DE10038715A1 - Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor - Google Patents

Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor

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DE10038715A1 DE2000138715 DE10038715A DE10038715A1 DE 10038715 A1 DE10038715 A1 DE 10038715A1 DE 2000138715 DE2000138715 DE 2000138715 DE 10038715 A DE10038715 A DE 10038715A DE 10038715 A1 DE10038715 A1 DE 10038715A1
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Abstract

Es soll eine Störung oder ein Versagen eines Nähmaschinenmotors dadurch verhindert werden, daß der Nähmaschinenmotor entsprechend seiner Antriebssituation gesteuert wird. Hierzu wird in einer Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor die Anzahl von Blockierungen des Nähmaschinenmotors gezählt, welche durch einen Drehpositionssignal- oder einen Drehgeschwindigkeitssignalausgang aus Motordrehgeschwindigkeitsfeststellmitteln festgestellt werden, und die anschließende Steuerung des Motors wird verändert, wenn die gezählte Anzahl der Blockierungen eine vorgegebene Zahl erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für einen Nähma­ schinenmotor.
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 schiedenen 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 21 einer Programmsteuereinheit CPU 13 zuge­ führt, und zwar durch die Betätigung des Pedals 5. Die CPU 13 gibt an die Motorsteuermittel 14, basierend auf dem Nähma­ schinensteuersignal, ein Motorrotationsbefehlssignal LSi und ein Geschwindigkeitsbefehlssignal SPC ab.
Die Motorsteuermittel 14 geben das Motorrotationsbefehls­ signal LSi und das Geschwindigkeitsbefehlssignal SPC ein, übertragen ein Antriebssteuersignal zu einem Motortreiber 15 und schalten mit dem Motortreiber 15 die durch den Gleich­ richterteil 11 und den Glättungsteil 12 in Gleichstromenergie umgewandelte Energie, so daß der Nähmaschinenmotor 2 in Um­ lauf versetzt wird.
Weiterhin stellen Feststellmittel 16 die Drehgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors 2 fest und zählen die Impulse eines (nicht dargestellten) Codiergerätes, wodurch der Drehwinkel des Nähmaschinenmotors 2 festgestellt und ein Drehwinkelfest­ stellsignal zur CPU 13 übermittelt wird.
Die CPU 13 gibt in Abhängigkeit von dem Eingangsdrehgeschwin­ digkeits-Feststellsignal das Geschwindigkeitsbefehlssignal SPC an die Motorsteuermittel 14 ab, so daß die Drehgeschwin­ digkeit des Nähmaschinenmotors 2 optimiert wird.
Ferner vergleicht die CPU 13 das Motorrotationsbefehlssignal LSi mit dem Drehgeschwindigkeitsfeststellsignal, welches von den Feststellmitteln 16 ausgesandt wird, wodurch festgestellt wird, daß ein Motorblockierzustand eingetreten ist, falls die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 einen vorbestimmten oder einen geringeren Wert hat, der während einer vorgegebenen Zeit ständig aufrechterhalten bleibt.
Motorstromschaltmittel 19 stellen einen Strom fest, der über einen Feststellteil 19a, zum Motor 2 fließt. Ein Vergleichs­ teil 19b vergleicht den vom Feststellteil 19a eingegebenen Motorstromwert mit einem Referenzwert, der von der CPU 13 eingegeben wird, und gibt an die Motorsteuermittel 14 ein Ausgangsstoppsignal ab, wenn der Motorstromwert größer als der Referenzwert ist.
Die Motorsteuermittel 14 stoppen sofort die Erregung des Näh­ maschinenmotors 2 über das Ausgangsstoppsignal, das von den Schaltmitteln 19 eingegeben wird. Daher kann der zum Motor 2 fließende Strom begrenzt werden, so daß er ein Referenzniveau nicht überschreitet.
Darüber hinaus kann die CPU 13 den oberen Grenzwert des Stro­ mes steuern, der zum Motor 2 fließt, und zwar durch Steuerung des Referenzwertausganges zum Feststellteil 19b.
Ein CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis 17 ist mit einer (nicht dargestellten) RÜCKSTELL-Klemme der CPU 13 verbunden, dient zur Überwachung einer an die CPU 13 angelegten Speisespannung und hält die RÜCKSTELL-Klemme der CPU 13 bei einem Wert Lo, falls die Speisespannung außerhalb des Betriebskompensations­ spannungsbereiches der CPU 13 liegt. Infolgedessen kann die CPU 13 davor bewahrt werden, außerhalb des Betriebskompensa­ tionsspannungsbereiches nicht ordnungsgemäß zu funktionieren.
