DE8803371U1

DE8803371U1 - Steuerungsvorrichtung für eine Industrienähmaschine

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Publication number: DE8803371U1
Application number: DE8803371U
Authority: DE
Original assignee: Frankl & Kirchner & Co KG Fabrik fur Elektromotoren U Elektrische Apparate 6830 Schwetzingen De GmbH
Current assignee: Frankl & Kirchner & Co KG Fabrik fur Elektromotoren U Elektrische Apparate 6830 Schwetzingen De GmbH
Priority date: 1988-03-12
Filing date: 1988-03-12
Publication date: 1988-05-19
Also published as: CN2045748U; JPH0251881U; GB2216728B; GB8905332D0; IT1228710B; KR940004063Y1; ES1010686Y; IT8919714A0; FR2628449A1; ES1010686U; GB2216728A; KR890019290U

Description

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RMl & SCHNECK PATENTANWÄLTE DIPl.-INO. 0*. MANFRED RAU DlPl.-&Rgr;&EEgr;&Ugr;&iacgr;. DR; HERBERT SCHNEGK ZUGELASSENE VERTRETER IEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

VNR 1&oacgr;6984 Nürnberg, 12.o4.1988

Frankl & Kirchner GmbH & Co KG Fabrik für Elektromotoren u. elektrische Apparate, Scheffelstraße 73, 683o Schwetzingen

^<vSteuerungsvorrichtung fur eine Industrienähmaschine

Die Erfindung richtet sich auf eine Steuerungsvorrichtung für eine Industrienähmaschine umfassend Leistungsbauteile und Informationsverarbeitungsbauteile sowie Ein- und Ausgänge in Form von Steckern.

Derartige Steuerungsvorrichtungen dienen zur Ansteuerung des Antriebsmotors für die Hauptwelle von Industrienähmaschinen sowie zum Auslösen und Steuern von Zusatzfunktionen, wie z.B. Fadenabschneiden» gegebenenfalls in Abhängigkeit von deta Ansprechen externer Sensoren, wie z.B. Lichtschranken.

Derartige !Steuervorrichtungen müssen zur Erzielung einer wirtschaftlichen Herstellbarkeit für eine Vielzahl unterschiedlicher Typen und Fabrikate von

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Industrienämaschinen einsetzbar sein, wobei darüber hinaus die einzelnen Maschinentypen anwenderbezogen durch Ausstattung mit Zusatzeinrichtungen individualisiert werden, was wiederum eine entsprechende Individualisierung der Steuervorrichtung bedingt.

Aus der deutschen Patentanmeldung P 29 13 937 ist ein«6 Steckverbindung für Leiterplatten bekannt, um bei einer derartigen Steuerungsvorrichtung eine Leiterplatte auswechselbar einstecken zu können, wobei im eingesteckten Zustand Einstellmöglichkeiten gegeben sind.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige Steuerungsvorrichtung für eine Industrienähmaschine so auszugestalten, daß bei einem Höchstmaß an industrieller Vorfertigung und LeiterplattenbestUckung gleichwohl eine problemlose Anpassung an unterschiedliche Nähmaschinentypen und Leistungsanforderungen bei geringem hardwaremäßigem Aufmöglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leistungsbauteile und die zugehörigen Stecker modulartig auf einer Leiterplatte angeordnet sind und hiervon räumlich getrennt die Informationsverarbeitungs-Bauteile auf einer Leiterplatte angeordnet sind.

Auf diese Weise ist es möglich, für ganz unterschiedliche Leistungsanordnungen ein und diesselbe Steuervorrichtung, d.h. Anordnung von Informationsverarbeitungs-Bauteilen zu verwenden, so daß eine kostengün-

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stige Montage der hierfür erforderlichen integrierten Schaltungselemente und Stecker möglich ist« Anwendungs- bzw. kundenorientiert kann dann das Leietungsmodul für den jeweiligen konkreten Fall bestückt werden.

