JPH07302120A - 機械およびこの機械に連結された駆動要素を有する装置 - Google Patents
機械およびこの機械に連結された駆動要素を有する装置Info
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- JPH07302120A JPH07302120A JP7095075A JP9507595A JPH07302120A JP H07302120 A JPH07302120 A JP H07302120A JP 7095075 A JP7095075 A JP 7095075A JP 9507595 A JP9507595 A JP 9507595A JP H07302120 A JPH07302120 A JP H07302120A
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- D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 既存の負荷構造体の固有振動が高められ、そ
れによって位置決め精度を低下させることなく、駆動要
素の位置決め速度が高くなる装置を提供する。 【構成】 本発明は、機械または機械部分（以下、負荷
と言う）と、負荷１の位置決めのためにこの負荷に連結
された駆動要素２，３とを備えた装置に関する。駆動要
素の最高位置決め速度は負荷構造体の固有振動によって
制限される。負荷構造体の固有振動の振動数を高めるた
めに、駆動要素２，３は弾性的な連結要素（軟質材）
６，７を介して負荷１に連結されている。軟質材を挿入
することによって発生する、負荷構造体の固有振動数の
下方にある剛体振動の固有振動は、負荷が制御系の一部
であることによってあるいは制御において目標値発信器
が設けられ、この目標値発信器が剛体振動の固有振動数
を考慮した目標値を発生することによって考慮される。
れによって位置決め精度を低下させることなく、駆動要
素の位置決め速度が高くなる装置を提供する。 【構成】 本発明は、機械または機械部分（以下、負荷
と言う）と、負荷１の位置決めのためにこの負荷に連結
された駆動要素２，３とを備えた装置に関する。駆動要
素の最高位置決め速度は負荷構造体の固有振動によって
制限される。負荷構造体の固有振動の振動数を高めるた
めに、駆動要素２，３は弾性的な連結要素（軟質材）
６，７を介して負荷１に連結されている。軟質材を挿入
することによって発生する、負荷構造体の固有振動数の
下方にある剛体振動の固有振動は、負荷が制御系の一部
であることによってあるいは制御において目標値発信器
が設けられ、この目標値発信器が剛体振動の固有振動数
を考慮した目標値を発生することによって考慮される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械または機械部分
（以下、両方共負荷と言う）と、負荷の位置決めのため
にこの負荷に連結された駆動要素とを備え、駆動要素の
最高位置決め速度が負荷構造体の固有振動によって制限
される装置に関する。
（以下、両方共負荷と言う）と、負荷の位置決めのため
にこの負荷に連結された駆動要素とを備え、駆動要素の
最高位置決め速度が負荷構造体の固有振動によって制限
される装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】位置決めすべき負荷の動的特性に基づい
て、位置決め精度ひいては位置決め速度には限界があ
る。負荷の駆動要素は供される駆動モーメントによって
例えば高い回転数を実現することができるが、この回転
数を用いることはできない。というのは、負荷が或る限
界回転数から固有振動に基づいて、要求される位置決め
精度を維持することができないからである。駆動要素の
この限界回転数は往々にして負荷の固有振動数に直接関
連する。負荷の最初の固有形状は駆動装置基本振動数ま
たは基本振動数の調和または半分の基本振動数によって
励起される。通常は非常に複雑な振動形状（例えば曲げ
振動、ねじり振動等）であるので、この振動形状は妥当
なコストによって制御または無視することができない。
て、位置決め精度ひいては位置決め速度には限界があ
る。負荷の駆動要素は供される駆動モーメントによって
例えば高い回転数を実現することができるが、この回転
数を用いることはできない。というのは、負荷が或る限
界回転数から固有振動に基づいて、要求される位置決め
精度を維持することができないからである。駆動要素の
この限界回転数は往々にして負荷の固有振動数に直接関
連する。負荷の最初の固有形状は駆動装置基本振動数ま
たは基本振動数の調和または半分の基本振動数によって
励起される。通常は非常に複雑な振動形状（例えば曲げ
振動、ねじり振動等）であるので、この振動形状は妥当
なコストによって制御または無視することができない。
【０００３】その代表的な実例は大型の多ヘッド式自動
刺しゅう機械の刺しゅう枠の動的挙動である。このよう
な枠の第１の固有振動数は、比較的に低い振動数（例え
ば４０Ｈｚ）であり、縦方向に対して横方向（Ｙ方向）
における枠の運動（曲げ）に起因する。このような曲げ
振動子の固有振動形状は非常に複雑であり、刺しゅう模
