CN103046242B - 布料端位置检测装置及缝纫机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种布料端位置检测装置及缝纫机，其可以通过简单的结构检测出布料端位置。布料端位置检测装置具有：布料端传感器（6），其输出与布料端位置相对应的电压；以及控制部（71、72），其根据从上述布料端传感器输出的电压，检测上述布料端位置，上述控制部构成为，在隔着布料端从加工布料（W）的内侧朝向外侧的方向上，将第一个超过布料端判定用的阈值（Ve）的电压变化产生的位置判定为上述布料端位置。

Description

布料端位置检测装置及缝纫机

技术领域

本发明涉及缝合上下两片的加工布料的缝纫机用的布料端位置检测装置及具有该装置的缝纫机。

背景技术

目前，作为缝纫机的布料端位置检测装置，已知一种检测布料端的形状变化的结构（例如，参照专利文献1）。在该布料端位置检测装置中，与放置在布料台上的加工布料相对，设置有布料端传感器、切口传感器及绒毛传感器。布料端传感器、切口传感器及绒毛传感器在与布料进给方向正交的左右方向上排列，以布料端传感器为中心，在加工布料的内侧配置切口传感器，在加工布料的外侧配置绒毛传感器。各传感器构成为，输出与俯视观察时的加工布料重合的面积所对应的电压。

在布料端没有绒毛等的情况下，输出与布料端传感器重合的加工布料的面积所对应的电压，计算布料端的位置偏移量的平均值。另一方面，在布料端有绒毛的情况下，输出与布料端传感器重合的加工布料和绒毛的总面积所对应的电压。通过从该布料端传感器的电压减去与绒毛传感器重合的绒毛面积所对应的电压，计算考虑了绒毛的布料端的位置偏移量的平均值。在专利文献1的布料端位置检测装置中，根据这种布料端位置偏移量的平均值在左右方向上调整布料端位置，从而实现缝边固定的缝制。

专利文献1：日本特开平5－277273号公报

发明内容

但是，在专利文献1记载的布料端位置检测装置中，除了布料端传感器之外，还必须设置绒毛传感器及切口传感器，从而装置结构变得复杂。另外，因为对来自各传感器的输出电压实施运算处理，检测布料端位置，所以检测处理繁杂。

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种可以利用简单的结构检测出布料端位置的布料端位置检测装置及缝纫机。

本发明的布料端位置检测装置，其特征在于，具有：布料端传感器，其输出与布料端位置相对应的电压，该布料端位置是沿布料进给方向输送的加工布料的布料端且沿该布料进给方向配置的布料端的位置；以及控制部，其根据从上述布料端传感器输出的电压，检测与上述布料进给方向正交的方向上的上述布料端位置，上述控制部，将在隔着布料端而从加工布料的内侧朝向外侧的方向上，第一个超过布料端判定用的阈值的电压变化所产生的位置，判定为上述布料端位置。

根据该结构，即使在由于多根绒毛（单根绒毛）而反复出现超过布料端判定用的阈值的电压变化的情况下，也可以将布料端位置设定为第一个超过布料端判定用的阈值的电压变化产生的位置。因此，可以忽略由多根绒毛引起的电压变化，检测出加工布料的布料端位置。由此，即使在从布料端凸出多根绒毛的情况下，也不需要单独设置用于检测绒毛的传感器，而是可以通过简单的装置结构及检测处理检测出加工布料的布料端位置。

在上述布料端位置检测装置中，也可以构成为，上述控制部，在第1布料进给时间的期间、或以第1布料进给量输送加工布料的期间，判定为上述布料端位置的位置在从上述加工布料的内侧朝向外侧的方向上变化大于或等于第1阈值的情况下，判定布料状态为绒毛。根据该结构，可以根据布料端位置的急剧变化，检测出例如多根绒毛缠绕而成的复合绒毛这种较大的绒毛。

在上述布料端位置检测装置中，也可以构成为，上述控制部，在第1布料进给时间的期间、或以第1布料进给量输送加工布料的期间，判定为上述布料端位置的位置在从上述加工布料的外侧朝向内侧的方向上变化大于或等于第1阈值的情况下，判定布料状态为切口。根据该结构，可以根据布料端位置的急剧变化，检测出设置在加工布料上的切口。

在上述布料端位置检测装置中，也可以构成为，上述控制部，在大于或等于第2布料进给时间、或大于或等于以第2布料进给量输送加工布料的时间，连续判定布料状态为上述绒毛或上述切口情况下，判定布料状态为台阶。根据该结构，可以根据判定为布料端位置的位置变化第1阈值后的状态是否持续一定时间，区分绒毛或切口与台阶。

在上述布料端位置检测装置中，也可以构成为，上述布料端传感器具有：红外发光LED，其向上述加工布料的表面照射平行光；反射板，其配置在上述加工布料的背面；以及CMOS线性传感器，其接受来自上述加工布料的反射光。根据该结构，可以利用反射型光传感器简单地构成布料端传感器。此外，所谓平行光不限于完全的平行光，也包含大致平行的光。

