EP0646670B1 - Vorrichtung zur Steuerung von Maschinen - Google Patents

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EP0646670B1
EP0646670B1 EP94114501A EP94114501A EP0646670B1 EP 0646670 B1 EP0646670 B1 EP 0646670B1 EP 94114501 A EP94114501 A EP 94114501A EP 94114501 A EP94114501 A EP 94114501A EP 0646670 B1 EP0646670 B1 EP 0646670B1
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EP
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pressure
sensor
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sensors
signal
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Franz Josef Prof. Kuhn
Siegfried Dipl.Ing. Kessler
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Kessler GmbH
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Kessler GmbH
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30—Controlling members actuated by foot
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B69/00—Driving-gear; Control devices
    • D05B69/14—Devices for changing speed or for reversing direction of rotation
    • D05B69/18—Devices for changing speed or for reversing direction of rotation electric, e.g. foot pedals

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling Machines, especially sewing machines, according to the generic term of claim 1.
  • a pedal in which a tread plate around a horizontal Axis is pivotally mounted on a base.
  • the pivoting position of the tread plate around the horizontal axis is mechanical, electronic or opto-electronic Devices detected, evaluated and in corresponding control signals implemented for the machine drive.
  • US-A-4,639,710 describes such a pedal, for example, with its help the resistance of an electrical circuit can be varied can.
  • Such foot pedals are used especially in standing workplaces used, but lead to a strong one physical strain on the worker. To move the Pedals is a one-sided shift in body weight a leg is required which leads to rapid fatigue of the leg muscles leads.
  • foot pedals are used by physically disabled people often not usable.
  • a pedal is proposed in FR-A-2 594 148 been made from a cantilever elastic
  • the strip is made with a magnet on the bottom is equipped. By pushing down the free end of the Strip, this magnet is approximated to a Hall sensor, whose tension changes as a result.
  • This pedal can be used with the Toes are operated, but is still the movement of Device parts necessary to control the machine.
  • the device according to the invention thus has control no more moving parts.
  • the operation takes place just by exerting different levels of pressure a pressure receiving area.
  • the device can thus both with the foot, the hand as well as with the arm or another Body part are operated. Equipped with such a device Machine workplaces are therefore also suitable for the disabled.
  • the physical strain on the operating personnel far less, and work a lot as a result less tiring.
  • the sensitivity of the at least one pressure or force sensor adjustable be to adapt to the individual needs of the Operating personnel or to the part of the body with which one Actuation of the device to be made to allow.
  • a locking device have the signal paths when a sensor responds interrupts at least some of the other sensors, damage to the machine or a workpiece to prevent when multiple machine functions at the same time are addressed that do not run together may be.
  • the signal evaluation device can also be a Analog / digital converter for generating digital control signals for the machine drive, since many machines nowadays can be controlled digitally. Often these control signals are also encoded in a certain way, for example in a modified Gray code, see above that the signal evaluation device expediently a Coding device for generating coded control signals for can have the machine drive. It is advantageous here if the coding device as an EPROM to enable simple adaptation of the device to machine drives, that require differently coded control signals, is trained.
  • the device can be used especially for controlling a sewing machine a pressure receiving area equipped with two pressure or force sensors have, the first sensor lifting the Presser foot and the thread cutter and the second sensor die Influence the speed selection of the sewing machine drive.
  • the first sensor thus takes over the functions previously performed by a heel actuation of a conventional foot pedal on sewing machines were achieved while the second sensor functions the foot pedal actuation.
  • two sensors can be placed side by side on a carrier plate be arranged, and the device can either by two-foot operation or by one-foot operation after turning the support plate can be actuated by 90 °. Through this change the change from two-foot operation to one-foot operation physical strain so that premature fatigue is prevented can be.
  • the single figure shows a block diagram of a device to control a sewing machine.
  • the device has two Pressure sensors 10 and 11 on their signal to one in the Figure characterized by a box signal evaluation device 12 direct.
  • the signals from sensors 10 and 11 are in the signal evaluation device 12 in separate circuits 13 and 14 processed.
  • the circuits 13 and 14 can have, for example, amplifiers and analog / digital converters.
  • the processed signals 15 and 16 become one Locking device 17 passed, which checks whether the two signals from sensors 10 and 11 compatible with each other are, d. H. whether functions of the machine are controlled that can actually do this in parallel.
  • the locking device 17 In the present Example of a sewing machine control in which the sensor 10 when lifting a first lower pressure of the presser foot and when exerting greater pressure Thread cutter operated while the pressure sensor 11 depending on applied pressure controls the speed of the machine drive, the locking device 17 must ensure that the Lock sensor signals 15 and 16 against each other, the Speed control always has priority.
  • the coding device 20 has the possibility in the present case the generation of control signals 24 based on different codes can be encoded.
  • the selection of the codes required for the control of the machine drive 21 In this case, an identification device 22 of the drive control 21 made.
  • the identification device 22 intervenes for this characteristic signals of the drive control 21 of the sewing machine from.
