JP2010022630A

JP2010022630A - ミシンの制御装置

Info

Publication number: JP2010022630A
Application number: JP2008188420A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Kawate; 宣佳川手
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2008-07-22
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】パルス出力手段の異常によって、主軸モータの駆動開始直後から極めて短時間でミシンの縫製速度が上がることを防止する。
【解決手段】第１異常判別部１７により異常を判別する第１の所定時間（Ｌｍａｘ）よりも短い第２の所定時間（Ｔｍａｘ）の間、前記出力パルスの有無を監視するパルス監視部１９と、パルス監視手段１９による出力パルスの監視の結果、出力パルスのない状態が主軸モータ６の駆動開始直後から第２の所定時間（Ｔｍａｘ）を経過した場合には、主軸モータ６の駆動を停止し、第２の所定時間（Ｔｍａｘ）中に出力パルスがあった場合には、主軸モータ６の駆動を続行する第２異常判別部２０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミシンのモータ駆動を制御するミシンの制御装置に関する。

一般に、ミシンは、主軸モータによってミシン主軸を回転駆動することにより、針の上下動や布の送り歯の駆動等、縫製動作を行うミシンの各部を駆動するようになっており、従来より、このようなミシンは、主軸モータの回転異常を検出し、主軸モータを停止するミシン制御装置を備えている。

従来のミシンの制御装置は、例えば、主軸モータの回転速度を検出する速度検出手段と、主軸モータに与えたい速度である設定速度と検出された主軸モータの実際の回転速度とを比較し、主軸モータの回転速度の異常を検出する異常検出手段とを備えている。そして、前記異常検出手段は、主軸モータの実際の回転速度が設定速度よりも低い所定速度以下である状態が所定時間続いた場合には、異常検出手段は主軸モータを含むミシンの回転速度が異常であると判断し、ミシンの制御装置の制御部は、異常検出手段からの異常信号を受けると主軸モータの駆動を停止する。

特開昭５６−４９６８７号公報

前述した従来のミシンの制御装置は、主軸モータの実際の回転速度が所定速度以下である状態が所定時間を経過するまでは、主軸モータの回転を停止しない。上述の所定時間は、厚い生地を縫製する場合に縫い針が縫製物を貫通するために要する時間を考慮し、一般的に０．５〜１．０秒程に設定されている。しかし、ループ制御が用いられた主軸モータの回転速度制御において、速度検出手段の故障により主軸モータの回転速度が実際より低く検出された場合、制御部は主軸モータを駆動する設定速度を漸次高めていくため、前述の所定時間を経過して制御部が主軸モータを停止する前に主軸モータの回転速度が高速になる場合があった。

そのような場合に、極めて短時間でミシンの縫製速度が上がることで、ミシンの操作者により縫製物の姿勢を保つ操作が縫製物の移動速度に追い付かず、縫製位置のずれが発生するなど低品質の縫製が行われてしまうおそれがあるという問題を有していた。さらに、ミシンの操作者が想定しない高速度によって縫製物が移動することにより、縫製物に操作者の指が絡みとられたまま縫い針まで送られて、操作者が怪我をしてしまうおそれもあった。

さらにまた、前述のような急激なミシンの回転速度の上昇により、縫い針がたわみ、他の部品を接触することで折れてしまうおそれもあるという問題を有していた。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、パルス出力手段の異常によって、主軸モータの駆動開始直後から極めて短時間でミシンの縫製速度が上がることを防止することが可能なミシンの制御装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るミシンの制御装置の特徴は、少なくともミシンの主軸モータを駆動制御する制御部と、主軸モータの回転に応じてパルスを出力するパルス出力手段と、前記パルス出力手段から出力された出力パルスに基づいて前記主軸モータの回転速度を算出する速度算出部と、前記速度算出部により算出された前記主軸の回転速度が所定速度を下回る状態が、第１の所定時間（Ｌｍａｘ）を経過した場合には、前記ミシンに異常があると判別する第１異常判別とを備え、前記第１異常判別部により前記ミシンに異常があると判別された場合に、前記制御部が前記主軸モータの駆動を停止するミシンの制御装置において、前記制御部は、前記第１の所定時間（Ｌｍａｘ）よりも短い第２の所定時間（Ｔｍａｘ）の間、前記出力パルスの有無を監視するパルス監視部と、前記パルス監視部による前記出力パルスの監視の結果、前記出力パルスのない状態が前記主軸モータの駆動開始直後から前記第２の所定時間（Ｔｍａｘ）を経過した場合には、前記エンコーダに異常があると判別し、前記第２の所定時間（Ｔｍａｘ）中に前記出力パルスがあった場合には、前記エンコーダに異常がないと判別する第２異常判別部とを有し、前記第２異常判別部により前記エンコーダに異常があると判別された場合には、前記主軸モータの駆動を停止し、前記主軸モータに異常がないと判別された場合には、前記主軸モータの駆動を続行する点にある。

