DE2801456A1

DE2801456A1 - Steuervorrichtung fuer elektrische naehmaschinen

Info

Publication number: DE2801456A1
Application number: DE19782801456
Authority: DE
Inventors: Kosho Ishizaki; Takeo Maeda; Shigeki Morinaga; Tadashi Takahashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-01-14
Filing date: 1978-01-13
Publication date: 1978-08-17
Also published as: US4173193A; JPS5389539A

Description

280H56

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Steuervorrichtung für elektrische Nähmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für elektrische Nähmaschinen und insbesondere für Industrie-Nähmaschinen mit automatischem Nadelanhalter.

Im allgemeinen haben Industrie-Nähmaschinen automatische Vorrichtungen, wie z. B. Fadenabschneider zum Abschneiden von Fäden, Fadenabstreifer zum Abstreifen abgeschnittener Fäden usw., die entsprechend einer komplizierten Betriebsfolge zu steuern sind.

Gleichzeitig wird angestrebt, daß die Betriebsfolge kurzzeitig bzw. sofort änderbar ist oder abgewandelt werden kann und/oder gegebenenfalls mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet werden kann.

Um weiterhin Verletzungen des Bedieners aufgrund eines Nadelbruches zu vermeiden, muß die Be-

309833/07*9

triebsfolge-Steuerung der Nähmaschine sehr zuverlässig und frei von Störungen aufgrund Rauschens oder anderer Ursachen sein.

Es gibt bereits eine Steuervorrichtung der oben beschriebenen Art (vgl. US-PS 3 761 790).

Eine herkömmliche Vorrichtung dieser Art hat gewohnlich eine Gruppe von Schaltern, wie z. B. einen Schalter LSW, der einschaltbar ist, wenn ein Fußtritt vorwärtsgedruckt wird, einen Fadenabschneider-Schalter TSW, der einschaltbar ist, wenn der FuBtritt rückwärtsgedruckt wird, einen oberen Nadelanhalter-Schalter USW, der durch das Knie des Bedieners betätigbar ist, usw.

Um die Nähmaschine einzuschalten oder zu starten, wird der FuBtritt vorwärtsgedrückt, so daß der Schalter LSW eingeschaltet ist, wodurch ein Drehzahl-Steuerglied in Betrieb genommen wird.

Das DrBhzahl-Steuerglied überträgt seinerseits ein Betriebssignal über ein Kupplungsbetätigungsglied zur Wicklung der Kupplung, um diese zu erregen. Gleichzeitig wird ein anderes Betriebssignal über ein Bremsbetätigungsglied an eine Bremswicklung abgegeben, um dadurch diese gegebenenfalls zu erregen.

Ein automatisches Steuerglied verteilt die Betriebssignale zur Kupplungswicklung und zur Bremswicklung, um das Ausgangssignal eines zur Erfassung der Drehzahl der Maschinenwelle geeigneten Tachogenerators mit einem eine vorgewählte oder Soll-Drehzahl der Maschine darstellenden Spannungssignal zu vergleichen, wodurch die Maschine immer mit der vorgewählten Drehzahl betrieben wird.

809833/0729

280U56

Weiterhin ist ein Steuerglied zum Steuern der Anhaltstellung der Nadel vorgesehen. Zu diesem Zweck kann das
Steuerglied zwei Stellungen erfassen, nämlich eine Hochstellung, in der die Nadel die Höchststellung in ihrem
Hub annimmt, und eine Tiefstellung, in der die Nadel die Tiefststellung in ihrem Hub annimmt, und weiterhin kann
das Steuerglied zusammen mit dem Zustand der Schalter der oben erläuterten Schaltergruppe die Nadel-Anhaltstellung wählen. Insbesondere wird die Tiefstellung gewählt, wenn der Schalter LSW eingeschaltet ist, während der Hochnadelanhalt-Schalter LJSW ausgeschaltet ist, wogegen die Hochstellung gewählt wird, wenn der Hochnadelanhalt-Schalter USW eingeschaltet ist, selbst wenn der Schalter LSW eingeschaltet ist. Gleichzeitig wird die Hochstellung gewählt, wenn der Fadenabschneider-Schalter eingeschaltet ist.

Wenn angenommen wird, daß die Tiefstellung aufgrund des Ein- und Ausschaltens des Schalters LSW bzw. des
Schalters USW gewählt ist, wird das Fühlersignal für die gewählte Stellung durch ein Lage-Drehzahl-Fühlersignal
freigegeben. Dann wird ein Betriebssignal zum Bremsen oder Verzögern für eine bestimmte Zeitdauer z. B. durch ein
Monoflop zum Verzögern erzeugt, wenn die Tiefstellung
erfaßt wird, so daß eine Spannung an die Bremswicklung über das Bremsbetätigungsglied abgegeben wird, wodurch die Maschinenwelle in der Tiefstellung angehalten wird.

