DE3637555A1 - Steuereinrichtung fuer eine naehmaschine - Google Patents
Steuereinrichtung fuer eine naehmaschineInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerein
richtung für eine Nähmaschine gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Bei einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Elektromotors
einer Nähmaschine derart, daß sie eine obere Nadelposition
beibehält, wenn der Elektromotor anhält, bestand bei dem Stand
der Technik das Problem, daß die Nadel in Folge der auf die
Nähmaschine einwirkende Last nicht immer genau in der oberen
Position anhält und die Nadelposition weicht von einer ge
nauen oberen Position ab. Im ungünstigsten Fall hält der
Elektromotor in einem Zustand an, bei dem die Nadel durch
einen Stoff hindurchsticht und eine Bedienperson kann den
Stoff nicht von der Nähmaschine entfernen. Um diese oben
erwähnte Schwierigkeit zu verhindern wird an dem Elektromotor
eine elektromagnetische Bremsvorrichtung angeordnet, die eine
Bremsspule, ein magnetisches Glied und einen Bremsbelag
enthält. Bei einer derartigen Ausführung wird ein kleiner
Aktivierungsstrom ständig der Bremsspule zugeführt, nachdem
der Elektromotor in der oberen Nadelposition angehalten
wurde. Damit wird die Nadel in der oberen Position festgehal
ten.
Bei dem oben erwähnten Verfahren nach dem Stand der Technik
wird das Festhalten der Nadelposition durch das Fließen eines
kleinen Aktivierungsstroms in der Bremsspule bewirkt und die
Steuereinrichtung ist verhältnismäßig einfach aufgebaut,
beispielsweise aus einem Transistorschaltkreis zum Ansteuern
der Bremsspule und einem Begrenzungswiderstand. Jedoch ist
die elektromagnetische Bremsvorrichtung zusätzlich zu dem
Elektromotor erforderlich und damit ist ein aufwendiger
Mechanismus erforderlich und daher ist er hinsichtlich seiner
Gesamtkosten teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrich
tung für eine Nähmaschine anzugeben, die das oben genannte
Problem mit geringen Kosten beseitigt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch
1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Steuereinrichtung für die Nähmaschine gemäß der vorlie
genden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich
zu den herkömmlichen Teilen vorgesehen sind: ein Impulsgene
rator zum Erzeugen einer Mehrzahl von Impulssignalen, die der
Umdrehung des Elektromotors entsprechen, eine Geschwindig
keitssteuereinrichtung, zum Steuern der Umdrehungsgeschwin
digkeit des Elektromotors, so daß sie mit einer vorgegebenen
Umdrehungsgeschwindigkeit übereinstimmt, eine Drehrichtungs
erkennungseinrichtung zum Erkennen einer Drehrichtung des
Elektromotors, eine Zählereinrichtung zum Zählen von Aus
gangssignalen des Impulsgenerators, eine Umsetzereinrichtung
zum Umsetzen eines Ausgangs eines Absolutwertschaltkreises
und eine Vergleichereinrichtung zum Vergleichen eines Ge
schwindigkeitseinstellwerts mit einem Absolutwert eines
Absolutwertschaltkreises.
Folglich enthält die Steuereinrichtung für eine Nähmaschine
gemäß der vorliegenden Erfindung einen Elektromotor zum
Antreiben der Nähmaschine, einen mit dem Elektromotor verbun
denen Drehungskodierer zum Erzeugen von Impulssignalen, die
der Umdrehung des Elektromotors entsprechen, eine Geschwin
digkeitseinstelleinrichtung zum Einstellen der Umdrehungsge
schwindigkeit des Elektromotors, eine Geschwindigkeitssteuer
einrichtung zum Steuern der Umdrehungsgeschwindigkeit des
Elektromotors in Übereinstimmung mit einem durch die Ge
schwindigkeitseinstelleinrichtung eingestellten Wert der
Umdrehungsgeschwindigkeit, eine Drehrichtungsermittlungsein
richtung zum Ermitteln der Drehrichtung des Elektromotors,
eine Zählereinrichtung zum Hinzuzählen oder Abziehen der
Anzahl von Impulssignalen, die den Ausgangssignalen der
Drehrichtungsermittlungseinrichtung entsprechen, eine Ver
gleichereinrichtung zum Vergleichen und zum Erkennen der
Übereinstimmung von von der Zählereinrichtung abgegebenen
Daten und einem vorgegebenen Wert um dabei die Zählereinrich
tung zurückzusetzen, eine Umsetzereinrichtung zum Umsetzen
der von der Zählereinrichtung abgegebenen Daten in den Ein
stellwert und eine Schaltereinrichtung zum Auswählen eines
Ausgangssignals der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung
während der Drehung des Elektromotors und zum Auswählen eines
Ausgangssignals der Umsetzereinrichtung während des Anhaltens
des Elektromotors.
