DE7500146U - Zierstichnähmaschine - Google Patents

Description

Dr. E. Wiegand, Dipl.-lnrj. W. Niemanrt .'·..: ···::··' -£ 1. 75 Dr. M. Köhler, Dfcl.-hg. C. Cemiuntt- ::: ':""": ,

Hamburg CD - Kc.iigjtraße 28 //)

Telefon: 33 12 33 yj

Telex: 212979 KARP D

W. 26585/74 20/Sch

The Singer Company Elizabeth, New Jersey (V.St.A.) Zierstichnähmaschine.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nähmaschine mit Stichbildeinstrumentalitäten, die aufeinanderfolgende Stiche in einem Zierstichmuster bilden können.

In bekannten Einrichtungen werden die mit einem bestimmten Stich in Beziehung stehenden gespeicherten Informationen in der Maschine in äquivalente mechanische Stellbewegungen durch irgendeine Art eines elektro-mechanischen Addiermechanismus umgewandelt, welcher Spulen verwendet^oder ixudem ein Schrittschaltmotor mit einem Eisenrotor verwendet wird. Serartige bekannte Einrichtungen haben sich nicht»als vollständig zufriedenstellend erwiesen, und zwar wegen der

7500146 17.07.75

ihnen innewohnenden hohen mechanischen und/oder elektrischen Trägheit, welche den Spulen und/oder den Eisenrotoren zugeordnet ist und welche in ungenauer Einstellung, insbesondere bei hohen Mhgeschwindig;keiten, resultiert. Weiterhin sind diese bekannten Einrichtungen Systeme mit offener Schleife, welche keine Korrektursignale erzeugen, die proportional zum Stellungsfehler sind, und entsprechend ist bei ihnen, auch keine Möglichkeit gegeben, Ungenauigkeiten in der Einstellung zu korrigieren·

Gemäß der Erfindung ist eine Nähmaschine geschaffen mit Stichbildeinstrumentalitäten, welche aufeinanderfolgende Stiche in einem Zierstichmuster bilden können, welche einen Reversiermotor, der mit den Stichbildeinstrumentalitäten zur Steuerung der durch diese erzeugten Stiche des Zierstichmusters arbeitsmäßig verbunden ist, eine Programmsteuereinrichtung, welche Mustersignale in Beziehung zur erforderlichen Position der Stiohbildeinstrumentalitäten ausgibt, um das Zierstichmuster zu erzeugen, eine Stellungsfühleinrichtung, die durch den Motor zum übergeben von Stellungssignalen angetrieben ist, die zu der vorhandenen Stellung der Stichbildeinstruinentalitäten in Beziehung stehen, eine Einrichtung zum Vergleichen der Muster- und Stellungssignale und zum Ausgeben eines Fehlersignals, welches die Größe und das Vorzeichen eines Stellungsfehlers zwischen den vorhandenen und den geforderten Stellungen der Stichbildeinstrumentalitäten angibt, und eine Einrichtung zum Erregen des Reversiermotors um einen Betrag und in einer Richtung aufweist, um den Stellungsfehler zu verringern.

Gemäß der Erfindung ist eine Nähmaschine mit Stichbildeinstrumentalitäten, die über einen vorher bestimmten Ber.eich zwischen Stichen einstellbar steuerbar sind, um ein Stichmuster zu erzeugen, mit einer Einrichtung zum Speichern von Informationen, die zum Stichmuster in Beziehung stehen, einer

7500146 17.07.75

-T-

Einricbtung zum Auswählen und Freigeben der Informationen in zeitlich gesteuerter Beziehung mit der Arbeitsweise der Nähmaschine, einer Servosteuerungseinrichtunf, die die freigegebenen Informationen als EinganpsstPllungssignale verwendet, und mit einem Linearantrieb versahen, der auf die Servosteuereinrichtung zur Stellungssteuerung der Stichbildeinstrument alitäten anspricht, um das ausgewählte Stichffiuster zu erzeugen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Pig. 1A ist eine schaubildliche Ansicht einer Nähmaschine, welche Teile eines typischen Antriebsmechanismus und eines Nadelausschwenk- un:l Arbeitsstückvorschubmechanismus zeigt und weiterhin die körperlichen Elemente zeigt, die in einer Ausführunrsform gemäß der Erfindung notwendig sind. Fig. 1B ist eine Darstellung mit auseinanderpezogenen Teilen der bevorzugten Ausführung form eines Linearantriebes, der in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung verwendet wird. Pig. 2 ist ein Blockschaltbild für eine Nähmaschine

gemäß der Erfindung.