この請求項１に記載の発明によれば、主軸モータの駆動開始直後に、第２異常判別手段によって、主軸モータの駆動開始直後から第２の所定時間（Ｔｍａｘ）、主軸モータの駆動と連動して出力される出力パルスの有無を監視し、パルスの出力がない場合に、パルス出力手段であるエンコーダの異常を検出して主軸モータの駆動を停止することができる。これにより、エンコーダに異常が発生している場合であっても、主軸モータの駆動開始直後に、主軸モータの駆動を停止することができるので、主軸モータの駆動開始から極めて短時間の内に高速度で主軸モータを駆動することを防止することができる。

以上述べたように、請求項１に記載の発明に係るミシンの制御装置によれば、主軸モータの駆動開始直後から極めて短時間でミシンの縫製速度が上がることを防止することができる。これにより、前記ミシンの制御装置は、縫製位置のずれが発生するなど低品質の縫製が行われてしまうことを確実に防止して、縫製物の品質の向上を図ることができる。また、前記ミシンの制御装置は、ミシンの操作者が怪我をしてしまうことを確実に防止し、さらには、縫い針がたわみ、他の部品を接触することで折れてしまうことを防止することができる。

以下、本発明に係るミシンの制御装置の一実施形態を図１から図３を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るミシンの制御装置を備えたミシンの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係るミシンの制御装置１は、ミシン２の各部の動作を制御する制御部であるマイクロコンピュータ３を備えており、マイクロコンピュータ３は、ミシン２の主軸モータ６の異常を検出するモータ異常検出部８の各部を制御する制御部としての機能も備えている。

ミシン２はミシン主軸５を備えており、ミシン主軸５には図示しない針棒や送り歯などの各駆動機構が連結されている。このミシン主軸５はミシン主軸５を回転駆動する主軸モータ６を備えており、主軸モータ６は、主軸モータ駆動回路７を介してマイクロコンピュータ３に接続されている。

また、ミシン２は、主軸モータ６の回転速度を制御する速度制御部９を有しており、速度制御部９は、マイクロコンピュータ３に備えられている。さらに、ミシン２には、操作者によって縫製動作の最高速度を設定可能なスライドボリューム等の最高速度設定手段１０が設けられている。そして、ミシン２は、速度制御部９によって制御された設定速度に基づいて主軸モータ６がミシン主軸５を回転駆動することにより、針棒の上下動や布の送り歯の駆動等、縫製動作を行うミシン２の各部を駆動するようになっている。この設定速度は、例えば、操作ペダル１１を踏み込むことにより縫製速度を調整可能なミシン２において、操作者によって最高速度設定手段１０により設定された縫製時の最高速度に基づき操作ペダル１１の踏み込み量により算出される。

ミシン主軸５を駆動する主軸モータ６のシャフトには、主軸モータ６の回転駆動に連動して主軸モータ６の回転速度に比例したパルスを出力するパルス出力手段としてのエンコーダ１５が備えられている。なお、本実施形態において、エンコーダ１５は、主軸モータ６のシャフトに取り付けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、主軸モータ６の回転駆動に連動し、主軸モータ６の回転速度に比例したパルスを出力するように取り付けられていればよい。

マイクロコンピュータ３は、エンコーダ１５から出力された出力パルスに基づいて、主軸モータ６の速度を算出する速度算出手段としてのパルスカウンタ１６を有している。速度制御部９は、パルスカウンタ１６により算出された速度をもとに、主軸モータ駆動回路７の制御を行う。例えば、速度制御部９は、主軸モータ６の回転速度が設定速度に達していない場合は、主軸モータ６の回転をさらに上げるように主軸モータ駆動回路７に指令を与え、主軸モータ６の回転速度が設定速度を越えている場合は、主軸モータ６の回転を下げるように指令を与える。

