DE2629896C2

DE2629896C2 - Automatische Nähmaschine

Info

Publication number: DE2629896C2
Application number: DE2629896A
Authority: DE
Inventors: Robert Emmett Norwood Mass. Cullen; William Peter High Bridge N.J. Herzer
Original assignee: Union Special Corp
Current assignee: Union Special Corp
Priority date: 1974-08-12
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1986-02-27
Also published as: DE2629896A1; US4133275A; FR2282010A1; FR2282010B1

Description

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Die Erfindung betrifft eine automatische Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine solche Nähmachine ist Gegenstand des älteren Patentes 25 60 217. Gegenstand dieses Patentes ist die Ausbildung der Steuereinheit, die zur Verarbeitung der in einem Halbleiter-Festspeicher enthaltenen Steuerbefehle dient. Die Speicherung der Daten im Halbleiter-Festspeicher kann dabei auf herkömmliche Weise erfolgen.

Die beispielsweise in Elektronik 1973, Heft 2, Seiten bis 70, beschriebene Art der Ablage von Daten in Halbleiter-Festspeichern besteht darin, die einzelnen Steuerbefehle eines Programmes an aufeinanderfolgenden Speicherplätzen ab/'.ulegen. Sollen in einem solchen Halbleiter-Festspeicher mehrere Programme untergebracht werden, so muß die Ablage selbstverständlich an unterschiedlichen Speicherplätzen mit unterschiedlichen Adressen erfolgen. Zur Auswahl eines bestimmten Programmes muß dann die Startadresse des gewünschten Programmes im Adressenzähler voreingestellt werdea Es werden daher Mittel zum Voreinstellen des Adressenzählers benötigt

Aus der DE-OS 24 30 845 ist eine Nähmaschine bekannt, die dazu eingerichtet ist, nach gespeicherten Programmen verschiedene Muster zu nähen, die allerdings zu diesem Zweck keinen in einer Ebene beweglichen Werkstückhalter aufweist, sondern lediglich mit einem seitlichen Versatz der Nähnadel und einer Steuerung des Transporteurs arbeitet Bei dieser Nähmaschine sind die Programme, die Nähte mit unterschiedlichen Mustern ergeben, in der vorstehend beschriebenen Weise an unterschiedlichen Speicheradressen abgelegt und es muß die Steuereinheit der bekannten Nähmaschine Mittel aufweisen, die es ermöglichen, die Anfangsadresse eines ausgewählten Programmes aufzufinden und auf einen Adressenzähler zu übertragen, der dann die Abarbeitung des ausgewählten Programmes von der ausgewählten Adresse aus bewirkt

Weiterhin ist es aus Elektronik 1975, Heft 1, Seiten 53 bis 58, bekannt Halbleiter-Festspeicher durch Serien- und Parallelschaltung zu Speichern beliebiger Kapazität zusammenzusetzen. Dabei kann durch eine Serienschaltung die Anzahl der adressierbaren Speicherplätze und durch eine Parallelschaltung die Anzahl der unter einer gemeinsamen Adresse aufzurufenden Bitstellen vergrößert verden. Dabei bleibt jedoch der grundsätzliche Aufbau des Speichers stets erhalten, bei dem eine strenge Zuordnung zwischen Adresse und Befehl besteht, für den jeweils alle unter einer Adresse aufrufbaren Bitstellen zur Verfügung stehen.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nähmaschine der eingangs genannten Art hinsichtlich des baulichen Aufwandes der Steuereinrichtung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.

Hierdurch werden keine besonderen Einrichtungen zur Bestimmung einer Anfangsadresse benötigt, da die im Halbleiter-Festspeicher enthaltenen Programme alle mit der gleichen Anfangsadresse beginnen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilseitenansicht einer automatischen Nähmaschine,

F i g. 2 und 3 Diagramme möglicher Datenkonfigurationen im Speicher der Steuereinheit der Nähmaschine und

F i g. 4 das Schaltbild des zum anderen der Steuerbefehle aus dem Speicher dienenden Teiles der Steuereinheit.

