden zu einem Steuersignal für die Stelleinrichtung verarbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Berechnung der Vorschubgröße der Stofflagen Bilddaten zeilenförmiger Bilder und für die Ermittlung der Winkellage der periodisch auftretenden Strukturelemente sowie für die Berechnung des Dehnungszustandes der Stofflagen Bilddaten flächenförmiger Bilder verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeilenförmig und flächenförmig verteilten Bilddaten getrennt voneinander erzeugt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeilenförmig verteilten Bilddaten aus den flächenförmig verteilten Bilddaten gewonnen werden.

5. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 für das Zusammennähen zweier Stofflagen, bei denen wenigstens ein Teil der durch die Bildsensoren erfaßbaren oberflächenspezifischen Merkmale im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung verläuft, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) von den typischen Merkmalen der Bindungsstruktur einer jeden Stofflage werden in schneller Aufeinanderfolge jeweils sich teilweise überlappende Bilder aufgenommen, digitalisiert und als Grauwert-Bildsignale zwischengespeichert,
b) durch Berechnung einer Ähnlichkeitsfunktion der sich überlappenden Bildsignale wird der Ähnlichkeitsextremwert bestimmt und aus dessen dem Abstand zwischen den beiden Bildern entsprechenden Lage unter Berücksichtigung der Bildaufnahmefrequenz die Vorschubgröße jeder Stofflage ermittelt,
c) die momentanen Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein erstes Signal gewonnen,
d) durch Berechnung einer zweiten Ähnlichkeitsfunktion aus den Bildsignalen eines der beiden Bilder wird der Dehnungszustand jeder Stofflage bestimmt, indem der mittlere Abstand periodisch auftretender Strukturelemente ermittelt wird,
e) der Dehnungszustand der beiden Stofflagen wird miteinander und/oder mit einer vorgebbaren Dehnungssollgröße verglichen und aus dem Vergleichsergebnis ein zweites Signal gewonnen und
f) das erste und zweite Signal werden zu einem Steuersignal für die Stelleinrichtung verarbeitet.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Bestimmung der Vorschubgröße berechnete Ahnlichkeitsfunktion die Kreuzkorrelationsfunktion ist.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Bestimmung des Dehnungszustandes berechnete Ähnlichkeitsfunktion die Autokorrelationsfunktion ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Kreuzkorrelationsmaximums aus den Bildsignalen ein die periodische Komponente der Stoffstruktur enthaltender Signalanteil unterdrückt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchführung der Autokorrelation alle höherfrequenten Unregelmäßigkeiten unterdrückt werden.

10. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 für das Zusammennähen zweier Stofflagen, bei denen wenigstens ein Teil der durch die Bildsensoren erfaßbaren oberflächenspezifischen Merkmale im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung verläuft, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) von den typischen Merkmalen der Bindungsstruktur einer jeden Stofflage werden in schneller Aufeinanderfolge jeweils sich teilweise überlappende Bilder aufgenommen, digitalisiert und als Grauwert-Bildsignale zwischengespeichert,
b) durch Berechnung einer Ähnlichkeitsfunktion der sich überlappenden Bildsignale wird der Ähnlichkeitsextremwert bestimmt und aus dessen dem Abstand zwischen den beiden Bildern entsprechenden Lage unter Berücksichtigung der Bildaufnahmefrequenz die Vorschubgröße jeder Stofflage ermittelt,
c) die momentanen Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein erstes Signal gewonnen,
d) durch Auswertung des gegenseitigen Abstandes der bei der Berechnung der für die Bestimmung der Vorschubgröße durchgeführten Ähnlichkeitsfunktion periodisch auftretenden, durch periodisch vorkommende Strukturelemente hervorgerufenen Nebenextremwerte wird der Dehnungszustand jeder Stofflage ermittelt,
e) der Dehnungszustand der beiden Stofflagen wird miteinander und/oder mit einer vorgebbaren Dehnungssollgröße verglichen und aus dem Vergleichsergebnis ein zweites Signal gewonnen und
f) das erste und zweite Signal werden zu einem Steuersignal für die Stelleinrichtung verarbeitet.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ähnlichkeitsfunktion die Kreuzkorrelationsfunktion ist.

