DE3527454A1 - Vorrichtung zur steuerung einer bewegung fuer eine naehmaschine - Google Patents
Vorrichtung zur steuerung einer bewegung fuer eine naehmaschineInfo
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Description
HOFFMANISr·-EITlE & PARTNER 35 27 A
PATENTANWÄLTE DIPL.-INS. W. EITLE . DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL-INe. W. LEHN
. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H-A. BRAUNS · DIPL.-IN6. K.
DIPL.-1NQ. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE
42 401
Tokyo Juki Industrial Co., Ltd. Tokyo / Japan
Vorrichtung zur Steuerung einer Bewegung für eine
Nähmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Nähmaschine, die programmgesteuerte Nähmuster durchführt, und betrifft
insbesondere eine Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung einer Spannvorrichtung bei derartigen Nähmaschinen.
Bei einigen bekannten Nähmaschinen werden die Nähmuster als Koordinatenwerte in einem Speicher, zum
Beispiel einem Magnetband oder einer Magnetkarte gespeichert, und eine Spannvorrichtung wird entsprechend
der Nähmusterinformation bewegt. Bei
derartigen Nähmaschinen wird ein Werk zum nächsten Nähpunkt bewegt, der durch die Nähmusterinformation
bestimmt wird, während die Nadel vom Werkstück gelöst ist.
Figur 1 zeigt eine Darstellung einer gewöhnlichen
Bewegungssteuerung. Es sind sogenannte Nadelstangenkurven 1 und 2 dargestellt, wobei die Nadelstangenkurve
2 die doppelte Geschwindigkeit der Nadelstangenkurve 1 hat. Die Punkte A. und Ap stellen die
Nadellösepunkte und die Punkte B. und B^ stellen
die Nadeleinstichpunkte dar. Die Punkte C1 und C2
stellen die oberen Totpunkte dar, die die höchsten Punkte der Nadel sind. In diesem Zustand wird die
Bewegungsperiode zum Bewegen der Spannvorrichtung zwischen dem Nadellösepunkt A. oder A„ und dem
Nadeleinstichpunkt B1 oder Bp bestimmt. Bei der Nadelstangenkurve
1 (im folgenden als "Kurve 1" bezeichnet), ist die Periode 3 die Bewegungsperiode.
Bei der Nadelstangenkurve 3 (im folgenden als "Kurve 2" bezeichnet) ist die Periode 5 die Bewegungs-.
periode. Um das Werkstück innerhalb der Bewegungsperiode zu bewegen, wird eine erforderliche Impulsanzahl
auf der Grundlage der Koordinatenwerteninformation der Nähmuster zu dem X-Koordinatenimpulsmotor
und dem Y-Koordinatenimpulsmotor bewegt und die Spannvorrichtung wird um eine vorbestimmte
Strecke bewegt.
Da die Impulsmotore eine ihnen anhaftende Verzögerungszeit o4 aufweisen, startet der Motor nach einer Zeitverzögerung
O^ , wenn der Antriebsimpuls zugeführt wird. Somit wird bei gewöhnlichen Bewegungssteuerungen
d£3^Eingabezeitpunkt des Bewegungsimpulses gesteuert,
indem vorher die Zeitverzögerung OC des Impulsmotors
in Betracht gezogen wird.
Insbesondere wird bei der bekannten Bewegungssteuerung, wenn das Werkstück entsprechend der in der Kurve 1
dargestellten Nähmaschinengeschwindigkeit genäht wird, an einem Punkt 7 (im folgenden als "Bewegungspunkt 7"
bezeichnet) ein Bewegungsablauf eingestellt, bei dem
"~ D *™
("■' : '"■'" 3527A54
ein oberer Wellenwinkel vor der Verzögerungszeitߣ
liegt, statt der Bewegungsperiode 3, um das Werkstück innerhalb der Bewegungsperiode 3 zu bewegen. Wenn somit
der obere Wellenwinkel den Bewegungspunkt 7 erreicht, führt ein Impulsgenerator eine vorbestimmte
Anzahl einer Antriebsimpulsfolge B synchron mit der Nähmaschinengeschwindigkeit dem Impulsmotor zu. Der
Impulsmotor treibt die Spannvorrichtung nach der Verzögerungszeit οζ durch die Aufnahme des Antriebsimpulses.
