JP2001038085A

JP2001038085A - ミシンの制御装置

Info

Publication number: JP2001038085A
Application number: JP11215517A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Tauchi; 司田内
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2001-02-13
Also published as: CN1282811A; TW469313B; DE10036354A1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ミシンの作業環境が変化す
る度にオペレータによって設定の変更をする必要がな
く、また、最短のサイクルタイムでミシンを稼動させる
ことができるミシンの制御装置を提供する。【解決手段】アクチュエータ電流検出部５３によっ
て、ミシンに装着されたアクチュエータに流れる電流を
検出し、ＣＰＵ４０によって、検出されたアクチュエー
タ電流波形から、非駆動状態から通電開始されたときの
アクチュエータの駆動動作完了時期、または、駆動状態
から通電遮断されたときのアクチュエータの開放動作完
了時期を検出し、この動作完了時期に基づいて、アクチ
ュエータまたはこのアクチュエータの動作に続く他の電
気的駆動手段の動作タイミングを設定し、各種縫製動作
させるミシンの制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工業用ミシンの制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、工業用ミシンにおいて、ミシン本
体にアクチュエータを装備し、糸切りや返し縫い等の縫
製動作を自動化している。

【０００３】図１において、工業用ミシン１００は、ミ
シン本体１、ミシンモータ２、制御ボックス３、電源ス
イッチ４、ペダル５、および操作パネル６によって概略
構成されている。

【０００４】ミシン本体１は、糸切りアクチュエータ１
１、返し縫いアクチュエータ１２、押え上げアクチュエ
ータ１３、およびワイパーアクチュエータ１４のよう
な、複数のアクチュエータ（図２参照）、針棒位置セン
サ１５、およびミシン上軸角度検出手段を装備してい
る。ミシン本体１は、複数のアクチュエータによって糸
切りや返し縫い等の各種縫製動作を自動で実行する。こ
こで、上記各アクチュエータは、電磁ソレノイド、エア
ーシリンダ等（図示略）によって構成されている。

【０００５】ミシンモータ２は、モータ軸の回転位置を
検出してモータ回転位置信号をＣＰＵ４０に出力するモ
ータ回転位置検出部２０を備えており、ミシンの針棒位
置制御および回転速度制御を実行する、例えば、インバ
ータモータやＡＣサーボモータである。これらのモータ
は、故障が少なくメンテナンスフリーな点、寿命が長い
点、工業用ミシン１００にとって快適な作業環境を提供
する点等によって、一般的に使用されている。

【０００６】制御ボックス３は、マイクロコンピュータ
（図示略）を内蔵し、外部に設けられた電源からミシン
モータ２に電力を供給する。また、縫製者（以下オペレ
ータとする。）によりペダル５から入力される信号によ
って、ミシン本体１に装備された各アクチュエータを駆
動して、各種縫製動作を実行させる。

【０００７】電源スイッチ４は、外部に設けられた電源
（図示略）に接続され、そのＯＮ／ＯＦＦ切換動作によ
って、制御ボックス３への電源の接続または切断を実行
する。

【０００８】ペダル５は、オペレータが、工業用ミシン
１００を制御するために用いられる。また、ペダル５は
センサ（図示略）を備えており、このセンサによってペ
ダル５の動きが電気信号に変換され、制御ボックス３に
送られる。

【０００９】操作パネル６は、オペレータによって各種
縫製パターン等の設定が行われる。また、オペレータに
よって設定された各種設定情報は、制御ボックス３に送
られる。

【００１０】図２において、制御ボックス３は、フィル
タ部３１、整流部３２、突入電流制限部３３、平滑部３
４、モータドライバ３５、ＤＣ−ＤＣコンバータ３６、
モータ制御部３７、電源トランス３８、ＣＰＵ４０、Ｒ
ＯＭ４１、ＲＡＭ４２、アクチュエータドライバ６０、
およびアクチュエータ電源回路８０によって構成されて
いる。

【００１１】フィルタ部３１は、電源スイッチ４を介し
て外部の電源から供給された電力からノイズ成分を除去
し、ノイズ成分が除去された電力を整流部３２および電
源トランス３８に供給する。

【００１２】整流部３２は、整流素子を用いたブリッジ
式全波整流回路であり、フィルタ部３１から供給された
交流電流を直流電流に変換し、突入電流制限部３３に供
給する。

【００１３】突入電流制限部３３は、例えば、抵抗によ
って構成され、電源スイッチ４をＯＮする電源投入時
に、平滑部３４に流れ込む過大電流を制限する保護回路
である。

【００１４】平滑部３４は、整流部３２によって整流さ
れた直流電圧を、リップル電圧の小さい直流電圧に平滑
し、この平滑した直流電圧をモータドライバ３５および
ＤＣ−ＤＣコンバータ３６に供給する。

【００１５】モータドライバ３５は、モータ制御部３７
から入力されるモータの励起タイミングに従って、平滑
部３４から供給される電力をミシンモータ２に供給す
る。

【００１６】ＤＣ−ＤＣコンバータ３６は、平滑部３４
から供給される電圧を、例えば、＋５Ｖ，＋１２Ｖ等
の、制御電圧に変換して、ＣＰＵ４０および周辺機器
（図示略）に供給する。

【００１７】モータ制御部３７は、ＣＰＵ４０から入力
された制御信号を基にして「モータ励起タイミング信
号」を生成し、生成した「モータ励起タイミング信号」
をモータドライバ３５に出力して、ミシンモータ２を回
転させる。

【００１８】電源トランス３８は、フィルタ部３１から
供給される電圧を、例えば、ＡＣ２０〜３０Ｖ程度の、
アクチュエータ駆動用の電圧に変換して、アクチュエー
タ電源回路５０に供給する。

【００１９】ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０
は、マイクロコンピュータであり、オペレータによる電
源スイッチ４のＯＮ動作に伴って、ＲＯＭ４１から縫製
動作制御プログラムを読み出してＲＡＭ４２に展開す
る。また、ＣＰＵ４０は、操作パネル６から入力される
パターン設定等に対応した縫製動作に必要な各種データ
（縫製パターンデータ、アクチュエータの応答時間等）
をＲＯＭ４１から読み出してＲＡＭ４２に展開する。

【００２０】そして、ＣＰＵ４０は、ペダル５のセンサ
から入力されるペダル５の踏み量を示す電気信号や、ミ
シン本体１内の針棒位置センサ１５及びミシン上軸角度
検出手段１６から入力される信号等によって各種制御信
号を生成する。

【００２１】さらに、ＣＰＵ４０は、生成した制御信号
をモータ制御部３７、アクチュエータ電源回路５０およ
びアクチュエータドライバ６０に出力して、ミシンモー
タ２の速度や停止位置を最適なタイミングで制御し、ま
たミシン本体１に装備されたアクチュエータの駆動タイ
ミング制御を最適に行うことで、オペレータによって指
示される縫製動作を実行する。

【００２２】また、ＣＰＵ４０は、アクチュエータ電源
回路８０内の電流値比較部８６（図１０）から「アクチ
ュエータ故障（ショート）信号」が入力されると、アク
チュエータがショート等により故障してアクチュエータ
に流れる電流値が高くなったと判断して、アクチュエー
タの駆動を中止し、さらに、アクチュエータ電源回路５
０の出力停止等の処理を実行することによって、アクチ
ュエータ電源回路５０を保護する一方、オペレータに工
業用ミシン１００の異常を報知する。

【００２３】ＲＯＭ（Read Only Memory）４１は、工業
用ミシン１００の縫製動作を制御する縫製動作制御プロ
グラム、及びアクチュエータの駆動タイミング等の設定
データ、縫製パターンデータ等の縫製動作に必要な各種
データを格納している。

【００２４】ＲＡＭ（Random Access Memory）４２は、
ＣＰＵ４０が上記プログラムを実行する際に、ＲＯＭ４
１から読み出したプログラム及び各種データを展開する
メモリ領域を形成する。

【００２５】アクチュエータドライバ６０は、アクチュ
エータ電源回路８０から供給された直流電圧を、ＣＰＵ
４０から入力される制御信号によって、ミシン本体１に
装備された糸切りアクチュエータ１１、返し縫いアクチ
ュエータ１２、押え上げアクチュエータ１３、およびワ
イパーアクチュエータ１４に電力供給する。

