JP2024053992A - Sewing system, control device, control method, control program, non-temporary storage medium, and sewn product manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、縫製システム、制御装置、制御方法、制御プログラム、非一時的記憶媒体、及び縫製物製造方法に関する。 The present disclosure relates to a sewing system, a control device, a control method, a control program, a non-transitory storage medium, and a method for manufacturing a sewn product.
布地等の被縫製材にステッチを縫う場合、ロボットの速度と、ミシンの回転速度とを連動させる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 A technology has been disclosed that links the robot speed and the sewing machine rotation speed when stitching a material such as fabric (see, for example, Patent Document 1).
ところで、保持した被縫製材と被縫製材を移動させるロボットの動きとが並進する関係の場合、ロボットの速度とミシンの速度とを一致させる制御でよい。しかし、定形の被縫製材の部分をロボットで保持して取り回しながら自由曲線の形状の縫製を行う場合、単にロボットの速度とミシンの速度とを一致させる制御では同期が取れず、皺になる等、思い通りの縫製ができない。 When the movement of the held sewing material and the robot that moves the sewing material are in a translational relationship, it is sufficient to control the speed of the robot to match the speed of the sewing machine. However, when sewing a free-form curved shape while holding and maneuvering a fixed-shape sewing material with a robot, simply matching the speed of the robot and the sewing machine will not be possible to achieve synchronization, resulting in wrinkles and other problems when sewing the desired shape.
本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、単純な直線の動き又は回転の動きでは実現できない任意の自由曲線の形状の縫製を行えるようにする縫製システム、制御装置、制御方法、制御プログラム、非一時的記憶媒体、及び縫製物製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above points, and aims to provide a sewing system, a control device, a control method, a control program, a non-transitory storage medium, and a method for manufacturing sewn products that enable sewing of any free curve shape that cannot be realized by simple linear or rotational movements.
上記目的を達成するために、第1態様に係る縫製システムは、定形の被縫製材の第1部分を保持するロボットであって、前記第1部分を保持するときの前記ロボットの位置であるロボット保持位置及び前記ロボットの方向であるロボット保持方向で保持する前記ロボットと、予め設定された送り速度で、当該送り速度の方向について前記被縫製材の縫製点の手前にある第2部分が前記縫製点へ向かうように、前記被縫製材の一部を前記送り速度の方向に動かすことで前記被縫製材を送り、前記被縫製材の前記縫製点に送った前記第2部分の縫製を行う縫製装置と、前記ロボット及び前記縫製装置の各々を制御する制御装置と、を含む縫製システムであって、前記制御装置は、前記被縫製材の縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、前記ロボット保持位置が移動する速度であるロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置が移動する速度である縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、前記ロボット保持位置が前記ロボット保持位置速度で移動するように前記ロボットを制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御する制御部を備える。 In order to achieve the above object, the sewing system according to the first aspect includes a robot that holds a first portion of a fixed-shape sewing material, the robot holding the first portion at a robot holding position that is the position of the robot when holding the first portion, and a robot holding direction that is the direction of the robot, a sewing device that feeds the sewing material at a preset feed speed by moving a part of the sewing material in the direction of the feed speed so that a second portion of the sewing material that is in front of a sewing point in the direction of the feed speed moves toward the sewing point, and sews the second portion of the sewing material that has been sent to the sewing point, and a control device that controls each of the robot and the sewing device, the control device being configured to control the sewing device in advance. The control unit controls the robot holding position and the robot holding direction so that the direction of the planned sewing position becomes the planned sewing direction when the planned sewing position of the sewing material is aligned with the sewing point, calculates a speed corresponding to one of the robot holding position speed, which is the speed at which the robot holding position moves, and the planned sewing position speed, which is the speed at which the planned sewing position moves, using the relationship between the robot holding position and the robot holding direction and the planned sewing position and the planned sewing direction, controls the robot so that the robot holding position moves at the robot holding position speed, and controls the sewing device so that the feed speed of the sewing device and the planned sewing position speed match.
定形の被縫製材は、被縫製材自体が定形性を有する場合のほか、不定形の被縫製材であっても型、枠などを用いることで定形的に扱うことができる場合を含む。定形は、ロボットが被縫製材の部分を保持して動かした瞬間、保持している被縫製材の部分の位置と向き(方向)が、被縫製材上の縫製予定位置とその方向、と一定の関係を保ったまま動く程度の定形性であればよく、被縫製材が縫製されたことによって変形していってもよい。 A sewn material with a fixed shape includes not only cases where the sewn material itself has a fixed shape, but also cases where the sewn material has an irregular shape but can be handled in a fixed shape by using a mold, frame, etc. A fixed shape is sufficient if the moment the robot holds and moves a part of the sewn material, the position and orientation (direction) of the part of the sewn material it is holding maintains a fixed relationship with the intended sewing position and direction on the sewn material, and the sewn material may change shape as it is sewn.
ロボット保持位置は、被縫製材を保持する部分として、被縫製材上の広がりのある範囲、複数個所を保持する場合にはその中の代表的な位置を含み、それらと一定の位置関係にある基準位置としてもよい。 The robot holding position may be a reference position that is in a certain positional relationship with a certain range of the material to be sewn, or a representative position within a range where multiple points are held, as the part where the material to be sewn is held.
縫製予定位置は、被縫製材上の縫製を行っていく位置であって、ロボットが保持する部分とは異なる位置である。縫製予定方向は、縫製予定位置にある被縫製材の部分の、縫製時の姿勢、3次元空間内の向きを表す方向であって回転方向もあわせて含み得る。 The intended sewing position is the position on the workpiece where sewing will be performed, and is a position different from the part held by the robot. The intended sewing direction is the direction that represents the posture of the part of the workpiece at the intended sewing position when sewing, and the orientation in three-dimensional space, and may also include the direction of rotation.
被縫製材の一部は、送り速度の方向について縫製点の手前にある被縫製材の部分であってもよいが、縫製点の周囲の他の部分であってもよい。その一部を動かすことで縫製点にある被縫製材の部分が一体に動くような他の部分であって、一部が複数に分かれた領域であってもよい。 The part of the workpiece may be a part of the workpiece that is in front of the sewing point in the direction of the feed speed, but it may also be another part around the sewing point. It may also be a region that is divided into several parts, where moving that part causes the part of the workpiece that is at the sewing point to move as a unit.
ロボット保持位置及びロボット保持方向と、縫製予定位置及び縫製予定方向との関係は、被縫製材が定形であることにより2次元、もしくは、3次元の空間配置が一定であることによって関係付けられていることによる。ここでの一定とは、一時的な場合を含み、ロボットが保持する位置を変える、あるいは、縫製予定位置が変化する場合は、各時点において位置関係が一定であればよい。 The relationship between the robot holding position and robot holding direction and the planned sewing position and planned sewing direction is due to the fact that the material to be sewn has a fixed shape, and therefore its two-dimensional or three-dimensional spatial arrangement is constant. In this case, "constant" includes temporary cases, and when the position held by the robot is changed or the planned sewing position changes, it is sufficient that the positional relationship is constant at each point in time.
設定された送り速度は、一定速度である場合のほか、縫製予定位置毎に異なる速度に設定される場合を含む。 The set feed speed may be a constant speed or may be set to a different speed for each intended sewing position.
速度は、ベクトル量を含み、速さ(速さの値)と方向で表わす場合を含む。 Velocity includes vector quantities and can be expressed as speed (speed value) and direction.
「一方の速度に対応する他方の速度を求め」は、上記の関係によって求まる速度と完全に同一の場合のほか、3次元形状に縫製するために相対的に速度に差異を生じさせる程度の補正を含んでもよい。 "Determining one speed that corresponds to the other speed" may include a correction to the extent that a relative difference in speed occurs in order to sew a three-dimensional shape, in addition to the case where the speed is completely the same as the speed determined by the above relationship.
縫製装置の送り速度は、縫製装置が被縫製材を送る速度であり、例えば、送り部の送り時の速度、縫製装置のモータの速度に同期して動くミシン針の速度としてもよいし、それらの平均速度でもよい。あるいは、間欠送り動作における移動、停止を考慮した間欠送り動作の動作時の速度でもよいし全体としての平均速度としてもよい。このように、速度は平均速度とする場合を含む。また、縫製点は、縫製装置のミシン針が縫うために下がったときに被縫製材に刺さる位置とされる。縫製点は、被縫製材を縫う瞬間に被縫製材が載置されたミシンテーブルの上面をミシン針が通過する位置としてもよい。 The feed speed of the sewing device is the speed at which the sewing device feeds the material to be sewn, and may be, for example, the speed at which the feed section is feeding, the speed of the sewing needle which moves in sync with the speed of the sewing device's motor, or the average speed of these. Alternatively, it may be the speed during intermittent feed operation taking into account the movement and stopping during the intermittent feed operation, or it may be the overall average speed. In this way, the speed includes the case where it is an average speed. Also, the sewing point is the position where the sewing needle of the sewing device pierces the material to be sewn when it descends to sew. The sewing point may be the position where the sewing needle passes over the top surface of the sewing table on which the material to be sewn is placed at the moment the material to be sewn is sewn.
この態様によれば、単純な直線の動き又は回転の動きでは実現できない任意の自由曲線の形状の縫製を行えるようにすることができる。 This makes it possible to sew any free-form curved shape that cannot be achieved with simple linear or rotational movements.