Bei der vorliegenden Erfindung zählt die Zählereinrichtung
die Anzahl von Impulssignalen, die der Anzahl der Impulse
eines Ausgangssignals der Drehrichtungserkennungseinrichtung
entspricht und erzeugt einen resultierenden Wert. Der resul
tierende Zählwert wird mit einem vorgegebenen Wert durch die
Vergleichereinrichtung verglichen und wenn der resultierende
Wert den vorgegebenen Wert erreicht und mit diesem überein
stimmt erzeugt die Vergleichereinrichtung ein Signal zum
Zurücksetzen der Zählereinrichtung. Andererseits erzeugt die
Umsetzereinrichtung ein Signal zum Erzeugen eines Haltemo
ments des Elektromotors durch Umsetzen des resultierenden
Werts in eine vorgegebene Umdrehungsgeschwindigkeit.
Ein Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung gemäß der
Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 2 eine Ausführungsform eines Umsetzschaltkreises;
Fig. 3 eine Ausführungsform eines Vergleicherschaltkreises;
Fig. 4 eine graphische Darstellung, die einen Verlauf eines
Drehmoments eines Elektromotors in Abhängigkeit von
der Abweichung der Nadelposition zeigt und
Fig. 5 eine graphische Darstellung, die einen Verlauf des
Drehmoments des Elektromotors zeigt, wenn eine ein
stellbare Verstärkung eines Umsetzerschaltkreises als
Parameter dient.
Ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Steuerein
richtung für eine Nähmaschine gemäß der vorliegenden Erfin
dung ist in Fig. 1 gezeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 gibt
ein Bewegungsbefehlschaltkreis 1 ein Signal zum Starten oder
zum Anhalten eines Elektromotors 18 ab, wenn ein (nicht
dargestellter) Hauptschalter geschlossen bzw. geöffnet wird
oder eine Bedienperson auf ein (nicht dargestelltes) Steuer
pedal tritt bzw. es in einer neutralen Stellung hält. Ein
Nadelpositionsdetektor 2 enthält einen Magnet, der an einer
Welle der Nähmaschine 17 befestigt ist und eine Hallvorrich
tung oder einen Photosensor zum Abtasten der Drehung einer
rotierenden Reflektionsscheibe und er gibt ein Nadelposi
tionssignal Nd ab, wenn sich die Nadel in einer unteren
Position oder einer oberen Position befindet. Ein Geschwin
digkeitseinstellschaltkreis 4 gibt ein Geschwindigkeitsein
stellsignal PS ab, das einer Stellung eines heruntergedrück
ten Pedals oder einem Wert entspricht, der durch einen (nicht
dargestellten) veränderbaren Widerstand eingestellt wird.
