JP2010264179A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】可動部同士の干渉を適確に検出する。
【解決手段】縫い針の上下動を行う針上下動機構と、縫製に関連する動作を実行する第一の縫製動作機構３０と、縫製に関連する他の動作を実行する第二の縫製動作機構５０と、各縫製動作機構のそれぞれの駆動源３６，５４を縫製縫製工程の進行に合わせて予め定められた動作が行われるように制御する動作制御手段８０とを備え、第一の縫製動作機構の可動部３１と第二の縫製動作機構の可動部５２とは互いに同方向に沿った変位を生じると共に、第二の縫製動作機構には、その駆動源に位置検出器５６が設けられ、動作制御手段は、第二の縫製動作機構が停止し、第一の縫製動作機構のみが動作を行う場合に、第二の縫製動作機構の位置検出器から得られる偏差に応じて各縫製動作機構同士の干渉の発生を検出する干渉監視制御を行う。
【選択図】図１１

Description

本発明は、縫製に要する動作を行う可動部を複数備えるミシンに関する。

可動部を有する従来の機構では、可動部の移動中に、その可動部の駆動源となるサーボモータのサーボドライバが検出したモータの位置、速度、加速度から、モータに発生するトルクの予想値を演算し、実際のトルク指令値と比較し、それらの偏差が閾値を超えている場合に、可動部で衝突や干渉等の異常が発生しているものと判断を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２８３２７６号公報

異常の検出感度を高めるためには、異常と判断する閾値を小さくして、小さな偏差でも異常と判断させる必要がある。
しかしながら、従来技術においては、可動部の偏差にて異常を検出していたため、移動時に生じる正常な範囲の偏差より大きな値に閾値を設定する必要があった。また、可動部は、長期間の稼働による駆動負荷の増減や機械個体差や負荷である搬送物の重量差などにより移動時の偏差にバラツキを生じるため、そのバラツキを考慮した大きな値に閾値を設定する必要があった。このため、実際に衝突などが発生してから、偏差が閾値まで達して装置が移動を停止するまでに時間がかかり、その間に機械が破損するという問題があった。

本発明は、適切に可動部の干渉などの異常の検出を可能とすることをその目的とする。

請求項１記載の発明は、縫い針の上下動を行う針上下動機構と、縫製に関連する動作を実行する第一の縫製動作機構と、縫製に関連する他の動作を実行する第二の縫製動作機構と、前記各縫製動作機構のそれぞれの駆動源を縫製工程の進行に合わせて予め定められた動作が行われるように制御する動作制御手段とを備え、前記第一の縫製動作機構の可動部と前記第二の縫製動作機構の可動部とは互いに同方向に沿った変位を生じると共に、前記第二の縫製動作機構には、その駆動源に位置検出器が設けられ、前記動作制御手段は、前記第二の縫製動作機構が停止し、前記第一の縫製動作機構のみが動作を行う場合に、前記第二の縫製動作機構の位置検出器から得られる偏差が予め定められた第一の閾値以上か否かに応じて前記各縫製動作機構同士の干渉の発生を検出する干渉監視制御を行うことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記動作制御手段は、前記縫製工程において前記第二の縫製動作機構が動作する場合に前記位置検出器が検出する偏差が予め定められた第二の閾値以上となるか否かにより前記第二の縫製動作機構の動作異常の判断を行い、前記第一の閾値は前記第二の閾値より小さい値であることを特徴とする請求項１に記載のミシン。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記第二の縫製動作機構の駆動源は、保持力を変更可能とし、前記動作制御手段は、前記干渉監視制御の際に、前記第二の縫製動作機構の駆動源の保持力を、縫製中の他の停止時の保持力よりも低減させる制御を行うことを特徴とする。

請求項１記載の発明は、停止している第二の縫製動作機構の位置検出器を用いて、第一と第二の縫製動作機構の可動部の相互の干渉を検出するので、動作中のモータの偏差から接触などの干渉を判断する場合に比べて、干渉と判断するための偏差の閾値（第一の閾値）を小さくすることができる。
例えば、第二の縫製動作機構の駆動源がフィードバック制御を行っている場合、偏差が大きくなりすぎると干渉などの原因により過負荷が発生していているものとして緊急停止などを行うが、その判断を行うための偏差の閾値よりも、本願発明はずっと小さい閾値で干渉を検出することができる。
また、長期間の稼働による駆動負荷の増減や機械個体差や負荷である搬送物の重量差などによる移動時の偏差のバラツキの影響を受けることなく、干渉の発生を検出することが可能である。
これにより、干渉の発生を判断するための偏差の閾値を小さく設定することが可能となり、高感度で検出することが可能となる。これに伴い、干渉の発生を速やかに検出することができるので、迅速な対応措置を採ることが可能となり、機構の破壊や破損を効果的に低減することが可能となる。
また、既存の構成から干渉を検出することが可能であり、装置の生産コストの低減を図ることが可能となる。

なお、動作制御手段は、一連の縫製動作において、第二の縫製動作機構が停止し、第一の縫製動作機構のみが動作を行う全ての場合に監視制御を実行しなくとも良い。例えば、第一の縫製動作機構の可動部と第二の縫製動作機構の可動部とが干渉を生じ得るほど近接するような場合にのみ監視制御を実行させても良い。
なお、干渉と判断する偏差の閾値は、固定値でも良いが、設定作業により変更可能とすることが望ましい。

