JP2022145797A - ミシン及び縫製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】縫製対象物の表面の変位の検出精度を向上すること。
【解決手段】ミシンは、ミシン針の直下の縫製位置を含む所定面内において縫製対象物を保持して移動可能な保持部材と、保持部材を移動させるアクチュエータと、縫製対象物を撮影可能な撮像装置と、縫製処理において参照される縫製順番を含む縫製データを取得する縫製データ取得部と、縫製データに基づいて、縫製対象物の複数の特徴パターンが撮像装置の撮影領域に順次配置されるようにアクチュエータに制御信号を出力する撮影位置設定部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミシン及び縫製方法に関する。

縫製対象物の意匠性を高めるために、縫製対象物にステッチが形成される場合がある。特許文献１及び特許文献２には、車両用シートに使用される表皮材にステッチを形成する技術が開示されている。

特開２０１３－１６２９５７号公報 特開２０１６－１４１２９７号公報

車両用シートに使用される表皮材は、厚みがあり弾力性を有する。厚みがあり弾力性を有する縫製対象物にステッチが形成されると、縫製対象物が縮んで縫製対象物の表面が変位する可能性がある。例えばステッチが形成される目標位置が予め決められている縫製データに基づいて第１のステッチが形成された後に第２のステッチを形成する場合、第１のステッチの形成によって生じた縫製対象物の表面の変位に応じて、第２のステッチを縫製対象物の目標位置に形成することが望ましい。

ステッチを縫製対象物の目標位置に形成する対応策として、縫製処理の前に縫製対象物の表面を撮影して、縫製対象物の表面の変位を検出することが考えられる。縫製対象物の表面の変位の検出精度を向上するため、縫製対象物の表面を撮像装置の撮影領域に正確に位置付けることが要望される。また、縫製対象物の表面の変位の検出精度を向上するため、縫製対象物の表面を適切に撮影することが要望される。

本発明の態様は、縫製対象物の表面の変位の検出精度を向上することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、ミシン針の直下の縫製位置を含む所定面内において縫製対象物を保持して移動可能な保持部材と、前記保持部材を移動させるアクチュエータと、前記縫製対象物を撮影可能な撮像装置と、縫製処理において参照される縫製順番を含む縫製データを取得する縫製データ取得部と、前記縫製データに基づいて、前記縫製対象物の複数の特徴パターンが前記撮像装置の撮影領域に順次配置されるように前記アクチュエータに制御信号を出力する撮影位置設定部と、を備えるミシンが提供される。

本発明の第２の態様に従えば、ミシン針の直下の縫製位置を含む所定面内において縫製対象物を保持して移動可能な保持部材と、前記保持部材を移動させるアクチュエータと、前記縫製対象物を撮影可能な撮像装置と、前記撮像装置で撮影される前記縫製対象物を照明する照明装置と、前記照明装置に係る操作を受け付け可能な照明操作パネルと、前記照明操作パネルに対する操作に基づいて、前記縫製対象物の表面の色に応じて、前記照明装置の光量を制御する制御信号を出力する照明設定部と、を備えるミシンが提供される。

本発明の第３の態様に従えば、ミシン針の直下の縫製位置を含む所定面内において移動可能な保持部材に保持された縫製対象物を撮像装置で撮影することと、縫製処理において参照される縫製順番を含む縫製データを取得することと、前記縫製データに基づいて、前記縫製対象物の複数の特徴パターンが前記撮像装置の撮影領域に順次配置されるように、前記保持部材を移動させるアクチュエータに制御信号を出力することと、を含む縫製方法が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、ミシン針の直下の縫製位置を含む所定面内において移動可能な保持部材に保持された縫製対象物を撮像装置で撮影することと、前記撮像装置で撮影される前記縫製対象物を照明する照明装置に対する操作を照明操作パネルで受け付けることと、前記照明操作パネルに対する操作に基づいて、前記縫製対象物の表面の色に応じて、前記照明装置の光量を制御する制御信号を出力することと、を含む縫製方法が提供される。

本発明の態様によれば、縫製対象物の表面の変位の検出精度を向上することができる。

図１は、第１実施形態に係るミシンの一例を示す斜視図である。 図２は、第１実施形態に係るミシンの一部を示す斜視図である。 図３は、第１実施形態に係る縫製対象物の一例を示す断面図である。 図４は、第１実施形態に係る縫製対象物の一例を示す平面図である。 図５は、第１実施形態に係る縫製対象物の一例を示す断面図である。 図６は、第１実施形態に係る制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 図７は、第１実施形態に係る縫製対象物の補正点及び撮影位置を示す模式図である。 図８は、第１実施形態に係る縫製対象物データのディレクトリ構成の一例を示す概略図である。 図９は、第１実施形態に係るミシンの一例を示す概略図である。 図１０は、第１実施形態に係る縫製対象物及び照明装置の光量について説明する図である。 図１１は、第１実施形態に係るミシンの一例を示す概略図である。 図１２は、第１実施形態に係るミシンの一例を示す概略図である。 図１３は、第１実施形態に係る初期位置データ生成方法の一例を示すフローチャートである。 図１４は、第１実施形態に係る照明調整方法の一例を示すフローチャートである。 図１５は、第１実施形態に係る照明調整方法の他の例を示すフローチャートである。 図１６は、第２実施形態に係るミシンの一例を示す概略図である。 図１７は、第２実施形態に係る照明調整方法の一例を示すフローチャートである。 図１８は、第３実施形態に係る治具の一例を示す平面図である。 図１９は、第３実施形態に係る治具の一例を示す断面図である。 図２０は、高さに対するピクセルレートの一例を示す図である。 図２１は、パターンごとに規定された縫製対象物の高さの一例を示す図である。 図２２は、第３実施形態に係る治具の一例を示す平面図である。 図２３は、第３実施形態に係る治具の一例を示す断面図である。 図２４は、第３実施形態に係る治具の使用方法の一例を示す概略図である。 図２５は、第３実施形態に係る治具の使用方法の一例を示す概略図である。 図２６は、第３実施形態に係る治具の使用方法の一例を示す概略図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［第１実施形態］
本実施形態では、ミシン１についてローカル座標系（以下、「ミシン座標系」という。）が規定される。ミシン座標系は、ＸＹＺ直交座標系により規定される。本実施形態では、ミシン座標系に基づいて各部の位置関係について説明する。所定面内のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸と直交する所定面内のＹ軸と平行な方向をＹ軸方向とする。所定面と直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とする。また、本実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面を、ＸＹ平面、と称する。Ｘ軸及びＺ軸を含む平面を、ＸＺ平面、と称する。Ｙ軸及びＺ軸を含む平面を、ＹＺ平面、と称する。ＸＹ平面は、所定面と平行である。ＸＹ平面とＸＺ平面とＹＺ平面とは直交する。また、本実施形態では、ＸＹ平面と水平面とが平行である。Ｚ軸方向は上下方向である。＋Ｚ方向は上方向であり－Ｚ方向は下方向である。なお、ＸＹ平面は水平面に対して傾斜していてもよい。

図１及び図２を用いて、ミシン１について説明する。図１は、本実施形態に係るミシン１の一例を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るミシン１の一部を示す斜視図である。本実施形態において、ミシン１は、電子サイクルミシンである。ミシン１は、ミシン本体１０と、作業者によって操作される操作装置２０と、縫製対象物Ｓを撮影可能な撮像装置３０と、表示装置８０と、ミシン１を制御する制御装置４０とを備える。

ミシン本体１０は、テーブル２の上面に搭載される。ミシン本体１０は、ミシンフレーム１１と、ミシンフレーム１１に支持される針棒１２と、ミシンフレーム１１に支持される針板１３と、支持部材１４を介してミシンフレーム１１に支持される保持部材１５と、針棒１２を移動させる動力を発生するアクチュエータ１６と、保持部材１５を移動させる動力を発生するアクチュエータ１７と、保持部材１５の少なくとも一部を移動させる動力を発生するアクチュエータ１８とを有する。

ミシンフレーム１１は、Ｙ軸方向に延在する水平アーム１１Ａと、水平アーム１１Ａよりも下方に配置されたベッド１１Ｂと、水平アーム１１Ａの＋Ｙ側の端部とベッド１１Ｂとを繋ぐ垂直アーム１１Ｃと、水平アーム１１Ａの－Ｙ側に配置されたヘッド１１Ｄとを有する。

針棒１２は、ミシン針３を保持する。針棒１２は、ミシン針３とＺ軸とが平行になるようにミシン針３を保持する。針棒１２は、Ｚ軸方向に移動可能にヘッド１１Ｄに支持される。

