Henkel & Roth GmbH
IndustrieautomationHenkel & Roth GmbH
Industrial automation
Ehrenbergstraße 33Ehrenbergstrasse 33
0-6300 Ilmenau0-6300 Ilmenau
Anordnung zum selbsttätigen Führen eines NähgutesArrangement for automatic guiding of a sewing material
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum selbsttätigen Führen eines Nähgutes, bei dem der Randmittels einer Nähmaschine umstochen oder eingefaßt wird und das in Randnähe längs einer vorgegebengekrümmten Kontur mittels eines Greifers geführt wird.The invention relates to an arrangement for automatically guiding a sewing material, in which the edge is stitched or hemmed by means of a sewing machine and which is guided near the edge along a predetermined curved contour by means of a gripper.
Im Stand der Technik ist nach DE - OS 37 12 403 eine Vorrichtung zur rechnergestützten Führung ebener Flächengebildeaus Textilien oder hochpolymeren Stoffen bekannt, mit der beliebige Nahtverläufe realisiertwerden können. Bei dieser Einrichtung wird in einem definierten Abstand vor der Nadeleinstichstelle eineSensorzeile als bewegliche Leiterplatte angeordnet, die Sensoren für die Abtastung der Nähgutkante undfür die Ecken zur Drehpunktbestimmung enthält. Das Nähgut wird dabei mittels zweier voneinander getrennter,sich in ihrer Wirkung ergänzender Antriebe bewegt.In the state of the art, according to DE - OS 37 12 403, a device for the computer-aided guidance of flat surface structures made of textiles or high-polymer materials is known, with which any seam path can be realized. In this device, a sensor row is arranged as a movable circuit board at a defined distance in front of the needle insertion point, which contains sensors for scanning the edge of the material to be sewn and for the corners to determine the pivot point. The material to be sewn is moved by means of two separate drives that complement each other in their effect.
Dieser Einrichtung haftet der Nachteil an, daß sie nur für die Bearbeitung von kleinen Nähgutteilen verwendetwerden kann.This device has the disadvantage that it can only be used for processing small sewing pieces.
Gemäß DE - PS 3 3 14 717 ist eine Nähmaschine bekannt, mit der kurvenförmige, randparallele Nähte erzeugtwerden können. Bei dieser Einrichtung wird ein Druckstempel verwendet, der eine Bremskraft auf das Nähgutausübt und im Zusammenwirken mit einem Stoffschiebereine Ausrichtbewegung des Nähgutes bewirkt.
Auch dieser Lösung haftet der Nachteil an, daß sie nur für kleine Teile einsetzbar ist. Sie besitzt fernerden Nachteil, daß sie nur zur Bearbeitung reiner Kreisformen eingesetzt werden kann.According to DE - PS 3 3 14 717, a sewing machine is known with which curved seams parallel to the edge can be produced. This device uses a pressure stamp which exerts a braking force on the sewing material and, in conjunction with a fabric pusher, causes an alignment movement of the sewing material.
This solution also has the disadvantage that it can only be used for small parts. It also has the disadvantage that it can only be used for machining pure circular shapes.
Desweiteren ist nach DE - OS 34 07 009 eine Vorrichtung zur Bearbeitung von textlien Werkstücken bekannt,bei der Bahnen bearbeitet werden können, deren Verlauf zuvor extern festprogrammiert wurde.
Dies hat den Nachteil zur Folge, daß für die zu bearbeitenden Formen jeweils neue Bahnen zu programmierensind.Furthermore, according to DE - OS 34 07 009, a device for processing textile workpieces is known in which webs can be processed whose course has previously been externally programmed.
This has the disadvantage that new paths have to be programmed for each shape to be machined.
Die im Stand der Technik bekannten Verfahren sind außerdem auch dadurch nachteilbehaftet, daß sie sehrkostenaufwendige Einrichtungen benötigen.The methods known in the prior art also have the disadvantage that they require very expensive equipment.