また、前記縫製予定位置は、前記被縫製材上において連続的な自由曲線上に設定され、前記制御部は、前記縫製予定位置が前記自由曲線上を順次移動するように前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、前記縫製予定位置に応じて、前記関係を満たす、前記ロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置速度を設定するようにしてもよい。 The intended sewing position may be set on a continuous free curve on the sewing material, and the control unit may control the robot holding position and the robot holding direction so that the intended sewing position moves sequentially on the free curve, and may set the robot holding position speed and the intended sewing position speed that satisfy the relationship according to the intended sewing position.
連続的な自由曲線は、直線とは限らない線であって、任意の形状の連続的に曲がる線を含み、一部に直線、一定曲率の線を含んでもよく、折り返し点を含んでもよい。 A continuous free curve is a line that is not necessarily a straight line, but includes a continuously curved line of any shape, may include some straight lines, lines of constant curvature, and may include turning points.
この態様によれば、予め設定した任意の自由曲線の形状の縫製を行えるようにすることができる。 This aspect makes it possible to sew any pre-defined free curve shape.
また、前記縫製予定位置は、縫製予定の各縫い目の位置として表され、前記制御部は、前記縫製予定の各縫い目の位置毎に、前記関係を満たす、前記ロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置速度を設定するようにしてもよい。 The planned sewing position may be expressed as the position of each stitch to be sewn, and the control unit may set the robot holding position speed and the planned sewing position speed that satisfy the relationship for each position of the stitch to be sewn.
この態様によれば、縫製予定位置が縫い目の位置毎に設定され、ロボット保持位置速度及び縫製予定位置速度が設定されるので、細やかに制御した縫製を行うことができる。 According to this aspect, the intended sewing position is set for each stitch position, and the robot holding position speed and the intended sewing position speed are set, allowing for finely controlled sewing.
また、前記制御部は、前記ロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置速度の少なくとも一方に上限値を設定するようにしてもよい。 The control unit may also set an upper limit value for at least one of the robot holding position speed and the sewing-intended position speed.
上記の関係によっては、ロボット保持位置速度と縫製装置の送り速度の一方に対して他方の速度の大きさが非常に大きくなって、ロボット又は縫製装置の動かし得る速度の上限を超え、予定通りの縫製ができなくなる場合がある。この態様によれば、予め一方の速度に上限を設けておくことで、関係によって求まる他方の速度がロボット又は縫製装置の限界を越えないように制御することができる。 Depending on the above relationship, the magnitude of one of the robot holding position speed and the sewing device feed speed may become very large relative to the other, exceeding the upper limit of the speed at which the robot or sewing device can be operated, making it impossible to sew as planned. According to this aspect, by setting an upper limit in advance for one of the speeds, it is possible to control the other speed determined by the relationship so that it does not exceed the limits of the robot or sewing device.
また、前記制御部は、前記ロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置速度のうち一方の速度から定まる他方の速度が前記上限値を超えた場合、前記一方の速度を現在速度よりも低く制御するようにしてもよい。 The control unit may also be configured to control one of the robot holding position speed and the intended sewing position speed to be lower than the current speed when the other speed determined from the other speed exceeds the upper limit value.
この態様によれば、ロボット保持位置速度と縫製装置の送り速度のいずれかが動作可能な上限値を越えたことによって予定通りの縫製が行えなくなる状態を解消することができる。 This aspect makes it possible to eliminate a situation in which sewing cannot be performed as planned because either the robot holding position speed or the sewing device feed speed exceeds the upper limit at which sewing can be performed.
また、前記制御部は、前記ロボット保持位置速度に基づいて定まる前記縫製予定位置速度に対応して、前記縫製装置の送り速度を制御する The control unit also controls the feed speed of the sewing device in response to the sewing planned position speed determined based on the robot holding position speed.
この態様によれば、ロボット側の移動速度の上限値が縫製装置の送り速度の上限値より低い場合に、ロボット保持位置速度に基づいて縫製予定位置速度を定めることで動作の上限値を超える状況の発生を減らすことができる。 According to this aspect, when the upper limit of the movement speed of the robot is lower than the upper limit of the feed speed of the sewing device, the occurrence of a situation in which the upper limit of the operation is exceeded can be reduced by determining the intended sewing position speed based on the robot holding position speed.
また、前記制御部は、前記被縫製材を撮影して得られた画像から、前記被縫製材の前記縫製予定位置及び現在の縫製位置を示す現在縫製位置を取得し、前記縫製予定位置と前記現在縫製位置とが一致するように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御するようにしてもよい。 The control unit may also obtain the intended sewing position and the current sewing position of the sewing material from an image obtained by photographing the sewing material, and control the robot holding position and the robot holding direction so that the intended sewing position and the current sewing position coincide with each other.
この態様によれば、現実の位置を確認することで位置ずれが生じたときに修正することができ、また、予定通りに縫えるようにロボットを制御することができる。 According to this embodiment, by checking the actual position, it is possible to correct any misalignment that occurs, and it is also possible to control the robot so that sewing can be performed as planned.
また、前記被縫製材には、前記縫製予定位置が設定される連続的な自由曲線と、前記ロボット保持位置とが立体的に配置されるようにしてもよい。 The material to be sewn may also have a continuous free curve on which the intended sewing position is set and the robot holding position arranged three-dimensionally.
この態様によれば、立体的な被縫製材に対してロボットが動かす被縫製材と縫製装置の送り動作を同期して縫製することができる。 According to this aspect, the sewing material moved by the robot and the feeding operation of the sewing device can be synchronized for sewing a three-dimensional sewing material.
また、前記制御部は、前記ロボットから、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持位置速度を取得し、前記縫製点から前記ロボット保持位置へ向かう距離を大きさとする距離ベクトルを求め、前記ロボット保持位置速度及び前記距離ベクトルを用いて、前記縫製予定位置速度を算出するようにしてもよい。 The control unit may also acquire the robot holding position and the robot holding position velocity from the robot, obtain a distance vector whose magnitude is the distance from the sewing point to the robot holding position, and calculate the intended sewing position velocity using the robot holding position velocity and the distance vector.
この態様によれば、距離ベクトルを用いることで縫製予定位置速度の算出を行うことができる。 According to this aspect, the planned sewing position speed can be calculated by using the distance vector.
また、前記距離ベクトルは、前記ロボットの原点から前記ロボット保持位置に向かう第1ベクトルと、前記原点から前記縫製点に向かう第2ベクトルとを用いて算出されるようにしてもよい。 The distance vector may also be calculated using a first vector extending from the robot's origin toward the robot holding position, and a second vector extending from the origin toward the sewing point.
この態様によれば、第1、第2ベクトルを用いることで距離ベクトルの算出を行うことができる。 According to this aspect, the distance vector can be calculated by using the first and second vectors.
また、前記被縫製材は、第1被縫製材及び第2被縫製材を含み、前記ロボットは、前記第1被縫製材の一部を保持する第1ロボット、及び、前記第2被縫製材の一部を保持する第2ロボットを含み、前記制御部は、前記第1被縫製材及び前記第2被縫製材を重ねて縫製する場合に、前記第1ロボット及び前記第2ロボットの一方に対して、前記縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、第1のロボット保持位置及び第1のロボット保持方向を制御し、前記第1のロボット保持位置及び前記第1のロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、第1のロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、前記第1のロボット保持位置が前記第1のロボット保持位置速度で移動するように前記一方のロボットを制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御し、前記第1ロボット及び前記第2ロボットの他方についての第2のロボット保持位置速度を前記縫製予定位置速度に合わせる制御を行うようにしてもよい。 The material to be sewn includes a first material to be sewn and a second material to be sewn, and the robot includes a first robot that holds a part of the first material to be sewn and a second robot that holds a part of the second material to be sewn, and the control unit may control a first robot holding position and a first robot holding direction for one of the first robot and the second robot when sewing the first material to be sewn and overlapping each other, so that the direction of the planned sewing position becomes the planned sewing direction when the planned sewing position is aligned with the sewing point, and may use the relationship between the first robot holding position and the first robot holding direction and the planned sewing position and the planned sewing direction to determine the other speed corresponding to one of the first robot holding position speed and the planned sewing position speed, control the one robot so that the first robot holding position moves at the first robot holding position speed, control the sewing device so that the feed speed of the sewing device and the planned sewing position speed match, and control the second robot holding position speed for the other of the first robot and the second robot to match the planned sewing position speed.
この態様によれば、第1ロボット及び第2ロボットのうち一方を自由曲線形状の移動を行う制御とし、他方を単純な並進又は回転の移動を行う制御とすることができる。 According to this aspect, one of the first robot and the second robot can be controlled to move in a free curve shape, and the other can be controlled to move in a simple translational or rotational manner.
また、前記被縫製材は、第1被縫製材及び第2被縫製材を含み、前記ロボットは、前記第1被縫製材の一部を保持する第1ロボット、及び、前記第2被縫製材の一部を保持する第2ロボットを含み、前記制御部は、前記第1被縫製材及び前記第2被縫製材を重ねて縫製する場合に、前記第1ロボット及び前記第2ロボットの両方に対して、前記縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、前記ロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、前記ロボット保持位置が前記ロボット保持位置速度で移動するように前記両方のロボットの各々を制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御し、前記第1ロボット及び前記第2ロボットのうち一方の前記縫製予定位置速度が他方の前記縫製予定位置速度と一致するように制御する。 The material to be sewn includes a first material to be sewn and a second material to be sewn, and the robot includes a first robot that holds a part of the first material to be sewn and a second robot that holds a part of the second material to be sewn. When the first material to be sewn and the second material to be sewn are overlapped and sewn, the control unit controls the robot holding position and the robot holding direction for both the first robot and the second robot so that the direction of the planned sewing position becomes the planned sewing direction when the planned sewing position is aligned with the sewing point, determines the robot holding position speed and the planned sewing position speed corresponding to one of the other speeds using the relationship between the robot holding position and the robot holding direction and the planned sewing position and the planned sewing direction, controls each of the two robots so that the robot holding position moves at the robot holding position speed, controls the sewing device so that the feed speed of the sewing device and the planned sewing position speed match, and controls so that the planned sewing position speed of one of the first robot and the second robot matches the planned sewing position speed of the other.
