DE2607810A1

DE2607810A1 - Naehmaschine mit elektronischer steuerung der stichfeldbreite, des vorschubs und des vorschubausgleichs

Info

Publication number: DE2607810A1
Application number: DE19762607810
Authority: DE
Inventors: Philip F Minalga
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1975-07-16
Filing date: 1976-02-26
Publication date: 1977-02-03
Also published as: US4016821A; DE2607810C2; JPS5212056A; GB1484660A; JPS613236B2; JPS59186587A; JPS6055147B2

Description

PATENTANWALT":

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DlPL-ING. C. GERNHARDT

MDNCHEN HAMBURG £ 0 U /θ IU

2000 Hamburg 50, 2H . Februar 1976

KCfNlGSTRASSE 28 TELEFON: 381233 TELEGRAMME: KARPATENT TELEX: 212979 KARP D

W. 26891/715 20/Bt

The Singer Company Elizabeth, New Jersey (V.St.A.)

Nähmaschine mit elektronischer Steuerung der Stichfeldbreite j des Vorschubs und des Vorschub ·*. ausgleich s

Die Erfindung bezieht sich auf Nähmaschinen mit elektronischen Steuervorrichtungen,insbesondere auf eine Nähmaschine mit einem Operationsverstärker, welcher zwischen einem Digital-Analog-Wandler und dem Servo-Verstärkersystem für die Vorschub- und die Stichfeldbreite-Informationen zwischengesetzt ist und eine Rückkopplungsschleife verwendet, welche einen Regel- bzw. Stellwiderstand aufweist, welcher veränderbar ist, um die Verstärkung des Pufferverstärkers zu steuern,um dadurch das analoge Eingangssignal zu dem Servo-Verstärkersystem zu steuern.

Ein im Handel erhältlicher FET-Schalter ist vorgespannt und in den leitenden Zustand durch eine Logikeinheit verriegelt, um auf Befehl der Bedienungsperson den Schleifer des Stell- bzw. Regelwiderstandes im Stromkreis der Rückkopplungsschleife für die Einstellung des Vorschubs und/oder

609885/0688

BANK: DEUTSCHE BANK AG, HAMBURG (BLZ 20070000), KONTO NR. 65/18823 · POSTSCHECK! HAMBURG 142846-205

der Stichfeldbreite während des Nähens von Zierstichmustern einzustellen.

Ein entsprechender FET-Schalter kann in den leitenden Zustand gebracht werden, so wie dies durch die Logikeinrichtung lediglich während des Rückwärtsvorschubes signalisiert wird. Um dies zu erreichen,kann die Logikeinrichtung einen charakteristischen Wert des Rückwärtsvorschubes oder des "Vorwärtsvorschubes abfühlen, welcher das NichtVorhandensein einer Rückwärtsvorschubbewegung anzeigt. Auf diese Art und Weise wird eine Ausgleichssteuerspannung von einem als Spannungsteiler zwischen die zwei Enden einer Bezugsspannungsquelle angeschlossenen Potentiometer zu einem Summierpunkt des Servo-Verstärkersystems gespeist, um eine separate Steuerung über den Rückwärtsvorschub zu erhalten, um ein optimal ausgeführtes Knopfloch bzw. um einen in höchstem Masse ästhetischen Einfluss auf das Zierstichnähen zu erhalten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung einer Nähmaschine gemäss der Erfindung, wobei lediglich Teile des typischen Antriebsmechanismus, eines Nadelschwenkmechanismus und eines Arbeitsstückvorschubmechanismus gezeigt sind und die einzelnen physikalischen Elemente dargestellt sind, die bei einer Ausführungsform gemäss der Erfindung notwendigerweise an der Nähmaschine vorhanden sein müssen. Fig. 2 ist ein Blockschaltdiagramm des Vorschubteiles des Systems nach der Erfindung«

Fig. 3 ist ein Blockschaltdiagramm eines Teiles eines LSI-Integrators und dient zur Erläuterung

609 8-8 5/0688

— ~Ά —

eines Verfahrens zum Abfühlen des Rückwärtsvorschubes .

Fig. 4 ist eine Codetabelle für den Vorschub, welche die Codewörter für verschiedene Vorschubstellungen angibt.

Fig. 5 ist ein Einzelheiten aufweisendes Stromkreisdiagramm des Servo-Verstärkersystems, der Rückkopplungsschleife und der Ausgleiehssteuerung nach der Erfindung. Fig. 6 ist ein schematisches Blockschaltdiagramm

einer bevorzugten Riegel- bzw. Schaltanordnung zum Einfügen der variablen Rückkopplungsschleifen, welche in dem Stromkreisdiagramm gem. Fig. 5 gezeigt sind.