Die auch häufig angewendete Nachführung von Hand verursacht sehr hohe Lohnkosten und bedingt eine schwankendeQualität des Nähgutes.The manual tracking, which is also frequently used, causes very high labor costs and results in fluctuating quality of the sewing material.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Führen von Nähgut zuentwickeln, mit dem nahezu beliebige Formen bearbeitet werden können und das außerdem den Ausgleichvon Zuschnittoleranzen ermöglicht. Es soll auch bei geringen Losgrößen wirtschaftlich einsetzbar sein.The invention is based on the task of developing a device for automatically guiding sewing material, with which almost any shape can be processed and which also enables the compensation of cutting tolerances. It should also be economical to use for small batch sizes.
Die Lösung der Erfindung gelingt erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den in den Ansprüchen 1 bis6 angegebenen Merkmalen.
40The solution of the invention is achieved according to the invention by an arrangement having the features specified in claims 1 to 6.
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Die von den Sensoren in dieser Weise ermittelten Meßwerte werden mit einer Signalverarbeitungseinheitausgewertet und mit Hilfe dieser ausgewerteten Signale wird die Greifereinrichtung gesteuert. Die Bewegungdes Werkstückes, die aus Vorschub-, Schwenk- und Korrekturbewegung besteht, wird dabei so ausführt,daß die Tangente zur Werkstückkante in einem konstanten Winkel zur Vorschubrichtung steht. Üblicherweiseist dieser Winkel Null. Dies kann als "Tangentiales Nähen" bezeichnet werden. Hierbei sindder Meßort und das Koordinatensystem von Sensor und Betätigung unterschiedlich.The measured values determined by the sensors in this way are evaluated by a signal processing unit and the gripper device is controlled using these evaluated signals. The movement of the workpiece, which consists of feed, swivel and correction movements, is carried out in such a way that the tangent to the workpiece edge is at a constant angle to the feed direction. Usually this angle is zero. This can be referred to as "tangential sewing". Here the measuring location and the coordinate system of the sensor and the actuation are different.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß durch die Anordnung der Sensorenund den Bezug des Koordinatensystems für die Positionierung des Nähgutes gegenüber der Nähnadel optimaleVoraussetzungen zur Ermittlung der Bahnvektoren für die Bewegung der Greiferführungsachsen geschaffenwerden.A particular advantage of the solution according to the invention is that the arrangement of the sensorsand the reference of the coordinate system for positioning the sewing material relative to the sewing needle create optimalconditions for determining the path vectors for the movement of the gripper guide axes.
Damit ist eine Anpassung an verschiedene Formen des Werkstücks gewährleistet. Die erfindungsgemäße Lösungermöglicht durch aktuelle Anpassung an die Geometrie des jeweils zu bearbeitenden Werkstückes eine adaptiveBahnregelung, ohne die Bahnformen oder Teile davon vor der Bearbeitung durch Programmieren vorgebenzu müssen.This ensures adaptation to different workpiece shapes. The solution according to the invention enables adaptive path control by adapting to the geometry of the workpiece to be machined, without having to specify the path shapes or parts of them by programming before machining.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung ermöglichtes, eine große Formenvielfalt zu bearbeiten.The application of the arrangement according to the invention makes it possible to machine a wide variety of shapes.
0 Der dabei erforderliche minimale Umrüstaufwand ermöglicht einen wirtschaftliche Einsatz der automatischenNachführung auch bei geringen Losgrößen, wodurch sich eine hohe Flexibilität bei derBearbeitung unterschiedlicher Nähgutteile ergibt.0 The minimal changeover effort required enables the automatic tracking to be used economically even with small batch sizes, which results in a high degree of flexibility when processing different sewing material parts.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll im folgenden anHand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Das Ausführungsbeispiel beschreibt das Überwendlichnähenvon Autoteppichen.The device according to the invention will be explained in more detail below using an example. The example describes the overlock sewing of car carpets.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The accompanying drawing shows:
Figur 1: Eine schematische Darstellung der Anordnung der Meßpunkte an der Nähgutkante.Figure 1: A schematic representation of the arrangement of the measuring points on the fabric edge.
Figur 2: Eine schematische Darstellung der Meßpunkte vor dem Ausrichten der Nähgutkante in einerKurve.
