DE4311531C2

DE4311531C2 - Verfahren zum Steuern eines Nähautomaten

Info

Publication number: DE4311531C2
Application number: DE4311531A
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Nishizawa; Tomonori Abe; Iwao Yamane; Satoru Yamada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1993-04-07
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: US5566632A; DE4311531A1; JPH05285281A; JP2833728B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Nähautomaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei welcher eine Einheit mit X-Y-Antrieb, die das Nähgut festhält, zur Bildung von Säumen entsprechend zuvor gespeicherten Nähmuster daten angetrieben wird.

Die DE 32 13 277 C2 beschreibt einen Nähautomaten, welcher u. a. einen Werkstückhalter aufweist, welcher in X- und Y-Richtung mittels Schrittmotoren bewegbar ist. Des weiteren ist dort eine Nähmaschinensteuervorrichtung vorgesehen, die einen Mikrocomputer nebst zugehörigem Speicher aufweist, in dem Nähmusterdaten für die Steuerung der Schrittmotoren des Werkstückhalters gespeichert sind. Mit der in dieser Druckschrift beschriebenen Lehre wird die Aufgabe gelöst, die Synchronität zwischen der Nähnadelbewegung und der Werkstückhalterbewegung unter allen Umständen einzuhalten, nämlich auch dann, wenn sich die Vorschubwerte für den Werkstückhalter in X- und Y-Achsenrichtung voneinander unterscheiden. Zur Lösung der Aufgabe ist es erforderlich, daß im Speicher des Mikrocomputers Datenpaare abgelegt sind, die eine feste Beziehung zwischen einer Folge von Impulszahlen für die Werkstückhaltergeschwindigkeit und die zugehörigen Geschwindigkeitsmaximalwerte der Nadelbewegung beinhalten. Daraus wird für jede Impulszahl der zugehörige, maximale Geschwindigkeitswert bestimmbar. Mittels Berechnung wird nun ermittelt, ob der Impulszahlenwert der Geschwindigkeit in X-Richtung größer oder kleiner als der Impulszahlenwert der Geschwindigkeit in Y-Richtung ist. In dem Falle, wenn aus den Impulsdatenwerten, respektive der zugehörigen Nähgeschwindig keit eine vorgegebene Grenzwertcharakteristik überschritten wird, werden für die betreffenden Nähgeschwindigkeitswerte geringere Vorgabegrößen ausgewählt. Im Falle des Unter schreitens der Grenzwertcharakteristik wird die nächsthöhere Impulszahl und damit eine höhere Geschwindigkeit selektiert. Es werden dabei nacheinander und schrittweise wechselseitige Vergleichs- und Prüfoperationen durchgeführt, um die X-Achsen richtungs- und die Y-Achsenrichtungsgeschwindigkeiten auf annähernd gleichem Wert zu halten. Hierdurch soll die Gefahr des Außertrittgeratens des Nähautomaten verringert werden. Dadurch, daß gemäß der Lehre dieser Druckschrift der jeweils größere der Impulszahlenwerte in X-Richtung oder in Y-Richtung bei der Bestimmung des tatsächlichen Impulsdatenwerts herange zogen wird, wird zwar sichergestellt, daß die Bewegungsge schwindigkeit unterhalb der Grenzgeschwindigkeit liegt, jedoch ist dies mit einer Verringerung der Produktivität des Näh automaten selbst verbunden.

Die DE 30 22 904 C3 beschreibt eine Antriebssteuerung an einer automatischen Stickmaschine, bei der ein von einer Bandlese einheit eingelesenes Stickprogramm abgearbeitet wird. Zur Vermeidung ruckartiger Bewegungen des Stickguthalters bei jedem Stich der Sticknadel wird sein Antrieb durch Impulse gesteuert, die während der Periode eines Nadelhubs derart verteilt sind, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Stickguthalters auf Null kurz vor dem Einstich der Nadeln in das Stickgut bis kurz nach dem Wiederaustreten der Nadeln aus dem Stickgut reduziert wird, um sie dann wieder durch ein Maximum laufen zu lassen, bis der nächste Stich folgt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Stich. Diese Steuerimpulse werden von einem Impulsgenerator erzeugt, der auf einer an die Antriebswelle der Nadeln gekoppelten Welle angeordnet ist. Der Impulsgenerator weist eine Anzahl von kreisförmigen Scheiben mit Schlitzen auf, die hintereinander auf der Welle angeordnet sind, wobei die Schlitze an Optokopplern vorbeigeführt werden und dadurch Impulse erzeugt werden. Die Zahl der Optokoppler entspricht der Zahl der Unterbrecherscheiben und wird von der Bitanzahl des binären Steuercodes der Steuerdaten für den Antriebs des Stickguthalters bestimmt. Die Zahl der Schlitze entspricht den Stellenwerten der Bits, d. h. 2ⁿ, und sind so auf der Unter brecherscheibe verteilt, daß der erste Schlitz den Optokoppler durchläuft, kurz nachdem die Nadel das Stickgut verlassen und der letzte Schlitz, kurz bevor die Nadel wieder in das Stickgut einsticht. Weiter haben die Schlitze zueinander unterschied liche Abstände. Die auf diese Weise entstehenden ungleichmäßig verteilten Steuersignale bewirken die vorstehend beschriebene Änderung der Geschwindigkeit der Bewegung des Stickguthalters. Diese Geschwindigkeitssteuerung ist stark an das Programm und an die Drehzahl der Antriebswelle für den Nadelhub gebunden, unabhängig davon, ob nach jedem Stich die Stichparameter sich ändern oder ob eine Vielzahl von Stichen hintereinander mit gleichen Parametern abgearbeitet werden.

Die DE 26 60 532 C2 beschreibt ein Verfahren zum Erzeugen der Antriebsimpulse der Schrittmotoren einer automatischen Näh maschine. Hierbei werden die Antriebsimpulse von einer kontinuierlichen Impulsfolge fester Frequenzen erzeugt. Mittels einer aufwendigen Zählerkaskade erfolgt dann das "Abzählen" von einzelnen Impulsen, um eine gewünschte Anzahl von Antriebs impulsen zur Realisierung unterschiedlicher Geschwindigkeiten zu erzeugen.

Zum Durchlaufen der Zählerkaskade ist jedoch Zeit erforderlich, die entweder zu Lasten der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit beim Antreiben der Nähmaschine geht, oder die zu einem ungleichmäßigen Betrieb aufgrund unterschiedlicher Zählergebnisse in X- und Y-Antriebsrichtung zu gleichen Zeitpunkten führt.

Fig. 25 der beiliegenden Zeichnungen ist eine perspektivische Ansicht einer vollständigen Darstellung eines herkömmlichen Nähautomaten. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Maschinentisch; 2 ist eine Nadelstange; 3 ist ein Gegengewicht; 4 ist ein Antriebsmotor; 5 eine Nähmaschinenmechanik zur Umsetzung der Drehbewegung des Antriebsmotors in die vertikale Bewegung der Nadelstange 2 bzw. in die Schwingbewegung des Gegengewichts 3; und 6 bezeichnet einen Sensor, der auf einem Ende einer (nicht dargestellten) Hauptwelle der Nähmaschinenme chanik 5 angeordnet ist und synchron zur Drehung der Nähma schine ein Signal erzeugt. Der Sensor 6 gibt ein Synchroni siersignal aus, z. B. ein Signal zur Angabe, daß die Nadel sich in unterer Stellung befindet, synchron zu jeder Umdre hung der Nähmaschine, und gibt Impulssignale (die nachstehend als "PG" bezeichnet werden) in einer Anzahl aus, die pro Um drehung bzw. Umlauf der Nähmaschine festgelegt ist. Das Be zugszeichen 7 gibt dabei eine Nähguthalteeinheit zum Anpressen und Festhalten eines zu nähenden Gegenstands an; 8 einen Schieber; 9 eine Zweiachsen-Antriebsmechanik zur Bewegung der Nähguthalteeinheit 7 auf dem Schieber 8 in zwei Richtungen entsprechend einem vorgegebenen Musterverlauf; die Bezugszeichen 10 und 11 bezeichnen Ursprungssensoren zur Erfassung des jewei ligen mechanischen Ursprungs der beiden Achsen, die in der Zweiachsen-Antriebsmechanik 9 vorgesehen sind; und mit 12 ist eine Steuereinheit angegeben, die allgemein den Betrieb aller vorstehend beschriebenen Maschinenteile steuert.

Auf der Steuereinheit 12 befinden sich Leistungsschalter 13 und eine Magnetspeicher-Schreibeinrichtung 14 (nachstehend als "FDD" bezeichnet), die eine (nicht dargestellte und nach stehend als "FD" bezeichnete) Diskette beschreibt und aus dieser ausliest. An den Diskettenantrieb 14 (FDD) angeschlos sen sind eine Konsole 15 zum Einstellen eines Nähmusters, der Nähgeschwindigkeit und dgl., ein Einschalter 16 zur Vorgabe eines Nähbeginnbefehls, ein Fußschalter 18 mit einem (nach stehend als "Nähguthalteschalter" bezeichneten) Schalter 17 zum Andrücken und Festhalten der Nähguthalteeinheit 7, sowie ein Ausschalter 19 zum Anhalten des Nähvorgangs.

Auf der Konsole 15 befinden sich eine Flüssigkristallanzeige (nachstehend als "LCD" bezeichnet) 20, in der Informationen wie z. B. über den Ablauf des jeweiligen Vorgangs, über vor liegende oder laufende Nähbedingungen, für Fehlermeldungen und dgl. auf einem Bildschirm angezeigt werden; ferner ein Rücksetzschalter 21 zum Positionieren der Zweiachsen-An triebsmechanik 9 in einer vorgegebenen Stellung zum Rückset zen des Systems, ein Prüfschalter 22 zum Ansteuern der beiden Achsen gemäß den Nähdaten, ohne dabei die Hauptwelle der Nähma schine in Drehung zu versetzen, ein Schalter 23 zum Einstel len der Geschwindigkeit, der beim Nähen die Drehzahl des An triebsmotors 4 schaltet, und ferner eine Gruppe diverser Schalter 24, mit denen die Vorbereitung, der Aufruf und die Löschung vorgegebene nährelevante Daten vorgegeben werden kann.

Fig. 26 ist ein Blockschaltbild, das eine Anordnung der Steuereinheit 12 schematisch veranschaulicht. Dabei bezeich net das Bezugszeichen 27 einen Mikrorechner, der das Kern stück einer Steuerschaltung darstellt; 28 ist ein Schwing quarz zur Erzeugung einer Grundfrequenz für die Ansteuerung des Mikrorechners 27; 29 ist eine Adressenhalteschaltung zur Zwischenübernahme einer Adresse aus dem Speicher; 30 ein Da tenpuffer für die Übermittlung von Daten aus dem Speicher an den Mikrorechner 27 bzw. von Daten aus dem Mikrorechner 27 in den Speicher; und 31 bezeichnet einen peripheren Datenpuffer zur Übermittlung von Daten aus dem Mikrorechner 27 an andere Peripherieteile als den Speicher bzw. von diesen peripheren Einheiten an den Mikrorechner 27.

Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen 32 einen Signalerzeu gungskreis (nachstehend als "Dekodierer" bezeichnet), der verschiedene selektive IC-Ansteuersignale erzeugt, mit wel chen der Speicher und die Peripherieteile einzeln angesteuert werden; 33 ist ein Lese-/Schreibspeicher-Element (nachstehend als "RAM-Speicher" bezeichnet); 34 ist ein nichtflüchtiger Festwertspeicher nur zum Auslesen (nachstehend als "ROM-Spei cher" bezeichnet); 35 bezeichnet einen Ein-/Ausgang zur An steuerung verschiedener paralleler Eingangssignale; 36 ist eine Motorsteuerschaltung zum Ansteuern des Motors 4 für die Nähmaschine; die Bezugszeichen 37-39 geben Eingangsschnitt stellen an, denen verschiedene Steuersignale zur Eingabe der Steuersignale in den Ein-/Ausgang 35 zugeführt werden; und 40 bezeichnet einen Schrittmotortreiber zur Übernahme von Vor schubimpulsen, die vom Mikrorechner 27 erzeugt und über den Ein-/Ausgang 35 zugeführt werden, um einen Schrittmotor anzu steuern, der Bestandteil der Zweiachsen-Antriebsmechanik 9 oder darin einbezogen ist.

Außerdem ist mit dem Bezugszeichen 41 eine Magnetspulentrei berschaltung zum Ansteuern einer Magnetspule (42) zum Ab schneiden des Fadens und dgl. bezeichnet; 43 ist ein Haupt stromkreis zur Stromversorgung der Steuerschaltung; die Be zugszeichen 44-49 bezeichnen Anschlüsse zur Vornahme von Wiederholungen oder Verbindungen zwischen verschiedenen Si gnalleitungen; 50 ist eine Vorschubimpuls-Verzögerungsschal tung (nachstehend als "Zählerstands-Übertragsschaltung" be zeichnet), die den Takt erzeugt, in dem ein Vorschubimpuls des Mikrorechners durch Daten, die vom Ein-/Ausgang 35 ausge geben werden, und ein Signal vom Sensor 6 erzeugt wird; und mit 51 ist eine Unterbrechungssteuerung zur Übernahme eines Signals von der Zählerstands-Übertragsschaltung 50 und vom Sensor 6 über die Eingangsschnittstellenschaltung 37 angege ben, welche daraufhin ein Unterbrechungssignal erzeugt und dem Mikrorechner 27 zuleitet.

