JP2010240155A - ミシン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1のモータ25及び第2のモータ26のトルクを算出するトルク算出部40と、一針毎のトルクを記憶するトルク記憶部44と、許容トルクの閾値を記憶する閾値トルク記憶部44と、表示部31と、針数とトルクとの関係を表示部にグラフで表示する描画制御部40と、記憶された許容トルクの閾値以上のトルク値の針落ち位置と閾値未満のトルク値の針落ち位置とを異なる表示形態で識別表示する識別表示制御部40と、許容トルクの閾値以上のトルク値となった針落ち位置での主軸モータ6の駆動速度の調節するための新たな駆動速度の入力を行う入力部32と、縫製データ51のうち、許容トルクの閾値以上のトルク値となった針落ち位置に対応する主軸モータの駆動速度を、入力部から入力された新たな駆動速度に書き換える縫製データ書換制御部40とを備える。
【選択図】図1
Description
ここで、XY送りモータはエンコーダにより回転を検出しつつ、その検出結果をフィードバックすることにより制御されている。そのため、位置誤差が生じると、その誤差を無くそうとしてXY送りモータに大きなトルクがかかることとなる。
主軸モータにより軸回りに回転する主軸と、
下端に縫い針を保持すると共に、前記主軸に連結されて前記主軸の回転に伴って上下動する針棒と、
前記針棒の上下動に同期して、前記針棒の下方において被縫製物を保持する保持部を前記針棒の上下動方向に直交する一の方向に移動させる第1のモータと、前記保持部を前記針棒の上下動方向及び前記一の方向に直交する方向に移動させる第2のモータと、を有する移動機構と、
前記被縫製物に形成する縫い目の針落ち位置及び針落ち毎の前記主軸モータの駆動速度に関する情報を含む縫製データを記憶する縫製データ記憶部と、
前記縫製データに基づき、前記主軸モータ、前記第1のモータ及び前記第2のモータの駆動を制御する制御部と、を備えるミシンにおいて、
前記第1のモータ及び前記第2のモータの駆動中のトルクを算出するトルク算出部と、
前記トルク算出部により算出された一針毎のトルクを記憶するトルク記憶部と、
前記第1のモータ及び前記第2のモータの許容トルクの閾値を記憶する閾値トルク記憶部と、
ユーザに報知する情報を表示する表示部と、
針数と前記トルク記憶部に記憶されたトルクとの関係を前記表示部にグラフで表示する描画制御部と、
前記表示部に表示されたグラフにおいて、前記閾値トルク記憶部に記憶された許容トルクの閾値以上のトルク値となった針落ち位置と閾値未満のトルク値となった針落ち位置とを異なる表示形態で識別表示する識別表示制御部と、
許容トルクの閾値以上のトルク値となった針落ち位置での前記主軸モータの駆動速度の調節するための新たな駆動速度の入力を行う入力部と、
前記縫製データ記憶部に記憶された縫製データのうち、許容トルクの閾値以上のトルク値となった針落ち位置に対応する前記主軸モータの駆動速度を、前記入力部から入力された新たな駆動速度に書き換える縫製データ書換制御部と、
を備えることを特徴とする。
前記トルク算出部は、一針中の前記第1のモータ及び前記第2のモータに流れる電流の平均値または最大値からトルクを算出することを特徴とする。
前記トルク算出部は、一針中の前記第1のモータ及び前記第2のモータにより駆動される前記移動機構の位置と縫いデータの針落ち位置とのずれ量からトルクを算出することを特徴とする。
前記識別表示制御部は、許容トルクの閾値以上のトルク値が連続する部分を一つの区間として閾値未満のトルク値と異なる表示形態で識別表示することを特徴とする。
前記識別表示制御部は、許容トルクの閾値以上のトルク値の区間同士の間隔が所定の針数以下である場合に両区間を一つの区間として識別表示することを特徴とする。
前記縫製データ書換制御部は、一つの区間単位で指定する区間指定手段を備え、指定された区間に対応して前記主軸モータの新たな駆動速度を入力し書き換え可能であることを特徴とする。
