DE10036353A1

DE10036353A1 - Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor

Info

Publication number: DE10036353A1
Application number: DE2000136353
Authority: DE
Inventors: Sen Mizuhara; Yoshihiko Kubota
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: TW454055B; DE10036353B8; CZ20002762A3; DE10036353B4; JP2001038087A

Abstract

Eine Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor entscheidet schnell, ob ein Nähmaschinenblockierungszustand vorliegt, so daß eine Überhitzung des Nähmaschinenmotors verhindert werden kann. Gleichzeitig wird verhindert, daß während des normalen Betriebes eine irrtümliche Entscheidung über das Vorliegen einer Motorblockierung getroffen wird. Eine zentrale Steuereinheit entscheidet, daß ein Motorblockierungszustand eingetreten ist, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors kontinuierlich einer besonderen Drehzahl oder weniger entspricht, und zwar während einer vorgegebenen Zeit a(sec) oder mehr. In diesem Falle wird die Erregung des Nähmaschinenmotors abgestoppt. Wenn die Energiequelle für einen Steuerkasten eingeschaltet wird, veranlaßt die zentrale Steuereinheit ein Nadelpositionssignalfeststellmittel zu der Feststellung, ob eine Nadel in einer oberen Position ist oder nicht. Wenn sich die Nadel außerhalb der oberen Position befindet, wird der Nähmaschinenmotor so angetrieben, daß die Nadel in die obere Position bewegt wird. In diesem Falle entscheidet die zentrale Steuereinheit, daß ein Motorblockierungszustand vorliegt, wobei die Entscheidung auf einer vorbestimmten Zeit b(sec) basiert, die kürzer als die vorbestimmte Zeit a(sec) ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für einen Nähma schinenmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere hat es die Erfindung mit einer Regeleinrichtung für den Antriebsmotor einer Industrienähmaschine zu tun.

Bekannte Industrienähmaschinen haben einen Nähmaschinenkör per, der mit wenigstens einem Betätiger zur Automatisierung eines Nähvorganges versehen ist, beispielsweise einer Faden abschneidung oder einer Rückwärtsstichbildung.

Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Industrienähmaschine 100 umfaßt einen Nähmaschinenkörper 1, einen Nähmaschinenmo tor 2, einen Steuerkasten 3, einen Netzschalter 4 zur Verbin dung und Abtrennung einer gewerblichen Energiequelle mit bzw. von dem Steuerkasten 3 durch einen Schaltvorgang, ein Pedal 5, eine Schalt- oder Betriebstafel 6 zur Einstellung ver schiedener Nähmuster durch eine Bedienungsperson, eine Nadel 7, eine Nadelstange 8, eine Hauptwelle 9 und einen Riemen 10.

Weiterhin wird eine Vielfalt von Informationen, die von der Bedienungsperson an der Betriebstafel 6 eingestellt werden, zum Steuerkasten 3 übermittelt.

Wenn die Bedienungsperson das Pedal 5 betätigt, wird ein Start- oder ein Stopp-Befehl für die Nähmaschine zum Steuer kasten 3 übermittelt. Somit ist der Antriebsvorgang des Näh maschinenmotors 2 mit Hilfe einer im Steuerkasten 3 vorgese henen Steuerschaltung gesteuert, so daß die Energie des Mo tors 2 über den Riemen 10 und die Hauptwelle 9 auf die Nadel stange 8 übertragen wird.

Der Nähmaschinenmotor 2 hat eine Drehpositionssteuerung sowie eine Drehgeschwindigkeitssteuerung. Im allgemeinen wird hier für ein Induktionsmotor für ein Inverter-Kontrollsystem und ein Wechselstrom-Servomotor für ein Wechselstrom-Servosteuer system verwendet.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Steuerkasten 3 wird eine Wechselstromenergie AC, die durch Verbringen des Netzschal ters 4 in die EIN-Stellung aus der gewerblichen Energiequelle dem Steuerkreis zugeführt werden soll, durch einen Gleich richterteil 11 und einen Glättungsteil 12 in eine Gleich stromenergie umgewandelt.

Falls ein Wechselstrom-Servomotor als Motor 2 zur Ausführung der Wechselstrom-Servosteuerung benutzt wird, wird ein Nähma schinensteuersignal aus dem Pedal 5 zugeordneten Eingangs feststellmitteln 10 einer Programmsteuereinheit CPU 13 zuge führt, und zwar durch die Betätigung des Pedals 5. Die CPU 13 gibt an die Motorsteuermittel 14 im Schaltkasten 13 ein Mo torantriebssteuersignal ab.

Die Motorsteuermittel 14 übertragen entsprechend der Erre gungszeit des Motors 2 ein Antriebssteuersignal an einen Mo tortreiber 15. Die aufgrund der Umwandlung aus dem Glättungs teil 12 enthaltene Gleichstromspannung wird mit Hilfe des Mo tortreibers 15 geschaltet, so daß der Motor 2 in Umlauf ver setzt wird.

