DE2924038A1 - Elektronische naehmaschine mit einer zufuhr-steuervorrichtung - Google Patents

Description

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Ser.No. 70772
Filed: June 14, 1978

Jänome Sewing Machine Co.,Ltd.,Tokyo, Japan Elektronische Nähmaschine mit einer Zufuhr-Steuervorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Nähmaschine mit einer Zufuhr-Steuervorrichtung, bei der ein Halbleiterelement wenigstens die Gewebe-Zufuhrinformation von die seitliche Schwingbewegung der Nadel und den Zufuhrgrad steuernden Nähinformationen speichert. Die Information über die Gewebezufuhr wird zur Steuerung des Zufuhrgrades durch einen Schrittmotor pro Stich aus dem Speicherelement ausgelesen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Schrittmotor zur Steuerung der Gewebezufuhr vorgesehen, um so die Auflösegenauigkeit des Zufuhrgrades äquivalent anzuheben.

Ein Schrittmotor wird häufig zur Steuerung des Betriebs zahlreicher Präzisionsmechanismen angewendet, weil der Drehwinkel des Schrittmotors genau durch die Anzahl der Eingangs-

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impulse bestimmt wird und weil die Winkelposition genau gesteuert werden kann, ohne daß eine Rückkopplungssteuerung erforderlich ist. Vorteilhafterweise ist ein Schrittmotor sehr kostengünstig. Wenn jedoch ein Schrittmotor zur Steuerung der Gewebezufuhrvorrichtung einer Nähmaschine verwendet wird, besteht ein noch zu lösendes Problem in der Auflösegenauigkeit des Drehwinkels des Schrittmotors. Das heißt, daß in diesem Fall jeder der Einstellwerte des Gewebezufuhrgrades nicht kontinuierlich bzw. unterbrochen ist, wie dies durch eine Reihe von Kurvenpunkten in der Figur 2 dargestellt ist. Die Einstellwerte sind zwischen benachbarten Kurvenpunkten im Hinblick auf den Gewebezufuhrgrad abgestuft. Der Drehwinkel des Schrittmotors ist proportional zu der Anzahl der Impulse (der Anzahl der Schritte des Schrittmotors). Wenn aber die Bewegung des Schrittmotors auf den Greifhaken zum Zuführen über eine Verbindung und eine Einstellvorrichtung übertragen wird, sind die Einstellwerte des Zufuhrgrades für die Anzahl der Impulse nicht linear, wie dies in der Figur dargestellt ist. Die Stichsteuerung wird durch die Kurvenpunkte in der Figur 2 ausgeführt, die als der Zufuhrgrad durch die Stichinformation gekennzeichnet sind. Es wird aber in Abhängigkeit von der Art der Stiche erforderlich den Zufuhrgrad anzuwenden, der von Zwischenwerten benachbarter Kurvenpunkte abgeleitet ist. Um eine solche Forderung zu erfüllen, kann die Anzahl der Schritte des Schrittmotors für den maximalen Zufuhrgrad vergrößert werden. Dies führt dazu, daß die Anzahl der Drehwinkel des Schrittmotors für den maximalen Zufuhrgrad vergrößert wird, da die Auflösegenauigkeit des Drehwinkels des Schrittmotors fest ist. Als Ergebnis steigt die Drehträgheit des Motors und seine Empfindlichkeit wird herabgesetzt. Außerdem wird infolge der nicht linearen Kennlinie der Einstellwerte des Zufuhrgrades die Auflösungsgenauigkeit unnötigerweise erhöht, beispielsweise in dem Bereich des minimalen Zufuhrgrades in der Figur 2, wodurch die Steuerungdes Schrittmotors beeinträchtigt wird.

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Die vorliegende Erfindung soll solche Störungen und Nachteile des Stand der Technik vermeiden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Auflösegenauigkeit eines Schrittmotors zu erhöhen anstatt die Drehwinkel des Schrittmotors zu vergrößern, um dadurch wünschenswerte Zufuhrgrade einer Nähmaschine zu verwirklichen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren erläutert. Es zeigt:

Figur 1 die perspektivische Darstellung einer Nähmaschine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Figur 2 den Gewebe-Zufuhrgrad für jeden Schritt der Schritte des Schrittmotors,

Figur 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 4 ein Flußdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Figur 5 ein Beispiel eines durch die Erfindung erzeugten Stiches, und

Figur 6 das Verhältnis zwischen den eingestellten Skalenwerten, den Positionskoordinaten des Schrittmotors und den Zufuhrgraden.

