DE4336514A1 - Nähmaschinenantriebsvorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Nähmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschinenantriebsvorrichtung, die bewirkt, daß eine Nähmaschine eine Haltekraft erzeugt, um eine Nähnadel daran zu hindern, sich zu bewegen und in einem Stoffstück bzw. Nähgut steckenzubleiben, während die Nähmaschine angehalten ist.

Fig. 17(a) zeigt die Anordnung einer herkömmlichen Nähma­ schinenantriebsvorrichtung; dabei bezeichnet 1 eine Nähma­ schine, 2 ist eine Antriebseinrichtung, z. B. ein Motor, der die Nähmaschine 1 antreibt, 3 ist eine Riemenscheibe der Nähmaschine, 4 ist eine Riemenscheibe des Motors, 5 ist ein Riemen, der die Riemenscheiben 3 und 4 verbindet, 6 ist ein Nadelpositionsdetektor, der an der Nähmaschine 1 angebracht ist, um die Nadelposition der Nähmaschine 1 zu detektieren, 7 ist ein Detektor, der die Position oder Geschwindigkeit des Motors 2 detektiert, 8 ist ein Steuergehäuse 8, um den Motor 2 zum Betrieb der′ Nähmaschine 1 zu steuern, 9 ist ein Pedal, das von einem Bediener zum Betrieb der Nähmaschine 1 betätigt wird, und 10 ist eine Hebeleinheit, die den Betäti­ gungswert des Pedals 9 in ein elektrisches Signal (bei­ spielsweise einen Geschwindigkeitsbefehlswert) umwandelt und das Signal dem Steuergehäuse 8 zuführt.

Wenn bei der so ausgelegten Vorrichtung der Bediener das Pedal 9 niederdrückt, wird dieser Betätigungswert in einen Geschwindigkeitsbefehlswert von der Hebeleinheit 10 umge­ wandelt, das Steuergehäuse 8 betätigt den Motor 2 mit ver­ änderlicher Geschwindigkeit nach Maßgabe dieses Geschwindig­ keitsbefehlswerts, und die Antriebskraft wird auf die Motor- Riemenscheibe 4, den Riemen 5 und die Nähmaschinen-Riemen­ scheibe 3 übertragen, um die Nähmaschine 1 zu betätigen. Wenn beispielsweise der Bediener nach Durchführung des Näh­ vorgangs unter Steuerung der Nähmaschine mit dem Pedal 9 versucht, das Nähgut zu entfernen, muß die Nähmaschine 1 in einer Nadel-OBEN-Position angehalten werden, um zu ver­ hindern, daß die Nadel in dem Nähgut steckenbleibt.

Bei manchen Nähmaschinen 1, die eine Stoffstangenblattfeder verwenden, ist die Feder ausgelegt, um an einem Haltpunkt in der Nadel-OBEN-Position unbelastet zu sein, die in Fig. 17(b) in einer Elf-Uhr-Position der Spindeldrehung gezeigt ist. In anderen Positionen hat die Feder die Tendenz, die Spindel zurück in die Nadel-OBEN-Position zu bringen, und befindet sich am oberen Totpunkt, der als die Zwölf-Uhr- Position gezeigt ist, unter maximaler Kompression. Bei­ spielsweise dreht sich die Nähmaschine aufgrund der Kraft der Feder (die Bewegungskraft wird nachstehend als die "Maschinenlast" bezeichnet) in Vorwärtsrichtung (im Gegen­ uhrzeigersinn), wenn sich die Spindel in einer Position nach der Zwölf-Uhr-Position befindet, und dreht sich in Gegen­ richtung (im Uhrzeigersinn), wenn sich die Spindel vor der Zwölf-Uhr-Position befindet. Nach einem Anhalten dreht sich daher diese herkömmliche Nähmaschine 1 weiter, und die Na­ delposition verschiebt sich. Infolgedessen bleibt im Ex­ tremfall die Nadel im Stoff stecken, und der Stoff kann nicht entfernt werden.

Aus diesem Grund kann das herkömmliche System die Positions­ steuerung des Motors 2 anwenden, so daß während eines An­ haltens der Nähmaschine 1 die Positionssteuerung ein Dreh­ moment für den Motor 2 erzeugt, das zu der Richtung entge­ gengesetzt ist, in der sich die Nähmaschine 1 zu drehen trachtet, wodurch eine Haltekraft gegeben ist. Wenn ferner eine Positionsabweichung auftritt, die einen Vorgabewert übersteigt, ist die Positionssteuerung so ausgelegt, daß sie unwirksam gemacht werden kann, so daß der Bediener die Nadelposition der Nähmaschine 1 von Hand ändern kann, um beispielsweise die Einstechposition der Nadel zu prüfen, während eine solche Haltekraftsteuerung ausgeführt wird. Diese Methoden sind im einzelnen beispielsweise in der JP-OS SHO 62-106798 beschrieben.

Fig. 18 ist ein Blockbild einer herkömmlichen Nähmaschinen­ antriebsvorrichtung, wobei 11 eine Geschwindigkeitsbefehls­ wert-Änderungseinheit, z. B. einen Wählschalter zeigt, der mit dem Punkt a in Fig. 18 verbunden ist, um unter der Steuerung eines Geschwindigkeitsbefehls von der Hebeleinheit 10 einen drehzahlgeregelten Betrieb durchzuführen, und der bei einem Anhalten in eine Positionssteuerlage am Punkt b verlagert wird, um während eines Anhaltens eine Haltekraft zu erzeugen (eine Positionssteuerung während eines Anhaltens wird nachstehend als "weiche Bremse" bezeichnet). 12 ist ein Geschwindigkeits/Drehzahl-Wandlerteil, der jede Geschwindig­ keitsabweichung, die durch die Differenz zwischen dem Ge­ schwindigkeitsbefehlswert und einem Geschwindigkeitsrück­ führwert gegeben ist, in einen Drehmomentbefehlswert um­ wandelt. 13 ist ein Drehmomentbegrenzer, der den Drehmoment­ befehlswert begrenzt, so daß er einen Vorgabewert nicht überschreitet. 14 ist ein Treiber, bestehend aus Leistungs­ transistoren usw., um den Motor 2 nach Maßgabe des Drehmo­ mentbefehlswerts zu treiben. 15 ist ein Detektor, der einen Drehgeber im Motor 2 aufweisen kann, um den Winkelwert (den Weg) der Welle des Motors 2 zu detektieren (herkömmlich mit Hilfe einer Lichtquelle, eines Lichtsensors und von drehba­ ren Scheiben, die auf der Motorwelle sitzen und an vorbe­ stimmten Stellen mit Schlitzen versehen sind). Es ist allgemein bekannt, daß zwei Sensoren, die so angeordnet sind, daß sie zwei elektrische Phasenimpulssignale A und B mit einer Phasendifferenz von ca. 90° liefern, auch die Erfassung einer Drehrichtung erlauben. 16 ist ein Geschwin­ digkeitsdetektierteil, der die Geschwindigkeit aus solchen Phasenimpulssignalen A und B detektiert. Die dadurch detek­ tierte Geschwindigkeit (nachstehend als "Geschwindigkeits­ rückführung" bezeichnet) wird außerdem nach Maßgabe der mit dem Verfahren bestimmten Drehrichtung in einen positiven oder einen negativen Wert umgewandelt. 17 ist ein Positions­ detektierteil, der die Bewegungsrichtung als einen Wert abgibt, dessen Polarität (positiv oder negativ) nach Maßgabe der von dem Geschwindigkeitsdetektierteil 16 detektierten Drehrichtung bestimmt ist. 18 ist ein Positionssteuerteil, der eine Positionssteuerung nach Maßgabe des Bewegungswerts (nachstehend als "Positionsrückführung" bezeichnet) vom Positionsdetektierteil 17 ausführt. 20 ist ein Positions/ Geschwindigkeits-Wandlerteil, der das Ausgangssignal des Positionssteuerteils 18 in einen Geschwindigkeitsbefehlswert umwandelt.