Motordrehgeschwindigkeitsfeststellmittel 16, beispielsweise eine Codierschaltung, die am Motor 2 vorgesehen sind, dienen dazu, ein Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal an die CPU 13 zu übertragen. Die CPU 13 gibt in Abhängigkeit von dem einge henden Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal ein Motorantriebs steuersignal an die Motorsteuermittel 14 ab, so daß die Dreh geschwindigkeit des Motors 2 optimiert wird. Weiterhin ver gleicht die CPU 13 einen Rotationsbefehlswert, der im Motor antriebssteuersignal enthalten ist, mit dem Drehgeschwindig keitsfeststellsignal, das durch die Motordrehgeschwindig keitsfeststellmittel 16 rückgekoppelt ist, so daß eine Ent scheidung getroffen werden kann, ob ein Motorblockierungszu stand eingetreten ist, falls nur noch eine bestimmte Drehzahl oder weniger während bestimmter Zeit kontinuierlich aufrecht erhalten wird.

Mit einer RÜCKSTELL-Klemme der CPU 13 ist ein CPU-Energie- RÜCKSTELL-Schaltkreis 17 verbunden, der eine der CPU 13 zuge führte Speisespannung überwacht und die RÜCKSTELL-Klemme der CPU 13 bei L_o hält, falls die Speisespannung außerhalb des Betriebskompensationsspannungsbereiches der CPU 13 ist. In folgedessen kann die CPU 13 daran gehindert werden, außerhalb des Betriebskompensationsspannungsbereiches nicht ordnungsge mäß zu funktionieren.

Wenn die Entscheidung gefallen ist, daß eine Motorblockierung während eines Prozeßablaufes festgestellt ist, stoppt die CPU 13 die Energieversorgung des Motors, so daß dieser in den HALTE-Zustand gebracht wird. Wenn in diesem Falle die der Steuerschaltung zugeführte Energie durch Verbringen des Netz schalters 4 in die AUS-Stellung einmal blockiert ist und der Schalter 4 dann in die EIN-Stellung verbracht wird, kehrt die CPU 13 zu ihrem Hauptablaufprogramm zurück, und zwar in Ab hängigkeit von einem Signal, das durch die Schaltungsbetäti gung des CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreises 17 erzeugt ist, und führt einen weiteren Ablauf entsprechend dem Hauptpro gramm aus. Eine Reihe von Ablaufvorgängen, die von der AUS- Schaltung zur EIN-Schaltung der Energie ausgeführt werden müssen, wird vorläufig als ein "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vor gang bezeichnet.

Nadelpositionsfeststellmittel 18 stellen die obere oder un tere Position der Nadel 7 während der Rotation der Hauptwelle 9 fest und geben ein Nadelpositionssignal an die CPU 13 ab. Die CPU 13 stellt die Position der Nadel 7, basierend auf dem Nadelpositionssignal fest, wenn die Energiequelle im Schalt zustand EIN ist. Wenn die Nadel in einer anderen Position als der oberen Position ist, wird an die Motorsteuermittel 14 ein Signal ausgegeben, so daß die Nadel 7 in die obere Position bewegt wird. Infolgedessen kann ein Nähgut in Nähposition eingestellt werden.

Die Motorblockierung ist ein Phänomen, das z. B. dann auf tritt, wenn eine Greiferwelle heiß wird, ein Widerstand beim Eindringen der Nadel in dickes Nähgut entsteht oder der Spu lenfaden sich mit der Greiferwelle verwickelt. Bislang werden zum Schutz des Nähmaschinenmotors 2 gegen dieses Phänomen folgende Steuerungsmaßnahmen ausgeführt:

1. Wenn der Motorstrom einen Wert hat, der eine vorbestimmte Größe übersteigt, oder der Motorstrom innerhalb eines vorbe stimmten Bereiches eingestellt ist und der Motor 2 seinen Um lauf während vorbestimmter Zeit mit vorbestimmter Drehzahl oder weniger durchführt, wird entschieden, daß eine Motor blockierung eingetreten ist. Infolgedessen wird die Erregung des Motors abgeschaltet.
2. Im Nähmaschinenmotor 2 wird ein Temperaturfeststellschalt kreis oder ein Temperaturfühlelement angebracht. Wenn eine vorbestimmte Temperatur oder eine höhere Temperatur festge stellt wird, wird entschieden, daß der Motorblockierzustand eingetreten ist. Infolgedessen wird die Motorerregung abge stoppt.

Eine herkömmliche Steuermethode, die während der Motor blockierung ausgeführt werden muß, wird im folgenden im Zu sammenhang mit Fig. 5 beschrieben.

Für den Fall, daß in Fig. 5 der Motorblockierzustand zu einer Zeit eintritt und kontinuierlich während einer vorgegebenen Zeit t(sec) aufrechterhalten bleibt, entscheidet die CPU 13, daß der Motorblockierungszustand zur Zeit eingetreten ist und für die vorgegebene Zeit t(sec) fortdauert. Die CPU 13 stoppt in diesem Falle die Erregung des Nähmaschinenmotors 2. Zu dieser Zeit fließt ein großer Strom zur Wicklung des Näh maschinenmotors 2, um diesen Motor in den Rotationszustand zu verbringen, und es wird hauptsächlich Hitze mit einem Kupfer verlust I²Rt erzeugt, so daß sich in Fig. 5 die Innentempera tur des Motors von Ziffer nach Ziffer ändert. Der Buch stabe d bezeichnet einen Strom, der im Nähmaschinenmotor 2 fließt, R ist der Motorwicklungswiderstand und t bezeichnet die Dauer des Motorblockierzustandes.