針板１３は、縫製対象物Ｓを支持する。針板１３は、保持部材１５を支持する。針板１３は、ベッド１１Ｂに支持される。針板１３は、保持部材１５よりも下方に配置される。

保持部材１５は、縫製対象物Ｓを保持する。保持部材１５は、ミシン針３の直下の縫製位置Ｐｓを含むＸＹ平面内において縫製対象物Ｓを保持して移動可能である。保持部材１５は、撮像装置３０の撮影位置Ｐｆを含むＸＹ平面内において縫製対象物Ｓを保持して移動可能である。保持部材１５が、縫製対象物Ｓを保持した状態で、後述する縫製データに基づいて縫製位置Ｐｓを含むＸＹ平面内において移動することにより、縫製対象物ＳにステッチＧＰが形成される。保持部材１５は、支持部材１４を介して水平アーム１１Ａに支持される。

保持部材１５は、向かい合って配置された押え部材１５Ａと、下板１５Ｂとを有する。押え部材１５Ａは、枠状の部材であり、Ｚ軸方向に移動可能である。下板１５Ｂは、押え部材１５Ａの下方に配置される。保持部材１５は、押え部材１５Ａと下板１５Ｂとで縫製対象物Ｓを挟むことによって縫製対象物Ｓを保持する。

押え部材１５Ａが＋Ｚ方向に移動すると、押え部材１５Ａと下板１５Ｂとが離間する。これにより、作業者は、押え部材１５Ａと下板１５Ｂとの間に縫製対象物Ｓを配置することができる。押え部材１５Ａと下板１５Ｂとの間に縫製対象物Ｓが配置された状態で押え部材１５Ａが－Ｚ方向に移動すると、縫製対象物Ｓは押え部材１５Ａと下板１５Ｂとで挟まれる。これにより、縫製対象物Ｓは保持部材１５によって保持される。また、押え部材１５Ａが＋Ｚ方向に移動することにより、保持部材１５による縫製対象物Ｓの保持が解除される。これにより、作業者は、押え部材１５Ａと下板１５Ｂとの間から縫製対象物Ｓを取り出すことができる。

アクチュエータ１６は、針棒１２をＺ軸方向に移動させる動力を発生する。アクチュエータ１６は、パルスモータを含む。アクチュエータ１６は、水平アーム１１Ａに配置されている。

水平アーム１１Ａの内部には、Ｙ軸方向に延在する水平アームシャフトが配置されている。アクチュエータ１６は、水平アームシャフトの＋Ｙ側の端部に連結される。水平アームシャフトの－Ｙ側の端部は、ヘッド１１Ｄの内部に配置されている動力伝達機構を介して針棒１２に連結される。アクチュエータ１６の作動により、水平アームシャフトが回転する。アクチュエータ１６で発生した動力は、水平アームシャフト及び動力伝達機構を介して針棒１２に伝達される。これにより、針棒１２に保持されているミシン針３は、Ｚ軸方向に往復移動する。

垂直アーム１１Ｃの内部には、Ｚ軸方向に延在するタイミングベルトが配置されている。また、ベッド１１Ｂの内部には、Ｙ軸方向に延在するベッドシャフトが配置されている。水平アームシャフト及びベッドシャフトのそれぞれにプーリが配置されている。タイミングベルトは、水平アームシャフトに配置されているプーリ及びベッドシャフトに配置されているプーリのそれぞれに架けられる。水平アームシャフトとベッドシャフトとは、タイミングベルトを含む動力伝達機構を介して連結される。

ベッド１１Ｂの内部には、釜が配置されている。釜には、ボビンケースに入れられたボビンが収容される。アクチュエータ１６の作動により、水平アームシャフト及びベッドシャフトのそれぞれが回転する。アクチュエータ１６で発生した動力は、水平アームシャフト、タイミングベルト、及びベッドシャフトを介して釜に伝達される。これにより、釜は、針棒１２のＺ軸方向の往復移動と同期して回転する。

アクチュエータ１７は、保持部材１５をＸＹ平面内で移動させる動力を発生する。アクチュエータ１７は、パルスモータを含む。アクチュエータ１７は、保持部材１５をＸ軸方向に移動させる動力を発生するＸ軸モータ１７Ｘと、保持部材１５をＹ軸方向に移動させる動力を発生するＹ軸モータ１７Ｙとを含む。アクチュエータ１７は、ベッド１１Ｂの内部に配置されている。

アクチュエータ１７で発生した動力は、支持部材１４を介して保持部材１５に伝達される。これにより、保持部材１５は、ミシン針３と針板１３との間においてＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに移動可能である。アクチュエータ１７の作動により、保持部材１５は、ミシン針３の直下の縫製位置Ｐｓを含むＸＹ平面内において縫製対象物Ｓを保持して移動可能である。

アクチュエータ１８は、保持部材１５の押え部材１５ＡをＺ軸方向に移動させる動力を発生する。アクチュエータ１８は、パルスモータを含む。押え部材１５Ａが＋Ｚ方向に移動することにより、押え部材１５Ａと下板１５Ｂとが離間する。押え部材１５Ａが－Ｚ方向に移動することにより、押え部材１５Ａと下板１５Ｂとで縫製対象物Ｓが挟まれる。

図２に示すように、ミシン本体１０は、ミシン針３の周囲に配置される中押え部材１９を有する。中押え部材１９は、ミシン針３の周囲の縫製対象物Ｓを押える。中押え部材１９は、Ｚ軸方向に移動可能にヘッド１１Ｄに支持される。ヘッド１１Ｄの内部には、中押え部材１９をＺ軸方向に移動させる動力を発生する中押えモータが配置されている。中押えモータの作動により、中押え部材１９は、針棒１２と同期してＺ軸方向に移動する。中押え部材１９により、ミシン針３の移動による縫製対象物Ｓの浮き上がりが抑制される。

操作装置２０は、作業者に操作される。操作装置２０が操作されることにより、ミシン１が作動する。本実施形態では、操作装置２０は、操作パネル２１と、操作ペダル２２とを含む。

操作パネル２１は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electroluminescence Display）のようなフラットパネルディスプレイを含む表示装置と、作業者に操作されることにより入力データを生成する入力装置とを有する。操作パネル２１の入力装置は、縫製処理に係る操作を受け付け可能である。本実施形態では、入力装置は、表示装置の表示画面に配置されているタッチセンサを含む。すなわち、本実施形態では、操作パネル２１は、入力装置の機能を有するタッチパネルを含む。操作パネル２１は、テーブル２の上面に搭載される。操作ペダル２２は、テーブル２の下方に配置される。作業者は、足で操作ペダル２２を操作する。作業者により操作パネル２１及び操作ペダル２２の少なくとも一方が操作されることにより、ミシン１は作動する。

撮像装置３０は、保持部材１５に保持されている縫製対象物Ｓを撮影する。撮像装置３０は、光学系と、光学系を介して入射する光を受光するイメージセンサとを有する。イメージセンサは、ＣＣＤ（Couple Charged Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを含む。

撮像装置３０は、針板１３及び保持部材１５よりも上方に配置される。撮像装置３０に撮影領域ＦＡが規定される。撮影領域ＦＡは、撮像装置３０の光学系の視野領域を含む。撮影領域ＦＡは、撮像装置３０の直下に規定される。撮影領域ＦＡは、撮像装置３０の光学系の光軸ＡＸの位置を含む。撮像装置３０は、撮影領域ＦＡに配置された縫製対象物Ｓの少なくとも一部の画像データを取得する。撮像装置３０は、押え部材１５Ａの内側に配置されている縫製対象物Ｓの少なくとも一部を上方から撮影する。

撮像装置３０の位置は、固定されている。撮像装置３０とミシンフレーム１１との相対位置は、固定されている。ＸＹ平面内における撮像装置３０の光学系の光軸ＡＸとミシン針３との相対位置は、固定されている。ＸＹ平面内における撮像装置３０の光学系の光軸ＡＸとミシン針３との相対位置を示す相対位置データは、ミシン１の設計データから導出可能な既知データである。

なお、撮像装置３０の取付誤差に起因して、撮像装置３０の実際の位置と設計データにおける位置とに差異が生じる場合、撮像装置３０の取付後において、ＸＹ平面内におけるミシン針３の位置を計測し、計測されたミシン針３の位置を撮像装置３０に向かって既知データ分だけ移動し、ＸＹ平面内における撮像装置３０の実際の位置と移動後のミシン針３の位置との差分を計測することにより、その差分の計測結果に基づいて、撮像装置３０の光学系の光軸ＡＸとミシン針３との正確な相対位置を算出可能である。

また、ミシン１は、アクチュエータ１６の駆動量を検出する駆動量センサ３１と、アクチュエータ１７の駆動量を検出する駆動量センサ３２とを有する。

駆動量センサ３１は、アクチュエータ１６であるパルスモータの回転量を検出するエンコーダを含む。駆動量センサ３１の検出データは、制御装置４０に出力される。

駆動量センサ３２は、Ｘ軸モータ１７Ｘの回転量を検出するＸ軸センサ３２Ｘと、Ｙ軸モータ１７Ｙの回転量を検出するＹ軸センサ３２Ｙとを含む。Ｘ軸センサ３２Ｘは、Ｘ軸モータ１７Ｘの回転量を検出するエンコーダを含む。Ｙ軸センサ３２Ｙは、Ｙ軸モータ１７Ｙの回転量を検出するエンコーダを含む。駆動量センサ３２の検出データは、制御装置４０に出力される。