In Fig. 1 ist in unterbrochenen Linien ein Nähmaschinengehäuse 10 gezeigt, welches ein Bett bzw. eine Arbeitsstücktragplatte 11 und einen Tragarm 12 aufweist, welcher oberhalb des Bettes vermittels eines Ständers angeordnet ist. Der Tragarm 12 endigt in einem Kopfteil 15, in welchem in üblicher Art und Weise ein Nadelstangenrahmen 17 gehaltert ist, welcher eine Nadelstange 16 für Hin- und Herbewegungen in Längsrichtung haltert. Der Nadelstange 16 werden in Längsrichtung hin- und hergehende Bewegungen durch eine Armwelle 20 durch irgendeine bekannte, nicht gezeigte Verbindung erteilt. Die Nadelstange 16 trägt an ihrem Ende eine Nadel 18, welche mit Stichbildeinstrumentalitäten im Sockel der Nähmaschine bei der Bildung von Stichen zusammenarbeitet, wobei die Stichbildeinstrumentalitäten nicht gezeigt sind. Der Nadelstangenrahmen 17 zwingt der Nadelstange 16 vermittels eines Antriebsarmes 21 seitliche Schwenkbewegungen auf, wobei der Antriebsarm 21 an dem Nadelstangenrahmen 17 bei 22 angelenkt ist. Der Antriebsarm 21 ist mit einem

609885/0688

-H-

reversierbaren Linearantrieb 25 verbunden. Der Linearantrieb 25 wird verwendet j um die seitliche Lage der Nähnadel l8 festzulegen.

In Fig. 1 ist ausserdem ein Teil eines Arbeitsstückvorschubmechanismus gezeigt, welcher einen durch einen Stoffschieber 27 getragenen Drückerfuss 26 aufweist. Der zur übertragung von Arbeitsstückvorschubbewegungen auf den Drückerfuss 26 verwendete Mechanismus weist eine Vorschubantriebswelle 28 auf, welche über Zahnräder 29 von einer Unterwelle 19 angetrieben wird, welche ihrerseits mit der Armwelle 20 in zeitlicher Beziehung durch einen bekannten (nicht gezeigten) Mechanismus zwischenverbunden ist. Ein Nocken 30, welcher von einem Lenker 31 umgeben ist, ist mit einem Gleitblock 32 durch einen Zapfen 33 verbunden, um den Gleitblock 32 in einer schliisförmigen den Vorschub regelnden Führung J>H hin- und her zubewegen". Der Zapfen -33 ist ausserdem an einem horizontal angeordneten Lenker schwenkbar verbunden, welcher seinerseits mit der Vorschubstange 27 schwenkbar verbunden ist. Demgemäss wird für eine gegebene Neigung der Führung 3^ eine vorhersehbare Horizontalbewegung des Gleitblocks 32 sichergestellt und auf den Drückerfuss 26 durch den horizontalen Lenker 35 und die Vorschubstange 27 übertragen.

Die Neigung der den Vorschub regelnden Führung 3^ kann durch Drehung der Vielle 36 eingestellt werden, welche an der Führung befestigt ist. Die Welle 36 weist einen Schwingarm 37 auf, welcher an ihrem gegenüberliegenden Ende befestigt ist und seinerseits vermittels einer Stange 38 mit einem zweiten reversierbaren Linearantrieb ¹JO verbunden ist, welcher durch einen Stützteil 4l gehaltert ist, welcher seinerseits an dem Nähmaschinengehäuse 10 durch Schrauben k2 befestigt ist, von denen lediglich eine sichtbar ist. Demgemäss wird der Linear-

609885/0688

antrieb *JO verwendet, um die Vorschubgeschwindigkeit der Nähmaschine festzulegen.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltdiagramm für lediglich den den Vorschub steuernden Teil der Nähmaschine. Das Blockschaltdiagramm für die Stichfeldbreitensteuerung würde im wesentliche das gleiche sein, jedoch mit Ausnahmen, die weiter unten unter Bezugnahme auf die Fig. 5, welche Einzelheiten eines Stromkreisdiagramms des Servo-Verstärkersystems zeigt, erläutert werden. Die erforderlichen Musterinformationen, um die Linearantriebe 25 und 40 anzutreiben, werden vorzugsweise in einem sogenannten LSI-Integrator 50 erzeugt (MOSFET Large Scale Integration), wobei es sich vorzugsweise um einen integrierten Stromkreis handelt. Ein Verfahren, durch welches die richtigen Musterinformationen aus dem LSI-Integrator 50 herausgezogen werden können, damit sie an den entsprechenden Digital-Analog-Wandler für die Stichfeldbreite und den Vorschub angelegt werden können, ist aus der US-PS 3 855 956 bekannt. Dort ist ein System beschrieben, bei welchem digitale Informationen, welche zu Stellungskoordinaten für jeden Stich eines vorher festgelegten Stichmusters in Beziehung stehen, in einem statischen Speicher, beispielsweise in dem LSI-Integrator 50, gespeichert. Ein Imnulsgenerator 45₅ welcher in zeitlicher Beziehung zur Arbeitsweise der Nähmaschine angetrieben wird, erzeugt ein Zeitsteuer-Impulssignal zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Stichen. Diese Signalimpulse x^erden in einem Zähler aufgezählt, um eine Zeitserie von aufeinanderfolgenden zunehmenden binären Zahlen zu erhalten, welche den aufeinanderfolgenden zunehmenden Stichzahlen in dem Muster entsprechen. Der Zählerausgang wird als Adresse an den Speicher angelegt, um als Ausgang von diesem die