【００２６】アクチュエータ電源回路８０は、電源トラ
ンス３８から供給された交流電圧を、整流平滑して直流
電源電圧に変換し、ＣＰＵ４０から入力される制御信号
によって、アクチュエータドライバ６０に電力供給す
る。

【００２７】図１０において、アクチュエータ電源回路
８０は、アクチュエータ電源整流部８１、アクチュエー
タ電源平滑部８２、アクチュエータ電源制御部８３、過
電流検出部８５、および電流値比較部８６によって概略
構成されている。

【００２８】アクチュエータ電源整流部８１は、整流素
子を用いたブリッジ式全波整流回路であり、電源トラン
ス３８から供給された交流電流を直流電流に変換し、変
換した直流電流をアクチュエータ電源平滑部８２に供給
する。

【００２９】アクチュエータ電源平滑部８２は、アクチ
ュエータ電源整流部８１によって整流された直流電圧
を、リップル電圧の小さい直流電圧に平滑して、アクチ
ュエータ電源制御部８３に供給する。

【００３０】アクチュエータ電源制御部８３は、内部に
トランジスタ８４を有しており、トランジスタ８４のエ
ミッタは、アクチュエータ電源平滑部８２に接続され、
コレクタは、各アクチュエータを介してアクチュエータ
ドライバ６０内の複数のトランジスタ６１，６２，…，
６４の各コレクタに接続されている。また、ベースに
は、ＣＰＵ４０から制御信号が入力される。

【００３１】そして、工業用ミシン１００において異常
が発生していない場合、トランジスタ８４のベースに、
ＣＰＵ４０から入力されている「アクチュエータ電源供
給信号」が“ＯＮ”であり、アクチュエータ電源制御部
８３は、電力を供給している。

【００３２】過電流検出部８５は、一端部が、アクチュ
エータドライバ６０内の複数のトランジスタ６１，６
２，…，６４の各エミッタに接続され、他端部が、接地
された抵抗である。過電流検出部８５は、アクチュエー
タに流れている電流を検出して、電流値比較部８６に出
力する。

【００３３】電流値比較部８６は、過電流検出部８５か
ら入力された電流値と、予め定められた所定値（図中Ｒ
ｅｆ）とを比較する。そして、過電流検出部８５から入
力された電流値が所定値以上の場合は、ＣＰＵ４０に、
「アクチュエータ故障（ショート）信号」を出力する。

【００３４】また、図１０において、アクチュエータド
ライバ６０は、内部に複数のトランジスタ６１，６２，
…，６４を有しており、このトランジスタ６１，６２，
…，６４は、ミシン本体１に装備された複数のアクチュ
エータにそれぞれ対応している。例えば、トランジスタ
６１は、糸切りアクチュエータ１１に対応しており、ト
ランジスタ６２は、返し縫いアクチュエータ１２に対応
している。

【００３５】そして、各トランジスタのコレクタは各ア
クチュエータ及び逆起電力吸収部７０に接続され、エミ
ッタは過電流検出部８５に接続されている。また、各ト
ランジスタのベースには、ＣＰＵ４０から制御信号が入
力される。

【００３６】そして、オペレータによって各種縫製動作
を実行する際に、ＣＰＵ４０からの制御信号が該当する
トランジスタのベースに入力されることによって、該当
するアクチュエータに電力が供給される。

【００３７】次に、返し縫いアクチュエータ１２内にあ
る返し縫いソレノイド１２ａの駆動について、説明す
る。

【００３８】アクチュエータドライバ６０内にあるトラ
ンジスタ６２のベースにＣＰＵ４０から入力されている
「返し縫いソレノイド動作信号」が“ＯＮ”されると、
トランジスタ６２が“ＯＮ”となり、返し縫いソレノイ
ド１２ａに電流が供給され、返し縫いを実行する。

【００３９】また、「返し縫いソレノイド動作信号」が
“ＯＦＦ”されると、トランジスタ６２が“ＯＦＦ”と
なり、返し縫いソレノイド１２ａへの電流の供給が遮断
され、返し縫いを実行しない。

【００４０】このように、ＣＰＵ４０からアクチュエー
タドライバ６０内のトランジスタ６２のベースに入力さ
れる「返し縫いソレノイド動作信号」のＯＮ／ＯＦＦに
よって、返し縫いアクチュエータ１２の返し縫いソレノ
イド１２ａへの電流の供給または遮断が制御され、返し
縫いが自動で実行される。

【００４１】また、返し縫いソレノイド１２ａに供給さ
れていた電流が遮断されると、返し縫いソレノイド１２
ａのインダクタンス成分によって逆起電力が発生し、こ
れがトランジスタ６２の耐電圧を超える場合には、トラ
ンジスタ６２の破損が考えられるため、逆起電力吸収部
７０によって逆起電力を吸収して、トランジスタ６２を
保護している。

【００４２】図１１において、（ａ）は返し縫いソレノ
イド１２ａの動作タイミングを示したタイミングチャー
トであり、（ｂ）は返し縫いによる実際の縫い目を示す
図である。同図を参照して、従来の返し縫い機構の動作
について説明する。ここで、返し縫い機構の動作例とし
て、操作パネル６等によって設定される始め返し縫いが
一般的であるので、ここでは、始め返し縫いについて説
明する。

【００４３】図１１の時刻ｔ０において、工業用ミシン
１００は、縫製を開始する。それと同時に、ＣＰＵ４０
は、針棒位置センサ１５から入力される「針棒上位置信
号」および「針棒下位置信号」、ミシン上軸角度検出手
段１６から入力される「ミシン上軸角度検出信号」を監
視する。この時、トランジスタ６２のベースに入力され
る「返し縫いソレノイド動作信号」は“ＯＦＦ”であ
り、返し縫いソレノイド１２ａには電流が供給されてい
ない。

【００４４】次に、時刻ｔ１において、１針目の縫製を
開始して、時刻ｔ２において、１針分の縫製が終了す
る。続いて、時刻ｔ３において、３針分の縫製が終了す
る。そして、時刻ｔ３から「ミシン上軸角度検出信号」
の“ａパルス分”だけ時間が経過した時刻ｔ４におい
て、ＣＰＵ４０は、「返し縫いソレノイド動作信号」を
“ＯＮ”にして、返し縫いソレノイド１２ａが“ＯＮ”
となる。

【００４５】次に、時刻ｔ５において、「返し縫いソレ
ノイド動作信号」が“ＯＦＦ”状態での縫製が設定針分
（例では、４針分）に達すると、返し縫いでの縫製が開
始する。そして、時刻ｔ６において、「返し縫いソレノ
イド動作信号」が“ＯＮ”状態で３針分が縫製され、こ
の時刻ｔ６から「ミシン上軸角度検出信号」の“ｂパル
ス分”だけ時間が経過した時刻ｔ７において、ＣＰＵ４
０は、「返し縫いソレノイド動作信号」を“ＯＦＦ”に
し、返し縫いソレノイド１２ａが“ＯＦＦ”となる。次
に、時刻ｔ８において、返し縫いでの縫製が設定針分
（ここでは、４針分）に達すると、通常の縫製を開始す
る。

【００４６】図１１に示すように、始め返し縫いは、縫
い始めから針数をカウントしながら、返し縫いソレノイ
ド１２ａのＯＮ／ＯＦＦ切り換えを「返し縫いソレノイ
ド動作信号」により自動制御することによって、オペレ
ータの技能とは関係なく美しい縫い目にて止め縫いを実
行することができる。

【００４７】ただし、上述したように「返し縫いソレノ
イド動作信号」のＯＮ／ＯＦＦ切り換えのタイミング
は、返し縫いアクチュエータ１２自体の機械的応答時間
や、返し縫いソレノイド１２ａの電気的応答時間等を考
慮したものである。縫製動作を実行すると同時に「針棒
上位置信号」「針棒下位置信号」「ミシン上軸角度検出
信号」を監視して、この応答時間を考慮した、例えば、
３針分の縫製完了（時刻ｔ３）から“ａパルス分”経過
したタイミング（時刻ｔ４）のような、タイミングにて
返し縫いアクチュエータ１２を制御して、縫い目にずれ
が生じない様にしている。