Fig. 27 ist ein Blockschaltbild, das Einzelheiten der Zähler stands-Übertragungsschaltung 50 veranschaulicht. Die Bestand teile und Teile, die mit gleichen oder identischen Bezugszei chen wie in Fig. 26 bezeichnet sind, erfüllen die gleichen Aufgaben, so daß auf die Beschreibung gleicher oder identi scher Bestandteile und Teile hier verzichtet wird. Das Be zugszeichen 52 gibt einen Abwärtszähler an, der das PG-Signal vom Sensor 6 und das Signal vom Ein-/Ausgang 35 zählt; 53 be zeichnet eine ODER-Schaltung, die verhindert, daß ein Über tragssignal erzeugt wird, wenn der Zähler gelöscht wird; und 54 ist eine Halteschaltung (Flipflop-Schaltung) zum Halten eines vom Abwärtszähler 52 ausgegebenen BR-Signals.

Fig. 28 zeigt ein Beispiel für eine Schaltung, die anstelle der in Fig. 27 dargestellten Zählerstands-Übertragsschaltung 50 angeordnet werden kann. Dabei sind mit den Bezugszeichen 55 und 56 UND-Elemente angegeben, mit 57 und 58 Flipflop schaltungen; und mit 69 und 60 monostabile Schaltungen. Das Bezugszeichen 61 gibt einen voreinstellbaren Abwärtsschalter an; 62 bezeichnet einen Aufwärtszähler; 63 und 64 sind Modul zähler; 66 ist ein PG-Signal vom Sensor 6; 67 ist ein vom Sensor 6 kommendes Signal zur Angabe, daß die Nadel sich in unterer Stellung befindet; 68 ist ein Rücksetzsignal; 69-X und 70-Y sind jeweils Bewegungsdaten in X-Richtung und Y- Richtung, die vom Ein-/Ausgang 35 ausgegeben werden, während 71 und 27 Befehlssignale zum Ansteuern des Schrittmotors sind (nachstehend als "Impulse" bezeichnet), die von den Modulzäh lern 63 und 64 abgegeben werden.

Fig. 29 ist ein Teil einer internen Schaltung des Schrittmo tortreibers 40 zum Antreiben eines Paares Schrittmotoren 25 und 26, also einer Treiberschaltung zum Ansteuern einer der Wicklungen, d. h. einer Wicklung 85 in A-Phase des Schrittmo tors 25. Das Bezugszeichen 73 gibt ein XAP-Signal zur Erzeu gung eines Signals an, wenn die Wicklung 85 in A-Phase von Strom in einer Richtung durchflossen wird, die durch eine strichpunktierte Linie 86 angegeben ist; 74 dagegen ist ein XAN-Signal zum Erzeugen eines Signals, wenn der Strom in ei ner Richtung in der Wicklung 87 in A-Phase fließt.

Darüberhinaus geben die Bezugszeichen 76 und 78 Basistreiber schaltungen zum Ansteuern jeweils eines Paares Transistoren 82 bzw. 84 an; 80 ist ein Parallelwiderstand, der den durch die Wicklung 85 auf A-Phase fließenden Strom erfaßt; 79 be zeichnet einen Fehlerverstärkerkreis zur Verstärkung einer Differenz zwischen einem Wert des vom Parallelwiderstand 80 erfaßten Stroms und einem Sollstromwert; die Bezugszeichen 75 und 77 geben Vergleicher an, die aufgrund einer vom Fehler verstärkerkreis verstärkten Differenz und eines Befehlswerts des XAP-Signals und des XAN-Signals an ein Paar Transistoren 81 und 83 ein Choppersignal anlegen. Zum Ansteuern der Basis der jeweiligen Transistoren 82 und 84 ist eine Basistreiber schaltung vorgesehen.

Nachstehend wird nun die Betriebsweise des vorstehend erläu terten herkömmlichen Nähautomaten beschrieben. Dabei wird zuerst der Schrittmotortreiber und ein Vorschubsystem erläutert.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 29 und 30 wird zunächst die Funktionsweise des Schrittmotortreibers beschrieben. Zunächst wird auf den Fall eingegangen, in dem durch die Wicklung 85 auf A-Phase Strom in einer mit den strichpunktierten Linien 86 angegebenen Richtung fliegt. Wenn das XAP-Signal auf dem logischen Pegel 1 liegt und das XAN-Signal auf dem Pegelwert 0, werden die Transistoren 81 und 84 EIN-geschaltet, so daß der Strom von einer Stromquelle 90 über die Wicklung 85 auf A-Phase zum Transistor 84 und ein Strom durch den Parallelwi derstand 80 fließt. Zu diesem Zeitpunkt wird am Punkt C des Parallelwiderstands 80 ein Spannungswert erzeugt, der diesem Strom entspricht.

Eine Differenz zwischen dem Spannungswert am Punkt C und dem Spannungswert am Punkt B 89 wird durch den Fehlerverstärker 79 verstärkt. Stimmt die Spannung am Punkt B 89 mit der Span nung am Punkt C überein, wird ein Ausgangssignal A 88 vom Fehlerverstärker 79 auf 0-Pegel gesetzt, so daß der Transi stor 81 durch die Schaltung 75, deren Bestandteil der Ver gleicher ist, AUS-geschaltet wird. Nach dem Ausschalten des Transistors 81 fließt weiterhin Strom durch einen Blindwider standsteil und einen Widerstandsteil des Motors an sich, ob wohl der Transistor 81 ausgeschaltet ist. Allerdings beginnt der Strom bald abzufallen bzw. abzusinken.

Nimmt der Strom ab und sinkt die Spannung am Punkt C weniger stark als am Punkt B, wird das Ausgangssignal A 88 vom Feh lerverstärker 79 nicht auf 0-Pegel gesetzt, sondern wird in positiver Richtung stärker. Damit wird durch die Schaltung 75, in die der Vergleicher einbezogen ist, der Transistor 81 eingeschaltet. Setzt sich der vorstehend beschriebene Vorgang fort, so fließt der Strom in der durch die strichpunktierte Linie 86 angegebenen Richtung konstant. Die Funktionsweise bei den gestrichelten Linien 87, d. h. in der Richtung des durch die Wicklung auf A-Phase fliegenden Stroms, ist die gleiche wie bei der strichpunktierten Linie 86, weshalb sie hier nicht näher beschrieben wird.

Fig. 30(A) zeigt schematisch zur Erläuterung einen zweiphasi gen Schrittmotor, der aus einer Wicklung in A-Phase, einer Wicklung in B-Phase und einem Läufer besteht. Die Stromfluß richtung in Fig. 29 ist so, wie mit der strichpunktierten Li nie 86 für XAP in Fig. 30(A) angegeben ist, während die ge strichelte Linie 87 mit XAN angegeben ist. Auch wenn außerdem die Wicklung in B-Phase nicht beschrieben wurde, ist tatsäch lich eine zu der in Fig. 29 dargestellten Schaltung äquiva lente Schaltung auch in der Wicklung in B-Phase vorhanden, so daß der Strom, nämlich XBP und XBN, fliegt.

Hier wird nun ein in Fig. 30(B) dargestellter Fall mit zwei phasiger Erregung beschrieben. Dabei wird XAP in Schritt 1 erregt. Dies bedeutet, daß Strom in der in Fig. 30(D) durch I₁ angegebenen Richtung fließt. Als nächstes wird in Schritt 2 XBP erregt. Dies bedeutet, daß in der durch I₃ in Fig. 30(D) angegebenen Richtung ein Drehmoment erzeugt wird. Im Schritt 3 ist XAN erregt, so daß ein Drehmoment in einer durch I₅ in Fig. 30(D) angegebenen Richtung erzeugt wird. Im Schritt 5 ist XBN erregt und erzeugt ein Drehmoment in einer in Fig. 30(D) mit 17 angegebenen Richtung. Nach dem Schritt 4 wird auch ein Programm zum Schritt 1 zurückgeschaltet, so daß der Strom fließt, während die Drehmomentrichtung nacheinander in Winkelrichtung verschoben wird oder sich dreht. Hier ist die Anordnung im allgemeinen so getroffen, daß zwischen XAN und XBP ein Winkel von 90° schematisch ausgedrückt 1,8° durch Anordnung der Wicklung des Schrittmotors beträgt.

Als nächstes wird die 1-2-Phasenerregung beschrieben. Wie Fig. 30(C) zeigt, wird im Schritt 1 XAP so erregt, daß das Drehmoment in Richtung I₁ in Fig. 30(D) erzeugt wird. Als nächstes werden im Schritt 2 XAP und XBP so erregt, daß das Drehmoment in der Richtung I₂ erzeugt wird. Infolgedessen dreht sich die Drehmomentrichtung nacheinander wie I₁ → I₂ → I₃ → I₄ → I₅ → I₆ → I₇ → I₈ → I₁ in Fig. 30(C) und 30(D), wodurch sich der Schrittmotor dreht. In diesem Zusam menhang wird deutlich bzw. anerkannt, daß unter der Voraus setzung, daß im Falle einer 2-Phasenerregung der Vorgang durch eine einzige Änderung der Erregung über 1,8° abläuft, und daß er dann im Falle einer 1-2-Phasenerregung über 0,9° erfolgt. Durch diese Anordnung wird der Antrieb des X-Y-Ti sches vorgenommen, während die Zweiachsen-Antriebsmechanik 9 so angeordnet ist, daß der X-Y-Tisch bei 0,9° über einen Schrittwert von 0,2 mm arbeitet. Als nächstes werden zwei (2) Verfahren für den Antrieb der Zweiachsen-Antriebsmechanik im Vorschubbetrieb erläutert.

1. Erstes Antriebsverfahren

Bei einem ersten Antriebsverfahren handelt es sich um die An steuerung in dem Fall, in dem die in Fig. 28 dargestellte Schaltung eingesetzt wird. Dieses Vorschubverfahren wird in Verbindung mit Fig. 31(A) und Fig. 31(B) erläutert. Ganz all gemein weist das Paar Modulzähler 63 und 64 Grundimpulse auf, wie sie in Fig. 31(A) dargestellt sind. Sollen drei (3) Im pulse abgegeben werden, so werden Punkte bei 1 und 2 in den Grundimpulsen ausgegeben. Fig. 31(B) zeigt ein typisches Bei spiel hierfür und stellt die beiden Fälle dar, in denen fünf unddreißig (35) Impulse und zwölf (12) Impulse ausgegeben werden. Im Fall der Abgabe von fünfunddreißig (35) Impulsen werden 32, 2 und 1 der Grundimpulse ausgegeben, während im Falle der Abgabe von zwölf (12) Impulsen jeweils 8 und 4 Im pulse ausgegeben werden. Hierbei ist festzustellen, daß in den Fällen, in denen die Modulzähler 63 und 64 eingesetzt werden, das gleiche Zeitintervall erforderlich ist wie in dem Fall, in dem ein Impuls ausgegeben wird, und in dem Fall, in dem zweiundsechzig (62) Impulse abgegeben werden, wie dies in Fig. 32 dargestellt ist.

2. Zweites Antriebsverfahren

Als zweites Antriebsverfahren wird ein Verfahren zur Ansteue rung in dem Fall eingesetzt, in dem die in Fig. 27 darge stellte Schaltung verwendet wird. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, bei dem Impulse softwaremäßig in jedem vorge gebenen Zyklus ausgegeben werden. In Fig. 33(A), also in dem Fall, in dem ein Vorschub von V nach W ausgeführt wird, er folgt die Bewegung in einer in Fig. 33(A) für das erste An triebsverfahren dargestellten Richtung β. Die Ausgabe der Im pulse zu diesem Zeitpunkt ist in Fig. 33(C) dargestellt. An dererseits erfolgt bei dem zweiten Antriebsverfahren die Be wegung in einer Richtung α. Dies geht in der Weise vor sich, daß eine erforderliche Anzahl Impulsausgänge zwischen V und W zunächst berechnet wird, daß anschließend der Vorschub gleichzeitig entlang der X-Achse und der Y-Achse stattfindet, und daß ein kurzer Impuls frühzeitig beendet ist, wodurch sich sowohl für die X-Achse als auch für die Y-Achse eine gleichmäßige Impulsanordnung ergibt. Dies ist in Fig. 33(B) dargestellt.

Da die herkömmliche Steuerung für den Nähautomaten in der vorstehenden Weise aufgebaut wurde, ergaben sich die folgen den Probleme. Bei dem Antriebsverfahren in dem Fall, in dem die in Fig. 28 dargestellte Schaltung verwendet wird, bedeu tet dies, daß sich die Impulse linear bewegen, wie durch β in Fig. 33(A) angegeben ist, doch zeitlich gesehen werden die Impulse nicht gleichmäßig ausgegeben. Da außerdem die Zyklus zeit T konstant ist, fällt die Maschine aus dem Schritt, wenn die Geschwindigkeit der Zweiachsen-Antriebsmechanik zunimmt.

Bei dem Antriebsverfahren in dem Fall, in dem die in Fig. 27 dargestellte Schaltung verwendet wird, tritt das folgende Problem auf. Und zwar läuft die Bewegung erst dann linear ab, wenn ein Ziel oder ein angesteuerter Punkt erreicht wird, wie durch α in Fig. 33(A) angegeben ist. Da außerdem die Zweiach sen-Antriebsmechanik mit konstanter bzw. vorgegebener Ge schwindigkeit betrieben wird, fällt die Maschine außer Tritt an dem Punkt, an dem die Zweiachsen-Antriebsmechanik zu ar beiten beginnt, und an einem Punkt, an dem die Zweiachsen-An triebsmechanik anhält. Außerdem tritt in den Fällen, in denen die Zweiachsen-Antriebsmechanik mit hoher Geschwindigkeit an getrieben wird, das folgende Problem auf. Und zwar führen trotz der gleichmäßigen Ausgabe der Befehlsimpulse für die Bewegung das Gewicht und die Reibung der Zweiachsen-Antriebs mechanik zu einer tatsächlichen Bewegung dieser Mechanik, so daß sie wie eine Kurve für die tatsächliche Bewegung schwingt. Infolge dieser Schwingung kommt es zum Außertritt fallen.

