DE3910291A1 - Regelsystem fuer eine hydraulische nadelbarren-positioniervorrichtung fuer eine tufting-maschine - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine hydraulische Nadelbarren-Positionier­ vorrichtung für eine Tufting-Maschine mit vielen Nadeln und insbesondere ein Computer-Regelsystem für eine hydraulische Nadelbarren-Positioniervorrichtung für eine Tufting-Maschine mit vielen Nadeln.

Bisher wurden bei der Produktion von Nadelflorware charakteristische Muster, wie verschiedene Zickzackmuster, auf dem Grundgewebe durch transversales oder seitwärtiges Verschieben der Nadelbarre oder Verschieben der Unterlage für das Grundgewebe unterhalb der Nadeln gebildet, und zwar gemäß einem vorgegebenen Muster für jeden Stich in Schritten mit der Nadelfeinheit.

Eine Einrichtung zum Ausführen dieses seitwärtigen oder transversalen Verschiebens der Nadelbarre oder der Unterlage für das Grundgewebe ist eine synchron mit dem Drehantrieb der Tufting-Maschine kontinuierlich gedrehte Muster-Kurvenscheibe, wobei die Muster-Kurvenscheibe an eine bewegliche Nadelbarre oder an eine seitlich hin- und herbewegbare Halterung für das Grundgewebe angreift. Beispiele für solche Regelmechanismen für seitwärts verschiebbare Nadelbarren oder Gewebehalterungen unter Benutzung einer Muster-Kurvenscheibe werden in zahlreichen früheren US-Patentschriften gezeigt, wie in den folgenden:

Mit der Benutzung von Muster-Kurvenscheiben zum Steuern des seitwärtigen oder transversalen Verschiebens der Nadelbarren oder Gewebehalterungen sind zahlreiche Nachteile verbunden.

Da ein Steuermechanismus unter Verwendung von Muster-Kurvenscheiben vollständig mechanisch ist, tritt sowohl an den Kurvenscheibenoberflächen als auch an den Kurvenscheibenrollen oder -nockenstößeln beträchtlicher Verschleiß auf.

Wenn Muster verschiedener Entwürfe benötigt werden, dauert es lange, die Muster-Kurvenscheiben auszuwechseln.

Die Maschinengeschwindigkeit wird nicht nur die mechanische Anordnung begrenzt, sondern auch durch abrupte Änderungen an den Oberflächen der Muster-Kurvenscheiben.

Da aufgrund scharfer Vorsprünge der Kurvenscheibe bei der seitwärtigen Bewegung der Nadelbarre nahezu unendlich große Beschleunigungen auftreten müssen, werden extrem hohe Spannungen in der Maschine verursacht.

Wenn herstellungsbedingte Ungenauigkeiten im Profil der Kurvenscheiben vorkommen, können unterschiedliche seitwärtige oder transversale Beziehungen zwischen den Haken und Nadeln für verschiedene Positionen im Muster erzeugt werden.

Der kontinuierliche Betrieb der Muster-Kurvenscheiben und der dazugehörigen Nockenstößel erzeugt einen sehr starken Lärmpegel.

Das frühere US-Patent 41 73 192 der gemeinsamen Erfinder zeigt eine elektrohydraulische Nadelbarren-Positioniervorrichtung, die einen an die Nadelbarre gekoppelten hydraulischen Antrieb aufweist und durch einen elektronischen Regelschaltkreis mit einem PROM (Programmable Read Only Memory) zum Bestimmen des Stichmusters der Tufting-Maschine gesteuert wird.

Obwohl die elektrohydraulische Nadelbarren-Positioniervorrichtung des früheren US-Patentes Nr. 41 73 192 viele der Nachteile einer durch eine Kurvenscheibe gesteuerten Nadelbarren-Positionier­ vorrichtung oder Verschiebevorrichtung überwandt, erzeugte die elektronische Regelung für die frühere elektrohydraulische Nadelbarren-Positioniervorrichtung eine plötzliche Änderung des Steuerbefehls für den hydraulischen Antrieb, wodurch die sich transversal bewegende Nadelbarre zu einer momentanen maximalen Geschwindigkeit veranlaßt wurde, unabhängig von der Geschwindigkeit des Hauptmotors der Tufting-Maschine. Solche abrupten Geschwindigkeitsänderungen verursachten übermäßige Stoßlasten an der Maschine, was wiederum die Lebensdauer der Maschine begrenzte.

Daher ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Regelung für einen hydraulischen Antrieb für eine Nadelbarren- Positioniervorrichtung für eine Tufting-Maschine mit vielen Nadeln zu schaffen, die die abrupten transversalen Bewegungen der Nadelbarre so gering wie möglich hält und die auf die Tufting-Maschine übertragenden Stoßlasten wesentlich reduziert.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein elektronisches Computerregelsystem zu schaffen, um das Positionieren der Nadelbarre eng mit der Geschwindigkeit der Hauptwelle oder der Stichrate der Tufting-Maschine zu synchronisieren, um die Stoßlast auf die Maschine zu reduzieren.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Computerregelsystem für eine elektrohydraulische Nadelbarren-Positioniervorrichtung zu schaffen, die zu Beginn der Nadelbarrenbewegung die Geschwindigkeit der sich transversal bewegenden Nadelbarre allmählich erhöht und am Ende der Nadelbarrenbewegung die Geschwindigkeit der Nadelbarre allmählich vermindert.

Die elektrohydraulische Positioniervorrichtung weist einen an die Nadelbarre gekoppelten hydraulischen Antrieb zum transversalen Verschieben oder Positionieren der Nadelbarre auf. Der Antrieb ist mit einem Rückkopplungswandler zum laufenden Überwachen der transversalen Position des Antriebs versehen. Sowohl der Antrieb als auch der Wandler stehen in elektrischer Verbindung mit einer Computerregeleinheit, die vorzugsweise in Form eines Mikroprozessors vorliegt. Der Mikroprozessor empfängt ebenfalls Eingangssignale von einem Kodierer, der für jede Umdrehung der Hauptwelle der Tufting-Maschine, und somit für jeden Stich der Nadeln, eine Vielzahl von Kodierimpulsen oder Signalen erzeugt. Die Mikroprozessorregeleinheit ist dazu programmiert, ein gewünschtes Stichmuster zu erzeugen, bei dem die Nadelbarre in Schritten der Nadelfeinheit in beiden Richtungen, und nur während die Nadeln sich oberhalb des Grundgewebes befinden, verschoben sind. Weiterhin erzeugt die im Mikroprozessor programmierte Information über das Muster ein Positions- Befehlssignal, das sich linear mit den Zählimpulsen des Kodierers ändert, und zwar nur während des Teiles des Stichzyklus, bei dem die Nadeln sich oberhalb des Grundgewebes befinden. Ferner werden die Befehlssignale für das Muster so erzeugt, daß sie sich auf die träge Masse der sich in transversaler Richtung schnell hin- und herbewegenden Nadelbarre einstellen, wenn sich die Nadelbarre von einer Stichposition mit der Nadelfeinheit zu einer anderen bewegt. Genau gesagt, beginnt das Befehlssignal zum Verschieden der Nadelbarre kurz bevor sich die Nadeln aus dem Grundgewebe erheben und endet, bevor die Nadeln wieder in das Grundgewebe eintreten oder es durchdringen.