請求項２記載の発明は、縫製工程において第二の縫製動作機構が動作する場合の偏差について第二の閾値を設定しているので、動作中の異常を検出することが可能となる。
かかる動作中の異常判定をおこなうための第二の閾値は動作により必然的に生じる偏差を考慮して有る程度の幅を有する必要がある。
一方、干渉監視制御は、上記のような第二の閾値に基づいて偏差の監視を行う第二の縫製動作機構の動作中以外のタイミングを利用しているので、第二の閾値にかかわらずより小さい値となる第一の閾値に基づいて干渉の発生を監視することができる。つまり、独立した新たな検出手段を付加することなく、第二の縫製動作機構の動作中にはその動作異常を監視することができ、第二の縫製動作機構の非動作中にはよりセンシティブに干渉の発生を監視することが可能となる。

請求項３記載の発明は、干渉監視制御の際に、第二の縫製動作機構の駆動源の保持力を縫製中の他の停止時の保持力よりも低減させる制御を行うため、僅かな干渉でも第二の縫製動作機構の可動部が位置変化を生じ、感度の高い干渉検出を行うことが可能となる。

本実施の形態に係るベルトループ付けミシンの全体を示す斜視図である。 ベルトループ付けミシンの制御系を示すブロック図である。 縫い針周辺の斜視図である。 Ｚ形状の縫い付けを行う場合に設定される複数のパラメータを示した説明図である。 Ｚ形状の縫い付けを行う際の動作制御を示したフローチャートである。 Ｚ形状の縫い付けを行う際の動作を示す動作説明図であり、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）の順番で動作が進められる。 Ｚ形状の縫い付けを行う際の図６に示した動作の続きの動作を示す動作説明図であり、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）の順番で動作が進められる。 Ｚ形状の縫い付けを行う際の図７に示した動作の続きの動作を示す動作説明図であり、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）の順番で動作が進められる。 Ｚ形状の縫い付けを行う際の図８に示した動作の続きの動作を示す動作説明図であり、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）の順番で動作が進められる。 Ｚ形状の縫い付けを行う際の図９に示した動作の続きの動作を示す動作説明図であり、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）の順番で動作が進められる。 干渉監視制御を示したフローチャートである。 図１２（Ａ）はベルトループの両端部を内側に折り返した一般的な縫着の例を示し、図１２（Ｂ）は内側に折り返された端部を長く確保したセミクラッシック仕様の縫着の例を示している。

（縫製装置の概要）
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本実施の形態に係るベルトループ付けミシン１０の全体を示す斜視図、図２は制御系を示すブロック図、図３は縫い針周辺の斜視図である。
ベルトループ付けミシン１０は、縫い針１１を上下動させる図示しない針上下動機構と、所定方向に向けられたベルトループＢを挟持する可動部としてのループクランプ３１を備える第一の縫製動作機構としてのクランプ機構３０と、ベルトループＢをクランプ機構３０に供給するループ供給機構６０と、ベルトループＢの縫着が行われる布地Ｃが載置される載置台５１と当該載置台５１への下降動作によりベルトループＢを押さえつける可動部としてのループ押さえ５２とを備える第二の縫製動作機構としてのループ押さえ機構５０と、ベルトループＢのループを緩める緩め部材６６を備える緩め機構６５と、布地Ｃを保持する布押さえ７１を備える布押さえ機構７０と、ミシンフレーム２と、図示しない釜機構と、上記各構成を制御する制御手段８０とを備えている。

（ミシンフレーム）
ミシンフレーム２は、釜機構を内蔵したミシンベッド部２ａと、ミシンベッド部２ａの一端部から立設した縦胴部２ｂと、針上下動機構を内蔵したミシンアーム部２ｃとを備えている。そして、ミシンアーム部２ｃはミシンベッド部２ａと同じ方向に延出されている。
以下の説明において、水平であってミシンベッド部２ａ及びミシンアーム部２ｃの長手方向に平行な方向をＹ軸方向、水平であってＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向、鉛直上下方向をＺ軸方向とし、説明の必要に応じて、Ｙ軸方向における一端部側であってミシンアーム部２ｃの面部側を「手前側」、Ｙ軸方向における他端部側であって縦胴部２ｂ側を「奥側」いうものとする。

（針上下動機構及び釜機構）
針上下動機構は、ミシンアーム部２ｃの手前側端部の内部で上下動可能に支持されると共に縫い針を下端部に保持する針棒と、針棒の上下動の駆動源となるミシンモータ１３と、ミシンモータ１３により回転駆動を行う主軸と、主軸の回転駆動を上下動に変換して針棒に伝えるクランク機構とから構成されており、周知のものと同様である。
釜機構は、いわゆる半回転釜を用いた釜機構であり、ミシンベッド部２ａの手前側端部の内側であって針落ち位置下部において回転可能に支持された半回転釜と、主軸に設けられた偏心カムと、偏心カムを一端部で支持するクランクロッドと、クランクロッドの他端部に連結されたアーム部により往復回動が付与される釜軸と、釜軸に支持されたドライバとを備え、周知のものと同様である。

（ループ供給機構）
ループ供給機構６０は、クランプ機構３０の手前側に配置されており、当該ループ供給機構６０の手前側端部には、長尺のベルトループの取り込み口（図示略）を備えており、当該取り込み口から取り込まれた長尺のベルトループを奥側に設けられた繰り出し口まで搬送する搬送ローラ６１を回転駆動する繰り出しモータ６２と、所定の長さで長尺のベルトループを切断するカッタ６３を駆動する切断用エアシリンダ６４とを備えている。長尺のベルトループが切り分けられてなる個々のベルトループＢの長さは、繰り出しモータ６１の駆動量を制御手段８０が制御するにより決定される。
なお、クランプ機構３０は、その手前側にベルトループＢの図示しない受け取り口とＸ、Ｙ軸方向への移動を行うための構成が設けられており、ループ供給機構６０の繰り出し口に対して受け取り口が近接するよう移動を行い、ベルトループＢの受け取りが行われる。

