JPS6233836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、特許請求の範囲第１項の上位部分に
記載した、ミシンの回転数制御用の制御装置に関
する。 ミシンの軸を所定の角度に停止させる上記の様
式の装置は公知である（ドイツ連邦共和国公開特
許公報第2415359号参照）。この装置では軸回転数
の実測値測定はアナログで軸に固定されたタコジ
エネレータによつて行われ、このアナログ目標値
の予備調整は短絡できる個別抵抗により与えるこ
とができる、次に行う目標値と実測値の比較後、
調節値はデイジタルで、可変できるデユーテイ比
の電圧として制動／連動機構の組合せに与えられ
る。この公知の装置は完全にデイジタル化された
回転数の制御ができないので、制御機器内にある
多数のポテンシオメータを時間をかけて調節しな
ければならない。 更に、少くとも一つの８−ビツト−マイクロプ
ロセツサシステムにより制御される上記様式の位
置決め駆動機構も公知である（ドイツ連邦共和国
公開特許公報第2938040号）。この位置決め駆動機
構は軸回転数の実測値測定はデイジタル軸に固定
した光電増分型検出器によつて行われ、目標値予
備設定はアナログで電圧制御される発振器の抵
抗／コンデンサー結線で行え、目標値と実測値の
比較が行われた後、調整値はデイジタルで可変で
きるパルスデユーテイ比を有する電圧として制
動／連動機構の組合に与えられる。この公知の位
置決め駆動部でも、完全にデイジタル化された回
転数制御は不可能で、同じ様にポテンシオメータ
による調節作業を避けることはできない。 本発明の根底をなす課題は、上記の制御装置を
その都度存在するミシン駆動部の制御状態に適合
させるため、従来一般的であつたポテンシオメー
タによる調節作業を避けることができ、更に制御
差が目標値と実測値の逆数に相当する二進値から
形成され、かつ各目標値に関して矩形波電圧の調
整値を表わすパルスデユーテイ比の計算用の個別
のパラメータを有するデータブロツクがプログラ
ム記憶器内に形成されるように構成されている、
ミシンおよび自動ミシンの完全にデイジタル化さ
れた回転数制御のための制御装置を造ることであ
る。 本発明の課題は特許請求の範囲第１項の特徴部
分によつて解決されている。 本発明による制御装置により、以下の点が可能
となる。即ち、 １ 僅かな部品経費と８−ビツトマイクロコンピ
ータを使用するだけで完全にデイジタル化され
た回転数制御が達せられること、 ２ デイジタル実測値測定に対し適切な接続方法
と調整値の形成によりマイクロコンピユータの
負荷を一時的に低減し、 ３ 実測値計数器および調整値発生器用の全周波
数がマイクロコンピユータのクオーツ安定化さ
れた動作周期から導かれているので、平衡及び
調整作業が省略でき、 ４ 計数周波数のパルスを計数して軸回転数を遅
延なしで測定し、この場合、回転数−実測値用
の増分型検出器から導出される周波数が上記計
数周波数に比して極めて小さい。 本発明の適切な他の構成は、特許請求の範囲第
１項から第２項に記載の構成である。特許請求の
範囲第３項による構成により、上記の装置を積分
制御装置として形成される。特許請求の範囲第４
項による構成により直流モータの完全にデイジタ
ル化された回転数制御が達せられる。 以下に添付図面に図示した実施例に基き本発明
を詳細に説明する。 第１図に８−ビツト−マイクロコンピユータ１
を示す。この８−ビツト−マイクロコンピユータ
は回路部２或いは回路部６と公知の様式で協動す
る。データ伝送のため回路部２，６は制御用バス
ライン３とデータ用バスライン４とを介してマイ
クロコンピユータ１に接続されている。対応する
プログラに従つて回路分２は二個の計数器Ｚ１と
Ｚ２を備えており、一方、回路部６はピツト−レ
ート−発生器Ｚ３とプログラと再トリガの可能な
単安定マルチバイブレータＺ４を備えている。第
