CS209296B1

CS209296B1 - Contactless positioner for machine control,especially of sewing machine

Info

Publication number: CS209296B1
Application number: CS775979A
Authority: CS
Inventors: Tomas Bohacek
Original assignee: Tomas Bohacek
Priority date: 1979-11-14
Filing date: 1979-11-14
Publication date: 1981-11-30
Also published as: DD157514A3

Description

(54) Bezkontaktní polohovadlo pro ovládání stroje, zejména šicího stroje(54) Non-contact positioner for operating the machine, especially the sewing machine

Vynález se týká bezkontaktního polohovadla pro ovládání stroje, zejména šicího stroje.The invention relates to a contactless positioner for operating a machine, in particular a sewing machine.

V rámci mechanizace a automatizace šicích procesů jsou šicí stroje vybavovány tzv. stopmotory, to je elektromotory uzpůsobenými pro zastavení šicího stroje v předem stanovené poloze, např. ve spodní úvrati jehly nebo v horní úvrati niťové páky, jíž odpovídá vždy určitá poloha natočení hlavního hřídele šicího stroje. Jako polohovadlo se označuje ta část stopmotoru, která při předem stanovených podmínkách, např. při předem stanovené úhlové poloze hlavního hřídele šicího stroje a při jeho předem stanovené rychlosti otáčení, vyšle elektrický signál, jímž se přes další členy, netvořící již součást polohovadla, rozpojí spojka mezi hnacím a hnaným hřídelem stopmotoru a uvede v činnost brzda, jíž se hnaný hřídel stopmotoru zabrzdí a hlavní hřídel šicího stroje v předem stanovené úhlové poloze zastaví.As part of the mechanization and automation of sewing processes, the sewing machines are equipped with so-called stop motors, i.e. electric motors adapted for stopping the sewing machine in a predetermined position, e.g. at the lower dead center of the needle or in the upper dead center of the thread lever. machinery. The positioner is the part of the stopmotor which, under predetermined conditions, for example at a predetermined angular position of the sewing machine main shaft and at a predetermined rotational speed thereof, sends an electrical signal to disengage the clutch via other members not forming part of the positioner. between the drive and driven shafts of the stopmotor and actuates the brake by which the drive shaft of the stopmotor is braked and the main shaft of the sewing machine stops at a predetermined angular position.

Jsou známa polohovadla používající sběracích kroužků a kartáčků, tedy pracující kontaktním způsobem. Opotřebení, k němuž vzájemným otěrem těchto součástí dochází, byla podnětem k vytvoření bezkontaktních polohovadel pracujících na různých principech. Některá z nich používají fotobuňky reagující na úhlovou polohu hlavního hřídele šicího stroje pomocí výřezu v cloně sdílející nucené otáčivý pohyb hlavního hřídele šicího stroje. K jejich nevýhodám patří např. riziko narušení funkce vniknutím částeček prachu do mezery mezi zdroj světla a fotodiodu.Positioners employing slip rings and brushes are known, thus operating in a contacting manner. The wear caused by the abrasion of these components has prompted the creation of contactless positioners operating on different principles. Some of them use photocells responding to the angular position of the sewing machine main shaft by a cutout in the diaphragm sharing the forced rotational movement of the sewing machine main shaft. Their disadvantages include, for example, the risk of disruption of function by the ingress of dust particles into the gap between the light source and the photodiode.