（クランプ機構）
クランプ機構３０は、ミシンフレーム２に対して手前側（面部側）から奥側を向いた状態で見て右側に配置されている。以下の説明において、「右」というときには、Ｘ軸方向に平行な方向であって手前側（面部側）から奥側を向いた状態で見て右となる方向を示すものとし、単に「左」というときには、Ｘ軸方向に平行な方向であって手前側（面部側）から奥側を向いた状態で見て左となる方向を示すものとする。
クランプ機構３０は、ベルトループＢを挟持する上側クランプ３１ａ及び下側クランプ３１ｂからなるループクランプ３１と、ループクランプ３１を保持する保持ブロック３２と、上側クランプに昇降動作を付与してベルトループＢの挟持状態と解放状態とを切り換えるクランプ用エアシリンダ３３と、保持ブロック３２をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向について移動可能に支持する支持台３４と、保持ブロック３２にＸ軸方向に沿った移動動作を付与するクランプ用Ｘ軸モータ３５と、保持ブロック３２にＹ軸方向に沿った移動動作を付与するクランプ用Ｙ軸モータ３６と、保持ブロック３２にＺ軸方向に沿った移動動作を付与するクランプ用Ｚ軸エアシリンダ３７とを備えている。

図３に示すように、ループクランプ３１は、保持ブロック３２の左端に設けられ、下側クランプ３１ｂは保持ブロック３２に固定装備され、上側クランプ３１ａは下側クランプ３１ｂの真上において上下動可能に支持されている。また、上側クランプ３１ａはその先端部下面に凹状の保持部が形成されており、この保持部に嵌合するようにベルトループＢの保持が行われる。ベルトループＢは、保持部に嵌合保持されることにより、その長手方向をＹ軸方向に沿わせた状態で保持が行われる。
クランプ用エアシリンダ３３は、保持ブロック３２上に装備されており、そのプランジャの進退動作により上側クランプ３１ａの上昇解放動作と下降保持動作とを切り換えることを可能としている。なお、クランプ用エアシリンダ３３によりベルトループＢの保持圧は、ベルトループＢがＹ軸方向に沿ったある程度の張力を受けると引き抜くことが可能な程度に調節されている。

保持ブロック３２は、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の各方向に沿った滑動を可能とするスライドガイドを組み合わせて支持台３４に支持されており、これらの方向への移動を可能としている。そして、クランプ用Ｘ、Ｙ軸モータ３５，３６及びクランプ用Ｚ軸シリンダ３７の協働により、Ｘ−Ｙ平面に沿った任意の位置にループクランプ３１を移動させることができ、例えば、ベルトループＢの受け取り位置から縫製の実行位置への搬送や、ベルトループＢの複数箇所に縫着縫製が行われる場合に各縫製間でのベルトループＢのＹ軸方向に沿った移動動作の付与等が行われる。即ち、クランプ機構３０は、「クランプ移動機構」として機能することとなる。

また、保持ブロック３２には、ループクランプ３１に対してＹ軸方向に沿って隣接してフォーク部材３８（図３では図示略）が併設されている。
フォーク部材３８は、Ｘ軸方向に沿って延出された基部の先端部（左端部）からさらに二本の棒状体が左方に延出されて二叉状に形成されており、当該二本の棒状体の間にベルトループＢを通して基部をＸ軸回りに回転させることにより、ベルトループＢの端部を折り返すことを可能としている。かかるフォーク部材３８は、Ｘ軸方向に沿って進退移動可能に保持ブロック３２に支持されており、前進時にループクランプ３１と並ぶ位置となり、後退時にはループクランプ３１より右方に退避するようにフォーク用エアシリンダ４０によって進退動作が付与される。また、フォーク部材３８のＹ軸回りの回転動作はロータリーアクチュエータ４１により付与される。これらフォーク部材３８、フォーク用エアシリンダ４０、ロータリーアクチュエータ４１は「折曲機構」を構成している。

（緩め機構）
緩め機構６５は、ミシンベッド部２ａ上で載置台５１の近傍に設置されており、Ｘ軸方向に沿って延出された断面楕円形の棒状体である緩め部材６６と、緩め部材６６をＸ軸方向に沿って進退移動させる緩め部材用エアシリンダ６７と、緩め部材６６をＹ軸方向に移動させる緩めモータ６８とを備えている。
緩め部材６６は、緩め部材用エアシリンダ６７による前進移動により、ベルトループＢの縫製位置内に進入し、ループの緩め作業やベルトループの端部を係止して折り返し作業を補助したりする作業位置となり、後退移動により、縫製作業にかかわらず、他の機構との干渉も生じない退避位置となるように配置されている。
また、緩めモータ６８によりＹ軸方向への移動動作を付与されると、ベルトループの長手方向への緩め量が制御されるようになっている。

（ループ押さえ機構）
ループ押さえ機構５０の載置台５１は、ミシンベッド部２ａの上部にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持されている。そして、載置台５１の上面はＸ−Ｙ平面に平行な水平面であり、縫製時には生地Ｃが載置される。また、載置台５１は、針棒１２の真下に位置し、針落ち位置には縫い針１１が挿入される針穴が形成されている。
そして、ループ押さえ機構５０は、載置台５１をＸ軸方向に任意に移動させる生地用Ｘ軸モータ５３と、載置台５１をＹ軸方向に任意に移動させる生地用Ｙ軸モータ５４とを備えており、これら各モータ５３，５４はいずれもパルスモータであり、各々の出力軸にはエンコーダ５５，５６が装備されている。生地用Ｘ軸モータ５３及びＹ軸モータ５４は、毎針の針落ちに同期して、縫製パターンに定められた所定の針落ち位置に針落ちが行われるようにベルトループＢ及び生地Ｃの位置決めを行うために、各エンコーダ５５，５６の出力に基づくフィードバック制御が行われる。

