Устройство для управления швейной машиной Советский патент 1988 года по МПК D05B69/22 

Изобретение может быть применено для швейных машин, оснащенных электронным регулятором частоты вращения или электронным регулятором частоты вращения и электронным управлением формой стежка.

Известно применение для бытовых швейньк машин (заявка ФРГ № 2733190, кл. D 05 В 69/22, 1978) систем управления с помощыо электродвигателя, выполняющих функции позиционирования иглы, шитья отдельными стежками и ограничения максимальной конечной частоты вращения.

В этих системах управления электронное регулирование частоты вращения, а также названные выше функции реализуются одним функциональным узлом, отделение электронного регулирования частоты вращения от этих функций невозможно.

Известно устройство для точного позиционирования игловодителя в желаемом положении, регистрирующее частоту вращения швейной машины посредством встречного напряжения на якоре или посредством других устройств для измерения частоты вращения и отключающее привод швейной ма- ШИ1Ш при достижении частоты вращения позиционирования через соответствующую -электронную схему..

Недостатком всех этих систем .ч., управления с помощью электродвигател является то, что требуется большое количество полупроводниковьпс приборов. В схемах, реализуемых с меньшим расходом материала, частота вращения не регистрируется, вследствие чего позиционирование игловодителя производится весьма неточно.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения шитья отдельньши стежками, а также выбора позиции останова иглы.

В основу изобретения положена техническая задача создать модуль с небольшим числом интегральных схем, который посредством штепсельных соединений может быть подключен к электронному регулятору частоты вращения и устройству электронного управления формой стежка, т.е. имеющийся в швейной машине электронный регулятор частоты вращения должен выполнять как функции позиционирования иглы, шитья отдельными стежками.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ограничения максимальной конечной частоты вращения, так и электронное управление формой стежка.

Важным признаком изобретения является наличие модуля, электронная схема которого реализует функции позиционирования иглы в верхнем и нижнем псшожениях, шитья отдельными стежками и ограничения максимальной конечной частоты вращения и котарьй через штепсельные соединения может быть подключен к печатной плате электронного регулятора частоты вращения, а также к печатной плате электронного управления формой стежка.

Второй признак изобретения заключается в том, что элементы управления и полупроводниковые приборы находятся на печатной плате модуля и первьй штепсельный контакт в пределах этого модуля через сопротивление соединен с базой транзистора, которая через первый диод соединена с вторым штепсельным контактом, причем эмиттер этого транзистора через второй диод подключен к третьему штепсельному контакту, а через третий диод - к первому звену с постоянной вьщержкой времени, а коллектор транзистора через потенциометр подключен к положительному полюсу источника напряжения.

Кроме того, признак изобретения.} заключается в том, что к эмиттеру. транзистора подютючен инвертирующий вход первого компаратора, который может быть операционным усршителем, неинвертирующий вход этого компаратора соединен с делителем напряжения, причем имеет место соединение между выходом первого компаратора и входом установки блока памяти, выход которого через цепочку, состоящую иэ постоянного сопротивления и подстро- ечного потенциометра и пятого диода, соединен с выходом первого компаратора и с инвертирующим входом второго компаратора, который также может быть операхщонным усилителем, причем инвертирунщий вход второго компаратора соединен с первым звеном постоянной вьщержки времени, катод четвертого диода - с вторым штепсельным контактом, а катод пятого диода - с выходом первого компаратора,входы инвертора соединены с выходом второго компаратора, через шестой диод - с вторым звеном постоянной вьщержки

с четвертым штепсельным контактом, а через второй конденсатор - с пятым штепсельным контактом, а выход инвертора подключен к входу сброса блока памяти.