Ze zařízení pracujících s použitím pouze elektrických, popř. elektronických prvků doznala rozšíření provedení využívající Hallova generátoru uspořádaného nehybně vůči tělesu šicího stroje a spolupracujícího s permanentním magnetem nucené sdílejícím otáčivý pohyb hlavního hřídele šicího stroje, na vytváření takového výstupního signálu polohovadla, jímž se při dosažení předem stanovené délky trvání tohoto výstupního signálu, to je při jeho předem stanovené šířce, zapůsobí na ovládaný člen elektrického zapojení, např. na relé nebo na integrovaný obvod za účelem rozpojení spojkymezi hnacím a hnaným hřídelem stopmotoru a uvedení v činnost brzdy stompotoru. Tato šířka výstupního signálu je za jinak stejných poměrů nepřímo úměrná úhlové rychlosti otáčení hlavního hřídele šicího stroje. Při plné pracovní rychlosti šicího stroje, např. při 5000 ot/min., je tedy nejmenší a teprve při poklesu rychlosti na předem stanovenou hodnotu, např. na 2'00 ot/min., se zvětší na hodnotu postačující k zapůsobení na ovládaný člen elektrického zapojení. Redukce rychlosti z 5000 na 300 ot/min. se dosáhne známým způsobem např. pomocným elektromotorem.From devices working using only electric or The electronic elements have undergone an extension of the embodiment utilizing a Hall Generator disposed stationary to the body of the sewing machine and cooperating with a permanent magnet forced to share the rotational movement of the main shaft of the sewing machine to produce a positioner output signal which reaches a predetermined duration of this output signal. its predetermined width, acts on the actuated electrical wiring member, e.g., a relay or integrated circuit, to disengage the clutch between the stop and drive shafts of the stop motor and actuate the stompot brake. This width of the output signal is inversely proportional to the angular speed of rotation of the sewing machine main shaft at otherwise equal ratios. Thus, at full operating speed of the sewing machine, e.g. at 5000 rpm, it is the smallest and only when the speed drops to a predetermined value, e.g. at 2'00 rpm, does it increase to a value sufficient to impress the actuated member electrical connection. Speed reduction from 5000 to 300 rpm. is achieved in a known manner, for example by an auxiliary electric motor.

Na přesriéíň MSěrií šířky ÝýShipfflio sígWálu závisí i přesnost zastavení šicího stroje v předem zvolené úhlové poloze hlavního hřídele, to je v předem stanovené poloze bud jehly nebo niťové páky šicího stroje. V sériové výrobě polohovadel tuto přesnost nepříznivě ovlivňuje ne vždy stejný rozptyl citlivosti sériově vyráběných Hallových generátorů na magnetické buzení, ne vždy stejná síla zmagnetování sériově vyráběných permanentních magnetů i ne vždy stejná vzdálenost mezi permanentním magnetem a Hallovým generátorem ve smontovaném polohovadle. Důsledkem jsou pak mnohdy citelné rozdíly v přesnosti zastavování mezi jednotlivými sériově vyráběnými stopmotory.The accuracy of stopping the sewing machine in a predetermined angular position of the main shaft, i.e. in the predetermined position of either the needle or the thread lever of the sewing machine, also depends on the width measurement of the width of the sewing machine. In series production of positioners, this accuracy is adversely affected not always by the same variance in the sensitivity of series-produced Hall generators to magnetic excitation, not always by the same magnetization force of series-produced permanent magnets, and not always by the same distance between the permanent magnet and Hall generator in the assembled positioner. As a result, there are often noticeable differences in stopping accuracy between individual series-produced stop motors.

. Účelem vynálezu je odstranit tyto nevýhody a vytvořit bezkontaktní polohovadlo, které by i při právě popsaných individuálních odchylkách bylo s to zajistit požadovanou přesnost šířky výstupního signálu polohovadla vůči jeho jmenovité šířce.. The purpose of the invention is to overcome these disadvantages and to provide a contactless positioner which, even with the individual deviations just described, would be able to ensure the desired accuracy of the positioner output signal width relative to its nominal width.

Podstata bezkontaktního polohovadla podle vynálezu, obsahujícího Hallův generátor a permanentní otáčivý magnet, spočívá v tom, že k Hallovu generátoru je přiřazen dílec z magneticky vodivého materiálu. U výhodného provedení je tímto dílcem pevný, to je vůči Hallovu generátoru nepohyblivě uspořádaný permanentní magnet, jehož siločáry protínají Hallův generátor.The principle of the contactless positioner according to the invention, comprising a Hall-type generator and a permanent rotary magnet, is characterized in that a component of magnetically conductive material is associated with the Hall-type generator. In a preferred embodiment, the panel is rigid, i.e. a permanent magnet, immovably disposed relative to the Hall generator, whose field lines intersect the Hall generator.

Na připojených vyobrazeních značí obr. 1 schematický nárysný pohled například provedení zařízení podle vynálezu, obr. 2 schematicky bokorysný pohled na zařízení podle obr. 1, obr. 3 schematický nárysný pohled na kruhový permanentní magnet tvořící součást zařízení podle vynálezu, s vyznačením jeho magnetické indukce, a obr. 4 schematické znázornění přípravku na měření šířky výstupního signálu polohovadla.FIG. 1 is a schematic side view of an embodiment of the device according to the invention; FIG. 2 is a schematic side view of the device of FIG. 1; FIG. 3 is a schematic side view of a circular permanent magnet forming part of the device; and FIG. 4 is a schematic representation of a fixture for measuring the width of an output positioner signal.

