Eine
solche Regeleinrichtung ist aus der US-A-5 341 454 bekannt.
Insbesondere
hat es die Erfindung mit einer Regeleinrichtung für den Antriebsmotor
einer Industrienähmaschine
zu tun.
Bekannte
Industrienähmaschinen
haben einen Nähmaschinenkörper, der
mit wenigstens einem Betätiger
zur Automatisierung eines Nähvorganges versehen
ist, beispielsweise einer Fadenabschneidung oder einer Rückwärtsstichbildung.
Die
in 3 schematisch dargestellte
und der Nähmaschine
aus U5-A-5 341 454 entsprechende Industrienähmaschine 100 umfasst
einen Nähmaschinenkörper 1,
einen Nähmaschinenmotor 2,
einen Steuerkasten 3, einen Netzschalter 4 zur
Verbindung und Abtrennung einer gewerblichen Energiequelle mit bzw.
von dem Steuerkasten 3 durch einen Schaltvorgang, ein Pedal 5,
eine Schalt- oder Betriebstafel 6 zur Einstellung verschiedener
Nähmuster
durch eine Bedienungsperson, eine Nadel 7, eine Nadelstange 8,
eine Hauptwelle 9 und einen Riemen 10.
Weiterhin
wird eine Vielfalt von Informationen, die von der Bedienungsperson
an der Betriebstafel 6 eingestellt werden, zum Steuerkasten 3 übermittelt.
Wenn
die Bedienungsperson das Pedal 5 betätigt, wird ein Start- oder
ein Stopp-Befehl für
die Nähmaschine
zum Steuerkasten 3 übermittelt.
Somit ist der Antriebsvorgang des Nähmaschinenmotors 2 mit
Hilfe einer im Steuerkasten vorgese henen Steuerschaltung gesteuert,
so daß die
Energie des Motors 2 über
den Riemen 10 und die Hauptwelle 9 auf die Nadelstange 8 übertragen
wird.
Der
Nähmaschinenmotor 2 hat
eine Drehpositionssteuerung sowie eine Drehgeschwindigkeitssteuerung.
Im allgemeinen wird hierfür
ein Induktionsmotor für
ein Inverter-Kontrollsystem und ein Wechselstrom-Servomotor für ein Wechselstrom-Servosteuersystem
verwendet.
Bei
dem in 4 dargestellten
Steuerkasten 3 wird eine Wechselstromenergie AC, die durch
Verbringen des Netzschalters 4 in die EIN-Stellung aus der
gewerblichen Energiequelle dem Steuerkreis zugeführt werden soll, durch einen
Gleichrichterteil 11 und einen Glättungsteil 12 in eine
Gleichstromenergie umgewandelt.
Falls
ein (Drehstrom- bzw.) Wechselstrom-Servomotor als Motor 2 zur
Ausführung
der Wechselstrom-Servosteuerung benutzt wird, wird ein Nähmaschinensteuersignal
aus dem Pedal 5 zugeordneten Eingangsfeststellmitteln 10 einer
Programmsteuereinheit CPU 13 zugeführt, und zwar durch die Betätigung des
Pedals 5. Die CPU 13 gibt an die Motorsteuermittel 14 im
Schaltkasten 3 ein Motorantriebssteuersignal ab.
Die
Motorsteuermittel 14 übertragen
entsprechend der Erregungszeit des Motors 2 ein Antriebssteuersignal
an einen Motortreiber 15. Die aufgrund der Umwandlung aus
dem Glättungsteil 12 enthaltene
Gleichstromspannung wird mit Hilfe des Motortreibers 15 geschaltet,
so daß der
Motor 2 in Umlauf versetzt wird.
Motordrehgeschwindigkeitsfeststellmittel 16, beispielsweise
eine Codierschaltung, die am Motor 2 vorgesehen sind, dienen
dazu, ein Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal an die CPU 13 zu übertragen.
Die CPU 13 gibt in Abhängigkeit
von dem eingehenden Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal ein Motorantriebssteuersignal
an die Motorsteuermittel 14 ab, so daß die Drehgeschwindigkeit des
Motors 2 optimiert wird. Weiterhin vergleicht die CPU 13 einen
Rotationsbefehlswert, der im Motorantriebssteuersignal enthalten
ist, mit dem Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal, das durch die
Motordrehgeschwindigkeitsfeststellmittel 16 rückgekoppelt
ist, so daß eine
Entscheidung getroffen werden kann, ob ein Motorblockierungszustand
eingetreten ist, falls nur noch eine bestimmte Drehzahl oder weniger
während
bestimmter Zeit kontinuierlich aufrechterhalten wird.
