EP1308548A2 - Näh- und Stickmaschine - Google Patents

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EP1308548A2
EP1308548A2 EP02405816A EP02405816A EP1308548A2 EP 1308548 A2 EP1308548 A2 EP 1308548A2 EP 02405816 A EP02405816 A EP 02405816A EP 02405816 A EP02405816 A EP 02405816A EP 1308548 A2 EP1308548 A2 EP 1308548A2
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EP
European Patent Office
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embroidery
embroidery frame
drive unit
frame
sewing
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EP02405816A
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EP1308548A3 (de
EP1308548B1 (de
Inventor
Gérard DURVILLE
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Fritz Gegauf AG
Original Assignee
Fritz Gegauf AG
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B19/00—Program-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
    • D05B19/16—Control of workpiece movement, e.g. modulation of travel of feed dog
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B39/00—Workpiece carriers

Definitions

  • the invention relates to a sewing or embroidery machine according to the preamble of claim 1.
  • Embroidering a sewing material in an embroidery hoop clamped and by a drive unit in the X and Y directions is drivable is known.
  • the drive unit is often part of the forearm; at Household sewing machines become the drive units, too Called embroidery modules, to the sewing machine, i.e. to the Forearm and / or the base plate docked and there kept free of play.
  • the connection between the Embroidery hoop and the drive unit is done by a Embroidery frame holder, which with the drive elements in the Drive unit is connected, and holding and Locking devices on the embroidery frame.
  • switching means e.g. Peaks, curves or bar codes etc.
  • the object of the present invention is therefore to create a sewing or embroidery machine with a drive unit for an embroidery hoop with which drive unit is not only the type and size of the embroidery frame as well as the Docking position on the embroidery hoop, but also the exact actual position of the hoop with respect to the Drive unit and thus the needle position can be determined is.
  • the arrangement of one or more reference points on the Embroidery frames, each in a precisely defined Distance to a reference zero point on the drive unit lie, on the one hand, allows the exact location of the Embroidery frame with respect to the reference zero point on the Determine drive unit and on the other hand also determine whether the hoop is correctly attached to the Embroidery frame holder is connected or determine whether docked an embroidery frame at all on the embroidery frame carrier is.
  • With the knowledge of the exact current situation at Reference zero can also be in the event of a deviation, for example by lost steps of the stepper motors in the drive unit, with the machine control automatically made a correction or the beginning of the Embroidery can be prevented. This enables Embroidery subjects over an area beyond the embroidery area Guide and create area without having to Move the embroidery frame to the attachment and follow-up points the previously embroidered areas are visible.
  • the sewing machine according to FIG. 1 comprises the usual sewing organs, operating elements and other equipment parts, some of which are not described in detail. It consists essentially of the sewing machine housing 1, the free arm 3 and the base plate 5. On the machine housing 1 there is a screen 7 (display), a trackball 9 with an associated actuation key 11 and delete key 13 and a row of keys 15 for the direct selection of unspecified special functions arranged. An opening 17 serves for receiving external storage means, for example program cards for embroidery designs.
  • the main switch 19, the plug connection 21 for the mains connection and the socket 23 for the connection of a foot control are arranged below this.
  • the needle cooperating through the tap hole 25 with a gripper device is designated by 27, while the presser foot holding down the embroidery material, not shown, is designated by 29.
  • the base unit 31 of an embroidery module 33 which can be connected to the sewing machine by mechanical and electrical connecting means (not shown) contains the program-controlled drive means (for example linear motors) for an embroidery frame carrier 35 in an embroidery frame drive unit 36 for driving the latter with the embroidery frame 37 attached thereto in the X direction.
  • the drive means for driving the embroidery frame 37 in the Y direction are accommodated in the embroidery frame carrier 35.
  • the embroidery frame 37 is connected via at least one detachable holding device 39 to the drive means (not visible) arranged in the embroidery frame carrier 35.
  • the structure of the holding device 39 is not explained in detail.