【００４８】ここで、返し縫いアクチュエータ１２を制
御するタイミングを補正する補正パルス数ａ，ｂは、ミ
シンの特性に合わせて出荷時に設定されていて、ＲＯＭ
４１に保存されており、不具合が生じた場合はオペレー
タによって設定が変更される。

【００４９】次に、押え上げアクチュエータ１３内にあ
る押え上げソレノイド１３ａの駆動について、説明す
る。

【００５０】押え上げソレノイド１３ａの駆動回路は、
上述した返し縫いソレノイド１２ａと同様で、ＣＰＵ４
０から「押え上げソレノイド動作信号」がアクチュエー
タドライバ６０内にあるトランジスタ６３のベースに入
力されると、押え上げソレノイド１３ａが駆動され、押
え上げアクチュエータ１３が動作し、布押え（図示略）
を上昇下降させる。

【００５１】通常この押え上げアクチュエータ１３は次
のように制御駆動される。まず、オペレータが一連の縫
製を終了してペダル５を踏み返すとＣＰＵ４０より糸切
り信号がトランジスタ６１に出力され糸切りアクチュエ
ータ１１が駆動され糸切りが行われる。次に、糸きりが
終了して針棒位置センサ１５が針上位置を検出した時点
でミシンが停止する。この時ミシンの停止とともにＣＰ
Ｕ４０より押え上げ信号が押え上げアクチュエータ１３
に出力され、オペレータが縫製終了後の布の取り出しが
容易なように布押えが自動的に上昇される。

【００５２】さらにオペレータが次の縫製の為、ペダル
５を踏み込み操作すると上昇していた布押えを下降させ
るためにＣＰＵ４０から押え上げ信号が押え上げアクチ
ュエータ１３に出力され、布押えを下降させ、その後ミ
シンが回転し縫製が開始される。

【００５３】このように、押え上げアクチュエータ１３
は、ミシン糸切りによって糸切り動作を行い縫製工程が
終了すると、布押えを上昇させ縫製物を取り出しやすく
し、縫製物を取り出した後で次の縫製物をミシンにセッ
トすると、布押えを下降させ縫製を開始する。

【００５４】次に、図１２を参照して、従来の押え上げ
の機構の動作について説明する。先ず、時刻ｔ１におい
て、「ミシン起動信号」が“ＯＮ”されると、「押え上
げソレノイド動作信号」がＬＯＷレベルとなり、布押え
下降指令として出力され、押え上げソレノイド１３ａに
よって、布押えが下降する。

【００５５】次に、時刻ｔ１から時間ｃが経過した時刻
ｔ２において、ミシンの回転が開始し縫製を開始する。
そして、時刻ｔ３において、「ミシン起動信号」が“Ｏ
ＦＦ”となり、糸切りを実行する。

【００５６】次に、時刻ｔ４において、糸切りが完了
し、「押え上げソレノイド動作信号」がＨＩＧＨレベル
となり布押え上昇指令として出力されると、押え上げソ
レノイド１３ａによって、布押えが上昇する。そして、
時刻ｔ４から時間ｄが経過した時刻ｔ５において、次の
ミシン起動が可能となる。

【００５７】このように、押え上げ機構にも、前述の返
し縫い機構と同様に、機械的および電気的応答時間が存
在するため、押え上げソレノイド１３ａに対し下降指令
が出力される時刻ｔ１から応答時間ｃの間は、布押えが
完全に下降していないと判断して、ＣＰＵ４０は、ミシ
ンの起動を遅延させる処理を実行する。

【００５８】また、押え上げソレノイド１３ａに対し上
昇指令が出力される時刻ｔ４から応答時間ｄの間は、布
押えが完全に上昇していないと判断して、ＣＰＵ４０
は、次回のミシンの起動禁止、および各種縫製の設定禁
止等の処理を実行する。

【００５９】これらの処理によって、布が完全に押さえ
られずにミシンが回転して、縫い不良等が発生しないよ
うにしている。

【００６０】また、応答時間ｃ，ｄは、ミシンの特性に
合わせて出荷時に設定されていて、ＲＯＭ４１に保存さ
れており、不具合が生じた場合はオペレータによって設
定が変更される。

【００６１】なお、ミシンには、ミシンの種類によっ
て、布押え用アクチュエータへの通電によって布押えが
上昇し通電遮断によって布押えが下降する押え上げ機構
を備えたミシンと、布押え用アクチュエータへの通電に
よって布押えが下降し通電遮断によって布押えが上昇す
る押え上げ機構を備えたミシンがあるが、何れの場合も
上記応答時間ｃ，ｄが設定されている。

【００６２】また、ワイパーアクチュエータ１４も同様
に、ワイパーソレノイド１４ａが“ＯＮ”の時には、様
々な要因が発生してもワイパーアクチュエータ１４が確
実に動作するように、十分に余裕のある駆動時間にて駆
動している。

【００６３】また、ワイパーソレノイド１４ａが“ＯＦ
Ｆ”の時には、ワイパーアクチュエータ１４が動作した
後に引き続く布押えの上昇時に、ワイパーアクチュエー
タ１４と押え上げアクチュエータ１３が機械的に干渉し
ないように、ワイパーソレノイド１４ａを“ＯＦＦ”し
た後、ＲＯＭ４１内に格納された規定の応答時間経過後
に、押え上げソレノイド１３ａを“ＯＮ”させる制御を
実行している。

【００６４】また、糸切りアクチュエータ１１内の糸切
りソレノイド１１ａも、同様に機械的および電気的応答
時間を考慮したタイミング制御を行っているが、説明は
省略する。

【００６５】以上説明したとおり、各アクチュエータに
は、応答時間があり、この時間またはそれに相当するミ
シン上軸角度信号のパルス数等を、ＣＰＵ４０は、ＲＯ
Ｍ４１からＲＡＭ４２に展開して、各アクチュエータの
ＯＮ／ＯＦＦ切り換えのタイミング制御や、ミシンの起
動遅延等を行うことで、ミシンを自動化して確実な縫製
動作やオペレータの脱技能化を図っていた。

【００６６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のミシンの制御装置は、各アクチュエータの電
気特性のばらつき、各機構の組付け具合、ミシンの縫製
環境、ミシンの付帯装置の追加に伴う機構の負荷変動等
によって応答時間が変化するため、ＲＡＭ４２内に記憶
された設定データで動作させても目的とする機能が果た
せないという問題があった。

【００６７】上記各アクチュエータの電気特性のばらつ
きは、各アクチュエータ自体がもつ特性であり、±１０
％程度のばらつきは必ず存在する。

【００６８】各機構の組付け具合は、ミシン製造時の組
付け具合によって機構自体の負荷が変化することによる
もので、また、ミシンの使用状況にしたがって機構の負
荷は変化するのが一般的である。

【００６９】ミシンの縫製環境は、使用温度（室温）お
よび電源電圧の変動が大きく影響する。使用温度の変動
によって、ソレノイドの抵抗成分が変化し、ソレノイド
に流れる電流値が変化するため応答時間が変化する。ま
た、電源電圧の変動によって、アクチュエータの電源電
圧が変化して、同様に応答時間が変化する。

【００７０】一般に、使用温度が低い（抵抗成分が小さ
くなる）、または電圧が高い場合は、電流値が増加する
ため応答が速くなり、また、使用温度が高い（抵抗成分
が大きくなる）、または電圧が低い場合は、電流値が減
少するため応答は遅くなる。

【００７１】さらに、使用温度（室温）や電源電圧の変
動による応答時間の変化は、ソレノイドに流れる電流の
立ち上がりに直接影響するため、ソレノイドを駆動（Ｏ
Ｎ）した時の方が、ソレノイドをＯＦＦした時よりも、
大きく現れる。また、ソレノイドのＯＦＦ時には、縫製
環境の変化よりも、アクチュエータ駆動方向の反対方向
に接続されたばね等（図示略）の負荷定数による応答時
間の変化が大きい。