  • the signal evaluation device 12 also contains a power supply 22, with a power supply 23 for the two Pressure sensors 10 and 11 is coupled.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von Maschinen, insbesondere von Nähmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind Vorrichtungen zur Steuerung von Maschinen in Form eines Pedals bekannt, bei dem eine Trittplatte um eine horizontale Achse an einem Untergestell schwenkbar gelagert ist. Die Schwenklage der Trittplatte um die horizontale Achse wird von mechanischen, elektronischen oder auch opto-elektronischen Einrichtungen erfaßt, ausgewertet und in entsprechende Steuersignale für den Maschinenantrieb umgesetzt. Die US-A-4,639,710 beschreibt beispielsweise ein solches Pedal, mit dessen Hilfe der Widerstand eines elektrischen Schaltkreises variiert werden kann. Solche Fußpedale werden insbesondere auch an Steharbeitsplätzen eingesetzt, führen dort jedoch zu einer starken körperlichen Belastung der Arbeitskraft. Zur Bewegung des Pedals ist eine einseitige Verlagerung des Körpergewichts auf ein Bein erforderlich, die zu einer raschen Ermüdung der Beinmuskulatur führt. Außerdem sind Fußpedale von Körperbehinderten häufig nicht bedienbar.
Zur Reduzierung des für die Betätigung erforderlichen Kraftaufwandes ist in der FR-A-2 594 148 ein Pedal vorgeschlagen worden, das aus einem einseitig eingespannten elastischen Streifen besteht, der auf seiner Unterseite mit einem Magneten bestückt ist. Durch Herunterdrücken des freien Endes des Streifens wird dieser Magnet einem Hall-Sensor angenähert, dessen Spannung sich dadurch ändert. Dieses Pedal kann mit den Zehen betätigt werden, doch ist immer noch die Bewegung von Vorrichtungsteilen zur Steuerung der Maschine nötig.
Zur Abhilfe der obengenannten Probleme wird eine Vorrichtung zur Steuerung von Maschinen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Die Vorrichtung nach der Erfindung weist also zur Steuerung keinerlei bewegliche Teile mehr auf. Die Betätigung erfolgt allein durch Ausübung eines unterschiedlich starken Drucks auf eine Druckaufnahmefläche. Die Vorrichtung kann somit sowohl mit dem Fuß, der Hand als auch mit dem Arm oder einem anderen Körperteil bedient werden. Mit einer solchen Vorrichtung ausgestattete Maschinenarbeitsplätze sind damit auch behindertengerecht. Außerdem ist die körperliche Belastung des Bedienpersonals weit geringer, und die Arbeit dadurch sehr viel weniger ermüdend. Vorteilhafterweise kann die Empfindlichkeit des mindestens einen Druck- oder Kraftsensors einstellbar sein, um eine Anpassung an die individuellen Bedürfnisse des Bedienpersonals oder auch an den Körperteil, mit dem eine Betätigung der Vorrichtung vorgenommen werden soll, zu ermöglichen. Bei einer Vorrichtung mit mehreren Sensoren zur Steuerung unterschiedlicher Maschinenfunktionen kann die Signalauswerteeinrichtung vorteilhafterweise eine Verriegelungseinrichtung aufweisen, die bei Ansprechen eines Sensors die Signalpfade mindestens eines Teils der anderen Sensoren unterbricht, um eine Beschädigung der Maschine oder eines Werkstücks zu verhindern, wenn mehrere Maschinenfunktionen gleichzeitig angesprochen werden, die nicht gemeinsam ausgeführt werden dürfen. Die Signalauswerteeinrichtung kann auch einen Analog/Digital-Wandler zur Erzeugung digitaler Ansteuersignale für den Maschinenantrieb aufweisen, da heutzutage viele Maschinen digital angesteuert werden. Häufig müssen diese Ansteuersignale auch in einer bestimmten Weise codiert vorliegen, beispielsweise in einem modifizierten Gray-Code, so daß zweckmäßigerweise die Signalauswerteeinrichtung eine Codier-Einrichtung zur Erzeugung codierter Ansteuersignale für den Maschinenantrieb aufweisen kann. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Codier-Einrichtung als EPROM zur Ermöglichung einer einfachen Anpassung der Vorrichtung an Maschinenantriebe, die unterschiedlich codierte Ansteuersignale benötigen, ausgebildet ist.