Mit
einer RÜCKSTELL-Klemme
der CPU 13 ist ein CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis 17 verbunden,
der eine der CPU 13 zugeführte Speisespannung überwacht
und die RÜCKSTELL-Klemme der
CPU 13 bei Lo hält, falls die Speisespannung
außerhalb
des Betriebskompensationsspannungsbereiches der CPU 13 ist.
Infolgedessen kann die CPU 13 daran gehindert werden, außerhalb
des Betriebskompensationsspannungsbereiches nicht ordnungsgemäß zu funktionieren.
Wenn
die Entscheidung gefallen ist, daß eine Motorblockierung während eines
Prozeßablaufes festgestellt
ist, stoppt die CPU 13 die Energieversorgung des Motors,
so daß dieser
in den HALTE-Zustand gebracht wird. Wenn in diesem Falle die der Steuerschaltung
zugeführte
Energie durch Verbringen des Netzschalters 4 in die AUS-Stellung
einmal blockiert ist und der Schalter 4 dann in die EIN-Stellung
verbracht wird, kehrt die CPU 13 zu ihrem Hauptablaufprogramm
zurück,
und zwar in Abhängigkeit
von einem Signal, das durch die Schaltungsbetätigung des CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreises 17 erzeugt
ist, und führt
einen weiteren Ablauf entsprechend dem Hauptprogramm aus. Eine Reihe
von Ablaufvorgängen,
die von der AUS-Schaltung
zur EIN-Schaltung der Energie ausgeführt werden müssen, wird
vorläufig
als ein "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang bezeichnet.
Nadelpositionsfeststellmittel 18 stellen
die obere oder untere Position der Nadel 7 während der Rotation
der Hauptwelle 9 fest und geben ein Nadelpositionssignal
an die CPU 13 ab. Die CPU 13 stellt die Position
der Nadel 7, basierend auf dem Nadelpositionssignal fest,
wenn die Energiequelle im Schaltzustand EIN ist. Wenn die Nadel
in einer anderen Position als der oberen Position ist, wird an die
Motorsteuermittel 14 ein Signal ausgegeben, so daß die Nadel 7 in
die obere Position bewegt wird. Infolgedessen kann ein Nähgut in
Nähposition
eingestellt werden.
Die
Motorblockierung ist ein Phänomen,
das z.B. dann auftritt, wenn eine Greiferwelle heiß wird, ein
Widerstand beim Eindringen der Nadel in dickes Nähgut entsteht oder der Spulenfaden
sich mit der Greiferwelle verwickelt. Bislang werden zum Schutz des
Nähmaschinenmotors 2 gegen
dieses Phänomen
folgende Steuerungsmaßnahmen
ausgeführt:
- 1. Wenn der Motorstrom einen Wert hat, der
eine vorbestimmte Größe übersteigt,
oder der Motorstrom innerhalb eines vorbestimmten Bereiches eingestellt
ist und der Motor 2 seinen Umlauf während vorbestimmter Zeit mit
vorbestimmter Drehzahl oder weniger durchführt, wird entschieden, daß eine Motor blockierung
eingetreten ist. Infolgedessen wird die Erregung des Motors abgeschaltet.
- 2. Im Nähmaschinenmotor 2 wird
ein Temperaturfeststellschaltkreis oder ein Temperaturfühlelement
angebracht. Wenn eine vorbestimmte Temperatur oder eine höhere Temperatur
festgestellt wird, wird entschieden, daß der Motorblockierzustand
eingetreten ist. Infolgedessen wird die Motorerregung abgestoppt.
Eine
herkömmliche
Steuermethode, die während
der Motorblockierung ausgeführt
werden muß,
wird im folgenden im Zusammenhang mit 5 beschrieben.
Für den Fall,
daß in 5 der Motorblockierzustand
zu einer Zeit ➀ eintritt und kontinuierlich während einer
vorgegebenen Zeit t(sec) aufrechterhalten bleibt, entscheidet die
CPU 13, daß der
Motorblockierungszustand zur Zeit ➁ eingetreten ist und
für die
vorgegebene Zeit t(sec) fortdauert. Die CPU 13 stoppt in
diesem Falle die Erregung des Nähmaschinenmotors 2.
Zu dieser Zeit fließt
ein großer
Strom zur Wicklung des Nähmaschinenmotors 2,
um diesen Motor in den Rotationszustand zu verbringen, und es wird
hauptsächlich
Hitze mit einem Kupferverlust I2Rt erzeugt,
so daß sich
in 5 die Innentemperatur des
Motors von Ziffer ➂ nach Ziffer ➃ ändert. Der Buchstabe
d bezeichnet einen Strom, der im Nähmaschinenmotor 2 fließt, R ist
der Motorwicklungswiderstand und t bezeichnet die Dauer des Motorblockierzustandes.
