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Schaltungsanordnung für die Stichsteuerung einer
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Nähmaschine Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
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In elektronisch gesteuerten Nähmaschinen wird bekanntlich der Stofftransporteur
von einem zugehörigen Steuermotor bei der Drehphase der Nähmaschine angetrieben,
bei der die Nadel nach oben aus der Nadelplatte herausgezogen wird, während die
Nadelposition von dem hierfür vorgesehenen Steuermotor bei einer anderen Drehphase
eingestellt wird,- wenn sich die Nadel weit über der Nadelplatte befindet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gesamtausgangsgrößen
(Gesamtbewegungen) der nacheinander die Nadelposition und die Stoffvorschubbewegung
steuernden Motoren wesentlich zu verringern. Dadurch sollen die Ausgangsgrößen der
Steuermotoren so verteilt werden, daß im Ergebnis die jedem Steuermotor zugeteilten
Steuerzeiten verkürzt und außerdem die Größe und Leistungsfähigkeit der Steuermotoren
reduziert werden können.
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Diese Aufgabe wird durch im Patentanspruch angegebene Schaltungsanordnung
gelöst.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Bewegungsdiagramm für die Nadelspitze und
für den Transporteur; Figur 2A, 2B, 3 und 4 einige Ausführungsbeispiele verschiedener
Stichmuster; Figur 5A, 5B und 5C Flußdiagramme zur Erläuterung der Betriebsweise
der hier beschriebenen Schaltungsanordnung; Figur 6 und 7 Tabellen von Stichsteuerdaten
zur Erzeugung der Muster gemäß Figur 2A und 2B; Figur 8 und 9 Beispiele weiterer
Stichmuster; und Figur 10 ein Blockschaltbild der hier beschriebenen Schaltungsanordnung,
dem die für die Erfindung wesentlichen Schaltungsmerkmale zu entnehmen sind.
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Gemäß dem Stand der Technik erfolgt die Nadelpositionssteuerung entsprechend
der Darstellung nach Fig. 1 in der Umlaufphase (a - b) der Nähmaschine, bei der
sich die Nadel oberhalb des Niveaus 111 über der Stichplatte 3 befindet. Die Nadelspitze
1 folgt dem zeitlichen Bewegungsverlauf 2 in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Antriebswelle
der Nähmaschine, welcher in der Abszisse der Darstellung aufgetragen ist. Andererseits
erfolgt die Steuerung der Transporteurbewegung in der Umlaufphase (c - d) der Nähmaschine,
wenn das Niveau H2 unter der Stichplatte 3 unterschritten wird. Die Transporteurbewegung
ist mit der Kurve 4 in Fig. 1 angedeutet.
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Aufgrund der Funktion und des Aufbaus der Nähmaschine gibt es für
die Steuerung eine verbotene Phase (b - c) zwischen dem Phasenpunkt b, an dem die
Steuerung der Nadelposition beendet sein muß, und dem Phasenpunkt c, an dem die
Steuerung des Transporteurs beginnt. Es ist zwar möglich, daß innerhalb des Phasenabschnitts
(a' - d) beide Steuermotoren gleichzeitig Steuerfunktion ausüben, was von der Größe
der Stiche abhängt. Für diesen Fall müssen aber die Leistung der Stromquelle und
der
Steuermotoren entsprechend hoch und eine komplizierte Steuerung
vorgesehen sein. Die Bestrebung ging deshalb bisher dahin, eine gleichzeitige Betätigung
beider Steuermotoren innerhalb dieser Phase (a' - d) zu vermeiden.
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In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, die Bildung von Stichmustern
zu erläutern, wie sie in den Figuren 2A und 2B dargestellt sind, und zwar anhand
der Figuren 6 und 7, in denen die Stichsteuerdaten dieser Muster
aufgeführt
sind. Die Nadelsteuerdaten 0 entsprechen der Nadelposition R am äußersten rechten
Ende der maximalen Nadelauslenkamplitude, während die Daten 30 der Nadelposition
L am äußersten linken Ende der Nadelauslenkamplitude entsprechen. Die Transportsteuerdaten
0 entsprechen der größten Transportweite (etwa 2,5 mm) in Rückwärtsrichtung.
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Die Transportsteuerdaten 15 entsprechen der Transportstrecke 0, während
die Daten 30 der maximalen Transportstrecke (ungefähr 2,5 mm) in Vorwärtsrichtung
zugehören. Außerdem entsprechen die Transportsteuerdaten 45 (nicht gezeigt) einer
maximalen Transportstrecke (ungefähr 5 mm) in Vorwärtsrichtung bei Handeinstellung.
Die Steuerstrecken in den Figuren 6 und 7 sind die Differenzwerte zwischen den Daten
der vorhergehenden Stiche und den Daten der folgenden Stiche.
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Die Stichsteuerdaten in Fig. 6 werden der Reihe nach angewendet, um
die Stiche 1 bis 6 einer Einheit von Mustern nach Fig. 2A herzustellen, während
der anschließende Stich (1) einer gleichen folgenden Mustereinheit angehört. Die
Stichsteuerdaten nach Fig. 7 dienen dazu, die Stiche 1 - 2 zu erzeugen, die eine
Mustereinheit nach Fig. 2B hervorbringen, wobei sich diesen dann der Stich (1) für
die nächste gleiche Mustereinheit anschließt. In den Figuren 6 und 7 sind die größte
Transportstrecke und die größte Nadelauslenkung 30, was bedeutet, daß Transportsteuermotor
und Nadelauslenksteuermotor bei jedem Stich des Musters den Maximalweg auszuführen
haben. Die maximale Gesamtsumme der Transportsteuerstrecke und der folgenden Nadelauslenksteuerstrecke
beträgt 30 (45 bei Handeinstellung) in den Figuren grund 7, was erheblich geringer
als 60 (75 bei Handeinstellung) ist. Es wird daraus deutlich, daß die gesamte Zeitspanne
der zeitlichen Phase (c - d) für den Steuervorgang des Transportsteuermotors, der
die Steuerstrecke 30 auszuführen hat, benötigt wird, und daß der Pha-
senbereich
(d - b') ausreicht, den Steuervorgang des Nadelauslenksteuermotors durchzuführen,
da die Steuerstrecke wesentlich unter 30 beträgt. Liegt die Transportsteuerstrecke
unter 30 und ist die Nadelauslenksteuerstrecke 30, dann kann der Transportsteuermotor
innerhalb der Phase (c - a') gesteuert werden, während der Nadelauslenksteuermotor
innerhalb der Phase (a' - b') gesteuert werden kann. Es besteht deshalb die Möglichkeit,
die Leistung der Steuermotoren hinsichtlich der maximalen Abgabeerfordernisse innerhalb
der zeitlichen Dauer zu bestimmen, die durch die Phasen (c - d) und (a' - b) bestimmt
ist.