Zařízení obsahuje základní desku 1, která je neznázorněným způsobem připevněna k neznázorněnému ramenu šicího stroje, vůči němuž je tedy nehybná. K základní desce 1 je jakýmkoliv vhodným způsobem připevněn třmen 6, k němuž je s jedné strany připevněn, např. priletováním, Hallův generátor 2, s druhé strany pevný permanentní magnet 3. Na hlavním hřídeli 5 neznázoměného šicího stroje je pevně nasazen kruhový permanentní magnet 4, který tedy nucené sdílí otáčivý pohyb i klidový stav hlavního hřídele 5, a jehož první část 4a tvoří jeden pól, kdežto druhá část 4b druhý pól. Tvar magnetického pole a jeho poloha vůči kruhovému permanentnímu magnetu jsou znázorněny na obr. 3. Kruhový permanentní magnet 4 je uspořádán v odstupu, to je se vzduchovou mezerou vůči Hallovu generátoru 2, k němuž je přiváděn napájecí proud za sběrnice A, zatím co výstupní signál z Hallova generátoru 2, který je výstupním signálem celého polohovadla, je přiváděn na sběrnici B vodivě spojenou s neznázorněným ovládaným členem elektrického zapojení, např. s relé nebo s integrovaným obvodem.The apparatus comprises a base plate 1, which is fixed to a sewing machine arm (not shown) and is therefore stationary with respect to a sewing machine (not shown). Attached to the base plate 1 in any suitable manner is a yoke 6, to which a fixed permanent magnet 3 is fixed from one side, eg by soldering, a Hall generator 2, on the other side. Thus, which is forced to share both the rotational movement and the idle state of the main shaft 5, and whose first part 4a forms one pole, while the second part 4b forms a second pole. The shape of the magnetic field and its position relative to the ring permanent magnet are shown in Fig. 3. The ring permanent magnet 4 is spaced apart, i.e. with an air gap to the Hall generator 2, to which the supply current is fed behind bus A while the output signal from the Hall 2 generator, which is the output signal of the entire positioner, is fed to bus B conductively connected to a control element (not shown), eg a relay or an integrated circuit, not shown.

Kdykoliv při otáčivém pohybu hlavního hřídele neznázorněného šicího stroje a tedy i kruhového permanentního magnetu 4 dojede naproti Hallovu generátoru 2 kterékoliv z obou rozhraní C, D mezi jeho částmi 4a, 4b, změní se známým způsobem výstupní signál z Hallova generátoru 2. Ve zvoleném příkladu provedení se vytvoří výstupní signál uzpůsobený při dosažení potřebné šířky signálu k zapůsobení na neznázoměný ovládaný člen elektrického zapojení tehdy, když proti Hallovu generátoru 2 najede rozhraní C.Whenever any of the two interfaces C, D between the parts 4a, 4b of the sewing machine and the circular permanent magnet 4 arrive opposite the Hall generator 2 as the main shaft of the sewing machine (not shown) and hence the circular permanent magnet 4, the output signal from the Hall generator 2 is changed. generates an output signal adapted to achieve the required signal width to act on a control member not shown (not shown) when it interfaces the Hall C generator.

Ke kompensování výše uvedených individuálních rozdílů v šířce výstupního signálu z Hallova generátoru 2 slouží pevný permanentní magnet namagnetovaný tak, že při jeho poloze naproti první části 4a kruhového permanentního magnetu probíhají jeho siločáry ve směru opačném nežli siločáry první části 4a kruhového permanentního magnetu 4, čímž částečně deformují průběh magnetické indukce kruhového permanentního magnetu 4. Pro účely praktického využití tohoto javu není nutno přůběh této deformace zkoumat podrobně. Postačuje zjištění, že při přemísťování pevného permanentního magnetu 3 vůči první části 4a kruhového permanentního magnetu 4 z polohy znázorněné na obr. 1 a 2 ve směru šipky W se zmíněná deformace zesiluje a tedy při poloze Hallova generátoru 2 znázorněné na obr. 1 a 2 šíř, ka výstupního signálu zmenšuje, kdežto při jeho přemísťování v kterémkoliv ze směrů X, Y, Z, U,To compensate for the aforementioned individual differences in the width of the output signal from the Hall 2 generator, a fixed permanent magnet is magnetized such that when positioned opposite the first portion 4a of the circular permanent magnet its lines extend in a direction opposite to the lines of the first portion 4a of the circular permanent magnet 4. deform the course of the magnetic induction of the circular permanent magnet 4. For the practical application of this phenomenon, it is not necessary to investigate the course of this deformation in detail. It is sufficient to find that when the fixed permanent magnet 3 is moved relative to the first part 4a of the circular permanent magnet 4 from the position shown in FIGS. 1 and 2 in the direction of the arrow W, the deformation intensifies and thus at the position of the Hall generator 2 shown in FIGS. , k decreases the output signal, while moving it in any of the X, Y, Z, U,

V se tato deformace zeslabuje a tedy šířka výstupního signálu zvětšuje.V, this deformation decreases and thus the width of the output signal increases.