Eine mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnete Einrichtung ist
eine Zähler. Ein Absolutwertschaltkreis 6 enthält einen
logischen Schaltkreis. Ein Umsetzerschaltkreis 7 enthält
einen Multiplizierer 23 und Schalter S 0, S 1, S 2 und S 3 zum
Einstellen eines Multiplikators des Multiplizierers 23. Ein
Datenselektor 8, monostabile Multivibratoren 9 und 10 und ein
UND-Glied 11 werden aus diskreten ICs gebildet. Ein Verglei
cherschaltkreis 12 enthält Schalter S 4, S 5, S 6 und S 7 zum
Einstellen eines vorgegebenen digitalen Datenwerts, zwei
D/A-Umsetzer 24 und 25 und einen Vergleicher 26. Ein Rück
setzschaltkreis 13 gibt ein Rücksetzsignal Rs ab, wenn eine
Spannungsquelle mit dem Steuerkreis verbunden wird. Ein
Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 15 gibt ein Ausgangssignal
Im an einen Treiberschaltkreis 16 ab. Der Treiberschaltkreis
16 steuert den Elektromotor 18 an, der direkt oder über einen
Antriebsriemen mit der Nähmaschine 17 verbunden ist. Der
Treiberschaltkreis 16 enthält einen Leistungstransistor und
einen Spannungsversorgungsschaltkreis für den Elektromotor
18. Ein Drehungskodierer 19 enthält beispielsweise einen
mehrpoligen Magneten, der mit der Welle des Elektromotors 18
gedreht wird und einen magnetischen Sensor, wie beispielswei
se eine magnetische Widerstandsanordnung und erkennt die
Drehung des Elektromotors. Ein bekannter Drehungskodierer
enthält eine rotierende Scheibe, die mit Schlitzen versehen
ist und zwei Photosensoren sind ebenfalls üblich. Bei diesen
Drehungskodierern werden die Drehrichtungen der Wellen durch
die bekannte Verarbeitung von zwei Folgen von Ausgangssigna
len ermittelt, bei denen die Phasendifferenz 90° beträgt.
Ein Vierimpulse-Schaltkreis 20 erzeugt vier Impulssignale Pe
an der ansteigenden Flanke und der abfallenden Flanke bei
beiden Folgen der Ausgangssignale des Drehungskodierers. Ein
Geschwindigkeitsermittelungsschaltkreis 21 gibt ein tatsäch
liches Geschwindigkeitssignal Nf ab, das die tatsächliche
Geschwindigkeit des Elektromotors 18 durch Verarbeitung des
Vierimpulsesignals Pe in einem Zeitgeber und einen darin
enthaltenen Berechnungsschaltkreis ermittelt. Ein Drehrich
tungsermittlungsschaltkreis 22 ermittelt die Drehrichtung des
Elektromotors 18 durch die bekannte Verarbeitung der Phasen
differenz zwischen den oben erwähnten zwei Folgen von Impuls
signalen des Drehungskodierers. Auf diese Weise wird ein die
Drehrichtung angebendes Signal Rd ausgegeben und dem Zähler
und dem Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 15 zugeführt.
Die Funktion der Steuereinrichtung für die Nähmaschine wird
im folgenden erläutert:
Zunächst wird ein Ausgangssignal S zum Starten der Steuerein
richtung für die Nähmaschine von dem Bewegungsbefehlsschalt
kreis 1 abgegeben und der Geschwindigkeitseinstellschaltkreis
4 gibt ein Signal ab, daß einem Geschwindigkeitseinstellwert
Ps entspricht, der durch die Betätigung des Pedals einge
stellt wird. Der Ausgang Bs des Nadelpositionsbestätigungs
schaltkreises 3 nimmt den Wert "L" eines logischen Pegels an,
wodurch ein Datenselektor 8 derart eingestellt wird, daß er
den oben erwähnten Geschwindigkeitseinstellwert Ps auswählt.
Dann wird ein Ausgangssignal Ns, das dem Geschwindigkeitsein
stellwert Ps entspricht von dem Datenselektor 8 abgegeben.
Der Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 15 wird durch das
Ausgangssignal Ns gesteuert und gibt ein Ausgangssignal Im
ab. Das Ausgangssignal Im wird dem Treiberschaltkreis 16
zugeführt. Damit wird der Elektromotor 18 derart angesteuert,
daß die Differenz zwischen dem Ausgangssignal Ns und dem Wert
des tatsächlichen Geschwindigkeitssignals Nf möglichst klein
wird. Folglich dreht sich der Elektromotor 18 mit einer
Umdrehungsgeschwindigkeit, die dem Geschwindigkeitseinstell
wert Ps entspricht.
