EP1738007B1 - Method and device for controlling the movement of a needle in a sewing machine - Google Patents

Method and device for controlling the movement of a needle in a sewing machine Download PDF

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EP1738007B1
EP1738007B1 EP04708295A EP04708295A EP1738007B1 EP 1738007 B1 EP1738007 B1 EP 1738007B1 EP 04708295 A EP04708295 A EP 04708295A EP 04708295 A EP04708295 A EP 04708295A EP 1738007 B1 EP1738007 B1 EP 1738007B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
sewing
fabric
detection device
needle
upper side
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP04708295A
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German (de)
French (fr)
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EP1738007A1 (en
Inventor
Michael König
Gérard DURVILLE
Wolfgang Zesch
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BERNINA International AG
Original Assignee
BERNINA International AG
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Publication date
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Publication of EP1738007B1 publication Critical patent/EP1738007B1/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B19/00—Programme-controlled sewing machines
    • D05B19/02—Sewing machines having electronic memory or microprocessor control unit
    • D05B19/12—Sewing machines having electronic memory or microprocessor control unit characterised by control of operation of machine
    • D05B19/14—Control of needle movement, e.g. varying amplitude or period of needle movement
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B29/00—Pressers; Presser feet
    • D05B29/06—Presser feet

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling the needle movement in a sewing machine according to the features of claims 1 and 9 and a presser foot for carrying out the method and an adapter according to the features of patent claims 13 and 15.
  • the sewing material is advanced in sewing machines after the execution of a sewing stitch by means of a transport device to the next stitch position.
  • a transport device Were used for this purpose in the throat plate arranged transporters used, which perform a flat-oval movement and thereby protrude during the feed phases through slots in the throat plate and move the fabric so.
  • sensors can be provided which detect the edges of the material and interrupt the sewing process in good time, so that no sewing stitch takes place outside the material to be sutured.
  • sensors can be provided which detect the edges of the material and interrupt the sewing process in good time, so that no sewing stitch takes place outside the material to be sutured.
  • From the DE19850742 a device with a camera is known, which detects the position of two adjacent Puncture points of the sewing needle is used on the sewing material.
  • a comparison device determines deviations of the actual values from stored setpoint values for the position of these puncture sites and influences the material advance in such a way that subsequent puncture sites deviate as little as possible from the respectively desired desired positions
  • the US-A-2003/131773 proposes a method and a device for regulating the transport of substances, whereby deviations of the actual material movements detected from the predefined variables are detected and compensated by means of an optical sensor arranged below the throat plate.
  • the EP-A-0360398 discloses a quilting device, in which the material to be sewn in the region of the puncture site of the sewing needle by a camera and displayed on a monitor. An operator can control the movement of the quilting frame by means of a joystick, using the representation of the puncture area on the monitor.
  • the needle bar motion for stitch formation is controlled manually by the operator or by means of a foot control.
  • the operator must adjust the sewing speed itself to the respective fabric feed speed in such a way that the individual sewing stitches are executed at a uniform distance from each other.
  • a method is also known according to which a sensor arranged below the fabric support detects relative movements between the sewing machine or a stationary object with respect to the sewing machine and the fabric layer resting directly on the fabric support or in a frame and controls the sewing needle drive in this way in that the distance between individual stitches is as constant as possible.
  • the material to be sewn comprises a plurality of fabric layers lying on top of one another and / or applications applied to a fabric layer.
  • the material to be sewn comprises a plurality of fabric layers lying on top of one another and / or applications applied to a fabric layer.
  • moving one Fabric stack of two or more layers of sewn layers may change the position of the individual layers relative to each other due to slippage.
  • the amount of slippage depends on the nature of the individual fabric layers, so for example on the materials and their thicknesses.
  • the number of individual layers plays a role.
  • the uppermost layer which is the viewing side after the sewing or quilting process, can shift in relation to the layer detected by the sensor.
  • the individual stitch positions can thus deviate from the desired setpoint positions.
  • the limited space available in the area of the needle plate below the fabric support are opposed to an optimal design of the sensor for detecting the material movement. If the detection point is far away from the puncture site of the sewing needle, impermissibly high errors can occur. If the detection of the sewing material movement should take place as close as possible to the puncture site of the sewing needle, this can make the simultaneous existence of a conveyor in this area impossible.
  • the depth of field of conventional optical detection devices for the detection of Sewing material movements extremely low. For a perfect detection of the sewing material thus means must be provided, with which the fabric can be kept within the limited depth of field of the detection device.
  • the upper side of the sewing material or its movements or relative movements relevant for the quality of the sewing or quilting process can be detected parallel to the sewing material support.
  • the deviation of the distance between adjacent stitches or the position of the individual stitches of a selectable or adjustable Target distance or of selectable or adjustable nominal positions minimum.
  • the detection of the relative movement between the sewing material or any object not moving with respect to the sewing object and the sewing machine or any object not moving with respect to the sewing machine includes all possible embodiments with movable sewing material and / or with a movable sewing machine.
  • the fabric can be clamped in a frame or freely movable.
  • an optical detection device in which an image section of the upper side of the material to be sewn in the region of the sewing needle and imaged onto an image sensor via an optical system.
  • the detection area or the captured image detail is large enough that individual structural features of the material to be sewn several times within the detection range even at high relative speeds or accelerations.
  • the optics of the detection device has a relatively large depth of field, so that a reliable detection of the position or position or the movement of the material is possible regardless of its thickness and the number of layers of fabric.
  • at least part of the detection device is integrated in a presser foot.
  • the fabric can near the puncture site be detected, whereby errors due to different movements of the material at the puncture site and at the detection point can be minimized.
  • quilting the presser foot performs a jumping movement between two stitches.
  • the detection optics also perform this hopping movement, a reliable detection of the material is ensured because the depth of field of the optics is at least as large as the stroke of the jumping movement.
  • an illumination of the fabric top is provided in the detection area, wherein a light beam at an optimized angle with respect to the fabric surface impinges on this.
  • the material surface is imaged in high contrast on the image sensor and, on the other hand, that a sufficient illumination of the detection area is ensured during lifting and lowering movements of the presser foot.
  • the light of the light source is guided via a prism on the upper side of the fabric and passed from there via the same prism to the image sensor. Thanks to the special design of the prism, the light source and the image sensor can be arranged very close to each other. In addition, the space requirement of the detection device in the immediate vicinity of the fabric surface and the Nähfusssohle is very low, so that the presser foot when sewing or quilting is hardly or not perceived as an obstacle.

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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Nadelbewegung bei einer Nähmaschine gemäss den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9 sowie ein Nähfuss zur Durchführung des Verfahrens und ein Adapter gemäss den Merkmalen der Patentansprüche 13 und 15.The invention relates to a method and a device for controlling the needle movement in a sewing machine according to the features of claims 1 and 9 and a presser foot for carrying out the method and an adapter according to the features of patent claims 13 and 15.

Üblicherweise wird das Nähgut bei Nähmaschinen nach der Ausführung eines Nähstichs mittels einer Transportvorrichtung zur nächstfolgenden Stichposition vorgeschoben. Verbreitet werden für diesen Zweck im Bereich der Stichplatte angeordnete Transporteure eingesetzt, welche eine flach-ovale Bewegung ausführen und dabei während der Vorschubphasen durch Schlitze in der Stichplatte hervorragen und so das Nähgut verschieben. Es sind verschiedene Methoden bekannt, wie das Nähgut bei solchen Transportvorgängen überwacht werden kann. So können beispielsweise Sensoren vorgesehen sein, welche die Kanten des Nähguts erkennen und den Nähvorgang rechtzeitig unterbrechen, damit kein Nähstich ausserhalb des Nähguts erfolgt.
Aus der DE19850742 ist eine Vorrichtung mit einer Kamera bekannt, die zum Feststellen der Lage zweier benachbarter Einstichstellen der Nähnadel auf dem Nähgut verwendet wird. Eine Vergleichseinrichtung stellt Abweichungen der Istwerte von gespeicherten Sollwerten für die Lage dieser Einstichstellen fest und beeinflusst den Stoffvorschub derart, dass nachfolgende Einstichstellen möglichst wenig von den jeweils gewünschten Solllagen abweichen.Usually, the sewing material is advanced in sewing machines after the execution of a sewing stitch by means of a transport device to the next stitch position. Were used for this purpose in the throat plate arranged transporters used, which perform a flat-oval movement and thereby protrude during the feed phases through slots in the throat plate and move the fabric so. There are various methods known how the fabric can be monitored during such transport operations. For example, sensors can be provided which detect the edges of the material and interrupt the sewing process in good time, so that no sewing stitch takes place outside the material to be sutured.
From the DE19850742 a device with a camera is known, which detects the position of two adjacent Puncture points of the sewing needle is used on the sewing material. A comparison device determines deviations of the actual values from stored setpoint values for the position of these puncture sites and influences the material advance in such a way that subsequent puncture sites deviate as little as possible from the respectively desired desired positions.

Die US-A-2003/131773 schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln des Stofftransports vor, wobei mittels eines unterhalb der Stichplatte angeordneten optischen Sensors erfasste Abweichungen der tatsächlichen Stoffbewegungen von den Vorgabegrössen ermittelt und ausgeglichen werden.The US-A-2003/131773 proposes a method and a device for regulating the transport of substances, whereby deviations of the actual material movements detected from the predefined variables are detected and compensated by means of an optical sensor arranged below the throat plate.