Die erfindungsgemäß vorgesehene räumliche Trennung von Infcrnsst icnevs rarbe i tungs—Baute ilen und Leietunesbe.uteilen bringt darüber hinaus aber auch noch den wesentlichen Vorteil mit sich, daß die relativ wärmeempfindlichen Informationsverarbeitungs-Bauteile nicht durch die unvermeidbare Wärmeentwicklung in den Leistungsbauteilen beeinträchtigt werden. Weiterhin wird durcit diese räumliche Trennung ein Höchstmaß an Störsicherheit der Informationsverarbeitungs-Bauteile mit geringer elektrischer Leistung gegenüber den hohen Schaltleistungen der Leistungsbauteile erreicht. Weiterhin ist es auf diese Weise ohne zusätzliche bauliche Maßnahmen möglich, die SteckanschlUsse für die Leistungsbauteile und die Informati.Snsverarbeitungs-Bautelle an gesonderten Bereichen der äußeren Abdecktafel herauszuführen, so daß auch hinsichtlich rter von außen anzubringenden Stecker eine saubere Trennung erreicht wird.

Vorteilhi*rterweise ist vorgesehen, daß die Leistungsbauteile und die Informationsverarbeitungs-Bauteile jeweils auf einer gesonderten Leiterplatte angeot Sind und die beiden Leiterplatten über eine Steckverbindung verbindbar sind. Dementsprechend ist es trq? lieh, das eigentliche Steuerungsmodul einschließt **i des Steckverbinders vollkommen eigenständig . _,. zufer-

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tigen land erst bei der Endmontage der Steuerungsvorrichtung dann mit dem jeweils angepaßten Leistungsmodul zu verbinden. Dabei erfolgt die Verbindung günstigerweise so, daß die Leiterplatten von Leistungsmodul und Steuerungsmodul in einer Ebene aneinander anschließend angeordnet werden, da hierdurch eine gute Wärmeabführung beim Leistungsmodul und eine minimale Wärmeübertragung auf das Steuerungsmodul gewährleistet sind.

Weiterhin kann wenigstens eine in einer zweiten Ebene angeordnete, modulartige Leiterplatte für Erweiterungsbauteile wie für die Schrittrotoransteuerung, den Lichtschrankenverstärker oder die allgemeine Sensorik vorgesehen sein.

Als günstig erweist es sich auch, eine modulartige Leiterplatte mit seriellen bzw. parallelen Ein- und Ausgängen vorzusehen, wobei insbesondere auch die An- j Ordnung einer modulartigen Leiterplatte für zusätzli- J ehe Ein- bzw. Ausgänge, wie Kleinleistungsausgänge, Sensoreingänge und dgl. in Betracht kommt.

Die Leiterplatte für die Informatloneverarbeitungs-Bauteile kann ein EPROM mit wenigstens einem Grundprogramrn zur Anpassung an periphere Parameter aufweisen. Auf diese Weise ist insbesondere eine Anpassung an einen bestimmten Nähmaschinentyp möglich, wobei dies z.B. mittels einer bekannten Steckerkodierung mit entsprechenden Widerstanden, d.h. Über eine Spannungekodierung erfolgen kann.

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Außer dem EPROM kann zur Modifizierung von Parametern auch noch ein EEPROM vorgesehen sein, so daß hierdurch das in dem EPROM gespeicherte Grundprogramra angepaßt werden kann.

Günstigerweise umfaßt die modulartige Leiterplatte mit seriellen bzw. parallelen Ein- und Ausgängen eint Steckerverbindungsanordnung für ein serielles Kommunikationsmodul .

Auf dem Kommunikationsmodul ist vorteilhafterweise eine Steckverbindungsanordnung für ein zweites Bedienfeld und/oder einen Rechner vorgesehen. Diese Steckverbindungsanordnung kann in einer Ebene etwas unterhalb des Haupt-Verbindungssteckers für das Steuermodul angeordnet sein. Während der letztere bei aufgesetzter Verkleidungsplatte von außen noch zugänglich sein muß, wird der erstere durch diese Platte dann samt eines gegebenenfalls eingesetzten Steckers abgedeckt.

Die Steckverbindungsanordnung ist gUnstigerweise ein genormter Schnittstellenverbinder.

FUr zahlreiche Anwendungefälle ist es zur Vermeidung wechselseitiger Störungen wünschenswert, daß die Steuerein- und -ausgange des Kommunikationsmoduls mittels Optokoppler od.dgl. galvanisch entkoppelt sind.