In der Figur 1 ist ein Maschinengehäuse mit 1 bezeichnet. Dieses enthält einen Schrittmotor zur Steuerung einer Gewebe-Zufuhrvorrichtung. Der Antriebsgrad des Schrittmotors wirkt über Verbindungsstücke 3, 4 auf eine Stoffschieber-Einstellvorrichtung 5. Eine untere Welle, die sich synchron zur Drehung einer oberen nicht dargestellten Welle der Näh-

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maschine dreht, ist mit 6 bezeichnet. Ein gabelförmiges Gestänge 8 greift an einem Nocken bzw. Mitnehmer 7 an, der fest an der unteren Welle 6 angeordnet ist, um die horizontale Bewegung eines Greifhakens 12 zum Stoffschieben zu steuern. Das gabelförmige Gestänge 8 ist daher schwenkbar, wenn die untere Welle 6 rotiert. Bekannterweise weist die Stoffschieber-Einstellvorrichtung 5 eine nicht dargestellte Führungsnut auf, in der ein Block gleitbar aufgenommen ist, und ist mit dem gabelförmigen Gestänge 8 verbunden. Auf diese Weise wird in Abhängigkeit von der Neigung der Einstellvorrichtung 5 der horizontale Zufuhrgrad bzw. Betrag des Greifhakens 12 zum Zuführen über ein Übertragungsgestänge 9, 10, 11 variiert oder auf Null eingestellt. Die Neigung der Stoffschieber-Einstellvorrichtung 5 wird durch den Betrieb des Schrittmotors 2 bewirkt. Mit 13 ist eine manuell betätigte Skala bezeichnet, die dazu dient, den Zufuhrgrad des Gewebes einzustellen. Mit 14 ist ein variabler Widerstand bezeichnet, der dazu dient, eine gedrehte Position der Skala in einen Widerstandswert umzuwandeln . Das Bezugszeichen 15 bezeichnet als Ganzes Musterauswahlschalter , die jeweils auf den Wert der Einstellskala eingestellt werden, um speziell für die ausgewählten Muster den geeignetsten Zufuhrgrad einzustellen. Mit 16 ist eine lichtemittierende Diode zur Anzeige des betätigten Muster-Auswahlschalters bezeichnet.

Die Figur 3 zeigt ein Steuerblock-Schaltbild mit einem Mikro-Computer. Dabei ist eine Zentraleinheit mit CPU, ein Festwertspeicher mit ROM, ein Lese-Schreibspeicher zum zeitweisen Speichern von Information mit RAM und eine Eingangs-Ausgangsschaltung mit I/O bezeichnet. Diese Elemente bilden einen Mikro-Computer. Mit A/D ist ein A/D-Konverter bezeichnet, der einen Wert des variablen Widerstandes 14 in einen digitalen Wert umwandelt. Mit