駆動量センサ３２は、ＸＹ平面内における保持部材１５の位置を検出する位置センサとして機能する。アクチュエータ１７の駆動量と保持部材１５の移動量とは１対１で対応する。

Ｘ軸センサ３２Ｘは、Ｘ軸モータ１７Ｘの回転量を検出することにより、ミシン座標系における原点からの保持部材１５のＸ軸方向の移動量を検出可能である。Ｙ軸センサ３２Ｙは、Ｙ軸モータ１７Ｙの回転量を検出することにより、ミシン座標系における原点からの保持部材１５のＹ軸方向の移動量を検出可能である。

また、ミシン１は、縫製対象物Ｓを照明する落射照明装置３３を有する。落射照明装置３３は、撮像装置３０の近傍に配置されている。落射照明装置３３は、少なくとも撮像装置３０の撮影領域ＦＡを上方から照明する。落射照明装置３３は、撮像装置３０で撮影される縫製対象物Ｓを照明する。

表示装置８０は、少なくとも撮像装置３０が撮影した縫製対象物Ｓの画像データを表示する。表示装置８０は、撮像装置３０が撮影した画像データを表示する表示パネル８１と、落射照明装置３３に係る操作を受け付け可能な照明操作パネル８２とを含む。

表示パネル８１は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む表示装置である。

照明操作パネル８２は、作業者に操作されることにより入力データを生成する入力装置としての機能を有する。本実施形態では、入力装置は、表示パネル８１の表示画面に重ねて配置されているタッチパネルである。

図３及び図４を用いて、縫製対象物Ｓについて説明する。図３は、本実施形態に係る縫製対象物Ｓの一例を示す断面図である。図４は、本実施形態に係る縫製対象物Ｓの一例を示す平面図である。図３及び図４は、縫製処理が実施される前の縫製対象物Ｓを示す。本実施形態では、縫製対象物Ｓは、車両用シートに使用される表皮材である。

図３に示すように、縫製対象物Ｓは、表材４と、パッド材５と、裏材６とを有する。表材４に孔７が形成される。

表材４の表面は、車両用シートに搭乗者が着座したときに搭乗者と接触する着座面である。表材４は、織布、不織布、及び皮革の少なくとも一つを含む。パッド材５は、弾力性を有する。パッド材５は、例えばウレタン樹脂を含む。裏材６は、織布、不織布、及び皮革の少なくとも１つを含む。

図４に示すように、孔７は、表材４に複数配置されている。孔７は、規定パターンＤＰで配置されている。本実施形態では、規定パターンＤＰは、複数の基準パターンＤＰｈを含む。１つの基準パターンＤＰｈは、複数の孔７によって形成される。本実施形態では、複数の孔７により基準パターンＤＰｈが形成される。本実施形態では、１つの基準パターンＤＰｈが１７個の孔７で形成される。

図４に示すように、基準パターンＤＰｈは、間隔をあけて表材４に配置されている。基準パターンＤＰｈは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに等間隔で配置されている。Ｘ軸方向に隣り合う基準パターンＤＰｈの間に、Ｙ軸方向の位置が異なる基準パターンＤＰｈが配置される。隣り合う基準パターンＤＰｈの間に孔７は形成されない。以下の説明においては、表材４の表面のうち基準パターンＤＰｈの間の孔７が形成されない領域を、ステッチ形成領域ＭＡ、と称する。ステッチ形成領域ＭＡには、縫製対象物Ｓに形成されるステッチＧＰの目標パターンＲＰが形成されている。

また、縫製対象物Ｓに複数の特徴パターンＵＰ（ＵＰ１，ＵＰ２，ＵＰ３，ＵＰ４，ＵＰ５，ＵＰ６，ＵＰ７）が配置される。本実施形態では、特徴パターンＵＰは、規定パターンＤＰの一部である。本実施形態では、特徴パターンＵＰは、基準パターンＤＰｈの一部である。図４に示すように、本実施形態では、特徴パターンＵＰ（ＵＰ１，ＵＰ２，ＵＰ３，ＵＰ４，ＵＰ５，ＵＰ６，ＵＰ７）は、基準パターンＤＰｈの１つの鋭角な角部を含むパターンとする。特徴パターンＵＰは、画像処理方法の一種であるパターンマッチング法により特定可能なパターンである。

図５を用いて、厚みがあり弾力性を有する縫製対象物ＳにステッチＧＰが形成された際に縫製対象物Ｓの表面に生じる変位について説明する。図５は、本実施形態に係る縫製対象物Ｓの一例を示す断面図である。図５は、縫製処理が実施された後の縫製対象物Ｓを示す。縫製対象物Ｓは、厚みがあり弾力性を有する。厚みがあり弾力性を有する縫製対象物ＳにステッチＧＰが形成されることにより、図５に示すように、縫製対象物Ｓが縮む可能性が高い。縫製対象物Ｓが縮むと、縫製対象物Ｓの表面が変位する可能性がある。縫製対象物Ｓの表面が変位すると、縫製対象物Ｓの表面に規定されているステッチＧＰの目標位置がＸＹ平面内において変位する可能性が高い。ステッチＧＰの目標位置がＸＹ平面内において変位した場合、目標パターンＲＰに従って保持部材１５を移動させると、ステッチＧＰを目標位置に形成することが困難となる。そこで、ステッチＧＰの形成により縫製対象物Ｓが縮んで縫製対象物Ｓの表面が変位しても、次のステッチＧＰが目標位置に形成されるように、変位量に応じて保持部材１５が移動される。

以下の説明においては、縫製対象物Ｓの表面に規定されるステッチＧＰの目標位置を適宜、ステッチ形成目標位置、と称する。ステッチ形成目標位置は、ミシン座標系において規定される。

図６を用いて、制御装置４０について説明する。図６は、本実施形態に係る制御装置４０の一例を示す機能ブロック図である。制御装置４０は、ミシン１を制御する制御信号を出力する。制御装置４０は、コンピュータシステムを含む。制御装置４０は、入出力インターフェース装置５０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はストレージのような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含む記憶装置６０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置７０とを有する。

制御装置４０には、ミシン針３をＺ軸方向に移動させるアクチュエータ１６と、保持部材１５をＸＹ平面内において移動させるアクチュエータ１７と、保持部材１５の押え部材１５ＡをＺ軸方向に移動させるアクチュエータ１８と、操作装置２０と、撮像装置３０と、落射照明装置３３と、表示装置８０とが、入出力インターフェース装置５０を介して接続される。

また、制御装置４０には、アクチュエータ１６の駆動量を検出する駆動量センサ３１と、アクチュエータ１７の駆動量を検出する駆動量センサ３２とが接続される。

制御装置４０は、駆動量センサ３１の検出データに基づいて、アクチュエータ１６を制御する。制御装置４０は、駆動量センサ３１の検出データに基づいて、例えばアクチュエータ１６の作動タイミングを決定する。

制御装置４０は、駆動量センサ３２の検出データに基づいて、アクチュエータ１７を制御する。制御装置４０は、駆動量センサ３２の検出データに基づいて、保持部材１５が目標位置に移動するようにアクチュエータ１７をフィードバック制御する。

制御装置４０は、駆動量センサ３２の検出データに基づいて、ＸＹ平面内における保持部材１５の位置を算出する。駆動量センサ３２の検出データに基づいて、ＸＹ平面内における原点からの保持部材１５の移動量が検出される。制御装置４０は、検出された保持部材１５の移動量に基づいて、ＸＹ平面内における保持部材１５の位置を算出する。

記憶装置６０は、縫製データ記憶部６１と、プログラム記憶部６２とを有する。

縫製データ記憶部６１は、縫製データを記憶する。縫製データは、ＣＡＤ（Computer Aided Design）データのような縫製対象物Ｓの設計データから導出可能な既知データである。

図４を用いて、縫製データについて説明する。縫製データは、縫製処理において参照される。縫製データは、縫製対象物Ｓに形成されるステッチＧＰの目標パターンＲＰ及び保持部材１５の移動条件を含む。

目標パターンＲＰは、縫製対象物Ｓに形成されるステッチＧＰの目標形状又は目標模様を含む。目標パターンＲＰは、ミシン座標系において規定される。

保持部材１５の移動条件は、ミシン座標系において規定される保持部材１５の移動軌跡を含む。保持部材１５の移動軌跡は、ＸＹ平面内における保持部材１５の移動軌跡を含む。保持部材１５の移動条件は、目標パターンＲＰに基づいて定められる。

縫製データは、縫製対象物Ｓの表面に規定されるステッチ形成目標位置を含む。ステッチ形成目標位置は、ステッチ形成領域ＭＡに規定される。ミシン１は、ステッチＧＰがステッチ形成目標位置に形成されるように、縫製データに基づいて縫製処理を実施する。

