JP2007159708A - Motor control device of sewing machine - Google Patents

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宣 水原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control device of a sewing machine, capable of preventing the loss of synchronism of a pulse motor even if the electric power fed to a DC motor and the pulse motor exceeds the rating of the power supply. <P>SOLUTION: The motor control device 50 comprises a power supply unit 55 for feeding the electric power to the DC motor 41 for driving a sewing needle 14 and the pulse motor 42 for driving an embroidery frame attaching part 18, a pulse motor driver 52 for driving the pulse motor 42, a transistor Tr for switching the power supply unit 55 and the DC motor 41, and a CPU 51. The CPU 51 functions as a PWM control means for driving the DC motor 41 by the PWM control, a clocking means for clocking the time when the voltage applied to the DC motor 41 by the power supply unit 55 is a first threshold α or lower and a stopping means for stopping the PWM control of the DC motor 41 when the clocking time exceeds prescribed time A. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、縫い針を駆動するDCモータの電源が布送り部を駆動するパルスモータの電源と共通したミシンのモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device for a sewing machine in which a power source of a DC motor that drives a sewing needle is in common with a power source of a pulse motor that drives a cloth feeding unit.

ミシンには縫い針を駆動するモータが設けられ、このモータを制御装置によって制御することによって縫い針が上下に動作する(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。また、ミシンには布を送る布送り部が設けられ、この布送り部を駆動するモータが縫い針を駆動するモータとは別に設けられている。一般的に、縫い針を上下動するモータにはDCモータが用いられる。一方、布送り部を駆動するモータにはパルスモータが用いられ、布を高精度で位置決め出来るようになっている。   The sewing machine is provided with a motor for driving the sewing needle, and the sewing needle moves up and down by controlling the motor with a control device (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). Further, the sewing machine is provided with a cloth feeding portion for feeding the cloth, and a motor for driving the cloth feeding portion is provided separately from a motor for driving the sewing needle. Generally, a DC motor is used as a motor that moves the sewing needle up and down. On the other hand, a pulse motor is used as a motor for driving the cloth feed section, so that the cloth can be positioned with high accuracy.

従来のミシンでは、DCモータの電源とパルスモータの電源が共通している。図5の従来のモータ制御装置のように、DCモータ141の回転速度がエンコーダ156によって検出され、CPU151が検出回転速度に従ってPWM(Pulse Width Modulation)信号をスイッチングトランジスタ153に出力すると、スイッチングトランジスタ153がPWM制御信号のデューティ比に応じたスイッチングを行うことで、DCモータ141の回転速度が制御され、縫い針が上下動する。また、縫い針が上昇するタイミングでCPU151が制御信号をパルスモータドライバ152に出力すると、パルスモータ142が制御信号に応じた角度だけ回転し、これにより布が所定距離だけ送られる。
特開2001−38086号公報 特開2001−38087号公報 特開2001−46773号公報
In a conventional sewing machine, a DC motor power source and a pulse motor power source are common. As in the conventional motor control device of FIG. 5, when the rotational speed of the DC motor 141 is detected by the encoder 156 and the CPU 151 outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal to the switching transistor 153 according to the detected rotational speed, the switching transistor 153 By performing switching according to the duty ratio of the PWM control signal, the rotational speed of the DC motor 141 is controlled, and the sewing needle moves up and down. Further, when the CPU 151 outputs a control signal to the pulse motor driver 152 at the timing when the sewing needle is raised, the pulse motor 142 rotates by an angle corresponding to the control signal, and thereby the cloth is fed by a predetermined distance.
JP 2001-38086 A JP 2001-38087 A JP 2001-46773 A

ところで、DCモータ141がPWM制御により駆動されているときには、負荷トルクと電源ユニット155からDCモータ141に流れる電流値は比例関係にある。そのため、DCモータ141の動作中に縫い針からDCモータ141に負荷がかかると、DCモータ141に供給される電流が上昇する。このとき、電源ユニット155は商用トランスを使用して整流して安定化電源を作っている場合と、一次側電力をスイッチングして安定化電源を作っている場合も出力インピーダンスがあるので安定化できる許容電流を越えると、電源ユニット155からDCモータ141に印加される電圧が徐々に低下し、パルスモータドライバ152に印加される電圧も低下する。そのため、パルスモータドライバ52に印加される電圧がパルスモータ142の動作可能な電圧よりも低下すると、パルスモータ142が脱調する。
パルスモータ142の脱調を防止するために、電源ユニット155を高出力のものにしたり、DCモータ141の電源とパルスモータ142の電源を別々にしたりしたものとしても、コスト高となる。
By the way, when the DC motor 141 is driven by PWM control, the load torque and the current value flowing from the power supply unit 155 to the DC motor 141 are in a proportional relationship. Therefore, when a load is applied from the sewing needle to the DC motor 141 during the operation of the DC motor 141, the current supplied to the DC motor 141 increases. At this time, the power supply unit 155 can stabilize because there is an output impedance when the stabilized power supply is created by rectifying using a commercial transformer and when the stabilized power supply is created by switching the primary power. When the allowable current is exceeded, the voltage applied from the power supply unit 155 to the DC motor 141 gradually decreases, and the voltage applied to the pulse motor driver 152 also decreases. Therefore, when the voltage applied to the pulse motor driver 52 is lower than the operable voltage of the pulse motor 142, the pulse motor 142 steps out.
In order to prevent the step-out of the pulse motor 142, even if the power supply unit 155 has a high output or the power supply of the DC motor 141 and the power supply of the pulse motor 142 are separated, the cost increases.