Vorzugsweise ist eine Mehrzahl unterschiedlicher, serieller Kommunikationsmodule (Leiterplatten) vorgesehen, wovon wenigstens eines eine Steckerverbindung

zu einer einem Bedienteil zugeordneten Kommunikationssoftware-Speichereinrichtung aufweist.

Günstigerweise ist weiterhin vorgesehen eine mit wenigstens einem Kommunikationsmodul (Leiterplatten) verbindbare Wahleinrichtung zur selbsttätigen Auswahl einer abgespeicherten Kommunikationssoftware umfassend einen festen und einen variablen Widerstand zur Kodierung und eine Spannungs-Fenster-Diskriminatoranordnung oder einen Analog/Digital-Wandler zur Erkennung.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten AusfUhrungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. 1 ei.je Aufsicht auf die obere Abdeckplatte des Gehäuses einer erfindungsgetnäßen Steuerungsvorrichtung,

Fig. 2 eine schematisierte, perspektivische Darstellung des die Informationsverarbeitungs-Bauteile tragenden Moduls mit einem Kommunikationsmodul

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Leiterplatte mit den Informationsverarbeitungs-Bauteilen und die Leiterplatte mit den Leistungsbauteilen und

Fig. 4 den schematischen Aufbau eines weiteren Kommunikationsmoduls.

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Fig. 3 gibt eine Übersicht über die beiden wesentlichen modulartigen Leiterplatten 1 bzw. 2 für die Informationsverarbeitungs-Bauteile bzw- die Leistungsbauteile. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausfuhrungsform sind die beiden Leiterplatten 1 bzw. 2 als voneinander getrennte räumliche Bereiche einer einzigen durchgehenden Leiterplatte 3 ausgebildet. Alternativ kann auch eine gesonderte Ausbildung und eine Verbindung über Steckverbinder vorgesehen sei/«.

Diese räumliche Trennung führt dazu, daß die wärmeabetrahlenden Leistungsbauteile 4, von welchen in Fig. nur beispielsweise einige bezeichnet sind, räumlich relativ weit entfernt zusammen mit ihren zugehörigen Wärmeabstrahlplatten 5 von den wärmeempfindlicheren Informationsverarbeitungs-Bauteilen angeordnet sind.

Außerdem wird durch diese Ausgestaltung erreicht, daß die SteckanschlUsse für die Steuerung, wie z.B. der Steckanschluß 6 für das Bedienteil und ein externes serielles Kommunikationjmodul, der Steckanschluß 7 für den Positionsgeber und der Steckanschluß 9 für eine externe Betätigung, z.B. ein Fußpedal, auf <?er in Fig. 1 dargestellten Gehäuse-Abdeckplatte Io räumlich getrennt sind von den Steckern 11 bis 17 für die externe Spannungsversorgung und FußlUftung, Fadenabschneider, Fadenwischer, Lichtschranken sowie Signa.!') für Hoch- und Tiefstellung der Nadel, RiegelausfUhrung und RiegelunterdrUckung. Auf dieee Weise wird auch eine klare Ordnung der von dieser oberen Abdeckung weggehenden Kabel erreicht.

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Wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt die Leiterplatte 1 für die Informationsverarbeitungs-Bauteile eine Mehrzahl von integrierten Schaltungsbausteinen 18, wovon nur einer beispielsweise bezeichnet ist, sowie einem Kodierschalter 28.

Eine oberhalb der Ebene der Leiterplatte 1 angeordnete Leiterplatte 19 bildet zusammen mit den auf dieser angeordneten Bauteilen 2o ein Kommunikationsmodul. Auf der Leiterplatte 19 ist eine Steckverbindungsanordnung 21 vorgesehen, deren Steckkontakte in einer Ebene oberhalb der Ebene der Leiterplatte 19 aber unterhalb der Ebene des Steckverbinders 6 liegen, so daß ein dort eingesetzter Stecker für ein zweites Bedienfeld und/oder einen Rechner bei abgenommener Abdeckplatte Io leicht eingesetzt oder herausgezogen werden kann, andererseits aber bei aufgesetzter Abdeckplatte Io abgedeckt ist. Über eine Steckverbindung 22 ist die Leiterplatte 19 auf die Leiterplatte 1 aufsteckbar.