【００７２】ミシンの付帯装置追加に伴う機構の負荷
は、ミシン出荷後各ユーザが生産性を向上させるために
各ユーザの縫製工場にて取り付けられた各付帯設備の影
響で、付帯設備を取り付けられた機構の負荷が変動する
場合がある。工業用ミシンの出荷時には取り付ける付帯
設備の仕様が未決定であることが多く、実際には付帯設
備を取り付けた後で、各種縫製作業に関する設定値の調
整を行っていた。

【００７３】以上のように応答時間が変化することによ
って、各機構において次のような問題があった。

【００７４】押え上げ機構において、出荷時に押え上げ
ソレノイドの応答時間ｃを１５０（ｍｓｅｃ）として出
荷しても、上記理由によって実際の使用時には２００
（ｍｓｅｃ）に変動している場合は、前記説明したとお
り、布を完全に押える前にミシンが回転してしまうた
め、縫い不良が発生する。このため、応答時間の余裕分
を大きくする必要があった。また、応答時間ｄについて
も設定時間よりも応答時間が長くなると、布押えが上昇
しきっていないうちにミシンが起動されてしまい布を取
り出すことができないという問題があった。

【００７５】これらの現象は、前述のようにソレノイド
を駆動（ＯＮ）した時が大きく現れる。即ち、応答時間
ｄの変動については、布押えが押え上げアクチュエータ
の通電によって下降するタイプの押え上げ機構を備える
ミシンにおいて多く発生し、応答時間Ｃが長くなる問題
については、逆に布押えが押え上げアクチュエータの通
電によって上昇するタイプの押え上げ機構を備えるミシ
ンにおいて多く発生する。

【００７６】返し縫い機構において、補正パルス数ａ，
ｂはミシン標準状態（平均的な負荷、平均的な温度等）
にて、縫い目が合う様に調整されているため、応答時間
が変化すると縫い目が合わない等の不具合が発生する。
この不具合は、押え上げ機構のように、余裕分を大きく
して対応することができないため、オペレータがその設
定値を修正しなければならず、この修正作業に煩わしさ
があった。

【００７７】以上のように、各アクチュエータや各機構
の応答時間の変化をミシンの出荷時に完全に予測するの
は難しく、実際には応答時間は多くの余裕分を加えて長
く設定して対応しているが、応答時間を長く設定すると
サイクルタイムが長くなるため、ミシンの生産性が低下
するという問題があった。また、余裕分を少なくして応
答時間を短く設定すると、様々なトラブル要因となる問
題があった。

【００７８】本発明の課題は、ミシンの作業環境が変化
する度にオペレータによって設定の変更をする必要がな
く、また、最短のサイクルタイムでミシンを稼動させる
ことができるミシンの制御装置を提供することである。

【００７９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、ミシンに装着されたアクチ
ュエータを含む電気的駆動手段の動作タイミング等を制
御するミシンの制御プログラムが記憶されたプログラム
記憶手段を備えたミシンの制御装置において、前記アク
チュエータに流れる電流を検出する電流検出手段（例え
ば、図３に示すアクチュエータ電流検出部５３に対応す
る。）と、非駆動状態から通電開始されたときの前記ア
クチュエータの駆動動作完了時期、または、駆動状態か
ら通電遮断されたときの前記アクチュエータの開放動作
完了時期を、前記電流検出手段から検出される電流波形
によって検出する動作完了時期検出手段（例えば、図３
に示すＣＰＵ４０；図６に示すフローチャートのステッ
プＳ８；図８に示すフローチャートのステップＳ２８に
対応する。）と、動作完了時期検出手段によって検出さ
れた駆動動作完了時期または、開放動作完了時期に基づ
いて、前記プログラム記憶手段に記憶されたこのアクチ
ュエータまたはこのアクチュエータの動作に続く他の電
気的駆動手段の動作タイミングを設定する設定手段（例
えば、図３に示すＣＰＵ４０に対応する。）と、を備え
たことを特徴としている。

【００８０】この請求項１記載の発明によれば、ミシン
に装着されたアクチュエータを含む電気的駆動手段の動
作タイミング等を制御するミシンの制御プログラムが記
憶されたプログラム記憶手段を備えたミシンの制御装置
において、電流検出手段は、アクチュエータに流れる電
流を検出し、動作完了時期検出手段は、この電流検出手
段から検出される電流波形によって、非駆動状態から通
電開始されたときのアクチュエータの駆動動作完了時
期、または、駆動状態から通電遮断されたときのアクチ
ュエータの開放動作完了時期を検出し、これに基づい
て、プログラム記憶手段に記憶手段に記憶されたアクチ
ュエータまたはこのアクチュエータの動作に続く他の電
気的駆動手段の動作タイミングを設定する。

【００８１】したがって、アクチュエータの駆動または
開放動作時に検出されたアクチュエータの実際の動作完
了時期を、このアクチュエータの動作、またはこのアク
チュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作の制
御に活用させることによって、最短のサイクルタイムで
ミシンを稼動させることができ、ミシンの稼働率を向上
させることができる。

【００８２】請求項２記載の発明は、請求項１記載のミ
シンの制御装置は、前記アクチュエータの通電開始また
は通電遮断から前記動作完了時期検出手段によって検出
された動作完了時期までの時間により前記アクチュエー
タの応答時間を計測するアクチュエータ応答時間計測手
段（例えば、図８に示すフローチャートのステップＳ２
９に対応する。）と、該アクチュエータ応答時間計測手
段によって計測された前記アクチュエータ応答時間を記
憶するアクチュエータ応答時間記憶手段と、該アクチュ
エータ応答時間記憶手段に記憶されている応答時間と、
前記アクチュエータ応答時間検出手段によって新たに検
出された応答時間とを比較し、その差が所定値を越える
場合には前記アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶さ
れている値を新たに検出された値に変更する変更手段
（例えば、図３に示すＣＰＵ４０；図８に示すフローチ
ャートのステップＳ３０、ステップＳ３１に対応す
る。）を更に備えたことを特徴としている。

【００８３】この請求項２記載の発明によれば、請求項
１記載のミシンの制御装置において、変更手段は、アク
チュエータ応答時間記憶手段に記憶されている応答時間
と、アクチュエータ応答時間計測手段によって新たに計
測された応答時間とを比較し、その差が所定値を越える
場合にはアクチュエータ応答時間記憶手段に記憶されて
いる値を新たに検出された値に変更する。

【００８４】したがって、アクチュエータの駆動または
開放動作時に検出されたアクチュエータの応答時間を、
次回のアクチュエータの動作、またはこのアクチュエー
タの動作に続く他の電気的駆動手段の動作の制御に活用
させることによって、機構負荷変動、室温変化、および
電圧変化等のように作業環境が変化する度にオペレータ
によって設定の変更をする必要がなく、また、最短のサ
イクルタイムでミシンを稼動させることができるため、
ミシンの稼働率を向上させることができる。

【００８５】請求項３記載の発明は、請求項２記載のミ
シンの制御装置において、所定の針位置を検出し、針位
置信号を出力する針位置検出手段（例えば、図２に示す
針棒位置センサ１５に対応する。）と、ミシンの布送り
方向を逆転させる返し縫い機構を駆動する返し縫い用ア
クチュエータ（例えば、図３に示す返し縫いアクチュエ
ータ１２に対応する。）と、止め縫いの針数を設定する
止め縫い設定部（例えば、図１に示す操作パネル６に対
応する。）と、止め縫い設定部で設定された針数となる
ように、前記針位置検出手段より出力された針位置信号
と、前記アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶された
前記返し縫い用アクチュエータの応答時間とに基づい
て、前記返し縫い用アクチュエータの駆動、または開放
の少なくとも何れか一方のタイミングを設定し、止め縫
いを実行する自動止め縫い手段（例えば、図３に示すＣ
ＰＵ４０に対応する。）と、を更に備えたことを特徴と
している。

【００８６】この請求項３記載の発明によれば、請求項
２記載のミシンの制御装置において、針位置検出手段
は、所定の針位置を検出して、針位置信号を出力し、返
し縫い用アクチュエータは、ミシンの布送り方向を逆転
させる返し縫い機構を駆動し、止め縫い設定部は、止め
縫いの針数を設定し、自動止め縫い手段は、止め縫い設
定部で設定された針数となるように、前記針位置検出手
段より出力された針位置信号と、前記アクチュエータ応
答時間記憶手段に記憶された前記返し縫い用アクチュエ
ータの応答時間とに基づいて、前記返し縫い用アクチュ
エータの駆動、または開放の少なくとも何れか一方のタ
イミングを設定し、止め縫いを実行する。