様を大きくゆがめることになる。特に、固有振動数と固
有振動形状は場所に依存する、すなわち刺しゅう枠のそ
の都度の位置に依存する。
刺しゅう機械の刺しゅう枠の動的挙動である。このよう
な枠の第１の固有振動数は、比較的に低い振動数（例え
ば４０Ｈｚ）であり、縦方向に対して横方向（Ｙ方向）
における枠の運動（曲げ）に起因する。このような曲げ
振動子の固有振動形状は非常に複雑であり、刺しゅう模
様を大きくゆがめることになる。特に、固有振動数と固
有振動形状は場所に依存する、すなわち刺しゅう枠のそ
の都度の位置に依存する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の根底
をなす課題は、既存の負荷構造体の固有振動が高めら
れ、それによって位置決め精度を低下させることなく、
駆動要素の位置決め速度が高くなる、冒頭に述べた種類
の装置を提供することである。
をなす課題は、既存の負荷構造体の固有振動が高めら
れ、それによって位置決め精度を低下させることなく、
駆動要素の位置決め速度が高くなる、冒頭に述べた種類
の装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、冒頭に述べ
た種類の装置において本発明に従い、請求項１，２また
４に記載した特徴、すなわち駆動要素がサーボモータで
あり、このサーボモータの軸が位置決め制御装置と関連
して軟らかい連結要素を形成し、負荷構造体の固有振動
の振動数を高めるために、サーボモータが位置決め制御
装置に関連して軟らかい連結要素を形成し、負荷が制御
系の一部であり、位置決め制御装置が目標値発信器に接
続され、目標値発信器が軟質材を挿入することによって
生じる剛体振動の固有振動数を考慮した目標値を発生す
ること、駆動要素がサーボモータであり、このサーボモ
ータの軸が位置決め制御装置と関連して軟らかい連結要
素を形成し、負荷構造体の固有振動の振動数を高めるた
めに、サーボモータが位置決め制御装置に関連して軟ら
かい連結要素を形成し、負荷が制御系の一部であり、位
置決め制御装置が目標値発信器に接続され、目標値発信
器が軟質材を挿入することによって生じる剛体振動の固
有振動数を考慮した目標値を発生すること、あるいは負
荷構造体の固有振動の振動数（固有振動数）を高めるた
めに、負荷構造体が弾性的な連結要素（軟質材）を介し
て負荷に連結され、負荷と駆動要素が制御回路の一部で
あるので、軟質材を挿入することによって生じ、負荷構
造体の固有振動数の下方にある剛体振動の付加的な固有
振動数が調整可能であることによって解決される。本発
明の他の有利な実施形は従属請求項に記載してある。
た種類の装置において本発明に従い、請求項１，２また
４に記載した特徴、すなわち駆動要素がサーボモータで
あり、このサーボモータの軸が位置決め制御装置と関連
して軟らかい連結要素を形成し、負荷構造体の固有振動
の振動数を高めるために、サーボモータが位置決め制御
装置に関連して軟らかい連結要素を形成し、負荷が制御
系の一部であり、位置決め制御装置が目標値発信器に接
続され、目標値発信器が軟質材を挿入することによって
生じる剛体振動の固有振動数を考慮した目標値を発生す
ること、駆動要素がサーボモータであり、このサーボモ
ータの軸が位置決め制御装置と関連して軟らかい連結要
素を形成し、負荷構造体の固有振動の振動数を高めるた
めに、サーボモータが位置決め制御装置に関連して軟ら
かい連結要素を形成し、負荷が制御系の一部であり、位
置決め制御装置が目標値発信器に接続され、目標値発信
器が軟質材を挿入することによって生じる剛体振動の固
有振動数を考慮した目標値を発生すること、あるいは負
荷構造体の固有振動の振動数（固有振動数）を高めるた
めに、負荷構造体が弾性的な連結要素（軟質材）を介し
て負荷に連結され、負荷と駆動要素が制御回路の一部で
あるので、軟質材を挿入することによって生じ、負荷構
造体の固有振動数の下方にある剛体振動の付加的な固有
振動数が調整可能であることによって解決される。本発
明の他の有利な実施形は従属請求項に記載してある。
【０００６】本発明は実質的に、負荷構造体の固有振動
数を高い振動数にずらすために、弾性的な連結要素（以
下、軟質材とも言う）を介して駆動要素を負荷に連結す
るという思想に基づいている。この場合、負荷構造体の
振動数の移動は、一般的に駆動要素の作動範囲（回転数
範囲）内にある付加的な固有振動を生じることになる。
しかし、この固有振動は系全体をカバーする制御装置に
よって簡単に制御可能であるかあるいは駆動要素の適当
な制御によって補償可能である。なぜなら、付加的な固
有振動は、本来の機械的負荷構造体を剛体として考慮す
ることができかつ挿入した軟質材によって単一質量振動
子を形成する振動数範囲内で発生するからである。
数を高い振動数にずらすために、弾性的な連結要素（以
下、軟質材とも言う）を介して駆動要素を負荷に連結す
るという思想に基づいている。この場合、負荷構造体の
振動数の移動は、一般的に駆動要素の作動範囲（回転数
範囲）内にある付加的な固有振動を生じることになる。
しかし、この固有振動は系全体をカバーする制御装置に
よって簡単に制御可能であるかあるいは駆動要素の適当