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、DCモータとパルスモータに共通の電源を用いてDCモータ及びパルスモータに供給する電力が電源の定格を越えたものとしても、パルスモータの脱調を防止することができるミシンのモータ制御装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is assumed that the power supplied to the DC motor and the pulse motor using a common power source for the DC motor and the pulse motor exceeds the rating of the power source. Another object of the present invention is to provide a sewing machine motor control device capable of preventing the step-out of the pulse motor.

以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、縫い針を駆動するDCモータ及び布送り部を駆動するパルスモータに電力を供給する電源ユニットと、前記DCモータをPWM制御して、前記電源ユニットの電力で前記DCモータを駆動するPWM制御手段と、前記電源ユニットによって前記DCモータに印加される電圧が所定閾値以下になっている時間を計時する計時手段と、前記計時手段による計時時間が所定時間を経過した場合に、前記PWM制御手段によるPWM制御を停止する停止手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 1 is configured to perform PWM control on a DC motor that drives a sewing needle and a power supply unit that supplies power to a pulse motor that drives a cloth feed unit, and the DC motor. PWM control means for driving the DC motor with the power of the power supply unit, time measuring means for measuring the time during which the voltage applied to the DC motor by the power supply unit is below a predetermined threshold, and the time measuring means And a stop means for stopping the PWM control by the PWM control means when a predetermined time has elapsed.

請求項1に記載の発明においては、PWM制御によるDCモータの動作中にDCモータに負荷がかかり、電源ユニットからDCモータに供給される電流が上昇して電源ユニットの定格電流を越えると、電源ユニットからDCモータに印加される電圧が低下する。そして、電源ユニットからDCモータに印加される電圧が低下して所定閾値以下になり、その状態が所定時間だけ続くと、DCモータのPWM制御が停止手段により中断される。そのため、DCモータが停止され、パルスモータの脱調を防止することができる。   According to the first aspect of the present invention, when a load is applied to the DC motor during the operation of the DC motor by PWM control and the current supplied from the power supply unit to the DC motor rises and exceeds the rated current of the power supply unit, the power supply The voltage applied from the unit to the DC motor decreases. Then, when the voltage applied from the power supply unit to the DC motor falls below a predetermined threshold value and this state continues for a predetermined time, the PWM control of the DC motor is interrupted by the stopping means. Therefore, the DC motor is stopped and the step-out of the pulse motor can be prevented.

また、請求項2に記載の発明は、前記所定閾値及び前記所定時間は、ミシンの縫いモードと自動下糸巻きモードで異なることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that the predetermined threshold and the predetermined time are different in a sewing mode and an automatic bobbin winding mode of a sewing machine.

請求項2に記載の発明によれば、自動下糸巻きモードでDCモータの駆動を停止してしまうと所定巻き量がえられなくなり、作業者は再度全ての作業のやり直しをしなければならないが、所定閾値及び所定時間が縫いモードと自動下糸巻きモードで異なり、縫いモードよりも自動下糸巻きモードでDCモータの駆動を停止する基準を低くすることで、そのような作業のやり直しをする可能性が低くなる。   According to the invention described in claim 2, when the driving of the DC motor is stopped in the automatic bobbin winding mode, the predetermined winding amount cannot be obtained, and the operator must redo all the operations again. Predetermined threshold value and predetermined time are different between the sewing mode and the automatic bobbin winding mode, and it is possible to redo such work by lowering the standard for stopping the driving of the DC motor in the automatic bobbin winding mode than the sewing mode. Lower.