In Fig. 1 bis 4 ist eine programmgesteuerte Nähmaschine 50 dargestellt, die einen freitragenden Arm 52 aufweist, der einer Nähnadel 54 die mechanische Antriebskraft zuleitet. Das zu nähende (nicht dargestellte) Werkstück wird von einem Werkstückhalter 56 gehalten, der in einer horizontalen Ebene durch ein Kraftübertragungssystems verschieblich ist. Dieses System wird von zwei Sschrittmotoren 60 angetrieben, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Arms 52 angeordnet sind, so daß in Fig. 1 nur einer sichtbar ist, und dem Werkstückhalter in zwei Koordinatenrichtungen, die mit χ und y bezeichnet sind, die erforderliche Antriebskraft zuführen. Die Schrittmotoren werden angetrieben von elektrischen Signalen, die von einer elektri-

sehen Steuerschaltung geliefert werden und mittels einer elektromechanischen Synchronisiereinheit 62 zu der Bewegung der Nadel 54 synchronisiert sind. Die Synchronisiereinheit 62 ist mit dem Handrad 64 der Nähmaschine verbunden und liefert Synchronisationssignale für die elektrische Steuerschaltung. Die Steuerschaltung verarbeitet Steuerbefehle, die das automatische Nähen eines gewünschten Musters ermöglichen und in einem Speicher enthalten sind, der eine Vielzahl willkürlich adressierbarer Speicherplätze aufweist Bei dem d^rgestellten Allsführungsbeispiel ist der verwendete Speicher ein Halbleiter-Festspeicher, und zwar ein PROM (programmable read only memory) mit 256 Speicherplätzen zu je 8 BitsteUen.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt jeder Steuerbefehl i2 bit Eine Angabe über die Funktion der Maschine erfordert 2 bit, während Positionsdaten für den Werkstückhalter 5 bit für jede Koordinatenrichturig erfordern, nämlich 1 bit für Angabe der Bewegungsrichtung (positiv oder negativ) und 4 uit zur Angabe der Schrittzahl. Wie weiter unten noch beschrieben wird, liest die Steuerschaltung zur Bildung eines Steuerbefehls jeweils drei separate 4-bit-Wörter aus dem Speicher aus, nämlich ein K-Datenwert für die Schrittzahl in der y-Richtung, ein A"-Datenwert für die Schrittzahl in der Ar-Richtung und ein Steuerwort mit den Funktionsund Richtungsdaten. Ist der PROM einmal programmiert, d. h. enthält der PROM eine Folge von Steuerbefehlen in vorgegebener Ordnung zur Beschreibung eines gewünschten Nähmusters, dann ist die Nähmaschine betriebsbereit.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die acht BitsteUen eines jeden Speicherplatzes des PROM in zwei Gruppen unterteilt, die Bänke A und B bilden, von denen jede 256 4-bit-Wörter enthält. In F i g. 2 der Zeichnung ist die Speicherbelegung für den Fall dargestellt, daß in jeder Bank A bzw. B ein vollständiges Programm enthalten ist. Für jeden Speicherzyklus der Maschine werden drei der 4-bit-Wörter der jeweiligen Bank verwendet. Wenn das in der Bank A enthaltene Programm gestartet wird, beginnt die Steuerschaltung während des ersten Speicherzyklus das Programm beim Speicherplatz 2 mit der Adresse 00000001. Das erste 4-bit-Wort der Bank A im Speicherplatz 1 oder an der Adresse 00000000 wird übersprungen. Das System liest und dekodiert zunächst das y-Datenwort der Bank A, das von den niedrigen Bits des Speicherplatzes 2 gebildet wird. Nach der Dekodierung des V-Datenwortes liest das System die vier Bits für das -Y-Datenwort, die in der Bank A des Speicherplatzes 3 enthalten sind, entsprechend der Adresse 00000010. Nach der Dekodierung des X- Da ten Wortes liest anschließend das Steuersystem die vier Bits des Steuerwortes aus dem Speicherplatz 4 mit der Adresse 00000011, wonach das System diese Information für einen Arbeitsschritt der Maschine dekodiert.