縫製データは、複数のステッチＧＰのそれぞれを形成するための複数の縫製データを含む。本実施形態では、縫製データは、第１ステッチＧＰ１を形成するための第１縫製データ、第２ステッチＧＰ２を形成するための第２縫製データ、及び、同様に第３ステッチＧＰ３から第１０ステッチＧＰ１０を形成するための第３縫製データから第１０縫製データを含む。

目標パターンＲＰは、第１目標パターンＲＰ１、第２目標パターンＲＰ２、及び、同様に第３目標パターンＲＰ３から第１０目標パターンＲＰ１０を含む。本実施形態では、複数の目標パターンＲＰ（ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３、ＲＰ４、ＲＰ５、ＲＰ６、ＲＰ７、ＲＰ８、ＲＰ９、ＲＰ１０）は、Ｙ軸方向に規定される。ミシン座標系において、複数の目標パターンＲＰのそれぞれは離間している。１つの目標パターンＲＰは、ライン状に規定される。本実施形態では、１つの目標パターンＲＰは、Ｘ軸方向に延在しＹ軸方向にジグザグ状（zigzag）に規定される。ステッチ形成目標位置は、目標パターンＲＰに対応して、ステッチ形成領域ＭＡにおいてＸ軸方向に延在しＹ軸方向にジグザグ状に規定される。

第１縫製データは、第１縫製処理において縫製対象物Ｓに形成される第１ステッチＧＰ１の第１目標パターンＲＰ１を含む。また、第１縫製データは、第１縫製処理におけるＸＹ平面内における保持部材１５の移動条件を含む。

第１縫製処理は、第１目標パターンＲＰ１に基づいて縫製対象物Ｓに第１ステッチＧＰ１を形成する処理を含む。第１縫製処理は、縫製対象物Ｓが保持部材１５に保持された後に縫製対象物Ｓに最初にステッチＧＰを形成する処理である。

第２縫製データは、第２縫製処理において縫製対象物Ｓに形成される第２ステッチＧＰ２の第２目標パターンＲＰ２を含む。また、第２縫製データは、第２縫製処理におけるＸＹ平面内における保持部材１５の移動条件を含む。

第２縫製処理は、第２目標パターンＲＰ２に基づいて縫製対象物Ｓに第２ステッチＧＰ２を形成する処理を含む。第２縫製処理は、第１縫製処理の次に実施される。

同様に第３縫製データから第１０縫製データのそれぞれは、第３縫製処理から第１０縫製処理のそれぞれにおいて縫製対象物Ｓに形成される第３ステッチＧＰ３から第１０ステッチＧＰ１０のそれぞれの第３目標パターンＲＰ３から第１０目標パターンＲＰ１０のそれぞれを含む。また、第３縫製データから第１０縫製データのそれぞれは、第３縫製処理から第１０縫製処理のそれぞれにおけるＸＹ平面内における保持部材１５の移動条件を含む。

同様に第３縫製処理から第１０縫製処理のそれぞれは、第３目標パターンＲＰ３から第１０目標パターンＲＰ１０のそれぞれに基づいて縫製対象物Ｓに第３ステッチＧＰ３から第１０ステッチＧＰ１０のそれぞれを形成する処理を含む。第３縫製処理から第１０縫製処理は、順次実施される。

第１縫製データは、第１縫製処理において参照される。第２縫製データは、第２縫製処理において参照される。同様に第３縫製データから第１０縫製データのそれぞれは、第３縫製処理から第１０縫製処理のそれぞれにおいて参照される。

縫製データは、第１ステッチＧＰ１から第１０ステップＧＰ１０を形成するための縫製順番を含む。上述のように、第１ステッチＧＰ１を形成するための第１縫製処理が実施された後、第２ステッチＧＰ２を形成するための第２縫製処理が実施されるように、縫製データが規定される。同様に、第３ステッチＧＰ３を形成すための第３縫製処理から第１０ステッチＧＰ１０を形成するための第１０縫製処理が順次実施されるように、縫製データが規定される。

また、図７に示すように、縫製データは、複数の目標パターンＲＰのそれぞれについて、縫製対象物Ｓの表面の変位を補正するための基準点である補正点Ｐｃ（Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３）の位置データと、補正点Ｐｃの変位量を算出するために撮像装置３０により撮影される縫製対象物Ｓの複数の特徴パターンＵＰの撮影位置Ｐｆ（Ｐｆ１，Ｐｆ２，Ｐｆ３）の位置データと、補正点Ｐｃを撮像装置３０の撮影領域ＦＡに移動させるための保持部材１５の空送り量とを含む。補正点Ｐｃの位置データは、縫製対象物Ｓの設計データから取得可能である。撮影位置Ｐｆの位置データは、縫製対象物Ｓの設計データと補正点Ｐｃの位置データとから取得可能である。なお、撮影位置Ｐｆの位置データは、後述する特徴パターン設定部７４によって表示された操作部が操作されることによって設定されてもよい。空送り量は、縫製対象物Ｓの設計データと縫製方向に隣接する補正点Ｐｃ間の距離とに基づいて、取得可能である。図７は、本実施形態に係る縫製対象物Ｓの補正点Ｐｃと撮影位置Ｐｆとを示す模式図である。

図８を用いて、縫製データのディレクトリ構成の一例について説明する。図８は、本実施形態に係る縫製対象物データのディレクトリ構成の一例を示す概略図である。縫製データは、記憶装置６０の縫製データ記憶部６１に、図６に示すディレクトリ構成で記憶される。縫製データは、定義ファイルと、データファイルとを含む。定義ファイルは、縫製対象物Ｓの生地の厚みデータを含む。データファイルは、特徴パターンＵＰに対応する補正点Ｐｃの位置データと、特徴パターンＵＰの撮影位置Ｐｆの位置データと、次の撮影位置Ｐｆ又は縫製処理の開始位置ＳＰまでの保持部材１５の空送り量とを含む。

より詳しくは、第ｎ縫製データを識別する識別番号を含むフォルダ名のフォルダ内に、設定値などを記憶した定義ファイルと、第ｎ縫製データに含まれる特徴パターンＵＰを識別する識別番号を含むファイル名の複数のデータファイルとが、第ｎ縫製データごとに保存される。

図６に戻って、プログラム記憶部６２は、ミシン１を制御するためのコンピュータプログラムを記憶する。縫製データ記憶部６１に記憶されている縫製データがプログラム記憶部６２に記憶されているコンピュータプログラムに入力される。コンピュータプログラムは、演算処理装置７０に読み込まれる。演算処理装置７０は、プログラム記憶部６２に記憶されているコンピュータプログラムに従ってミシン１を制御する。

演算処理装置７０は、縫製データ取得部７１と、撮影位置設定部７２と、照明設定部７３と、特徴パターン設定部７４と、初期位置データ生成部７５と、縫製処理部７６とを有する。

縫製データ取得部７１は、縫製データ記憶部６１から縫製データを取得する。本実施形態では、縫製データ取得部７１は、第１縫製処理において参照される第１縫製データ及び第１縫製処理の次に実施される第２縫製処理において参照される第２縫製データを縫製データ記憶部６１から取得する。同様に、縫製データ取得部７１は、第３縫製処理から第１０縫製処理のそれぞれにおいて参照される第３縫製データから第１０縫製データのそれぞれを縫製データ記憶部６１から取得する。

撮影位置設定部７２は、縫製データ取得部７１により取得された縫製データに基づいて、縫製対象物Ｓに配置されている複数の特徴パターンＵＰが撮像装置３０の撮影領域ＦＡに順次配置されるように、保持部材１５を移動させるアクチュエータ１７に制御信号を出力する。

また、撮影位置設定部７２は、初期位置データの作成時、作業者の操作によって、撮影位置Ｐｆを設定可能にする。より詳しくは、撮影位置設定部７２は、初期位置データの生成時、縫製データに基づいて、現在の撮影位置Ｐｆの前後の撮影位置Ｐｆを撮像装置３０の撮影領域ＦＡに移動する制御を行う。撮影位置設定部７２は、表示制御部７２１と、移動制御部７２２とを含む。

表示制御部７２１は、初期位置データの生成時、現在の撮影位置Ｐｆの前後の撮影位置Ｐｆを撮像装置３０の撮影領域ＦＡに移動させる操作を受付可能な操作部２１Ａを操作装置２０の操作パネル２１に表示させる。

図９を用いて、表示制御部７２１によって操作パネル２１に表示される操作部２１Ａについて説明する。図９は、本実施形態に係るミシン１の一例を示す概略図である。操作部２１Ａは、撮像装置３０の撮影領域ＦＡに現在の撮影位置Ｐｆの前（次）の撮影位置Ｐｆを移動させる前キー２１Ｂと、撮像装置３０の撮影領域ＦＡに現在の撮影位置Ｐｆの後の撮影位置Ｐｆを移動させる後キー２１Ｃとを有する。前（次）の撮影位置Ｐｆとは、保持部材１５を縫製順番に対応して順番に移動させたときに次に撮影する撮影位置Ｐｆである。後の撮影位置Ｐｆとは、保持部材１５を縫製順番に対応して逆順に移動させたときに次に撮影する、言い換えると、後の撮影位置Ｐｆとは、既に撮影した撮影位置Ｐｆである。