609885/0688

digitalen Informationen in bezug: auf die Stellungskoordinaten für jeden Stich eines bestimmten Musters zu erzeugen. Der Speicherausrang wird eingesetzt, um die Antriebseinrichtungen, welche arbeitsmässig verbunden sind₃ um einen gesteuerten Bewegungsbereich für die Nadel und für den Vorschub der Mähmaschine festzulegen, zu steuern, um auf diese Art und V/eise eine bestimmte Stellungskoordinate für die Durchstichstelle der Nadel während jeder Stichbildung festzulegen.

Gemnss Fig. 2 werden die Impulse vom Impulsgenerator h 5 in einem Binär zähler 46 gezählt und als Adresseneingänge dem LSI-Integrator 50 dargeboten. Der LSI-Integrator 50 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, an einer gedruckten Logik-Stromkreistafel 43 befestigt. Der LSI-Integrator 50 bietet digitale Informationen, die zu Stellungskoordinaten für jeden Stich in Beziehung stehen, in Form von imoulsbreiten modulierten Signalen dem Digital-Analog-Wandler 52 für den Vorschub und den V/andler für die Stichfeldbreite (nicht in Fig. 2 gezeigt) dar. Der LSI-Integrator 50 kann ein Riegelteil mit einschliessen, durch welchen die Stichfeldbreiteninformationen für eine spätere Freigabe zum Stichfeldbreiten-Servosystem bis zu einem Zeitpunkt zurückgehalten werden, der zur Betätigung des tiadelschwenkmechanismus zx^eckmässig ist. In entsprechender Weise können die Vorschubinformationen ebenfalls durch ein Sperrglied im LSI-Integrator 50 zwecks späterer Freigabe zum Vorschub-Servosystem zu einem Zeitpunkt zurückgehalten xirerden, der für das Arbeiten der den Vorschub regelnden Führung 34 zweckmässig ist. Das richtige zeitliche Steuern für die Freigabe der Informationen hinsichtlich der Stichfeldbreite und des Vorschubs kann durch den Impulsgenerator 45 festgelegt werden. Da die Systeme für

609885/0688

die Stichfeldbreitensteuerunp und für die Vorschubsteuerung bis auf die spezielle Schaltung identisch sind, welche notwendig für die Ausgleichssteuerung im Vorschubregels^stem ist, wird die folpende Beschreibung lediglich auf die Beschreibung des Vorschubsystems beschränkt und lediglich die spezielle Schaltung für die Ausgleichssteuerung später beschrieben. Entsprechende Bauteile jedes Systems tragen die gleiche Bezugsnummer, jedoch mit der Ausnahme, dass die Zahlen, welche dem Stichfeldbreiten- bzw. dem Nadelschwenksystem zugeordnet sind, mit einem AüostroOh versehen sind..

Das hinsichtlich der Pulsbreite modulierte Signal, welches auf der Leitung 51 dem Digital-Analog-Wandler dargeboten wird, wird gefiltert, verschoben bzw. durch einen Spannungsteil 101 verlagert und durch einen Widerstand 102 im Wandler 5? maßstäblich korrigiert, um einen speziellen LSI-Integrator 50 an diejenigen Bauteile zwischen dem Integrator und der Last anzupassen, um Tierstellungstoleranzen (siehe auch Fig. 5) zu berücksichtigen. Das vom Digital-Analog- Wandler 52 als Ausgang auf der Leitung 53 ausgegebene analoge Signal wird an einen Vorschubsignal-Steuerverstärker 5^ gegeben, xvelcher seinerseits auf einer Leitung 55 Ausgänge zu einem Summierounkt 56 eines Vorverstärkers 65 mit niedrigen Pegel des Servo-Verstärkersystems gibt. Die weitere Beschreibung des Servo-Verstärkersystems wird weiter unten gegeben.

