JP2007296230A - Broken needle-detecting device for sewing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ミシンの縫製中に発生する針折れを検出するミシンの針折れ検出装置に関するものである。 The present invention relates to a needle break detection device for a sewing machine that detects a needle break that occurs during sewing of a sewing machine.
従来のミシンの針折れ検出装置としては、針下死点付近に配置された針検出器と、ミシンの1回転毎に回転パルス信号を出力する回転検出器とを具備し、針検出器からの検出周期の割合により針折れを判定するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。なお針検出器からの針検出パルスは、針検出器に付設の検出回路を通じて出力されている。 A conventional needle breakage detection device for a sewing machine includes a needle detector disposed near the bottom dead center of the needle and a rotation detector that outputs a rotation pulse signal for each rotation of the sewing machine. There is known one in which needle breakage is determined by the ratio of the detection cycle (see, for example, Patent Document 1). The needle detection pulse from the needle detector is output through a detection circuit attached to the needle detector.
ところが従来のミシンの針折れ検出装置においては、針検出パルス判定(針有無検出)用の閾値は通常、手動の感度調節部材で設定されていた。このような閾値の設定に関しては、事前に行う必要があるがオペレータの経験や直感に頼る部分が多く効率的に行えていなかった。そのため、適切な針折れ検出を行うのが困難であった。
従って、本発明の課題は、オペレータの経験や直感に頼らなくても針有無検出の閾値を算出でき、この算出結果を利用して針折れの検出を行えるミシンの針折れ検出装置を提供することを目的としている。
However, in the conventional needle breakage detection device of the sewing machine, the threshold for needle detection pulse determination (needle presence / absence detection) is usually set by a manual sensitivity adjustment member. Such threshold values need to be set in advance, but there are many parts that depend on the experience and intuition of the operator, and they have not been performed efficiently. For this reason, it is difficult to detect appropriate needle breakage.
Therefore, an object of the present invention is to provide a needle breakage detection device for a sewing machine that can calculate a threshold value for detecting the presence or absence of a needle without relying on the experience and intuition of an operator and can detect a needle breakage using this calculation result. It is an object.
本発明は、上記目的を達成するために、針下死点付近に配置された針検出器と、ミシンの1回転毎に回転パルス信号を出力する回転検出器とを具備し、ミシンの縫製中に発生する針折れを検出するミシンの針折れ検出装置において、一定の動作クロックで信号を発生させるための発振回路と、該発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧を変換するA/Dコンバータと、発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をA/Dコンバータで変換して第1データを発生させながら第1データの最大値を抽出し、この第1データ最大値の抽出を回転検出器からの回転パルス信号が所定数となるまで繰り返しつつ回転検出器より回転パルス信号が発生する度に該第1データ最大値の中から最小値を抽出し、第1データ最大値の抽出の繰り返しを終了した後に最小値より所定値を減算して針折れ判断基準値を算出する算出手段と、算出手段によって算出された針折れ判断基準値を記憶する記憶手段と、発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をA/Dコンバータで変換して第1データを発生させながら第1データの最大値を抽出し、回転検出器から回転パルス信号が発生してから次の回転パルス信号が発生するまでの間に該第1データ最大値と前記針折れ判断基準値とを比較して第1データ最大値が針折れ判断基準値より小さい場合に針折れと判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a needle detector disposed near the bottom dead center of a needle and a rotation detector that outputs a rotation pulse signal for each rotation of the sewing machine. In a needle breakage detection device for a sewing machine that detects a needle breakage occurring in the oscillation circuit, an oscillation circuit for generating a signal with a constant operation clock, and an output voltage A of the needle detector that is converted based on the signal from the oscillation circuit A maximum value of the first data is extracted while generating the first data by converting the output voltage of the needle detector by the A / D converter based on the signal from the / D converter and the oscillation circuit. Each time the rotation pulse signal is generated from the rotation detector while extracting the value until the rotation pulse signal from the rotation detector reaches a predetermined number, the minimum value is extracted from the first data maximum value. Repeat extraction of maximum value After completion of the return, a calculation means for subtracting a predetermined value from the minimum value to calculate the needle breakage determination reference value, a storage means for storing the needle breakage determination reference value calculated by the calculation means, and a signal from the oscillation circuit Based on this, the output voltage of the needle detector is converted by the A / D converter to extract the maximum value of the first data while generating the first data, and after the rotation pulse signal is generated from the rotation detector, the next rotation pulse is extracted. Judgment means for comparing the first data maximum value with the needle breakage determination reference value until a signal is generated and determining that the needle breakage occurs when the first data maximum value is smaller than the needle breakage determination reference value; It is characterized by having.