Der Betrieb der Nähmaschinenantriebsvorrichtung, die wie vorstehend beschrieben ausgebildet ist, wird unter Bezug­ nahme auf die Fig. 17(a) und (b), 18 und 19(a) und (b) be­ schrieben. Die Fig. 19(a) und (b) zeigen eine Beziehung zwischen der Positionsabweichung und dem Drehmoment, die für den Betrieb der Vorrichtung wichtig ist.

Wenn der Bediener das Pedal 9 betätigt, wird der Betäti­ gungswert in ein elektrisches Signal (Geschwindigkeits­ befehlswert) von der Hebeleinheit 10 umgewandelt. Die Ge­ schwindigkeitsrückführung vom Geschwindigkeitsdetektierteil 16 wird von dem elektrischen Signal am Summierpunkt 8a im Steuerteil 8 subtrahiert und resultiert in einem Geschwin­ digkeitsabweichungswert. Die Geschwindigkeitsabweichung wird in einen Drehmomentbefehlswert in dem Geschwindigkeits/Dreh­ moment-Wandlerteil 12 umgewandelt. Gemäß diesem Drehmoment­ befehlswert betätigt der Treiber 14 den Motor 2. Das ist die typische Bewegung, die während des Betriebs der Nähmaschine 1 ausgeführt wird.

Wenn das Pedal 9 in eine Neutralposition gestellt wird (in einen Zustand, in dem der Bediener das Pedal nicht betä­ tigt), wird der Geschwindigkeitsbefehlswert auf Null ge­ löscht, der Motor 2 hält an, und auch die Nähmaschine 1 wird angehalten. Es versteht sich, daß manche Nähmaschinenan­ triebsvorrichtungen eine Orientierungsfunktion haben, die der Nähmaschine erlaubt, in der Nadel-OBEN- oder der Nadel- UNTEN-Position unter der Steuerung des Signals vom Nadel­ positionsdetektor 6 zum Anhalten positioniert zu werden, aber solche Nähmaschinen werden hier nicht beschrieben.

Wenn die Nähmaschine 1 anhält, wird der Wählschalter 11 vom Punkt a in die Positionssteuerstellung am Punkt b bewegt, um einen Weichbremsvorgang durchzuführen. Zu Beginn dieser Um­ schaltung, wie die Fig. 19(a) und 19(b) zeigen, ist die Positionsabweichung Null, und daher ist auch das Drehmoment Null. Kurz danach trachtet die Nadel aufgrund der Maschinen­ last beispielsweise danach, von oben nach unten zu fallen. Aufgrund der bestehenden Kupplung veranlaßt das auch den Motor 2, sich auf gleiche Weise zu bewegen, wodurch in den Impulssignalen A, B vom Drehgeber eine Änderung eintritt. Diese Änderung wird von dem Positionsdetektierteil 17 in einen Wert umgewandelt, dessen Vorzeichen auf die Drehrich­ tung bezogen ist, d. h. in ein Positionsrückführsignal, das bei Vorwärtsdrehung ein positiver Wert oder bei Rückwärts­ drehung ein negativer Wert ist, und wird an den Positions­ steuerteil 18 abgegeben. Der Positionssteuerteil 18 inte­ griert dieses Positionsrückführsignal, wandelt es in einen Wert um, der für die Positionsabweichung von einer Grundpo­ sition unmittelbar nach dem Anhalten der Nähmaschine 1 repräsentativ ist, und gibt das Umwandlungsergebnis ab. Der Positions/Geschwindigkeits-Wandlerteil 20 invertiert das Vorzeichen dieses Ausgangssignals, wandelt den Ausgangswert in einen Geschwindigkeitsbefehlswert um und gibt das Um­ wandlungsresultat an den Schalteranschluß b ab. Danach wird der Motor 2 angetrieben, um ein Drehmoment zu erzeugen, um die Nähmaschine 1 in die Ausgangsposition zurückzubringen, wie bereits in Verbindung mit dem Betrieb der Nähmaschine beschrieben wurde.

Nachstehend wird ein Fall beschrieben, bei dem eine weitere Positionsverlagerung aufgetreten ist. Dies ist ein Teil, bei dem, wie vorher beschrieben, die Positionsabweichung über den Vorgabewert hinaus gelöscht ist, so daß der Bediener die Nadelposition der Nähmaschine 1 von Hand verändern kann. Wenn die Positionsabweichung, die durch die Integration der Positionsrückführung in dem Positionssteuerteil 18 erzeugt wird, wie bereits beschrieben wurde, einen fakultativen ersten Vorgabewert P, beispielsweise einen Weg von 5° auf der Motorwelle, überschreitet, löscht der Positionssteuer­ teil 18 die Positionsabweichung auf Null. Infolgedessen wird das Drehmoment ebenfalls auf Null gesetzt (Punkt h in Fig. 19(a)).

Die Fig. 19(a) und 20(a) zeigen die Beziehungen zwischen dem Weg und dem Drehmoment zu diesem Zeitpunkt. Es ist zu beachten, daß der Wert von +P, der in den Fig. 19(a) und 20(a) gezeigt ist, ein Vorgabewert ist, über den hinaus die Positionsabweichung gelöscht wird, wie bereits beschrieben wurde. Außerdem bezeichnet -T in den Fig. 19(b) und 20(b) die Haltekraft, die zu einem Zeitpunkt vorliegt, zu dem die Positionsabweichung den Vorgabewert +P überschritten hat und ihr Wert ein maximaler Drehmomentwert ist. Dabei existiert ein Vorgabewert -P und eine maximale Haltekraft +T (die hier nicht beschrieben werden, aber in den Zeichnungen durch ab­ wechselnd aufeinanderfolgende kurze und lange Striche ange­ deutet sind), wenn die Nähmaschine 1 in entgegengesetzter Richtung betrieben wird. Der Bereich A von Fig. 19(a) be­ zeichnet ein Intervall zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Positionsabweichung Null ist, bis sie gelöscht wird, d. h. ein Intervall zwischen einer Haltekraft Null und dem maxi­ malen Drehmomentwert.

Wie die Tatsache zeigt, daß die Nähmaschine 1 von Hand gedreht werden kann, ist die Maschinenlast im allgemeinen geringer als die Kraft, die zum Bewegen der Nähmaschine 1 von Hand notwendig ist, und bewegt die Nähmaschine 1 ver­ gleichsweise langsam. Wenn dagegen die Nähmaschine 1 von Hand bewegt wird, bewegt sich die Nähmaschine 1 schneller, als wenn sie unter der Maschinenlast bewegt wird.

Auf der Grundlage der vorstehenden Erläuterungen zeigt Fig. 20(b) einen Fall, in dem die Nähmaschine 1 mit konstanter Geschwindigkeit schnell bewegt wird und der manuellen Bewegung der Nähmaschine 1 entspricht. Gleichermaßen zeigt Fig. 19(b) den Fall, daß die Nähmaschine 1 mit konstanter Geschwindigkeit langsam bewegt wird und der Bewegung der Maschine 1 unter Maschinenlast entspricht. Es ist zu be­ achten, daß die Maschinenlast geringer als die Kraft ist, die zum manuellen Bewegen der Nähmaschine 1 erforderlich ist, wie bereits beschrieben wurde, und daß der Wert des maximalen Drehmoments -T der Haltekraft tatsächlich so vorgegeben ist, daß ein Ausgleich der Kräfte bei einem Anhalten im Bereich A erfolgt. Anders als in dem in Fig. 19(a) gezeigten Fall wird der Bereich A nicht überschritten (tatsächlich hält die Nähmaschine an einer Position wie etwa dem Punkt j an, wobei die Haltekraft und die Maschinenlast ausgeglichen sind). Fig. 19(a) zeigt einen Betrieb, bei dem der Bereich A überschritten wurde; darauf kann später zum Zweck des Vergleichs zwischen dem Stand der Technik und der Ausführungsform der Erfindung Bezug genommen werden (ein Bereich, der in Fig. 19 durch eine Linie aus jeweils einem langen und zwei kurzen Strichen bezeichnet ist).