本发明的缝纫机的特征在于，具有：上述布料端位置检测装置；以及操作器，其在与布料进给方向正交的方向上进行上述布料端的位置对齐，上述控制部在未检测到绒毛及切口的情况下，与上述布料端位置和上述布料端的目标位置之差成正比地，对上述操作器进行控制。根据该结构，可以根据布料端位置的位置偏移量，利用操作器将加工布料的布料端位置对齐。

在上述缝纫机中，也可以构成为，上述控制部在未检测到绒毛及切口，且上述布料端位置和上述布料端的目标位置之差处于规定的容许范围内的情况下，停止由上述操作器进行的位置对齐。根据该结构，可以通过对布料端位置与目标位置之差设定容许范围，进行稳定的位置对齐。

在上述缝纫机中，也可以构成为，上述控制部在检测到上述绒毛或上述切口的情况下，停止由上述操作器进行的位置对齐或停止缝纫机整体。根据该结构，不会使缝边追随绒毛及切口。

在上述缝纫机中，也可以构成为，上述操作器对上下重叠的两片的上述加工布料的布料端进行位置对齐。根据该结构，在缝合上下两片加工布料的上下进给缝纫机中，可以将上下两片加工布料的各布料端位置对齐。

在上述缝纫机中，也可以使上述布料端传感器与上述落针点远离，以使得上述第1布料进给时间和上述第2布料进给时间的合计时间小于或等于将上述加工布料从上述布料端传感器输送至落针点为止的时间，或使上述第1布料进给量和上述第2布料进给量的合计量，小于或等于将上述加工布料从上述布料端传感器输送至落针点为止的进给量。根据该结构，在经过台阶判定所需的布料进给时间的总时间之前，或达到台阶判定所需的布料进给量的总量之前，不会将加工布料进给至落针点。

发明的效果

根据本发明，通过将第一个超过布料端判定用的阈值的电压变化产生的位置设定为布料端位置，从而可以忽略由多根绒毛引起的电压变化，通过简单的结构检测出加工布料的布料端位置。

附图说明

图1是本实施方式涉及的缝纫机的落针点周围的放大图。

图2是本实施方式涉及的布料端传感器的示意图。

图3是本实施方式涉及的布料端位置检测装置的控制框图。

图4A至4F是表示本实施方式涉及的布料端传感器的输出特性的一个例子的图。

图5A至5D是本实施方式涉及的布料端判定处理的说明图。

图6是本实施方式涉及的布料端判定处理的流程的一个例子。

图7是本实施方式涉及的布料状态判定处理的说明图。

图8是本实施方式涉及的布料状态判定处理的流程的一个例子。

图9A至9D是表示本实施方式涉及的布料端的位置对齐控制的图。

图10是本实施方式涉及的布料端的位置对齐控制的流程的一个例子。

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本发明的实施方式。此外，以下针对将本发明的布料端位置检测装置应用于上下进给缝纫机的例子进行了说明，但并不限定于此，可以进行适当变更。例如，也可以将本发明的布料端位置检测装置应用于标准进给缝纫机等其他类型的缝纫机。

参照图1及图2，说明本实施方式涉及的缝纫机的概略结构。图1是本实施方式涉及的缝纫机的落针点周围的放大图。图2是本实施方式涉及的布料端传感器的示意图。此外，该缝纫机除了落针点周围的主要部分以外，具有与公知的缝纫机相同的结构，因此，针对本发明涉及的主要部分进行说明。

如图1所示，本实施方式涉及的缝纫机1构成为，一边使放置在布料台2上的上下两片的加工布料W（参照图2）分别向相同方向进给，一边进行缝合。在位于布料台2上方的缝纫机头部3上，可上下移动地设置针棒31及压杆（未图示）。在针棒31的下端安装缝针32，在压杆的下端安装对加工布料W的缝制位置附近进行按压的压脚33。另外，在图1中，省略记载进给脚及进给齿，该进给脚从上方与上侧的加工布料W接触而将其向前方输送，该进给齿从下方与下侧的加工布料W接触而将其向前方输送。

在布料进给方向上的布料台2的前侧（上游侧）设置上下一对的操作器4。操作器4在布料进给方向上对加工布料W进行输送，并且，具有在与布料进给方向正交的左右方向上进行布料端的位置对齐的机构。操作器4具有在布料进给方向上对加工布料W进行输送的驱动辊41。在驱动辊41的外周面上，沿周方向等间隔地形成有多个槽部42，在各槽部42中收容可以在左右方向上旋转的齿轮43。各齿轮43的一部分从驱动辊41的外周面凸出，构成为可与加工布料W接触。

驱动辊41固定在中空的辊驱动轴44上，通过将辊驱动轴44旋转驱动而使其在布料进给方向上旋转。多个齿轮43与收容在辊驱动轴44的内侧的齿轮驱动轴（未图示）连结，与齿轮驱动轴的旋转联动，以与布料进给方向平行的轴为旋转轴而进行旋转。由此，加工布料W通过驱动辊41，对应于缝距而在布料进给方向上进给，同时，通过多个齿轮43，以与布料进给方向平行的轴为旋转轴进行正反旋转，从而实现从布料端至缝制位置（落针点）为止的缝边固定的缝制。此外，针对加工布料W的布料端的位置对齐的详细内容将后述。

