DE112017005646T5

DE112017005646T5 - Nähmaschine

Info

Publication number: DE112017005646T5
Application number: DE112017005646.2T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kai; Toichi Ueno; Shunsuke Yoshida; Kei Shimizu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Juki Technosolutions Corp Tama Shi Jp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2037-04-01
Also published as: CN110050093B; JP6239209B1; CN110050093A; JPWO2018179398A1; WO2018179398A1; DE112017005646B4

Abstract

Eine Nähmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist: einen Greifer, der eine Spitze aufweist, die eine Schlinge eines Oberfadens fängt, die durch eine durch ein Nähgut geführte Nähnadel gebildet wird, die sich von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt bewegt; einen Drehinformationsdetektor (302), um Drehinformationen über einen Motor zu erfassen, der den Greifer dreht; und eine Überwachungseinheit (503), um das Auftreten von Stichauslassungen auf Basis der Drehinformationen zu überwachen, die in einem Zeitraum erfasst werden, in dem die Spitze des Greifers den Oberfaden fängt, und um ein Stichauslassungserfassungssignal auszugeben, wenn das Auslassen eines Stichs erkannt wird. Durch die vorliegende Erfindung kann das Auftreten von Stichauslassungen anhand einer einfachen Konfiguration mit wenigen zusätzlichen Komponenten erkannt werden.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nähmaschine, die zum Ausbilden einer Naht eine Nähnadel, einen Greifer, einen Fadenhebel und einen Presserfuß aufweist.
Hintergrund
Bei den in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten herkömmlichen Nähmaschinen werden eine Nadelstange zum vertikalen Bewegen einer Nähnadel und ein Greifer, der einen Oberfaden mit seiner Spitze fängt, von ihren jeweiligen separaten Antriebsquellen angetrieben, um diverse Möglichkeiten der Steuerung und Freiheitsgrade bei der Konstruktion zu erhalten. Bei dieser Art von Nähmaschinen kann jedoch, ohne dass die Bewegung der Nadelstange und des Greifers mit Hilfe einer synchronen Steuerung hochgenau gesteuert wird, eine durch die vertikale Bewegung der Nähnadel gebildete Schlinge des Oberfadens nicht an der Spitze des Greifers gefangen werden, wodurch es zu einem Auslassen eines Stiches kommt.
In den Patentdokumenten 3 bis 6 wird jeweils einen Detektor offenbart, der als Erfassungseinrichtung für das Überspringen von Stichen verwendet wird. In dem Patentdokument 3 wird eine Technik offenbart, bei der die Bewegungsstrecke eines Oberfadens unter Verwendung eines an der Fadenführung in der Nähe des Fadenhebels angebrachten Geräuscherkennungssensors aus dem Reibungsgeräusch des Oberfadens ermittelt wird, das bei einer Ausführung eines Nähvorgangs für einen Stich durch die Nähmaschine erzeugt wird, wobei das Auslassen eines Stiches hierbei auf Basis eines Ergebnisses eines Vergleich zwischen einer ordnungsgemäßen vorab gespeicherten Bewegungsstrecke des Oberfadens und der erfassten Bewegungsstrecke des Oberfadens erkannt wird. In dem Patentdokument 4 wird eine Technik offenbart, bei der ein photoelektrischer Detektor, der reflektiertes Licht erfasst, verwendet wird, um Stichauslassungen zu erkennen, wenn eine Schlinge eines von einem Greifer gefangenen Oberfadens sich nicht so verhält, dass sie eine Oberfläche einer in dem Greifer aufgenommenen Spulenkapsel kreuzt. Das Patentdokument 5 offenbart eine Technik, bei der unter Verwendung eines Positionsdetektors, der erkennt, ob eine Fadenanzugsfeder mit einem in einem Fadenspanner vorgesehenen Fadenspitzenabschnitt an einer Ausgangsposition positioniert ist, das Überspringen von Stichen auf Basis eines Verhaltens der Fadenanzugsfeder in einem Bereich des unteren Totpunktes des Fadenhebels von +60 [°], also einem bestimmten Winkel der oberen Welle, erkannt wird. Das Patentdokument 6 offenbart eine Technik, bei der ein Motor, der einen rotierenden Körper dreht, um den der Oberfaden gewickelt ist, als Detektor verwendet wird, wenn ein Oberfaden aus einer Fadenzufuhrquelle zugeführt wird, um aus dem Verhalten des Motors ein Überspringen eines Stiches zu erkennen, wenn auf den Oberfaden keine Spannung ausgeübt wird.
Liste der Zitate
Patentliteratur

Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. H5-23472
Patentdokument 2: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2003-126577
Patentdokument 3: Japanische Offenlegungsschrift Nr. H8-276088
Patentdokument 4: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-197786
Patentdokument 5: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2013-48710
Patentdokument 6: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2016-202437

Kurzbeschreibung
Technische Problemstellung
Bei jeder der in den Patentdokumenten 3 bis 5 offenbarten Einrichtungen der Nähmaschine zum Erfassen von Stichauslassungen müssen jedoch ein spezieller Mechanismus, eine Sensor und eine Sensorverdrahtung vorgesehen werden, um die Verhaltensweise eines Oberfadens zu erkennen, was zu einer Erhöhung der Herstellungskosten der gesamten Nähmaschine führt. Die in dem Patentdokument 6 offenbarte Erfassungseinrichtung der Nähmaschine für das Überspringen von Stichen erkennt anhand des Verhaltens des Motors die am Oberfaden erzeugte Spannung und die Bewegungsstrecke des Oberfadens, wenn ein Greifer den Oberfaden zieht. In dem Patentdokument 6 ist jedoch ein Motor zur Erzeugung der Spannung am Oberfaden erforderlich, wodurch ähnlich wie bei den in den Patentdokumenten 3 bis 5 offenbarten Techniken die Herstellungskosten erhöht werden. Wenn die in dem Patentdokument 6 offenbarte Erfassungseinrichtung der Nähmaschine für das Überspringen von Stichen verwendet wird, wird der Motor in der Mitte einer Fadenstrecke zur Zuführung des Oberfadens platziert, wenn der Motor aber in einer von der Nähnadel entfernten Position angeordnet ist, wird die Dehnung und Kontraktion des Oberfadens erhöht, wodurch die Genauigkeit für die Erfassung der Spannung und der Bewegungsstrecke verringert wird. Wenn der Motor in der Nähe der Nähnadel angeordnet ist, z. B. durch Integration in den Fadenspanner, tritt das Problem auf, dass ein Einbauraum in einem Armbereich der Nähmaschine nicht sichergestellt werden kann und die Montage schwierig ist. Darüber hinaus wird die in dem Patentdokument 6 offenbarte Stichauslasserfassungseinrichtung der Nähmaschine leicht durch eine Gleitfläche eines rotierenden Körpers beeinflusst, um den der Oberfaden geführt wird, wobei insbesondere dann, wenn die Reibung zwischen dem Oberfaden und der Gleitfläche gering ist und ein Durchdrehen auftritt, die Zuverlässigkeit beim Erfassen des Spannungswertes sinkt. Bei jeder der in den Patentdokumenten 3 bis 6 offenbarten Einrichtungen der Nähmaschine zum Erfassen von Stichauslassungen steigt die Anzahl der Komponenten jeder Nähmaschine insgesamt an, und dementsprechend ergibt sich das Problem, dass die Anzahl der Arbeitsstunden bei der Erstinbetriebnahme und die Anzahl der Wartungsstunden zur Vermeidung von Ausfällen und Fehlern bei der Erfassung aufgrund einer Umweltveränderung oder Alterung stark zunehmen.
Die vorliegende Erfindung entstand angesichts des oben Dargelegten, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, eine Nähmaschine bereitzustellen, die das Auftreten von Stichauslassungen mit einer einfachen Konfiguration erfassen kann, die eine geringere Anzahl von zusätzlichen Komponenten aufweist.
Lösung der Problemstellung
Zur Lösung der oben beschriebenen Problemstellung und zum Erfüllen der Aufgabe gibt die vorliegende Erfindung eine Nähmaschine an, die aufweist: einen Greifer, der eine Spitze aufweist, die eine Schlinge eines Oberfadens fängt, die durch eine durch ein zu nähendes Objekt geführte Nähnadel gebildet wird, die sich von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt bewegt; einen Drehinformationsdetektor, um Drehinformationen über einen Motor zu erfassen, der den Greifer dreht; und eine Überwachungseinheit, um das Auftreten von Stichauslassungen auf Basis der Drehinformationen zu überwachen, die in einem Zeitraum erfasst werden, in dem die Spitze des Greifers den Oberfaden fängt, und um ein Stichauslasserfassungssignal auszugeben, wenn das Auslassen eines Stichs erkannt wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung erzielt einen vorteilhaften Effekt, indem sie anhand einer einfachen Konfiguration mit einer geringen Anzahl von Zusatzkomponenten ein Auftreten von Stichauslassungen erfasst.
Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung einer Gesamtkonfiguration einer Nähmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Mechanismus für die obere Welle einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Mechanismus für die untere Welle einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform.
4 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Steuerungskonfiguration einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform.
5 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details einer Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform.
6 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details einer Abweichungssuppressionseinheit für die untere Welle der Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform.
7 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details einer Überwachungseinheit einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform.
8 zeigt eine Grafik zur Veranschaulichung von Signalkurven, wenn Stichauslassungen von einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform erkannt werden.
9 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle einer Nähmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform.
10 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Überwachungseinheit einer Nähmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform.
11 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle einer Nähmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform.
12 zeigt eine Grafik zur Veranschaulichung von Signalkurven, wenn Stichauslassungen von einer Nähmaschine gemäß der dritten Ausführungsform erkannt werden.
13 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle einer Nähmaschine gemäß einer vierten Ausführungsform.
14 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Überwachungseinheit einer Nähmaschine gemäß der vierten Ausführungsform.
15 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle einer Nähmaschine gemäß einer fünften Ausführungsform.
16 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details eines Drehinformationsdetektors einer Nähmaschine gemäß der fünften Ausführungsform.
17 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines ersten Beispiels für eine Hardwarekonfiguration einer Steuerkonsole einer Nähmaschine gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform.
18 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines zweiten Beispiels für eine Hardwarekonfiguration einer Steuerkonsole einer Nähmaschine gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Nähmaschine gemäß einer jeweiligen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
Bei einer ersten Ausführungsform wird ein Beispiel für eine Konfiguration einer industriellen elektronischen Nähmaschine beschrieben, die einen Nähvorgang ausführt, während sie ein zu nähendes Objekt, bei dem es sich um ein Nähgut wie Stoff oder Leder handelt, mit Hilfe einer Transportvorrichtung wie eines XY-Tisches bewegt. Das Konfigurationsbeispiel der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch auch bei einer Vorrichtung eingesetzt werden, bei der eine Naht gebildet wird, indem ein Greifer eine durch eine vertikale Bewegung einer Nähnadel gebildete Schlinge eines Oberfadens fängt, wobei die Vorrichtung beispielsweise allgemeine Nähmaschinen, Industrienähmaschinen, Haushaltsnähmaschinen und Stickmaschinen umfasst. Zunächst wird ein Konfigurationsbeispiel einer Nähmaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
Die perspektivische Ansicht von 1 veranschaulicht eine Gesamtkonfiguration einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Mechanismus für die obere Welle einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Mechanismus für die untere Welle einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform. In den 1 bis 3 wird angenommen, dass die XYZ-Koordinaten ein rechtshändiges System bilden, wobei die Richtung, in der sich eine Nähnadel 212 vertikal bewegt, die Z-Achsenrichtung ist, eine zur Z-Achsenrichtung orthogonale Richtung die X-Achsenrichtung ist und eine sowohl zur Z-Achsenrichtung als auch zur X-Achsenrichtung orthogonale Richtung die Y-Achsenrichtung ist. Die X-Achsenrichtung entspricht einer Längsrichtung eines später beschriebenen Unterbaus 104.
[Gesamtkonfiguration]
Der Hauptteil einer in 1 dargestellten Nähmaschine 100 besteht aus einem Gehäusemechanismus P0, einem Vorschubmechanismus P1, einer Steuervorrichtung P2, einem in 2 veranschaulichten Mechanismus P3 für die obere Welle und einem in 3 veranschaulichten Mechanismus P4 für die untere Welle. Der Mechanismus P3 für die obere Welle ist oberhalb einer Gleitplatte 106 angeordnet, die sich in dem Gehäusemechanismus P0 von 1 befindet. Der Mechanismus P4 für die untere Welle ist unterhalb der Gleitplatte 106 von 1 angeordnet.
[Gehäusemechanismus P0]
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst der Gehäusemechanismus P0 der Nähmaschine 100: einen Arm 101, in dem eine obere Welle 204 aufgenommen ist, die in dem Mechanismus P3 für die obere Welle von 2 enthalten ist; ein Gehäuse 102 für den Motor der oberen Welle, das mit der oberen Welle 204 von 2 gekoppelt ist, und in dem ein Motor 201 der oberen Welle aufgenommen ist, einen Nähmaschinenkopf 103, der wie später beschrieben Näharbeiten des Mechanismus P3 für die obere Welle an einem vorderen Ende des Arms 101 ausführt; einen Unterbau 104, in dem ein XY-Tisch 111 aufgenommen ist, der in dem Vorschubmechanismus P1 enthalten ist; einen Stützfuß 105, der den Arm 101 und den Unterbau 104 an einem Montageboden abstützt, und die Gleitplatte 106.