Pig· 3 ist ein mit Einzelheiten versehenes Schaltbild der Servoverstärker und Rückkopplungs-chleifen, die in einer Nähmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Die in Pig. ΊΑ dargestellte Nähmaschine ist mit Teilen von zwei Antriebsmechanismen versehen, nämlich mit dem Stichfeld- bzw· Stichbreitenmechanismus und dem Arbeitsstückvorschubmechanismus, wobei diese Mechanismen Veränderungen in den relativen Koordinaten des aufeinanderfolgenden Nadeleindringens in das Arbeitsstück herbeiführen können.

In Fig. 1A ist in unterbrochenen Linien ein Nähmaschinengehäuse 10 gezeigt, welches ein Bett 11, einen Ständer 12, der von dem Bett 11 vorsteht, und einen Tragarm 13 aufweist,

7500146 17.07.75

welcher oberhalb des Bettes 11 angeordnet ist· Der Antriebsmechanismus der Nähmaschine weist eine Armwelle 14 und eine Unterwelle 15 auf, die durch einen nicht gezeigten Antriebsmechanismus untereinander in zeitlicher Beziehung verbunden sind. Eine Nadel 17 ist zur Hin- und Herbewegung in Längsrichtung durch eine Nadelstange 18 gehaltert, welche zur seitlichen Schwenkbewegung in einem Rahmen 19 in dem Tragarm 13 angeordnet ist. Irgendwelche nicht gezeigten bekannten Verbindungen können zwischen der Armwelle 14 und der Nadelstange 18 verwendet werden, um Hin- und Herbewegungen auf die Nadel 17 zu übertragen. Ein Antriebslenker 25 ist bei an dem Schwingrahn^n 19 schwenkbar befestigt und schafft die mechanische Verbindung zu einem elektromechanischen Antrieb 106', welcher nachfolgend beschrieben wird.

In Fig. 1A ist außerdem ein Teil eines ArbeitsstückvorschubEechanismus dargestellt, welcher unter anderem einen Stoffschieber 34 auf v/eist, der von einer Vorschubstange getragen wird. Weiterhin ist in Fig. 1A der Mechanismus gezeigt, durch den der, Stoffschieber 34 eine Arbeitsslicktransportbewegung erteilt wird, und welcher eine Arbeitsstückantriebswelle 36 aufweist, welche durch Zahnräder von der Unterwelle 15 angetrieben wird, weiterhin einen Hocken 38 an der Vorschubantriebswelle 36 und einen Lenker aufweist, der den Nocken 38 umgibt und so verbunden ist« um einen Gleitblock 40 in einem geschlitzten vorschubregelnden Führungsweg 41 hin- und herzubewegen· Ein Lenker 42 verbindet den Lenker 39 schwenkbar mit der Vorschubstange 35» so daß in Abhängigkeit von der Neigung d€is Führungsweses die Größe und die Richtung des Vorschubhubes des Stoff- ecbiebers 34 festgelegt wird.

Sie Neigung des Führungsweges 41 in der Nähmaschine gemäß der Erfindung kann durch einen elektromechanischen Vorschubantriebsteil gesteuert werden, welcher allgemein

7500146 17.07.75

nit 106 bezeichnet ist und nachfolgend beschrieben wird.

Der elektromechanische Vorschubantrieb 106 ist mit einem Lenker 46 bei 47 mit einem Schwingarm 48 schwenkbar verbunden, welcher auf einer Schwingwelle 49 befestigt ist, welche ihrerseits mit dem Führungsweg 41 fest verbunden ist·

Es können auch andere als die vorangehend beschriebenen Mittel verwendet werden. Zum Verständnis der vorliegenden Erfindung ist es ausreichend zu wissen, daß der Digitalinformationsausgang von dem Stichbildemusterspeicher in bekannten Digital-Analogumwandlern zu äquivalenten analogen Signalen umgewandelt wird, welche in der Einrichtung der Nähmaschine gemäß der Erfindung als Eingangssignal für Systeme mit geschlossener Schleife zum Beeinflussen der Stellbewegungen des bekannten Stichfeldmechanismus und des Vorschubreglers gemäß der Erfindung verwendet werden. Entsprechend werden in der Nähmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung keine Spulenantriebe, Spulen und mechanische Addiermechanismen verwendet, die in bekannten Einrichtungen erforderlich sind.