Nachstehend wird der Drehmomentbegrenzer 13 beschrieben. Fig. 21 zeigt die Charakteristik des Drehmomentbegrenzers 13. Dabei wird das Drehmoment begrenzt, um zu verhindern, daß es den maximalen Drehmomentwert (-T) der Haltekraft in Umkehrrichtung überschreitet, wenn die Geschwindigkeit einen positiven Wert hat (Vorwärtsdrehung), und das Drehmoment wird begrenzt, um es an einem Überschreiten des maximalen Drehmomentwerts (+T) der Haltekraft in Vorwärtsrichtung zu hindern, wenn die Geschwindigkeit einen negativen Wert (Rückwärtsdrehung) hat.

Der Betrieb des Positionssteuerteils 18 wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm von Fig. 22 be­ schrieben. Bei Auslösung des Weichbbremsablaufs beginnt die Operation in Schritt 50′ und die Positionsabweichung wird in Schritt 60 gelöscht. Dann wird in Schritt 70 der Wert der Positionsrückführung zu der Positionsabweichung addiert. Dabei wird der Betrieb für den Fall beschrieben, daß sich die Nähmaschine 1 langsam bewegt hat, wie die Fig. 19(a) und 19(b) zeigen. Da der Wert der Positionsabweichung zuerst klein ist, wird der Wert der Positionsabweichung in Schritt 100 abgegeben, und die Ausführung springt zu Schritt 70 zurück. Nach mehrfachem Durchlaufen von Schritt 70 wird der Positionsabweichungswert größer, und in Schritt 80 erfolgt eine Beurteilung, um eine Verzweigung zu Schritt 110 vor­ zunehmen, und der Positionsabweichungswert wird durch die Verarbeitung von Schritt 110 gelöscht. Das ist Punkt h in Fig. 19(a). Danach wird der gleiche Ablauf erneut wieder­ holt. Wenn sich die Nähmaschine 1 beispielsweise nicht be­ legt, ist der Positionsrückführungswert Null, und daher ändert sich der Positionsabweichungswert nicht. Infolge­ dessen wird die Abarbeitung von Schritt 110 ebenfalls nicht durchgeführt. Es ist zu beachten, daß beim Umschalten des Wählschalters 11 zu Punkt a zum Einsprung in den Betriebs­ modus der Ablauf von Fig. 22 zwangsläufig beendet und dann eine Betriebsverarbeitung durchgeführt wird.

Während, wie oben beschrieben, die Haltekraft, die eine Bewegung der Nähmaschine 1 unter Maschinenlast verhindert, in der herkömmlichen Nähmaschinenantriebsvorrichtung vorgesehen war, wurde die Positionsabweichung gelöscht, wenn der Weg bzw. der fakultative erste Vorgabewert P überschrit­ ten wurde, so daß der Bediener die Nadelposition von Hand ändern konnte.

Es versteht sich, daß bei einer solchen Haltekraftsteuerung der Betrieb der Weichbremse typischerweise von einem Schal­ ter steuerbar ist, der in dem Steuerkasten 8 vorgesehen ist.

Bei der wie beschrieben aufgebauten herkömmlichen Nähmaschi­ nenantriebsvorrichtung wird ihre Haltekraft (das Drehmoment) nur nach Maßgabe der Positionsabweichung gesteuert. Ob also die Kraft zum Bewegen der Nähmaschine die Maschinenlast oder die Bedienerkraft ist, wurde die Haltekraft (das Drehmoment) gleichermaßen aufgrund der Positionsabweichung erzeugt. Zu­ sätzlich zu der Kraft zum Bewegen der Nähmaschine von Hand mußte der Bediener also außerdem die Kraft haben, der vom Motor ausgehenden Widerstandskraft (der Haltekraft) stand­ zuhalten. Da außerdem manche Nähmaschinen eine äußerst große Kraft benötigen, um eine Bewegung zu beginnen, muß der maximale Drehmomentwert der Haltekraft erhöht werden, um die Nähmaschine an einer Bewegung zu hindern, wodurch das Wi­ derstandsdrehmoment vom Motor ansteigt. Das stellt auf dem Gebiet der Stoffverarbeitung, wo viele Frauen beschäftigt sind, ein Problem dar.

Außerdem muß der Bediener die Kraft aufbringen, die sich durch Multiplikation der Haltekraft (des Drehmoments), die im allgemeinen von der Welle der Antriebsvorrichtung auf einen Konstantwert gesteuert wird, durch das Verhältnis des Nähmaschinen-Riemenscheibendurchmessers zu dem Motor- Riemenscheibendurchmesser ergibt, weil der Bediener tatsächlich die Kraft auf die Nähmaschinen-Riemenscheibe aufbringt, um die Nadelposition zu verlagern, und der Motor und die Nähmaschine durch die Motor-Riemenscheibe, den Riemen und die Nähmaschinen-Riemenscheibe gekoppelt sind, wie bereits beschrieben wurde. Somit muß der Bediener eine körperliche Kraft haben, die größer als die Kraft ist, die beispielsweise notwendig wäre, wenn der Durchmesser der Motor-Riemenscheibe für eine Nähmaschine mit niedriger Geschwindigkeit herabgesetzt wäre.

Ganz gleich, ob sich die Nähmaschine bewegt oder nicht, fließt doch ein Strom während des Weichbremsablaufs, der während eines Haltevorgangs ausgeführt wird, so daß ein Erregungsgeräusch erzeugt wird. Selbst wenn daher die Nähmaschine angehalten ist, wird das Erregungsgeräusch des Motors immer noch erzeugt, was manche Bediener stört. Daher sollte die Weichbremse besser nur betätigt werden, wenn das notwendig ist, d. h. nur dann, wenn sich die Nähmaschine nach einem Anhalten unter Maschinenlast bewegt hat. Der Bediener muß jedoch während des Anhaltens der Nähmaschine Vorbereitungen für den nächsten Nähvorgang treffen und kann die Nähmaschine nicht beobachten, um den Weichbremsschalter zu betätigen, wenn sich die Nähmaschine bewegt, so daß die Weichbremse automatisch zur Wirkung gebracht werden mußte.

Im Hinblick auf die oben genannten Probleme ist es die Auf­ gabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähmaschinenantriebs­ vorrichtung anzugeben, die eine Steuerung ausführt, um eine Haltekraft während eines Anhaltens einer Nähmaschine zu erzeugen, so daß unter Maschinenlast eine große Haltekraft bereitgestellt wird; außerdem wird die Haltekraft an einer Erhöhung gehindert, so daß ein Bediener nicht ermüdet, wenn er die Nähmaschine von Hand drehen muß.

Dabei ist es ein Vorteil der Erfindung, eine Nähmaschinen­ antriebsvorrichtung anzugeben, die es erlaubt, die Nähma­ schine mit einer vorbestimmten Kraft unabhängig vom Verhält­ nis zwischen dem Riemenscheibendurchmesser der Antriebsein­ heit wie etwa eines Motors und demjenigen der Nähmaschine zu bewegen.

Die Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung und ein entsprechendes Verfahren sehen eine Antriebsvorrichtung vor, die eine Nähmaschine mit einer gesteuerten Geschwindigkeit treiben kann, ferner einen Detektor zum Detektieren der Drehposition und/oder Geschwin­ digkeit der Abtriebswelle der Antriebsvorrichtung, eine Steuereinheit zum Steuern der Geschwindigkeit der Antriebs­ vorrichtung nach Maßgabe eines Geschwindigkeitsbefehlswerts, eine Haltekrafterzeugungseinheit, die während eines Anhal­ tens der Nähmaschine eine Haltekraft erzeugt, eine Halte­ kraftänderungseinheit, die die von der Haltekrafterzeugungs­ einheit erzeugte Haltekraft nach Maßgabe der Geschwindigkeit der Antriebsvorrichtung oder der Nähmaschine ändert.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Nähmaschinenan­ triebsvorrichtung und des Verfahrens ändert die Haltekraft­ änderungseinheit die von der Haltekrafterzeugungseinheit erzeugte Haltekraft nach Maßgabe des Riemenscheibenverhält­ nisses, das von dem Riemenscheibendurchmesser der Antriebs­ vorrichtung und dem Riemenscheibendurchmesser der Nähma­ schine definiert ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Nähmaschinen­ antriebsvorrichtung und des Verfahrens verringert die Haltekraftänderungseinheit die Stärke der Haltekraft, wenn eine Positionsabweichung von einer Anhalteposition einen Vorgabewert überschreitet.