Die Gleitplatte 106 stützt in einer Ebene eine Haltevorrichtung 112 verfahrbar ab, die an einer Oberseite des Unterbaus 104 befestigt und in den Vorschubmechanismus P1 aufgenommen ist. Der Gehäusemechanismus P0 besteht aus einem elementaren Formmaterial, wie beispielsweise einer hochsteifen Stahlplatte oder einem Gussmetall, das so ausgelegt ist, dass es mechanischer Zerstörung durch Stöße beim Betrieb der Nähmaschine 100 standhält, oder aus einem flexiblen Material, das die Stöße verteilt und absorbiert.
In 1 ist zur Veranschaulichung einer Position des Motors 201 der oberen Welle von 2 das Gehäuse 102 für den Motor der oberen Welle so angeordnet, dass es mit einem Ende des Arms 101 verbunden ist. Wenn es jedoch gewünscht wird, die Länge der oberen Welle 204 von 2 zu verkürzen, um dadurch die Drehsteifigkeit der oberen Welle 204 zu erhöhen, kann der Motor 201 der oberen Welle von 2 in dem Arm 101 montiert werden. Der Motor 201 der oberen Welle von 2 kann sich auch nicht in dem Arm 101 befinden, sondern integral mit dem Nähmaschinenkopf 103 angebracht sein. Wenn der Motor 201 der oberen Welle auf diese Weise angebracht wird, ist es nicht erforderlich, das Gehäuse 102 für den Motor der oberen Welle an einem vom Nähmaschinenkopf 103 entfernten Ende des Arms 101 vorzusehen, so dass die Drehsteifigkeit der oberen Welle 204 von 2 erhöht wird und gleichzeitig die Gestaltungsfreiheit bei der Konstruktion der Nähmaschine 100 erweitert werden kann.
[Vorschubmechanismus P1]
Der Vorschubmechanismus P1 der Nähmaschine 100 umfasst einen XY-Tisch 111, die Haltevorrichtung 112 und einen pneumatischen Zylinder 113. Der XY-Tisch 111 wird in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung von einem X-Achsenantriebsmotor bzw. einem Y-Achsenantriebsmotor (nicht dargestellt) angetrieben und bewegt die mit einem beweglichen Abschnitt des XY-Tisches 111 verbundene Haltevorrichtung 112 in einer horizontalen Ebene auf der Gleitplatte 106. Die Haltevorrichtung 112 schaltet zwischen Halten und Nichthalten des zu nähenden Objekts unter Verwendung des pneumatischen Zylinders 113 als Antriebsquelle um. Die Haltevorrichtung 112 führt einen Transportvorgang zum Halten und Transportieren des Nähguts durch, so dass eine Nadeleinstichposition der Nähnadel 212 relativ zum Nähgut zu einer speziellen Position wird, die von einem Benutzer der Nähmaschine 100 über eine Bedienkonsole 121 festgelegt wird. Eine Eingabevorrichtung zur Bestimmung der Nadeleinstichposition ist nicht auf die Bedienkonsole 121 beschränkt, wobei die Nadeleinstichposition von einem Computer außerhalb der Nähmaschine 100 beispielsweise über eine Kommunikationsvorrichtung in eine Steuerkonsole 122 eingegeben werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der pneumatische Zylinder 113 zur Gewährleistung der Haltekraft der Haltevorrichtung 112 verwendet, wobei es jedoch keine Beschränkung darauf gibt. Es können auch andere Einrichtungen wie eine elektromagnetische Presse oder eine hydraulische Presse hierfür verwendet werden. Darüber hinaus ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Konfiguration des Vorschubmechanismus P1 nicht hierauf beschränkt, auch wenn ein Vorschubmechanismus P1 verwendet wird, bei dem es sich um eine Transporteinheit handelt, die das zu nähende Objekt mit Hilfe des XY-Tisches 111 und der Haltevorrichtung 112 transportiert, weil die vorliegende Erfindung auf Industrienähmaschinen angewendet wird. So kann beispielsweise ein Stichauslassungserkennungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform auf eine Nähmaschine eines anderen Typs angewendet werden, die ein zu nähendes Objekt mit einem Transporteur transportiert, oder eine Nähmaschine, die ein zu nähendes Objekt mit Hilfe eines Roboters transportiert. Darüber hinaus kann das Stichauslassungserkennungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform auf eine Nähmaschine angewendet werden, die keinen Vorschubmechanismus P1 umfasst und ein zu nähendes Objekt durch ein anderes Mittel, wie beispielsweise von Hand, transportiert.
[Steuervorrichtung P2]
Die Steuervorrichtung P2 der Nähmaschine 100 umfasst die Bedienkonsole 121, die Steuerkonsole 122 und einen Fußschalter 123. Der Benutzer der Nähmaschine 100 gibt ein Nähanweisungssignal zum Ansteuern der Nähmaschine 100 an die Steuerkonsole 122 auf Basis von Nähdaten, wie beispielsweise Nähmusterdaten, die durch die Bedienkonsole 121 erzeugt werden. Die Steuerkonsole 122 steuert den Transportvorgang, der von dem Vorschubmechanismus P1 durchgeführt wird, und steuert ferner eine Geschwindigkeit und einen Zeitpunkt der Näharbeit, die durch Zusammenwirken des Mechanismus P3 für die obere Welle und des später beschriebenen Mechanismus P4 für die untere Welle ausgeführt wird. Als Reaktion auf einen Vorgang, bei dem der Benutzer der Nähmaschine 100 eine Taste, ein Touchpanel oder dergleichen drückt, gibt der Fußschalter 123 an die Steuerkonsole 122 ein Betriebsstartsignal zum Starten der Steuerung der Nähmaschine 100 und ein Haltesignal zum Umschalten zwischen Halten und Nichthalten des zu nähenden Objekts durch die Haltevorrichtung 112 aus.
[Mechanismus P3 für die obere Welle]
Wie in 2 dargestellt umfasst der Mechanismus P3 für die obere Welle der Nähmaschine 100 den Motor 201 der oberen Welle, einen Drehinformationsdetektor 202, der Drehinformationen an dem Motor 201 der oberen Welle erfasst, eine Kupplung 203, die obere Welle 204, einen Presserfußantriebsmechanismus 205, der mit der oberen Welle 204 gekoppelt ist, um ein Aufstellen des Nähobjekts zu verhindern, einen Presserfuß 206, einen Fadenhebelantriebsmechanismus 207, der mit der oberen Welle 204 gekoppelt ist, einen Fadenhebel 209 mit einem kleinen Loch 208, durch das der Oberfaden geführt ist, einen Nadelstangenantriebsmechanismus 210, der mit der oberen Welle 204 gekoppelt ist, und die Nähnadel 212, die an einer Spitze der Nadelstange 211 befestigt ist.
Das kleine Loch 208 des Fadenhebels 209 wird so angetrieben, dass es einen oberen Totpunkt erreicht, wenn der Motor 201 der oberen Welle um einen Drehwinkel von etwa 60 Grad gedreht wird, nachdem die Nähnadel 212 im Normalfall den oberen Totpunkt erreicht hat. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden der Presserfuß 206, der Fadenhebel 209 und die Nadelstange 211 mit Hilfe des Motors 201 der oberen Welle als Antriebsquelle gleichzeitig angetrieben. Der Presserfußantriebsmechanismus 205, der Fadenhebelantriebsmechanismus 207 und der Nadelstangenantriebsmechanismus 210, die einen Synchronbetrieb der Komponenten 206, 209 und 211 ermöglichen, stellen wohlbekannte Techniken dar, sodass detaillierte Beschreibungen derselben anhand einer vergrößerten Ansicht weggelassen werden. Der Mechanismus P3 für die obere Welle arbeitet mit dem Mechanismus P4 für die untere Welle zusammen, um Näharbeiten zum Bilden einer Naht an dem Nähobjekt auszuführen.
Wenn eine Konfiguration verwendet wird, bei der die Nähnadel 212 von 2 so angetrieben wird, dass eine Spitze 308 des in 3 dargestellten Greifers 309 den Oberfaden fangen kann, können der Presserfuß 206, der Fadenhebel 209 und die Nadelstange 211 von ihren jeweiligen separaten Antriebsquellen angetrieben werden. Eine solche Antriebsquelle kann nicht nur eine rotierende elektrische Maschine wie ein Servomotor oder ein Schrittmotor (nicht dargestellt) sein, sondern es kann sich aus technischer Sicht auch um eine Antriebsquelle wie eine Vielzahl von Linearmotoren, Planarmotoren und Kugelmotoren handeln, wenn die Herstellungskosten vernachlässigt werden können. Mit dem wie vorstehend konfigurierten Mechanismus P3 für die obere Welle lassen sich die Betriebsbedingungen des Presserfußes 206, des Fadenhebels 209 und der Nadelstange 211 aus den einzelnen Antriebsquellen feststellen. Daher kann die Nähmaschine 100 einen Mehrwert durch vorbeugende Wartung und Fehlererkennung und auf Grund der Gestaltungsfreiheit für die gesamte Nähmaschine erhalten.
[Mechanismus P4 für die untere Welle]
Wie in 3 dargestellt ist, weist der Mechanismus P4 für die untere Welle der Nähmaschine 100 einen Motor 301 der unteren Welle, einen Drehinformationsdetektor 302, der Drehinformationen über den Motor 301 der unteren Welle erfasst, eine Kupplung 303, ein großes Zahnrad 305, das mit einer unteren Motorwelle 304 verbunden ist, ein kleines Zahnrad 306, das mit dem großen Zahnrad 305 in Eingriff steht, eine untere Greiferwelle 307, die mit dem kleinen Zahnrad 306 verbunden ist, und den Greifer 309 auf, der mit der unteren Greiferwelle 307 gekoppelt ist und die Spitze 308 aufweist, die eine Schlinge des Oberfadens fängt, die durch vertikale Bewegung der Nähnadel 212 gebildet wird.
Der Greifer 309 weist eine Spulenkapsel auf, in der eine Spule (nicht abgebildet) aufgenommen ist, um die ein Unterfaden unter Verwendung eines Schiffchengreifers (nicht dargestellt) gewickelt ist, so dass die Spule so aufgenommen wird, dass sie sich nicht vom Greifer 309 löst. Der Mechanismus P4 für die untere Welle wirkt mit dem Mechanismus P3 für die obere Welle zusammen, um Näharbeiten zum Bilden einer Naht an dem Nähobjekt auszuführen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall veranschaulicht, bei dem ein vollständig umlaufender Greifer als Greifer 309 verwendet wird, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. So kann der Greifer 309 beispielsweise ein halb umlaufender Greifer, ein Horizontalgreifer oder ein Vertikalgreifer sein, solange es sich um einen Greifer handelt, der die Oberfadenschlinge fängt. Darüber hinaus wird bei Verwendung des vollständig umlaufenden Greifers bei der vorliegenden Ausführungsform eine Doppelgeschwindigkeitsmaschine verwendet, die aus dem großen Zahnrad 305 und dem kleinen Zahnrad 306 besteht, da der Greifer in Bezug auf die in 2 dargestellte Nadelstange 211 mit doppelter Geschwindigkeit angetrieben werden muss. Der Greifer 309 kann jedoch auch direkt von dem Motor 301 der unteren Welle angetrieben werden, ohne dass auf die Doppelgeschwindigkeitsmaschine zurückgegriffen wird. Da die Konfiguration des vollständig umlaufenden Greifers eine bekannte Technik darstellt, wird eine detaillierte Beschreibung einer internen Konfiguration und dergleichen unter Verwendung einer vergrößerten Ansicht weggelassen.
[Näharbeiten mit Hilfe des Mechanismus P3 für die obere Welle und des Mechanismus P4 für die untere Welle]
Näharbeiten, die mit Hilfe des Mechanismus P3 für die obere Welle zusammen mit dem Mechanismus P4 für die untere Welle ausgeführt werden, stellen sich im Detail wie folgt dar. Zuerst wird der Motor 201 der oberen Welle gedreht, wobei dabei die Nähnadel 212 mit dem durch ein Nadelöhr geführten Oberfaden von einer Oberseite zu einer Unterseite der Gleitplatte 106 in das Werkstück geführt wird. Durch die Betätigung der Nadel 212 wird der Oberfaden zu der Unterseite des zu nähenden Objektes geführt. Wenn die Nadel 212 von dem unteren Totpunkt angehoben wird, bildet der Oberfaden anschließend durch Reibung mit dem Nähgut eine Schlinge an der Unterseite des zu nähenden Objekts. Die Spitze 308 des Greifers 309, der sich unter Verwendung des Motors 301 der unteren Welle als Antriebsquelle dreht, fängt den Oberfaden zeitgleich mit der Bildung der Oberfadenschlinge, und Oberfaden und Unterfaden werden miteinander verschlungen. Danach wird die Nähnadel 212 aus dem Nähgut herausgezogen, wodurch der Oberfaden an die Oberseite des Nähguts gezogen wird. Dann zieht der Fadenhebel 209 den Oberfaden über dem Nähgut hoch, wodurch der Oberfaden angezogen und eine Naht gebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt drückt der Presserfuß 206 das Nähgut so, dass das Nähgut nicht abhebt oder flattert, wenn die Nähnadel 212 oder der Fadenhebel 209 nach oben geführt wird.