12. Verfahren nach Anspruch 6 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Berechnung der Kreuzkorrelationsfunktion das neue Signalmaximum in der Nähe des vorangehenden Signalmaximums gesucht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 6, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verkürzung des Rechenverfahrens eine unnormierte Kreuzkorrelationsfunktion berechnet wird, wobei zur Bestimmung der Güte eines Maximums bezogen auf die lokale Umgebung nacheinander folgende Schritte durchgeführt werden:

a) es werden alle lokalen Maxima und Minima bestimmt,
b) es werden solche Maxima und Minima eliminiert, deren Flanken eine vorbestimmbare Mindestlänge unterschreiten,
c) für jedes gültige Maximum wird eine Höhe errechnet, die sich aus der Summe der Amplitudendifferenz zu den benachbarten Minima ergibt,
d) als Hauptmaximum wird dasjenige Maximum mit der größten Höhendifferenz verwendet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstellen des errechneten Hauptmaximums und der beiden benachbarten Nebenmaxima der Kreuzkorrelationsfunktion durch Interpolation geglättet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 6 sowie 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Kreuzkorrelationsfunktion aufeinanderfolgend aufgenommenen Bilder sich im wesentlichen um nicht weniger als 50% überdecken.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stofflagen mit Infrarotlicht beleuchtet werden und nur der von diesen reflektierte Infrarotlichtanteil von den Sensoren erfaßt wird.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stofflagen stroboskopisch beleuchtet werden.

18. Nähmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stofflage (7; 8) eine Kamera (70; 77 bzw. 100; 105) mit einer Optik (73; 79 bzw. 103; 107) und einem Bildaufnehmersystem (75, 76; 81, 82 bzw. 104; 108) zugeordnet ist, das sowohl zeilenförmige als auch flächenförmige Bilder aufzunehmen vermag, und daß die Kameras (70; 77 bzw. 100; 105) mit einer Signalverarbeitungseinrichtung (98; 122) verbunden sind, welche für jede Kamera wenigstens einen A/D-Wandler (86, 91; 86′, 91′ bzw. 112, 112′) jeweils wenigstens zwei abwechselnd mit diesem verbindbare Bildspeicher (88, 89, 92; 88′, 89′, 92′ bzw. 114, 115; 114′, 115′) und einen ersten Rechner (90; 90′ bzw. 116; 116′) zur Berechnung der Ähnlichkeitsfunktion für die Vorschubbestimmung, sowie eine Winkelberechnungseinheit (93; 93′ bzw. 117; 117′) und einen mit diesem verbundenen zweiten Rechner (94; 94′ bzw. 118; 118′) zur Berechnung der Ähnlichkeitsfunktion für die Dehnungsbestimmung aufweist, sowie ferner ein Vergleicher- und ein Vorschubregelungsmodul (95, 96 bzw. 119, 120) enthält, das mit einer Stelleinrichtung (28) für wenigstens ein Vorschubmittel (9) der Nähmaschine verbunden ist.

19. Nähmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kamera (70; 77) einen Strahlenteiler (74; 80) und einen zeilenförmigen Sensor (75; 81) sowie einen flächenförmigen Sensor (76; 82) aufweist.

20. Nähmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kamera (100; 105) nur einen einzigen Sensor (104; 108) aufweist, der flächenförmig ausgebildet und durch die Signalverarbeitungseinrichtung (122) wahlweise flächen- oder zeilenmäßig auslesbar ist.

21. Nähmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stofflage (7; 8) eine einzige Kamera (30; 36) zur Gewinnung der für die Berechnung der Vorschubgröße und des Dehnungszustandes erforderlichen Bilddaten zugeordnet ist und jede Kamera (30; 36) nur einen im wesentlichen zeilenförmig ausgebildeten Sensor (42) enthält, der parallel zur Vorschubrichtung der Nähmaschine ausgerichtet ist, und daß die Kameras (30; 36) mit einer Signalverarbeitungseinrichtung (57; 69) verbunden sind, welche für jede Kamera einen A/D-Wandler (44; 44′ bzw. 60; 60′), jeweils wenigstens zwei abwechselnd mit diesem verbindbare Bildspeicher (46, 47; 46′, 47′ bzw. 63, 64; 63′, 64′) und einen Rechner (53; 53′ bzw. 65; 65′) zur Berechnung der Ähnlichkeitsfunktionen für die Vorschub- und Dehnungsbestimmung, sowie ein Vergleicher- und ein Vorschubregelungsmodul (54, 55 bzw. 66, 67) aufweist, das mit einer Stelleinrichtung (28) für wenigstens ein Vorschubmittel (9) der Nähmaschine verbunden ist.

22. Nähmaschine nach den Ansprüchen 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kamera (30; 36; 70; 77; 100; 105) eine aus stroboskopisch gesteuerten Infrarot-Dioden bestehende Beleuchtungseinrichtung (31; 37; 71; 85; 101; 111) zugeordnet ist.