なお判定手段による針折れの検出が少なくとも2回以上連続的に発生した場合にミシンモータを停止するのが望ましい。 Note that it is desirable to stop the sewing machine motor when the detection of the broken needle by the determination means is continuously generated at least twice.
本発明によれば、算出手段が、発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をA/Dコンバータで変換して第1データを発生させながら第1データの最大値を抽出し、この第1データ最大値の抽出を回転検出器からの回転パルス信号が所定数となるまで繰り返しつつ回転検出器より回転パルス信号が発生する度に該第1データ最大値の中から最小値を抽出しているので、針折れ判断基準値の基礎となる値を正確に導き出すことができる。また算出手段によって算出された針折れ判断基準値が記憶手段に記憶されるので、針折れを検出する際に有効に活用することができる。 According to the present invention, the calculation means extracts the maximum value of the first data while generating the first data by converting the output voltage of the needle detector by the A / D converter based on the signal from the oscillation circuit, When the rotation pulse signal is generated from the rotation detector, the minimum value is extracted from the first data maximum value while repeating the extraction of the first data maximum value until the rotation pulse signal from the rotation detector reaches a predetermined number. Therefore, it is possible to accurately derive a value that is the basis of the needle breakage criterion value. In addition, since the needle break determination reference value calculated by the calculation means is stored in the storage means, it can be used effectively when detecting needle break.
なお発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をA/Dコンバータで変換して第1データを発生させながら第1データの最大値を抽出し、回転検出器から回転パルス信号が発生してから次の回転パルス信号が発生するまでの間に該第1データ最大値と前記針折れ判断基準値とを比較して第1最大値が針折れ判断基準値より小さい場合に針折れと判定する判定手段を備えるようにしておくと、算出手段の動作時に使用された針検出器等をそのまま流用することができる。更に連続的に針折れと検知された場合にミシンモータの停止信号を出力すると、単発的な針折れ判定を誤検知と解釈させることができる。 The output voltage of the needle detector is converted by the A / D converter based on the signal from the oscillation circuit to extract the maximum value of the first data while generating the first data, and the rotation pulse signal is generated from the rotation detector. The first data maximum value and the needle breakage determination reference value are compared between the time when the next rotation pulse signal is generated and when the first maximum value is smaller than the needle breakage determination reference value, If the determination means for determining is provided, the needle detector or the like used during the operation of the calculation means can be used as it is. Furthermore, if a sewing machine motor stop signal is output when needle breakage is continuously detected, a single needle break determination can be interpreted as erroneous detection.
以下、本発明の実施の形態を図面を基づいて説明する。針1を取付けた針株2は、図1に示されるように、針棒3の下端に固定され、針1は主軸の回転に伴って上下動する。なお針棒3の降下時に針1先端部は針板4の針孔を貫通する。針板4はミシンの機枠5に固定され、針受け6は針板4下面に固着されている。針板4の下方では下ルーパ7が布送り方向Fと直交する方向に左右動する。上ルーパ8は布送り方向Fと直交する方向で左右動しながら針板4をまたいで上下に移動する。なお本実施の形態では、針受けが針板の下面に固着されていたが、これに限定されるわけでなく、ネジで前後調節可能に取り付けるような構成にしてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
針1の下死点付近には針折れセンサ(針検出器)9が配置されている。今回、針折れセンサ9としてキーエンス社製EH−605を採用し、針折れセンサ9からの出力電圧が0V〜5Vとなるよう設定した。この針折れセンサ9はブラケット10の先端に固着され、ブラケット10の基端は機枠5にネジ11で固定されている。このブラケット10は中途より下方に約20°屈折しており、針折れセンサ9検知面が針の上下動方向に沿うようにしている。なおネジ11によるブラケット10の固定はブラケット10に形成された長孔で行われており、ネジ11の弛緩時にブラケット10は布送り方向Fに沿って前後に調節できる。因みにブラケット10の前後調節によって、針1と針折れセンサ9との間隙を1.0〜1.2mmにしておくのが望ましい。
A needle break sensor (needle detector) 9 is disposed near the bottom dead center of the
