DE3527454A1

DE3527454A1 - Vorrichtung zur steuerung einer bewegung fuer eine naehmaschine

Info

Publication number: DE3527454A1
Application number: DE19853527454
Authority: DE
Inventors: Tomoaki Kanagawa Kinoshita; Yoichi Kawasaki Kanagawa Okiyama; Osamu Chofu Tokio/Tokyo Tachikawa; Kunio Chofu Tokio/Tokyo Takano
Original assignee: Tokyo Juki Industrial Co Ltd
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1985-07-31
Publication date: 1986-02-13
Anticipated expiration: 2005-08-01
Also published as: JPS6137281A; DE3527454C2; US4683827A; JPS6159753B2

Description

HOFFMANISr·-EITlE & PARTNER 35 27 A

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE

PATENTANWÄLTE DIPL.-INS. W. EITLE . DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL-INe. W. LEHN . K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H-A. BRAUNS · DIPL.-IN6. K. DIPL.-1NQ. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

42 401

Tokyo Juki Industrial Co., Ltd. Tokyo / Japan

Vorrichtung zur Steuerung einer Bewegung für eine

Nähmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nähmaschine, die programmgesteuerte Nähmuster durchführt, und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung einer Spannvorrichtung bei derartigen Nähmaschinen.

Bei einigen bekannten Nähmaschinen werden die Nähmuster als Koordinatenwerte in einem Speicher, zum Beispiel einem Magnetband oder einer Magnetkarte gespeichert, und eine Spannvorrichtung wird entsprechend der Nähmusterinformation bewegt. Bei

derartigen Nähmaschinen wird ein Werk zum nächsten Nähpunkt bewegt, der durch die Nähmusterinformation bestimmt wird, während die Nadel vom Werkstück gelöst ist.

Figur 1 zeigt eine Darstellung einer gewöhnlichen

Bewegungssteuerung. Es sind sogenannte Nadelstangenkurven 1 und 2 dargestellt, wobei die Nadelstangenkurve 2 die doppelte Geschwindigkeit der Nadelstangenkurve 1 hat. Die Punkte A. und Ap stellen die Nadellösepunkte und die Punkte B. und B^ stellen

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die Nadeleinstichpunkte dar. Die Punkte C₁ und C₂ stellen die oberen Totpunkte dar, die die höchsten Punkte der Nadel sind. In diesem Zustand wird die Bewegungsperiode zum Bewegen der Spannvorrichtung zwischen dem Nadellösepunkt A. oder A„ und dem Nadeleinstichpunkt B₁ oder Bp bestimmt. Bei der Nadelstangenkurve 1 (im folgenden als "Kurve 1" bezeichnet), ist die Periode 3 die Bewegungsperiode. Bei der Nadelstangenkurve 3 (im folgenden als "Kurve 2" bezeichnet) ist die Periode 5 die Bewegungs-. periode. Um das Werkstück innerhalb der Bewegungsperiode zu bewegen, wird eine erforderliche Impulsanzahl auf der Grundlage der Koordinatenwerteninformation der Nähmuster zu dem X-Koordinatenimpulsmotor und dem Y-Koordinatenimpulsmotor bewegt und die Spannvorrichtung wird um eine vorbestimmte Strecke bewegt.

Da die Impulsmotore eine ihnen anhaftende Verzögerungszeit o4 aufweisen, startet der Motor nach einer Zeitverzögerung O^ , wenn der Antriebsimpuls zugeführt wird. Somit wird bei gewöhnlichen Bewegungssteuerungen d£3^Eingabezeitpunkt des Bewegungsimpulses gesteuert, indem vorher die Zeitverzögerung OC des Impulsmotors in Betracht gezogen wird.

Insbesondere wird bei der bekannten Bewegungssteuerung, wenn das Werkstück entsprechend der in der Kurve 1 dargestellten Nähmaschinengeschwindigkeit genäht wird, an einem Punkt 7 (im folgenden als "Bewegungspunkt 7" bezeichnet) ein Bewegungsablauf eingestellt, bei dem

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ein oberer Wellenwinkel vor der Verzögerungszeitß£ liegt, statt der Bewegungsperiode 3, um das Werkstück innerhalb der Bewegungsperiode 3 zu bewegen. Wenn somit der obere Wellenwinkel den Bewegungspunkt 7 erreicht, führt ein Impulsgenerator eine vorbestimmte Anzahl einer Antriebsimpulsfolge B synchron mit der Nähmaschinengeschwindigkeit dem Impulsmotor zu. Der Impulsmotor treibt die Spannvorrichtung nach der Verzögerungszeit οζ durch die Aufnahme des Antriebsimpulses. Somit liegt die Antriebsperiode 9 der Spannvorrichtung innerhalb der Bewegungsperiode 3, wie in Figur 1 dargestellt, und das Werkstück wird genau innerhalb der Bewegungsperiode 3 bewegt.