Ein
derartiges Motorblockierungsphänomen wird
gewöhnlich
erzeugt, wenn während
des Umlaufs der Hauptwelle der Nähmaschine
die größte Belastung
aufgebracht wird, nämlich
wenn z. B. die Nadel 7 in einem zu nähenden Nähgut steckenbleibt. Daher wird
die Nadel 7 in einer solchen Position plaziert, daß sie in
einem Nähgut
steckenbleibt, das in 5 zur
Zeit ➀ genäht
werden muß.
Wenn
dementsprechend in 5 zur
Zeit ➄ der "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang ausgeführt wird, wird von den Nadelpositionsfeststellmitteln 18 ein
Nadelpositionssignal ausgegeben, das anzeigt, daß die Nadel 7 nicht
in ihrer oberen Position plaziert ist. Infolgedessen führt die
CPU 13 eine Steuerung aus, um die Nadel 7, wie
oben beschrieben, in ihre obere Position zu verschieben.
Hierbei
treten folgende Probleme auf, die von der Erfindung gelöst werden
sollen:
Nachdem die Motorblockierung, wie oben beschrieben,
eingetreten ist, wird die Motorerregung zu einer Zeit ➅ erneut
gestartet. Wenn zu dieser Zeit, die Ursache der Motorblockierung
(beispielsweise eine Spulenfadenverwirrung) nicht eliminiert ist,
kann die Nadel 7 nicht betätigt werden, und die Innentemperatur
des Motors erreicht den bei Ziffer ➆ dargestellten Wert,
und zwar aufgrund der Wärmeerzeugung,
die durch die vor dem Abstoppen erzeugte Energieakkumulation verursacht
wird. Falls weiterhin die Motorerregung zur Zeit abgestoppt wird
und eine Reihe von Operationen, wie sie oben beschrieben sind, dann zur
Zeit ➈ wiederholt werden, kann der Nähmaschinenmotor 2 allmählich Wärme erzeugen,
und hierdurch eine Erhitzung oder ein "Brennen" veranlassen.
Insbesondere
wird ein mittlerer Strom, der pro Zeiteinheit zur Motorspule fließt, während der Motorblockierung
erhöht,
und zwar wegen der Charakteristik eines gewöhnlichen Motors. Infolgedessen steigt
die Temperatur der Motorwicklung stetig rasch an. Wenn dieser Zustand
während
einer vorbestimmten Zeit t(sec) fortgesetzt wird, entscheidet die
CPU 13, daß eine
Motorblockierung eingetreten ist und stoppt die Erregung des Motors.
Hierdurch wird die Bedienungsperson über die Tatsache des eingetretenen
Nähmaschinenblockierungszustandes
informiert. Falls jedoch die Bedienungsperson den Motorblockierungszustand
nicht wahrnimmt und die Ursache der Motorblockierung nicht beseitigt
wird, wird ein normaler Steuerablauf durchgeführt, um die Erregung des Motors über die "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELLUNG" des Netzschalters 4 wieder
in Gang zu setzen.
In
diesem Falle wird die Temperatur der Motorwicklung auf ein Niveau
angehoben, auf dem durch die neuerliche Erregung dem Temperaturanstieg
der letzten Erregung ein weiterer Temperaturanstieg hinzugefügt wird.
Falls ein Wechselstrom-Servomotor verwendet wird, besteht die Möglichkeit,
daß der
Temperaturanstieg aufgrund der Entmagnetisierung des Rotormagneten
einen Drehmomentabfall verursacht oder einen inneren Kurzschluß aufgrund
unzureichender Isolierung.
Bei
der Herstellung von Näherzeugnissen
in einer Fabrik besteht die Möglichkeit,
daß eine
Bedienungsperson rasch einen EIN-Schaltvorgang ("ENERGIE EIN RÜCKSTELLUNG") ausführt, nachdem eine Energiequelle
in den AUS-Schaltzustand gebracht ist, und zwar selbst dann, wenn
ein Fehler, beispielsweise eine Motorblockierung erzeugt ist, wobei
die Bedienungsperson auch den AUS/EIN-Schaltvorgang wiederholt mehrmals
in kurzer Zeit ausführt,
um die Effizienz des Produktionsvorganges nicht zu beeinträchtigen.
Infolgedessen besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, daß das Temperaturerhöhungsphänomen, wie
oben beschrieben, im Nähmaschinenmotor
eintritt.