Die EP-A-0360398 offenbart eine Quiltvorrichtung, bei welcher das Nähgut im Bereich der Einstichstelle der Nähnadel von einer Kamera erfasst und auf einem Monitor dargestellt wird. Ein Operateur kann mit Hilfe der Darstellung des Einstichbereichs auf dem Monitor die Bewegung des Quiltrahmens mittels eines Joysticks steuern.The EP-A-0360398 discloses a quilting device, in which the material to be sewn in the region of the puncture site of the sewing needle by a camera and displayed on a monitor. An operator can control the movement of the quilting frame by means of a joystick, using the representation of the puncture area on the monitor.

Beim Quilten wird das Nähgut in der Regel manuell, d.h. ohne Hilfe einer Stofftransportvorrichtung, auf der Nähgutauflage aufliegend in unterschiedliche Richtungen verschoben. Herkömmlich wird die Nadelstangenbewegung für die Stichbildung von der Bedienperson manuell oder mittels eines Fussanlassers gesteuert. Die Bedienperson muss die Nähgeschwindigkeit selbst derart an die jeweilige Stoffvorschubgeschwindigkeit anpassen, dass die einzelnen Nähstiche in gleichmässigem Abstand zueinander ausgeführt werden. Es ist aber auch schon ein Verfahren bekannt, wonach ein unterhalb der Nähgutauflage angeordneter Sensor Relativbewegungen zwischen der Nähmaschine bzw. einem in Bezug auf die Nähmaschine unbewegten Objekt und der direkt auf der Nähgutauflage aufliegenden bzw. in einem Rahmen aufgespannten Stoffschicht erfasst und den Nähnadelantrieb derart steuert, dass der Abstand zwischen einzelnen Nähstichen möglichst konstant ist.
In der Regel umfasst das Nähgut mehrere aufeinander aufliegende Stoffschichten und/oder auf einer Stoffschicht aufgebrachte Applikationen. Beim Verschieben eines solchen Stoffstapels aus zwei oder mehr Nähgutschichten kann sich die Lage der einzelnen Schichten relativ zueinander infolge Schlupfs verändern. Die Höhe des Schlupfs hängt von der Beschaffenheit der einzelnen Nähgutschichten ab, also beispielsweise von den Materialien und von deren Dicken. Ebenso spielt die Anzahl einzelner Schichten eine Rolle.
Bei der Erfassung des Stoff- bzw. Nähgutvorschubs von unten her wird nur die Bewegung der untersten Nähgutschicht erfasst. Infolge des Schlupfs kann sich die oberste Schicht, welche nach dem Näh- bzw. Quiltvorgang die Ansichtseite ist, gegenüber der vom Sensor erfassten Schicht verschieben. In der obersten, sichtbaren Nähgutschicht können somit die einzelnen Stichpositionen von den gewünschten Sollpositionen abweichen.
Die begrenzten Platzverhältnisse im Bereich der Stichplatte unterhalb der Nähgutauflage stehen einer optimalen Ausgestaltung der Sensorik für die Erfassung der Nähgutbewegung entgegen. Bei weit von der Einstichstelle der Nähnadel entfernter Erfassungsstelle können unzulässig hohe Fehler auftreten. Wenn die Erfassung der Nähgutbewegung möglichst nahe bei der Einstichstelle der Nähnadel erfolgen soll, kann dies die gleichzeitige Existenz eines Transporteurs in diesem Bereich verunmöglichen.
Im weiteren ist die Schärfentiefe herkömmlicher optischer Erfassungsvorrichtungen für die Erfassung von Nähgutbewegungen äusserst gering. Für eine einwandfreie Erfassung des Nähguts müssen somit Mittel vorgesehen sein, mit denen das Nähgut innerhalb des begrenzten Schärfentiefebereichs der Erfassungsvorrichtung gehalten werden kann.When quilting the fabric is usually manually, ie moved without the help of a mass transfer device, resting on the Nähgutauflage in different directions. Conventionally, the needle bar motion for stitch formation is controlled manually by the operator or by means of a foot control. The operator must adjust the sewing speed itself to the respective fabric feed speed in such a way that the individual sewing stitches are executed at a uniform distance from each other. However, a method is also known according to which a sensor arranged below the fabric support detects relative movements between the sewing machine or a stationary object with respect to the sewing machine and the fabric layer resting directly on the fabric support or in a frame and controls the sewing needle drive in this way in that the distance between individual stitches is as constant as possible.
As a rule, the material to be sewn comprises a plurality of fabric layers lying on top of one another and / or applications applied to a fabric layer. When moving one Fabric stack of two or more layers of sewn layers may change the position of the individual layers relative to each other due to slippage. The amount of slippage depends on the nature of the individual fabric layers, so for example on the materials and their thicknesses. Likewise, the number of individual layers plays a role.
When detecting the material or material feed from below, only the movement of the bottom fabric layer is detected. As a result of the slippage, the uppermost layer, which is the viewing side after the sewing or quilting process, can shift in relation to the layer detected by the sensor. In the uppermost, visible layer of sewn material, the individual stitch positions can thus deviate from the desired setpoint positions.
The limited space available in the area of the needle plate below the fabric support are opposed to an optimal design of the sensor for detecting the material movement. If the detection point is far away from the puncture site of the sewing needle, impermissibly high errors can occur. If the detection of the sewing material movement should take place as close as possible to the puncture site of the sewing needle, this can make the simultaneous existence of a conveyor in this area impossible.
In addition, the depth of field of conventional optical detection devices for the detection of Sewing material movements extremely low. For a perfect detection of the sewing material thus means must be provided, with which the fabric can be kept within the limited depth of field of the detection device.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Nadelbewegung bei einer Nähmaschine zu schaffen, bei denen die Relativbewegungen zwischen dem auf einer Nähgutauflage aufliegenden Nähgut und der Nähmaschine erfasst werden, und bei denen die Bewegung der Nähnadel in Abhängigkeit dieser Relativbewegungen steuerbar ist.It is an object of the present invention to provide a method and a device for controlling the needle movement in a sewing machine, in which the relative movements between the resting on a fabric support fabric and the sewing machine are detected, and in which the movement of the sewing needle in response to these relative movements is controllable.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9, durch einen Nähfuss gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 13 und durch einen Adapter gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 15.This object is achieved by a device and a method according to the preamble of claims 1 and 9, by a presser foot according to the preamble of claim 13 and by an adapter according to the preamble of claim 15.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung können die für die Qualität des Näh- bzw. Quiltvorgangs relevante Nähgutoberseite bzw. deren Bewegungen oder Relativbewegungen parallel zur Nähgutauflage erfasst werden. Als Folge ist die Abweichung des Abstandes benachbarter Nähstiche bzw. der Position der einzelnen Nähstiche von einem wähl- oder einstellbaren Sollabstand bzw. von wähl- oder einstellbaren Sollpositionen minimal. Die Erfassung der Relativbewegung zwischen dem Nähgut bzw. einem beliebigen in Bezug zum Nähgut nicht bewegten Objekt und der Nähmaschine oder einem beliebigen in Bezug zur Nähmaschine nicht bewegten Objekt schliesst alle möglichen Ausgestaltungen mit bewegbarem Nähgut und/oder mit bewegbarer Nähmaschine ein. Das Nähgut kann in einem Rahmen aufgespannt oder frei beweglich sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine optische Erfassungsvorrichtung vorgesehen, bei welcher ein Bildausschnitt der Nähgutoberseite im Bereich der Nähnadel erfasst und über eine Optik auf einen Bildsensor abgebildet wird. Der Erfassungsbereich bzw. der erfasste Bildausschnitt ist gross genug, dass einzelne Strukturmerkmale des Nähguts selbst bei hohen Relativgeschwindigkeiten oder -beschleunigungen mehrmals innerhalb des Erfassungsbereichs erfassbar sind. Die Optik der Erfassungsvorrichtung hat eine verhältnismässig grosse Schärfentiefe, sodass eine zuverlässige Erfassung der Position oder Lage bzw. der Bewegung des Nähguts unabhängig von dessen Dicke und von der Anzahl Nähgutschichten möglich ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Teil der Erfassungsvorrichtung in einen Nähfuss integriert. Auf diese Weise kann das Nähgut nahe der Einstichstelle erfasst werden, wodurch Fehler infolge unterschiedlicher Bewegungen des Nähguts bei der Einstichstelle und bei der Erfassungsstelle minimal gehalten werden können. Beim Quilten führt der Nähfuss jeweils zwischen zwei Nähstichen eine Hüpfbewegung aus. Obwohl die Erfassungsoptik diese Hüpfbewegung ebenfalls ausführt, ist eine zuverlässige Erkennung des Nähguts sichergestellt, da die Schärfentiefe der Optik mindestens so gross ist, wie der Hub der Hüpfbewegung. Im weiteren ist eine Beleuchtung der Nähgutoberseite im Erfassungsbereich vorgesehen, wobei ein Lichtstrahl unter einem optimierten Winkel in Bezug zur Nähgutoberfläche auf diese auftrifft. Dabei wird einerseits sichergestellt, dass die Nähgutoberfläche kontrastreich auf den Bildsensor abgebildet wird und andererseits, dass eine ausreichende Ausleuchtung des Erfassungsbereichs bei Hebe- und Senkbewegungen des Nähfusses gewährleistet ist. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Licht der Lichtquelle über ein Prisma auf die Nähgutoberseite geführt und von dort über das gleiche Prisma zum Bildsensor geleitet. Dank der speziellen Ausgestaltung des Prismas können die Lichtquelle und der Bildsensor sehr nahe beieinander angeordnet werden. Ausserdem ist der Platzbedarf der Erfassungseinrichtung in unmittelbarer Nähe der Nähgutoberfläche und der Nähfusssohle sehr gering, sodass der Nähfuss beim Nähen bzw. Quilten kaum oder gar nicht als Hindernis wahrgenommen wird.With the method according to the invention and the device according to the invention, the upper side of the sewing material or its movements or relative movements relevant for the quality of the sewing or quilting process can be detected parallel to the sewing material support. As a result, the deviation of the distance between adjacent stitches or the position of the individual stitches of a selectable or adjustable Target distance or of selectable or adjustable nominal positions minimum. The detection of the relative movement between the sewing material or any object not moving with respect to the sewing object and the sewing machine or any object not moving with respect to the sewing machine includes all possible embodiments with movable sewing material and / or with a movable sewing machine. The fabric can be clamped in a frame or freely movable.
In a preferred embodiment of the invention, an optical detection device is provided in which an image section of the upper side of the material to be sewn in the region of the sewing needle and imaged onto an image sensor via an optical system. The detection area or the captured image detail is large enough that individual structural features of the material to be sewn several times within the detection range even at high relative speeds or accelerations. The optics of the detection device has a relatively large depth of field, so that a reliable detection of the position or position or the movement of the material is possible regardless of its thickness and the number of layers of fabric.
In a particularly advantageous embodiment of the invention, at least part of the detection device is integrated in a presser foot. In this way, the fabric can near the puncture site be detected, whereby errors due to different movements of the material at the puncture site and at the detection point can be minimized. When quilting the presser foot performs a jumping movement between two stitches. Although the detection optics also perform this hopping movement, a reliable detection of the material is ensured because the depth of field of the optics is at least as large as the stroke of the jumping movement. In addition, an illumination of the fabric top is provided in the detection area, wherein a light beam at an optimized angle with respect to the fabric surface impinges on this. On the one hand, it is ensured that the material surface is imaged in high contrast on the image sensor and, on the other hand, that a sufficient illumination of the detection area is ensured during lifting and lowering movements of the presser foot. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the light of the light source is guided via a prism on the upper side of the fabric and passed from there via the same prism to the image sensor. Thanks to the special design of the prism, the light source and the image sensor can be arranged very close to each other. In addition, the space requirement of the detection device in the immediate vicinity of the fabric surface and the Nähfusssohle is very low, so that the presser foot when sewing or quilting is hardly or not perceived as an obstacle.