１図によりマイクロコンピユータ１の出力端CL
は回路部２内の計数器Ｚ１とＺ２の計数入力端
CLK１とCLK２、並びにビツト−レート−発生
器Ｚ３の入力端CLK３およびマルチバイブレー
タＺ４の入力端CLK４に接続されている。計数
器Ｚ１のゲート入力端Ｇ１と計数器Ｚ２のゲート
入力端Ｇ２の間にはインバータ５が設けてある。
ゲート入力端Ｇ２はマイクロコンピユータ１のポ
ートＰに接続されている。ビツト−レート−発生
器Ｚ３の出力端Ｑ３はマルチバイブレータＺ４の
ゲート入力端Ｇ４に接続されている。このマルチ
バイブレータの出力端Ｑ４に駆動部７と電動モー
タの連結機構が接続されている。 第５図および第６図から明瞭な制御装置の作動
態様を以下に詳しく述べる。 マイクロコンピユータ１が実側値測定の際構成
部２と、調節値形成の際は回路部６と協働するの
が重要である。 マイクロコンピユータ１は、計数器Ｚ１とＺ２
の入力端CLK１とCLK２に加えるクオーツ安定
化された計数周波数fcの矩形波電圧Ucを供給す
る。ミシンの軸に固定したそれ自体公知の増分型
検出器（例えばロータリーエンコーダ）は周波数
fiを有する矩形波電圧Uiを与える。この増分型検
出器は、矩形波電圧Uiのパルス持続時間が二つ
のパルス間の休止時間に等しいように構成されて
いる。計数パルスfcは周波数fiに比して極めて大
きい。ゲート入力端Ｇ１には矩形波電圧Ｕ１が印
加される。インバータ５は、計数器Ｚ２のゲート
入力端Ｇ２にUiの補数が附加されるように動作
する。ポートＰを介して、マイクロコンピユータ
１は任意の時点で、パルス或いは矩形波電圧Ui
の二つのパルス間の休止期間が存在しているかど
うかを確認することができる。 第２図は両計数器Ｚ１とＺ２のプログラムによ
つて所定の機能例ではＺ１、を示している。計数
周波数fcは入力端CLK１に加えてある。ゲート
入力端Ｇ１に印加されている矩形波電圧Uiの立
上りのエツジで、計数器Ｚ１は値「零」に設定さ
れ、Ucのパルスの計数が始まる。Ｇ１でエツジ
が立下ると、計数は停止される。ゲート入力端Ｇ
１がＬ−レベルである限り、計数状態が呼出され
る。 第３図から実測値測定の機能がわかる。このフ
ローチヤートにおいて、Ｐ＝マイクロコンピユー
タ１のポート、Ｈ＝Ｈ−レベルを意味する。計数
器Ｚ１とＺ２は、相当するゲート入力端Ｇ１或い
はＧ２がＨ−レベルになつている時、Ucのパル
スを数える。制御装置を接続して、計数器Ｚ１は
Ｕ_iのパルスがある間計数を行い、計数器Ｚ２は
Ｕ_iの二つのパルスの間の休止期間計数を行う。
更に、インバータ５は計数器が計数している間
（ＧはＨ−レベルになつている）、他の計数器は停
止している（ＧはＬ−レベルになつている）。ポ
ートＰを介してマイクロコンピユータは任意の時
点で、どの計数器が今停止しており、したがつて
読取りが可能であるかを確認する。ＰがＨ−レベ
ルの場合は、計数器Ｚ１を、そしてＰがＬ−レベ
ルの場合は、計数器Ｚ２を読取ることができる。 マイクロコンピユータ１がTA時点（第２図）
で「実測値読取り」の命令（第３図）を受け取る
と、ZA期間（第２図）で生じるＺ１の計数状態
を演算処理する。この計数状態は実測値計数器の
最後のパルスの持続期間を二進で表わしている。
計数器Ｚ１をTA時点で続取ると、計数Ｚ２はUi
の二つのパルス間にある丁度存在している休止期
間に現われるUcのパルスを計数する。 マイクロコンピユータ１がTB時点（第２図）
に「実測値読取り」（第３図）の命令を受け取る
と、ZB期間（第２図）内で生じるＺ２のカウン
トを演算処理する。Ｚ２の計数状態はUiの二つ
のパルス間の最後の休止期間を２進値で表わして
いる。 実測値測定に対する経費上の理由から、軸が一
回転する毎に最小パルス数を与える増分型検出器
が導入される。したがつて、実測値周波数のため
の不可避な調整作業のため不利である２段掛け算