Außerdem tritt das folgende Problem auf. Speziell in dem Fall, in dem auf den Stoffsicherungsrahmen je nach den Um ständen des Falles ein Zylinder und dgl. aufgesetzt wird, da dieser ein hohes Gewicht hat, nimmt die in Fig. 34 darge stellte Schwingung stärker zu als im Fall eines geringen Ge wichts solcher Zylinder, so daß die Wahrscheinlichkeit, daß die Maschine außer Tritt fällt, steigt.

Darüber hinaus stellt sich folgendes Problem. Und zwar tritt bei der 1-2-Phasen-Erregung die in Fig. 30(D) dargestellte Wellig keit auf. Aus diesem Grund schwingt der Schrittmotor und damit kommt es zum Außertrittfallen.

Daneben stellt sich auch das folgende Problem. Und zwar weist der Schrittmotor im allgemeinen eine solche Charakteristik auf, daß bei einer Zunahme der Drehzahl das Drehmoment kleiner wird und damit fällt der Schrittmotor aus dem Schritt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Steuerver fahren für einen Nähautomaten vorzuschlagen, mittels dessen eine Zweiachsen-Antriebsmechanik mit hoher Drehzahl angetrieben wird und sich linear auf einen Zielpunkt zu bewegt, während sie so angetrieben wird, daß sie nicht außer Tritt fällt, wodurch sich die Arbeitsgeschwindigkeit und die Einsatzfähigkeit verbessern lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Steuerverfahren der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Verfahrensgemäß werden Steuerimpulse sowohl für die X- als auch für die Y-Achse entsprechend ihrer Bewegungsgröße gemäß Fig. 9 bzw. Fig. 12 bereitgestellt, die aufeinander abgestimmte Vorschubgeschwindigkeiten für die Schrittmotoren der Nähgut halterung gewährleisten, wobei zu Beginn und Ende des Vorschubs die Bewegung mit verminderter Geschwindigkeit erfolgt. So wird stichweise der Vorschub nicht abrupt von einer hohen Geschwin digkeit auf Null gebracht, wenn die Nadel in das Nähgut ein sticht, und sofort wieder bei Maximalgeschwindigkeit weiter geführt, wenn die Nadel das Nähgut verläßt. So wird ein Außertrittfallen des Antriebs aufgrund schlagartiger Geschwin digkeitsänderungen vermieden.

Weiter ermöglicht das Verfahren die Vorabbestimmung von Wende punkten gemäß Fig. 16, S281, S286 in einer Naht, an denen sich die Bewegungsparameter ganzer Stichfolgen gleichartig ändern, so daß es möglich ist, die Unterbrechung des Vorschubs wegen der Bestimmung der Parameter für den nächsten Stich bis zum nächsten Wendepunkt zu minimieren. Damit wird eine höhere Nähgeschwin digkeit ermöglicht und das Auftreten von Schwingungen während der Naht infolge der Unterbrechungen und damit die Gefahr des Außertrittgeratens des Antriebs vermieden.

Zusätzlich werden die Steuerimpulse für die Bewegung der Antriebsmechanik entlang beider Achsen so eingestellt, daß vor und hinter den Wendepunkten der Vorschub mit geringerer Geschwindigkeit als der Höchstgeschwindigkeit erfolgt (Fig. 20 bis 22). Dadurch wird eine gleichmäßigere Bewegung des Vorschubs realisiert.

Verfahrensgemäß wird weiterhin die Gleichförmigkeit der Bewegung ermöglicht durch das Ansteuern jedes einzelnen Schrittmotors unter Berücksichtigung der Bewegungsgröße entlang der ent sprechenden Achse (Fig. 12, S202 bis S214).

Durch die Speicherung der Impulsabstandsdaten und deren Ausgabe für beide Achsen ermöglicht das Verfahren die Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit, da diese Daten nicht immer neu bestimmt werden müssen.

Außerdem sieht das Verfahren die Änderung der Betriebsweise der Schrittmotoren vor, nämlich dann, wenn für den Motor für die entsprechende Achse der Betrag der Bewegung klein ist im Verhältnis zum Betrag der Bewegung entlang der zweiten Achse (Fig. 23). Damit wird die Erzeugung eines stabilen Drehmoments auch bei kleineren Bewegungen der Schrittmotoren gesichert, auftretende Schwingungen an den Schrittmotoren vermieden und so ein Außertrittfallen des Antriebs verhindert.

Weiter werden verfahrensgemäß bei der Wendepunktbestimmung sowohl die Bewegungsrichtungen entlang der einzelnen Achsen als auch das Verhältnis der Bewegungsrichtungen zueinander bestimmt (Fig. 16, S281, S286, S290). Dabei wird ermittelt, ob dieses Verhältnis und damit die Bewegungsrichtungen beim n-ten Stich gleich dem folgenden Stich (n+1) ist (Fig. 16, S283). Ist dies nicht der Fall, ist ein Wendepunkt ermittelt. Solange das Verhältnis der Bewegungsrichtungen der folgenden Stiche gleich den der vorangegangenen ist, bleibt die Bewegungsrichtung des Vorschubs gleich und der Vorschub kann mit Höchstgeschwindigkeit erfolgen (Fig. 20). Dabei wird die Unterbrechungszeit zur Bestimmung der Parameter des nächsten Stichs vermieden, so daß die Nähgeschwindigkeit erhöht wird und ein Schwingen des Antriebs und die Gefahr, dadurch außer Tritt zu fallen, verringert wird.

Wird bei den vorstehend beschriebenen Bestimmungsschritten festgestellt, daß der Unterschied des Verhältnisses der Bewegungen entlang der X- und der Y-Achse vor und hinter dem Wendepunkt gleich einem vorgegebenen Betrag oder kleiner ist (Fig. 16, S290), so wird die Zweiachsen-Antriebsmechanik so gesteuert, daß sie vor und nach Erreichen des Wendepunkts den Vorschub auf eine Geschwindigkeit regelt, die kleiner als die Höchstgeschwindigkeit ist (Fig. 18, S303). Auf diese Weise werden abrupte Geschwindigkeitsänderungen an den Wendepunkten und ein Außertrittfallen des Antriebs vermieden.

Darüber hinaus wird in Verblockung mit einer Schalterstellung, die in dem Fall gewählt wird, daß die Zweiachsen-Antriebs mechanik mit schwerer Last beaufschlagt wird, die Vorschub geschwindigkeit verringert, wodurch der Vorschub auch in dem Fall ausgeführt werden kann, daß die schwere Last auf die Zweiachsen-Antriebsmechanik einwirkt, ohne daß diese außer Schritt fällt.

Daneben wird das Verfahren der Erregung des Antriebsmotors für die Zweiachsen-Antriebsmechanik verändert, wodurch es möglich ist, die Unterbrechungszeit zu verlängern. Auf diese Weise lassen sich die Kosten der Vorrichtung dadurch senken, daß ein Mikroprozessor eingesetzt wird, der nicht schnell ist, so daß sich immer noch eine hochpräzise Vorrichtung her stellen läßt.

Darüber hinaus wird der Strom gesteuert, der durch den Schrittmotor fließt, wodurch die Präzision verbessert wird, und daneben ist es möglich, den Schrittmotor mit einem kon stanten oder vorgegebenen Drehmoment anzusteuern. Auf diese Weise lädt sich die Präzision der Zweiachsen-Antriebsmechanik verbessern, während sie ohne Veränderungen an der Mechanik selbst angetrieben werden kann, ohne außer Schritt zu fallen.

Da außerdem der Analogschalter zur Steuerung des Stroms ein gesetzt wird, der durch den Motor fließt, welcher die Zwei achsen-Antriebsmechanik antreibt, ist es möglich, eine Steu ervorrichtung herzustellen, die kostengünstig ist und ein stabiles Verhalten zeigt.

Weil daneben Einrichtungen zum Steuern des Erregungsstroms vorgesehen sind, der den Antriebsmotor für die Zweiachsen-An triebsmechanik durchfließt, läßt sich ein stabiler Antrieb ohne Außertrittfallen auch im hohen Drehzahlbereich erzielen.

Die Erfindung soll anhand der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Hierbei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild mit der Darstellung einer An ordnung einer Steuervorrichtung für einen Nähautomaten;

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit der Darstellung eines Teils einer Schaltungsanordnung für einen Impulsmotortreiber;

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung einer Wellenform, die einen Unterbre chungszyklus bestimmt;

Fig. 4(A) bis 4(E) jeweils eine Wellenform bei Impulsabga be;

Fig. 5 eine Darstellung der Wellenform bei Impulsabgabe;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm des Betriebsablaufs, bei dem ein Verfahren zur Impulsabgabe bestimmt wird;

Fig. 7(A), 7(B) und 7(C) jeweils eine Tabelle, aus der sich der Impulsabstand auf der X-Achse und der Y-Achse entnehmen läßt;

Fig. 8(A) und 8(B) jeweils eine Darstellung zur Erläuterung der Wellenformen bei Impulsabgabe;

Fig. 9 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Betriebs ablaufs bei der Bestimmung eines Verfahrens bei Impulsabgabe;

Fig. 10 eine Darstellung von Tabellen, aus der sich die Anzahl der Impulse bei Impulsabgabe entnehmen läßt;

Fig. 11 eine Darstellung zur Erläuterung von Wellenformen bei Impulsabgabe;

Fig. 12 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Betriebs ablaufs bei der Bestimmung eines Verfahrens bei Impulsabgabe;

Fig. 13(A) und 13(B) jeweils ein Ablaufdiagramm eines Unter programms, welches den Betriebsablauf veranschau licht, bei dem ein Verfahren zur Impulsabgabe bestimmt wird;

Fig. 14(A) und 14(B) jeweils eine Darstellung von Tabellen für die Impulsabgabe;

Fig. 15 eine Ansicht zur Darstellung von Wellenformen bei Impulsabgabe;

Fig. 16 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Be triebsablaufs bei der Bestim mung eines Verfahrens zur Impulsabgabe;

Fig. 17 eine erläuternde Darstellung eines Wendepunktes;

Fig. 18 ein Ablaufdiagramm mit der Darstellung der Verarbeitung am Wendepunkt;

Fig. 19 eine erläuternde Darstellung von Impulsen und Be wegungswellenformen einer Zwei achsen-Antriebsmechanik bei der Verarbeitung je des einzelnen Stichs;

Fig. 20 eine erläuternde Darstellung der Impulse und Be wegungswellenformen bei der Zweiachsen-Antriebs mechanik zu dem Zeitpunkt, zu dem die Verarbei tung des Wendepunktes und τ eingesetzt werden;

Fig. 21(A), 21(B) und 21(C) jeweils eine erläuternde Darstel lung einer Tabelle für eine Im pulsabgabe für eine X-Achse;

Fig. 22 ein Ablaufdiagramm mit der Darstellung des Be triebsablaufs, bei dem ein Ver fahren zur Impulsabgabe bestimmt wird;

Fig. 23 eine erläuternde Darstellung der Theorie für den Antrieb eines Schrittmotors;

Fig. 24 eine erläuternde Darstellung einer Tabelle, in der die Verarbeitung zu dem Zeitpunkt ausgedrückt wird, zu dem besondere Ko dierungen vorliegen;

Fig. 25 eine perspektivische Ansicht des äußeren Erschei nungsbilds eines Nähautomaten im allgemeinen;

Fig. 26 ein Blockschaltbild mit der Darstellung der An ordnung eines herkömmlichen Nähautomaten;

Fig. 27 ein Blockschaltbild mit der Darstellung einer herkömmlichen Schaltungsanordnung für die Impuls abgabe;

Fig. 28 ein Blockschaltbild mit der Darstellung einer herkömmlichen Schaltungsanordnung für die Impuls abgabe;

Fig. 29 ein Blockschaltbild mit der Darstellung eines Teils einer herkömmlichen Schaltung eines Schrittmotortreibers;

Fig. 30(A), 30(B), 30(C) und 30(D) jeweils eine Darstellung einer Theorie zur 2-Phasen- und zur 1-2-Phasen- Erregung eines herkömmlichen Schrittmotortrei bers;

Fig. 31(A) und 31(B) jeweils Darstellungen herkömmlicher Ausgangsimpulsformen;

Fig. 32 eine Darstellung zur Erläuterung einer herkömmli chen Ausgangsimpulsform;

Fig. 33(A), 33(B) und 33(C) jeweils eine Darstellung einer herkömmlichen Zweiachsen-Antriebsrichtung und herkömmlicher Ausgangsimpulsformen; und

Fig. 34 eine Darstellung sich bewegender Wellenformen und Impulse bei einer herkömmlichen Zweiachsen-An triebsmechanik.

Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Zunächst ergibt sich aus Fig. 1 ein Blockschaltbild mit der Darstellung einer Schaltungsanordnung einer Steuervorrichtung für einen Nähautomaten. Dabei wurden die Baugruppen und Teile, die mit denen bei dem herkömmlichen Beispiel identisch sind oder diesem gleichen, auch mit glei chen oder identischen Bezugszeichen versehen, während auf ih re Beschreibung hier verzichtet wird.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 100 ein Taktgenerator be zeichnet (nachstehend als "VCO" bezeichnet), der einen Takt geber 102 in einer Zentraleinheit 27 mit einer vorgegebenen Frequenz versorgt. Der VCO 100 kann über einen Frequenzregel varistor 101 die Frequenz verändern oder abändern. Das Be zugszeichen 102 bezeichnet einen Taktgeber, der in der Zen traleinheit 27 angeordnet ist und den von VCO 100 gelieferten Takt mit Hilfe eines Befehls aus der Zentraleinheit 27 mit einem freien Teilungsverhältnis dividieren kann, so daß er in der Lage ist, an eine Unterbrechungssteuerung 103 eine Unter brechung zu übermitteln; das Bezugszeichen 103 bezeichnet ei ne Unterbrechungssteuerung innerhalb der Zentraleinheit 27, die eine Unterbrechung einer Unterbrechungssteuerung 51 au ßerhalb der Zentraleinheit 27, die Unterbrechung des Unter brechungstaktgebers 102, und dergleichen steuert.