Somit liegt die Antriebsperiode 9 der Spannvorrichtung innerhalb der Bewegungsperiode 3,
wie in Figur 1 dargestellt, und das Werkstück wird genau innerhalb der Bewegungsperiode 3 bewegt.
Wenn bei einer derartigen bekannten Bewegungssteuerung die Nähmaschinengeschwindigkeit, wie
in Kurve 2 dargestellt, gesteigert wird, wird ebenfalls eine vorbestimmte Anzahl der Antriebsimpulsfolge
8' dem -Impulsmotor synchron mit der .Nähmaschinengeschwindigkeit
zugeführt. Der Impuls beginnt am gleichen Bewegungspunkt 7' des oberen Wellenwinkels.
Wenn sich in diesem Fall die obere Welle zweimal dreht, ist die verstrichene Zeit von Punkt 7'
bis zum Nadellösepunkt Ap' nicht die Zeitverzögerung^
Das heißt, der Startpunkt der Spannvorrichtung ist nicht der Nadellösepunkt Ap, und die Impulsmotorantriebsperiode
9' fällt nicht mit der Bewegungsperiode 5 zusammen. Entsprechend kann, wie in
Figur 1 dargestellt, die Nadeleinstichzeit B„ innerhalb der Antriebsperiode 9' liegen, so daß
ein Abstandsfehler oder ein Nadelbruch auftreten kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die oben erwähnten Nachteile, wie Abstandsfehler
des Stichs, einen Nadelbruch oder ein Verbiegen der Nadel zu verhindern und eine Vorrichtung zur Steuerung
der Bewegung einer Nähmaschine"zu schaffen, um automatisch
eine einen Eingabezeitpunkt entsprechend den verschiedenen Nähmaschinengeschwindigkeiten auslösende
Bewegungssteuerung zu schaffen.
Erfindungsgemäß umfaßt eine Vorrichtung zur Bewegungssteuerung
einer Nähmaschine, die programmgesteuerte Nähmuster ausführt,einen Speicher, der die Bewegungs-.steuerwerte
zur Steuerung des Eingabezeitpunkts des Antriebsimpulses für die Impulsmotore entsprechend
den Nähmschinengeschwindigkeiten speichert, einen Impulsgenerator,
der mindestens zwei mit der Nähmaschinengeschwindigkeit synchrone Geschwindigkeitsimpulse erzeugt
und dann eine Antriebsimpulsfolge für die Impulsmotore
erzeugt, einen Fühler zur Erfassung der Nähmaschinengeschwindigkeit von den Nähmaschinengeschwindigkeitsimpulsen
und eine Steuerung, die den Geschwindigkeitssteuerungswert entsprechend dem Ausgang des Fühlers liest und einen Teil des Antriebsimpulses
entsprechend dem Bewegungssteuerungswert als Regulierungsimpuls für den Eingabezeitpunkt
verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung speichert der Speicher
vorher geeignete Bewegungssteuerungswerte entsprechend den verschiedenen Nähgeschwindigkeiten,
und eine Steuerung schließt den Bewegungssteuerwert entsprechend der erfaßten Nähmaschinenge-
schwindigkeit aus. Auf der Grundlage des Nähmaschinensteuerungswerts
wird ein Eingabezeitpunkt für den Antriebsimpuls für den Impulsmotor bestimmt,
um eine Spannvorrichtung zu bewegen.
Entsprechend wird die Spannvorrichtung automatisch und genau entsprechend der erfaßten Nähmaschinengeschwindigkeit
bewegt, so daß keine Abstandsfehler auftreten und keine Abstandsvorrichtungsbewegung während
der Einstichperiode der Nadel auftritt, so daß ein Brechen oder Verbiegen der Nadel nicht auftritt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine Darstellung einer üblichen Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung einer Nähmaschine;
Figur 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Vorrichtung
zur Bewegungssteuerung gemäß der Erfindung;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung der Befestigung der in Figur 2 dargestellten
Schlitzplatte; ;
Figur 4 eine vereinfachte Aufsicht auf die in Figur 3 dargestellte Schlitzplatte;
Figur 5 eine Darstellung der Bewegungssteuerung gemaß
der Erfindung;
Figur 6 den Ausgang von Punkt a in Figur 2; und
Figur 7 eine Umwandlungstabelle zwischen der Nähmaschinengeschwindigkeit
und dem Bewegungssteuerungswert im Speicherschaltkreis von Figur 2.