前記描画制御部により前記表示部に表示されたグラフ上の任意の二点を指定して前記主軸モータの駆動速度を調節する区間を設定する区間設定部を備え、
前記縫製データ書換制御部は、入力された区間に対応して前記主軸モータの新たな駆動速度を入力し書き換え可能であることを特徴とする。
これにより、主軸モータの駆動速度を落とす部分が一目でわかり、その部分の縫製データのみを書き換えることができるので、モータの発熱異常や位置誤差の発生を防止しつつ、縫製効率の低下を極力抑えることができる。
<ミシンの構成>
図1、図2に示すように、ミシン1は、縫製データに従って針棒11の上下動タイミングと移動機構20による被縫製物の移動タイミングとを制御して縫い目を形成するミシンである。以下の説明において、針棒11の上下動方向に対してほぼ垂直な平面に沿って直交する二方向のうち一方をX軸方向、他方をY軸方向とし、当該平面をX−Y平面とする。
ミシンフレーム2は、土台部3と、土台部3から鉛直方向に立設された立胴部4と、立胴部4の側方から土台部3の上方に延設されたアーム部5と、を有する。アーム部5は、その先端側の下面から針棒11が延出している。アーム部5内には、アーム部5の延設方向に沿って主軸(図示略)が設けられ、針棒11と連結されている。主軸(図示略)は主軸モータ6の駆動により軸回りに回転する。
針棒11は、アーム部5によって上下動可能に支持されると共に、主軸の回転を上下動運動に変換して針棒11に伝達する上下動機構(図示略)を介して主軸と連結されている。主軸が回転すると、針棒11は上下動するように構成され、主軸の一回転が、針棒11の一回の上下動の往復運動となる。
針棒11は、その下端で縫い針12を保持する。縫い針12は、上糸(図示略)を通すことができる糸通し穴(図示略)を有し、針棒11の上下動により縫い針12は被縫製物に対して針落ち、針抜き動作を行う。針棒11の下方に位置する土台部3の上面には針穴を有する針板(図示略)が設けられ、縫い針12は針穴を挿通するように上下動する。針板の下方に位置する土台部3の内部には釜機構(図示略)が設けられており、針棒11の上下動と連動して回転することで縫い針12と協働して被縫製物に縫い目を形成する。
移動機構20は、被縫製物を載置する下板21と、下板21の上面に対する当接/離隔を切替可能に上下動する保持部としての布押え22と、布押え22を支持する布押えアーム23と、布押え22を上下動させる押えモータ24と、下板21及び布押え22をX軸方向に移動させるX軸モータ25と、下板21及び布押え22をY軸方向に移動させるY軸モータ26と、を有する。
移動機構20に縫製物を把持させる場合、布押え22を上昇させて下板21から離隔した状態とし、布押え22と下板21との間に位置するように縫製物を下板21に載置する。その後、布押え22を下降させて布押え22と下板21とにより縫製物を上下から挟みこんで把持する。布押え22及び下板21に把持された縫製物は、X軸モータ25及びY軸モータ26の駆動により布押え22及び下板21がX−Y平面に沿って移動することにより、当該平面に沿って移動する。つまり、X軸モータ25及びY軸モータ26は「第1のモータ及び第2のモータ」として機能する。
また、主軸には主軸エンコーダ7が設けられており、主軸エンコーダ7は主軸の回転角度を検出する。主軸の回転角度は針棒11の上下動位置と対応しているので、主軸エンコーダ7の検出結果に基づいて針棒11の上下動位置、すなわち縫い針12の被縫製物に対する位置を特定することができる。
主軸モータ6が後述する縫製データに記憶された縫い速度で駆動中であって、縫い針12が被縫製物よりも上方に上昇してから被縫製物よりも下方に下降することを主軸エンコーダ7が検出する間に、後述する縫製データに記憶された次の針落ち位置に被縫製物を移動するように、X軸モータ25及びY軸モータ26の駆動開始タイミング、駆動速度、停止タイミングが、ROM43に記憶された移動機構制御プログラムに従って自動的に演算され駆動制御される。