Wenn angenommen wird, daß der Hochanhalt-Schalter USW während des Verzögerns und Anhaltens der Maschine eingeschaltet ist, wird die Hochstellung gewählt (vgl. oben), damit die Maschinenwelle in der Hochstellung anhalten
kann.

509813/0729

-B-

280H56

Sobald der Fußtritt rückwärtsgedrückt ist, wird der Fadenabschneider-Schalter TSW eingeschaltet, um das Drehzahl-Steuerglied in Betrieb zu nehmen, und gleichzeitig wird eine Spannung an die Fadenabschneider-Spule über das Fadenabschneider-Betätigungsglied abgegeben, um das Fadenabschneiden einzuleiten. In diesem Fall wählt das Stellungswählglied die Hochstellung, so daß die Bremse für eine vorbestimmte Zeitdauer erregt ist. Da gleichzeitig der Fadenabschneider-Schalter eingeschaltet ist, wird ein Betatigungsglied für den Fadenabstreifer zum Abstreifen des abgeschnittenen Fadens betätigt, um eine Spannung an eine Fadenabstreifer-Spule für eine vorbestimmte Zeitdauer zu legen, wodurch das Abstreifen des Fadens erfolgt.

Die Steuervorrichtung hat, wie oben erläutert wurde, gewöhnlich verschiedene Einrichtungen, wie z. B. eine Gruppe von Eingangsschaltern einschließlich der Schalter LSW, TSW usw., Stellungsfühler usw.

Die langen Drähte, durch die diese Einrichtungen mit der Steuervorrichtung verbunden sind, werden leicht durch äußeres Rauschen oder Störungen beaufschlagt, was oft zu einem fehlerhaften Betrieb der Steuervorrichtung führt, der gefährliche Unfälle hervorrufen kann, wie z. B. einen Nadelbruch.

Wenn zusätzlich die Betriebsfolge geändert und angepaßt oder der Steuervorrichtung eine neue Funktion zugeführt werden soll, ist es aufwendig, die Verdrahtungen und Schaltungen umzubauen, da diese Verdrahtungen und Schaltungen gewöhnlich fest sind.

Weiterhin führen eine für die Praxis ungeeignet große Zahl von Schaltungsteilen sowie komplizierte

309833/07*9

Verdrahtungen zu erhöhtem Aufwand, Verringerung der Zuverlässigkeit und fehlerhaftem Betrieb wegen der gegenseitigen Beeinflussung zwischen den einzelnen Gliedern.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine von diesen Nachteilen freie und mit verbessertem Rauschverhalten ausgestattete Steuervorrichtung für eine Nähmaschine anzugeben, in die das Eingangssignal synchron zu einem Synchronisiersignal eingespeist wird und bei der das Eingangssignal nur dann geprüft wird, wenn diese Prüfung für die Steuerung benötigt wirdj wenigstens ein Teil der Steuervorrichtung soll einen Rechner aufweisen, um das Prüfen der Eingangssignale zu erleichtern und um gleichzeitig eine leichtere und vereinfachte Änderung sowie eine zusätzliche Betriebsfolge-Funktion und eine verbesserte Zuverlässigkeit zu erzielen.

Hierzu sieht die Erfindung eine Steuervorrichtung für Nähmaschinen vor, die aufweisen:

Eine Einrichtung zum Übertragen eines Antriebsdrehmoments von einem Motor auf die Nähmaschine,

eine Einrichtung zum Übertragen einer Bremskraft auf die Nähmaschine,

eine Einrichtung zum Anhalten der Nadel der Nähmaschine in vorbestimmten Stellungen,

einen automatischen Fadenabschneider zum automatischen Abschneiden des Fadens, und

die Steuervorrichtung zum Steuern dieser Einrichtungen,

wobei die Steuervorrichtung das Steuern und Einspeisen von Eingangssignalen synchron zu einem Synchronisiersignal

«09813/0729

-S-

280U56

durchführt.

Die Erfindung sieht also eine Vorrichtung zum Steuern einer elektrischen Nähmaschine vor, die aufweist: Eine Einrichtung zum Übertragen des Antriebsdrehmoments eines Motors auf die Nähmaschine, um diese anzutreiben, eine Einrichtung zum Übertragen einer Bremskraft auf die Nähmaschine, um diese anzuhalten, eine Einrichtung zum Anhalten der Nadel der Nähmaschine in vorbestimmten Stellungen ihres Hubes und die Steuervorrichtung zum Steuern dieser Einrichtungen. Wenigstens ein Teil der Steuervorrichtung besteht aus einem Mikrocomputer. Das Einspeisen der Signale in den Mikrocomputer erfolgt synchron zu einem Synchronisiersignal, und lediglich die in den jeweiligen Betriebsperioden erforderlichen Eingangssignale werden in jeder dieser Perioden geprüft, so daß das Prüfen der Eingangssignale erleichtert ist und Unfälle aufgrund eines fehlerhaften Betriebes vermieden werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der erfindungsgemäBen Steuerung,