Ein Vorgang zum Anhalten der Nähmaschine 17 wird im folgenden
erläutert:
Wenn ein Ausgangssignal S zum Anhalten der Nähmaschine von
dem Bewegungsbefehlsschaltkreis 1 durch Betätigung des Pedals
abgegeben wird gibt der Geschwindigkeitseinstellschaltkreis 4
einen Geschwindigkeitseinstellwert Ps ab, der veranlaßt, daß
sich der Elektromotor 18 mit einer vorgegebenen kleinen
Geschwindigkeit, beispielsweise einer Umdrehungsgeschwindig
keit von 10% der normalen Umdrehungsgeschwindigkeit während
einer vorgegebenen anfänglichen Zeitdauer, beispielsweise 0,1
bis 0,5 Sekunden dreht. Somit gibt der Geschwindigkeits
steuerschaltkreis 15 ein Signal zum Bremsen des Elektromotors
18 ab, um die Differenz zwischen dem Geschwindigkeitssollwert
Ps, der eine kleine Geschwindigkeit anzeigt und dem Wert des
tatsächlichen Geschwindigkeitssignals Nf zu vermindern. Das
Ausgangssignal Bs des Nadelpositionsbestätigungsschaltkreises
3 ändert sich in "H" des logischen Pegels wenn der Wert des
tatsächlichen Geschwindigkeitssignals Nf den Wert des Ge
schwindigkeitssollwerts Ps erreicht. Dann, wenn eine anstei
gende Flanke des Nadelpositionssignals Nd erkannt wird wird
das Ausgangssignal Bs mit dem logischen Pegel "H" dem Ge
schwindigkeitseinstellschaltkreis zugeführt und das Geschwin
digkeitseinstellsignal Ps des Geschwindigkeitseinstell
schaltkreises 4 ändert sich in "L". Der Geschwindigkeits
steuerschaltkreis 15 gibt ein Signal zum Bremsen und zum
Anhalten des Elektromotors 18 ab. Andererseits bleibt der
logische Pegel eines Ausgangssignals Tm des monostabilen
Multiplikators 10, der durch das Ausgangssignal Bs ausgelöst
wurde auf "L" während einer vorgegebenen Zeitdauer, die
erforderlich ist, den Elektromotor 18 anzuhalten und nach der
vorgegebenen Zeitdauer ändert sich der logische Pegel des
Ausgangssignals Tm in "H". Gleichzeitig ändert sich der
logische Pegel des Ausgangs des UND-Glieds 11 in "H". Damit
wird der Datenselektor 8 derart umgeschaltet, daß er das
Geschwindigkeitseinstellausgangssignal Ms des Umsetzerschalt
kreises 7 auswählt und gleichzeitig wird ein lmpulssignal Pm
von dem monostabilen Multiplikator 9 abgegeben. Das Impuls
signal Pm setzt über das ODER-Glied 14 den Zähler 5 zurück.
Eine Ausführungsform des Umsetzerschaltkreises 7 und des
Vergleicherschaltkreises 12 sind in den Fig. 2 bzw. 3 darge
stellt. In Fig. 2 enthält der Umsetzerschaltkreis 7 Wider
stände R 0, R 1, R 2 und R 3, Schalter S 0, S 1, S 2 und S 3 zum
Auswählen der Widerstände und einen Multiplizierer 23. Der
Multiplizierer 23 verarbeitet Daten, die aus vier Bits gebil
det werden und erzeugt Daten, die aus acht Bits gebildet
werden. In Fig. 3 enthält der Vergleicherschaltkreis 12
Widerstände R 4, R 5, R 6 und R 7, Schalter S 4, S 5, S 6 und S 7 zum
Auswählen der Widerstände, die D/A-Umsetzer 24 und 25 und
einen Vergleicher 26.
Wenn die vorgegebene Zeitdauer, die notwendig ist, um den
Elektromotor 18 anzuhalten verstreicht, wird der Zähler 5
zurückgesetzt. Wenn nach dem Anhalten des Elektromotors 18
eine Macht an der Nähmaschine 17 angreift, beispielsweise in
der Vorwärtsdrehrichtung der Nähmaschine, wird dabei der
Elektromotor 18 gedreht. Der Drehungskodierer 19 dreht sich
mit dem Elektromotor 18 und die abgegebenen zwei Folgen von
Impulssignalen A und B des Drehungskodierers 19 werden dem
Vierimpulseschaltkreis 20 zugeführt. Die von dem Vierimpulse
schaltkreis 20 abgegebenen vier Impulssignale Pe werden dem
Zähler 5 zugeführt und bewirken, daß der Zählerstand des
Zählers 5 in Übereinstimmung mit dem die Drehrichtung anzei
genden Signal Rd, das der Last in Vorwärtsrichtung ent
spricht, vermindert wird und das resulierende Signal Cn wird
von dem Zähler 5 an den Absolutwertschaltkreis 6 abgegeben.