本発明によれば、電源ユニットの定格を大きくしなくても、更に、パルスモータとDCモータの電源を別々にしなくとも、パルスモータの脱調を防止することができ、ミシンの製造コストを抑えることができる。
また、パルスモータの脱調を防止することができるので、布に対する縫い針の下降位置のズレが起こらず、縫製不良を防止することができる。
According to the present invention, the step-out of the pulse motor can be prevented without increasing the rating of the power supply unit and the power supply of the pulse motor and the DC motor are not separated, and the manufacturing cost of the sewing machine can be reduced. be able to.
Further, the step-out of the pulse motor can be prevented, so that the lowering position of the sewing needle with respect to the cloth does not shift and the sewing failure can be prevented.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

図1、図2に示すように、刺繍ミシン1のミシンベッド11が下部に位置し、ミシン胴部12がミシンベッド11の一端部から上方に立ち上げられ、ミシンアーム13がミシン胴部12の上方からミシンベッド11に沿うように延設されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the sewing machine bed 11 of the embroidery sewing machine 1 is positioned at the lower part, the sewing machine body 12 is raised upward from one end of the sewing machine bed 11, and the sewing machine arm 13 is attached to the sewing machine body 12. It extends along the sewing machine bed 11 from above.

ミシンアーム13の先端側となるミシン頭部13aには、縫い針14及び布押え16が下方に延出するよう設けられ、この縫い針14が上下動可能とされている。縫い針14は針棒、クランク機構等を介して上軸に連結され、この上軸がミシンアーム13内に設けられている。上軸は伝動機構を介してDCモータ41に連結され、DCモータ41によって縫い針14が上下動する。   A sewing needle 14 and a presser foot 16 are provided on the sewing machine head 13a on the tip side of the sewing machine arm 13 so as to extend downward, and the sewing needle 14 can be moved up and down. The sewing needle 14 is connected to the upper shaft via a needle bar, a crank mechanism, and the like, and the upper shaft is provided in the sewing machine arm 13. The upper shaft is connected to a DC motor 41 through a transmission mechanism, and the sewing needle 14 moves up and down by the DC motor 41.

縫い針14の下方においては、布送り部としての刺繍枠装着部18がミシンベッド11上に設けられ、この刺繍枠装着部18に対して刺繍枠17が着脱可能とされ、刺繍枠装着部18に装着された刺繍枠17によって布が縫い針14に対して垂直な平面に沿って張られる。刺繍枠装着部18は、前後方向(Y方向)に移動可能に設けられているとともに左右方向(X方向)に移動可能に設けられている。刺繍枠装着部18はX方向伝動機構を介してパルスモータ42に連結され、パルスモータ42によって布が刺繍枠装着部18及び刺繍枠17とともに左右方向に移動される。更に、刺繍枠装着部18はY方向伝動機構を介してパルスモータ43に連結され、パルスモータ43によって布が刺繍枠装着部18及び刺繍枠17とともに前後方向に移動される。   Below the sewing needle 14, an embroidery frame mounting portion 18 as a cloth feeding portion is provided on the sewing machine bed 11, and the embroidery frame 17 can be attached to and detached from the embroidery frame mounting portion 18. The cloth is stretched along a plane perpendicular to the sewing needle 14 by the embroidery frame 17 attached to the sewing needle 14. The embroidery frame mounting portion 18 is provided to be movable in the front-rear direction (Y direction) and to be movable in the left-right direction (X direction). The embroidery frame mounting portion 18 is connected to the pulse motor 42 via the X-direction transmission mechanism, and the cloth is moved in the left-right direction together with the embroidery frame mounting portion 18 and the embroidery frame 17 by the pulse motor 42. Further, the embroidery frame mounting portion 18 is connected to the pulse motor 43 via the Y-direction transmission mechanism, and the cloth is moved in the front-rear direction together with the embroidery frame mounting portion 18 and the embroidery frame 17 by the pulse motor 43.

縫い針14の下方においては、釜装置がミシンベッド11内に設けられている。釜装置が下軸、伝動機構を介してDCモータ41に連結され、DCモータ41によって釜装置が駆動される。   Below the sewing needle 14, a shuttle device is provided in the sewing machine bed 11. The shuttle device is connected to the DC motor 41 via the lower shaft and the transmission mechanism, and the shuttle device is driven by the DC motor 41.

釜装置内にはボビンが設けられ、ボビンに下糸が巻回されている。ミシンベッド11内には下糸巻装置が設けられ、下糸巻装置が伝動機構、クラッチ等を介してDCモータ41に連結されている。ボビン内の下糸がなくなった場合には、下糸巻装置とDCモータ41がクラッチによって接続され、DCモータ41によって下糸巻装置が駆動されると、下糸巻装置によって下糸がボビンに巻かれる。縫製中においては、下糸巻装置とDCモータ41が切断される。   A bobbin is provided in the hook device, and a bobbin thread is wound around the bobbin. A bobbin thread winding device is provided in the sewing machine bed 11, and the bobbin thread winding device is connected to the DC motor 41 via a transmission mechanism, a clutch, and the like. When the bobbin in the bobbin runs out, the bobbin winding device and the DC motor 41 are connected by a clutch. When the bobbin winding device is driven by the DC motor 41, the bobbin winding device winds the bobbin thread around the bobbin. During sewing, the lower thread winding device and the DC motor 41 are cut.

