DE2742695B2 - Stickautomat - Google Patents

Stickautomat

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DE2742695B2
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Jin Osaka Sugiyama (Japan)
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Unitech Engineering Ltd., Osaka (Japan)
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    • D05CEMBROIDERING; TUFTING
    • D05C9/00Appliances for holding or feeding the base fabric in embroidering machines
    • D05C9/02Appliances for holding or feeding the base fabric in embroidering machines in machines with vertical needles
    • D05C9/04Work holders, e.g. frames
    • D05C9/06Feeding arrangements therefor, e.g. influenced by patterns, operated by pantographs

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Description

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Die Erfindung betrifft einen Stickautomaten, dessen Stickrahmenführung Antriebe für die schrittweise Bewegung in X- und Γ-Richtung aufweist mit « Schrittmotoren, die durch entsprechend einem Steuerprogramm erzeugbare elektrische Impulse über eine Impulssteuerschaltung zur schrittweisen Drehung ansteuerbar sind und von denen jeder einen Rotor sowie einen Stator mit einer Anzahl von einander paarweise w gegenüberliegenden, durch die Impulse selektiv erregbaren Polwicklungen aufweist, deren Winkelabstände dem Schrittwechsel des Motors entsprechen.
Ein aus DE-OS 20 26 333 bekannter Stickautomat dieser Art weist für die X- und V-Bewegung des Stickrahmens je einen einzelnen Schrittmotor auf. Dies hat den Nachteil, daß auf vorgegebenem Raum entweder nur wenige starke Wicklungspaare zur Erzeugung eines starken Drehmomentes für nur wenige Schaltschritte, oder aber viele schwache Wicklungspaare zur Erzeugung einer feineren Schrittfolge bei entsprechend niedrigerem Drehmoment untergebracht werden können.
Zur Vergrößerung der Zahl der Drehschritte unter Beibehaltung eines großen Drehmomentes ist es zwar bei einem aus JP-AS 42 22 489 bekannten Schrittmotorantrieb für ein numerisch gesteuertes Zeichengerät bekannt, jeweils mehrere Schrittmotoren phasenversetzt miteinander mechanisch zu koppeln. Diese Kopplung mehrerer Schrittmotoren hat aber in der bekannten Ausführung den Nachteil, daß das aus den Einzeldrehmomenten der Schrittmotoren resultierende Gesamtdrehmoment von Drehschritt zu Drehschritt stark unterschiedlich ist und nicht bei jedem Drehschritt seinen maximalen Wert erreichen kann. Ein einigermaßen gleichmäßiges Gesamtdrehmoment kann nur bei einer relativ hohen Zahl von z. B. 4 gekoppelten Schrittmotoren erreicht werden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schrittmotorantriebe besteht darin, daß die Schaltschritlfrequenz der gesamten Anordnung gleich der Ansteuerfrequenz jedes einzelnen Schrittmotors ist und daher durch diese nach oben begrenzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stickautomaten der eingangs genannten Art mit einem Schrittmotorantrieb zu schaffen, mit dem ein hohes und gleichmäßiges Drehmoment bei hoher Schaltschrittfrequenz erzeugt werden kann.
Diese Aufgabe w'rd erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder der Antriebe für die X- bzw. K-Richtung zwei oder mehr Schrittmotoren aufweist, deren Abtriebswellen derart miteinander gekoppelt sind, daß die gekoppelten Schrittmotoren gegeneinander einen Phasenversatzwinkel aufweisen, der das '/„-fache des Schrittwinkels jedes einzelnen Schrittmotors beträgt, wenn η die Anzahl der Schrittmotoren ist, und deren Polwicklungen mit der Impulssteuerschaltung derart ansteuerbar sind, daß bei jedei.; Fortschaltschritt mindestens zwei benachbarte Polwicklungspaare mindestens eines der Motoren gleichzeitig erregt sind.
Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß sich die Drehmomente der jeweils gleichzeitig angesteuerten Polwicklungspaare der zusammengekoppelten Schrittmotoren immer so zusammensetzen, daß sich ein höheres und gleichmäßigeres Drehmoment ergibt, wobei außerdem nicht jeder der verbundenen Schrittmotoren seinen Erregungszustand bei jedem Fortschaltschritt ändern muß, so daß man eine hohe Schaltschrittfrequenz der Gesamtanordnung bei niedrigerer Ansteuerfrequenz der einzelnen Schrittmotoren erzielen krnn.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Polpaare der zu jeweils einem Antrieb gehörenden Schrittmotoren mittels der Impulssteuerschaltung derart ansteuerbar, daß bei jedem Fortschaltschritt zwei benachbarte Wicklungspaare des einen Motors unverändert erregt bleiben und bei dem jeweils anderen Motor ein Polwicklungspaar unverändert erregt bleibt und nur das ihm in Drehrichtung folgende Polwicklungspaar abgeschaltet und/oder das in Drehrichtung vorausgehende Polwicklungspaar zugeschaltet wird.
Die erfindungsgemäß erforderliche Art der Ansteuerung der Polpaare kann in einfacher Weise dadurch realisiert werden, daß die Impulssteuerschaltung einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler und einen Impulsverteiler aufweist, der die Impulse für die Polwicklungen in
Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Vorwärts-Rückwärts-Zählers erzeugt.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stickautomaten;
Fig.2 ein Blockdiagramm eines Schaltkreises zur Bewegung des Stickrahmens in Koordinatenrichtung;
F i g. 3 eine *chematische Perspektivansicht mit zwei miteinander verbundenen Schrittmotoren;
F i g. 4 ein schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform der Steuereinheit;
Fig.5 ein Diagramm ähnlich Fig.4 einer anderen Steuereinheit;
Fig.6 ein Diagramm der Wellenformen der Ausgangsimpulse eines Vorwärts-Röckwärts-Zählers in der Steuereinheit der F i g. 4;
Fig.7 ein Diagramm einer Wellenform der Ausgangsimpulse von einem Impulsverteiler in der Steuereinheit der Fig. 4;
F i g. 8 eine Tabeüe der programmierten Zustandsmuster für die Erregung der Motorwicklungeri an denen die Impulse gemäß F i g. 7 anliegen;
F i g. 9 ein Diagramm des Abtriebs einer Antriebsvorrichtung in Vektordarstellung;
Fig. 10 ein Diagramm zur Darstellung der schrittweisen Verdrehung einer Antriebsvorrichtung in Abhängigkeit von dem Ausgangs-Drehmoment;
Fig. 11 ein Diagramm ähnlich dem in Fig.8 zur Darstellung der Erregungszustände, wenn die Impulse von dem Impulsverteiler gemäß F i g. 5 anliegen;
F i g. 12 ein Diagramm ähnlich dem in F i g. 9, jedoch bei Verwendung des Schaltkreises gemäß F i g. 5, und
Fig. 13 ein Diagramm ähnlich dem in Fig. 10.jedoch entsprechend der Vektordarstellung gemäß F i g. 12.
Gemäß Fig. 1 weist ein Stickautomat eine oder mehrere auf einem Arbeitstisch 10 nebeneinander angeordnete Stickeinrichtungen H\, H2. Wi und Ha auf, deren Sticknadeln /Vi, N2, /Vj und /V4 auf und ab bewegt werden, um einen Stickvorgang (oder Nähvorgang) auf Geweben auszuführen, die auf Stick- oder Nährahmen F], Fi, Fi und F4 bekannter Konstruktion gehaltert sind. Die Stickeinrichtungen können entweder mit eigenen Antriebsmotoren oder mit Hilfe eines gemeinsamen Antriebsniotors synchron miteinander angetrieben werden.