Wenn bei einer derartigen bekannten Bewegungssteuerung die Nähmaschinengeschwindigkeit, wie in Kurve 2 dargestellt, gesteigert wird, wird ebenfalls eine vorbestimmte Anzahl der Antriebsimpulsfolge 8' dem -Impulsmotor synchron mit der .Nähmaschinengeschwindigkeit zugeführt. Der Impuls beginnt am gleichen Bewegungspunkt 7' des oberen Wellenwinkels. Wenn sich in diesem Fall die obere Welle zweimal dreht, ist die verstrichene Zeit von Punkt 7' bis zum Nadellösepunkt Ap' nicht die Zeitverzögerung^ Das heißt, der Startpunkt der Spannvorrichtung ist nicht der Nadellösepunkt Ap, und die Impulsmotorantriebsperiode 9' fällt nicht mit der Bewegungsperiode 5 zusammen. Entsprechend kann, wie in Figur 1 dargestellt, die Nadeleinstichzeit B„ innerhalb der Antriebsperiode 9' liegen, so daß ein Abstandsfehler oder ein Nadelbruch auftreten kann.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die oben erwähnten Nachteile, wie Abstandsfehler des Stichs, einen Nadelbruch oder ein Verbiegen der Nadel zu verhindern und eine Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung einer Nähmaschine"zu schaffen, um automatisch eine einen Eingabezeitpunkt entsprechend den verschiedenen Nähmaschinengeschwindigkeiten auslösende Bewegungssteuerung zu schaffen.

Erfindungsgemäß umfaßt eine Vorrichtung zur Bewegungssteuerung einer Nähmaschine, die programmgesteuerte Nähmuster ausführt,einen Speicher, der die Bewegungs-.steuerwerte zur Steuerung des Eingabezeitpunkts des Antriebsimpulses für die Impulsmotore entsprechend den Nähmschinengeschwindigkeiten speichert, einen Impulsgenerator, der mindestens zwei mit der Nähmaschinengeschwindigkeit synchrone Geschwindigkeitsimpulse erzeugt und dann eine Antriebsimpulsfolge für die Impulsmotore erzeugt, einen Fühler zur Erfassung der Nähmaschinengeschwindigkeit von den Nähmaschinengeschwindigkeitsimpulsen und eine Steuerung, die den Geschwindigkeitssteuerungswert entsprechend dem Ausgang des Fühlers liest und einen Teil des Antriebsimpulses entsprechend dem Bewegungssteuerungswert als Regulierungsimpuls für den Eingabezeitpunkt verwendet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung speichert der Speicher vorher geeignete Bewegungssteuerungswerte entsprechend den verschiedenen Nähgeschwindigkeiten, und eine Steuerung schließt den Bewegungssteuerwert entsprechend der erfaßten Nähmaschinenge-

schwindigkeit aus. Auf der Grundlage des Nähmaschinensteuerungswerts wird ein Eingabezeitpunkt für den Antriebsimpuls für den Impulsmotor bestimmt, um eine Spannvorrichtung zu bewegen.

Entsprechend wird die Spannvorrichtung automatisch und genau entsprechend der erfaßten Nähmaschinengeschwindigkeit bewegt, so daß keine Abstandsfehler auftreten und keine Abstandsvorrichtungsbewegung während der Einstichperiode der Nadel auftritt, so daß ein Brechen oder Verbiegen der Nadel nicht auftritt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Darstellung einer üblichen Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung einer Nähmaschine;

Figur 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Bewegungssteuerung gemäß der Erfindung;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung der Befestigung der in Figur 2 dargestellten Schlitzplatte; ;

Figur 4 eine vereinfachte Aufsicht auf die in Figur 3 dargestellte Schlitzplatte;

Figur 5 eine Darstellung der Bewegungssteuerung gemaß der Erfindung;

Figur 6 den Ausgang von Punkt a in Figur 2; und

Figur 7 eine Umwandlungstabelle zwischen der Nähmaschinengeschwindigkeit und dem Bewegungssteuerungswert im Speicherschaltkreis von Figur 2.