移動制御部７２２は、縫製データに基づいて、縫製対象物Ｓに配置されている複数の特徴パターンＵＰが縫製順番に対応して順番又は逆順に撮像装置３０の撮影領域ＦＡに順次配置されるように、アクチュエータ１７に制御信号を出力する。

本実施形態において、移動制御部７２２は、縫製データに基づいて、操作部２１Ａに対する操作に応じて、保持部材１５を移動させて、撮像装置３０の撮影領域ＦＡに現在の撮影位置Ｐｆの前後の撮影位置Ｐｆを移動させる制御信号を出力する。より詳しくは、移動制御部７２２は、前キー２１Ｂに対する操作が検出されると、アクチュエータ１７のＸ軸モータ１７Ｘを駆動して、保持部材１５をＸ軸方向に空送り量分だけ移動させて、撮像装置３０の撮影領域ＦＡに現在の撮影位置Ｐｆの前の撮影位置Ｐｆを移動させる。移動制御部７２２は、後キー２１Ｃに対する操作が検出されると、アクチュエータ１７のＸ軸モータ１７Ｘを駆動して、保持部材１５をＸ軸方向に空送り量分だけ移動させて、撮像装置３０の撮影領域ＦＡに現在の撮影位置Ｐｆの後ろの撮影位置Ｐｆを移動させる。また、移動制御部７２２は、現在の撮影位置ＰｆがＸ軸方向の端部である場合、アクチュエータ１７のＹ軸モータ１７Ｙを駆動して、保持部材１５をＹ軸方向に空送り量分だけ移動させる。

照明設定部７３は、照明操作パネル８２に対する操作に基づいて、縫製対象物Ｓの表面の色（表材４の素材の色）に応じて、落射照明装置３３の光量を制御する制御信号を出力する。なお、照明設定部７３は、作業者の操作によらずに、自動で光量を制御してもよい。照明設定部７３は、表示制御部７３２と、調整部７３３と、光量データ記憶部７３１とを含む。

図１０を参照して、表材４の色と光量との関係について説明する。図１０は、本実施形態に係る縫製対象物Ｓと照明の光量について説明する図である。表材４の色と光量とが適切である場合、左に示すように、表材４と孔７とのコントラストが大きくなる。例えば、左に示した表材４と素材の色が異なると、光量が適切ではなくなり、右上に示すように、表材４と孔７とのコントラストが小さくなる。また、例えば、光量が不足していたり、二値化閾値が不適切であるような、認識パラメータが不整合である場合、図１０の右下に示すように、撮影された画像の全体が暗くなったり、表材４と孔７との境界が不明確又は不鮮明になったりする。

表示制御部７３２は、落射照明装置３３の光量を調整する操作を受付可能な操作部８２Ａを表示装置８０の操作パネル８２に表示させる。

図１１を用いて、表示制御部７３２によって操作パネル８２に表示される操作部８２Ａについて説明する。図１１は、本実施形態に係るミシン１の一例を示す概略図である。操作部８２Ａは、光量を増加させる上キー８２Ｂと、光量を低減させる下キー８２Ｃと、光量を自動で設定する自動キー８２Ｄとを含む。操作部８２Ａの近くには光量表示部８２Ｅが配置されている。光量表示部８２Ｅは、光量を表示する。

調整部７３３は、操作部８２Ａに対する操作が検出されると、落射照明装置３３の光量を調整する。調整部７３３は、上キー８２Ｂに対する操作が検出されると、落射照明装置３３の光量を増やす。調整部７３３は、下キー８２Ｃに対する操作が検出されると、落射照明装置３３の光量を減らす。調整部７３３は、自動キー８２Ｄに対する操作が検出されると、落射照明装置３３の光量を自動で調整する。

光量データ記憶部７３１は、上記のようにして調整された光量と二値化閾値とを光量データとして、生成した初期位置データに対応付けて記憶する。また、光量データ記憶部７３１は、適切な光量を得たときの、表材４と孔７との平均濃度と許容範囲とをそれぞれ記憶する。

特徴パターン設定部７４は、表示装置８０の表示パネル８１に表示された、撮像装置３０が撮影した画像データ上において、特徴パターンＵＰのテンプレート枠の位置と撮像位置Ｐｆとを設定する。

特徴パターン設定部７４は、初期位置データの生成時、作業者による表示装置８０の操作によって、撮像装置３０が撮影した縫製対象物Ｓの表面の画像における特徴パターンＵＰのテンプレート枠の位置と撮影位置Ｐｆとを設定する。本実施形態では、撮影位置Ｐｆは、テンプレート枠の中心である。特徴パターン設定部７４は、表示制御部７４１と、設定部７４２とを含む。

図１２を用いて、表示制御部７４１によって操作パネル８２に表示される操作部８２Ａについて説明する。図１２は、本実施形態に係るミシン１の一例を示す概略図である。表示制御部７４１は、表示パネル８１に、撮像装置３０が撮影した縫製対象物Ｓの表面の画像に、撮影位置Ｐｆを示す十字キーの画像と、特徴パターンＵＰを示すテンプレート枠の画像とを重畳して表示させる。本実施形態では、テンプレート枠は、撮影した画像の面積の１／２とする。表示制御部７４１は、表示パネル８１においてテンプレート枠で囲まれた領域を特徴パターンＵＰとして登録する操作を受付可能な登録ボタン画像８２Ｆを表示させる。また、表示制御部７４１は、操作装置２０の操作パネル２１に、テンプレート枠を設定する操作を受付可能な登録ボタン画像２１Ｄを表示させる。作業者は、操作装置２０の登録ボタン画像２１Ｄまたは表示装置８０の登録ボタン画像８２Ｆによって、特徴パターンを設定可能である。

設定部７４２は、登録ボタン画像８２Ｆまたは登録ボタン画像２１Ｄが押下されると、撮像画像に対して、表示パネル８１においてテンプレート枠で囲まれた領域である特徴パターンＵＰで画像処理を行う。設定部７４２は、画像処理の結果、正しく認識されると、駆動量センサ３２によって検出したアクチュエータ１７の駆動量に基づいて、表示パネル８１においてテンプレート枠で囲まれた領域である特徴パターンＵＰの位置と、中心位置である撮影位置Ｐｆとを記憶する。設定部７４２は、正しく認識されない場合、テンプレート枠を大きくして、再度画像処理を行う。設定部７４２は、テンプレート枠の大きさが所定の上限まで大きくされても正しく認識されない場合、エラーとする。

初期位置データ生成部７５は、撮像装置３０が撮影した画像データに基づいて、縫製対象物Ｓに配置されている複数の特徴パターンＵＰの初期位置を示す初期位置データを生成する。特徴パターンＵＰの初期位置データは、ミシン座標系における特徴パターンＵＰの初期位置を示す。初期位置データ生成部７５は、縫製処理が開始される前の縫製対象物Ｓの特徴パターンＵＰの画像データに基づいて、特徴パターンＵＰの初期位置を自動で取得する。なお、特徴パターンＵＰの初期位置データは、操作パネル２１に表示された操作部２１Ａに対する操作によって取得してもよい。特徴パターンＵＰの初期位置データは、ＣＡＤデータのような縫製対象物Ｓの設計データから導出可能な既知データである。特徴パターンＵＰの初期位置データは、縫製データ記憶部６１に記憶される。

特徴パターンＵＰの初期位置データは、縫製対象物Ｓごとに、落射照明装置３３の光量データを規定する。

なお、初期位置データの生成は、ＣＡＤデータから自動又は手作業で導出してもよいし、図９に示すような操作パネル２１に表示された操作部２１Ａを操作して、初期位置データを作成してもよい。

操作パネル２１に表示された操作部２１Ａに対する操作によって、初期位置データを生成する方法について説明する。まず、制御装置４０は、アクチュエータ１７を制御して、保持部材１５に保持されている縫製対象物Ｓのうち、特徴パターンＵＰを撮像装置３０の撮影領域ＦＡに移動させる。本実施形態では、特徴パターンＵＰの中心位置Ｃを撮像装置３０の撮影領域ＦＡの中心位置である光軸位置に移動させる。撮影位置Ｐｆは、光軸位置を含む。撮像装置３０は、撮影領域ＦＡに配置されている特徴パターンＵＰを撮影する。初期位置データ生成部７５は、特徴パターンＵＰの画像データを取得する。初期位置データ生成部７５は、特徴パターンＵＰの画像データをパターンマッチング法により画像処理して、特定パターンＵＰを特定する。特徴パターンＵＰが撮像装置３０の撮影領域ＦＡに配置されているときのミシン座標系における保持部材１５の位置は、駆動量センサ３２によって検出される。上述のように、駆動量センサ３２は、ＸＹ平面内における保持部材１５の位置を検出する位置センサとして機能する。初期位置データ生成部７５は、駆動量センサ３２の検出データを取得する。このようにして、初期位置データ生成部７５は、特徴パターンＵＰが撮影領域ＦＡに配置されているときの駆動量センサ３２の検出データに基づいて、撮影領域ＦＡに配置されている特徴パターンＵＰのＸＹ平面内における初期位置を示す初期位置データを取得する。次の特徴パターンＵＰを撮像装置３０の撮影領域ＦＡに移動する際には、自動で移動させてもよいし、操作部２１Ａに対する操作によって移動させてもよい。これらの処理を繰り返して、初期位置データを生成する。