Eine Stickrahmenführung bewegt die Stickrahmen Fi. F2, F) und Fi simultan relativ zu den Sticknadeln /Vi, N2, Ni und Na in jeweils einer vorgegebenen Koordinatenrichtung, die durch eii-e Musterinformation entspre- Yt chend einem vorbestimmten Stickmuster bestimmt wird. Die Stickrahmenführung weist Halteelemente 11 an einer Haltestange 12 auf, um die Stickrahmen Fi, F2, F) und Fa oberhalb des Arbeitstisches 10 in einer gemeinsamen Ebene zu stützen und festzuklemmen. Die Stickrahmenführung hat einen Antrieb Mx für die X-Richtung, der aus mehreren, z. B. zwei Schrittmotoren Max und Mbx besteht, deren Antriebswellen mit Kupplungseinrichtungen 2x miteinander verbunden sind, um die Haltestange 12 in X-Richtung, d. h. bo senkrecht zu ihrer Längsachse zu bewegen, und ferner einen Antrieb My für die V-Richtung, der ebenfalls aus mehreren, z. B. zwei Schrittmotoren May und Mby besteht, deren Antriebswellen mit geeigneten Kupplungseinrichtungen 2y miteinander verbunden sind, um t>5 die Haltestange 12 in Y-Richtung parallel zu ihrer Längsachse und senkrecht zur X-Achse zu bewegen.
Antriebsritzel Aax und 4bx sind starr auf den Abtriebswellen der Motoren Max und Mbx befestigt und stehen in Eingriff mit hohlen Zahnstangen Sax bzw. 6bx, die auf Führungsschienen Sax bzw, Sbx gleiten, die auf dem Arbeitstisch 10 unter rechtem Winkel zu den Antriebswellen der Schrittmotoren Max und Mbx befestigt sind. Am Ende jeder Zahnstange 6ax und 6bx ist in T-förmigen Verbindungsgliedern 7ax oder 7Zj* die V-Stange 13 verschiebbar gelagert, so daß sie sich in V-Richtung unabhängig von der Bewegung der Zahnstangen 6ax und 6bx bewegen kann und außerdem in X-Richtung zusammen mit den Zahnstangen 6ax und 6bx bewegt wird. Die V-Stange 13 ist wiederum mit der Haltestange 12 über drei Verbindungsstangen 14 verbunden.
Ein Antriebsritzel 4y ist starr auf einer der Abtriebswellen der Schrittmotoren May und Mby befestigt und steht in Eingriff mit einer hohlen Zahnstange 6y, die auf einer Führungsschiene 5^ gleitet, die auf dem Arbeitstisch 10 parallel zur Haltestange 12 und rechtwinklig zu den AbtriebswHlen der Schrittmotoren May und Mby angeordnet ist. Oje Zahnstange f>y greift über ein T-förmiges Verbindungsglied Ty beweglich an einer der Verbindungsstangen 14 an, so daß sich die Verbindungsstangen 14 in X-Richtung unabhängig von der Bewegung der Zahnstange 6y bewegen können und außerdem in der K-Richmng zusammen mit der Zahnstange 6ybewegt werden.
In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung dargestellt, die die Bewegung der Stickrahmen Fi, F2, F} und Fa in den beiden Koordinatenrichtungen steuert. Sie weist eine Leseeinrichtung R auf. die eine Musterinformation entsprechend einem vorbestimmten, zu stickenden Stickmuster von einem Lochstreifen oder von Karten liest und sie einer Codiereinrichtung Ezuführt, die die Musterinformation in dem X- bzw. K-Antrieb zugeordnete Mustersignale umwandelt und jeweils einer X- bzw. V-Steuereinrichtung X-C bzw. Y-C Impulszüge, die proportional einer gewünschten Verschiebung des Rahmens Fin X- bzw. V'-Richtung sind, zuführt. Je nach Musterinformatiori kennen die Impulszahlen, die von der Codiereinrichtung E den Steuereinrichtungen X-C und Y-C zugeführt werden, gleich oder ungleich sein. Die Codiereinrichtung E erzeugt diese Impulszüge nur während solcher Perioden, in denen sie Impulszüge voii einem Impulsgenerator erhält, dessen Arbeitsgeschwindigkeit mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Sticknadel N synchronisiert ist und der Impulszüge lediglich während der Perioden von Herausziehen der Sticknadel N aus dem Gewebe auf dem Rahmen Fbis zum Wiedereinstechen in das Gewebe erzeugt, wobei die Dauer jedes Impulses des Impulszuges von dem Impulsgenerator PC entspi echend der Bewegungsgeschwindigkeit der Sticknadel N veränderbar ist. Die Bewegung des Stickrahmens Fwird daher nur bei nicht eingestochener Nadel bewirkt.