Die Mikroprozessorregeleinheit ist auch dazu eingerichtet, die digitalen Positions-Befehlssignale mit digitaler Information von den Rückkopplungssignalen zu vergleichen, welche von dem Rückkopplungswandler am hydraulischen Antrieb entsprechend der laufenden Lage des Antriebs erzeugt werden, um ein resultierendes Antriebssignal hervorzurufen, das das Servoventil des hydraulischen Antriebs erregt.

Die gemäß dieser Erfindung hergestellte elektrohydraulische Nadelbarren-Positioniervorrichtung hat praktisch keine Verschleißteile und weist daher eine wesentlich längere Lebensdauer und eine längere kontinuierliche Betriebszeit als die über Kurvenscheiben gesteuerten Positioniervorrichtungen nach dem Stand der Technik auf.

Die Stichmuster können in den Mikroprozessor über manuelle Eingabe/Ausgabe-Terminals oder über PROMS eingegeben werden, welche ähnlich zu den in der Positioniervorrichtung gemäß der oben erwähnten US-PS 41 73 192 benutzten sind.

Die Positioniervorrichtung gemäß dieser Erfindung liefert genaue Information für das Positionieren der Nadeln, und zwar ohne die Notwendigkeit, mechanische Teile präzise zu bearbeiten, und ermöglicht ebenso Wiederholungsmuster mit einer wesentlich größeren Zahl von Stichen als in früheren Nadelbarren-Verschiebevorrichtungen und insbesondere in von Kurvenscheiben gesteuerten.

Diese Positioniervorrichtung ist ein "closed loop"-System, das laufend Rückkopplungsinformation zum Bestimmen der exakten Position der Nadeln zu allen Zeiten zum besseren Regeln der Nadelbarren-Verschiebebewegungen vorsieht.

Mit der das Computerregelsystem integrierenden Positionier­ vorrichtung gemäß dieser Erfindung sind größere Betriebsgeschwindigkeiten der Tufting-Maschine bei niedrigen Geräuschpegeln und mit einem Minimum an abrupten Stößen auf die Maschine möglich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Tufting-Maschine mit vielen Nadeln von vorn, welche die elektrohydraulische Nadelbarren-Positioniervorrichtung gemäß der Erfindung einschließt.

Fig. 2 ist ein vergrößerter Teilschnitt einer Nadel und eines Greifers, die in dem Grundgewebe von Fig. 1 Schnittflorstiche bilden.

Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm der Nadelbarren- Positioniervorrichtung aus Fig. 1.

Fig. 4 ist ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie 4-4 aus Fig. 3.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm des in Fig. 3 gezeigten, auf einem Mikroprozessor beruhenden Regelgerätes.

Fig. 6 ist ein Schaubild der linearen Beziehung zwischen den Positions-Befehlssignalen und den Zähleinheiten des Kodierers, welche von dem Regelsystem zum Bewegen der Nadelbarre zwischen einer ersten und einer zweiten Position erzeugt werden.

Fig. 7 ist ein Schaubild ähnlich zu Fig. 6, aber es zeigt die Beziehung zwischen dem Positions-Befehlssignal und den Zähleinheiten des Kodierers für die Verschiebebewegung der Nadelbarre zwischen der zweiten und der ersten Position.

Fig. 8 ist ein Schaubild ähnlich zu Fig. 6, das die Beziehung zwischen dem Positions-Befehlssignal und den Zähleinheiten des Kodierers für die Verschiebe­ bewegung der Nadelbarre zwischen einer ersten und einer dritten Position, d. h. für ein Intervall über viele Nadelfeinheiten, zeigt.

Fig. 9 ist ein Schaubild ähnlich zu Fig. 6, das die Beziehung zwischen dem Positions-Befehlssignal und den Zähleinheiten des Kodierers für die elektro­ hydraulische Nadelbarren-Positioniervorrichtung nach dem Stand der Technik, wie in der früheren US-PS 41 73 192 beschrieben, zeigt.

Da Tufting-Maschinen mit vielen Nadeln in ihrem Gebiet der Technik wohl bekannt sind, sind in Fig. 1 nur die Grundbauteile einer typischen Tufting-Maschine mit vielen Nadeln schematisch gezeigt.

Die in Fig. 1 dargestellte Tufting-Maschine 10 weist eine drehbare Nadelwelle oder Hauptwelle 11 auf, die über einen Stich-Antriebsmechanismus 12 über den Antriebsmotor 13 angetrieben wird. Auf der drehbaren Nadelwelle 11 montierte drehbare Exzentermechanismen 15 sind dazu ausgelegt, die vertikalen Stäbe 16 hin- und herzubewegen, um den Nadelbarren- Gleithalter 17 und die Nadelbarre 18 vertikal hin- und herzubewegen. Die Nadelbarre 18 hält eine Vielzahl von in einer Reihe in Längsrichtung oder in versetzten Reihen in Längsrichtungen in gleichmäßigen Abständen angebrachten Tuftingnadeln 20, die sich transversal zur Vorschubrichtung 21 des Grundgewebes 22 erstrecken.

Das Grundgewebe 22 wird durch den Grundgewebe-Vorschubmechanismus 23 und über einen Träger für das Grundgewebe, der die Nadelplatte 24 (Fig. 2) aufweist, in Längsrichtung durch die Tufting-Maschine 10 bewegt.

Garn 25 wird aus dem Garnvorrat 26 auf die entsprechenden Nadeln 20 gegeben. Sobald jede der Nadeln 20 einen Garnfaden 25 durch das Grundgewebe 22 führt, wird von dem Greiferantrieb 29 ein Haken 27 auf Hin- und Herlauf angetrieben, um jede der entsprechenden Nadeln 20 zu kreuzen und den entsprechenden Garnfaden 25 zum Formen der Schleifen 30 zu halten (Fig. 2). Die Schnittflornoppen 31 werden durch Schneiden der Schleifen 30 mit einem jeweiligen Messer 28 geformt.

Natürlich können bei Weglassen der Messer 28 und durch Umkehren der Haken, wobei die Schnittflor-Haken 27 durch Schleifenhaken ersetzt werden, anstelle der Schnittflornoppen 31, wie in Fig. 2 gezeigt, auf wohlbekannte Weise ungeschnittene Schleifen 30 gebildet werden.

Die Nadelbarren-Positioniervorrichtung 32 ist dazu ausgelegt, die Nadelbarre 18 relativ zu dem Nadelbarren-Halter 17 um eine vorherbestimmte transversale Strecke, die gleich der Nadelfeinheit oder gleich einem Vielfachen davon ist, quer oder transversal zu verschieben, und zwar von ihrer normalen Mittenstellung aus in beiden transversalen Richtungen, relativ zu dem Grundgewebe 22 und für jeden Stich der Nadeln 20.

Um Eingangskodiersignale für die Nadelbarren-Positioniervorrichtung 32 entsprechend jedem Stich der Nadeln 20 zu erzeugen, ist ein Kodierer 34 auf einem Wellenstumpf 35 montiert, der durch eine Kopplung 36 betriebsmäßig mit der Hauptwelle oder Nadelwelle 11 verbunden ist, so daß der Wellenstumpf 25 dieselbe Umdrehungszahl pro Minute wie die Nadelwelle 11 hat. Da die Nadelwelle 11 eine Umdrehung pro Stich ausführt, führt der Wellenstumpf 35 ebenso eine Umdrehung pro Stich aus.

Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm der Nadelbarren- Positioniervorrichtung 32, des Kodierers 34, der Schnittstellen­ vorrichtung für eine Kontrollperson, welche ein Eingabe/Ausgabe- Terminal 38 für eine Kontrollperson ist, sowie eines wahlweisen Garnvorschub-Kupplungsmechanismus 40, der ein Teil der Garnvorratsvorrichtung 26 bildet. Die Nadelbarren-Positionier­ vorrichtung 32 weist einen hydraulischen Antrieb 42 auf, der zum Regeln durch ein auf einem Mikroprozessor basierendes Regelgerät 43 ausgelegt ist. Der hydraulische Antrieb 42 ist an die Nadelbarre 18 gekoppelt, um die relativ zur Tufting-Maschine 10 seitlich verschieben zu können.

Der lineare hydraulische Antrieb 42 kann im wesentlichen der gleiche wie der in der US-PS Nr. 41 73 192 gezeigte sein und weist einen länglichen hydraulischen Zylinder 44 auf, der einen linear hin- und herbewegbaren Kolben oder Antriebsstange 45 umschließt, der den Kolben 46 zum linearen Bewegen innerhalb der Hydraulikkammer 47 trägt und der über die Kopplung 48 mit der Nadelbarre 18 verbunden ist, wie am besten in Fig. 3 erläutert. Die Hydraulikflüssigkeit wird von einer Pumpe und einer Pumpenregeleinrichtung 50 durch die Flüssigkeitsleitung 51, Servoventile 52 und einen Verteiler 49, alternativ durch die Zylinderdurchlässe 53, an die Kolbenkammer 47 geliefert, um die transversale lineare Bewegung des Kolbens 46 und der Antriebsstange 45 und daher der Nadelbarre 18 zu steuern.

Am zur Nadelbarre 18 entgegengesetzten Ende des hydraulischen Zylinders 44 ist ein Rückkopplungswandler 54 angebracht, der zum Zusammenwirken mit der sich transversal verschiebenden Kolbenstange 45 geeignet ist, um an das auf einem Mikroprozessor basierende Regelgerät 43 entsprechend der aktuellen Position der Antriebsstange 45 und somit der Nadelbarre 18 Rückkopplungssignale zu liefern. Der speziell verwendete Positionsrückkopplungswandler 54 ist ein "Temposonics"- Positionswandler von magnetostriktiver Bauart, Bauteil Nr. DCTM-402-1. Obwohl der in der US-PS 41 73 192 gezeigte Wandlermechanismus benutzt werden kann, verbessert der oben beschriebene "Temposonics"-Positionswandler das linare Verhalten des Rückkopplungswandlers 54.

Obwohl das in der US-PS 41 73 192 gezeigte Servoventil benutzt werden kann, ist es doch besser, zwei solcher Servoventile zu verwenden, wie in Fig. 3 erläutert, um die maximale Verschieberate der Antriebs- oder Kolbenstange 45 und der Nadelbarre 18 zu verbessern.

Das Servoventil 52 ist durch den elektrischen Bus 55 mit dem Mikroprozessor-Regelgerät 43 verbunden, während der Wandler 54 durch den elektrischen Bus 56 an das Regelgerät 43 gekoppelt ist.

Der in der Erfindung benutzte Kodierer 34 ist vorzugsweise ein Quadraturphasen-Schrittkodierer mit Indeximpuls (DISC. INSTRUMENTS, Bauteil Nr. 702 FR-1000-IBF-5-LD). Wie in den Fig. 3 und 4 erläutert, weist der Kodierer 34 eine auf einem Wellenstumpf 35 zum Drehen zwischen einer Lampe 58 und einer fotoelektrischen Zelle 59 befestigte transparente Verschlußscheibe 57 auf, um einen nahe ihrer Peripherie durch die Verschlußscheibe 57 dringenden Lichtstrahl 60 zu unterbrechen. Wie am besten in Fig. 4 gezeigt, sind auf der Verschlußscheibe 57 in Umfangsrichtung eine Vielzahl von lichtundurchlässigen Linien 61 in gleichmäßigen Abständen aufgebracht, und jede Linie 61 ist geeignet, den Lichtstrahl 60 zu unterbrechen, wenn sie während der Drehbewegung der Scheibe 57 den Lichtstrahl 60 kreuzt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind 1000 radiale lichtundurchlässige Linien 61 auf die Scheibe 16 aufgedruckt. So ist der Lichtstrahl 60 jedesmal, wenn die Scheibe 57 eine Umdrehung vollendet, 1000mal unterbrochen worden, um so pro Umdrehung der Hauptwelle 11 1000 Kodiersignale zu erzeugen. Jede Unterbrechung des Lichtstrahls 60 wird von der Fotozelle 59 in ein elektrisches Eingangs- oder Kodiersignal umgewandelt, das durch die Leitung 62 auf das auf einem Mikroprozessor basierende Regelgerät 43 übertragen wird.

Das Eingabe/Ausgabe-Terminal 38 (Fig. 3) kann ein "Fluke, Modell 1021"-Bedienungsterminal sein und wirkt als eine Einrichtung zum Eingeben von Daten in das auf einem Mikroprozessor basierende Regelgerät 43 über den Bus 64, der den Industriestandard "RS232, serielle Kommunikationsleitung" erfüllen kann.

Das Blockdiagramm in Fig. 5 zeigt die verschiedenen Komponenten des auf einem Mikroprozessor basierenden Regelgerätes 43. Grundsätzlich weist das Regelgerät 43 eine Computer-Verarbeitungseinheit 65, eine Signal-Verarbeitungseinheit 66, sowie ein Netzgerät und eine Maschinenschnittstelle 67 auf. Die Computer-Verarbeitungseinheit 65 arbeitet nur als ein Bauteil zum Ausführen von Rechnungen und logischen Operationen. Alle von dieser Einheit 65 benutzten Informationen sind digital in Bytes von 8 Bit oder Wörtern von 16 Bit kodiert. Alle Signale von außen werden von der Signal-Verarbeitungseinheit 66 aufbereitet, die solche Signale von analogen Pegeln in digital kodierte Informationen umwandelt, die von der Computer-Verarbeitungseinheit 65 benutzt werden können.

Das Netzteil und die Maschinenschnittstelle 67 liefern geeignete Leistungen an die elektronischen Bauelemente innerhalb der Computer-Verarbeitungseinheit 65 und der Signal-Verarbeitungseinheit 66, wobei am Eingang 120 Volt Wechselstrom benutzt werden. In den gewünschten Zustand gebrachte Leistung wird von einem Power General (Bauteil Nr. DC50-2A)-Netzgerät erzeugt. Die diskreten Schnittstellen der Maschine werden durch kommerziell erhältliche elektromechanische Relais und optische Isolatoren ausgeführt.

Wie in Fig. 5 erläutert, weist die Computer-Verarbeitungseinheit 65 eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 68 auf, speziell einen Mikroprozessor als integrierten Schaltkreis, Motorola Bauteil Nr. MC68000. Die zentrale Prozessoreinheit 68 führt alle Rechen- und logischen Operationen zusammen mit dem Erzeugen der benötigten Funktionen des Systembus 69 durch, wie Adressieren, Datenübertragen und Regeln. Alle Baugruppen in dem auf einem Mikroprozessor basierenden Regelgerät 43 werden über einen Taktgeber 70 synchronisiert, der ein von Fox (Bauteil Nr. F1100) hergestellter Kristalloszillator ist. Die Geschwindigkeit des Systemtaktgebers 70 beträgt 10 Megahertz.