在上下一对的操作器4之间配置有分离板5，该分离板5上下分隔缝制位置的前侧空间。分离板5定位在比布料台2略微上方的位置，形成将上下两片的加工布料W分别向布料台2输送的各输送通路。上侧的加工布料W以夹在分离板5的上表面与上侧的操作器4之间的状态输送，下侧的加工布料W以夹在分离板5的下表面与下侧的操作器4之间的状态输送。

在缝制位置与操作器4之间设置对加工布料W的布料端位置进行检测的布料端传感器6。布料端传感器6具有正视时呈大致コ字状（大致U字状）的传感器台61，在其内侧，反射板62（参照图2）水平地被支撑。反射板62的高度位置与分离板5一致，形成上下两片的加工布料W的各输送通路的一部分。另外，在传感器台61的上下的相对部分上分别配置反射式光传感器。

如图2所示，各光传感器具有作为发光元件的红外发光LED（Light Emitting Diode）63和作为受光元件的CMOS（ComplementaryMetal Oxide Semiconductor）线性传感器64。红外发光LED 63以相对于反射板62成规定的角度的方式固定在传感器台61上，CMOS线性传感器64以可高效地接受来自反射板62的反射光的角度，固定在传感器台61上。来自红外发光LED 63的散射光通过透镜部65变换成平行光，经由狭缝66而成为与布料进给方向正交的左右方向细长的平行光。该平行光穿过加工布料W而在反射板62上反射，经由红外滤光器67由CMOS线性传感器64接受。

在CMOS线性传感器64中，通过利用在左右方向上排列的多个传感器元件进行光电变换，从而检测与加工布料W的布料端位置相对应的电压变化。通过从布料端传感器6输出与加工布料W的布料端位置相对应的信号，从而由操作器4进行加工布料在左右方向上的位置对齐。此外，在本实施方式中，作为发光元件例示了红外发光LED 63，但并不限定于此。只要是可以向加工布料W照射平行光的光源即可。此外，所谓平行光，不一定是左右方向完全平行，也包含大致平行光。

参照图3，对于布料端位置检测装置中的信号处理的流程进行说明。图3是本实施方式涉及的布料端位置检测装置的控制框图。

如图3所示，布料端位置检测装置具有布料端传感器6、布料端传感器控制器（控制部）71和布料端控制控制器（控制部）72。在布料端传感器6中，平行光穿过加工布料W而由CMOS线性传感器64接受，在CMOS线性传感器64中利用多个传感器元件进行光电变换。从各传感器元件输出的传感器电压输入至由DSP（Digital SignalProcessor）等构成的布料端传感器控制器71中。在布料端传感器控制器71中，各传感器电压通过A/D变换器73进行A/D变换处理。另外，在布料端传感器控制器71中，对应于传感器电压进行布料端判定处理，生成表示加工布料W的布料端位置的布料端位置信息。

布料端位置信息输入至由微型计算机等构成的布料端控制控制器72中。在布料端控制控制器72中，通过来自上位的缝纫机控制器74的指令，基于布料端位置信息进行布料端位置对齐控制。布料端控制控制器72经由4个驱动器75，对驱动上下一对的操作器4的各驱动电动机76进行控制。具体地说，布料端控制控制器72利用2个驱动电动机76，通过上下的驱动辊41对加工布料W的布料进给进行控制。另外，利用其余2个驱动电动机76使各驱动辊41的齿轮43旋转，调整加工布料W的布料端在左右方向上的位置。

在该情况下，在布料端控制控制器72中，根据布料端位置信息进行布料状态判定处理，检测布料端处的绒毛、切口、台阶。在这里，检测到的绒毛是多根绒毛缠绕的复合绒毛这种较大的绒毛。布料端控制控制器72在检测到复合绒毛或切口时，通过操作器4进行布料端的位置对齐，以使得缝边不会沿着复合绒毛或切口。另外，布料端控制控制器72在未检测到复合绒毛或切口时，进行布料端的位置对齐，以校正布料端位置的位置偏离。

此外，布料端控制控制器72也可以构成为，在检测到复合绒毛或切口时，向缝纫机控制器74输出停止信号，使缝纫机整体停止。在该情况下，也可以使警报部77显示警报。另外，在本实施方式中，构成为由布料端传感器控制器71进行布料端判定处理，由布料端控制控制器72进行布料状态判定处理，但并不限定于该结构。也可以由布料端传感器控制器71进行布料端判定处理及布料状态判定处理。另外，也可以一体地形成布料端传感器控制器71及布料端控制控制器72。

在这里，参照图4A至4F，对于布料端传感器的输出特性进行说明。图4A至4F是表示本实施方式涉及的布料端传感器的输出特性的一个例子的图。

如图4A所示，在加工布料W未通过布料端传感器6的情况下，在CMOS线性传感器64的感应区域中，输出电压波形的电压电平恒定。如图4B所示，在无绒毛等的加工布料W通过布料端传感器6的情况下，以感应区域的一处为边界，输出电压波形的电压电平急剧变化。在该情况下，急剧的电压变化点表示加工布料W的布料端，电压电平较低侧表示加工布料W的内侧，电平较高侧表示加工布料W的外侧。