Wenn entschieden ist, daß während des Prozeßablaufes eine Mo­ torblockierung vorliegt, stoppt die CPU 13 die Erregung des Nähmaschinenmotors 2, so daß dieser zu seinem Schutz in einen HALT-Zustand gebracht wird. Weiterhin wird die dem Steuer­ kreis zugeführte Energie einmal durch die Ausschaltoperation des Netzschalters 4 blockiert, und der HALT-Zustand wird durch Blockierung der Energieeinspeisung in die CPU 13 aufge­ löst. Wenn dann der Netzschalter 4 in EIN-Stellung gebracht wird, kehrt die CPU 13 zum Hauptablaufprogramm zurück, und zwar in Abhängigkeit von einem Signal, das durch die Schalt­ operation des CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreises 17 erzeugt wird. Die CPU 13 führt dann in Übereinstimmung mit dem Haupt­ programm die weiteren Vorgänge aus. Eine Reihe von Ablaufvor­ gängen, die von der AUS-Schaltung zur EIN-Schaltung der Ener­ gie ausgeführt werden müssen, wird vorläufig als ein "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang bezeichnet.
Energie-AUS-Feststellmittel 18 stellen den EIN/AUS-Zustand des Netzschalters 4 fest, d. h. daß die Energie dem Steuer­ kreis zugeführt wird oder die Energiezuführung blockiert ist, und senden ein Feststellsignal zur CPU 13 aus. Nach Empfang eines Energie-AUS-Feststellsignals speichert die CPU 13 in einem nicht flüchtigen Speicher 20 Daten ab, welche nachtei­ lige Funktionen veranlassen, wenn sie durch Energie-AUS- Schaltung gelöscht werden. Anschließend kann die CPU 13 die abgespeicherten Daten aus dem nicht flüchtigen Speicher aus­ lesen, und zwar in Übereinstimmung mit dem Hauptpro­ grammablauf durch die Energiezuführung, welche durch die an­ schließende Energie-EIN-Operation vollzogen wird.
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 die folgenden Steuerungsmaßnahmen ausgeführt:
  • 1. Wenn ein 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 Motorblockierungszu­ stand eingetreten ist. Infolgedessen wird die Motorerregung unterbrochen.
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 vorgegebe­ nen Zeit t(sec) aufrechterhalten bleibt, entscheidet die CPU 13, daß der Motorblockierzustand 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 nach ändert. Der Buchstabe d bezeich­ net einen Strom, der im Nähmaschinenmotor 2 fließt, R ist der Motorwicklungswiderstand und t bezeichnet die Dauer des Mo­ torblockierzustandes.
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:
Bei der Steuerung des herkömmlichen Nähmaschinenmotors wie oben beschrieben, kann sich, wenn die Nähmaschine mit dem "ENERGIE-EIN-RÜCKSTELL"-Vorgang wiederholt gestartet wird, bevor die Ursache der eingetretenen Motorblockierung nicht aufgehoben ist, die innere Temperatur des Motors 2 graduell erhöhen, was zu dem in Fig. 5 dargestellten "Brennen" führen kann.
Insbesondere steigt wegen der Kenndaten eines gewöhnlichen Motors ein mittlerer, pro Zeiteinheit zur Motorwicklung fließender Strom während der Motorblockierung an. Infolgedes­ sen steigt die Temperatur der Motorwicklung stetig rasch an.
Wenn dieser Zustand sich während einer vorgegebenen Zeit t(sec) fortsetzt, entscheidet die CPU 13, daß eine Motor­ blockierung vorliegt und stoppt die Motorerregung, wodurch die Bedienungsperson von der Tatsache der eingetretenen Mo­ torblockierung informiert wird.
In dem Falle jedoch, in welchem der Netzschalter 4 einmal auf AUS geschaltet und dann unmittelbar wieder auf EIN gestellt wird (ENERGIE-EIN-RÜCKSTELLUNG), ohne daß die Ursache der Mo­ torblockierung beseitigt ist, erfolgt eine normale Steuerrou­ tine, um die Erregung des Motors wieder durchzuführen, und zwar durch die Betätigung des Nähmaschinenpedals 5.
In diesem Falle wird die Temperatur der Motorwicklung auf einen Wert angehoben, auf dem durch die neuerliche Erregung dem Temperaturanstieg der letzten Erregung ein weiterer Tem­ peraturanstieg hinzugefügt wird. Falls ein Wechselstrom-Ser­ vomotor verwendet wird, besteht die Möglichkeit, daß der Tem­ peraturanstieg aufgrund der Entmagnetisierung des Rotormagne­ ten einen Drehmomentabfall verursacht oder einen inneren Kurzschluß aufgrund des Überschreitens der Hitzebeständig­ keitstemperatur der Motorwicklung.
Wenn darüber hinaus ein im Nähmaschinenmotor 2 vorgesehener Codiererschaltkreis den Operationsbereich eines Halbleiter­ elements überschreitet, kann eine Fehlfunktion eintreten, durch die der Nähmaschinenmotor 2 beschädigt wird.