An dem Motor 201 der oberen Welle, der eine Antriebsquelle des in 2 dargestellten Mechanismus P3 für die obere Welle ist, ist ein Drehinformationsdetektor 202 angebracht, der Informationen einschließlich eines Winkels, einer Winkelgeschwindigkeit, einer Winkelbeschleunigung und dergleichen eines Rotors relativ zu einem Stator des Motors erfasst. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgt die Beschreibung unter der Annahme, dass der Drehinformationsdetektor 202 ein optischer Drehgeber ist, der den Winkel des Rotors relativ zum Stator erfasst. Zusätzliche Informationen wie die Winkelgeschwindigkeit, die Winkelbeschleunigung und dergleichen des Rotors können erhalten werden, indem der Winkel des Rotors differenziert wird.
In ähnlicher Weise ist bei dem Motor 301 der unteren Welle, der eine Antriebsquelle des in 3 dargestellten Mechanismus P4 für die untere Welle ist, ein Drehinformationsdetektor 302 angebracht, der Informationen erfasst, die einen Winkel, eine Winkelgeschwindigkeit, eine Winkelbeschleunigung und dergleichen eines Rotors relativ zu einem Stator des Motors beinhalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgt die Beschreibung unter der Annahme, dass der Drehinformationsdetektor 202 ein optischer Drehgeber ist, der den Winkel des Rotors in Bezug auf den Stator erfasst. Zusätzliche Informationen wie die Winkelgeschwindigkeit, die Winkelbeschleunigung und dergleichen des Rotors können erhalten werden, indem der Winkel des Rotors differenziert wird.
Im Folgenden wird eine Steuerungskonfiguration der Nähmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 erläutert. 4 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Steuerungskonfiguration einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform. Die Steuerkonsole mit dem Bezugszeichen 122A entspricht der in 1 dargestellten Steuerkonsole 122. Bevor die Steuerungskonfiguration der Nähmaschine 100 beschrieben wird, wird ein Überblick über die Bedienung der Nähmaschine 100 gegeben.
Bei der Nähmaschine 100 wird bei gedrücktem Fußschalter 123 und Senden eines Haltesignals an eine Anweisungserzeugungseinheit 405 der Steuerkonsole 122A der pneumatische Zylinder 113 durch ein Halteanweisungssignal betätigt, das von der Anweisungserzeugungseinheit 405 ausgegeben wird, und das Nähgut wird von der in 1 dargestellten Haltevorrichtung 112 so gehalten, dass es transportiert werden kann. Wenn der Fußschalter 123 gedrückt wird und ein Betriebsstartsignal an die Steuerkonsole 122A gesendet wird, werden ein X-Achsenmotor 410, ein Y-Achsenmotor 412, der Motor 201 der oberen Welle und der Motor 301 der unteren Welle, bei denen es sich um Antriebsquellen des Vorschubmechanismus P1 handelt, der Mechanismus P3 für die obere Welle und der Mechanismus P4 für die untere Welle betätigt und die Nähmaschine 100 beginnt anschließend, eine Naht an einer bestimmten Position des Nähguts zu bilden, die zuvor vom Benutzer der Nähmaschine 100 über die Bedienkonsole 121 festgelegt wurde. Eine Eingabevorrichtung zum Festlegen der bestimmten Position ist nicht auf das Bedienfeld 121 beschränkt und es kann sich beispielsweise um einen Computer außerhalb der Nähmaschine 100 handeln. In diesem Fall wird die bestimmte Position vom Computer über eine Kommunikationsvorrichtung in die Steuerkonsole 122A eingegeben.
[Konfiguration der Bedienkonsole]
Wie in 4 dargestellt ist, setzt sich die Bedienkonsole 121 der Nähmaschine 100 aus einer Anzeigevorrichtung 401, einem Prozessor 402, einer Speichervorrichtung 403, die Nähmusterdaten D1 speichert, und einer Eingabevorrichtung 404 zusammen. Der Benutzer der Nähmaschine 100 bedient die Eingabevorrichtung 404, die aus Drucktasten oder einem Touchpanel besteht, während er sich auf die Anzeigevorrichtung 401 bezieht, um die Nähmusterdaten D1 für jeden Stich einzugeben. Dementsprechend werden die Nähmusterdaten D1 in der Speichervorrichtung 403 der Bedienkonsole 121 gespeichert. Ein Betriebssystem der Bedienkonsole 121 wird vom Prozessor 402 betrieben. Die Verwendung der in der Speichervorrichtung 403 gespeicherten Nähmusterdaten D1 erleichtert das Erstellen, Bearbeiten und Kopieren eines Nähmusters.
Die vom Bedienfeld 121 erzeugten Nähmusterdaten D1 werden vom Prozessor 402 in ein Nähanweisungssignal umgewandelt und das Nähanweisungssignal wird an die Anweisungserzeugungseinheit 405 der Steuerkonsole 122A übertragen. Die Nähmusterdaten D1 sind Daten zum Bestimmen von Positionen und Formen von Nähten, die an dem Nähgut gebildet werden, und einer Betriebsgeschwindigkeit der Nähmaschine 100.
Die Anzeigevorrichtung 401 der Bedienkonsole 121 erhält als Eingabe ein Stichauslassungserfassungssignal, das von der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle der Steuerkonsole 122A ausgegeben wird, und die Anzeigevorrichtung 401 zeigt dem Benutzer der Nähmaschine 100, wenn ein Überspringen eines Stichs erkannt wird, das Auftreten der Stichauslassung an. Die Anzeigevorrichtung 401 ist nicht auf eine innerhalb der Bedienkonsole 121 angeordnete Vorrichtung beschränkt und kann eine Anzeigevorrichtung wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige oder eine Signalvorrichtung sein, die sich außerhalb der Bedienkonsole 121 befindet. In diesem Fall kann die Kommunikation zwischen der Anzeige und der Steuerkonsole 122A entweder drahtgebunden oder drahtlos erfolgen. Die Speichervorrichtung 403 ist nicht auf eine innerhalb der Bedienkonsole 121 angeordnete Vorrichtung beschränkt und es kann sich um eine Speichervorrichtung handeln, die sich außerhalb der Bedienkonsole 121 befindet. In diesem Fall kann die Kommunikation zwischen der Speichervorrichtung und der Steuerkonsole 122A entweder drahtgebunden oder drahtlos erfolgen.
[Konfiguration der Steuerkonsole]
Wie in 4 dargestellt ist, umfasst die Steuerkonsole 122A, die die Nähmaschine 100 steuert, zumindest die Anweisungserzeugungseinheit 405, eine Steuerungsberechnungseinheit 406 für den Motor der oberen Welle, die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle, eine X-Achsenmotorsteuerungsberechnungseinheit 408 und eine Y-Achsenmotorsteuerungsberechnungseinheit 409. Zusätzlich zu diesen Komponenten kann die Steuerkonsole 122A einen Hubmagneten, der einen Faden nach Abschluss der Näharbeiten schneidet, einen Meldungssensor, der anzeigt, dass ein Faden zu Ende gegangen ist, einen Steuerschaltkreis, der einen Positionssensor und dergleichen ansteuert, um den Vorschubmechanismus P1 in eine ursprüngliche Position zurückzubringen, und einen Stromversorgungskreis aufweisen. Diese zusätzlichen Komponenten stehen jedoch nicht in direktem Zusammenhang mit dem Effekt der vorliegenden Erfindung, so dass auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
Die Steuerkonsole 122A erhält als Eingaben das von dem Prozessor 402 der Bedienkonsole 121 ausgegebene Nähanweisungssignal, ein Haltesignal und ein Betriebsstartsignal, die vom Fußschalter 123 ausgegeben werden, sowie ein Drehsignal der oberen Welle, bei dem es sich um Drehinformationen über den Motor 201 der oberen Welle handelt, die von dem Drehinformationsdetektor 202 des Motors 201 der oberen Welle ausgegeben werden. Darüber hinaus erhält die Steuerkonsole 122A als Eingaben ein Drehsignal der unteren Welle, bei dem es sich um Drehinformationen über den Motor 301 der unteren Welle handelt, die von dem Drehinformationsdetektor 302 des Motors 301 der unteren Welle ausgegeben werden, ein X-Achsendrehsignal, bei dem es sich um Drehinformationen über den X-Achsenmotor handelt, die von einem Drehinformationsdetektor 411 des X-Achsenmotors 410 ausgegeben werden, und ein Y-Achsendrehsignal, das von einem Drehinformationsdetektor 413 des Y-Achsenmotors 412 ausgegeben wird.
Auf der Basis dieser Signale gibt die Steuerkonsole 122A einen Steuerstrom für die obere Welle, der den Motor 201 der oberen Welle ansteuert, einen Steuerstrom für die untere Welle, der den Motor 301 der unteren Welle ansteuert, einen X-Achsensteuerstrom, der den X-Achsenmotor 410 ansteuert, einen Y-Achsensteuerstrom, der den Y-Achsenmotor 412 ansteuert, ein Halteanweisungssignal, das den pneumatischen Zylinder 113 ansteuert, und ein Stichauslassungserfassungssignal aus, das von der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle ausgegeben wird.
Die Anweisungserzeugungseinheit 405 der Steuerkonsole 122A erhält als Eingaben das vom Prozessor 402 der Bedienkonsole 121 ausgegebene Nähanweisungssignal und das vom Fußschalter 123 ausgegebene Haltesignal und Betriebsstartsignal und gibt ein Ansteuerungssignal für die obere Welle, ein Ansteuerungssignal für die untere Welle, ein X-Achsenansteuerungssignal, ein Y-Achsenansteuerungssignal und ein Halteanweisungssignal aus. Das Ansteuerungssignal für die obere Welle, das Ansteuerungssignal für die untere Welle, das X-Achsenansteuerungssignal und das Y-Achsenansteuerungssignal sind elektrische Signale, die Drehwinkel des Motors 201 der oberen Welle, des Motors 301 der unteren Welle, des X-Achsenmotors 410 bzw. des Y-Achsenmotors 412 festlegen und innerhalb der Anweisungserzeugungseinheit 405 in Abhängigkeit von den Nähmusterdaten D 1 berechnet werden.
Das vom Fußschalter 123 ausgegebene Haltesignal ist ein elektrisches Signal, das den Druck des pneumatischen Zylinders 113 so festlegt, dass das Nähgut von der Haltevorrichtung 112 gehalten wird. Das vom Fußschalter 123 ausgegebene Betriebsstartsignal ist ein elektrisches Signal, das einen Zeitpunkt angibt, zu dem die Anweisungserzeugungseinheit 405 mit dem Senden des Ansteuerungssignals für die obere Welle, des Ansteuerungssignals für die untere Welle, des X-Achsenansteuerungssignals und des Y-Achsenansteuerungssignals an die Steuerungsberechnungseinheit 406 für den Motor der oberen Welle, die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle, die X-Achsenmotorsteuerungsberechnungseinheit 408 bzw. die Y-Achsenmotorsteuerungsberechnungseinheit 409 beginnt.
Die Steuerungsberechnungseinheit 406 für den Motor der oberen Welle der Steuerkonsole 122A erhält als Eingaben das Ansteuerungssignal für die obere Welle und das Drehsignal der oberen Welle und gibt den Steuerstrom für die obere Welle aus, der den Motor 201 der oberen Welle so dreht, dass eine Differenz zwischen dem Ansteuerungssignal für die obere Welle und dem Drehsignal der oberen Welle Null wird.