Der Regelalgorithmus oder die Algorithmen werden in einem System-Festwertspeicher (ROM) oder einem programmierbaren Festwertspeicher (PROM) 71 gespeichert. Die in dem PROM 71 eingebauten integrierten Schaltkreise sind vorzugsweise solche von Signetics Corporation, Bauteil Nr. 27C256-15FA.

Der integrierte Schaltkreis des parallelen Eingabe/Ausgabe/Reglers und Zeitgebers 72 ist vorzugsweise von Mostek, Bauteil Nr. MK68230N-10 und bildet eine Schnittstelle mit logischen Pegeln für das System und erzeugt kritische interne Zeitmarken für das System.

Der Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 74 als Zwischenspeicher ist vorzugsweise von Toshiba, Bauteil Nr. TC5565APL. Das RAM 74 dient als Speicher für alle dynamischen Regelvariablen, insbesondere für diejenigen, die sich mit sehr hoher Geschwindigkeit ändern, wie die Kodierer-Zähleinheiten und die Befehls- und Rückkopplungs-Positionssignale, was später erläutert wird.

Der serielle Kommunikationsbus 64 vom Eingabe/Ausgabe-Terminal 38 kommuniziert mit dem Systembus 69 durch das DUART (doppelter universeller asynchroner Empfänger und Sender) 75, das vorzugsweise ein integrierter Schaltkreis von Motorola, Bauteil Nr. MC68681, ist.

Wie in Fig. 5 gezeigt, kommuniziert die Computer-Verarbeitungseinheit 65 mit der Signal-Verarbeitungseinheit 66 durch den Systembus 69.

Wie weiter in Fig. 5 erläutert wird, ist der Rückkopplungswandler 54 durch den Bus 56, die Wandlerschnittstelle 76 und den Bus 77 an den Analog/Digital-Wandler 78 verbunden, der die Gleichspannungen für die Rückkopplung in entsprechende digitale Information umwandelt, die durch den Systembus 69 zur Computer-Verarbeitungseinheit 65 geleitet wird. Der Analog/Digital-Wandler 78 kann von National, Bauteil Nr. AD574AJD, sein, um ein zur Stellung des Antriebs proportionales analoges Rückkopplungssignal zwischen plus oder minus 10 Volt Gleichspannung zu verarbeiten.

Der Systembus 69 kommuniziert auch mit dem Digital/Analog-Wandler 80 zum Umwandeln der digitalen Ausgangssignale oder Informationen in ein entsprechendes analoges Antriebssignal in Form einer Gleichspannung, die in dem Antriebsschaltkreis 81 für das Servoventil verstärkt wird. Das verstärkte analoge Antriebssignal wird dann durch den Bus 55 übertragen, damit das Servoventil 52 erregt wird, um den Fluß der Hydraulikflüssigkeit zu dem hydraulischen Antrieb 42 mit einer Menge und in einer Richtung zu ermöglichen, die proportional zur Größe und Polarität des Antriebssignals ist. Der Digital/Analog-Wandler 80 kann ein integrierter Schaltkreis von National sein, Bauteil Nr. DAC1209 LCJ.

An den Systembus 69 ist ebenso die Kodierer-Schnittstelle 82 angeschlossen, die aus einem zum Zählen der Ausgangsimpulse des Schrittkodierers 34 benötigten logischen Schaltkreis besteht. Der logische Schaltkreis 82 der Kodierer-Schnittstelle kann Vorwärts/Rückwärts-Zähler von National, Bauteil Nr. 74HC193, aufweisen.

An den Systembus 69 ist auch eine Schnittstelle 84 zum entfernten Datenspeichern verbunden, die dazu dient, das System mit vorprogrammierter Information über Muster zu versehen. Die Schnittstelle 82 hat üblicherweise die Form eines einsteckbaren PROM und ist in der Funktion ähnlich wie die in Fig. 4 der US-PS 41 73 192 gezeigte. Unterschiedlich programmierte PROMS oder Schnittstellen 84 können für unterschiedliche Muster benutzt werden, die in dem Grundgewebe 22 gebildet werden sollen. Diese Schnittstelle 84 ist dazu ausgelegt, daß externes Rauschen oder Störungen daran gehindert werden, den Systembus 69 zu verfälschen, und ist vorzugsweise eine Dreizustands-Verriegelung von National, Bauteil Nr. 74HCT 245.

Anstatt die Information für ein unterschiedliches Muster durch die Schnittstelle 84 einzugeben, kann sie durch das Eingabe/Ausgabe-Terminal 38 eingegeben werden, wo solche Information in dem PROM 71 gespeichert ist. Das Eingabe/Ausgabe- Terminal 38 kann auch benutzt werden, um die Information von Kalibrierungsdaten, die sich auf die spezielle Tufting-Maschine 10 beziehen, einzugeben. Das Terminal 38 kann auch verwendet werden, um Fehlersignale zum Überwachen und Korrigieren oder Produktionsstatistiken für eine spezielle Maschine 10 anzuzeigen.

Fig. 6 erläutert graphisch den in dem auf einem Mikroprozessor basierenden Regelgerät 43 benutzten Algorithmus zum Regeln der transversalen Verschiebebewegung des Nadelbarren-Antriebs 42.

Wenn die Maschine 10 in Betrieb ist, erhält das auf einem Mikroprozessor basierende Regelgerät 43 kontinuierlich Kodierersignale mit einer Rate von 1000 pro Umdrehung, wie auf der X-Achse des in Fig. 6 gezeigten Schaubilds veranschaulicht. Die Kodierersignale werden gelesen, von dem Regelgerät 43 dekodiert und von dem Regelgerät 43 verwendet, um das im Schaubild der Fig. 6 gezeigte rampenförmige Befehlssignal zu berechnen.

Der in das Regelgerät 43 eingebaute Algorithmus definiert eine Beziehung zwischen den Kodierer-Zähleinheiten auf der X-Achse und bestimmten Positions-Befehlssignalen auf der Y-Achse entsprechend gewünschten transversalen Lagen der Nadelbarre 18, wie in den Schaubildern der Fig. 6, 7 und 8 veranschaulicht. Der Kodierer 34 ist so eingestellt, daß nach einer vorherbestimmten Zahl von Kodierer-Zähleinheiten die Nadeln 20 von der Nadelbarre 18 in eine Lage gehoben worden sind, in der die Nadelspitzen gerade das Grundgewebe 22 verlassen haben; der Wert 86 dafür beträgt beispielsweise 340 Zähleinheiten. Wenn der Kodierer 34 fortfährt zu zählen und einen Wert 87 von beispielsweise 590 Zähleinheiten erreicht, wie im Schaubild der Fig. 6 veranschaulicht, dringen die sich nach unten bewegenden Nadeln 20 gerade in das Grundgewebe 22 ein.

Die horizontale Linie 88 repräsentiert den konstanten Wert des digitalen Positions-Befehlssignals, wenn sich die Nadelbarre 18 in einer transversalen stationären Position 1 befindet, in der sich die Nadelbarre 1 nicht verschiebt, und wenn sie vorzugsweise in ihrer normalen zentralen Position ist. Weiterhin entspricht die Länge der horizontalen Linie 88 einer Anzahl von Kodierer-Zähleinheiten während des Stichzyklus, wenn die Nadeln 20 das Grundgewebe 22 durchdringen und kein Antriebssignal für das Servoventil 52 erzeugt wird.