Ein derartiges Motorblockierungsphänomen wird gewöhnlich er zeugt, wenn während des Umlaufs der Hauptwelle der Nähma schine die größte Belastung aufgebracht wird, nämlich wenn z. B. die Nadel 7 in einem zu nähenden Nähgut steckenbleibt. Daher wird die Nadel 7 in einer solchen Position plaziert, daß sie in einem Nähgut steckenbleibt, das in Fig. 5 zur Zeit genäht werden muß.

Wenn dementsprechend in Fig. 5 zur Zeit der "ENERGIE-EIN- RÜCKSTELL"-Vorgang ausgeführt wird, wird von den Nadelposi tionsfeststellmitteln 18 ein Nadelpositionssignal ausgegeben, das anzeigt, daß die Nadel 7 nicht in ihrer oberen Position plaziert ist. Infolgedessen führt die CPU 13 eine Steuerung aus, um die Nadel 7, wie oben beschrieben, in ihre obere Po sition zu verschieben.

Hierbei treten folgende Probleme auf, die von der Erfindung gelöst werden sollen:

Nachdem die Motorblockierung, wie oben beschrieben, eingetre ten ist, wird die Motorerregung zu einer Zeit erneut ge startet. Wenn zu dieser Zeit, die Ursache der Motorblockie rung (beispielsweise eine Spulenfadenverwirrung) nicht elimi niert ist, kann die Nadel 7 nicht betätigt werden, und die Innentemperatur des Motors erreicht den bei Ziffer darge stellten Wert, und zwar aufgrund der Wärmeerzeugung, die durch die vor dem Abstoppen erzeugte Energieakkumulation ver ursacht wird. Falls weiterhin die Motorerregung zur Zeit abgestoppt wird und eine Reihe von Operationen, wie sie oben beschrieben sind, dann zur Zeit wiederholt werden, kann der Nähmaschinenmotor 2 allmählich Wärme erzeugen, und hier durch eine Erhitzung oder ein "Brennen" veranlassen.

Insbesondere wird ein mittlerer Strom, der pro Zeiteinheit zur Motorspule fließt, während der Motorblockierung erhöht, und zwar wegen der Charakteristik eines gewöhnlichen Motors. Infolgedessen steigt die Temperatur der Motorwicklung stetig rasch an. Wenn dieser Zustand während einer vorbestimmten Zeit t(sec) fortgesetzt wird, entscheidet die CPU 13, daß eine Motorblockierung eingetreten ist und stoppt die Erregung des Motors. Hierdurch wird die Bedienungsperson über die Tat sache des eingetretenen Nähmaschinenblockierungszustandes in formiert. Falls jedoch die Bedienungsperson den Motorblockie rungszustand nicht wahrnimmt und die Ursache der Motor blockierung nicht beseitigt wird, wird ein normaler Steuerab lauf durchgeführt, um die Erregung des Motors über die "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELLUNG" des Netzschalters 4 wieder in Gang zu setzen.

In diesem Falle wird die Temperatur der Motorwicklung auf ein Niveau angehoben, auf dem durch die neuerliche Erregung dem Temperaturanstieg der letzten Erregung ein weiterer Tempera turanstieg hinzugefügt wird. Falls ein Wechselstrom-Servomo tor verwendet wird, besteht die Möglichkeit, daß der Tempera turanstieg aufgrund der Entmagnetisierung des Rotormagneten einen Drehmomentabfall verursacht oder einen inneren Kurz schluß aufgrund unzureichender Isolierung.

Bei der Herstellung von Näherzeugnissen in einer Fabrik be steht die Möglichkeit, daß eine Bedienungsperson rasch einen EIN-Schaltvorgang ("ENERGIE EIN RÜCKSTELLUNG") ausführt, nachdem eine Energiequelle in den AUS-Schaltzustand gebracht ist, und zwar selbst dann, wenn ein Fehler, beispielsweise eine Motorblockierung erzeugt ist, wobei die Bedienungsperson auch den AUS/EIN-Schaltvorgang wiederholt mehrmals in kurzer Zeit ausführt, um die Effizienz des Produktionsvorganges nicht zu beeinträchtigen. Infolgedessen besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, daß das Temperaturerhöhungsphäno men, wie oben beschrieben, im Nähmaschinenmotor eintritt.

Insbesondere bei Wechselstrom-Servomotoren wurde die Motor größe reduziert, und zwar durch Einsatz neuer Werkstoffe für den Rotormagneten, durch neue Statorkonstruktionstechniken und durch eine Simulationstechnik für den Magnetkreis. Im Vergleich mit einem herkömmlichen Motor mit großen Abmessun gen ist auch die Wärmekapazität des Motor- oder Wärmeflan sches geringer. Daher wird die Wärmeabstrahlung der Stator wicklung unvollkommen ausgeführt, so daß die Anstiegsge schwindigkeit der Temperatur der Wicklung die Tendenz hat, sich zu erhöhen.

Zur Lösung eines solchen Problems kann auch angenommen wer den, daß die Zeit t(sec), die für die Entscheidung betreffend den Nähmaschinenblockierzustand erforderlich ist, abgekürzt wird. Jedoch wird die Entscheidung betreffend die Nähmaschi nenblöckierung häufig dann vorgenommen, wenn ein dickes Näh gut genäht werden muß. Infolgedessen wird eine normale Nähar beit behindert.