Anhand einiger Figuren wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen

Figur 1
ein Prinzipschema einer Nähmaschine mit der erfindungsgemässen Erfassungsvorrichtung,
Figur 2
einen teilweise aufgeschnittenen Nähfuss mit integrierter Erfassungsvorrichtung,
Figur 3a
eine perspektivische Ansicht des vollständigen Nähfusses aus Figur 2
Figur 3b
das untere Ende einer Stoffdrückerstange mit einem Adapter zum Anschliessen des Nähfusses aus Figur 3a
Figur 4
den aufgeschnittenen Nähfuss aus Figur 2 in seitlicher Ansicht,
Figur 5a
eine Seitenansicht eines Nähfusses in der untersten Absenkposition der Hüpfbewegung, wobei kein Nähgut auf der Stichplatte aufliegt,
Figur 5b
den Nähfuss aus Figur 5a in maximal abgesenkter Position mit einem auf der Stichplatte aufliegenden dicken Nähgutstapel,
Figur 6
eine weitere Ausgestaltung eines Nähfusses, welcher teilweise aufgeschnitten in Seitenansicht dargestellt ist,
Figur 7
ein Schnittbild der Kontaktstelle zwischen Stoffdrückerstange und Nähfuss.
Based on some figures, the invention will be described in more detail below. Show
FIG. 1
a schematic diagram of a sewing machine with the inventive detection device,
FIG. 2
a partially cut foot with integrated detection device,
FIG. 3a
a perspective view of the complete presser foot FIG. 2
FIG. 3b
the lower end of a fabric presser bar with an adapter for connecting the presser foot FIG. 3a
FIG. 4
the cut foot out FIG. 2 in lateral view,
FIG. 5a
a side view of a presser foot in the lowest lowered position of the hopping movement, wherein no material rests on the needle plate,
FIG. 5b
the presser foot off FIG. 5a in the maximum lowered position with a thick fabric stack lying on the needle plate,
FIG. 6
a further embodiment of a presser foot, which is shown partially cut away in side view,
FIG. 7
a sectional view of the contact point between fabric presser bar and presser foot.

Figur 1 zeigt ein Prinzipschema einer Nähmaschine 1 mit einer Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Nadelbewegung in Abhängigkeit von Bewegungen des auf einer Nähgutauflage bzw. auf dem Unterarm 5 verschiebbar aufliegenden Nähguts 3 bzw. zur Erfassung von Relativbewegungen zwischen dem Nähgut 3 und der Nähmaschine 1. Vorzugsweise umfasst die Nähmaschine 1 eine Transportvorrichtung 7, z.B. einen herkömmlichen Transporteur 7a mit balkenartigen Mitnehmern (keine Darstellung), welche zum Vorschieben des Stoffes bzw. Nähgutes 3 eine länglich-ovale Kreisbewegung ausführen und dabei periodisch durch Schlitze in einer Stichplatte 9 hervorragen. Die Transportvorrichtung 7 ist derart ein- oder verstellbar bzw. deaktivierbar, dass beim Nähen oder Quilten mit Freihandvorschub kein automatischer Stoffvorschub erfolgt. Alternativ kann die Nähmaschine 1 auch keine Transportvorrichtung 7 für den automatischen Stoffvorschub umfassen.
Die Nähmaschine 1 umfasst im weiteren einen Ständer 11, welcher einen Oberarm 13 mit einem Nähmaschinenkopf bzw. einem Kopfteil 15 trägt. Das Kopfteil 15 ist oberhalb der Stichplatte 9 angeordnet. An der Unterseite des Kopfteils 15 ragen eine Nadelstange 17 zum Aufnehmen einer Nähnadel 19 und eine Stoffdrückerstange 21 zum Aufnehmen eines Nähfusses 23 aus dem Kopfteil 15 heraus. Für die Steuerung der Nähmaschine 1 ist eine Maschinensteuerung 25 vorgesehen. Eine mit der Maschinensteuerung 25 in Wirkverbindung stehende Erfassungsvorrichtung 27 ist derart ausgebildet und an der Nähmaschine 1 angeordnet, dass sie Relativbewegungen des auf der Nähgutauflage aufliegenden Nähguts 3 bzw. Relativbewegungen der Nähgutoberseite, welche der Nähnadel 19 zugewandt ist, in Bezug zur Nähmaschine 1 erfassen kann. Selbstverständlich umfasst der Begriff Nähmaschine 1 hier auch Objekte wie z.B. einen Nähtisch oder eine Haltevorrichtung für die Nähmaschine 1, die relativ zur Nähmaschine 1 nicht bewegt werden. In Figur 1 ist die Wirkverbindung zwischen der Erfassungsvorrichtung 27 und der Maschinensteuerung 25 schematisch durch eine unterbrochene Linie L0 dargestellt. Die Wirkverbindung dient der ein- oder zweiseitigen Kommunikation oder Signalübertragung zwischen der Erfassungsvorrichtung 27 und der Steuerung 25 sowie, soweit dies erforderlich ist, der Energieversorgung der Erfassungsvorrichtung 27. Die Wirkverbindung kann z.B. elektrische Leiter und/oder optische Sender und Empfänger und/oder eine Funkverbindung z.B. auf Basis der Bluetooth-Technologie umfassen. Im weiteren können optische Elemente wie Linsen, Spiegel, Lichtleiter und dergleichen Bestandteil der Wirkverbindung zwischen Erfassungsvorrichtung 27 und Maschinensteuerung 25 sein. Die Erfassungsvorrichtung 27 ist oberhalb der Stichplatte 9 derart angeordnet, dass sie die Nähgutoberseite bzw. deren Relativbewegungen im Bereich der Einstichstelle der Nähnadel 19 in das Nähgut 3 erfassen kann. Vorzugsweise umfasst die Erfassungsvorrichtung 27 für diesen Zweck eine Kamera bzw. einen Bildsensor 29 (Figur 2). Dieser Bildsensor 29 erfasst in schneller Folge (z.B. mit einer Wiederholfrequenz von etwa 1500Hz) ein zweidimensionales Abbild des sich im Erfassungsbereich des Sensors befindlichen Ausschnittes der Nähgutoberseite. Gute Resultate können mit einem Bildsensor 29 erreicht werden, wie er beispielsweise bei optischen Computermäusen eingesetzt wird. Beim Verschieben des auf der Nähgutauflage aufliegenden Nähgutes 3 kann eine in den Bildsensor 29 integrierte oder diesem nachgeschaltete Bildverarbeitungselektronik z.B. anhand der Positionsänderung von Strukturmerkmalen des erfassten Bildausschittes Informationen über die Richtung und/oder den Betrag und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung der Verschiebung bzw. der Positionsänderung des Nähguts 3 oder äquivalente oder ähnliche Werte ermitteln.
Der Erfassungsbereich des Bildsensors 29 kann je nach Ausgestaltung und Anordnung der Erfassungsvorrichtung 27 die Einstichstelle der Nähnadel 19 im Nähgut 3 einschliessen oder angrenzend oder beabstandet zur Einstichstelle ausgebildet sein, beispielsweise im Bereich der Sohle des Nähfusses 23. Der Erfassungsbereich kann beispielsweise elliptisch oder kreisförmig ausgebildet sein und eine Fläche von z.B. etwa 50mm2 oder etwa 100mm2 erfassen. Vorzugsweise liegt der Erfassungsbereich nahe bei der Einstichstelle der Nähnadel 19. Das Zentrum eines kreisförmigen Erfassungsbereichs kann z.B. in einer Entfernung von etwa 5mm oder 10mm oder 15mm zur Einstichstelle der Nähndadel 19 liegen. Dadurch wird erreicht, dass die Abweichung der ermittelten Bewegungsinformationen von den tatsächlichen Werten der Relativbewegung des Nähgutes 3 bei der Einstichstelle der Nähnadel 19 minimal ist. Insbesondere ist der Einfluss von Rotationsbewegungen um eine durch die Nähnadel 19 verlaufende Drehachse (nicht dargestellt) minimal.
Ausserdem verhindert der Nähfuss 23, dass sich das Nähgut 3 im Bereich der Einstichstelle wesentlich von der Nähgutauflage abheben kann. Die Erfassungsvorrichtung 27 ist derart ausgebildet, dass die Erfassung des Nähgutes 3 weitgehend unabhängig ist von der Dicke des Nähgutes 3. Insbesondere kann dem Bildsensor 29 eine Abbildungsoptik mit optischen Elementen wie z.B. Linsen und Blenden zugeordnet sein, welche eine verhältnismässig hohe Schärfentiefe von z.B. 3mm oder 5mm oder zwei Dritteln des Abstandes zwischen der Stichplatte 9 und der Unterseite des Kopfteils 15 für das abzubildende Nähgut 3 bewirken. Die Erfassungsvorrichtung 27 kann vollständig oder teilweise