な制御によって補償可能である。なぜなら、付加的な固
有振動は、本来の機械的負荷構造体を剛体として考慮す
ることができかつ挿入した軟質材によって単一質量振動
子を形成する振動数範囲内で発生するからである。
【０００７】負荷構造体の位置決めを複数の方向で行う
ときには、一般的に、負荷構造体の固有振動数または固
有形状の切り離しを行わなけばならない。これは、すべ
ての位置決め駆動装置をそれぞれ軟質材を介して負荷に
連結しなければならないことを意味する。従って、負荷
は各位置決め方向に関して単一質量振動子を形成する。
ときには、一般的に、負荷構造体の固有振動数または固
有形状の切り離しを行わなけばならない。これは、すべ
ての位置決め駆動装置をそれぞれ軟質材を介して負荷に
連結しなければならないことを意味する。従って、負荷
は各位置決め方向に関して単一質量振動子を形成する。
【０００８】軟質材を挿入しない負荷構造体の固有振動
形状と異なり、単一質量振動子の固有振動数と固有振動
形状は場所に無関係である。すなわち、これは、振動す
る刺しゅう枠の場合、固有振動数や固有形状が枠の位置
にもはや依存しないことを意味する。
形状と異なり、単一質量振動子の固有振動数と固有振動
形状は場所に無関係である。すなわち、これは、振動す
る刺しゅう枠の場合、固有振動数や固有形状が枠の位置
にもはや依存しないことを意味する。
【０００９】提案した解決策は、低域調和の系である。
すなわち、軟質材と負荷からなる系全体の第１の固有振
動数が、剛体固有振動数を入れることによって低下し、
同時に負荷構造体の第１の固有振動数が高まる。
すなわち、軟質材と負荷からなる系全体の第１の固有振
動数が、剛体固有振動数を入れることによって低下し、
同時に負荷構造体の第１の固有振動数が高まる。
【００１０】制御される系の場合に単一質量振動子の固
有振動数を考慮することは特に、例えば刺しゅう枠の場
合に所望の枠運動を表す目標値が単一質量振動子（軟質
材と負荷）の逆の伝達関数によって修正され、第１の固
有振動数（剛体振動）での運転が所望の位置決め挙動を
もたらすことによって達成される。その際通常は、種々
の外乱が機械的な系を容易に狂わせるので、単一質量振
動子の理想的なモデルはもはや正確には発生せず、目標
値を導き出すための伝達関数を経験的に修正しなければ
ならないことを考慮すべきである。
有振動数を考慮することは特に、例えば刺しゅう枠の場
合に所望の枠運動を表す目標値が単一質量振動子（軟質
材と負荷）の逆の伝達関数によって修正され、第１の固
有振動数（剛体振動）での運転が所望の位置決め挙動を
もたらすことによって達成される。その際通常は、種々
の外乱が機械的な系を容易に狂わせるので、単一質量振
動子の理想的なモデルはもはや正確には発生せず、目標
値を導き出すための伝達関数を経験的に修正しなければ
ならないことを考慮すべきである。
【００１１】単一質量振動子の外乱は実質的に、強度の
変動、質量の変動および場合によっては減衰作用の変動
である。強度と減衰作用は一般的にほぼ一定であると見
なすことができ、固有の外乱は質量の変化である。この
質量の変化は勿論、例えば刺しゅう枠の場合には刺しゅ
う時に発生せず、用途が変わることによって発生する。
この外乱を考慮するために、負荷の運転前に（例えば刺
しゅう機械の場合には刺しゅう開始前に）、回転モーメ
ントと加速度の測定によって、負荷の有効代替質量が決
定され、それに応じて単一質量振動子モデルが適応され
る。
変動、質量の変動および場合によっては減衰作用の変動
である。強度と減衰作用は一般的にほぼ一定であると見
なすことができ、固有の外乱は質量の変化である。この
質量の変化は勿論、例えば刺しゅう枠の場合には刺しゅ
う時に発生せず、用途が変わることによって発生する。
この外乱を考慮するために、負荷の運転前に（例えば刺
しゅう機械の場合には刺しゅう開始前に）、回転モーメ
ントと加速度の測定によって、負荷の有効代替質量が決
定され、それに応じて単一質量振動子モデルが適応され
る。
【００１２】本発明の他の実施形の場合には、軟質材と
負荷が制御系の一部を形成するので、この場合、外乱に
よって必要となる目標値設定の修正のためのコストを節
約することができる。
負荷が制御系の一部を形成するので、この場合、外乱に
よって必要となる目標値設定の修正のためのコストを節
約することができる。
【００１３】モータ軸と負荷の間に配置される軟質材は
例えばねじりばね、ねじり棒、やわらかい継手、適当な
弾性のベルト等である。その際、弾性的な連結要素の強
度は、単一質量振動子の挙動を決定し、モータ軸の実際
に達成可能なモーメント経過の場合、負荷構造体のでき
るだけ高い第１の固有振動数が得られるように設計しな
ければならない。
例えばねじりばね、ねじり棒、やわらかい継手、適当な
弾性のベルト等である。その際、弾性的な連結要素の強
度は、単一質量振動子の挙動を決定し、モータ軸の実際
に達成可能なモーメント経過の場合、負荷構造体のでき
るだけ高い第１の固有振動数が得られるように設計しな
ければならない。
【００１４】本発明の他の有利な実施形の場合には、駆
動装置としてサーボモータが位置決め制御装置と関連し