Falls darüber hinaus die Temperatur der Motorwicklung in einer vergleichsweise weiten Kurve ansteigt, ist es möglich, im Motor eine Temperaturfeststellschaltung vorzusehen, um hierdurch die Entmagnetisierung eines Codierelements, eines Rotormagneten, oder einen inneren Kurzschluß aufgrund schlechter Isoliereigenschaften zu verhindern. Wenn jedoch die Motorblockierung eingetreten ist, steigt die Temperatur der Motorwicklung rasch an. Daher kommt die Feststellantwort aufgrund der Verzögerung der Wärmeleitung spät, so daß die Störung nicht verhindert werden kann.

Mittel zur Verbesserung der Verzögerung der Feststellantwort schließen beispielsweise ein Verfahren ein, bei dem ein Tem peraturfeststellelement, z. B. ein thermischer Protektor an der Motorwicklung selbst vorgesehen wird. Jedoch wirkt die Motorwicklung als ein Teil mit hoher Spannung. Infolgedessen wird die Zuverlässigkeit der Isolierung herabgesetzt, der Montagevorgang hat den Nachteil, daß ein größerer Motorkörper zugrundegelegt werden muß, und außerdem wachsen die Gesamtko sten der Installation.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor vorzuschlagen, die rasch die Entste hung einer Nähmaschinenblockierung feststellen kann, um so eine Überhitzung des Nähmaschinenmotors zu verhindern, und die jedoch während des Normalbetriebes der Maschine die Ent scheidung einer Nähmaschinenblockierung nicht irrtümlicher weise herbeiführt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Lösung ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.

Entsprechend der durch den Patentanspruch 1 gegebenen Lehre wird in dem Falle, daß die Nadel der Nähmaschine in ihre obere Position bewegt werden muß, wenn die Nadel sich bei Einschaltung der Energiequelle nicht in der oberen Position befindet, die Nähmaschinenblockierung in einer kürzeren Zeit festgestellt, als die für die Feststellung erforderliche vor bestimmte Zeit.

Erfindungsgemäß wird in dem Falle, in dem der Nadelbewegungs vorgang ausgeführt wird, wenn die Energiequelle sich wieder im EIN-Schaltzustand befindet, die Nähmaschinenblockierung in einer kürzeren Zeit festgestellt als die für die Feststellung erforderliche vorgegebene Zeit. Wenn daher ein sogenannter "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang, bei dem die Energiequelle wieder in den EIN-Schaltzustand gebracht wird, ausgeführt wird, ohne daß die Ursache der Maschinenblockierung beseitigt ist, wird die Nähmaschinenblockierung in einer Zeit festge stellt, die kürzer als die für die Feststellung der Nähma schinenblockierung vorbestimmte Zeit während des normalen Be triebsvorganges ist, so daß die Erregung des Nähmaschinenmo tors unterbrochen wird.

Infolgedessen ist es möglich, den Nähmaschinenmotor an einer Überhitzung aufgrund des "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgangs zu hindern, und den Motor vor einer Beschädigung zu bewahren.

Weiterhin wird bei normalem Gebrauch die Nähmaschinenblockie rung nicht häufig irrtümlicherweise angezeigt. Infolgedessen wird der normale Betrieb der Nähmaschine nicht behindert.

Bei der modifizierten Ausführungsform der Erfindung gemäß Pa tentanspruch 2 kann es sich bei den Einstellmitteln bei spielsweise um Einstellinhaltänderungsmittel handeln.

Bei letzterer Ausführungsform der Erfindung kann dementspre chend in dem Falle, in welchem die Nadel der Nähmaschine nicht in ihrer oberen Position plaziert ist, wenn die Ener giequelle im EIN-Schaltzustand ist, die Zeit, die für die Feststellung der Nähmaschinenblockierung erforderlich ist, durch die Einstellmittel eingestellt werden. Daher kann im Hinblick auf die Kenndaten der Nähmaschine eine optimale Zeit eingestellt werden, und der Nähmaschinenmotor kann zuverläs sig davor geschützt werden durch eine Überhitzung beschädigt zu werden.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm mit der Darstellung des Schal tungsaufbaus im Steuerkasten 30 einer Industrie nähmaschine gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Zeittafel für ein Steuerverfahren, das im Steuerkasten 30 gemäß Fig. 1 während einer Motor blockierung ablaufen soll, nämlich (a) die Dar stellung einer Änderung der Innentemperatur des Nähmaschinenmotors 2, (b) eine Darstellung des Erregungszustandes des Nähmaschinenmotors 2 und (c) eine Darstellung des Erregungszustandes einer kommerziellen Wechselstromenergie für den Steuer kasten 30;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Aufbaus der Hauptteile einer herkömmlichen Industrienähma schine;

Fig. 4 eine Darstellung des Schaltungsaufbaus im Steuer kasten 3, wie er in Fig. 3 dargestellt ist; und

Fig. 5 eine Zeittafel mit der Darstellung eines herkömm lichen Steuerverfahrens, wie es während einer Mo torblockierung ausgeführt wird.

Da der mechanische Aufbau einer Industrienähmaschine gemäß der Erfindung der gleiche wie der in Fig. 3 dargestellte ist, kann im folgenden eine weitere Erläuterung desselben unter bleiben. Der Aufbau des Steuerkastens, der sich vom herkömm lichen Aufbau unterscheidet, wird mit Bezug auf Fig. 1 be schrieben. Dabei haben jedoch einander entsprechende Teile der Steuerkästen 3 und 30 in Fig. 4 bzw. 1 die gleichen Be zugszeichen und eine weitere Beschreibung dieser Teile in Fig. 1 unterbleibt ebenfalls.