【００８７】したがって、返し縫いアクチュエータの応
答時間を、次回の返し縫いアクチュエータの動作の制御
に活用させることによって、機構負荷変動、温度変化、
および電圧変化等の環境変化に追従したタイミング補正
等の制御が可能となり、オペレータによる面倒な設定変
更を伴わずに、美しい縫い目を常に提供することができ
る。

【００８８】請求項４記載の発明は、請求項１記載のミ
シンの制御装置において、通電にて布押えを下降動作さ
せ、通電遮断にて布押えを上昇動作させ布押え上げ機構
を駆動する布押え用アクチュエータ（例えば、図３に示
す押え上げアクチュエータ１３に対応する。）と、前記
動作完了時期検出手段によって検出された前記布押えア
クチュエータの動作完了時期に基づいて、前記布押えが
下降動作を完了した後の前記電気的駆動手段であるミシ
ン主軸モータの起動タイミングを設定するミシン主軸モ
ータ起動手段（例えば、図３に示すＣＰＵ４０に対応す
る。）と、を更に備えたことを特徴とする。

【００８９】この請求項４記載の発明によれば、請求項
１記載のミシンの制御装置において、布押え用アクチュ
エータは、布押えを上昇または下降動作させる布押え上
げ機構を駆動し、ミシン主軸モータ起動手段は、前記動
作完了時期検出手段によって検出された前記布押え用ア
クチュエータぼ動作完了時期に基づいて、布押えが下降
動作を完了した後の電気的駆動手段であるミシン主軸モ
ータの起動タイミングを設定する。

【００９０】したがって、布押え用アクチュエータの応
答時間を、ミシン主軸モータの起動制御に活用させるこ
とによって、オペレータによる面倒な設定変更を伴わず
に、機構負荷変動、温度変化、および電圧変化等の環境
変化に追従した起動タイミングの補正等の制御が可能と
なる。また、布押えが下降動作を完了した後にミシン主
軸モータが起動するので、布を完全に押さえる前にミシ
ンが回転し縫い不良等を起こさないため、より確実な縫
製動作を実行することができる。

【００９１】請求項５記載の発明は、請求項１記載のミ
シンの制御装置において、通電にて布押えを上昇動作さ
せ、通電遮断にて布押えを下降動作させる布押え上げ機
構を駆動する布押え用アクチュエータと、前記布押え用
アクチュエータの通電開始から前記動作完了時期検出手
段により前記布押え用アクチュエータの駆動完了時期が
検出されるまでの間は、次のミシン起動を禁止する起動
禁止手段と（例えば、図３に示すＣＰＵ４０に対応す
る。）、を更に備えることを特徴とする請求項１記載の
ミシンの制御装置。

【００９２】この請求項５記載の発明によれば、請求項
１記載のミシンの制御装置において、布押え用アクチュ
エータは、布押えを上昇または下降動作させる布押え上
げ機構を駆動し、起動禁止手段は、布押え用アクチュエ
ータの駆動完了時期検出までの時間内は、次のミシン起
動を禁止する。

【００９３】したがって、縫製終了後において、布押え
上昇動作中に誤ってミシンペダルを踏み込んでもミシン
が起動されないため、針が布に貫通して縫製が終了した
布を取り出せなくなるという問題の発生を防ぐことがで
き、より確実な縫製が可能となる。

【００９４】

【発明の実施の形態】以下、図３〜図９を参照して本発
明の実施の形態を詳細に説明する。図３〜図９は、本発
明を適用したミシンの制御装置の一実施の形態を示す図
である。

【００９５】まず、構成を説明するが、本実施の形態の
工業用ミシンの要部構成は、図１および図２に示した従
来の工業用ミシン１００の要部構成とほぼ同一であるた
め、その図示と説明を省略するとともに、従来の工業用
ミシンの要部と同一の符番を用いて説明する。また、従
来の工業用ミシン１００との相違点は、制御ボックス３
内の、アクチュエータ電源回路５０（従来の工業用ミシ
ンのアクチュエータ電源回路８０に対応する。）であ
る。

【００９６】図３は、アクチュエータ電源回路５０の構
成を示す回路図である。同図において、アクチュエータ
電源回路５０は、アクチュエータ電源整流部５１、アク
チュエータ電源平滑部５２、アクチュエータ電流検出部
５３、アクチュエータ電源制御部５４、増幅部５５、お
よびＡ／Ｄ変換部５６によって構成されている。

【００９７】アクチュエータ電源整流部５１は、整流素
子を用いたブリッジ式全波整流回路であり、電源トラン
ス３８から供給された交流電流を直流電流に変換する。

【００９８】アクチュエータ電源平滑部５２は、アクチ
ュエータ電源整流部５１によって整流された直流電圧
を、リップル電圧の小さい直流電圧に平滑する。

【００９９】アクチュエータ電流検出部５３は、アクチ
ュエータに流れる電流（以下、アクチュエータ電流とす
る。）を検出して、その電流値に比例した電圧値を示す
アナログ信号である「アクチュエータ電流検出信号」
を、増幅部５５に出力する。

【０１００】アクチュエータ電源制御部５４は、内部に
トランジスタ５４ａを有しており、トランジスタ５４ａ
のエミッタは、アクチュエータ電流検出部５３に接続さ
れ、コレクタは、各アクチュエータのソレノイドを介し
てアクチュエータドライバ６０内の複数のトランジスタ
６１，６２，…，６４の各コレクタに接続されている。
また、ベースには、ＣＰＵ４０から制御信号が入力され
る。

【０１０１】そして、工業用ミシン１００において異常
が発生していない場合、トランジスタ５４ａのベース
に、ＣＰＵ４０から入力されている「アクチュエータ電
源供給信号」が“ＯＮ”であり、アクチュエータ電源制
御部５４は、各アクチュエータに電力を供給している。

【０１０２】増幅部５５は、アクチュエータ電流検出部
５３から入力された「アクチュエータ電流検出信号」
を、Ａ／Ｄ変換可能なレベルまで差動増幅して、Ａ／Ｄ
変換部５６に出力する。

【０１０３】Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部５６
は、増幅部５５から入力された「アクチュエータ電流検
出信号」の増幅信号を、デジタル信号である「アクチュ
エータ電流検出信号（デジタル）」に変換し、この信号
をＣＰＵ４０に出力する。

【０１０４】また、アクチュエータドライバ６０につい
ては、図１０において示した従来の技術と同様であるた
め、説明を省略する

【０１０５】図４は、アクチュエータのソレノイドを駆
動（ＯＮ）した時の、アクチュエータ電流の波形を示し
た図である。同図を参照して、アクチュエータ駆動時の
アクチュエータ電流の電流値の変化について説明する。

【０１０６】先ず、時刻ｔ１において、ＣＰＵ４０によ
って、例えば、「押え上げソレノイド動作信号」のよう
な、アクチュエータ駆動信号が“ＯＮ”されると、ソレ
ノイドに電流が流れ始める。それと同時に、ＣＰＵ４０
は、Ａ／Ｄ変換部５６から入力される「アクチュエータ
電流検出信号（デジタル）」を監視する。ここで、アク
チュエータは、インダクタンス成分を含んでいるため、
電流値は徐々に増加する。

【０１０７】次に、時刻ｔ２において、アクチュエータ
が動作を開始すると、ソレノイドのプランジャ鉄心（図
示略）の移動に伴って逆起電力が発生し、電流値は一時
的に減少する。ここで、ＣＰＵ４０は、電流値が増加か
ら減少に変化した時刻ｔ２をポイントＡとして検出す
る。

【０１０８】そして、時刻ｔ３において、アクチュエー
タの動作が完了すると、電流値は再び上昇する。ここ
で、ＣＰＵ４０は、電流値が減少から増加に変化した時
刻ｔ３をポイントＢ（駆動動作完了時期）として検出す
る。