また、パルスカウンタ１６により算出された主軸モータ６の回転速度は、モータ異常検出部８の第１異常判別部１７および第２異常判別部２０にも伝えられる。主軸モータ６の実際の回転速度が所定速度以下の状態が第１の所定時間（Ｌｍａｘ）を経過した場合、第１異常判別部１７は、ミシン２に異常があると判別し、異常検出信号を速度制御部９に送り、速度制御部９は、主軸モータ駆動回路７への指令を止め、主軸モータ６の回転を停止する。この第１異常判別部１７は、主軸モータ６の回転速度が所定速度を下回る状態が第１の所定時間（Ｌｍａｘ）を経過しない場合には、ミシン２に異常がないと判別するようになっている。そして、マイクロコンピュータ３は、第１異常判別部１７によってミシン２に異常があると判別された場合には、主軸モータ６の駆動を停止し、ミシン２に異常がないと判別された場合には、主軸モータ６の駆動を続行するようになっている。

ここで、第１異常判別部１７において、ミシン２の異常を判別する際の所定速度は、縫製条件に応じて主軸モータ６に与えたい速度である設定速度に対して、例えば５０％の速度とし、前記設定速度により異なる。所定速度を設定速度の９０％など、あまり差の無い値にしてしまうと、例えば厚い生地を縫製し、縫い針が縫製物を貫通する際の抵抗により針を駆動する主軸モータ６の速度が若干遅くなるが縫製作業を続けても問題は無い場合でも、主軸モータ６の回転が止められてしまうこととなる。

また、第１異常判別部１７において、ミシン２の異常を判別する際の第１の所定時間（Ｌｍａｘ）は、厚物の縫製物を縫製する場合において縫い針が縫製物を貫通する時間を考慮して設定され、例えば、主軸モータ６の駆動開始と同時に第１の所定時間（Ｌｍａｘ）を起算する場合には、０．５〜１．０秒とする。

さらに、第２異常判別部２０は、主軸モータ６の駆動開始直後から前記第１の所定時間（Ｌｍａｘ）よりも短い時間であって、エンコーダ１５からパルスが出力される時間よりも少し長い第２の所定時間（Ｔｍａｘ）の間、出力パルスの有無を監視するパルス監視部１９と、パルス監視部１９による出力パルスの監視の結果に基づき、主軸モータ６の駆動開始直後のエンコーダ１５の異常を判別するようになっている。

この第２異常判別部２０は、パルス監視部１９による出力パルスの監視の結果、出力パルスのない状態が主軸モータ６の駆動開始直後から第２の所定時間（Ｔｍａｘ）を経過した場合には、エンコーダ１５を異常と判別し、一方、前記第２の所定時間（Ｔｍａｘ）中に出力パルスがあった場合には、エンコーダ１５に異常はないと判別するようになっている。そして、マイクロコンピュータ３は、第２異常判別部２０によって、エンコーダ１５に異常があると判別された場合には、主軸モータ６の駆動を停止し、異常がないと判別された場合には、主軸モータ６の駆動を続行するようになっている。

これら第１異常判別部１７、パルス監視部１９、第２異常判別部２０は、マイクロコンピュータ３におけるモータ異常検出部８に備えられている。また、モータ異常検出部８には、第１異常判別部１７における第１の所定時間（Ｌｍａｘ）を計測するための第１タイマ２１、および第２異常判別部２０における第２の所定時間（Ｔｍａｘ）を計測するための第２タイマ２２が備えられており、第１タイマ２１および第２タイマ２２は、主軸モータ６の駆動開始と同時に起算するようになっている。

次に、本実施形態に係るミシンの制御装置１の作用について説明する。

まず、図２に示すように、マイクロコンピュータ３は、操作ペダル１１による主軸モータ６の駆動操作があったか否かを判別し（ＳＴ１）、駆動操作がないと判断した場合には（ＳＴ１においてＮｏ）、繰り返し操作ペダル１１の駆動操作があったか否かを判別する（ＳＴ１）。そして、マイクロコンピュータ３は、駆動操作があったと判断した場合には（ＳＴ１においてＹｅｓ）、パルスカウンタ１６の数値Ｐを０とするとともに（ＳＴ２）、第１タイマ２１の数値（Ｌ）を０とし（ＳＴ３）、さらに、第２タイマ２２の数値（Ｔ）を０とした後（ＳＴ４）、主軸モータ駆動回路７を介して主軸モータ６の駆動を開始する（ＳＴ５）。