На фиг. 1 - модуль с известным электронным регулятором частоты вращения j на фиг. 2 - модуль с известным электронным регулятором частоты вращения и электронным управлением формой стежкаJ на фиг. 3 - схема предлагаемого устройства на фиг.4

управления напряжение на штепсельном контакте 3 увеличивается это напряже-. ние через схему позиционирования иглы подается к штепсельному контакту 2, поступает на вход Е регулятора частоты вращения и (согласно вкл сгче- нию педального управления) обуслов- -ливает вращение ротора двигателя быстрее или медленее. Если педальное управление возвращается в исходное (Положение, то схема позиционирования иглы подает на штепсельньш контакт 2

Изобретение относится к швейному оборудованию. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения шитья отдельными стежками и выбора поз11ции останова иглы. Посредством штепсельных соединений устройство может подключаться к электронноь{у регулятору частоты вращения и электронному управлению формой стежка, так что имеющийся в швейной машине электрон ай регулятор частоты вращения может выполнять как функции позиц11онирова11ия иглы, шитья отдельными стежкамн и ограничения максимальной конечной частоты вращения, так и электронного управления формой стежка. Как органы управления, так и пол ттроводниковые приборы находятся на печатной плате модуля. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Ф

кривые напряжения: U - на базе тран-ig постоянное напряжеш1е, которое обус- зистора 11; U-Z. - на выходе блока па- ловливает вращение ротора двигателя мяти 41; Uj - на катодах диодов 15 и 25, U4 - на конденсаторе 14;

U5 с постоянной частотой до тех пор, пока не будет достигнуто выбранное положение игловодителя швел пюй wanniи/

7 - на штеп-. на выходе

на входе инвертора 42 сельном контакте 53-, инвертора 42.

Фиг. 1 иллюстрирует взаимодействие модуля, реализующего функции пози1що- нирования иглы, шитья отдельными, стежками и ограничения конечной частоты вращения, т.е. позиционирования иглы, с электропным регулятором частоты вращения.

Если известный регулятор частоты вращения используется без позиционирования иглы, то педальное управле- ние через штепсельные контакты Е и и 6 соединено непосредственно с печатной платой регулятора частоты вращения. При включении педального управления увеличивается положительное напряжение на штепсельном контакте Е, соединенном со схемой регулирова-- ния, тиристоры управляются так, что частота вращения увеличивается. При изменении нагрузочного момента частота вращения удерживается постоянной с помощью схемы регулирования.

Если позиционирование иглы пред- .включено по отношению к регулятору частоты вращения, то педальное . . управление соединено с этим регулятором через штепсельные контакты 1 и 3 позиционирования иглы. Сигнал управления подается к штепсельному , контакту Е регулятора частоты вращения через штепсельный контакт 2 позиционирования иглы. К штепсельным контактам 53 и 54 подключается позиционный датчик, показывающий высокое и

с постоянной частотой до тех пор, пока не будет достигнуто выбранное положение игловодителя швел пюй wanni20

25

30

35

40

45

50

сельные контакты 53 и 54 передает в позиц1-1от1роват{я иглы положительное noBbmieinie напряжения и вызывает отключение напряжения на штепсельном контакте 2, ротор дви.гатш1я в результате этого останавливается. Если предварительно бьио выбрано пштье отдельны 5И стежкаьш, то при включени педальное управление посылает положительный импульс напряжения, обеспечиваюЕШЙ на штепсельном контакте 2 постоян}юе напряжение, обусловливающее враще ше ротора двигателя с этой частотой вращения до тех пор, пока посзте: одного оборота главного вала не будет снова достигнут позиционный датчик, отключающий напряжение на штепсельном контакте 2. Предпосыпкой вютючения педального управления является возврат его в исходное положение. Для ограничения максимальной частоты вращения дусмотре - потенщ ометр, входящий в модуль позиционирования иглы и со- ответствуюшдм образом регулирующий передаточное отноше ше напряжения на штепсельном контакте 3 к напряжению на штепсельном контакте 2.

Фиг. 2 поясняет взаимодействие модуля позиционирования иглы с регулятором частоты вращения и электронным управлением формой стежка.