【０１０９】さらに、時刻ｔ５において、電流値がアク
チュエータの抵抗値によって制限される電流値まで増加
すると、電流値は飽和する。ここで、ＣＰＵ４０は、電
流値が飽和した時刻ｔ５をポイントＣとして検出する。

【０１１０】ここで、各ポイントの検出は、ＣＰＵ４０
内にある動作完了時期検出手段によって実行されてい
る。そして、この動作完了時期検出手段は、実際のアク
チュエータが非駆動状態から通電開始されたときの駆動
動作完了時期であるポイントＢを検出し、この後、ＲＡ
Ｍ４２に保存されている余裕分の時間α（ｓｅｃ）経過
後に、この動作完了タイミングに基づいてＲＯＭ４１に
記憶されたこのアクチュエータ、または、このアクチュ
エータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作タイミン
グを設定する。

【０１１１】上述したように、ソレノイドのプランジャ
ー鉄心が移動することで発生する逆起電力によるアクチ
ュエータ電流の電流値の変化を利用することによって、
各ポイントの検出を行っている。

【０１１２】図５を参照して、ソレノイドのＯＦＦ時の
アクチュエータ電流の電流値の変化について説明する。

【０１１３】先ず、時刻ｔ１において、ＣＰＵ４０によ
ってアクチュエータ駆動信号が“ＯＦＦ”されると、ア
クチュエータへの電力供給が遮断される。それと同時
に、ＣＰＵ４０は、「アクチュエータ電流検出信号（デ
ジタル）」を監視する。また、電力供給の遮断後、アク
チュエータのインダクタンス成分によってしばらく電流
が流れ続け、逆起電力吸収部７０からアクチュエータ電
流検出部５３を通り還流する。

【０１１４】そして、電流値は徐々に減少してゆき、時
刻ｔ２において、アクチュエータが復帰（戻り）動作を
開始すると、ソレノイドの鉄心の移動に伴い逆起電力が
発生し、電流値は一時的に増加する。ここで、ＣＰＵ４
０は、電流値が減少から増加に変化した時刻ｔ２をポイ
ントＤとして検出する。

【０１１５】次に、時刻ｔ３において、アクチュエータ
の復帰動作が完了すると、電流値は再び減少する。ここ
で、ＣＰＵ４０は、電流値が増加から減少に変化した時
刻ｔ３をポイントＥ（開放動作完了時期）として検出す
る。そして、電流値はさらに減少して０となる。

【０１１６】ここで、各ポイントの検出は、ＣＰＵ４０
内にある動作完了時期検出手段によって実行されてい
る。そして、この動作完了時期検出手段は、実際のアク
チュエータが駆動状態から通電遮断されたときの開放動
作完了時期であるポイントＥを検出し、この後、ＲＡＭ
４２に保存されている余裕分の時間β（ｓｅｃ）経過後
にＲＯＭ４１に記憶されたこのアクチュエータ、また
は、このアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手
段の動作タイミングを設定する。

【０１１７】この場合も、上記で説明したソレノイドを
ＯＮした時と同様に、ソレノイドのプランジャー鉄心が
移動することで発生する逆起電力による電流値の変化を
利用して動作完了時期の検出を行って、その後余裕分の
時間を経過した後、アクチュエータの動作完了判定を行
っている。

【０１１８】また、上記のような動作完了判定は、ミシ
ンに装着されたアクチュエータの中でもストロークが大
きく、動作時間も大きい布押え用アクチュエータや、返
し縫いアクチュエータに対して行うと、これらのアクチ
ュエータは環境による応答時間の変動も大きいので、サ
イクルタイムの短縮や縫い品質の向上の上で特に効果的
である。

【０１１９】次に、縫製環境の変化による応答時間の変
化が大きい、ソレノイドを“ＯＮ”した時の具体例につ
いて説明する。

【０１２０】図６は、を参照して、押え上げソレノイド
１３ａを“ＯＮ”した時の、応答時間の計測処理につい
て説明する。

【０１２１】先ず、押え上げソレノイド１３ａが“Ｏ
Ｎ”される（ステップＳ１）。次に、ＣＰＵ４０は、ア
クチュエータ電流の電流値が増加しているか否かを判別
し（ステップＳ２）、電流値が増加している場合（ステ
ップＳ２；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０は、電流値が予め設定
された所定値以上か否かを判別する（ステップＳ３）。

【０１２２】ここで、電流値が所定値以上の場合（ステ
ップＳ３；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０は、押え上げアクチュ
エータ１３が故障していると判断し、アクチュエータ電
源回路５０に出力を停止させ（ステップＳ４）、処理を
終了する。また、電流値が所定値に達しない場合（ステ
ップＳ３；Ｎｏ）、ステップＳ２に戻る。

【０１２３】また、ステップＳ２において、アクチュエ
ータ電流の電流値が増加していない場合（ステップＳ
２；Ｎｏ）、ＣＰＵ４０は、ポイントＡを検出し（ステ
ップＳ５）、アクチュエータ電流の電流値が減少してい
るか否かを判別する（ステップＳ６）。

【０１２４】ここで、アクチュエータ電流の電流値が減
少している場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、ステップＳ
６を繰り返し実行し、また、アクチュエータ電流の電流
値が減少していない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、ＣＰ
Ｕ４０は、ポイントＢを検出する（ステップＳ７）。

【０１２５】次に、ＣＰＵ４０は、余裕分α（ｓｅｃ）
だけタイマカウントする（ステップＳ８）。そして、Ｃ
ＰＵ４０は、アクチュエータ動作の完了判定をして（ス
テップＳ９）、処理を終了する。

【０１２６】図７（ａ）は、アクチュエータＯＮ時に布
押えが上昇するミシンにおいて、動作完了時期検出処理
を示すタイミングチャートである。図７（ａ）の時刻ｔ
１において、オペレータのペダル踏み返し操作による糸
切り指令により「ミシン起動信号」が“ＯＦＦ”となる
と、糸切りが実行開始される。そして、時刻ｔ２におい
て、糸切りの完了によって縫製工程が終了する。次に、
時刻ｔ３において、「押え上げソレノイド動作信号」を
“ＯＮ”して、押え上げ機構が布押えを上昇させる。

【０１２７】そして、時刻ｔ４において、ＣＰＵ４０の
動作完了時期検出手段によって駆動動作完了時期である
ポイントＢが検出される。次に、ポイントＢから余裕分
の時間α（ｓｅｃ）が経過した時刻ｔ５において、工程
完了となり、次回のミシンの起動が可能となる。

【０１２８】なお、ここでは、押え上げソレノイド１３
ａの駆動時においての、動作完了時期検出処理について
説明したが、他のソレノイドの駆動時においても、同様
の駆動完了時期検出処理が実施できる。

【０１２９】また、ＣＰＵ４０の動作完了時期検出手段
は、各アクチュエータ（ソレノイド）を“ＯＮ”した
時、各アクチュエータの動作完了時期をそれぞれ検出可
能であり、アクチュエータを“ＯＮ”する度に実際のア
クチュエータの動作完了時期を検出することができるた
め、各機構の負荷変動や環境変化に追従した制御が可能
となる。

【０１３０】また、図７（ｂ）は、アクチュエータへの
通電時に布押えが下降するミシンにおいて、動作完了時
期検出処理を示すタイミングチャートである。

【０１３１】図７（ｂ）の時刻ｔ１において、オペレー
タが縫製物をミシンにセットし、オペレータによるペダ
ル前踏みにより「ミシン起動信号」が“ＯＮ”される
と、「押え上げソレノイド動作信号」が“ＯＮ”とな
り、押え上げ機構が布押えを下降させる。

【０１３２】そして、時刻ｔ２において、ＣＰＵ４０の
動作完了時期検出手段によって駆動動作完了時期である
ポイントＢが検出される。次に、ポイントＢから余裕分
の時間α（ｓｅｃ）が経過した時刻ｔ３において、ミシ
ン回転が開始となる。

【０１３３】図８は、返し縫いソレノイド１２ａを“Ｏ
Ｎ”した時の、ＣＰＵ４０のアクチュエータ応答時間計
測処理を示すフローチャートである。同図を参照して、
返し縫いソレノイド１２ａを“ＯＮ”した時の、アクチ
ュエータの応答時間の計測処理について説明する。