縫製処理部７６は、上記のようにして生成した縫製データと初期位置データと補正点Ｐｃの変位量に基づいて生成した補正データとに基づいて、縫製対象物Ｓに所定のステッチを形成する。また、縫製処理部７６は、縫製対象物Ｓの縫製時、初期位置データの生成時に設定した光量データに基づいて、光量を自動で調整してもよい。

次に、図１３を用いて、本実施形態に係る初期位置データ生成方法について説明する。図１３は、第一実施形態に係る初期位置データ生成方法の一例を示すフローチャートである。

縫製対象物Ｓを保持部材１５で保持する（ステップＳ１０１）。

制御装置４０は、アクチュエータ１７を制御して、縫い始めの位置である縫製処理の開始位置ＳＰ１を撮像装置３０の真下の撮影領域ＦＡに移動させる（ステップＳ１０２）。

制御装置４０は、第１縫製データの空送り量に基づいてアクチュエータ１７を制御して、第１特徴パターンＵＰ１を撮像装置３０の真下の撮影領域ＦＡに移動する（ステップＳ１０３）。制御装置４０は、撮像装置３０の撮影領域ＦＡの撮影位置Ｐｆに第１特徴パターンＵＰ１の中心位置Ｃ１が配置されるように保持部材１５を移動させる。

第１特徴パターンＵＰ１は、第１縫製処理に係る特徴パターンである。第１縫製処理に係る特徴パターンＵＰとは、ミシン座標系において第１縫製処理により第１ステッチＧＰ１が形成されるステッチ形成目標位置に最も近い特徴パターンＵＰである。言い換えると、第１縫製処理に係る特徴パターンＵＰとは、ミシン座標系における第１目標パターンＲＰ１に最も近い特徴パターンＵＰをいう。

第１特徴パターンＵＰ１は、ジグザグ状に規定されている第１目標パターンＲＰ１の頂点の近傍に配置されている。本実施形態では、第１特徴パターンＵＰ１は、縫製対象物Ｓの－Ｘ側の端部の近傍に配置されている。

制御装置４０は、照明設定部７３によって、落射照明装置３３を調整する（ステップＳ１０４）。落射照明装置３３の照明調整方法については後述する。

制御装置４０は、特徴パターン設定部７４によって、第１特徴パターンＵＰ１を登録する（ステップＳ１０５）。本実施形態では、制御装置４０は、表示制御部７４１によって、表示パネル８１に、撮像装置３０が撮影した縫製対象物Ｓの表面の画像に、撮影位置Ｐｆを示す十字キーの画像と、第１特徴パターンＵＰ１を示すテンプレート枠の画像とを重畳して表示させる。表示制御部７４１は、表示パネル８１に登録ボタン画像８２Ｆを表示させ、操作パネル２１に登録ボタン画像２１Ｄを表示させる。作業者は、操作装置２０の登録ボタン画像２１Ｄまたは表示装置８０の登録ボタン画像８２Ｆによって、第１特徴パターンＵＰ１を設定する。

制御装置４０は、第１特徴パターンＵＰ１が設定された後、撮像装置３０で撮影する（ステップＳ１０６）。制御装置４０は、撮影した第１特徴パターンＵＰ１の画像データを取得する。

制御装置４０は、初期位置データ生成部７５によって、第１特徴パターンＵＰ１のデータを生成して初期位置データとして記憶する（ステップＳ１０７）。制御装置４０は、登録ボタン画像８２Ｆまたは登録ボタン画像２１Ｄが押下されたときの、第１特徴パターンＵＰ１の位置と、撮影位置Ｐｆとを、撮影した画像データに関連付けて初期位置データとして記憶する。

制御装置４０は、光量データ記憶部７３１によって、第１特徴パターンＵＰ１の初期位置データに、第１特徴パターンＵＰ１を撮影したときの照明のデータを記憶する（ステップＳ１０８）。照明のデータは、光量と、二値化閾値と、背景部である表材４の平均濃度と許容範囲と、孔７の平均濃度と許容範囲とを含む。

制御装置４０は、カウンタｎを「２」にする（ステップＳ１０９）。

制御装置４０は、第ｎ－１縫製データの空送り量に基づきアクチュエータ１７を制御して、第ｎ特徴パターンＵＰｎを撮像装置３０の真下に移動させる（ステップＳ１１０）。

制御装置４０は、特徴パターン設定部７４によって、第ｎ特徴パターンＵＰｎを登録する（ステップＳ１１１）。

制御装置４０は、第ｎ特徴パターンＵＰｎが設定された後、撮像装置３０で撮影する（ステップＳ１１２）。

制御装置４０は、初期位置データ生成部７５によって、第ｎ特徴パターンＵＰｎのデータを生成して初期位置データとして記憶する（ステップＳ１１３）。

制御装置４０は、光量データ記憶部７３１によって、第ｎ特徴パターンＵＰｎの初期位置データに、第ｎ特徴パターンＵＰｎを撮影したときの照明のデータを記憶する（ステップＳ１１４）。

制御装置４０は、第１縫製データについて、初期位置データの生成が終了したかを判定する（ステップＳ１１５）。制御装置４０は、第１縫製データの全ての特徴パターンＵＰについて初期位置データの生成が終了した場合（ステップＳ１１５でＹｅｓ）、処理を終了する。制御装置４０は、第１縫製データの全ての特徴パターンＵＰについて初期位置データの生成が終了していない場合（ステップＳ１１５でＮｏ）、ステップＳ１１６に進む。

第１縫製データの全ての特徴パターンＵＰについての初期位置データ生成が終了していない場合（ステップＳ１１５でＮｏの場合）、制御装置４０は、カウンタｎを「＋１」する（ステップＳ１１６）。

次に、図１４及び図１５を用いて、本実施形態に係る照明調整方法について説明する。図１４は、本実施形態に係る照明調整方法の一例を示すフローチャートである。図１５は、本実施形態に係る照明調整方法の他の例を示すフローチャートである。縫製対象物Ｓが保持部材１５によって保持され、撮像装置３０の撮影領域ＦＡに第１特徴パターンＵＰ１が配置されているものとする。

まず、図１４を用いて、初期位置データに落射照明装置３３の光量が記憶されていない場合について説明する。照明設定部７３は、落射照明装置３３の光量を増加する（ステップＳ２０１）。照明設定部７３は、光量をあらかじめ設定された最小値から徐々に大きくする。

照明設定部７３は、撮像装置３０によって保持部材１５に保持されている縫製対象物Ｓを撮影する（ステップＳ２０２）。

照明設定部７３は、判別分析法を実行する（ステップＳ２０３）。判別分析法は、縫製対象物Ｓの表面を撮影した画像データに画像処理を行って、縫製対象物Ｓの背景部である表材４を判別する。本実施形態において、二値化処理を行うと、表材４は、白い領域（高輝度領域）として判別可能である。

照明設定部７３は、判別分析法によって縫製対象物Ｓの表材４として判別された領域の平均濃度を算出する（ステップＳ２０４）。

照明設定部７３は、表材４の平均濃度が上限閾値より大きいかを判定する（ステップＳ２０５）。照明設定部７３は、表材４の平均濃度が上限閾値より大きい場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、ステップＳ２０６に進む。照明設定部７３は、表材４の平均濃度が上限閾値より大きくない場合（ステップＳ２０５でＮｏ）、ステップＳ２０１に戻って処理を再度実行する。

表材４の平均濃度が上限閾値を超えると、照明設定部７３は、現在の光量を最大光量として決定する（ステップＳ２０６）。

照明設定部７３は、最大光量以下で光量を減少する（ステップＳ２０７）。照明設定部７３は、光量を最大光量から徐々に小さくする。

照明設定部７３は、撮像装置３０によって保持部材１５に保持されている縫製対象物Ｓを撮影する（ステップＳ２０８）。

照明設定部７３は、判別分析法を実行する（ステップＳ２０９）。判別分析法は、縫製対象物Ｓの表面を撮影した画像データに画像処理を行って、縫製対象物Ｓの孔７を判別する。本実施形態において、二値化処理を行うと、孔７は、黒い領域（低輝度領域）として判別可能である。

照明設定部７３は、判別分析法によって孔７として判別された領域の平均濃度を算出する（ステップＳ２１０）。

照明設定部７３は、孔７の平均濃度が下限閾値より小さいかを判定する（ステップＳ２１１）。照明設定部７３は、孔７の平均濃度が下限閾値より小さい場合（ステップＳ２１１でＹｅｓ）、ステップＳ２１２に進む。照明設定部７３は、孔７の平均濃度が下限閾値より小さくない場合（ステップＳ２１１でＮｏ）、ステップＳ２０７に戻って処理を再度実行する。