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Es geschieht jedoch häufig beim tatsächlichen Stichsteuervorgang,
daß die gesamte Steuerstrecke von Transport- und Nadelauslenksteuermotor bis auf
60 ansteigt, wenn während der Stichbildung eines Musters ein neues Muster gewählt
wird. Fig. 3 zeigt ein derartiges Musterbeispiel. Wenn ein neues Muster vor dem
Phasenpunkt (a) oder (a', a") gewählt wird, so muß dazu angenommen werden, daß neue
Daten im Phasenpunkt (a) oder (a', a") ausgelesen werden, um Nadel und Transporteur
zu steuern. Wenn genauer gesagt das Muster in Fig. 2B ausgewählt wird, während innerhalb
der Phasendauer (a - a') entsprechend der Dauer vor dem Phasenpunkt (a), bei dem
Stich 4 hergestellt wird, das Muster in Fig. 2A gebildet wird, so sind die Transportsteuerdaten
in der Phasenstrecke (c - d) 0, um den Stich 5 in Fig. 2A zu bilden, und die Transportstrecke
ist 0, und die Nadelsteuerdaten betragen 30 für den Stich 4. Im Phasenpunkt a' werden
die Nadelsteuerdaten 0 zur Bildung Stichs 1 in Fig. 7 entsprechend dem Strich 1'
in Fig. 3 ausgelesen, und die Nadelsteuerdaten 30 werden zur Bildung des Stichs
2 ausgelesen. Im Phasenabschnitt (a' - b') ist die Steuerstrecke für die Nadel 0
- 30 = -30. Die Gesamtstrecke ist also (Absolutwert) 30. Im anschließenden Phasenabschnitt
(c' - d') ist die Transportsteuerstrecke für den Stich 2 30 - 0 = 30, da
die
Transportsteuerdaten 30 sind, und im Phasenpunkt (a") werden für den Stich 2 in
Fig. 7 die Nadelsteuerdaten 30 ausgelesen, und für den Stich (1) werden die Transportsteuerdaten
30 ausgelesen. Im Phasenabschnitt (a" - b") beträgt die Nadelauslenksteuerstrecke
30 - 0 = 30. Damit ist die Gesamtsteuerstrecke (Absolutwert) 60.
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Transport- und Nadelauslenksteuermotor müssen beide mit der maximalen
Steuerstrecke 30 innerhalb des Phasenabschnitts (c' - b") gesteuert werden und müssen
innerhalb des Phasenabschnitts (a" - d') umgeschaltet werden. Abhängig vom Umschaltpunkt,
der innerhalb des Phasenabschnitts (a" - d') liegen muß, ist der eine Steuermotor
sehr stark belastet, während der andere sehr gering belastet ist. Nimmt man an,
daß der Umschaltpunkt der Steuermotoren im Mittelpunkt (e) des Phasenabschnitts
(a" - d') liegt, dann würde für die Transport- und Nadelauslenksteuermotoren, welche
so ausgelegt sind, daß sie im Normalfall die Maximalstrecke innerhalb der Phasenabschnitte
(c' - d') und (a" - b") aussteuern, wenn dasselbe Muster wiederholt werden soll,
ihre Leistung nicht ausreichen, so daß aufgrund der verkürzten Steuerzeit der Motoren
innerhalb der Phasenabschnitte (e - d') und (a" - e) für den Fall, daß während der
Bildung eines Musters ein neues Muster gewählt wird, mit einem Steuerungsfehler
zu rechnen ist. Um diese unerwünschte Auswirkung zu vermeiden, wird es nötig, Größe
und Leistung der Steuermotoren zu erhöhen.
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Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht nun darin, übermäßig starke
Belastungen an Transport- und Nadelauslenksteuermotor bei Auswahl eines neuen Musters
während aufeinanderfolgender und wiederholter Bildung eines Musters zu vermeiden.
Um dies zu erreichen, speichert ein die beiden Motoren steuernder Mikrocomputer
vorübergehend während der Drehung der Nähmaschine die Nadel- und Transportsteuerdaten
und die Transportsteuerstrecke aufgrund der Transportsteuer-
daten,
die in jeder Phase ausgelesen werden, wie in Fig. 1 gezeigt, z. B. im Phasenpunkte
(a) oder (a'), und berechnet die Ergänzung zur Transportsteuerstrecke und zur Nadelauslenksteuerstrecke
aufgrund der Nadelauslenksteuerdaten, die am nachfolgenden Phasenpunkt (a') oder
(a") ausgelesen werden. Wenn das Berechnungsergebnis mehr als einen vorgegebenen
Wert zu werden verspricht, dann benützt der Mikrocomputer die Nadelsteuer- und Transportsteuerdaten,
die im Phasenpunkt (a) oder (a') ausgelesen werden, anstelle der Nadelauslenk- und
Transportsteuerdaten, die im Phasenpunkt (a') oder (a") ausgelesen werden, um den
Transportsteuer- und Nadelauslenksteuermotor mit einem Gesamtwert von Nadelauslenkung
und Transportsteuerung zu steuern, der kleiner als dieser vorgegebene Wert ist.