Noch eine weitere Ausführungsform der Nähmaschinenan­ triebsvorrichtung und des Verfahrens verwendet eine Halte­ kraftänderungseinheit, die die Haltekraft nur nach Detek­ tierung eines vorbestimmten Bewegungsbetrags der Antriebs­ vorrichtung oder der Nähmaschine steuert.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das die Auslegung einer Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2(a) und 2(b) eine Beziehung zwischen der Positionsab­ weichung und dem Drehmoment bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das den Betrieb eines Posi­ tionssteuerteils bei der ersten Ausführungs­ form der Erfindung zeigt;

Fig. 4(a) und 4(b) eine Beziehung zwischen der Positionsabwei­ chung und dem Drehmoment gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Funktion eines Drehmomentbegrenzers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 ein Blockdiagramm, das die Auslegung einer Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7 eine Funktion eines Drehmomentbegrenzers gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8(a) und 8(b) zwei Beziehungen zwischen einer Nähmaschinen- Riemenscheibe und einer Motor-Riemenscheibe gemäß der zweiten Ausführungsform der Er­ findung;

Fig. 9 ein Blockdiagramm, das die Auslegung einer Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 10(a) bis 10(c) die Bziehungen zwischen Positionsabweichung und Drehmoment gemäß der dritten Ausführungs­ form der Erfindung;

Fig. 11 ein Flußdiagramm, das den Betrieb eines Posi­ tionssteuerteils gemäß der dritten Ausfüh­ rungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 12 eine Funktion eines Drehmomentbegrenzers gemäß einer alternativen dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13 ein Blockdiagramm, das die Auslegung einer Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 14 ein Flußdiagramm, das den Betrieb eines Posi­ tionssteuerteils gemäß der vierten Ausfüh­ rungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 15(a) bis 15(c) zwei Beziehungen zwischen Positionsabweichung und Drehmoment gemäß der vierten Ausführungs­ form der Erfindung;

Fig. 16 einen Betriebsbereich, von einer Motor- Riemenscheibe aus gesehen, gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 17(a) und 17(b) die Auslegung einer Nähmaschine und des durch­ geführten Betriebs aufgrund einer Maschinen­ last, von einer Maschinen-Riemenscheibe aus gesehen;

Fig. 18 ein Blockdiagramm, das die Auslegung einer bekannten Nähmaschinenantriebsvorrichtung zeigt;

Fig. 19(a) und 19(b) eine Beziehung zwischen der Positionsabwei­ chung und dem Drehmoment bei der herkömmlichen Vorrichtung;

Fig. 20(a) und 20(b) eine Beziehung zwischen der Positionsabwei­ chung und dem Drehmoment bei der herkömmlichen Vorrichtung;

Fig. 21 die Charakteristik eines Drehmomentbegrenzers, der in der herkömmlichen Vorrichtung verwendet wird; und

Fig. 22 ein Flußdiagramm, das den Betrieb eines Posi­ tionssteuerteils in der herkömmlichen Vor­ richtung zeigt.

Bei der Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß einer bevor­ zugten Ausführungsform kann ein Bediener die Nähmaschine mit geringer Kraft bewegen, wenn die Maschine von Hand bewegt werden soll.

Bei der Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Kraft, die der Bediener aufbringen muß, um die Nähmaschine von Hand zu bewegen, nicht durch das Riemenscheibenverhältnis beeinflußt.

Bei der Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Intensität der Haltekraft, die er­ zeugt wird, um die Nähmaschine während eines Anhaltens am Bewegen zu hindern, herabgesetzt, wenn die Positionsabwei­ chung von der Anhalteposition größer wird.

Bei der Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform wird die Steuerung der Haltekraft, die erzeugt wird, um die angehaltene Nähmaschine an einer Be­ wegung zu hindern, ausgeübt, wenn eine Bewegung der An­ triebseinrichtung, z. B. eines Motors, oder der Nähmaschine detektiert wird.

Eine erste Ausführungsform der Vorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2(a), 2(b), 17(a) und 17(b) beschrieben. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Nähmaschinen­ antriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, und die Fig. 2(a) und 2(b) zeigen eine Beziehung zwischen einer Positionsabweichung und dem Drehmoment. Die Vorrichtung von Fig. 1 hat einen Integrierer 19 zusätzlich zu der Anordnung der herkömmlichen Vorrichtung gemäß Fig. 17(a). Der Inte­ grierer 19 wird von dem Positionssteuerteil 50 gesteuert. Somit wird nachstehend nur der Betrieb des Integrierers 19 und des Positionssteuerteils 50 erläutert.

Wenn die Nähmaschine 1 zum Halten kommt, wird zuerst der Wählschalter 11 vom Punkt a in die Positionssteuerposition am Punkt b in Fig. 1 umgeschaltet, um den Weichbremsablauf auszulösen. Wenn die Nähmaschine 1 sich unter Maschinenlast bewegt, berechnet der Positionssteuerteil 50 die Positions­ abweichung unter Nutzung der Positionsrückführung, die von dem Positionsdetektierteil 17 abgegeben wird, und liefert die resultierende Positionsabweichung an den Integrierer 19. Der Integrierer 19 führt eine zeitliche Integration dieser Positionsabweichung durch und gibt das Integrationsergebnis an den Positions/Geschwindigkeits-Wandlerteil 20 ab. Dieser kehrt das Vorzeichen des Ausgangswerts um, wandelt den Ausgangswert in einen Geschwindigkeitsbefehlswert um und gibt das Resultat dieser Umwandlung ab, so daß der Motor 2 angetrieben wird, um ein Drehmoment zu erzeugen, um die Nähmaschine 1 in die Ausgangsposition zurückzubringen.

Nachstehend wird ein Fall beschrieben, bei dem eine weitere Positionsabweichung aufgetreten ist. Bei dieser ersten Ausführungsform wird die Positionsabweichung, die über den fakultativen ersten Vorgabewert P hinausgeht, von dem Positionssteuerteil 50 wie bei der herkömmlichen Vorrichtung auf Null gelöscht. Es ist jedoch zu beachten, daß bei der vorliegenden Vorrichtung, wenn die Positionsabweichung auf Null gelöscht ist, der Positionssteuerteil 50 außerdem einen Befehl abgibt, um den Wert des Integrierers 19 zu halbieren, um eine gleichmäßige Drehung sicherzustellen. Dieser Befehl veranlaßt den Integrierer 19, den bis dahin integrierten Wert zu halbieren, so daß das Ausgangssignal des Inte­ grierers 19 ebenfalls halbiert und daher auch das Drehmoment halbiert wird (Punkt a in Fig. 2(a)). Wenn eine weitere Positionsverlagerung aufgetreten ist, nimmt die Positions­ abweichung wiederum zu, und der Wert des Integrierers 19 wird ebenfalls größer, so daß auch das Drehmoment zunimmt. Es versteht sich, daß das Drehmoment bei einem vorbestimmten Wert gesättigt ist, weil es von dem Drehmomentbegrenzer 13 begrenzt wird.

Der Betrieb des Positionssteuerteils 50 wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 3 beschrie­ ben. Dieser Ablauf enthält zusätzlich zu dem Ablauf von Fig. 22, der den Stand der Technik betrifft, die Abarbeitung eines Schritts 120. Daher wurde nur der Vorgang der Abgabe des Befehls zur Halbierung des Werts des Integrierers 19 aufgenommen, nachdem die den fakultativen ersten Vorgabewert P überschreitende Positionsabweichung in Schritt 110 ge­ löscht wurde. Dieser Ablauf halbiert das Drehmoment, wenn die Positionsabweichung den fakultativen ersten Vorgabewert P überschreitet, wie bereits erläutert wurde.