回路が普通に使用される。これに対して、本発明
による制御装置はパルスもしくは測定すべき周波
数の二つのパルス間の休止期間を演算処理し、こ
れによつて調整を行なう二段掛け算回路が不要で
ある。 マイクロコンピユータ１により軸回転数の実測
値を任意の各時点で照会して、パルス或いは増分
型検出器の周波数の二つのパルス間で最後の休止
期間に相当する測定値が常時２進値になつてい
る。測定値と次の測定値の間にある時間は、たゞ
増分型検出器の目盛に依存している。これによつ
て従来使用されているパルス時間加算による実測
値の平均値の形成に比して加算過程に必要な時間
が節約される。 第３図から、マイクロコンピユータ１が−「実
測値読取り」の命令を受け取つた場合−ポートＰ
の状態を調べることがわかる。ＰがＨ−レベルの
場合、計数器Ｚ１が読取られる。この読取期間は
有限である。読取期間Ｇ１に達する矩形波電圧
Uiのエツジの立上りは、このエツジの立上りの
ために計数器Ｚ１が「零」に設定され、新めてス
タートさせられるので、測定結果を誤せる。この
起り得る測定値−誤りを排除するため、計数器Ｚ
１の読取り後もう一度Ｐの状態を検査する。この
場合、Ｐが未だＨ−レベルにあると、確かめた測
定値は有効となり、使用できる。他の場合、第３
図により計数器Ｚ２が読取られる。 ポートＰが−マイクロコンピユータ１が「実測
値読取り」の命令を受け取つた後−Ｌ−レベルに
あると、計数器Ｚ２が読取られる。Ｚ２の読取り
後同様にポートＰの状態が検査される。ＰがＬ−
レベルにあると、確かめた測定値に誤りがなく、
使用できる。これに対して、ＰがＨ−レベルにな
ると、Ｚ１が読取られる。この本発明による本質
的な処置により、実測値自体に関して軸の回転数
が多い場合常に誤りのない測定値が与えられる。 マイクロコンピユータ１によつて与えられる矩
形波電圧Ucは調整値を形成する際は回路部６内
に含まれているビツト−レート−発生器Ｚ３の入
力端CLK３に、並びに回路部６内に同様に含ま
れているプログラムおよび再トリガーできる単安
定マルチバイブレータＺ４に与えられる。調整値
の形成用のこの発生器の回路構成は第１図からわ
かる。 マイクロコンピユータ１がビツト−レート−発
生器Ｚ３及びマルチバイブレータＺ４と協働する
ことは第４図からもわかる。図中の値Tcは計数
周波数fcのパルスの持続期間である。ビツト−レ
ート−発生器Ｚ３によつて形成された矩形波電圧
Uoのパルス持続期間は符号Toで表わしてある。
このToはTcの整数倍の値から得られる。例えば
To＝1000×Tc。このToはマイクロコンピユータ
１によりビツト−レート−発生器Ｚ３内に一度２
進値にして入力される。加算値To＋Tcは調整値
の振動期間を表わしている。この調整値がTcよ
り10の３乗だけ大きいので、Tcは以下のことを
考えるときに無視できる。 マルチバイブレータＺ４が再トリガーできるの
で、そのゲート入力端Ｇ４に印加さる矩形波電圧
Uoのエツジの立上り毎に継続期間Tiのパルスが
分解される。このパルスTiはTcの整数倍として
形成され、マイクロコンピユータ１により一度二
進値としてマルチバイブレータＺ４に印加され
る。上記の前提−To＝1000×Tc−の下で、Tiは
１×Tc〜999×Tcの値をとり得る。 マルチバイブレータＺ４によつて形成される矩
形波電圧Ukは調整値である。この調整量は直接
電動モータの連結機構８の駆動部７に与えられ
る。Tc−前に述べたように−無視できるので、
矩形波電圧Ukの周波数fkは振動期間Toを備えて
いる。振動期間は−既に述べたように−マイクロ
コンピユータ１により設定される。他方、Toは
制御アルゴリズムによつて要求される場合、いつ
でも変えることができる。Tcを無視できると云
う前提のもとで、第４図に示した継続期間Tpは
ToとTiから差として与えられる。 したがつて調整値のデユーテイ比Ｖは Ｖ＝Ｔｉ／Ｔｐ或いはＶ＝Ｔｉ／Ｔｏ−Ｔｉ から得られる。 矩形波電圧Ukの上記デユーテイ比は連結機構