Die horizontale Linie 89 repräsentiert einen anderen konstanten Wert des digitalen Positions-Befehlssignals, wenn die Nadelbarre 18 sich in einer anderen transversalen stationären Position 2 befindet, in der sich die Nadelbarre 18 nicht verschiebt, aber gegenüber der Position 1 um eine Nadelfeinheit transversal verschoben ist. Weiterhin entspricht die Länge der horizontalen Linie 89 einer Anzahl von Kodierer-Zähleinheiten während des Stichzyklus, wenn die Nadeln 20 das Grundgewebe 22 durchdringen und kein Antriebssignal für das Servoventil 52 erzeugt wird.

Eine linear ansteigende Rampenlinie 90 verbindet die beiden horizontalen Positionslinien 88 und 89, und zwar vorzugsweise an den den Kodierer-Zähleinheiten 91 und 92 entsprechenden Punkten, wobei eine Steigung von weniger als 90° definiert wird. Die ansteigende Rampenlinie 90 entspricht einer Anzahl oder Spanne von Kodierer-Zähleinheiten während des Stichzyklus, bei denen ein Befehlssignal erzeugt wird, das nach einem Vergleich mit einem aktuellen Rückkopplungssignal von dem Rückkopplungswandler 54 ein Antriebssignal erzeugt, das den Antrieb veranlaßt, die Nadelbarre 18 von einer transversalen Position 1 in eine transversale Position 2 zu verschieben. Die Differenz zwischen der anfänglichen Kodierer-Zähleinheit 91 der Rampe 90, die später als Zähleinheit "für frühe Verschiebung" bezeichnet wird, und der abschließenden Kodierer-Zähleinheit 92 der Rampe 90 wird mit "Positionierfenster" (PW) bezeichnet, siehe Fig. 6.

Die Differenz zwischen der Kodierer-Zähleinheit 86 ("Herausgezogen") und der Kodierer-Zähleinheit 87 ("Hineinstecken") wird als "Verschiebefenster" (SW) bezeichnet und stellt die Anzahl der Kodierer-Zähleinheiten oder des Drehwinkels der Hauptwelle 11 dar, während denen die Nadeln 20 gehoben sind und das Grundgewebe 22 nicht duchdringen und während denen die Nadelbarre 18 in beiden Richtungen transversal verschoben werden kann.

Wie weiterhin in Fig. 6 gezeigt, wird die Kodierer-Zähleinheit 91 ("für frühe Verschiebung") auf der X-Achse durch einen Wert wie z. B. 310 Kodierer-Zähleinheiten dargestellt, der geringfügig vor der Kodierer-Zähleinheit 86 ("Herausgezogen") liegt, welche durch einen Wert wie 340 Zähleinheiten repräsentiert ist. Wenn der Kodierer 34 bis zu der Zähleinheit 91 ("für frühe Verschiebung") zählt, wird das resultierende Signal von der Signal-Verarbeitungseinheit 66 verarbeitet und zu der CPU 68 übertragen, um die in Fig. 6 durch die Rampenlinie 90 dargestellten Positions-Befehlssignale zu erzeugen, bis die Kodierer-Zähleinheit 92 erreicht ist und das durch die horizontale Linie 89 dargestellte konstante Befehlssignal erzeugt wird, um das Servoventil 52 abzuregen.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Kodierer-Zähleinheit 92 mit einem Wert von z. B. 540 Zähleinheiten eine vorherbestimmte Anzahl von Zähleinheiten vor der Kodierer-Zähleinheit 87 ("Hineinstecken") mit einem Wert von beispielsweise 590 Zähleinheiten auftritt, um ein Polsterintervall 93 festzulegen, das in diesem Beispiel einen Wert von 50 Kodierer-Zähleinheiten hat.

Wegen der beträchtlichen Geschwindigkeit der Hauptwelle 11 der Tufting-Maschine 10 von beispielsweise 1250 Umdrehungen pro Minute und wegen der Trägheit der Maschinenteile, wie beispielsweise des Servoventils 52 und der sich transversal bewegenden Teile der Maschine einschließlich der Nadelbarre 18 und der Antriebsstange 45, sind die Zähleinheit 91 ("für frühe Verschiebung") und das Polsterintervall 93 in dem Algorithmus des Mikroprozessor-Regelgerätes 43 vorgesehen.

So startet das bei der Zähleinheit 91 ("für frühe Verschiebung") geringfügig vor der Kodierer-Zähleinheit 86 ("Herausgezogen") erzeugte anfängliche Positions-Befehlssignal die Folge der digitalen Operationen in dem Regelgerät 43, die danach mit dem Verschieben der Antriebsstange 45 beginnt, nachdem die Trägheit der sich transversal bewegenden Maschinenteile überwunden worden ist, wie in Fig. 6 erläutert. So haben sich zu dem Zeitpunkt, wenn die Antriebsstange 45 und die Nadelbarre 18 tatsächlich ihre transversale Verschiebebewegung am Anfang des Verschiebefensters (Fig. 6) beginnen, die Nadeln 20 aus dem Grundgewebe 22 beim oder kurz nach der Kodierer-Zähleinheit 86 erhoben.

Wegen der Trägheit der sich transversal bewegenden Maschinenteile einschließlich der Nadelbarre 18 und der Antriebsstange 45 wird das Positions-Befehlssignal auch bei der Kodierer-Zähleinheit 92 beendet, um den sich transversal bewegenden Maschinenteilen ein Rollen im Leerlauf oder ein Verzögern zu erlauben, bevor sie sich vor dem Einführen der sich nach unten bewegenden Nadeln 20 in das Grundgewebe 22 zur oder kurz vor der Kodierer-Zähleinheit 87 anhalten.

Obwohl die Erzeugung der Positions-Befehlssignale bei der Zähleinheit 91 ("für frühe Verschiebung") und für das Verschiebefenster (SW) von der Winkelstellung der Hauptwelle 11 oder der Anzahl der Kodierer-Zähleinheiten abhängen, ist das Polsterintervall 93 nur zeitabhängig. In anderen Worten, die Werte der Kodierer-Zähleinheiten im Schaubild der Fig. 6 bleiben unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Hauptantriebswelle 11 gleich, außer der Länge des Polsterintervalls 93. Obwohl die Positions-Befehlssignale für die Positionen 1 und 2 dieselben bleiben, ändert sich die Steigung der Rampe 90 mit der Länge des Polsterintervalls 93. Wenn das Polsterintervall 93 anwächst, wird die Steigung der Rampe 90 ebenso wachsen. Da das Polsterintervall 93 zeitabhängig ist, bleibt die Länge des Polsterintervalls 93 nur solange konstant, wie die Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle 11 konstant ist. Wenn die Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle 11 niedrig ist, z. B. 200 Umdrehungen pro Minute beträgt, ist das Polsterintervall 93 wesentlich kürzer, d. h. die Differenz zwischen den Kodierer-Zähleinheiten 92 und 87 ist geringer, weil es nicht notwendig ist, bei geringen Betriebsgeschwindigkeiten der Maschine ein großes Polster zu schaffen. Weiterhin nimmt die Steigung der Rampe 90 ab. Andererseits wird bei wesentlich höheren Geschwindigkeiten die Länge des Polsterintervalls 93, d. h. die Anzahl der Kodierer-Zähleinheiten proportional zur Maschinengeschwindigkeit oder zur Geschwindigkeit der Hauptwelle 11 anwachsen, während sich die Steigung des Rampenbefehls erhöht.

