DE3020721C2 - Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors für die Bewegung der Nadelstange oder Nadelstangen an Stick-, Stepp- oder Nähmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors für die Bewegung der Nadelstange oder Nadelstangen an Stick-, Stepp- oder Nähmaschinen, bei denen die Relativbewegung zwischen dem zu bearbeitenden Gut und den Nadelstangen durch vom Nadelstangenantrieb getrennte Motoren bewirkt wird, wobei die Nadelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der in einem Informationsträger gespeicherten Stichlänge gewählt wird.

Bei Stickautomaten mit hoher Stickleistung ist es bekannt, zur Erzielung einer guten Stickgenauigkeit bei großen Stichlängen die Drehzahl des Antriebsmotors für die Bewegung der Nadelstangen automatisch auf eine niedrigere Stickgeschwindigkeit zu schalten, um auf diese Weise unkontrollierte Bewegungen und Schwingungen der das Stickgut haltenden Rahmen zu vermeiden. Derartige unkontrollierte Bewegungen und Schwingungen würden auftreten, wenn bei einer hohen Antriebsgeschwindigkeit der Maschine große Stichlängen ausgeführt würden, für die seitens des Stickrahmenantriebs nicht die notwendige Zeit zur Verfügung sieht. Außerdem wird ein Abbrechen von noch im Stoff befindlichen Sticknadeln durch eine zu frühe Rahmenbewegung verhindert.

Bei den bekannten Konstruktionen von Stickautomaten erfolgt die Umschaltung vor. einer hohen Drehzahl, die beispielsweise 800 Stiche pro Minute zur Folge hat, auf eine niedrigere Drehzahl mit beispielsweise 520 Stichen pro Minute, sobald die beispielsweise zwischen 0,1 bis 12,7 mm liegenden Stichlängen einen Wert von 6 mm übersteigen. Die Drehzahlreduzierung wird durch polumschaltbar Motoren erzielt.

Hierdurch ist es bei den bekannten Stickautomaten zwar möglich, auch bei großen Stichlängen eine ausreichende Stickgenauigkeit zu erzielen. Die polumschaltbaren Motoren, die beispielsweise von einem Rechner gesteuert werden, ergeben jedoch bei jeder Umschaltung eine große Beschleunigung, die zu starken Belastungen der Stickmaschinenteile führt.

Aus der DE-OS 25 33 595 ist weiterhin eine Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors für die Bewegung der Nadelstange einer Nähmaschine bekannt, bei welcher die Nadelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der in einem Informationsträger gespeicherten Stichlänge gewählt wird. Die Nadel kann mit zwei Geschwindigkeiten angetrieben werden. Welche der beiden wählbaren Nadelgeschwindigkeiten gewählt wird, muß bereits bei der Programmgestaltung festgelegt werden.

Hierdurch ergibt sich der Nachteil, daß der Informationsträger zusätzlich zu jeder Stichlänge die zugehörige Information für die jeweilige Drehzahl enthalten muß. Dies führt zu einer erheblichen Anhäufung der vom Datenträger aufzunehmenden Informationen. Außerdem können bereits vorhandene Informationsträger, welche diese zusätzlichen Drehzahlinformationen nicht enthalten, bei der bekannten Drehzahlsteuerung nicht verwendet werden.

Der Erfindung liegl die Aufgabe zugrunde, eine Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors für die Bewegung der Nadelstange oder Nadelstangen an Stick-, Stepp- oder Nähmaschinen der eingangs beschriebenen «ο Art zu schaffen, bei welcher unter Berücksichtigung der als nächstes auszuführenden Stiche eine höchstmögliche Leistung erzielt werden kann, ohne daß einerseits zu hohe Beschleunigungen und andererseits abrupte Beschleunigungsänderungen im Nadelstangenantrieb auftreten, und die keine zusätzlichen Drehzahlinformationen auf dem Informationsträger erfordert.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichne:, daß die Stichlängen mehrerer anstehender Stiche aus dem lnformationsträger nacheinander abgefragt, seriell gespeichert ■und taktweise gemessen werden und daß die Drehzahl des Nadelstangenantriebsmotors jeweils dem höchsten der in einer Serie gemessenen Werte angepaßt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Drehzahlsteuerung wird erreicht, daß die Antriebsgeschwindigkeit der Nadelstangen an Stick-, Stepp- oder Nähmaschinen in Abhängigkeit von den jeweils auszuführenden Stichlängen der maximal möglichen Leistung angepaßt wird, indem die Stichlängen mehrerer anstehender Stiche, welche aus dem Informationsträger abgefragt worden sind, seriell gespeichert und taktweise gemessen werden, so daß die Drehzahl des Antriebsmotors für den Nadelstangenantrieb stufenlos derart gesteuert werden kann, daß für die Relativbewegung zwischen dem zu bearbeitenden Gut und den Nadelstangen, welche von der jeweiligen Stichlänge abhängt, jeweils die erforderliche Zeit zur Verfügung steht, jedoch keine Stillstandszeiten durch einen im Verhältnis zur jeweiligen