て使用される。その際、サーボモータ自体が軟質材の機
能を受け持つので、別個の軟らかい連結要素を省略する
ことができる。この場合、軟らかい駆動要素のばね定数
は位置決め制御装置のＰ−成分に一致し、いつでも負荷
構造体に簡単に適応さることが可能である。この場合更
に、サーボ駆動装置の動的要求は一般的に、別個の軟質
材を連結したモータを使用する場合よりも小さい。この
装置の場合にも、単一質量振動子の固有振動数と固有振
動形状は、制御回路（この制御回路は特に適応制御回路
として形成可能である）によって、および調整回路によ
って考慮することができる。
動装置としてサーボモータが位置決め制御装置と関連し
て使用される。その際、サーボモータ自体が軟質材の機
能を受け持つので、別個の軟らかい連結要素を省略する
ことができる。この場合、軟らかい駆動要素のばね定数
は位置決め制御装置のＰ−成分に一致し、いつでも負荷
構造体に簡単に適応さることが可能である。この場合更
に、サーボ駆動装置の動的要求は一般的に、別個の軟質
材を連結したモータを使用する場合よりも小さい。この
装置の場合にも、単一質量振動子の固有振動数と固有振
動形状は、制御回路（この制御回路は特に適応制御回路
として形成可能である）によって、および調整回路によ
って考慮することができる。
【００１５】前記のいろいろな実施形は本発明に従っ
て、特に刺しゅう機械の場合に有利に使用可能である。
この刺しゅう機械の場合には、刺しゅう枠の位置決めが
長手方向（Ｘ方向）と横方向（Ｙ方向）において駆動要
素としてのモータによって達成される。その際、（単一
質量振動子の）固有振動数と固有形状の完全な切り離し
を保証するために、Ｘ−駆動装置およびＹ−駆動装置に
適当な軟質材が組み込まれる。この場合、軟質材はそれ
ぞれ、負荷構造体全体の手前に、すなわち駆動ベルトを
備えた固有の刺しゅう枠の手前に配置される。これは例
えばモータと駆動ベルトの間の駆動軸上で行うことがで
きる。変速装置を使用する場合には、軟質材は変速装置
の前または後に配置可能である。
て、特に刺しゅう機械の場合に有利に使用可能である。
この刺しゅう機械の場合には、刺しゅう枠の位置決めが
長手方向（Ｘ方向）と横方向（Ｙ方向）において駆動要
素としてのモータによって達成される。その際、（単一
質量振動子の）固有振動数と固有形状の完全な切り離し
を保証するために、Ｘ−駆動装置およびＹ−駆動装置に
適当な軟質材が組み込まれる。この場合、軟質材はそれ
ぞれ、負荷構造体全体の手前に、すなわち駆動ベルトを
備えた固有の刺しゅう枠の手前に配置される。これは例
えばモータと駆動ベルトの間の駆動軸上で行うことがで
きる。変速装置を使用する場合には、軟質材は変速装置
の前または後に配置可能である。
【００１６】
【実施例】本発明の他の詳細および効果は、次に図に基
づいて説明する実施例から明らかになる。
づいて説明する実施例から明らかになる。
【００１７】図１において、多ヘッド式自動刺しゅう機
械のそれ自体公知の刺しゅう枠が１で示してある。この
刺しゅう枠は適当な駆動要素２，３によってＸ方向とＹ
方向において位置決めされる。この駆動要素はモータ
（例えばサーボモータまたはステッピングモータ）であ
る。モータ２，３のモータ軸４，５は本発明に従い、弾
性的な連結要素（やわらかさ、軟質材）、例えばねじり
ばね６，７を介して、それぞれ刺しゅう枠１に付設され
た駆動軸８，９に連結されている。この駆動軸は更に、
公知のごとくベルト１０〜１４を介して刺しゅう枠１を
動かす。
械のそれ自体公知の刺しゅう枠が１で示してある。この
刺しゅう枠は適当な駆動要素２，３によってＸ方向とＹ
方向において位置決めされる。この駆動要素はモータ
（例えばサーボモータまたはステッピングモータ）であ
る。モータ２，３のモータ軸４，５は本発明に従い、弾
性的な連結要素（やわらかさ、軟質材）、例えばねじり
ばね６，７を介して、それぞれ刺しゅう枠１に付設され
た駆動軸８，９に連結されている。この駆動軸は更に、
公知のごとくベルト１０〜１４を介して刺しゅう枠１を
動かす。
【００１８】位置決め運動の経過は、図１に略示した制
御兼調整装置１５，１６によって設定される。この制御
兼調整装置は更に、軟質材によって生じる枠１の固有振
動または固有形状の後述する補償のためにも役立つ。
御兼調整装置１５，１６によって設定される。この制御
兼調整装置は更に、軟質材によって生じる枠１の固有振
動または固有形状の後述する補償のためにも役立つ。
【００１９】図２のＡ，Ｂにはそれぞれ、フレーム１の
振幅スペクトルＹ（ｆ）が示してある。この場合、見易
くするために、枠１の横方向（Ｙ方向）の位置決め運動
だけが示してある（枠１のＸ方向の運動については、単
一質量振動子に関する次の考察が適宜に当てはまるの
で、枠構造体のＸ方向とＹ方向の剛体運動の固有振動数
が互いに分離されている）。モータ軸５が軸９に直接連
結されている場合には、振動する枠構造体の約４０Ｈｚ
の第１の固有振動数ｆs が生じ（図２のＡ）、図３のＡ
に示した枠１の固有振動形状となる（枠１の出発位置は
図３のＡ，Ｂにおいて破線で示してある）。モータ軸５
と駆動軸９の間に軟質材７を挿入すると（図１）、枠構
造体の固有振動数ｆs は例えば６５Ｈｚに移動する（図