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DV ist ein Antriebskreis für einen Schrittmotor bezeichnet, der ein Steuersignal von dem Mikro-Computer empfängt und den Schrittmotor 2 für die Steuerung der Gewebezufuhr antreibt. Wenn irgendein Schalter der Muster-Auswahlschalter betätigt ist, wird seine betätigte Position in das RAM eingeschrieben und es wird in der Zentraleinheit CPU eine Berechnung durchgeführt. Dann wird die entsprechende lichtemittierende Diode 16 angeregt bzw. erleuchtet. Zur selben Zeit wird für jeden Stich ein Muster-Signal aus einem speziellen Datenspeicherteil innerhalb des ROM's an den Antriebskreis DV angelegt. Dieses Signal entspricht dem betätigten Schalter. Dadurch wird der Schrittmotor angetrieben. Bei der in der Figur 1 dargestellten Zufuhr-Einstellskala 13 handelt es sich um einen Berührungsschalter, der durch eine Berührung durch die Hand betriebsbereit geschaltet wird unddann gedreht wird. Der sich ergebende Widerstandswert des variablen Widerstands 14 wird in den Speicher RAM eingeschrieben und für einen Rechenvorgang in die Zentraleinheit CPU eingegeben, um in Antwort auf den manuell eingestellten Widerstandswert, unabhängig von den Mustersignalen des Speichers ROM infolge der Betätigung der Muster-Auswahlschalter 15, den Steuerbetrag des Schrittmotors 2 zu bestimmen. Die Figur 6 zeigt die Werte, die erhalten werden, wenn die an der Zufuhr-Einstellskala 13 eingestellten Positionen vom analogen Zustand in den digfialen Zustand umgewandelt sind. Außerdem zeigt die Figur 6 die entsprechenden Positionskoordinaten des Schrittmotors. Die Positionskoordinaten sind-Signale, die die Positionen zum Setzen bzw. Einstellen des Schrittmotors anzeigen. Die Auflösungsgenauigkeit der vom analogen Zustand in den digitalen Zustand umgewandelten Werte ( der gezeigten Werte der Zufuhrskala) der Einstellskala 13 ist zweimal so groß wie die Auflösungsgenauigkeit der Positionskoordinaten des Schrittmotors.

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Das heißt, die Zufuhrskala 13 weist den mittleren Einstellwert zwischen den entsprechenden benachbarten Positionsköordinaten des Schrittmotors auf. Jeder Positionskoordinate der Positionskoordinaten des Schrittmotors , die teilweise in der Figur 6 angegeben sind, entspricht einem der in der Figur 2 dargestellten Kurvenpunkte. Jede der Zufuhrgrade der Figur 6 entspricht daher einem der in der Figur 2 dargestellten Zufuhrgrade ( in der Figur 2 sind teilweise die Zufuhrgrade X mit entsprechenden Anfügungen dargestellt). Die Zufuhr-Einstellskala 13 weist nämlich Betriebswerte auf, die die mittlere Positionen zwischen den benachbarten Kurvenpunkten der Figur 2 identifizieren. Der Zufuhrgrad Null der Figur 6 entspricht der Positionskoordinate 01111 des Schrittmotors, weil der maximale ümschalt-Zufuhrbetrag der Positionskoordinate 00000 des Schrittmotors entspricht. Die vorliegende Erfindung ist so aufgebaut, wie dies oben beschrieben wurde und im folgenden wird der Betrieb im Zusammenhang mit dem Flußdiagramm der Figur 4 erläutert. Die gepunkteten Linien in der Figur 4 zeigen an, daß Zwischenschritte weggelassen wurden. Es wird vorausgesetzt, daß durch einen der Muster-Auswahlschalter 15 der Grund-Zickzack-Stich ausgewählt wurde (Fig.5). Wenn daher die Bedienungsperson die Zufuhr-Einstellskala 13 berührt, ist die Nähmaschine so eingestellt, daß die eingestellte Position oder der Wert der Skala über dem für die Grund-Zickzack-Stiche bestimmten Zufuhrgrad wirksam ist. Wenn die Skala 13 auf eine gerade Zahl eingestellt ist, d.h. wenn das letzte Bit des Codes des Skalenwertes der Figur 4 Null ist, beispielsweise 00110, entspricht der Code der Positionskoordinate 10010 für den Schrittmotor. In diesem Fall werden die Grund-Zickzack-Stiche mit einem konstanten Zufuhrgrad X3 ausgebildet. Wenn daher die Zufuhr-Einstellskala 13

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gedreht wird, um den Zufuhrgrad leicht zu erhöhen und
auf den 00111 entsprechenden Wert eingestellt wird, gibt es keine entsprechende Positionskoordinate für den Schrittmotor. In diesem Fall erzeugt jedoch der erfindungsgemäße Mikro-Computer ein ünterscheidungssignal N, das sich abwechselnd bei jeden Stich nach 0 und 1 ändert. Wenn N
bei dem ersten Stich 1 ist, wird der Mikro-Computer so betrieben, daß er berechnet, daß die eingestellte Position oder der Wert der Skala 13 00111-1 ist und daß er die Positionskoordinate 10010 in Übereinstimmung mit dem Skalenwert 00110 erzeugt. Der Schrittmotor 2 wird nämlich so angetrieben, daß er den Zufuhrgrad X3 bewirkt. In ähnlicher Weise wird, wenn N beim
folgenden Stich 0 ist die Berechnung so durchgeführt, daß sich 00111+1 ergibt und der Schrittmotor 2 wird so angetrieben, daß er den Zufuhrgrad X4 erzeugt. Als Ergebnis
werden die Zickzack-Stiche mit kombinierten Zufuhrgraden X3 und X4 erzeugt, wie dies in der Figur 5 dargestellt ist.

