[发明专利]缝纫机控制装置

说明书

本发明涉及控制缝纫机的缝纫机控制装置，该缝纫机包括作为驱动用马达的感应电机。

以前，这种控制装置包括作为感应电机驱动电路的变换器，用于根据来自操作者操作的脚踏板等的指令，控制缝纫机的起动/停止、起动时的缝纫机速度(即缝纫机轴的旋转速度)等。

变换器把例如工业电源变换成直流电压后的电源电压变换成规定频率/规定电压的正弦波交流电，并把该变换后的交换电压作为驱动信号供给感应电机，使相位不同(例如若为3相感应电机，则有120度相位差)的正弦波交流电流流过感应电机的各相绕组，使该感应电机以与驱动信号的电压/频率对应的转矩和速度旋转；在缝纫机控制装置中，根据来自外部的速度指令控制该变换器的输出。

另外，在这样控制变换器的输出及控制感应电机(进而控制缝纫机)的情况下，一般利用如下两种控制方法之一：设定与感应电机的期望速度相对应的变换器的输出频率、根据该设定的输出频率与预定电压—频率特性来设定变换器的输出电压的开环控制；或者在感应电机中设置编码器、检测感应电机的实际旋转速度、根据所检测的实际速度与期望速度的偏差来校正变换器的输出的闭环控制。

但是，在缝纫机中，在用上述开环控制方法且利用经常稳定的电压—频率特性来控制变换器输出时，存在着在低速时转矩不足、不能稳定地缝制加工布的问题。另外为了补偿低速时的转矩不足，在低速时一旦提高变换器的输出电压，就有过电流流过感应电机、引起感应电机发热。

另一方面，在用上述闭环控制方法来控制变换器的输出时，因为能够检测感应电机的期望速度的偏差并控制变换器输出，所以能够比较稳定地驱动感应电机，得到良好的缝制结果；而以前为进行该控制在感应电机中设置了编码器，从而导致部件数增加和费用增多的问题。

美国专利US No.4,627,370教导了一种缝纫机控制装置。它包括感应电机、变换器、速度指示装置、针位置检测器、以及用以根据从针位置检测器产生的检测信号和速度指示信号控制变换器的控制电路。然而这项美国专利没有教导包括偏差计算装置，基本频率设定装置以及输出检测装置的控制单元。

本发明系鉴于上述问题而开发的，其目的在于提供一种在感应电机中不设置变换器就能够实现闭环控制的缝纫机控制装置。

为实现上述目的，有关本发明的第1方面所述的缝纫机控制装置的特征在于包括：用于驱动缝纫机的感应电机；输出用于驱动感应电机的交流驱动信号的变换器；指示缝纫机期望速度的速度指示装置；产生与缝纫机的针棒位置和移动速度相对应的检测信号的针位置检测器；根据来自该针位置检测器的检测信号和上述速度指示装置指示的期望速度控制上述变换器使缝纫机的实际速度成为期望速度的控制单元。

这样，在本发明中，与现有装置相同，具有用于驱动感应电机的变换器，控制单元控制该变换器的输出，以使缝纫机的实际速度达到速度指示装置指示的期望速度，而控制单元在执行该变换器控制时，不只是使用来自速度指示装置的指示速度，还使用产生与缝纫针的位置及移动速度对应的检测信号的针位置检测器的检测信号。因此，如果采用本发明，则在控制装置中，不象先前那样在感应电机中设置编码器，也能够进行和使用了编码器的闭环控制大致相同的控制。

即，在控制缝纫机时，除需要进行感应电机的速度控制外，还需要进行使缝纫机在预定的针位置停止的停止位置控制以及通过只以预定的针数驱动缝纫机、执行预定缝制动作的控制等各种控制，在能执行这样的控制的缝纫机中设有用于检测缝纫针位置的针位置检测器。因此在本发明中，通过利用在这样的电子控制式缝纫机中一般设有的针位置检测器来间接地检测感应电机的旋转速度，在感应电机中不另外设置编码器就能够实现感应电机的闭环控制。

从而，与进行开环控制的现有缝纫机控制装置相比，根据本发明，不会导致成本大幅度地提高，使解决低速时转矩过低、感应电机发热这样的问题成为可能。

其次，有关本发明的第2方面所述的缝纫机控制装置中，控制单元包括：根据来自针位置检测器的检测信号来求取缝纫机的实际速度、计算该实际速度与上述期望速度之偏差的偏差计算装置；根据来自速度指示装置的期望速度来设定变换器输出的交流驱动信号基本频率的基本频率设定装置；根据由偏差计算装置计算的实际速度与期望速度的偏差校正所计算的基本频率、设定变换器的输出频率的输出频率设定装置；和根据用输出频率设定装置设定的变换器的输出频率、设定变换器的输出电压以便使交流驱动信号的电压—频率特性变成预先设定的预定特性的输出电压设定装置，控制变换器使变换器输出的交流驱动信号成为上述设定的输出频率/输出电压。