Stichlänge zu langsamen Antrieb entstehen. Hierdurch ergibt sich trotz maximaler Leistung ein sauberes Stichbild.

Im Gegensatz zu der aus der DE-OS 25 33 595 bekannten Drehzahlsteuerung, bei welcher auf dem Informationsträger jedem Stichwert eine Information bezüglich einer von zwei möglichr.n Drehzahlen zugeordnet ist, wird bei der erfindungsgemäßen Drehzahlsteuerung programmseits nicht zwischen einer hohen und einer niedrigen Antriebsdrehzahl gewählt. Die jeweils anzuwendende Drehzahl ist statt dessen von den Stichlärgen mehrerer anstehender Stiche abhängig, die mittels der erfindungsgemäßen Drehzahlsteuerung selbsttätig aus dem Informationsträger abgefragt werden. Als Werte für die die Drehzahl bestimmenden Stichlängen können entweder die Α-Werte oder die /-Werte ausgewählt werden, wobei der jeweils größere Wert die Drehzahl des Nadelstangenantriebs bestimmt. Es ist aber auch möglich, aus x- und y-Wert die wahre Stichlänge zu bilden und diese zur Ermittlung der jeweiligen Drehzahl heranzuziehen.

Die erfindungsgemäße Drehzahlsteuerung nützt die jeweils maximale Leistungsfähigkeit der Antriebe für die Bewegung des zu bearbeitenden Gutes aus und steuert den Antrieb der Nadelstange bzw. Nadelstangen in Abhängigkeit von der für diese Bewegungen erforderlichen Zeit, welche von der jeweiligen Stichlänge abhängt. Die Drehzahl des Nadelstangenantriebs wird hierbei stufenlos der jeweils maximal möglichen Leistung angepaßt, wodurch der weitere Vorteil erreicht wird, daß im Antrieb der Nadelstangen abrupte Drehzahlsprünge vermieden werden, welche die Qualität der Stick-, Stepp- oder Näharbeit negativ beeinflussen. Außerdem ergeben sich durch diese stufenlose Anpassungen geringere Belastungen sowohl der Antrie- _J3 be als auch der gesamten Vorrichtungen zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen den Nadeln und dem zu bearbeitenden Gut, so daß sämtliche Teile besonders leicht ausgeführt werden können und einem geringen Verschleiß unterliegen.

Ein weiterer entscheidender Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch vorhandene Informationsträger für die erfindungsgemäße Drehzahlsteuerung benutzt werden können, weil diese nicht auf einen entsprechend ausgeführten, aufwendigen Informationsträger angewiesen ist, sondern durch eine geeignete Ausstattung der Maschinensteuerung mit vorzugsweise elektronischen Bauteilen erzielt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Anzahl der seriell gespeicherten Stiche proportional der Trägheit des Antriebs der Nadelstangen möglichst niedrig gewählt. Hierdurch ergibt sich eine hohe Anpassungsgeschwindigkeit der Drehzahlsteuerung an unterschiedliche Stichlängen, weil trotz der Berücksichtigung des jeweils höchsten Stichwertes nur diejenige Drehzahlreduzierung erfolgt, welche unter Berücksichtigung der höchstmöglichen Änderungsgeschwindigkeit des Nadelstangenantriebs erforderlich ist.