Die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle der Steuerkonsole 122A erhält als Eingaben das Ansteuerungssignal für die untere Welle und das Drehsignal der unteren Welle und gibt den Steuerstrom für die untere Welle aus, der den Motor 301 der unteren Welle so dreht, dass eine Differenz zwischen dem Ansteuerungssignal für die untere Welle und dem Drehsignal der unteren Welle Null wird. Wenn die Nähmaschine 100 einen normalen Arbeitsgang zur Bildung einer Naht durchführt, überwacht die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle darüber hinaus ein Auftreten von Stichauslassungen auf Basis des Drehsignals der unteren Welle, das während einer Zeitspanne eingegeben wird, während der die in 3 dargestellte Spitze des Greifers 309 den Oberfaden fängt, wobei die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle, wenn das Auftreten einer Stichauslassung erkannt wird, ein Stichauslassungserfassungssignal ausgibt. Bei Verwendung eines vollständig umlaufenden Greifers, der bei einem Stich zwei Umdrehungen gedreht wird, ist eine Zeitspanne, während der die Spitze des Greifers 309 den Oberfaden fängt, eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, wenn die Spitze des Greifers 309 eine Schlinge des Oberfadens holt, nachdem die Nähnadel 212 aus dem unteren Totpunkt angehoben wurde, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Greifer 309 eineinhalb Umdrehungen, d. h. 540 Grad, gedreht wurde, wobei ein Punkt, an dem sich die Nähnadel 212 im oberen Totpunkt befindet, 0 Grad beträgt. Der Zeitpunkt, an dem die Spitze des Greifers 309 die Schlinge des Oberfadens greift, liegt im Allgemeinen in einem Bereich, in dem sich der Greifer 309 um 360 Grad bis 450 Grad dreht, wobei ein Punkt, an dem sich die Nähnadel 212 im oberen Totpunkt befindet, 0 Grad beträgt. Wenn der Zeitpunkt, an dem die Spitze des Greifers 309 die Schlinge des Oberfadens greift, nicht genau bestimmt werden kann, kann die Überwachung der Stichauslassung gestartet werden, wenn sich der Greifer 309 um 360 Grad dreht, wobei der Punkt, an dem sich die Nadel 212 im oberen Totpunkt befindet, 0 Grad beträgt, oder wenn sich eine Spitze der Nähnadel 212 von oberhalb nach unterhalb der Gleitplatte 106 bewegt.
Die X-Achsenmotorsteuerungsberechnungseinheit 408 der Steuerkonsole 122A erhält als Eingaben das X-Achsenansteuerungssignal und das X-Achsendrehsignal und gibt den X-Achsensteuerstrom aus, der den X-Achsenmotor 410 so dreht, dass eine Differenz zwischen dem X-Achsenansteuerungssignal und dem X-Achsendrehsignal Null wird.
Die Y-Achsenmotorsteuerungsberechnungseinheit 409 der Steuerkonsole 122A erhält als Eingaben das Y-Achsenansteuerungssignal und das Y-Achsendrehsignal und gibt den Y-Achsensteuerstrom aus, der den Y-Achsenmotor 412 so dreht, dass eine Differenz zwischen dem Y-Achsenansteuerungssignal und dem Y-Achsendrehsignal Null wird.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 eine Beschreibung für ein Verfahren zur Erkennung von Stichauslassungen für die Nähmaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben. In 5 ist ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform gezeigt. 6 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Abweichungssuppressionseinheit für die untere Welle der Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform. 7 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Überwachungseinheit einer Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform. 8 zeigt eine Grafik zur Veranschaulichung von Signalkurven, wenn Stichauslassungen bei der Nähmaschine gemäß der ersten Ausführungsform erkannt werden. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm, wenn die Überwachungseinheit 503 von 5 ein Stichauslassungserfassungssignal ausgibt.
[Detaillierte Konfiguration für die Erfassung des Auslassens von Stichen]
Wie in 5 dargestellt ist, umfasst die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle der Steuerkonsole 122A eine Abweichungssuppressionseinheit 501 für die untere Welle, bei der es sich um eine Motorsteuerungseinheit handelt, eine Stromsteuerungseinheit 502 und die Überwachungseinheit 503. Die Abweichungssuppressionseinheit 501 für die untere Welle erhält als Eingaben ein Ansteuerungssignal für die untere Welle, bei dem es sich um eine Motordrehanweisung handelt, die von der Anweisungserzeugungseinheit 405 ausgegeben wird, das Drehsignal der unteren Welle, bei dem es sich um Drehinformationen handelt, die von dem an dem Motor 301 der unteren Welle angebrachten Drehinformationsdetektor 302 ausgegeben werden, und ein Stichauslassungserfassungssignal, das von der Überwachungseinheit 503 ausgegeben wird, und gibt ein Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle aus, bei dem es sich um ein Motoransteuerungssignal handelt, das den Motor 301 der unteren Welle so ansteuert, dass eine Differenz zwischen dem Ansteuerungssignal für die untere Welle und dem Drehsignal der unteren Welle Null wird.
Die Stromsteuerungseinheit 502 erzeugt den Steuerstrom für die untere Welle, der den Motor 301 der unteren Welle auf Basis des Ansteuerungssignals für den Motor der unteren Welle dreht, und führt dem Motor 301 der unteren Welle den Steuerstrom für die untere Welle zu. Wenn die Nähmaschine 100 einen Normalbetrieb zum Bilden einer Naht ausführt, überwacht die Überwachungseinheit 503 ein Auftreten von Stichauslassungen auf Basis des Drehsignals der unteren Welle, das während einer Zeitspanne eingegeben wird, während der die Spitze des in 3 dargestellten Greifers 309 den Oberfaden fängt, wobei die Überwachungseinheit 503 wenn das Überspringen von Stichen erkannt wird, ein Stichauslassungserfassungssignal ausgibt.
Wie in 6 dargestellt ist, umfasst die Abweichungssuppressionseinheit 501 für die untere Welle der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle einen Schalter 601, eine Differenzeinheit 602 und einen Abweichungssuppressionskompensator 603. Der Schalter 601 erhält als Eingaben das von der Anweisungserzeugungseinheit 405 ausgegebene Ansteuerungssignal für die untere Welle und das von der Überwachungseinheit 503 ausgegebene Stichauslassungserfassungssignal, wobei der Schalter 601, wenn erkannt wird, dass ein Stich ausgelassen wurde, während die Nähmaschine 100 die Näharbeit ausführt, eine Änderung eines Wertes des Ansteuerungssignals für die untere Welle auf Basis des Stichauslassungserfassungssignals stoppt, wobei hierbei die Drehung des Motor der unteren Welle beim Auftreten einer Stichauslassung gestoppt wird. Die Differenzeinheit 602 berechnet eine Differenz zwischen dem vom Schalter 601 ausgegebenen Ansteuerungssignal für die untere Welle und dem vom Drehinformationsdetektor 302 ausgegebenen Drehsignal der unteren Welle und gibt ein Abweichungssignal aus. Anschließend gibt der Abweichungssuppressionskompensator 603 ein Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle aus, das den Motor 301 der unteren Welle so ansteuert, dass das Abweichungssignal auf Null konvergiert. Um das Abweichungssignal auf Null zu konvergieren, umfasst der Abweichungssuppressionskompensator 603 einen Proportionalkompensator, der eine proportionale Berechnung durchführt, und/oder einen Integralkompensator, der eine integrale Berechnung durchführt, und/oder einen Differentialkompensator, der eine Differentialrechnung ausführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird in der Beschreibung angenommen, dass die PI-Regelung in dem Abweichungssuppressionskompensator 603 durch den Proportionalkompensator und den Integralkompensator vorgenommen wird.
Wie in 7 dargestellt ist, umfasst die Überwachungseinheit 503 der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle eine Filterprozesseinheit 701, eine Aufzeichnungseinheit 702 und einen Komparator 703. Die Filterprozesseinheit 701 führt eine Berechnung zur Reduzierung des Rauschanteils, bei dem es sich um eine Frequenzkomponente des Drehsignals der unteren Welle handelt, die größer als eine Drehfrequenz des in 3 dargestellten Greifers 309 ist, und/oder eine Berechnung zur Reduzierung des Rauschanteils, bei dem es sich um eine Frequenzkomponente des Drehsignals der unteren Welle handelt, die kleiner als die Drehfrequenz des Greifers 309 ist, und/oder eine Berechnung mit Hilfe eines Phasenfilters, der ein Allpassfilter ist, der eine Phase des Drehsignals der unteren Welle ändert, und/oder eine Proportionalberechnung zur Änderung einer Amplitude durch Multiplikation mit einem Verstärkungsfaktor aus, berechnet dadurch ein Bewertungssignal und gibt es aus.
Durch die Verwendung eines Bandpassfilters, der durch die Kombination eines Tiefpassfilters, der Frequenzkomponenten reduziert, die höher sind als die Drehfrequenz des in 3 dargestellten Greifers 309, und eines Hochpassfilters, der Frequenzkomponenten reduziert, die niedriger sind als die Drehfrequenz des Greifers 309, kann beispielsweise Rauschen in signifikanter Weise entfernt werden, das sich von den Komponenten unterscheidet, die fluktuieren, wenn die Spitze des Greifers 309 eine Schlinge des Oberfadens greift. Wenn die zu reduzierende Rauschfrequenz von der Drehfrequenz des Greifers 309 abweicht, kann lokal ein Kerbfilter eingesetzt werden. Durch die Verwendung des Phasenfilters können eine Erfassungsverzögerung und eine Übertragungsverzögerung des Drehinformationsdetektors 302, eine Berechnungsverzögerung in der Steuerkonsole 122A und dergleichen korrigiert werden und die Genauigkeit der Erkennungszeit der Stichauslassung kann verbessert werden. Durch die Durchführung einer Proportionalberechnung zum Ändern einer Amplitude durch Multiplikation mit einem Verstärkungsfaktor kann das Stichauslassungserfassungssignal in einer beliebigen Erfassungsspezifikation normiert werden.
Die Aufzeichnungseinheit 702 erfasst ein Bewertungssignal während einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem die Spitze des in 3 veranschaulichten Greifers 309 den Oberfaden beim Nähen des vorhergehenden Stichs fängt, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Spitze des Greifers 309 den gefangenen Oberfadens freigibt, und gibt das aufgezeichnete Bewertungssignal mit einem Zeitstempel aus, der synchron zu dem aktuellen Nähzeitpunkt entsprechend eingestellt ist. Daher kann die Aufzeichnungseinheit 702 ein Verzögerungskalkulator sein, der eine Verzögerung eines Zeitraums erzeugt, der durch Multiplikation einer für einen Stich erforderlichen Zeitspanne erhalten wird. Die Aufzeichnungseinheit 702 kann Funktionsgrößen wie einen Maximalwert, einen Minimalwert und einen Mittelwert der aufgezeichneten Bewertungssignale berechnen und ausgeben. Somit kann eine Änderung des Bewertungssignals im Vergleich mit dem Bewertungssignal des vorhergehenden Stichs leicht erkannt werden. Eine Änderungsrate des aktuellen Bewertungssignals in Bezug auf das Bewertungssignal des vorhergehenden Stichs kann beispielsweise aus einem Verhältnis einer Differenz zwischen einem aktuellen Maximalwert und einem aktuellen Minimalwert und einer Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert des vorhergehenden Stichs erhalten werden.
Wenn die Änderungsrate des aktuellen Bewertungssignals, das von der Filterprozesseinheit 701 in Bezug auf das Bewertungssignal bei dem vorhergehenden Stich, das von der Aufzeichnungseinheit 702 ausgegeben wird, größer als ein bestimmter Wert ist, gibt der Komparator 703 ein Stichauslassungserfassungssignal aus.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Überwachungseinheit 503 in der Steuerkonsole 122A enthalten. Die Überwachungseinheit 503 kann jedoch außerhalb der Steuerkonsole 122A angeordnet sein und das Layout und die Verdrahtung der Nähmaschine 100 können entsprechend angepasst werden. Bei einer speziellen Anwendung, wie beispielsweise einem Fall, bei dem ein Stich übersprungen werden soll, indem absichtlich eine Stichauslassung verursacht wird, ist es nicht erforderlich, die Änderung des Ansteuerungssignals für die untere Welle durch den Schalter 601 zu stoppen, um den Nähvorgang fortzusetzen.
[Stichauslassungserfassungsprozedur]
8 veranschaulicht in der Reihenfolge von oben nach unten eine Kurvenform eines Drehsignals der unteren Welle, das den Drehwinkel innerhalb einer einzigen Drehung des Motors 301 der unteren Welle angibt, einen Greiferdrehwinkel, der ein Winkel innerhalb einer einzigen Drehung des Greifers 309 ist, eine Position der Nähnadel 212, eine Kurvenform eines von der mit dem Bandpassfilter konfigurierten Filterprozesseinheit 701 ausgegebenen Bewertungssignals, und eine Kurvenform eines von der Überwachungseinheit 503 ausgegebenen Stichauslassungserfassungssignals.
Es wird in Bezug auf die Position der Nähnadel 212, die in 8 in der dritten Zeile von oben dargestellt ist, angenommen, dass sich die Nähnadel 212 in einer oberen Position befindet, wenn sich ein unteres Ende der Nähnadel 212 oberhalb der Gleitplatte 106 befindet, und in einer unteren Position, wenn sich das untere Ende der Nähnadel 212 unterhalb der Gleitplatte 106 befindet. Das Bewertungssignal in der vierten Zeile von oben zeigt ein Signal, das erhalten wird, wenn eine Verarbeitung des Bandpassfilters an einer Winkelgeschwindigkeit vorgenommen wird, die durch Differenzieren eines Drehwinkels des Motors 301 der unteren Welle erhalten wird, der von dem Drehinformationsdetektor 302 erfasst wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Grenzfrequenz des Tiefpassfilters auf die Hälfte der Drehfrequenz des Greifers 309 und eine Grenzfrequenz des Hochpassfilters auf die doppelte Drehfrequenz des Greifers 309 eingestellt. Die Zeiträume ta und tc in der Figur sind Zeiträume, in denen die Überwachungseinheit 503 das Bewertungssignal überwacht. Die Zeiträume ta und tc beginnen, wenn die Position der Nähnadel 212 von der oben beschriebenen oberen Position in die untere Position überführt wird, und die Zeiträume ta und tc enden, wenn der Greifer 309 eineinhalb Umdrehungen gedreht wurde, d. h. 540 Grad ab 0 Grad, was einem Winkel entspricht, wenn der Drehwinkel der unteren Welle 0 Grad als Referenz anzeigt.