Fig. 2(a) zeigt, daß die Nähmaschine 1 langsam bewegt wurde, um dem Stand der Technik gemäß Fig. 19(a) zu entsprechen; nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 4(a) der Betrieb der Nähmaschine 1 erläutert, wenn sie entsprechend Fig. 20(a) schnell bewegt wird. Der Betrieb der schnell bewegten Nähmaschine 1 ist zwar grundsätzlich identisch mit dem Be­ trieb der langsam bewegten Nähmaschine 1, aber die Posi­ tionsabweichung überschreitet den Vorgabewert, bevor der Integrationswert des Integrierers 19 zunimmt (Punkt b in Fig. 4(a)) und der Integrationswert des Integrierers 19 halbiert wird, so daß der Integrationswert des Integrierers 19 an einer Erhöhung gehindert wird. Der Wert des Drehmo­ ments, das durch das Ausgangssignal des Integrierers 19 erzeugt wird, ist daher kleiner als der Wert, der erzeugt wird, wenn die Nähmaschine 1 langsam gedreht wird. Wenn ein Vergleich zwischen dem Punkt a in Fig. 2(a) und dem Punkt c in Fig. 4(a) vorgenommen wird, ist ein Gesamtwert, der von dem Integrierer 19 integriert wird und der gefunden wird durch (Positionsabweichung * Zeit/2), in beiden Fig. 2(a) und 4(a) gleich, aber die Anzahl von Malen, die der Inte­ grationswert des Integrierers 19 halbiert wurde, ist 8 in Fig. 4(a) und 1 in Fig. 2(a). Dieser Unterschied in der Anzahl von Malen, die der Integrationswert des Integrierers 19 halbiert wurde, bewirkt, daß das in Fig. 2(b) erzeugte Drehmoment kleiner als das in Fig. 4(b) erzeugte Drehmoment ist.

Da die Erhöhung der Anzahl von Malen über einen vorbestimm­ ten Zeitraum eine Erhöhung des Drehmoments verhindert und ferner die Anzahl von Malen mit zunehmender Drehgeschwin­ digkeit der Nähmaschine 1 zunimmt, ändert sich die Inten­ sität des Drehmoments bei der Vorrichtung gemäß der vorlie­ genden Ausführungsform nach Maßgabe der Drehgeschwindigkeit der Nähmaschine 1.

Ein Vergleich zwischen den Fig. 2(b) und 19(b) (wobei sich die Nähmaschine unter Maschinenlast bewegt hat) zeigt, daß das mittlere erzeugte Drehmoment in Fig. 2(b) ungefähr gleich oder größer ist, während ein Vergleich zwischen den Fig. 4(b) und 20(b) (wobei die Nähmaschine von Hand bewegt wird) zeigt, daß anscheinend das mittlere Drehmoment in Fig. 4(b) kleiner ist. Wie oben beschrieben, ist das von dem Motor 2 erzeugte Drehmoment in dem Fall, in dem der Bediener die Nähmaschine 1 von Hand drehen will, bei der Ausführungs­ form kleiner als bei der herkömmlichen Vorrichtung, so daß die Nähmaschine 1 leicht bewegt werden kann.

Die 5° auf der Motorwelle überschreitende Positionsab­ weichung sollte bei der bevorzugten Ausführungsform gelöscht werden; die Positionsabweichung, die einen fakultativen Winkel von beispielsweise 5° auf der Welle der Nähmaschine 1 überschreitet, kann jedoch auch gelöscht werden, um den gleichen Effekt zu erzielen. Es ist zu beachten, daß, da dieser Winkel kleiner ist, das Gefühl beim Handdrehen der Riemenscheibe gleichmäßiger ist. Der Integrationswert des Integrierers 19 wird zwar halbiert, wenn die Positionsabwei­ chung gelöscht wird, aber er kann auch auf ein Drittel herabgesetzt, gelöscht oder auf irgendeine andere Weise herabgesetzt werden, um die identischen Auswirkungen zu erzielen.

Bei jeder der vorhergehenden Konstruktionen wurde der Wert des Integrierers 19 halbiert, wenn die Positionsabweichung gelöscht wurde, um das Drehmoment relativ zu der Geschwin­ digkeit des Motors 2 oder der Nähmaschine 1 zu ändern; der Wert des Drehmomentbegrenzers 13 bei der vorliegenden Aus­ führungsform kann aber ebenfalls während des Weichbremsvor­ gangs geändert werden. Insbesondere kann die Funktion des Drehmomentbegrenzers 13 gemäß Fig. 21 zu der Funktion gemäß Fig. 5 geändert werden, wobei der maximale Drehmomentwert kleiner ist, wenn die Drehgeschwindigkeit der Nähmaschine 1 höher ist, um die gleichen Auswirkungen zu erzielen.

Unter Bezugnahme auf eine Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß Fig. 6 wird nun eine zweite bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Bei der Vorrichtung von Fig. 6 ist der Drehmo­ mentbegrenzer 13 der Anordnung, die in Verbindung mit der herkömmlichen Vorrichtung beschrieben wurde, so ausgelegt, daß er zwischen dem Betriebsmodus und dem Weichbremsmodus umschaltbar ist, und der Drehmomentbegrenzer im Weichbrems­ modus ist durch einen Drehmomentbegrenzer 60 ersetzt, der die in Fig. 7 gezeigte Funktion hat. Es versteht sich, daß ein Schalter 21 auf die gleiche Weise wie der Schalter 11 arbeitet.

Die Fig. 8(a) und 8(b) sind vergrößerte Ansichten eines Teils, wobei die Riemenscheibe 3 der Nähmaschine 1 und die Riemenscheibe 4 des Motors 2 über den Riemen 5 verbunden sind, wie das im Stand der Technik beschrieben wird. Fig. 8(a) zeigt, daß die Riemenscheibe 4 des Motors 2 größer ist, und Fig. 8(b) zeigt, daß die Riemenscheibe 4 des Motors 2 kleiner ist als die abgetriebene Riemenscheibe 3.

Wenn in Fig. 8(a) der Motor 2 die Haltekraft = das Drehmo­ ment T1 während des Weichbremsvorgangs erzeugt hat, ist das Drehmoment T2 an der Riemenscheibe 3 der Nähmaschine 1 T2 = T1 * D2/D1. Ebenso ist in Fig. 8(b), wenn der Motor 2 die Haltekraft = das Drehmoment T3 während des Weichbrems­ vorgangs erzeugt, das Drehmoment T4 an der Riemenscheibe 3 der Nähmaschine 1 T4 = T3 * D4/D3 (wobei D1 und D3 die Durchmesser der Riemenscheibe des Motors 2 und D3 und D4 die Durchmesser der Riemenscheibe der Nähmaschine 1 bezeichnen). Um zu ermöglichen, daß die Nähmaschine bei jedem Riemen­ scheibenverhältnis mit konstanter Kraft bewegt werden kann, kann das Drehmoment auf die Riemenscheibe 3 der Nähmaschine 1 unabhängig von dem Riemenscheibenverhältnis konstant ge­ macht werden. Somit können die Werte von T1 und T3 gesteuert werden, um T2 und T4 gleich zu machen. (Da T1 und T3 bei der konventionellen Vorrichtung an der Welle des Motors 2 kon­ stant waren, weil sie beispielsweise durch den Wert von T gemäß Fig. 7 begrenzt waren, werden T2 und T4 an der Welle der Nähmaschine 1 nach Maßgabe des Riemenscheibenverhält­ nisses geändert, z. B. T2 = T * D2/D1 und T4 = T * D4/D3.)

Wenn also ein Festwert gemäß Fig. 7, z. B. der Drehmoment­ wert T, veränderlich gemacht wird, indem er mit dem Riemen­ scheibenverhältnis multipliziert wird, d. h. T1 = T * D1/D2, resultiert die Zuordnung des Multiplikationsresultats zu diesem Ausdruck in T2 = (T * D1/D2) * D2/D1 = T. Ebenso ist T4 = (T * D3/D4) * D4/D3 = T und T2 = T4 = T.

Es ist zu beachten, daß der Verstärkungsfaktor des Posi­ tions/Geschwindigkeits-Wandlerteils 20 so vorgegeben sein muß, daß der Geschwindigkeitsbefehl von dem Positions/Ge­ schwindigkeits-Wandlerteil 20 nicht kleiner als der Wert des Drehmomentbegrenzers 60 bei jedem Riemenscheibenverhältnis ist.