Bei der bevorzugten AusfUhrungsform ist eine Mehrzahl von Kommunikationsmodulen vorgesehen. Zu diesem Zweck kann das in Fig. 2 beispielsweise eingezeichnete Bauteil 2o als Steckbuchse ausgebildet sein und eine entsprechende Steckbuchse kann an dem in Fig. 2 hinteren Ende der Leiterplatte 19 angeordnet sein. In diese Steckbuchsen (Bauteil 2o) kann dann eine weitere Leiterplatte 23 mittels Steckverbindern 24 eingesteckt werden, auf weicher weitere Bauteile» wie z.B. integrierte Sehaltkreise 25 oder elektrische Grundbauelernente 26 wie Transistoren, Widerstände, Kondensatoren und dgl. angeordnet sind. Eine Steckverbindungsanordnung 27 dient als Schnittstelle.

Claims

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PATENTANWÄLTE

DlPU-ING. DR. MANFRED RAU DIPL-PHYS. DR. HERBERT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETE? BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

VNR Io6984 Nürnberg, 12.o4,. 1988

G 88 o3 371.6 S/St

Frankl & Kirchner GmbH & Co KG Fabrik für Elektromotoren u. elektrische Apparate, Scheffelstraße 73, 683o Schwetzingen

Ansprüche

1. Steuerungsvorrichtung für eine Industrienähmaschine umfassend Leistungsbauteile und Informationsverarbeitungs-Bauteile sowie Ein- und Ausgänge in Form von Steckern, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsbauteile (4) und die zugehörigen Stecker (11 bis 17) modulartig auf einer Leiterplatte (2) angeordnet sind und hiervon räumlich getrennt die Informationsverarbeitungs-Bauteile (18) modulartig auf einer Leiterplatte (1) angeordnet sind.

2. Steuerungevorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet . daß die Leistungebauteile (4) und die Informationsverarbeitungs-Bauteile (18) jeweils auf einer gesonderten Leiterplatte angeordnet sind und die beiden Leiterplatten über eine Steckverbindung verbindbar sind.

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3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch wenigstens eine in einer zweiten Ebene angeordnete, modulartige Leiterplatte für
Erweiterungsbauteile wie Schrittmotoransteuerung,
Lichtschrankenverstärker, allgemeine Sensorik und dgl.

4. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine modulartige Leiterplatte (19) mit
seriellen bzn. parallelen Ein- und Ausgänger. (Steckverbinder 21).

5. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine modulartige Leiterplatte (19) für zusätzliche Ein- bzw. Ausgänge wie Kleinleistungsäusgänge, Sensoreingabe und dgl.

6. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (1) für die Informationsverarbeitungs-Bauteile (4) ein EPROM mit wenigstens einem Grundprogramm zur Anpassung an periphere
Parameter aufweist.

7. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem EPROM ein EEPROM
zur Modifizierung von Parametern vorgesehen ist.

&bgr;. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Steckverbinderanordnung (22) für ein serielles Kommunikationsmodul (Leiterplatte 19) vorgesehen ist.

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9. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet _t daß auf dem Kommunikationsmodul <Leiterplatte 19) eine Steckverbindungsanordnung (21) fUr ein zweites Bedienfeld und/oder einen Rechner vorgesehen ist.

10. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindungsanordnung (21) ein genormter Schnittstellenverbinder ist.

11. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausgänge mittels Optokopplern od.dgl. galvanisch entkoppelt sind.

12. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl unterschiedlicher, serieller Kommunikationsmodule, (Leiterplatten 19,23), wovon wenigstens eines eine Steckerverbindung zu einer einem Bedienteil zugeordneten Kommunikationssoftware-Speichereinrichtung aufweist.

13. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine mit wenigstens, einem Kommunikationsmodul (Leiterplatten 19,23) verbindbare Wahleinrichtung zur selbsttätigen Auswahl einer abgespeicherten Kommunikationssoftware umfassend einen festen r-?d einen variablen Widerstand zur Kodierung und eine Spanitungs-Feftster-Diskriminatoranopdtttmg öder einen Analog/Digital^Wandler zur Erkennung.