Bei der Herstellung von Näherzeugnissen in einer Fabrik be­ steht die Möglichkeit, daß eine Bedienungsperson rasch einen EIN-Schaltvorgang (ENERGIE-EIN-RÜCKSTELLUNG) ausführt, nach­ dem eine Energiequelle in den AUS-Schaltzustand gebracht ist, und zwar selbst dann, wenn ein Fehler, beispielsweise eine Motorblockierung vorliegt, wobei die Bedienungsperson auch den AUS/EIN-Schaltvorgang wiederholt mehrmals in kurzer Zeit ausführen kann, 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 nenblockierung 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 schlech­ ter Isoliereigenschaften zu verhindern. Wenn jedoch die Mo­ torblockierung eingetreten ist, steigt die Temperatur der Mo­ torwicklung rasch an. Daher kommt die Feststellantwort auf­ grund der Verzögerung der Wärmeleitung spät, so daß die Stö­ rung 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 bei der Installation.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Regelein­ richtung für einen Nähmaschinenmotor vorzuschlagen, die rasch die Entstehung einer Nähmaschinenblockierung feststellen kann, um so eine Überhitzung des Nähmaschinenmotors zu ver­ hindern, die jedoch während des Normalbetriebes der Maschine die Entscheidung einer Nähmaschinenblockierung nicht irrtüm­ licherweise herbeiführt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor gemäß Patentan­ spruch 1 mit folgenden Merkmalen gelöst: Rotationsfeststell­ mittel (beispielsweise entsprechend den in Fig. 4 dargestell­ ten Feststellmitteln 16) zum Feststellen der Drehposition (Winkelposition) und/oder der Drehgeschwindigkeit des Nähma­ schinenmotors und zum Ausgeben eines Drehpositions- und/oder eines Drehgeschwindigkeitssignals; Blockierungsfeststellmit­ tel (beispielsweise entsprechend dem Schritt S15 des in Fig. 1 dargestellten Fließdiagrammes und der in Fig. 4 ge­ zeigten CPU 13) zum Feststellen, ob der Nähmaschinenmotor sich im Blockierzustand befindet oder nicht, basierend auf dem Drehpositionssignal und/oder dem Drehgeschwindigkeits­ signal, die von den Rotationsfeststellmitteln ausgegeben wer­ den; Motoranhaltemittel (z. B. entsprechend dem Schritt S15 des in Fig. 1 dargestellten Fließdiagrammes und der in Fig. 4 gezeigten CPU 13) zum Abstoppen des Nähmaschinenmotors, ba­ sierend auf dem von den Blockierungsfeststellmitteln festge­ stellten Ergebnis; Blockierungsanzahlzählmittel (beispiels­ weise entsprechend dem Schritt S7 in Fig. 1) zum Zählen der Zahl, wie oft die Motorblockierung von den Blockierungsfest­ stellmitteln festgestellt wird; und Steueränderungsmittel (entsprechend z. B. dem Schritt S9 in Fig. 1) zum Ändern der anschließenden Steuerung des Nähmaschinenmotors, wenn die von den Blockierungsanzahlzählmitteln gezählte Zahl der Blockie­ rungen einen vorgegebenen Wert erreicht.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird, wenn die An­ zahl der von den Blockierungsanzahlzählmitteln gezählte An­ zahl der Motorblockierungen eine vorbestimmte Blockierungs­ zahl erreicht, die Steuerung des Nähmaschinenmotors von den Steueränderungsmitteln des Nähmaschinenmotors geändert. In­ folgedessen ist es möglich, die Steuerung des Nähmaschinenmo­ tors entsprechend der Antriebssituation des Nähmaschinenmo­ tors einzurichten. Somit kann eine Störung des Motors der In­ dustrienähmaschine verhindert werden.
Entsprechend dem Patentanspruch 2 ist bei einer weiteren Aus­ führungsform der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 vorgesehen, daß die Steueränderungsmittel Maximalstrombegrenzungsmittel (z. B. entsprechend den in Fig. 4 dargestellten Motorstrom­ schaltmitteln 19) zum Begrenzen des maximalen Wertes des Stromes sind, der dem Nähmaschinenmotor von der Regeleinrich­ tung zugeführt wird, auf einen Wert kleiner als der Normal­ wert.
Gemäß dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der maximale Stromwert, welcher dem Nähmaschinenmotor während der Motorblockierung zugeführt wird, so begrenzt, daß er kleiner als gewöhnlich durch die maximalen Strombegrenzungsmittel ist, die in den Steueränderungsmitteln vorgesehen sind. In­ folgedessen kann ein Temperaturanstieg im Motor während der Motorblockierung reduziert werden. Daher kann eine Störung des Motors der Industrienähmaschine verhütet werden.
Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung entsprechend dem Patentanspruch 3 ist bei einer Regeleinrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 vorgesehen, daß die Steueränderungsmittel Feststellmethodenänderungsmittel (z. B. entsprechend dem Schritt S9 in Fig. 1) zum Ändern der Motorblockierungsfest­ stellmethode der Blockierungsfeststellmittel sind.