２のＢ；この固有振動数による枠１の固有振動形状は図
３のＡに示してある）。更に、例えば１５Ｈｚの固有振
動数ｆE が得られた。この固有振動数は実質的に軟質材
７と枠１の点質量からなる単一質量振動子の振動数に合
致する。この固有振動数ｆEに相応する枠１の固有振動
形状は図３のＢに示してあり、実質的にＹ方向の枠１の
振動である。
振幅スペクトルＹ（ｆ）が示してある。この場合、見易
くするために、枠１の横方向（Ｙ方向）の位置決め運動
だけが示してある（枠１のＸ方向の運動については、単
一質量振動子に関する次の考察が適宜に当てはまるの
で、枠構造体のＸ方向とＹ方向の剛体運動の固有振動数
が互いに分離されている）。モータ軸５が軸９に直接連
結されている場合には、振動する枠構造体の約４０Ｈｚ
の第１の固有振動数ｆs が生じ（図２のＡ）、図３のＡ
に示した枠１の固有振動形状となる（枠１の出発位置は
図３のＡ，Ｂにおいて破線で示してある）。モータ軸５
と駆動軸９の間に軟質材７を挿入すると（図１）、枠構
造体の固有振動数ｆs は例えば６５Ｈｚに移動する（図
２のＢ；この固有振動数による枠１の固有振動形状は図
３のＡに示してある）。更に、例えば１５Ｈｚの固有振
動数ｆE が得られた。この固有振動数は実質的に軟質材
７と枠１の点質量からなる単一質量振動子の振動数に合
致する。この固有振動数ｆEに相応する枠１の固有振動
形状は図３のＢに示してあり、実質的にＹ方向の枠１の
振動である。
【００２０】図３のＡに示した刺しゅう枠の固有振動形
状と異なり、図３Ｂに示した固有振動形状はモータ３に
よる枠１の位置決め時に比較的に簡単に補償可能であ
る。これについて次に図４〜６に基づいて詳しく説明す
る。
状と異なり、図３Ｂに示した固有振動形状はモータ３に
よる枠１の位置決め時に比較的に簡単に補償可能であ
る。これについて次に図４〜６に基づいて詳しく説明す
る。
【００２１】図４において、枠１のＹ−位置決めに必要
なモータ（図示実施例ではサーボモータである）が３で
示してあり、モータ軸が５で示してある。モータ軸５は
軟質材７と減衰部材（この減衰部材は制御系の減衰部材
を示す）１７を介して、質点として示した枠１に連結さ
れている。モータ３の軸５から導線１８を経て、ＰＩＤ
−コントローラを備えた、モータ３に付設された位置決
め制御装置１９へフィードバック制御が行われる。位置
決め制御装置１９には目標値発信器２１が接続されてい
る。この目標値発信器は枠の所望の運動挙動をもたらす
コマンド（目標値）を生じる。そのために、実際の制御
系２２が最終的に所望な運動挙動を示すように、理想的
な目標値（意図した枠運動を発生したモータ軸運動をも
たらす目標値）は、制御系２２の逆の伝達関数との掛け
算によってゆがめられる。すなわち、この実施例の場
合、図３のＢに示した固有振動形状は位置決め制御装置
１９の目標値の修正によって補償される。
なモータ（図示実施例ではサーボモータである）が３で
示してあり、モータ軸が５で示してある。モータ軸５は
軟質材７と減衰部材（この減衰部材は制御系の減衰部材
を示す）１７を介して、質点として示した枠１に連結さ
れている。モータ３の軸５から導線１８を経て、ＰＩＤ
−コントローラを備えた、モータ３に付設された位置決
め制御装置１９へフィードバック制御が行われる。位置
決め制御装置１９には目標値発信器２１が接続されてい
る。この目標値発信器は枠の所望の運動挙動をもたらす
コマンド（目標値）を生じる。そのために、実際の制御
系２２が最終的に所望な運動挙動を示すように、理想的
な目標値（意図した枠運動を発生したモータ軸運動をも
たらす目標値）は、制御系２２の逆の伝達関数との掛け
算によってゆがめられる。すなわち、この実施例の場
合、図３のＢに示した固有振動形状は位置決め制御装置
１９の目標値の修正によって補償される。
【００２２】軟質材７（図１）によって生じる下側の固
有振動数ｆE の補償の他の例が図５に示してある。その
際、図４において２２で示した制御系とモータ３と位置
決め制御装置２７が制御系２２′として形成された制御
回路が使用される。フィードバック２３を経て、枠運動
が目標値／実際値−比較器２４に供給される。この比較
器の出力部はサーボモータ３の設定目標値を発生する制
御装置２６に接続されている。
有振動数ｆE の補償の他の例が図５に示してある。その
際、図４において２２で示した制御系とモータ３と位置
決め制御装置２７が制御系２２′として形成された制御
回路が使用される。フィードバック２３を経て、枠運動
が目標値／実際値−比較器２４に供給される。この比較
器の出力部はサーボモータ３の設定目標値を発生する制
御装置２６に接続されている。
【００２３】図６は本発明の他の有利な実施例を示して
いる。この実施例の場合には、図１において７で示した
別個の軟質部材が省略され、その機能は、サーボモータ
２８の位置決め制御装置２９に含まれるＰ−コントラー
ラ３０と関連してサーボモータ２８が受け持っている。
この場合、第１の固有振動形状（図３のＡ）の補償は、
図４の実施例の場合と同様に、目標値の適当な修正によ
って行われる。そのために、サーボモータ２８の位置決
め制御装置２９に接続された目標値発信器３１が設けら