При подключении управления формой к модулю позиционирования иглы между печатными платами регулятора частонизкое положение иглы. Схема позицио- ты вращения и позиционирования иглы

нирования иглы питается напряжением от печатной платы регулятора частоты вращения через штепсельные контакты

ig постоянное напряжеш1е, которое обус- ловливает вращение ротора двигателя

с постоянной частотой до тех пор, пока не будет достигнуто выбранное положение игловодителя швел пюй wanni

сельные контакты 53 и 54 передает в позиц1-1от1роват{я иглы положительное noBbmieinie напряжения и вызывает отключение напряжения на штепсельном контакте 2, ротор дви.гатш1я в результате этого останавливается. Если предварительно бьио выбрано пштье отдельны 5И стежкаьш, то при включени педальное управление посылает положительный импульс напряжения, обеспечиваюЕШЙ на штепсельном контакте 2 постоян}юе напряжение, обусловливающее враще ше ротора двигателя с этой частотой вращения до тех пор, пока посзте: одного оборота главного вала не будет снова достигнут позиционный датчик, отключающий напряжение на штепсельном контакте 2. Предпосыпкой вютючения педального управления является возврат его в исходное положение. Для ограничения максимальной частоты вращения дусмотре - потенщ ометр, входящий в модуль позиционирования иглы и со- ответствуюшдм образом регулирующий передаточное отноше ше напряжения на : штепсельном контакте 3 к напряжению на штепсельном контакте 2.

Фиг. 2 поясняет взаимодействие модуля позиционирования иглы с регулятором частоты вращения и электронным управлением формой стежка.

При подключении управления формой к модулю позиционирования иглы между печатными платами регулятора частопредусмотрена разделительная схема. Эта схема передает сигнал управления к штепсельному контакту Е с гальваническим разделением, т.е. к регулятору частоты вращения, непосредственно с оединенному с сетевым напряжением. В качестве раздепительного эле-, мента может, например, применяться оптрон.

Напряжение питания на модуль позиционирования иглы подается от печатной платы управления формой стеж- IQ ника напряжения. Средний контакт фикка. Сигнал на штепсельном контакте

55 сообщает управлению формой стежка,

включено ли педальное управление.

Сигнал к управлению формой стеж1са,

передаваемый через штепсельный кон15

сируемой кнопки 34 соединяет один внешний контакт с отрицательным полюсом 5 источника напряжения. Выход компаратора 29 через сопротивление 38 соединен с положительным полюсом 1 источника напряжения, через сопротивление 39 - с входом установки блока памяти 41, подключенным через конденсатор 37 к положительному полюсу 1 источника напряжения, с -диодом 36, анод которого через сопротивление 26 подключен к неинвертирующему входу подсоединенного через сопротивление 27 к отрицательному полюсу 5 источника напряжения компаратора 28, инвертирущий вход которого через сопротивление 21 подключен к звену 13, 14, 17 постоянной вьщержки времени. Выход блока памяти 41 через последовательно включенные сопротивление 40 и подстроечный потенциометр 35 и через диод 36 соединен с выходом компаратора 29, а через диод 25 - со штепсельным контактом-2. Выход компаратора 28 соединен с входа-- ми инвертора 42, выход которого подключен к входу сброса блока памяти 41, через диод 44 - со звеном 43, 45, 46 постоянной вьщержки времени, с сопротивлением . 47 и динамически через конденсаторы 49 и 50 - со штепсельными контактами 53 и 54.

такт 54, показывает, выбрано высоко или низкое положение иглы. В этом случае позиционный, датчик подключен к управлению формой стежка с целью возможности вьшолнения соответствующего определенной программе шва программирования высокого или низкого положения иглы, которое не зависит от проведенного вручную предварительного выбора. Сигнал о выбранном положении иглы через штепсельный контакт 53 подается к позиционированию иглы.

Для некоторых швейных программ необходимо, чтобы швейная машина останавливалась в верхнем или нижнем положении иглы независимо от включения педального управления. Это сообщается схеме позиционирования иглы посредством сигнала, подаваемого через штепсельньш контакт 4.

На фиг. 4 приведена схема предлагаемого устройства (предпочтительный вариант).

