JP2006262961A

JP2006262961A - ミシンのモータ制御装置

Info

Publication number: JP2006262961A
Application number: JP2005081602A
Authority: JP
Inventors: Noburu Mizuhara; 宣水原
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】電源投入時にモータの原点検知を効率良く行うことができるミシンのモータ制御装置を提供する。
【解決手段】ミシン１００のモータ制御装置４に、ミシン１００のモータ１を駆動するパルスモータドライバ４１と、パルスモータドライバ４１にモータ用電源２から供給される駆動電圧を検出する駆動電圧検出部４２と、ＣＰＵ４３に、駆動電圧検出部４２により検出された駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断させる判断プログラム４５ｂと、モータ１の原点を検知する回転角度検出部４０と、ＣＰＵ４３に、ミシン１００の電源投入後、判断プログラム４５ｂを実行することによりパルスモータドライバ４１の駆動電圧が所定電圧に達したと判断した後、回転角度検出部４０によりモータ１の原点を検知させる原点検知プログラム４５ｃと、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミシンのモータ制御装置に関する。

従来、ミシンの電源としては、モータ用電源と制御回路用の制御用電源とに分けられている（例えば、特許文献１）。そして、通常、ラッチアップ等の問題を回避するため、まず、制御用電源を入れてから、モータ用電源が入れられ、パルスモータドライバ等のモータ駆動回路の駆動電圧が上昇されるように制御されている。

ところで、ミシンには、糸切りモータ，ピッチ量変更用モータ，布押え上昇用モータ等の各種のモータが備えられているが、これらのモータはパルスモータであるので、電源投入時の各モータの原点である回転角度が正確に認識されないと、その後にモータへ出力した制御信号から予想される通りにモータが回転しなくなったりして、脱調してしまう。そのため、ミシンの電源投入時には、これらモータの原点検知を行う必要がある。モータの原点検知の方法としては、例えば、モータに、原点検知用の基準板を設け、この基準板に、モータ軸に設けられた突起部が衝突するまでモータを回転させ、基準板にモータ軸の突起部が衝突するまでにモータが回転した回転角度を検出することにより行う方法が知られている。しかし、モータを駆動するパルスモータドライバの駆動電圧が所定電圧まで上昇していない状態で、モータの原点検知を行うと、モータ軸に設けられた突起部が基準板に衝突するのに十分な制御信号を出力しても、電力不足により、モータ軸に設けられた突起部が基準板に衝突する前にモータが停止してしまい、その停止位置にて基準板に突起部が衝突したと認識されてしまい、原点を正確に検知することができない。そのため、モータの原点検知を正確に行うには、パルスモータドライバの駆動電圧が所定電圧まで上昇した状態で行わなければならない。しかし、モータ用電源を入れてから実際に駆動電圧が所定電圧まで上昇するのにかかる時間は、パルスモータドライバを構成する部品の公差のばらつきによって、各ミシン毎に異なる。そこで、モータ用電源を入れてから、パルスモータドライバを構成する種々の部品の公差を考慮に入れて計算された十分に長い一定の時間を待ってから、モータの原点検知を行うようにしていた。
特開２００１−０３８０８７号公報

しかしながら、上述のように、モータ用電源を入れてから一律に一定の時間を待ってから、モータの原点検知を行うこととすると、パルスモータドライバを構成する部品の公差のばらつきが少ない場合であっても、ミシンの電源を投入してから、かなりの時間を待たなければ実際の縫製作業に入ることができず、効率の悪いものとなっていた。