如图4C所示，在具有多根绒毛（单绒毛）91的加工布料W通过布料端传感器6的情况下，在感应区域的多处输出电压波形的电压电平急剧变化。在该情况下，在感应区域中，从加工布料W的内侧朝向外侧第一个急剧的电压变化点表示加工布料W的布料端，第一个电压变化点以后的电压变动表示是绒毛91。由此，在多根绒毛91的情况下，可以根据电压变化点的位置确定布料端位置。

如图4D所示，在具有较大的复合绒毛92的加工布料W通过布料端传感器6的情况下，在感应区域的多处输出电压波形的电压电平急剧变化。在该情况下，因为复合绒毛92由不均匀的绒毛缠绕而形成，所以与布料端相比，有时会在加工布料W的外侧产生第一个电压变化点。因此，无法对应于电压变化点的位置确定布料端位置。该复合绒毛92在每次布料进给时都会有形状变化，因此，具有在每次布料进给时急剧的电压变化点的位置都变化的特征。

如图4E所示，在具有切口93的加工布料W通过布料端传感器6的情况下，在感应区域的一处输出电压波形的电压电平急剧变化。在该情况下，因为切口93陷入加工布料W的内侧而形成，所以与布料端相比，在加工布料W的内侧产生电压变化点（边缘变动）。因此，无法对应于电压变化点的位置确定布料端位置。切口93具有急剧的电压变化点的位置暂时地变化的特征。

如图4F所示，在具有台阶94的加工布料W通过布料端传感器6的情况下，在感应区域的一处输出电压波形的电压电平急剧变化。在该情况下，因为台阶94使加工布料W的布料端位置移动（边缘变动），所以急剧的电压变化点表示加工布料W的布料端。台阶94具有使移动的急剧的电压变化点的位置连续的特征。

在本实施方式中，根据上述输出电压波形实施布料端判定处理及布料状态判定处理。在布料端判定处理中求出布料端位置，在布料状态判定处理中根据布料端位置对复合绒毛92、切口93、台阶94等布料状态进行判定。下面，参照图5A至8，对于布料端判定处理及布料状态判定处理进行说明。

首先，对于布料端判定处理进行说明。图5A至5D是本实施方式涉及的布料端判定处理的说明图。图6是本实施方式涉及的布料端判定处理的流程的一个例子。此外，在图6的流程图中，对应于来自上下CMOS传感器的输出，对上下两片的加工布料同时进行布料端判定处理。

如图5A所示，布料端传感器6的CMOS线性传感器64是将在与布料进给方向正交的左右方向上排列分成128个的传感器元件而构成的。从CMOS线性传感器64输出的电压，输入至布料端传感器控制器71中。在布料端传感器控制71中进行与传感器元件的个数相对应的A/D变换。A/D变换从第0个传感器元件依次进行至第127个传感器元件。即，在1个布料端传感器6中，反复进行128次A/D变换。此外，该A/D变换在位于上下的CMOS线性传感器64中同时进行。

如图5B所示，从该128个数据中检索沿着上升沿而通过阈值Ve的点。并且，将从加工布料W的内侧朝向外侧第一个超过阈值Ve的电压变化点作为布料端位置。由此，如图4C所示，即使在由于多根绒毛91产生多个电压变化点的情况下，也可以忽略绒毛而检测出布料端位置。由此，不仅在图4B及图4F所示的加工布料W中，在图4C所示的加工布料W中也可以检测出布料端位置。此外，阈值Ve是即使在具有多根绒毛91的加工布料W的情况下也可以确定布料端的阈值，是通过试验求出的值。

在这里，如图4D及图4E所示，即使在由于复合绒毛92或切口93而使第一个超过阈值Ve的电压变化点与实际的布料端位置不一致的情况下，也可以将该电压变化点假定为布料端位置。通过布料端判定处理求出的布料端位置信息，可以在后续的布料状态判定处理中使用。

如图6所示，如果布料端传感器6的传感器处理开始，则对上下的CMOS线性传感器64的第i个（i＝0至127）传感器元件的输出电压进行A/D变换（步骤S01）。然后，在上侧线性传感器用的传感器变量缓存器BUF0[i]中存储A/D变换结果（步骤S02）。然后，在下侧线性传感器用的传感器变量缓存器BUF1[i]中存储A/D变换结果（步骤S03）。然后，在计数器中使i值增加1（步骤S04）后，判定i的值是否超过127（步骤S05）。

在i的值未超过127的情况下（步骤S05为否），反复进行从步骤S01至步骤S05的A/D变换处理。由此，从前端（i＝0）传感器元件至最末端传感器元件（i＝127）为止反复进行128次A/D变换处理。在反复进行128次A/D变换处理后，i的值超过127的情况下（步骤S05为是），在计数器中将i的值清零（步骤S06）。