Insbesondere
bei Wechselstrom-Servomotoren wurde die Motorgröße reduziert, und zwar durch Einsatz
neuer Werkstoffe für
den Rotormagneten, durch neue Statorkonstruktionstechniken und durch eine
Simulationstechnik für
den Magnetkreis. Im Vergleich mit einem herkömmlichen Motor mit großen Abmessungen
ist auch die Wärmekapazität des Motor-
oder Wärmeflansches
geringer. Daher wird die Wärmeabstrahlung
der Statorwicklung unvollkommen ausgeführt, so daß die Anstiegsgeschwindigkeit der
Temperatur der Wicklung die Tendenz hat, sich zu erhöhen.
Zur
Lösung
eines solchen Problems kann auch angenommen werden, daß die Zeit
t(sec), die für
die Entscheidung betreffend den Nähmaschinenblockierzustand erforderlich
ist, abgekürzt
wird. Jedoch wird die Entscheidung betreffend die Nähmaschinenblockierung
häufig
dann vorgenommen, wenn ein dickes Nähgut genäht werden muß. Infolgedessen
wird eine normale Näharbeit
behindert.
Falls
darüber
hinaus die Temperatur der Motorwicklung in einer vergleichsweise
weiten Kurve ansteigt, ist es möglich,
im Motor eine Temperaturfeststellschaltung vorzusehen, um hierdurch
die Entmagnetisierung eines Codierelements, eines Rotormagneten,
oder einen inneren Kurzschluß aufgrund schlechter
Isoliereigenschaften zu verhindern. Wenn jedoch die Motorblockierung
eingetreten ist, steigt die Temperatur der Motorwicklung rasch an.
Daher kommt die Feststellantwort aufgrund der Verzögerung der
Wärmeleitung
spät, so
dass die Störung nicht
verhindert werden kann.
Mittel
zur Verbesserung der Verzögerung
der Feststellantwort schließen
beispielsweise ein Verfahren ein, bei dem ein Temperaturfeststellelement,
z.B. ein thermischer Protektor an der Motorwicklung selbst vorgesehen
wird. Jedoch wirkt die Motorwicklung als ein Teil mit hoher Spannung.
Infolgedessen wird die Zuverlässigkeit
der Isolierung herabgesetzt, der Montagevorgang hat den Nachteil,
dass ein größerer Motorkörper zugrundegelegt
werden muss, und außerdem
wachsen die Gesamtkosten der Installation.
Die
DE 41 34 532 A1 offenbart
eine Nähmaschine,
bei welcher die Leistung zwischen Abschalt- und Einschaltzuständen umgeschaltet
wird, wenn die Nadelgeschwindigkeit unter einen Schwellenwert abfällt, um
die Nadel ähnlich
einem Hammer, der auf einen Nagel schlägt, stoßweise durch ein dickes Nähgut voranzutreiben.
Die
DE 41 34 527 A1 offenbart
eine Nähmaschine
mit einer Nähmotorantriebseinrichtung,
welche bestimmt, ob die Drehzahl des Nähmotors aufgrund des Widerstandes
beim Nähen
eines Nähgutes
unter eine vorbestimmte unterste Drehzahl fällt. In einem derartigen Fall ändert die
Nähmotorantriebseinrichtung
den maximalen Grenzstrom, der dem Nähmotor zugeführt wird,
auf einen höheren
maximalen Grenzstrom, um so die Nadel durch ein dickes Nähgut hindurchzuführen.
Die
DE 31 45 232 A1 offenbart
einen Antrieb für
Industrienähmaschinen
mit drehzahlgeregeltem, kollektorlosem Gleichstrommotor, dessen
Wicklungen über
eine in Abhängigkeit
von der Rotorstellung des Motors angesteuerte Leistungsstufe mit
Vollbrückenschaltung
gespeist sind.
Die
nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsform der Erfindung dient
im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung.
Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm mit
der Darstellung des Schaltungsaufbaus im Steuerkasten 30 einer
Industrienähmaschine
gemäß der Erfindung;
2 eine Zeittafel für ein Steuerverfahren, das
im Steuerkasten 30 gemäß 1 während einer Motorblockierung
ablaufen soll, nämlich
(a) die Darstellung einer Änderung
der Innentemperatur des Nähmaschinenmotors 2,
(b) eine Darstellung des Erregungszustandes des Nähmaschinenmotors 2 und (c)
eine Darstellung des Erregungszustandes einer kommerziellen Wechselstromenergie
für den
Steuerkasten 30;
3 eine schematische Darstellung
des Aufbaus der Hauptteile einer herkömmlichen Industrienähmaschine;
4 eine Darstellung des Schaltungsaufbaus
im Steuerkasten 3, wie er in 3 dargestellt ist;
und
5 eine Zeittafel mit der
Darstellung eines herkömmlichen
Steuerverfahrens, wie es während einer
Motorblockierung ausgeführt
wird.