Betrachtet man zunächst das Drehsignal der unteren Welle in der obersten Zeile und zählt die Zeiträume, in denen der Motor 301 der unteren Welle um einen Winkel von 0 Grad bis 360 Grad gedreht wird, ist ersichtlich, dass in 8 die Signalkurve für insgesamt vier Stiche, d. h. von einem N-ten Stich bis zu einem (N+3)ten Stich, dargestellt ist. N ist eine natürliche Zahl von größer oder gleich 1.
In der zweiten Zeile von oben dreht sich der Greifer 309 in Bezug auf den Motor 301 der unteren Welle mit der doppelten Frequenz und der Drehwinkel des Greifers zeigt den Zeitpunkt an, an dem die Zeiträume ta und tc enden. In der dritten Zeile von oben ist die Position der Nähnadel 212 und damit der Zeitpunkt des Beginns der Zeiträume ta und tc dargestellt.
Anschließend kann in der vierten Zeile von oben das Auftreten oder Nichtauftreten von Stichauslassungen anhand des Bewertungssignals bestimmt werden. Konkret sind beim N-ten Stich und (N+1)ten Stich die Änderungen des Maximalwerts und des Minimalwerts des Bewertungssignals groß, die Spitze des Greifers 309 fängt die Oberfadenschlinge unter Bildung einer normalen Naht. Andererseits sind beim (N+2)ten Stich und (N+3)ten Stich die Änderungen des Maximalwerts und des Minimalwerts des Bewertungssignals klein, die Spitze des Greifers 309 fängt die Oberfadenschlinge nicht und es wird das Auftreten von Stichauslassungen angezeigt. Bezüglich der Änderungsrate des Bewertungssignals des (N+2)ten Stichs gegenüber dem des (N+1)ten Stichs genügt es beispielsweise, wenn der Maximalwert und der Minimalwert des (N+1)ten Stichs auf 100% und 0% normiert werden, wobei anschließend vom Komparator 703 ermittelt wird, wie stark der Maximalwert und der Minimalwert des (N+2)ten Stichs reduziert werden. Im Beispiel von 8 wird das Auftreten von Stichauslassungen erkannt, wenn die Änderungsrate des Bewertungssignals unter Berücksichtigung der Variation für jeden Stich im Vergleich mit dem vorhergehenden Stich beispielsweise weniger als 70% beträgt.
Nun wird unter Bezugnahme auf die unterste Zeile von 8 der Ausgabezeitpunkt des Stichauslassungserfassungssignals veranschaulicht, wobei die Einheit 503 das Stichauslassungserfassungssignal, das anzeigt, dass ein Stich übersprungen wurde, ausgibt, nachdem die Überwachungseinheit 503 das Bewertungssignal in dem Zeitraum tc überwacht hat.
8 veranschaulicht eine Beispielmessung für den Fall, dass kein Schalten durch den Schalter 601 erfolgt. Beim (N+2)-ten Stich und (N+3)-ten Stich werden Stiche nacheinander bei zwei Stichen übersprungen. Wenn der Nähvorgang zu einem Zeitpunkt gestoppt werden soll, zu dem ein Stich übersprungen wird, werden vorzugsweise die Änderung des Wertes des Ansteuerungssignals für die untere Welle durch den Schalter 601 und die Ansteuerung des Mechanismus P3 für die obere Welle und des Vorschubmechanismus P1 mit Hilfe eines Schalters ähnlich dem Schalter 601 gestoppt. In diesem Fall kann der Schalter, der die Ansteuerung des Mechanismus P3 für die obere Welle und des Vorschubmechanismus P1 stoppt, in der Steuerungsberechnungseinheit 406 für den Motor der oberen Welle, der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle, der X-Achsenmotorsteuerungsberechnungseinheit 408 und der Y-Achsenmotorberechnungseinheit enthalten sein oder in der Anweisungserzeugungseinheit 405. Durch Stoppen der Änderung der Werte des Ansteuerungssignals für die obere Welle, des Ansteuerungssignals für die untere Welle, des X-Achsenansteuerungssignals und des Y-Achsenansteuerungssignals unter Verwendung eines Schalters ähnlich dem Schalter 601 kann die Ansteuerung des Mechanismus P3 für die obere Welle und des Vorschubmechanismus P1 gestoppt werden.
Bei Verwendung eines vollständig umlaufenden Greifers wie bei der vorliegenden Ausführungsform dreht sich der Greifer 309 bei einem Stich zweimal, wenn die Spitze des Greifers 309 den Oberfaden bei der ersten Umdrehung fängt, dreht sich die Spitze des Greifers 309 bei der zweiten Umdrehung ohne Wirkung, ohne dass die Schlinge des Oberfadens bei der zweiten Umdrehung gefangen wird. Daher zeichnet die Aufzeichnungseinheit 702 wie in 8 dargestellt das Bewertungssignal in einem Zeitraum tb von dem Zeitpunkt, zu dem die Spitze des Greifers 309 den gefangenen Oberfaden des vorhergehenden Stich freigibt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Spitze des Greifers 309 den Oberfaden wieder fängt, auf. Anschließend berechnet die Überwachungseinheit 503 eine Differenz d1 zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Bewertungssignals in dem von der Aufzeichnungseinheit 702 aufgezeichneten Zeitraum tb und eine Differenz d2 zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des aktuellen Bewertungssignals, das von der Filterprozesseinheit 701 in dem Zeitraum tc ausgegeben wird. Die Überwachungseinheit 503 kann ein Stichauslassungserfassungssignal ausgeben, wenn eine Änderungsrate der Differenz d2 in Bezug auf die Differenz d1 kleiner als ein bestimmter Wert ist. Auf diese Weise kann der Aufwand zum Einstellen eines Schwellenwerts für die Erkennung von Stichauslassungen eingespart werden. Bei der Beispielmessung von 8 wird das Auftreten von Stichauslassungen erkannt, wenn unter Berücksichtigung der Variation für jeden Stich die Änderungsrate der Differenz d2 zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Bewertungssignals in dem Zeitraum tc nicht mindestens dreimal so groß ist wie die Differenz d1 zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Bewertungssignals in dem Zeitraum tb.
[Wirkungen dieser Ausführungsform]
Wie vorstehend beschrieben wurde, nutzt die Nähmaschine 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Informationen über die Antriebsquelle, die den Greifer 309 antreibt, so dass es möglich ist, die Gestaltungsfreiheit beim Design der Nähmaschine 100 zu erweitern und das Auftreten von Stichauslassungen mit Hilfe einer einfachen Konfiguration mit wenigen Zusatzkomponenten zu erkennen. Darüber hinaus kann im Vergleich zum Fall des Erkennens von Stichauslassungen aus dem Verhalten eines Motors, der einen rotierenden Körper antreibt, um den der Oberfaden geführt ist, ein Raum im einen Abschnitt des Arms leicht sichergestellt werden und eine einfache Montage ist leicht möglich, wobei das Auftreten von Stichauslassungen ohne Beeinflussung durch eine Gleitfläche des rotierenden Körpers, um die der Oberfaden geführt ist, erkannt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Auftreten von Stichauslassungen anhand der Betriebsinformationen über die Antriebsquelle, die den Greifer 309 antreibt, erkannt, so dass es möglich ist, eine einfach konfigurierte Nähmaschine 100 mit einer kleinen Anzahl von Zusatzkomponenten anzugeben, bei der die Anzahl an Wartungsstunden gering ist. Darüber hinaus kann im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der zusätzlich ein Sensor zur Erkennung von Stichauslassungen angebracht wurde, die Anzahl der Wartungsstunden reduziert werden.
Wenn der Schalter 601 das Auftreten von Stichauslassungen erfasst hat, während die Nähmaschine 100 die Näharbeit ausführt, kann der Schalter 601 die Änderung des Ansteuerungssignals für die untere Welle aufgrund des Stichauslassungserfassungssignals stoppen. Auf diese Weise kann die Nähmaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform die Drehung des Greifers 309 zum Zeitpunkt des Auftretens von Stichauslassungen stoppen. Demnach ist es möglich, den Greifer 309 so zu steuern, dass die Nähmaschine 100 nach dem Auftreten von Stichauslassungen keinen unnötigen Nähvorgang ausführt.
Darüber hinaus ist klar, dass auf Basis des Stichauslassungserfassungssignals die Abläufe des Presserfußes 206, des Fadenhebels 209, der Nadelstange 211, des XY-Tisches 111 und der Haltevorrichtung 112, die in der Nähmaschine 100 enthalten sind, gestoppt werden, deren Positionen in die Ausgangspositionen zurückgeführt oder deren Betriebsmuster geändert werden. So kann beispielsweise das Stichauslassungserfassungssignal in die Anweisungserzeugungseinheit 405 von 4 eingegeben werden, und die Anweisungserzeugungseinheit 405 kann so ausgebildet sein, dass sie beim Erkennen von Stichauslassungen das Ansteuerungssignal für die obere Welle, das Ansteuerungssignal für die untere Welle, das Ansteuerungssignal für die X-Achse, das Ansteuerungssignal für die Y-Achse und das Halteanweisungssignal zum Stoppen oder Fortsetzen des Nähvorgangs ändert und ausgibt. Das bedeutet, dass eine Überwachungseinrichtung, die das Überspringen von Stichen erkennt, mit einem anderen Nähmechanismus als einem Greifer oder einem Vorschubmechanismus kombiniert werden kann. Um den Antrieb des Mechanismus P3 für die obere Welle und des Vorschubmechanismus P1 zum Zeitpunkt des Auftretens von Stichauslassungen zu stoppen, können die Steuerungsberechnungseinheit 406 für den Motor der oberen Welle, die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle, die X-Achsenmotorsteuerungsberechnungseinheit 408 und die Y-Achsenmotorberechnungseinheit einen Schalter ähnlich dem Schalter 601 aufweisen. Alternativ kann die Anweisungserzeugungseinheit 405 einen Schalter ähnlich dem Schalter 601 umfassen. Es ist mit dieser Konfiguration möglich, den Benutzer der Nähmaschine 100 über das Auftreten von Stichauslassungen zu informieren und die Nähmaschine so zu steuern, dass sie keinen unnötigen Nähvorgang ausführt. Darüber hinaus kann das Zurückführen der Nähmaschine 100 reibungslos durchgeführt werden und die Stillstandszeit der Nähmaschine 100 zum Zeitpunkt des Auftretens von Stichauslassungen kann reduziert werden.
Bei der Nähmaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform werden die Nähnadel 212 und der Greifer 309 von ihren jeweiligen separaten Antriebsquellen angetrieben, so dass eine Feineinstellung des Zeitpunkts, zu dem die Spitze des Greifers 309 die Oberfadenschlinge fängt, einfach durchgeführt werden kann, indem zusätzlich das Ansteuerungssignal für die untere Welle geändert wird. Auf diese Weise können verschiedene Arten der Steuerbarkeit dargestellt werden und die Häufigkeit der Stichauslassungen kann reduziert werden. Darüber hinaus ist es bei der Nähmaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform möglich, das Auftreten von Stichauslassungen zu erkennen, ohne dass ein spezieller Mechanismus zum Erfassen des Verhaltens des Oberfadens, ein Sensor und eine Sensorverkabelung hinzugefügt werden müssen.
Zweite Ausführungsform
Die Konfiguration und die Betriebsweise einer Nähmaschine 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben. 9 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle einer Nähmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform. 10 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Überwachungseinheit einer Nähmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform. Eine Steuerkonsole, die in 9 mit dem Bezugszeichen 122B versehen ist, entspricht der in 1 dargestellten Steuerkonsole 122.
Unterschiede zwischen der Nähmaschine 100 gemäß der zweiten Ausführungsform und der Nähmaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform liegen in der Konfiguration der Überwachungseinheit 503, die in der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle der Steuerkonsole 122B enthalten ist, und den in der Speichervorrichtung 403 der Bedienkonsole 121 gespeicherten Daten, wobei die anderen Konfigurationen und Funktionen denen der Nähmaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform entsprechen. Aus diesem Grund wird die Beschreibung ähnlicher Konfigurationen und Funktionen weggelassen.
Wie in 9 dargestellt ist, erhält die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle der Steuerkonsole 122B als Eingaben ein Ansteuerungssignal für die untere Welle, das von der Anweisungserzeugungseinheit 405 ausgegeben wird, ein Drehsignal der unteren Welle, das von dem Drehinformationsdetektor 302 des Motors 301 der unteren Welle ausgegeben wird, und einen Einstellparameter D2, bei dem es sich um Daten handelt, die in der Speichervorrichtung 403 der Bedienkonsole 121 unter Verwendung der Eingabevorrichtung 404 gespeichert wurden. Die Stromsteuerungseinheit 502 gibt einen Steuerstrom für die untere Welle an den Motor 301 der unteren Welle aus, und die Überwachungseinheit 503 gibt ein Stichauslassungserfassungssignal an die Anzeigevorrichtung 401 und die Abweichungssuppressionseinheit 501 für die untere Welle aus. Der Einstellparameter D2 kann in einem Computer außerhalb der Bedienkonsole 121 festgelegt werden und der von dem Computer ausgegebene Einstellparameter D2 kann in die Steuerkonsole 122B eingegeben werden.