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Fig. 4 zeigt ein Stichmuster, das hergestellt wird, wenn das Stichmuster
nach Fig. 2B unmittelbar vor dem Stich 4 im Muster 2A, während dieser ausgeführt
wird, gewählt wird.
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Wie aus der Stichsteuerung in Fig. 3 hervorgeht, ist die Transportsteuerstrecke
30 für die Erzeugung des zweiten Stiches 2', der die Nadelsteuerstrecke 30 erfordert.
Da der Gesamtsteuerwert von Transport- und Nadelauslenksteuermotor übermäßig groß
ist, benützt ein in der Nähmaschine enthaltener Mikrocomputer die Nadel- und Transportsteuerdaten,
die zuvor aus einem elektronischen Speicher (ROM) ausgelesen worden waren, anstelle
der Nadel- und Transportsteuerdaten, die anschließend aus dem ROM ausgelesen werden,
um Nadelauslenk- und Transportsteuermotor mit einer Gesamtsteuerstrecke zu steuern,
deren Wert unter einem bestimmten Streckenwert liegt.
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Der Steuervorgang wird nun anhand des Fluediagramms der Figuren 5A
bis 5C beschrieben. Bei Zuführung von Spannung von der Steuerspannungsquelle setzt
die Programmsteuerung des Mikrocomputers ein. Wenn kein Muster ausgewählt ist, wird
als Anfangseinstellung durch ein Register a Geradstich bestimmt, und dann wird ausgelesen,
ob Musterauswahltasten betätigt worden sind oder nicht. Ist kein Muster gewählt,
nachdem die Steuerspannungsquelle angelegt wurde, wird darauf erkannt, daß der Geradstich
gewählt ist, und diese Steuerung wird fortgesetzt. Bei Auswahl eines Musters wird
das zugehörige Musterauswahlsignal im Register a gespeichert. Es soll in diesem
Fall angenommen werden, daß ein Muster gemäß Fig. 2A ausgewählt worden ist, wenn
sich die Nähmaschine im Stillstand befindet, und das zugehörige Muster mit dem Signal
al 1 wird im Register a gespeichert.
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In der Fig. 5A sind mit der Bezeichnung . die Muster 2 .. bezeichnet.
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Danach wird die Adresse n der Adressen zum Steuern der Sti-
che
des ausgewählten Musters auf 0 gesetzt, so daß dasselbe Muster stets wiederholt
wird. Kennzeichen B, das den Zustand vor der Musterauswahl zeigt, wird auf 0 rückgesetzt;
es wird auf 1 gesetzt, wenn die Nähmaschine von Vorwärtsstich auf Rückwärtsstich
umgeschaltet wird. Danach wird Kennzeichen T auf 0 rückgesetzt, um die Funktion
für das Fortschreiten der Adressen n wirksam zu machen. Da kein Rückwärtsstich vorliegt,
wird das zugehörige Festlegungssignal N zu 0 gemacht. Da B 0 ist, werden in der
Nadelsteuerphase (a - b) oder (a' - b'), (a" - b") die Adressen n von 0 auf 1 weitergeschaltet,
jedoch im Phasenpunkt (a), (a') oder (a"), wenn die Nähmaschine angetrieben wird.
Das Stichsteuersignal wird aus dem Speicher ROM bei der Adresse a 1 + 1 für den
Stich 1 des Musters a ausgelesen. Das Stichsteuersignal enthält Nadelsteuerdaten
für den Stich Nr. 1 und Transportsteuerdaten für den Stich Nr. 2 in Fig. 6. Da das
Stichsteuersignal nicht der letzte Code des Musters ist, werden die Nadelsteuerdaten
über den Pfad im nächsten Vorgang verwendet. Die Nadelauslenksteuerstrecke, die
durch die Schrittweite des Nadelsteuermotors in den Figuren 6 und 7 wiedergegeben
ist, wird mit Hilfe folgender Formel berechnet: Nadelsteuerstrecke = Augenblicksnadelsteflung
- vorhergehende Nadel stellung.
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In dieser Formel entspricht die vorhergehende Nadel stellung den Nadelsteuerdaten
des Stiches Nr. 1 in Fig. 6, und die vorhergehende Nadelposition entspricht den
Nadelsteuerdaten, die zur Bildung des dem Stich Nr. 1 vorhergehenden Stich ausgelesen
wurden.
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Die vorhergehenden Nadelsteuerdaten basieren auf dem Anfangseinstellwert
des Nadelsteuermotors in der ersten Berechnung nach Einschalten der Steuerspannungsquelle.
Es
wird dann folgende Uberprüfung vorgenommen: Berechnete Nadelsteuerstrecke
+ berechnete Transportsteuerstrecke > 46.
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Die Transportsteuerstrecke ist 0 im ersten Berechnungsvorgang nach
Einschalten der Steuerspannungsquelle. Der Wert 46 enthält die Transportsteuerstrecke,
die von Hand eingestellt werden kann, und ist ein kritischer Wert, der durch einen
Wiederholungsvorgang eines normal eingestellten Musters nie erreicht werden kann,
der jedoch als Gesamtsteuerstrecke von Transport und Nadelauslenkung dann erreicht
werden kann, wenn eine Bestimmung vorgegeben wird, die Betriebsart auf andere Weise
zu ändern als durch wiederholte Bildung eines Musters. Für den vorliegenden Fall,
bei dem die maximale Gesamtsteuerstrecke 30 (45 bei Transporteinstellung von Hand)
in Fig. 6 ist, um das Stichmuster in Fig. 2A herzustellen, wird der Nadelauslenksteuermotor
in nerhalb des Phasenabschnitts (a - b) oder (a' - b'), (a" -- b") um die berechnete
Steuerstrecke bewegt. Nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, in der der Nadelsteuermotor
angetrieben worden ist, werden die Nadelsteuerdaten als vorhergehende Nadelsteuerdaten
erwählt. Da keine Rückwärtsstiche darin enthalten sind, ist N 0, und es erfolgt
dann der Transportsteuerdatenauslesevorgang für die Adresse 1 + 1. Uber den Pfad
zu wird die Transportsteuerstrecke nach folgender Formel berechnet Transportsteuerstrecke
= augenblickliche Transportbewegung - vorhergehende Transportbewegung.