この態様によれば、第1ロボット及び第2ロボットの両方を自由曲線形状の移動を行う制御とすることができる。 According to this aspect, both the first robot and the second robot can be controlled to move in a free curve shape.
第2態様に係る制御装置は、上記の縫製システムに含まれる制御装置である。 The control device according to the second aspect is a control device included in the sewing system described above.
第3態様に係る制御方法は、定形の被縫製材の第1部分を保持するロボットであって、前記第1部分を保持するときの前記ロボットの位置であるロボット保持位置及び前記ロボットの方向であるロボット保持方向で保持する前記ロボットと、予め設定された送り速度で、当該送り速度の方向について前記被縫製材の縫製点の手前にある第2部分が前記縫製点へ向かうように、前記被縫製材の一部を前記送り速度の方向に動かすことで前記被縫製材を送り、前記被縫製材の前記縫製点に送った前記第2部分の縫製を行う縫製装置と、を制御する制御装置の制御方法であって、前記被縫製材の縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、前記ロボット保持位置が移動する速度であるロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置が移動する速度である縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、前記ロボット保持位置が前記ロボット保持位置速度で移動するように前記ロボットを制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御する。 The control method according to the third aspect is a control method for a control device that controls a robot that holds a first portion of a fixed-shape sewing material, the robot holding the first portion at a robot holding position that is the position of the robot when holding the first portion, and a sewing device that feeds the sewing material by moving a part of the sewing material in the direction of a preset feed speed so that a second portion of the sewing material that is in front of a sewing point in the direction of the feed speed moves toward the sewing point, and that sews the second portion of the sewing material that has been sent to the sewing point, and the sewing device controls the sewing device to move a planned sewing position of the sewing material toward the sewing point. The robot holding position and the robot holding direction are controlled so that the direction of the planned sewing position becomes the planned sewing direction when aligned, and the relationship between the robot holding position and the robot holding direction and the planned sewing position and the planned sewing direction is used to determine a speed corresponding to one of the robot holding position speed, which is the speed at which the robot holding position moves, and the planned sewing position speed, which is the speed at which the planned sewing position moves, and the robot is controlled so that the robot holding position moves at the robot holding position speed, and the sewing device is controlled so that the feed speed of the sewing device and the planned sewing position speed match.
第4態様に係る制御プログラムは、定形の被縫製材の第1部分を保持するロボットであって、前記第1部分を保持するときの前記ロボットの位置であるロボット保持位置及び前記ロボットの方向であるロボット保持方向で保持する前記ロボットと、予め設定された送り速度で、当該送り速度の方向について前記被縫製材の縫製点の手前にある第2部分が前記縫製点へ向かうように、前記被縫製材の一部を前記送り速度の方向に動かすことで前記被縫製材を送り、前記被縫製材の前記縫製点に送った前記第2部分の縫製を行う縫製装置と、を制御する制御装置の制御プログラムであって、前記被縫製材の縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、前記ロボット保持位置が移動する速度であるロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置が移動する速度である縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、前記ロボット保持位置が前記ロボット保持位置速度で移動するように前記ロボットを制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御することを、コンピュータに実行させる。 The control program according to the fourth aspect is a control program for a control device that controls a robot that holds a first portion of a fixed-shape sewing material, and holds the first portion at a robot holding position that is the position of the robot when holding the first portion, and a sewing device that feeds the sewing material by moving a part of the sewing material in the direction of a preset feed speed so that a second portion of the sewing material that is in front of a sewing point in the direction of the feed speed moves toward the sewing point, and sews the second portion of the sewing material that has been sent to the sewing point, and that aligns the planned sewing position of the sewing material with the sewing point. The computer executes the following: controlling the robot holding position and the robot holding direction so that the direction of the planned sewing position becomes the planned sewing direction when the sewing machine is in a sewing position; determining a speed corresponding to one of the robot holding position speed, which is the speed at which the robot holding position moves, and the planned sewing position speed, which is the speed at which the planned sewing position moves, using the relationship between the robot holding position and the robot holding direction and the planned sewing position and the planned sewing direction; controlling the robot so that the robot holding position moves at the robot holding position speed; and controlling the sewing machine so that the feed speed of the sewing machine and the planned sewing position speed match.
第5態様に係る非一時的記憶媒体は、定形の被縫製材の第1部分を保持するロボットであって、前記第1部分を保持するときの前記ロボットの位置であるロボット保持位置及び前記ロボットの方向であるロボット保持方向で保持する前記ロボットと、予め設定された送り速度で、当該送り速度の方向について前記被縫製材の縫製点の手前にある第2部分が前記縫製点へ向かうように、前記被縫製材の一部を前記送り速度の方向に動かすことで前記被縫製材を送り、前記被縫製材の前記縫製点に送った前記第2部分の縫製を行う縫製装置と、を制御する制御装置の制御プログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、前記制御プログラムは、前記被縫製材の縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、前記ロボット保持位置が移動する速度であるロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置が移動する速度である縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、前記ロボット保持位置が前記ロボット保持位置速度で移動するように前記ロボットを制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御することを、コンピュータに実行させる。 The non-transient storage medium according to the fifth aspect is a non-transient storage medium that stores a control program for controlling a control device that controls a robot that holds a first portion of a fixed-shape sewing material, the robot holding the first portion at a robot holding position that is the position of the robot when holding the first portion, and a sewing device that feeds the sewing material at a preset feed speed by moving a part of the sewing material in the direction of the feed speed so that a second portion of the sewing material that is in front of a sewing point in the direction of the feed speed moves toward the sewing point, and sews the second portion of the sewing material that has been sent to the sewing point, the control program being a non-transient storage medium that stores a control program for controlling a control device that controls a sewing device that feeds the sewing material at a predetermined feed speed by moving a part of the sewing material in the direction of the feed speed so that a second portion of the sewing material that is in front of a sewing point in the direction of the feed speed moves toward the sewing point, the control program being a non-transient storage medium that stores a control program for controlling a control ... The computer executes the following: controlling the robot holding position and the robot holding direction so that the direction of the planned sewing position becomes the planned sewing direction when the sewing point is aligned with the robot holding position and the robot holding direction; determining a speed corresponding to one of the robot holding position speed, which is the speed at which the robot holding position moves, and the planned sewing position speed, which is the speed at which the planned sewing position moves, using the relationship between the robot holding position and the robot holding direction and the planned sewing position and the planned sewing direction; controlling the robot so that the robot holding position moves at the robot holding position speed; and controlling the sewing device so that the feed speed of the sewing device and the planned sewing position speed match.
第6態様に係る縫製物製造方法は、上記の縫製システムによる縫製物製造方法であって、前記ロボット及び前記縫製装置が、前記制御装置による制御に従って、前記被縫製材から縫製物を製造する。 The sixth aspect of the method for producing a sewn product is a method for producing a sewn product using the sewing system described above, in which the robot and the sewing device produce a sewn product from the sewing material according to the control of the control device.
本開示によれば、単純な直線の動き又は回転の動きでは実現できない任意の自由曲線の形状の縫製を行えるようにすることができる。 This disclosure makes it possible to sew any free-form curve shape that cannot be achieved with simple linear or rotational movements.
以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態の一例について詳細に説明する。なお、動作、作用、機能が同じ働きを担う構成要素及び処理には、全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を適宜省略する場合がある。各図面は、本開示の技術を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本開示の技術は、図示例のみに限定されるものではない。また、本実施形態では、本開示の技術と直接的に関連しない構成や周知な構成については、説明を省略する場合がある。 An example of a form for implementing the technology of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. Note that components and processes that perform the same actions, actions, and functions are given the same reference numerals throughout the drawings, and duplicated descriptions may be omitted as appropriate. Each drawing is merely a schematic illustration to allow a sufficient understanding of the technology of the present disclosure. Therefore, the technology of the present disclosure is not limited to the illustrated examples. Also, in this embodiment, descriptions of configurations that are not directly related to the technology of the present disclosure or well-known configurations may be omitted.
図1は、本実施形態に係る縫製システム100の構成の一例を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of a sewing system 100 according to this embodiment.