【０１３４】先ず、返し縫いソレノイド１２ａが“Ｏ
Ｎ”されると（ステップＳ２１）、ＣＰＵ４０は、タイ
マカウントを開始する（ステップＳ２２）。

【０１３５】次に、ＣＰＵ４０は、アクチュエータ電流
の電流値が増加しているか否かを判別し（ステップＳ２
３）、電流値が増加している場合（ステップＳ２３；Ｙ
ｅｓ）、ＣＰＵ４０は、電流値が所定値以上か否かを判
別する（ステップＳ２４）。

【０１３６】ここで、電流値が所定値以上の場合（ステ
ップＳ２４；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０は、返し縫いアクチ
ュエータ１２が故障していると判断し、アクチュエータ
電源回路５０に出力を停止させ（ステップＳ２５）、処
理を終了する。また、電流値が所定値に達しない場合
（ステップＳ２４；Ｎｏ）、ステップＳ２３に戻る。

【０１３７】また、ステップＳ２３において、アクチュ
エータ電流の電流値が増加していない場合（ステップＳ
２３；Ｎｏ）、ＣＰＵ４０は、ポイントＡを検出し（ス
テップＳ２６）、アクチュエータ電流の電流値が減少し
ているか否かを判別し（ステップＳ２７）する。

【０１３８】ここで、アクチュエータ電流の電流値が減
少している場合（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、ステップ
Ｓ２７を繰り返し実行し、また、アクチュエータ電流の
電流値が減少していない場合（ステップＳ２７；Ｎ
ｏ）、ＣＰＵ４０は、ポイントＢを検出し（ステップＳ
２８）、応答時間であるタイマカウントＢ（ｓｅｃ）を
確定する（ステップＳ２９）。

【０１３９】次に、ＣＰＵ４０は、時間Ｂと時間Ｔｏｎ
との差の絶対値Ｘ（ｍｓｅｃ）が予め定められた所定値
Ｙ（ｍｓｅｃ）より大きいか否かを判別する（ステップ
Ｓ３０）。ここで、時間Ｔｏｎは、前回ソレノイドをＯ
Ｎした際の応答時間、または平均的な負荷及び温度環境
である標準状態での応答時間であり、所定値Ｙ（ｍｓｅ
ｃ）と同様にＲＡＭ４２内に記憶されている。

【０１４０】そして、時間Ｂと時間Ｔｏｎとの差の絶対
値Ｘ（ｍｓｅｃ）が所定値Ｙ（ｍｓｅｃ）より大きい場
合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）は、その機構において負
荷変動や温度変動等の環境変化があったと判断して、Ｃ
ＰＵ４０は、時間Ｔｏｎを時間Ｂに書き換え、また前記
補正パルス数ａをａ’に書き換えて（ステップＳ３
１）、処理を終了する。また、時間Ｂと時間Ｔｏｎとの
差の絶対値Ｘが所定値Ｙ以下の場合（ステップＳ３０；
Ｎｏ）、処理を終了する。

【０１４１】ここで、ａ’は、時間Ｂと時間Ｔｏｎとの
差Ｘ（ｍｓｅｃ）に相当するパルス数を補正した値であ
り、Ｂ＜Ｔｏｎの時は、例えば、以下の式（１）によっ
てａ’が求められる。「ａ’＝Ｘ（ｍｓｅｃ）／（ミシン速度＊１回転あたりのミシン上軸角度検出信号のパルス数）＋ａ」…式（１）

【０１４２】また、Ｂ＞Ｔｏｎの時は、例えば、以下の
式（２）によってａ’が求められる。「ａ’＝−Ｘ（ｍｓｅｃ）／（ミシン速度＊１回転あたりのミシン上軸角度検出信号のパルス数）＋ａ」…式（２）

【０１４３】以上の制御によって、ＲＡＭ４２内に記憶
されている時間Ｔｏｎには、実際の応答時間が記録さ
れ、また、補正パルス数ａも実際の応答時間に合わせた
値が記録されて次回の制御に活用される。この様にアク
チュエータの応答時間が遅くなった場合は、パルス数が
小さくなり早めにソレノイドをＯＮし、応答時間が早く
なった場合は、パルス数が大きくなり遅めにソレノイド
をＯＮすることで常に止め縫いの縫い目が合うように返
し縫い機構を制御できる。

【０１４４】以上、環境変化に対する応答時間の変化が
大きいソレノイドをＯＮする場合について説明した。同
様に、ソレノイドをＯＦＦする際においても、上述した
ような処理は可能であるが、説明は省略する。

【０１４５】図９を参照して、返し縫いアクチュエータ
１２の返し縫いソレノイド１２ａの動作について説明す
る。

【０１４６】時刻ｔ１において、縫い始めから設定した
針数（例では、４針）の１針手前の針棒下位置信号から
ミシン上軸角度検出信号のパルス数をカウントし始め
る。そして、時刻ｔ１からＲＡＭ４２に保存された補正
パルス数ａをカウントした時刻ｔ２において、ＣＰＵ４
０は、「返し縫いソレノイド動作信号」を“ＯＮ”にし
て、返し縫い機構を動作させる。

【０１４７】次に、時刻ｔ３において、ＣＰＵ４０のア
クチュエータ応答時間計測手段によって時刻ｔ２からポ
イントＢまでの時間（応答時間Ｂ）が計測される。ここ
で、応答時間Ｂと時間Ｔｏｎとの差の絶対値と、ＲＡＭ
４２内に保存されている所定値とが比較され、その差が
所定値よりも大きければ、ＲＡＭ４２内のＴｏｎと補正
パルス数ａを書き換える。そして、時刻ｔ４において、
返し縫い機構を動作後、設定した針数（例では、４針）
の１針手前の針棒下位置信号からミシン上軸角度検出信
号のパルス数をカウントし始める。

【０１４８】さらに、時刻ｔ４からＲＡＭ４２に保存さ
れた補正パルス数ｂ分だけ時間が経過した時刻ｔ５にお
いて、ＣＰＵ４０は、「返し縫いソレノイド動作信号」
を“ＯＦＦ”にして、返し縫い機構を復帰（戻し）動作
させる。

【０１４９】以上のように、ＣＰＵ４０は、「アクチュ
エータ駆動信号」の“ＯＮ”からのアクチュエータ応答
時間と、ＲＡＭ４２内に記憶された時間Ｔｏｎとの差
が、所定値よりも大きければ、機構負荷変動、室温変
化、および電圧変化等のように作業環境が変化したとし
て、ＲＡＭ４２内の所定値を書き換えるため、次回のア
クチュエータの動作、またはこのアクチュエータの動作
に続く他の電気的駆動手段の動作の制御に活用させるこ
とができる。さらに、作業環境が変化する度にオペレー
タによって設定の変更をする必要がなく、また、最短の
サイクルタイムでミシンを稼動させることができるた
め、ミシンの稼働率を向上させることができる。

【０１５０】なお、本実施の形態においては、一般的な
工業用ミシンの、押え上げ機構および返し縫い機構につ
いて説明したが、家庭用ミシンを含む種々のミシンにお
けるアクチュエータ（ソレノイド）を使用した機構に対
して適用することが可能である。

【０１５１】また、工業用ミシンにおいて、具体的な細
部構造においても適宜変更可能である。例えば、図３で
はアクチュエータ電流検出部５３をアクチュエータ電源
平滑部５２とアクチュエータ電源制御部５４の間に配置
しているが、アクチュエータ電流を検出可能な場所なら
ばどこに配置しても良い。

【０１５２】また、前記説明では一般的なミシンを例と
したため、各アクチュエータが同時に駆動されることが
無いために、１個のアクチュエータ電流検出部５３によ
って全てのアクチュエータの電流を検出しているが、各
アクチュエータ毎に電流検出部を設けることも可能であ
る。

【０１５３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、アクチュ
エータの駆動または開放動作時に検出されたアクチュエ
ータの動作完了時期を、アクチュエータの動作、または
このアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の
動作の制御に活用させることによって、最短のサイクル
タイムでミシンを稼動させることができ、ミシンの稼働
率を向上させることができる。