Figur 2 zeigt ein Blockdiagramm der Steuervorrichtung und zugeordnete Teile der Nähmaschine gemäß der Erfindung. Ein Fotounterbrecher 16 wird mittels einer Fotodiode 13 und einem Fototransistor 15 ausgebildet, die einander gegenüberliegen und zwischen denen eine Schlitzplatte 12 angeordnet ist, die an einer nicht dar geis teil ten Riemenscheibe, die sich dreht, angebracht ist. Der Ausgang des Fotounterbrechers ist mit einem Verstärkerschaltkreis 17 verbunden, der wiederum mit einem zentralen Rechner (CPU) 18 verbunden ist. Der Speicherschaltkreis 19, der die Bewegungssteuerinformation speichert, ist mit dem CPU 18 verbunden. Zähler 21 und 22 und ein Antriebsschaltkreis 23 sind über Schnittstellenschaltkreise 20 mit dem CPU 18 verbunden. Der Ausgang des Antriebsschaltkreises 23 mit einem X-Koordinatenimpulsmotor 24, einem Y-Koordinatenimpulsmotor 25 bzw. einem Nähmaschinenantriebsmotor 26 verbunden. Die Ausgänge der Motore 24, 25 und 26 werden einer Nähmaschine 27 zugeführt.

Figur 3 zeigt die Befestigung der Schlitzplatte 12. Wie dargestellt, ist die Schlitzplatte 12 an einer Hauptriemenscheibe 28 der Nähmschine 27 befestigt.

Figur 4 zeigt die Anordnung der Schlitze in der Schlitzplatte 12. 49 Schlitze 30. bis 30_4g für die Antriebsimpulse sind in gleichförmigem Ab-

stand in der Schlitzplatte 12 ausgebildet. Die Erfassungsschlitze 33 und 34 für die Nähmaschinengeschwindigkeit sind in einem vorbestimmten Abstand 31 und 32 vom letzten Schlitz 30._g und dem ersten Schlitz 30 ausgebildet.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf Figur 5 die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben werden. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder ähnliche Teile oder Abschnitte wie in Figur 1. Die Anordnung der Schlitzplatte 12 wird vorher eingestellt, in Abhängigkeit von der im Speicherschaltkreis 19 eingestellten Bewegungsinformation.

Das Nähmuster wird nach Wunsch ausgewählt und der Nähvorgang eingeleitet.Der Antriebsmotor 26 treibt den Antriebsmechanismus der Nähmaschine 27, und somit die Riemenscheibe 28 und die Schlitzplatte 12 an. Durch die Drehung der Schlitzplatte 12 erfaßt der Fotounterbrecher 16 die Schlitze und erzeugt für jeden Schlitz ein Impulssignal (im folgenden als "Schlitzimpuls") bezeichnet. Das Impulssignal wird im Verstärkerschaltkreis 17, wie in Figur 6 dargestellt, verstärkt und dem CPU 18 zugeführt. Der CPU 18 bestimmt einen Impuls nach einem vorbestimmten Abstand 31 als den Geschwindigkeitserfassungsschlitzimpuls 33;wenn der Impuls 33' erzeugt wird, stellt der CPU 18 den Zähler 21 zurück. Wenn der Zähler zurückgestellt ist, wird ein konstanter Hochgeschwindigkeitstaktimpuls in den CPU 18 von Null an gezählt. Wenn der nächste Geschwindigkeitserfassungs-

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AA

Schlitzimpuls 34' dem CPU 18 zugeführt wird, wird die Zählung lh des Zählers 21 mittels des CPU 18 ausgelesen. Auf diese Weise wird die Nähmaschinengeschwindigkeit erfaßt. Wenn die Nähmaschinengeschwindigkeit hoch ist, wird der Abstand zwischen den Geschwindigkeitserfassungsschlitzimpulsen 33' und 34' als schmal erfaßt, und wenn die Nähmaschinengeschwindigkeit niedrig ist, wird der Abstand zwischen den Schlitzimpulsen 33' und 34' als weit erfaßt. Die Zählung A des Zählers 21 ist der Nähmaschinengeschwindigkeit proportional. Der CPU 18 bestimmt die Nähmaschinengeschwindigkeit durch die Zählung ß> des Zählers 21 und liest einen der Nähmaschinengeschwindigkeit entsprechenden Bewegungssteuerwert aus demSpeicherschaltkreis 19 aus.