Da die Multiplikation des Drehmomentwerts mit dem Riemen­ scheibenverhältnis, wie durch die Strichlinie in Fig. 7 angedeutet, es erlaubt, daß das Drehmoment auf die Nähma­ schinenwelle unabhängig von dem Riemenscheibenverhältnis konstant gemacht wird, kann die Nähmaschine 1 bei jedem Riemenscheibenverhältnis mit konstanter Kraft bewegt werden.

Bei der zweiten Ausführungsform wurde zwar die Funktion des Drehmoments gemäß Fig. 7 verwendet, der Wert irgendeiner anderen Funktion erlaubt jedoch die Steuerung des Drehmo­ ments auf die Nähmaschinenwelle unabhängig von dem Riemen­ scheibenverhältnis. Es ist zu beachten, daß, da einige Rie­ menscheibenverhältnisse zu einem Problem führen können, etwa von dem Motor 2 erzeugte Wärme infolge des durch die Multi­ plikation errechneten erhöhten Drehmomentwerts, es wirksam ist, den Drehmomentbegrenzer 60 auf einen vorbestimmten Wert einzustellen.

Eine dritte Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnah­ me auf die Fig. 9, 10(a)-10(c), 17(a) und 17(b) beschrieben. Fig. 9 ist ein Blockbild der Nähmaschinenantriebsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform, und die Fig. 10(a)-10(c) zeigen eine Beziehung zwischen Positionsabweichung und Dreh­ moment. Es versteht sich, daß die in Fig. 9 gezeigte An­ ordnung sich von der herkömmlichen Anordnung nach Fig. 17(a) nur in bezug auf die Verwendung eines Positionssteuerteils 70 unterscheidet.

Unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm von Fig. 11 wird nun der Betrieb des Positionssteuerteils 70 beschrieben. Dieses Flußdiagramm weist zusätzlich zu dem Flußdiagramm von Fig. 22, das zum Stand der Technik gehört, die Abläufe von Schritt 65 und der Schritte 71 bis 75 auf.

Wenn der Weichbremsablauf ausgelöst wird, beginnt die Operation in Schritt 50, und die Positionsabweichung wird in Schritt 60 gelöscht. Anschließend wird in Schritt 65 die Positionsabweichung von der Halteposition DR gelöscht, wie Fig. 10(a) zeigt. Es ist zu beachten, daß die Positionsab­ weichung von der Halteposition DR eine Gesamtstrecke ist, die an der Halteposition beginnt, da sie nur einmal in Schritt 60 beim Beginn des Ablaufs initialisiert wird, wäh­ rend die Positionsabweichung an den Punkten d, e usw. in Fig. 10(b) gelöscht wird. Dann wird in Schritt 70 der Wert der Positionsrückführung zu der Positionsabweichung addiert, und der Wert der Positionsrückführung wird außerdem zu der Positionsabweichung von der Halteposition DR in Schritt 71 addiert. Dabei wird die Operation für den Fall beschrieben, daß die Nähmaschine 1 sich entsprechend den Fig. 10(a)-(c) bewegt hat. Da sowohl der Wert der Positionsabweichung von der Halteposition DR (Fig. 10(a)) als auch der Wert der Positionsabweichung (Fig. 10(b)) zuerst klein ist, geht der Ablauf von Schritt 72 zu Schritt 73 zu Schritt 80 zu Schritt 90, der Wert der Positionsabweichung wird in Schritt 100 abgegeben, und der Ablauf springt zu Schritt 70 zurück. Während der Ablauf mehrmals die Schritte 70 und 71 durch­ läuft, nehmen der Wert der Positionsabweichung von der Halteposition DR und der Wert der Positionsabweichung zu, und in Schritt 72 wird eine Beurteilung durchgeführt, um eine Verzweigung zu Schritt 74 durchzuführen. Da der erste Vorgabewert P größer als ein zweiter Vorgabewert P1 ist, wird in Schritt 74 eine Beurteilung durchgeführt, um eine Verzweigung zu Schritt 110 durchzuführen. Unter Bezugnahme auf die Fig. 10(a) und (b) wird durch die Abarbeitung von Schritt 110 nur der Positionsabweichungswert gelöscht. Das ist Punkt d in den Fig. 10(a) und 10(b). Da der Wert der Positionsabweichung von der Halteposition DR nicht gelöscht wird, wie aus Fig. 10(a) ersichtlich ist, wird in Schritt 72 eine weitere Beurteilung durchgeführt, um eine Verzweigung zu Schritt 74 durchzuführen. Da jedoch der Positionsabwei­ chungswert einmal gelöscht worden ist, wird der Ablauf von Schritt 110 erst durchgeführt, wenn der Positionsabwei­ chungswert den zweiten Vorgabewert P1 überschreitet, und der Ablauf geht von Schritt 74 zu Schritt 75 und zu Schritt 100. Wenn der Positionsabweichungswert den zweiten, niedrigeren Vorgabewert P1 überschreitet, wie Fig. 10(b) zeigt, erfolgt in Schritt 74 eine Beurteilung zur Verzweigung zu Schritt 110, und der Positionsabweichungswert wird erneut gelöscht. Das ist Punkt e in Fig. 10(b). Danach wird der vorstehende Ablauf wiederholt.

Wie oben beschrieben, arbeitet der Positionssteuerteil 70 in einem Bereich, der höher als Bereich A ist, um die Posi­ tionsabweichung auf Null zu löschen, wenn ein Wert, der kleiner als der erste Vorgabewert P ist, z. B. ein Weg von 2° auf der Welle des Motors 2, den zweiten Vorgabewert P1 überschreitet. Da der zweite Vorgabewert P1 mit einem kleineren Wert als der erste Vorgabewert P vorgegeben ist, ist der Drehmomentwert -T1 zu einem Zeitpunkt, zu dem der Weg den zweiten Vorgabewert P1 erreicht, selbstverständlich ebenfalls kleiner als der maximale Drehmomentwert -T.

Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird also durch das Überschreiten des Bereichs A zu einem Zeitpunkt, zu dem beispielsweise die Nähmaschine 1 von dem Bediener von Hand gedreht wird, um die Position der Nadel zu prüfen, das Widerstandsdrehmoment vom Motor 2 herabgesetzt, wodurch die Nähmaschine 1 leichter als bei der herkömmlichen Vorrichtung bewegt werden kann.

Es ist zu beachten, daß bei der vorliegenden Ausführungsform die Positionsabweichung innerhalb des Bereichs A gelöscht wird, wenn 5° auf der Welle des Motors 2 überschritten wur­ de, und in einem höheren Bereich als dem Bereich A gelöscht wird, wenn 2° auf der Welle des Motors 2 überschritten wur­ de. Die Positionsabweichung kann aber auch gelöscht werden, wenn ein fakultativer Winkel auf der Welle der Nähmaschine 1 überschritten wurde, um gleichartige Auswirkungen zu er­ zielen.

Wenn ferner die verwendete Nähmaschine 1 bei einem Anhalten unter der Steuerung durch ein Signal vom Nadelpositions­ detektor 6 wie bereits beschrieben so positioniert werden kann, daß sich ihre Nadel in der OBEN- oder UNTEN-Position befindet, statt daß der Winkel des Motors 2 oder der Nähma­ schine genutzt wird, kann der maximale Drehmomentwert relativ zu dem Signal vom Nadelpositionsdetektor 6 herabge­ setzt werden, wenn z. B. ein OBEN-Positionssignal oder ein UNTEN-Positionssignal abgeschaltet wird (abgeschaltet wird, wenn die Nähmaschine gegenüber der Halteposition versetzt ist), um die gleichen Auswirkungen zu erzielen.