In Fig. 1 umfaßt der Steuerkasten 30 einen Gleichrichterteil 11, einen Glättungsteil 12, Motorsteuermittel 14, einen Mo tortreiber 15, einen CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis 17, ein Nadelpositionsfeststellmittel 18, ein Einstellinhaltände rungsmittel 19 und eine zentrale Steuereinheit CPU 13, die mit den Drehgeschwindigkeitsfeststellmitteln 16 im Nähmaschi nenmotor 2 verbunden ist.

Die CPU 13 gibt ein Motorantriebssteuersignal an die Motor steuermittel 14 ab, wenn durch eine Bedienungsperson von einem Riemen 10 über die Betätigung eines Pedals 5 (Fig. 3) ein Nähmaschinensteuersignal eingegeben wird.

Wenn darüber hinaus ein Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal, das für die Drehgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors 2 von den Drehgeschwindigkeitsfeststellmitteln 16, die ihrerseits am Motor 2 vorgesehen sind, eingegeben wird, gibt die CPU 13 ein Motorantriebssteuersignal an die Motorsteuermittel 14 ab, und zwar in Abhängigkeit von dem Drehgeschwindigkeitsfest stellsignal derart, daß die Drehgeschwindigkeit des Nähma schinenmotors 2 optimiert wird.

Die CPU 13 vergleicht einen Drehbefehlswert, der im Motoran triebssteuersignal eingeschlossen ist, mit dem Drehgeschwin digkeitsfeststellsignal, das durch die Drehgeschwindigkeits feststellmittel 16 rückgekoppelt wird, wodurch entschieden wird, ob der Zustand, in dem der Nähmaschinenmotor 2 eine vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat, kontinuierlich auf rechterhalten wird.

Die CPU 13 umfaßt einen Zeitmesser zur Zählung der verstri chenen Zeit, nachdem der Motor 2 eine vorgegebene Drehzahl oder weniger hat, einschließlich Stillstand, und entscheidet, ob ein Motorblockierzustand vorliegt, worauf die CPU die Er regung des Motors 2 abstoppt, wenn die verstrichene Zeit eine vorbestimmte Zeit a erreicht.

Wenn beispielsweise die Drehgeschwindigkeitsfeststellmittel 16 einen solchen Aufbau haben, daß der Nähmaschinenmotor 2 bei jeder Drehung um einen vorbestimmten Winkel ein Impuls signal aussendet, kann die CPU 13 die Drehgeschwindigkeit dieses Motors 2 feststellen, und zwar basierend auf der Im pulszahl des Impulssignalausgangs innerhalb einer vorbestimm ten Zeit. In diesem Falle entscheidet die CPU 13, ob der Näh maschinenmotor 2 die vorgegebene Drehzahl oder weniger hat, wenn die Impulszahl pro Zeiteinheit eine vorbestimmte Größe hat oder niedriger ist oder das Impulssignal nicht ausgegeben wird.

Das Drehgeschwindigkeitsfeststellmittel 16 kann einen solchen Aufbau haben, daß es die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Nadelpositionfest stellmittel 18 feststellt, was weiter unten beschrieben wird.

Insbesondere sind die Nadelpositionfeststellmittel 18 dafür vorgesehen, ein Nadelpositionssignal jedesmal dann auszuge ben, wenn die Nadelstange 8 oder die Nadel 7 ihre obere Posi tion erreichen. Die CPU 13 kann entscheiden, ob der Nähma schinenmotor 2 die vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat, und zwar durch Feststellen der Impulsbreite, des Erzeugungs intervalls oder der Erzeugungszahl des Ausgangssignals der Nadelpositionsfeststellmittel 18. Wenn weiterhin das Nadelpo sitionssignal von den Nadelpositionsfeststellmitteln 18 nicht ausgegeben wird, kann die CPU 13 entscheiden, daß die Nadel stange 8 und die Nadel 7 in einer anderen als der oberen Po sition angehalten werden.

Wenn der Zustand, in dem der Nähmaschinenmotor 2 die vorbe stimmte Drehzahl oder weniger hat, kontinuierlich während der vorbestimmten Zeit a aufrechterhalten wird, stoppt die CPU 13 die Erregung des Nähmaschinenmotors 2, um das Heißwerden oder "Brennen" dieses Motors zu verhindern.

Wenn entschieden ist, daß eine Motorblockierung während des Antriebsvorgangs der Nähmaschine festgestellt ist, unter bricht die CPU 13 die Erregung des Motors, so daß dieser in den HALT-Zustand gebracht wird. In diesem Falle ist die Ener gieeinspeisung in die Steuerschaltung einmal durch den AUS- Vorgang des Netzschalters 4 blockiert. Wenn der Netzschalter 4 dann den EIN-Schaltvorgang ausführt, kehrt die CPU 13 zu ihrem Hauptablaufprogramm zurück, und zwar in Abhängigkeit von einem Signal, das von dem Schaltungsvorgang des CPU-Ener gie-RÜCKSTELL-Schaltkreises 17 erzeugt wird, und führt in Übereinstimmung mit dem Hauptprogramm einen Behandlungsvor gang aus. Eine Reihe von Behandlungsoperationen von "Energie- AUS" bis zu "Energie-EIN" wird provisorisch als ein "ENERGIE- EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang bezeichnet.