Bei dieser dritten Ausführungsform wird die Motorblockie­ rungsfeststellmethode durch die Blockierungsfeststellmetho­ denänderungemittel entsprechend der Ursachensituation der Mo­ torblockierung des Nähmaschinenmotors geändert. Infolgedessen ist es möglich, eine Steuerung des Nähmaschinenmotors ent­ sprechend der Antriebssituation des Nähmaschinenmotors vorzu­ sehen. Daher kann eine Störung des Motors der Industrienähma­ schine verhindert werden.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeich­ nung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 ein Fließdiagramm mit der Darstellung der Steue­ rung eines Nähmaschinenmotors gemäß einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein Fließdiagramm mit der Darstellung der Steue­ rung des Nähmaschinenmotors aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Darstellung des Aufbaus des Hauptteils einer herkömmlichen Industrienähmaschine 100;
Fig. 4 ein Schaltdiagramm mit der Darstellung eines Steuerkreises, der in einem Steuerkasten 3 der herkömmlichen Industrienähmaschine 100 vorgesehen ist; und
Fig. 5 eine Zeittafel mit der Darstellung der Steuerung eines herkömmlichen Nähmaschinenmotors während einer Motorblockierung.
Die weitere Beschreibung der Erfindung bezieht sich zunächst im wesentlichen auf Fig. 1 und 2.
Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist der Aufbau der gleiche wie in Fig. 3 und 4. Infolgedessen wird eine nochmalige Beschreibung dieses Aufbaus nicht vorgenom­ men. Im folgenden haben einander entsprechende Teile jeweils die gleichen Bezugszeichen.
Ein nicht flüchtiger Speicher 20 hat den folgenden Datenbe­ reich in individuellen Adressen.
  • 1. Anfangswert C; ein Anfangswert einer variablen Datengröße C1, die weiter unten beschrieben werden wird und eine festge­ legte positive ganze Zahl ist.
  • 2. Variable Datengröße C1; der Anfangswert C wird gespei­ chert, wenn die Industrienähmaschine von einer Fabrik ver­ sandt wird. C1 ist 0 oder eine variable positive ganze Zahl. Wenn der Nähmaschinenmotor 2 kontinuierlich eine Motor­ blockierung wiederholt, aktualisiert die CPU 13 die variable Datengröße C1 zu jeder Zeit. Wenn C1 = 0 erhalten wird, än­ dert die CPU 13 eine Überwachungszeit t1 und eine Motorstrom­ begrenzungsdatengröße A im fortgesetzten Zustand der Motor­ blockierung, was weiter unten beschrieben werden wird.
  • 3. Vorbestimmte Drehgeschwindigkeit D; eine festgelegte posi­ tive ganze Zahl, die für die Entscheidung einer Motorblockie­ rung durch die CPU 13 benutzt wird. Die CPU 13 entscheidet, daß eine Motorblockierung veranlaßt ist, wenn eine Wellen­ blockierung vorliegt und der Zustand, in dem eine von den Feststellmitteln 16 festgestellte Motordrehgeschwindigkeit der vorgegebenen Drehgeschwindigkeit D nicht genügt, während der Überwachungszeit t1 oder mehr kontinuierlich aufrechter­ halten wird.
  • 4. Überwachungszeit t1 für den Zustand fortgesetzter Motor­ blockierung; eine festgelegte positive ganze Zahl, die für die Motorblockierungsentscheidung durch die CPU 13 zu benut­ zen ist. Die CPU 13 entscheidet, daß eine Motorblockierung vorliegt, wenn die Drehgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors 2 während der Überwachungszeit t1 oder mehr fortgesetzt bei einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit D oder weniger liegt.
  • 5. Eine Überwachungszeit t2 des fortgesetzten Motorblockie­ rungszustandes; ein festgelegter Wert, welcher der Beziehung t2 ≦ t1 genügt. Wenn die Motorblockierung kontinuierlich C-mal veranlaßt wird, so daß C1 = 0 eingestellt wird (ver­ gleiche die obige Ziffer 1), ändert die CPU 13 die Überwa­ chungszeit von t1 nach t2 und entscheidet dann, ob eine Mo­ torblockierung vorliegt.
  • 6. Motorstrombegrenzungswert A; ein oberer Grenzwert des im Normalzustand zum Nähmaschinenmotor 2 fließenden Stromes; wo­ bei in diesen Normalzustand die Nähmaschinenblockierung nicht ständig C-mal verursacht wird. Die CPU 13 gibt einen Motor­ strombegrenzungswert A an einen Vergleichsteil 19b von Motor­ stromschaltmitteln 19 aus und steuert den oberen Grenzwert des Stromes, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Ver­ gleichsteils 19b zum Nähmaschinenmotor 2 fließt.