Wie in Fig. 1A gezeigt, ist ein Steuerimpulsgenerator der Armwelle 14 zugeordnet. Vom Steuerimpulsgenerator 80 müssen lediglich gut definierte Rechteckimpulse für jede Umdrehung der Armwelle 14 erzeugt werden, und er muß eingestellt werden, damit die Impulse zu bestimmten Zeitpunkten in jedem Zyklus beginnen und enden.

Die Impulse vom Steuerimpulsgenerator 80 werden in dem binären Zähler 81 aufwärts gezählt imd als Adresseneingänge an einen Stichmuster-Speicher 82 adressiert, welcher codiert ist, um einen Ausgang mit fünf Bita als Stichfeld bzw. Zickzackinformation zu erzeugen und um einen Ausgang mit fünf Bits als Vorschubinformation zu erzeugen. Die Sticnfeld- bzw. Stichlageinformation wird in einem Logikblock verarbeitet, welcher einen Sperrteil aufweisen kann, durch welchen die Stichfeldinformationen zur späteren Freigabe

7500146 17.07.75

<-■$ 4

zur Stichfeld-Servoeinrichtung zu einem richtig ausgewählten Zeitpunkt für den Betrieb des Nadelausschwenkmechanismus zurückgehalten werden können· In entsprechender Art und Weise werden Vorschubinformationen in einem Logikblock 91 verarbeitet, welcher einen Sperrteil aufweiten kann, durch welchen die Vorschubinformationen zur späteren Freigabe zum Vorschub-Servosystem zu einem richtig ausgewählten Zeitpunkt für den Betrieb des Vorschubreglers zurückgehalten werden können. Da die Servoeinrichtungen für das Stichfeld und den Vorschub einander identisch sind mit Ausnahme der speziellen Schaltung, die zum Abschalten von Hand und zur Ausgleichssteuerung in dem Vorschubregelsystem notwendig sind, wird die Beschreibung im folgenden zu Zwecken der Klarheit auf die Beschreibung des Vorschub-Servosystems beschränkt und die spezielle Schaltung für jedes System darauffolgend beschrieben. Entsprechende Blöcke in ,jedem System tragen die gleiche Bezugszahl mit der Ausnahme, dpß dse Bezugszahl für die Bauteile des Stichfeld - bzw. Nadelschwenksystems mit einem Apostroph versehen sind.

Die fünf Bits der Vorschubinformation vom Logikblock werden einem Digital-Analog-Konverter 101 dargeboten, welcher im Handel beispielsweise unter der Bezeichnung Motorola MO 14-06 erhältlich ist. Die Ausgänge des Konverters 101 auf der Leitung 102 sind analoge Gleichspannungen, die den erforderlichen Eingang für die Vorschublage darstellen. Die Leitung 102 ist in der Stellung des automatischen Betriebs eines Schalters 93 mit dem Summierpunkt 103 eines Vorverstärkers 1CW- mit geringem Pegel verbunden, welcher die erste Stufe eines Servoverstarkersystems bildet, das nachfolgend mit Einzelheiten beschrieben wird. Der Schalter 93 kann ein FET-Transistorschalter sein, wie er in Fig.'3 gezeigt ist. Der Vorverstärker 104 treibt einen Leistungsverstärker 105, welcher Gleichstrom umkehrbarer Polarität