Das Blockschaltbild in Fig. 2 zeigt einen Teil bzw. einen Be reich in einem Schrittmotortreiber in der Schaltung, die im Blockschaltbild in Fig. 1 dargestellt ist. In Fig. 2 werden für die Baugruppen und Teile, die mit entsprechenden Baugrup pen und Teilen bei dem herkömmlichen Beispiel identisch oder diesem gleich sind, auch mit gleichen oder identischen Be zugszeichen bezeichnet, während auf ihre Beschreibung hier verzichtet wird. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 105 ein XAPU-Signal, das den durch den Schrittmotor fliegenden Erregungsstrom insgesamt erhöht; die Bezugszeichen 106 und 107 bezeichnen jeweils ein Signal XASEN 1 und 2, mit dem der den Schrittmotor durchfließende Erregungsstrom verringert wird; die Analogschalter 108-110 werden mit dem XAPU-Signal 105, dem Signal XASEN 1 106 und dem Signal XASEN 2 107 je weils angesteuert; die Widerstände 111-113 bestimmen je weils den Betrag, um den der Erregungsstrom im Einzelfall er höht oder verringert wird; und die Bezugszeichen 114 und 115 geben Widerstände zur Bestimmung des Standarderregungsstroms an.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungs beispiels eines Bereichs innerhalb des im Blockschaltbild in Fig. 1 dargestellten Schrittmotortreibers. Dabei bieten die in Fig. 3 dargestellten Baugruppen und Teile die gleichen oder identische Vorteile und erfüllen die gleichen Aufgaben wie die in Fig. 2 dargestellten. In Fig. 3 werden für die Baugruppen und Teile, die mit entsprechenden Baugruppen und Teilen bei dem herkömmlichen Beispiel identisch oder diesem gleich sind, auch mit gleichen oder identischen Bezugszeichen bezeichnet, während auf ihre Beschreibung hier verzichtet wird. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 117 eine Additi onsverstärkerschaltung, die das Ausgangssignal von einem D/A- Wandler 121 und einen Wert am Punkt D addiert, um einen ad dierten Wert zu verstärken; die Widerstände 119, 120, 116 und 118 bestimmen jeweils einen Verstärkungsfaktor für die Addi tionsschaltung 117; das Bezugszeichen 128 bezeichnet eine Schaltung zur Spannungsverstärkung an einem Punkt C; ein D/A- Wandler 121 arbeitet in direkter Ankopplung an eine Buslei tung der Zentraleinheit und wandelt ein digitales Signal in ein Analogsignal um; eine Verstärkerschaltung 128 hat einen Verstärkungsfaktor, der durch ein Verhältnis zwischen den Wi derständen 130, 125 und 129 bestimmt wird; die Analogschalter 126 und 127 werden im Ansprechen auf Signale betrieben, zu denen das Signal XASEN 1 106 und das Signal XASEN 2 107 gehö ren; und die Widerstände 123 und 124 verändern den Verstär kungsfaktor des Verstärkers 128, um so den den Schrittmotor durchfließenden Erregungsstrom zu verändern.

Als nächstes wird nun die Betriebsweise des in vorstehender Weise aufgebauten Nähautomaten beschrieben. In diesem Zusam menhang wird darauf hingewiesen, daß das äußere Erscheinungs bild des erfindungsgemäßen Nähautomaten vom Aussehen her dem Erscheinungsbild beim Stand der Technik ähnlich ist, und daß verschiedene Arbeitsgänge im folgenden noch auch im Zusammen hang mit Fig. 20 beschrieben wird, welche die in Verbindung damit verwendeten Einrichtungen nach dem Stand der Technik darstellt.

1. Verfahren zur Erzeugung von Impulsen als Antriebssteuersignal

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 4 ein Verfahren zur Erzeugung von Impulsen erläutert, die als Antriebssteuer signal für den Schrittmotor verwendet werden. Gemäß Fig. 1 wird eine in Fig. 4A dargestellte Rechteckwelle am Ausgang des VCO 100 durch diesen mit einer Frequenz erzeugt, die über den Widerstand 101 geregelt wird. Die Zentraleinheit 27 steu ert das Teilungsverhältnis für den Taktgeber 102 in der Zen traleinheit 27. In dem Fall zum Beispiel, in dem das Tei lungsverhältnis 2 beträgt, teilt der Taktgeber 102 die Wel lenform gemäß Fig. 4(A) in der Weise, daß sie wie eine Wel lenform gemäß Fig. 4(B) aussieht. Der Taktgeber 102 steuert auch die Unterbrechungserzeugung für die Unterbrechungssteue rung 103 bei jedem Ansteigen des Taktgebers 102. Dieser Um stand bzw. Zustand ist in Fig. 4(C) dargestellt. Darüberhin aus zeigt Fig. 4(D) ein Beispiel, bei dem der Taktgeber 102 durch vier (4) geteilt wird. Gemäß Fig. 4(E) wird die Unter brechungstaktung auf die halbe Geschwindigkeit, gemessen an Fig. 4(C), gebracht. Darüberhinaus kann dieser Unterbre chungszyklus auch auf andere Werte verändert werden, indem die Frequenz durch den Regelwiderstand 101 geregelt wird.

2. Verfahren zum Antrieb der Zweiachsen-Antriebsmechanik

Ein Verfahren, nach dem die Zweiachsen-Antriebsmechanik unter Heranziehung der vorgenannten Unterbrechung betrieben wird, wird als nächstes erläutert. Fig. 5 zeigt ein Beispiel hier für und die Impulse sind zu denen äquivalent (vgl. Fig. 32), die in der in Fig. 26 dargestellten Schaltung eines herkömm lichen Beispiels abgegeben werden. Zunächst wird ein Fall be schrieben, bei dem Impulse nur von der X-Achse abgegeben wer den. Die Periode t in Fig. 5 ist die gleiche wie die in Fig. 4(C) gewählte Periode t; dabei handelt es sich um den Zyklus, mit dem in die Unterbrechung eingesprungen wird. In Fig. 5 speziell werden die Impulse mit einer kleinstmöglichen Unter brechungsperiode abgegeben. Im Gegensatz hierzu gibt die lan ge Periode td in Fig. 5 die Berechnungszeit an, die zur Aus führung der Verarbeitung eines einzelnen Stichs erforderlich ist. Dementsprechend sind zwischen den Berechnungszeiten ein oder mehrere Abstände bzw. Intervalle in dem Fall vorhanden, in dem die Verarbeitung jedes Stichs zunächst ausgeführt wird, um den Vorschub auszuführen.

Nun wird der Fall erläutert, bei dem die Verarbeitung jedes Stichs erfolgt, um den Vorschub auszuführen. Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm für den Fall, daß bestimmte Stiche, und ein zweiter, den Vorschub einleitender Stich, sowie der letzte Einzelstich beim Vorschub und ein Stich davor langsamer als in der für die Höchstgeschwindigkeit geltenden Periode ausge führt werden. In diesem Zusammenhang wird hier aus Gründen der Vereinfachung ein Fall beschrieben, in dem nur eine Achse arbeitet, d. h. entweder die X-Achse oder die Y-Achse.

Wenn aus dem (nicht dargestellten) Hauptprogramm ein Befehl FEED 1 aufgerufen wird, wird gemäß Fig. 6 der Befehl FEED 1 ausgeführt (S150). Zunächst wird beurteilt, ob es sich bei diesem Stich um einen ersten handelt (S151) oder nicht. Ist es der erste Stich, so wird in den Wert von t (S156) ein Wert ta × k₁ eingesetzt, worauf das Programm zum Hauptprogrammteil zurückgeführt wird. Wird andererseits im Schritt S151 festge stellt, daß es sich bei dem Stich nicht um einen ersten han delt, wird festgestellt, ob dieser Stich ein zweiter Stich ist (S152) oder nicht. Wird festgestellt, daß der Stich der zweite ist, wird in den Wert von t (S157) ein Wert t × K₂ eingesetzt, woraufhin das Programm zum Hauptprogrammteil zu rückgeschaltet wird. Wird im Schritt 152 festgestellt, daß es sich bei diesem Stich nicht um einen zweiten handelt, wird ermittelt, ob es sich hierbei um den letzten Stich (S153) handelt oder nicht. Wird hier festgestellt, daß es sich um einen letzten Stich handelt, wird in den Wert von t (S158) ein Wert t × K₃ eingesetzt, woraufhin das Programm zum Haupt programmablauf zurückgeschaltet wird. Andererseits im Schritt S153 außerdem ermittelt, ob es sich um einen einzelnen Stich vor dem letzten handelt (S154). Ist dies der Fall, wird in den Wert von t (S159) ein Wert t × K₄ eingesetzt, woraufhin das Programm zum Hauptprogrammablauf zurückschaltet. Handelt es sich andererseits nicht um den Stich vor einem letzten Stich, wird für den Wert von t (S155) ein Wert t × K₅ einge setzt, und das Programm kehrt zum Hauptprogrammablauf zurück (S160).

Anschließend wird im Hauptprogramm entsprechend dem in Fig. 7(A) eingegebenen Wert von t der Vorschub ausgeführt. Bei spiele für spezielle Impulsausgänge für die Fälle K₁ = 3, K₂ = 1, K₃ = 2, K₄ = 1 und K₅ = 1 sind in Fig. 8(A) dargestellt. Spezielle Beispiele für die Fälle K₃ = 3, K₂ = 2, K₄ = 2 und K₅ = 1 sind in Fig. 8(B) dargestellt.

Fig. 8(A) zeigt einen Fall, bei dem die Anzahl der Vorschub stiche vier (4) beträgt, während K₁ und K₃ auf t = t × 2 ge setzt sind. Im einzelnen wird ein Impuls mit doppeltem Im pulsabstand zum ersten Einzelstich und zum letzten Einzel stich addiert. Darüberhinaus werden im Fall gemäß Fig. 8(B) der erste und der sechste Stich auf t = t × 3 gesetzt. Dabei wird insbesondere der Impulsabstand auf den dreifachen Wert gebracht. Daneben werden der zweite Stich und der erste Stich auf t = t × 2 gesetzt, während insbesondere der Impulsabstand auf den zweifachen Wert gebracht wird. Der dritte und der vierte Stich werden auf t = t × 1 gesetzt, wobei insbesondere der Impulsabstand auf den einfachen Wert gesetzt wird. Dies bedeutet, daß bei Annahme des Falles t = t × 1 als größtmög liche Vorschubgeschwindigkeit ein Impuls mit geringerer Ge schwindigkeit als der Höchstgeschwindigkeit in den ersten und letzten Vorschubschritt eingesetzt wird. In Fig. 8(A) und 8(B) gibt td die Verarbeitungszeit für die Berechnung an. Da bei handelt es sich um eine Verzögerung zwischen Impulsen bei benachbarten Stichen, bei denen der Impuls stichweise abgege ben wird.

2. Verfahren der Impulsabgabe bei gleichzeitigem Betrieb der X-Achse und der Y-Achse

Als nächstes wird ein Verfahren zur Impulsabgabe in dem Fall beschrieben, bei dem die X-Achse und die Y-Achse gleichzeitig im Vorschubbetrieb arbeiten.

Erstes Verfahren

Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf des ersten Verfahrens verdeutlicht. Es wird hier auf Fig. 7(A), 7(B), 7(C) und 10 Bezug genommen, die Tabellen für die Stiche [7A], den X-Impulsstich [7B] und den Y-Impulsstich [7C] im Speicher wiedergeben. Zunächst sind die Daten für die X-Achse und die Y-Achse schon vorher dem Hauptprogramm bekannt, ehe es in die in diesem Diagramm dargestellte Routine schaltet. Wird im Hauptprogramm ein Befehl PITCH 1 aufgerufen, so beginnt die Ausführung der Verarbeitung des Befehls PITCH 1 in Fig. 9 (S170). Zunächst wird ermittelt, ob die Daten für die X-Achse und die Y-Achse jeweils den gleichen Betrag der Bewegung vor sehen (S171). Sind die Beträge der Bewegungen bei den Daten für die X-Achse und die Y-Achse jeweils gleich, werden in den in Fig. 7(B) und Fig. 7(C) dargestellten Bewegungstabellen Impulsabstandsdaten gesetzt, damit diese als Abstand für t ausgegeben werden (S176).

In dem Fall, in dem die Beträge der Bewegung auf der X-Achse und der Y-Achse nicht gleich sind, wird andererseits ermit telt, ob der Bewegungsbetrag auf der X-Achse größer als auf der Y-Achse ist (S172) oder nicht. Ist der Betrag der Bewe gung auf der X-Achse größer als auf der Y-Achse, werden die Daten für den Impulsabstand auf k_a in der in Fig. 7(C) darge stellten Bewegungstabelle gesetzt. Auf diese Weise gibt die Achse, auf der der Betrag der Bewegung größer ist, d. h. die X-Achse, die Daten als Impulsabstand von t aus (S177). An schließend wird die folgende Gleichung 1 gelöst (S178).