Fig. 3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, und

Fig. 4 Signale zur Erläuterung des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

809833/0729

280U56

In der Fig. 1 hat eine Gruppe FP von durch einen Fußtritt betätigbaren Schaltern einen Schalter LSW, der einschaltbar ist, wenn der Fußtritt vorwärtsgedrückt wird, um die Nähmaschine mit hoher Geschwindigkeit zu betreiben, einen Fadenabschneider-Schalter TSW, der durch Rückwärts-Drücken des Fußtrittes einschaltbar ist, um ein Fadenabschneiden zu befehlen, und einen Hochnadelanhalt-Schalter USW, um die Nadel in einer Hochstellung der Maschinenwelle anzuhalten.

Ein Stellungsfühler PD besteht aus einem Hochstellungsfühler UP, der ein Signal erzeugt, wenn die Nadel in ihrem Hub die Höchststellung einnimmt, und aus einem Tiefstellungsfühler DOWN, der ein Signal erzeugt, wenn die Nadel auf ihrem Hub die Tiefststellung einnimmt.

Ein Mikrocomputer MC, der einen Teil der Steuervorrichtung bildet, besteht aus einer Zentraleinheit CPU, einem Speicher ROM zum Speichern des Programmes, einer Eingangsschnittstelle HT, einer Ausgangsschnittstelle 0IT einschließlich eines Verriegelungsgliedes und einem (nicht dargestellten) Taktgeber zum Erzeugen von Taktsignalen. Diese den Mikrocomputer MC bildenden Bauteile sind miteinander durch einen Datenbus verbunden.

Im Mikrocomputer MC wird das Lesen des Eingangssignales durch ein Steuersignal von einem Steueranschluß CM-IN der Zentraleinheit freigegeben, während die Abgabe des Ausgangssignales durch ein Steuersignal von einem anderen Steueranschluß CM-OUT eröffnet wird.

Die Ausgangssignale von den Schaltern LSW, USW und TSW der Schaltergruppe FP und die Ausgangssignale von den Stellungsfühlern PD werden als Eingangssignale

280U56

an die Eingangsschnittstelle IIT abgegeben. Zusätzlich empfängt die Eingangsschnittstelle HT über einen Drehzahlfühler SD ein Ausgangssignal von einem Tachogenerator TG, der die Drehzahl der Maschinenwelle erfaßt.

Die Ausgangsschnittstelle 0IT gibt ein Ausgangs-Betriebssignal TRIM für den Fadenabschneider, ein Betriebssignal WIPE für den Fadenabstreifer und ein Betriebssignal BRAKE zum Bremsen ab. Auch wird ein Kupplungsbetätigungssignal DRIVE zum Freigeben der Kupplung von der Ausgangsschnittstelle QIT über ein Drehzahl-Steuerglied CRR erzeugt.

Das von der Ausgangsschnittstelle QIT erzeugte Fadenabschneider-Betriebssignal TRIM wird über ein Fadenabschneider-Betätigungsglied TR-D in eine Fadenabschneider-Spule TR gespeist, um diese zu steuern, während das Fadenabstreifer-Betriebssignal WIPE zum Steuern einer Fadenabstreifer-Spule WP über ein Fadenabstreif er-Betätigungsglied WP-D dient.

Das Bremsbetriebssignal BRAKE steuert eine Bremsspule BR über ein Bremsbetätigungsglied BR-D und setzt ein Flipflop FF zurück, das durch den Hochnadelanhalt-Schalter USW setzbar ist.

Das Ausgangssignal des Tachogenerators TG wird zum Drehzahl-Steuerglied CRR gespeist, das seinerseits durch das Kupplungsbetätigungssignal DRIVE steuerbar ist. Eines der Ausgangssignale des Drehzahl-Steuergliedes CRR wird über das Kupplungsbetätigungsglied CL-D an die Kupplungsspule CL abgegeben, während das andere Ausgangssignal in das Bremsbetätigungsglied BR-D gespeist wird.

309831/07*9

280U56

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden anhand des Ablaufdiagramms der Fig. 2 näher erläutert .

Wenn angenommen wird, daß der FuBtritt in seiner neutralen Stellung ist, wird der Zustand des Schalters LSW in Operation CHECK 1 (CHECK = Prüfen) gelesen. Da der Schalter LSW nicht eingeschaltet ist, schreitet der Betrieb nach CHECK 2 fort, um den Zustand des Schalters TSW zu lesen. Dann wird die Operation nach CHECK 1 rückgeführt, da der Schalter TSW nicht eingeschaltet ist.