Daher ist während des ersten Speicherzyklus zu diesem Zeitpunkt der vollständige Steuerbefehl von zwölf Bits aus dem Speicher oder PROM ausgelesen worden und weitere Steuerbefehle werden bis zum nächsten Speicherzyklus, der bei schneller Areitsgeschwindigkeit der Maschine etwa 20 ms später liegt, nicht mehr gelesen. Während des zweiten Speicherzyklus liest das System das y-Datenwort der Bank A aus dem Speicherplatz 5, das A"-Datenwort aus dem Speicherplatz 6 und das Steuerwort aus dem Speicherplatz 7, wobei das Adressenregister entsprechend weitergeschaltet wird und die Informationen jeweils zwischen den einzelnen Lesevorgängen dekodiert werden. Das bedeutet, daß während jedes folgenden Speicherzyklus das System fortfährt, drei 4-bit-Wörter aus der Bank A auszulesen, bis das Programm vollendet ist.

Nimmt man an, daß das Programm in der Bank A den gesamten Speicher belegt, dann hat der letzte Speicherzyklus die Nummer 85, wie gezeigt, und es werden während dieses Speicherzyklus das y-Datenwort aus dem Speicherplatz 254, das .Y-Datenwort aus dem Speicherplatz 255 und schließlich das Steuerwort aus dem Speicherplatz 256 mit der Adresse 11111111 ausgelesen. Zu diesem Zeitpunkt muß das Programm vollendet sein, da das fragliche Programm völlig in der Bank A enthalten ist und das Steuerwort im Speicherplatz 256 daher ein Programmende angeben muß. Selbstverständlich kann das Programm auch einige Speicherzyklen vor dem 85. Speicherzyklus vollendet sein, falls es nicht erforderlich ist, den gesamten Inhalt er Speicherbank zu benutzen.

Der gleiche Vorgang ergibt sich beim Auslesen eines Programmes aus der Bank B. Während des ersten Speicherzyklus liest das System aufeinanderfolgend die 4-bit-Wörter der Bank B aus, die in den Speicherplätzen 2 bis 4 enthalten sind, wobei das erste Wort mit der Adrese 00000000 ausgelassen wird. Daher liest das System das y-Datenwort der Bank B aus dem Speicherplatz 2 mit der Adresse 00000001 aus, das X-Datenwort der Bank B aus dem Speicherplatz 3 mit der Adresse 00000010 und das Steuerwort der Bank Saus dem Speicherplatz 4 mit der Adresse 00000011. Während des zweiten Speicherzyklus werden die drei 4-bit-Wörter der Bank B aus den Speicherplätzen 5 bis 7 ausgelesen. Die Lesefolge setzt sich fort, bis das Programm vollendet ist, und falls das Programm die gesamte Speicherbank B besetzt, werden die letzten drei 4-bit-Wörter aus den Speicherplätzen 254 bis 256 ausgelesen.