Bei dieser Rechnung werden der Multiplikator a und der Rest b berechnet, woraufhin das Programm zum nächsten Schritt wei terschaltet. Anschließend wird b, also der Rest, auf 1_b in der in Fig. 10 dargestellten Bewegungstabelle gesetzt. Der Wert k_a, der Impulse mit einem Abstand von t × a ausgibt, wird entsprechend der in Fig. 7(C) dargestellten Tabelle ge setzt, und die restliche Zahl Y-1-b wird auf 1_b gemäß Fig. 10 gesetzt. Die Impulsabstandsdaten werden auf einen Wert k_b in der Tabelle gemäß Fig. 7(C) in der Weise gesetzt, daß die Impulse mit einem Abstand von t × (a + 1) (S179) aus gegeben werden. Hier liegt der Grund dafür, daß der Abstand t × (a + 1) nur auf Y-1-b gesetzt wird, darin, daß wegen der gleichzeitigen Ausgabe des ersten Ausgangsimpulses von der X-Achse und der Y-Achse ohne Berücksichtigung des Bewe gungsbetrags auf der jeweiligen X-bzw. Y-Achse nur Eins (1) subtrahiert wird. Anschließend kehrt das Programm zum Haupt programmablauf zurück (S180).

In dem Fall, in dem im Schritt 172 entschieden wird, daß der Betrag der Bewegung auf der Y-Achse größer als auf der X-Ach se ist, werden die Impulsabstandsdaten in der in Fig. 7(C) dargestellten Bewegungstabelle in der Weise gesetzt, daß die Achse mit dem höheren Betrag, also die Y-Achse, die Daten mit einem Impulsabstand t (S173) abgibt. Anschließend wird die nachfolgende Gleichung 2 gelöst (S174).

Bei dieser Rechnung werden der Multiplikator c und der Rest d berechnet, woraufhin das Programm zum nächsten Schritt wei terschaltet. Anschließend wird d auf La in der in Fig. 10 dargestellten Bewegungstabelle gesetzt, während der Abstand t × C auf den in Fig. 7(B) angegebenen Wert k_a gesetzt wird. Die Impulsabstandsdaten werden so gesetzt (S175), daß die Im pulse mit einem Abstand t × (c+1) entsprechend dem Wert k_b mit dem durch Lb in Fig. 10 dargestellten Tabelle angegebenen Wert mit der restlichen Zahl X-1-d ausgegeben werden. Hier liegt der Grund dafür, daß der Abstand nur über X-1- d auf den Wert t × (c + 1) gesetzt wird, darin, daß nur Eins subtrahiert wird, damit der erste Ausgangsimpuls gleichzeitig an die X-Achse und die Y-Achse ausgegeben wird, ohne Berück sichtigung des Bewegungsbetrags auf der jeweiligen X- bzw. Y- Achse nur Eins (1) subtrahiert wird. Anschließend kehrt das Programm zum Hauptprogrammablauf zurück (S180).

Außerdem wird im Hauptprogramm eine in Fig. 4 dargestellte Anzahl von Unterbrechungen berechnet, während die X-Achse mit der Tabelle (vgl. Fig. 7(B) und 7(C)), in der die Impulsab standsdaten auf der Y-Achse gesetzt werden, verglichen wird und der Impuls zum Antrieb des Schrittmotors ausgegeben wird, wenn die Anzahl der Unterbrechungen und die Anzahl der Tabel len jeweils auf gleichen Wert gebracht sind.

Die im vorstehend beschriebenen Ablaufdiagramm berechneten und ausgegebenen Impulse sind in Fig. 11 dargestellt. Fig. 11 zeigt ein Beispiel, bei dem zwanzig (20) Impulse für die X-Achse ausgegeben werden, während für die Y-Achse fünfzehn (15) Impulse ausgegeben werden. Das Beispiel gemäß Fig. 11 wird im Vergleich zu Fig. 9 beschrieben. Da im Schritt 172 gemäß Fig. 9 festgestellt wird, daß die X-Achse größer ist als die Anzahl der Impulse auf der Y-Achse, schaltet das Pro gramm zum Schritt 177 weiter, wo in jeder der Bewegungstabel len (vgl. Fig. 8(B), Fig. 7(C) und Fig. 10) eine Einstellung in der Weise vorgenommen wird, daß der Impulsabstand auf der X-Achse auf den Abstandswert t gebracht wird.

Darüberhinaus wird im Schritt 178 eine Berechnung der Werte a und b vorgenommen. In diesem Fall lautet die Berechnung wie folgt: (20-1)/(15-1) = a × 15 + b, wobei die Werte für a und b jeweils auf a = 1 und b = 5 gesetzt werden. Anschlie ßend wird der Schritt 179 ausgeführt, so daß 1_a = 5 und k_a = t × (1 + 1) in der Bewegungstabelle gesetzt werden. Mit ande ren Worten wird damit der Abstand 2 x t in der Bewegungsta belle gesetzt. Auch werden für Y-1-b mit 1_b = 15-1-5 = 9 Impulse der Abstand k_b = t × a = t × 1 = t in der Bewe gungstabelle gesetzt. Dementsprechend wird, wie Fig. 11 zeigt, der Betrag der Bewegung auf einen einheitlichen Wert gebracht, bei dem die vordere Hälfte der Abstand auf der Y- Achse bei t + 1 ist, während die zweite Hälfte einen Abstand t angibt.

Zweites Verfahren

Fig. 12 zeigt das Ablaufdiagramm für ein zweites Verfahren. Zunächst sind die Daten für die X-Achse und die Y-Achse schon vor Durchlauf durch diese Routine dem Hauptprogramm zuvor be kannt. Wird ein Befehl PITCH 2 aufgerufen, wird die Verarbei tung in gleicher Weise wie in Fig. 12 bzw. vor oder nach PITCH 2 ausgeführt (S200). Zunächst wird festgestellt, ob die Daten für die X-Achse und die Y-Achse vom Betrag der Bewegung her jeweils gleich sind (S201) oder nicht. Wird hier nun festgestellt, daß die Beträge der Bewegungsdaten für die X-Achse und die Y-Achse jeweils gleich sind, werden in der in Fig. 7(B), Fig. 7(C) und Fig. 10 dargestellten Bewegungsta belle Impulsabstandsdaten gesetzt, damit diese als Abstand t für die X-Achse und die Y-Achse ausgegeben werden.

In dem Fall, in dem andererseits festgestellt wird, daß der Betrag der Bewegung auf der X-Achse und auf der Y-Achse nicht gleich groß ist, wird eine Beurteilung unter Berücksichtigung der Größe der Bewegungsbeträge auf der X-Achse und der Y-Ach se vorgenommen (S202). In dem Fall, daß der Betrag der Bewe gung auf der X-Achse größer ist als auf der Y-Achse, werden die Impulsabstandsdaten in der in Fig. 7(B) und Fig. 10 dar gestellten Bewegungstabelle in der Weise gesetzt, daß eine Achse, auf der der Betrag der Bewegung größer ist, hier also die X-Achse, Daten als Impulsabstand t ausgibt (S208). An schließend wird die folgende Gleichung 3 gelöst (S209).

Mit dieser Berechnung wird, sofern die vorstehende Beziehung (3) erfüllt ist, ein im Ablaufdiagramm gemäß Fig. 13(B) dar gestellter Programmabschnitt bzw. ein Unterprogramm ausge führt (S211). Wird dieses Unterprogramm A2 im Schritt 211 aufgerufen, schaltet die Verarbeitung zu Schritt 240 (vgl. Fig. 13(B)) weiter, worauf der an einen Schritt 241 anschlie ßende Vorgang abläuft.

Fig. 14(A) und 14(B) zeigen jeweils eine Tabelle für den An trieb des Motors X, A. Gemäß Fig. 14(B) werden die ungeraden Tabellenpositionen (S241) auf 1 geschaltet. In diesem Fall wird davon ausgegangen, daß k_a, k_b . . ., die den Abstand aus drücken, auf 1 gesetzt werden, wie Fig. 14(B) dies zeigt. Hier bedeutet 1, daß bei einem Hauptprogramm Impulse abgege ben werden, wenn diese Tabelle bearbeitet oder verarbeitet wird. Umgekehrt bedeutet 0, daß die Impulse nicht ausgesendet werden. Anschließend wird die Tabelle bei n × 4 von 0 auf 1 geändert (S242). Hier ist n eine Konstante und wird mit Si cherheit auf 1 gesetzt, wenn das Programm in diese Routine einspringt. Anschließend wird für n "n+1" eingesetzt. Danach wird beurteilt, ob die folgende Beziehung (4) gilt (S244):

n × 4 < Y-4 (4).

Wird ein Wert von n × 4 größer als eine Lösung, bei der 4 vom Impuls für Y subtrahiert wird, wird das Programm zum Anfang der Tabelle zurückgeschaltet. Diese Beurteilung stellt die Feststellung dar, die zur Veränderung des Werts der Tabelle für Y₂, Y₆ . . . von 0 auf 1 im Schritt 244 getroffen wird; wird der vorstehenden Gleichung 4 nicht genügt, wird das Pro gramm wieder zum Schritt 242 zurückgeschaltet. In diesem Zu sammenhang wird, da bei den in Fig. 14(B) dargestellten Ta bellen n bereits auf 2 gesetzt wurde, die Tabelle für Y₃ auf 1 geändert. Anschließend wird eine ähnliche Verarbeitung durchgeführt, um die Häufigkeit festzustellen. Wird die Glei chung (4) im Schritt 244 erfüllt, schaltet das Programm zum Schritt 245 weiter. Vor Beginn des Schritt 245 wird n auf 0 gelöscht. Dementsprechend wird bei der in Fig. 14(B) darge stellten Tabelle auf 1 hochgeschaltet (S246). Anschließend wird die folgende Gleichung (5) aufgestellt:

Hier handelt es sich bei n_max um einen im Schritt 243 auf den höchstmöglichen Wert hochgesetzten Wert von n. Insbesondere handelt es sich nach dem Verarbeitungsteil 2 in Fig. 13(B) bei n_max um eine Zahl, bei der die Tabelle von 0 auf 1 umge schaltet wird. Multipliziert mit einer Zahl, bei der n₁ zu dieser Zahl addiert wird, und bei Setzen von Y-X/2 auf den selben Wert bedeutet dies, daß die Anzahl der Impulse für Y auf den Betrag der Bewegung gebracht wird. Wenn hier nun der Zahlenwert und Y-X/2 nicht gleich groß sind, schaltet das Programm zum Schritt 245 zurück. Die gleiche bzw. identische Verarbeitung wird wieder unter der Voraussetzung durchge führt, daß n₁ gleich 1 ist, so daß die Tabelle für Y₆ gemäß Fig. 14(B) auf 1 umgeschaltet wird. Diese Verarbeitung wird so lange vorgenommen, bis die obige Gleichung (5) erfüllt ist.

Wenn außerdem die obige Gleichung (5) gelöst ist, verläßt das Programm das Unterprogramm bei Schritt 211, wie Fig. 12 (S248) dies zeigt, und schaltet zum Hauptprogramm zurück (S214). Ist bei Schritt 209 die obige Gleichung (3) nicht füllt, wird eine Bearbeitung in gleicher Weise wie in Fig. 9 bei den Schritten 210 und 212 ausgeführt (wobei die Schritte 210 und 212 die gleichen wie bei der in Fig. 9 dargestellten Verarbeitung in den Schritten 178 und 179 sind, weshalb sie hier nicht näher beschrieben werden), worauf das Programm zum Hauptprogrammteil (S214) zurückschaltet.

In dem Fall, in dem in dem in Fig. 12 dargestellten Schritt 202 die Impulsabstandsdaten gemäß der in Fig. 7(C) und Fig. 10 dargestellten Bewegungstabelle so gesetzt werden, daß der Betrag der Bewegung auf der Y-Achse größer ist als auf der X-Achse, gibt außerdem die Achse, auf der der Betrag der Be wegung größer ist, d. h. die Y-Achse, die Daten mit dem Im pulsabstand t aus (S203). Anschließend wird die nachfolgende Gleichung (6) gelöst:

Mit dieser Berechnung wird, sofern die vorstehende Beziehung (6) erfüllt ist, ein im Ablaufdiagramm gemäß Fig. 13(B) dar gestellter Programmabschnitt bzw. ein Unterprogramm ausge führt (S213). Befindet sich dieses Unterprogramm A1 in dem in Fig. 12 dargestellten Schritt 213, wird das in Fig. 13(A) dargestellte Unterprogramm A1 aufgerufen und damit werden die auf den Schritt 231 folgenden Schritte ausgeführt (S230). Zu nächst werden, wie Fig. 14(A) zeigt, die ungeraden Tabellen positionen auf 1 gesetzt (231). Hierbei bedeutet "1", daß Im pulse ausgesendet werden, wenn dieser Vorgang im Hauptpro gramm abläuft. Umgekehrt bedeutet "0", daß keine Impulse ab gegeben werden. Insbesondere bedeutet der Fall, daß 1, 0 1 in der Tabelle in dieser speziellen Reihenfolge geschaltet wer den, da die Impulse mit einem Abstand von t × 2 ausgesendet werden. Anschließend wird die Tabelle an der Position n × 4 von 0 auf 1 umgeschaltet (S232). Im vorliegenden Fall ist n eine Konstante und wird immer vor dem Einspringen in diese Routine auf 1 gesetzt. Anschließend wird für n der Wert n + 1 eingesetzt (S233), worauf geprüft wird, ob die nachfolgende Beziehung (7) erfüllt wird (S234) oder nicht:

n × 4 < X-4 (7).