Die Stützplatte 12 ist an der Riemenscheibe 28 so befestigt, daß ein Bezugsschlitz, z. B. der Geschwindigkeitserf assungsschlitz 33 mittels des Fotounterbrechers 16 erfaßt wird, wenn die Riemenscheibe 28 sich bei einem crfrearKrrBezugswellenwinkel befindet, z. B. 1/8 Zyklus vor dem Nadellösepunkt. Wie in Figur 7 dargestellt, sind in dem Speicherschaltkreis 19 verschiedene Bewegungssteuerwerte entsprechend den verschiedenen Nähmaschinengeschwindigkeiten so gespeichert, daß, wenn die Nähmaschinengeschwindigkeit der Bezugswert ist, z. B. A 100 äc. 200, der geeignetste Bewegungssteuerwert 1, z..B. der erste Impuls von den Schlitzen 30 * bis 3O._g zugeführt wird. Die Bewegungssteuerwerte sind imSpeicherschaltkreis als Anzahl der Schlitzimpulse gespeichert.

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Es wird angenommen, daß die Nähmaschine bei der in Figur 5 gezeigten Nadelstangenkurve 1 arbeitet und der CPU 18 die Zählung ß> = 1600 aus dem Zähler 21 ausliest. Der CPU ließ den Bewegungssteuerwert 16 aus dem Speicherschaltkreis entsprechend der Zählung ρ = 1600 aus, wie in Figur 7 dargestellt.

Der CPU 18 betätigt den Zähler 22, so daß Schlitzimpulse 3' bis 30'₄q nach dem vorbestimmten Abstand 32 aufeinanderfolgend durch den Fehler 22 gezählt werden. Die Zählung wird mit dem Bewegungssteuerwert verglichen. Wenn der Schlitzimpuls 30' _ß dem CPU zugeführt wird,und die Zählung des Zählers 22 16 ist, führt der CPU 18 den Schlitzimpuls 30' nach der Zahl auf der Grundlage der Koordinateninformation des Nähmusters dem Antriebsschaltkreis 23 als Antriebsimpuls 8 zu. Auf diese Weise werden die Impulsmotore 24 und 25 angetrieben, um die Spannvorrichtung um eine vorbestimmte Strecke zu bewegen.

Wie beschrieben, werden 16 Impulse entsprechend den Schlitzimpulsen 30'. bis 30'.^ als Verzögerungsimpuls verwendet, um den Bewegungspunkt 7 (Figur 5) auszuwählen und der Schlitzimpuls 30' ₆ wird den Impulsmotoren als erster Antriebsimpuls zugeführt. Die Impulsmotore wirken nach eurer Verzögerungszeit Q^,' jedoch wird der Bewegungspunkt 7 automatisch an einem Punkt des oberen Wellenwinkels vor der Verzögerungszeit#L ausgewählt, so daß die Antriebsperiode 9 innerhalb der Bewegungsperiode 3 liegt. Somit wird

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ein Werkstück genau innerhalb der Bewegungsperiode bewegt.

Wenn die Nähmaschinengeschwindigkeit verglichen zur Nadelstangenkurve 1 verdoppelt wird und der Kurve in Figur 5 folgt, zählt der Zähler [$= 800 zwischen den geschwindigkeitserfassenden Schlitzimpulsen 33' und 34'. Der CPU 18 liest den Zählwert und erhält einen Bewegungssteuerwert 8 vom Speicherschaltkreis 19, wie in Figur 7 gezeigt. In diesem Fall werden die Schlitzimpulse 30'„ bis 30'_o als Verzögerungsim-