続いて、マイクロコンピュータ３は、第１タイマ２１および第２タイマ２２による起算を開始した後（ＳＴ６）、パルス監視部１９によりパルスカウンタ１６の数値Ｐを監視することによって、エンコーダ１５から出力された出力パルスの有無を監視する。そして、マイクロコンピュータ３は、第２異常判別部２０によって、パルス監視部１９による監視の結果、パルスカウンタ１６の数値Ｐが０か否かを判別し（ＳＴ７）、数値Ｐが０であると判断した場合には（ＳＴ７においてＹｅｓ）、続いて、第２タイマ２２により計測した数値（Ｔ）が第２の所定時間（Ｔｍａｘ）を経過したか否かを判別する（ＳＴ８）。

この結果、マイクロコンピュータ３は、第２異常判別部２０において、第２タイマ２２により計測した数値（Ｔ）が第２の所定時間（Ｔｍａｘ）を経過したと判断しエンコーダ１５に異常があると判別した場合には（ＳＴ８においてＹｅｓ）、主軸モータ６の駆動を停止する（ＳＴ９）。一方、第２異常判別部２０において、第２タイマ２２により計測した数値（Ｔ）が第２の所定時間（Ｔｍａｘ）を経過していないと判断した場合には（ＳＴ８においてＮｏ）、繰り返し、パルス監視部１９による監視し、パルスカウンタ１６の数値Ｐが０か否かを判別する（ＳＴ７）。

また、マイクロコンピュータ３は、第２異常判別部２０において、パルス監視部１９による監視の結果、パルスカウンタ１６の数値Ｐが０ではなく、エンコーダに異常がないと判別した場合には（ＳＴ７においてＮｏ）、主軸モータ６の駆動を続行する。

続いて、マイクロコンピュータ３は、第１異常判別部１７によってミシン２の異常を判別する（ＳＴ１０）。

第１異常判別部１７によるミシン２の異常判別においては、図３に示すように、まず、マイクロコンピュータ３は、第１異常判別部１７によってパルスカウンタ１６により算出された主軸モータ６の駆動速度を読み込み（ＳＴ１０１）、算出されたモータ回転速度が所定速度を下回るか否かを判別する（ＳＴ１０２）。ここで、マイクロコンピュータ３は、第１異常判別部１７によって、パルスカウンタ１６により算出されたモータ回転速度が所定速度を下回らないと判断した場合には（ＳＴ１０２においてＮｏ）、第１タイマ２１により計測した数値（Ｌ）を０にする（ＳＴ１０３）。

続いて、マイクロコンピュータ３は、前述の第１タイマ２１の数値（Ｌ）を０にした後（ＳＴ１０３）、または、第１異常判別部１７によって、パルスカウンタ１６により算出された駆動速度が所定速度を下回ると判断した場合には（ＳＴ１０２においてＹｅｓ）、第１タイマ２１により計測した数値（Ｌ）が第１の所定時間（Ｌｍａｘ）を経過したか否かを判別する（ＳＴ１０４）。そして、マイクロコンピュータ３は、第１異常判別部１７によって第１タイマ２１により計測した数値（Ｌ）が第１の所定時間（Ｌｍａｘ）を経過したと判断しミシン２に異常があると判別した場合には（ＳＴ１０４においてＹｅｓ）、主軸モータ６の駆動を停止する（ＳＴ１０５）。

一方、マイクロコンピュータ３は、第１異常判別部１７によって第１タイマ２１により計測した数値（Ｌ）が第１の所定時間（Ｌｍａｘ）を経過していないと判断しミシン２に異常がないと判別した場合には（ＳＴ１０４においてＮｏ）、第１異常判別部１７によるミシン２の異常の判別を終了し、操作ペダル１１の操作が終了されたか否かを判別する（ＳＴ１１）。そして、マイクロコンピュータ３は、操作ペダル１１の操作が終了されていないと判断した場合には（ＳＴ１１においてＮｏ）、再度第１異常判別部１７によるエンコーダ１５の異常判別を繰り返し（ＳＴ１０）、操作ペダル１１操作が終了されたと判断した場合には（ＳＴ１１においてＹｅｓ）、主軸モータ６の駆動を停止する（ＳＴ１２）。