Wenn der Fußtritt vorwärtsgedrückt wird, ist der Schalter LSW eingeschaltet, was durch die Operation CHECK 1 erfaßt wird, um das Signal "Betätigen" einzuschalten, wodurch das Drehzahl-Steuerglied CRR freigegeben wird. Damit wird die Nähmaschine in ihren Hochgeschwindigkeitsbetrieb geschaltet. In Operation CHECK 3 wird erfaßt, ob der Fußtritt in die neutrale Stellung rückgeführt wurde. Der Betrieb wird nach CHECK 3 rückgeführt, solange der Fußtritt vorwärtsgedrückt gehalten wird, da der Schalter LSW noch nicht ausgeschaltet ist.

Wenn der Fußtritt freigegeben und in die neutrale Stellung zurückgeführt wird, ist der Schalter LSW ausgeschaltet, um die Maschinenwelle in die Bremsphase zu bringen. Dann wird das Signal des Drehzahlfühlers SD zum Positionieren durch den Betrieb CHECK 4 abgegeben. Wenn dieses Signal erfaßt wird, schreitet die Operation zum Erfassen der Stellung fort. Der Zustand des Flipflops FF erfolgt durch Operation CHECK 5, und die Operation schreitet zum Anhalten in der Tiefstellung fort, wenn der Schalter USW nicht eingeschaltet wurde. Dann erfolgt die Erfassung des Zustandes des Tiefstellungsfühlers DOWN durch Operation CHECK 6. Die Operation CHECK 6 wird wiederholt, wenn der

809833/0739

280U56

Fühler DOWN nicht eingeschaltet wurde. Wenn jedoch der Fühler DOWN eingeschaltet ist, schreitet die Operation nach "Bremse (Ein)"fort, so daß eine Spannung an der Bremse BR liegt, wodurch die fSaschinenwelle in der Tiefstellung angehalten wird. Wenn der Schalter USW eingeschaltet ist, rückt die Operation von CHECK 5 nach CHECK 7 vor, da das Flipflop FF eingeschaltet ist, und weiter wird die Maschinenwelle in der Hochstellung angehalten. Insbesondere erfolgt die Erfassung der Hochstellung UP durch die Operation CHECK 7. Die Operation CHECK 7 wird wiederholt, bis der Zustand "Bremse (Ein)" erfaßt wird. Sobald der Zustand "Bremse (Ein)" auftritt, wird eine Spannung an die Bremse BR gelegt, wodurch die Maschinenwelle in der Hochstellung angehalten wird. Nachdem die Bremse eine bestimmte Zeitdauer eingewirkt hat, wird das Signal "Bremsen" ausgeschaltet, so daß die Operation nach CHECK 1 zurückkehrt.

Wenn angenommen wird, daß der Fußtritt aus der neutralen Stellung rückwärtsgedrückt wird, ist der Schalter TSW eingeschaltet, damit die Operation von CHECK 2 nach CHECK 8 fortschreiten kann. Wenn das Positionieren DOWN (= unten) der Maschinenwelle erfaßt wird, das zum Betrieb des Fadenabschneiders benötigt wird, liegt eine Spannung am Fadenabschneider TR und die Operation schreitet nach CHECK 9 fort. Wenn der eingeschaltete Zustand des Signales UP C= oben) erfaßt wird, das das Positionieren der Maschinenwelle in der Hochstellung darstellt, wird das Operationssignal WIPE für den Fadenabstreifer WP in den eingeschalteten Zustand geändert, und gleichzeitig wird das Operationssignal BRAKE der Bremse BR eingeschaltet. Nach einem Betrieb für eine bestimmte Zeitdauer werden diese Operationssignale ausgeschaltet, und die Operation wird nach CHECK 1 rückgeführt.

309833/0729

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, bei der das Drehzahl-Steuerglied in der folgenden Weise arbeitet.

Das Ausgangssignal des an der Maschinenwelle befestigten Tachogenerators TG wird durch eine Vollwegoder Doppelweg-Gleichrichterbrücke BD gleichgerichtet und dann durch einen Kondensator C1 geglättet. Die geglättete Spannung wird dann durch einen Widerstand R1 und einen Stellwiderstand VR1 geteilt, der mit dem Fußtritt verbunden ist, und die geteilte Spannung, die die Drehzahl darstellt, wird weiter durch einen Kondensator C2 geglättet. Ein Transistor TR1 wird ausgeschaltet, wenn die geglättete Spannung unter die Zener-Spannung einer Z-Diode ZD1 abfällt, so daB sich die Kollektorspannung des Transistors TR1, die das Eingangssignal in ein UND-Glied AND1 ist, nach "H"(+Vco) ändert. Wenn dagegen die geglättete erste Drehzahlspannung höher als die Zener-Spannung der Z-Diode ZD1 ansteigt, wird der Transistor TR1 eingeschaltet, um seine Kollektorspannung nach ^ML"(0 V) zu ändern. Das Kollektorpotential des Transistors TR1 ist ein Betriebsbefehlssignal für die Kupplungsspule CL und wird durch das Kupplungsbetriebssignal DRIVE C= Betätigen) des Mikrocomputers MC gesteuert .