図2に示すように、刺繍ミシン1のモータ制御装置50は、DCモータ41と、パルスモータ42,43と、CPU51と、パルスモータドライバ52,53と、記憶部54と、電源ユニット55と、エンコーダ56,57と、抵抗R1,R2と、トランジスタTrと、を備える。   As shown in FIG. 2, the motor controller 50 of the embroidery sewing machine 1 includes a DC motor 41, pulse motors 42 and 43, a CPU 51, pulse motor drivers 52 and 53, a storage unit 54, a power supply unit 55, Encoders 56 and 57, resistors R1 and R2, and a transistor Tr are provided.

電源ユニット55は、DCモータ41、パルスモータ42及びパルスモータ43の共通の電源として用いられ、DCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に電力を供給する。   The power supply unit 55 is used as a common power supply for the DC motor 41, the pulse motor 42, and the pulse motor 43, and supplies power to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53.

トランジスタTrは、CPU51のOUTポート51bに接続され、CPU51の制御信号に従ってDCモータ41と電源ユニット55との間のスイッチングを行う。   The transistor Tr is connected to the OUT port 51b of the CPU 51, and performs switching between the DC motor 41 and the power supply unit 55 in accordance with a control signal from the CPU 51.

パルスモータドライバ52は、CPU51のOUTポート51bに接続され、電源ユニット55の電力によってCPU51の制御信号に従ってパルスモータ42を駆動する。パルスモータドライバ53は、CPU51のOUTポート51bに接続され、CPU51の電源ユニット55の電力によって制御信号に従ってパルスモータドライバ53を駆動する。   The pulse motor driver 52 is connected to the OUT port 51b of the CPU 51, and drives the pulse motor 42 according to the control signal of the CPU 51 by the power of the power supply unit 55. The pulse motor driver 53 is connected to the OUT port 51b of the CPU 51, and drives the pulse motor driver 53 according to the control signal by the power of the power supply unit 55 of the CPU 51.

電源ユニット55によってDCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧が抵抗R1,R2で分圧された状態でCPU51のA/Dポート51cに入力される。なお、A/Dポート51cにはA/D変換器が設けられ、入力した電圧がA/D変換器によってサンプリングされてデジタル信号に変換される。   The voltage applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53 by the power supply unit 55 is input to the A / D port 51c of the CPU 51 in a state where the voltages are divided by the resistors R1 and R2. The A / D port 51c is provided with an A / D converter, and the input voltage is sampled and converted into a digital signal by the A / D converter.

エンコーダ56は、DCモータ41の回転速度を検出するものであり、検出した回転速度をCPU51のINポート51aに出力する。具体的には、DCモータ41が所定角度(例えば、1°)回転するごとにエンコーダ56からCPU51にパルス信号が入力され、これによりDCモータ41の回転速度が検出される。   The encoder 56 detects the rotational speed of the DC motor 41, and outputs the detected rotational speed to the IN port 51 a of the CPU 51. Specifically, every time the DC motor 41 rotates by a predetermined angle (for example, 1 °), a pulse signal is input from the encoder 56 to the CPU 51, whereby the rotational speed of the DC motor 41 is detected.

エンコーダ57は、縫い針14の位置に対応した上軸の角度を検出するものであり、検出した角度をCPU51のINポート51aに出力する。具体的には、上軸が所定の回転角度になるごとにエンコーダ57からCPU51にパルス信号が入力され、これにより縫い針14の位置が検出される。   The encoder 57 detects the angle of the upper shaft corresponding to the position of the sewing needle 14 and outputs the detected angle to the IN port 51 a of the CPU 51. Specifically, a pulse signal is input from the encoder 57 to the CPU 51 every time the upper shaft reaches a predetermined rotation angle, whereby the position of the sewing needle 14 is detected.

CPU51は、エンコーダ56から入力した回転速度をフィードバックし、DCモータ41の回転速度が一定になるようにDCモータ41をPWM制御するPWM制御手段として機能する。即ち、CPU51はエンコーダ56から入力した回転速度に従ったデューティ比のPWM制御信号をトランジスタTrに出力し、トランジスタTrがそのデューティ比に応じたスイッチングを行うことで、DCモータ41の回転速度が一定になるように制御される。   The CPU 51 functions as a PWM control unit that feeds back the rotational speed input from the encoder 56 and performs PWM control of the DC motor 41 so that the rotational speed of the DC motor 41 is constant. That is, the CPU 51 outputs a PWM control signal having a duty ratio according to the rotational speed input from the encoder 56 to the transistor Tr, and the transistor Tr performs switching according to the duty ratio, so that the rotational speed of the DC motor 41 is constant. It is controlled to become.