８内において電流平均値を生じ、それによつてそ
の伝達モーメントを定め、従つて軸の回転数を定
める。Tiおよび／又はToをビツト−レート−発
生器Ｚ３又はマルチバイブレータＺ４内に一度与
えると、マイクロコンピユータ１は調整値の任意
のデーテイ比を発生する。回路部６の第１図に示
した上記発生器の回路は所定のデユーテイ比Ｖを
Ti用の他の値が新に入力されるまで任意の期間
保持するので、その間マイクロコンピユータ１は
他の使命、例えば「実測値の読取り」、「日標値と
実測値の比較」等に対して解放される。 調節を微細にするには比率Tc／Toによつて与
えられる。上記の前提に相応して、この比率は1/
１０００になる。従つて、調整値を調節するには実際
には無視できる。 ここに記載する様式で実測値を測定する場合、
測定値は二進値となるが、軸の回転数に反比例す
る。回転数を制御する場合、通常目標値を実測値
の比較により回転数のずれに比例する制御差Ｄが
形成され、この制御差Ｄから調整値が検出され
る。この方法は本願における問題設定にあつては
不適当である。何故ならこの８−ビツト−マイク
ロコンピユータ１は生じた測定値の逆数値を勝手
な時に形成できないからである。より大きい容量
のマイクロコンピユータを使用することは経済上
の理由から補助的な演算処理回路を使用と同じ様
に不可能である。したがつて、こゝに提供する解
決では目標値は、実回転数の測定値と同じよう
に、目標回転数の逆数値に相応する二進値として
設定される。このようにして、多数の標準値がい
くらでも常数としてマイクロコンピユータ１のプ
ログラム記憶器内に収納される。マイクロコンピ
ユータのプログラムはどんな目標値が制御に使用
されるかを判定する。もちろん、目標値の予備選
択は予備選択開閉器或いは縫製駆動機構内の公知
の目標値発生器によつても可能である。プログラ
ム記憶器内に任意の多数の目標値を収納すること
は冒頭に記載した２つの解法による目標値の設定
より著るしい利点がある。これ等の解法では、目
標値が抵抗組合せ或いは抵抗とコンデンサーの組
合せから形成される。 これ等公知の解決にあつては、色々なミシンも
しくは自動ミシン用のそのような縫製駆動機構を
導入する際融通性の点で制約と同じ様に、作業開
始の際に調節作業を甘受して行わなければならな
い。目標値と実測値の比較するとき、設定した目
標値SWの逆数値と測定された実測値IWの逆数値
から差が形成される。この差は回転数のずれに比
例する。目標回転数の実回転数に対する差が小さ
い場合−この前提は制御過程で満足させる−、実
際に実回転数と制御差Ｄとの間に直線関係がある
（第１２図参照）。以下の例は上記の理論が正しい
ことを証明している。例として以下のことを仮定
とする。 計数周波数fc＝2MHz 実測値発生器から与えられるパルス数＝50パル
ス／軸の回転 実回転数＝600回転／分 軸を１回転するための時間 T₁＝１・６０／６００＝0.1秒 Uiのパルス又は休止期間（分数の分母として
与えられる値100は所定の50個のパルスとその間
にある50個の休止期間から与えられる） T₂＝Ｔｉ／１００＝０．１／１００＝１ミリ秒 実測値IW＝T₂・fc＝１・２００００００／１０００＝
2000 軸の実回転数が600回転／分の場合、Uiのパル
スの間Ucの2000個のパルスが数えられる。 同様に、種々の実回転数の以下の表に換げた値
に対して相応する実測値IWを算出することがで
きる。目標値SW＝2000に相当する600回転／分
の目標回数を基礎として、制御差Ｄが与えられ
る：

【表】 上記の表並びに第１２図におけるダイヤグラム
は極めて明白に、目標値および実回転数に反比例
する値SWもしくはIWから形成された制御差Ｄの
回転数差（目標回転数−実回転数）への依存を示
している。 標準値の読取り、実測値の測定および調整値の