針折れセンサ9の前側に設けられた検知面は、図2に示されるように、円形部分9aと、該円形部分9aより横方に延びる直線部9bとで構成され、針折れ検出は円形部分9aで行われている。なお該部分9aの範囲内であれば複数の針について針折れを検出することも可能である。また前述したように、針折れセンサ9の検知面を針の上下動方向に沿うようにしているので、針の検知を安定的に行うことができ、針下死点時をより把握しやすくなる。
As shown in FIG. 2, the detection surface provided on the front side of the
本発明に係る制御はマイコンMCで行われ、該マイコンMCは基本構成として、CPU12、ROM13、RAM14およびEEPROM15を備える。CPU12は公知の発振回路を有し、発振回路は一定の動作クロックで信号を発生させている。ROM13には針折れ検出およびティーチングの基本動作プログラムが記憶され、RAM14には針折れセンサ9側から逐次発生してくる関連データが記憶される。EEPROM15には、ティーチングによって出された針折れ判断基準値Zが記憶されている。なお針折れセンサ9の出力電圧は増幅回路16で増幅され、増幅された出力電圧はA/D変換(A/Dコンバータ)17でデジタル的な第1データXに変換される。
The control according to the present invention is performed by the microcomputer MC, and the microcomputer MC includes a
CPU12としては、ルネサス・テクノロジ社製H8/3694F(型番HD64F3694FX)の16bitマイコンを採用してもよく、その際、該16bitマイコンにA/Dコンバータが内臓されているので、図3中のA/D変換17を省略することができる。因みに、上記16bitマイコンの動作クロックは20MHZとなっており、A/Dコンバータの処理スピードを1回あたり約12μsec以下で行える。なお上記16bitマイコンを採用した際はA/Dコンバータの分解能が10bitとなっているので、0V〜5Vの範囲となる針折れセンサ9からの出力電圧を該A/Dコンバータでサンプリングすると、最小の出力電圧は0.0049Vとなる。
As the
またマイコンMCには、回転検出器18、ティーチングスイッチ19及びミシン停止回路20が接続されている。回転検出器18はミシンの1回転毎に回転パルス信号を出力し、その出力時期は針の上死点通過時となっている。ティーチングスイッチ19はティーチングの基本動作プログラム(算出手段)を作動させるためのもので、このスイッチ19の不操作時には針折れ検出の基本動作プログラム(判定手段)が優先的に動作するようになっている。なおミシン停止回路20はミシンモータの停止信号を出力するためのものである。
A
次に、本実施の形態における制御動作について図4ないし図7に従って説明する。本装置のスイッチに入れると、図4に示されるように、針折れ確認回数Sが初期化されゼロに設定されるとともに(#1)、針折れセンサデータYが初期化されゼロに設定される(#2)。増幅回路16を経た針折れセンサ9の出力電圧がA/D変換によって変換される(#3)。これにより第1データXが発生する。その後、第1データX(A/D変換したデータ)が針折れセンサデータYより大きいか否かを比べ(#4)、該当する場合のみ第1データXを針折れセンサデータYに置き換えてRAM14に記憶する(#5)。つまり図7に示されるように、針降下時には針折れセンサデータYが次々と更新され、針下死点における値(第1データXの最大値)が第1候補として残ることとなる。
Next, the control operation in the present embodiment will be described with reference to FIGS. When the device is switched on, as shown in FIG. 4, the needle break confirmation count S is initialized and set to zero (# 1), and the needle break sensor data Y is initialized and set to zero. (# 2). The output voltage of the
そして、回転検出器18からのミシン回転信号が入力されたか否かをチェックし(#6)、ミシンの1回転毎に出力される回転パルス信号を確認する。ミシン回転信号が確認されない場合は針折れセンサ9より出力される出力電圧のA/D変換から第1データX比較処理までの作業(#3〜#5)を再度行い、針折れセンサデータYの最終候補を決める。ミシン回転信号が確認されたら、EEPROM15に記憶された針折れ判断基準値Zを読み出し、針折れセンサデータYが該針折れ判断基準値Zより小さいか否かを比べる(#7)。つまり図7に示されるように、針降下時に更新されてきた針折れセンサデータ(第1データの最大値)Yが針折れ判断基準値Zを越えたか否かを見る。
Then, it is checked whether or not a sewing machine rotation signal from the
針折れセンサデータYが針折れ判断基準値Zより大きい場合は「針折れ無し」と判断し、スタート以降の処理を続行させる。逆に針折れセンサデータYが針折れ判断基準値Zより小さい場合は「針折れ」と判断する。但し本実施の形態では、誤検知を防ぐために針折れ確認回数Sが2回連続して発生しているか否かを調べている(#8)。針折れ確認回数Sが1回目(初期値0)である場合は該回数Sに1を加算し(#9a)、針折れセンサデータYの初期化(#2)から処理を続行させる。針折れ確認回数Sが2回目である場合はミシン停止回路20よりミシンモータの停止信号が出力され(#9b)、ミシンモータが停止する。 If the needle break sensor data Y is larger than the needle break determination reference value Z, it is determined that there is no needle break, and the processing after the start is continued. On the contrary, when the needle break sensor data Y is smaller than the needle break determination reference value Z, it is determined that the needle breaks. However, in the present embodiment, in order to prevent erroneous detection, it is checked whether or not the needle breakage confirmation count S is generated twice consecutively (# 8). When the needle break confirmation count S is the first (initial value 0), 1 is added to the count S (# 9a), and the processing is continued from initialization (# 2) of the needle break sensor data Y. When the needle break confirmation count S is the second time, a sewing machine stop signal is output from the sewing machine stop circuit 20 (# 9b), and the sewing machine motor stops.