Infolge dieser Feststellung wird das Programm zum Anfang der Tabelle zurückgeschaltet, wenn ein Wert von n × 4 größer wird als ein Ergebnis, bei dem 4 von den X Impulsen abgezogen wird, und dann wird der Wert für X₂, X₆, . . . in der Tabelle von 0 auf 1 umgeschaltet. Im Schritt 234 wird, wenn die vor stehende Beziehung (7) nicht erfüllt ist, das Programm wieder zum Schritt 232 zurückgeschaltet. Da n bereits auf 2 gesetzt wurde, wird in diesem Zusammenhang der Tabellenwert X₈ in den in Fig. 14(A) gezeigten Tabellen auf 1 umgeschaltet. An schließend wird ein ähnlicher Ablauf ausgeführt. Wenn im Schritt 234 die vorstehende Beziehung (7) erfüllt ist, wird an der Tabellenposition X₂ in der in Fig. 14(A) dargestellten Tabelle 1 gesetzt (S235). Vor dem Einspringen in Schritt 235 wird n₁ auf 0 gesetzt bzw. gelöscht. n₁ + 1 wird bei n₁ ein getragen (S236), woraufhin die folgende Gleichung 8 gelöst wird (S237):

Hier handelt es sich bei n_max um einen im Schritt 233 auf den höchstmöglichen Wert hochgesetzten Wert von n. Insbesondere handelt es sich bei n_max um einen Zahlenwert, bei dem die Ta belle durch einen Teil von "1" in Fig. 13(A) von 0 auf 1 um geschaltet wird. Dies bedeutet, daß in dem Fall, daß bei ei nem Ergebnis, bei dem der augenblickliche Wert von n₁ zu der vorgenannten Zahl addiert und X-Y/2 auf den gleichen Wert gesetzt wird, die Anzahl der Impulse für X auf den gleichen Betrag der Bewegung gebracht wird. Wenn sich ein Ergebnis er gibt, wonach der augenblickliche Wert von n₁ zu der vorge nannten Zahl addiert wird und X-Y/2 nicht auf den gleichen Wert gesetzt ist, wird das Programm zum Schritt 235 zurückge schaltet, wo der gleiche Verarbeitungsvorgang unter der Vor aussetzung wieder durchgeführt wird, daß n₁ gleich 1 ist. Da mit wird die Tabellenposition für Y₆ gemäß Fig. 14(A) auf 1 umgeschaltet wird. Diese Verarbeitung wird so lange wieder holt, bis die obige Gleichung (8) erfüllt ist.

Wenn die obige Gleichung (8) gelöst ist, verläßt das Programm das Unterprogramm bei Schritt 213, wie Fig. 12 (S238) dies zeigt, und schaltet zum Hauptprogramm zurück (S214). Ist bei Schritt 204 die obige Gleichung (6) nicht füllt, wird eine Bearbeitung in gleicher Weise wie in Fig. 9 bei den Schritten 205 und 206 ausgeführt (wobei die Schritte 205 und 206 die gleichen wie bei der in Fig. 9 dargestellten Verarbeitung in den Schritten 174 und 175 sind, weshalb sie hier nicht näher beschrieben werden), worauf das Programm zum Hauptprogramm teil zurückschaltet.

Fig. 15 zeigt die Impulsabgabe bei Ausführung des Programms nach dem in Fig. 12 dargestellten Ablaufdiagramm. Die Impulse werden in der Weise abgegeben, daß der Betrag der Bewegung auf der X-Achse zwanzig (20) Impulsen entspricht, während bei dem Betrag der Bewegung auf der Y-Achse fünfzehn (15) Impulse verwendet werden.

4. Verfahren, bei dem zur Eliminierung von td der Wendepunkt vorher gefunden oder gesucht wird

Als nächstes wird nun ein Verfahren beschrieben, bei dem die Verarbeitung nicht stichweise bei Vorschub erfolgt, sondern bei dem vorher zur Beseitigung von td in Fig. 5 ein Wende punkt gefunden wird.

Fig. 16 zeigt das Ablaufdiagramm für diesen Zweck, wobei ein Wendepunkt berechnet und gefunden wird. Wird aus dem Haupt programm ein Unterprogramm zur Berechnung des Wendepunktes aufgerufen, läuft die Verarbeitung in der in Fig. 16 darge stellten Weise ab (S280). Zunächst wird eine Bewegungsrich tung von X ermittelt (S281). Hierbei bedeuten X_nSIG und X_n+1SIG die Bewegungsrichtungen beim n-ten Stich und beim Stich n + 1 auf der X-Achse. Unterscheidet sich die Bewe gungsrichtung auf der X-Achse beim n-ten Stich von der beim Stich n + 1, wird bei HEN 1 gesetzt, also ein Kennzeichen für den Wendepunkt (S286), worauf das Programm zum Hauptprogramm ablauf zurückkehrt (S285).

Nach dieser Darstellung von HEN werden am Wendepunkt ver schiedene Verarbeitungsabläufe ausgeführt. Sind bei Schritt 281 die Werte von X_nSIG und X_n+1SIG jeweils gleich, wird die Feststellung unter Berücksichtigung der Bewegungsrichtungen auf der Y-Achse beim n-ten Stich und bei Stich n + 1 getrof fen. Sind die Bewegungsrichtungen auf der Y-Achse beim n-ten Stich und bei Stich n + 1 voneinander verschieden, wird das Kennzeichen HEN am Wendepunkt auf 1 gesetzt (S286), worauf das Programm zum Hauptprogrammteil zurückschaltet (S285). In dem Fall dagegen, in dem die Bewegungsrichtungen auf der Y- Achse beim n-ten Stich und bei Stich n + 1 sind, wird ermit telt, ob ein Verhältnis zwischen dem Betrag der Bewegung auf der X-Achse und dem Betrag der Bewegung auf der Y-Achse beim n-ten Stich und bei Stich n + 1 jeweils gleich ist (S283). Wenn im Schritt 283 das Verhältnis des Betrags der Bewegung auf der jeweiligen X-Achse und Y-Achse jeweils nicht gleich ist, wird das Kennzeichen HEN am Wendepunkt auf 1 gesetzt (S286), worauf das Programm zum Hauptprogrammablauf zurück schaltet. In dem Fall jedoch, in dem die Verhältnisse jeweils gleich sind, wird das Kennzeichen am Wendepunkt auf 0 gesetzt (S284), worauf das Programm ebenfalls zum Hauptprogrammablauf zurückschaltet.

Der Wendepunkt bei einer Wendepunktberechnung im Laufe der Verarbeitung ist mit Ausnahme der Schritte 287, 289 und 290 gemäß Fig. 16 in Fig. 17 dargestellt. In Fig. 17 sind mit ei nem weißen Kreis und schwarzen Kreisen die Punkte angegeben, die als Wendepunkte eingestuft wurden. Da insbesondere die Punkte 1, 2 und 6 sich in der Bewegungsrichtung auf der Y- Achse voneinander unterscheiden, handelt es sich hierbei um Punkte, die in dem in Fig. 16 dargestellten Schritt 282 als Wendepunkt eingestuft werden, während die in Fig. 17 ausge wiesenen Punkte 3 und 4 sich in der Bewegungsrichtung auf der X-Achse voneinander unterscheiden, so daß im Schritt 281 die se Punkte als Wendepunkt eingestuft werden. Da außerdem die Punkte 5, 7 und 8 sich im Bewegungsverhältnis zwischen der X-Achse und der Y-Achse voneinander unterscheiden, handelt es sich hierbei um Punkte, die im Schritt 283 in Fig. 16 als Wendepunkt angesehen werden.

Als nächstes werden die in Fig. 16 dargestellten Schritte 287, 288 und 290 beschrieben. In dem Fall, in dem im Schritt 283 festgestellt wird, daß das Verhältnis zwischen dem Betrag der Bewegung auf der X-Achse bzw. auf der Y-Achse unter schiedlich ist, schaltet das Programm zum Schritt 286 gemäß vorstehender Beschreibung weiter. Hier wird jedoch ein Pro grammsegment eingefügt, das zum Schritt 287 weiterschaltet. Insbesondere schaltet das Programm vom Schritt 283 zum Schritt 287 gemäß der gestrichelten Linie in Fig. 16 weiter. Hierbei wird festgestellt, welches Verhältnis das größere ist, das beim n-ten Stich oder das beim Stich n + 1 (S287). Ist das Verhältnis beim n-ten Stich größer als das Verhältnis beim Stich n + 1, schaltet das Programm zum Schritt 290 wei ter, wo die folgende Gleichung (9) gelöst wird (S290):

Wird im Schritt 290 festgestellt, daß ein Betrag der Abwei chung im Verhältnis zwischen dem n-ten Stich und dem Verhält nis bei Stich n + 1 größer als 0,5 ist, wird beim Kennzeichen HEN für den Wendepunkt 1 eingesetzt (S286), worauf das Pro gramm zum Hauptprogrammablauf zurückkehrt (S285). Ist ande rerseits nach Feststellung im Schritt 290 eine Differenz zwi schen dem Betrag der Abweichung beim n-ten Stich und dem Be trag der Abweichung beim Stich n + 1 kleiner als 0,5, wird das Kennzeichen HEN auf 0 gesetzt (S285). Andererseits ist gemäß Feststellung im Schritt 287 das Verhältnis beim Stich n + 1 größer als beim n-ten Stich, so daß das Verhältnis beim n-ten Stich vom Verhältnis bei Stich n + 1 subtrahiert und nun ermittelt wird, ob der Betrag der Abweichung im Verhält nis größer als 0,5 ist (S289). Ist der Betrag der Verhältnis abweichung größer als 0,5, wird das Kennzeichen HEN für den Wendepunkt auf 1 gesetzt (S286), worauf das Programm zum Hauptprogrammablauf zurückkehrt. Ist andererseits die Diffe renz im Betrag der Abweichung zwischen dem n-ten Stich und Stich n + 1 kleiner als 0,5, wird das Kennzeichen HEN auf 0 gesetzt (S284), worauf das Programm zum Hauptprogrammablauf zurückkehrt (S285).

Im vorliegenden Fall sind die Schritte 287, 280 und 290 so angelegt, daß das jeweilige Verhältnis beim n-ten mit dem Verhältnis bei Stich n + 1 verglichen wird und danach je nach den Erfordernissen des Einzelfalls die Schritte 289 und 290 ausgeführt werden. Zur Feststellung kann jedoch die Berech nung nach folgender Gleichung erfolgen:

Gemäß vorstehender Beschreibung gilt, daß in dem Fall, daß in Fig. 17 der Wendepunkt in der Verarbeitungsroutine, in die die Schritte 287, 289 und 290 gemäß Fig. 16 einbezogen wur den, liegt, dieser Wendepunkt mit schwarzen Kreisen gekenn zeichnet ist. In Fig. 17 ist mit a, b, . . . jeweils die Posi tion eines Stichs angegeben. Hier wird nun Punkt 5 als erstes betrachtet. Es wird davon ausgegangen, daß eine Stelle zwi schen g und h das Zehnfache des Betrags der Bewegung auf der X-Achse und das Zehnfache des Betrags der Bewegung auf der Y- Achse beträgt. Weiterhin wird vorausgesetzt, daß ein nachfol gender Stich, d. h. ein Stich an der Stelle zwischen h und j, das Sechsfache des Betrags der Bewegung auf der X-Achse und das Zehnfache des Betrags der Bewegung auf der Y-Achse be trägt. Wird dies auf die Schritte 287, 289 und 290 gemäß Fig. 16 übertragen, ergibt sich die Beziehung 10/10 < 6/10, so daß das Programm zum Schritt 290 weiterschaltet. Im Schritt 290 wird die Beziehung auf 1-0,6 < 0,5 gesetzt. Nun schaltet das Programm zum Schritt 284 weiter, wo dies nicht zum Wende punkt wird. Insbesondere wird der Punkt 5 allgemein als "Wendepunkt" bezeichnet. Es wird jedoch in den Schritten 287, 289 und 290 festgestellt, daß der Punkt 5 nicht der Wendepunkt ist.

Nachfolgend wird nun ein Teil der Verarbeitung am Wendepunkt beschrieben. Bei dem Wendepunkt handelt es sich um eine Stel le, an der die Bewegungsrichtung auf der X-Achse, die Bewe gungsrichtung auf der Y-Achse und der Betrag der Bewegung un terschiedlich sind. Im allgemeinen erfolgt an diesem Punkt ein Antrieb durch den Motor. Es besteht die Möglichkeit, daß die Zweiachsen-Antriebsmechanik schwingt bzw. oszilliert und im schlimmsten Fall außer Tritt gerät. Um dies zu verhindern wird ein im Ablaufdiagramm gemäß Fig. 18 dargestelltes Unter programm abgearbeitet. In dem Fall, daß das Hauptprogramm den Wendepunkt verarbeitet, ruft es zunächst das Unterprogramm "HENKIYOKUTENSHIYORI" auf und führt dieses aus (S300). Zu nächst wird festgestellt, ob das Kennzeichen HEN für den Wen depunkt auf 0 gesetzt ist oder nicht (S301). Steht das Wende punkt-Kennzeichen HEN auf 0, verläßt das Programm diese Rou tine und schaltet zum Hauptprogramm zurück (S304).

Wird dagegen im Schritt 301 der Punkt als Wendepunkt erkannt, wird der n-te Stich, d. h. der Wendepunkt, auf den ersten Stich gebracht, so daß n = 1 gesetzt wird, während der Stich n-1 auf L und der Stich n-2 auf L-1 gesetzt wird (S302). Anschließend läuft die Verarbeitung wie in Fig. 6 dargestellt und vorstehend bereits beschrieben ab, wobei die Vorschubge schwindigkeit vor und hinter dem Wendepunkt (S303) verringert wird, woraufhin das Programm zum Hauptprogrammteil zurück schaltet (S304. In vorstehend beschriebener Weise ist, wenn der Wendepunkt berücksichtigt wird, td nicht erforderlich, wobei es nicht nötig ist, die stichweise Berechnung vorzuneh men, und dabei ist es möglich, die Vorschubgeschwindigkeit an der Stelle vor und hinter dem Wendepunkt zu verringern.