  1. a) im unteren Bereich des Kopfteils 15 oder
  2. b) zwischen dem Kopfteil 15 und der Stichplatte 9 oder
  3. c) integriert in bzw. gehalten an einem vorzugsweise auswechselbaren Nähfuss 23
angeordnet sein. FIG. 1 shows a schematic diagram of a sewing machine 1 with a device for controlling or regulating the needle movement in response to movements of the on a fabric support or on the lower arm 5 slidably resting on the fabric 3 or for detecting relative movements between the fabric 3 and the sewing machine 1. Preferably The sewing machine 1 comprises a transport device 7, for example a conventional conveyor 7a with beam-like drivers (not shown), which perform an oblong-oval circular movement for advancing the material or material 3 and periodically protrude through slots in a throat plate 9. The transport device 7 is switched on or adjustable or deactivated so that when sewing or quilting with freehand feed no automatic material feed occurs. Alternatively, the sewing machine 1 may not include a transport device 7 for the automatic material feed.
The sewing machine 1 further comprises a stand 11, which carries an upper arm 13 with a sewing machine head or a head part 15. The head part 15 is arranged above the needle plate 9. At the bottom of the head portion 15 projecting a needle bar 17 for receiving a sewing needle 19 and a cloth pressing rod 21 for receiving a Presser foot 23 out of the head part 15 out. For the control of the sewing machine 1, a machine control 25 is provided. A detecting device 27 operatively connected to the machine controller 25 is formed and arranged on the sewing machine 1 so as to detect relative movements of the sewing cloth 3 resting on the cloth support or relative movements of the workpiece upper side facing the sewing needle 19 with respect to the sewing machine 1 , Of course, the term sewing machine 1 here also includes objects such as a sewing table or a holding device for the sewing machine 1, which are not moved relative to the sewing machine 1. In FIG. 1 the operative connection between the detection device 27 and the machine control 25 is shown schematically by a broken line L0. The operative connection serves the one- or two-sided communication or signal transmission between the detection device 27 and the controller 25 and, if necessary, the power supply of the detection device 27. The operative connection can eg electrical conductors and / or optical transmitter and receiver and / or a radio link eg based on the Bluetooth technology. Furthermore, optical elements such as lenses, mirrors, optical fibers and the like may be part of the operative connection between detection device 27 and machine control 25. The detection device 27 is above the throat plate 9 arranged such that they can detect the upper side of the fabric or their relative movements in the region of the puncture site of the sewing needle 19 in the fabric 3. For this purpose, the detection device 27 preferably comprises a camera or an image sensor 29 (FIG. FIG. 2 ). This image sensor 29 detects in rapid succession (for example with a repetition frequency of about 1500 Hz) a two-dimensional image of the cutting area of the upper side of the sewing material located in the detection range of the sensor. Good results can be achieved with an image sensor 29, as used for example in optical computer mice. When moving the material 3 resting on the material to be sewn, an image processing electronics integrated in or downstream from the image sensor 29 can obtain information about the direction and / or the magnitude and / or the speed and / or the acceleration of the displacement, for example, based on the change in position of structural features of the detected image slice or the position change of the material 3 or equivalent or similar values.
Depending on the design and arrangement of the detection device 27, the detection range of the image sensor 29 may include the puncture site of the sewing needle 19 in the sewing material 3 or be formed adjacent or spaced from the puncture site, for example in the region of the sole of the sewing foot 23. The detection area may For example, be elliptical or circular and capture an area of, for example, about 50mm 2 or about 100mm 2 . Preferably, the detection area is close to the puncture site of the suture needle 19. The center of a circular detection area may be at a distance of about 5mm or 10mm or 15mm to the puncture site of the suture needle 19, for example. This ensures that the deviation of the determined movement information from the actual values of the relative movement of the sewing material 3 at the puncture site of the sewing needle 19 is minimal. In particular, the influence of rotational movements about a passing through the sewing needle 19 axis of rotation (not shown) is minimal.
In addition, the presser foot 23 prevents the sewing material 3 from being able to stand out substantially from the sewing material support in the area of the puncture site. The detection device 27 is designed such that the detection of the material 3 is largely independent of the thickness of the material 3. In particular, the image sensor 29, an imaging optics with optical elements such as lenses and diaphragms be assigned, which has a relatively high depth of field of eg 3mm or 5mm or two-thirds of the distance between the needle plate 9 and the underside of the head part 15 for the material to be imaged 3 effect. The detection device 27 may be fully or partially
  1. a) in the lower region of the head part 15 or
  2. b) between the head part 15 and the needle plate 9 or
  3. c) integrated in or held on a preferably replaceable presser foot 23
be arranged.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend eine erste Vorrichtung zum Steuern bzw. Beeinflussen der Nadelbewegung näher beschrieben, bei der die Erfassungseinrichtung 27 ganz oder teilweise in den Nähfuss 23 integriert bzw. an diesem gehalten ist.
Figur 2 zeigt eine erste Ausgestaltung eines solchen Nähfusses 23, wobei dieser teilweise aufgeschnitten ist. Der Nähfuss 23 umfasst einen Schaft 31 mit einer oben angeordneten runden Aufnahmeöffnung 33 für die Befestigung des Nähfusses 23 am unteren Ende einer Stoffdrückerstange 21 (Figur 3b). An der Oberseite des Schafts 31 sind Kontaktelemente 37 z.B. in Gestalt von Kontaktfedern innerhalb eines Kontaktmoduls ausgebildet. Diese stehen, wenn der Nähfuss 23 an der Stoffdrückerstange 21 montiert ist, mit komplementären Kontaktflächen 39 eines im unteren Bereich an der Stoffdrückerstange 21 gehaltenen Kontaktprints 41 in Verbindung. Diese elektrische Verbindung ist Bestandteil einer Wirkverbindung zwischen der Maschinensteuerung 25 und der Erfassungseinrichtung 27. An der Unterseite des Schafts 31 ist ein Zwischenstück 43 federnd oder alternativ starr mit dem Schaft 31 verbunden. Wie in den Figuren 2 und 3a dargestellt, können zwischen dem Schaft 31 und dem Zwischenstück. 43 eine oder mehrere Schraubenfedern 45 vorgesehen sein, welche das Zwischenstück 43 gegen einen bzw. mehrere am Schaft 31 oder an einem mit diesem verbundenen Teil wie z.B. einer Führungsstange 46 ausgebildete Anschläge 48 drückt. Beim Auftreten einer Gegenkraft, wenn der Nähfuss 23 auf das Nähgut 3 gedrückt wird, wird das Zwischenstück 43 entgegen der Kraft der Schraubenfedern 45 verschoben. Dabei wird es durch die Führungsstange 46 oder andere Führungselemente geführt. Am unteren Ende des Zwischenstücks 43 ist eine Quilt- bzw. Nähsohle, kurz Sohle 47 genannt, austauschbar oder alternativ fest mit dem Zwischenstück 43 verbunden. Die Erfassungsvorrichtung 27 umfasst im in Figur 2 dargestellten Beispiel den CCD- oder CMOS-Bildsensor 29, eine vor diesem angeordnete Sensoroptik bzw. ein optisches Abblildungssystem mit einer Blende 49, einer Linse 51 und einem partiell verspiegelten Prisma 53. Des weiteren umfasst die Erfassungsvorrichtung 27 eine Lichtquelle 55, z.B. eine LED, zum Beleuchten des Nähguts 3 im Erfassungsbereich des Bildsensors 29. Die LED, der Bildsensor 29 und eine dem Bildsensor 29 nachgeschaltete oder in diesen integrierte Auswerteelektronik 57 sind auf einem gemeinsamen Erfassungsprint 59 angeordnet, welcher elektrisch z.B. mittels eines Flexprints 61 oder eines Verbindungskabels mit dem Kontaktmodul verbunden ist.
In Figur 4 ist der aufgeschnittene Nähfuss 23 aus Figur 2 in einer Seitenansicht dargestellt. Die Sensoroptik bildet einen genügend grossen Ausschnitt der Nähgutoberfläche auf den Bildsensor 29 ab, sodass selbst relativ grosse Geschwindigkeiten des Nähguts 3 im Bereich von z.B. 0.2m/s bis 0.6m/s und relativ grosse Beschleunigungen von z.B. 5m/s2 erfassbar sind.
Zum besseren Verständnis ist der Strahlengang des von der LED emittierten Lichts durch eine unterbrochene Linie L1 dargestellt. Ausgehend von der LED passiert das Licht eine Sammellinse 63, die Bestandteil des Prismas 53 sein kann. Der Lichtstrahl L1 durchquert das y-förmig ausgebildete Prisma 53 und trifft unter einem ersten Winkel α1 auf die unten liegende Austrittsfläche 53a des Prismas 53 auf, welche bündig oder leicht nach oben versetzt zur unten liegenden Auflagefläche der Sohle 47 ausgebildet ist. Der Lichtstrahl L1 tritt unter einem zweiten Winkel α2 bezüglich der Austrittsfläche 53a aus dem Prisma aus und trifft unter diesem zweiten Winkel α2 auf das Nähgut 3 auf, wo es vom Nähgut 3 teilweise reflektiert wird. Da der Brechungsindex des Prismas 53 höher ist, als jener des umgebenden Mediums Luft, ist der zweite Winkel α2 kleiner als der erste Winkel α1. Das Prisma 53 und die Lichtquelle 55 sind vorzugsweise so ausgestaltet und angeordnet, dass der Auftreffwinkel α2 des Lichtstrahls auf das Nähgut 3 zwischen etwa 15° und etwa 45° liegt und beispielsweise 32° beträgt. Der Auftreffwinkel α2 ist derart optimiert, dass er einerseits genügend klein ist, um eine kontrastreiche Beleuchtung des Nähguts 3 sicherzustellen, und andererseits genügend gross, dass bei zunehmenden Abstand der Austrittsfläche 53a vom Nähgut 3 innerhalb gewisser Grenzen immer noch eine ausreichende Ausleuchtung des Erfassungsbereichs unterhalb der Austrittsfläche 53a sichergestellt ist.