7500U6 17.07.75

zum elektromechanischen Antrieb 106 liefert, welcher im weitesten Sinne einen Umkehrmotor aufweist, um den Antrieb in Übereinstimmung mit der analogen Eingangsspannung auf der Leitung 102 zu positionieren. Ein Rückkopplungs-Stellungsfühler 107 ist mechanisch mit dem Reversiermotor 106 verbunden und erzeugt ein Rückkopplungs-Stellungssignal auf einer Leitung 108, welches für die vorhandene Ausgangslage kennzeichnend ist. Die analoge Eingangs spannung und das RückkopiJ'-^mgssignal werden algebraisch an dem Summierpunkt 105 summiert, um ein Fehlersignal auf einer Leitung 109 zu liefern. Das Rückkopplungssignal von dem Stellungsfühler wird außerdem zeitlich differenziert in einem Differentiator 110, und das resultierende Geschwindigkeitssignal wird auf einer Leitung 111 einem Summierpunkt 112 des Leistungsverstärkers 105 dargeboten, um das Stellungssignal an diesem Punkt zu modifizieren« Der Stellungsfühler 107 kann irgendeine Einrichtung sein, die eine analoge der Stellung proportionale Spannung erzeugt und kann in der beschriebenen Ausfuhrungsform ein einfaches lineares Potentiometer sein, welches an eine stabile Bezugsspannung angeschlossen ist und als Spannungsteiler wirksam iste Der Differentiator 110 ist vorzugsweise ein Operationsverstärker, der so geschaltet ist, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches der Geschwindigkeit der Veränderung der Eingangsspannung gleich ist, so wie dies in der Technik bekannt ist.

Während der Reversiermotor 106 ein bekannter Gleichstrommotor mit niedriger Trägheit stein kann, wird zu Zwecken der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß er die Form eines linearen Motors bzw» linearen Antriebs hat, in welchem eine Spule mit leichtem Gewicht in einem · konstanten Magnetfeld sich linear bewegt und direkt mit der einzustellenden Last gekuppelt ist. Dies vereinfacht die mechanischen Antriebsverbindungen und minimiert die

7500146 17.07.75

laatträgheit des Systema.

Obwohl irgendeine andere Form eines linearen Antriebs in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ▼erwendet werden kann, folgt eine kurze Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, welche nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 1A und 1B gegeben wird. Da die linearen Antriebe 1o6 und I06¹ einander identisch sind, wird die nachfolgende Beschreibung auf den Antrieb I06 zum Regeln des Torschubs beschränkt.

Ein U-förmiges magnetisch leitendes Joch 113 ist an dem Nähmaschinengehäuse durch irgendwelche zweckmäßigen Mittel fest angebracht. An den beiden inneren Stirnflächen des Joches ist jeweils ein Permanentmagnet 114 befestigt· Diese Magnete werden in Richtung der kleinen Abmessungen magnetisiert, um auf diese Art und Weise auf den gegenüberliegenden Innenflächen die gleiche Polarität zu erzeugen. Ein einzelner mittlerer Schenkel 115 aus magnetisch leitendem Material, der mittig zwischen den Magneten beispielsweise durch Befestigungsschrauben 116 angeordnet ist, erzeugt sowohl einen Rückkehrflußweg als auch eine Führung, an welcher eine Spulo 117, welche eine Wicklung 118 trägt, verschiebbar befestigt ist. Die Spule besteht aus einem isolierenden geformten Kunststoff mit niedrigem Gewicht und ist mit Vorsprüngen 119 versehen, welche sich nach außen durch Schlitze 12o in einer magnetisch leitenden Deckelplatte 121 hindurch erstrecken. Der mittlere Schenkel 115 ist zwischen d5-r Deckelplatte 121 und dem Boden des Jochs 113 befestigt.

Die Vorsprünge 119 sind durch einen mit Kopf versehenen Schwenkzapfen 122, der mit einem Federklemmteil 123 zusammen passend ausgebildet ist, mit dem einen Ende 124 eines Hebels 125 schwenkbar verbunden, welcher einen „ Schwenkschaft 126 aufweist, der an diesem