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Die vorhergehende Transportbewegung gründet sich auf die augenblickliche
Einstellung des Transportsteuermotors. Es wird dann folgende Überprüfung vorgenommen:
berechnete
Transportsteuerstrecke > 31.
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Dies erfolgt, um zu verhindern, daß die Transportsteuerstrecke größer
als 31 ist, auch für Handeinstellung, um die Gesamtsteuerstrecke einschließlich
der anschließenden Nadelauslenksteuerstrecke unter einen bestimmten Wert zu begrenzen,
damit Transport- und Nadelauslenksteuermotor mit einer geringeren Gesamtsteuerstrecke
betrieben werden.
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Im vorliegenden Fall, wenn die Transportsteuerstrecke nicht größer
als 31 ist, wird Kennzeichen T zu 1 gemacht, damit die Adressen n im Speicher ROM
nicht weiter fortschreiten.
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Während des Umlaufs der Nähmaschinenwelle wird der Transportsteuermotor
in der Phasenspanne (c - d) oder (c' - d') mit dem berechneten Streckenbetrag angetrieben,
damit für den Stich Nr. 2 in der auf den Phasenpunkt (d) folgenden Phase die Stofftransportstrecke
festgelegt ist. Nach Ablauf einer bestimmten Dauer wird T zu 0 gemacht, und die
Transportsteuerdaten werden zu den vorherigen Steuerdaten erwählt, und anschließend
kehrt das Programm über den Pfad zurück. Mittlerweile wird, wenn keine neue Musterauswahl
erfolgt ist, ein Stichsteuersignal an der Adresse a1 + 2 im Phasenpunkt (a') während
des Umlaufs der Nähmaschinenwelle ausgelesen. Über Berechnungspfad ( ist die berechnete
Nadelsteuerstrecke + berechnete Transportsteuerstrecke nicht größer als 46, wie
in Fig. 6 gezeigt, und der Nadelsteuermotor wird im Phasenabschnitt (a' - b') angetrieben,
was nachfolgend als (a') beschrieben ist, mit der berechneten Steuerstrecke für
die Ausbildung des Stiches Nr. 2, und danach wird der Transportsteuermotor im Phasenpunkt
(c') mit der berechneten Steuerstrecke für den Stich Nr. 3 angetrieben. Das Programm
kehrt dann über Pfad 4) zurück.
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Auf dieselbe Art und Weise werden die Stiche Nr. 3 und Nr.4 hergestellt.
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Es soll nun angenommen werden, daß der Stich Nr. 4 im Phasenpunkt
(a') hergestellt worden ist und daß im vorhergehenden Phasenabschnitt (a - a') ein
anderes Muster, wie es in Fig. 2B gezeigt ist, gewählt worden ist. Das ausgewählte
Muster kann mit a2 beschrieben werden. In den Figuren 5A bis 5C ist erkannt worden,
daß das neue Muster ausgewählt worden ist. Es wird dann die Adresse der Stichnummer
auf a2 + 0 rückgestellt, und die Kennzeichen B und T werden zu 0 gemacht. Die Transportsteuerdaten,
die im Phasenabschnitt (c - d) für die Steuerung des Transportsteuermotors ausgelesen
werden müssen, werden im Phasenpunkt (a) ausgelesen, bevor das Programm über den
Pfad 0 entsprechend der Adres-1 + 4 in dem durch die Augenblicksadresse (a + n)
bezeichneten Vorgang zurückkehrt, und der Wert der Transportsteuerstrecke ist 0
für den Stich Nr. 5, wie in Fig. 6 gezeigt.
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Die für den Stich gleichzeitig ausgelesenen Nadelsteuerdaten , d.h.
die Nadelposition in der Folge des Pfades , ist 30, und die Nadelsteuerung wird
im Phasenabschnitt (a - b) beendet.
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Nachdem das Programm zum Pfad zip zurückgekehrt ist, kommt die Adresse
zu a2 + 1 im Phasenpunkt (a'), und die Nadelsteuerdaten 0 werden für den Stich Nr.
1 in Fig. 7 ausgelesen (entsprechend 1' in Fig. 3) und gleichzeitig werden die Stichsteuerdaten
30 für den Stich Nr. 2 ausgelesen. Das Ergebnis Nadelsteuerstrecke = augenblickliche
Nadelstellung - vorhergehende Nadel stellung wird 0 - 30 = -30, und der Nadelsteuermotor
wird im Phasenpunkt (a') gesteuert. Dies ergibt den Stich Nr. 1' nach Stich Nr.
4 in Fig. 4. Mit Hilfe des Pfades 0 wird die
Transportsteuerstrecke
berechnet zu Transportsteuerstrecke = augenblickliche Transportbewegung - vorhergehende
Transportbewegung.
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In dieser Gleichung ist die augenblickliche Transportbewegung gegeben
durch die Transportsteuerdaten 30, die im Phasenpunkt (a') für den Stich Nr. 2 in
Fig. 7 ausgelesen wurden, und die vorhergehende Transportbewegung ist durch Transportsteuerdaten
0 für den Stich Nr. 5 in Fig. 6 bestimmt. Damit ist die Transportsteuerstrecke 30
- 0 = 30.