Der Impulsgenerator PG kann in bekannter Weise ausgebildet sein und z. B. eine mit Löchern versehene, drehbare Scheibe aufweisen, die der Stickeinrichtung H derart zugeordne ist. daß eine Umdrehung der Scheibe einer Hin- und Herbewegung der Sticknadel N entspricht; durch eine Lichtquelle auf der einen Seite und einen Lichtdetektor auf der anderen Seite der Scheibe werden Impulszüge entsprechend dem pulsierenden Lichtstrahl während der Drehung der Scheibe synchron mit der Bwvegur.gsgeschwindigkeit der Nadel /Verzeugt.
Die Steuereinrichtungen X-C und Y-C versorgen Antriebe Mx bzw. My für die X- bzw. V'-Richumg mit
Steuersignalen in Form von Impulszügen, die proportional zur gewünschten Verschiebung des Rahmens F m der X- bzw. der V-Richtung ist, und zwar in Abhängigkeit von den entsprechenden Impulsen von der Codiereinrichlung £ entsprechend der Musterinformation.
Einzelheiten der Schrittmotoren des Antriebes Mx für die X- bzw. K-Richtung werden mit Bezug auf Fig.3 näher erläutert. Die Schrittmotoren des Antriebs My für die V-Richtung sind in der gleichen Weise aufgebaut. Gemäß Fig. 3 weist jeder Schrittmotor Max und Mbx einen im wesentlichen ringförmigen Stator Ms mit vier Paaren vorspringender Pole auf. die in gleichen Winkelabständen von 45° angeordnet sind, wobei die Pole jedes Paars einander um 180° gegenüberliegen. Vier Wicklungspaare auf den Polen des Schrittmotors Max sind mit A. B, C bzw. D und vier Wicklungspaare des Stators Msdes Schrittmotors Mi« sind mit A'. B'. C bzw. D' bezeichnet. Jeder Schrittmotor Max und Mbx weist außerdem einen Rotor Ra bzw. Rb auf, die starr auf der Abtriebswelle 8a bzw. 8b befestigt und dauermagnetisiert sind, so daß sie Nord- und Südpole N bzw. ^aufweisen.
Die Erregung der Wicklungspaare auf den Polen erfolgt durch Gleichstrom und je nach der Stromrichting in jeder Wicklung werden die Pole jedes Paars des Stators Mx an ihren Endflächen als Nord- und Südpole oder umgekehrt magnetisiert.
Die Abtriebswellen Ba und Sb der Schrittmotoren Ma.v und Mbx sind mittels eines Kopplungsgliedes 2x derart verbunden, daß die Rotoren Ra und Rb gegeneinander winkelversetzt sind, während die Statoren Λ/s der entsprechenden Schrittmotoren Max und \1b\ miteinander in Phase sind. Der Versetzungswinkel der Rotoren gegeneinander ist Vn des Winkels zwischen je zwei benachbarten Polen jedes Stators Ms. wobei η die Anzahl der verwendeten Schrittmotoren angibt, d. h. η ist eine ganze Zahl und größer als eins. Bei der dargestellten Ausführungsform mit zwei Schrittmotoren für jeden Antrieb Mr oder My und einen Winkelabstand von 45° zwischen je zwei benachbarten Pulen beträgt der Versetzungswinkel 22.5~. Wenn bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 der Rotor Ra auf das Polpaar A ausgerichtet ist. ist der Rotor Rb mit seinem Nord- und Südpol im Uhrzeigersinn gegenüber dem entsprechenden Polpaar A' um 22.5" winkelversetzt.