然后，判定存储在上侧线性传感器用的第i个BUF0[i]中的数据是否超过阈值Ve（步骤S07）。在BUF0[i]的数据超过阈值Ve的情况下（步骤S07为是），将第i个传感器元件的位置设为电压变化点Edge0（步骤S10）。另一方面，在BUF0[i]的数据未超过阈值Ve的情况下（步骤S07为否），在计数器中i的值增加1（步骤S08）后，判定i的值是否超过127（步骤S09）。在i的值未超过127的情况下（步骤S09为否），反复进行从步骤S07至步骤S09为止的电压变化点的检索处理。由此，从较小的BUF0的数据开始依次与阈值Ve进行比较。

然后，在计数器中将i的值清零（步骤S 10），在下侧线性传感器中，也与上侧线性传感器同样地进行电压变化点Edge1的检索处理（步骤S 11至S 14）。根据按照这种方式求出的电压变化点Edge 0、1，计算出布料端位置信息。具体地说，如果将CMOS线性传感器64的感应区域设为8[mm]，则通过下式（1）进行计算。

布料端位置信息＝Edge/128×8…（1）

例如，在Edge 0、1是第30个A/D变换结果的情况下，计算出布料端位置信息为1.875[mm]。

此外，如图5C及图5D所示，在布料进给方向上细长的加工布料W的情况下，有时将加工布料W配置在与图5A及5B的情况相反侧，即布料传感器6的内侧。在该情况下，从第127次A/D变换结果以降序进行电压变化点的检索处理。

下面，对于布料状态判定处理进行说明。图7是本实施方式涉及的布料状态判定处理的说明图。图8是本实施方式涉及的布料状态判定处理的流程的一个例子。此外，在图8中仅记载了上侧线性传感器的处理，但下侧线性传感器也同时进行处理。

如上所述，复合绒毛92及切口93，其电压变化点与实际的布料端位置不一致，在布料端判定处理中无法检测到实际的布料端位置。因此，希望在复合绒毛92或切口93通过布料端传感器6之前，停止进行位置对齐，或根据复合绒毛92或切口93之前的布料端位置信息进行布料端的位置对齐。另一方面，台阶94与复合绒毛92或切口93不同，表示布料宽度变化的加工布料W的布料端，可以通过布料端判定处理检测出实际的布料端位置。因此，希望根据布料端位置信息进行布料端的位置对齐。

因此，在本实施方式中，根据在布料端判定处理中得到的布料端位置信息，通过布料状态判定处理检测出复合绒毛92、切口93及台阶94。如图7A所示，在布料状态判定处理中，在从布料端传感器控制器71向布料端控制控制器72传输数据时，从布料端判定处理使用的坐标进行坐标变换。在这里，将在布料端判定处理中使用的坐标[0至127]变换为坐标[－64至63]，将位置对齐的目标位置设定为0。即，在CMOS线性传感器64的感应区域中心设定布料端的目标位置。

在图7B中表示布料状态判定处理的时序图。纵轴表示布料端位置信息相对于目标位置的位置偏移量，横轴表示时间。在该布料状态判定处理中，根据ON、START、T_s（第1布料进给时间）、T_on（第2布料进给时间）这4个阈值判定布料状态。ON、START、T_s用于确定布料端位置信息的急剧变化。例如，在布料端位置信息从超过＋START的时刻开始在T_s时间内达到＋ON的情况下，判定为复合绒毛92。这是因为在短时间内，布料端位置从目标位置向加工布料W的外侧大幅度远离。另外，在布料端位置信息从超过－START的时刻开始在T_s时间内达到－ON的情况下，判定为切口93。这是因为在短时间内，布料端位置从目标位置向加工布料W的内侧大幅度远离。即，在第1布料进给时间T_s内布料端位置信息变化大于或等于ON与START之差的绝对值|ON－START|（第1阈值）的情况下，判定布料状态为复合绒毛92或切口93。

另外，在±ON状态持续大于或等于T_on时间的情况下，判定为台阶94。这是因为布料端位置持续从目标位置远离的状态。在该情况下，在±ON状态经过T_on时间之前，判定为复合绒毛92或切口93。但是，T_on时间是msec级的极短时间，因此，台阶94的判定处理的微小延迟不会对缝边造成影响。此外，在布料端位置信息超过T_s时间达到±ON的情况下，判定为布料端。这是因为布料端位置缓慢变化。此外，阈值ON、START，例如可以根据复合绒毛92的绒毛长度或切口93的陷入深度适当设定。另外，阈值T_s、T_on例如可以根据布料进给速度等适当设定。

如图8所示，如果布料端判定处理开始，则对在布料端判定处理中得到的布料端位置信息进行坐标变换（步骤S21）。这时，布料端位置信息Edge变换为Pos，布料端的位置对齐的目标位置设定为0。然后，判定布料端位置信息Pos是否超过＋START（步骤S22）。在布料端位置信息Pos超过＋START的情况下（步骤S22为是），在计数器中，使表示超过START后的经过时间的变量Time递增（步骤S23）。

在布料端位置信息Pos未超过＋START的情况下（步骤S22为否），判定布料端位置信息Pos是否超过－START（步骤S24）。在布料端位置信息Pos超过－START的情况下（步骤S24为是），在计数器中使变量Time递增（步骤S25）。在布料端位置信息Pos未超过－START的情况下（步骤S24为否），在计数器中清零变量Time（步骤S26）。