Figur 2 zeigt ein Blockdiagramm der Steuervorrichtung und zugeordnete Teile der Nähmaschine gemäß der
Erfindung. Ein Fotounterbrecher 16 wird mittels einer Fotodiode 13 und einem Fototransistor 15 ausgebildet,
die einander gegenüberliegen und zwischen denen eine Schlitzplatte 12 angeordnet ist, die an
einer nicht dar geis teil ten Riemenscheibe, die sich dreht,
angebracht ist. Der Ausgang des Fotounterbrechers ist mit einem Verstärkerschaltkreis 17 verbunden,
der wiederum mit einem zentralen Rechner (CPU) 18 verbunden ist. Der Speicherschaltkreis 19, der die
Bewegungssteuerinformation speichert, ist mit dem CPU 18 verbunden. Zähler 21 und 22 und ein Antriebsschaltkreis 23 sind über Schnittstellenschaltkreise
20 mit dem CPU 18 verbunden. Der Ausgang des Antriebsschaltkreises 23 mit einem X-Koordinatenimpulsmotor 24,
einem Y-Koordinatenimpulsmotor 25 bzw. einem Nähmaschinenantriebsmotor
26 verbunden. Die Ausgänge der Motore 24, 25 und 26 werden einer Nähmaschine 27 zugeführt.
Figur 3 zeigt die Befestigung der Schlitzplatte 12. Wie dargestellt, ist die Schlitzplatte 12 an einer
Hauptriemenscheibe 28 der Nähmschine 27 befestigt.
Figur 4 zeigt die Anordnung der Schlitze in der Schlitzplatte 12. 49 Schlitze 30. bis 304g für
die Antriebsimpulse sind in gleichförmigem Ab-
stand in der Schlitzplatte 12 ausgebildet. Die Erfassungsschlitze
33 und 34 für die Nähmaschinengeschwindigkeit sind in einem vorbestimmten Abstand
31 und 32 vom letzten Schlitz 30.g und dem ersten Schlitz 30 ausgebildet.
Im folgenden soll unter Bezugnahme auf Figur 5 die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben werden.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder ähnliche Teile oder Abschnitte wie in Figur 1. Die
Anordnung der Schlitzplatte 12 wird vorher eingestellt, in Abhängigkeit von der im Speicherschaltkreis 19 eingestellten
Bewegungsinformation.
Das Nähmuster wird nach Wunsch ausgewählt und der Nähvorgang eingeleitet.Der Antriebsmotor 26 treibt
den Antriebsmechanismus der Nähmaschine 27, und somit die Riemenscheibe 28 und die Schlitzplatte 12 an.
Durch die Drehung der Schlitzplatte 12 erfaßt der Fotounterbrecher 16 die Schlitze und erzeugt für jeden
Schlitz ein Impulssignal (im folgenden als "Schlitzimpuls") bezeichnet. Das Impulssignal wird
im Verstärkerschaltkreis 17, wie in Figur 6 dargestellt, verstärkt und dem CPU 18 zugeführt. Der CPU
18 bestimmt einen Impuls nach einem vorbestimmten Abstand 31 als den Geschwindigkeitserfassungsschlitzimpuls
33;wenn der Impuls 33' erzeugt wird, stellt der CPU 18 den Zähler 21 zurück. Wenn der Zähler
zurückgestellt ist, wird ein konstanter Hochgeschwindigkeitstaktimpuls
in den CPU 18 von Null an gezählt. Wenn der nächste Geschwindigkeitserfassungs-
- 10 -
AA
Schlitzimpuls 34' dem CPU 18 zugeführt wird, wird
die Zählung lh des Zählers 21 mittels des CPU 18 ausgelesen.
Auf diese Weise wird die Nähmaschinengeschwindigkeit erfaßt. Wenn die Nähmaschinengeschwindigkeit
hoch ist, wird der Abstand zwischen den Geschwindigkeitserfassungsschlitzimpulsen 33'
und 34' als schmal erfaßt, und wenn die Nähmaschinengeschwindigkeit niedrig ist, wird der Abstand
zwischen den Schlitzimpulsen 33' und 34' als weit erfaßt. Die Zählung A des Zählers 21 ist der Nähmaschinengeschwindigkeit
proportional. Der CPU 18 bestimmt die Nähmaschinengeschwindigkeit durch die
Zählung ß> des Zählers 21 und liest einen der Nähmaschinengeschwindigkeit
entsprechenden Bewegungssteuerwert aus demSpeicherschaltkreis 19 aus.