Der Ausgang vom Vorschubsignal-Steuerverstärker 54 wird ausserdem über eine Leitung 57 zu einem Feldeffekttransistor, FET 60a vom Verstärkungs- bzw. Vergrösserungsfcyp g^eS^ebenJ dessen Tor durch eine Torleitung 58 an den LSI-Integrator 50 angeschlossen ist. Auf Befehl bzw. aufgrund einer zweckmässigen Anforderung legt der LSI-Integrator 50 eine Torspannung über einen Schaltstrom-

609885/0688

kreis an den FET 6Oa vermittels der Torleitung 58 an, um dadurch der. FKT 60a in den leitenden Zusta.nd zu bringen bzw. ihn in diesem leitenden bzw. eingeschalteten Zustand zu halten. Ein Rückkopplungssignal geht dann über die Leitung 57 und den FET 60a zu einem Schleifer 59 des Widerstandes 62, welcher den manuellen Stichlängen-Steuerblock 59 bildet.

Demgemäss kann die Verstärkung des "Vorschubsigna-Steuerverstärkers 5^ während des Stichmusternähens oder des Geradstichnähens geregelt werden. Wie aus Fig. 1 zu sehen, ist der manuelle Stichlängen-Steuerwiderstand 62, der durch einen Knopf 6l eingestellt werden kann, an eine Energieeinspeisung angeschlossen und auf eine Schalttafel aufgedruckt. Ein Befehl zum LSI-Integrator 50, eine Steuerspannung an den FET 60a anzulegen, kann durch ein Nahewirkungs- bzw. Näherungsschalter herbeigeführt xtferden, welcher dem Knopf 61 zugeordnet ist. Die Drehung des Knopfes 6l verschiebt bzw. dreht den Schleifer 59 des Widerstandes 62 zwecks Einstellung des Rückkopplungssignals.

In Fig. 6 ist ein schematisches Rlockdiagramm einer Übersteuerungsschaltanordnung gezeigt, welche so ausgestaltet ist, um auf Befehl der Bedienungsperson, den FET 60a im eingeschalteten Zustand zur manuellen Steuerung des Vorschubsignals zu halten. Wenn der Knopf 6l (Fig. 1) durch die Bedienungsperson berührt wird, wird ein Nahewirkungs- bzw. Näherungsdetektor 105 wirksam und gibt ein Eingangssignal zu einem UND-Tor IO6 und bringt ein UND-Tor IO8 in einen Zustand, wo die Eingänge nicht übereinstimmen. Falls der Vorschubübersteuerungsriegelteil 107 nicht eingestellt ist, d. h. der Ausgang Q' eine logische "1" darstellt, gibt das Nichtübereinstimmungs-UND-Tor IO8

609885/0688

ein Signal zu einem Eingangsgeräuschfilterlogikbauteil als Ausgang auf einer Niehtübereinstimmungsleitung 111 ab. Falls das Signal auf der Leitung 111 für eine Periode von ungefähr 80 bis l60 jzs bestehen bleibt, ptibt die Filterlogik 110 ein Impulssignal auf einer Torleitung 112 zum zweiten Eingang eines UND-Tores 106, wodurch der Riegelteil 107 auf einen Ausgang mit einer logischen "0" bei Q^r eingestellt wird. Das Nichtübereinstimmungs-UND-Tor 108, welches eine logische "0" als Siivgang aufweist, hört auf ein Signal zur Filterlop-ik 110 auszugeben. Ein LED-Treiber 115 _s welcher mit einem Inverter versehen ist, kehrt die logische "0" um, um ein Steuersignal an den FET 60a vermittels einer Torleitung 58 und zu deiv Anzeige — LED-Teilen II6 zu geben, welche auf einer Steuertafel (Fig. 1) angeordnet sind.

Der Eingangsgeräuschfilterlogikteil 110 kann ausserdem ein Signal von den Musterwählknöpfen 120 empfangen, welche ebenfalls auf einer Steuertafel angebracht sind, welche^über eine Zeitdauer von 80 bis I60 ^is aufrechterhalten bleibt, wodurch wiederum die Filterlogik einen Rückstellimpuls über die Leitung 113 abgibt, um den Riegelteil 107 Zurückzustellen. Der Riegelteil 107 gibt an seinem Ausgang Q^T eine logische "1" aus, bis er wiederum durch ein Signal vom Mäherungsdetektor 105, wie oben erklärt, eingestellt xcLrd.

Eine entsprechende Anordnung kann für die Stichfeldbreitensteuerung verwendet werden, welche durch Berührung des Knopfes 6l^f (Fig. 1) beeinflusst wird. Alle die in Fig. 6gezeigten Bauteile und entsprechende Bauteile, die zur Stichfeldbreitensteuerung erforderlich sind, können als Bestandteil des LSI-Integrators 50 eingesetzt werden.