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Der Transportsteuermotor wird mit der berechneten Transportstrecke
im Phasenpunkt (c') angetrieben. Danach kehrt das Programm zu Pfad zurück, und die
Adresse kommt am Nadelsteuerphasenpunkt (a") auf a2 + 2; die Nadelsteuerdaten 30
werden für den Stich Nr. 2 in Fig. 7 ausgelesen, und die Transportsteuerdaten 30
werden für Stich Nr. 1 ausgelesen.
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Mit Hilfe des Pfades 3 wird folgende Berechnung vorgenommen: Nadelsteuerstrecke
= augenblickliche Nadelposition - vorhergehende Nadelposition.
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Da die augenblicklichen Nadelsteuerdaten 30 und die vorhergehenden
Nadelsteuerdaten 0 sind, erhält man als Nadelsteuerstrecke 30 - 0 = 30. Folglich
ist berechnete Nadelsteuerstrecke + berechnete Transportsteuerstrecke = 60 >
46.
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Die vorhergehenden Nadelsteuerdaten 0 und Transportsteuerdaten 30,
die am Phasenpunkt (a') ausgelesen worden waren, werden dann als augenblickliche
Daten anstelle der gegenwärtigen Nadelsteuerdaten 30 und Transportsteuerdaten 30
benützt, und es wird die Rechnung n = n - 1 gemacht. Mit
Hilfe
des Pfades 3 wird dann die Nadelsteuerstrecke mit den Nadelsteuerdaten 0 berechnet.
Daraus ergibt sich, daß die Nadelsteuerstrecke 0 wird, und die berechnete Nadelsteuerstrecke
+ berechnete Transportsteuerstrecke = 30 <= 46.
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Damit wird der Nadelsteuermotor mit der Nadelsteuerstrecke 0 gesteuert
und erzeugt den nächsten Stich Nr. 1' im Anschluß an den ersten Stich Nr. 1' in
Fig. 4.
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Mit Hilfe des Pfades wird folgende Berechnung vorgenommen Transportsteuerstrecke
= augenblickliche Transportbewegung - vorhergehende Transportbewegung, wobei die
augenblickliche und die vorherige Transportbewegung jeweils 30 sind, was am Phasenpunkt
(a') ausgelesen wurde, so daß die Transportsteuerstrecke 0 wird. In der anschließenden
Transportsteuerphase wird der Transportsteuermotor mit der Steuerstrecke 0 gesteuert.
Die Berechnung n = n + 1 mit Hilfe des Pfades o bestimmt die Adresse + + 2 in der
nachfolgenden Nadelsteuerphase, wobei die Nadelsteuerdaten 30 für den Stich Nr.
2 in Fig. 7 und die Transportsteuerdaten 30 für den Stich Nr. 1 ausgelesen werden.
Die zuvor ausgelesenen Transportsteuerdaten und die augenblicklichen Nadelsteuerdaten
ergeben den Stich Nr. 2' in Fig. 4. Mittels des Pfades wird die Berechnung n + 1
vorgenommen, und die Augenblicksadresse (a + n) bestimmt einen Vorgang für das Auslesen
des Endcodes, was in den Figuren 6 und 7 nicht gezeigt ist. Der Speicher ROM speichert
nämlich einen Endcode (z. B. 31) vor dem Code für den ersten Stich und unmittelbar
bei dem Code für den letzten Stich, um dasselbe Muster wiederholt herzustellen.
Deswegen
wird die Berechnung n = n - 1 durchgeführt. Die nachfolgende
Steuerung kann mit Bezug auf die Fig. 6 erläutert werden. Nachdem nämlich die Stiche
nacheinander ausgeführt werden, bis der Endcode vor dem Stich Nr. 1 erreicht ist,
wird die Rechnung n = n + 1 mittels des Pfades k gemacht, um die Daten für den Stich
Nr. 1 auszulesen, um auf diese Weise dasselbe Muster zu wiederholen.
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In den Figuren 3 und 4 weichen die Muster zum Teil von einem Einzelmuster
der Stiche ab und unterscheiden sich auch bezüglich des Übergangszeitpunkts zwischen
den Mustern.
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Wenn ein neues Muster, z. B. das Muster 2B, ausgewählt wird, nachdem
die Maschine beim Nähen eines Musters, beispielsweise des Musters 2A, angehalten
worden ist, so erkennt der Mikrocomputer den Stop der Nähmaschine und verschiebt
den Vorgang berechnete Nadelsteuerstrecke + berechnete Transportstrecke >= 46
auf die Stichroutine, wodurch sich eine Verbindung der Muster gemäß Fig. 3 ergibt.
Für diesen Fall ist die Antriebszeit des Transportsteuermotors außer Frage. Die
Erkennung von berechnete Transportsteuerstrecke >= 31 kann möglich sein, wenn
die Transportsteuerung mit Handeinstellung vorgenommen worden ist, bevor ein neues
Muster ausgewählt wurde. Für diesen Fall wird die Transportsteuerstrecke mit den
Augenblickssteuerdaten 15 berechnet, um den Transportsteuermotor mit der berechneten
Transportsteuerstrecke anzutreiben. Der Vorgang der Erkennung kann auch zur Stichroutine
verschoben werden.
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Es sollen nun die Rückwärtsstiche erklärt werden, die sowohl zu Beginn
als auch am Ende einer Folge von Zickzackstichen hergestellt werden müssen. Fig.
8 zeigt die Zickzackstiche einschließlich derjenigen Stiche, die mit einer Transports
teuerung bei Handeinstellung hergestellt werden, und zeigt eine übermäßige Gesamtgröße
von Transport und Nadelsteuerstrecken im Zeitpunkt des Übergangs vom Rückwärtsstich
auf Vorwärtsstich. Ein derartiger Zustand ergibt sich, wenn die Transportstrecke
von Hand eingestellt wird. Bei Fig. 8 beträgt die maximale Rückwärtstransportstrecke
2,5 mm, welche mit den Transportsteuerdaten 0 hervorgebracht wird, wie oben erwähnt.