Da der Zähler 5 auf seinen Anfangszustand zurückgesetzt wird,
wird der Zählwert bei dem oben erwähnten Zählprozess eine
negative Zahl und dann wird ein Entlehnungssignal B 0 abgege
ben. Der Absolutwertschaltkreis 6 gibt einen Absolutwert Ca
unter Verwendung des oben erwähnten resultierenden Signals Cn
und des Entlehnungssignals B 0 ab. Der Absolutwert Ca wird mit
einem Multiplizierwert Sg, der durch die Schalter S 0, S 1, S 2
oder S 3 in dem Umsetzschaltkreis 7 eingestellt wird multipli
ziert und dadurch wird das Signal Cn des Zählers 5 in einen
Geschwindigkeitseinstelldatenwert umgesetzt und ein Ausgangs
wert Ms des Geschwindigkeitseinstellwertsignals wird abgege
ben. Dann steuert der Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 15
die Drehung des Elektromotors 18 in einer umgekehrten Dreh
richtung, da das Entlehnungssignal B 0 ausgegeben wird und das
tatsächliche Geschwindigkeitssignal Nf ist im wesentlichen
Null.
Wenn die auf die Nähmaschine einwirkende Last allmählich
zunimmt, nimmt ein Absolutwert Ca des resultierenden Signals
Cn des Zählers 5 proportional zu dem Ausgangswert Ms des
Geschwindigkeitseinstellwertsignals zu und damit nimmt das
Ausgangssignal Im des Geschwindigkeitssteuerschaltkreises 15
entsprechend dem Geschwindigkeitseinstellwert Ps zu. Danach
weist das Ausgangssignal Im einen Wert auf, der proportional
zu der Differenz zwischen dem Geschwindigkeitseinstellwert
und dem tatsächlichen Geschwindigkeitssignal Nf sich ändert
und es ergibt sich ein Wert zum Festlegen des Stroms des
Elektromotors 18, der über den Treiber 16 angesteuert wird.
Das tatsächliche Geschwindigkeitssignal Nf wird etwa Null, da
die Änderung der Last sehr langsam erfolgt und deshalb fließt
ein Strom mit einem Wert, der dem Geschwindigkeitseinstell
signal Ms entspricht in den Elektromotor 18.
Für den Fall, daß ein Gleichstrommotor als Elektromotor 18
verwendet wird, dreht sich, da das Drehmoment proportional zu
dem durch den Motor fließenden Strom ist, der Elektromotor 18
mit einem Drehmoment entsprechend dem Ausgangswert Ms des
Geschwindigkeitseinstellwertsignals.
Andererseits wird, für den Fall, daß die Last sich langsam in
der Rückwärtsrichtung der Nähmaschine verändert, das Signal
Rd zum Ermitteln der Drehrichtung für eine Bestimmung der
umgekehrten Drehrichtung abgegeben und damit wird das Vier
impulsesignal Pe in dem Zähler 5 addiert und das resultieren
de Signal Cn wird von dem Zähler 5 abgegeben. Zu diesem Zeit
punkt wird das Entlehnungssignal B 0 nicht erzeugt. Der Ge
schwindigkeitssteuerschaltkreis 15 erzeugt den Ausgangswert
Im des Stromermittlungswertsignals, um den Elektromotor 18 in
der Vorwärtsdrehrichtung zu drehen. Der Treiber 16 steuert
den Elektromotor 18 entsprechend dem Strombestimmungswert
signal an.