形成の際、マイクロコンピユータ１の前記負荷の
低減により、調整値を計算するための十分な時間
がマイクロコンピユータに与えられる。この場
合、連続および非連続制御器並びに両タイプの組
合せが再現される。制御計算法はマイクロコンピ
ユータ１のプログラムによつて確定されている。 連続制御器の再現は連結機構８による回転数制
御用のPI−特性によつて表わされる。このPI−特
性に非連続制御特性が重畳される。これは、連結
機構８或いは制動機構の可能な最大の励起を回転
数に依存する接続によつて、或いは連結機構８或
いは制動機構を回転数に依存する遮断によつて可
能となる。これによつて、制動過程および加速過
程が最適なものとなり、かつクラツチライニング
およびブレーキライニングの摩耗が低減される。 制御装置−その協動する回路素子に関しては既
に述べた−作動態様は第５図および第６図からわ
かる。マイクロコンピユータ１は目標値発生器の
各調整位置に回転数の目標値を割り当る。この回
転数の目標値は軸回転数の瞬間的な実測値と比較
され、目標値の実測値に対する制御差から、連結
機構８および／又は制動機構に対する導通期間が
計算される。縫製駆動機にあつて公知のスリツプ
作動の点で連結機構８と制動機構によつて与えら
れる伝達モーメントは回転数に依存している。回
転数の全範囲で任意の目標値を平均化しないで二
進で選択できるために、各目標値に対しマイクロ
コンピユータ１のプログラム記憶器内で常数を備
えたデータブロツクが収納される。このデータブ
ロツクは目標値の量に対する二進値以外に、制御
計算法用のパラメータの組も保有する。したがつ
て、各目標値に対する調整値を個々に計算ができ
る。上記のデータブロツクは一定の目標値SWA
に対して以下のパラメータを保有している。即
ち、A1は目標値SWAに相当する（第９図および
第１０図参照） A2はSWAに対する調整値の一定の割合いに相
当する。 A3はSWAに対する実測値係数値に相当する。 A4は回転数しきい値Axに相当する。 A5は回転数しきい値Ayに相当する。 A6は回転数しきい値A2に相当する。 （第９図および第１０図参照） パラメータＡ１は目標値の逆数に相当す二進値
である。パラメータＡ４，Ａ５およびＡ６は回転
数域の二進値である。実回転数が上記の回転数域
を超過もしくはそれよりも下過つた際、−以下に
述るように連結機構８或いは制動機構の一定の接
続機能が行われる。パラメータＡ３は実測回転数
の測定に影響を与える。目標値回転数が小さい場
合、パルス期間もしくは矩形波電圧Uiの二つの
パルス間の休止期間に計数される矩形波電圧Uc
のパルスが実測値として演算処理される。目標値
回転数が大きい場合はUcのパルスが多数のパル
スおよびUiの休止期間に算出される。パラメー
タＡ３により標価されるべきパルスおよびUiの
休止期間の数がプレセツトされる。 第７図から、デユーテ比Ｖによつて表出される
連結機構８に対する調整値の形成が伺がえる。既
に述べたように、デユーテイ比は Ｖ＝Ti／Tp或いはＶ＝Ti／To−Ti から与えられる。 回転数制御を以下に二つの数値例で詳しく説明
する。これに関して以下の数値を前提とする。 目標値回転数ｎ＝600回転／分 計数周波数fc＝2MHz 実測値検出器によつて与えられるパルス数＝50
パルス／回転 これに対し、データブロツクは以下の値を保有
する： A1＝2000（目標値SWA＝600回転／分に相
当） A2＝490 A3＝０ A4＝2400（回転数しきい値Ax＝500回転／分
に相当） A5＝1900（回転数しきい値Ay＝630回転／分
に相当） A6＝1000（回転数しきい値Az＝1200回転／分
に相当） 実測値、例えば軸の522回転／分の瞬間的回転
数に相当する値1W＝2300が与えられている場
合、マイクロコンピユータ１はA1とIWの値から
の制御差Ｄが以下のようにして計算される。即