従って、縫いデータに記憶された次の針落ち位置までの縫いピッチが長い場合、及び主軸モータ6の縫い速度が速い場合には、X軸モータ25及びY軸モータ26が高速で駆動されるように自動的に駆動電流が上昇するが、縫いピッチや縫い速度の組合せによっては、または被縫製物の重量などの負荷の大きさによっては、駆動電流が異常に上昇したり、被縫製物が縫いデータに記憶された次の針落ち位置に到達できない「ずれ」を生じる場合もある。
操作パネル30は、ミシン1に関してユーザに報知する各種情報の表示を行う表示部31と、ミシン1に関する各種入力操作を行うタッチパネル32とを有する。操作パネル30を介した入力操作は、表示部31に表示された画面上の情報の座標とタッチパネル32に対する入力操作位置との対応付けによって行われる。
操作パネル30に対する入力操作を介して、後述する縫製データ51の選択、書き換えや、縫製動作開始の指示を行うことができる。
具体的には、タッチパネル32は、X軸モータ25及びY軸モータ26の許容トルクの閾値以上のトルク値となった針落ちにおいて、主軸モータ6の駆動速度の調節を行うための新たな駆動速度を入力を行う「入力部」として機能する。
図2に示すように、制御部40は、ミシン1の動作に関する各種演算処理を行うCPU41と、CPU41が行う処理において生じる一時データを格納するRAM42と、CPU41が行う処理において読み出される各種プログラム、データ等を書き換え不能に記憶するROM43と、CPU41が行う処理において読み出される各種プログラム、データ等を書き換え可能に記憶するEEPROM44と、を備える。
CPU41は、ROM43、EEPROM44から処理内容に応じたプログラム、データ等を読み出して演算処理するソフトウェア処理を行う。また、操作パネル30からの入力内容や、主軸エンコーダ7、押えエンコーダ27、X軸エンコーダ28、Y軸エンコーダ29及び図示しない各種センサ類の検出結果は制御部40に入力され、CPU41は各種の入力に応じた演算処理を行い、ミシン1の各部の動作を制御する。
ROM43は、X軸モータ25及びY軸モータ26の駆動中のトルクを算出するトルク算出プログラムを記憶している。すなわち、CPU41がトルク算出プログラムを実行することにより、制御部40は、「トルク算出部」として機能する。
なお、X軸モータ25及びY軸モータ26のトルクの算出については、X軸モータ25及びY軸モータ26に流れる電流値を検出して算出も良いし、X軸モータ25及びY軸モータ26への指令値とX軸エンコーダ28及びY軸エンコーダ29からの検出値とのずれ量から算出しても良い。ここで、トルクを電流値から算出する際に用いる電流値は、一針中の開始から終了までにX軸モータ25及びY軸モータ26に流れる電流値の最大値を採用しても良いし、平均値を使用しても良い。
ここで、識別表示制御プログラムは、CPU41に実行されることにより、許容トルクの閾値以上のトルク値が連続する部分を一つの区間として閾値未満のトルク値と異なる前記表示形態で識別表示する。
また、識別表示制御プログラムは、CPU41に実行されることにより、許容トルクの閾値以上のトルク値の区間同士の間隔が所定の針数以下である場合に両区間を一つの区間として識別表示する。すなわち、厳密に解釈すれば別個の区間であったとしても、両区間を一つの区間として表示部31に表示し、主軸モータ6の駆動速度の調節も一つの操作で行うことができるようになっている。
ここで、縫製データ書換制御プログラムは、一つの区間単位で指定する区間指定手段を備え、指定された区間に対応して主軸モータ6の新たな駆動速度を入力し書き換え可能である。
EEPROM44は、少なくとも、被縫製物に予め定められた縫い目のパターンを形成するための針落ち位置、主軸モータ6の駆動速度、に関するデータを含む縫製データ51を記憶している。すなわち、EEPROM44は、「縫製データ記憶部」として機能する。