Bei der vorliegenden Ausführungsform, bei der die Positions­ abweichung gelöscht wird, wenn der fakultative Weg der Welle des Motors 2 überschritten wird, um das Drehmoment relativ zu der Positionsabweichung zu ändern, kann auch der Wert des Drehmomentbegrenzers 13 bei dieser Ausführungsform bei­ spielsweise nur während des Weichbremsvorgangs von einer Funktion gemäß Fig. 21 zu einer Funktion gemäß Fig. 12 geändert werden, wobei der maximale Drehmomentwert kleiner wird, während die Positionsabweichung von der Halteposition DR größer wird, um die gleichen Auswirkungen zu erzielen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 13 und 14 wird nun eine vierte Ausführungsform beschrieben. Es versteht sich dabei, daß die Nähmaschinenantriebsvorrichtung dieser vierten Ausführungs­ form gemäß Fig. 13 mit derjenigen gemäß Fig. 17(a) identisch ist mit der Ausnahme, daß ein Positionssteuerteil 80 den Betrieb des Treibers 14 sperren kann. Infolgedessen bleibt der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform mit Ausnahme des Weichbremsens unverändert gegenüber dem Betrieb beim Stand der Technik und wird somit nicht beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist der Positionssteuerteil 80 ausgelegt, den Betrieb des Treibers 14 zu sperren, bis die Positionsabweichung von der Anhalteposition DR einen fakul­ tativen Vorgabewert, z. B. einen Weg von 2° auf der Welle des Motors 2, oder einen dritten Vorgabewert P2 über­ schreitet.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15(a)-(c) wird nun ein Fall beschrieben, bei dem sich die Nähmaschine 1 unter Maschi­ nenlast bewegt hat. Wenn gemäß Fig. 15(a) die Positionsab­ weichung von der Halteposition innerhalb des Wegs von 2° auf der Welle des Motors 2 oder innerhalb des dritten Vorgabe­ werts P2 liegt, wird die Weichbremsung nicht durchgeführt, und daher wird die Haltekraft nicht erzeugt. Infolgedessen überschreitet die Nähmaschine 1 den Bereich B bald und er­ reicht den Bereich C, wie Fig. 15(c) zeigt.

Wenn die Nähmaschine 1 den Bereich C erreicht, erlaubt der Positionssteuerteil 80, der bis dahin den Betrieb des Treibers 14 gesperrt hat, den Betrieb des Treibers 14. Somit treibt der Treiber 14 den Motor 2, um die Haltekraft ent­ sprechend dem Geschwindigkeitsbefehlswert von dem Positions/ Geschwindigkeits-Wandlerteil 20, d. h. der Positionsabwei­ chung, zu erzeugen (ein Zustand, der dem Fall der Betätigung der Weichbremse gleicht). Im Bereich C wird daher das Dreh­ moment erzeugt, das gegen die Kraft der Nähmaschine 1, die diese zu bewegen trachtet, wirkt, um die Nähmaschine 1 anzu­ halten. Ein Fall, in dem danach eine Positionsverlagerung eintritt, ist identisch mit dem der herkömmlichen Nähmaschi­ nenantriebsvorrichtung und wird nicht beschrieben.

Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 14 wird nun der Betrieb des Positionssteuerteils 80 beschrieben. Dieses Flußdiagramm weist zusätzlich zu den Schritten des Fluß­ diagramms von Fig. 22, das für den Stand der Technik steht, die weiteren Schritte 65, 71, 120, 130 und 140 auf. Wenn der Weichbremsablauf initiiert wird, beginnt die Operation in Schritt 50, die Positionsabweichung wird in Schritt 60 ge­ löscht, und die Positionsabweichung von der Anhalteposition DR wird in Schritt 65 gelöscht. Dann wird der Wert der Positionsrückführung zu der Positionsabweichung in Schritt 70 hinzuaddiert, und der Wert der Positionsrückführung wird außerdem in Schritt 71 zu der Positionsabweichung von der Anhalteposition DR hinzuaddiert. Dabei wird der Betrieb für den Fall beschrieben, daß sich die Nähmaschine 1 bewegt hat, wie die Fig. 15(a)-(c) zeigen. Da der Wert der Positions­ abweichung von der Anhalteposition DR und der Wert der Positionsabweichung zuerst beide klein sind, geht der Ablauf von Schritt 80 zu Schritt 90 zu Schritt 120 zu Schritt 130 und zu Schritt 140. Da bei der Operation von Schritt 140 ein Betriebssperrbefehl an den Treiber 14 abgegeben wird, fließt kein Strom, und das Drehmoment ist Null (in dem Teil des Bereichs B entsprechend Fig. 15(c)).

Während der Ablauf mehrmals die Schritte 70 und 71 durch­ läuft, nehmen sowohl der Wert der Positionsabweichung von der Anhalteposition DR und der Wert der Positionsabweichung zu. Da der dritte Vorgabewert P2 (Fig. 15(a)) kleiner als der erste Vorgabewert P (Fig. 15(c)) ist, bevor P in Fig. 15(b) erreicht wird, wird in Schritt 120 eine Beurteilung durchgeführt, um bei DR<P2 zu Schritt 100 zu verzweigen. Somit wird die Operation von Schritt 140 (Abgabe des Trei­ bersperrbefehls) nicht durchgeführt, und der Betriebssperr­ befehl wird nicht an den Treiber 14 abgegeben, so daß der Treiber 14 mit dem Betrieb beginnt und Drehmoment erzeugt wird. Das ist Punkt f in den Fig. 15(a) und (c). Dann wird, wie bereits beschrieben, nach kurzer Zeit der Ablauf durch­ geführt, wobei der Positionsabweichungswert gelöscht wird, wenn er den ersten Vorgabewert P überschreitet (Punkt g in Fig. 15(c)).

Da also die Positionsabweichung Null bleibt, wenn sich die Nähmaschine 1 nicht bewegt, ist der Treiber 14 nicht wirk­ sam, und der Motor 2 wird nicht aktiviert. Da also der durchgeführte Betrieb der gleiche ist, wie wenn die Weich­ bremse nicht betätigt wird, wird auch kein Erregungsgeräusch erzeugt. Dieser Betrieb ist in Fig. 16 von der Motorriemen­ scheibe aus gesehen gezeigt.

Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform ausgelegt, um den Betrieb der Weichbremse zu sperren, wenn die Positionsabweichung von der Anhalteposition innerhalb von 2° auf der Welle des Motors 2 liegt, so daß die Weich­ bremse nicht betätigt wird, wenn sich die Nähmaschine 1 nicht bewegt. Infolgedessen wird das Geräusch, das erzeugt wird, wenn sich die Nähmaschine 1 nicht bewegt, eliminiert, und die Nähmaschinenantriebsvorrichtung ist ruhiger als die herkömmliche Nähmaschine.

Es ist ersichtlich, daß die vorliegende Ausführungsform die Weichbremse nicht betätigt, wenn die Positionsabweichung von der Anhalteposition innerhalb von 2° auf der Welle des Mo­ tors 2 liegt, daß jedoch andere Ausführungsformen so ausge­ legt sein können, daß sie nicht betätigt wird, wenn die Positionsabweichung von der Anhalteposition innerhalb eines fakultativen Winkels liegt.

Auch wenn die benutzte Nähmaschine 1 in ihrer Nadel-OBEN- oder Nadel-UNTEN-Position unter Steuerung durch das Signal vom Nadelpositionsdetektor 6 angehalten werden kann, wie bereits beschrieben wurde, kann die Weichbremse nicht ent­ sprechend dem Winkel des Motors 2 oder der Nähmaschine 1, sondern bezogen auf das Signal von dem Nadelpositionsde­ tektor 6 betätigt werden, wenn beispielsweise das OBEN- oder das UNTEN-Positionsignal abgeschaltet ist (das abgeschaltet ist, wenn die Nähmaschine von der Anhalteposition versetzt ist), um die gleichen Auswirkungen zu liefern.

Es ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine Nähmaschinenantriebsvorrichtung angibt, wobei die Intensität der erzeugten Haltekraft, um die Nähmaschine während eines Anhaltens an einer Bewegung zu hindern, nach Maßgabe der Geschwindigkeit der Antriebseinrichtung, z. B. eines Motors, oder der Nähmaschine geändert werden kann, so daß bei dem Versuch, die Nähmaschine von Hand zu bewegen, der Bediener die Nähmaschine leicht mit geringem Kraftaufwand gegenüber der herkömmlichen Vorrichtung bewegen kann.