  • Embroidery frame 37 are connected to the embroidery module 33.
  • the rectangular embroidery hoop 37 shown in FIG. 1 only has a holding device 39 on a narrow side on; another is in the supervision according to FIG. 2 longer embroidery frame 37 with two spaced on one Longitudinally arranged holding devices 39 can be seen.
  • Figure 3 shows a section of an even longer one Embroidery frame 37 with three holding devices 39 each Embroidery frame 37 comprises at least one tensioning device 41, with which a sewing material can be clamped.
  • Each holding device 39 includes in the illustrated Examples one or more control cams or peaks 43 and additionally one reference cam or point 44 each. The latter have an exact with respect to the embroidery frame 37 predetermined position. Together with the exactly known one Position of the drive unit 36 can be with the reference cam 44 the actual position of the embroidery frame 37 with the target position compared and - if discrepancies are found - a correction can be made. Can be corrected the position of the embroidery frame 37 when, for example, steps of a stepper motor used as a drive went. A correction to the position of the Embroidery hoop 37 will of course not performed when the reference cam 44 does not detect can be because the embroidery hoop 37 is not or is incompletely docked on the holding device 39.
  • the reference cam 44 thus has several functions ensure proper operation: he determines whether the actual position of the embroidery frame 37 with the TARGET position matches and enables correction. He continues the perfect attachment to the Holding device 39 safely and stops the sewing machine, if one of the parameters is wrong.
  • the control 43 and the assigned one Reference cams 44 are on the embroidery frame support 35 impulsive switching means such as a button 45 or Photoelectric sensor, a proximity sensor or another Element fixedly attached, with an identification the control cam 43 and the reference cam 44 at one Relative movement between the embroidery frame 37 and the Embroidery module 33 or can be scanned when docking.
  • the Number, the location and / or the geometric shape of the Control cams 43 are the basis for the detection of the Embroidery frame position, size and shape as well as the Docking position of the embroidery frame 37.
  • the reference cam 44 serves the exact and perfect positioning of the Embroidery frame 37 with respect to the embroidery module 33
  • the mode of operation is explained in more detail below.
  • the operator / seamstress looks for the embroidery frame 37 suitable for the embroidery patterns to be created, clamps the sewing material in the form of a textile structure therein with the tensioning device 41 and then docks the embroidery frame 37 onto the embroidery module 33.
  • the embroidery module 33 guides the embroidery frame 37 past the impulse button 45 in the Y direction.
  • the latter detects the data of the docked embroidery frame 37 and the docking position on the control cams 43 if the embroidery frame 37 has several docking positions.
  • the exact position of the embroidery frame 37 with respect to the drive unit 36 is ensured by the reference cam 44.
  • the correct attachment is checked. If the attachment between the embroidery frame 37 and the holding device 39 is not correct, the sewing machine is prevented from starting the embroidery process.
  • a correction is made, ie the embroidery frame 37 is initially guided to the correct TARGET position before the embroidery process begins.
  • a precisely defined reference point ie a position on the embroidery module 33 which is exactly defined with respect to the needle 27, serves as reference. The check of the TARGET / ACTUAL position can be repeated periodically during embroidery or each time the reference cam 44 passes the button 45.
  • the identification and adjustment means according to the invention enable a pattern-based embroidery of a sewing material also in an embroidery hoop 37, the embroidery field of which is larger as the working area of the sewing machine.
  • the the Working area of the sewing machine can overlap patterns consequently partially completed and the adjacent areas after adjusting the embroidery frame 37 can be continued seamlessly.
  • An elaborate Division of the embroidery designs into coherent Single samples, as is shown in US Pat. No. 6,237,516 B1 is proposed is not necessary.