Eine Spannung liegt an der Kupplungsspule CL, wenn das Ausgangssignal vom UND-Glied AND1 den Wert "H" hat, um das Antriebsdrehmoment auf die Maschine zu übertragen, während kein Drehmoment übertragen wird, wenn das Ausgangssignal den Wert "L" hat.

Eine zweite Drehzahlspannung wird durch Glätten des Ausgangssignales von einem Kondensator C2 mittels

809833/0729

280U56

eines Widerstandes R3 und eines Kondensators C3 erhalten. Ein Transistor TR2 wird eingeschaltet, wenn die zweite Drshzahlspannung größer als die Zener-Spannung einer Z-Diode ZD2 ist. Da die Kollektorspannung des Transistors TR2 an einem Inverter INV1 liegt, wird das Eingangssignal in ein UND-Glied AND2 auf den Wert "H" gebracht.

Das Ausgangssignal des Inverters INV1 ist das Betriebssignal der Bremsspule BR und wird durch das Kupplungsbetriebssignal DRIVE des Mikrocomputers gesteuert. Wenn das Ausgangssignal des UND-Gliedes AND2 den Wert "H" hat, liegt eine Spannung an der Bremsspule BR, um eine Bremskraft auf die Maschine zu übertragen. Wenn dagegen das Ausgangssignal den Wert "L" hat, wirkt keine Bremskraft auf die Maschine ein.

Daraus folgt, daß die Drehzahlsteuerung durch abwechselndes Anlegen von Spannungen an die Kupplungsspule CL und die Bremsspule BR erfolgt.

Der Drehzahlfühler SD zum Positionieren wird durch einen Vergleich der Ausgangsspannung eines eine Standardspannung erzeugenden Stellwiderstandes VR2 mit der Ausgangsspannung der Zweiweg- oder Doppelweg-Gleichrichterbrücke BD mittels eines Vergleichers COM erhalten. Diese Anordnung ist so aufgebaut, daß das Ausgangssignal des Vsrgleichers COM den Wert "H" hat, wenn die Maschinendrehzahl kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist, während das Ausgangssignal des Vergleichers COM den Wert "L" annimmt, wenn die Maschinendrehzahl größer als die vorgewählte Drehzahl ist.

Schalter LSW und TSW sind durch den Fußtritt betätigbar. Der Schalter LSW wird auf den Wert "H" ge-

«09833/0729

bracht, wenn der Fußtritt vorwärtsgedrückt wird, und auf den Wert "L", wenn der Fußtritt in die neutrale oder Mittenstellung zurückkehrt. Der Schalter LSW wird auf den Wert "H" eingestellt, wenn der Fußtritt rückwärtsgedrückt wird. Der Hochnadelanhalt-Schalter hat gewöhnlich den Wert "H" und bei Betrieb den Wert "L". Das Flipflop FF wird gesetzt, um ein Ausgangssignal mit dem Wert "H" zu erzeugen, wenn das Ausgangssignal des Hochnadelanhalt-Schalters von "L" nach "H" geschaltet wird.

Das Rücksetzen des Flipflops FF erfolgt, wenn das Bremssignal BRAKE vom Mikrocomputer MC eingeschaltet ist, d. h., wenn das Signal BRAKE den Wert "H" hat.

Der Stellungsfühler PD besteht aus einer Leuchtdiode, einem Phototransistor und einer Licht-Schirmplatte und erfaßt die Stellung, indem der Phototransistor von dem durch die Leuchtdiode emittierten Licht durch die Licht-Schirmplatte abgeschirmt wird.

Der Phototransistor PTR1 wird ausgeschaltet, wenn die Hochstellung UP erfaßt wird, und die Kollektorspannung Vp des Phototransistors PTR1 nimmt den Wert "H" an. Die Erfassung der Tiefstellung DOWN erfolgt auf die gleiche Weise.

Das Betätigungsglied BR-D der Bremsspule BR besteht aus einem ODER-Glied 0R1 und einem Transistor TR3 und wird durch ein Signal entsprechend einer logischen Summe des Bremsbetriebssignales vom Drehzahl· Steuerglied und des Bremsbetriebssignales BRAKE vom Mikrocomputer MC betrieben. D. h., das Betätigungsglied BR-D kann durch eines dieser Signale betrieben werden.

£09*133/0729

280U56

Die anderen Betätigungsglieder, d, h. die Betätigungsglieder WP-D, TR-D und CR-D für den Fadenabstreifer bzw. den Fadenabschneider bzw. die Kupplung bestehen aus Transistoren TR-6 bzw. TR-5 bzw. TR-4.