Da
der mechanische Aufbau einer Industrienähmaschine gemäß der Erfindung
der gleiche wie der in 3 dargestellte
ist, kann im folgenden eine weitere Erläuterung desselben unterbleiben.
Der Aufbau des Steuerkastens, der sich vom herkömmlichen Aufbau unterscheidet,
wird mit Bezug auf 1 beschrieben.
Dabei haben jedoch einander entsprechende Teile der Steuerkästen 3 und 30 in 4 bzw. 1 die gleichen
Bezugszeichen und eine weitere Beschreibung dieser Teile in 1 unterbleibt ebenfalls.
In 1 umfaßt der Steuerkasten 30 einen Gleichrichterteil 11,
einen Glättungsteil 12,
Motorsteuermittel 14, einen Motortreiber 15, einen CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis 17,
ein Nadelpositionsfeststellmittel 18, ein Einstellinhaltänderungsmittel 19 und
eine zentrale Steuereinheit CPU 13, die mit den Drehgeschwindigkeitsfeststellmitteln 16 im
Nähmaschinenmotor 2 verbunden
ist.
Die
CPU 13 gibt ein Motorantriebssteuersignal an die Motorsteuermittel 14 ab,
wenn durch eine Bedienungsperson von einem Riemen 10 über die Betätigung eines
Pedals 5 (3)
ein Nähmaschinensteuersignal
eingegeben wird.
Wenn
darüber
hinaus ein Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal, das für die Drehgeschwindigkeit des
Nähmaschinenmotors 2 von
den Drehgeschwindigkeitsfeststellmitteln 16, die ihrerseits
am Motor 2 vorgesehen sind, eingegeben wird, gibt die CPU 13 ein
Motorantriebssteuersignal an die Motorsteuermittel 14 ab,
und zwar in Abhängigkeit
von dem Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal derart, daß die Drehgeschwindigkeit
des Nähmaschinenmotors 2 optimiert wird.
Die
CPU 13 vergleicht einen Drehbefehlswert, der im Motorantriebssteuersignal
eingeschlossen ist, mit dem Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal, das
durch die Drehgeschwindigkeitsfeststellmittel 16 rückgekoppelt
wird, wodurch entschieden wird, ob der Zustand, in dem der Nähmaschinenmotor 2 eine vorbestimmte
Drehzahl oder weniger hat, kontinuierlich aufrechterhalten wird.
Die
CPU 13 umfaßt
einen Zeitmesser zur Zählung
der verstrichenen Zeit, nachdem der Motor 2 eine vorgegebene
Drehzahl oder weniger hat, einschließlich Stillstand, und entscheidet,
ob ein Motorblockierzustand vorliegt, worauf die CPU die Erregung
des Motors 2 abstoppt, wenn die verstrichene Zeit eine
vorbestimmte Zeit a erreicht.
Wenn
beispielsweise die Drehgeschwindigkeitsfeststellmittel 16 einen
solchen Aufbau haben, daß der
Nähmaschinenmotor 2 bei
jeder Drehung um einen vorbestimmten Winkel ein Impulssignal aussendet,
kann die CPU 13 die Drehgeschwindigkeit dieses Motors 2 feststellen,
und zwar basierend auf der Impulszahl des Impulssignalausgangs innerhalb einer
vorbestimmten Zeit. In diesem Falle entscheidet die CPU 13,
ob der Nähmaschinenmotor 2 die vorgegebene
Drehzahl oder weniger hat, wenn die Impulszahl pro Zeiteinheit eine
vorbestimmte Größe hat oder
niedriger ist oder das Impulssignal nicht ausgegeben wird.
Das
Drehgeschwindigkeitsfeststellmittel 16 kann einen solchen
Aufbau haben, daß es
die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 in Abhängigkeit
von dem Ausgangssignal der Nadelpositionfeststellmittel 18 feststellt,
was weiter unten beschrieben wird.
Insbesondere
sind die Nadelpositionfeststellmittel 18 dafür vorgesehen,
ein Nadelpositionssignal jedesmal dann auszugeben, wenn die Nadelstange 8 oder
die Nadel 7 ihre obere Position erreichen. Die CPU 13 kann
entscheiden, ob der Nähmaschinenmotor 2 die
vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat, und zwar durch Feststellen
der Impulsbreite, des Erzeugungsintervalls oder der Erzeugungszahl
des Ausgangssignals der Nadelpositionsfeststellmittel 18.