10Figure 2: A schematic representation of the measuring points before aligning the fabric edge in a curve.
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Figur 3: Eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die das erfindungsgemäße Verfahren füreine Bahnregelung anwendet.Figure 3: A schematic representation of a device that applies the method according to the invention forpath control.
Figur 4: Eine schematische Darstellung der Schwenkbewegung von Nähgut und Greifer in Abhängigkeitvon der Kurvensensorschrägstellung.Figure 4: A schematic representation of the swivel movement of the sewing material and the hook depending on the inclination of the curve sensor.
Die Figuren 1 und 2 erläutern die Anordnung der Meßpunkte Sl, S2 und S3 bezüglich der Teppichkontur TKund der Nadelposition W. Den unkorrigierten Ausgangszustand zeigt die gestrichelte Kontur TK'.Figures 1 and 2 explain the arrangement of the measuring points Sl, S2 and S3 with respect to the carpet contour TKand the needle position W. The uncorrected initial state is shown by the dashed contour TK'.
Durch die beiden Meßpunkte S2 und S3 des Kurvensensors K, die im Abstand AK voneinander angeordnetsind, wird die Sehne Se gebildet, mit der die Tangente T an die Teppichkontur TK angenähert wird.The two measuring points S2 and S3 of the curve sensor K, which are arranged at a distance AK from each other, form the chord Se, with which the tangent T is approximated to the carpet contour TK.
In Figur 3 ist das Anordnungsprinzip der Sensoren für die Erfassung einer Teppichkontur TK dargestellt.Stellung und Anordnung der Sensoren wird dabei auf die Nadel N einer Nähmaschine, bei der es sich imdargestellten Beispiel um eine Überwendlichnähmaschine handelt, bezogen. Dabei kommen zwei Arten vonSensoren zum Einsatz. Einer der Sensoren ist der Abstandssensor A, der hier als Nähbreitentasterdient, welcher den Abstand der Nadel N von der Teppichkante TK erfaßt, und damit die Nahtbreite definiert.Der Kurvensensor K, an dem sich die beiden Meßpunkte S2 und S3 befinden, ist hier in einer WippeFigure 3 shows the arrangement principle of the sensors for detecting a carpet contour TK.The position and arrangement of the sensors is related to the needle N of a sewing machine, which in the example shown is an overlock sewing machine. Two types of sensors are used. One of the sensors is the distance sensor A, which serves here as a sewing width sensor, which detects the distance of the needle N from the carpet edge TK and thus defines the seam width.The curve sensor K, on which the two measuring points S2 and S3 are located, is here in a rocker
angeordnet, mit welcher die Schwenkbewegung des zu bearbeitenden Teppichs erfaßt wird.which detects the pivoting movement of the carpet to be processed.
Der Teppich wird an mehreren Punkten durch einen Greifer geführt, wobei diese Punkte möglichst nahe ander Kante des Teppichs anliegen sollten. Der Greifer erfaßt den Teppich mittels Nadelelementen und ist inseiner Achse GA schwenkbar gelagert.The carpet is guided through a gripper at several points, whereby these points should be as close to the edge of the carpet as possible. The gripper grips the carpet using needle elements and is pivoted on its axis GA.
Die Achse des Greifers ist in zwei Koordinaten beweglich, z. B. in der bekannten konstruktiven Ausführungeines Flächenportals. Damit wird die Bewegung des Greifers und damit des Teppichs in der Bearbeitungsebeneder Überwendlichnähmaschine ermöglicht.The axis of the gripper can move in two coordinates, e.g. in the well-known structural design of a surface gantry. This enables the movement of the gripper and thus of the carpet in the processing plane of the overlock sewing machine.
Während des Nähvorganges wird die Teppichkante TK durch den Nähbreitentaster, der den Meßpunkt Sl enthält,und durch den Kurvensensor K, der die Meßpunkte S2 und S3 enthält, abgetastet. Abweichungenvon der Sollnähbreite werden durch eine Positionsänderung des Teppichs mit Hilfe des Greifers korrigiert.During the sewing process, the carpet edge TK is scanned by the sewing width sensor, which contains the measuring point Sl,and by the curve sensor K, which contains the measuring points S2 and S3. Deviationsfrom the target sewing width are corrected by changing the position of the carpet using the gripper.