CPU51のPWM制御によりDCモータ41が駆動されているときに縫い針14が1回上下動する期間を1周期とすると、図3に示すように、記憶部54には、各周期でパルスモータ42を回転させるべき回転角度(前後方向への刺繍枠装着部18の送り距離に相当する。)が最初の周期から順にデータ列として格納されている。更に、記憶部54には、各周期でパルスモータ43を回転させるべき回転角度(左右方向への刺繍枠装着部18の送り距離に相当する。)が最初の周期から順にデータ列として格納されている。CPU51は、縫い針14の1周期ごとに、記憶部54から回転角度を読み出して、読み出した回転角度だけパルスモータ42,43を回転させる送り制御手段として機能する。即ち、CPU51が、記憶部54から読み出した回転角度に従った制御信号をパルスモータドライバ52,53に出力すると、パルスモータ42,43がそれぞれパルスモータドライバ52,53によって制御信号に従った回転角度だけ駆動される。なお、各周期において、CPU51が記憶部54から回転角度を読み出すタイミングと、CPU51がパルスモータドライバ52,53に制御信号を出力するタイミングは、エンコーダ57によって検出された回転角度、即ち、縫い針14の位置によって決まる。例えば、縫い針14が布に刺さるタイミングでエンコーダ57からCPU51にパルス信号が入力され、そのタイミングでCPU51が記憶部54から回転角度を読み込み、縫い針14が布から抜けるタイミングでエンコーダ57からCPU51にパルス信号が入力され、そのタイミングでCPU51が読み込んだ回転角度に従った制御信号をパルスモータドライバ52,53に出力する。   Assuming that the period during which the sewing needle 14 moves up and down once when the DC motor 41 is driven by the PWM control of the CPU 51 is one cycle, the storage unit 54 stores the pulse motor 42 in each cycle as shown in FIG. Is stored as a data string in order from the first cycle. The rotation angle (which corresponds to the feed distance of the embroidery frame mounting portion 18 in the front-rear direction) is to be rotated. Further, the storage unit 54 stores the rotation angle (which corresponds to the feed distance of the embroidery frame mounting unit 18 in the left-right direction) to rotate the pulse motor 43 in each cycle as a data string in order from the first cycle. Yes. The CPU 51 functions as a feed control unit that reads the rotation angle from the storage unit 54 for each cycle of the sewing needle 14 and rotates the pulse motors 42 and 43 by the read rotation angle. That is, when the CPU 51 outputs a control signal according to the rotation angle read from the storage unit 54 to the pulse motor drivers 52 and 53, the pulse motors 42 and 43 are rotated by the pulse motor drivers 52 and 53, respectively. Only driven. In each period, the timing at which the CPU 51 reads the rotation angle from the storage unit 54 and the timing at which the CPU 51 outputs a control signal to the pulse motor drivers 52 and 53 are the rotation angle detected by the encoder 57, that is, the sewing needle 14 It depends on the position of. For example, a pulse signal is input from the encoder 57 to the CPU 51 at the timing when the sewing needle 14 is inserted into the cloth, and the CPU 51 reads the rotation angle from the storage unit 54 at that timing, and the encoder 57 sends the CPU 51 to the CPU 51 at a timing when the sewing needle 14 comes off the cloth. A pulse signal is input, and a control signal according to the rotation angle read by the CPU 51 at that timing is output to the pulse motor drivers 52 and 53.

なお、自動下糸巻きモードでは、即ちDCモータ41の動力がクラッチにより接続されて下糸巻装置に伝動するときには、CPU51が上述のようなパルスモータ42,43を回転させることを行わない。一方、刺繍縫いモードでは、即ちDCモータ41の動力がクラッチに遮断されて下糸巻装置に伝動しないときには、CPU51が上述のようなパルスモータ42,43を回転させることを行う。   In the automatic bobbin winding mode, that is, when the power of the DC motor 41 is connected by the clutch and transmitted to the bobbin winding device, the CPU 51 does not rotate the pulse motors 42 and 43 as described above. On the other hand, in the embroidery sewing mode, that is, when the power of the DC motor 41 is interrupted by the clutch and is not transmitted to the lower thread winding device, the CPU 51 rotates the pulse motors 42 and 43 as described above.