In dem Stromkreisdiagramm gemäss Fig. 5 ist der Vorschubsignalsteuerverstärker 5^ als Operationsverstärker

609885/0688

mit einem Widerstand 62 dargestellt, durch welchen die Rückkopplung zu dem Eingang f estgelegt wird. Ein MOSFET-Modul 60, beispielsweise RCA Typ CD^OlßA, weist vier voneinander unabhängige Signalschalter mit zwei Stellungen auf, von denen 60a ein Schalter darstellt. Der Modul kann ebenfalls auf einer Schalttafel 63 (Pig. D befestigt sein. Wie schematisch In Fig. 5 dargestellt^bringt ein Spannungssignal vom LSI-Integrator 50 auf der Leitung 58 den FET 60a In einen eingeschalteten Zustand, wodurch der Schleifer 59 des Widerstandes 62 in Nebenschlussschaltung In den Rückkopplungsstromkreis eingeführt wird. Demgemäss kann der Rückkopplungswiderstand des Operationsverstärkers 5^ verringert werden, um die Verstärkung des Operationsverstärkers zu verringern und das zur Summierstelle 56 des Vorverstärkers 65 des Servo-Verstärkersystems geführte analoge Signal zu reduzieren, wobei das Servo-Verstärkersystem auf einer Servo-Stromkreistafel/CFig. 1) befestigt Ist. Der Vorverstärker 65 treibt einen Energieverstärker 66 an, welcher einen Gleichstrom umkehrbarer Polarität zu einem elektromechanischen Antrieb 6j liefert, welcher im weitesten Sinne einen Reverslermotor darstellt, um den Antrieb in Übereinstimmung mit der analogen Eingangsspannung auf der Leitung 55 einzustellen. Ein Rückkopplungsstellungsfühler 68 (Fig. 1) ist mit den Reversiermotor mechanisch verbunden und erzeugt ein Rückkopplungsstellungssignal auf der Leitung 69, welches kennzeichnend für die vorhandene Ausgangsstellung ist. Die analoge Eingangsspannung und das Rückkopplungssignal werden an der Summierstelle 56 algebraisch summiert, um ein Fehlersignal auf der Leitung 70 zu erzeugen. Das Rückkopplungssignal vom Stellungsfühler wird ausserdem in bezug auf die Zeit in einem Differentiator 71 differenziert und das resultierende Geschwindigkeitssignal wird auf der Leitung 72 dem Summlerpunkt-

60988 5/0688

73 des.Leistungsverstärkers , 66 dargeboten, um das Stellungssignal an dieser Stelle zu modifizieren. Der Stellungsfühler 68 kann irgendeine Einrichtung darstellen, welche eine analoge Spannung erzeugt, die zur Stellung proportional ist, und kann in dieser Ausführungsform ein einfaches lineares Potentiometer sein, welches an eine stabile Bezugsspannungsquelle 7^ (Fig· 5) angeschlossen ist und als Spannungsteiler wirkt. Der Differentiator 71 ist vorzugsweise ein Operationsverstärker, welcher verbunden ist, um ein Ausgangssignal entsprechend der zeitlichen Geschwindigkeit der Veränderung der Eingangsspannung zu erzeugen, so wie dies in der Technik bekannt ist.

Obgleich der Reversiermotor 67 ein bekannter Gleichstrommotor mit sich drehender Welle und niedriger Trägheit sein kann, wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die Form eines linearen Antriebs bevorzugt, bei welchem eine Spule mit geringem Gewicht sich linear in einem konstanten Magnetfeld bewegt und direkt mit der zu positionierenden Last gekoppelt ist. Dies vereinfacht die mechanische Antriebsverbindung und verringert die Lastträgheit des Systems auf ein Minimum.

Wie vorangehend gezeigt und beschrieben, kann der Eingang für das Vorschub- (oder Stichfeldbreiten) Servo-Verstärkersystem gedämpft werden, um ein kleineres Muster zu erhalten als in dem LSI-Integrator 50 gesneichert ist oder kann zum Zweck der Steuerung der Stichlänge beim Geradstich herangezogen werden. Jedoch ist eine v/eitere Steuerung erforderlich im Vorschubsystem, um die durch das Arbeitsstück hervorgerufenen Diskrepanzen zu kompensieren, beispielsweise die Art und die Dicke des zu vernähenden Materials und der durch den Drückerfuss angelegte Druck und

609885/0688

die Vorschubgeschwindigkeit. Probleme treten für gewöhnlich bei geschlossenen Mustern insbesondere beim Knonflochnähen auf, wo das Aussehen der beiden Teile des Knopfloches zueinander in idealer Weise identisch und ausgewogen sein sollen. Zierstichmuster, wo die Nadel notwendigerweise durch eine Durchstichstelle im Werkstück mehr als einmal hindurchgehen muss, erzeugen ebenfalls Probleme.