7500146 17.07.75

befestigt ist und in Vorsprüngen 127 einer Schwenkplatte gelagert ist, welche ihrerseits mit der Deckelplatte 121 beispielsweise durch Schrauben 129 fest verbunden ist. Das Drehpotentiometer 107 hat einen Gehäuseabschnitt, der relativ zu einem festen Element des Nähmaschinengehäuses oder des Antriebs 106 befestigt ist und beispielsweise mit der Schwenkplatte 128 fest verbunden sein kann. Der drehbare oder Schaftteil (nicht gezeigt) des Potentiometers 107 ist zur Drehung mit dem Schwenkschaft 126 fest verbunden· Das andere Ende 130 des Hebels 125 ist mit dem Lenker 4-6 schwenkbar verbunden, welcher die Vorschubregelwelle 49 betätigt. Aus der vorangehenden Beschreibung ist offensichtlich, daß der Fluß im Luftspalt des linearen Antriebs im wesentlichen konstant ist, so daß die lineare Kraft, die an die bewickelte Spule 117 angelegt wird, lediglich proportional zum Strom in der Wicklung 118 ist, welcher seinerseits lediglich proportional zu der an die Wicklung 118 von dem Leistungsverstärker 105 angelegten Spannung ist. Weiterhin ist offensichtlich, daß diese Kraft in der Richtung durch Umkehren der Polarität der Spannung umgekehrt werden kann.

Wie nachfolgend mit mehr Einzelheiten beschrieben wird, wird das Potentiometer als linearer Spannungsteiler für eine geregelte Bezugsspannung verwendet. Durch Verwendung einer üblichen zweipoligen Energiequelle für die Bezugsspannung kann das Potentiometer einen diskreten Spannungsausgang für jede Polarität erzeugen, welche jeder Ausgangslage des Hebels 125 entspricht. Die Nullspannung kann so eingestellt werden, daß sie an irgendeiner zweckmäßigen Stellung auftritt.

Da die Spannung, die durch das Potentiometer 107 erzeugt wird, durch Servowirkung immer zum Eingang in einem solchen Sinne zurückgekoppelt wird, um den Stellungsfehler auf Null

7500146 17.07.75

zu verringern, wird der lineare Antrieb 106 mechanisch die Vorschubregelwelle 4-9 in eine Stellung antreiben, wo die Potentiometerspannung gleich dem Spannungsausgang von dem Digital-Analog-Konverter 101 ist und die gewünschte Stellung darstellt. An dieser Stelle nähert sich die Fehierspannung dem Wert Null und das System befindet sich im Gleichgewicht, wobei die Last in der gewünschten Lage in Ruhe ist.

Aus dem Vorangehenden ist offensichtlich, daß die Charakteristik der Spannung über die Stellung bzw* Lage des Potentiometers 107 die gewünschte Stellungseingangsspannung für die Servoeinrichtung festlegt, welche der gewünschten Laststellung entspricht. Es ist erwünscht, daß diese Charakteristik linear ist, jedoch ist dies kein kritisches Erfordernis. Selbstverständlich wird eine stabile Bezugsspannung bevorzugt, und diese kann aus irgendeiner gut regelbaren Spannungsquelle bekannter Art erhalten werden.

Obwohl irgendein zweckmäßiger ServosteuerStromkreis in der Nähmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird nunmehr eine kurze Beschreibung eines bevorzugten Stromkreises unter Bezugnahme auf die Fig. 3 gegeben. Da der Stromkreis für die Stichfeldlage- und Vorschub-Servosteuerung im wesentlichen gleich sind, wird die nachfolgende Beschreibung auf den Vorschubregelstromkreis beschränkt. Entsprechende Elemente in jedem System tragen die gleiche Bezugszahl, jedoch mit der Ausnahme, daß die Bezugszahlen der Bauteile des Stichfeldbzw· Nadelschwenksystems mit einem Apostroph versehen sind.

Die fünf Vorschubinformationsbits, die auf Leitungen 131 bis 135 dargeboten werden, werden in dem Digital-Analog-Eonverter 101 in eine einzige analoge Spannung umgewandelt, welche durch einen Pufferverstärker 136 hindurchgeschickt wird und über einen Schalter 93« dessen Funktionsweise nachfolgend beschrieben werden wird, zu einem summierenden Widerstand 137 zum Summierpunkt 103 eines Vorverstärkers 104- geführt. Die Ausgangsspannung auf der Leitung 108