れている。この目標値は更に、単一質量振動子の固有振
動数の範囲において、枠１とサーボモータ２８と場合に
よっては減衰部材３２を含む制御系３３の逆の伝達関数
によって修正される。
いる。この実施例の場合には、図１において７で示した
別個の軟質部材が省略され、その機能は、サーボモータ
２８の位置決め制御装置２９に含まれるＰ−コントラー
ラ３０と関連してサーボモータ２８が受け持っている。
この場合、第１の固有振動形状（図３のＡ）の補償は、
図４の実施例の場合と同様に、目標値の適当な修正によ
って行われる。そのために、サーボモータ２８の位置決
め制御装置２９に接続された目標値発信器３１が設けら
れている。この目標値は更に、単一質量振動子の固有振
動数の範囲において、枠１とサーボモータ２８と場合に
よっては減衰部材３２を含む制御系３３の逆の伝達関数
によって修正される。
【００２４】モータ軸運動のフィードバック３４によっ
て、その都度の実際の所与に対して逆の伝達関数を簡単
に適応させることができる（適応制御）。この実施例の
場合には更に、図５に示した実施例と同様に、枠１を調
整系に入れることができる。この場合、負荷の位置、す
なわち場合によっては駆動軸９とベルト１２〜１４を備
えた枠１（図１）の位置はサーボモータ２６のモータ軸
３５で直接測定される。図６において破線で示したフィ
ードバック３４を経て、実際値が図示していない目標値
／実際値−比較器に供給される。
て、その都度の実際の所与に対して逆の伝達関数を簡単
に適応させることができる（適応制御）。この実施例の
場合には更に、図５に示した実施例と同様に、枠１を調
整系に入れることができる。この場合、負荷の位置、す
なわち場合によっては駆動軸９とベルト１２〜１４を備
えた枠１（図１）の位置はサーボモータ２６のモータ軸
３５で直接測定される。図６において破線で示したフィ
ードバック３４を経て、実際値が図示していない目標値
／実際値−比較器に供給される。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の装置は、
既存の負荷構造体の固有振動が高められ、それによって
位置決め精度を低下させることなく、駆動要素の位置決
め速度が高くなるという利点がある。
既存の負荷構造体の固有振動が高められ、それによって
位置決め精度を低下させることなく、駆動要素の位置決
め速度が高くなるという利点がある。
【図１】軟らかい連結要素（軟質材）を介して連結され
た２個の駆動要素を備えた刺しゅう枠を概略的に示す図
である。
た２個の駆動要素を備えた刺しゅう枠を概略的に示す図
である。
【図２】図２のＡとＢはそれぞれ、軟質材を備えていな
い（図２のＡ）または軟質材を備えた（図２のＢ）、図
１に示した刺しゅう枠の振幅スペクトルを示す図であ
る。
い（図２のＡ）または軟質材を備えた（図２のＢ）、図
１に示した刺しゅう枠の振幅スペクトルを示す図であ
る。
【図３】図３のＡとＢは、軟質材を備えていない（図３
のＡ）または軟質材を備えた（図３のＢ）、図１に示し
た刺しゅう枠の第１の固有振動数の場合に生じる固有振
動形状を示す図である。
のＡ）または軟質材を備えた（図３のＢ）、図１に示し
た刺しゅう枠の第１の固有振動数の場合に生じる固有振
動形状を示す図である。
【図４】図１に示した実施例の制御系の信号フローチャ
ートを示す図である。
ートを示す図である。
【図５】図１に示した刺しゅう枠を制御系に挿入した制
御回路の信号フローチャートを示す図である。
御回路の信号フローチャートを示す図である。
【図６】軟質材がコントローラを備えたサーボモータに
よって実現される、他の実施例の信号フローチャートを
示す図である。
よって実現される、他の実施例の信号フローチャートを
示す図である。
１ 刺しゅう枠、機械、負荷 ２，３ 駆動要素、モータ、サーボモータ ４，５ モータ軸 ６，７ 弾性的な連結要素、軟質材（軟らか
さ）、ねじりばね ８，９ 駆動軸 １０〜１４ ベルト １５，１６ 制御または調整装置 １７ 減衰部材 １８ 導線 １９ 位置決め制御装置 ２０ ＰＩＤ−コントローラ ２１ 目標値発信器 ２２ 制御系 ２２′ 調整系 ２３ フィードバック ２４ 目標値／実際値−比較器 ２６，２７ 伝達部材 ２８ サーボモータ ２９ 位置決め制御装置 ３０ Ｐ−コントローラ ３１ 目標値発信器 ３２ 減衰部材 ３３ 制御系 ３４ フィードバック ３５ モータ軸 ｆS 負荷構造体の固有振動数 ｆE 単一質量振動子の固有振動数
さ）、ねじりばね ８，９ 駆動軸 １０〜１４ ベルト １５，１６ 制御または調整装置 １７ 減衰部材 １８ 導線 １９ 位置決め制御装置 ２０ ＰＩＤ−コントローラ ２１ 目標値発信器 ２２ 制御系 ２２′ 調整系 ２３ フィードバック ２４ 目標値／実際値−比較器 ２６，２７ 伝達部材 ２８ サーボモータ ２９ 位置決め制御装置 ３０ Ｐ−コントローラ ３１ 目標値発信器 ３２ 減衰部材 ３３ 制御系 ３４ フィードバック ３５ モータ軸 ｆS 負荷構造体の固有振動数 ｆE 単一質量振動子の固有振動数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エーリク フェルトバウシュ ドイツ連邦共和国 デー・67663 カイザ ースラウテルン コンラート・アーデナウ アー・シュトラーセ 21 (72)発明者 ペーター ミッチャング ドイツ連邦共和国 デー・66877 ラムシ ュタイン・ミーゼンバッハ ドクター・オ イゲニー・ラウテンザッハ・シュトラーセ ３