1 O

pulse verwendet, um den Bewegungspunkt auszuwählen und der Schlitzimpuls 30'„ wird den Impulsmotoren als erster Antriebsimpuls zugeführt. Der Schlitzimpuls 30'_o ist die halbe Verzögerungszeit verglichen mit

dem oben beschriebenen Schlitzimpuls 3O'_lß. Entsprechend wird, wenn die Nähmaschinengeschwindigkeit verdoppel-t wird., der Bewegungspunkt 35 an der Kurve 2' automatisch an einem Punkt ausgewählt, der zweifach früher dem oberen Wellenwinkel verglichenihit:dem Bewegungspunkt 7 an der Kurve 1 liegt. Die Impulsmotore wirken nach der Verzögerungszeit ct. Der Bewegungspunkt 35 wird jedoch automatisch als ein Punkt des oberen Wellenwinkels vor der Verzögerungszeit *1 ausgewählt. Somit liegt die Antriebsperiode 9' der Spannvorrichtung innerhalb der Bewegungsperiode 5, die in Figur 5 dargestellt ist, und das Werkstück wird genau innerhalb der Bewegungsperiode 5 bewegt.

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AH

- Leerseite -

Claims

HOFFMA-N"N---ElT-LH:& PARTNER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE DIPL.-ΙΝβ. W. EITLE . DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-INQ. W. LEHN DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS . DIPL1-INe. K. GORS DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE 42 4 Tokyo Juki Industrial Co., Ltd.Tokyo / Japan Vorrichtung zur Steuerung einer Bewegung für eine Nähmaschine Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Steuerung einer Bewegung für \

eine Nähmaschine, die vorher Nähmuster eines Werk- *■

Stücks speichert, und die mittels Impulsmotoren eine Spannvorrichtung, die das Werkstück hält, entsprechend der Nähmusterinformation antreibt, gekennzeichnet durch:

- einen Speicher, der die Bewegungssteuerwerte zur Steuerung des Eingabezeitpunkts des Antriebsimpulses für die Impulsmotore entsprechend den Nähmaschinengeschwindigkeiten speichert;

- einen Impulsgenerator, der mindestens zwei mit der Nähmaschineengeschwindigkeit synchrone Geschwindigkeitsimpulse erzeugt und dann eine Antriebsimpulsfolge für die Impulsmotore erzeugt;

ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON CO 89} 911087 · TELEX 5-29619 CPATHE) · TELEKOPIERER 91 S3

- einen Fühler zur Erfassung der Nähmaschinengeschwindigkeit von den Nähmaschinengeschwindigkeitsimpulsen; und durch

- eine Steuerung, die den Geschwindigkeitssteuerwert entsprechend dem Ausgang des Fühlers liest und einen Teil des Antriebsimpulses entsprechend dem Bewegungssteuerungswert als Regulierungsimpuls für den Eingabezeitpunkt verwendet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn vorbestimmte Impulse von dem Impulsgenerator bei einer vorbestimmten Maschinengeschwindigkeit und bei einem vorbestimmten oberen Wellenwinkel zugeführt werden, der Speicher die Bewegungssteuerungswerte entsprechend den verschiedenen Nähmaschinengeschwindigkeiten als Antriebsimpulszahl auf der Grundlage einer vorbestimmten Antriebsimpulszahl mit einer vorbestimmten Beziehung zu den vorbestimmten Impulsen als Bezugswert speichert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator

- eine Stützplatte, die einen ersten Schlitz für die Nähmaschinengeschwindigkeit, einen zweiten, vom ersten Schlitz in einem bestimmten Abstand angeordneten Schlitz für die Nähmaschinengeschwindigkeit und mehere gleichmäßig voneinander beabstandete, in einem vorbestimmten Abstand vom zweiten Schlitz angeordnete Schlitze aufweist, und

- einen Fotounterbrecher mit einem lichtemittierenden Element und einem lichtaufnehmenden Element, die einander gegenüberliegend quer über der Platte angeordnet sind, umfaßt,
wobei die Stützplatte in einer vorbestimmten Stellung zu einer Riemenscheibe angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch I₁ 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler einen ersten Zähler zum Zählen von Taktimpulsen mit konstanter Periode zwischen den zwei Geschwindigkeitsimpulsen umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung einen zweiten Fehler, der aufeinanderfolgend die Antriebsimpulse zählt, und einen Steuerschaltkreis, umfassend den Bewegungssteuerungswert und den Zählwert des zweiten Zählers, der Antriebsimpulse aufeinanderfolgend den Impulsmotoren zuführt, wenn der Zählwert den Bewegungssteuerungswert erreicht, umfaßt.