本発明の課題は、電源投入時にモータの原点検知を効率良く行うことができるミシンのモータ制御装置を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ミシンのモータを駆動する駆動部と、前記駆動部にモータ用電源から供給される駆動電圧を検出する駆動電圧検出部と、前記駆動電圧検出部により検出された駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断する判断手段と、前記モータの原点を検知する原点検知手段と、前記ミシンの電源投入後、前記判断手段により前記駆動部の駆動電圧が所定電圧に達したと判断された後、前記原点検知手段により前記モータの原点を検知させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミシンのモータ制御装置において、前記判断手段は、前記モータ用電源により前記駆動部へ駆動電圧が供給され始めてから所定時間経過後に、前記駆動部の駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、制御手段により、ミシンの電源投入後、駆動電圧検出部により駆動部にモータ用電源から供給される駆動電圧を検出させ、判断手段により駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断させ、判断手段により駆動部の駆動電圧が所定電圧に達したと判断された後、原点検知手段によりモータの原点を検知させる制御がなされるので、駆動部を構成する部品の公差を考慮に入れて計算された駆動部の駆動電圧が所定電圧に達するのに十分に長い一定の時間を待たなくとも、駆動部の駆動電圧が所定電圧に達したら即座に原点検知がなされることとなって、電源投入時にモータの原点検知を従来よりも効率良く行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特に、判断手段は、モータ用電源により駆動部へ駆動電圧が供給され始めてから所定時間経過後に、駆動部の駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断するので、判断手段が駆動電圧を監視する時間が短くなることとなって、モータ制御装置の制御にかかる負担を軽減できる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本発明に係るミシン１００は、図１に示すように、ミシン１００を駆動するモータ１と、モータ用電源２と、制御用電源３と、モータ１を制御するモータ制御装置４等を備えて構成される。

モータ１は、ミシン１００で用いられる各種のパルスモータであって、例えば、糸切りモータ，ピッチ量変更用モータ，布押え上昇用モータ等である。また、モータ１には、限界回転角度を示す基準板（図示省略）とモータ軸（図示省略）に設けられた突起部（図示省略）とが備えられており、モータ１が限界回転角度まで回転すると、該基準板に該突起部が衝突するようになっている。

モータ用電源２は、モータ制御装置４のパルスモータドライバ４１に接続され、該パルスモータドライバ４１に駆動電圧を供給する。また、モータ用電源２がＯＮとなるタイミングは、モータ制御装置４によって制御されている。

制御用電源３は、モータ制御装置４のＣＰＵ４３と、例えば、制御回路電源端子（図示省略）を介して接続されており、該ＣＰＵ４３に電流を供給する。また、制御用電源３は、ミシン１００の電源が投入されてから所定時間経過後に立ち上げられるようになっている。

本発明に係るモータ制御装置４は、モータ１の回転角度を検出する回転角度検出部４０と、モータ１を駆動する駆動部としてのパルスモータドライバ４１と、パルスモータドライバ４１の駆動電圧を検出する駆動電圧検出部４２と、回転角度検出部４０，パルスモータドライバ４１，駆動電圧検出部４２等を制御することによりモータ１を制御するＣＰＵ４３と、ＲＡＭ４４，記憶部４５等を備えて構成される。

回転角度検出部４０は、例えば、エンコーダ等により構成され、モータ１の回転角度を検出し、検出した回転角度に相当するパルス信号を、モータ制御装置４のＣＰＵ４３に出力する。より具体的には、回転角度検出部４０は、ＣＰＵ４３が後述する原点検知プログラム４５ｃを実行することにより原点検知を行う際に、モータ軸の突起部が基準板に回転するまでにモータ１が回転した回転角度をＣＰＵ４３出力し、原点検知手段として機能する。

パルスモータドライバ４１は、例えば、駆動回路等により構成され、モータ１，モータ用電源２，ＣＰＵ４３等と接続されている。そして、パルスモータドライバ４１は、ＣＰＵ４３からの制御信号に基づく電流をモータ用電源２から供給される駆動電圧から発生させ、モータ１に該電流を供給することにより該モータ１を駆動する。

駆動電圧検出部４２は、パルスモータドライバ４１にモータ用電源２から供給される駆動電圧を検出し、該検出信号をＣＰＵ４３に対して出力する。より具体的には、駆動電圧検出部４２は、パルスモータドライバ４１に供給されている駆動電圧を分圧する第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２等から構成され、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とにより分圧した検出信号を、Ａ／Ｄ変換回路（図示省略）を経由して、ＣＰＵ４３に出力する。