Für die Betriebsfolge in der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird lediglich der Inhalt des Speichers ROM geändert, und es ist keine besondere Anordnung erforderlich. Auch wird zum Einführen einer neuen Funktion einfach die Anzahl der Eingangs- und der Ausgangssignale erhöht, um diesen Zweck zu erreichen.

Im folgenden wird anhand der Fig. 4 die Beziehung zwischen dem Betrieb der Maschine und den Eingangssignalen/Ausgangssignalen näher erläutert. Die Signale LSW und TSW von den FuBschaltern, das Tiefstellungssignal DOWN und das Hochstellungssignal UP sind die Eingangssignale in den Mikrocomputer MC, während das Drehzahlsignal SD, das Betätigungssignal DRIVE, das Bremssignal BRAKE, das Fadenabschneidsignal TRIM und das Fadenabstreifsignal WIPE die Ausgangssignale des Mikrocomputers MC bilden.

Der Mikrocomputer MC wird synchron zu einem Taktsignal CLOCK betrieben. Insbesondere erfolgt das Überprüfen der Signale durch den Mikrocomputer nur dann, wenn das Taktsignal CLOCK auf einem hohen Pegel (H) ist. Der Mikrocomputer MC erfüllt eine andere Funktion, wenn das Taktsignal CLOCK nicht auf dem hohen Pegel "H" ist. Die Änderung der Ausgangssignale erfolgt auch synchron zum Taktsignal CLOCK.

Zunächst wird der Schalter LSW in einem Zeitpunkt ti eingeschaltet. Jedoch wird in diesem Zeit-

809833/0729

punkt das Signal vom Schalter LSW nicht an die Zentraleinheit CPU abgegeben, da das Signal CLOCK in diesem Zeitpunkt einen niederen Wert hat. Wenn dann das Signal CLOCK in einem Zeitpunkt t2 einen hohen Wert annimmt, wird das Signal mit dem "H"-Pegel vom Schalter LSW an die Zentraleinheit CPU abgegeben und durch diese verarbeitet, um das Betätigungssignal DRIVE auf den "H"-Pegel zu bringen, so daß die Maschinenwelle startet bzw. sich zu drehen beginnt. Um die Maschine anzuhalten, wird der Fußschalter in die Mittenstellung rückgeführt, so daß der Schalter LSW ausgeschaltet wird und dessen Ausgangssignal in einem Zeitpunkt t3 den "L"-Pegel annimmt. Jedoch wird in diesem Zeitpunkt t3 das Signal mit dem "L"-Pegel vom Schalter LSW vernachlässigt, da das Signal CLOCK in diesem Zeitpunkt auf dem "L"-Pegel ist.

Das Signal mit dem "L"-Pegel vom Schalter LSW wird in einem Zeitpunkt t4 gelesen, in dem das Signal CLOCK den "H"-Pegel annimmt, und die Maschinenwelle wird verzögert. In einem Zeitpunkt t5, in dem die Drehzahl der Maschinenwelle kleiner als eine vorgewählte Drehzahl wird, nimmt das Drehzahlsignal SD einen Wert "H" an, so daß der Betrieb fortschreitet, um das Signal DOWN für die Erfassung der Tiefstellung zu überprüfen.

Die Maschinenwelle nimmt die Tiefstellung in einem Zeitpunkt t6 an. Jedoch wird kein Betrieb bis zu einem Zeitpunkt t7 hervorgerufen, in dem das Taktsignal CLOCK den ^MH"-Pegel annimmt. Im Zeitpunkt t7 wird das Tiefstellungssignal freigegeben und durch die Zentraleinheit CPU herausgegriffen. Die Zentraleinheit CPU führt dann einen Betrieb durch und hält das Signal BRAKE auf dem "H"-Pegel bis zu einem Zeitpunkt t8, um die Maschinenwelle in der Tiefstellung zu verzögern und anzuhalten.

809833/G729

-ie- 280U56

Anschließend wird der Fußtritt zum Einschalten des Schalters TSW gedruckt, um in einem Zeitpunkt t9 ein automatisches Fadenabschneiden zu bewirken. Jedoch ist in diesem Zeitpunkt das Taktsignal CLOCK auf dem "L"-Pegel, so daß das Ausgangssignal vom Schalter TSW nicht freigegeben wird. In einem Zeitpunkt t1D, in dem das Taktsignal CLOCK auf den Wert "H" gebracht wird, wird das Ausgangssignal vom Schalter TSW durch die Zentraleinheit CPU gelesen. Die Zentraleinheit CPU führt dann einen Betrieb durch, so daß der Fadenabschneider TR seine Arbeit aufnimmt. Gleichzeitig gibt die Zentraleinheit CPU ein Betätigungssignal DRIVE ab, damit die Maschinenwelle mit geringer Drehzahl umläuft, so daß das Fadenabschneiden erfolgt.