EEPROM44は、トルク算出プログラムの実行により算出された一針毎のトルク52を記憶する。すなわち、EEPROM44は、「トルク記憶部」として機能する。
EEPROM44は、X軸モータ25及びY軸モータ26の許容トルクの閾値53を記憶する。ここで、許容トルクとは、そのトルク値を超えるとX軸モータ25及びY軸モータ26の発熱や故障を招くおそれがある境界となるトルクの目安をいう。すなわち、EEPROM44は、「閾値トルク記憶部」として機能する。
最初の縫製(又は本格的な縫製の前に行われる試し縫いでもよい)が終了すると、図3に示すように、操作パネル30の表示部31には、グラフと、主軸モータ6の駆動速度を調節するための入力キー(アイコン表示)が表示される。
表示部31の上部には、縦軸にトルク、横軸に針落ち数をとって一つの縫製におけるトルクの推移を示したグラフ100が表示される。かかるグラフ100には、X軸モータ25及びY軸モータ26の許容トルクの閾値101が全針落ち毎にトルクの推移を示す線とは異なる色で表示される。ここで、本実施形態においては、X軸モータ25及びY軸モータ26の許容トルクはどの針落ちにおいても同じであるため、許容トルクの閾値101は直線状に描画されるが、針落ち毎に許容トルクの閾値を変えても良い。その場合には、許容トルクの閾値は折れ線状に表示される。
また、許容トルクの閾値101以上となったトルク(閾値101よりも上方のグラフ部分)は、許容トルクの閾値101未満となったトルク(閾値101よりも下方のグラフ部分)と異なる色で表示される。さらに、許容トルクの閾値101以上となったトルクに対応する針落ちが連続する場合には、その始点と終点とが一つの区間であることを示す区間110,111,112の表示がなされる。
スクロールボタン32aの下方には、主軸モータ6の駆動速度を調節する区間を選択するためのセレクトボタン32bが表示されている。セレクトボタン32bは左右方向に指定する区間110,111・・・等をスクロールできるように二つ表示されており、いずれもタッチパネルとなっている。セレクトボタン32bにて選択された区間は、他の区間とは異なる色で表示される。つまり、セレクトボタン32bにより駆動速度を調節する区間として区間111が選択されていると、他の区間110,112等は区間111とは異なる色で表示される。なお、区間111以外の区間の色は同色で表示される。
主軸モータ6の最高駆動速度と針落ち数の下方には、主軸モータ6の駆動速度を調節するための速度補正ボタン32cが表示されている。速度補正ボタン32cは主軸モータ6の駆動速度を加減速できるように、加速用のボタンと減速用のボタンの二つが表示されており、いずれもタッチパネルとなっている。図3においては、加速用のボタンと減速用のボタンは、共に100rpmずつ調節可能である。
図4に示すように、最初の縫製又は試し縫いの過程において、CPU41は、トルク算出プログラムを実行することにより、針落ち毎にX軸モータ25及びY軸モータ26のトルクを算出し、針落ち毎に算出されたトルク値をEEPROM44に格納する(ステップS1)。
次いで、CPU41は、縫製が終了して全ての針落ちのトルクを算出したか否かを判断する(ステップS2)。
ステップS2において、CPU41は、全ての針落ちのトルクを算出したと判断した場合(ステップS2:YES)、CPU41は、描画制御プログラム、識別表示制御プログラムを実行することにより、針落ち毎にトルクの推移を図3に示すようなグラフに描画し、さらに、EEPROM44から許容トルクの閾値を読み出して、グラフ上に描画する(ステップS3)。このとき、CPU41は、許容トルクの閾値以上のトルク値と許容トルク値未満のトルク値とを異なる色等の識別形態で表示させる。また、CPU41は、許容トルクの閾値以上のトルク値が連続する部分を一つの区間として許容トルク値未満のトルク値とを異なる色で表示させる。また、CPU41は、図3に示す区間110のように、隣接する区間の間隔が所定の針数以下である場合には、両区間を一つの区間110として表示させる。