Wie in 10 dargestellt ist, umfasst die Überwachungseinheit 503 der Steuerkonsole 122B die Filterprozesseinheit 701, die Aufzeichnungseinheit 702, den Komparator 703 und eine Proportionalberechnungseinheit 704, wobei sie als Eingaben das von dem Drehinformationsdetektor 302 ausgegebene Drehsignal der unteren Welle und den Einstellparameter D2 der Speichervorrichtung 403 erhält und das Stichauslassungserfassungssignal ausgibt. Die Filterprozesseinheit 701 der Steuerkonsole 122B erhält als Eingaben das von dem Drehinformationsdetektor 302 ausgegebene Drehsignal der unteren Welle und den Einstellparameter D2 und gibt ein aktuelles Bewertungssignal aus, bei dem ein beliebiger Rauschanteil zur Erkennung von Stichauslassungen reduziert ist.
Die Aufzeichnungseinheit 702 der Steuerkonsole 122B erhält den Einstellparameter D2 als Eingabe, kann einen Zeitraum, während dem das Bewertungssignal aufgezeichnet wird, ändern und gibt das Bewertungssignal aus, das während der Näharbeit bei dem vorhergehenden Stich aufgezeichnet wurde, wobei dessen Zeitstempel entsprechend synchron zum aktuellen Nähzeitpunkt eingestellt wird. Der Komparator 703 der Steuerkonsole 122B vergleicht das Nähprotokoll für den vorhergehenden Stich, das von der Aufzeichnungseinheit 702 ausgegeben wird, mit einem proportionalen Bewertungssignal, das von der Proportionalberechnungseinheit 704 ausgegeben wird, und gibt ein Stichauslassungserfassungssignal aus. Die Proportionalberechnungseinheit 704 multipliziert das von der Filterprozesseinheit 701 ausgegebene aktuelle Bewertungssignal zur Ausgabe des proportionalen Bewertungssignals mit einem in dem Einstellparameter D2 festgelegten Verstärkungsfaktor. Der Einstellparameter D2 entspricht mehreren Zahlenwerten zum Ändern einer Zeitkonstante und einer Grenzfrequenz der Filterprozesseinheit 701, zum Ändern eines Aufzeichnungszeitraums der Aufzeichnungseinheit 702 und zum Ändern eines Verstärkungsfaktors, der für die Multiplikation der Proportionalberechnungseinheit 704 verwendet werden soll.
Die Überwachungseinheit 503 der zweiten Ausführungsform gibt das Stichauslassungserfassungssignal aus, wenn ein von der Proportionalberechnungseinheit 704 ausgegebener Wert des proportionalen Bewertungssignals im Vergleich mit dem Bewertungssignal des vorhergehenden Stichs, das von der Aufzeichnungseinheit 702 in dem Zeitraum ta der bei der ersten Ausführungsform beschriebenen 8 aufgezeichnet wurde, klein ist. Alternativ gibt die Überwachungseinheit 503 das Stichauslassungserfassungssignal aus, wenn ein Wert des von der Proportionalberechnungseinheit 704 ausgegebenen proportionalen Bewertungssignals im Vergleich mit dem Bewertungssignal des vorhergehenden Stichs, das von der Aufzeichnungseinheit 702 im Zeitraum tb von 8 aufgezeichnet wurde, groß ist.
Dabei erkennt die Nähmaschine 100 gemäß der zweiten Ausführungsform anhand der Betriebsinformationen der Antriebsquelle, die den Greifer 309 antreibt, das Auftreten von Stichauslassungen, so dass eine einfache Konfiguration mit wenigen Zusatzkomponenten erreicht und die Anzahl der Wartungsstunden reduziert werden kann.
Bei der Nähmaschine 100 gemäß der zweiten Ausführungsform erfasst die Überwachungseinheit 503 das Überspringen eines Stichs auf Basis des Bewertungssignals des vorhergehenden Stichs, das von der Aufzeichnungseinheit 702 ausgegeben wird, und des proportionalen Bewertungssignals, das durch Festlegen des Einstellparameters D2 erhalten wird. Daher kann der Benutzer der Nähmaschine 100 durch Ändern der Einstellung des Einstellparameters D2 die Nachweisempfindlichkeit für das Überspringen von Stichen für jeden Stich einstellen.
Darüber hinaus kann der Benutzer der Nähmaschine 100 die Zeitkonstante und die Grenzfrequenz der Filterprozesseinheit 701 für jeden Stich durch Festlegen des Einstellparameters D2 einstellen. Durch die Änderung eines Wertes des Einstellparameters D2 während der Näharbeit durch den Benutzer kann daher die Nachweisempfindlichkeit für das Überspringen von Stichen verbessert werden, auch wenn während des Nähens die Dicke und/oder Härte des Nähguts geändert wird und sich dadurch die Spannung des Oberfadens erheblich ändert oder auch wenn sich die Geschwindigkeit des Nähguts während des Nähens ändert.
Bei der zweiten Ausführungsform kann ein Wert des Bewertungssignals des vorhergehenden Stichs, das von der Aufzeichnungseinheit 702 der Überwachungseinheit 503 ausgegeben wird, auf Basis der Eingabe des Einstellparameters D2 jederzeit konstant gehalten werden. Das bedeutet, dass das betreffende proportionale Bewertungssignal als Schwellenwert für die Erkennung von Stichauslassungen verwendet werden kann. Hierdurch lässt sich eine Stichauslassung unabhängig von einer Schwankung oder Änderung des Bewertungssignals des vorhergehenden Stichs erkennen, wenn ein charakteristischer Wert des aktuellen Bewertungssignals den Wert des Einstellparameters D2 übersteigt oder unterschreitet. Dadurch kann der Aufnahmebereich der Aufzeichnungseinheit 702 deutlich reduziert und die Konfiguration der Überwachungseinheit 503 vereinfacht werden.
Dritte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 11 wird die Konfiguration einer Nähmaschine 100 gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben. 11 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle der Nähmaschine gemäß der dritten Ausführungsform. Eine Steuerkonsole mit dem Bezugszeichen 122C entspricht der in 1 dargestellten Steuerkonsole 122.
Unterschiede zwischen der Nähmaschine 100 gemäß der dritten Ausführungsform und der Nähmaschine 100 gemäß der zweiten Ausführungsform liegen in der Konfiguration der Überwachungseinheit 503, die in der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle der Steuerkonsole 122C enthalten ist, und den in der Speichervorrichtung 403 der Bedienkonsole 121 gespeicherten Daten, wobei die anderen Konfigurationen und Funktionen denen der Nähmaschine 100 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform entsprechen. Aus diesem Grund wird die Beschreibung ähnlicher Konfigurationen und Funktionen weggelassen.
Wie in 11 dargestellt ist, erhält die Überwachungseinheit 503 der Steuerkonsole 122C als Eingaben ein Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle, das von der Abweichungssuppressionseinheit 501 für die untere Welle ausgegeben wird, und einen Einstellparameter D3, bei dem es sich um Daten handelt, die in der Speichervorrichtung 403 der Bedienkonsole 121 gespeichert sind, und gibt ein Stichauslassungserfassungssignal an die Anzeigevorrichtung 401 und die Abweichungssuppressionseinheit 501 für die untere Welle aus. Der Einstellparameter D3 kann vorab in einem Computer außerhalb der Bedienkonsole 121 festgelegt werden und der von dem Computer ausgegebene Einstellparameter D3 kann in die Steuerkonsole 122C eingegeben werden.
Bei der dritten Ausführungsform wird anstelle eines von dem Drehinformationsdetektor 302 ausgegeben Drehsignals der unteren Welle das Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle in die in 10 dargestellte Filterprozesseinheit 701 der Überwachungseinheit 503 eingegeben.
Anschließend wird ein Betriebsablauf der Nähmaschine 100 gemäß der dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. 12 zeigt eine Grafik zur Veranschaulichung von Signalkurven, wenn Stichauslassungen von einer Nähmaschine gemäß der dritten Ausführungsform erkannt werden. In 12 veranschaulicht die obere Zeile einen Kurvenverlauf des von der Filterprozesseinheit 701 der Steuerkonsole 122C ausgegebenen Bewertungssignals und die untere Zeile das von dem Komparator 703 der Steuerkonsole 122C ausgegebene Stichauslassungserfassungssignal.
In Bezug auf die obere Zeile ist zu erkennen, dass, wenn das Bewertungssignal durch Eingabe des Ansteuerungssignals für den Motor der unteren Welle in die Filterprozesseinheit 701 erhalten wird, eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Bewertungssignals in dem Zeitraum tc ähnlich wie bei der Eingabe der Drehinformationen kleiner ist als eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Bewertungssignals in dem Zeitraum ta. Der Grund dafür ist folgender. In dem Zeitraum ta fängt die Spitze des Greifers 309 die Oberfadenschlinge, so dass das Drehmoment, das zum Drehen des Motors 301 der unteren Welle erforderlich ist, groß ist, während in dem Zeitraum tc die Spitze des Greifers 309 die Oberfadenschlinge nicht fassen kann.
Dagegen wird ist der unteren Zeile der Ausgabezeitpunkt für das Stichauslassungserfassungssignal dargestellt, wobei der Komparator 703 der Überwachungseinheit 503 ein Signal ausgibt, das anzeigt, dass es nach Abschluss der Überwachung des Bewertungssignals in dem Zeitraum tc zum Überspringen eines Stichs gekommen ist.
Auf diese Weise erfasst die Nähmaschine 100 gemäß der dritten Ausführungsform anhand der Betriebsinformationen der Antriebsquelle, die den Greifer 309 antreibt, das Auftreten von Stichauslassungen, so dass eine einfache Konfiguration mit wenigen Zusatzkomponenten erreicht und die Anzahl der Wartungsstunden reduziert werden kann.
Bei der Nähmaschine 100 gemäß der dritten Ausführungsform erfasst die Überwachungseinheit 503 das Überspringen von Stichen anhand des Ansteuerungssignals für den Motor der unteren Welle und des Einstellparameters D3. Auch wenn die durch Differenzierung des Drehwinkels des Motors 301 der unteren Welle erhaltene Winkelgeschwindigkeit bei der ersten Ausführungsform als Drehsignal der unteren Welle verwendet wird, können die für die Differenzierung notwendigen Berechnungskosten reduziert werden, indem das Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle als Eingabe für die Überwachungseinheit 503 verwendet wird.
Wenn ein Servomotor als Motor 301 der unteren Welle verwendet wird, entspricht das Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle einem q-Achsenstromanweisung eines dq-Achsen-Vektorstromsteuersystems, wodurch eine Dimension der Winkelbeschleunigung oder ein Drehmoment erhalten wird, sodass es einfach ist, im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Winkelgeschwindigkeit in die Überwachungseinheit 503 eingegeben wird, eine Änderung des Bewertungssignals zu erkennen, so dass die Detektionsgenauigkeit für Stichauslassungen verbessert werden kann.
Bei der dritten Ausführungsform erhält die Überwachungseinheit 503 das Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle als Eingabe und gibt das Stichauslassungserfassungssignal aus. Das Überspringen von Stichen kann jedoch auch dann erkannt werden, wenn ein anderes Signal als das Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle eingegeben wird, sofern es sich um ein internes Signal der Steuerkonsole 122C handelt, bei dem die Fluktuation des Drehsignals der unteren Welle während einer Zeitspanne wiedergegeben wird, in der die Spitze des Greifers 309 den Oberfaden fasst. So kann beispielsweise ein Abweichungssignal, das von der in 6 dargestellten Differenzeinheit 602 der Abweichungssuppressionseinheit 501 für die untere Welle ausgegeben wird, in die Überwachungseinheit 503 eingegeben werden. Alternativ kann ein Wert eines Stroms, der durch den Motor 301 der unteren Welle fließt, in die Überwachungseinheit 503 eingegeben werden.
Vierte Ausführungsform
Die Konfiguration und der Betriebsablauf einer Nähmaschine 100 gemäß der vierten Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf die 13 und 14 beschrieben. 13 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle einer Nähmaschine gemäß der vierten Ausführungsform. 14 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Überwachungseinheit einer Nähmaschine gemäß der vierten Ausführungsform. Eine Steuerkonsole, die in 13 mit dem Bezugszeichen 122D versehen ist, entspricht der in 1 dargestellten Steuerkonsole 122.