ち、 Ｄ＝A1−IW＝2000−2300＝−300 これに伴い、デユーテイ比Ｖと矩形波電圧Uk
に影響を与える値Ti（第４図参照）が与えられ
る。即ち、 Ti＝A2−Ｄ＝490−（−300）＝790 実測値測定が他の例において、706回転／分の
瞬間的な回転数に相当する値IW＝1700を与える
と、Ｄが与えられる。即ち Ｄ＝2000−1700＝300 これに伴い、 Ti＝490−300＝190 が与えられる。 両例で以下のことが認められる。即ち、 実回転数が目標回転数を下まわる数値であれば
あるほど、Tiの値はますます大きくなる。 実回転数が目標回転数を上まる数値であればあ
るほど、ますます、Tiに対する値が小さくな
る。 Tiに対する値が連結機構８のための矩形波電
圧Ukを形成するマルチバイブレータＺ４内に与
えられる。 既に述べたようにTo＝1000であることから出
発した場合、第一の計数例（標準回転数＝600回
転／分、実回転数＝522回転／分に従つてデユー
テイ比 Ｖ＝Ti／To−Ti＝790／1000 −790；即ちTi＝790とTp＝210 が与えられる。 第２の例において、（目標回転数＝600回転／
分、実回転数＝760回転／分） Ｖ＝190／1000−190；即ち、Ti＝190とTp ＝180 が得られる。 Tiは連結機構８の継続期間を、Tpは遮断時間
を示す。両計数例から、デユーテイ比Ｖが実回転
数の目標回転数に対する差と共に比例して変つて
ゆくことが明療に認められる。更にこの変化は、
回転数降下の際は連結機構８の長い継続時間Ti
が、回転数上昇の際は連結機構８の短い継続時間
Tiが得られるように働く。これによつて、比例
制御器の作用が再現される。 純粋な比例制御は公知のように、例えば負荷が
変つた際或いは連結特性（摩擦値、空隙）が変つ
た際に生じる残留制御差Ｄを産む。この現象を抑
制するため、本発明による制御装置にあつては制
御差Ｄに対して比例して形成されるパルスTiに
積分様式で作用する部分Ｉが重畳される。Tiは
これによつて制御差Ｄの時間持続に依存する値だ
け修正される。この原理は制御技術にあつてPI−
制御と称せられ、残留差を伴うことのない回転数
制御が行われる。 第８図によるフローチヤートから、本発明によ
る制御装置にあつてPI−制御の特性がどのように
して実現されるかが認められる。Tiのための値
は−既に述べたように−形成される。このTiに
定数Ｅの総和によつて形成される積分部分Ｉが加
算される。Tiの算出毎に以下の式に Ｉ＝I_-1±Ｅ に従つて加算もしくは減算される。 上記の式において、I_-1は先行して行われる計
算から得られるＩのための値である。したがつ
て、調整値の算出の度毎に、次の計算のための検
出された値Ｉが記憶される。定数Ｅは、実回転数
が目標回転数より小さい場合は加算され、実回転
数が目標回転数より大きい場合は減ぜられる。 以下の例はＥ＝１と云う仮定から出発してい
る。既に最後の計算が終つている際Ｉに関して値
10が与えられている。ここで続いて計算を行うた
めにはI_-1＝10とおかれる。したがつて実回転数
が瞬間的に目標回転数より小さい場合は、連続計
算にはＩ＝10＋１が与えられる。マルチバイブレ
ータＺ４内に値「Ti＋11」が与えられ、この値
「11」は次の計算のために記憶される。この場
合、実回転数がまだ目標回転数より小さい場合
は、ここでＩ＝11＋１が与えられ、したがつて
「Ti＋12」がＺ４に与えられ、値「12」が次の計
算のために記憶される。即ち、実回転数が目標回
転数より小さい限り、Tiは絶えず増大する値で
変る。これによつて、連結機構８のためのデユー
テイ比Ｖが大きくなる。その結果として連結機構
８の切換え電流、したがつて伝達モーメントが増
大するので、軸の回転数も増大する。 ここで次の計算にあつて実回転数が目標回転数
よりも瞬間的に大きい場合、連続計算のためにＩ