然后，进行变量Time的限幅处理。即，判定变量Time是否超过计数器的最大值LIMIT（步骤S27）。在变量Time超过计数器的最大值LIMIT的情况下（步骤S27为是），变量Time设定为最大值LIMIT（步骤S28）。在变量Time未超过计数器的最大值LIMIT的情况下（步骤S27为否），判定变量Time是否超过计数器的最小值－LIMIT（步骤S29）。

在变量Time超过计数器的最小值－LIMIT的情况下（步骤S29为是），变量Time设定为计数器的最小值－LIMIT（步骤S30）。在变量Time未超过计数器的最小值－LIMIT的情况下（步骤S29为否），不变更变量Time。

然后，进行复合绒毛判定（步骤S31）。在这里，在布料端位置信息Pos超过＋ON，变量Time小于T_s且表示超过ON后的经过时间的变量OnTime小于T_on的情况下，判定为复合绒毛92。在判定为复合绒毛92的情况下（步骤S31为是），作为通知信息设置表示复合绒毛92的标识1，在计数器中使变量OnTime递增（步骤S32）。在未判定为复合绒毛92的情况下（步骤S31为否），进行切口判定（步骤S33）。

在这里，在布料端位置信息Pos超过－ON、变量Time大于－T_s、变量OnTime小于T_on的情况下，判定为切口93。在判定为切口93的情况下（步骤S33为是），作为通知信息设置表示切口93的标识－1，在计数器中使变量OnTime递增（步骤S34）。在未判定为切口93的情况下（步骤S33为否），判定为是台阶94或通常的布料端。并且，作为通知信息设置标识0，将变量OnTime清零（步骤S35）。

然后，判定变量OnTime是否超过计数器的最大值OnTimeLimit（步骤S36）。在变量OnTime超过计数器的最大值OnTimeLimit的情况下（步骤S36为是），变量OnTime设定为计数器的最大值OnTimeLimit（步骤S37）。另一方面，在变量OnTime未超过计数器的最大值OnTimeLimit的情况下（步骤S36为否），不变更变量OnTime。

由此，可以通过布料端判定处理和布料状态判定处理，利用上下各1个的线性传感器区分复合绒毛92、切口93、台阶94。此外，布料状态判定处理是假定连续进给布料的状态，但也可以考虑间断进给布料的情况。在该情况下，因为在布料进给停止时，在同一个位置反复进行判定处理，所以在布料进给停止时省略步骤S23、S25、S32、S34的加减计算处理。

为了判定布料状态为台阶，需要T_s和T_on的合计时间。因此，在经过T_s和T_on的合计时间之前，如果加工布料W从布料端传感器6被输送至落针点，则来不及进行对应于台阶94的布料端的位置对齐。为了解决这一问题，在本实施方式中，布料端传感器6与落针点的间隔设为足够大。在主轴电动机每旋转1周在布料进给方向上进给1个间距布料的机构中，如果将布料端传感器6与落针点的间隔设为D₀[mm]、将布料进给间距设为P[mm]、将电动机的旋转速度设为N[min^-1]、将安全率设为A，则下式（2）的关系成立。

$\frac{(T_s+T_{\mathrm{on}})}{A}\≤\frac{D_0}{P}\×\frac{60}{N}\·\·\·\left(2\right)$

由此，设定为台阶94的判定所需的T_s和T_on的合计时间，比将加工布料W从布料端传感器6输送至落针点为止的时间短。由此，在经过台阶94的判定所需的合计时间之前，加工布料W不会输送至落针点，从而可以实现对应于台阶94的布料端的位置对齐。

另外，T_s及T_on也可以对应于主轴电动机的旋转速度进行变化。在该情况下，预先通过实验求出在主轴电动机的基准旋转速度N0[min^-1]下的T_s及T_on。如果将主轴电动机的基准旋转速度设为N0[min^-1]，将变更后的设定旋转速度设为N[min^-1]，则可以通过下式（3）、（4），求出变更后的T_s′及T_on′。此外，T_s及T_on不限定于下式，可以任意设定。

${T_s}^{,}=\underset{\‾}{N_0}\×T_s\·\·\·\left(3\right)$

${T_{\mathrm{ON}}}^{,}=\frac{N_0}{N}\×T_{\mathrm{ON}}\·\·\·\left(4\right)$

参照图9A至10，对于布料端的位置对齐控制进行说明。图9A至9D是表示本实施方式涉及的布料端的位置对齐控制的图。图10是本实施方式涉及的布料端的位置对齐控制的流程的一个例子。

在图9A所示的系统中，成为将布料端位置信息作为反馈信息的全闭环控制。电动机系统由电动机驱动器B 1及带编码器的伺服电动机B2构成。在该电动机系统中，通过向电动机驱动器B 1输入位置指令，从而按照位置指令驱动伺服电动机B2，利用操作器B3进行布料端的位置对齐控制。