7500146 17.07.75

von dem Rückkopplungspotentiomatsr 107 wird durch einen Pufferspeicher 138 und durch einen summierenden Widerstand 139 zu einem Summierpunkt 103 geführt, vo die analoge Vorschubstellungsspannung, weiche ίύτ die gewünschte Stellung kennzeichnend ist, algebraisch mit der Rückkopplungsspannung, welche für die vorhandene Stellung kennzeichnend ist, summiert wird. Das Resultat ist eine Fehlerspannung, die für die Größe und das Vorzeichen der Nichtübereinstimmung zwischen der gewünschten und der vorhandenen Ausgangsstellung des linearen Antriebs kennzeichnend ist. Diese Fehlerspannung wird weiter verstärkt und modifiziert> um den linearen Antrieb in eine endgültige Stellung zu bewegen, in welcher die vorhandene Stellung der gewünschten Stallung entspricht ur:i die

sich
Fehlerspannung dem Wert Null nähert·

Der Fehlerspannungsausgang von dem Vorverstärker 104 wird durch ein nicht lineares Fehlergeschwindipkeits-Netzwerk 140 hindurchgeführt und einem Summierpunkt 112 eines Leistungsverstärkers 105 dargeboten. Die Pufferrückkopplungsspannung auf einer Leitung 141 wird einem Betriebsverstärker 110 dargeboten, der als ein üblicher Differentiator geschaltet ist, welcher auf einer Leitung eine SpannungsänderungsgröCe erzeugt, die gleich der zeitlichen Änderungsgeschwindigkeit der Rückkopplungsspannung

gro—.β

ist. Diese Spannungsänderungsgeschwindigkeits wird in einem nicht linearen Verstärker 143 mit gesteuertem Verstärkungsverhältnis verstärkt und auf der Leitung 111 dem Summierpunkt 112 des Leistungsverstärkers 105 dargeboten. Diese Geschwindigkeitsrückkopplungsschleife mit nicht linearer Yerstärkungssteuerung, welche durch die Rückkopplungsschleife 144 erhalten wird und an dem Summierpunkt 112 endigt, erzeugt die Dämpfung, die notwendig ist, um den linearen Antrieb 106 in der gewünschten Lage rasch zur

7500U6 17.07.75

Ruhe zu bringen. Die Ausgangsspannung auf der Leitung 145 wird der Wicklung 118 des linearen Antriebs 1o6 zugeführt«.

Es wird bemerkt, daß alle einzelnen Verstärker, welche der Servosteuerungsstromkreis, der oben beschrieben ist, aufweist, bekannte integrierte Stromkreisbetriebaverstärker sein können, welche Rückkopplungsschleifen aufweisen, die Verstärkungscharakteristiken wie gewünscht in Übereinstimmung mit bekannten Prinzipien erzeugen. Diese Verstärker können gruppenweise in einem integrierten Block 146, wie er in Fig. 1A gezeigt ist, zusammengefaßt werden. Weiterhin wird erwähnt, daß eine zweipolige geregelte Spannungsquelle bzw. Energiequelle bekannter Ausführungsform verwendet werden kann, um die Verstärker mit Energie zu versorgen und Bezugsspannungen für den von Hand durchgeführten Ausschaltvorgang und die Gleichgewichtssteuerung, die gegenwärtig beschrieben wird, zu erzeugen. Eine derartige Energiequelle hat vorzugsweise zweipolige Anschlüsse, die die notwendige Gleichspannung liefern und ist mit einem gewöhnlichen Wechselspannungshausanschluß verbunden und kann in bekannter Weise in einem integrierten Block 147_f wie in Pig. 1A gezeigt, vorhanden sein.

In dem vorliegenden System, in welchem eine bestimmte analoge Spannung eine bestimmte Ausgangslage darstellt, i3t es verhältnismäßig einfach, die analoge Spannung die von den im Musterspeicher enthaltenen Informationen herrührt, zu verändern oder vollständig zu übergehen bzw. auszulöschen, indem diese dadurch modifiziert wird, daß ihr eine von Hand steuerbare Spannung hinzugefügt oder diese an ihre Stelle tritt, wobei diese Spannung eine Größe und Polarität aufweist, die notwendig ist, tarn die gewünschte Stellung, wie nunmehr beschrieben wird, zu erzeugen· ,

Die Auegangsbewegung des bekannten Stoffschiebers wird in genauer Weise in der Richtung und im Ausmaß durch die Vorechubregulwelle 49 gesteuert, jedoch stent das tat-