Von den Steuereinrichtungen X-C und Y-C für die Antriebe Mx bzw. My. die gleich ausgebildet sind, wird die Steuereinrichtung X-C anhand der F i g. 4 oder 5 näher erläuien. Die in F i g. 4 dargestellte Steuereinrichtung ist verwendbar, wenn jeder Rotor Ra und Rb der Schrittmotoren gemäß Fig.3 bei jedem anliegenden Impuls um jeweils einen Schrittwinkel von 11,25° verdreht werden soll, d. h. 'Λ des Winkelabstands zwischen zwei benachbarten Polen jedes Stators Mx. Wenn dagegen die Schrittmotoren in 223° -Schritten verdreht werden sollen, ist die Steuereinrichtung gemäß F i g. 5 zu verwenden.
Gemäß Fig.4 weist die Steuereinrichtung einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler 15 auf, dessen Eingängen IN\ und INi Impulse zum Drehen der Schrittmotoren Max und Mbx in eine Richtung bzw. invertierte Impulse zum Drehen in die entgegengesetzte Richtung zugeführt wprrjen; außerdem ist ein !mnu!5vertei!er 16 vorgesehen, der in Abhängigkeit von einem Eingangssignal von dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 15 Impuissignale erzeugt gemäß vorbestimmten, in dem Impulsverteiler 16 eingestellten Programm, und dessen Ausgänge Po, P\,... Pt und Pj mit den Wicklungspaaren
A, A', B, B', C. C", D bzw. D' im Antrieb Mx über Leistungsverstärker 17 verbunden sind.
^ An den Aus^n^n -5b, S\, ... S\i und S·,^ des Vorwärts-Rückwärtszählers 15 werden Impulszüge in vorbestimmter Folge gemäß Fig.6 erzeugt, und sequentiell dem Impulsverteiler 16 zugeführt, dessen Ausgängen Po, P\,... Pb und P7 Erregungsimpulse gemäß in Fig. 7 in einer vorbestimmten Folge erzeugt werden, die in dem Impulsverteiler 16 programmiert ist. Diese Erregungsimpulse werden über die Leitungsverstärker 17 zu einem oder mehreren Paaren der Wicklungen A.
B. C. D. A'. B'. C'und D'geführt, um diese zu erregen.
ι·) Gemäß F i g. 7 wird z. B. beim Schritt 0 dem Verteiler 16 ein Impuls von dem Ausgang So des Zählers 15 zugeführt und dadurch Erregungsimpulse an den Ausgängen Pn, P\, Pi und Pi des Verteilers 16 gemäß F i g. 7 erzeugt; mit diesen so erzeugten und mit Hilfe
2n der Verstärker 17 leistungsverstärkten Erregungsimpulsen werden die Wicklungspaare A. A', B und D' gleichzeitig erregt. Während des Schrittes 1 der Verteiler 16 durch einen Impuls von dem Ausgang S\ des Zählers 15 angesteuert, um Erregungsimpulse an den
2"> Ausgängen Po, P\ und P) zu erzeugen, und daher werden die Wicklungspaare A, A 'und Bgleichzeitig erregt. Auf diese Weise werden die Wicklungspaare der Motoren Max und Mbx entsprechend dem in F i g. 8 durch die Kreise gekennzeichneten Muster in aufeinanderfolgen-
)o den Schritten erregt. Während des Schrittes 2 werden die Wicklungspaare A, A'. Sund B' und während des Schrittes 3 die Wicklungspaare A'. Sund S'gleichzeitig erregt. Das Ansteuerschema ist also derart, daß bei jedem ungeradzahligen Drehschritt der Rotoren Ra und
η Rb ein bezüglich der Drehrichtung hinten liegendes Wicklungspaar des einen oder anderen Rotors Ra und Rb abgeschaltet und bei jedem geradzahligen Schritt ein der Drehrichtung vorn liegendes Wicklungspaar eines Rotors Ra oder Rb zugeschaltet wird. Be: dieser Ausführungsform sind abwechselnd immer drei oder vier Wicklungspaare der Statoren Ms gleichzeitig erregt. Diese Ansteuermethode wird im folgenden als 3—4-Phasenerregung bezeichnet.