次いで、CPU41は、主軸モータ6の駆動速度の補正があったか否かを判断する(ステップS4)。
ステップS4において、CPU41は、主軸モータ6の駆動速度の補正があったと判断すると(ステップS4:YES)、CPU41は、速度補正ボタン32cのタッチ回数分に100rpmを乗じた回転数だけ主軸モータ6の駆動速度を減速するようにEEPROM44内の縫製データ51を書き換える(ステップS5)。このとき、1または複数選択指定された区間における各針落ちの主軸モータ6の駆動速度を全て同じ量だけ減速させても良いし、同じ減速率で減速させても良い。要は、区間のトルクが閾値101未満となるよう減速させればよい。
以上のように、ミシン1によれば、CPU41により描画制御プログラムが実行されることによって一針毎のトルクが表示部31に表示され、識別表示制御プログラムが実行されることによって許容トルクの閾値以上の針落ちが異なる表示形態で表示されるので、ユーザは、トルクの異常が認められる針落ちを容易に認識することができる。また、ユーザはタッチパネル32から許容トルクの閾値以上のトルク値となった針落ち位置または針落ち区間に対応する主軸モータ6の新たな駆動速度を入力することにより、CPU41は縫製データ書換制御プログラムを実行することにより、縫製データを書き換える。
これにより、主軸モータ6の駆動速度を落とす部分が一目でわかり、その部分の縫製データのみを書き換えることができるので、位置誤差の発生を防止しつつ、縫製効率の低下を極力抑えることができる。
また、許容トルクの閾値以上となる針落ちを一つの区間で把握することにより、トルクの大きな偏差の動きを見ることができる。
また、許容トルクの閾値以上となる区間が近接しているものを一つにまとめることにより、区間が多くなることを防止し、ユーザの手間を軽減することができる。
また、一つの区間に含まれる針落ちに対応する主軸モータ6の駆動速度を一度に変更することができるので、ユーザの手間を軽減することができる。
なお、トルクの算出時において、X軸モータ25及びY軸モータ26に流れる電流の平均値を採用することにより、一つの針落ちの開始から終了までのトルクの変化を全体的に観察することができる。また、平均値に代えて、X軸モータ25及びY軸モータ26に流れる電流の最大値を採用することにより、許容トルクの閾値以上となる針落ちの発見を容易にして、位置誤差の検出精度を高めることができる。
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、図5に示すように、操作パネル30がタッチパネル式であることを利用し、ユーザが表示部31に表示されたグラフ上の任意の二点を指定して主軸モータ6の新たな駆動速度で駆動する区間を設定するようにしても良い。すなわち、タッチパネル32が区間設定部として機能する。
具体的には、図5に示すように、許容トルクの閾値210以上と閾値210未満の針落ちに跨るような区間201,202を指定することで設定しても良い。また、許容トルクの閾値210未満の針落ちのみを区間203として設定しても良い。この場合には、許容トルクの閾値210に到達までに大きな余裕がある場合に主軸モータ6を加速させたい場合に有効である。
区間の設定する際は、ユーザによるタッチパネル32の1回目のタッチを区間の始点とし、2回目のタッチを区間の終点とする。これは、タッチパネル32の二回の入力信号からCPU41が区間を作成し、その区間をグラフ上に描画する。また、作成した区間を消去する場合には、再度その区間にタッチすることにより、CPU41がその区間を削除する。
一方、図6(c)に示すように、既に設定された二つの区間の間に区間を設定する場合のように、区間と重複しないように区間を設定することはできる。この場合においては、設定された区間と隣接する区間との間隔が所定の針数以下であれば、CPU41により一つの区間として認識されることになる。