Speziell zur Steuerung einer Nähmaschine kann die Vorrichtung eine mit zwei Druck- oder Kraftsensoren bestückte Druckaufnahmefläche aufweisen, wobei der erste Sensor das Anheben des Nähfußes und den Fadenabschneider und der zweite Sensor die Drehzahlvorwahl des Nähmaschinenantriebs beeinflussen. Der erste Sensor übernimmt damit die Funktionen, die bisher durch eine Fersenbetätigung eines herkömmlichen Fußpedals an Nähmaschinen erzielt wurden, während der zweite Sensor die Funktionen der Fußballenbetätigung des Fußpedals übernimmt. Die beiden Sensoren können hierzu nebeneinander auf einer Trägerplatte angeordnet sein, und die Vorrichtung kann entweder durch Zweifußbedienung oder durch Einfußbedienung nach Drehen der Trägerplatte um 90° betätigbar sein. Durch diesen Wechsel von Zweifußbedienung auf Einfußbedienung ändert sich auch die körperliche Belastung, so daß vorzeitiger Ermüdung vorgebeugt werden kann.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung einer Nähmaschine. Die Vorrichtung weist zwei Drucksensoren 10 und 11 auf, die ihr Signal zu einer, in der Figur durch einen Kasten gekennzeichneten Signalauswerteeinrichtung 12 leiten. Die Signale der Sensoren 10 und 11 werden in der Signalauswerteeinrichtung 12 in getrennten Schaltungen 13 und 14 aufbereitet. Die Schaltungen 13 und 14 können dabei beispielsweise Verstärker und Analog/Digital-Wandler aufweisen. Die aufbereiteten Signale 15 und 16 werden zu einer Verriegelungseinrichtung 17 geleitet, die überprüft, ob die beiden Signale der Sensoren 10 und 11 kompatibel miteinander sind, d. h. ob Funktionen der Maschine angesteuert werden, die diese tatsächlich auch parallel ausführen kann. Im vorliegenden Beispiel einer Nähmaschinensteuerung, bei der der Sensor 10 bei Ausübung eines ersten geringeren Druckes das Anheben des Nähfußes und beim Ausüben eines stärkeren Druckes den Fadenabschneider betätigt, während der Drucksensor 11 je nach ausgeübtem Druck die Drehzahl des Maschinenantriebs steuert, muß die Verriegelungsvorrichtung 17 dafür sorgen, daß die Sensorsignale 15 und 16 gegeneinander verriegeln, wobei die Drehzahlsteuerung immer Vorrang hat. Das Ausgangssignal 18 der Verriegelungseinrichtung 17, das entweder dem aufbereiteten Sensorsignal 16 entspricht oder Null ist, wird in einer Verknüpfungsschaltung 19 mit dem aufbereiteten Signal 15 des Sensors 10 verknüpft. Nur wenn kein Signal des Sensors 11 vorliegt, wird das Signal 15 zu einer als EPROM ausgebildeten Codier-Einrichtung 20 weitergeleitet. Umgekehrt wird das Signal 16 des Sensors 11 nur dann zur Codier-Einrichtung 20 weitergeleitet, wenn vom Sensor 10 kein Signal vorliegt.
Die Codier-Einrichtung 20 weist im vorliegenden Fall die Möglichkeit der Erzeugung von Steuersignalen 24 auf, die nach unterschiedlichen Codes codiert sein können. Die Auswahl des für die Steuerung des Maschinenantriebs 21 geforderten Codes wird dabei Über eine Kennungseinrichtung 22 der Antriebssteuerung 21 vorgenommen. Die Kennungseinrichtung 22 greift hierzu charakteristische Signale der Antriebssteuerung 21 der Nähmaschine ab.
Die Signalauswerteeinrichtung 12 enthält außerdem eine Stromversorgung 22, die mit einer Stromversorgung 23 für die beiden Drucksensoren 10 und 11 gekoppelt ist.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Steuerung von Maschinen, insbesondere von Nähmaschinen, mit mindestens einem Druck- oder Kraftsensor (10, 11) und einer Signalauswerteeinrichtung (12) zur Umsetzung des oder der Sensorsignale in Steuersignale (24) für den Maschinenantrieb (21), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale (24) allein vom auf eine unmittelbar mit dem mindestens einen Druck- oder Kraftsensor (10, 11) verbundenen Druckaufnahmefläche ausgeübten Druck abhängen und sich die Druckaufnahmefläche dabei relativ zu anderen Vorrichtungsteilen nicht bewegt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit des mindestens einen Druck- oder Kraftsenors (10, 11) einstellbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit mindestens zwei Druck- oder Kraftsensoren (10, 11), bei der die Signalauswerteeinrichtung (12) eine Verriegelungseinrichtung (17) aufweist, die bei Ansprechen eines Sensors (10, 11) die Signalpfade (15, 16) mindestens eines Teils der anderen Sensoren (10, 11) unterbricht.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerteeinrichtung (12) einen Analog/Digital-Wandler zur Erzeugung digitaler Ansteuersignale (24) für den Maschinenantrieb (21) aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerteeinrichtung (12) eine Codier-Einrichtung (20) zur Erzeugung codierter Ansteuersignale (24) für den Maschinenantrieb (21) aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Codiereinrichtung (20) als EPROM zur Ermöglichung einer einfachen Anpassung der Vorrichtung an Maschinenantriebe (21), die unterschiedlich codierte Ansteuersignale (24) benötigen, ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Steuerung einer Nähmaschine gekennzeichnet durch eine mit zwei Druck- oder Kraftsensoren (10, 11) bestückten Druckaufnahmefläche, wobei der erste Sensor (10) das Anheben des Nähfußes und den Fadenabschneider und der zweite Sensor (11) die Drehzahlvorwahl des Nähmaschinenantriebs beeinflussen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sensoren (10, 11) nebeneinander auf einer Trägerplatte angeordnet sind, und die Vorrichtung entweder durch Zweifußbedienung oder durch Einfußbedienung nach Drehen der Trägerplatte um 90° betätigbar ist.
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