Die Transportbewegung wird durch die Transportsteuerdaten 15 zu 0. Die maximale
Vorwärtstransportstrecke beträgt 5 mm, was durch die Transportsteuerdaten 45 bewirkt
wird. Die Rückwärtsstiche werden vorzugsweise in derselben Bahn der Vorwärtsstiche
ausgeführt, wenn die Transportsteuerstrecke automatisch eingestellt wird, d.h.,
wenn die Transportsteuerstrekke nicht mehr als 2,5 mm beträgt. Es ist jedoch nicht
möglich, daß die Rückwärts stiche genau über die Vorwärtsstiche gelegt werden, wenn
die Vorwärtstransportstrecke mehr als 2,5 mm beträgt, wie dies in Fig. 8 gezeigt
ist. In diesem Fall ist der Musteraufbau selbst für die Vorwärts- und Rückwärtsstiche
ohne wesentliche Bedeutung. Im Hinblick darauf jedoch, daß ein derartiges Muster
durch die Nähmaschine hergestellt wird, besteht die Bedeutung darin, daß ein auszuführendes
Stichmuster eine übermäßig große Gesamttransport- und Nadelsteuerstrecke erfordert,
was häufig dazu führt, daß die Nadel verstellt werden soll, während sie noch im
Gewebe steckt.
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Mit Bezug auf die Figuren 5A bis 5C sei nun angenommen, daß während
des Zickzacknähens Rückwärtsstiche (die auch Verriegelungsstiche sein können) angewählt
worden sind. Das Stichmuster ist 3. Die Adresse wird auf a3 3 + 0 zurückgesetzt,
und die Kennzeichen B und T werden 0. Da der augen-
blicklich auszuführende
Stich ein Rückwärtsstich ist, gilt N = 1, und die Adresse wird a3 + 1, und es werden
dann die Nadelsteuerdaten 0 und Transportsteuerdaten 45 innerhalb des Phasenabschnitts
(a - b) ausgelesen. Bei den durch Handeinstellung ausgeführten Zickzackstichen sind
die ausgelesenen Transportsteuerdaten z. B. 45, und es werden die Daten z. B. auf
0 geändert in den Rückwärtsstichen, wie noch beschrieben wird.
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Mittels des Pfades 0 wird mit den ausgelesenen Nadelsteuerdaten und
der Musterauswahl unmittelbar nach Anlegen der Steuerspannungsquelle die Nadelsteuerstrecke
0 berechnet, und im Phasenabschnitt (a - b) wird der Nadelsteuermotor angetrieben.
Der sich daraus ergebende Stich ist Nr. 1' in Fig. 8. Da N = 1, sind die Transportsteuerdaten
15, und da der Vorgang von Vorwärtsstich auf Rückwärtsstich übergeht, wird das Kennzeichen
B 1. Diese Routine ist ein Steuerweg, um Vorwärts- und Rückwärtsstiche zu erzeugen.
Mit Hilfe des Pfades W wird die Transportsteuerstrecke 15 berechnet und das Kennzeichen
T wird 1.
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Sobald die Nähmaschine umläuft, wird der Transportsteuermotor im Phasenabschnitt
(c - d) um die Steuerstrecke angetrieben. Die Steuerstrecke ist 0 mm. T ist dann
= 0, und es wird der Pfad 0 genommen. Da B = 1, wird weiterhin Pfad genommen, und
es werden die Nadelsteuerdaten an der Adresse a3 + 1 als Augenblicksdaten verwendet,
und die Nadelsteuerstrecke 0 wird berechnet. Danach wird der Nadelsteuermotor im
Phasenpunkt (a') mit der Steuerstrecke 0 angetrieben, und es wird Stich Nr. 0 in
Fig. 8 erzeugt.
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Im Phasenpunkt (a') gilt n = n - 1, wofür die Adresse a3 +0 ist. Da
dies der Ende-Code ist, wird die Berechnung n = n + 1 wiederholt. Sobald die Adresse
a3 + 3 erreicht ist, die ein weiterer Ende-Code ist, wird die Berechnung n = n -
1 gemacht, und die Adresse wird a3 + 2. Es werden dann die Nadelsteuerdaten 30 und
die Transportsteuerdaten
45 im Phasenpunkt (a') ausgelesen. Da
N = 1 ist, werden die Augenblickstransportsteuerdaten bei der Adresse um die Transportsteuerstrecke
0 invertiert. D.h., wenn die ausgelesenen Transportsteuerdaten unter 30 liegen,
so wird die Berechnung 30 - Augenblickstransportsteuerdaten durchgeführt. Liegen
die Vorwärtstransportsteuerdaten über 30, werden die Daten in 0 in Rückwärtstransportrichtung
umgewandelt, und die berechneten Transportsteuerdaten werden 0.
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Mittels des Pfades zu wird die Transportsteuerstrecke (-15) berechnet,
und T = 1, und es wird dann der Transportsteuermotor mit der Steuerstrecke (- 15)
im Phasenpunkt (c') angetrieben. Dann ist Kennzeichen T = 0, und mit Hilfe der Pfade
zu und wi-rd im Phasenpunkt (a") die Nadelsteuerstrecke 30 aus den Nadelsteuerdaten
30 berechnet, die an der Adresse a3 +.2 im Phasenpunkt (a') ausgelesen wurden, und
aus den vorhergehenden Nadelsteuerdaten 0, und der Nadelsteuermotor wird um die
berechnete Steuerstrecke angetrieben. Somit bringen die Transportsteuerstrecke (-15)
und die Nadelsteuerstrecke 30 den Stich Nr. 2' in Fig. 8 hervor.