CPU51のPWM制御によりDCモータ41が駆動されているときであって刺繍縫いモードでは、CPU51は、DCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧が第1閾値α以下となる時間を計時する計時手段として機能する。そして、計時時間が所定時間Aを経過した場合には、CPU51はPWM制御を停止してDCモータ41の駆動を中断する停止手段として機能する。CPU51の停止手段の機能の結果、エンコーダ57からパルス信号がCPU51に入力されないので、CPU51によるパルスモータ42,43の駆動も中断される。ここで、縫い針14が布に刺さっている状態をエンコーダ57によって検出されているときには、即ち、CPU51が記憶部54から回転角度を読み込んでいるときには、CPU51は、PWM制御の停止を遅延させ、読み込んだ回転角度に従った制御信号をパルスモータドライバ52,53に出力した後にPWM制御を停止する。
なお、第1閾値αは、パルスモータ142が動作可能な電圧以上であることが望ましい。
When the DC motor 41 is driven by the PWM control of the CPU 51 and in the embroidery sewing mode, the CPU 51 determines that the voltage applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53 is less than or equal to the first threshold value α. It functions as a time measuring means for measuring a certain time. When the predetermined time A has elapsed, the CPU 51 functions as a stopping unit that stops the PWM control and interrupts the driving of the DC motor 41. As a result of the function of the stopping means of the CPU 51, no pulse signal is input from the encoder 57 to the CPU 51, so that the driving of the pulse motors 42 and 43 by the CPU 51 is also interrupted. Here, when the state where the sewing needle 14 is stuck in the cloth is detected by the encoder 57, that is, when the CPU 51 reads the rotation angle from the storage unit 54, the CPU 51 delays the stop of the PWM control, After the control signal according to the read rotation angle is output to the pulse motor drivers 52 and 53, the PWM control is stopped.
The first threshold value α is preferably equal to or higher than a voltage at which the pulse motor 142 can operate.

CPU51のPWM制御によりDCモータ41が駆動されているときであって自動下糸巻きモードでは、CPU51は、DCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧が第2閾値β(但し、第1閾値α>第2閾値β)以下となる時間を計時する計時手段として機能する。そして、計時時間が所定時間Bを経過した場合には、CPU51はPWM制御を停止してDCモータ41の駆動を中断する停止手段として機能する。なお、所定時間Bは所定時間Aよりも長い。   In the automatic bobbin winding mode when the DC motor 41 is driven by PWM control of the CPU 51, the CPU 51 determines that the voltage applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53 is the second threshold value β ( However, it functions as a time measuring means for measuring the time when the first threshold value α> the second threshold value β). Then, when the predetermined time B has elapsed, the CPU 51 functions as a stopping unit that stops the PWM control and interrupts the driving of the DC motor 41. The predetermined time B is longer than the predetermined time A.

上述したようなCPU51の機能は、記憶部54に記憶されたプログラムをCPU51が実行することによって実現される。   The functions of the CPU 51 as described above are realized by the CPU 51 executing a program stored in the storage unit 54.

ミシン1及びモータ制御装置50の動作について説明する。
まず、刺繍縫いモードについて説明する。CPU51はDCモータ41をPWM制御により駆動することで、DCモータ41が電源ユニット55の電力によって回転し、DCモータ41の回転速度を一定となるように保たれる。DCモータ41の回転により、縫い針14が上下動するとともに釜装置が駆動される。
Operations of the sewing machine 1 and the motor control device 50 will be described.
First, the embroidery sewing mode will be described. The CPU 51 drives the DC motor 41 by PWM control, so that the DC motor 41 is rotated by the power of the power supply unit 55 and the rotation speed of the DC motor 41 is kept constant. As the DC motor 41 rotates, the sewing needle 14 moves up and down and the shuttle device is driven.

縫い針14が下降して縫い針14が布に刺さるときに、エンコーダ57からパルス信号がCPU51に入力され、これによりCPU51が記憶部54から回転角度を読み込む。そして、縫い針14が上昇して縫い針14が布から抜けると、エンコーダ57からパルス信号がCPU51に入力され、CPU51が読み出した回転角度に従った制御信号をパルスモータドライバ52,53に出力する。これにより、縫い針14が布から抜け出てから次に布に刺さるまでの間に、刺繍枠17、刺繍枠装着部18及び布がパルスモータ42によって前後方向に移動されるとともにパルスモータ43によって左右方向に移動される。   When the sewing needle 14 descends and the sewing needle 14 pierces the cloth, a pulse signal is input from the encoder 57 to the CPU 51, whereby the CPU 51 reads the rotation angle from the storage unit 54. When the sewing needle 14 rises and the sewing needle 14 comes off the cloth, a pulse signal is input from the encoder 57 to the CPU 51, and a control signal according to the rotation angle read by the CPU 51 is output to the pulse motor drivers 52 and 53. . Thus, the embroidery frame 17, the embroidery frame mounting portion 18, and the cloth are moved in the front-rear direction by the pulse motor 42 and left and right by the pulse motor 43 between the time when the sewing needle 14 comes out of the cloth and the next time it is inserted into the cloth. Moved in the direction.