  • 7. Motorstrombegrenzungswert B; ein festgelegter Wert B ≦ A. Wenn die Motorblockierung kontinuierlich C-mal verursacht wird (vergleiche die oben erwähnte Ziffer 1), ändert die CPU 13 den Motorstrombegrenzungswert, der zum Vergleichsteil 19b der Motorstromschaltmittel 19 von A nach B ausgegeben wird, wodurch der obere Grenzwert des zum Nähmaschinenmotor 2 fließenden Stromes gesteuert wird.
  • 8. Vorbestimmte Drehgeschwindigkeit E zur Steueränderungs­ freigabe; ein positiver festgelegter Wert, welcher der Bezie­ hung E ≧ D genügt. Alternativ: vorbestimmter Drehwinkel F (Winkelgrad) für die Steueränderungsfreigabe; ein festgeleg­ ter positiver Wert. Wenn die Motorblockierung kontinuierlich C-mal veranlaßt wird (C1 = 0), ändert die CPU 13 die Überwa­ chungszeit t1 für den fortgesetzten Motorblockierungszustand auf t2 (≦ t1) und verändert weiterhin den Motorstrombegren­ zungswert A auf B (≦ A), und entscheidet dann, ob eine Motor­ blockierung vorliegt. Wenn jedoch die Drehgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors, welche durch die Feststellmittel 16 fest­ gestellt wird, gleich oder größer als die vorgegebene Drehge­ schwindigkeit E ist, entscheidet die CPU 13, daß der Motor­ blockierungszustand aufgehoben ist, und führt die Überwa­ chungszeit t2 für den fortgesetzten Motorblockierungszustand auf t1 zurück und führt weiterhin den Motorstrombegrenzungs­ wert B auf A zurück. Weiterhin führt die CPU 13 die variable Datengröße C1 auf C zurück.
Die Aufhebung der Steuerungsänderung, welche durch die Fest­ stellung der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit E ausgeführt wird, kann ersetzt werden durch die Aufhebung der Steuerän­ derung, welche durch die Feststellung des vorbestimmten Dreh­ winkels F ausgeführt wird. Wenn die Verdrehung des Nähmaschi­ nenmotors 2 auf den vorbestimmten Drehwinkel oder mehr von den Feststellmitteln 16 festgestellt wird, kann die CPU 13 entscheiden, daß die Motorblockierung aufgehoben ist und kann den gleichen Prozeß ausführen. Weiterhin kann auch die Frei­ gabe der Steuerungsänderung, die durch die Feststellung der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit E und des vorbestimmten Drehwinkels F gemeinsam benutzt werden.
Als nächstes wird der Betrieb der CPU 13 gemäß der vorliegen­ den Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Wenn der Netzschalter 4 in die Schaltstellung EIN gebracht und ein Motorstartsignal dann von den Pedaleingangsfeststell­ mitteln 21 durch die Betätigung des Nähmaschinenpedals 5 durch die Bedienungsperson in die CPU 13 eingegeben wird, liest die CPU 13 die variable Datengröße C1 aus dem nicht flüchtigen Speicher 20 aus (Schritt S1).
Als nächstes entscheidet die CPU 13, ob C1 gleich 0 ist (Schritt S2). Wenn C1 nicht gleich 0 ist (Schritt S2; NEIN), gibt die CPU 13 an den Vergleichsteil 19b der Motorstrom­ schaltmittel 19 den Motorstrombegrenzungswert A aus, wodurch die Rotationssteuerung des Nähmaschinenmotors 2 ausgeführt wird (Schritt S3).
Dann überwacht die CPU 13 die Drehgeschwindigkeit des Motors 2, was periodisch durch die Feststellmittel 16 während der Rotation dieses Motors in vorbestimmten Intervallen festge­ stellt wird, und entscheidet, ob die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 gleich oder kleiner als eine vorgegebene Drehge­ schwindigkeit D ist (Schritt S4). Wenn die Drehgeschwindig­ keit des Motors 2 die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D (Schritt S4; NEIN) überschreitet, führt die CPU 13 C1 auf C zurück (Schritt S6) und der Ablauf kehrt zum Schritt S1 zu­ rück.
Wenn die Drehgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors 2 gleich oder kleiner als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D ist (Schritt S4; JA), überwacht die CPU 13 die Drehgeschwindig­ keit des Motors 2 während einer Überwachungszeit t1 und ent­ scheidet, ob derselbe Zustand kontinuierlich während der Überwachungszeit t1 oder länger aufrechterhalten wird (Schritt S5).
Wenn die Drehgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors 2 bei der vorgegebenen Drehgeschwindigkeit D oder weniger eingestellt ist und der gleiche Zustand während der Überwachungszeit t1 oder mehr nicht kontinuierlich aufrechterhalten wird (Schritt S5; NEIN), kehrt der Ablauf zum Schritt S4 zurück, wo die CPU 13 wieder entscheidet, ob die Drehgeschwindigkeit gleich oder kleiner als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D ist, hierauf die Ausführung der Schritte S4 und S5 wiederholt und entscheidet, ob der Zustand, in dem die Rotationsgeschwindig­ keit des Motors 2 gleich oder kleiner als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D ist, während der Überwachungszeit t1 oder länger kontinuierlich aufrechterhalten wird. Wenn darüber hinaus der Zustand, in welchem die Drehgeschwindig­ keit des Motors 2 gleich oder weniger als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D ist, während der Überwachungszeit t1 oder länger aufrechterhalten wird (Schritt S5; JA), setzt die CPU 13 die variable Datengröße C1 um eins herab (Schritt S7) und entscheidet, ob C1 gleich 0 ist (Schritt S8).