Wenn, wie oben erwähnt, die auf die Nähmaschine einwirkende
Last in der Vorwärts- oder in der Rückwärtsrichtung verändert
wird, wird der Elektromotor derart angesteuert, daß er die
Änderung durch eine Rückkopplung ausgleicht. Andererseits
erwartet die Bedienperson, daß in dem ruhenden Zustand der
Nähmaschine die Position der Nadel bei dem oben erwähnten
Steuersystem bewegt wird, beispielsweise um einen Faden durch
das Nadelöhr zu schieben. Ein Steuervorgang ist vorgesehen,
um die Bewegung der Nadelposition in dem oben erwähnten Fall
zu ermöglichen.
Eine Ausführungsform des Vergleicherschaltkreises 12 ist in
Fig. 3 dargestellt. Ein Digitalwert St zum Entscheiden des
Drehwinkels der Nähmaschine wird durch die manuell betätigten
Schalter S 4, S 5, S 6 oder S 7 eingestellt. Der Digitalwert St
wird durch den Digitalanalogumsetzer 24 in einen Analogwert
St′ umgesetzt. Die Absolutwertdaten Ca werden durch den
Digitalanalogumsetzer 25 in einen Analogwert Ca′ umgesetzt.
Die Analogwerte St′ und Ca′ werden mittels eines Vergleichers
26 verglichen und wenn der Analogwert Ca′ mit dem Analogwert
St′ übereinstimmt nimmt ein Ausgangssignal Cb des Verglei
chers 26 den logischen Pegel "H" an und der Zähler 5 wird
über das ODER-Glied 14 zurückgesetzt.
Wenn der Zähler 5 zurückgesetzt ist, wird dessen Zählwert
Null und das Absolutwertausgangssignal Ca und der
Geschwindigkeitseinstellwert Ms werden Null und damit wird
der durch den Elektromotor fließende Strom Null. Dies hat zur
Folge, daß eine Bedienperson die Nadelposition von Hand frei
einstellen kann.
Wie oben erwähnt wurde, stellen die Daten St einen derartigen
Bereich eines Positionsänderungsbereichs ausgehend von einer
Ausgangsposition dar, die durch eine Regelung möglich ist.
Dieser Wert zeigt den Wert des Stromes durch den Elektromotor
oder das Drehmoment an. Die Last der normalen Nähmaschine
wird durch den oben erwähnten rückgeführten Steuerkreis
gesteuert. Wenn die Versorgungsspannung an den Steuerschalt
kreis angelegt wird wird ein Rücksetzsignal Rs erzeugt und
der Zähler 5 wird in seinen Ausgangszustand zurückgesetzt und
damit wird eine fehlerhafte Arbeitsweise des Elektromotors
verhindert.
Ein charakteristischer Kurvenverlauf des Drehmoments in
Abhängigkeit von der Drehstellung des Elektromotors ist in
Fig. 4 gezeigt. Wenn beispielsweise, unter Bezugnahme auf
Fig. 4, eine Last der Nähmaschine in Vorwärtsrichtung vor
liegt wird ein in Rückwärtsrichtung gerichtetes Drehmoment
des Elektromotors erzeugt, wie es durch eine Drehmomentlinie
I gezeigt ist. Wenn die Nadelposition durch eine Zunahme der
Last weiter verschoben wird und die Drehposition den Ein
stellwert St erreicht, erreicht das nach rückwärts gerichtete
Drehmoment einen Wert, der durch einen Punkt "a" dargestellt
ist. Wenn die Bewegung der Nadelposition voranschreitet
springt die graphische Darstellung des rückwärts gerichteten
Drehmoments von der Drehmomentlinie I zu der Drehmomentlinie
II und das Drehmoment des Elektromotors wird Null (Punkt "b").
Weiterhin ändert sich, wenn die Bewegung der Nadel weiter
fortschreitet, das nach rückwärts gerichtete Drehmoment des
Elektromotors längs der Drehmomentlinien b-c und d-e.