Bei bekannten Nähmaschinen werden diese auf das Arbeitsstück zurückzuführenden Einflüsse durch mechanisches oder elektronisches Verschieben des Vorschubsignals ausgeglichen, was jedoch in einer solchen Art und Weise ausgeführt wird, dass der Vorwärtsvorschub verändert wird, während der Rückwärtsvorschub korrigiert wird und umgekehrt, Nachfolgend wird ein System beschrieben, in welchem die einzelnen Steuerungen über den Vorwärtsvorschub und den Rückwärtsvorschub durchgeführt werden können, um ohne weiteres ein Optimum eines ausgewogenen Knopfloches oder eines Zierstichmusters zu erhalten, und welches von Hause aus ausserdem Mustervariationen ermöglicht, die für gewöhnlich nicht erhalten werden können.

In den Fig. 2 und 5 ist ein von Hand betätigbares Ausgleichssteuerpotentiometer 75 gezeigt, welches als Spannungsteiler an die beiden Ausgangsleitungen eines Spannungsregulators/in der Energieversorgung für eine Ausgangsbezugssnannung angeschlossen ist. Der Schleifer des Ausgleichssteuernotentiometers 75 ist über eine Leitung

77 an den FET 60b angeschlossen, x\^relcher durch die Leitung

78 mit der Summierstelle 56 verbunden ist. Das Tor des FET oOb ist mit dem LSI-Integrator 50 durch eine Steuerbzw. Schaltleitung 79 verbunden. Der LSI-Integrator legt eine Spannung an die Steuerleitung 79 an, um den FET 60b in den eingeschalteten Zustand lediglich während

609885/0688

des Rüekwärtsvorschubs zu bringen. Demgemäss wird eine AusgleichsSteuerspannungj welche durch Einstellung des Knopfes 80 (Fig. 1) erhalten.wird an den Schleifer des Ausgleichssteuerpotentiometers 7b angelegt, welches an einer Schalttafel 63 angebracht ist, und diese Spannung wird zur Summierstelle b'6 lediglich während des Rückwärtsvorschubes geführt, wodurch die Eingangsspannung zum Servo-Vorschubverstärkersystem lediglich während des Rückwärtsvorschubs variiert wird. Während des Vorwärtsvorschubs befindet sich der FET 60b in ausgeschaltetem Zustand und der Eingang zum Servo-Vorschubverstärkersystem spricht lediglich auf den Ausgang des Vorschubsignalsteuerverstärkers 5h an, so wie dieser durch den Knopf 6l des Stichlängensteuerwiderstandes 62 eingestellt ist.

Bei einem bevorzugten Verfahren, bei x^elchem der LSI-Integrator 50 eine Steuersnannung an den FET 60b lediglich während des Rückwärtsvorschubes anlegt, wird ein LSI-Integrator eingesetzt, welcher gemäss Fig. 3 aufgebaut ist und x-ieiterhnn ein/Code verwendet, welcher in Fig. h wiedergegeben ist, wobei Sätze von binär codierten Wörtern für alle Vorschubschritte, welche die Nähmaschine ausführen kann^vom LSI-Integrator !50 ausgegeben werden. Die Vorschubcodexvörter gemäss Fig. h v/erden in einem lediglich lesenden Sneicher,ROM-Speicher P6_?in einer bevorzugten Folge gespeichert, welche in Verbindung mit Stichfeldbreite-Codewörtern, welche in entsnrechender Weise in vorher festgelegter Reihenfolge gespeichert sind, durch den Impulsgenerator h^ und den Rinärzähler M6 der Reihe nach herausgezogen werden können, wobei die Nähmaschine 10 ein Zierstichmuster herstellen kann.

Wie in Fig. 3 gezeigt wird dan Vorschubcodewort, tvelches aus ROM-Speicher entnommen v^Torden ist., in ein

609885/068 8

- in -

Speicherregister 87 übertrafen und rlort zurückgehalten. Eine Inspektion der Codetabelle r;em.^!iRs Fir. ^ für den Vorschub aeirt, dass für alle "ückviärtsvorschubschritte dasjenige Bit 85 _y welcher, den höchsten Stellenwert besitzt, imSneicher 87 eine bin-'lre "1" darstellt oder . einen Spa.nnungszustand hohen f-nannungswertes bedeutet. Die verbleibenden Codewörter verbleiben im Speicherregister 87 auf Leitungen Bl bis 84, wobei die Leitung 81 diejenige ist, zu welcher das/ kleinsten Stellung- ■ viertes gehört. Entsprechend kann in der bevorzugten Ausführur.gsform das Bit höchsten Stellenwertes direkt über eine Steuerleitung 79 zum. FRT 60b geführt werden, um dadurch den FET 6Ob während des■-Rückwärtsvorschubs zwecks Anlegen einer einstellbaren AusgleichssOannung vom Ausgleichssteuerpotentiometer 7b an den Summierpunkt 56 in den eingeschalteten Zustand gebracht wird.