在线性传感器处理模块B5中，对应于加工布料W的布料端位置，检测从CMOS线性传感器B4输出的电压。在布料端判定处理模块B6中，根据来自线性传感器处理模块B4的输出，计算布料端位置信息。布料端位置信息经由取出点P1输入至布料状态判定模块B7和叠加点P2。在布料状态判定模块B7中，根据布料端位置信息对布料状态（标识）进行判定。将布料状态向控制器B8通知。

另一方面，在叠加点P2，从表示布料端的目标位置的位置指令θ_CMD减去经由取出点P1输入的布料端位置信息，求出偏差Err。偏差Err在控制器B8中乘以位置系数K₁（θ＝K₁×Err），作为位置指令θ输出至电动机驱动器B 1。在这里，如果将K₁设为1、将目标位置设为0，则输出如图9B所示的位置指令θ。在偏差Err处于指令位置θ_CMD容许范围d₀至d₁内的情况下，从控制器B8向电动机驱动器B1输入电动机停止指令。由此，可以进行稳定的位置对齐控制。此外，位置系数K₁及容许范围d₀至d₁是实验确定的值。

另外，在布料状态为复合绒毛92及切口93的情况下，从控制器B8向电动机驱动器B1输入电动机停止指令。由此，可以防止缝边追随复合绒毛92及切口93。此外，也可以取代电动机停止命令的输入，根据刚检测到复合绒毛92及切口93之前的任意布料端位置信息进行处理。

如图10所示，首先通过布料端判定处理检测布料端位置信息（步骤S41）。然后，通过布料状态判定处理判定布料状态（步骤S42）。在这里，在判定布料状态为复合绒毛92或切口93的情况下，设定为i＝1。另外，在判定布料状态为除了复合绒毛92及切口93以外的情况下，设定为i＝0。然后，判定布料状态是否是除了复合绒毛92及切口93以外的情况（步骤S43）。

在判定布料状态为复合绒毛92或切口93的情况下（步骤S43为否），使操作器4用的驱动电动机76停止（步骤S44）。在该情况下，也可以使缝纫机停止并显示警报。另外，也可以取代停止操作器4，而是对应于任意的布料端位置信息，对操作器4用的驱动电动机76进行控制。

在判定布料状态为除了复合绒毛92及切口93以外的情况下（步骤S43为是），计算表示目标位置的位置指令θ_CMD与布料端位置信息的偏差Err（步骤S45）。然后，判定偏差Err是否处于容许范围d₀至d₁内（步骤S46）。在偏差Err处于容许范围外的情况下（步骤S46为否），进行位置指令运算（步骤S47），对操作器4用的驱动电动机76进行控制（步骤S48）。另一方面，在偏差Err处于容许范围内的情况下（步骤S46为是），使操作器4用的驱动电动机76停止（步骤S49）。

此外，对于向电动机驱动器B 1输入位置指令θ的结构进行了说明，但并不限定于该结构。如图9C所示，也可以使用向电动机驱动器B 1输入速度指令V的结构。速度指令V通过在控制器B8中对偏差Err乘以速度系数G而计算（V＝G×Err）。在这里，如果将G设为1，将目标位置设为0，则可以输出如图9D所示的速度指令V。布料端位置信息距离目标位置越远，速度指令V越大，布料端位置信息越接近目标位置，速度指令V越小。

在该情况下，在偏差Err处于指令位置θ_CMD的容许范围d₀至d₁的情况下，从控制器B8向电动机驱动器B 1输入电动机停止指令。由此，可以进行稳定的位置对齐控制。另外，在电动机速度存在限制的情况下，也可以设置像±V_max这样的限制。另外，速度系数G及容许范围d₀至d₁是通过实验确定的值。这时的流程图只是将图10的步骤S47的位置指令运算替代为速度指令运算。

如上所述，根据本实施方式涉及的布料端位置检测装置，即使在由于多根绒毛91而反复出现超过布料端判定用的阈值Ve的电压变化的情况下，也可以将布料端位置设定为第一次超过布料端判定用的阈值Ve的电压变化产生的位置。因此，可以忽略由多根绒毛91引起的电压变化，检测出加工布料W的布料端位置。另外，根据本实施方式涉及的布料端位置检测装置，通过布料状态判定处理判定复合绒毛92及切口93。在检测到复合绒毛92及切口93的情况下，与无绒毛等的情况或台阶94的情况相区分地，进行布料端位置对齐处理。由此，不会使缝边沿着绒毛或切口。另外，不需要单独设置用于检测复合绒毛92或切口93的传感器，可以通过简单的装置结构及检测处理，检测出加工布料W的布料端位置。

此外，本发明不限定于上述实施方式，可以进行多种变更而实施。在上述实施方式中，对于附图所示的大小或形状等，并不限定于此，可以在发挥本发明的效果的范围内进行适当变更。另外，只要不脱离本发明的目的范围，可以适当变更而实施。

例如，在上述实施方式中，布料端传感器构成为利用反射型光传感器检测布料端，但并不限定于这种结构。布料端传感器也可以构成为，利用透过型光传感器检测布料端。另外，布料端传感器只要输出与加工布料的布料端位置相对应的电压即可，可以是除了光传感器以外的检测布料端的结构。