また、載置台５１の奥側の端部には、ループ押さえ５２を上下動可能に支持する昇降フレーム５８が立設されており、載置台５１とループ押さえ５２とは、Ｘ軸及びＹ軸方向について、一体的に移動を行うこととなる。また、ループ押さえ５２の昇降は、ループ押さえ用エアシリンダ５７により行われ、下降によりベルトループＢ及び生地Ｃを上方から下方に押圧保持し、上昇によりベルトループＢ及び生地Ｃを解放する。
ループ押さえ５２は、その下部には一般的なベルトループＢの幅より若干幅の広い略矩形状の枠体５２ａを備えている。ベルトループ付けミシン１０では、ベルトループＢの縫着縫製において、ベルトループＢの幅方向に沿った縫いが一乃至複数回実施されるので、ループ押さえ５２の枠体５２ａは、ベルトループＢの幅方向に沿った一回分の縫いが網羅できる大きさに設定されている。
ループ押さえ機構５０は、上記構成により、載置台５１上でループ押さえ５２が保持したベルトループＢ及び生地ＣをＸ−Ｙ平面に沿った任意の位置に移動位置決めすることができる。

（布押さえ機構）
布押さえ機構７０の布押さえ７１は、平面視略Ｃ字状の枠体であり、載置台５１より小さく、ループ押さえ５２の枠体５２ａよりも大きく設定されている。この布押さえ７１は、載置台５１の上面においてループ押さえ５２の枠体５２ａの周囲を囲むように配置されているが、載置台５１とは別に支持体７２によってミシンベッド部２ａにＹ軸方向に沿って移動可能且つ昇降可能に支持されている。布押さえ７１の昇降動作は、布押さえ用エアシリンダ７３により行われ、下降により生地Ｃを上方から下方に押圧保持し、上昇により生地Ｃを解放する。
また、布押さえ７１のＹ軸方向移動は、第二の生地用Ｙ軸モータ７４を駆動源として行われる。この第二の生地用Ｙ軸モータ７４は、パルスモータであり、布押さえ７１による生地ＣのＹ軸方向移動量は任意に制御することが可能である。
布押さえ機構７０は、上記構成により、載置台５１上で布押さえ７１が保持した生地ＣをベルトループＢの向けられた方向（Ｙ軸方向）に沿った任意の位置に移動位置決めすることができる。

（ベルトループ付けミシンの制御系）
制御手段８０は、各種の処理及び制御を行うＣＰＵ８１と、ベルトループ付けミシン１０の動作制御を実行する動作制御プログラム及び設定情報が書き込まれているＲＯＭ８２と、ＣＰＵ８１の処理において各種データを格納するワークエリアとしてのＲＡＭ８３と、各種の設定データを記録するＥＥＰＲＯＭ８４とを備えている。
また、制御手段８０は、各種の制御対象及びエンコーダ５５，５６とＣＰＵ８１とを接続するためのI/Oインターフェイス８５を備えている。即ち、かかるI/Oインターフェイス８５を介してミシンモータ１３，クランプ用エアシリンダ３３，クランプ用Ｘ軸モータ３５，クランプ用Ｙ軸モータ３６，クランプ用Ｚ軸エアシリンダ３７，ロータリーアクチュエータ４１，フォーク用エアシリンダ４０，緩め部材用エアシリンダ６７，緩めモータ６８，布押さえ用エアシリンダ７３，第二の生地用Ｙ軸モータ７４，切断用エアシリンダ６４，繰り出しモータ６２，生地用Ｘ軸モータ５３，生地用Ｙ軸モータ５４，ループ押さえ用エアシリンダ５７，エンコーダ５５及び５６がＣＰＵ８１に接続される。なお、各エアシリンダ３３，３７，４０，４２，５７，６４，７３は、いずれも当該各エアシリンダに対する吸排気を行う図示しない電磁バルブを介してその作動が制御されている。

また、上述したように、制御手段８０には、各種の設定を入力するためのタッチパネル８７と設定情報の表示を行う表示パネル８８を備える操作手段８６と、縫製の開始を入力するスタートスイッチ８９とがI/Oインターフェイス８５を介して接続されている。
ベルトループ付けミシン１０では、ベルトループの縫着の形状として、両端部を互いに内側に折り返す基本形状や、ベルトループの一端部を略Ｚ字状に折りたたんで縫いつける縫着形状がある。
かかる縫着形状（以下、Ｚ形状とする）の縫い付けを行う場合には、図４に示すように、複数のパラメータの設定が必要であり、操作手段８６のタッチパネル８７によりその入力が行われる。ここでパラメータについて説明する。
Ｚ形状の縫いは、縫い目Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の順番で形成される。これに対してパラメータとして、縫い目Ｌ１−Ｌ２の距離ｍ１、縫い目Ｌ２−Ｌ３の距離ｍ２、縫い目Ｌ３−Ｌ４の距離ｍ３の値が操作手段８６により設定される。
また、この他に、Ｚ形状の縫い付けを行うためのパラメータとして、各縫い目Ｌ１〜Ｌ４について、いずれの縫いパターン（縫いの種類のこと、例えば、縫い目ごとに、閂止め縫い、しつけ縫い等のいずれで行うかを選択して設定する）で縫いを行うかの設定、ベルトループＢの長さ、幅等の設定も操作手段８６により行われる。
これらのパラメータの設定内容は、ＥＥＰＲＯＭ８４に記録され、縫製制御の際に参照される。なお、選択された各縫い目の縫いパターンを形成するために必要となる制御パラメータ（閂止め縫いやしつけ縫いを行うために必要となる一針ごと動作量や動作の順番等）は規定のパラメータが予めＲＯＭ８２又はＥＥＰＲＯＭ８４に設定されており、その値が参照されることとなる。
なお、上述した各種のパラメータは一例に過ぎない。各種のパラメータについては、例えば、固定値が予め定められており、それが参照されるものとしても良い。