Штепсельный контакт 3 через под- строечный потенциометр 6 соединен с отрицательным полюсом источника напряжения, а через сопротивление 8 - с базой транзистора 11, которая через диод 7 подключена к штепсельному контакту 4 и среднему контакту фиксируемой кнопки 9. Коллектор транзистора 11 через потенциометр 10 соединен с положительным полюсом 1 источника напряжения. Эмиттер транзистора 11 через диод 15 соединен со штепсельным контактом 2, а через диод 12 - со звеном 13, 14, 17 постоянной выдержки времени и через сопротивления 16 и 18 управляет инвертирующим входом компаратора 29, которьй подключен к штепсельному кон такту 3 через сопротивление 19 и конденсатор 20. Неинвертирующий вход

компаратора 29 через сопротивление 24 подключен как к делителю напряжения, состоящему из сопротивлений 22 и 23, так и через конденсаторы 30 и 31 - к внешним контактам фиксируемой кнопки 34, причем эти внешние контакты через сопротивления 32 и 33 соединены с положительным полюсом источ5

0

5

0

5

0

5

0

5

сируемой кнопки 34 соединяет один внешний контакт с отрицательным полюсом 5 источника напряжения. Выход компаратора 29 через сопротивление 38 соединен с положительным полюсом 1 источника напряжения, через сопротивление 39 - с входом установки блока памяти 41, подключенным через конденсатор 37 к положительному полюсу 1 источника напряжения, с -диодом 36, анод которого через сопротивление 26 подключен к неинвертирующему входу подсоединенного через сопротивление 27 к отрицательному полюсу 5 источника напряжения компаратора 28, инвертирущий вход которого через сопротивление 21 подключен к звену 13, 14, 17 постоянной вьщержки времени. Выход блока памяти 41 через последовательно включенные сопротивление 40 и подстроечный потенциометр 35 и через диод 36 соединен с выходом компаратора 29, а через диод 25 - со штепсельным контактом-2. Выход компаратора 28 соединен с входа-- ми инвертора 42, выход которого подключен к входу сброса блока памяти 41, через диод 44 - со звеном 43, 45, 46 постоянной вьщержки времени, с сопротивлением . 47 и динамически через конденсаторы 49 и 50 - со штепсельными контактами 53 и 54.

При нажатой кнопке 52 штепсельный контакт 54 подключен к отрицательному полюсу 5 источника напряжения и шунтирует сопротивление 51. Сопротивление 48 соединяет положительный полюс 1 источника напряжения со штепсельным контактом 53.

Состоящее в основном из потенциометра и коммутирующего элемента для прерывания тока педальное управление в момент времени t, через сопротивление 8 подает напряжение U, к базе транзистора 11. При включении педального управления сначала срабатывает коммутирующий элемент и напряжение мгновенно достигает установленного подстроачным потентдиометром 6 уровня. Если педаль нажата до конечного положения, то напряжение Ui на базе транзистора 11 увеличивается до максимального значения, в результате этого на эмиттере транзистора 11 также максимальное напряжение. Диод 15 подает напряжение U к штепсельному контакту 2, соединенному с входом

15

Е регулятора частоты вращения. Напря- Q швейной машины, то на входы инвер- жение Uj меньше напряжения U на тора 42 поступает положительный им- значение напряжения на переходе база-эмиттер транзистора 11 и диода 15 Через диод 12 протекает ток к конденсатору 14, который также заряжен до напряжения U. Одновременно посредством напряжения эмиттера транзистора 11 компаратор 29 управляется так, что выход компаратора 29 перескакивает с Н на L, а выход блока na-2Q мяти 41 устанавливается с L на Н. Н-сигнал блока памяти 41 подключает компаратор 29 за сопротивлениями 40 и.,35 к отрицательному полюсу 5 источника напряжения, так что во время включения педального управления , управляющее напряжение для частоты вращения позиционирования не может подаваться к штепсельному контакту 2. Если педаль отпущена, то транзистор 11 заперт и выход компаратора 29 переключается с L на Н, так что управляющее напряжение для частоты вращения позиционирования подано к штепсельному контакту 2. Подстроечный потенциометр 35 служит для установки управляющего напряжения, определяющего величину частоты вращения пози- хщонирования. Через сопротивление 26 к неинвертирующему входу компара- ратора 28 также подано управляющее напряжение для частоты вращения позиционирования .