以上のように縫い針14が上下動を繰り返しつつ、縫い針14の上昇時に布が移動することが繰り返されると、縫い針14と釜装置の協働により縫い目が布に施される。   As described above, when the sewing needle 14 is repeatedly moved up and down and the cloth is repeatedly moved when the sewing needle 14 is raised, the seam is applied to the cloth by the cooperation of the sewing needle 14 and the shuttle device.

CPU51のPWM制御によりDCモータ41が駆動されているときには、DCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧がCPU51によって第1閾値αと比較されている。ここで縫い針14の上下中に、布の抵抗、糸の張力等によって縫い針14に負荷がかかり始めるとする。CPU51のPWM制御によりDCモータ41が駆動されているときには負荷トルクとDCモータ41に流れる電流値は比例関係にあるため、縫い針14の負荷が急に重くなり始めると、図4に示すように、DCモータ41の駆動電流が上昇し、その駆動電流が電源ユニット55の定格を越えると、電源ユニット55によってDCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧が低下する。そして、DCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧が第1閾値α以下になっている時間をCPU51が計時し、その計時時間が所定時間Aを越えると、CPU51がPWM制御を停止してDCモータ41の駆動を中断する。ここで、記憶部54から回転角度がCPU51によって読み込まれた後に計時時間が所定時間Aを経過したら、CPU51はその回転角度に従った制御信号をパルスモータドライバ52,53に出力するのを待ってからDCモータ41のPWM制御を停止する。DCモータ41が停止すると、エンコーダ57からCPU51に信号が入力されないので、その後CPU51によってパルスモータ42,43が駆動されない。また、DCモータ41が停止すると、電源ユニット55の電力が定格電力以下に下がり、パルスモータ42,43の脱調を防止することができる。
なお、DCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧が第1閾値α以下になっている時間が所定時間Aを経過する前に、その電圧が第1閾値αを越えると、CPU51は計時を終了する。
When the DC motor 41 is driven by PWM control of the CPU 51, the voltage applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53 is compared with the first threshold value α by the CPU 51. Here, it is assumed that a load is applied to the sewing needle 14 due to cloth resistance, thread tension, and the like while the sewing needle 14 is moving up and down. When the DC motor 41 is driven by the PWM control of the CPU 51, the load torque and the value of the current flowing through the DC motor 41 are in a proportional relationship. Therefore, when the load of the sewing needle 14 begins to increase suddenly, as shown in FIG. When the drive current of the DC motor 41 rises and the drive current exceeds the rating of the power supply unit 55, the voltage applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53 by the power supply unit 55 is lowered. Then, the CPU 51 measures the time when the voltage applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53 is equal to or less than the first threshold value α, and when the measured time exceeds a predetermined time A, the CPU 51 PWM control is stopped and driving of the DC motor 41 is interrupted. Here, when the measured time has elapsed after the rotation angle is read from the storage unit 54 by the CPU 51, the CPU 51 waits to output a control signal according to the rotation angle to the pulse motor drivers 52 and 53. The PWM control of the DC motor 41 is stopped. When the DC motor 41 stops, no signal is input from the encoder 57 to the CPU 51, so that the CPU 51 does not drive the pulse motors 42 and 43 thereafter. Further, when the DC motor 41 is stopped, the power of the power supply unit 55 falls below the rated power, and the step-out of the pulse motors 42 and 43 can be prevented.
Note that the voltage exceeds the first threshold value α before the time during which the voltage applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53 is equal to or less than the first threshold value α has passed the predetermined time A. Then, the CPU 51 ends timing.

次に、自動下糸巻きモードについて説明する。
刺繍縫いモードと同様に、CPU51はDCモータ41をPWM制御により駆動することで、DCモータ41が回転する。これにより、DCモータ41によって下糸巻装置が駆動され、釜装置内のボビンに下糸が巻回される。このとき、DCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧がCPU51によって第2閾値βと比較されている。そして、比較の結果、DCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧が第2閾値β以下になった場合、DCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧が第2閾値β以下になっている時間をCPU51が計時する。そして、その計時時間が所定時間Bを越えると、CPU51がPWM制御を停止してDCモータ41の駆動を中断する。そのため、DCモータ41が停止し、電源ユニット55の電力が定格電力以下に下がり、パルスモータ42,43の脱調を防止することができる。
Next, the automatic bobbin winding mode will be described.
As in the embroidery sewing mode, the CPU 51 drives the DC motor 41 by PWM control, so that the DC motor 41 rotates. Accordingly, the lower thread winding device is driven by the DC motor 41, and the lower thread is wound around the bobbin in the shuttle device. At this time, the voltage applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53 is compared with the second threshold value β by the CPU 51. As a result of comparison, when the voltage applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53 is equal to or lower than the second threshold value β, the voltage is applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53. The CPU 51 measures the time during which the applied voltage is equal to or lower than the second threshold value β. When the measured time exceeds the predetermined time B, the CPU 51 stops the PWM control and interrupts the driving of the DC motor 41. Therefore, the DC motor 41 is stopped, the power of the power supply unit 55 is lowered to the rated power or less, and the step-out of the pulse motors 42 and 43 can be prevented.