（動作異常監視制御）
制御手段８０のＣＰＵ８１が実行する動作異常監視制御について説明する。
ＣＰＵ８１は、縫製時の第二の縫製動作機構としてのループ押さえ機構５０の生地用Ｘ軸モータ５３及び生地用Ｙ軸モータ５４の回転動作中において、それぞれのエンコーダ５５，５６の検出から得られる偏差（指令値に対する検出動作量の差）を監視し、それぞれの偏差が予め個々に設定された第二の閾値以上となるか否かを判定し、第二の閾値以上となる場合に、動作異常の発生を生じたと判断して、報知及び緊急停止などの保全処理を実行する。このように、偏差を監視することで、ループ押さえ５２や載置台５１が何らかの外的要因により動作を阻害されていたり、各モータ５３，５４が指令値通りに動作を行っていなかったりして動作異常を生じた場合に、これを有効に検出することが可能となっている。
なお、動作異常監視制御は、生地用Ｘ軸モータ５３及び生地用Ｙ軸モータ５４の回転停止中には実行されない。また、動作異常と判断する偏差の第二の閾値は、操作手段６０からの入力設定作業により任意に設定することができる。

（干渉監視制御）
ここで、上述したＺ形状の縫い付けの縫製を例に、制御手段８０のＣＰＵ８１が実行する干渉監視制御について説明する。
前述した第一の縫製動作機構としてのクランプ機構３０のループクランプ３１と第二の縫製動作機構としてのループ押さえ機構５０のループ押さえ５２は、いずれも縫い針１１と載置台５１との間の領域で上下方向について近接配置されており、また、これらはいずれもＸ軸方向及びＹ軸方向について任意に移動させることが可能となっている。また、縫製時には、ループクランプ３１はベルトループＢの自由端部側をＹ軸方向に沿って何度も搬送することで所望の縫いを実現させているため、上方に退避したループ押さえ５２の真下をたびたび通過することとなる。
その結果、ループクランプ３１は、上下からベルトループＢを挟み込んで保持する構造であるため、厚地のループクランプＢを挟持したり、挟持の過程で二重に折り込んだ状態で挟持してしまったりすると、接触や衝突等の干渉の発生する可能性がある。

このため、制御手段８０は、縫製時において、ループクランプ３１がＹ軸方向に沿ってループ押さえ５２の下方を通過する際に、作動を停止している状態の同じＹ軸方向への駆動を行う生地用Ｙ軸モータ５４に設けられたエンコーダ５６を用いて干渉の発生を検出する干渉監視制御を行っている。
かかる干渉監視制御では、生地用Ｙ軸モータ５４は駆動を停止して現在位置の保持を行うように制御されているが、その際の保持トルクを干渉監視制御の前後（縫製中であって干渉監視制御以外の停止状態）の時点での保持トルクよりも低減するように制御を行う。なお、ループクランプ３１は一端部が載置台５１上にセットされた布地Ｃの縫着された状態のベルトループＢを移動させるので、載置台５１が干渉を生じないで移動を行うループクランプ３１に引きずられない最低限の保持トルクとすることが望ましい。
そして、ループクランプ３１がループ押さえ５２の下を通過するための移動の開始から停止までエンコーダ５６の出力を監視する。即ち、生地用Ｙ軸モータ５４の指令位置（停止位置）に対する検出位置の偏差、つまり、エンコーダ５６で検出される位置変化が所定の閾値を超えるか否かを判定する。このとき、生地用Ｙ軸モータ５４は停止中であるため、駆動による偏差を生じることはないので、ループクランプ３１とループ押さえ５２との干渉が発生したと判断する偏差の閾値（第一の閾値）は、ループクランプ３１が移動する縫製工程においてループクランプ３１の移動に異常が発生したと判断するクランプ用Ｙ軸モータ３６の偏差の閾値（第二の閾値）より小さい値とすることができる。
例えば、ループクランプ３１がループ押さえ５２と接触等の干渉を生じると、ループ押さえ５２を含む載置台５１全体がＹ軸方向に押圧され移動し、エンコーダ５６では位置変化が生じ、第一の閾値を超えることとなる。
そして、第一の閾値を超える偏差が検出された場合には、制御手段８０は、クランプ用Ｙ軸モータ３６に対して緊急停止させ、干渉部位の破損などを防止する。
なお、干渉と判断する偏差の第一の閾値は、操作手段６０からの入力設定作業により任意に設定することができる。

（ベルトループ付けミシンの縫製動作）
ベルトループ付けミシン１０の縫製動作を、前述したＺ形状の縫い付けを行う場合を例に、図５及び図１１に示すフローチャートと図６から図１０の動作説明図とに基づいて詳細に説明することとする。以下の動作制御は、全て制御手段８０のＣＰＵ８１の制御により実行される。
まず、縫製の前提として、クランプ供給機構６０において、繰り出しモータ６２がベルトループＢ一つ分の長さで長尺のベルトループを繰り出すと共に切断用エアシリンダ６４を作動させてベルトループＢ一つ分の切断が行われ、受け取り位置で待機しているクランプ機構３０がベルトループを受け取り、クランプ用エアシリンダ３３の作動によりループクランプ３１においてベルトループＢを挟持する。