図1に示す縫製システム100は、制御装置10、ロボット20、ミシン30、及びカメラ40を備えている。ミシン30は、縫製装置の一例である。縫製システム100は、ロボット20及びミシン30を用いて定形の被縫製材M(以下、単に「被縫製材M」という。)の縫製を自動的に行う。被縫製材Mは、ミシン針が貫通する材質であれば特に限定されるものではないが、例えば、布、革等、柔軟性を有する材質とされる。被縫製材Mは、1つの部材でもよいし、複数の部材でもよい。図1において、Y方向は紙面奥行き方向を示し、X方向は紙面左右方向を示し、Z方向は紙面上下方向を示す。 The sewing system 100 shown in FIG. 1 includes a control device 10, a robot 20, a sewing machine 30, and a camera 40. The sewing machine 30 is an example of a sewing device. The sewing system 100 automatically sews a fixed-shape sewing material M (hereinafter simply referred to as "sewn material M") using the robot 20 and the sewing machine 30. The sewing material M is not particularly limited as long as it is a material through which a sewing needle can penetrate, but is, for example, a flexible material such as cloth or leather. The sewing material M may be one member or multiple members. In FIG. 1, the Y direction indicates the depth direction of the paper, the X direction indicates the left-right direction of the paper, and the Z direction indicates the up-down direction of the paper.
ミシン30は、ミシンテーブル50上に設置されている。ミシン30は、ミシン本体部31、ミシン制御機構32、ミシン針33、押え部34、及び送り部35を備えている。ミシン本体部31は、ミシン針33を定位置(縫製点)で上下動させて、ミシンテーブル50に載置された被縫製材Mの縫製を行う。なお、縫製点とは、例えば、ミシン30のミシン針33が縫うために下がったときに被縫製材Mに刺さる位置とされる。縫製点は、被縫製材Mを縫う瞬間に被縫製材Mが載置されたミシンテーブル50の上面をミシン針33が通過する位置としてもよい。ミシン制御機構32は、例えば、モータであり、制御装置10からミシン30の送り速度を指示するためのミシン指令信号が入力されると、当該ミシン指令信号に基づいて、ミシン針33の上下動の速度を調整可能とする。 The sewing machine 30 is installed on the sewing machine table 50. The sewing machine 30 includes a sewing machine main body 31, a sewing machine control mechanism 32, a sewing machine needle 33, a presser foot 34, and a feed unit 35. The sewing machine main body 31 moves the sewing machine needle 33 up and down at a fixed position (sewing point) to sew the sewing material M placed on the sewing machine table 50. The sewing point is, for example, the position where the sewing machine needle 33 of the sewing machine 30 pierces the sewing material M when it descends to sew. The sewing point may be the position where the sewing machine needle 33 passes through the upper surface of the sewing machine table 50 on which the sewing material M is placed at the moment the sewing material M is sewn. The sewing machine control mechanism 32 is, for example, a motor, and when a sewing machine command signal for instructing the feed speed of the sewing machine 30 is input from the control device 10, the speed of the up and down movement of the sewing machine needle 33 can be adjusted based on the sewing machine command signal.
ミシン30は、被縫製材Mの送り機構及びミシン針33の動作機構を有している。これらの機構は、同一のモータによって一定比の速度で連動して動作する。実際の動作では、ミシン針33の上下動作(縫い動作)と、被縫製材Mの送り動作とが交互に行われる。押え部34は、被縫製材Mを間欠的に押さえて被縫製材Mの浮き抑止を行う。つまり、押え部34は、ミシン針33を下方に移動させて被縫製材Mに刺すときに被縫製材Mが浮かないように、ミシン針33が通る位置の近傍で上方から被縫製材Mへ押し下げて、被縫製材Mの下側にあるテーブル面との間で被縫製材Mを挟み込む。また、押え部34は、ミシン針33を上方へ移動させて被縫製材Mから抜くときに被縫製材Mの浮きを抑制する。また、押え部34は、複数の被縫製材Mを縫い付ける場合には互いの被縫製材Mを重ね合わせる。また、押え部34は、ミシン針33を上下させたあと、被縫製材Mを送る間、上方に移動し、押さえ状態を解除する。送り部35は、上記送り機構として構成され、押え部34と連動して、ミシン針33で被縫製材Mに糸を通した後、ミシン針33が被縫製材Mから離れている間に、縫い目の距離だけ被縫製材Mを縫い方向へ送る。 The sewing machine 30 has a mechanism for feeding the material M to be sewn and a mechanism for operating the needle 33. These mechanisms are operated in conjunction with each other at a constant speed ratio by the same motor. In actual operation, the needle 33 moves up and down (sewing) and the material M to be sewn is fed alternately. The presser 34 presses the material M to be sewn intermittently to prevent it from floating. In other words, the presser 34 presses down on the material M to be sewn from above near the position where the needle 33 passes, so that the material M to be sewn does not float when the needle 33 is moved downward to pierce the material M to be sewn, and sandwiches the material M to be sewn between the presser 34 and the table surface below the material M to be sewn. The presser 34 also suppresses the material M to be sewn from floating when the needle 33 is moved upward to remove it from the material M to be sewn. When sewing multiple materials M to be sewn, the presser 34 overlaps the materials M to be sewn. After the sewing needle 33 is raised and lowered, the presser 34 moves upward and releases the pressing state while feeding the sewn material M. The feeder 35 is configured as the above-mentioned feed mechanism, and works in conjunction with the presser 34 to feed the sewn material M in the sewing direction by the distance of the stitch after the sewing needle 33 has threaded the sewn material M and while the sewing needle 33 is away from the sewn material M.
ミシン30は、押え部34及び送り部35により被縫製材Mを間欠的に押さえながら間欠送り動作を行う。本実施形態において、ミシン30の送り速度は、ミシン30が被縫製材Mを送る速度であり、例えば、送り部35の送り時の速度、ミシン30のモータの速度に同期して動くミシン針33の速度としてもよいし、それらの平均速度でもよい。あるいは、間欠送り動作における移動、停止を考慮した間欠送り動作の動作時の速度でもよいし全体としての平均速度としてもよい。 The sewing machine 30 performs an intermittent feed operation while intermittently pressing the sewing material M with the presser section 34 and the feed section 35. In this embodiment, the feed speed of the sewing machine 30 is the speed at which the sewing machine 30 feeds the sewing material M, and may be, for example, the speed at which the feed section 35 feeds, the speed of the sewing needle 33 that moves in sync with the speed of the sewing machine 30 motor, or the average speed of these. Alternatively, it may be the speed during the intermittent feed operation that takes into account the movement and stopping during the intermittent feed operation, or it may be the overall average speed.
ミシン30は、ロボット20が保持する被縫製材Mを予め設定された送り速度で縫製点に送り、当該縫製点に送った被縫製材Mの縫製を行う。 The sewing machine 30 feeds the workpiece M held by the robot 20 to the sewing point at a preset feed speed and sews the workpiece M sent to the sewing point.
ロボット20は、支持台21、ロボットコントローラ22、ロボットアーム部23、及びロボットハンド部24を備えている。ロボットハンド部24は、ロボット20の先端部に設けられる。ロボットアーム部23は、多関節のアームであり、一端に支持台21が接続され、他端にロボットハンド部24が接続される。支持台21は、ロボットアーム部23を支持し、ロボットコントローラ22を内蔵する。ロボットハンド部24は、ミシンテーブル50の上に載置された被縫製材Mを上から押さえ、被縫製材Mを保持して動かしながらミシン30のミシン針33に供給する。なお、ロボットハンド部24は、ミシンテーブル50上で滑らせながら移動させてミシン30のミシン針33に供給してもよい。 The robot 20 includes a support base 21, a robot controller 22, a robot arm unit 23, and a robot hand unit 24. The robot hand unit 24 is provided at the tip of the robot 20. The robot arm unit 23 is a multi-joint arm, with one end connected to the support base 21 and the other end connected to the robot hand unit 24. The support base 21 supports the robot arm unit 23 and incorporates the robot controller 22. The robot hand unit 24 presses down on the sewing material M placed on the sewing machine table 50 from above, and supplies the sewing material M to the sewing machine needle 33 of the sewing machine 30 while holding and moving the sewing material M. The robot hand unit 24 may be moved while sliding on the sewing machine table 50 to supply the sewing material to the sewing machine needle 33 of the sewing machine 30.
ロボットコントローラ22は、制御装置10からロボット20の動作を指示するためのロボット指令信号が入力されると、当該ロボット指令信号に基づいて、ロボットアーム部23及びロボットハンド部24を動作させる。これにより、ミシンテーブル50上の被縫製材Mがロボットハンド部24によって保持される。そして、この状態で、ロボットハンド部24が被縫製材Mを移動させる方向に動作することで、被縫製材Mがミシンテーブル50上を動きながらミシン30のミシン針33に対して移動する。 When a robot command signal for instructing the operation of the robot 20 is input from the control device 10, the robot controller 22 operates the robot arm unit 23 and the robot hand unit 24 based on the robot command signal. As a result, the workpiece M on the sewing machine table 50 is held by the robot hand unit 24. Then, in this state, the robot hand unit 24 operates in a direction to move the workpiece M, so that the workpiece M moves relative to the sewing machine needle 33 of the sewing machine 30 while moving on the sewing machine table 50.
ロボット20は、被縫製材Mを保持する。ロボット20は、被縫製材Mをロボット20が保持する位置であるロボット保持位置及びロボット20の方向であるロボット保持方向で保持する。 The robot 20 holds the workpiece M. The robot 20 holds the workpiece M at a robot holding position, which is the position where the robot 20 holds the workpiece M, and at a robot holding direction, which is the direction of the robot 20.