ＣＰＵ４３は、例えば、制御用電源３，回転角度検出部４０，パルスモータドライバ４１，駆動電圧検出部４２等と接続されており、記憶部４５に格納されている各種処理プログラムに従って各種の制御動作を行う。より具体的には、ＣＰＵ４３は、駆動電圧検出部４２により検出された駆動電圧を監視し、該駆動電圧が所定電圧に達した際に、パルスモータドライバ４１に制御信号を出力することにより、モータ１の動作を制御し、回転角度検出部４０から出力されるパルス信号に基づいて原点検知を行う。

ＲＡＭ４４は、ＣＰＵ４３により実行される処理プログラム等を、ＲＡＭ４４内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をワークエリアに格納する。

記憶部４５は、例えば、プログラムやデータ等が予め記憶されている記録媒体（図示せず）を有しており、記憶媒体は、例えば、半導体メモリ等で構成されている。また、記憶部４５は、ＣＰＵ４３がモータ制御装置４全体を制御する機能を実現させるための各種データ，各種処理プログラム，これらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶する。より具体的には、記憶部４５は、例えば、図１に示すように、モータ用電源制御プログラム４５ａ，判断プログラム４５ｂ，原点検知プログラム４５ｃ等を格納している。

モータ用電源制御プログラム４５ａは、例えば、ＣＰＵ４３に、制御用電源３から供給される電流の電圧（以下、制御用電圧とする）が所定電圧に達した後に、モータ用電源２をＯＮにし、モータ用電源２からパルスモータドライバ４１に駆動電圧を供給させる機能を実現させるためのプログラムである。

判断プログラム４５ｂは、例えば、ＣＰＵ４３に、モータ用電源２からパルスモータドライバ４１に駆動電圧が供給され始めてから所定時間経過後に、所定の時間間隔で駆動電圧検出部４２から出力される検出信号に基づいて、パルスモータドライバ４１に供給される駆動電圧を常時監視し、該駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断する機能を実現させるプログラムである。ＣＰＵ４３は、かかる判断プログラム４５ｂを実行することにより、判断手段として機能する。

原点検知プログラム４５ｃは、例えば、ＣＰＵ４３に、パルスモータドライバ４１に供給される駆動電圧が所定電圧に達したと判断した際に、パルスモータドライバ４１に制御信号を出力し、パルスモータドライバ４１に該制御信号に基づく電流をモータ１に供給させてモータ１を回転させ、モータ軸の突起部が基準板に衝突するまでにモータ１が回転した回転角度を回転角度検出部４０に検出させ、限界回転角度から該回転角度を差し引いた回転角度をモータ１の原点として検出する機能を実現させるプログラムである。ＣＰＵ４３は、かかる原点検知プログラム４５ｃを実行することにより、制御手段として機能する。

次に、上述のような構成のモータ制御装置４の動作について、図２に示すフローチャート及び図３に示すタイミングチャートを参照しながら、説明する。
まず、ユーザにより、ミシン１００の電源が入れられると（ステップＳ１，図３のｔ１の時点）、所定時間経過後に制御用電源３が立ち上げられる（ステップＳ２，図３のｔ２の時点）。

次に、ＣＰＵ４３は、制御用電圧が立ち上げられた後に、モータ用電源制御プログラム４５ａを実行することによりモータ用電源２をＯＮにし、該モータ用電源２にパルスモータドライバ４１へ駆動電圧を供給し始めさせる（ステップＳ３）。

次に、ＣＰＵ４３は、判断プログラム４５ｂを実行することにより、モータ用電源２からパルスモータドライバ４１に駆動電圧が供給され始めてから所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、ＣＰＵ４３は、モータ用電源２からパルスモータドライバ４１に駆動電圧が供給され始めてから所定時間が経過していないと判断した場合には（ステップＳ４；Ｎｏ）、所定時間が経過するまで待機する。
ステップＳ４において、ＣＰＵ４３は、モータ用電源２からパルスモータドライバ４１に駆動電圧が供給され始めてから所定時間が経過したと判断した場合には（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、所定の時間間隔で駆動電圧検出部４２から出力される検出信号に基づいて、パルスモータドライバ４１に供給される駆動電圧を常時監視し、該駆動電圧が所定電圧、例えば、３０Ｖに達したか否かを判断する（ステップＳ５）。