Die CPU 13 kehrt zum Hauptablaufprogramm zurück, wenn die Energiequelle durch den "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang in den Schaltzustand EIN gebracht ist, und entscheidet, ob die Nadel 7 (Fig. 3) in der oberen Position plaziert ist, basie rend auf einem Nadelpositionssignaleingang aus dem Nadelposi tionsfeststellmittel 18. Wenn sich die Nadel 7 nicht in ihrer oberen Position befindet, wird an die Motorsteuermittel 14 ein Motorantriebssteuersignal zu Bewegung der Nadel 7 in ihre obere Position ausgegeben, wodurch der Nähmaschinenmotor 2 erregt wird.

Weiterhin gibt die CPU 13 das Motorantriebssteuersignal zu den Motorsteuermitteln 14 und vergleicht einen Rotationsbe fehlswert, der im Motorantriebssteuersignal eingeschlossen ist, mit einem Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal, das von dem Drehgeschwindigkeitsfeststellmitteln 16 rückgekoppelt wird, um auf diese Weise zu entscheiden, ob der Zustand, in dem der Nähmaschinenmotor 2 die vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat, ständig aufrechterhalten ist.

Die CPU 13 zählt im Zustand der vorbestimmten Drehzahl oder weniger die verstrichene Zeit mit Hilfe eines inneren Zeit messers und entscheidet, ob der Motorblockierzustand einge treten ist, wenn die verstrichene Zeit einen vorbestimmten Wert b(sec) erreicht, um hierdurch die Erregung des Motors 2 abzustoppen. Die vorbestimmte Zeit b hat einen Wert, der ein gestellt ist, um die Bewegung der Nadel 7 in ihre obere Posi tion zu steuern, wenn die Energiequelle im Schaltzustand EIN ist, und die Entscheidung der Motorblockierung während einer anderen Steuerung wird unter Verwendung der vorbestimmten Zeit a ausgeführt. Obwohl die vorbestimmte Zeit b viel kürzer als die vorbestimmte Zeit a ist, wird sie so eingestellt, daß sie ausreichend lang ist, um die Bewegung der Nadel in die obere Position abzustoppen, wenn die Energiequelle einge schaltet ist. Infolgedessen wird der Nähmaschinenmotor 2 nicht abgestoppt, während die Nadel 7 normalerweise unter der Steuerung der CPU 13 in die obere Position bewegt wird, so daß die Funktion keinen Nachteil hat.

Darüber hinaus hat die vorbestimmte Zeit b einen optimalen Wert, der in Abhängigkeit von den Kenndaten der Nähmaschine variiert. Infolgedessen ist es möglich, den Wert durch die Einstellinhaltänderungsmittel 19 einzustellen. Die Einstell inhaltänderungsmittel 19 dienen dazu, die vorgegebene Zeit b einzustellen und zu speichern und schließen beispielsweise einen (nicht dargestellten) nicht flüchtigen Speicher ein. Sie dienen weiterhin dazu, die eingestellte vorbestimmte Zeit b in diesen Speicher einzuschreiben und dort zu speichern.

Das Einstellinhaltänderungsmittel 19 kann einen variablen Wi derstand und einen In-line-Packungsschalter einschließen, um die vorgegebene Zeit b zu speichern. In dem Falle, in dem darüber hinaus das Einstellinhaltänderungsmittel 19 den nicht flüchtigen Speicher einschließt, ist es auch möglich, einen Aufbau zu verwenden, bei dem die vorbestimmte Zeit b durch Betätigung der Betriebstafel 6 eingestellt werden kann. Nach stehend wird der Betrieb der beschriebenen Ausführungsform erläutert.

Zuerst vor allem entscheidet, wenn die Nadel 7 aufgrund einer Vernähung von dickem Nähgut oder einer Spulenfadenverwicklung zur Zeit , wie in Fig. 1 dargestellt, in einen Blockierzu stand gebracht wird, die CPU 13, daß der Motorblockierungszu stand eingetreten ist, wenn der Nähmaschinenmotor 2 konti nuierlich die vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat, und zwar während einer vorbestimmten Zeit a, die auf dem Drehge schwindigkeitsfeststellsignal beruht, welche durch das Dreh geschwindigkeitsfeststellmittel 16 rückgekoppelt ist. Die CPU 13 unterbricht dann die Erregung des Nähmaschinenmotors 2 zu einer Zeit .

Wenn die Bedienungsperson den Nähmaschinenblockierzustand nicht bemerkt und der "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang zur Zeit ausgeführt wird, um die Energiequelle des Nähmaschi nenkörpers 1 wieder in den EIN-Schaltzustand zu verbringen, ohne daß der Blockierzustand beseitigt ist, entscheidet die CPU 13, ob die Nadel 7 in ihrer oberen Position ist, und zwar basierend auf dem Nadelpositionssignal, das von dem Nadelpo sitionsfeststellmittel 18 übermittelt wird.

