[0001] Gegenstand der Erfindung ist eine Näh- oder Stickmaschine gemäss Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] Entsprechend den auszuführenden Stickarbeiten können wahlweise verschieden grosse
oder verschieden geformte Stickrahmen 37 mit dem Stickmodul 33 verbunden werden.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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
[0013] 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.
[0014] 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.
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.