Die folgenden Definitionen und Beziehungen sind in dem in das Mikroprozessor-Kontrollgerät 43 programmierten Algorithmus enthalten.

Element
Einheit
Positionierfenster (PW)
Kodierer-Zähleinheiten
Zähleinheit 87 (IB) ("Hineinstecken")	Kodierer-Zähleinheiten
Zähleinheit 86 (OB) ("Herausgezogen")	Kodierer-Zähleinheiten
Maschinengeschwindigkeit (V)	Kodierer-Zähleinheiten/Millisekunde
Nächste Position (NP) (z. B. Position 2)	Positions-Befehlseinheiten (Y-Achse)
Vorhergehende Position (PP) (z. B. Position 1)	Positions-Befehlseinheiten (Y-Achse)
Rampenbefehl (RC)	Positions-Befehlseinheiten (Y-Achse)
DELTA-Kodiererposition (DELTA EP)	Kodierer-Zähleinheiten
Rampensteigung (RS)	Positions-Befehlseinheiten/Kodierer-Zähleinheit
Polsterintervall (CI)	Millisekunden
Aktuelle Kodiererposition (CEP)	Kodierer-Zähleinheiten
Zähleinheit "für frühe Verschiebung" (ES)	Kodierer-Zähleinheiten

Berechnungen:
Positionsfenster: (PW) = [IB - ES] - [V × CI]
Rampensteigung: (RS) = (NP - PP)/PW

Die obigen Berechnungen werden von dem Mikroprozessor-Regelgerät 43 einmal für jede Umdrehung der Hauptwelle 11 durchgeführt, und zwar vor der Zähleinheit "für frühe Verschiebung" (ES).

Bei jedem Aktualisieren des Regelgerätes 43, d. h. 2000mal pro Sekunde, und unabhängig von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Hauptwelle oder der Maschinengeschwindigkeit (V) werden die folgenden Gleichungen berechnet:

DELTA-Kodiererposition: DELTA EP = CEP - ES

Rampenbefehl: RC = PP + (DELTA EP × RS).

Der die obigen Beziehungen beinhaltende Algorithmus ist in Software programmiert und befindet sich in dem System-ROM oder PROM 71. Die aktuellen Positionsbefehle oder die Musterinformation sind in PROMs gespeichert, wie in dem einsteckbaren PROM oder der Schnittstelle 84 (Fig. 5), ähnlich zu dem in der US-PS 41 73 192 beschriebenen PROM, oder sie werden als Daten durch das Eingabe/Ausgabe-Terminal 38 eingegeben.

Zu Fig. 6 sei bemerkt, daß das Intervall zwischen den Positions-Befehlssignalen für die Positionen 1 und 2 mit der Nadelfeinheit in Einklang stehen muß, weil die Nadelbarre 18 präzise in einer transversalen Position angehalten werden muß, so daß jede Nadel 20 mit ihrem entsprechenden Greifer oder Haken 27 und/oder Messer 28 zusammenwirken kann (Fig. 2).

Fig. 7 ist ein Schaubild ähnlich Fig. 6, aber es erläutert graphisch die Beziehungen zwischen den Positions- Befehlssignalen und den Kodierer-Zähleinheiten für die umgekehrte Bewegung des Antriebs 42 und der Nadelbarre 18, das heißt, wenn die Nadelbarre 18 von Position 2 zurück zur Position 1 bewegt wird. Der lineare Rampenbefehl 95 ist das umgekehrte oder Spiegelbild des Rampenbefehls 90 aus Fig. 6. Hier tritt wiederum die Zähleinheit 91 "für frühe Verschiebung" vor der Kodierer-Zähleinheit 86 ("Herausgezogen") auf, und die Beendigung des Befehlssignals am Ende des Positionsfensters bei der Kodierer-Zähleinheit 92 findet ebenso vor der Kodierer-Zähleinheit 87 ("Hineinstecken") statt, um vor der Kodierer-Zähleinheit 87 ("Hineinstecken") das Polsterintervall 93 zu schaffen.

Fig. 8 ist eine graphische Veranschaulichung der Beziehungen zwischen den Positions-Befehlssignalen und den Kodierer-Zähleinheiten, die für jede Umdrehung der Hauptantriebswelle 11 dazu benutzt werden, um die Nadelbarre von Position 1 in Position 3 zu verschieben, ähnlich zu Fig. 6. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß die Differenzen der kritischen Kodierer-Zähleinheiten 91, 86, 92 und 87 mit denen in Fig. 6 übereinstimmen, da die Nadeln 20 während derselben Winkel­ intervalle jeder Umdrehung der Hauptwelle 11 aus dem Grundgewebe 22 gehoben werden und in das Grundgewebe 22 eindringen, während die Nadelbarre 18 zweimal soweit verschoben werden muß, d. h. über ein Intervall von zwei Nadelfeinheiten. Die Positions-Befehlssignale für Position 1 werden durch die horizontale Linie 88 dargestellt, während die Positions- Befehlssignale für die Position 3 durch die horizontale Linie 98 repräsentiert sind. Die Rampen-Befehlssignale sind durch die steil ansteigende Linie 99 dargestellt.

Fig. 9 ist ein Schaubild des Positions-Befehlssignals und der Kodiererintervalle für jede Umdrehung der Nadelbarre, wie in der früheren elektrohydraulischen Nadelbarren-Positionier­ vorrichtung gemäß US-PS 41 73 192 benutzt.

In Fig. 9 sind die Befehlssignal-Darstellungen der Positionen 1 und 2 entsprechend den transversalen Positionen der Nadelbarre dieselben wie die in Fig. 6 gezeigten. Da es jedoch bei der in der US-PS 41 73 192 beschriebenen Vorrichtung nur ein Eingabekodierersignal pro Umdrehung der Hauptantriebswelle gab, wurde das Positions-Befehlssignal momentan erzeugt, wodurch der hydraulische Antrieb zum Bewegen mit maximaler Geschwindigkeit während des "Verschiebe­ fensters" veranlaßt wurde, unabhängig von der Geschwindigkeit der Hauptwelle 11 der Tufting-Maschine.

Demgemäß verursachte eine solche Betriebsweise wegen des abrupten Abbremsens und Startens und wegen der abrupten Änderungen in der Bewegungsrichtung des Antriebes und der Nadelbarre 18 unangemessen hohe Stoßlasten auf die Maschine. Folglich begrenzten solche abrupten Signale und Bewegungswechsel der Maschinenteile die Lebensdauer der Maschine und verursachten beträchtlichen Lärm beim Betrieb der Tufting- Maschine.

Wie in Fig. 9 gezeigt, beträgt die Steigung der Rampenlinie 190 90° und bewirkt daher ein unendliches Geschwindigkeits- Befehlssignal.