具体的に、ロボット20は、被縫製材Mの第1部分を保持するロボットである。ロボット保持位置は、第1部分を保持するときのロボットの位置であり、ロボット保持方向は、そのときのロボット20の方向である。ミシン30は、予め設定された送り速度で、当該送り速度の方向について被縫製材Mの縫製点の手前にある第2部分が縫製点へ向かうように、被縫製材Mの一部を送り速度の方向に動かすことで被縫製材Mを送り、被縫製材Mの縫製点に送った第2部分の縫製を行う。 Specifically, the robot 20 is a robot that holds a first portion of the workpiece M. The robot holding position is the position of the robot when holding the first portion, and the robot holding direction is the direction of the robot 20 at that time. The sewing machine 30 feeds the workpiece M at a preset feed speed by moving a portion of the workpiece M in the direction of the feed speed so that a second portion of the workpiece M that is in front of the sewing point in the direction of the feed speed moves toward the sewing point, and sews the second portion of the workpiece M that has been sent to the sewing point.
カメラ40は、ミシンテーブル50上に載置された被縫製材Mを上方から撮影して、被縫製材Mの縫製状態を撮影するためのカメラである。但し、カメラ40の設置位置、ロボット20の設置位置、及びミシン30の設置位置は、一定の位置関係に保持されている。なお、下方から撮影するカメラを追加し、被縫製材Mを下方から撮影するようにしてもよい。 The camera 40 is a camera for photographing the sewing material M placed on the sewing machine table 50 from above to photograph the sewing state of the sewing material M. However, the installation positions of the camera 40, the installation positions of the robot 20, and the installation positions of the sewing machine 30 are maintained in a fixed positional relationship. Note that a camera for photographing from below may be added to photograph the sewing material M from below.
制御装置10は、ロボット20、ミシン30、及びカメラ40の各々が接続され、カメラ40から得られた画像の画像処理を行うと共に、ロボット20及びミシン30の各々を制御するコントローラである。制御装置10には、例えば、パーソナルコンピュータ(PC:Personal Computer)等の汎用的なコンピュータ装置が適用される。 The control device 10 is a controller to which the robot 20, the sewing machine 30, and the camera 40 are connected, and which processes images obtained from the camera 40 and controls the robot 20 and the sewing machine 30. A general-purpose computer device such as a personal computer (PC) is applied to the control device 10.
図2は、本実施形態に係る制御装置10の電気的な構成の一例を示すブロック図である。 Figure 2 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the control device 10 according to this embodiment.
図2に示すように、本実施形態に係る制御装置10は、CPU(Central Processing Unit)11と、ROM(Read Only Memory)12と、RAM(Random Access Memory)13と、入出力インタフェース(I/O)14と、記憶部15と、接続部16と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the control device 10 according to this embodiment includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, an input/output interface (I/O) 14, a storage unit 15, and a connection unit 16.
CPU11、ROM12、RAM13、及びI/O14は、バスを介して各々接続されている。I/O14には、記憶部15と、接続部16と、を含む各機能部が接続されている。これらの各機能部は、I/O14を介して、CPU11と相互に通信可能とされる。 The CPU 11, ROM 12, RAM 13, and I/O 14 are each connected via a bus. The I/O 14 is connected to various functional units including a memory unit 15 and a connection unit 16. These functional units are capable of communicating with the CPU 11 via the I/O 14.
CPU11、ROM12、RAM13、及びI/O14によって制御ユニットが構成される。制御ユニットは、制御装置10の一部の動作を制御するサブ制御ユニットとして構成されてもよいし、制御装置10の全体の動作を制御するメイン制御ユニットの一部として構成されてもよい。制御ユニットの各ブロックの一部又は全部には、例えば、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路又はICチップセットが用いられる。上記各ブロックに個別の回路を用いてもよいし、一部又は全部を集積した回路を用いてもよい。上記各ブロック同士が一体として設けられてもよいし、一部のブロックが別に設けられてもよい。また、上記各ブロックのそれぞれにおいて、その一部が別に設けられてもよい。制御ユニットの集積化には、LSIに限らず、専用回路又は汎用プロセッサを用いてもよい。 The control unit is made up of the CPU 11, ROM 12, RAM 13, and I/O 14. The control unit may be configured as a sub-control unit that controls part of the operation of the control device 10, or may be configured as part of a main control unit that controls the entire operation of the control device 10. For some or all of the blocks of the control unit, integrated circuits such as LSI (Large Scale Integration) or IC chip sets are used. Individual circuits may be used for each of the above blocks, or a circuit in which some or all of the blocks are integrated may be used. The above blocks may be provided integrally, or some of the blocks may be provided separately. Furthermore, parts of each of the above blocks may be provided separately. The integration of the control unit is not limited to LSI, and a dedicated circuit or a general-purpose processor may be used.
記憶部15としては、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等が用いられる。記憶部15には、本実施形態に係る制御プログラム15Aが記憶される。なお、この制御プログラム15Aは、ROM12に記憶されていてもよい。 For example, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a flash memory, or the like is used as the storage unit 15. The storage unit 15 stores a control program 15A according to this embodiment. Note that this control program 15A may be stored in the ROM 12.
制御プログラム15Aは、例えば、制御装置10に予めインストールされていてもよい。制御プログラム15Aは、不揮発性の非一時的記憶媒体に記憶して、又はネットワークを介して配布して、制御装置10に適宜インストールすることで実現してもよい。なお、不揮発性の非一時的記憶媒体の例としては、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、光磁気ディスク、HDD、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、フラッシュメモリ、メモリカード等が想定される。 The control program 15A may be pre-installed in the control device 10, for example. The control program 15A may be realized by storing it in a non-volatile non-transient storage medium or distributing it via a network and installing it appropriately in the control device 10. Note that examples of non-volatile non-transient storage media include CD-ROMs (Compact Disc Read Only Memory), optical magnetic disks, HDDs, DVD-ROMs (Digital Versatile Disc Read Only Memory), flash memories, memory cards, etc.
接続部16は、ロボット20のロボットコントローラ22、ミシン30のミシン制御機構32、及びカメラ40の各々を接続するためのインタフェースである。 The connection unit 16 is an interface for connecting the robot controller 22 of the robot 20, the sewing machine control mechanism 32 of the sewing machine 30, and the camera 40.
ところで、上述したように、定形の被縫製材の部分をロボットで保持して取り回しながら自由曲線の形状の縫製を行う場合、単にロボットの速度とミシンの速度とを一致させる制御では同期が取れず、皺になる等、思い通りの縫製ができない。 However, as mentioned above, when sewing a free-form curved shape while using a robot to hold and manipulate a fixed portion of the sewing material, simply matching the robot speed with the sewing machine speed will not allow for synchronization, resulting in wrinkles and other problems that prevent the sewing from going as planned.
これに対して、本実施形態に係る縫製システム100では、ミシン30の縫製点から離れた位置で被縫製材Mを保持したロボット20が被縫製材Mを動かしながら単純な直線の動き又は回転の動きでは実現できない任意の自由曲線の形状の縫製を行えるようにする。 In contrast, in the sewing system 100 according to this embodiment, the robot 20 holds the workpiece M at a position away from the sewing point of the sewing machine 30, and while moving the workpiece M, can sew any free-form curve shape that cannot be achieved by simple linear or rotational movements.
具体的に、本実施形態に係る制御装置10のCPU11は、記憶部15に記憶されている制御プログラム15AをRAM13に書き込んで実行することにより、図3に示す各部として機能する。 Specifically, the CPU 11 of the control device 10 according to this embodiment writes the control program 15A stored in the storage unit 15 to the RAM 13 and executes it, thereby functioning as each unit shown in FIG. 3.
図3は、本実施形態に係る制御装置10の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 Figure 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control device 10 according to this embodiment.
図3に示すように、本実施形態に係る制御装置10のCPU11は、設定部11A及び制御部11Bとして機能する。 As shown in FIG. 3, the CPU 11 of the control device 10 according to this embodiment functions as a setting unit 11A and a control unit 11B.
設定部11Aは、被縫製材Mに対して縫製予定位置及び縫製予定方向を設定する。縫製予定位置は、被縫製材M上の縫製を行っていく位置であり、ロボット20が保持する部分とは異なる位置である。縫製予定方向は、縫製予定位置にある被縫製材Mの部分の、縫製時の姿勢、3次元空間内の向きを表す方向であって回転方向もあわせて含み得る。縫製予定位置及び縫製予定方向は、連続した点の集合として表される。この連続した点の集合は、例えば、連続的な自由曲線(図4参照)上に設定される。「連続的な自由曲線」とは、直線とは限らない線であり、任意の形状の連続的に曲がる線を含み、一部に直線、一定曲率の線を含んでもよく、折り返し点を含んでもよい。この自由曲線は、例えば、被縫製材Mの目印となる特徴的な形状を基準として設定してもよいし、被縫製材Mの端に沿って一定距離離れた位置に設定してもよい。自由曲線に従って縫製した後は縫い目が形成される。縫製予定位置及び縫製予定方向は、例えば、カメラ40で被縫製材Mを撮影して得られた画像をモニタに表示しながら設定される。縫製予定位置及び縫製予定方向は、例えば、被縫製材上の目印、端部(エッジ)を基準として、2次元又は3次元の座標として表すことができる。具体的には、制御装置10がマウス、キーボード等の入力装置を備え、この入力装置を用いて、例えば、縫製範囲(縫製の開始点、終了点)、縫い代(エッジからの距離)、縫いピッチ等の種々の縫製条件を入力できるようにしておく。これにより被縫製材Mに対して適切な縫製予定位置及び縫製予定方向が設定される。 The setting unit 11A sets the sewing position and the sewing direction for the sewing material M. The sewing position is the position on the sewing material M where sewing will be performed, and is a position different from the part held by the robot 20. The sewing direction is the direction that represents the posture of the part of the sewing material M at the sewing position at the time of sewing, the orientation in three-dimensional space, and may also include the rotation direction. The sewing position and the sewing direction are expressed as a set of continuous points. This set of continuous points is set, for example, on a continuous free curve (see FIG. 4). A "continuous free curve" is a line that is not necessarily a straight line, includes a continuously curved line of any shape, may include a straight line in part, a line of a certain curvature, and may include a turning point. This free curve may be set, for example, based on a characteristic shape that serves as a marker for the sewing material M, or may be set at a position a certain distance away along the edge of the sewing material M. After sewing according to the free curve, a stitch is formed. The sewing position and the sewing direction are set, for example, while displaying an image obtained by photographing the sewing material M with the camera 40 on a monitor. The intended sewing position and intended sewing direction can be expressed as two-dimensional or three-dimensional coordinates, for example, based on a mark or end (edge) on the sewing material. Specifically, the control device 10 is equipped with an input device such as a mouse or keyboard, and various sewing conditions such as the sewing range (start point and end point of sewing), seam allowance (distance from the edge), and sewing pitch can be input using this input device. In this way, an appropriate intended sewing position and intended sewing direction are set for the sewing material M.