пульс Uj и вызывает кратковременное переключение выхода инвертора 42 с Н на L и установку выхода блока памя ти 4 1 с Н на L. В результате этого управляющее напряжение U g на штепсельном контакте 2 отключается и швейная машина останавливается в предварительно выбранном положении иглы.

Положение иглы может выбираться с помощью фиксируемой кнопки.

Низкое положение иглы выбирается 2g в том случае, если контакт фиксируемой кнопки 52 соединяет штепсельный контакт 54 с отрицательным полюсом 5 источника напряжения. При этом положительный импульс через конденсатор 49 поступает на входы инвертора 42, если достигнуто низкое положение иглы.

Высокое положение иглы выбирается в том случае, если контакт фиксируемой кнопки 52 разъединяет гатепсель- 35 ньй контакт 54 и отрицательный полюс 5 источника напряжения.

30

40

На основе выбранных параметров сопротивлений 48 и 51 положительный импульс через конденсатор 50 подается к входам инвертора 42, если достигнуто высокое положение иглы. Применяемый при этом позиционный датчик в основном является устройством, которое в фазе вращения главного вала швейной машины между высоким и низ-- КИМ положением иглы соединяет штепсельные контакты 53 и 54, а в фазе вращения между низким и высоким положением иглы прерывает связь между штепсел ьными контактами 53 и 54. Зве но фиксированной вьщержки времени, состоящее из элементов 43, 45 и 46, медленно подает положительное напряжение U- через диод 44 к входам инвертора 42 после его открывания посредством компаратора 28. Если в результате механической блокировки /

На инвертирующем входе компаратора 28 имеется напряжение конденсатора 14, зависящее от характеристик канала передачи сигналов управления педального управления. Эта зависимость напряжения гарантируется тем, что время разрядки конденсатора 14 варьируется в соответствии с частотой вращения.

Высокая частота вращения соответствует длительному времени разрядки, а низкая скорость вращения - короткому времени разрядки. Если напряжение на конденсаторе 14 совпадает с напряжением, имеющимся на неинвертирующем входе компаратора 28, то компаратор 28 переключается с L на Н. В результате входы инвертора 42 открыты для импульса позиционирования и датчика импульсов, подсоединенного к штепсельным контактам 53 и 54.

Если достигнуто выбранное патоже- ние позиционирования главного вала

швейной машины, то на входы инвер- тора 42 поступает положительный им-

пульс Uj и вызывает кратковременное переключение выхода инвертора 42 с Н на L и установку выхода блока памяти 4 1 с Н на L. В результате этого управляющее напряжение U g на штепсельном контакте 2 отключается и швейная машина останавливается в предварительно выбранном положении иглы.

швейной машины, то на входы инвер- тора 42 поступает положительный им-

Положение иглы может выбираться с помощью фиксируемой кнопки.

Низкое положение иглы выбирается : в том случае, если контакт фиксируемой кнопки 52 соединяет штепсельный контакт 54 с отрицательным полюсом 5 источника напряжения. При этом положительный импульс через конденсатор 49 поступает на входы инвертора 42, если достигнуто низкое положение иглы.

Высокое положение иглы выбирается в том случае, если контакт фиксируемой кнопки 52 разъединяет гатепсель- ньй контакт 54 и отрицательный полюс 5 источника напряжения.

швейной машины, то на входы инвер- тора 42 поступает положительный им-

На основе выбранных параметров сопротивлений 48 и 51 положительный импульс через конденсатор 50 подается к входам инвертора 42, если достигнуто высокое положение иглы. Применяемый при этом позиционный датчик в основном является устройством, которое в фазе вращения главного вала швейной машины между высоким и низ-- КИМ положением иглы соединяет штепсельные контакты 53 и 54, а в фазе вращения между низким и высоким положением иглы прерывает связь между штепсел ьными контактами 53 и 54. Звено фиксированной вьщержки времени, состоящее из элементов 43, 45 и 46, медленно подает положительное напряжение U- через диод 44 к входам инвертора 42 после его открывания посредством компаратора 28. Если в результате механической блокировки /

швейной машины в течение заданного времени позиционирование не может быть достигнуто, то это напряжение вызывает переключение инвертора 42 с Н на L и тем самым обратную установку блока памяти 41 с Н на L, что приводит к отключению привода швейной машины.