その後、リセットスイッチが入ったか否かをチェックし(#10)、このリセットスイッチが入るまでミシンモータの停止を維持する。リセットスイッチが入ったのを確認したら、ミシンモータの停止信号をクリアにし(#11)、スタートから処理を続行させる。すなわち針折れセンサデータYと針折れ判断基準値Zとの比較後、RAM14に記憶された針折れセンサデータYが初期化されることとなる。
Thereafter, it is checked whether or not the reset switch is turned on (# 10), and the sewing machine motor is stopped until this reset switch is turned on. When it is confirmed that the reset switch is turned on, the sewing machine motor stop signal is cleared (# 11), and the process is continued from the start. That is, after the needle break sensor data Y and the needle break determination reference value Z are compared, the needle break sensor data Y stored in the
因みに本発明に係る針折れ検出装置を使用するにあたっては先ずティーチング等で縫製前に針折れ判断基準値を設定しておくのが望ましい。なお本実施の形態では、本装置に付設されたティーチングスイッチ19でティーチングが作動するようにしている。図5に示されるように、ティーチングスイッチを押すと(#21)、針折れ判断基準仮データαが初期化で最大値に設定される(#22)。そして、ティーチングデータβが初期化でゼロに設定されるとともに(#23)、ティーチング針数γが初期化でゼロに設定される(#24)。そして、図示しないティーチングランプが点灯し(#25)、増幅回路16を経た針折れセンサ9の出力電圧がA/D変換によって変換される(#26)。これにより第1データXが算出されてくる。
Incidentally, when using the needle breakage detecting device according to the present invention, it is desirable to set a needle breakage determination reference value before sewing by teaching or the like. In this embodiment, teaching is operated by a
第1データX(A/D変換したデータ)がティーチングデータβより大きいか否かを比べ(#27)、該当する場合のみ第1データXをティーチングデータβに置き換えてRAM14に記憶する(#28)。即ちティーチングデータβは必要に応じて更新され、第1データXの最大値が抽出されることとなる。そして、ティーチング針数γつまりティーチングを開始してからの針数が300針に到達したか否かをチェックし(#29)、未だティーチング針数γが300針に到達していない場合は、針折れセンサ9より出力される出力電圧のA/D変換から第1データX比較処理までの作業(#26〜#28)を繰り返す。なお各値α、β、γの初期化から第1データX比較処理までの作業(#22〜#28)間にミシン回転信号が入力された場合、後述のミシン回転割り込み処理を行う。
It is compared whether or not the first data X (A / D converted data) is larger than the teaching data β (# 27), and the first data X is replaced with the teaching data β and stored in the
ティーチング針数γが300針に到達した場合は、針折れ判断基準仮データαから所定を減算し(#30)、減算後の値を針折れ判断基準値ZとしてEEPROM15に記憶する(#31)。EEPROM15に記憶されたデータに関しては本装置の電源が切られても消失することはなく、必要に応じて書き換えることもできる。本実施の形態では針折れ判断基準仮データαから減算される所定値を10としており、この値は電圧換算で0.049Vに相当する。つまり最終候補の針折れ判断基準仮データαに相当する出力電圧より0.049V低い値が針折れ判断基準値Zとして記憶される。その後、ティーチングランプが消灯し(#32)、ティーチングが終了する。なお本実施の形態では、ティーチング針数γを300針としたが、これに限定されるわけでなく、例えば、ティーチング針数を250針や200針にしてもよい。
When the teaching needle number γ reaches 300 stitches, a predetermined value is subtracted from the temporary needle breakage determination reference data α (# 30), and the value after subtraction is stored in the
最後に、ミシン回転割り込み処理について説明する。回転検出器18からのミシン回転信号が入力されると、ティーチングデータ(第1データ最大値)βが針折れ判断基準仮データαより小さいか否かを比べ(#41)、該当する場合のみティーチングデータβを針折れ判断基準仮データαとして置き換えてRAM14に記憶する(#42)。つまり針折れ判断基準仮データαは必要に応じて更新され、第1データ最大値の中から最小値を抽出する。そして、ティーチング針数γに1を加算するとともに(#43)、ティーチングデータβを初期化でゼロにし(#44)、ミシン回転割り込み処理を終了する。本実施の形態では、ミシン回転割り込み処理(#41〜#44)が300回実行されると、ティーチング針数γ確認作業(#29)をクリアすることとなる。
Finally, the sewing machine rotation interruption process will be described. When the sewing machine rotation signal from the
9 針折れセンサ(針検出器)
15 EEPROM(記憶手段)
18 回転検出器
MC マイコン
X 第1データ
Y 針折れセンサデータ(第1データ最大値)
Z 針折れ判断基準値
α 針折れ判断基準仮データ(最小値)