7500U6 17.97.75

sächliche Ausmaß der dem Arbeitsstück selbst erteilten Bewegung nicht notwendigerweise in einem Verhältnis von 1:1 zu dieser und hängt von vielsn Faktoren, unter anderem von der Art und Dicke des Arbeitsstücks, dem durch den Drückerfuß angelegten Druck und der Vorschubgeschwindigkeit ab. Um eine derartige Diskrepanz zu kompensieren, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, am Summierpunkt 103 (Fig. 2) eine Gleichgewichtssteuerspannung einzuführen, welche, wie in Fig. 3 gezeigt, von einem Potentiometer 148 hergeleitet wird, das als Spannungsteiler mit den beiden Polen des Bezugsspannungsausgangs der Energiequelle 147 verbunden ist. Ein Knopf 149, der in Fig. 1A gezeigt ist, kann an der Nähmaschine zur zweckmäßigen Einstellung des Potentiometers 148 durch die Bedienungsperson angeordnet sein, um eine visuell zu beobachtende Feinsteuerung des tatsächlichen Materialvorschubs herbeizuführen.

Der in der automatischen Arbeitsweise in Fig· 2 gezeigte Schalter 93 kann in die eine oder die Handstellung durch Anlegen der richtiges Steuerspannung an die Leitungen bzw. 161 betätigt werden. Dies trennt die Verbindung der analogen Stellungsspannung auf der Leitung 102 von dem Summierpunkt 103 und setzt für diese eine Spannung, die aus einem in Fig. 3 gezeigten Potentiometer 150 erhalten werden kann, welches als Spannungsteiler zwischen die beiden Enden der Bezugsspannungsanschlüsse der Energiequelle 147 geschaltet ist. Ein in Fig. 1A gezeigter Knopf kann an der Nähmaschine zur zweckmäßigen Betätigung durch den Betrieb in der Einstellung der Stichlänge von Hand angeordnet sein.

Im Stichfeld bzw. Stichlagesteuerkanal der Fig. 2 * ist ein Schalter 94- in der Stellung mit automatischem Arbeiten gezeigt und kann in die eine oder die andere

(Haηάateuö rung)
Stellung/durch Anlegen der richtigen Spannung an die

7500U6 17.07.75

Leitungen 17o und 171 gebracht werden. Der Schalter 94 kann einen FET-Transistorschalter, wie in Fig. 3 gezeigt, aufweisen. Dieser Vorgang schaltet ein Potentiometer 152, Fig. 3, ein, welches als ein schaltender oder bistabiler Widerstand für die analoge Stichfeldspannung auf der Leitung 1o2' wirkt, um irgendeinen gewünschten Bruchteil dieser Spannung an der Summierstelle 1o3' zu erzeugen und auf diese Weise als zweckmäßiges Mittel zur Verkleinerung des Musters dient. Ein in Fig. 1A gezeigter Knopf 153 kann an der Nähmaschine zur zweckmäßigen Betätigung des Potentiometers 152 durch die Bedienungsperson zur seitlichen Steu— ernng der Stichfeldbreite angeordnet sein.

Der bedeutende Grundzweck des Systems ist 1* eine Programmsteuerung in einer Nähmaschine zum Speichern und Abgeben von Musterinformationen, die in Beziehung "zur erforderlichen Lage des Stichfeld- bzw. Stichbreitenmechanismus und des Vorschubreglers stehen, um ein gewünschtes Stichmuster zu erzeugen,

2. die Umwandlung dieser Musterinformationen in analoge Spannungen, die die gewünschte Stellung des Stichfeld- bzw. Stichbreitenmechanismus und des Vorschubreglers darstellen,

3. das Anordnen von Fühlern zur Erzeugung von Stellungsspannungen, die zu der vorhandenen Stellung 4es Stichfeldmechanismus und des Vorschubreglers in Beziehung stehen,

4« Mittel zum Vergleichen der analogen Spannungen mit den Spannungen der vorhandenen Lage und zum Abgeben von Fehlerspannungen, die die Größe und die Richtung bzw. das Vorzeichen der Differenz zwischen ihnen wiedergeben,

5. ein elektrischer Reversiermotor zum Einstellen des Stichfeldmechanismus und des Vorschubreglers,

6. eine Servoeinrichtung, welche Stellungs- und Änderungsrückkopplungsschleifen zur Erregung des Reversiermotors um einen Betrag und in einer Richtung, um den Stellungsfehler zu verringern.