制御部11Bは、ロボットコントローラ22に対して、ロボット20の動作を指示するためのロボット指令信号を出力し、ミシン制御機構32に対して、ミシン30の送り速度を指示するためのミシン指令信号を出力する。制御部11Bは、設定部11Aにより設定された縫製予定位置及び縫製予定方向、ミシン30の縫製点の位置、ロボット20からロボット保持位置及びロボット保持方向をそれぞれ取得する。ロボット保持位置及びロボット保持方向は、上述したように、ロボット20が被縫製材Mを保持する位置及び方向、すなわち、ロボットハンド部24の位置及び方向を表す。 The control unit 11B outputs a robot command signal to the robot controller 22 to instruct the operation of the robot 20, and outputs a sewing machine command signal to the sewing machine control mechanism 32 to instruct the feed speed of the sewing machine 30. The control unit 11B acquires the planned sewing position and planned sewing direction set by the setting unit 11A, the position of the sewing point of the sewing machine 30, and the robot holding position and robot holding direction from the robot 20. As described above, the robot holding position and robot holding direction represent the position and direction in which the robot 20 holds the workpiece M, i.e., the position and direction of the robot hand unit 24.
制御部11Bは、被縫製材Mの縫製予定位置を縫製点に合わせたときに縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるようにロボット保持位置及びロボット保持方向を制御する。 The control unit 11B controls the robot holding position and the robot holding direction so that when the intended sewing position of the sewing material M is aligned with the sewing point, the direction of the intended sewing position coincides with the intended sewing direction.
制御部11Bは、ロボット保持位置及びロボット保持方向と、縫製予定位置及び縫製予定方向との関係(以下、「ロボット・ミシン対応関係」という。)を用いて、ロボット保持位置が移動する速度であるロボット保持位置速度及び縫製予定位置が移動する速度である縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求める。なお、ロボット・ミシン対応関係の具体的な説明については後述する。 The control unit 11B uses the relationship between the robot holding position and robot holding direction and the planned sewing position and planned sewing direction (hereinafter referred to as the "robot-sewing machine correspondence relationship") to determine the robot holding position speed, which is the speed at which the robot holding position moves, and the planned sewing position speed, which is the speed at which the planned sewing position moves, which corresponds to one of the other speeds. A specific explanation of the robot-sewing machine correspondence relationship will be given later.
制御部11Bは、ロボット保持位置がロボット保持位置速度で移動するようにロボット20を制御し、ミシン30の送り速度と、縫製予定位置速度とが一致するように、ミシン30を制御する。 The control unit 11B controls the robot 20 so that the robot holding position moves at the robot holding position speed, and controls the sewing machine 30 so that the feed speed of the sewing machine 30 matches the intended sewing position speed.
ここで、制御部11Bは、ロボット保持位置速度を基準とし、当該ロボット保持位置速度に基づいて定まる縫製予定位置速度に対応して、ミシン30の送り速度を制御してもよいし、あるいは、縫製予定位置速度を基準とし、当該縫製予定位置速度に基づいて定まるロボット保持位置速度に対応して、ロボット20の動作を制御してもよい。ロボット保持位置速度を基準とする場合、ロボット20から得られたロボット保持位置速度に基づいて、ロボット保持位置速度に対応する縫製予定位置速度が算出される。一方、縫製予定位置速度を基準とする場合、ミシン30から得られたミシン30の送り速度に基づいて、ミシン30の送り速度に対応するロボット保持位置速度が算出される。 Here, the control unit 11B may use the robot holding position speed as a reference and control the feed speed of the sewing machine 30 in response to a planned sewing position speed determined based on the robot holding position speed, or may use the planned sewing position speed as a reference and control the operation of the robot 20 in response to a robot holding position speed determined based on the planned sewing position speed. When the robot holding position speed is used as a reference, a planned sewing position speed corresponding to the robot holding position speed is calculated based on the robot holding position speed obtained from the robot 20. On the other hand, when the planned sewing position speed is used as a reference, a robot holding position speed corresponding to the feed speed of the sewing machine 30 is calculated based on the feed speed of the sewing machine 30 obtained from the sewing machine 30.
図4は、本実施形態に係るロボット保持位置速度Rv及び縫製予定位置速度Svの説明に供する図である。なお、縫製予定位置速度Svは、ミシン30の送り速度を表すものとする。 Figure 4 is a diagram explaining the robot holding position speed Rv and the planned sewing position speed Sv according to this embodiment. Note that the planned sewing position speed Sv represents the feed speed of the sewing machine 30.
図4に示すように、制御部11Bは、被縫製材Mの縫製予定位置Spを縫製点Pに合わせたときに縫製予定位置Spの方向が縫製予定方向Sdとなるようにロボット保持位置Rp及びロボット保持方向Rdを制御する。具体的に、縫製予定位置Spは、被縫製材M上において連続的な自由曲線L1上に設定される。制御部11Bは、縫製予定位置Spが自由曲線L1上を順次移動するようにロボット保持位置Rp及びロボット保持方向Rdを制御し、縫製予定位置Spに応じて、上述のロボット・ミシン対応関係を満たす、ロボット保持位置速度Rv及び縫製予定位置速度Svを設定する。自由曲線L1に沿って縫製する場合、縫製が進むにつれて、ロボット保持位置Rpと次の縫製予定位置Sp(=縫製点P)の関係が変化するため、各縫製予定位置Spにおいてロボット・ミシン対応関係を満たすようにロボット保持位置速度Rv及び縫製予定位置速度Svを設定する。 As shown in FIG. 4, the control unit 11B controls the robot holding position Rp and the robot holding direction Rd so that the direction of the planned sewing position Sp of the sewing material M becomes the planned sewing direction Sd when the planned sewing position Sp is aligned with the sewing point P. Specifically, the planned sewing position Sp is set on a continuous free curve L1 on the sewing material M. The control unit 11B controls the robot holding position Rp and the robot holding direction Rd so that the planned sewing position Sp moves sequentially on the free curve L1, and sets the robot holding position speed Rv and the planned sewing position speed Sv that satisfy the above-mentioned robot-sewing machine correspondence relationship according to the planned sewing position Sp. When sewing along the free curve L1, the relationship between the robot holding position Rp and the next planned sewing position Sp (= sewing point P) changes as sewing progresses, so the robot holding position speed Rv and the planned sewing position speed Sv are set so as to satisfy the robot-sewing machine correspondence relationship at each planned sewing position Sp.
また、縫製予定位置Spは、例えば、縫製予定の縫い目の位置として表される。この縫い目の位置は、各縫い目でなくてもよく、所定の間隔毎の縫い目としてもよい。この場合、制御部11Bは、縫製予定の縫い目の位置に応じて、ロボット・ミシン対応関係を満たす、ロボット保持位置速度Rv及び縫製予定位置速度Svを設定する。 The planned sewing position Sp is expressed, for example, as the position of the stitch to be sewn. This stitch position does not have to be at each stitch, but may be at a predetermined interval. In this case, the control unit 11B sets the robot holding position speed Rv and the planned sewing position speed Sv that satisfy the robot-sewing machine correspondence relationship according to the position of the stitch to be sewn.
また、縫製予定位置Spは、例えば、縫製予定の各縫い目の位置として表してもよい。この場合、制御部11Bは、縫製予定の各縫い目の位置毎にロボット・ミシン対応関係を満たす、ロボット保持位置速度Rv及び縫製予定位置速度Svを設定する。 The planned sewing position Sp may also be expressed, for example, as the position of each stitch to be sewn. In this case, the control unit 11B sets the robot holding position speed Rv and the planned sewing position speed Sv that satisfy the robot-sewing machine correspondence relationship for each position of each stitch to be sewn.