Unterschiede zwischen der Nähmaschine 100 gemäß der vierten Ausführungsform und der Nähmaschine 100 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform liegen in der Konfiguration der Überwachungseinheit 503, die in der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle der Steuerkonsole 122D enthalten ist, und den in der Speichervorrichtung 403 der Bedienkonsole 121 gespeicherten Daten, wobei die anderen Konfigurationen und Funktionen jedoch die gleichen sind wie bei der Nähmaschine 100 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform. Aus diesem Grund entfällt hier die Beschreibung ähnlicher Konfigurationen und Funktionen.
Wie in 13 dargestellt ist, erhält die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle der Steuerkonsole 122D als Eingaben ein Ansteuerungssignal für die untere Welle, das von der Anweisungserzeugungseinheit 405 ausgegeben wird, ein Drehsignal der unteren Welle, das von dem Drehinformationsdetektor 302 des Motors 301 der unteren Welle ausgegeben wird, und einen Einstellparameter D4, bei dem es sich um Daten handelt, die in der Speichervorrichtung 403 der Bedienkonsole 121 unter Verwendung der Eingabevorrichtung 404 gespeichert wurden. Die Stromsteuerungseinheit 502 gibt einen Steuerstrom für die untere Welle an den Motor 301 der unteren Welle aus, und die Überwachungseinheit 503 gibt ein Stichauslassungserfassungssignal an die Anzeigevorrichtung 401 und die Abweichungssuppressionseinheit 501 für die untere Welle aus. Der Einstellparameter D4 kann vorab in einem Computer außerhalb der Bedienkonsole 121 festgelegt werden und der von dem Computer ausgegebene Einstellparameter D4 kann in die Steuerkonsole 122D eingegeben werden.
Wie in 14 dargestellt ist, umfasst die Überwachungseinheit 503 der Steuerkonsole 122D die Filterprozesseinheit 701, die ein Motoransteuerungssignal als Eingabe erhält, die Aufzeichnungseinheit 702, den Komparator 703, die Proportionalberechnungseinheit 704, eine Filterprozesseinheit 705, die das Drehsignal der unteren Welle als Eingang erhält, eine Zustandsschätzeinheit 706 und eine Differenzeinheit 707. Die Überwachungseinheit 503 erhält als Eingaben den Einstellparameter D4 der Speichervorrichtung 403, das von der Abweichungssuppressionseinheit 501 für die untere Welle ausgegebene Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle und das von dem Drehinformationsdetektor 302 ausgegebene Drehsignal der unteren Welle und gibt das Stichauslassungserfassungssignal aus.
Die Filterprozesseinheit 701 der Steuerkonsole 122D erhält als Eingaben das Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle und den Einstellparameter D4 und gibt ein Bewertungssignal aus, bei dem ein beliebiger Rauschanteil zur Erkennung von Stichauslassungen reduziert ist. Durch Ändern des Einstellparameters D4 kann eine Zeitkonstante und eine Grenzfrequenz eines Filters zur Reduzierung des Rauschanteils eingestellt werden.
Die Aufzeichnungseinheit 702 der Steuerkonsole 122D erhält als Eingaben den Einstellparameter D4 und ein geschätztes Störsignal, das von der Differenzeinheit 707 ausgegeben wird, und gibt das geschätzte Störsignal aus, das während der Durchführung der Näharbeit bei dem vorhergehenden Stich aufgezeichnet wurde, wobei dessen Zeitstempel zur Synchronisierung entsprechend synchron zum aktuellen Nähzeitpunkt eingestellt wird. Bei der Aufzeichnungseinheit 702 kann die Dauer der Aufzeichnung des Bewertungssignals durch Ändern eines Wertes des Einstellparameters D4 geändert werden.
Der Komparator 703 der Steuerkonsole 122D vergleicht das geschätzte Störsignal des vorangegangenen Stichs, das von der Aufzeichnungseinheit 702 ausgegeben wird, mit einem proportionalen Bewertungssignal, das von der Proportionalberechnungseinheit 704 ausgegeben wird, um ein Stichauslassungserfassungssignal auszugeben. Die Proportionalberechnungseinheit 704 der Steuerkonsole 122D multipliziert das von der Differenzeinheit 707 ausgegebene geschätzte Störsignal zur Ausgabe des proportionalen Bewertungssignals mit einem in dem Einstellparameter D4 festgelegten Verstärkungsfaktor.
Die Filterprozesseinheit 705, die das Drehsignal der unteren Welle als Eingabe erhält, führt wie im Falle der Filterprozesseinheit 701 einen Filterberechnungsprozess zur Reduzierung eines Rauschanteils durch. Durch Ändern des Einstellparameters D4 können eine Zeitkonstante und eine Grenzfrequenz eines Filters zur Reduzierung des Rauschanteils eingestellt werden. Die Zustandsschätzeinheit 706 simuliert eine inverse Charakteristik einer Transferfunktion von dem Aussteuerungssignal für den Motor der unteren Welle zu dem Drehsignal des Motors der unteren Welle, wodurch das Motoransteuerungssignal aus dem Drehsignal der unteren Welle geschätzt und ein geschätztes Ansteuerungssignal ausgegeben wird. Eine Transferfunktion Gm(s) von dem Aussteuerungssignal für den Motor der unteren Welle zu dem Drehsignal des Motors der unteren Welle kann beispielsweise durch die folgende Formel (1) ausgedrückt werden. Hierbei stellt „Jm“ die Trägheit einer Motorwelle dar, „J1“ ist die Trägheit eines mit der Motorwelle gekoppelten rotierenden Elements, „D“ bedeutet einen viskosen Reibungskoeffizienten eines Motors und „s“ einen Laplace-Operator. Die Zustandsschätzeinheit 706 weist eine inverse Charakteristik eines Modells auf, das zumindest eine Trägheitskomponente, d. h. die Trägheit J1, des von dem Motor 301 der unteren Welle zu drehenden rotierenden Elements simuliert.
[Formel 1] $G m (s) = \frac{1}{(J m + J l) s^{2} + D s}$
Die Differenzeinheit 707 berechnet eine Differenz zwischen dem von der Filterprozesseinheit 701 ausgegebenen Bewertungssignal und dem von der Zustandsschätzeinheit 706 ausgegebenen geschätzten Antriebssignal für die Ausgabe des geschätzten Störsignals. Das geschätzte Störsignal ist ein Signal zum Schätzen einer Störung des Motors 301 der unteren Welle einschließlich der Spannung einer Oberfadenschlinge, die auf die Spitze 308 des Greifers 309 einwirkt.
Der Einstellparameter D4 entspricht mehreren Zahlenwerten zum Ändern der Zeitkonstanten und der Grenzfrequenzen der Filterprozesseinheiten 701 und 705, zum Ändern der Aufzeichnungsdauer der Aufzeichnungseinheit 702 und zum Ändern des Verstärkungsfaktors, der für die Multiplikation der Proportionalberechnungseinheit 704 verwendet werden soll.
Die Überwachungseinheit 503 der vierten Ausführungsform gibt das Stichauslassungserfassungssignal aus, wenn ein Wert des von der Proportionalberechnungseinheit 704 ausgegebenen proportionalen Bewertungssignals im Vergleich mit dem geschätzten Störsignal des vorhergehenden Stichs, das von der Aufzeichnungseinheit 702 in dem Zeitraum ta von 8, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, aufgezeichnet wurde, klein ist. Alternativ gibt die Überwachungseinheit 503 das Stichauslassungserfassungssignal aus, wenn ein Wert des von der Proportionalberechnungseinheit 704 ausgegebenen proportionalen Bewertungssignals im Vergleich mit dem geschätzten Störsignal des vorhergehenden Stichs, das von der Aufzeichnungseinheit 702 in dem Zeitraum tb von 8 aufgezeichnet wurde, groß ist. Die Nachweisempfindlichkeit für das Überspringen von Stichen kann durch Einstellen des Verstärkungsfaktors der Proportionalberechnungseinheit 704 geändert werden, der im Einstellparameter D4 geändert wird.
Auf diese Weise erfasst die Nähmaschine 100 gemäß der vierten Ausführungsform anhand der Betriebsinformationen der Antriebsquelle, die den Greifer 309 antreibt, das Auftreten von Stichauslassungen, so dass eine einfache Konfiguration mit wenigen Zusatzkomponenten erreicht und die Anzahl der Wartungsstunden reduziert werden kann.
Die Nähmaschine 100 gemäß der vierten Ausführungsform schätzt eine an den Motor 301 der unteren Welle angelegte Störgröße auf Basis eines von der Zustandsschätzeinheit 706 berechneten Modells des Mechanismus der unteren Welle. Daher kann, wenn ein hochpräzises Modell des Mechanismus der untern Welle erstellt werden kann, die Erkennungsgenauigkeit für das Überspringen von Stichen verbessert werden.
Bei der vierten Ausführungsform kann der Wert des von der Aufzeichnungseinheit 702 der Überwachungseinheit 503 ausgegebenen Bewertungssignals des vorhergehenden Stichs jederzeit durch Eingabe des Einstellparameters D4 konstant gehalten werden. Das bedeutet, dass das geschätzte Störsignal als Schwellwert für die Erkennung von Stichauslassungen verwendet werden kann. Auf diese Weise können unabhängig von Fluktuationen oder Variationen des geschätzten Störsignals des vorhergehenden Stichs Stichauslassungen in einfacher Weise erkannt werden, wenn das aktuelle geschätzte Störsignal einen im Einstellparameter D4 festgelegten Schwellwert über- oder unterschreitet. Dadurch wird der Aufzeichnungsbereich der Aufzeichnungseinheit 702 deutlich reduziert und die Konfiguration der Überwachungseinheit 503 der Steuerkonsole 122D kann vereinfacht werden.
Fünfte Ausführungsform
Die Konfiguration und der Betriebsablauf einer Nähmaschine 100 gemäß einer fünften Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf die 15 und 16 beschrieben. 15 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details der Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle einer Nähmaschine gemäß der fünften Ausführungsform. 16 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung von Details eines Drehinformationsdetektors einer Nähmaschine gemäß der fünften Ausführungsform. Eine Steuerkonsole mit dem Bezugszeichen 122E entspricht der in 1 dargestellten Steuerkonsole 122.
Unterschiede zwischen der Nähmaschine 100 gemäß der vierten Ausführungsform und der Nähmaschine 100 gemäß der fünften Ausführungsform bestehen darin, dass bei der Nähmaschine 100 gemäß der fünften Ausführungsform der Drehinformationsdetektor 504, der die Drehinformationen an dem Motor 301 der unteren Welle erfasst, so ausgebildet ist, dass er sich innerhalb der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle der Steuerkonsole 122E befindet, und die Stromsteuerungseinheit 502 bewirkt, dass der Steuerstrom für die untere Welle zu dem Motor 301 der unteren Welle fließt und ein Spannungsanweisungssignal und ein Stromsignal für die untere Welle ausgegeben werden. Die anderen Konfigurationen und Funktionen sind jedoch die gleichen wie bei der Nähmaschine 100 gemäß der vierten Ausführungsform. Aus diesem Grund entfällt hier die Beschreibung ähnlicher Konfigurationen und Funktionen.
Wie in 15 dargestellt ist, erhält die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle der Steuerkonsole 122E als Eingaben ein Ansteuerungssignal für die untere Welle, das von der Anweisungserzeugungseinheit 405 ausgegeben wird, und den Einstellparameter D4. Bei dem Einstellparameter D4 handelt es sich um Daten, die in der Speichervorrichtung 403 der Bedienkonsole 121 mit Hilfe der Eingabevorrichtung 404 gespeichert wurden. Die Stromsteuerungseinheit 502 der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle gibt den Steuerstrom für die untere Welle an den Motor 301 der unteren Welle aus, und die Überwachungseinheit 503 der Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle gibt ein Stichauslassungserfassungssignal an die Anzeigevorrichtung 401 und die Abweichungssuppressionseinheit 501 für die untere Welle aus.