Die Konfiguration des PROM-Speichers bei Vorliegen eines sich über beide Speicherbänke erstreckenden Programmes ist in F i g. 3 dargestellt. Während des ersten Speicherzyklus erhält das Steuersystem das erste y-Datenwort der Bank A aus dem Speicherplatz 2 mit der Adresse 00000001. Das System fährt mit dem auslesen der nächsten beiden 4-bit-Wörter der Bank A aus den Speicherplätzen 3 und 4 fort. Während des zweiten Speicherzyklus werden die drei 4-bit-Wörter der Bank A aus den Speicherplätzen 5 bis 7 ausgelesen. Das System liegt dann aufeinanderfolgend jeweils drei 4-bit-Wörter während jedes Speicherzyklus aus, bis der Steuerbefehl der Bank A während des Speicherzyklus Nr. 85 aus den Speicherplätzen 254 bis 256 entnommen worden ist, zu welchem Zeitpunkt das Auslesen der Steuerbefehle aus dem PROM automatisch auf die Bank B umgeschaltet wird. Während des 86. Speicherzyklus liest daher das System zunächst die y-Daten der Bank B aus, die an dem Speicherplatz 1 enthalten sind, entsprechend der Adresse 00000000. Das bedeutet, daß bei Vorliegen eines Großprogrammes die Adresse 00000000 für die Bank B nicht ausgelassen ist. Wie dargestellt, entnimmt das Steuersystem das zweite und dritte 4-bit-Wort der Bank B während des Speicherzyklus 86 den Speicherplätzen 2 und 3. Das System fährt mit dem Auslesen der Wörter der Bank B während jedes Speicherzyklus fort, bis das Programm vollendet ist. Besetzt das Programm zusätzlich zur Bank A auch alle Speicherplätze der Bank B, dann ist der letzte Speicherzyklus der Zyklus 170 und man erhält das letzte 4-bit-Wort der Bank B aus dem Speicherplatz 255 mit der Adresse 11111110. Für ein Großprogramm wird das 256. Wort mit der Adresse 11111111 nicht verwendet. Da offpncirhtlirh HIp 7ohl

256 nicht durch 3 geteilt werden kann und da jeweils drei Auslese vorgänge bei jedem Speicherzyklus stattfinden, wird in jeder Bank jeweils ein 4-bit-Wort nicht verwendet.

Die Art und Weise, wie die Steuerbefehle aus im Handel erhältlichen PROMs ausgelesen werden können, wird in Verbindung mit der Darstellung der Fig.4 beschrieben. Der inlerne Aufbau der PROMs ist so, daß die acht Bits jeweils eines der gespeicherten Wörter als Ausgangssignale DO₁ Di ... Dl des PROMs erscheinen, wenn an die Eingänge A O, A 1 ... A 7 des PROMs die Adresse dieses Wortes angelegt wird. Die Adresse besteht aus acht Bits, da in dem PROM 256 Wörter enthalten sind und aus acht Bits 256 unterschiedliche Binärkonfigurationen gebildet werden können.

Ist ein Speicherplatz im PROM angesprochen oder adressiert, dann ergeben die vier geringerwertigen Bits des adressierten Speicherplatzes das Wort der Bank A als Ausgangssignale DO, D 1, D2 und D3, während die vier höherwertigen Bits des Speicherplatzes das Wort der Bank B an den Ausgängen D4, D5, D6 und Dl darstellen.

Zum Adressieren des PROM dienen bei der in F i g. 4 dagestellten Schaltungsanordnung zwei Adressenregister AR 1 und AR 2, bei denen es sich um 4-bit-Zähler handelt, die in Kaskade geschaltet sind. Den CLK-Eingängen der Adressenregister AR lund AR 2 wird ein Adressentaktsignal zugeführt. Die Ausgänge der Adressenregister AR 1 und AR 2 liefern die die jeweilige Adresse darstellenden Signale an die Eingänge AO, A i ... Αβ und A 7 des PROM, so daß nacheinander alle Speicherplätze des PROM adressiert werden.

Die Auswahl der vier zur Bank A oder B gehörenden Bits der im PROM gespeicherten Wörter erfolgt mit Hilfe eines von einem Programmwählschalter gesteuerten Schaltnetzes, das acht mit den Ausgängen DO bis Dl des PROM verbundene UND-Glieder A 136/Ί bis A t36Dund^ 137AbiS/4 137Dund vier die UND-Glieder paarweise verbindende NOR-Glieder NO 138,4. bis NO 138D umfaßt. Wenn der Programmwählschalter auf die Position A eingestellt ist, verbindet das Schaltnetz die niederwertigen, der Bank A zugeordneten Ausgänge DO bis D 3 des PROM mit den Ausgängen A, B, C, Dder NOR-Glieder NO 138.4 bis Λ/Ο138Ο, während in der Stellung B des Prograrnmwählschalters eine entsprechende Verbindung der höherwertigen Ausgänge D 4 bis D 7 mit den Ausgängen A bis D der NOR-Glieder stattfindet.