＝12−１が与えられる。ここで、マルチバイブレ
ータＺ４に値「Ti＋11」が与えられ、次の計算
のために値「11」が記憶される。次の11の計算の
間、実回転数が目標回転数よりも大きい場合、最
後積分部分が制御量から除かれる（Ｉ＝零）。更
に、実回転数が目標回転数より大きい場合は、積
分部分Ｉに関して負の値が与えられる。この場合
もまたＩは各計算毎にＥ＝１の値だけ増大する。
更に５回の計算後値はＩ＝−５となり、マルチバ
イブレータＺ４には値「Ti−５」が印加され
る。積分部分Ｉの２回の計算の間の時間は制御技
術において積分時間Tnと称せられる。この時間
は本発明による制御装置にあつては、マイクロコ
ンピユータ１が第６図から明瞭なプログラム部分
を行うのに必要な時間に相当する。即ち、唯一の
マイクロコンピユータを使用した際、部分的な使
命「目標値発生器の読取り」、「実測値の読取
り」、「目標値と実測値の比較」およびPI−制御器
の再現の実行が可能である。マイクロコンピユー
タ１の時間的な負荷低減に対する上記の回路処置
により、積分時間Tn自体十分に小さな値を、マ
イクロコンピユータ１が上記の回転数制御以外に
他の働きを行うているときに、達成する。 第９図から、縫製駆動部の制御機構を利用しな
いで新しい目標値への加速する場合、軸の回転数
のオーバシユートがどのようにして回避されるか
が伺がえる。時間Ｔ２の間、制御装置は回転数を
n₁において一定保持する。引続き、目標値SWA
に相当する回転数に加速が行われる。回転数しき
い値Axに達するまで−このためには時間Ｔ２が
必要である−、連結機構８を完全に作動する。時
間Ｔ３の間、連結機構は遮断されている。回転数
しきい値Ayが達せられた後、上記の矩形波電圧
Ukによつて新しい目標値SWAに相当する軸の回
転数が制御される。 第１０図から、新しい目標値への制動が見られ
る。時間Ｔ１の間、制御装置は回転数をn1に一
定に保持する。時間持続Ｔ２の間、連結機構８は
遮断されており、制動機構が投入されている。回
転数しきい値A2が達せられた後、制動機構が遮
断され、マルチバイブレータＺ４によつて形成さ
れ、かつ連結機構８に与えられる矩形波電圧Uk
によつて新しい目標値SWAに相当する回転数が
制御される。 最後に、第１１図から最大回転数でのミシンの
作業がわかる。この作業様式は縫製過程の主な期
間に行われる。時間Ｔ１の間、連結機構を完全に
作動させる。回転数監視によつて、回転数が最大
に達した後、連結機構８は末だ一定のデユーテイ
比Ｖで制御されるに過ぎない。これは回転数を低
下させることなく可能である。なぜなら縫製駆動
部の連結機構８が短い始動時間で作動し得るよう
に構成されているからである。完全な伝達モーメ
ントは始動時間Ｔ１の間だけ必要とするに過ぎな
い。 本発明による制御装置を応用するとき他の可能
性は、ミシンの軸を駆動する直流モータを完全に
デイジタル化した回転数制御することである。直
流モータの回転数は公知のように、作動電圧の大
きさに依存している。この場合、マルチバイブレ
ータＺ４によつて形成された矩形波電圧Ukは直
流モータに印加される。既に述べたように矩形波
電圧Ukのデユーテイ比Ｖは実回転数の目標回転
数との差に応じて変動する。与えられた走査比率
Ｖの各々は矩形波電圧Ukの平均値となる。この
平均値は直流モータの作動電圧と見なすことがで
きる。直流モータに重い負荷が加わると回転数は
低下する。制御装置は新しいデユーテイ比Ｖによ
つてUkの高い平均値を可能にする。これによつ
て直流モータの回転数は再び元の値に上昇する。
しかしこの場合、この回数制御には制動／連結機
構の組合せを必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御装置の基本構造を示
すブロツク図、第２図は実測値測定用の電圧−時
間−ダイヤグラム、第３図は実測値測定用のフロ