【０１５４】請求項２記載の発明によれば、アクチュエ
ータの駆動または開放動作時に計測されたアクチュエー
タの応答時間を、次回のアクチュエータの動作、または
このアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の
動作の制御に活用させることによって、機構負荷変動、
室温変化、および電圧変化等のように作業環境が変化す
る度にオペレータによって設定の変更をする必要がな
く、また、最短のサイクルタイムでミシンを稼動させる
ことができるため、ミシンの稼働率を向上させることが
できる。

【０１５５】請求項３記載の発明によれば、返し縫いア
クチュエータの応答時間を、次回の返し縫いアクチュエ
ータの動作の制御に活用させることによって、機構負荷
変動、温度変化、および電圧変化等の環境変化に追従し
たタイミング補正等の制御が可能となり、オペレータに
よる面倒な設定変更を伴わずに、美しい縫い目を常に提
供することができる。

【０１５６】請求項４記載の発明によれば、布押え用ア
クチュエータの動作完了時期を、ミシン主軸モータの起
動制御に活用させることによって、オペレータによる面
倒な設定変更を伴わずに、機構負荷変動、温度変化、お
よび電圧変化等の環境変化に追従した起動タイミングの
補正等の制御が可能となる。

【０１５７】また、布押えが下降動作を完了した後にミ
シン主軸モータが起動するので、布を完全に押さえる前
にミシンが回転し縫い不良等を起こさないため、より確
実な縫製動作を実行することができる。

【０１５８】請求項５記載の発明によれば、布押えの上
昇が終了するまでは次のミシンの起動が禁止されるの
で、布押え上昇動作中に誤ってミシンペダルを踏み込ん
でもミシンが起動されないため、針が布に貫通して縫製
が終了した布を取り出せなくなるという問題の発生を防
ぐことができ、より確実な縫製が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来における工業用ミシン１００の要
部構成を示す外観図である。

【図２】図２は、図１に示した制御ボックス３の構成を
示した回路図である。

【図３】図３は、本実施例におけるアクチュエータ電源
回路５０の構成を示す回路図である。

【図４】図４は、本実施例におけるアクチュエータのソ
レノイドを駆動（ＯＮ）した時の、アクチュエータ電流
の波形を示した図である。

【図５】図５は、本実施例におけるアクチュエータのソ
レノイドをＯＦＦした時の、アクチュエータ電流の波形
を示した図である。

【図６】図６は、本実施例における押え上げソレノイド
１３ａをＯＮした時の、ＣＰＵ４０の動作完了時期検出
処理を示すフローチャートである。

【図７】図７は、本実施例における押え上げソレノイド
１３ａの駆動時において、動作完了時期検出処理を示す
タイミングチャートである。

【図８】図８は、返し縫いソレノイドをＯＮした時の、
ＣＰＵ４０の応答遅れ時間計測処理を示すフローチャー
トである。

【図９】図９は、始め返し縫い動作において、返し縫い
ソレノイド１２ａの駆動の一例を示したタイミングチャ
ートである。

【図１０】図１０は、図２に示した従来のアクチュエー
タ電源回路８０及びアクチュエータドライバ６０を詳細
に示す回路図である。

【図１１】図１１は、従来の返し縫いソレノイド１２ａ
の動作を示す図であり、（ａ）は返し縫いソレノイド１
２ａの動作タイミングを示したタイミングチャートであ
り、（ｂ）は返し縫いによる実際の縫い目を示す図であ
る。

【図１２】図１２は、従来の押え上げソレノイド１３ａ
の動作タイミングを示したタイミングチャートである。

【符号の説明】

１００工業用ミシン１ミシン本体１１糸切りアクチュエータ１１ａ糸切りソレノイド１２返し縫いアクチュエータ１２ａ返し縫いソレノイド１３押え上げアクチュエータ１３ａ押え上げソレノイド１４ワイパーアクチュエータ１４ａワイパーソレノイド１５針棒位置センサ１６ミシン上軸角度検出手段２ミシンモータ２０モータ回転位置検出部３制御ボックス３１フィルター部３２整流部３３突入電流制限部３４平滑部３５モータドライバ３６ＤＣ−ＤＣコンバータ３７モータ制御部３８電源トランス４０ＣＰＵ４１ＲＯＭ４２ＲＡＭ５０アクチュエータ電源回路５１アクチュエータ電源整流部５２アクチュエータ電源平滑部５３アクチュエータ電流検出部５４アクチュエータ電源制御部５４ａトランジスタ５５増幅部５６Ａ／Ｄ変換部６０アクチュエータドライバ６１，６２，６３，６４トランジスタ４電源スイッチ５ペダル６操作パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3B150 AA01 CB14 CB15 CE01 CE17 CE23 CE24 CE27 KA04 LA02 LA10 LA85 LA88 LA89 LB01 LB02 MA17 NA67 NA76 NB03 NB07 NB16 NC11 QA02 QA04 QA05 QA07 5H572 AA20 BB10 CC05 DD02 EE04 EE08 FF01 FF06 GG01 HA01 HA05 HA08 HB07 HC07 JJ03 JJ16 JJ17 JJ18 JJ26 KK05 LL22 LL33 LL50 MM02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ミシンに装着されたアクチュエータを含む
電気的駆動手段の動作タイミング等を制御するミシンの
制御プログラムが記憶されたプログラム記憶手段を備え
たミシンの制御装置において、前記アクチュエータに流れる電流を検出する電流検出手
段と、非駆動状態から通電開始されたときの前記アクチュエー
タの駆動動作完了時期、または、駆動状態から通電遮断
されたときの前記アクチュエータの開放動作完了時期
を、前記電流検出手段から検出される電流波形によって
検出する動作完了時期検出手段と、該動作完了時期検出手段によって検出された駆動動作完
了時期、または、開放動作完了時期に基づいて、前記プ
ログラム記憶手段に記憶されたこのアクチュエータまた
はこのアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段
の動作タイミングを設定する設定手段と、を備えることを特徴とするミシンの制御装置。
【請求項２】前記アクチュエータの通電開始または通電
遮断から前記動作完了時期検出手段によって検出された
動作完了時期までの時間により前記アクチュエータの応
答時間を計測するアクチュエータ応答時間計測手段と、該アクチュエータ応答時間計測手段によって計測された
前記アクチュエータ応答時間を記憶するアクチュエータ
応答時間記憶手段と、該アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶されている応
答時間と、前記アクチュエータ応答時間検出手段によっ
て新たに検出された応答時間とを比較し、その差が所定
値を越える場合には前記アクチュエータ応答時間記憶手
段に記憶されている値を新たに検出された値に変更する
変更手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の
ミシンの制御装置。
【請求項３】前記ミシンの制御装置は、所定の針位置を検出し、針位置信号を出力する針位置検
出手段と、ミシンの布送り方向を逆転させる返し縫い機構を駆動す
る返し縫い用アクチュエータと、止め縫いの針数を設定する止め縫い設定部と、止め縫い設定部で設定された針数となるように、前記針
位置検出手段より出力された針位置信号と、前記アクチ
ュエータ応答時間記憶手段に記憶された前記返し縫い用
アクチュエータの応答時間とに基づいて、前記返し縫い
用アクチュエータの駆動、または開放の少なくとも何れ
か一方のタイミングを設定し、止め縫いを実行する自動
止め縫い手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項２記載のミシンの
制御装置。
【請求項４】前記ミシンの制御装置は、通電にて布押えを下降動作させ、通電遮断にて布押えを
上昇動作させる布押え上げ機構を駆動する布押え用アク
チュエータと、前記動作完了時期検出手段によって検出された前記布押
え用アクチュエータの動作完了時期に基づいて、前記布
押えが下降動作を完了した後の前記電気的駆動手段であ
るミシン主軸モータの起動タイミングを設定するミシン
主軸モータ起動手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１記載のミシンの
制御装置。
【請求項５】通電にて布押えを上昇動作させ、通電遮断
にて布押えを下降動作させる布押え上げ機構を駆動する
布押え用アクチュエータと、前記布押え用アクチュエータの通電開始から前記動作完
了時期検出手段により前記布押え用アクチュエータの駆
動完了時期が検出されるまでの間は、次のミシン起動を
禁止する起動禁止手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１記載のミシンの
制御装置。