Um abrupte Drehzahländerungen, die ein unsauberes Stichbild ergeben würden, zu vermeiden, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Drehzahl des Nadelstangenantriebsmotors als analoges Signal, beispielsweise Spannung oder Strom, vorgegeben und die Änderungsgeschwindigkeit der Drehzahl durch ein einstellbares Dämpfungsglied, beispielsweise einen Tiefpaß, begrenzt werden. Die Einstellbarkeit des Dämpfungsgliedes ergibt weiterhin eine Möglichkeit zur Anpassung an unterschiedliche Stichaufgaben, wie sie beispielsweise bei der Verarbeitung dünner Seidenfäden oder dicker Wollläden vorliegen. Schließlich wird mit dieser Weiterbildung der unvermeidbare Verschleiß erheblich gemindert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgetnäßen Drehzahlsteuerung ist der Nadelstangenantriebsmotor erfindungsgemäß als Drehstrommotor ausgebildet, dessen Drehzahl unmittelbar von der Frequenz einer Stromversorgung abhängt, die wiederum vom Ergebnis jeder taktweisen Messung gesteuert wird. Bei dieser Ausgestaltung kann auf die Verwendung eines Regelkreises zum Vergleich von Soll- und Ist-Drehzahl verzichtet werden, wodurch sich einekonstruktiv günstige Ausbildung ergibt.

In Weiterbildung dieses Vorschlages der Erfindung kann die Steuerung der Stromversorgung für den Nadelstangenantriebsmotor durch eine in einem Rechner in Abhängigkeit vom Ergebnis der taktweisen Messung erzeugten Frequenz erfolgen, so daß beim Einsatz eines Rechners dieser zugleich die Frequenzsteuerung des Drehstrommotors besorgt.

In der Zeichnung ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuerung für eine Stickmaschine dargestellt.

In einem Leser 1 wird die in einem Informationsträger, beispielsweise einem Lochstreifen oder einem Magnetband, gespeicherte Stichfolge gelesen, anhand der das Gut bestickt werden soll. Die gelesene Stichfolge, die insbesondere die Bewegung des Stickgutes in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen (x- und y-Richtung) umfaßt, wird über eine Anpaßschaltung 2 an einen Rechner 3 weitergegeben.

Dieser Rechner 3 arbeitet mit einem Programmspeicher 4 und einem Arbeitsspeicher 5 zusammen, um einerseits für bestimmte Stichfolgen Anweisungen zu erhalten und andererseits die Möglichkeit zu besitzen, errechnete Zwischenergebnisse zu speichern. Vom Rechner 3 werden in Abhängigkeit von den Daten aus dem Programmspeicher 4 und dem Arbeitsspeicher 5 Steuersignale einerseits über ein Interface 6 an den Nadelstangenantriebsmotor ? und andererseits über ein Interface 8 an zwei Motore 9 und 10 gegeben, die die Bewegungen des Stickgutes in x- und y-Richtung bewirken.

Das im Programmspeicher 4 auf den jeweiligen Typ des Stickautomaten abgestimmte Programm bewirkt, daß durch den Leser 1 nacheinander die Stichlängen mehrerer Stiche aus dem Informationsträger abgefragt und als Serie von beispielsweise 20 Stichen über den Rechner 3 in den Arbeitsspeicher 5 eingegeben werden. Diese Serie von 20 Stichen wird vom Rechner 3 nach Anweisung aus dem Programmspeicher 4 auf den größten in der Serie enthaltenen Stichlängenwert überprüft. Dieser Wert der größten im Arbeitsspeicher 5 gespeicherten Stichlänge wird vom Rechner 3 zur Steuerung des Nadelstangenantriebsmotors 7 verarbeitet, wobei die Drehzahl dieses Nadelstangenantriebsmotors 7 so bemessen wird, daß unter Berücksichtigung der von der Stichlänge abhängigen Stickgutbewegung und der sich hierdurch ergebenden Zeit für die Verstellung des Stickgutrahmens die schnellstmögliche Nadelbewegung ausgeführt wird. Der Nadelstangenantriebsmotor 7 wird somit in Abhängigkeit von der jeweils auszuführenden größten Stichlänge der im Arbeitsspeicher 5 gespeicherten Stichserie gesteuert. Die Bewegung des das Stickgut tragenden Rahmens in x- und/oder y-Richtung erfolgt stets mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit.

Nach Ausführung jeweils eines einzelnen Stiches wird die im Arbeitsspeicher 5 gespeicherte Serie um den abgearbeiteten Stich verringert und über den Leser 1 und Rechner 3 um den nächsten Stich aus dem Informationsträger ergänzt. Nach jeder Ergänzung wird die Serie erneut auf den größten Stichlängenwert überprüft, der wiederum für die Steuerung des Nadclstangcnantriebsmotors 7 maßgebend ist. Eine Folge von kleinen Stichlängen ergibt somit eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit des Nadelstangenantriebsmotors 7 und damit unter Ausnutzung der gegebenen Möglichkeiten eine erhebliche Leistungssteigerung des Stickautomaten.