そして、クランプ用Ｘ軸モータ３５を駆動させて、ベルトループＢの第一縫製位置である縫い目Ｌ１の形成位置が針落ち位置の下となるように位置決めを行う（ステップＳ１：図６（Ａ））。
そして、ループ押さえ用エアシリンダ５７の作動によりループ押さえ５２を下降させ、ベルトループＢの一端部を押圧保持し、ループクランプ３１はクランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動により手前側に移動する（ステップＳ２：図６（Ｂ））。これにより、ベルトループＢはループクランプ３１に対して所定長さだけ奥側に引き出されることとなる。
そして、ミシンモータ１３が駆動されて縫製が実行され、縫い目Ｌ１が形成される（ステップＳ３）。この時、縫い目Ｌ１について予め選択されていた縫い目パターンで縫い目が形成されるように、生地用Ｘ軸モータ５３及びＹ軸モータ５４が制御され、一針ごとに縫いパターンに応じた針落ち位置となるように載置台５１及びループ押さえ５２が位置決めされる。なお、ここの動作例では、縫い目Ｌ１，Ｌ３，Ｌ４は閂止め縫いで形成され、縫い目Ｌ２はしつけ縫いで形成されるものとする。

縫い目Ｌ１が形成されると、ループ押さえ用エアシリンダ５７の作動によりループ押さえ５２が上昇し（図６（Ｃ））、その下をくぐるように、ループクランプ３１はクランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動により奥側に移動する。
このとき、制御手段８０はクランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動開始から停止までの間、干渉監視制御を実行する。干渉監視制御については、図１１のフローチャートに基づいて後述する。ここでは、干渉監視制御により、干渉は生じなかったと判定されたものとして続きの動作を説明する。

ループクランプ３１がクランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動により奥側に移動されると、ベルトループＢは縫い目Ｌ１を折り目として上側に折り返された状態となる（ステップＳ４：図７（Ａ））。また、クランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動には、第二の生地用Ｙ軸モータ７４も駆動されて、載置台５１に対して生地Ｃ及び布押さえ７１が前述した設定値である距離ｍ１だけ手前側に移動する。これにより、縫い目Ｌ２の形成位置が針落ち位置となるようにベルトループＢが位置決めされる。

そして、ループ押さえ用エアシリンダ５７の作動によりループ押さえ５２を下降させてベルトループＢを押圧保持し（ステップＳ５）、ミシンモータ１３が駆動されて縫製が実行され、縫い目Ｌ２が形成される（ステップＳ６：図７（Ｂ））。この時には、縫い目Ｌ２に選択されていたしつけ縫いで縫い目が形成されるように、生地用Ｘ軸モータ５３及びＹ軸モータ５４が制御される。

縫い目Ｌ２が形成されると、ループ押さえ用エアシリンダ５７の作動によりループ押さえ５２が上昇し（図７（Ｃ））、その下をくぐるように、ループクランプ３１はクランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動により手前側に移動する。
このときも、制御手段８０はクランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動開始から停止までの間、干渉監視制御を実行する。この場合も、干渉は生じなかったと判定されたものとして続きの動作を説明する。
そして、クランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動により、ベルトループＢは縫い目Ｌ２を折り目として上側に折り返された状態となる（ステップＳ７：図８（Ａ））。
そして、手前側に移動したループクランプ３１はクランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動により奥側に僅かに戻る移動動作を行い、これにより、ベルトループＢが手前側に引っ張られた状態から幾分弛んだ状態とされ、ベルトループＢの引っ張りにより縫い目位置がずれてしまうことを防止している。なお、この戻り動作の際には、干渉監視制御は行わなくとも良い。

次いで、クランプ用Ｙ軸モータ３６の停止後、第二の生地用Ｙ軸モータ７４が駆動されて、載置台５１に対して生地Ｃ及び布押さえ７１が前述した設定補正量である距離ｍ２だけ奥側に移動する。これにより、縫い目Ｌ３の形成位置が針落ち位置となるようにベルトループＢが位置決めされる（ステップＳ８：図８（Ｂ））。
そして、ループ押さえ用エアシリンダ５７の作動によりループ押さえ５２を下降させてベルトループＢを押圧保持し（ステップＳ９）、ミシンモータ１３が駆動されて縫製が実行され、重ね縫い目としての縫い目Ｌ３が形成される（ステップＳ１０：図８（Ｃ））。この時には、設定により閂止め縫いで縫い目Ｌ３が形成されるように、生地用Ｘ軸モータ５３及びＹ軸モータ５４が制御される。