Die Stützplatte 12 ist an der Riemenscheibe 28 so befestigt, daß ein Bezugsschlitz, z. B. der Geschwindigkeitserf
assungsschlitz 33 mittels des Fotounterbrechers 16 erfaßt wird, wenn die Riemenscheibe
28 sich bei einem crfrearKrrBezugswellenwinkel befindet,
z. B. 1/8 Zyklus vor dem Nadellösepunkt. Wie in Figur 7 dargestellt, sind in dem Speicherschaltkreis
19 verschiedene Bewegungssteuerwerte entsprechend den verschiedenen Nähmaschinengeschwindigkeiten so gespeichert,
daß, wenn die Nähmaschinengeschwindigkeit der Bezugswert ist, z. B. A 100 äc. 200, der geeignetste
Bewegungssteuerwert 1, z..B. der erste Impuls von den Schlitzen 30 * bis 3O.g zugeführt wird.
Die Bewegungssteuerwerte sind imSpeicherschaltkreis als Anzahl der Schlitzimpulse gespeichert.
- 11 -
Es wird angenommen, daß die Nähmaschine bei der in
Figur 5 gezeigten Nadelstangenkurve 1 arbeitet und der CPU 18 die Zählung ß>
= 1600 aus dem Zähler 21 ausliest. Der CPU ließ den Bewegungssteuerwert
16 aus dem Speicherschaltkreis entsprechend der Zählung ρ = 1600 aus, wie in Figur 7 dargestellt.
Der CPU 18 betätigt den Zähler 22, so daß Schlitzimpulse
3' bis 30'4q nach dem vorbestimmten Abstand 32
aufeinanderfolgend durch den Fehler 22 gezählt werden.
Die Zählung wird mit dem Bewegungssteuerwert verglichen. Wenn der Schlitzimpuls 30' ß dem CPU
zugeführt wird,und die Zählung des Zählers 22 16 ist, führt der CPU 18 den Schlitzimpuls 30'
nach der Zahl auf der Grundlage der Koordinateninformation des Nähmusters dem Antriebsschaltkreis
23 als Antriebsimpuls 8 zu. Auf diese Weise werden die Impulsmotore 24 und 25 angetrieben, um die
Spannvorrichtung um eine vorbestimmte Strecke zu bewegen.
Wie beschrieben, werden 16 Impulse entsprechend den Schlitzimpulsen 30'. bis 30'.^ als Verzögerungsimpuls verwendet, um den Bewegungspunkt 7 (Figur 5)
auszuwählen und der Schlitzimpuls 30' 6 wird den Impulsmotoren als erster Antriebsimpuls zugeführt.
Die Impulsmotore wirken nach eurer Verzögerungszeit Q^,'
jedoch wird der Bewegungspunkt 7 automatisch an einem Punkt des oberen Wellenwinkels vor der Verzögerungszeit#L
ausgewählt, so daß die Antriebsperiode 9 innerhalb der Bewegungsperiode 3 liegt. Somit wird
- 12 -
■" ' "■' 352745A
43
ein Werkstück genau innerhalb der Bewegungsperiode bewegt.