In diesem Beispiel wurde erklärt, daß die beiden Zufuhrbeträge X3 und X4 abwechselnd in einer Reihe von Stichen erzeugt werden, wie dies in der Figur 5 dargestellt ist. Es ist aber auch möglich die Auflösegenauigkeit der Positionskoordinaten des Schrittmotors dadurch weiter zu erhöhen, daß wiederholt ein Schritt, beispielsweise X3 in zwei Stichen und ein weiterer Schritt X 4 in einem Stich verwendet wird. Die Auflösegenauigkeit wird weiter erhöht, wenn der Schrittmotor wiederholt durch eine Kombination von drei Schritten, beispielsweise X2, X3, X4 gesteuert wird.

Wie oben bereits erwähnt wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung,in dem Fall, in dem der Schrittmotor allein im Zusammenhang mit der Gewebezufuhr verwendet wird, die Auflösegenauigkeit durch jeden der abgegebenen Steuer impulse schrittweise eingestellt. Andererseits wird

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der Auflöseimpuls weiter erhöht und der Schrittmotor wird wirksamer verwendet , um die Steuerung der Nähmaschine zu verbessern, wenn der Zufuhrgrad dadurch eingestellt wird, daß der Impuls gleichwertig zwischen den benachbarten
Impulsen geteilt wird.

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Claims (1)

1. PATENTAN^VAX'JTC

   DR. DIETER V. BJsZOMJ

   DIPL. ING. PETER SCHÜTZ

   9 Q O f Π Q Q DIPI-. EVG. WOLFGANG HEUSLER £ ί> Z «t U s> Q

   MAHIA-THEHESIA-STRASSE 22

   POSTFACH 800668 D-8OOO MUENCHEN 86

   TELEFON 089/470908 4T0810

   TSIiBX 522638 TEI-EGRAMM SOMBEZ

   10598 Dr.ν.Β/Ε
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   Filed: June 14, 1978

   Janome Sewing Machine Co., Ltd., Tokyo,Japan Elektronische Nähmaschine mit einer Zufuhr-Steuervorrichtung

   Patentanspruch

   Nähmaschine mit einer Gewebe-Zufuhrvorrichtung und einem Schrittmotor zur Steuerung eines Gewebe-Zufuhrgrades der Gewebe-Zufuhreinrichtung, dadurch gekenn zeich net , daß eine manuell betätigbare Einrichtung (13) zur Erzeugung eines digitalen Signals entsprechend einem eingestellten Wert des Zufuhrgrades vorgesehen ist, daß das digitale Signal mit einer Einstell-Positionskoordinate des Schrittmotors (2), die durch jeden Steuerimpuls bestimmtwird, und mit einer Posxtionskoordinate übereinstimmt,

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   POSTSCHECK MÜNCHEN NR. β !H 48 8OO · BANKKONTO HYPOBANK MÜNCHEN (BLZ 7OO2OO 40) KTO. βθ 8025 73 78

   die durch eine Teilung der maximalen Einheit der Einstellpositionskoordinate erzeugt wird, daß die manuell einstellbare Vorrichtung (13) betätigbar ist, um das digitale Signal in Obereinstimmung mit der Einstellpositionskoordinate zu bringen, um so den Schrittmotor (2) auf die Einstellpositionskoordinate zu steuern, daß die manuell einstellbare Einrichtung (13) betätigbar ist, um das digitale Signal in Übereinstimmung mit der geteilten Positionskoordinate zu bringen, um so den Schrittmotor (2) mit den digitalen Signalen zu steuern, von denen jedes mit den entsprechenden Einstell-Positionskoordinaten des Schrittmotors (2) übereinstimmt und von den manuell bestimmten digitalen Signalen vorauseilend oder nacheilend beabstandet oder zu diesen benachbart ist.

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