Der Kurvensensor K ist als mechanische Wippe ausgebildet, deren Mittelpunkt mit der Achse eines Drehimpulsgebersverbunden ist. Die Wippenschenkel tragen dabei die Meßpunkte S2 und S3. Mit Hilfe eines Regelkreiseswird erreicht, daß der Wippenschrägstellungswinkel beim Nähen auf einen konstanten Wert geregeltwird, wobei die erforderliche Bewegung zur bahngerechten Führung des zu bearbeitenden Teppichs mit-0tels des Teppichgreifers auf den Teppich übertragenwird. Im dargestelltem Beispiel ist dieser Wert Null.The curve sensor K is designed as a mechanical rocker, the center of which is connected to the axis of a rotary pulse generator. The rocker legs carry the measuring points S2 and S3. With the help of a control loop, the rocker inclination angle is regulated to a constant value during sewing, whereby the movement required to guide the carpet to be processed in the correct path is transferred to the carpet by means of the carpet gripper. In the example shown, this value is zero.
Beim Nähen auf einer Geraden wird dies durch Koordinierender Vorschubgeschwindigkeit Vn der Überwendlichnähmaschine und der Greiferbewegung inVorschubrichtung Vx gewährleistet.When sewing in a straight line, this is ensured by coordinating the feed speed Vn of the overlock sewing machine and the looper movement in the feed direction Vx .
Wird beim Nähen eine Kurve erreicht, wie dies in Figur 4 dargestellt ist, so stellt sich der Kurven-sen-If a curve is reached during sewing, as shown in Figure 4, the curve sensor
sor K um einen Winkel alpha schräg. Mit Hilfe einer elektronischen Steuerung wird dann eine adaptive Regelungausgeführt. Dabei wird die Vorschubgeschwindigkeit der Überwendlichnähmaschine mit Hilfe einesServoantriebsmotors reduziert und in Koordinierung mit dem Nähmaschinenantrieb werden für die Greiferführungsachsenin x- und y-Richtung die erforderlichen Geschwindigkeitsvektoren Vv und V\. bestimmt, sodaß der Greifer mit dem Teppich eine Schwenkbewegung mit den Winkel alpha um die Nadel ausführt.sor K at an angle alpha. An adaptive control is then carried out with the help of an electronic control system. The feed speed of the overlock sewing machine is reduced with the help of a servo drive motor and, in coordination with the sewing machine drive, the required speed vectors Vv and V\ are determined for the gripper guide axes in the x and y directions, so that the gripper with the carpet executes a swivel movement with the angle alpha around the needle.
Durch die so koordinierte Regelung zwischen Kurvensensorsignal und den drei Servoachsen wird gewährleistet,daß sich der Nähautomat der jeweiligen Teppichform mit der erforderlichen Bahnbewegung anpaßt.The coordinated control between the curve sensor signal and the three servo axes ensures that the sewing machine adapts to the respective carpet shape with the required path movement.
Da hierfür keine Teppichformen oder Bewegungsbahnen fest programmiert werden müssen, ist die gewünschtehohe Fertigungsflexibilität in hohem Maße gegeben.Since no carpet shapes or movement paths need to be programmed, the desired high level of manufacturing flexibility is achieved to a high degree.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9305973UDE9305973U1 (en) | 1992-04-21 | 1993-04-20 | Arrangement for automatically guiding a sewing material |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4213083 | 1992-04-21 | ||
| DE9305973UDE9305973U1 (en) | 1992-04-21 | 1993-04-20 | Arrangement for automatically guiding a sewing material |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9305973U1true DE9305973U1 (en) | 1993-10-28 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9305973UExpired - LifetimeDE9305973U1 (en) | 1992-04-21 | 1993-04-20 | Arrangement for automatically guiding a sewing material |
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9305973U1 (en) |
| Publication | Publication Date | Title |
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