Ferner ist ersichtlich, daß die Erfindung eine Nähmaschi­ nenantriebsvorrichtung angibt, bei der die Intensität der erzeugten Haltekraft, um die Maschine im Anhaltezustand an einer Bewegung zu hindern, nach Maßgabe des Verhältnisses des Riemenscheibendurchmessers der Antriebsvorrichtung zu demjenigen der Nähmaschine geändert werden kann, so daß die erforderliche Kraft, wenn der Bediener die Nähmaschine von Hand bewegen möchte, von dem Riemenscheibenverhältnis un­ abhängig ist und der Bediener die Nähmaschine mit konstanter Kraft bei jedem Riemenscheibenverhältnis bewegen kann.

Außerdem ist ersichtlich, daß die Erfindung eine Nähmaschi­ nenantriebsvorrichtung angibt, bei der die Intensität der erzeugten Haltekraft, um eine Bewegung einer Nähmaschine im Anhaltezustand zu verhindern, mit zunehmender Positions­ abweichung von einer Anhalteposition herabgesetzt wird, so daß der Bediener bei dem Versuch, die Nähmaschine von Hand zu bewegen, diese leicht mit geringer Kraft gegenüber der herkömmlichen Vorrichtung bewegen kann.

Außerdem ist ersichtlich, daß die Erfindung eine Nähmaschi­ nenantriebsvorrichtung angibt, bei der die Steuerung der Haltekraft, die erzeugt wird, um eine Bewegung einer Näh­ maschine im Anhaltezustand zu verhindern, beginnt, wenn die Bewegung der Antriebseinrichtung, beispielsweise eines Mo­ tors, oder der Nähmaschine detektiert wird, so daß Geräu­ sche, die erzeugt werden, wenn sich die Nähmaschine nicht bewegt, eliminiert sind und eine geräuschfreie Nähmaschi­ nenantriebsvorrichtung angegeben wird.

Claims (20)

1. Nähmaschinenantriebsvorrichtung zum gesteuerten Antreiben einer Nähmaschine, gekennzeichnet durch
eine Antriebseinrichtung (2) mit einer Abtriebswelle, wobei die Antriebseinrichtung betätigbar ist, um die Welle mit gesteuerter Geschwindigkeit zu bewegen und die Nähma­ schine zu treiben;
eine Detektiereinrichtung zum Detektieren einer Bewegung, die einer Bewegung der Abtriebswelle der Antriebseinrichtung (2) entspricht;
eine Steuereinrichtung (8) zum Steuern der Geschwindig­ keit der Antriebseinrichtung einschließlich eines Anhaltens nach Maßgabe von Geschwindigkeitsbefehlen;
eine Haltekrafterzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Haltekraft während eines Anhaltens der Nähmaschine; und
eine Haltekraftänderungseinrichtung, die nach Maßgabe der Detektiereinrichtung die von der Haltekrafterzeugungsein­ richtung erzeugte Haltekraft entsprechend der Bewegung der Antriebseinrichtung ändert.

2. Nähmaschinenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektiereinrichtung wirksam ist, um mindestens entweder die Drehposition oder die Geschwindigkeit der Antriebseinrichtung (2) zu detektieren.

3. Nähmaschinenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektiereinrichtung wirksam ist, um mindestens entweder die Drehposition oder die Geschwindigkeit der Nähmaschine (1) zu detektieren.

4. Nähmaschinenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraftänderungseinrichtung wirksam ist, um die von der Haltekrafterzeugungseinrichtung erzeugte Haltekraft nach Maßgabe des Riemenscheibenverhältnisses zu ändern, das durch den Riemenscheibendurchmeser der Antriebseinrichtung (2) und den Riemenscheibendurchmesser der Nähmaschine (1) definiert ist.

5. Nähmaschinenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraftänderungseinrichtung auf die Detektier­ einrichtung anspricht und wirksam ist, um die Haltekraft herabzusetzen, wenn eine Positionsabweichung von einer Anhalteposition einen vorbestimmten Wert überschreitet.

6. Nähmaschinenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraftänderungseinrichtung wirksam ist, um die Haltekraft nach Maßgabe der Detektierung einer Bewegung durch die Detektiereinrichtung aufzubringen.

7. Nähmaschinenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraftänderungseinrichtung aufweist:
eine Recheneinrichtung (50), die aufgrund des Ausgangs­ signals der Detektiereinrichtung Positionsabweichungswerte berechnet, und
einen Integrierer (19), der die Positionsabweichungswerte empfängt und einen Geschwindigkeitsbefehlswert erzeugt, wobei der Integrierer wirksam ist, um den Geschwindigkeits­ befehlswert herabzusetzen, wenn der Positionsabweichungswert einen vorbestimmten ersten Wert überschreitet.

8. Nähmaschinenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraftänderungseinrichtung wirksam ist, um die Intensität des Drehmoments nach Maßgabe der Drehgeschwin­ digkeit zu ändern.

9. Nähmaschinenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektiereinrichtung einen Nadelposition-OBEN/UNTEN- Detektor (6) aufweist.

10. Verfahren zum Steuern einer Nähmaschine mit einer Antriebsvorrichtung, die eine geschwindigkeitssteuerbare Antriebseinrichtung mit einer Abtriebswelle aufweist, die mit einer detektierbaren Geschwindigkeit in detektierbare Drehpositionen bewegbar ist, gekennzeichnet durch
selektives Bereitstellen einer Geschwindigkeitssteuerung für die Antriebsvorrichtung nach Maßgabe eines Geschwindig­ keitsbefehls;
selektives Bereitstellen einer Haltekraft mit einem ersten Wert, wenn die Antriebsvorrichtung in einer Anhalte­ position angehalten wird;
Detektieren einer Bewegung, die einer Bewegung der An­ triebsvorrichtung nach dem Anhalten entspricht;
Feststellen, ob diese Bewegung einen vorbestimmten Wert überschreitet; und
Ändern der Haltekraft, wenn der vorbestimmte Wert über­ schritten wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Änderungsschritt das Ändern der Haltekraft auf einen zweiten Wert, der niedriger als der erste Wert ist, auf­ weist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt der Erzeugung einer Haltekraft aufweist:
Erzeugen eines ersten Kraftwerts für einen Bereich von ersten Positionsabweichungswerten und Erzeugen eines zweiten Kraftwerts, wenn der Bereich der ersten Positionsabwei­ chungswerte überschritten wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kraftwert im wesentlichen gleich Null ist.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektierungsschritt das Detektieren mindestens entweder einer Positionsabweichung von der Anhalteposition oder der Geschwindigkeit aufweist.

15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektierschritt das Detektieren einer Positionsabweichung aufweist, der Feststellungsschritt das Integrieren der detektierten Positionsabweichung zum Erzeu­ gen eines Geschwindigkeitsbefehlswerts und der Änderungs­ schritt das Herabsetzen des Geschwindigkeitsbefehlswerts aufweist.

16. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der selektive Bereitstellungsschritt das Sperren der Antriebsvorrichtung, bis die Positionsabweichung von einer Anhalteposition einen vorbestimmten Wert überschreitet, und das Erzeugen einer Haltekraft nur nach dem Überschreiten des vorbestimmten Werts aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der selektive Bereitstellungsschritt das Bereitstellen einer herabgesetzten Haltekraft aufweist, die in umgekehrtem Verhältnis zu dem Betrag der Positionsabweichung von einer Anhalteposition steht.

18. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der selektive Bereitstellungsschritt das Detektieren einer Bewegung, die der Geschwindigkeit der Antriebsvor­ richtung entspricht, und daraufhin ein entsprechendes Herabsetzen der Haltekraft aufweist.

19. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der selektive Bereitstellungsschritt das Bereitstellen der Haltekraft nach Maßgabe eines Riemenscheibenverhält­ nisses aufweist.

20. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektierschritt das Detektieren einer Nadel- Aufwärts- oder -Abwärtsbewegung aufweist.