縫い目Ｌ３が形成されると、ループ押さえ用エアシリンダ５７の作動によりループ押さえ５２が上昇し（図９（Ａ））、第二の生地用Ｙ軸モータ７４が駆動されて、載置台５１に対して生地Ｃ及び布押さえ７１が前述した距離ｍ３だけ奥側に移動する。このとき、同時にループクランプ３１も生地Ｃに追従するようにクランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動により奥側に移動される。但し、ループクランプ３１の移動量は生地Ｃの移動量よりも少なく、その結果、ベルトループＢがループクランプ３１から奥側に引き出され、手前側の端部が僅かに挟持された状態となる。さらに、フォーク用エアシリンダ４０の作動によりフォーク部材３８が前進し、ループクランプ３１の奥側においてフォーク部材３８はその先端の二叉部にベルトループＢを挿通させた状態で待機する（ステップＳ１１：図９（Ｂ））。
そして、ロータリーアクチュエータ４１の駆動によりフォーク部材３８の回転動作が行われ、ループクランプ３１に挟持されていたベルトループＢの端部が引き抜かれると共にフォーク部材３８に巻き付けられるようにベルトループＢの端部が所定方向の折り返される（ステップＳ１２：図９（Ｃ））。
そして、ループ押さえ用エアシリンダ５７の作動によりループ押さえ５２を下降させてベルトループＢを押圧保持し（ステップＳ１３：図１０（Ａ））、フォーク用エアシリンダ４０の作動によりフォーク部材３８が後退し、クランプ用Ｘ軸モータ３５の駆動によりループクランプ３１も退避位置に後退する（ステップＳ１４：図１０（Ｂ））。
かかる状態で、ミシンモータ１３が駆動されて縫製が実行され、縫い目Ｌ４が形成される。そして、縫い目Ｌ４が形成されると、ループ押さえ用エアシリンダ５７の作動によりループ押さえ５２が上昇し、ベルトループＢのＺ形状の縫着が完了する（ステップＳ１５：図１０（Ｃ））。

次に、上記ステップＳ４及びＳ７で実行された干渉監視制御について図１１のフローチャートに基づいて説明する。
前述した、ループクランプ３１がループ押さえ５２の下をくぐるためにクランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動が行われる際には、その駆動中継続して、生地用Ｙ軸モータ５４は駆動が停止される。その際、ＣＰＵ８１は、生地用Ｙ軸モータ５４のエンコーダ５６の出力に基づく偏差を異常と判断する閾値（第一の閾値）が、縫製工程においてループ押さえ５２及び載置台５１の移動に異常が発生したと判断する生地用Ｙ軸モータ５４の偏差の閾値（第二の閾値）よりも小さい値に設定される。また、生地用Ｙ軸モータ５４に供給する電流値を下げることで、現在位置（角度）保持を行う保持トルクは、通常の停止時（縫製中であって干渉監視制御を実行しない場合の停止時）よりも低減される（ステップＳ３２）。
なお、この保持トルクは小さいほど干渉した場合に自身が動き易くなるため、検出の感度が上がるが、ループクランプ３１の移動によりベルトループＢを介して載置台５１にも僅かながらも張力を受けることとなるので、当該張力値に抗して位置保持が可能となる範囲で小さいトルク値とすることが望ましい。

そして、クランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動中は、制御手段８０が生地用Ｙ軸モータ５４のエンコーダ５６の出力を監視し、第一の閾値以上の偏差（位置変化）を生じるか否かを監視する（ステップＳ３３）。
その結果、閾値を超える偏差を検出した場合には、ループクランプ３１とループ押さえ５２との衝突、干渉等が発生したものと判断して、制御手段８０は、速やかにクランプ用Ｙ軸モータ３６を停止させる（ステップＳ３４）。また同時に、表示パネル８８に干渉発生を報知する表示を行う。
一方、閾値を超える偏差が検出されない場合には、クランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動が完了したか否かを判定し（ステップＳ３５）、完了していない場合にはステップＳ３３に処理を戻す。また、クランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動が完了した場合には、問題なくループクランプ３１の移動が行われたものとして、生地用Ｙ軸モータ５４の保持トルクを通常のトルク値に戻す制御を実行し（ステップＳ３６）、ループ押さえ５２及び載置台５１が移動する縫製工程において動作異常が発生したと判断する生地用Ｙ軸モータ５４の偏差の閾値（第二の閾値）に戻す設定を行う（ステップＳ３７）。
さらに、干渉監視制御中であってクランプ用Ｙ軸モータ３６の駆動中において、干渉による載置台５１の移動が生じたか否かの判定が行われ（ステップＳ３８）、なければそのまま干渉監視制御が終了して、次の縫製の工程に移行し、偏差が生じていた場合には、その偏差分だけ軸位置を戻すように生地用Ｙ軸モータ５４を駆動制御し（ステップＳ３９）、干渉監視制御を終了する。

なお、干渉監視制御中において、第二の生地用Ｙ軸モータ７４が駆動を行い、布押さえ７１を介して生地を移動させる場合があるが（例えば、前述したステップＳ４、図７（Ａ））、第二の生地用Ｙ軸モータ７４及び布押さえ７１は、いずれも載置台５１の上に搭載されているので、かかる駆動が生地用Ｙ軸モータ５４のエンコーダ５６の検出に影響を与えることはない。

（実施形態の効果）
以上のように、ベルトループ付けミシン１０では、停止しているループ押さえ機構５０の生地用Ｙ軸モータ５４のエンコーダ５６を用いて、ループ押さえ５２とループクランプ３１の相互の干渉を検出するので、動作中のモータの偏差から接触などの干渉を判断する場合に比べて、長期間の稼働による駆動負荷の増減や機械個体差や負荷である搬送物の重量差などによる偏差のバラツキの影響を受けることなく、干渉の発生を検出することが可能である。
これにより、干渉の発生を判断するための偏差の閾値を小さく設定することが可能となり、高感度で検出することが可能となる。これに伴い、干渉の発生を速やかに検出することができるので、迅速な対応措置を採ることが可能となり、機構の破壊や破損を効果的に低減することが可能となる。
また、干渉を検出するために専用の検出手段を設けるなどの必要がなく、既存の構成から干渉を検出することが可能であり、装置の生産コストの低減を図ることが可能となる。