  • the first Puncture site of the needle 27 after an embroidery hoop shift is exactly through the machine control calculated. The operator therefore has none Make adjustment, such as that in the US 5,835,133 is proposed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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  • Sewing Machines And Sewing (AREA)

Abstract

Am Stickrahmen (37) für eine Näh- oder Stickmaschine mit einem Stickmodul (33) sind Identifizierelemente zum Identifizieren der Grösse, Form und Art des Stickrahmens (37) angebracht. Weiter ist mindestens ein Referenznocken (44) am Stickrahmen (37) ausgebildet, mit dem die exakte Lage des Stickrahmens (37) bezüglich dem Stickmodul (33) und damit auch bezüglich der Nadel (27) herleitbar ist. Durch einen Vergleich der IST-Position des Stickrahmens (37) mit der SOLL-Position kann ein Fehler festgestellt und eine Neupositionierung des Stickrahmens (37) vorgenommen werden, falls beispielsweise durch Verlust von Schaltschritten der Antriebselemente im Stickmodul (33) verlorengegangen sind. <IMAGE>

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Näh- oder Stickmaschine gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Das Besticken eines Nähguts, das in einem Stickrahmen eingespannt und von einer Antriebseinheit in X- und Y-Richtung antreibbar ist, ist bekannt. Bei Stickmaschinen ist die Antriebseinheit häufig Teil des Unterarms; bei Haushalt-Nähmaschinen werden die Antriebseinheiten, auch Stickmodule genannt, an die Nähmaschine, d.h. an den Unterarm und/oder die Grundplatte angedockt und dort spielfrei gehalten. Die Verbindung zwischen dem Stickrahmen und der Antriebseinheit erfolgt durch einen Stickrahmenträger, der mit den Antriebselementen in der Antriebseinheit verbunden ist, und Halte- und Verriegelungsvorrichtungen am Stickrahmen. Es ist weiter bekannt, am Stickrahmen impulsgebende Schaltmittel, z.B. Zacken, Kurven oder Strich-codes etc., anzubringen, mit denen der angedockte Stickrahmen durch die Maschinensteuerung identifizierbar ist (DE 29612102 U1) und/oder mit denen die Andockstelle an einem Stickrahmen identifizierbar (US 6,237,516 B1) ist, bei dem mehrere Andockstellen vorhanden sind (DE 31 30 371 A1). Nebst der eindeutigen Identifikation des angedockten Stickrahmens dienen die impulsgebenden Schaltmittel in der DE 29612102 U1 auch dazu, auf einer Anzeigevorrichtung (Display) an der Nähmaschine der Näherin auch optisch über den Display anzugeben, welcher Stickrahmen (z.B. rund, oval, eckig etc.) angedockt ist und zudem, an welcher Andockstelle am Stickrahmen dies erfolgt ist. Mit der Angabe der Andockstelle wird die Näherin auch ins Bild gesetzt, welcher Nähbereich innerhalb des Stickrahmens nun bestickbar ist. Auf dem Display kann zudem das im betreffenden Nähbereich zu stickende Muster angezeigt werden.
Aus der DE 29612102 U1 ist folglich bekannt, eine Identifikation der Art und Grösse des angedockten Stickrahmens an der Antriebseinheit vorzunehmen und die erfassten Daten bezüglich Art und Grösse des Stickrahmens auf einer Anzeigevorrichtung grafisch darzustellen. Weiterhin ist es möglich, durch die zentrale Maschinen-Steuervorrichtung, die SOLL-Relativlage des Stickrahmens in Bezug auf die Nadel und das Stichloch festzustellen und später von dieser Referenzposition aus den Stickvorgang zu starten.