Wenn C1 gleich 0 ist (Schritt S8; JA), verändert die CPU 13 die Überwachungszeit von t1 nach t2, wobei t2 kürzer ist, und der Motorstrombegrenzungswert wird von A nach B verändert, so daß er einen kleineren numerischen Wert hat (Schritt S9). Weiterhin hält die CPU 13 die Rotation des Nähmaschinenmotors 2 an (Schritt S15) und wird in einen HALTE-Zustand gebracht, in welchem der Schaltvorgang AUS einer Energiequelle abgewar­ tet wird (Schritt S16). Auf diese Weise wird der Bearbei­ tungsvorgang beendet.
Wenn weiterhin C1 nicht gleich 0 ist (Schritt S8; NEIN), geht der Ablauf zum Schritt S15 weiter, in welchem die CPU 13 die Rotation des Motors 2 anhält und in den HALTE-Zustand ge­ bracht wird, in welchem die Energiequelle in den Schaltzu­ stand AUS verbracht wird (Schritt S16). Somit ist der Bear­ beitungsvorgang beendet.
Wenn C1 im Schritt S2 gleich 0 ist (Schritt S2; JA), schrei­ tet der Ablauf zum Schritt S10 weiter. C1 = 0 zeigt an, daß die Überwachungszeit auf t2 eingestellt ist und der Motor­ strombegrenzungswert während der letzten Nähmaschinenblockie­ rungsfeststellung auf B eingestellt ist. Infolgedessen steuert die CPU 13 die Rotation des Nähmaschinenmotors 2, mit der Überwachungszeit t2 und dem Strombegrenzungswert B.
Als nächstes überwacht die CPU 13 das Drehgeschwindigkeits­ feststellsignal, das von den Feststellmitteln 16 festgestellt wird, und entscheidet, ob die Drehgeschwindigkeit des Nähma­ schinenmotors 2 gleich oder größer als die vorgegebene Dreh­ geschwindigkeit E ist (Schritt S11). Wenn die Drehgeschwin­ digkeit des Nähmaschinenmotors 2 gleich oder größer als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit E ist (Schritt S11; JA), führt die CPU 13 die Überwachungszeit t2 auf t1 zurück, stellt weiterhin den Motorstrombegrenzungswert B auf A zurück und führt weiterhin die variable Datengröße C1 auf den An­ fangswert C zurück (Schritt S14). Dann kehrt der Ablauf zum Schritt S1 zurück.
Wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 im Schritt S11 die Drehgeschwindigkeit E nicht erreicht (Schritt S11; NEIN) ent­ scheidet die CPU 13, ob die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 gleich oder geringer als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D ist (Schritt S12). Wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D übersteigt (Schritt S12; NEIN), kehrt der Ablauf zum Schritt S1 zurück. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors 2 gleich oder we­ niger als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D ist (Schritt S12; JA), überwacht die CPU 13 die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 während der Überwachungszeit t2 und entscheidet, ob der Zustand, in dem die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 gleich oder geringer als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D ist, während der Überwachungszeit t2 oder länger konti­ nuierlich aufrechterhalten wird (Schritt S13).
Wenn der gleiche Zustand kontinuierlich während der Überwa­ chungszeit t2 oder länger aufrechterhalten bleibt (Schritt S13; JA), schreitet der Ablauf zum Schritt S15 weiter, wo die Rotation des Nähmaschinenmotors 2 angehalten und dieser Motor in den HALTE-Zustand gebracht wird, in welchem die Energie­ quelle AUS-geschaltet wird (Schritt S16). Damit ist der Bear­ beitungsvorgang beendet. Wenn darüber hinaus der gleiche Zu­ stand während der Überwachungszeit t2 oder länger nicht stän­ dig aufrechterhalten wird (Schritt S13; NEIN), kehrt der Ab­ lauf zum Schritt S12 zurück, wo wieder entschieden wird, ob die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 gleich oder geringer als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D ist. Die Schritte S12 und S13 werden anschließend wiederholt ausgeführt, und es wird entschieden, ob der Zustand, in welchem die Drehge­ schwindigkeit des Motors 2 gleich oder weniger als die vorge­ gebene Drehgeschwindigkeit D ist, während der Überwachungs­ zeit t2 oder mehr kontinuierlich aufrechterhalten bleibt.