Wenn weiterhin das Nadelpositionssignal von den Nadelpositionsfeststellmitteln 18 nicht
ausgegeben wird, kann die CPU 13 entscheiden, daß die Nadelstange 8 und
die Nadel 7 in einer anderen als der oberen Position angehalten
werden.
Wenn
der Zustand, in dem der Nähmaschinenmotor 2 die
vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat, kontinuierlich während der
vorbestimmten Zeit a aufrechterhalten wird, stoppt die CPU 13 die
Erregung des Nähmaschinenmotors 2,
um das Heißwerden
oder "Brennen" dieses Motors zu
verhindern.
Wenn
entschieden ist, daß eine
Motorblockierung während
des Antriebsvorgangs der Nähmaschine
festgestellt ist, unterbricht die CPU 13 die Erregung des
Motors, so daß dieser
in den HALT-Zustand gebracht wird. In diesem Falle ist die Energieeinspeisung
in die Steuerschaltung einmal durch den AUS-Vorgang des Netzschalters 4 blockiert.
Wenn der Netzschalter 4 dann den EIN-Schaltvorgang ausführt, kehrt
die CPU 13 zu ihrem Hauptablaufprogramm zurück, und
zwar in Abhängigkeit von
einem Signal, das von dem Schaltungsvorgang des CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreises 17 erzeugt wird,
und führt
in Übereinstimmung
mit dem Hauptprogramm einen Bearbeitungsvorgang aus. Eine Reihe
von Bearbeitungsoperationen von "Energie-AUS" bis zu "Energie-EIN" wird provisorisch
als ein "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang bezeichnet.
Die
CPU 13 kehrt zum Hauptablaufprogramm zurück, wenn
die Energiequelle durch den "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang in den Schaltzustand
EIN gebracht ist, und entscheidet, ob die Nadel 7 (3) in der oberen Position
plaziert ist, basierend auf einem Nadelpositionssignaleingang aus
dem Nadelpositionsfeststellmittel 18. Wenn sich die Nadel 7 nicht
in ihrer oberen Position befindet, wird an die Motorsteuermittel 14 ein
Motorantriebssteuersignal zur Bewegung der Nadel 7 in ihre
obere Position ausgegeben, wodurch der Nähmaschinenmotor 2 erregt
wird.
Weiterhin
gibt die CPU 13 das Motorantriebssteuersignal zu den Motorsteuermitteln 14 und vergleicht
einen Rotationsbefehlswert, der im Motorantriebssteuersignal eingeschlossen
ist, mit einem Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal, das von dem Drehgeschwindigkeitsfeststellmitteln 16 rückgekoppelt
wird, um auf diese Weise zu entscheiden, ob der Zustand, in dem
der Nähmaschinenmotor 2 die
vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat, ständig aufrechterhalten ist.
Die
CPU 13 zählt
im Zustand der vorbestimmten Drehzahl oder weniger die verstrichene Zeit
mit Hilfe eines inneren Zeitmessers und entscheidet, ob der Motorblockierzustand
eingetreten ist, wenn die verstrichene Zeit einen vorbestimmten Wert
b(sec) erreicht, um hierdurch die Erregung des Motors 2 abzustoppen.
Die vorbestimmte Zeit b hat einen Wert, der eingestellt ist, um
die Bewegung der Nadel 7 in ihre obere Position zu steuern,
wenn die Energiequelle im Schaltzustand EIN ist, und die Entscheidung
der Motorblockierung während
einer anderen Steuerung wird unter Verwendung der vorbestimmten
Zeit a ausgeführt.
Obwohl die vorbestimmte Zeit b viel kürzer als die vorbestimmte Zeit
a ist, wird sie so eingestellt, daß sie ausreichend lang ist, um
die Bewegung der Nadel in die obere Position abzustoppen, wenn die
Energiequelle eingeschaltet ist. Infolgedessen wird der Nähmaschinenmotor 2 nicht abgestoppt,
während
die Nadel 7 normalerweise unter der Steuerung der CPU 13 in
die obere Position bewegt wird, so daß die Funktion keinen Nachteil
hat.
Darüber hinaus
hat die vorbestimmte Zeit b einen optimalen Wert, der in Abhängigkeit
von den Kenndaten der Nähmaschine
variiert. Infolgedessen ist es möglich,
den Wert durch die Einstellinhaltänderungsmittel 19 einzustellen.
Die Einstellinhaltänderungsmittel 19 dienen
dazu, die vorgegebene Zeit b einzustellen und zu speichern und schließen beispielsweise
einen (nicht dargestellten) nicht flüchtigen Speicher ein. Sie dienen
weiterhin dazu, die eingestellte vorbestimmte Zeit b in diesen Speicher
einzuschreiben und dort zu speichern.