ここで、制御部11Bは、ロボット保持位置速度Rv及び縫製予定位置速度Svの少なくとも一方に上限値を設定するようにしてもよい。ロボット保持位置速度Rvの上限値は、例えば、ロボット20の仕様に基づいて設定される。また、縫製予定位置速度Svの上限値は、例えば、ミシン30の仕様に基づいて設定される。上限値は、ロボット20及びミシン30の一方の最大速度値に対して、縫製の際のロボット・ミシン対応関係によって生じる速度の大きさの比率を考慮して得られる値を他方の上限値としてもよい。この場合、上限値以下の範囲内で、ロボット保持位置速度Rv及び縫製予定位置速度Svが設定される。 Here, the control unit 11B may set an upper limit value for at least one of the robot holding position speed Rv and the planned sewing position speed Sv. The upper limit value of the robot holding position speed Rv is set, for example, based on the specifications of the robot 20. Also, the upper limit value of the planned sewing position speed Sv is set, for example, based on the specifications of the sewing machine 30. The upper limit value of the other may be set to a value obtained by considering the ratio of the speed magnitude caused by the robot-sewing machine correspondence during sewing to the maximum speed value of one of the robot 20 and the sewing machine 30. In this case, the robot holding position speed Rv and the planned sewing position speed Sv are set within a range equal to or less than the upper limit value.
また、制御部11Bは、ロボット保持位置速度Rv及び縫製予定位置速度Svのうち一方の速度から定まる他方の速度が上限値を超えた場合、一方の速度を現在速度よりも低く制御するようにしてもよい。例えば、一方の速度がロボット保持位置速度Rv、他方の速度が縫製予定位置速度Svである場合、縫製予定位置速度Svが上限値を超えた場合、ロボット保持位置速度Rvを現在速度よりも低く制御する。あるいは、一方の速度が縫製予定位置速度Sv、他方の速度がロボット保持位置速度Rvである場合、ロボット保持位置速度Rvが上限値を超えた場合、縫製予定位置速度Svを現在速度よりも低く制御する。 Furthermore, the control unit 11B may control one of the robot holding position speed Rv and the planned sewing position speed Sv to be lower than the current speed when the other speed determined from the other speed exceeds an upper limit value. For example, when one speed is the robot holding position speed Rv and the other speed is the planned sewing position speed Sv, if the planned sewing position speed Sv exceeds the upper limit value, the control unit 11B controls the robot holding position speed Rv to be lower than the current speed. Alternatively, when one speed is the planned sewing position speed Sv and the other speed is the robot holding position speed Rv, if the robot holding position speed Rv exceeds the upper limit value, the control unit 11B controls the planned sewing position speed Sv to be lower than the current speed.
また、ロボット保持位置速度Rv及び縫製予定位置速度Svのうち一方の速度に対応する他方の速度を求める場合、上記のロボット・ミシン対応関係によって求まる速度と完全に同一の場合のほか、3次元形状に縫製するために相対的に速度に差異を生じさせる程度の補正を含んでもよい。 When determining the speed corresponding to one of the robot holding position speed Rv and the intended sewing position speed Sv, the speed may be exactly the same as the speed determined by the above-mentioned robot-sewing machine correspondence relationship, or it may include a correction to the extent that a relative difference in speed occurs in order to sew a three-dimensional shape.
また、制御部11Bは、被縫製材Mを撮影して得られた画像から、被縫製材Mの縫製予定位置Sp及び現在の縫製位置を示す現在縫製位置を取得し、縫製予定位置Spと現在縫製位置とのずれを補正するようにロボット保持位置Rp及びロボット保持方向Rdを制御するようにしてもよい。 The control unit 11B may also obtain the intended sewing position Sp of the sewing material M and the current sewing position indicating the current sewing position from an image obtained by photographing the sewing material M, and control the robot holding position Rp and the robot holding direction Rd to correct the deviation between the intended sewing position Sp and the current sewing position.
また、被縫製材Mには、縫製予定位置Spが設定される連続的な自由曲線と、ロボット保持位置Rpとが立体的に配置されていてもよい。被縫製材Mは、2次元に限定されるものではなく、3次元であってもよい。本実施形態では、被縫製材Mを立体的に縫製する場合にも対応することができる。 The material to be sewn M may also have a continuous free curve where the intended sewing position Sp is set, and a robot holding position Rp arranged three-dimensionally. The material to be sewn M is not limited to being two-dimensional, but may be three-dimensional. This embodiment can also accommodate cases where the material to be sewn M is sewn three-dimensionally.
次に、図5及び図6を参照して、ロボット・ミシン対応関係について具体的に説明する。なお、ここでは、一例として、ロボット保持位置速度Rvを基準とし、ロボット保持位置速度Rvに縫製予定位置速度Svを同期させる場合について示す。 Next, the robot-sewing machine correspondence relationship will be specifically described with reference to Figures 5 and 6. Note that, as an example, a case will be shown in which the robot holding position speed Rv is used as a reference and the sewing planned position speed Sv is synchronized with the robot holding position speed Rv.
図5は、直線縫製、回転縫製、及び曲線縫製の各々におけるロボットの速度とミシンの送り速度の対応関係の説明に供する図である。なお、ロボットの速度はロボット保持位置速度Rvとして表され、ミシンの送り速度は、縫製予定位置速度Svとして表される。 Figure 5 is a diagram explaining the relationship between the robot speed and the sewing machine feed speed in each of straight line sewing, rotary sewing, and curved sewing. The robot speed is represented as the robot holding position speed Rv, and the sewing machine feed speed is represented as the intended sewing position speed Sv.
図5に示すように、直線縫製の場合、ミシンの送り速度=ロボットの並進速度、の関係がある。また、回転縫製の場合、ミシンの送り速度=ロボットの回転速度×距離r、の関係がある。また、曲線縫製の場合、被縫製材Mが定形であるため、ミシンの送り速度=ロボットの並進速度+ロボットの回転速度×距離r(t)の並進速度成分、の関係が成り立つ。 As shown in Figure 5, in the case of straight line sewing, the relationship is: sewing machine feed speed = robot translation speed. In addition, in the case of rotary sewing, the relationship is: sewing machine feed speed = robot rotation speed x distance r. In addition, in the case of curved line sewing, since the workpiece M has a fixed shape, the relationship is: sewing machine feed speed = robot translation speed + robot rotation speed x translation speed component of distance r (t).
ここで、曲線縫製における縫製予定位置速度Svを算出する場合には、ロボット20の並進速度、回転速度だけではなく、時々刻々変化する距離r(t)を、ロボットハンド部24の位置とミシン30の縫製点PとのベクトルTとして考慮する。このベクトルTは、上述のロボット・ミシン対応関係の一例である。これにより、ロボット保持位置速度Rvと縫製予定位置速度Svとの同期が取れるようにする。縫製予定位置速度Svは、例えば、以下の式(1)を用いて求められる。なお、ミシンの送り速度は、縫製予定位置速度Svである。ロボットの速度は、ロボットの回転速度又はロボットの並進速度を表し、ロボット保持位置速度Rvである。つまり、縫製予定位置速度Svは、ロボット保持位置速度Rv及びベクトルTを変数とする関数を用いて表される。 Here, when calculating the planned sewing position speed Sv in curved sewing, not only the translational speed and rotational speed of the robot 20 but also the distance r(t) that changes from moment to moment is taken into consideration as the vector T between the position of the robot hand unit 24 and the sewing point P of the sewing machine 30. This vector T is an example of the above-mentioned robot-sewing machine correspondence relationship. This allows the robot holding position speed Rv and the planned sewing position speed Sv to be synchronized. The planned sewing position speed Sv is calculated, for example, using the following formula (1). The feed speed of the sewing machine is the planned sewing position speed Sv. The speed of the robot represents the rotational speed or translational speed of the robot, and is the robot holding position speed Rv. In other words, the planned sewing position speed Sv is expressed using a function with the robot holding position speed Rv and the vector T as variables.
ミシンの送り速度=f(ロボットの速度、ベクトルT) ・・・(1) Sewing machine feed speed = f (robot speed, vector T) ... (1)
図6は、ロボット・ミシン対応関係の一例を模式的に示す図である。 Figure 6 is a diagram showing an example of a robot-sewing machine correspondence.
図6において、ロボット原点はロボット20の支持台21の位置として表され、ロボット先端はロボットハンド部24の位置(つまり、ロボット保持位置Rp)として表され、縫製点はミシン30の縫製点Pとして表される。第1ベクトルV1はロボット原点からロボット保持位置Rpに向かうベクトルであり、第2ベクトルV2はロボット原点から縫製点Pに向かうベクトルである。距離ベクトルV3は、縫製点Pからロボット保持位置Rpへ向かう距離を大きさとするベクトルであり、上述のベクトルTに対応する。 In FIG. 6, the robot origin is represented as the position of the support base 21 of the robot 20, the robot tip is represented as the position of the robot hand unit 24 (i.e., the robot holding position Rp), and the sewing point is represented as the sewing point P of the sewing machine 30. The first vector V1 is a vector that points from the robot origin to the robot holding position Rp, and the second vector V2 is a vector that points from the robot origin to the sewing point P. The distance vector V3 is a vector whose magnitude is the distance from the sewing point P to the robot holding position Rp, and corresponds to the vector T described above.
図6において、制御部11Bは、ロボット20から、ロボット保持位置Rp及びロボット保持位置速度Rvを取得し、縫製点Pからロボット保持位置Rpへ向かう距離を大きさとする距離ベクトルV3を求め、ロボット保持位置速度Rv及び距離ベクトルV3を用いて、縫製予定位置速度Svを算出する。距離ベクトルV3は、第1ベクトルV1と、第2ベクトルV2とを用いて算出される。 In FIG. 6, the control unit 11B acquires the robot holding position Rp and the robot holding position velocity Rv from the robot 20, obtains a distance vector V3 whose magnitude is the distance from the sewing point P to the robot holding position Rp, and calculates the intended sewing position velocity Sv using the robot holding position velocity Rv and the distance vector V3. The distance vector V3 is calculated using the first vector V1 and the second vector V2.