Das Codewort für einen bestimmten Stich, welches im Speicherrep;ister 37 aufbevrahrt bzw. gehalten xvird, wird über die Leitungen Bl bis 85 einer Verplelchseinheit 88 zugeführt. Ein Binärz'i.hler 89, welcher fortwährend arbeitet, zählt von O bis 31 und kehrt auf 0 zurück. Bei der Zählung der Zahl 31 wird ein Signal vom Zähler 89 zu einem Flin-Flop 90 über eine Leitunp, 91 übertragen, wodurch der Flip-Flop 90 umgekehrt x^ird, um auf der Leitung 51 eine Spannung zu erzeugen und zum Dipital-Analog-Wandler b'?· zu führen . Ein Zeitgeber 92 gibt Zählbefehle zum binären Zähler Bo bei einer Zählp.eschwindißkeit von ungefähr 100 kHz;aus.- Wenn eine Übereins timmunr. in 5 Bits zwischen dem Codewort, welches im Speicher 87 gehalten und der Verprleichseinheit 88 dargeboten wird, und der Zählung des Binärzählers 89 erhalt-en wird, sendet die Verpleichseinheit 88 ein

609885/068S

BAD ORiQtNAL

Signal auf der Leitung 9^ zum Flip-Flop 90, wodurch der Flip-Flop ausgeschaltet wird. und dadurch die Spannung auf der Leitung ¹Sl auf den Wert Null reduziert wird. Entsprechend wird das digitale Signal aus der Parallelform in ein Signal mit modulierter Pulsv/eite umgeformt. Die 100 kHzIirroulsgeschwindigkeit des Zeitgebers 92 resultiert zusammen mit der 32-Bitzählkapazität des Binärzählers 89 in einem hinsichtlich der Pulsweite modulierten Signal von ungefähr 3 kHz-Freciuenz auf der Leitung SA zum Digital-Analog-Wandler 52.

Obwohl eine bevorzugte Art und Weise des Abfühlens eines Rückwärtsvorschubsignals beschrieben worden ist, können auch andere Verfahren für diesen Zweck angewendet werden. Entsprechend können die Logikstromkreise so entworfen und ausgeführt werden, dass sie auf das Fehlen eines Vorwärtsvorschubes oder auf einen Null-Vorschub ansprechen, welcher durch eine binäre Null oder eine niedrige Spannung im Bit 85 des höchsten Stellenwerts gekennzeichnet ist. Auch können die Logikstromkreise so bemessen und ausgeführt werden, dass sie auf spezielle Codewörter für den Rückwärtsvorschub ansprechen.

In Fig. 5 ist ein Energieeinspeisungsstromkreis gezeigt, welcher über einen nicht gezeigten Transformator an den Wechselspannungshaushaltsanschluss angeschlossen werden kann, welchefbeispielsweise 1?V mit 60 Hz einspeist. Die 12V-V₍ ^rechselspannung erfährt eine VoIlwellengleichrichtung und eine Filterung, um eine Gleichspannung mit - 15V an die Energieverstärker anzulegen und um ausserdem über den Spannungsregler 7^ eine Gleichspannung von - 7,5V zu den Stichfeldbreite- und dem Vorschubstellung-Potentiometer 68 bzw. 68' und zum von Hand einstellbaren

609885/0688

Ausgleichssteuerpotentiometer 75 zu führen. Weiterhin soll eine Gleichspannung von + 7,5V zu den Digital-Analog-Umsetzungsspannungsteilern 100 und 101 in den Digital-Analog-Wandlern 5? bzw. 5?¹ für den Vorschub und die Stichfeldbreite (Fig. 1) geführt werden. Obwohl nicht gezeigt, erzeugt die Einspeisung 100 ausserdem eine Gleichspannung von + 7,5V, welche zum LSI-'lntegrator 50 geführt wird.

Wie bereits vorangehend festgestellt;, ist für alle Bauteile der Stichfeldbreitensteuerung ein Gegenpart in dem Vorschubsystem zu finden, x^elcher bis auf ein Apostroph die gleiche Bezugszahl trägt. Entsprechend sind zwei Systeme offenbart worden, welche lediglich insofern unterschiedlich sind, als ein von Hand betätigbares Ausgleichssteuerpotentiometer 75 hinzugekommen ist, welches vermittels der Leitung 77 und vermittels des lediglich während des Rückwärtsvorschubes leitenden FET 60b ein einstellbares Steuersignal zur Summierstelle 56 zwecks Steuerung des Spannungssignals zum Servo-Verstärkersystem lediglich während des RückwärtsVorschubes anlegt.