7500146 17.07.75

Claims (1)

1. • ••β·*·· m «_a<

   I *! ^ATgNTgyWlflXE * J

   DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

   MÖNCHEN HAMBURG

   2000 HAMBURG 50,6. März 1975

   KONtGSTRASSE 28 TELEFON: 381233 TELEGRAMME: KARPATENT TfIEXt 212979 KARP 0

   W. 26585/7¹* 20/Bt G 75 00 1H6.6

   Neuer Schutzanspruch 1

   1. Nähmaschine mit Stichbildeinstrumentalitäten unter Einschluss einer fadentragenden hin- und hergehenden Nadel, eines Arbeitsstückvorschubmechanismus, eines Mechanismus zur übertragung von Hin- und Herbewegungen auf die Nadel in Stichbildezyklen, wobei jeder Zyklus einen Abschnitt aufweist, in welchem die Nadel aus dem Arbeitsstück herausgezogen ist und der Arbeitsstückvorschubmechanismus das Arbeitsstück vorschiebt, und eines Antriebs zur Steuerung der Lage der Stichbildeinstrumentalitäten über einen vorbestimmten Bereich zwischen den zu einem Muster gehörenden Stichen, dadurch gekennzeichnet,, daes der Antrieb— einen linearen Motor (106) aufweist, dessen einzig

   eine
   bewegliches Element/auf eine nichtmetallische Spule

   (117) gewickelte mit einem elektrische Stellungssignale —-"""" für die Stichbildeinstrumentalitäten liefernden Stromkreis verbundene Drahtwicklung (118) ist und die Spule (117) und die Drahtwicklung (118) mit den Stichbildeinstrumentalitäten mechanisch verbunden sind.

   2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsbewegung des elektrischen Reversiermotors (1o6) durch getrennte Stellungs-und Änderungsrüokkopplungaschleifen gesteuert ist.

   7500146 17.07.75

   3- Nähmaschine mit Stichbildeinstrumentalitaten, die über einen vorher bestimmten Bereich zwischen Stichen einstellbar steuerbar sind, um ein Zierstichmuster zu erzeugen, mit einer Anordnung zum Speichern von mit jeden Stich des Musters in Beziehung stehenden Informationen und einer Anordnung zum Auswählen und Freigeben der Informationen in zeitlicher Beziehung zum Arbeiten der Nähmaschice, gekennzeichnet durch eir Servosteuersystem, welches die freigegebenen Informationen als Eingangsstellungssignale verwendet, und durch einen auf das Servosteuersysteia zur wahlweisen Steuerung der Stichbildeinstrument alitäte η (14-41) zum Wiedergeben der ausgewählten Stichmuster ansprechenden linearen Antrieb (106).

   4. Nähmaschine nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsbewegung des linearen Antriebs (106) durch separate Stellungs- und Rückkopplungsgeschwindigkeitsschleifen gesteuert ist.

   5· Nähmaschine nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Musterstichinformationen in digitaler Form gespeichert sind, und daß ein Digital-Anal οg-Konverter (101) zum Erzeugen von analogen Stellungssignalen vorgesehen ist, die zu den ausgewählten digitalen Informationen in Beziehung stehen, wobei der lineare Antrieb (106) ein linearer auf die analogen Signale ansprechender Antrieb mit sich bewegender Spule ist.

   6· Nähmaschine nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von Hand gesteuerte elektrische Anordnung (148, 149) zum Kompensieren der mit dem Arbeitsstück in Beziehung stehenden Unterschiede zwischen dem tatsächlichen Vorschub ond dem durch di6 analogen Signale dargestellten Vorschub verwendet wird, welcho aus den gespeicherten Informationen abgeleitet werden.

   7500146 17.D7.75

   7. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine von Hand gesteuerte Spannung an Stelle des analogen Signals gesetzt wird, welches von den gespeicherten Informationen hergeleitet wird, um Handsteuerung der Stichlänge zu ermöglichen.

   8· Nähmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der von Hand gesteuerte Spannungsteiler (152) in den Stromkreis eingeschaltet wird, um Auswahl irgendeines gewünschten Bruchteils des analogen Signals zu ermöglichen, welches von den gespeicherten Informationen für die Handsteuerung der Stichfeldlage bzw. Stichieldbreite hergeleitet wird.

   7500146 17.07.75