Wenn im Gegensatz hierzu eine nach rückwärts gerichtete
Drehlast auf die Nähmaschine einwirkt, ändert sich das Dreh
moment des Elektromotors längs der Drehmomentlinien zwischen
o-f und g-h. Wenn, wie oben erwähnt wurde, die Nähmaschi
ne von Hand in Drehung versetzt wird, wird in dem Elektromo
tor ein Drehmoment erzeugt, das durch eine Sägezahnform
dargestellt ist, wobei die maximalen Drehmomente durch die
vorgegebenen Werte Ta oder -Ta festgelegt sind. Bei der
normalen Arbeitsweise der Nähmaschine ist die auf die Nähma
schine einwirkende Last klein und sie liegt unterhalb des
maximalen Drehmoments ±Ta und damit liegt der Bereich des
Drehmoments innerhalb eines Wertes, der durch die Drehmoment
linie I gezeigt ist und die Nadel hält innerhalb einer klei
nen Positionsabweichung von der vorgegebenen Position an.
Bei dieser Ausführungsform sind die Drehmomentlinien I, II,
III und IV durch gerade Linien gezeigt, aber verschiedene
Drehmomentlinien sind durch verschiedene Ausgestaltungen des
Geschwindigkeitssteuerkreises 15 möglich. Eine Drehmomentli
nie, die ein Drehmoment erzeugt, das der zusätzlichen Last
entgegengerichtet ist, was beispielsweise durch eine Kurve
gezeigt ist, ist bei der vorliegenden Erfindung verwendbar.
Die Steigung der oben erwähnten Drehmomentlinie zeigt eine
Verstärkung im Steuersystem. Wenn die Verstärkung kleiner ist
als ein vorgegebener Wert nimmt die Positionsabweichung in
einem Zustand, in dem die Last und das Drehmoment gleich groß
sind zu. Wenn im Gegensatz hierzu die Verstärkung größer wird
besteht die Gefahr, daß das Steuersystem instabil wird.
Deshalb ist eine geeignete Verstärkung des Steuersystems
erforderlich. Um eine geeignete Verstärkung des Steuersystems
zu erreichen, wird ein zu multiplizierender Koeffizient in
dem Multiplizierschaltkreis durch die Schalter S 0, S 1, S 2
oder S 3 in dem Umsetzerschaltkreis 7 eingestellt, wodurch die
Verstärkung des Umsetzerschaltkreises 7 veränderbar ist.
Das Drehmoment des Elektromotors, das der Differenz der
Drehposition entspricht, ist in Fig. 5 gezeigt. Unter Bezug
nahme auf Fig. 5 zeigt eine gestrichelte Linie V eine Dreh
momentlinie, bei der die Verstärkung des Umsetzerschaltkrei
ses 7 größer ist als die der Drehmomentlinie VI. Wenn eine
Last mit einem Drehmoment T 1 angelegt wird werden die jewei
ligen Positionsabweichungen, die den Drehmomentlinien V und
VI entsprechen durch die Punkte P 1 bzw. P 2 dargestellt. Die
Positionsabweichung P 1 ist gemäß der Drehmomentlinie V klei
ner als die Positionsabweichung P 2 gemäß der Drehmomentlinie
VI. Da bei der vorliegenden Erfindung das Drehmoment für die
Kompensation einer auf die Nähmaschine einwirkenden Last
einstellbar ist, kann die Nähmaschinensteuereinrichtung für
verschiedene Arten von Nähmaschinen verwendet werden.
Claims (8)
1. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine mit einem Elektro
motor zum Antreiben der Nähmaschine,
gekennzeichnet durch einen mit dem Elek
tromotor (18) verbundenen Drehungskodierer (19) zum Erzeugen
von Impulssignalen, die der Drehung des Elektromotors (18)
entsprechen, eine Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (4) zum
Einstellen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors
(18), eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung (15) zum Steuern
der Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors (18) in
Übereinstimmung mit einem eingestellten Wert der durch die
Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (4) eingestellten Umdre
hungsgeschwindigkeit, eine Drehrichtungserkennungseinrichtung
(22) zum Ermitteln der Drehrichtung des Elektromotors (18),
eine Zählereinrichtung (5) zum Hinzuaddieren oder Abziehen
einer Anzahl von Impulssignalen, die den Ausgangssignalen der
Drehrichtungserkennungseinrichtung (22) entsprechen, eine
Vergleichereinrichtung (12) zum Vergleichen und zum Erkennen
der Übereinstimmung von von der Zählereinrichtung (5) abgege
benen Daten und einem vorgegebenen Wert, um dabei die Zähler
einrichtung (5) zurückzusetzen, eine Umsetzereinrichtung (7)
zum Umsetzen der von der Zählereinrichtung (5) abgegebenen
Daten in den Einstellwert und eine Schalteinrichtung (8) zum
Auswählen eines Ausgangssignals der Geschwindigkeitseinstell
einrichtung (4) während der Drehung des Elektromotors (18)
und zum Auswählen eines Ausgangssignals der Umsetzereinrich
tung (7) während des Anhaltens des Elektromotors (18).
2. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichereinrichtung (12)
eine Mehrzahl von Schaltern (S 4-S 7) zum Auswählen eines der
vorgegebenen Werte enthält, die das Zurücksetzen der Zähler
einrichtung (5) steuern.
3. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzereinrichtung
(7) eine Verstärkungseinstelleinrichtung enthält, die eine
Mehrzahl von Schaltern (S 0-S 3) und einen Multiplizierer (23)
aufweist und die den Zählwert mit einem durch die Verstär
kungseinstelleinrichtung eingestellten Wert multipliziert.
4. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählerein
richtung (5) eine Rücksetzeinrichtung zum Zurücksetzen der
Zählereinrichtung (5) beim Zuführen der Versorgungsspannung
enthält.
5. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine mit einem Elektro
motor zum Antreiben der Nähmaschine, gekennzeichnet durch
einen mit dem Elektromotor (18) verbundenen Drehungskodierer
zum Erzeugen von zwei Folgen von Impulssignalen, die eine
Phasendifferenz von 90° gegeneinander aufweisen und die in
der Drehung des Elektomotors (18) zugeordnet sind, eine
Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (4) zum Einstellen der
Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors (18), eine Ge
schwindigkeitssteuereinrichtung (15) zum Steuern der Umdre
hungsgeschwindigkeit des Elektromotors (18) in Übereinstim
mung mit einem eingestellten Wert der durch die Geschwindig
keitseinstelleinrichtung (4) eingestellten Umdrehungsge
schwindigkeit, eine Drehrichtungsermittlungseinrichtung (22)
zum Ermitteln der Drehrichtung des Elektromotors durch die
Phasendifferenz zwischen den beiden Folgen von Impulssigna
len, eine Zählereinrichtung (5) zum Hinzuaddieren oder Ab
ziehen der Anzahl von Impulssignalen, die einen gezählten
Wert darstellen und die den Ausgangssignalen der Drehrich
tungsermittlungseinrichtung (22) entsprechen, eine Verglei
chereinrichtung (12) zum Vergleichen und zum Erkennen der
Übereinstimmung von von der Zählereinrichtung (5) abgegebenen
Daten und einen vorgegebenen Wert um dabei die Zählereinrich
tung (5) zurückzusetzen, eine Umsetzereinrichtung (7) zum
Umsetzen der von der Zählereinrichtung (5) abgegebenen Daten
in den Geschwindigkeitseinstellwert, und eine Schalteinrich
tung (8) zum Auswählen eines Ausgangssignals der Geschwindig
keitseinstelleinrichtung (4) während einer Drehung des Elek
tromotors (18) und zum Auswählen eines Ausgangssignals der
Umsetzereinrichtung (7) während des Anhaltens des Elektromo
tors (18).
6. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichereinrichtung (12)
eine Mehrzahl von Schaltern (S 4-S 7) zum Auswählen eines der
vorgegebenen Werte enthält, die das Zurücksetzen der Zähler
einrichtung (5) steuern.
7. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine nach Anspruch 5
oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzereinrichtung
(7) eine Verstärkungseinstelleinrichtung enthält, die eine
Mehrzahl von Schaltern (S 0-S 3) und einen Multiplizierer (23)
aufweist und die den Zählwert mit einem durch die Verstär
kungseinstelleinrichtung eingestellten Wert multipliziert.
8. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine nach einem der
Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählerein
richtung (5) eine Rücksetzeinrichtung zum Zurücksetzen der
Zählereinrichtung (5) beim Zuführen der Versorgungsspannung
enthält.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60248214A JPH0655236B2 (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | ミシン制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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