6 09885/0688

Claims

Patentansprüche

1. Nähmaschine mit über einen bestimmten Bereich zwischen den Stichen steuerbaren Stichbildeinstrumentalitäten.zur Bildung eines Musters aus hinsichtlich des Vorschubs und der Stichfeldbreite gesteuerten Stichen, mit Logikstromkreisen zum Speichern von Stichmusterinformationen in digitaler Form, einer in zeitlicher Beziehung zur Nähmaschine arbeitenden Einrichtung zur Entnahme ausgewählter Stichinformationen aus den Logikstromkreisen in .Digitalform, einer Einrichtung zum Umwandeln von Vorschub- und Stichfeldbreiteinformationen von digitaler in analoge Form zwecks Erzeugung von analogen Vorschub- und Stichfeldbreite-Stellungssignalen, welche zu den ausgewählten digitalen Stichmusterinformationen in Beziehung stehen, und mit Servoeinrichtungen mit geschlossenen Schleifen für den Vorschub bzw. die Stichfeldbreite, welche elektrische Reversiermotoren aufweisen, welche auf Vorschub bzw. Stichfeldbreitesignale in analoger Form zur Positionierung der Stichbildeinstrumentalitäten ansprechen, um Musterstiche entsprechend den ausgewählten digitalen Stichmusterinformationen zu erzeugen, gekennzeichnet durch Steuersignal-Betriebsverstärker (5^3 5^'), welche zwischen Vorschub- und Stichfeldbreite-Digital-Analog-Wandler (52, 52*) und Servoeinrichtung (65-71, 65'-71^f) für den Vorschub bzw. die Stichfeldbreite zwischengeschaltet sind, und dass jeder Betriebsverstärker (5^, 5^') einen Rückkopplungsstromkreis mit einem Widerstand (62, 62') und einen auf Befehl der Bedienungsperson ansprechenden Schalter (60, 60^f) aufweist, um einen Wischkontakt (59, 59') an dem Widerstand (62, 62') im Nebenschluss in den Rück-

609885/0688

26078 Iu

kopplungsstromkreis einzuschalten, ,wodurch die Verstärkung des zugehörigen Betriebsverstärkers (5^, 5^') variiert werden kann, um das analoge vom Analog-Digital-Wandler (52, 52¹) erhaltene Signal zu variieren und entsprechend an die Servoeinrichtung (65-71,- 65'-71') für den Vorschub bzw. die Stichfeldbreite anzulegen.

2. Nähmaschine nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter Feldeffekttransistoren (6O, 6O¹) aufweist. . .

3. Nähmaschine nach Anspruch 2,-dadurch gekenn-, zeichnet, dass der Schalter (6o, 60') auf Befehl der Bedienungsperson vermittels eines auf den Finger der Bedienungsperson ansrsrechenden Näherungs- bzw. Nahewirkungsschalters (105_s 105') wirksam gemacht wird.und dass .ein Flip-Flop-Verriegelteil (107, 107') durch den Nahewirkungsdetektor (105, 105') eingestellt wird, um die Feldeffekttransistoren (60, 60') im leitenden Zustand zu halten.

4. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine von Hand steuerbare elektrische Einrichtung (80) zur Kompensation von durch- das Arbeitsstück bedingten Unterschieden zwischen dem tatsächlichen Vorschub und dem durch das analoge aus den gespeicherten Informationen hergeleitete.Signal dargebotenen Vorschub -vorgesehen ist und dass die Rückwärtssehalteinrichtung während des Rückwärtsvorschubs wirksam ist, um die von Hand betätigbare elektrische Einrichtung in den Stromkreis zur wahlweisen Einstellung der analogen Stellungssignale lediglich während des Rückwärtsvorschubs einzuschalten.

5· Nähmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lediglich während des Rückwärtsvorschubes wirksame Rückwärtssehalteinrichtung einen FeId-

60988 5/0688

ORIGINAL INSPECTED

effekttransistor aufweist, welcher durch die Logikschaltung in den leitenden Zustand gebracht wird, welche auf ein charakteristisches Signal in Digitalform für den Rückwärtsvorschub anspricht, welches durch die Einrichtung zur Entnahme ausgewählter Stichmusterinformationen der Speichereinrichtung entnommen wird.

6. Nähmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Digitalform für den Rückwärtsvorschub ein Potential mit einem hohen Spannungswert in dem Bit mit dem höchsten Stellungswert darstellt.

7. Nähmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsschalteinrichtung einen Feldeffekttransistor aufweist, welcher durch den logischen Stromkreis in leitenden Zustand gebracht wird, welcher auf eine charakteristische Digitalform entsprechend dem Nichtvorhandensein eines Vorwärtsvorschubs anspricht, so wie diese vermittels der Einrichtung zur Entnahme ausgewählter Stichmusterinformationen der Speichereinrichtung entnommen wird.

8. Nähmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsschalteinrichtung einen durch den Logikstromkreis in den leitenden Zustand gebrachten Feldeffekttransistor aufweist, welcher auf die digitalen Informationen anspricht, welche für den Rückwärtsvorschub kennzeichnend sind, so wie diese Informationen durch die Einrichtung zur Entnahme ausgewählter Stichmusterinformationen der Speichereinrichtung entnommen werden.

609885/0688

• Je.

Leerseite