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Es wird nun angenommen, daß im Phasenpunkt (a) die Daten für den Stich
Nr. 2' an der Adresse a3 3 + 2 im Vorgang n = n - 1 ausgelesen wurden bevor N =
1 gilt, und zwar mit Hilfe des Pfades zu . Die Nadelsteuerdaten sind 30 und die
Transportsteuerdaten sind 45. Die Transportsteuerdaten werden auf 0 geändert, was
eine Ausgangsgröße im Phasenpunkt (c) mit Hilfe des Pfades z ergibt, und die vorhergehenden
Transportsteuerdaten werden zu 0 gemacht, und das Programm kehrt zum Pfad 0 zurück.
Wenn im Phasenabschnitt (a - a') festgelegt wird, daß der Transport auf Vorwärtstransport
geändert
wird, wird N =.0 und B = 1, und folglich steuern die Nadelsteuerdaten 30 die Nadel
im Phasenpunkt (a') über den Pfad zu . Die Nadelsteuerdaten 30 und die Transportsteuerdaten
0 im Phasenpunkt (c) erzeugen den Stich Nr. 2'.
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Im Vorgang von n = n - 1 im Phasenpunkt (a') sind die Nadelsteuerdaten
0 und die Transportsteuerdaten 45, die an der Adresse a3 + 1 ausgelesen werden.
Da N = 0 ist, werden die Transportsteuerdaten 15 und B = 0, und die Transportsteuerdaten
15 werden im Phasenpunkt (c') mittels Pfad zu ausgelesen. In diesem Zeitpunkt ist
die Transportsteuerstrecke -15, was 0 mm bedeutet. Es werden dann die vorhergehenden
Transportsteuerdaten zu 15 gemacht, und das Programm kehrt zu Pfad 0 zurück. Da
B = 0, werden die Nadelsteuerdaten 30 und die Transportsteuerdaten 45 an der Adresse
a3 + 2 im Phasenpunkt (a") ausgelesen. Die Nadelsteuerdaten 0 werden nicht benutzt,
die im vorhergehenden Phasenpunkt (a') durch die Berechnung n = n - 1 ausgelesen
wurden. in diesem Augenblicksvorgang wird nämlich die Berechnung n = n + 1 durchgeführt,
um erneut die Nadelsteuerdaten auszulesen, die im Phasenpunkt (a) ausgelesen worden
waren. Mit Hilfe von Pfad zu wird die Nadelsteuerstrecke berechnet, und das Ergebnis
ist 0. Der Nadelsteuermotor wird dann mit den Nadelsteuerdaten 30 im Phäsenpunkt
(a") angetrieben. Somit bringen die Nadelsteuerdaten 30 und die Transportsteuerdaten
15 im Phasenpunkt (c') den Stich Nr. t hervor.
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Wenn im Phasenpunkt (a) die Phase(2") genommen wird, werden die erwähnten
Transportsteuerdaten 45 im Phasenpunkt (c) ausgelesen. Die Transportsteuerstrecke
ist Transportsteuerstrecke = 45 - 15 = 30.
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Mit Hilfe von Pfad 1 wird im Phasenpunkt (a') die Adresse a3 + 3 erreicht.
Da dies der Ende-Code ist, wird mit Hilfe des Pfades 4 die Adresse a3 + 1. Es werden
dann
die Nadelsteuerdaten 0 und die Transportsteuerdaten 45 ausgelesen,
und es wird folgende Berechnung durchgeführt: Nadelsteuerstrecke = 30 - 0 = 30.
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Da der Nadelsteuermotor im Phasenpunkt (a') und der Transportsteuermotor
im Phasenpunkt (c') angetrieben werden, wird Stich Nr. 1 erzeugt. Da die Transportsteuerstrecke
im Phasenpunkt (c) nach obiger Rechnung 30 ist, ergibt berechnete Nadelsteuerstrecke
+ berechnete Transportsteuerstrecke = 60.
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Dieser Wert ist mehr als 45, was der maximale Gesamtwert von Nadel-und
Transportsteuerstrecke ist zum Zeitpunkt dieser Anmeldung. Damit wird die Nadelsteuerstrecke
30, die im Phasenpunkt (a') auszuführen ist, eine Uberlastung für den Nadelsteuermotor,
und es wird schwierig, die Nadel in ihrer Stellung so auszusteuern, während sie
sich oberhalb des zu nähenden Stoffes befindet.
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Wenn berechnete Nadelsteuerstrecke + berechnete Transportsteuerstrecke
> 46 ist, dann werden gemäß der Erfindung die vorhergehenden Daten, d.h. die
im Phasenpunkt (a) ausgelesenen Daten, anstatt der am Phasenpunkt (a') ausgelesenen
Daten als Augenblicksdaten verwendet. Fig. 9 zeigt ein Stichmuster, das gemäß der
Erfindung erzeugt worden ist und die in Fig.
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8 gezeigten Schwierigkeiten vermeidet. Der Unterschied ist folgender:
da
berechnete Nadelsteuerstrecke + berechnete Transportsteuerstrecke
=> 46 sind, werden nach Fig. 9 die Nadelsteuerdaten 30 und die Transportsteuerdaten
45, die bei der Adresse a3 + 2 im Phasenpunkt (a) ausgelesen worden sind, anstelle
der Nadelsteuerdaten 0 und der Transportsteuerdaten 45 verwendet, die an der Adresse
a3 + 1 im Phasenpunkt (a') ausgelesen werden. Die Adresse wird dann a3 3 + 0 durch
den Pfad 3 und es ergibt sich folgende Rechnung: berechnete Nadelsteuerstrecke =
30 - 30 = 0, wodurch berechnete Nadelsteuerstrecke + berechnete Transportsteuerstrecke
= 0 + 30 = 30 wird.
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Somit ist der erhaltene Gesamtwert weit unterhalb des maximalen zulässigen
Gesamtwertes von Nadel- und Transportsteuerstrecke. Damit können der Nadelsteuermotor
und der Transportsteuermotor mit ausreichendem Zeitüberschuß angetrieben werden,
und die Nadelsteuerung im Phasenpunkt (b') und die Transportsteuerung im Phasenpunkt
(c) bringen den Stich Nr. 1 hervor.