前述のように、本実施形態によれば、主軸モータ６の駆動開始直後に、第２異常判別部２０によって、主軸モータ６の駆動開始直後から第２の所定時間（Ｔｍａｘ）の間、主軸モータ６の回転と連動して出力される出力パルスの有無を監視し、パルスの出力がない場合に、エンコーダ１５の異常を検出して主軸モータ６の駆動を停止することができる。これにより、エンコーダ１５に異常が発生している場合に、主軸モータ６の駆動開始直後に、主軸モータ６の駆動を停止することができるので、速度制御部９によって主軸モータ６の駆動開始から極めて短時間のうちに高速度で主軸モータ６を駆動することを防止することができる。

したがって、ミシンの制御装置１によれば、主軸モータ６の駆動開始から極めて短時間のうちに高速度で主軸モータ６を駆動してしまうことにより、ミシン２の操作者が縫製物の姿勢を保つ操作が縫製物の移動速度に追い付かず、縫製位置のずれが発生するなど低品質の縫製が行われてしまうことを確実に防止することができる。さらに、ミシン２の操作者が想定しない速度によって縫製物が移動することにより、縫製物に操作者の指が絡みとられたまま縫い針まで送られて、操作者が縫い針によって怪我をしてしまうことも確実に防止することが可能となる。さらにまた、急激なミシン２の回転速度の上昇によって縫い針がたわみ、他の部品を接触することによる折れの発生を防止することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。

例えば、本実施形態においては、主軸モータ６の駆動開始するとともに第１タイマ２１による計測を開始するが、本発明はこれに限定されるものではなく、第２異常判別部２０による主軸モータ６の異常判別後に第１タイマ２１による計測を開始してもよい。このような場合、第１の所定時間（Ｌｍａｘ）は、厚物の縫製物を縫製する場合において縫い針が縫製物を貫通する時間を考慮して設定されれば、０．５〜１．０秒より短く設定してもよい。

また、異常判別部１７、２０が異常があると判別した場合に主軸モータ６を停止させる手段として、主軸モータ６などを強制的に停止させるブレーキ手段を用いることも可能である。

本発明に係るミシンの制御装置を備えたミシンの構成を示すブロック図図１に示すミシンの制御装置による主軸モータの異常判別の工程を示すフローチャート図２における主軸モータの異常判別工程のうち第１異常判別部による主軸モータの異常判別の工程を示すフローチャート

符号の説明

１ミシンの制御装置
２ミシン
３マイクロコンピュータ
５ミシン主軸
６主軸モータ
７主軸モータ駆動回路
９速度制御部
１０速度設定手段
１１操作ペダル
１５エンコーダ
１６パルスカウンタ
１７第１異常判別部
１９パルス監視部
２０第２異常判別部
２１第１タイマ
２２第２タイマ

Claims

少なくともミシンの主軸モータを駆動制御する制御部と、
主軸モータの回転に応じてパルスを出力するパルス出力手段と、
前記パルス出力手段から出力された出力パルスに基づいて前記主軸モータの回転速度を算出する速度算出部と、
前記速度算出部により算出された前記主軸の回転速度が所定速度を下回る状態が、第１の所定時間（Ｌｍａｘ）を経過した場合には、前記ミシンに異常があると判別する第１異常判別と、
を備え、前記第１異常判別部により前記ミシンに異常があると判別された場合に、前記制御部が前記主軸モータの駆動を停止するミシンの制御装置において、
前記制御部は、前記第１の所定時間（Ｌｍａｘ）よりも短い第２の所定時間（Ｔｍａｘ）の間、前記出力パルスの有無を監視するパルス監視部と、
前記パルス監視部による前記出力パルスの監視の結果、前記出力パルスのない状態が前記主軸モータの駆動開始直後から前記第２の所定時間（Ｔｍａｘ）を経過した場合には、前記エンコーダに異常があると判別し、前記第２の所定時間（Ｔｍａｘ）中に前記出力パルスがあった場合には、前記エンコーダに異常がないと判別する第２異常判別部とを有し、
前記第２異常判別部により前記エンコーダに異常があると判別された場合には、前記主軸モータの駆動を停止し、前記主軸モータに異常がないと判別された場合には、前記主軸モータの駆動を続行することを特徴とするミシンの制御装置。