ステップＳ５において、ＣＰＵ４３は、駆動電圧が所定電圧に達していないと判断した場合には（ステップＳ５；Ｎｏ）、駆動電圧が所定電圧に達するまで待機する。
ステップＳ５において、ＣＰＵ４３は、駆動電圧が所定電圧に達したと判断した場合には（ステップＳ５；Ｙｅｓ，図３のｔ３の時点）、原点検知プログラム４５ｃを実行することより、モータ１の原点を検知する。より具体的には、パルスモータドライバ４１に制御信号を出力し、パルスモータドライバ４１に該制御信号に基づく電流をモータ１に供給させてモータ１を回転させ、モータ軸の突起部が基準板に衝突するまでにモータ１が回転した回転角度を回転角度検出部４０に検出させ、限界回転角度から該回転角度を差し引いた回転角度をモータ１の原点として検出する。

以上に説明した本発明に係るモータ制御装置４によれば、ＣＰＵ４３が原点検知プログラム４５ｃを実行することにより、ミシン１００の電源投入後、駆動電圧検出部４２によりパルスモータドライバ４１にモータ用電源２から供給される駆動電圧を検出させ、判断プログラム４５ｂを実行して駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断し、パルスモータドライバ４１の駆動電圧が所定電圧に達したと判断した後、回転角度検出部４０によりモータの原点を検知させる制御がなされるので、パルスモータドライバ４１を構成する部品の公差を考慮に入れて計算されたパルスモータドライバ４１の駆動電圧が所定電圧に達するのに十分に長い一定の時間を待たなくとも、パルスモータドライバ４１の駆動電圧が所定電圧に達したら即座に原点検知がなされることとなって、電源投入時にモータ１の原点検知を従来よりも効率良く行うことができる。

また、ＣＰＵ４３は、判断プログラム４５ｂを実行することにより、モータ用電源２によりパルスモータドライバ４１へ駆動電圧が供給され始めてから所定時間経過後に、パルスモータドライバ４１の駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断するので、駆動電圧を監視する時間が短くなることとなって、モータ制御装置４の制御にかかる負担を軽減できる。

なお、本実施形態では、判断プログラム４５ｂは、ＣＰＵ４３に、モータ用電源２からパルスモータドライバ４１に駆動電圧が供給され始めてから所定時間経過後に、駆動電圧検出部４２から出力される検出信号に基づいて、パルスモータドライバ４１に供給される駆動電圧を監視し、該駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断する機能を実現させるプログラムであるとしたが、ＣＰＵ４３に、モータ用電源２からパルスモータドライバ４１に駆動電圧が供給された直後から、駆動電圧検出部４２から出力される検出信号に基づいて、パルスモータドライバ４１に供給される駆動電圧を監視し、該駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断する機能を実現させるプログラムであってもよい。

本発明に係るミシンの要部構成を示すブロック図である。本発明に係るモータ制御装置の動作を示すフローチャートである。本発明に係るモータ制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１００ミシン
１モータ
２モータ用電源
４モータ制御装置
４０回転角度検出部（原点検知手段）
４１パルスモータドライバ（駆動部）
４２駆動電圧検出部
４３ＣＰＵ（判断手段，制御手段）
４５ｂ判断プログラム（判断手段）
４５ｃ原点検知プログラム（制御手段）

Claims

ミシンのモータを駆動する駆動部と、
前記駆動部にモータ用電源から供給される駆動電圧を検出する駆動電圧検出部と、
前記駆動電圧検出部により検出された駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断する判断手段と、
前記モータの原点を検知する原点検知手段と、
前記ミシンの電源投入後、前記判断手段により前記駆動部の駆動電圧が所定電圧に達したと判断された後、前記原点検知手段により前記モータの原点を検知させる制御手段と、を備えることを特徴とするミシンのモータ制御装置。
前記判断手段は、前記モータ用電源により前記駆動部へ駆動電圧が供給され始めてから所定時間経過後に、前記駆動部の駆動電圧が所定電圧に達したか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のミシンのモータ制御装置。