Wenn die Energiequelle des Nähmaschinenkörpers 1 normaler weise ausgeschaltet ist, wird die Nadel 7 in ihrer oberen Po sition angehalten, wenn die Energiequelle eingeschaltet wird. In dem Falle jedoch, in dem die Motorblockierung auftritt, so daß die Energiezuführung abgestoppt ist, wobei die Nadel 7 unterhalb der oberen Position plaziert bleibt, befindet sich die Nadel 7 außerhalb ihrer oberen Position, wenn der "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang ausgeführt wird.

Dementsprechend entscheidet, nachdem der "ENERGIE-EIN-RÜCK STELL"-Vorgang in der Zeit ausgeführt ist, die CPU 13, daß die Nadel 7 sich nicht in der oberen Position befindet, und es wird das Motorantriebssteuersignal für die Bewegung der Nadel 7 in ihre obere Position zu den Motorsteuermitteln 14 ausgegeben. Daher wird die Erregung des Nähmaschinenmotors 2 zur Zeit gestartet.

Zur Zeit ist der Motorblockierzustand nicht beseitigt: Da her entscheidet die CPU 13, daß der Nähmaschinenmotor 2 die vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat und eine verstrichene Zeit gezählt wird. Wenn die vorbestimmte Zeit b, die in den Einstellinhaltänderungsmitteln 19 gespeichert ist, erreicht ist, wird zur Zeit die Erregung des Motors 2 gestoppt.

Wie in Fig. 2 bei (a) dargestellt, wird der Nähmaschinenmotor 2 im Motorblockierzustand von der Zeit zur Zeit erregt. Daher steigt die Innentemperatur des Motors 2 an. Jedoch ist die vorbestimmte Zeit b kürzer als die vorbestimmte Zeit a. Infolgedessen steigt die Innentemperatur des Motors 2 weniger an und die Temperatur beginnt unmittelbar abzufallen. Somit besteht keine Möglichkeit dahingehend, daß die Temperatur eine Störung verursacht, die auf das Entstehen einer Überhit zung zurückgeht.

In ähnlicher Weise wird in dem Falle, in welchem der "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang wieder zur Zeit ausgeführt wird, die Innentemperatur des Motors 2 zwischen einer Zeit und einer Zeit angehoben. Jedoch ist die vorbestimmte Zeit b kürzer als die vorbestimmte Zeit a. Deswegen fällt die In nentemperatur des Nähmaschinenmotors 2 dann ab.

Darüber hinaus führt in dem Falle, in welchem die Energie quelle im Normalzustand, in dem der Motorblockierzustand nicht eingetreten ist, ausgeschaltet ist, die CPU 13 keine Steuerung aus, um die Nadel 7 in die obere Position zu ver schieben, da die Nadel 7 in der oberen Position plaziert ist, wenn die Energiequelle eingeschaltet ist. Wenn weiterhin die Nadel nicht in ihre obere Position gebracht ist, falls die Energiequelle eingeschaltet ist und der Motorblockierungszu stand nicht vorliegt, wird die Nadel 7 unmittelbar in die obere Position verschoben, und zwar durch die normale Rota tion des Nähmaschinenmotors 2.

Anschließend wird das Vorliegen des Motorblockierungszutands nach dem Start der Nähmaschine entschieden, und zwar basie rend auf der vorbestimmten Zeit a, die länger als die vorbe stimmte Zeit b ist.

Wie oben beschrieben, wird erfindungsgemäß in dem Falle, in welchem der Nähmaschinenmotor 2 in der vorbestimmten Zeit a(sec) während des Normalbetriebes kontinuierlich die vorbe stimmte Drehzahl oder weniger hat, die Erregung des Nähma schinenmotors 2 unterbrochen. In dem Falle, in welchem die Position der Nadel 7 nicht in die obere Position eingestellt ist, wenn die Energiequelle eingeschaltet ist, wird der Näh maschinenmotor 2 erregt, um die Nadel 7 in die obere Position zu bewegen. In diesem Falle wird, wenn der Nähmaschinenmotor 2 ständig die vorbestimmte Drehzahl während der vorbestimmten Zeit b hat, die kürzer als die vorbestimmte Zeit a ist, die Erregung des Nähmaschinenmotors unterbrochen.

Wenn die Motorblockierung vorliegt, fließt ein großer Strom zum Nähmaschinenmotor 2 und Wärme wird zusammen mit einem Kupferverlust I²Rt erzeugt, (I bedeutet den Strom, der zum Motor 2 fließt, R ist der Widerstand der Motorwicklung und t bedeutet die Dauer des Motorblockierzustandes). Durch Verrin gerung von t im obenstehenden Ausdruck kann ein Temperaturan stieg des Nähmaschinenmotors 2 reduziert werden.

Infolgedessen kann, wenn der "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang wiederholt wird, ohne daß die Ursache der Motorblockierung beseitigt ist, die Innentemperatur des Motors 2 daran gehin dert werden, aufgrund von Wärmeakkumulation merklich anzu steigen. Daher ist es möglich, zuverlässig eine Störung des Nähmaschinenmotors 2 aufgrund von Überhitzung zu verhüten.