另外，在上述实施方式中，构成为利用在作为第1布料进给时间的T_s时间内的布料端位置的大幅度移动，检测复合绒毛及切口，但并不限定于该结构。也可以通过在以第1布料进给量输送加工布料的期间，布料端位置大幅度移动而检测复合绒毛及切口。在该情况下，图7B的时序图的横轴替代时间而表示布料进给量。此外，布料进给量由驱动电动机的编码脉冲或旋转角度（相位）等设定。

另外，在上述实施方式中，构成为利用复合绒毛或切口持续大于或等于作为第2布料进给时间的T_on时间，检测台阶，但并不限定于该结构。也可以在以第2进给量输送加工布料后，复合绒毛或切口仍持续的情况下，检测台阶。在该情况下，图7B的时间曲线横轴替代时间表示布料进给量。此外，布料进给量由驱动电动机的编码脉冲或旋转角度（相位）等设定。

另外，在上述实施方式中，构成为利用操作器在布料进给方向上输送加工布料，并且，在与布料进给方向正交的左右方向上进行布料端的位置对齐，但并不限定于该结构。也可以单独设置在布料进给方向上进给加工布料的机构和在左右方向上进行布料端的位置对齐的机构。

另外，在上述实施方式中，构成为作为第1布料进给时间的T_s从布料端位置超过START的位置开始计时，但并不限定于该结构，T_s也可以从布料端位置为0的状态开始计时。

工业实用性

如上述说明，本发明具有可以通过简单的结构检测布料端位置的效果。特别地，适用于缝合上下两片的加工布料的上下进给缝纫机用的布料端位置检测装置。

Claims (10)

1.一种布料端位置检测装置，其特征在于，具有：

布料端传感器，其输出与布料端位置相对应的电压，该布料端位置是沿布料进给方向输送的加工布料的布料端且沿该布料进给方向配置的布料端的位置；以及

控制部，其根据从上述布料端传感器输出的电压，检测与上述布料进给方向正交的方向上的上述布料端位置，

上述控制部，将在隔着上述布料端而从加工布料的内侧朝向外侧的方向上，第一个超过布料端判定用的阈值的电压变化所产生的位置，判定为上述布料端位置，

上述控制部，在第1布料进给时间的期间、或以第1布料进给量输送加工布料的期间，判定为上述布料端位置的位置在从上述加工布料的内侧朝向外侧的方向上变化大于或等于第1阈值的情况下，判定布料状态为绒毛。

2.如权利要求1所述的布料端位置检测装置，其特征在于，

上述控制部，在第1布料进给时间的期间、或以第1布料进给量输送加工布料的期间，判定为上述布料端位置的位置在从上述加工布料的外侧朝向内侧的方向上变化大于或等于第1阈值的情况下，判定布料状态为切口。

3.如权利要求1或2所述的布料端位置检测装置，其特征在于，上述控制部，在大于或等于第2布料进给时间、或大于或等于以第2布料进给量输送加工布料的时间，连续判定布料状态为上述绒毛的情况下，判定布料状态为台阶。

4.如权利要求2所述的布料端位置检测装置，其特征在于，

上述控制部，在大于或等于第2布料进给时间、或大于或等于以第2布料进给量输送加工布料的时间，连续判定布料状态为上述切口的情况下，判定布料状态为台阶。

5.如权利要求1所述的布料端位置检测装置，其特征在于，

上述布料端传感器具有：红外发光LED，其向上述加工布料的表面照射平行光；反射板，其配置在上述加工布料的背面；以及CMOS线性传感器，其接受来自上述加工布料的反射光。

6.一种缝纫机，其特征在于，具有：

权利要求2至4中任一项所述的布料端位置检测装置；以及

操作器，其在与布料进给方向正交的方向上进行上述布料端的位置对齐，

上述控制部在未检测到绒毛及切口的情况下，与上述布料端位置和上述布料端的目标位置之差成正比地，对上述操作器进行控制。

7.如权利要求6所述的缝纫机，其特征在于，

上述控制部在未检测到绒毛及切口，且上述布料端位置和上述布料端的目标位置之差处于规定的容许范围内的情况下，停止由上述操作器进行的位置对齐。

8.如权利要求6或7所述的缝纫机，其特征在于，

上述控制部在检测到上述绒毛或上述切口的情况下，停止由上述操作器进行的位置对齐或停止缝纫机整体。

9.如权利要求6或7所述的缝纫机，其特征在于，

上述操作器对上下重叠的两片的上述加工布料的布料端进行位置对齐。

10.一种缝纫机，其特征在于，具有：

权利要求3或4所述的布料端位置检测装置；以及

操作器，其在与布料进给方向正交的方向上进行上述布料端的位置对齐，

上述控制部在未检测到绒毛及切口的情况下，与上述布料端位置和上述布料端的目标位置之差成正比地对上述操作器进行控制，

使上述布料端传感器与落针点远离，以使得上述第1布料进给时间和上述第2布料进给时间的合计时间小于或等于将上述加工布料从上述布料端传感器输送至上述落针点为止的时间，或使上述第1布料进给量和上述第2布料进给量的合计量，小于或等于将上述加工布料从上述布料端传感器输送至上述落针点为止的进给量。