5. Spezielles Antriebsverfahren bei Vorliegen eines gleichförmigen Antriebsbefehls

Es wird nun ein spezielles Antriebsverfahren beschrieben, das dann zum Einsatz kommt, wenn an die Zweiachsen-Antriebsmecha nik ein gleichförmiger Antriebsbefehl übermittelt wird. Wie bereits anhand von Fig. 34 im Zusammenhang mit dem herkömmli chen Beispiel erläutert wurde, tritt eine Schwingung an der Zweiachsen-Antriebsmechanik auch dann auf, wenn der Antriebs befehl gleichförmig ausgegeben wird. Außerdem wirkt sich in dem Fall, daß eine Wendepunktberechnung nicht erfolgt, die Berechnungszeit td negativ auf, wie Fig. 19 zeigt, so daß der Fall eintreten kann, in dem die tatsächlich ausgeführte Bewe gung in einen Zustand gesteuert wird, in dem ein hohes Maß an Schwingung vorhanden ist. Um dies zu vermeiden, wird nach dem in Fig. 20 dargestellten Verfahren zur Bewegungsbefehls-Im pulsabgabe gearbeitet. Dieses Impulsabgabeverfahren wird nachstehend beschrieben.

Mit Hilfe der Verarbeitungsroutine nach Fig. 16 wird der Wen depunkt bestimmt, und anschließend wird die Bewegungstabelle für die Zweiachsen-Antriebsmechanik ganz allgemein in den in Fig. 21(A) dargestellten Zustand versetzt. Hier ist der Ab stand zwischen X₁, . . . X₅ ein Beispiel, und es versteht sich von selbst, daß als Abstandswert jeder Zahlenwert eingesetzt werden kann. Darüberhinaus können die in den Tabellenpositio nen für X₁, X₂, . . . X₅ eingesetzten Angaben ebenfalls jeden Zahlenwert annehmen.

Im vorliegenden Fall wird davon ausgegangen, daß die Anzahl der Impulse für den Antrieb der Zweiachsen-Antriebsmechanik bei größtmöglicher Geschwindigkeit t × 2 fünfunddreißig (35) beträgt, wie Fig. 21(A) dies ausweist. Werden diese Impulse gleichförmig ausgegeben, nähert sich die Kurve der tatsächli chen Bewegung nicht der in Fig. 34 dargestellten Idealkurve an. Werden, wie in Fig. 21(B) ausgewiesen, vierzehn (14) H-Impulsabstände eingesetzt, also 5 × 4 in Abständen von 20 über einen Zeitraum eingesetzt, in dem der Impulsabstand ge mäß Darstellung in Fig. 21(B) der Höchstgeschwindigkeit t × 2 entspricht, so nähert sich die Ist-Kurve der Bewegung der Idealkurve nach Fig. 20 an.

Zur Realisierung der Bewegungstabelle für die Zweiachsen-An triebsmechanik wird ein Programmablauf gemäß dem Ablaufdia gramm in Fig. 22 ausgeführt. Wird im Hauptprogramm "τ SHIYORI" aufgerufen, wird das folgende Programmsegment ausgeführt (S310). Aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung wird dieses Ablaufdiagramm hier nur in Verbindung mit der X-Achse erläutert. Mit X_1puls und X_2puls ist hier die Anzahl der Im pulse in der in Fig. 21(A) dargestellten Tabelle für x₁ und x₂ angegeben; sie wird in sexadezimaler oder hexadezimaler Weise geschrieben.

Zunächst wird bei A die Anzahl der Impulse x₁ und die Anzahl der Impulse x₂ eingesetzt (S311). Anschließend werden die An zahl der Impulse A und die Anzahl der Impulse x₃ addiert, und die Anzahl der Impulse, in die die Zeit τ eingesetzt werden soll (nämlich 14H bei diesem Ablaufdiagramm) wird davon sub trahiert. Dieser Wert wird mit B angenommen. Außerdem wird ein Wert, bei dem ein Wert A von 14H subtrahiert wird, auf C gebracht (S312). Darüberhinaus wird eine Veränderung der Ta belle infolge der Einfügung von τ vorgenommen (S313). Insbe sondere wird nun die Verarbeitung im Schritt 313 ausgeführt, wodurch die Tabellen für X₁, X₂, X₃ und X₄ vorbereitet wer den, wie Fig. 21(B) dies zeigt.

Als nächstes wird 5 für n eingesetzt (S314), dann wird τ von der Anzahl der einzufügenden Impulse X₅ subtrahiert, und der nach Subtraktion verbleibende Wert wird bei D eingesetzt (S315). Außerdem wird ermittelt, ob der Wert von D positiv oder negativ ist (S316). Ist der Wert D nicht positiv, ver läßt das Programm diese Routine und kehrt zum Hauptprogramm ablauf zurück (S319). Andererseits werden bei positivem Wert von D im Schritt 316 die Tabellenpositionen für x₅, x₆ und X₅ und X₆ gemäß Fig. 21(B) vorbereitet. Dabei wird für n ein Wert n + 2 eingesetzt, woraufhin das Programm zum Schritt 315 zurückschaltet. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis D 0 ist.

Fig. 20 zeigt ein Beispiel für die Wellenform, die sich bei der in Fig. 21(B) dargestellten Tabelle nach Vorbereitung entsprechend dem vorstehend beschriebenen und in Fig. 22 dar gestellten Ablaufdiagramm ergibt. Ein Unterschied zwischen Fig. 20 und Fig. 19 besteht darin, daß eine Berechnungszeit, nämlich td, nach jedem einzelnen Stich erforderlich ist, wo durch es zu einer Verzögerung bei der Impulsabgabe kommt. Wird die Länge eines Stichs verändert, so unterscheiden sich die Stellen, an denen td eingelegt wird. Andererseits ist es möglich, daß t gemäß Darstellung in Fig. 20 so vorgesehen wird, daß eine vorgegebene Anzahl von Impulsen verbleibt. Au ßerdem ist es in dem in Fig. 20 dargestellten Fall auch mög lich, zwei Impulse mit dem Abstand τ im Anschluß an die vor gegebene Anzahl von Impulsen einzufügen. Außerdem versteht es sich von selbst, daß es auch möglich ist, im Anschluß an die vorgegebene Anzahl von Impulsen weitere Impulse einzufügen, deren Abstände jeweils t + 1, t + 2, t + 3, t + 2 und t + 1 betragen.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein Fall be schrieben, bei dem die Zweiachsen-Antriebsmechanik mit einer schweren Last beaufschlagt wird. Am Punkt ∈, der durch einen Pull-Up-Widerstand 92 auf einen Pegel 1 gesetzt wird, wenn ein Gewichtsbelastungsschalter 91 eingeschaltet ist, wird nun auf einen Pegelwert 0 gesetzt. Damit gibt der Ein-/Ausgang 35 über den peripheren Datenpuffer die Information aus, daß der Gewichtsbelastungsschalter 91 eingeschaltet ist. Die Zentral einheit 27 übernimmt dieses Signal und ändert die Bewegungs tabelle am tatsächlichen Nähpunkt (kein Vorschub). Darüber hinaus verändert die Zentraleinheit 27 die Impulse in der in Fig. 21(B) dargestellten Vorschubtabelle nicht, sondern ver langsamt die Zeit der Abgabe der Impulse für X₁, X₂, . . . Ins besondere wird der Impulsabstand auf einen Wert gebracht, der gemäß Fig. 21(C) dem Doppelten des in Fig. 21(B) gezeigten Impulsabstands entspricht. Darüberhinaus lassen sich auch zur Durchführung dieses Ablaufs nach einem anderen Verfahren Mit tel zur Veränderung der Unterbrechungszeit einsetzen, die an hand von Fig. 4 beschrieben wurden.

Abgesehen davon wurde die Beschreibung unter der Vorausset zung abgefaßt, daß die gesamte Geschwindigkeit auf die halbe Zeit verringert wurde, um so die Beschreibung zu vereinfa chen. Es versteht sich jedoch von selbst, daß zwar die Ge schwindigkeit hier in der Beschreibung mit der halben Zeit angegeben wurde, daß aber eine Geschwindigkeit mit 1/3 der Zeit auch realisierbar ist und daß die Geschwindigkeit nach Bedarf verringert werden kann.

6. Motorsteuerverfahren zum Einsatz für den Antrieb einer Zweifachantriebsmechanik

Nachfolgend wird nun ein Verfahren zum Steuern eines Motors beschrieben, der für den Antrieb einer Zweiachsen-Antriebsme chanik eingesetzt wird. Entsprechend der Beschreibung eines herkömmlichen Beispiels anhand von Fig. 29, 30(A), 30(B), 30(C) und 30(D) bewegt sich der Schrittmotor über einen Win kel von 1,8° pro Schritt im Falle einer Zweiachsen-Erregung, und über einen Winkel von 0,0° pro Schritt in Falle einer Zweiphasen-Erregung. Darüberhinaus tritt im Falle einer 1-2- Phasen-Erregung eine Drehmomentschwankung eines Mehrfachen von √ bei I₁ und I₂ auf, wie Fig. 30(D) zeigt. Zur Verringe rung dieser Drehmomentschwankung und zur Realisierung einer Winkelbewegung um 0,45° pro Schritt ist eine in Fig. 2 und 3 dargestellte Schaltung vorgesehen, deren theoretische Grund lagen in Fig. 23 dargestellt sind.

Fig. 23 zeigt die Theorie für das Beispiel eines Antriebssi gnals (entsprechend dem Signal in Fig. 2) für einen X-Achsen- Vierschrittmotor. Daraus ist ersichtlich, wie der den Schrittmotor durchfließende Strom pro auszuführendem Schritt eine Drehung um 0,45° zur Vergleichmäßigung des Drehmoments bewirkt. Nachfolgend wird Fig. 23 unter Heranziehung von Fig. 2 erläutert. In Fig. 2 wird nur die Schaltung in A-Phase für den X-Achsen-Schritt dargestellt. Da jedoch eine genauso wie die A-Phasen-Schaltung aufgebaute B-Phasen-Schaltung vorgese hen ist, wurde diese nicht in der Zeichnung dargestellt. In einer Phase 1 wird XAP auf aktiven Pegel Eins geschaltet. Dies bedeutet, daß das XAP-Signal 73 in Fig. 2 ebenfalls auf aktiven Pegel gesetzt wird. Der Transistor 84 wird durch die Basistreiberschaltung 78 eingeschaltet. Darüberhinaus wird der Transistor 81 über den Vergleicher und die Basistreiber schaltung 73 eingeschaltet.

Damit fließt Strom in A-Phase in die durch die strichpunk tierte Linie 86 angegebene Richtung. Darüberhinaus wird der Strom durch den Parallelwiderstand 80 in eine Spannung umge setzt und dem Fehlerverstärker 79 zugeführt. Da andererseits das Signal XAPU 105, das Signal XASEN 1 und das Signal XASEN 2 auf inaktivem Pegel liegen, wird die Spannung am Punkt B durch den Widerstand 114 und den Widerstand 115 bestimmt. Dieser Unterschied dazwischen wird am Punkt A ausgegeben und vom Vergleicher 75 verglichen. Auf diese Weise fließt der in Fig. 23 dargestellte Strom.

Als nächstes wird eine Phase 3 beschrieben, in der der Strom auf A-Phase schwankt oder sich verändert. In der Phase 3 wer den das Signal XAP 73 und XASEN 1 auf aktiven Pegelwert ge schaltet. Hier besteht zwischen ersterem und letzterem inso fern ein Unterschied, als das Signal XASEN 106 auf aktivem Pegelwert liegt. Damit wird der Analogschalter 109 einge schaltet. Ist der Analogschalter 109 eingeschaltet, ist der Widerstand 112 mit einer Leitung 0 V verbunden. Auf diese Wei se wird durch einen Teildruck bzw. ein Teilpotential zwischen dem Widerstand 114 und den Widerständen 115 und 112 der Punkt B mit einer Spannung beaufschlagt, die geringer ist als die Spannung zum Zeitpunkt der Phase 1. Die Spannung wird zu dem Zeitpunkt, zu dem der Analogschalter 109 nicht eingeschaltet ist, auf den Wert 1/√ gebracht, wodurch es möglich ist, daß Strom, nämlich S in Fig. 23, fließt. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom V von 1/√ auch durch die B-Phase, wodurch die (nicht dargestellte) Richtung in die Richtung I₀ ausge richtet oder umgerichtet werden kann.

Im folgenden wird nun die Phase 4 erläutert. Schaltet in der Phase 4 das Signal XAP 73 das aktive Signal XASEN 2 107 auf aktiven Pegelwert, wird der in Fig. 2 dargestellte Analog schalter 110 eingeschaltet. Der Widerstand 113 wird damit wirksam. Wird am Widerstand 110 festgestellt, daß die Span nung am Punkt B durch das Potential des Widerstands 114, des Widerstands 115 und des Widerstands 110 auf einen Wert von tan 22,5° gebracht wurde, fließt Strom, und zwar der mit T in Fig. 23 dargestellte Strom, durch die A-Phase. Andererseits wird dadurch, daß nur das Signal XBP aktiv ist, die B-Phase in eine Richtung, nämlich I_d, gebracht. Gemäß vorstehender Beschreibung wird also der Strom in den Phasen des Schrittmo tors durch den Einsatz des analogen Schrittmotors gesteuert, wodurch es möglich ist, den Drehwinkel des Schrittmotors zu unterteilen.