β ティーチングデータ(第1データ最大値)
9 Needle break sensor (needle detector)
15 EEPROM (memory means)
18 Rotation detector MC Microcomputer X First data Y Needle break sensor data (first data maximum value)
Z Needle breakage judgment reference value α Needle breakage judgment reference provisional data (minimum value)
β Teaching data (first data maximum value)
Claims (2)
一定の動作クロックで信号を発生させるための発振回路と、
該発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧を変換するA/Dコンバータと、
発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をA/Dコンバータで変換して第1データを発生させながら第1データの最大値を抽出し、この第1データ最大値の抽出を回転検出器からの回転パルス信号が所定数となるまで繰り返しつつ回転検出器より回転パルス信号が発生する度に該第1データ最大値の中から最小値を抽出し、第1データ最大値の抽出の繰り返しを終了した後に最小値より所定値を減算して針折れ判断基準値を算出する算出手段と、
算出手段によって算出された針折れ判断基準値を記憶する記憶手段と、
発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をA/Dコンバータで変換して第1データを発生させながら第1データの最大値を抽出し、回転検出器から回転パルス信号が発生してから次の回転パルス信号が発生するまでの間に該第1データ最大値と前記針折れ判断基準値とを比較して第1データ最大値が針折れ判断基準値より小さい場合に針折れと判定する判定手段とを備えたことを特徴とするミシン用針折れ検出装置。 A needle detector disposed near the bottom dead center of the needle and a rotation detector that outputs a rotation pulse signal for each rotation of the sewing machine, and detects needle breakage of the sewing machine that is detected during sewing of the sewing machine. In the detection device,
An oscillation circuit for generating a signal with a constant operation clock;
An A / D converter that converts the output voltage of the needle detector based on a signal from the oscillation circuit;
Based on the signal from the oscillation circuit, the output voltage of the needle detector is converted by the A / D converter to extract the maximum value of the first data while generating the first data, and the extraction of the first data maximum value is rotated. When the rotation pulse signal is generated from the rotation detector while repeating until the rotation pulse signal from the detector reaches a predetermined number, the minimum value is extracted from the first data maximum value, and the first data maximum value is extracted. A calculation means for subtracting a predetermined value from the minimum value after completing the repetition to calculate a needle breakage determination reference value;
Storage means for storing the needle breakage determination reference value calculated by the calculation means;
Based on the signal from the oscillation circuit, the output voltage of the needle detector is converted by an A / D converter to extract the maximum value of the first data while generating the first data, and a rotation pulse signal is generated from the rotation detector. When the first data maximum value is smaller than the needle breakage determination reference value by comparing the first data maximum value with the needle breakage determination reference value after the next rotation pulse signal is generated. A needle breakage detection device for a sewing machine, comprising: a determination means for determining.
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