Mit den bekannten Vorrichtungen kann also die Art und Grösse des Stickrahmens und auch der Ort des Andockens an Stickrahmen mit mehreren Andockstellen festgestellt werden und damit die Relativlage des Stickrahmens in Bezug auf die Nadel erkannt werden. Jedoch ist es nicht möglich, Fehler im Antriebssystem zu erkennen, wenn beispielsweise Schritte im Schrittmotor durch irgendwelche Umstände verloren gegangen sind und folglich der Stickrahmenträger sich nicht an der SOLL-Position befindet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer Näh- oder Stickmaschine mit einer Antriebseinheit für einen Stickrahmen, mit welcher Antriebseinheit nicht nur die Art und Grösse des Stickrahmens sowie die Andockposition am Stickrahmen, sondern zusätzlich die exakte IST-Lage des Stickrahmens bezüglich der Antriebseinheit und damit der Nadelposition feststellbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Näh- oder Stickmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Anordnung eines oder mehrerer Referenzpunkte auf dem Stickrahmen, die jeweils in einem exakt definierten Abstand zu einem Referenznullpunkt an der Antriebseinheit liegen, ermöglicht es, einerseits die exakte Lage des Stickrahmens bezüglich des Referenznullpunktes an der Antriebseinheit festzustellen und andererseits auch festzustellen, ob der Stickrahmen korrekt mit dem Stickrahmenträger verbunden ist bzw. festzustellen, ob überhaupt ein Stickrahmen am Stickrahmenträger angedockt ist. Mit der Kenntnis der exakten IST-Lage zum Referenznullpunkt kann auch bei einer Abweichung, beispielsweise durch verlorene Schritte der Schrittmotore in der Antriebseinheit, mit der Maschinensteuerung automatisch eine Korrektur vorgenommen oder der Beginn des Stickens verhindert werden. Dies ermöglicht es, Sticksujets über eine über den Stickbereich hinausgehende Fläche zu führen und zu erstellen, ohne dass nach dem Versetzen des Stickrahmens die Ansetz- und Folgepunkte an die zuvor gestickten Bereiche sichtbar sind.
Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1
eine perspektivische Darstellung einer Nähmaschine mit angedockter Stickeinheit,
Figur 2
eine Aufsicht auf die Nähmaschine und die Stickeinheit gemäss Figur 1,
Figur 3
eine Teilansicht eines Stickrahmens mit mehreren Andockstellen,
Figur 4
ein impulsgebendes Schaltmittel (Sensor) an der Antriebseinheit.
Die Nähmaschine gemäss Figur 1 umfasst die üblichen, teilweise nicht näher bezeichneten Nähorgane, Bedienungselemente und sonstigen Ausrüstungsteile. Sie besteht im wesentlichen aus dem Nähmaschinengehäuse 1, dem Freiarm 3 und der Grundplatte 5. Am Maschinengehäuse 1 sind ein Bildschirm 7 (Display), eine Rollkugel 9 mit zugeordneter Betätigungstaste 11 und Löschtaste 13 und eine Tastenreihe 15 für die Direktwahl von nicht näher bezeichneten Sonderfunktionen angeordnet. Eine Öffnung 17 dient zur Aufnahme externer Speichermittel, z.B. von Programmkarten für Stickmuster. Darunter sind die Hauptschalter 19, die Steckverbindung 21 für den Netzanschluss und die Steckdose 23 für den Anschluss eines nicht dargestellten Fussanlassers angeordnet. Die durch das Stichloch 25 hindurch mit einer nichtgezeigten Greifervorrichtung zusammenwirkende Nadel ist mit 27 bezeichnet, während der das nichtgezeigte Stickgut niederhaltende Nähfuss mit 29 bezeichnet ist.
Die Basiseinheit 31 eines durch nichtgezeigte mechanische und elektrische Verbindungsmittel mit der Nähmaschine verbindbaren Stickmoduls 33 enthält die programmgesteuerten Antriebsmittel (z.B. Linearmotoren) für einen Stickrahmenträger 35 in einer Stickrahmen-Antriebseinheit 36 zum Antreiben des letzteren mit dem daran befestigten Stickrahmen 37 in X-Richtung. Im Stickrahmenträger 35 sind die Antriebsmittel zum Antreiben des Stickrahmens 37 in Y-Richtung untergebracht. Der Stickrahmen 37 ist über mindestens eine lösbare Haltevorrichtung 39 mit dem im Stickrahmenträger 35 angeordneten, nicht sichtbaren Antriebsmittel verbunden. Der Aufbau der Haltevorrichtung 39 wird nicht näher erläutert.