In Figur 4 ist der Lichtweg bei der Abbildung eines unterhalb der Austrittsfläche 53a liegenden Ausschnittes der Oberseite des Nähgutes 3 (Erfassungsbereich) auf den Bildsensor 29 schematisch durch eine unterbrochene Linie L2 dargestellt. Der Lichtweg verläuft, ausgehend vom Nähgut 3, unter einem dritten Winkel α3 von ungefähr 90° durch die Austrittsfläche 53a, welche in diesem Fall also eine Eintrittsfläche ist. An einer verspiegelten Reflexionsfläche 53b des Prismas 53, welche ungefähr parallel zum Lichtweg L1 innerhalb des Prismas 53 ausgerichtet ist, wird das Licht auf dem Lichtweg L2 zum Bildsensor 29 hin reflektiert. Dabei kreuzen sich die Lichtwege L1 und L2 des emittierten und des reflektierten Lichts. Vor dem Auftreffen auf den Bildsensor 29 durchläuft das reflektierte Licht L2 die Sensor-Optik. Bei der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltung und Anordnung der Erfassungsvorrichtung 27 können die Lichtquelle 55, der Bildsensor 29 und die Auswerteelektronik 57 platzsparend nahe beieinander auf dem gemeinsamen Erfassungsprint 59 untergebracht werden. Die Erfassungsvorrichtung 27 kann kostengünstig vorgefertigt und ohne Abgleich einfach z.B. durch eine Clips- oder eine Schraubverbindung mit dem Nähfuss 23 verbunden werden. Der Erfassungsbereich kann nahe bei der Einstichstelle der Nähnadel 19 angeordnet werden, sodass Abweichungen der tatsächlichen relativen Stoff- oder Nähgutbewegung direkt bei der Einstichstelle von der erfassten relativen Stoffbewegung minimal sind. Insbesondere ist dabei der Einfluss von störenden Rotationsbewegungen des Nähgutes 3 um eine (nicht dargestellte) durch die Einstichstelle verlaufende Rotationsachse minimal. Die Austrittsfläche 53a des Prismas 53 ist auch Eintrittsfläche für die Abbildung des Erfassungsbereichs auf den Bildsensor 29. Sie ist verhältnismässig klein und schliesst sich unmittelbar an die Sohle 47 an. Der erfindungsgemässe Nähfuss 23 stellt somit beim Nähen oder Quilten nahezu keine Behinderung dar. Die Erfassungsvorrichtung 27 kann sehr nahe an das Nähgut 3 herangeführt werden. Dadurch ist die Möglichkeit, dass Fremdobjekte in den Erfassungsbereich gelangen und das Messresultat beeinflussen gering. Die Sensoroptik oder allgemein die Erfassungsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass eine im Vergleich zu einer herkömmlichen optischen Maus hohe Schärfentiefe erreicht werden kann. Dies ist erforderlich, da beim Quilten die Stoffdrückerstange 21 mit dem Nähfuss 23 im Rhythmus der Stichbildung Hüpfbewegungen mit einem Hub H1 von beispielsweise 2.2mm oder 2.5mm ausführt. In der Regel beträgt der Abstand H0 zwischen der Unterseite der Sohle 47 und der Oberseite der Stichplatte 9 bei freier Stichplatte 9 in der tiefsten Lage der Hubbewegung etwa 0.5mm. Bei der Hüpfbewegung des Nähfusses 23 kann somit der volle Hub H1 ausgeschöpft werden. Je nach Dicke H2 des Nähgutes 3 bzw. des Nähgutstapels kann sich die Hubamplitude H3 des Nähfusses 23 verringern bzw. verändern, wenn die Sohle 47 des Nähfusses 23 beim Absenken am Nähgut 3 ansteht. Die Stoffdrückerstange 21 führt zwar die volle Hubbewegung H1 aus, das federnd gelagerte Zwischenstück 43 des Nähfusses 23 hingegen wird entgegen der Kraft der Schraubenfedern 45 relativ zum Schaft 31 um den Betrag H4 = H2 - H0 verschoben. Die Hüpfamplitude H3 der Nähsohle 47 auf dem Nähgut 3 beträgt H3 = H1 + H0 - H2. Dieser Sachverhalt wird durch die Figuren 5a und 5b illustriert. Je nach Ausgestaltung der Nähmaschine 1 kann der Abstand H0 bzw. die Lage der Stoffdrückerstange 21 ein- oder verstellbar sein. Ebenso kann der Hub H1 konstant oder alternativ ein- oder verstellbar sein.
Die Optik der Erfassungsvorrichtung 27 ist so ausgebildet, dass ihre Schärfentiefe, also der Bereich, innerhalb dessen trotz Hüpfbewegungen der Erfassungsvorrichtung 27 eine zuverlässige bzw. scharfe Abbildung auf dem Bildsensor 29 möglich ist, grösser ist, als die maximal mögliche Hubbewegung H1 der Stoffdrückerstange 21. Alternativ könnte die Erfassungsvorrichtung 27 auch an der Stoffdrückerstange 21 oder am Nähfuss 23 oder an einem beliebigen oberhalb der Stichplatte 9 angeordneten Maschinenteil in der Weise federnd befestigt bzw. ausgebildet sein dass sie auf das Nähgut 3 mit leichtem Druck aufgepresst wird (keine Darstellung). Dies hätte allerdings den Nachteil, dass die Verschiebung des Nähgutes 3 behindert werden könnte.
Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung könnte nur ein Teil der Erfassungsvorrichtung 27 in den Nähfuss 23 integriert oder mit diesem verbunden sein, beispielsweise optische Elemente wie das Prisma 53 und/oder Linsen und/oder Spiegel und/oder Lichtleiter, die Lichtquelle 55 und/oder der Bildsensor 29 (keine Darstellung). Insbesondere könnten so Elemente wie die Lichtquelle 55 und/oder der Bildsensor 29, die eine elektrische Speisung benötigen, im Kopfteil 15 oder im Oberarm 13 der Nähmaschine 1 und optische Elemente der Erfassungsvorrichtung 27 im Zwischenraum zwischen dem Kopfteil 15 und der Stichplatte 9 angeordnet werden. Figur 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Nähfusses 23, bei dem die elektrische Verbindung zwischen der in den Nähfuss 23 integrierten Erfassungsvorrichtung 27 und der im Oberarm 13 angeordneten Maschinensteuerung 25 über ein Kabel 65 mit einer Steckerverbindung, beispielsweise einen mehrpoligen Klinkenstecker 67 und eine komplementäre Klinkenbuchse (keine Darstellung) erfolgt. Selbstverständlich sind alternativ beliebige Verbindungsarten zwischen der Erfassungsvorrichtung 27 bzw. Teilen davon und der Maschinensteuerung 25 anwendbar. So könnten beispielsweise elektrische und/oder optische Verbindungselemente direkt in die Stoffdrückerstange 21 integriert und/oder an dieser ausgebildet sein. Die Speisung der Erfassungsvorrichtung 27 im Nähfuss 23 könnte mittels Akkus oder Batterien oder alternativ durch induktive Energieübertragung erfolgen (keine Darstellung). Die Signal- bzw. Informationsübertragung zwischen der Erfassungsvorrichtung 27 und der Maschinensteuerung 25 könnte auch mittels optischer Sender und Empfänger oder mittels einer Funkübertragung - beispielsweise in Bluetooth® -Technologie erfolgen.
Figur 6 zeigt ein Schnittbild der Kontaktstelle zwischen der Stoffdrückerstange 21 und dem Nähfuss 23 bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher federbelastete Kontaktflächen 39 in Gestalt von Kugeln 35 an der Stoffdrückerstange 21 ausgebildet sind. Diese stehen bei angeschlossenem Nähfuss 23 in Kontakt mit den am Nähfuss 23 ausgebildeten Kontaktflächen 37.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Nähfuss 23 Mittel zum Anzeigen von Einstichpositionen der Nähnadel 19 an der Nähgutoberseite umfassen, beispielsweise in Gestalt einer LED oder Laserdiode mit optischen Elementen, welche einen Lichtpunkt bzw. einen begrenzten Lichtfleck auf die Einstichstelle an der Nähgutoberseite projizieren. Dabei können wie z.B. elektronisch veränderbare Blenden oder bewegbare mechanische Elemente vorgesehen sein, welche Abweichungen des Leuchtpunktes auf dem Nähgut von der Sollposition infolge von Hüpfbewegung des Nähfusses 23 kompensieren.
Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren zum Steuern der Auf-Ab-Bewegung der Nähnadel 19 in Abhängigkeit der relativen Nähgutbewegung beschrieben. Über ein Benutzerinterface wird der Nähmaschinensteuerng 25 die gewünschte Stichlänge, also der Abstand zweier aufeinanderfolgender Nähstiche, vorgegeben. Nach der Aktivierung der Vorrichtung zum Steuern der Nadelbewegung - dies kann beispielsweise mittels von der Maschinensteuerung 25 kontrollierter Bedienelemente der Nähmaschine 1 geschehen - setzt die Auswerteelektronik 57 die Koordinaten x und y, welche die Position des Nähgutes 3 widerspiegeln, auf einen Referenzwert, z.B. (x,y) = (0.0). Anschliessend werden relative Positionsänderungen bzw. Bewegungen des Nähgutes 3 von der Erfassungsvorrichtung 27 erfasst. Die Erfassungsvorrichtung 27 wertet dazu die vom Bildsensor 29 gelieferten Informationen mit einer hohen Taktrate von z.B. 1500 Bildern pro Sekunde aus und ermittelt beispielsweise für aufeinanderfolgende Bilder die relative Veränderung der Positionskoordinaten x und y und aktualisiert die Positionskoordinaten entsprechend der tatsächlichen Position des Nähgutes 3. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Parameter wie z.B. der Drehpunkt und/oder der Drehwinkel und/oder der Drehradius bei einer Rotationsbewegung des Nähgutes 3 ermittelt werden. Insbesondere kann die Auswerteelektronik 57 derart ausgebildet sein, dass Drehbewegungen des Nähguts 3 um eine Drehachse (keine Darstellung), welche durch die Einstichstelle der Nähnadel 19 verläuft, oder Anteile einer solchen Drehbewegung an der Relativbewegung des Nähguts 3 herausgefiltert und für die Berechnung der nächsten Einstichstelle nicht berücksichtigt werden. Selbstverständlich können weitere Erfassungsvorrichtungen 27 vorgesehen sein, mit denen die Nähgutbewegung an unterschiedlichen Stellen zu erfasst werden kann.
Sobald der Abstand zwischen der tatsächlichen Position des Nähgutes 3 und dem Referenzwert (0,0) der eingestellten Stichlänge entspricht, gibt die Erfassungsvorrichtung 27 der Maschinensteuerung 25 den Befehl zur Ausführung eines Nähstichs. Selbstverständlich kann die Stichbildung alternativ schon kurz vor dem Erreichen der eingestellten Stichlänge initiiert werden, um den relativen Vorschub des Nähguts 3 in der Zeit zwischen der Stichauslösung und dem Einstich der Nadel 19 in das Nähgut 3 zu kompensieren. Gleichzeitig bzw. unmittelbar vor oder nach dem Befehl zur Stichauslösung werden die Koordinaten x und y, welche die Position des Nähguts 3 widerspiegeln, wieder auf den Referenzwert zurückgesetzt. Zur Ausführung einzelner Nähstiche wird die Oberwelle, welche die Nadel 19 antreibt, bzw. der Hauptmotor zum Ausführen von Nähstichen mit voller Kraft bescheunigt und anschliessend wieder abgebremst, sodass ein Nähstich mit einer möglichst kurzen Verweildauer der Nähnadel 19 im Nähgut 3 ausgeführt wird und die Nähnadel 19 anschliessend wieder bereit für den nächsten Nähstich in ihrer oberen Ruhelage parkiert ist. Diese Betriebsart eignet sich vor allem für kleine Vorschubgeschwindigkeiten des Nähgutes 3.
Alternativ kann der Hauptmotor auch mit einer minimalen Leerlaufdrehzahl von beispielsweise 500 oder 800 Umdrehungen pro Minute drehen, sobald er z.B. mittels des Fussanlassers aktiviert wird. In diesem Fall ist die Nadelstange 17 mittels einer (nicht dargestellten) Kupplungseinrichtung vom Hauptantrieb entkuppelbar und z.B. in einer oberen Ruhelage vom Hauptantieb entkuppelt parkiert. Wenn der Nähgutvorschub der vorgegebenen Stichlänge entspricht, wird die Nadelstange vorübergehend zur Ausführung eines Nähstichs mit dem Hauptantrieb gekuppelt und anschliessend wieder entkuppelt. Diese Betriebsart eignet sich für langsame bis mittlere Stoffvorschubgeschwindigkeiten, also beispielsweise bei Beginn der Bewegung des Nähgutes 3, und verhindert den häufigen Wechsel zwischen voller Antriebsleistung bzw. voller Beschleunigung und voller Abbremsung der Nadelstangenbewegung.
Beide vorgenannten Betriebsarten können verhindern, dass die Nähnadel 19 bei der Stichbildung durch die Nähgutbewegung abgelenkt wird. Dies könnte zur Folge haben, dass die Nähnadel 19 auf die Stichplatte 9 auftrifft, und dass ein Schaden an der Nähnadel 19 und/oder der Nähmaschine 1 entsteht.
Für mittlere bis grosse Stoffvorschub-Geschwindigkeiten kann das Verfahren wie folgt verfeinert werden:

  • Die Maschinensteuerung 25 teilt der Erfassungsvorrichtung 27 die jeweilige Position und Geschwindigkeit der Nähnadel 19 mit. Abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit des Nähgutes 3 berechnet die Auswerteelektronik 57 die optimale Soll-Geschwindigkeit bzw. Soll-Verzögerung für die Nähnadel 19 und teilt diese der Maschinensteuerung 25 mit. Auf diese Weise wird die Maschinensteuerung 25 nicht mit unnötigem Rechenaufwand belastet. Ausserdem kann für die Berechung der Sollwerte ein an die Aufgabenstellung optimal angepasster schneller Microcontroller eingesetzt werden. Bei schnellem Nähgutvorschub wird die Nähnadel 19 zwischen den einzelnen Nähstichen nicht mehr vollständig abgebremst, sondern führt einen kontinuierlichen Bewegungsablauf aus. Dabei ist sichergestellt, dass die Verweildauer der Nähnadel 19 im Nähgut 3 ausreichend klein ist, damit eine zuverlässige Stichbildung ausgeführt werden kann. Selbstverständlich kann die Verarbeitung der Messgrössen des Bildsensors 29 auch teilweise oder vollständig von der Maschinensteuerung 25 übernommen werden, wenn diese eine ausreichende Verarbeitungsleistung hat. Die Grenzen zwischen der Auswerteelektronik 57 und der Maschinensteuerung 25 sind somit nicht fest vorgegeben. Insbesondere kann die Maschinensteuerung 25 die Auswerteelektronik 57 umfassen.
Es können eine oder mehrere Vergleichswerte in einem (nicht dargestellten) Speicher vorgegeben sein. Wenn die Drehzahl des Nadelantriebs oder eine entsprechende Messgrösse solche Vergleichswerte über- oder unterschreitet, kann dies einen Wechsel zwischen den oben beschriebenen verschiedenen Betriebsmodi bewirken. Selbstverständlich ist dabei eine richtungsabhängige Hysterese vorgesehen, damit kein undefinierter Wechsel zwischen den einzelnen Betribsmodi erfolgen kann.
Die beschriebene Erfassungsvorrichtung bzw. Teile davon können selbstverständlich auch für andere Zwecke eingesetzt, werden, beispielsweise zum Beeinflussen der Transportvorrichtung 7 für das Nähgut 3 oder um Erfassen von Eigenschaften des Nähgutes 3 vor oder nach dessen Bearbeitung. Einige Beispiele solcher Eigenschaften sind die Stoffstruktur, die Lage von Nähgutkanten oder die Qualität von Nähten.
Anstelle oder zusätzlich zu einer direkten Verbindung der Erfassungsvorrichtung 27 mit der Maschinensteuerung 25 kann beispielsweise eine Steckerverbindung zur Anschlussdose für den Fussanlasser (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Insbesondere können Nähmaschinen 1 ohne zusätzliche Massnahmen mit erfindungsgemässen Nähfüssen 23 aus- oder nachgerüstet werden. Die Auswerteelektronik 57 der Erfassungsvorrichtungen 27 umfasst bei solchen Nähfüssen 23 eine Ansteuerschaltung, welche die Wirkung eines Fussanlassers simulieren kann. Bei einer besonders vorteilhaften Variante ist ein Adapter (keine Darstellung) vorgesehen, der direkt in die Buchse für den Fussanlasser gesteckt werden kann und je eine Kupplung zum Anschliessen des Fussanlassers und des Verbindungssteckers 67 zum Nähfuss 23. Der Adapter umfasst die Simulationselektronik zum Beeinflussen der Nähnadelbewegung in Abhängigkeit der Signale der Auswerteelektronik 57 und der Betätigung des Fussanlassers. Der Fussanlasser dient als Sicherheits- oder Hauptschalter für den Betrieb der Nähmaschine 1. Nur bei betätigtem Fussanlasser lässt sich der Nadelantrieb aktivieren. Bei herkömmlichen Nähmaschinen 1 reagiert die Maschinensteuerung 25 aus Sicherheitsgründen träge bzw. mit einer Verzögerung auf die Stellgrösse des Fussanlassers. Die Maschinensteuerung 25 kann nun durch Änderung der Hardware, beispielsweise durch Anpassung eines Tiefpassfilters, und/oder durch Anpassung der Auswertesoftware derart angepasst werden, dass die sie verzögerungsfrei auf den Nadelantrieb einwirken kann, wenn die Erfassungsvorrichtung 27 über die Anschlussstelle für den Fussanlasser mit der Maschinensteuerung 25 in Wirkverbindung steht. Eine verzögerungsfreie Beeinflussung der Nadelbewegung in Abhängigkeit der Bewegung des Nähgutes ist somit unabhängig davon möglich, ob die Wirkverbindung zwischen der Erfassungsvorrichtung 27 und der Maschinensteuerung 25 über eine direkte elektrische Verbindung, über eine drahtlose optische oder eine Funkverbindung oder über den Fussanlasser-Anschluss erfolgt.For a better understanding of the invention, a first device for controlling or influencing the needle movement is described in more detail below, in which the detection device 27 is completely or partially integrated in the presser foot 23 or held on it.
FIG. 2 shows a first embodiment of such a presser foot 23, which is partially cut open. The presser foot 23 comprises a shaft 31 with an overhead round receiving opening 33 for attachment of the presser foot 23 at the lower end of a fabric presser rod 21 (FIGS. FIG. 3b ). At the top of the shaft 31, contact elements 37, for example in the form of contact springs, are formed within a contact module. These are, when the presser foot 23 is mounted on the cloth pressing rod 21, with complementary contact surfaces 39 of a held in the lower region of the cloth pressing rod 21 Kontaktprints 41 in combination. This electrical connection is part of an operative connection between the machine control 25 and the detection device 27. On the underside of the shaft 31, an intermediate piece 43 is resiliently or alternatively rigidly connected to the shaft 31. As in the Figures 2 and 3a can be shown between the shaft 31 and the intermediate piece. 43 one or a plurality of coil springs 45 may be provided, which presses the intermediate piece 43 against one or more on the shaft 31 or on a part connected to this part such as a guide rod 46 stops 48. When a counterforce occurs, when the presser foot 23 is pressed onto the sewing material 3, the intermediate piece 43 is displaced against the force of the coil springs 45. It is guided by the guide rod 46 or other guide elements. At the lower end of the intermediate piece 43 is a quilting or sewing sole, short sole referred to 47, interchangeable or alternatively firmly connected to the intermediate piece 43. The detection device 27 comprises in FIG. 2 illustrated example, the CCD or CMOS image sensor 29, arranged in front of this sensor optics or an optical Abblildungssystem with an aperture 49, a lens 51 and a partially mirrored prism 53. Furthermore, the detection device 27 includes a light source 55, such as an LED, for illuminating the material 3 in the detection range of the image sensor 29. The LED, the image sensor 29 and the image sensor 29 downstream or integrated into this Auswerteelektronik 57 are arranged on a common detection board 59, which electrically eg by means of a flexprint 61 or a connection cable with the contact module connected is.
In FIG. 4 the cut foot 23 is off FIG. 2 shown in a side view. The sensor optics form a sufficiently large section of the fabric surface the image sensor 29, so that even relatively high speeds of the material 3 in the range of eg 0.2m / s to 0.6m / s and relatively large accelerations of eg 5m / s 2 are detectable.
For better understanding, the beam path of the light emitted by the LED is represented by a broken line L1. Starting from the LED, the light passes through a converging lens 63, which may be part of the prism 53. The light beam L1 passes through the y-shaped prism 53 and impinges at a first angle α1 on the downstream exit surface 53a of the prism 53, which is flush or slightly offset upwards to the underlying support surface of the sole 47 is formed. The light beam L1 exits the prism at a second angle α2 with respect to the exit surface 53a and impinges on the material 3 at this second angle α2, where it is partially reflected by the material 3. Since the refractive index of the prism 53 is higher than that of the surrounding medium air, the second angle α2 is smaller than the first angle α1. The prism 53 and the light source 55 are preferably configured and arranged such that the angle of incidence α2 of the light beam on the material 3 is between approximately 15 ° and approximately 45 °, for example 32 °. The angle of incidence α2 is optimized in such a way that, on the one hand, it is sufficiently small to ensure a high-contrast illumination of the material 3, and on the other hand sufficiently large that with increasing distance of the exit surface 53a of the fabric 3 within certain limits still sufficient illumination of the detection area below the exit surface 53a is ensured.
In FIG. 4 is the light path in the image of a lying below the exit surface 53a section of the top of the material 3 (detection area) on the image sensor 29 schematically represented by a broken line L2. The light path runs, starting from the material 3, at a third angle α3 of approximately 90 ° through the exit surface 53a, which in this case is thus an entry surface. On a mirrored reflection surface 53b of the prism 53, which is approximately parallel to the light path L1 within the prism 53, the light is reflected on the light path L2 toward the image sensor 29. In this case, the light paths L1 and L2 of the emitted and the reflected light intersect. Before hitting the image sensor 29, the reflected light L2 passes through the sensor optics. In the previously described embodiment and arrangement of the detection device 27, the light source 55, the image sensor 29 and the evaluation electronics 57 can be accommodated in a space-saving manner close to one another on the common detection print 59. The detection device 27 can be inexpensively prefabricated and without adjustment simply eg by a Clips or a screw connection with the presser foot 23 are connected. The detection area may be located near the puncture site of the suture needle 19 so that deviations in the actual relative fabric or fabric movement directly at the puncture site from the detected relative fabric movement are minimal. In particular, the influence of disturbing rotational movements of the material 3 about a rotation axis (not shown) passing through the puncture site is minimal. The exit surface 53a of the prism 53 is also an entrance surface for the imaging of the detection area on the image sensor 29. It is relatively small and immediately adjoins the sole 47. The sewing foot 23 according to the invention thus represents almost no hindrance during sewing or quilting. The detection device 27 can be brought very close to the sewing material 3. As a result, the possibility that foreign objects enter the detection area and influence the measurement result is low. The sensor optics or generally the detection device is designed such that a high depth of field compared to a conventional optical mouse can be achieved. This is necessary because when Quilten the Stoffdrückerstange 21 with the presser foot 23 in the rhythm of the stitching hopping movements with a stroke H1 of 2.2mm or 2.5mm, for example. In general, the distance H0 between the bottom of the sole 47 and the top of the needle plate 9 at free throat plate 9 in the lowest position of the stroke about 0.5mm. In the jumping movement of the presser foot 23 thus the full stroke H1 can be exhausted. Depending on the thickness H2 of the sewing material 3 or of the material stack, the stroke amplitude H3 of the sewing foot 23 can be reduced or changed if the sole 47 of the sewing foot 23 is present when it is lowered on the material 3. Although the presser rod 21 executes the full lifting movement H1, the spring-mounted intermediate piece 43 of the presser foot 23 is displaced counter to the force of the coil springs 45 relative to the shaft 31 by the amount H4 = H2-H0. The hopping amplitude H3 of the sewing sole 47 on the sewing material 3 is H3 = H1 + H0 - H2. This situation is determined by the FIGS. 5a and 5b illustrated. Depending on the configuration of the sewing machine 1, the distance H0 or the position of the fabric presser rod 21 can be switched on or adjusted. Likewise, the stroke H1 can be constant or alternatively adjustable or adjustable.