Wenn die Nähmaschinengeschwindigkeit verglichen zur Nadelstangenkurve 1 verdoppelt wird und der Kurve
in Figur 5 folgt, zählt der Zähler [$= 800 zwischen
den geschwindigkeitserfassenden Schlitzimpulsen 33' und 34'. Der CPU 18 liest den Zählwert und erhält
einen Bewegungssteuerwert 8 vom Speicherschaltkreis 19, wie in Figur 7 gezeigt. In diesem Fall werden die
Schlitzimpulse 30'„ bis 30'o als Verzögerungsim-
1 O
pulse verwendet, um den Bewegungspunkt auszuwählen und der Schlitzimpuls 30'„ wird den Impulsmotoren als
erster Antriebsimpuls zugeführt. Der Schlitzimpuls 30'o ist die halbe Verzögerungszeit verglichen mit
dem oben beschriebenen Schlitzimpuls 3O'lß. Entsprechend
wird, wenn die Nähmaschinengeschwindigkeit verdoppel-t wird., der Bewegungspunkt 35 an der Kurve 2'
automatisch an einem Punkt ausgewählt, der zweifach früher dem oberen Wellenwinkel verglichenihit:dem
Bewegungspunkt 7 an der Kurve 1 liegt. Die Impulsmotore wirken nach der Verzögerungszeit ct. Der Bewegungspunkt
35 wird jedoch automatisch als ein Punkt des oberen Wellenwinkels vor der Verzögerungszeit
*1 ausgewählt. Somit liegt die Antriebsperiode 9'
der Spannvorrichtung innerhalb der Bewegungsperiode 5, die in Figur 5 dargestellt ist, und das Werkstück
wird genau innerhalb der Bewegungsperiode 5 bewegt.
- 13 -
AH
- Leerseite -
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Steuerung einer Bewegung für \
eine Nähmaschine, die vorher Nähmuster eines Werk- *■
Stücks speichert, und die mittels Impulsmotoren eine Spannvorrichtung, die das Werkstück hält, entsprechend
der Nähmusterinformation antreibt, gekennzeichnet durch:
- einen Speicher, der die Bewegungssteuerwerte zur Steuerung des Eingabezeitpunkts des Antriebsimpulses
für die Impulsmotore entsprechend den Nähmaschinengeschwindigkeiten speichert;
- einen Impulsgenerator, der mindestens zwei mit der Nähmaschineengeschwindigkeit synchrone Geschwindigkeitsimpulse
erzeugt und dann eine Antriebsimpulsfolge für die Impulsmotore erzeugt;
ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON CO 89} 911087 · TELEX 5-29619 CPATHE) · TELEKOPIERER 91 S3
- einen Fühler zur Erfassung der Nähmaschinengeschwindigkeit
von den Nähmaschinengeschwindigkeitsimpulsen; und durch
- eine Steuerung, die den Geschwindigkeitssteuerwert entsprechend dem Ausgang des Fühlers liest und einen
Teil des Antriebsimpulses entsprechend dem Bewegungssteuerungswert als Regulierungsimpuls für den Eingabezeitpunkt
verwendet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn vorbestimmte
Impulse von dem Impulsgenerator bei einer vorbestimmten Maschinengeschwindigkeit und bei einem vorbestimmten
oberen Wellenwinkel zugeführt werden, der Speicher die Bewegungssteuerungswerte entsprechend
den verschiedenen Nähmaschinengeschwindigkeiten als Antriebsimpulszahl auf der Grundlage einer vorbestimmten
Antriebsimpulszahl mit einer vorbestimmten Beziehung zu den vorbestimmten Impulsen als Bezugswert speichert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator
- eine Stützplatte, die einen ersten Schlitz für die Nähmaschinengeschwindigkeit, einen zweiten,
vom ersten Schlitz in einem bestimmten Abstand angeordneten Schlitz für die Nähmaschinengeschwindigkeit
und mehere gleichmäßig voneinander beabstandete, in einem vorbestimmten Abstand vom zweiten Schlitz angeordnete
Schlitze aufweist, und
- einen Fotounterbrecher mit einem lichtemittierenden Element und einem lichtaufnehmenden Element,
die einander gegenüberliegend quer über der Platte angeordnet sind, umfaßt,
wobei die Stützplatte in einer vorbestimmten Stellung zu einer Riemenscheibe angeordnet ist.
wobei die Stützplatte in einer vorbestimmten Stellung zu einer Riemenscheibe angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch I1 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Fühler einen ersten Zähler zum Zählen von Taktimpulsen mit konstanter
Periode zwischen den zwei Geschwindigkeitsimpulsen umfaßt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die
Steuerung einen zweiten Fehler, der aufeinanderfolgend die Antriebsimpulse zählt, und einen Steuerschaltkreis,
umfassend den Bewegungssteuerungswert und den Zählwert des zweiten Zählers, der Antriebsimpulse aufeinanderfolgend den Impulsmotoren zuführt,
wenn der Zählwert den Bewegungssteuerungswert erreicht, umfaßt.
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