Die Arbeitsweise des Antriebs Mx, dessen Wicklungen der beschriebenen 3—4-Phasenerregung unterliegen, kann am besten unter Bezugnahme auf F i g. 9 beschrieben werden; dort sind Vektordiagramme eingezeichnet, die die Beziehung zwischen der Richtung und Größe der auf jeden der Rotoren Ra und Rb
so wirkenden Kraft sowie die Beziehung zwischen der Richtung und Größe der zusammengesetzten Kraft darstellen. Der Betrag der auf jeden Rotor Ra und Rb jeweils einwirkenden Kraft, die durch Erregung eines Wicklungspaars eines Rotors Ra bzw. Rb erzeugt wird, wird mit dem Wert 1 angenommen.
Die mit ma gekennzeichneten Vektordiagramme stellen die Kräfte dar, die auf den Rotor Ra einwirken, wenn die Wicklungspaare A, B, C und D sequentiell durch 1—2-Phasenerregung in aufeinanderfolgenden Schritten 0,1,2,3 und 4 erregt werden, während die mit mb gekennzeichneten Vektordiagramme die Kräfte darstellen, die auf den Rotor Rb einwirken, wenn die Wicklungspaare A', B', C'und D'durch die 1—2-Phasenerregung mit der gleichen Schrittfolge sequentiell
fi"> erregt werden. Die mit m gekennzeichnete Reihe von Vektordiagrammen stellen die Resultierenden dar, die durch Addition der Vektoren ha und hb in den Vektordiagrammen ma und mb erhalten werden. Der
zusammengesetzte Vektor he in jedem Vektordia gramm in der Reihe m ist mit einer gedachten Linie k (F i g. 3) ausgerichtet, die die Drehachse der Rotoren Ra und Rb schneidet, und in der Winkelhalbierenden des Versetzungswinkels von 22,5° der Rotoren liegt. Der gestrichelte Pfeil stellt die Lage des zusammengesetzten Vektors hc während des jeweils vorhergehenden Sc.'fritts dar. Werden die zusammengesetzten Vektoren hc von allen sechzehn aufeinanderfolgenden Schritten in das gleiche Bild eingezeichnet, so ändert dieser zusammengesetzte Vektor seine Lage und Richtung während der schrittweisen Verdrehung der Rotoren Ru und Rb so. wie in Fig. IO gezeigt. Man erkennt aus F i g. 10. daß die Rotoren Ra und Rb jeweils um 11,25" pro Impuls simultan schrittweise verdreht werden und das Drehmoment der miteinander verbundenen Antriebswellen 8,7 und Bb. abwechselnd die Werte 2,8 und 3.5 annimmt. Das kleinste bei dem Antrieb der Ausiüiirutigsroriu gemäß F-" i g. 3 auftretende Drehmoment ist größer als das kleinste Drehmoment bei einem Antrieb, bei dem die Antriebswellen der Schrittmotoren ohne Versetzung der Rotoren gegeneinander miteinander verbunden sind.