Entsprechend den auszuführenden Stickarbeiten können wahlweise verschieden grosse oder verschieden geformte Stickrahmen 37 mit dem Stickmodul 33 verbunden werden.
Der in Figur 1 dargestellte rechteckige Stickrahmen 37 weist nur eine Haltevorrichtung 39 an einer Schmalseite auf; in der Aufsicht gemäss Figur 2 ist ein anderer längerer Stickrahmen 37 mit zwei beabstandet an einer Längsseite angeordneten Haltevorrichtungen 39 ersichtlich. Figur 3 stellt einen Ausschnitt eines noch längeren Stickrahmens 37 mit drei Haltevorrichtungen 39 dar. Jeder Stickrahmen 37 umfasst mindestens eine Spannvorrichtung 41, mit der ein Nähgut festgespannt werden kann.
Jede Haltevorrichtung 39 umfasst in den dargestellten Beispielen einen oder mehrere Steuernocken oder -zacken 43 und zusätzlich je einen Referenznocken oder -zacken 44. Letztere weisen eine bezüglich des Stickrahmens 37 exakt vorgegebene Position auf. Zusammen mit der exakt bekannten Lage der Antriebseinheit 36 kann mit dem Referenznocken 44 die IST-Lage des Stickrahmens 37 mit der SOLL-Lage verglichen und - falls Abweichungen festgestellt werden - eine Korrektur vorgenommen werden. Korrigieren lässt sich die Lage des Stickrahmens 37, wenn beispielsweise Schritte eines als Antrieb dienenden Schrittmotors verloren gegangen sind. Eine Korrektur der Position des Stickrahmens 37 wird selbstverständlich nicht durchgeführt, wenn der Referenznocken 44 nicht detektiert werden kann, weil der Stickrahmen 37 nicht oder unvollständig an der Haltevorrichtung 39 angedockt ist. Der Referenznocken 44 hat folglich mehrere Funktionen, die einen einwandfreien Betrieb sicherstellen: Er stellt fest, ob die IST-Position des Stickrahmens 37 mit der SOLL-Position übereinstimmt und ermöglicht eine Korrektur. Er stellt weiter die einwandfreie Befestigung an der Haltevorrichtung 39 sicher und stoppt die Nähmaschine, wenn einer der Parameter nicht in Ordnung ist.
Zum Abtasten der Steuer- 43 und des zugeordneten Referenznockens 44 sind am Stickrahmenträger 35 impulsgebende Schaltmittel wie ein Taster 45 oder eine Lichtschranke, ein Näherungssensor oder ein anderes Element ortsfest angebracht, mit dem eine Identifizierung der Steuernocken 43 und des Referenznockens 44 bei einer Relativbewegung zwischen dem Stickrahmen 37 und dem Stickmodul 33 oder beim Andocken abtastbar sind. Die Anzahl, die Lage und/oder die geometrische Gestalt der Steuernocken 43 sind die Basis für das Erkennen der Stickrahmenposition, der Grösse und Form sowie der Andockposition des Stickrahmens 37. Der Referenznocken 44 dient der exakten und einwandfreien Positionierung des Stickrahmens 37 bezüglich dem Stickmodul 33
Nachfolgend wird die Funktionsweise näher erläutert.