照明設定部７３は、最適光量を決定する（ステップＳ２１２）。照明設定部７３は、現在の光量以上、最大光量以下を最適光量として決定する。

次に、図１５を用いて、初期位置データに落射照明装置３３の光量を含む光量データ（認識パラメータ）が記憶されている場合について説明する。照明設定部７３は、落射照明装置３３の光量を初期位置データに記憶された光量にする（ステップＳ３０１）。

照明設定部７３は、撮像装置３０で撮影する（ステップＳ３０２）。

照明設定部７３は、表材４の平均濃度と孔７の平均濃度とがあらかじめ記憶された基準濃度値の範囲内であるかを判定する（ステップＳ３０３）。照明設定部７３は、表材４の平均濃度と孔７の平均濃度とを算出する。照明設定部７３は、表材４の平均濃度と孔７の平均濃度とが基準濃度値の範囲内である場合（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、ステップＳ３０８に進む。照明設定部７３は、表材４の平均濃度と孔７の平均濃度とが基準濃度値の範囲内ではない場合（ステップＳ３０３でＮｏ）、現在の認識パラメータはデータ不整合であるので、ステップＳ３０４に進む。認識パラメータは、光量データと二値化閾値データとを含む。

照明設定部７３は、認識パラメータがデータ不整合である旨を警告表示する（ステップＳ３０４）。また、照明設定部７３は、警告表示とともに、光量を再調整するか否かを選択する画面を表示パネル８１に表示する。

照明設定部７３は、光量を再調整する選択操作が実行されたかを判定する（ステップＳ３０５）。照明設定部７３は、光量を再調整することが選択された場合（ステップＳ３０５でＹｅｓ）、ステップＳ３０６に進む。照明設定部７３は、光量を再調整しないことが選択された場合（ステップＳ３０５でＮｏ）、ステップＳ３０７に進む。

照明設定部７３は、照明を再設定する（ステップＳ３０６）。図１１に示すように、表示制御部７３２によって、操作パネル８２に操作部８２Ａを表示する。作業者は、操作部８２Ａを操作して、照明装置の光量が適切になるように操作する。または、光量を調整してもデータ不整合であるような場合、二値化閾値を変更してもよい。

照明設定部７３は、後続処理を中断する（ステップＳ３０７）。この場合、後続する処理は実行されない。

照明設定部７３は、光量を設定した後、後続処理を実行する（ステップＳ３０８）。この場合、設定した光量で後続処理が実行される。

以上説明したように、本実施形態においては、縫製順番を含む縫製データに基づいて、縫製対象物Ｓの複数の特徴パターンＵＰが撮像装置３０の真下の撮影領域ＦＡに順次配置されるように、保持部材１５を移動させるアクチュエータ１７が制御される。縫製対象物Ｓ上の特徴パターンＵＰを縫製順番に対応して、撮像装置３０の真下の撮影領域ＦＡに正確に移動するので、容易に初期位置データを生成することができる。

また、本実施形態においては、縫製データは、補正時の基準点であるライン上の補正点Ｐｃと、特徴パターンＵＰ内の撮影位置Ｐｆと、次の撮影位置Ｐｆ又は縫製処理の開始位置ＳＰまでの保持部材１５の空送り量とを含む。本実施形態は、このような縫製データに基づいて、自動又は操作パネル２１に表示される操作部２１Ａを操作することよって、縫製対象物Ｓ上の特徴パターンＵＰを縫製順番に対応して、撮像装置３０の真下の撮影領域ＦＡに正確に移動することができる。このようにして、本実施形態は、容易に初期位置データを生成することができる。

これに対して、手作業で、縫製対象物Ｓの特徴パターンＵＰを撮像装置３０の真下の撮影領域ＦＡに移動する場合、保持部材１５の位置を正確に合わせることと、縫製対象物Ｓの姿勢を正確に合わせることが難しい。これにより、初期位置データの生成に手間と時間とを要する。また、手作業で実行する場合、同じ位置に繰り返し移動させることを再現することが難しいおそれがある。

本実施形態は、縫製データに基づいて、保持部材１５の位置を正確に合わせることと、縫製対象物Ｓの姿勢を容易に、かつ、正確に合わせることができる。

また、本実施形態は、初期位置データの生成時、作業者の操作によって、撮像装置３０が撮影した縫製対象物Ｓの表面の画像における特徴パターンＵＰのテンプレート枠の位置と撮影位置Ｐｆとを設定することができる。本実施形態によれば、より検出精度の高い特徴パターンＵＰを設定可能であるので、より適切な初期位置データを生成することができる。

また、本実施形態は、保持部材１５にセットされた縫製対象物Ｓに対して、照明装置の光量を自動で設定することができる。また、本実施形態は、調整された光量と二値化閾値とを光量データとして、生成した初期位置データに対応付けて記憶する。これにより、本実施形態によれば、縫製処理時に、適切な光量を容易に再現することができる。

これに対して、手作業で、縫製対象物Ｓごとに照明を設定する場合、作業者の習熟度によって作業効率と精度とに差異が生じるそれがある。手作業で実行する場合、同様に照明を設定することを再現することが難しいおそれがある。

さらに、本実施形態は、縫製データについて初めて初期位置データを生成するために照明を設定する際、記憶されている照明データの認識パラメータの整合性をチェックし、警告表示するので、縫製処理における不良発生のリスクを低減することができる。また、本実施形態は、認識パラメータの不整合が発生したときに、再調整を行うことができる。本実施形態によれば、縫製対象物Ｓの表材４の素材に合わせて、認識パラメータを適切に設定することができる。

［第２実施形態］
図１６及び図１７を参照しながら、本実施形態に係るミシン１について説明する。図１６は、本実施形態に係るミシン１の一例を示す概略図である。図１７は、本実施形態に係る照明調整方法の一例を示すフローチャートである。ミシン１の基本的な構成は、上述の第１実施形態のミシン１と同様である。以下の説明においては、ミシン１と同様の構成要素には、同一の符号又は対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。ミシン１は、透過照明装置３４を備える点で第１実施形態と異なる。

透過照明装置３４は、撮像装置３０の下側であって、保持部材１５の下側のテーブル２に配置されている。透過照明装置３４は、少なくとも撮像装置３０の撮影領域ＦＡを下方から照明する。透過照明装置３４は、パネル型の照明装置である。透過照明装置３４は、縫製対象物Ｓを表面から見ると、孔７が高輝度領域となり、表材４が低輝度領域となる。

透過照明装置３４を使用する場合、外乱光の影響を抑制するため、撮像装置３０の撮影領域ＦＡを、図示しない筒状のカバーで覆うことが好ましい。

次に、図１６を用いて、本実施形態に係る照明調整方法について説明する。照明設定部７３は、落射照明装置３３を設定する（ステップＳ４０１）。落射照明装置３３の光量は、初期位置データに含まれる光量データに基づいて設定するものとする。

照明設定部７３は、撮像装置３０によって保持部材１５に保持されている縫製対象物Ｓを撮影する（ステップＳ４０２）。

照明設定部７３は、判別分析法を実行する（ステップＳ４０３）。判別分析法は、縫製対象物Ｓの表面を撮影した画像データに画像処理を行って、縫製対象物Ｓの表材４と孔７とを判別する。本実施形態において、表材４が低輝度領域として、孔７が高輝度領域として判別可能である。なお、照明設定部７３は、判別分析法によって孔７を適切に認識できない場合、ＣＡＤデータから生成した縫製データに基づいて、孔７を判別してもよい。

照明設定部７３は、判別分析法によって縫製対象物Ｓの孔７として判別された領域の平均濃度を算出する（ステップＳ４０４）。

照明設定部７３は、算出した、落射照明装置３３を使用した際の孔７の平均濃度を第一孔情報として取得し記憶する（ステップＳ４０５）。

照明設定部７３は、透過照明装置３４を設定する（ステップＳ４０６）。透過照明装置３４の光量は、初期位置データに含まれる光量データに基づいて設定するものとする。

照明設定部７３は、撮像装置３０によって保持部材１５に保持されている縫製対象物Ｓを撮影する（ステップＳ４０７）。

照明設定部７３は、判別分析法を実行する（ステップＳ４０８）。

照明設定部７３は、判別分析法によって縫製対象物Ｓの孔７として判別された領域の平均濃度を算出する（ステップＳ４０９）。

照明設定部７３は、算出した、透過照明装置３４を使用した際の孔７の平均濃度を第二孔情報として取得し記憶する（ステップＳ４１０）。

照明設定部７３は、第一孔情報と第二孔情報とを照合する（ステップＳ４１１）。照明設定部７３は、第一孔情報と第二孔情報とが一致する場合（ステップＳ４１１でＹｅｓ）、ステップＳ４１４に進む。照明設定部７３は、第一孔情報と第二孔情報とが一致しない場合（ステップＳ４１１でＮｏ）、ステップＳ４１３に進む。