Второй выключатель 34 фиксируемой кнопки 52 при включении подает через один из двух конденсаторов 30, 31 отрицательньш импульс к инвертирующему входу компаратора 29, выход которого кратковременно переключается с Н на L и устанавливает блок памяти 41 с L на Н. К штепсельному контакту 2 подано, таким образом, управляющее напряжение частоты вращения позиционирования, и швейная машина )переходит теперь в выбранное положе ние, т.е., например, с высокого положения иглы в низкое положение иглы.

Шитье отдельными стежками включается нажатием фиксируемой кнопки 9. Через контакт фиксируемой кнопки 9 база транзистора 11 соединяется с . отрицательным полюсом 5 источника напряжения. При включении педального управления через конденсатор 20 и сопротивление 19 к инвертирующему входу компаратора 29 подается положительный импульс. В результате этого выход компаратора 29 кратковременно переклю чается с Н на L и устанавливает блок памяти 41 с L на Н, так что к штепсельному контакту 2 подано управляющее напряжение для частоты вращения позиционирования. После одного поворота главного вала положительный сигнал от датчика импульсов подается к входам инвертора 42, который устанавливает блок памяти с Н на L и отключает управляющее напряжение для частоты вращения позиционирования. Путем повторного включения педального управления этот процесс повторяется, и прошивается один стежок. Потенциометр 10 служит для ограничения конечной частоты вращения швейной машины при нажатой педали и имеет такие параметры, что на начальную частоту вращения влияние не оказывается . Если потенциометр устанавливается так, что он достигает своего максимального значения сопротивления, то ток участка коллектор- эмиттер транзистора 11 небольшой и при небольшом напряжении на штеп

5

0

5

0

3 транзистор- 11 насыщения. Напряже5

сельном контакте открыт вплоть до ние на эмиттере транзистора 11 определяется в этом случае только входным напряжением на штепсельном контакте 3. Посредством сопротивления 8 с увеличением входного напряжения увеличивается т-ок, обусловливающий на этом сопротивлении 8 падение напряжения, так что напряжение.на эмиттере транзистора .11 меньше на величину этого падения напряжения. В результате этого при нажатой педали согласно установке потенциометра 10 достигается значительно меньшая конечная частота вращения, чем максимальная частота вращения швейной машины.

Если потенциометр 10 устанавливается так, что он достигает своего минимального значения сопротивлеьшя, то падение напряжения, на потенциометре 10 меньше и к коллектору транзистора 11 приложено почти положительное рабочее напряжение. Таким образом, и напряжение эмиттера транзистора 11 посредством входного напряжения на штепсельном контакте 3 может увеличиваться почти до значения положительного рабочего напряжения. Теперь при нажатой педали достигается максимальная частота вращения швейной машины.

Формула изобретения

0

5

0

10

расширения технологических возможностей путем обеспечения выбора позиций останова иглы, оно содержит третий конденсатор 30 и переключатель 52, один замыкающий контакт которого тий диод 44 - с вторым звеном 43, 45, д включен между входом 54 блока управ- 46 постоянной вьщержкн времени и |ления и отрицательным полюсом блока

; управле1шя, соединенньш через второй замыкающий контакт 34 и третий конденсатор 30 с прямым входом первого 20 компаратора 29.

через первый и второй конденсаторы 49 и 50 - с соответствующими выходами 53 и 54 датчика позиции иглы, соединенными через пятый и шестой резиси

ли о

Регу/1ятор

частоты

вращения

1вигагпе/1Ь

торы 51, 48 соответственно с положительным 1 и отрицательным 5 полюсами источника напряжения, а вьтод первого компаратора 29 подключен через седьмой резистор 39 .к входу установки блока памяти 41.

10

д

Позиционм. Затчик

Позиционирование иг/1б

5S If

Фиг.1

Wedu

Позиционный ffamvi/K

Педальное улраблёние

Фаг.1