K nalezení správné polohy, v níž má být pevný permanentní magnet 3 fixován, lze použít jednoduchého přípravku, který je schematicky znázorněn na obr. 4. Přípravek obsahuje zdroj 11 proudu, který přes sběrnici A napájí Hallův generátor 2, jehož výstupní signál je veden sběrnicí B do měřiče 12 šířky signálů. Přípravek spolupracuje s kruhovým permanentním magnetem 4 nasazeným na hlavním hřídeli 5 neznázorněného šicího stroje. Zapnutím stopmotoru šicího stroje se hlavní hřídel roztočí na předem stanovené otáčky, např. 5000 ot/piin., a tuto rychlost si konstantně udržuje. Nato porovnáme skutečnou šířku výstupního signálu s jeho jmenovitou šířkou a v případě nepřípustně velké odchylky, který bude pravidlem, přiložíme k třmenu 6 ze strany odvrácené od kruhového permanentního magnetu 4 pevný permanentní magnet 3 a posouváme jím, až údaj na měřiči 12 šířky signálu odpovídá jmenovité šířce signálu.In order to find the correct position in which the fixed permanent magnet 3 is to be fixed, a simple jig can be used, which is schematically shown in Fig. B into the signal width meter 12. The jig cooperates with a circular permanent magnet 4 mounted on the main shaft 5 of a sewing machine (not shown). By switching on the stop motor of the sewing machine, the main shaft is rotated to a predetermined speed, for example 5000 rpm, and is constantly maintained at this speed. Then we compare the actual width of the output signal with its nominal width and in case of an unacceptably large deviation as a rule, we attach a fixed permanent magnet 3 to the yoke 6 from the side facing away from the circular permanent magnet 4 and move it until the reading signal width.

V týto poloze pak pevný permanentní magnet 3 zafixujeme k třmenu 6 Hallova generátoru 2, např. přilepením.In this position, the fixed permanent magnet 3 is then fixed to the yoke 6 of the Hall 2 generator, for example by gluing.

Praktické zkoušky ukázaly, že takto lze pevným permanentním magnetem 3 zmenšit šířku signálu asi o 10 % původní hodnoty, což s reservou ; postačuje ke kompensování odchylek zmíněných výše.Practical tests have shown that in this way, by means of a fixed permanent magnet 3, the signal width can be reduced by about 10% of the original value, which is a reserve; it is sufficient to offset the deviations mentioned above.

Dolaďování šířky signálu popsaným způsobem lze použít i u polohovadla obsahujícího více než jeden Hallův generátor. Pak by ke každému z Hallových generátorů bylo přiřazeno po jednom pevnéín permanentním magnetu. V tomto případě dv bylo možno i v určitéii, «ozmezí vyladit úhlovou vzdálenost mezi koncem prvního a začátkem druhého signálu, ovšem pak již bez možnosti regulovat šířku druhého signálu.The tuning of the signal width as described can also be applied to a positioner comprising more than one Hall generator. Then each of the Hall generators would be assigned one permanent solid magnet each. In this case, it was possible to fine-tune the angular distance between the end of the first signal and the beginning of the second signal, but without the possibility of regulating the width of the second signal.

Namísto permanentního pevného magnetu 3 byInstead of a permanent solid magnet 3 would

Claims

SUBJECT

A contactless positioner for operating a machine, in particular a sewing machine, comprising a Hall-type generator and a permanent magnet mounted on a rotary shaft, characterized in that parts of magnetic or magnetic parts can be used for the Hall-type generator. a magnetically conductive material that has no coercive force. Its efficiency would be weaker than a permanent magnet, but in practice it could be sufficient in many cases.

OF THE INVENTION to its side facing away from the permanent magnet (4), a further component of a magnetically conductive material, e.g., another permanent magnet (3), is assigned.