In einem Zeitpunkt t11, in dem die Nadel ihre Höchststellung annimmt, um das Hochstellungssignal UP auf den ^MH"-Pegel zu bringen, und in dem das Taktsignal CLOCK den "H"-Pegel annimmt, wird das Signal UP des "H"-Pegels zur Zentraleinheit CPU übertragen. Die Zentraleinheit CPU führt dann eine Operation

durch, um das Betätigungssignal DRIVE und das Fadenabschneidsignal TRIM auf den "L"-Pegel zu bringen. Zusätzlich hält die Zentraleinheit CPU das Bremssignal BRAKE und das Fadenabstreifsignal WIPE jeweils bis zu Zeitpunkten t13 und t12 eingeschaltet, so daß die Maschinenwelle in der Hochstellung angehalten wird und das Abstreifen erfolgt, um den Betrieb abzuschließen.

Aus den obigen Erläuterungen folgt, daß die Zentraleinheit lediglich das Überprüfen des Ausschaltens des Schalters LSW in der Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten ti und t4 durchführt,

SQ9833/0729

280U56

und die anderen Signale als das Ausgangssignal des Schalters LSW werden alle vernachlässigt. Auf ähnliche Weise überprüft die Zentraleinheit CPU lediglich das Drehzahlsignal SD in der Zeitdauer zwischen t4 und t5. In der Zeitdauer zwischen t5 und t7 wird lediglich das Tiefstellungssignal DOWN überprüft. In der Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t7 und t10 werden lediglich die Ausgangssignale der Schalter LSW und TSW überprüft. Auf ähnliche Weise wird in der Zeitdauer zwischen t10 und t11 lediglich das Hochstellungssignal UP überprüft. In der Zeitdauer zwischen t11 und t12 erfolgt keine Überprüfung; und ab dem Zeitpunkt t12 kehrt die Zentraleinheit CPU zum Überprüfen des Ausgangssignales des Schalters LSW zurück.

Auf diese Weise greift die Zentraleinheit CPU lediglich bestimmte Eingangssignale in jeweiligen Perioden heraus, während die anderen Signale als diese bestimmten Signale in den jeweiligen Perioden nicht freigegeben sind. Zusätzlich werden die herausgegriffenen Eingangssignale nur dann freigegeben, wenn das Taktsignal CLOCK auf dem "H"-Pegel ist.

D. h., in der Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t2 und t4 z. B. erfolgt das Überprüfen lediglich zum Prüfen des Ausschaltens des Ausganges vom Schalter LSW, so daB keine anderen Signale, wie z. B. das Signal DOWN, das Signal UP, das Signal SD, das Ausgangssignal des Schalters TSW, die durch einen fehlerhaften Betrieb mit diesen Signalen hervorgerufen sein können, noch äußeres Rauschen nicht durch die Zentraleinheit CPU herausgegriffen werden, wodurch ein fehlerhaftes Arbeiten der Nähmaschine verhindert wird. Insbesondere wird das Arbeiten des auto-

809833/0729

matischen Fadenabschneiders während des Hochgeschwindigkeitsbetriebes der Nähmaschine vollständig vermieden.

Falls am Schalter LSW eine Störung

liegt, wie dies durch eine Strichlinie angedeutet ist, wird diese Störung nicht durch die Zentraleinheit herausgegriffen, da das Taktsignal CLOCK während dieser Zeitdauer auf dem "L"-Pegel ist. Daraus folgt, daß die erfindungsgemäBe Steuervorrichtung gegenüber äußeren Störungen oder äußerem Rauschen freier als herkömmliche Vorrichtungen ist.

Was die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t9 und t12 anbelangt, in denen das automatische Fadenabschneiden erfolgt, das die größte Schwierigkeit für den sicheren Betrieb der Nähmaschine einschließt, wird lediglich das Überprüfen der Ausgangssignale von den Schaltern LSW und TSW vor dem Zeitpunkt t10 durchgeführt, und nach geeignetem Schalten des Schalters TSW wird lediglich das Hochstellungssignal UP in der Zeitdauer zwischen t10 und t11 überprüft. Selbst wenn so das Ausgangssignal das Schalters LSW zufällig auf dem "H^H-Pegel wegen eines fehlerhaften Betriebs des Schalters LSW oder einer äußeren Störung ist, wird ein derartiges "Unfall-Signal" niemals durch die Zentraleinheit CPU herausgegriffen, so daß der gefährliche fehlerhafte Betrieb vollständig vermieden wird, um die Nähmaschine in einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb zu bringen.