一方、計時時間が所定時間Bを経過する前に、DCモータ41、パルスモータドライバ52及びパルスモータドライバ53に印加される電圧が第2閾値βを越えると、CPU51は計時を終了する。   On the other hand, if the voltage applied to the DC motor 41, the pulse motor driver 52, and the pulse motor driver 53 exceeds the second threshold value β before the predetermined time B elapses, the CPU 51 ends the time measurement.

なお、自動下糸巻きモードでは、CPU51によってパルスモータ42,43が駆動されない。   In the automatic bobbin winding mode, the pulse motors 42 and 43 are not driven by the CPU 51.

以上のように、本実施の形態によれば、DCモータ41にかかる負荷が大きくなり、電源ユニット55の定格電力を越え、その状態が所定時間A又は所定時間Bだけ続くと、DCモータ41のPWM制御が中断される。そのため、DCモータ41が停止され、パルスモータ42,43の脱調を防止することができる。電源ユニット55の定格を大きくしなくても、更に、パルスモータ42とDCモータ41の電源を別々にしなくとも、パルスモータ42,43の脱調を防止することができるので、ミシン1の製造コストを抑えることができる。また、パルスモータ42,43の脱調を防止することができるので、布に対する縫い針14の下降位置のズレが起こらず、縫製不良を防止することができる。   As described above, according to the present embodiment, when the load applied to the DC motor 41 increases and exceeds the rated power of the power supply unit 55 and the state continues for a predetermined time A or a predetermined time B, the DC motor 41 PWM control is interrupted. Therefore, the DC motor 41 is stopped and the step-out of the pulse motors 42 and 43 can be prevented. Since the step-out of the pulse motors 42 and 43 can be prevented without increasing the rating of the power supply unit 55 and without separately supplying power to the pulse motor 42 and the DC motor 41, the manufacturing cost of the sewing machine 1 can be prevented. Can be suppressed. In addition, since the step-out of the pulse motors 42 and 43 can be prevented, the lowering position of the sewing needle 14 with respect to the cloth does not occur, and sewing defects can be prevented.

本発明の実施形態におけるモータ制御装置を備えた刺繍縫いミシンの正面図である。It is a front view of the embroidery sewing machine provided with the motor control apparatus in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a motor control device in an embodiment of the present invention. 記憶部に記憶された各周期の回転角度のデータ列を示した図である。It is the figure which showed the data sequence of the rotation angle of each period memorize | stored in the memory | storage part. 電源ユニットによってDCモータに印加される電圧及び電流の変化を示したチャートである。It is the chart which showed the change of the voltage and electric current which are applied to a DC motor by a power unit. 従来のモータ制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the conventional motor control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 ミシン
14 縫い針
18 刺繍枠装着部
41 DCモータ
42、43 パルスモータ
50 モータ制御装置
51 CPU
52、53 パルスモータドライバ
54 記憶部
55 電源ユニット
Tr トランジスタ
R1、R2 抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sewing machine 14 Sewing needle 18 Embroidery frame mounting part 41 DC motor 42, 43 Pulse motor 50 Motor controller 51 CPU
52, 53 Pulse motor driver 54 Memory unit 55 Power supply unit Tr Transistor R1, R2 Resistance

Claims (2)

縫い針を駆動するDCモータ及び布送り部を駆動するパルスモータに電力を供給する電源ユニットと、
前記DCモータをPWM制御して、前記電源ユニットの電力で前記DCモータを駆動するPWM制御手段と、
前記電源ユニットによって前記DCモータに印加される電圧が所定閾値以下になっている時間を計時する計時手段と、
前記計時手段による計時時間が所定時間を経過した場合に、前記PWM制御手段によるPWM制御を停止する停止手段と、を備えることを特徴とするミシンのモータ制御装置。
A power supply unit for supplying electric power to a DC motor for driving the sewing needle and a pulse motor for driving the cloth feed unit;
PWM control means for PWM controlling the DC motor, and driving the DC motor with power from the power supply unit;
Clocking means for timing the time during which the voltage applied to the DC motor by the power supply unit is below a predetermined threshold;
A sewing machine motor control device comprising: a stopping unit that stops PWM control by the PWM control unit when a predetermined time has elapsed from the time measured by the time measuring unit.
前記所定閾値及び前記所定時間は、ミシンの縫いモードと自動下糸巻きモードで異な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。   The sewing machine motor control device according to claim 1, wherein the predetermined threshold and the predetermined time are different in a sewing mode and an automatic bobbin winding mode of the sewing machine.
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