The optics of the detection device 27 is designed such that its depth of field, ie the area within which a reliable or sharp image on the image sensor 29 is possible despite hopping movements of the detection device 27, is greater than the maximum possible stroke H1 of the fabric presser rod 21. Alternatively, the detection device 27 could also on the cloth presser bar 21 or on the presser foot 23 or on a any machine part arranged above the throat plate 9 is resiliently mounted or formed in such a way that it is pressed onto the sewing material 3 with slight pressure (no representation). However, this would have the disadvantage that the displacement of the sewing material 3 could be hindered.
In a further alternative embodiment of the invention, only a part of the detection device 27 could be integrated into or connected to the presser foot 23, for example optical elements such as the prism 53 and / or lenses and / or mirrors and / or light guides, the light source 55 and / or or the image sensor 29 (no display). In particular, elements such as the light source 55 and / or the image sensor 29 requiring electrical power could be placed in the head portion 15 or upper arm 13 of the sewing machine 1 and optical elements of the detection device 27 in the space between the head portion 15 and the throat plate 9. FIG. 6 shows a further embodiment of a presser foot 23, in which the electrical connection between the integrated in the presser foot 23 detection device 27 and the upper arm 13 machine control 25 via a cable 65 with a plug connection, such as a multi-pin plug 67 and a complementary jack socket (no representation ) he follows. Of course, alternatively, any types of connection between the detection device 27th or parts thereof and the machine control 25 applicable. Thus, for example, electrical and / or optical connecting elements could be integrated directly into the cloth pressing rod 21 and / or be formed on this. The feeding of the detection device 27 in the presser foot 23 could be done by means of batteries or batteries or alternatively by inductive energy transfer (no representation). The signal or information transmission between the detection device 27 and the machine control 25 could also take place by means of optical transmitter and receiver or by means of a radio transmission - for example in Bluetooth® technology.
FIG. 6 shows a sectional view of the contact point between the fabric pressing rod 21 and the presser foot 23 in a specific embodiment of the invention, in which spring-loaded contact surfaces 39 are formed in the form of balls 35 on the fabric pressing rod 21. These are connected to the presser foot 23 in contact with the formed on the sewing foot 23 contact surfaces 37th
In a further advantageous embodiment of the invention, the presser foot 23 may comprise means for indicating puncturing positions of the sewing needle 19 on the upper side of the workpiece, for example in the form of an LED or laser diode with optical elements which project a light spot or a limited light spot onto the puncture site on the upper side of the sewing material , It can be such as electronically modifiable aperture or be provided movable mechanical elements which compensate for deviations of the luminous point on the fabric from the target position due to jumping movement of the presser foot 23.
The method according to the invention for controlling the up-down movement of the sewing needle 19 as a function of the relative material movement will be described below. About a user interface of Nähmaschinensteuerng 25, the desired stitch length, ie the distance between two consecutive stitches specified. After activation of the device for controlling the needle movement - this can be done for example by means of controls of the sewing machine 1 controlled by the machine control 25 - the evaluation electronics 57 sets the coordinates x and y, which reflect the position of the sewing material 3, to a reference value, eg (x , y) = (0.0). Subsequently, relative position changes or movements of the material 3 are detected by the detection device 27. For this purpose, the detection device 27 evaluates the information supplied by the image sensor 29 at a high cycle rate of, for example, 1500 images per second and, for example, determines the relative change of the position coordinates x and y for successive images and updates the position coordinates corresponding to the actual position of the material 3. Alternatively or In addition, other parameters such as the Fulcrum and / or the angle of rotation and / or the radius of rotation in a rotational movement of the material 3 are determined. In particular, the evaluation electronics 57 may be designed such that rotational movements of the material 3 about an axis of rotation (no representation), which runs through the puncture site of the sewing needle 19, or portions of such a rotational movement filtered out on the relative movement of the material 3 and for the calculation of the next puncture site not considered. Of course, further detection devices 27 may be provided, with which the Nähgutbewegung can be detected at different locations.
Once the distance between the actual position of the sewing material 3 and the reference value (0,0) corresponds to the set stitch length, the detecting device 27 gives the machine control 25 the command to execute a sewing stitch. Of course, the stitch formation can alternatively be initiated shortly before reaching the set stitch length to compensate for the relative feed of the material 3 in the time between the stitch release and the puncture of the needle 19 in the fabric 3. At the same time or immediately before or after the command for stitch triggering, the coordinates x and y, which reflect the position of the sewing material 3, are reset to the reference value. For performing individual sewing stitches, the upper shaft which drives the needle 19 and the main motor for performing sewing stitches, respectively accelerated with full force and then braked again, so that a sewing stitch with a shortest possible residence time of the sewing needle 19 in the fabric 3 is performed and the sewing needle 19 is then parked ready for the next stitch in its upper rest position. This operating mode is particularly suitable for small feed rates of the material 3.
Alternatively, the main engine can also rotate at a minimum idle speed of, for example, 500 or 800 rpm as soon as it is activated, for example, by means of the foot control. In this case, the needle bar 17 by means of a coupling device (not shown) from the main drive uncoupled and parked decoupled, for example, in an upper rest position of Hauptantieb. If the material feed corresponds to the specified stitch length, the needle bar is temporarily coupled with the main drive to perform a sewing stitch and then decoupled again. This mode is suitable for slow to medium speed of material feed, so for example at the beginning of the movement of the material 3, and prevents the frequent change between full drive power or full acceleration and full deceleration of the needle bar movement.
Both aforementioned modes can prevent the sewing needle 19 is deflected in the stitch formation by the Nähgutbewegung. This could result have that the sewing needle 19 impinges on the needle plate 9, and that damage to the sewing needle 19 and / or the sewing machine 1 is formed.
For medium to large pulp feed speeds, the method can be refined as follows:
  • The machine controller 25 notifies the detection device 27 of the respective position and speed of the sewing needle 19. Depending on the feed rate of the material 3, the evaluation electronics 57 calculates the optimum setpoint speed or setpoint delay for the sewing needle 19 and communicates this to the machine control 25. In this way, the machine controller 25 is not burdened with unnecessary computational effort. In addition, a fast microcontroller, which is optimally adapted to the task, can be used to calculate the setpoints. With fast material feed the sewing needle 19 is no longer completely decelerated between the individual stitches, but performs a continuous movement. It is ensured that the residence time of the sewing needle 19 in the sewing material 3 is sufficiently small, so that a reliable stitch formation can be performed. Of course, the processing of the measured quantities of the image sensor 29 can also be partially or completely taken over by the machine controller 25 if it has sufficient processing power. The boundaries between the transmitter 57 and the machine control 25 are thus not fixed specified. In particular, the machine control 25 may comprise the evaluation electronics 57.
One or more comparison values may be predetermined in a memory (not shown). If the speed of the needle drive or a corresponding measured variable exceeds or falls below such comparison values, this can cause a change between the different operating modes described above. Of course, a direction-dependent hysteresis is provided so that no undefined change between the individual Betribsmodi can be done.
The detection device or parts thereof described may of course also be used for other purposes, for example for influencing the transport device 7 for the sewing material 3 or for detecting properties of the material 3 before or after its processing. Some examples of such properties are the fabric structure, the position of fabric edges or the quality of seams.
Instead of or in addition to a direct connection of the detection device 27 with the machine control 25, for example, a plug connection to the junction box for the foot control (not shown) may be provided. In particular, sewing machines 1 can be equipped or retrofitted without additional measures with sewing feet 23 according to the invention. The evaluation electronics 57 of the detection devices 27 includes such Presser feet 23 a drive circuit, which can simulate the action of a foot control. In a particularly advantageous variant, an adapter (no representation) is provided which can be plugged directly into the socket for the foot control and a coupling for connecting the foot starter and the connector 67 to the presser foot 23. The adapter includes the simulation electronics for influencing the Nähnadelbewegung depending on the signals of the transmitter 57 and the operation of the foot control. The foot control serves as a safety or main switch for operating the sewing machine 1. The needle drive can only be activated when the foot control is actuated. In conventional sewing machines 1, the machine controller 25 reacts sluggishly or with a delay to the manipulated variable of the foot control for safety reasons. The machine controller 25 can now be adapted by changing the hardware, for example by adapting a low-pass filter, and / or by adjusting the evaluation software so that they can act on the needle drive without delay when the detection device 27 via the connection point for the foot control with the machine control 25 is in operative connection. A delay-free influencing of the needle movement in dependence of the movement of the material is thus possible regardless of whether the operative connection between the detection device 27 and the machine control 25 via a direct electrical Connection, via a wireless optical or wireless connection or via the foot control connection.