Claims (6)
- 【請求項１】 機械（１）または機械部分、すなわち負
荷と、負荷（１）の位置決めのためにこの負荷に連結さ
れた駆動要素（２，３；２８）とを備え、駆動要素
（２，３；２８）の最高位置決め速度が負荷構造体の固
有振動によって制限される装置において、 ａ）負荷構造体の固有振動の振動数ｆS を高めるため
に、駆動要素（２，３；２８）が弾性的な連結要素、す
なわち軟質材（６，７；２８，３０）を介して負荷
（１）に連結され、 ｂ）負荷（１）が制御系（２２，３３）の一部であり、 ｃ）駆動要素（２，３，２８）が目標値発信器（２１，
３１）に接続され、 ｄ）目標値発信器（２１，３１）が軟質材（６，７，；
２８，３０）を挿入することによって生じる剛体振動の
固有振動数（ｆE ）を考慮した目標値を発生することを
特徴とする装置。 - 【請求項２】 機械（１）または機械部分、すなわち負
荷と、負荷（１）の位置決めのためにこの負荷に連結さ
れた駆動要素（２，３；２８）とを備え、駆動要素
（２，３；２８）の最高位置決め速度が負荷構造体の固
有振動によって制限される装置において、 ａ）駆動要素（２８）がサーボモータであり、このサー
ボモータの軸（３５）が位置決め制御装置（３０）と関
連して軟らかい連結要素を形成し、 ｂ）負荷構造体の固有振動の振動数（ｆS ）を高めるた
めに、サーボモータ（２８）が位置決め制御装置（３
０）に関連して軟らかい連結要素を形成し、 ｃ）負荷（１）が制御系（３３）の一部であり、 ｄ）位置決め制御装置（３０）が目標値発信器（３１）
に接続され、 ｅ）目標値発信器（３１）が軟質材を挿入することによ
って生じる剛体振動の固有振動数（ｆE ）を考慮した目
標値を発生することを特徴とする装置。 - 【請求項３】 位置決め制御装置（３０）がＰ−成分を
備えたコントローラ、特にＰ−コントローラであること
を特徴とする請求項２の装置。 - 【請求項４】 機械（１）または機械部分、すなわち負
荷と、負荷（１）の位置決めのためにこの負荷に連結さ
れた駆動要素（２，３；２８）とを備え、駆動要素
（２，３；２８）の最高位置決め速度が負荷構造体の固
有振動によって制限される装置において、 ａ）負荷構造体の固有振動の振動数（ｆS ）を高めるた
めに、負荷構造体が弾性的な連結要素、すなわち軟質材
（６，７；２８，３０）を介して負荷（１）に連結さ
れ、 ｂ）負荷（１）と駆動要素（２，３，２８）が制御回路
の一部であるので、軟質材（６，７；２８，３０）を挿
入することによって生じ、負荷構造体の固有振動数（ｆ
S ）の下方にある剛体振動の付加的な固有振動数
（ｆE ）が調整可能であることを特徴とする装置。 - 【請求項５】 駆動要素（２，３）がモータであり、軟
質材（６，７）がねじりばね（６，７）であり、このね
じりばねがモータ（２，３）の軸（４，５）と位置決め
される負荷（１）の間に設けられていることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか一つの装置。 - 【請求項６】 負荷（１）が刺しゅう機械の枠であり、
枠（１）の位置決めがＸ方向とＹ方向においてそれぞれ
モータ（２，３）によって行われ、モータの軸（４，
５）がそれぞれねじりばね（６，７）を介して枠（１）
に付設された他の駆動軸（８，９）に連結されているこ
とを特徴する請求項１〜５のいずれか一つの装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4413874:1 | 1994-04-21 | ||
| DE4413874A DE4413874C1 (de) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | Vorrichtung mit einer Maschine und einem mit dieser gekoppelten Antriebselement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302120A true JPH07302120A (ja) | 1995-11-14 |
| JP2749533B2 JP2749533B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=6516042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7095075A Expired - Lifetime JP2749533B2 (ja) | 1994-04-21 | 1995-04-20 | 機械およびこの機械に連結された駆動要素を有する装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2749533B2 (ja) |
| KR (1) | KR0153361B1 (ja) |