Um eine möglichst feinfühlige Anpassung an die unterschiedlichen Stichlängen zu ermöglichen, wird die Anzahl der jeweils im Arbeitsspeicher 5 gespeicherten Stiche möglichst niedrig gehalten, wobei die Trägheit des Nadelstangenantriebs bei Änderung seiner Drehzahl zu berücksichtigen ist. Diese Trägheit ist abhängig vom Maschinentyp, z. B. der Anzahl der Nadelstangen und der Art ihres Antriebs.

Im Interface 6 zur Anpassung des Nadelstangenantriebs an die vom Rechner 3 abgegebenen Steuerbefehle kann die Drehzahlvorgabe beispielsweise als analoges Signal, z. B. Spannung oder Strom, ausgebildet sein. Um abrupte Drehzahländerungen, die zu einem unsauberen Stickbild führen wurden und einen hohen Verschleiß zur Folge hätten, zu vermeiden, kann die Änderungsgeschwindigkeit der Drehzahl des Nadelstangcnantriebsmotors 7 durch ein Dämpfungsglied im Wege des analogen Signals, z. B. durch einen Tiefpaß, begrenzt werden. Dieses Dämpfungsglied ist vorteilhafterweise einstellbar, da die zulässige Änderungsgeschwindigkeit nicht nur vom Maschinentyp abhängt, sondern auch von der jeweiligen Stickaufgabe, z. B. von dem zu verarbeitenden Garn. Während die Anforderungen an die Stickgcnauigkeit und damit die Beschränkung der Änderungsgeschwindigkeit bei feinen Garnen hoch sind, kann bei der Verarbeitung von dicken Garnen, beispielsweise Wollfäden, eine höhere Änderungsgeschwindigkeit zugelassen werden.

Wahlweise kann der Nadelstangcnantriebsmotor 7 als Drehstrommotor ausgebildet sein, dessen Drehzahl unmittelbar von der Frequenz einer Stromversorgung abhängt, die wiederum vom Ergebnis jeder taktweisen Messung gesteuert wird. Hierdurch wird ein Regelkreis zum Vergleich von Soll- und Istdrehzahl entbehrlich, so daß sich eine konstruktiv günstige und wenig störanfällige Steuerung der Drehzahl des Nadelstangenantriebsmotors 7 ergibt. Diese Frequenz wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Rechner 3 erzeugt. Sie kann auch auf andere Weise, beispielsweise durch Frequenz-Sythesizer, erzeugt werden, da der Rechner 3 nicht zwangsweise zur Ausführung des voranstehend beschriebenen Verfahrens erforderlich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   I. Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors für die Bewegung der Nadelstange oder Nadeistangen an Stick-, Stepp- oder Nähmaschinen, bei denen die Relativbewegung zwischen dem zu bearbeitenden Gut und den Nadelstangen durch vom Nadelstangenantrieb getrennte Motoren bewirkt wird, wobei die Nadelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der in einem Informationsträger gespeicherten Stichlänge gewählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stichlängen mehrerer anstehender Stiche aus dem Informationsträger nacheinander abgefragt, seriell gespeichert und taktweise gemessen werden und daß die Drehzahl des Nadelstangenantriebsmotors jeweils dem höchsten der in einer Serie gemessenen Werte angepaßt wird.
2. 2. Drehzahlsteuerung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der seriell gespeicherten Stiche proportional der Trägheit des Antriebs der Nadelstangen möglichst niedrig gewählt ist.
3. 3. Drehzahlsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Nadelstangenantriebsmotors als analoges Signal, beispielsweise Spannung oder Strom, vorgegeben und die Änderungsgeschwindigkeit der Drehzahl durch ein einstellbares Dämpfungsglied, z. B. einen Tiefpaß, begrenzt wird.
4. 4. Drehzahlsteuerung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelstangenantriebsmotor als Drehstrommotor ausgebildet ist, dessen Drehzahl unmittelbar von der Frequenz einer Stromversorgung abhängt, die wiederum vom Ergebnis jeder taktweisen Messung gesteuert wird.
5. 5. Drehzahlsteuerung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Stromversorgung für den Nadelstangenantriebsmotor durch eine in einem Rechner in Abhängigkeit vom Ergebnis der taktweisen Messung erzeugten Frequenz erfolgt.