ーチヤート、第４図は調節量を形成するための電
圧−時間−ダイヤグラム、第５図は本発明による
制御装置の作動態様を示すブロツク図、第６図は
本発明による制御装置の作動態様を示すフローチ
ヤート、第７図は調整値の比例割合の形成用のフ
ローチヤート、第８図はPI−レベル用のフローチ
ヤート、第９図は加速行程用の回転数−時間−ダ
イヤグラム、第１０図は制動行程用の回転数−時
間−ダイヤグラム、第１１図は最大回転数への加
速行程用の回転数−時間−ダイヤグラム、第１２
図は実測回転数の制御差に対する関連に関する情
報を示すダイヤグラム 図中符号は、１……マイクロコンピユータ、
２，６……回路部、３……制御用バスライン、４
……データ用バスライン、５……インバータ、６
……回路部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸を電動モータで駆動し、この電動モータが
   制動／連結機構の組合せと協動し、軸回転数の実
   測値測定が軸に固定されたタコジエネレータによ
   りアナログで、或いは軸に固定された光電増分型
   検出器によつてデイジタルで行われ、アナログ目
   標値の予備設定を肘或いは脚で操作する目標値の
   発生器或いは外部予備選択器によつて行うことが
   でき、次に目標値と実測値の比較を行つた後、調
   節値がデイジタルで電動モータの制動／連結機構
   の組合せに与えられるミシンの回転数制御用の制
   御装置において、 制御装置はマイクロコンピユータ１と２つの回
   路部２，６から成り、これ等の回路部２，６はデ
   ータを伝送するため制御用バスライン３とデータ
   用バスライン４を介してマイクロコンピユータ１
   に接続されていて、軸回転数の実測値測定のため
   にマイクロコンピユータ１で形成したクオーツ安
   定化した計数周波数fcの矩形波電圧Ucを回路部
   ２内の計数器Ｚ１，Ｚ２の入力端CLK１，CLK
   ２に与え、増分型検出器で形成された周波数fiの
   矩形波電圧Uiを計数器Ｚ１のゲート入力端Ｇ１
   とインバータ５の入力端に与え、 インバータ５の出力を計数器Ｚ２のゲート入力
   端Ｇ２に、そしてこのゲート入力端Ｇ２をマイク
   ロコンピユータ１のポートＰに接続し、 目標値を実測値と比較して、制御差を目標回転
   数および実測回転数の逆数に相当する二進値から
   形成し、各目標値に対し調整値を表わすデユーテ
   イ比Ｖ計算用の個別パラメータを有するデータブ
   ロツクをプログラム記憶装置に入れ、 調整値を形成するために矩形波電圧Ucを回路
   部６のビツト−レート−発生器Ｚ３並びに回路部
   ６のプログラムと再トリガのできる単安定マルチ
   バイブレータＺ４の入力端CLK４に与え、 ビツト−レート−発生器Ｚ３で生じた矩形波電
   圧Uoをその発生器の出力端Ｑ３と上記マルチバ
   イブレータＺ４のゲート入力端Ｇ４に与え、 マルチバイブレータＺ４で形成し、その出力端
   Ｑ４に出す矩形波電圧Ukが回転数制御用の調整
   値として使用されることを特徴とする制御装置。 ２ 計数周波数fcが周波数fiに比して極めて大き
   く、かつ周波数fkの矩形波電圧Ukが直接電動モ
   ータの連結機構８の駆動部７に与えられることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の制御装
   置。 ３ 積分制御装置のシユシレーシヨンの際、積分
   時間Tnがマイクロコンピユータープログラムの
   実行時間で形成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載の制御装置。 ４ 周波数fkの矩形波電圧Ukが軸を駆動する直
   流モータに与えられることを特徴とする特許請求
   の範囲第１〜３項のいずれか一項に記載の制御装
   置。