Das
Einstellinhaltänderungsmittel 19 kann einen
variablen Widerstand und einen In-line-Packungsschalter einschließen, um
die vorgegebene Zeit b zu speichern. In dem Falle, in dem darüber hinaus
das Einstellinhaltänderungsmittel 19 den
nicht flüchtigen
Speicher einschließt,
ist es auch möglich, einen
Aufbau zu verwenden, bei dem die vorbestimmte Zeit b durch Betätigung der
Betriebstafel 6 eingestellt werden kann. Nach stehend wird
der Betrieb der beschriebenen Ausführungsform erläutert.
Zuerst
vor allem entscheidet, wenn die Nadel 7 aufgrund einer
Vernähung
von dickem Nähgut
oder einer Spulenfadenverwicklung zur Zeit ➀, wie in 2 dargestellt, in einen
Blockierzustand gebracht wird, die CPU 13, daß der Motorblockierungszustand eingetreten
ist, wenn der Nähmaschinenmotor 2 kontinuierlich
die vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat, und zwar während einer
vorbestimmten Zeit a, die auf dem Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal
beruht, welche durch das Drehgeschwindigkeitsfeststellmittel 16 rückgekoppelt
ist. Die CPU 13 unterbricht dann die Erregung des Nähmaschinenmotors 2 zu
einer Zeit ➁.
Wenn
die Bedienungsperson den Nähmaschinenblockierzustand
nicht bemerkt und der "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang zur Zeit ➂ ausgeführt wird,
um die Energiequelle des Nähmaschinenkörpers 1 wieder
in den EIN-Schaltzustand zu verbringen, ohne daß der Blockierzustand beseitigt ist,
entscheidet die CPU 13, ob die Nadel 7 in ihrer oberen
Position ist, und zwar basierend auf dem Nadelpositionssignal, das
von dem Nadelpositionsfeststellmittel 18 übermittelt
wird.
Wenn
die Energiequelle des Nähmaschinenkörpers 1 normalerweise
ausgeschaltet ist, wird die Nadel 7 in ihrer oberen Position
angehalten, wenn die Energiequelle eingeschaltet wird. In dem Falle
jedoch, in dem die Motorblockierung auftritt, so daß die Energiezuführung abgestoppt
ist, wobei die Nadel 7 unterhalb der oberen Position plaziert
bleibt, befindet sich die Nadel 7 außerhalb ihrer oberen Position, wenn
der "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang ausgeführt wird.
Dementsprechend
entscheidet, nachdem der "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang in der Zeit ➂ ausgeführt ist,
die CPU 13, daß die
Nadel 7 sich nicht in der oberen Position befindet, und
es wird das Motorantriebssteuersignal für die Bewegung der Nadel 7 in
ihre obere Position zu den Motorsteuermitteln 14 ausgegeben.
Daher wird die Erregung des Nähmaschinenmotors 2 zur
Zeit ➃ gestartet.
Zur
Zeit ➃ ist der Motorblockierzustand nicht beseitigt. Daher
entscheidet die CPU 13, daß der Nähmaschinenmotor 2 die
vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat und eine verstrichene Zeit
gezählt wird.
Wenn die vorbestimmte Zeit b, die in den Einstellinhaltänderungsmitteln 19 gespeichert
ist, erreicht ist, wird zur Zeit ➄ die Erregung des Motors 2 gestoppt.
Wie
in 2 bei (a) dargestellt,
wird der Nähmaschinenmotor 2 im
Motorblockierzustand von der Zeit ➃ zur Zeit ➄ erregt.
Daher steigt die Innentemperatur des Motors 2 an. Jedoch
ist die vorbestimmte Zeit b kürzer
als die vorbestimmte Zeit a. Infolgedessen steigt die Innentemperatur
des Motors 2 weniger an und die Temperatur beginnt unmittelbar abzufallen.
Somit besteht keine Möglichkeit
dahingehend, daß die
Temperatur eine Störung
verursacht, die auf das Entstehen einer Überhitzung zurückgeht.
In ähnlicher
Weise wird in dem Falle, in welchem der "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang wieder zur Zeit ➅ ausgeführt wird,
die Innentemperatur des Motors 2 zwischen einer Zeit und
einer Zeit ➇ angehoben. Jedoch ist die vorbestimmte Zeit b
kürzer
als die vorbestimmte Zeit a. Deswegen fällt die Innentemperatur des
Nähmaschinenmotors 2 dann
ab.