さらに、干渉監視制御の際に、ループ押さえ機構５０の生地用Ｙ軸モータ５４の保持力を縫製中の他の停止時の保持力よりも低減させる制御を行うため、僅かな干渉でもループ押さえ機構５０のループ押さえ５２が位置変化を生じ、感度の高い干渉検出を行うことが可能となる。
また、保持力を低減させるため、干渉時にループ押さえがすぐに位置変化することにより衝突の衝撃が低減され、装置の破損を防止することが可能となる。
また、干渉監視制御の終わりに、閾値未満の偏差が生じた場合に、ループ押さえ機構５０の生地用Ｙ軸モータ５４を偏差分だけ位置を戻す位置復帰制御を行うので、干渉の監視による保持トルクの低減による弊害を解消し、正確な縫いを実現し、縫い品質の向上を図ることが可能である。

また、干渉監視制御における干渉判定のための偏差の閾値は、通常の生地用Ｙ軸モータ５４のフィードバック制御において生じる偏差よりも小さい値とすることができる。当該閾値は小さいほど感度の良い検出が可能となり、同時に誤検出の可能性が高くなるが、ループ押さえ機構５０の生地用Ｙ軸モータ５４の停止時に干渉の判定を行うので、誤検出の可能性が十分に低減することが可能となる。

（その他）
なお、制御手段８０は、一連の縫製動作において、ループ押さえ機構５０の生地用Ｙ軸モータ５４が停止し、クランプ機構３０のクランプ用Ｙ軸モータ３６のみが動作を行う全ての場合に干渉監視制御を実行しなくとも良い。例えば、クランプ機構３０のループクランプ３１がループ押さえ機構５０のループ押さえ５２の下方を通過する場合のような、干渉を生じ得るほど近接するような場合にのみ干渉監視制御を実行させても良い。

また、上記ベルトループ付けミシン１０では、Ｚ形状のベルトループＢの縫着のみを例示したが、図１２（Ａ）に示すような両端部を内側に折り返す一般的なベルトループの縫着や図１２（Ｂ）に示すようなベルトループＢの一端部を縫着した上で、長めの折り返し端部を確保した上で折り目縫い目で折り返し、その上から重ね縫い目を形成する、いわゆるセミクラッシック仕様の縫着も行うことが可能である。これらの縫いの種類は、操作手段８６で縫いの種類の選択を行うことで、各種の縫いの種類に応じた工程で縫製が実行される。

また、干渉監視制御は、ベルトループ付けミシン１０に限らず、多種のミシンに適用可能である。例えば、ボタン付けミシンにも適用可能である。ボタン付けミシンは、第一の縫製動作機構として、ボタン縫着縫製時にボタン保持及び移動位置決めを行うボタン保持機構と、第二の縫製動作機構として、ボタン縫着縫製時に布地保持及び移動位置決めを行う布地保持機構とを備えている。そして、ボタン移動時であって布の非移動時に、布移動を行う駆動源としてのモータに設けられた位置検出器としてのエンコーダにより、偏差を監視し、閾値を超えるか否かにより、布保持を行う構成とボタン保持を行う構成との干渉を生じるか否かを判定することを可能である。このとき、布移動を行うモータは、保持トルクを通常時よりも低減させる動作制御を実行する。
このように、運針に連動して縫製に関連した動作を干渉を生じる領域内で行う二以上の縫製動作機構を備えるミシン全般について、干渉監視制御を適用することが可能である。

１０ ベルトループ付けミシン
１１ 縫い針
３０ クランプ機構（第一の縫製動作機構）
３１ ループクランプ（可動部）
３６ クランプ用Ｙ軸モータ（駆動源）
３８ フォーク部材
５０ ループ押さえ機構（第二の縫製動作機構）
５１ 載置台
５２ ループ押さえ（可動部）
５４ 生地用Ｙ軸モータ
５６ エンコーダ（位置検出器）
７０ 布押さえ機構
７１ 布押さえ
７４ 第二の生地用Ｙ軸モータ（布送りモータ）
８０ 制御手段（動作制御手段）
Ｂ ベルトループ
Ｃ 生地

Claims (3)

1. 縫い針の上下動を行う針上下動機構と、
   縫製に関連する動作を実行する第一の縫製動作機構と、
   縫製に関連する他の動作を実行する第二の縫製動作機構と、
   前記各縫製動作機構のそれぞれの駆動源を縫製工程の進行に合わせて予め定められた動作が行われるように制御する動作制御手段とを備え、
   前記第一の縫製動作機構の可動部と前記第二の縫製動作機構の可動部とは互いに同方向に沿った変位を生じると共に、前記第二の縫製動作機構には、その駆動源に位置検出器が設けられ、
   前記動作制御手段は、前記第二の縫製動作機構が停止し、前記第一の縫製動作機構のみが動作を行う場合に、前記第二の縫製動作機構の位置検出器から得られる偏差が予め定められた第一の閾値以上か否かに応じて前記各縫製動作機構同士の干渉の発生を検出する干渉監視制御を行うことを特徴とするミシン。
2. 前記動作制御手段は、前記縫製工程において前記第二の縫製動作機構が動作する場合に前記位置検出器が検出する偏差が予め定められた第二の閾値以上となるか否かにより前記第二の縫製動作機構の動作異常の判断を行い、
   前記第一の閾値は前記第二の閾値より小さい値であることを特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 前記第二の縫製動作機構の駆動源は、保持力を変更可能とし、
   前記動作制御手段は、前記干渉監視制御の際に、前記第二の縫製動作機構の駆動源の保持力を、縫製中の他の停止時の保持力よりも低減させる制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のミシン。

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