7. Verfahren zur Steuerung des den Schrittmotor durchfließenden Erregungsstroms

Im folgenden wird nun ein Verfahren zum Steuern des durch den Schrittmotor fließenden Erregungsstroms durch die Antriebsge schwindigkeit des Schrittmotors zu steuern. Es ist ganz all gemein bekannt, daß ein Drehmoment des Schrittmotors sich verringert, wenn die Antriebsgeschwindigkeit des Schrittmo tors steigt. Um dies zu verhindern, steigt somit der den Schrittmotor durchfließende Strom an, und verhindert damit eine Abnahme des Drehmoments.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Signal XAPU 105 handelt es sich um ein für diesen Zweck vorgesehenes Signal. Wird bei spielsweise die Tabelle von X₃ gemäß Fig. 21(B) ausgegeben, wird das Signal XAPU 105 auf aktiven Pegelwert geschaltet. Insbesondere ist es bekannt, daß bei Umschaltung des Signals XAPU 105 auf aktiven Pegelwert bei Antrieb des Schrittmotors mit hoher Drehzahl der Analogschalter 108 eingeschaltet und die Spannung am Punkt B auf ein Potential zwischen den Wider ständen 114 und 11 und dem Widerstand 115 gebracht wird, und daß ein Druck erzeugt wird, der höher ist als in dem Fall, in dem nur der Widerstand 114 eingesetzt wird. Wenn somit am Punkt B die hohe Beaufschlagung noch erhöht wird, steuert der Fehlerverstärker 79 in der Weise, daß die Spannung am Punkt B und die Spannung am Punkt C miteinander verglichen werden und daß schließlich die Spannung am Punkt C und die Spannung am Punkt B auf gleichen Spannungswert gebracht werden, wird der durch die A-Phase fließende Stroms auf einen hohen Wert ge bracht.

Daneben ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in Fig. 3 darge stellt. Dieses gilt, wenn anstelle des Analogschalters zur Erhöhung des Stroms ein D/A-Wandler eingesetzt wird. Ein Ein gang des D/A-Wandlers 121 ist mit einer Busleitung 122 der Zentraleinheit so verbunden, daß die Spannung an einem Punkt F, d. h. am Ausgang aus dem D/A-Wandler, von der Zentralein heit aus geregelt werden kann. Auch wenn die Analogschalter 126 und 127 in anderer Weise als in Fig. 2 dargestellt ange schlossen sind, wird außerdem der Verstärkungsfaktor des Be rechnungsverstärkers 128 geändert und die Spannung am Punkt C verändert, wodurch sich Vorteile ergeben können, die ähnlich oder äquivalent zu den Vorteilen der in Fig. 2 dargestellten Analogschalter 109 und 110 sind.

Ein Addierwerk, in dem die Spannung am Punkt D und die Span nung am Punkt F, also am Ausgang des D/A-Wandlers 121, mit einander addiert werden, ist durch das Bezugszeichen 117 an gegeben. Ein im Addierer addierter Wert wird dem Fehlerver stärker 79 zugeführt. Dementsprechend wird davon ausgegangen, daß bei einer Spannung am Punkt F, d. h. am Ausgang des D/A- Wandlers 121, von beispielsweise 3 V ein Standardstrom fließt. Im vorliegenden Fall, beispielsweise bei Ausgabe der Tabelle von X₃ in Fig. 21(B) in dem Fall, daß die Ausgangs spannung des D/A-Wandlers 121 und die Spannung am Punkt F ab sinken bzw. auf 2 V abnehmen, funktioniert der Fehlerverstär ker 79 so, als ob der Strom auf A-Phase absinke. Da der Feh lerverstärker 79 in der Weise funktioniert, daß der Punkt E und der Punkt B auf gleiche Spannung gebracht werden, steigt der Strom auf A-Phase. Dementsprechend ist es möglich, den Strom über die Antriebsgeschwindigkeit für den Schrittmotor zu erhöhen. Auch wenn nur eine Einrichtung zum Erhöhen des den Schrittmotor durchfließenden Stroms hier beschrieben wur de, kann natürlich der Strom auch umgekehrt absinken.

8. Verfahren zum Ändern des Schrittmotor-Antriebsverfahrens

Nachfolgend wird nun ein Verfahren zum Ändern des Antriebs verfahrens für den Schrittmotor über die Antriebsgeschwindig keit desselben beschrieben. Gemäß der Darstellung in Fig. 23 läßt sich leicht eine 1-2-Phasen-Erregung und eine 2-Phasen- Erregung in der Steuerschaltung vornehmen, die über einen Winkel von 0,45° pro Schritt arbeiten kann. Insbesondere sollten zur Realisierung der 1-2-Phasen-Erregung nur die un geradzahligen Stufen, z. B. 1, 3, 5 . . . in derselben Schaltung angesprochen werden. Im Falle einer 2-Phasen-Erregung sollte außerdem eine Stufe beispielsweise mit 1, 5 adressiert wer den, wobei die mittleren drei übersprungen werden. Insbeson dere kann das Verfahren zum Ansteuern des Schrittmotors frei gewählt werden.

Bei der Ausgabe der Impulse wird in dem Fall, daß mit einer Unterbrechung oder dgl. gearbeitet wird, insbesondere die Un terbrechungszeit verkürzt, was bedeutet, daß der durch den in Fig. 4 dargestellten Pfeil angegebene Zeitabstand insofern nachteilig ist, als die Berechnungsarbeit in der Zentralein heit nicht rechtzeitig ausgeführt wird, oder als andere Schwierigkeiten auftreten. In diesem Fall, also wenn der Schrittmotor mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird, wird die Unterbrechungsgeschwindigkeit auf 1/2 gesenkt, während der Antriebswinkel des Schrittmotors dementsprechend auf das Doppelte ansteigt, wodurch eine Belastung der Zentraleinheit verringert wird und es möglich ist, die Zentraleinheit stabil zu betreiben. Dies wird anhand von Fig. 23 beschrieben.

Mit I_a, I_b, . . . I_p ist in Fig. 23 jeweils eine Halbschrittan steuerung angegeben. Wird diese auf die 1-2-Phasenerregung geändert, so werden I_a, I_b, . . . I_p zu I_a, I_c, I_e, I_g, 7_i, I_k, I_m und I_o. Darüberhinaus werden im Falle der 2-Phasen-Erre gung I_a, I_b, . . . I_p zu I_e, I_a, I_i und I_m. Hierbei wird davon ausgegangen, daß der Halbschrittantrieb zuerst ausgeführt wird. Anschließend wird vorausgesetzt, daß der Schrittmotor mit doppelter Geschwindigkeit angetrieben wird. Um den Schrittmotor mit doppelter Geschwindigkei 02101 00070 552 001000280000000200012000285910199000040 0002004311531 00004 01982t umlaufen zu las sen, wird die Erregung auf 1-2-Phasen-Erregung umgeschaltet, wodurch die Unterbrechungszeit die Impulse unter Verwendung derselben Unterbrechungszeit aussenden müßte.

Wenn der Schrittmotor hier mit weiterhin verdoppelter Ge schwindigkeit umlaufen soll, ist dies möglich, wenn die Un terbrechung dieselbe ist und das Erregungsverfahren auf die 2-Phasen-Erregung umgeschaltet wird. Insbesondere ist es mög lich, den Schrittmotor mit einer viermal so hohen Geschwin digkeit anzusteuern wie zu dem Zeitpunkt, zu dem alles mit gleicher Unterbrechungszeit mit Halbschrittansteuerung ange trieben wird. Darüberhinaus versteht es sich von selbst, daß im Unterschied zu der beim herkömmlichen Beispiel beschriebe nen 1-2-Phasenerregung es möglich ist, ein stabiles Drehmo ment zu erzeugen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Tabelle dazu herange zogen, den Antrieb gemäß Darstellung in Fig. 21(A), 21(B) und 21(C) vorzunehmen. Die Anordnung kann jedoch so ausgelegt werden, daß ein schneller Mikrorechner eingesetzt wird, um zur Ausführung der Wendepunktbearbeitung die Erzeugung von td entfallen zu lassen.

Wie Fig. 24 außerdem zeigt, kann die Anordnung auch in der Weise erfolgen, daß unter Berücksichtigung des Falles, daß spezielle Kodierungen, z. B. Umkehrkodierungen oder dgl. mit ten im Vorschub eingesetzt werden, es möglich ist, die Tabel le dadurch zu beeinflussen, daß Gruppen von Sonderkodierungen vorgesehen werden, wie sie in Form von 2-Byte-Daten in Fig. 24 dargestellt sind.

Außerdem kann der Eingangspegel von VCO anstelle des Wertes des Taktgebers der Zentraleinheit als Einrichtung zur Verän derung der Unterbrechungsfrequenz verändert werden.

Wenn der Mindestabstand t bei der Impulsabgabe genau dem Un terbrechungszyklus entspricht, treten außerdem keine Probleme auf. Darüberhinaus kann t auch die Anzahl der Unterbrechungen angeben.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines Nähautomaten mit einem An triebsmotor für den Antrieb einer Hauptwelle einer Nähmaschine und einer Antriebsmechanik zur Bewegung einer Nähguthalteinheit nach einem vorgegebenen, aus einer Vielzahl von genähten Stichen sich ergebenden Nahtverlauf (Musterverlauf), wobei die Antriebsmechanik mindestens einen ersten Schrittmotor zur Bewegung in einer ersten Achsrichtung und einen zweiten Schrittmotor zur Bewegung in einer zweiten Achsrichtung und einen Taktgeber mit veränderlicher Geschwindigkeit oder Taktrate zur Erzeugung von Antriebsimpulsen für die Ansteuerung der Antriebsmechanik mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufweist, die höchstens gleich einer maximalen Geschwindigkeit sind, wobei die Impulse Stich für Stich verarbeitet oder erzeugt werden und mit einem Erkennen eines momentanen Stiches in einer vorgegebenen Abfolge einer Vielzahl von Stichen, dem Erzeugen von mindestens einem ersten von Impulsen für den momentanen Stich, bei denen es sich um Antriebsbefehle für den ersten Schrittmotor handelt und von mindestens einem von zweiten Impulsen, die Antriebsbefehle für den zweiten Schrittmotor darstellen,
gekennzeichnet durch

- Bereitstellen der ersten und zweiten Impulse zum Bewegen der Antriebsmechanik entlang der ersten Achse und gleichzeitig entlang der zweiten Achse, wobei die Achse, auf der der Be trag der Bewegung groß ist, mit einer größtmöglichen Ge schwindigkeit angesteuert wird, während die Achse, auf der der Betrag der Bewegung klein ist, langsamer als mit Höchst geschwindigkeit angesteuert wird und/oder Bereitstellen der ersten und zweiten Impulsen derart, daß eine Bewegung ent lang der Achsen bei Beginn und Ende des Vorschubes mit ver ringerter Geschwindigkeit erfolgt;
- Vorabbestimmung von Wendepunkten unter Heranziehung einer vorprogrammierten Bewegung entlang der ersten Achse und der zweiten Achse;
- Erzeugen der ersten und zweiten Impulse für den momentanen Stich auf der Grundlage des vorabbestimmten Wendepunktes, wobei die ersten und zweiten Impulse zum Bewegen der An triebsmechanik entlang der ersten Achse und der zweiten Achse in der Weise erzeugt werden, daß die Bewegung vor und hinter den Wendepunkten langsamer als mit Höchstgeschwindig keit erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Ansteuern der Achse, auf der der Betrag der Bewegung groß ist und der Achse, auf der der Betrag der Bewegung klein ist in der Weise erfolgt, daß sich eine gleichförmige Bewegung ergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Impulsabstandsdaten abgespeichert und eine Ausgabe der Abstandsdaten für beide Achsen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin folgenden Schritt aufweist:

- Ansteuern der Seite einer Achse, auf der der Betrag der Be wegung klein ist, aufgrund eines Verhältnisses zwischen der Achse, auf der der Betrag der Bewegung groß ist und der Achse, auf der der Betrag der Bewegung klein ist, derart, daß die Betriebsweise des Schrittmotors geändert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wendepunktbestimmung eine Vornahme einer ersten Be stimmung einer Bewegungsrichtung entlang der ersten oder zweiten Achse, eine Vornahme einer zweiten Bestimmung einer Bewegungs richtung entlang der jeweils anderen Achse und eine Vornahme einer dritten Bestimmung eines Verhältnisses der Bewegungsrich tung entlang der ersten und der zweiten Achse erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum ersten und zweiten Bestimmungsschritt die Bestimmung der Bewegungsrichtungen an einem n-ten Stich und an einem Stich n+1 und die Bestimmung gehören, ob die Richtungen gleich oder unter schiedlich sind, und daß bei gleicher Richtung am n-ten Punkt und am Punkt n+1 auf beiden Achsen im dritten Bestimmungsschritt auch ermittelt wird, ob ein Verhältnis zwischen dem Betrag der Bewegung auf der ersten Achse und dem Betrag der Bewegung auf der zweiten Achse gleich ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bestimmungsschritten festgestellt wird, ob der Unter schied des Verhältnisses zwischen den Beträgen der Bewegung auf der ersten und zweiten Achse vor und hinter einem Wendepunkt gleich einem vorgegebenen Betrag oder kleiner als dieser ist; und auf der Grundlage des Ergebnisses dieser Bestimmung die Zweiach sen-Antriebsmechanik vor Erreichen eines Wendepunktes und nach dem Erreichen eines Wendepunktes mit einer Geschwindigkeit ange steuert wird, die kleiner als die Höchstgeschwindigkeit ist.