Claims (16)

  1. A method for controlling the needle movement with a sewing machine (1), wherein a detection device (27) for detecting relative movements of the fabric (3) lying on a fabric rest and of the sewing machine (1) is provided, and wherein the needle movement is controlled by a machine control (25) in dependence on signals of this detection device (27), characterised in that the detection device (27) detects movements of upper side of the fabric, said upper side facing the sewing needle (19), and the machine control (25) via an active connection initiates the execution of sewing stitches in dependence on the relative movement of the fabric. {PRIVATE}
  2. A method according to claim 1, characterised in that the detection device (27) detects movements of the fabric upper side in the region of the piercing location of the sewing needle (19).
  3. A method according to one of the claims 1 or 2, characterised in that the part of the fabric upper side which can be detected by the detection device (27) is imaged by way of optical elements (49, 51, 53, 63) onto a picture sensor (29), and that the information of the picture sensor (29) is processed into control variables for the sewing needle movement.
  4. A method according to one of the claims 1 to 3, characterised in that light from a light source (55) is led by way of optical elements (53, 63) onto the fabric upper side, in a manner such that the surface structure of the fabric upper side is detectable in a high-contrast manner by the detection device (27).
  5. A method according to one of claims 1 to 4, characterised in that the needle drive is controlled in dependence on the detected fabric movements, in a manner such that the distance between adjacent sewing stitches corresponds to a set value.
  6. A method according to claim 5, characterised in that the detection device (27) communicates with a machine control (25) and thereby provides the machine control (25) with desired variables for the control of the needle movement.
  7. A method according to one of the claims 1 to 6, characterised in that the movement of the sewing needle (19) can be additionally influenced by way of a foot control or an actuator connectable to the sewing machine (1).
  8. A method according to one of the claims 1 to 7, characterised in that the control of the needle movement is effected in a delay-free manner in dependence on the signals of the detection device (27).
  9. A device for the control of a needle movement with a sewing machine (1), wherein a detection device (27) for detecting relative movements of the fabric (3) lying on a fabric rest and of the sewing machine (1) is provided, and wherein the needle movement is controllable by a machine control (25) in dependence on signals of this detection device (27), characterised in that the detection device (27) is arranged above the fabric rest on the sewing machine (1) and is designed for detecting movements of upper side of the fabric, said upper side facing the sewing needle (19), and that the detection device (27) is connected to the machine control (25) via an active connection.
  10. A device according to claim 9, characterised in that at least a part of the detection device (27) is designed in a manner such that vertical movements can be carried out for adapting to the topography of the fabric (3).
  11. A device according to one of the claims 9 or 10, characterised in that the detection device (27) is integrated completely or partly into a sewing foot (23).
  12. A device according to one of the claims 9 to 11, characterised in that the detection device (27) comprises a picture sensor (29) and imaging optics, wherein a region of the upper side of the fabric and which lies in the detection region of the detection device (27) can be imaged onto the picture sensor (29).
  13. A sewing foot (23) for carrying out the method according to one of the claims 1 to 9, characterised by optical elements for the region-wise detection and/or imaging of the fabric upper side.
  14. A sewing foot (23) according to claim 13, characterised in that means for creating an active connection to the machine control (25) or to an adapter connectable to the interface for a foot control are provided.
  15. A sewing foot (23) according to one of the claims 13 or 14, characterised in that means are provided for the display of the piercing positions of the sewing needle (19) on the upper side of the fabric.
  16. An adapter for connecting a sewing foot (23) according to one of the claims 13 or 14, characterised in that means for connection to a foot control interface at the sewing machine (1) and means for connecting the foot control are provided.
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