Die obigen Ausführungen und Darstellungen nach F i g. 3 bis F i g. 10 für den Antrieb Mx gelten in gleicher Weise für den Antrieb My.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sei angenommen, daß in der Stellung 0. wenn die Schrittmotoren Max. Mbx und May. Mby der Antriebe Mx bzw. My wie in F i g. 8 dargestellt erregt sind, jedes Antriebsritzel 4ax, 4bx. 4 ν it.i Mittelbereich der zugehörigen Zahnstange 6a.v, 6fev. 6y steht, und jeder Stickrahmen F,, F2. Fj und F4 zu diesem Zeitpunkt am Koordinatenanfangspunkt liegt, und daß jeder Stickrahmen F,. F2. F, und F4 z. B. um 5j2cm unter einem Winkel von -45° zur X-Achse verschoben werden soll. Die erfindungsgemäße Rahmenstellvorrichtung arbeitet dann in der folgenden Weise: ein Impulszug von Erregungsimpulsen, deren Anzahl proportional zu einer Verschiebung des Stickrahmens A"-Richtung um 5 cm ist, wird dem Antrieb Mv zugeführt, so daß die Wicklungspaare der Schrittmotoren Ma,v und Mbx'm den aufeinanderfolgenden sechs Schritten 0.1.2.3,4 und 5 gemäß Fig. 8 erregt werden, während ein anderer Impulszug von Erregungsimpulsen, deren Anzahl proportional zu einer Verschiebung der Stickrahmen in V-Richtungum —5 cm ist,dem Antrieb My zugeführt wird, so daß die Wicklungspaare der Schrittmotoren May und Mby'm den aufeinanderfolgenden sechs Schritten 0. 15. 14, 13, 12 und 11 in umgekehrter Reihenfolge als in F i g. 8 erregt werden. Dabei werden die Stickrahmen F,. F2. F3 und F4 um 5 cm in A"-Richtung. d. h. in F i g. 1 nach oben, und um —5 cm in K-Richtung, d. h. nach rechts in F i g. 1 bewegt, so daß sie zu einem vorgegebenen Koordinatenpunkt kommen, dessen Abstand vom Koordinatenanfangspunkt 5/2 cm beträgt.
Da, wie insbesondere aus F i g. 8 ersichtlich ist, während jedes Drehschritts lediglich ein Wicklungspaar der Schrittmotoren jedes Antriebs Mx und My seinen Erregungszustand ändert können die Schrittmotoren Steuerimpulse mit relativ niedriger Frequenz empfangen und haben daher eine hohe Impulsansprechwahrscheinlichkeit Daher kann die Steuerung Fi, F2, F3 und F4 leicht auch in Abhängigkeit von veränderlichen Bewegungsgeschwindigkeiten der Sticknadeln Nu N2. N) und /V4 erfolgen.
Da die Schrittmotoren Max und Mbx oder May und Mby ihre eigenen Motorengehäuse aufweisen und lediglich ihre Antriebswellen 8e und Sh aus den Gehäusen herausragen, kann es schwierig sein, die Verbindung dieser Motoren so herzustellen, daß ihre Rotoren Ra und Rb um einen vorbestimmten Winkel, beispielsweise 22,5°, gegeneinander versetzt sind, to Vorteilhafterweise geht man so vor, daß man die Antriebswellen 8a und Sb miteinander mit Hilfe der Kupplungsglieder 2x oder Iy verbindet, während die Schrittmotoren in bestimmter Weise entsprechend dem Muster der Erregungszustände gemäß Fig. 9 erregt werden. Beispielsweise ist es vorteilhaft, die Antriebswellen 8a und Sb miteinander zu verbinden, wenn bei dem Schrittmotor Max oder May lediglich das Wicklungspaar A erregt ist, so daß der Rotor Ra sich mit den Poien des Wickiungspaares A ausrichtet, und bei dem Schrittmotor Mbx und Mby die beiden Wicklungspaare A' und B' gleichzeitig erregt sind, so daß der Rotor Rb gegenüber den Polen des Wicklungspaares A' im Uhrzeigersinn um 22,5° versetzt ist.
Wenn bei einer anderen Ausführungsform die miteinander verbundenen Schrittmotoren jedes Antriebs Mx und Mv bei jedem Schritt um 22,5° verdreht werden sollen, kann die in F i g. 5 dargestellte Schaltung verwendet werden, wie im folgenden näher beschrieben wird.
Die in F i g. 5 dargestellte Schaltung unterscheidet sich von dem in Fig.4 dargestellten darin, daß der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 15' acht Ausgangsanschlüsse S0. S\ ... Sf, und 5V aufweist und daß der Impulsverteiler 16' derart programmiert ist, daß er Impulszüge von Erregungsimpulsen entsprechend dem Schema gemäß Fig. 11 nacheinander erzeugt, da insgesamt nur acht aufeinanderfolgende 22,5-Drehschritte der Rotoren Ra und Rb erforderlich sind, um eine halbe Umdrehung zu beschreiben. Gemäß F i g. 11 werden immer zwei benachbarte Wicklungspaare jeies Schrittmotors jedes Antriebs Mx und My gleichzeitig erregt. Die Beziehung zwischen dem Drehmoment und der Kraftrichtung bei den Schrittmotoren jedes Antriebs Mv und My ist in Fig. 12 in Vektordarstellung und die Drehmomente der einzelnen Drehschritte in Fig. 13 dargestellt.