| DE (1) | DE4413874C1 (ja) |
| TW (1) | TW318871B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1739222B1 (de) * | 2005-06-21 | 2008-04-02 | BERNINA International AG | Verfahren und Vorrichtung zur Minimierung von Einstichfehlern bei Stickvorrichtungen |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61288208A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回動装置 |
| JPS6460297A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Carriage controller for serial printer |
| JPH01304511A (ja) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Seiko Instr Inc | サーボ制御装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2643291A1 (de) * | 1976-09-25 | 1978-03-30 | Rudolf Reich | Stickmaschine |
| DE3100111A1 (de) * | 1980-01-24 | 1981-11-26 | Fritz Gegauf AG Bernina-Nähmaschinenfabrik, 8266 Steckborn, Thurgau | Antriebsvorrichtung fuer den nadelstangenrahmen oder den stoffschiebertraeger einer naehmaschine |
| DE3217962C1 (de) * | 1982-05-13 | 1983-11-24 | Pfaff Industriemaschinen Gmbh, 6750 Kaiserslautern | Mehrkopfstickmaschine mit einem Stickguttraeger |
| DE3516825A1 (de) * | 1985-05-10 | 1986-11-13 | Frankl & Kirchner GmbH & Co KG Fabrik für Elektromotoren u. elektrische Apparate, 6830 Schwetzingen | Antrieb fuer eine textil-arbeitsmaschine, insbesondere eine stichgruppen-naehmaschine |
| JP2526816B2 (ja) * | 1992-10-14 | 1996-08-21 | 日本精工株式会社 | 可動体送り装置 |
-
1994
- 1994-04-21 DE DE4413874A patent/DE4413874C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-14 KR KR1019950008746A patent/KR0153361B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-04-19 TW TW084103824A patent/TW318871B/zh active
- 1995-04-20 JP JP7095075A patent/JP2749533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61288208A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回動装置 |
| JPS6460297A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Carriage controller for serial printer |
| JPH01304511A (ja) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Seiko Instr Inc | サーボ制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4413874C1 (de) | 1995-11-09 |
| JP2749533B2 (ja) | 1998-05-13 |
| TW318871B (ja) | 1997-11-01 |
| KR0153361B1 (ko) | 1998-12-15 |
| KR950031370A (ko) | 1995-12-18 |
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