照明設定部７３は、落射照明装置３３を使用する照明として設定する（ステップＳ４１３）。

照明設定部７３は、透過照明装置３４を使用する照明として設定する（ステップＳ４１４）。

以上説明したように、本実施形態は、落射照明装置３３を使用するか、透過照明装置３４を使用するかを適切に設定することができる。本実施形態では、透過照明装置３４を使用すると、縫製対象物Ｓの表材４の色、表面のしわの有無、糸色によって、画像が変化して、認識結果に影響することを抑制することができる。言い換えると、本実施形態は、透過照明装置３４を使用することによって、表材４の色、表面のしわの有無、糸色によらず、適切に認識することができる。

［第３実施形態］
図１８から図２６を参照しながら、本実施形態に係るミシン１の撮像装置３０のキャリブレーションに使用する治具１００と治具１１０とについて説明する。図１８は、本実施形態に係る治具１００の一例を示す平面図である。図１９は、本実施形態に係る治具１００の一例を示す断面図である。図２０は、高さに対するピクセルレートの一例を示す図である。図２１は、パターンごとに規定された縫製対象物の高さの一例を示す図である。図２２は、本実施形態に係る治具１１０の一例を示す平面図である。図２３は、本実施形態に係る治具１１０の一例を示す断面図である。図２４は、本実施形態に係る治具１１０の使用方法の一例を示す概略図である。図２５は、本実施形態に係る治具１１０の使用方法の一例を示す概略図である。図２６は、本実施形態に係る治具１１０の使用方法の一例を示す概略図である。

図１８及び図１９を用いて、治具１００について説明する。治具１００は、縫製対象物Ｓの厚さごとに、正確なピクセルレートを算出するための治具である。治具１００は、３段階の厚さを有している。治具１００は、厚さｈ１の第１厚さ部１０１と、厚さｈ１より厚い厚さｈ２の第２厚さ部１０２と、厚さｈ２より厚い厚さｈ３の第３厚さ部１０３とを有する。第１厚さ部１０１は、表面に円１０１ａと円１０１ｂとが配置されている。第２厚さ部１０２は、表面に円１０２ａと円１０２ｂとが配置されている。第３厚さ部１０３は、表面に円１０３ａと円１０３ｂとが配置されている。円１０１ａと円１０１ｂと円１０２ａと円１０２ｂと円１０３ａと円１０３ｂとは同じ大きさである。円１０１ａと円１０２ａと円１０３ａとは、中心が同一直線上に位置している。円１０１ｂと円１０２ｂと円１０３ｂとは、中心が同一直線上に位置している。円１０１ａと円１０１ｂと、円１０２ａと円１０２ｂと、円１０３ａと円１０３ｂとの表面における実際の中心間距離は同じである。

撮像装置３０が撮像した画像データに画像処理を行って、画像上における円１０１ａと円１０１ｂと、円１０２ａと円１０２ｂと、円１０３ａと円１０３ｂとの中心間距離を算出することにより、３段階のピクセルレートが算出される。

図２０及び図２１を用いて、ピクセルレートについて説明する。図２０に示すように、上記の治具１００を使用して取得した３段階のピクセルレートに基づいて、回帰直線を取得する。回帰直線に基づいて、図２１に示すような、任意の厚さの縫製対象物Ｓの適切なピクセルレートが算出可能である。図２１に示すように、パターンごとに、縫製対象物Ｓの厚さが規定されている。または、３段階のピクセルレートに基づいて、２点間の中間値を使用して算出処理を簡素化してもよい。

図２２及び図２３を用いて、治具１１０について説明する。治具１１０は、保持部材１５を使用した状態におけるミシン座標系とカメラ座標系との対応を補正するための治具である。治具１１０は、正方形状の板材である。治具１１０は、中央部に配置された円形部１１１と、円形部１１１の中央に形成された孔１１２とを有する。円形部１１１は、治具１１０の他の部分と異なる色で着色されている。孔１１２は、治具１１０の重心である。治具１１０は、重心計算によって、正確に位置検出が可能である。

図２４から図２６を用いて、治具１１０の使用方法を説明する。まず、図２４の上に示すように、治具１１０を保持部材１５上の任意の位置に固定する。そして、図２４の中央に示すように、保持部材１５をミシン針３の真下であるミシン原点に移動して、ミシン座標値を記憶する。そして、図２４の下に示すように、保持部材１５を撮像装置３０の真下に移動して、撮影した画像に基づいて、治具１１０の重心の座標値を検出する。そして、図２５に示すように、アクチュエータ１７の駆動量から取得したＸ軸方向の移動量とＹ軸方向の移動量と、治具１１０の重心の座標値とから、ミシン座標系における撮像装置３０の中心の座標値を取得する。図２６に示すように、テーブル２をＸ軸方向とＹ軸方向とに既知の量だけ水平面内で移動させて、再度、治具１１０の重心の座標値を検出する。検出した２つの重心の座標値と、テーブル２の移動量とに基づいて、カメラ座標系とミシン座標系と傾きθが算出可能である。このようにして、ミシン座標系とカメラ座標系との対応付けを補正することが可能である。

以上説明したように、本実施形態は、縫製対象物Ｓの厚さに応じたピクセルレートを適切に算出することができる。また、本実施形態は、保持部材１５を使用した状態において、ミシン座標系における、撮像装置３０と縫製対象物Ｓとの位置関係を正確に取得することができる。本実施形態は、縫製対象物Ｓの厚さによらず、縫製対象物Ｓの表面に生じる変位を高精度に検出することができる。

１…ミシン、２…テーブル、３…ミシン針、４…表材、５…パッド材、６…裏材、７…孔、１０…ミシン本体、１１…ミシンフレーム、１１Ａ…水平アーム、１１Ｂ…ベッド、１１Ｃ…垂直アーム、１１Ｄ…ヘッド、１２…針棒、１３…針板、１４…支持部材、１５…保持部材、１５Ａ…押え部材、１５Ｂ…下板、１６…アクチュエータ、１７…アクチュエータ、１７Ｘ…Ｘ軸モータ、１７Ｙ…Ｙ軸モータ、１８…アクチュエータ、１９…中押え部材、２０…操作装置、２１…操作パネル、２２…操作ペダル、３０…撮像装置、３１…駆動量センサ、３２…駆動量センサ、３２Ｘ…Ｘ軸センサ、３２Ｙ…Ｙ軸センサ、３３…落射照明装置、４０…制御装置、５０…入出力インターフェース装置、６０…記憶装置、６１…縫製データ記憶部、６２…プログラム記憶部、７０…演算処理装置、７１…縫製データ取得部、７２…撮影位置設定部、７５…初期位置データ生成部、７６…縫製処理部、７７…制御部、８０…表示装置、８１…表示パネル、８２…照明操作パネル、７２１…表示制御部、７２２…移動制御部、７３…照明設定部、７３１…光量データ記憶部、７３２…表示制御部、７３３…調整部、７４…特徴パターン設定部、７４１…表示制御部、７４２…設定部、ＡＸ…光軸、ＤＰ…規定パターン、ＤＰｈ…基準パターン、ＦＡ…撮影領域、ＧＰ…ステッチ、ＧＰ１…第１ステッチ、ＧＰ２…第２ステッチ、ＭＡ…ステッチ形成領域、Ｐｆ…撮影位置、Ｐｓ…縫製位置、ＲＰ…目標パターン、ＲＰ１…第１目標パターン、ＲＰ２…第２目標パターン、ＵＰ…特徴パターン、ＵＰ１…第１特徴パターン、Ｓ…縫製対象物。

Claims (3)

1. ミシン針の直下の縫製位置を含む所定面内において縫製対象物を保持して移動可能な保持部材と、
   前記保持部材を移動させるアクチュエータと、
   前記縫製対象物を撮影可能な撮像装置と、
   前記撮像装置で撮影される前記縫製対象物を照明する照明装置と、
   前記照明装置に係る操作を受け付け可能な照明操作パネルと、
   前記照明操作パネルに対する操作に基づいて、前記縫製対象物の表面の色に応じて、前記照明装置の光量を制御する制御信号を出力する照明設定部と、を備える
   ミシン。
2. 前記撮像装置が撮影した画像データに基づいて、前記縫製対象物の複数の特徴パターンの初期位置を示す初期位置データを生成する初期位置データ生成部を備え、
   前記初期位置データは、前記縫製対象物ごとに、前記照明装置の光量データを規定する、
   請求項１に記載のミシン。
3. ミシン針の直下の縫製位置を含む所定面内において移動可能な保持部材に保持された縫製対象物を撮像装置で撮影することと、
   前記撮像装置で撮影される前記縫製対象物を照明する照明装置に対する操作を照明操作パネルで受け付けることと、
   前記照明操作パネルに対する操作に基づいて、前記縫製対象物の表面の色に応じて、前記照明装置の光量を制御する制御信号を出力することと、を含む
   縫製方法。

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