Selbst wenn zusätzlich ein Rauschen oder eine Störung (vgl. die Strichlinie) eintritt, wird ein derartiges Rauschen niemals durch die Zentraleinheit herausgegriffen, da das Taktsignal CLOCK auf dem "L"-

809833/0729

280H56

Pegel ist.

Beim Fadenabstreifen, das eine wesentliche Gefahr für einen Nadelbruch einschließt, wird das Bremssignal BRAKE während der Abstreifdauer zwischen t11 und t12 freigegeben gehalten, so daB die Nähmaschine im angehaltenen Zustand gehalten wird. Da zusätzlich kein Überprüfen des Signales erfolgt, besteht keine Gefahr zum Herausgreifen gegebenenfalls in dieser Zeitdauer auftretender äußerer Störungen. Daher kann niemals der Fall eintreten, daß die Maschine zufällig während des Fadenabstreifens startet, um die Nadel zu brechen.

Wie oben erläutert wurde, kann die erfindungsgemäße Steuervorrichtung Rauschen oder Störungen ausschließen, die in den Eingangssignalen enthalten sein können, wodurch ein fehlerhafter Betrieb der Nähmaschine sowie ein Nadelbruch vermieden wird. Gleichzeitig können Unfälle aufgrund des fehlerhaften Betriebes durch den Bediener vollständig vermieden werden.

Obwohl die Erfindung anhand eines bestimmten Ausführungsbeispieles mit einem Mikrocomputer erläutert wurde, ist die Verwendung des Mikrocomputers nicht wesentlich, und es können andere Anordnungen verwendet werden, die das Lesen der Signale nur dann erlauben, wenn ein mit dem Taktsignal synchronisiertes Lesesignal erzeugt wird, und die das Lesen unterbrechen, wenn das synchronisierte Lesesignal nicht verfügbar ist.

«09833/0729

-22- 280U56

Aus den obigen Erläuterungen folgt auch, daß die erfindungsgemäße Steuervorrichtung einen -Fehlerhaften Betrieb der Nähmaschine durch fehlerhafte Eingangssignale oder äußere Störungen oder äußeres Rauschen verhindert, um den Betrieb der Nähmaschine sehr sicher zu machen, da lediglich ein vorgewähltes bestimmtes Signal in jeder Betriebsperiode überprüft wird.

Insbesondere ist vorteilhaft, daß ein auf dem fehlerhaften Betrieb der Schalter während des automatischen Fadenabschneidens beruhender Nadelbruch vollständig vermieden wird, da nahezu alle Eingangssignale während des Fadenabschneidens nicht freigegeben sind.

Wenn weiterhin ein Mikrocomputer in der Steuervorrichtung vorgesehen wird, kann die Anzahl der Teile, die lange Leitungsdrähte erfordern, beträchtlich verringert werden, und die Längen der wesentlichen Leitungsdrähte sind gekürzt, so daß die Vorrichtung stärker frei von äußeren Störungen oder äußerem Rauschen ist. Gleichzeitig erleichtert die Verwendung des Mikrocomputers wesentlich eine Änderung der Betriebsfolge und die Einführung einer neuen Steuerfunktion und trägt zur Verringerung der Abmessungen der Vorrichtung sowie zu einem kleineren Leistungsverbrauch bei.

«09833/0729

Leerse ite

Claims

lNTANWALTE BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ PATENTANW) München 22 - Steinsdorfstr. 1O Dipl.-ing. r. beetz sen. TELEFON (089) 22 72O1 -22 7244-295910 DIpI.-Ing. K. LAMPRECHT Telex 5 22 048 -Telegramm Allpatent München Dr.-Ing. R.BEETZ Jr. Dipl.-Phys. U. HEIDRICH auch Rechtsanwalt Dr.-Ing. W. TlMPE Dlpl.-Ing. J. SIEGFRIED 680-27.780P 13. Jan. 1978 Ansprüche

1. Steuervorrichtung

für elektrische Nähmaschinen einschließlich einer einem Motor nachgeschalteten Kupplung zum Übertragen eines Antriebsdrehmomentes auf die Nähmaschine,

einer Bremse zum Übertragen einer Bremskraft auf die Nähmaschine,

eines Nadelanhalters zum Anhalten der Nähmaschinen-Nadel in einer gewünschten Hub-Stellung,

die die Kupplung, die Bremse und den Nadelanhalter in einer vorbestimmten Betriebsfolge steuert,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuervorrichtung wenigstens teilweise aus einem Mikrocomputer CMC) besteht.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Eingangs- bzw. die Ausgangssignale der Steuervorrichtung synchron zu einem Synchronisiersignal sind.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.

68Q-C14443-H 4831)-KoE

daß durch ein Synchronisiersignal die Steuervorrichtung in einzelnen Betriebsperioden lediglich solche Eingangssignale herausgreifen darf, die in den jeweiligen Betriebsperioden benötigt sind.

809833/07*9