Da die Adressenregister AR 1 und AR 2 alle 8-bit-Wörter des PROM nacheinander aufrufen, wird in Abhängigkeit von der Einstellung des Programmwählschalters auf die Position A oder Bentweder die Grupp··; der vier niederwertigen Bits oder die Gruppe der vier höherwertigen Bits des an jedem Speicherplatz des PROM gespeicherten Wortes zur Bildung der Steuersignaie des gewählten Programmes ausgelesen.

Der Programmwählschalter kann auch auf die Position »Großprogramm« eingestellt werden, was bewirkt, daß das Steuersystem zunächst die Steuerbefehle aus der Bank A des PROM ausliest und dann automatisch umschaltet, um die restlichen Steuerbefehle aus der Bank B auszulesen. Die Umschaltung erfolgt mittels eines Flipflops /7130A, das zu Beginn eines Programmes ebenso wie die Adressenregister AR 1 und AR 2 mittels eines Löschsignals zurückgestellt und bei Erreichen des höchsten Standes der Adressenregister AR 1, AR2 gekippt wird. Dadurch wird der mit dem Ausgang des Fiipflops ff MOA verbundene Programmwählschalter automatisch nacheinander in Zustände gebracht, die einer Übertragung der die Bank A bzw. Bank B bildenden Signalgruppe entsprechen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Automatische Nähmaschine mit einer auf- und abgehend angetriebenen Nähnadel, mit einem in einer zur Bewegungsrichtung der Nähnadel senkrechten Ebene bewegbaren Werkstückhalter, mit jeweils einen Motor umfassenden Einrichtungen zum Verschieben des Werkstückhalters in der genannten Ebene in zwei einen Winkel miteinander einschließenden Richtungen, mit einer elektronischen Steuereinheit zur Erzeugung von Antriebssignalen für die Motoren in Abhängigkeit von Steuerbefehlen, die für die Ausführung eines bestimmten Nahtmusters charakteristisch sind, und mit einem Halbleiter-Festspeicher, der Steuerbefehle, welche die Funktion der Nähmaschine bestimmende Instruktionen und die Position des Werkstückhalters relativ zur Nähnadel bestimmende Daten umfassen, in mindestens zwei unterschiedliche Nahtmuster definierenden Befehls-Sätzen enthält, deren Steuerbefehle sich an aufeinanderfolgenden Speicherplätzen des Halbleiter-Festspeichers befinden, zu deren Adressierung die Steuereinheit einen auf die Anfangsadresse jedes ausgewählten Befehlssatzes einstellbaren Adressenzähler aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ein Nahtmuster definierenden Steuerbefehle auf mehrere aufeinderfolgende Speicherplätze verteilt ist und dabei jeweils höchstens die Hälfte der einem adressierbaren Speicherplatz zugeordneten Bitstellen (b 1 bis b 8) besetzt, daß jeweils einem Nahtmuster stets die gleiche Gruppe von Bitstellen aller Speicherplätze.zugeordnet ist, daß zur Auswahl der den einzelnen Nahtmustern zugeordneten Gruppen von Bitstellen (Bank A, Bank B) bei Beginn des Nähvorganges sowie ggf. zum Wechsel der Gruppe nach Abarbeiten aller zu einem Nahtmuster gehörenden Steuerbefehle und anschließender Ausführung eines anderen Nahtmusters in den Ausgangsleitungen des Halbleiter-Festwertspeichers (PROM) Schalter (136,137,138) angeordnet sind und daß der Adressenzähler (AR 1, AR 2) nur auf die gleiche Anfangsadresse des Halbleiter-Festspeichers rückstellbar ist.

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