Die Bedienungsperson/Näherin sucht sich den für die zu erstellenden Stickmuster passenden Stickrahmen 37, spannt darin mit der Spannvorrichtung 41 das Nähgut in Gestalt einen textilen Gebildes ein und dockt danach den Stickrahmen 37 an das Stickmodul 33 an. Das Stickmodul 33 führt anschliessend den Stickrahmen 37 in Y-Richtung am impulsgebenden Taster 45 vorbei. Dieser erfasst dabei an den Steuernocken 43 die Daten des angedockten Stickrahmens 37 und die Andockposition, falls der Stickrahmen 37 mehrere Andockpositionen aufweist. Die exakte Position des Stickrahmens 37 bezüglich der Antriebseinheit 36 wird durch den Referenznocken 44 sichergestellt. Gleichzeitig wird die einwandfreie Befestigung überprüft. Ist die Befestigung zwischen Stickrahmen 37 und Haltevorrichtung 39 nicht korrekt, so wird die Nähmaschine daran gehindert, den Stickvorgang zu beginnen. Wird eine Differenz zwischen der IST- und der SOLL-Position festgestellt, so erfolgt eine Korrektur, d.h. der Stickrahmen 37 wird vorerst an die richtige SOLL-Position geführt, bevor der Stickvorgang beginnt. Als Referenz dient ein exakt definierter Referenzpunkt, d.h. eine bezüglich der Nadel 27 exakt definierte Position am Stickmodul 33. Das Überprüfen der SOLL-/IST-Lage kann während des Stickens periodisch oder bei jedem Vorbeifahren des Referenznocken 44 am Taster 45 wiederholt werden.
Die erfindungsgemässen Identifikations- und Justiermittel ermöglichen ein mustergetreues Besticken eines Nähguts auch in einem Stickrahmen 37, dessen Stickfeld grösser ist als der Arbeitsbereich der Nähmaschine. Die den Arbeitbereich der Nähmaschine überlappenden Muster können folglich bereichsweise fertig gestellt und die benachbarten Bereiche nach dem Verstellen des Stickrahmens 37 nahtlos weiter geführt werden. Ein aufwendige Aufteilung der Stickmuster in zusammenhängende Einzelmuster, wie dies in der US 6,237,516 B1 vorgeschlagen wird, ist nicht notwendig. Der erste Einstichort der Nadel 27 nach einer Stickrahmen-Verschiebung wird exakt durch die Maschinensteuerung errechnet. Die Bedienungsperson hat folglich keine Justierung vorzunehmen, wie die beispielsweise in der US 5,835,133 vorgeschlagen wird.

Claims (3)

  1. Näh- oder Stickmaschine mit einem Stickmodul (33) mit einer Stickrahmen-Antriebseinheit (36) zum Antrieb unterschiedlich grosser, austauschbarer Stickrahmen (37) in X- und in Y-Richtung, mit einem Stickrahmenträger (39) an der Stickrahmen-Antriebseinheit (36) zum lösbaren Verbinden des Stickrahmens (37) mit der Antriebseinheit (36) und mit einem Stickrahmen (37) mit einer Stickrahmen-Halteund Verriegelungsvorrichtung (39) zum Herstellen einer spielfreien Verbindung zwischen der Antriebseinheit (36) und dem Stickrahmen (37), umfassend weiter Impulsauslösemittel (43) am Stickrahmen (37) und impulsgebende Schaltmittel (45) an der Antriebseinheit (36) zum Identifizieren des angedockten Stickrahmens (37), dadurch gekennzeichnet, dass am Stickrahmen (37) jedem Impulsauslösemittel (43) ein Referenzelement (44) zugeordnet ist, das von einem auf der Antriebseinheit (35) befestigten stationären Sensor (45) als Schaltmittel identifizier- und lesbar ist und das den vom Sensor (45) am Referenzelement (44) erfassten IST-Referenzort mit der SOLL-Position des Stickrahmens (37) bezüglich der Haltevorrichtung (39) vergleicht.
  2. Näh- und Stickmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das impulsauslösende Referenzelement zur Bestimmung der Referenzposition mindestens einen Referenznocken (44) umfasst, dessen geometrische Lage auf dem Stickrahmen (37) exakt definiert ist.
  3. Näh- und Stickmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die IST-Lage des Stickrahmens (37) bezüglich der Antriebseinheit (36) bei jedem Vorbeiführen der impulsauslösenden Referenzelemente (43,44) am impulsgebenden Schaltmittel (45) überprüfund durch die Maschinensteuerung korrigierbar ist.
EP02405816A 2001-11-02 2002-09-23 Näh- und Stickmaschine Expired - Lifetime EP1308548B1 (de)

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