Wie oben beschrieben, wird bei der Industrienähmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform dann, wenn der Zustand, in dem die Drehgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors 2 gleich oder geringer als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D oder weniger ist, während der Überwachungszeit t1 kontinuierlich aufrechterhalten bleibt, wird entschieden, daß der Nähmaschi­ nenmotorblockierungszustand vorliegt und die Energieeinspei­ sung zum Motor 2 wird blockiert, um diesen Motor anzuhalten. Infolgedessen kann die Temperatur des Motors 2 an einem An­ steigen gehindert werden.
Dann wird die variable Datengröße C1 während der Motor­ blockierung um 1 herabgesetzt. Wenn die variable Datengröße C1 gleich 0 ist, werden die Überwachungszeit von t1 nach t2 und der Motorstrombegrenzungswert A nach B geändert. Infolge­ dessen werden die Bedingungen der Motorblockierungsfeststel­ lung verändert. Bei der anschließenden Steuerung des Nähma­ schinenmotors 2 werden dann, wenn der Zustand, in welchem die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 gleich oder mehr als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit E ist, während der Überwa­ chungszeit t1 kontinuierlich aufrechterhalten wird, die geän­ derten Bedingungen der Motorblockierungsfeststellung wieder hergestellt. Somit werden die Bedingungen der Motorblockie­ rungsfeststellung automatisch eingestellt und geändert, je nach der Betriebssituation der Industrienähmaschine. Infolge­ dessen kann eine Störung des Motors der Industrienähmaschine verhindert werden.
Darüber hinaus kann ein Ansteigen der inneren Temperatur des Motors 2 während seiner Blockierung dadurch reduziert werden, daß der Motorstromwert, der in den Vergleichsteil 19b der Mo­ torstromschaltmittel 19 eingegeben werden muß, gesteuert und der Maximalwert des zum Motor 2 fließenden Stromes begrenzt wird. Infolgedessen läßt sich die Zuverlässigkeit der Indu­ strienähmaschine verbessern.
Wenn bei der obigen Beschreibung der Zustand, in welchem die Drehgeschwindigkeit des Nähmaschinenmotors 2 gleich oder ge­ ringer als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D ist, während der Überwachungszeit t1 ständig aufrechterhalten wird, so daß die variablen Datengrößen C1 gleich 0 sind, werden die Hand­ lungsvorgänge für die Überwachungszeiten t1 nach t2 und A nach B ausgeführt. Natürlich werden nicht immer beide Ände­ rungsvorgänge ausgeführt, sondern es kann lediglich einer von ihnen vollzogen werden.
Wenn bei der oben beschriebenen Ausführungsform weiterhin die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 nicht gleich oder weniger als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit D ist, werden die va­ riablen Datengrößen C1 zum ursprünglichen Eingangswert C zu­ rückgeführt (Schritt S6 in Fig. 1). Es kann separat ein Rück­ stellschalter vorgesehen werden, um die variable Datengröße C1 zum Anfangswert C zurückzuführen, falls dieser Schalter betätigt wird. Alternativ kann in dem Falle, in welchem eine Zeit, die nach der Feststellung der Motorblockierung genommen wird, überwacht wird, so daß die Nähmaschine während einer vorgegebenen Zeit nicht aktiviert wird, die variable Daten­ größe C1 auf den ursprünglichen Anfangswert C zurückgeführt werden.
Weiterhin kann die Aufhebung der Steuerungsänderung, die durch Feststellung der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit E ausgeführt wird, durch Aufhebung der Steuerungsänderung er­ setzt werden, welche durch die Feststellung des vorgegebenen Drehwinkels F durchgeführt wird. Wenn in diesem Falle der vorgegebene Drehwinkel F durch die Feststellmittel 16 festge­ stellt wird, kann die CPU 13 die gleiche Steuerung ausführen wie diejenige Nähmaschinenmotorsteuerung, die ausgeführt wird, wenn die vorgegebene Drehgeschwindigkeit E festgestellt wird. Wenn darüber hinaus die vorgegebene Drehgeschwindigkeit E und/oder der vorgegebene Drehwinkel F durch gleichzeitige Feststellung erhalten werden, kann die Aufhebung der Steue­ rungsänderung durchgeführt werden.
Weiterhin wird auch in dem Falle, in welchem der Nähmaschi­ nenmotor 2 nicht aktiviert ist, der vorgegebene Drehwinkel F festgestellt. Wenn der Nähmaschinenmotor 2 durch Verdrehen auf den vorgegebenen Drehwinkel F oder mehr eingestellt wird, wird die Ursache der Motorblockierung als beseitigt betrach­ tet. Daher kann die Aufhebung der Steuerungsänderung ausge­ führt werden.
Nachstehend werden durch die Erfindung erzielbaren Effekte kurz zusammengefaßt:
Gemäß der Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 niedergelegt ist, wird die Steuerung des Nähmaschinenmotors geändert, und zwar basierend auf der durch die Zählmittel für die Blockie­ rungsanzahl gezählte Anzahl der Motorblockierungen. Daher ist es möglich, die Steuerung des Nähmaschinenmotors entsprechend der Antriebssituation dieses Motors vorzusehen. Somit kann eine Störung oder ein Versagen des Motors der Industrienähma­ schine verhütet werden.
Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 wird der Maximalwert des dem Nähmaschinenmotor zugeführten Stromes so begrenzt, daß er kleiner ist als gewöhnlich durch die Maximalstrombegrenzungsmittel, wie sie in den Steuerände­ rungsmitteln vorgesehen sind. Infolgedessen kann ein Anstieg der Innentemperatur des Nähmaschinenmotors während der Motor­ blockierung reduziert werden. Daher kann eine Störung oder ein Versagen des Nähmaschinenmotors verhindert werden.
Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Patentanspruch 3 wird die Motorblockierungsfeststellmethode verändert, und zwar entsprechend der Entstehungssituation der Motorblockie­ rung des Nähmaschinenmotors. Infolgedessen ist es möglich, die Steuerung des Nähmaschinenmotors so vorzusehen, daß sie der Antriebssituation des Nähmaschinenmotors entspricht. So­ mit kann eine Störung des Motors der Industrienähmaschine verhindert werden.
Die in den Figuren eingetragenen Bezeichnungen werden wie folgt erläutert:
Fig. 1
(S1) Lesen C1
(S3) Rotieren des Motors mit Strombegrenzungswert A
(S4) Gleich oder kleiner als die Drehgeschwindigkeit D?
(S5) Fortsetzung für t1 oder mehr?
(S15) Feststellen der Verriegelung (Abstoppen der Rotation des Motors)
Fig. 2
(S10) Rotieren des Motors mit Strombegrenzungswert B
(S11) Gleich oder höher als die Rotationsgeschwindig­ keit E?
(S12) Gleich oder weniger als die Rotationsgeschwindig­ keit D?
(S13) Fortsetzung für t2 oder mehr?
Fig. 4
(
14
) Motorsteuermittel
(
16
) Motordrehgeschwindigkeitsfeststellmittel
(
17
) CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis
(
18
) Energie-AUS-Feststellmittel
(
19
) Motorstromschaltmittel
(
20
) nicht flüchtiger Speicher
(
21
) Pedaleingangsfeststellmittel
BEZUGSZEICHENLISTE
100
Industrienähmaschine
1
Nähmaschinenkörper
6
Schalt- oder Betriebstafel
7
Nadel
8
Nadelstange
9
Hauptwelle
10
Riemen
2
Nähmaschinenmotor
16
Motordrehgeschwindigkeitsfeststellmittel
3
Steuerkasten
11
Gleichrichterteil
12
Glättungsteil
13
CPU
14
Motorsteuermittel
15
Motortreiber
16
Motordrehgeschwindigkeitsfeststellmittel
17
CPU-Energie-RÜCKSTELL-Schaltkreis
18
Energie-AUS-Feststellmittel
19
Motorstromschaltmittel
19
a Feststellteil
19
b Vergleichsteil
20
nicht flüchtiger Speicher
21
Pedaleingangsfeststellmittel
4
Netzschalter

Claims (3)

1. Regeleinrichtung für einen Nähmaschinenmotor mit folgen­ den Merkmalen:
Rotationsfeststellmittel (16) zum Feststellen der Dreh­ position (Winkelposition) und/oder der Drehgeschwindig­ keit des Nähmaschinenmotors (2) und zum Ausgeben eines Drehpositions- und/oder eines Drehgeschwindigkeits­ signals;
Blockierungsfeststellmittel (S15, CPU 13) zum Feststel­ len, ob der Nähmaschinenmotor sich im Blockierzustand befindet oder nicht, basierend auf dem Drehpositions­ signal und/oder dem Drehgeschwindigkeitssignal, die von den Rotationsfeststellmitteln ausgegeben werden;
Motoranhaltemittel (S15, CPU 13), zum Abstoppen des Näh­ maschinenmotors basierend auf dem von den Blockierungs­ feststellmitteln festgestellten Ergebnis;
Blockierungsanzahlzählmittel (S7) zum Zählen der Zahl, wie oft die Motorblockierung von den Blockierungsfest­ stellmitteln festgestellt wird; und
Steueränderungsmittel (S7) zum Ändern der anschließenden Steuerung des Nähmaschinenmotors, wenn die von den Blockierungsanzahlzählmitteln gezählte Zahl der Blockie­ rungen einen vorgegebenen Wert erreicht.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuerän­ derungsmittel Maximalstrombegrenzungsmittel (19) sind zum Begrenzen des maximalen Wertes des Stromes, der dem Nähmaschinenmotor von der Regeleinrichtung zugeführt wird, auf einen Wert kleiner als der Normalwert.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuerän­ derungsmittel Feststellmethodenänderungsmittel (S9) sind zum Ändern der Motorblockierungsfeststellmethode der Blockierungsfeststellmittel.
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