In dem Falle, in dem der Nähmaschinenmotor 2 während des Nor malbetriebes die vorbestimmte Drehzahl oder weniger hat, wird die Erregung des Motors 2 unterbrochen, wenn der nämliche Zu stand kontinuierlich während der vorbestimmten Zeit a auf rechterhalten wird, die länger als die vorbestimmte Zeit b ist. Infolgedessen ist es möglich, die irrtümliche Entschei dung einer Motorblockierung für einen Vorgang zu verhindern, der eine große Belastung auf den Nähmaschinenmotor 2 dar stellt, beispielsweise der Vorgang der Vernähung eines dicken Nähguts. Infolgedessen kann der Nähmaschinenmotor geschützt werden, so daß der normale Arbeitsvorgang nicht behindert wird.

Obwohl die vorbestimmte Zeit b durch die Einstellinhaltände rungsmittel 19 eingestellt und gespeichert wird, ist die vor liegende Erfindung hierauf nicht beschränkt, sondern es braucht lediglich ein nicht flüchtiger Speicher zum Abspei chern der vorbestimmten Zeit b vorgesehen zu werden. In die sem Falle kann der oben erwähnte Effekt bei niedrigeren Ko sten erreicht werden. Weiterhin können auch weitere Einzel heiten der beschriebenen Ausführungsform in geeigneter Weise geändert werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzu weichen.

Bei der Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor gemäß Patentanspruch 1 wird, wenn die Nadel in die obere Position in dem Zustand bewegt werden muß, in dem die Nadel nicht in der oberen Position plaziert ist, wenn die Energiequelle ein geschaltet ist, die Nähmaschinenblockierung festgestellt, basierend auf einer Zeit, die kürzer ist als die vorbestimmte Feststellzeit, welche für die Feststellung der Nähmaschinen blockierung während des normalen Betriebes erforderlich ist. Daher wird in dem Falle, in welchem im Nähmaschinenblockie rungszustand die Energiequelle AUS und EIN geschaltet wird, der Nähmaschinenblockierungszustand schneller festgestellt, um die Erregung des Nähmaschinenmotors zu unterbrechen. Daher kann eine Überhitzung des Nähmaschinenmotors verhindert wer den.

Bei der Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor gemäß Patentanspruch 2 kann dann, wenn die Nadel der Nähmaschine nicht in der oberen Position plaziert ist, falls die Energie quelle eingeschaltet wird, die für die Feststellung der Näh maschinenblockierung erforderliche Zeit durch die Einstell mittel eingestellt werden. Daher kann eine für die Kenndaten der Nähmaschine optimale Zeit eingestellt werden und der Näh maschinenmotor kann vor einer Beschädigung aufgrund Überhit zung zuverlässiger geschützt werden.

Die in den Figuren eingetragenen Bezeichnungen werden wie folgt erläutert:

Fig. 1

(

10

) Pedaleingangsfeststellmittel
(

14

) Motorsteuermittel
(

17

) CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis
(

18

) Nadelpositionssignalfeststellmittel
(

19

) Einstellinhaltänderungsmittel

Fig. 2

(a) Innentemperatur des Motors
(b) Motorerregung (Einschaltung)
(c) Nähmaschinenenergiequelle

Fig. 4

(

10

) Pedaleingangfeststellmittel
(

14

) Motorsteuermittel
(

17

) CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis
(

18

) Nadelpositionssignalfeststellmittel

Fig. 5

(a) Zustand der Nadel

7

(b) Innentemperatur des Motors
(c) Motorerregung
(d) Nähmaschinenenergiequelle

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Nähmaschinenkörper

2

Nähmaschinenmotor

4

Netzschalter

5

Pedal

6

Schalt- oder Betriebstafel

7

Nadel

8

Nadelstange

9

Hauptwelle

10

Riemen

30

Steuerkasten

11

Gleichrichterteil

12

Glättungsteil

13

zentrale Steuereinheit CPU

14

Motorsteuermittel

15

Motortreiber

16

Drehgeschwindigkeitsfeststellmittel

17

CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis

18

Nadelpositionsfeststellmittel

19

Einstellinhaltänderungsmittel

Claims

1. Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor mit einem Motorsteuerteil zur Erzeugung eines Antriebs signals, das für die Antriebsoperation des eine Haupt welle einer Nähmaschine in Umlauf versetzenden Nähma schinenmotors indikativ ist; mit
Nadelpositionsfeststellmitteln zur Ausgabe eines Oberpo sitionssignals, das wenigstens einer oberen Position einer Nadel entspricht; mit
Nadelantriebsmitteln zum Anheben der Nadel in die obere Position, wenn das Oberpositionssignal beim Einschalten einer Energiequelle von den Nadelpositionsfeststellmit teln nicht ausgegeben wird; mit
Blockierungsfeststellmitteln zum Feststellen einer Blockierung der Nähmaschine, wenn bei Erzeugung des An triebssignals durch den Motorsteuerteil die Rotation der Nähmaschinenhauptwelle oder des Nähmaschinenmotors nicht innerhalb einer vorbestimmten Feststellzeit erkannt wird; und mit
Erregungsverhinderungsmitteln zum Verhindern des Ein schaltens des Nähmaschinenmotors, wenn die Blockierung der Nähmaschine festgestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Feststellzeit der Blockierungsfest stellmittel (CPU 13) während des durch die Nadelanhebe mittel (CPU 13) veranlaßten Anhebevorgangs der Nadel kürzer eingestellt ist als die vorbestimmte Feststell zeit außerhalb der Zeit des Anhebevorgangs der Nadel.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß Einstellmittel (19) zur Einstellung der Fest stellzeit der Nähmaschinenblockierungsfeststellmittel vorgesehen sind.