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Der vorstehend erwähnte Ablauf läßt sich noch deutlicher in Verbindung
mit dem Blockschaltbild nach Fig. 10 erläutern.
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Eine Musterauswahlvorrichtung 40 wird ausgewählt betätigt, um über
einen Adreßspeicher 41 die Anfangsadresse eines ausgewählten Musters an einen Adreßzähler
42 zu geben, um
dadurch den ersten Stich des ausgewählten Musters
aus einem ROM auszulesen.
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Der Adreßzähler 42 wird je Stich durch einen Phasendetektor 43 der
Nähmaschine vorwärtsgezählt, so daß die Stichdaten nacheinander aus dem ROM ausgelesen
werden können. Die im ROM gespeicherten Stichdaten enthalten Nadelpositionssteuerdaten,
Transportstreckensteuerdaten und einen Ende-Code für wiederholten Ablauf jedes ausgewählten
Musters. Wenn ein Ende-Code-Detektor 44 den Ende-Code feststellt, wird der Adreßzähler
42 wieder auf die Anfangsadresse des Musters zurückgesetzt.
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Zwei Latschschaltungen (Signalspeicher) L1 und L2 behalten die vorherigen
Nadelpositionssteuerdaten bzw. vorherigen Transportstreckensteuerdaten. Diese Daten
(oder Werte) können mit "OLD", die neuen Daten (oder Werte) mit "NEW" bezeichnet
werden.
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Ein Subtrahierer.S1 und/oder S2 führt eine Berechnung der Daten durch,
d.h. NEW - OLD, und bestimmt die Bewegungsstrecke und Richtung von Nadel und/oder
Transporteur abhängig von der Differenz zwischen diesen Daten. Der so berechnete
Wert wird einem Nadelpositionsschrittschaltmotor SM1 und/oder einem Transportsteuerschrittschaltmotor
SM2 mit bestimmter Zeitvorgabe zugeführt. Eine Latchschaltung L3 behält die vorhergehende
Transportstrecke.
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Ein Addierer 45 addiert den berechneten Wert des Subtrahierers S1
(Nadelbewegungsstrecke) und die Transportstrecke, die in der Latchschaltung L3 enthalten
ist, und ein Komparator COMP1 vergleicht, ob der addierte Wert DBF kleiner als 46
ist.
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Wenn DBF (jNadelauslenkamplitude + TransportamplitudeJ) b 46 ist,
werden die vorhergehenden Daten für die Nadelpo-
sition und die
Transportstrecke benützt (d.h. die Schrittmotoren werden nicht angetrieben), und
die Daten werden aus dem ROM für den nächsten Stich ausgelesen.
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Flipflop-Kreise F1 und F2 werden durch das Ausgangssignal des Phasendetektors
43 mit einer Zeitsteuerung gesetzt, um den Adreßzähler 42 vorwärtszuzählen. Wenn
DBF ( 46 ist, erzeugt Komparator COMP1 ein Ausgangs signal N (No) zum Rücksetzen
des Flipflops F1. Wenn Flipflop F1 rückgesetzt ist und sein Q-Ausgang "1" annimmt,
wird ein Monovibrator MM 1 betätigt, wodurch der vom Subtrahierer S1 berechnete
Wert auf eine Treibervorrichtung D1 über AND1 übermittelt wird, wodurch der Nadelpositionsschrittmotor
SM1 angetrieben wird. Es werden dann die Daten.vom ROM in der Verriegelungsschaltung
L1 aufgrund des Ausgangssignals eines Verzögerungskreises TD1 gehalten.
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Wenn DBF > 46 ist, erzeugt Komparator COMP1 das Ausgangssignal
Y (Yes), wodurch der Adreßzähler 42 rückwärts zählt, und im gleichen Zeitpunkt wird
die Latch schaltung L3 rückgesetzt. Zwischenzeitlich ist der Q-Ausgang des Flipflop
F1 nicht gelöscht und behält den Wert "0", so daß der Monovibrator MM1 und der Verzögerungskreis
TD1 ohne Wirkung bleiben. Solange der Q-Ausgang von Flipflop F1 "1" ist, bleiben
AND1 und AND2 wirkungslos und geben das Transportsignal nicht an den Transportstreckensteuerschrittmotor
SM2 weiter.
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Ist die Transportstrecke DF größer als 31, so erzeugt der Komparator
COMP2 das Ausgangssignal Y (Yes) und läßt den Adreßzähler 42 rückwärtszählen, wenn
der Q-Ausgang von Flipflop F1 "1" ist, wobei gleichzeitig über AND2 das Flipflop
F2 rückgesetzt wird.
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Wenn der Q-Ausgang des Flipflop F2 "°" wird, wird durch
einen
Schaltekreis SC von dem Ausgang des ROM auf feste Daten (Transportdaten 0 mm) umgeschaltet.
Diese festen Daten, die NEW sind, bewirken, daß der Subtrahierer S2 und der Komparator
COMP2 ein Ausgangssignal N hervorbringen, wodurch ein Monovibrator MM2 über AND3
betätigt wird, so daß das Ausgangssignal DF des Subtrahierers S2 über AND4 der Treibervorrichtung
D2 zugeführt und folglich der Transportsteuerschrittmotor SM2 angetrieben wird.
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Es wird dann die Verzögerungsschaltung TD2 betätigt, so daß die Verriegelung
L2 und die Verriegelung L3 die NEW-Daten bzw. den Wert DF aufnehmen und halten.
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Wenn die Transportstrecke DF kleiner als 31 ist, bringt Komparator
COMP2 unmittelbar die Ausgangsgröße N hervor, und es folgen dieselben Operationen
von Elementen wie erwähnt, während Flipflop F2 im nicht gelöschten Zustand bleibt.