Die Stromsteuerungseinheit 502 der Steuerkonsole 122E umfasst, damit der Steuerstrom für die untere Welle zu dem Motor 301 der unteren Welle fließt, eine Inverterschaltung (nicht dargestellt) und eine Stromerfassungseinheit 505, die einen Wert des Steuerstroms für die untere Welle, der durch den Motor 301 der unteren Welle fließt, als Stromsignal der unteren Welle erfasst. Die Stromsteuerungseinheit 502 erhält ein Ansteuerungssignal für den Motor der unteren Welle als Eingabe, berechnet ein Spannungsanweisungssignal, das die Inverterschaltung ansteuert, und gibt den Steuerstrom für die untere Welle, das Spannungsanweisungssignal und das Stromsignal für die untere Welle aus. Der Drehinformationsdetektor 504 der Steuerkonsole 122E erhält als Eingaben das Spannungsanweisungssignal und ein Steuersignal für die untere Welle und gibt ein Drehsignal der unteren Welle aus. Wie in 16 dargestellt ist, umfasst der Drehinformationsdetektor 504 der Steuerkonsole 122E ein Motormodell 506, einen Drehzahlschätzer 507, eine Differenzeinheit 508 und einen Positionsschätzer 509. Das Motormodell 506 ist eine Magnetflussbeobachtungseinheit, die als Eingaben das von der Stromsteuerungseinheit 502 ausgegebene Spannungsanweisungssignal, eine vom Drehzahlschätzer 507 ausgegebene geschätzte Drehzahl und ein Ausgangssignal der Differenzeinheit 508 erhält. Wenn eine Impedanz des Motors 301 der unteren Welle als Eigenwert angegeben wird, schätzt das Motormodell 506 einen Strom und einen Magnetfluss des Motors 301 der unteren Welle und gibt einen geschätzten Stromwert und einen geschätzten Magnetflusswert aus. Der Drehzahlschätzer 507 erhält als Eingabe den geschätzten Magnetflusswert, der von dem Motormodell 506 ausgegeben wird, schätzt eine Drehzahl des Motors 301 der unteren Welle und gibt einen geschätzten Drehzahlwert aus. Die Differenzeinheit 508 erhält als Eingaben den geschätzten Stromwert und das Stromsignal für die untere Welle und gibt eine zwischen diesen vorliegende Differenz aus. Durch Aktualisieren des Motormodells so, dass die Ausgabe der Differenzeinheit 508 Null wird, kann die Schätzgenauigkeit für den geschätzten Magnetflusswert, der von dem Motormodell 506 ausgegeben wird, verbessert werden. Der Positionsschätzer 509 empfängt als Eingabe oder Eingaben den geschätzten Magnetflusswert und/oder den geschätzten Drehzahlwert, schätzt eine Position des Motors 301 der unteren Welle und gibt ein Drehsignal der unteren Welle aus. Der Drehinformationsdetektor 504 kann den geschätzten Drehzahlwert als Drehsignal der unteren Welle ausgeben.
Daher muss bei der Nähmaschine 100 gemäß der fünften Ausführungsform kein Sensor wie ein Drehgeber oder Drehmelder an einem Ende der Welle des Motors 301 der unteren Welle angebracht werden, Stichauslassungen können mit Hilfe eines sensorlosen Motors erkannt werden, d. h. mit einer einfachen Konfiguration mit einer geringen Zahl an Zusatzkomponenten, und Arbeitsstunden, die für Kalibrierarbeiten für die Erkennungsgenauigkeit und dergleichen aufgewendet werden müssen, können im Vergleich zur Installation eines Sensors entfallen. Der Drehinformationsdetektor 302 des bei der Nähmaschine 100 verwendeten Motors 301 der unteren Welle gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform kann durch den Drehinformationsdetektor 504 gemäß der fünften Ausführungsform ersetzt werden.
Die Funktionen der Steuerkonsole der Nähmaschine 100 gemäß der jeweils ersten bis fünften Ausführungsform können durch eine Verarbeitungsschaltung implementiert werden. Die Funktionen beziehen sich auf die Anweisungserzeugungseinheit 405 und die Steuerungsberechnungseinheit 407 für den Motor der unteren Welle. 17 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines ersten Beispiels für eine Hardwarekonfiguration einer Steuerkonsole einer Nähmaschine gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform. 18 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines zweiten Beispiels für eine Hardwarekonfiguration einer Steuerkonsole einer Nähmaschine gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform. 17 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem die oben genannte Verarbeitungsschaltung durch eine spezielle Hardware, wie beispielsweise eine spezialisierte Verarbeitungsschaltung 60, implementiert wird. 18 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem die oben genannte Verarbeitungsschaltung durch einen Prozessor 61 und eine Speichervorrichtung 62 implementiert wird.
Wenn die spezielle Hardware, wie sie in 17 veranschaulicht ist, verwendet wird, entspricht die spezialisierte Verarbeitungsschaltung 60 einer einzelnen Schaltung, einer zusammengesetzten Schaltung, einem programmierten Prozessor, einem parallel programmierten Prozessor, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem Field Programmable Gate Array (FPGA) oder einer beliebigen Kombination aus diesen. Jede der oben genannten Funktionen kann durch einen Verarbeitungsschaltung oder die oben genannten Funktionen können zusammen durch einen Verarbeitungsschaltkreis realisiert werden.
Wenn der Prozessor 61 und die Speichervorrichtung 62, die in 18 dargestellt sind, verwendet werden, wird jede der oben genannten Funktionen durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware realisiert. Software oder Firmware wird als Programm beschrieben und in der Speichervorrichtung 62 gespeichert. Der Prozessor 61 liest das in der Speichervorrichtung 62 gespeicherte Programm und führt es aus. Es kann auch gesagt werden, dass diese Programme einen Computer veranlassen, eine Prozedur und ein Verfahren auszuführen, die jeweils von den oben genannten Funktionen ausgeführt werden. Die Speichervorrichtung 62 entspricht einem Halbleiterspeicher, wie beispielsweise einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Festwertspeicher (ROM), einem Flash-Speicher, einem löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EPROM (eingetragene Marke)) oder einem elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM). Der Halbleiterspeicher kann ein nichtflüchtiger Speicher oder ein flüchtiger Speicher sein. Zusätzlich zu dem Halbleiterspeicher kann es sich bei der Speichervorrichtung 62 um eine Magnetplatte, eine Diskette, eine optische Disk, einer Compact-Disk, einer Mini-Disk oder eine Digital Versatile Disc (DVD) handeln.
Jede der in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen ist nur ein Beispiel für den Inhalt der vorliegenden Erfindung und kann mit anderen bekannten Techniken kombiniert und teilweise weggelassen und/oder modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

60: spezialisierte Verarbeitungsschaltung;
61, 402: Prozessor;
62,403: Speichervorrichtung;
100: Nähmaschine;
101: Arm;
102: Gehäuse für den Motor der oberen Welle;
103: Nähmaschinenkopf;
104: Unterbau;
105: Stützfuß;
106: Gleitplatte;
111: XY-Tisch;
112: Haltevorrichtung;
113: pneumatischer Zylinder;
121: Bedienkonsole;
122, 122A, 122B, 122C, 122D, 122E: Steuerkonsole;
123: Fußschalter;
201: Motor der oberen Welle;
202, 302, 411, 413, 504: Drehinformationsdetektor;
203, 303: Kupplung;
204: obere Welle;
205: Presserfußantriebsmechanismus;
206: Presserfuß;
207: Fadenhebelantriebsmechanismus;
208: kleines Loch;
209: Fadenhebel;
210: Nadelstangenantriebsmechanismus;
211: Nadelstange;
212: Nadel;
301: Motor der unteren Welle;
304: untere Motorwelle;
305: großes Zahnrad;
306: kleines Zahnrad;
307: untere Greiferwelle;
308: Spitze;
309: Greifer;
401: Anzeigevorrichtung;
404: Eingabevorrichtung;
405: Anweisungserzeugungseinheit;
406: Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der oberen Welle;
407: Steuerungsberechnungseinheit für den Motor der unteren Welle;
408: X-Achsenmotorsteuerungsberechnungseinheit;
409: Y-Achsenmotorsteuerungsberechnungseinheit;
410: X-Achsenmotor;
412: Y-Achsenmotor;
501: Abweichungssuppressionseinheit für die untere Welle;
502: Stromsteuerungseinheit;
503: Überwachungseinheit;
505: Stromerfassungseinheit;
506: Motormodell;
507: Drehzahlschätzer;
508, 602, 707: Differenzeinheit;
509: Positionsschätzer;
601: Schalter;
603: Abweichungssuppressionskompensator;
701, 705: Filterprozesseinheit;
702: Aufzeichnungseinheit;
703: Komparator;
704: Proportionalberechnungseinheit;
706: Zustandsschätzeinheit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H523472 [0003]
JP 2003126577 [0003]
JP H8276088 [0003]
JP 2000197786 [0003]
JP 2013048710 [0003]
JP 2016202437 [0003]

Claims

Nähmaschine, die aufweist: einen Greifer, der eine Spitze aufweist, die eine Schlinge eines Oberfadens fängt, die durch eine durch ein zu nähendes Objekt geführte Nähnadel gebildet wird, die sich von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt bewegt, einen Drehinformationsdetektor, um Drehinformationen über einen Motor zu erfassen, der den Greifer dreht, und eine Überwachungseinheit, um das Auftreten von Stichauslassungen auf Basis der Drehinformationen zu überwachen, die in einem Zeitraum erfasst werden, in dem die Spitze des Greifers den Oberfaden fängt, und um ein Stichauslassungserfassungssignal auszugeben, wenn das Auslassen eines Stichs erkannt wird.
Nähmaschine nach Anspruch 1, die eine Motorsteuereinheit aufweist, um ein Motoransteuerungssignal zum Ansteuern des Motors so zu erzeugen, dass eine Differenz zwischen einer Motordrehanweisung und den Drehinformationen klein wird, wobei die Überwachungseinheit das Ansteigen oder Absinken eines Bewertungssignals überwacht, das berechnet wird, indem eine spezielle Berechnung des Motoransteuerungssignals in einem Zeitraum während der die Spitze des Greifers den Oberfaden fängt, durchgeführt wird.
Nähmaschine nach Anspruch 2, wobei die Überwachungseinheit das Stichauslassungserfassungssignal ausgibt, wenn das Bewertungssignal einen Einstellparameter von außerhalb der Überwachungseinheit über- oder unterschreitet.
Nähmaschine nach Anspruch 2 oder 3, die eine Filterprozesseinheit aufweist, um das Bewertungssignal zu berechnen, indem an dem Motoransteuerungssignal eine Berechnung zum Reduzieren einer Frequenzkomponente, die größer als eine Drehfrequenz des Greifers ist, und/oder eine Berechnung zum Reduzieren einer Frequenzkomponente, die niedriger als eine Drehfrequenz des Greifers ist, und/oder eine Berechnung mit Hilfe eines Allpassfilters, der eine Phase der Drehinformationen ändert, und/oder eine Berechnung zum Ändern einer Amplitude durch Multiplikation mit einem Verstärkungsfaktor durchgeführt wird, wobei die Überwachungseinheit eine Zeitkonstante oder einen Verstärkungsfaktor der Filterprozesseinheit in Abhängigkeit von einem oder mehreren von außerhalb der Überwachungseinheit eingegebenen Einstellparametern ändert.
Nähmaschine nach Anspruch 4, die eine Aufzeichnungseinheit zum Aufzeichnen des Bewertungssignals in einer Zeitspanne aufweist, die sich von dem Zeitpunkt, wenn die Spitze des Greifers den gefangenen Oberfaden in dem vorhergehenden Stich freigibt, bis zu dem Zeitpunkt erstreckt, wenn die Spitze des Greifers den Oberfaden erneut fängt, wobei die Überwachungseinheit das Stichauslassungserfassungssignal ausgibt, wenn das von der Filterprozesseinheit ausgegebene Bewertungssignal bei einem Vergleich mit einer Aufzeichnung der Aufzeichnungseinheit kleiner als ein spezieller Wert ist.
Nähmaschine nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Überwachungseinheit eine Zustandsschätzeinheit aufweist, um einen Drehzustand des Motors zu schätzen, indem ein Signal, das durch eine Berechnung der Filterprozesseinheit an den Drehinformationen erhalten wird, in ein Modell eingegeben wird, das zumindest die Trägheit einer von dem Motor gedrehten Antriebseinheit simuliert, und die Überwachungseinheit als Bewertungssignal ein geschätztes Störsignal verwendet, das aus der Differenz zwischen einem Signal, das durch Ausführen einer Berechnung der Filterprozesseinheit an dem Motoransteuerungssignal erhalten wird, und einem Ausgangssignal der Zustandsschätzeinheit erhalten wird.
Nähmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Motorsteuereinheit einen Schalter zum Stoppen einer Änderung eines Wertes der Drehanweisung auf Basis des Stichauslassungserfassungssignals umfasst.
Nähmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Drehinformationsdetektor ein Modell des Motors umfasst, um als Eingabe einen Spannungsanweisungswert des Motors und einen Stromwert des Motors zu erhalten, die auf Basis des Motoransteuerungssignals berechnet werden, und um einen Magnetfluss des Motors zu simulieren und auszugeben, und die Drehinformationen des Motors auf Basis des Magnetflusses erfasst.
Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die aufweist: die Überwachungseinheit, einen Fadenhebel mit einem kleinen Loch, durch das der Oberfaden geführt wird, um eine Naht zu bilden, indem der Oberfaden von dem Nähgut durch Anheben des kleinen Lochs von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt hochgezogen wird, einen Presserfuß, um zu verhindern, dass sich das Nähgut aufstellt, eine Transporteinheit zum Transportieren des Nähguts, und eine Anweisungserzeugungseinheit, um ein Antriebsverfahren für die Nähnadel und/oder den Greifer und/oder den Fadenhebel und/oder den Presserfuß und/oder die Transporteinheit auf Basis des Stichauslassungserfassungssignals zu ändern.
Nähmaschine nach Anspruch 9, wobei die Anweisungserzeugungseinheit ein Signal zum Stoppen der Nähnadel und/oder des Greifers und/oder des Fadenhebels und/oder des Presserfußes und/oder der Transporteinheit auf Basis des Stichauslassungserfassungssignals ausgibt.
Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die eine Anzeigevorrichtung aufweist, um auf Basis des Stichauslassungserfassungssignals anzuzeigen, dass ein Stich übersprungen wurde.