Bei den beschriebenen Beispielen werden zwei
Schrittmotoren bei jedem Antrieb Mx oder My
verwendet, d. h. η = 2, und der Winkel zwischen je zwei
benachbarten Polen ist 45°. Im Rahmen der Erfindung
können jedoch auch mehr als zwei Schrittmotoren für jeden Antrieb Mv oder My verwendet werden, und außerdem kann jeder Schrittmotor unabhängig von der
Anzahl der Schrittmotoren m Wicklungspaare aufwei-
sen.
Anstatt die Schrittmotoren in der in F i g. 3 dargestellten Weise zu verbinden, können auch ihre entsprechenden Statoren Mx gegeneinander um einen vorbestimmten Versatzwinkel versetzt und die Rotoren Ra und Rb miteinander phasengleich verbunden sein. Auch können die Abtriebswellen 8a und Sb durch eine einzige Abtriebswelle ersetzt werden und/oder die Statoren und die zugehörigen Rotoren können innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sein.
Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

  1. Patentansprüche;
    t. Stickautomat, dessen Stickrahmenführung Antriebe für die schrittweise Bewegung in X- und V-Rjchtung aufweist mit Schrittmotoren, die durch entsprechend einem Steuerprogramm erzeugbare elektrische Impulse über eine Impulssteuerschaltung zur schrittweisen Drehung ansteuerbar sind und von denen jeder einen Rotor sowie einen Stator mit einer Anzahl von einander paarweise gegenüberliegenden, durch die Impulse selektiv erregbaren Polwicklungen aufweist, deren Winkelabstände dem Schrittwechsel des Motors entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Antriebe (Mx, My) für die X- bzw. ^-Richtung zwei oder mehr Schrittmotoren (Max, Mbxbzw. May, Mby)aufweist, deren Abtriebswellen (8a, 8b) derart miteinander gekoppelt sind, daß die gekoppelten Schrittmotoren (Max. Mbx bzw. May, Mby) gegeneinander einen Phasenversutzwinkel aufweisen, der das '/„-fache des Schritlwinkeis jedes einzelnen Sehritimoiors beträgt, wenn η die Anzahl der Schrittmotoren ist, und deren Polwicklungen mit der Impulssteuerschaltung (R, E, X-C, K-Qderart ansteuerbar sind, daß bei jedem Fortschaltschritt mindestens zwei benachbarte Polwicklungspaare (z. B, A, B) mindestens eines der Motoren gleichzeitig erregt sind.
  2. 2. Stickautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polwicklungen der zu jeweils einem Antrieb (Mx bzw. My)gehörenden Schrittmotoren (Max, Mbx bzw. May. Mby) mittels der Impulssteuerschaltung (R, F. X-C. Y-C) derart ansteuerbar sind, daß bei jedem Fortschaltschritt zwei benachbarte Wickluiigsp&^re (z. B. A. B) des einen Motors (z. B. Mx) unverändert erregt bleiben J> und bei dem jeweils anderen Motor (My) ein Polwicklungspaar (z. B. B')unverändert erregt bleibt und nur das ihm in Drehrichtung folgende Polwicklungspaar (A') abgeschaltet und/oder das in Drehrichtung vorausgehende Polwicklungspaar (C) ■"> zugeschaltet wird.
  3. 3. Stickautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsstcuerschaltung einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler (15) und einen Impulsverteiler (16) aufweist, der die Impulse für die « Polwicklungen in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (15) erzeugt.
DE2742695A 1976-09-25 1977-09-22 Stickautomat Expired DE2742695C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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