Die obige Beschreibung der Einheiten und Beziehungen und ihre graphischen Repräsentationen in den Fig. 6 bis 8 sowie auch die übrige Beschreibung der Erfindung und die Offenbarungen der früheren US-PS 41 73 192 sind ausreichend, jemanden, der im Umgang mit digitalen Computern geschult ist und spezifische Kenntnisse von Mikroprozessoren und ihrem Programmieren hat, in die Lage zu versetzen, die oben beschriebene Vorrichtung nachzubauen.

Während die Maschine 10 in Betrieb ist, erzeugt die Drehbewegung der Hauptwelle 11 sequentielle Kodierersignale in gleichförmigen Intervallen, wie z. B. 1000 solcher Kodierersignale pro Wellenumdrehung. Diese Kodierersignale werden in dem Mikroprozessor-Regelgerät 43 empfangen, dekodiert und gelesen. Wenn die auf die Zähleinheit 91 folgenden Kodierer-Zähleinheiten in das System eingegeben werden, werden digitale rampenförmige Positions-Befehlssignale entsprechend den durch die ansteigende lineare Rampe 90 definierten Werten erzeugt. Die Positions-Befehlssignale werden dann mit den aktuellen Rückkopplungssignalen vom Rückkopplungswandler 54 verglichen, die der aktuellen Position der Antriebsstange 45 entsprechen; dies erfolgt auf eine in der Informatik wohl bekannte Weise, um ein digitales Antriebssignal zu erzeugen. Das Antriebssignal wird dann mit einem konstanten Wert multipliziert, wie durch die folgende Gleichung erläutert:

Digitales Antriebssignal (D) =
K × [digitales Positions-Befehlssignal (C) - digitales Rückkopplungssignal (F)],

wobei K eine Konstante ist. Das bearbeitete digitale Antriebssignal (D) wird dann mit maximalen Grenzpegeln verglichen und durch den Digital/Analog-Wandler 80 geleitet, um das digitale Antriebssignal in ein analoges Antriebssignal umzuwandeln. Das analoge Antriebssignal wird dann in dem Antriebsschaltkreis 81 verstärkt und auf das Servoventil 52 übertragen, um unmittelbar das Ventil 52 anzusprechen, damit der Fluß der hydraulischen Flüssigkeit auf eine Seite des Kolbens 42 durchgelassen wird, um die Antriebsstange 45 in einer Richtung, die von den in den Fig. 6, 7 oder 8 dargestellten Werten vorgegeben ist, zur gewünschten nächsten transversalen Position der Nadelbarre 18 anzutreiben. Die Anfangs- und Endteile der Bewegung der Antriebsstange 45 sind langsam. Der größere, dazwischenliegende Teil der Antriebsstangen­ bewegung ist jedoch für den linearen Lauf bei kleinen Geschwindigkeiten, z. B. 350 Umdrehungen pro Minute, im wesentlichen gleichmäßig und erzeugt einen glatten Übergang für die Nadelbarre 18 mit einem Minimum an Lärm und Verschleiß für den Antrieb und die Maschinenteile. Bei höheren Geschwindigkeiten, z. B. 1250 Umdrehungen pro Minute, steigt die Antriebssignalspannung bis etwa zur Mitte des Laufs der Nadelbarre allmählich an und nimmt dann wegen der Trägheit der sich bewegenden Maschinenbauteile allmählich ab.

Wenn der Kodierer 34 in den Kodierer-Zähleinheit-Intervallen zwischen Null und der Zähleinheit 91 "für frühe Verschiebung" (Position 1) oder zwischen der abschließenden Zähleinheit 92 und 1000 (Position 2) zählt, wird dasselbe konstante Befehlssignal entsprechend Position 1 oder Position 2 erzeugt. Ein solches konstantes Befehlssignal wird mit einem gleichen konstanten Rückkopplungssignal des Wandlers 54 verglichen, um ein Antriebssignal von Null zu erzeugen, so daß die Nadelbarre 18 in ihrer entsprechenden transversalen Position 1 oder 2 verbleibt.

Wenn jedoch die Kodierer-Zähleinheiten in dem "Positionierfenster"- Intervall liegen, steigen die Positions-Befehlssignale oder die Rampenbefehle linear an (in den Fig. 6 und 8). Diese positiven Befehlssignale werden dann mit Rückkopplungs­ signalen verglichen, die sich mit den transversalen Positionen der Antriebsstange 45 ändern, aber kleiner sind als die entsprechenden Positions-Befehlssignale, um Ausgangssignale zu erzeugen, was nach Multiplikation mit der Konstanten K ein Antriebssignal ergibt, das schließlich die Antriebsstange 45 und die Nadelbarre 18 veranlaßt, sich transversal zwischen den vorprogrammierten Positionen 1-2 (Fig. 6), 2-1 (Fig. 7), 1-3 (Fig. 8) und anderen durch die in das PROM 71 und die Schnittstelle 84 programmierte Musterinformation bestimmten Positionen zu verschieben.

Das Mikroprozessor-Regelgerät 43 kann dazu betrieben werden, Signale entsprechend der Maschinengeschwindigkeit zum Betätigen des Garnvorschub-Kupplungssystems 40 zu erzeugen. Zur geeigneten Zeit werden die Kupplungen 100 von den Garnvorschubwellen 101 ausgekuppelt, um einen Durchhang in dem zu den Nadeln 20 geführten Garn 25 zu erzeugen, wenn sich die Nadelbarre 18 transversal bewegt. Die Vorrichtung kann ohne das Garnzuführungs-Kupplungssystem 40 verwendet werden; in diesem Fall wird das von den sich transversal bewegenden Nadeln zusätzlich benötigte Garn auf wohlbekannte Art durch Zurückziehen von den zuvor gebildeten Schleifen erhalten.

Wenn es gewünscht ist, das im Grundgewebe 22 gebildete Garnmuster durch Ändern der transversalen Bewegungen der Nadelbarre 18 zu verändern, kann die unterschiedliche Information für das Muster in das ROM oder PROM 71 durch Einsetzen anderer einsteckbarer PROMS mit unterschiedlicher, permanent dort eingeschlossener Information für Muster in die Speicherschnittstelle 84 eingegeben werden, wie in der früheren US-PS 41 73 192 gezeigt, oder eine solche Information kann über das Eingabe/Ausgabe-Terminal 38 eingegeben werden.

Claims (13)

1. In einer Tufting-Maschine mit einer Halterung für das Grundgewebe, Einrichtungen zum längsweise Vorschieben von Grundgewebe durch die Maschine, einer Nadelbarre, die eine Vielzahl von Nadeln transversal zur Maschine trägt, Garnvorratseinrichtungen zum Beschicken der Nadeln mit Garn und Einrichtungen zum Hin- und Herbewegen der Nadelbarre mit einer vorherbestimmten Nadelstichrate, um die Nadeln in das Grundgewebe auf der Grundgewebehalterung zu führen und daraus herauszuziehen, eine Positioniervorrichtung zum transversalen Verschieben der Nadelpositionen relativ zum Grundgewebe, gekennzeichnet durch:

• (a) einen hin- und herbewegbaren, hydraulisch angetriebenen Antrieb zum transversalen Verschieben einer Nadelbarre in verschiedene Nadelpositionen,
• (b) eine unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeits- Versorgungseinrichtung für den Antrieb,
• (c) Servoventileinrichtungen zum Steuern des Flusses der Hydraulikflüssigkeit zu dem Antrieb,
• (d) Computerregeleinrichtungen einschließlich eines Computerprozessors und eines Signalprozessors mit Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen,
• (e) wobei der Computerprozessor programmierte digitale Informationen über Muster aufweist, die einem Stichmuster entsprechen, das die relative transversale Position der Nadelbarre für jede longitudinale Nadelstichposition vorherbestimmt,
• (f) Stichkodierereinrichtungen, die mit den Eingabe­ einrichtungen zum Erzeugen einer Vielzahl von Kodierer-Zähleinheiten für jeden Nadelstichzyklus in dem Computerprozessor in Verbindung stehen,
• (g) Einrichtungen in dem Computerprozessor, die die programmierte Information benutzen, um eine Vielzahl von den Kodierer-Zähleinheiten entsprechenden Positions-Befehlssignalen zu erzeugen, wobei jedes Positions-Befehlssignal einer transversalen Position des Antriebs entspricht,
• (h) Einrichtungen in dem Computerprozessor, die die programmierte Information benutzen, um zu bewirken, daß sich das Positions-Befehlssignal während eines vorherbestimmten Positionsfenster- Kodierer-Zähleinheitintervalls linear mit den Kodierer-Zähleinheiten ändert,
• (i) elektrische Rückkopplungseinrichtungen, die auf die aktuelle Position des Antriebs ansprechen und entsprechende Rückkopplungssignale erzeugen,
• (j) Einrichtungen in dem Computerprozessor zum Vergleichen eines jeden Positions-Befehlssignals mit einem entsprechenden Rückkopplungssignal, um ein entsprechendes Antriebssignal zu erzeugen,
• (k) Einrichtungen zum Übertragen eines jeden Antriebssignals auf die Servoventileinrichtungen, um den Fluß der Hydraulikflüssigkeit zu dem Antrieb zu steuern, um die Nadelbarre in einer jedem entsprechenden Antriebssignal entsprechenden transversalen Position zu positionieren, und
• (l) Zeitgebereinrichtungen, die auf die Kodierer- Zähleinheiten ansprechen und dem Antrieb ein transversales Verschieben nur dann erlauben, wenn sich die Nadeln in der Nadelbarre oberhalb des Grundgewebes befinden.

2. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgebereinrichtungen ein Kodierer- Zähleinheitintervall für ein Verschiebefenster aufweisen, und zwar zwischen einer "Herausgezogen"-Kodierer-Zähleinheit entsprechend einer vertikalen Nadelbarrenposition, bei der die Nadeln sich aus dem Grundgewebe erheben, und einer "Hineinstecken"-Kodierer-Zähleinheit entsprechend einer vertikalen Nadelbarrenposition, bei der die Nadeln beginnen, das Grundgewebe zu durchdringen, wobei die Zeitgebereinrichtungen dieses Kodierer-Zähleinheitintervall für jeden Nadelstichzyklus aufweisen und wobei der Antrieb die Nadelbarre nur innerhalb des Kodierer- Zähleinheitintervalls für das Verschiebefenster transversal verschiebt.

3. Positioniervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anfängliche Kodierer-Zähleinheit des Positionierfensterintervalls ein Zähleinheitsignal "für frühe Verschiebung" ist, das vor der "Herausgezogen"-Kodierer- Zähleinheit auftritt, um mit einer Änderung in dem Positions-Befehlssignal zu beginnen und zu Beginn ein Antriebssignal zu erzeugen.

4. Positioniervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierte Information weiterhin ein Kodierer-Zähleinheitintervall für ein Polster aufweist, und zwar zwischen der abschließenden Zähleinheit des Positionierfensterintervalls und der "Hineinstecken"- Kodierer-Zähleinheit, um ein konstantes Positions- Befehlssignal zu erzeugen und das Antriebssignal vor dem Eindringen der Nadeln in das Grundgewebe zu beenden.

5. Positioniervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Polsterintervalls direkt proportional zur Nadelstichrate ist.

6. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungseinrichtungen aufweisen: einen Rückkopplungswandler, der betriebsmäßig mit dem Antrieb verbunden ist, zum Erzeugen von der aktuellen Position des Antriebs entsprechenden Rückkopplungssignalen, Analog/Digital-Wandlereinrichtungen, die den Wandler an den Computerprozessor verbinden, wobei die Rückkopplungssignale in entsprechende digitale Rückkopplungsinformationen gewandelt werden, wobei die Positions-Befehlssignale digitale Befehlsinformation aufweisen, Einrichtungen zum Vergleichen der digitalen Befehlsinformation mit den digitalen Rückkopplungsinformationen, um digitale Information über den Ausgabefehler zu erzeugen, und Digital/Analog-Wandlereinrichtungen, die die digitale Information zum Fehlersignal in ein analoges Antriebssignal umwandeln.

7. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Hin- und Herbewegen der Nadelbarre eine drehbare Nadelwelle aufweist, wobei die Kodierersensoreinrichtungen eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von elektrischen Eingabesignalen für jede Umdrehung der Nadelwelle aufweisen.

8. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eine linear bewegbare Antriebsstange und einen hydraulisch angetriebenen Kolben zum Bewegen der Stange aufweist, wobei die Ventileinrichtungen eine Einrichtung zum auswählbaren Führen des Flusses der Hydraulikflüssigkeit auf die entgegengesetzten Seiten des Kolbens aufweisen.

9. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den an den äußersten Stellen des Positionierfensterintervalls erzeugten Positions-Befehlssignalen in Einklang mit der Nadelfeinheit der Nadeln oder Vielfachen der Nadelfeinheit steht.

10. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Computerprozessor programmierte Information die folgende Gleichung aufweist: PW = [IB - ES] - [V × CI];wobei PW = Positionierfensterintervall in Kodierer- Zähleinheiten,
IB = "Hineinstecken"-Kodierer-Zähleinheit,
ES = Zähleinheit "für frühe Verschiebung" in Kodierer-Zähleinheiten,
V = Maschinengeschwindigkeit oder Geschwindigkeit der Hauptdrehwelle in Kodierer-Zähleinheiten pro Millisekunde und
CI = Polsterintervall in Millisekunden.

11. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Computerprozessor programmierte Information die folgende Gleichung aufweist: RS = (NP - PP)/PW,wobei RS = Rampensteigung in Positions-Befehlseinheiten pro Kodierer-Zähleinheit,
NP = nächste Position des hydraulischen Antriebs in Positions-Befehlseinheiten,
PP = vorhergehende Position des hydraulischen Antriebs in Positions-Befehlseinheiten und
PW = Positionierfenster in Kodierer-Zähleinheiten.

12. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Computerprozessor programmierte Information die folgende Gleichung aufweist: Delta EP = CEP - ES,wobei Delta EP = Delta (oder Änderung in) der Kodiererposition in Kodierer-Zähleinheiten,
CEP = aktuelle Kodiererposition in Kodierer-Zähleinheiten und
ES = Zähleinheit "für frühe Verschiebung" in Kodierer-Zähleinheiten.

13. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Computerprozessor programmierte Information die folgende Gleichung aufweist: RC = PP + (Delta EP × RS),wobei RC = Rampenbefehl in Positions-Befehlseinheiten,
PP = vorhergehende Position in Positions-Befehlseinheiten,
Delta EP = Delta (Änderung in der) Kodiererposition in Kodierer-Zähleinheiten und
RS = Rampensteigung in Positions-Befehlseinheiten pro Kodierer-Zähleinheit.