Darüber hinaus
führt in
dem Falle, in welchem die Energiequelle im Normalzustand, in dem der
Motorblockierzustand nicht eingetreten ist, ausgeschaltet ist, die
CPU 13 keine Steuerung aus, um die Nadel 7 in
die obere Position zu verschieben, da die Nadel 7 in der
oberen Position plaziert ist, wenn die Energiequelle eingeschaltet
ist. Wenn weiterhin die Nadel nicht in ihre obere Position gebracht
ist, falls die Energiequelle eingeschaltet ist und der Motorblockierungszustand
nicht vorliegt, wird die Nadel 7 unmittelbar in die obere
Position verschoben, und zwar durch die normale Rotation des Nähmaschinenmotors 2.
Anschließend wird
das Vorliegen des Motorblockierungszutands nach dem Start der Nähmaschine
entschieden, und zwar basierend auf der vorbestimmten Zeit a, die
länger
als die vorbestimmte Zeit b ist.
Wie
oben beschrieben, wird erfindungsgemäß in dem Falle, in welchem
der Nähmaschinenmotor 2 in
der vorbestimmten Zeit a(sec) während
des Normalbetriebes kontinuierlich die vorbestimmte Drehzahl oder
weniger hat, die Erregung des Nähmaschinenmotors 2 unterbrochen.
In dem Falle, in welchem die Position der Nadel 7 nicht
in die obere Position eingestellt ist, wenn die Energiequelle eingeschaltet
ist, wird der Nähmaschinenmotor 2 erregt, um
die Nadel 7 in die obere Position zu bewegen. In diesem
Falle wird, wenn der Nähmaschinenmotor 2 ständig die
vorbestimmte Drehzahl während
der vorbestimmten Zeit b hat, die kürzer als die vorbestimmte Zeit
a ist, die Erregung des Nähmaschinenmotors unterbrochen.
Wenn
die Motorblockierung vorliegt, fließt ein großer Strom zum Nähmaschinenmotor 2 und
Wärme wird
zusammen mit einem Kupferverlust I2Rt erzeugt,
(I bedeutet den Strom, der zum Motor 2 fließt, R ist
der Widerstand der Motorwicklung und t bedeutet die Dauer des Motorblockierzustandes).
Durch Verringerung von t im obenstehenden Ausdruck kann ein Temperaturanstieg
des Nähmaschinenmotors 2 reduziert
werden.
Infolgedessen
kann, wenn der "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang wiederholt
wird, ohne daß die
Ursache der Motorblockierung beseitigt ist, die Innentemperatur
des Motors 2 daran gehindert werden, aufgrund von Wärmeakkumulation merklich
anzusteigen. Daher ist es möglich,
zuverlässig
eine Störung
des Nähmaschinenmotors 2 aufgrund
von Überhitzung
zu verhüten.
In
dem Falle, in dem der Nähmaschinenmotor 2 während des
Normalbetriebes die vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat, wird
die Erregung des Motors 2 unterbrochen, wenn der nämliche Zustand kontinuierlich
während
der vorbestimmten Zeit a aufrechterhalten wird, die länger als
die vorbestimmte Zeit b ist. Infolgedessen ist es möglich, die
irrtümliche Entscheidung
einer Motorblockierung für
einen Vorgang zu verhindern, der eine große Belastung auf den Nähmaschinenmotor 2 darstellt,
beispielsweise der Vorgang der Vernähung eines dicken Nähguts. Infolgedessen
kann der Nähmaschinenmotor
geschützt
werden, so daß der
normale Arbeitsvorgang nicht behindert wird.
Obwohl
die vorbestimmte Zeit b durch die Einstellinhaltänderungsmittel 19 eingestellt
und gespeichert wird, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht
beschränkt,
sondern es braucht lediglich ein nicht flüchtiger Speicher zum Abspeichern
der vorbestimmten Zeit b vorgesehen zu werden. In diesem Falle kann
der oben erwähnte
Effekt bei niedrigeren Kosten erreicht werden. Weiterhin können auch
weitere Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsform in geeigneter Weise
geändert
werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Die
in den Figuren eingetragenen Bezeichnungen werden wie folgt erläutert:
1
- 10 Pedaleingangsfeststellmittel
- 14 Motorsteuermittel
- 17 CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis
- 18 Nadelpositionssignalfeststellmittel
- 19 Einstellinhaltänderungsmittel
2
- a Innentemperatur des Motors
- b Motorerregung (Einschaltung)
- c Nähmaschinenenergiequelle
4
- 10 Pedaleingangfeststellmittel
- 14 Motorsteuermittel
- 17 CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis
- 18 Nadelpositionssignalfeststellmittel
5
- (a) Zustand der Nadel 7
- (b) Innentemperatur des Motors
- (c) Motorerregung
- (d) Nähmaschinenenergiequelle