6 主軸モータ
11 針棒
12 縫い針
20 移動機構
25 X軸モータ(第1のモータ)
26 Y軸モータ(第2のモータ)
31 表示部
32 タッチパネル(入力部、区間設定部)
40 制御部(トルク算出部、描画制御部、識別表示制御部、縫製データ書換制御部)
44 EEPROM(縫製データ記憶部、トルク記憶部、閾値トルク記憶部)
Claims (7)
- 主軸モータにより軸回りに回転する主軸と、
下端に縫い針を保持すると共に、前記主軸に連結されて前記主軸の回転に伴って上下動する針棒と、
前記針棒の上下動に同期して、前記針棒の下方において被縫製物を保持する保持部を前記針棒の上下動方向に直交する一の方向に移動させる第1のモータと、前記保持部を前記針棒の上下動方向及び前記一の方向に直交する方向に移動させる第2のモータと、を有する移動機構と、
前記被縫製物に形成する縫い目の針落ち位置及び針落ち毎の前記主軸モータの駆動速度に関する情報を含む縫製データを記憶する縫製データ記憶部と、
前記縫製データに基づき、前記主軸モータ、前記第1のモータ及び前記第2のモータの駆動を制御する制御部と、を備えるミシンにおいて、
前記第1のモータ及び前記第2のモータの駆動中のトルクを算出するトルク算出部と、
前記トルク算出部により算出された一針毎のトルクを記憶するトルク記憶部と、
前記第1のモータ及び前記第2のモータの許容トルクの閾値を記憶する閾値トルク記憶部と、
ユーザに報知する情報を表示する表示部と、
針数と前記トルク記憶部に記憶されたトルクとの関係を前記表示部にグラフで表示する描画制御部と、
前記表示部に表示されたグラフにおいて、前記閾値トルク記憶部に記憶された許容トルクの閾値以上のトルク値となった針落ち位置と閾値未満のトルク値となった針落ち位置とを異なる表示形態で識別表示する識別表示制御部と、
許容トルクの閾値以上のトルク値となった針落ち位置での前記主軸モータの駆動速度の調節するための新たな駆動速度の入力を行う入力部と、
前記縫製データ記憶部に記憶された縫製データのうち、許容トルクの閾値以上のトルク値となった針落ち位置に対応する前記主軸モータの駆動速度を、前記入力部から入力された新たな駆動速度に書き換える縫製データ書換制御部と、
を備えることを特徴とするミシン。 - 前記トルク算出部は、一針中の前記第1のモータ及び前記第2のモータに流れる電流の平均値または最大値からトルクを算出することを特徴とする請求項1に記載のミシン。
- 前記トルク算出部は、一針中の前記第1のモータ及び前記第2のモータにより駆動される前記移動機構の位置と縫いデータの針落ち位置とのずれ量からトルクを算出することを特徴とする請求項1に記載のミシン。
- 前記識別表示制御部は、許容トルクの閾値以上のトルク値が連続する部分を一つの区間として閾値未満のトルク値と異なる表示形態で識別表示することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のミシン。
- 前記識別表示制御部は、許容トルクの閾値以上のトルク値の区間同士の間隔が所定の針数以下である場合に両区間を一つの区間として識別表示することを特徴とする請求項4に記載のミシン。
- 前記縫製データ書換制御部は、一つの区間単位で指定する区間指定手段を備え、指定された区間に対応して前記主軸モータの新たな駆動速度を入力し書き換え可能であることを特徴とする請求項4又は5に記載のミシン。
- 前記描画制御部により前記表示部に表示されたグラフ上の任意の二点を指定して前記主軸モータの駆動速度を調節する区間を設定する区間設定部を備え、
前記縫製データ書換制御部は、入力された区間に対応して前記主軸モータの新たな駆動速度を入力し書き換え可能であることを特徴とする請求項4〜6の何れか一項に記載のミシン。
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