具体的に、ロボット原点の座標を(0,0,0)、ロボット保持位置Rpの座標を(x,y,z)とした場合、第1ベクトルV1は、例えば、以下に示す、4×4の同次変換行列(2)として表される。なお、Tbase tool(toolはbaseの直上)は、第1ベクトルV1を表す。 Specifically, when the coordinates of the robot origin are (0,0,0) and the coordinates of the robot holding position Rp are (x,y,z), the first vector V1 is expressed as, for example, the following 4×4 homogeneous transformation matrix (2): T base tool (tool is directly above base) represents the first vector V1.
・・・(2)
... (2)
次に、ロボット原点の座標を(0,0,0)、縫製点Pの座標を(x1,y1,z1)とした場合、第2ベクトルV2は、例えば、以下に示す、4×4の同次変換行列(3)として表される。なお、Tbase misin(misinはbaseの直上)は、第2ベクトルV2を表す。 Next, if the coordinates of the robot origin are (0,0,0) and the coordinates of the sewing point P are (x1,y1,z1), the second vector V2 is expressed, for example, as the 4x4 homogeneous transformation matrix (3) shown below. Note that T base misin (misin is directly above base) represents the second vector V2.
・・・(3)
...(3)
距離ベクトルV3(=ベクトルT)は、上記の同次変換行列(2)、(3)を用いて、以下の式(4)により求められる。なお、Tmisin tool(toolはmisinの直上)は、距離ベクトルV3を表す。 Distance vector V3 (=vector T) is calculated by the following equation (4) using the homogeneous transformation matrices (2) and (3) above: Note that T misin tool (tool is directly above misin) represents distance vector V3.
・・・(4)
...(4)
上記式(4)により算出した距離ベクトルV3(=ベクトルT)と、ロボット保持位置速度Rv(=ロボットの速度)とを、上述の式(1)に適用し、ミシンの送り速度として、縫製予定位置速度Svを表す速度ベクトルを算出する。つまり、縫製予定位置速度Svの速度ベクトルのうちミシン送り方向の速度成分を抽出し、抽出したミシン送り方向の速度成分をミシンの送り速度とする。なお、距離ベクトルV3(=ベクトルT)が第1距離ベクトルから第2距離ベクトルに変化した場合、その変化分を補正して、縫製予定位置速度Svを表す速度ベクトルを算出するようにしてもよい。 The distance vector V3 (=vector T) calculated by the above formula (4) and the robot holding position speed Rv (=robot speed) are applied to the above formula (1) to calculate a speed vector representing the planned sewing position speed Sv as the sewing machine feed speed. In other words, the speed component in the sewing machine feed direction of the speed vector of the planned sewing position speed Sv is extracted, and the extracted speed component in the sewing machine feed direction is set as the sewing machine feed speed. Note that when the distance vector V3 (=vector T) changes from the first distance vector to the second distance vector, the change may be corrected to calculate the speed vector representing the planned sewing position speed Sv.
次に、図7を参照して、本実施形態に係る制御装置10の作用について説明する。 Next, the operation of the control device 10 according to this embodiment will be described with reference to FIG.
図7は、本実施形態に係る制御プログラム15Aによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図7の例では、ロボット側の速度を基準としてミシン側の速度を決定する場合について説明する。 Figure 7 is a flowchart showing an example of the processing flow of the control program 15A according to this embodiment. In the example of Figure 7, a case is described in which the speed of the sewing machine is determined based on the speed of the robot.
まず、制御装置10に対して、縫製処理の実行が指示されると、CPU11により制御プログラム15Aが起動され、以下のステップを実行する。 First, when the control device 10 is instructed to execute the sewing process, the control program 15A is started by the CPU 11 and executes the following steps.
図7のステップS101では、CPU11が、一例として、上述の図4に示すように、被縫製材Mに予め設定された最初の縫製予定位置Spを、ミシン30の縫製点Pに合わせる。ここで、始点の位置合わせは、予めユーザが合わせて配置しておいてもよいし、カメラ40で撮影しながら被縫製材上の目印を基準に始点を配置して合わせてもよい。 In step S101 in FIG. 7, the CPU 11 aligns the first intended sewing position Sp, which is preset on the sewing material M, with the sewing point P of the sewing machine 30, as shown in FIG. 4 above, as an example. Here, the starting point may be aligned in advance by the user, or the starting point may be aligned based on a mark on the sewing material while photographing it with the camera 40.
ステップS102では、CPU11が、ステップS101で縫製点Pに合わせた縫製予定位置Spの方向が縫製予定方向Sdとなるようにロボット保持位置Rp及びロボット保持方向Rdを制御する。 In step S102, the CPU 11 controls the robot holding position Rp and the robot holding direction Rd so that the direction of the planned sewing position Sp aligned with the sewing point P in step S101 coincides with the planned sewing direction Sd.
ステップS103では、CPU11が、一例として、上述の式(4)を用いて、距離ベクトルV3(=ベクトルT)を算出し、算出した距離ベクトルV3(=ベクトルT)及びロボット保持位置速度Rvを、一例として、上述の式(1)に適用し、ロボット保持位置速度Rvに対応する縫製予定位置速度Svを算出する。 In step S103, the CPU 11 calculates the distance vector V3 (=vector T) using, for example, the above-mentioned formula (4), and applies the calculated distance vector V3 (=vector T) and the robot holding position velocity Rv to, for example, the above-mentioned formula (1) to calculate the sewing planned position velocity Sv corresponding to the robot holding position velocity Rv.
ステップS104では、CPU11が、ロボット保持位置速度Rvを含むロボット指令信号をロボット20に出力すると共に、縫製予定位置速度Svを含むミシン指令信号をミシン30に出力する。これにより、ロボット20は、ロボット保持位置速度Rvで動作し、ミシン30は、縫製予定位置速度Svをミシン30の送り速度として動作する。 In step S104, the CPU 11 outputs a robot command signal including the robot holding position speed Rv to the robot 20, and outputs a sewing machine command signal including the planned sewing position speed Sv to the sewing machine 30. As a result, the robot 20 operates at the robot holding position speed Rv, and the sewing machine 30 operates with the planned sewing position speed Sv as the feed speed of the sewing machine 30.
ステップS105では、CPU11が、ロボット20及びミシン30を制御することにより、次の縫製予定位置Spをミシン30の縫製点Pに合わせる。 In step S105, the CPU 11 controls the robot 20 and the sewing machine 30 to align the next planned sewing position Sp with the sewing point P of the sewing machine 30.
ステップS106では、CPU11が、ステップS105で縫製点Pに合わせた次の縫製予定位置Spが最後の縫製予定位置Spであるか否かを判定する。ここで、終点の位置合わせは、カメラ40で撮影しながら被縫製材上の目印を基準に終点を配置して合わせてもよい。最後の縫製予定位置Spではないと判定した場合(否定判定の場合)、ステップS102に移行して処理を繰り返し、最後の縫製予定位置Spであると判定した場合(肯定判定の場合)、本制御プログラム15Aによる一連の処理を終了する。なお、予め設定された縫い目の数だけ縫製が完了したことをもって処理を終了してもよい。 In step S106, the CPU 11 determines whether the next planned sewing position Sp aligned with the sewing point P in step S105 is the final planned sewing position Sp. Here, the end point may be aligned by positioning the end point based on a mark on the sewing material while photographing with the camera 40. If it is determined that it is not the final planned sewing position Sp (if a negative determination is made), the process proceeds to step S102 and the process is repeated. If it is determined that it is the final planned sewing position Sp (if a positive determination is made), the process by the control program 15A ends. Note that the process may end when sewing a preset number of stitches has been completed.
なお、上記では、ロボット側の速度を基準としてミシン側の速度を決定する場合について説明したが、ミシン側の速度を基準としてロボット側の速度を決定するようにしてもよい。 In the above, we have described a case where the speed of the sewing machine is determined based on the speed of the robot, but the speed of the robot may also be determined based on the speed of the sewing machine.
また、縫製システム100による縫製物製造方法の形態としてもよい。つまり、ロボット20及びミシン30が、上記で説明した制御装置10による制御に従って、被縫製材Mから縫製物を製造する。製造可能な縫製物は、2次元の形状でもよいし、3次元の形状でもよい。 The sewing system 100 may also be used in the form of a method for producing a sewn product. In other words, the robot 20 and the sewing machine 30 produce a sewn product from the sewing material M in accordance with the control of the control device 10 described above. The sewn product that can be produced may have a two-dimensional shape or a three-dimensional shape.
このように本実施形態によれば、ミシンの縫製点から離れた位置で被縫製材を保持したロボットが被縫製材を動かしながら単純な直線の動き又は回転の動きでは実現できない任意の自由曲線の形状の縫製を行うことができる。 In this way, according to this embodiment, a robot holding the workpiece at a position away from the sewing point of the sewing machine can move the workpiece and sew any free curve shape that cannot be achieved with simple linear or rotational movements.
次に、図8を参照して、複数のロボットで複数の被縫製材を重ねて縫製する形態について説明する。 Next, referring to Figure 8, we will explain how multiple robots sew multiple overlapping materials.
図8は、本実施形態に係る別の縫製システム100Aの構成の一例を示す図である。 Figure 8 is a diagram showing an example of the configuration of another sewing system 100A according to this embodiment.
図8に示す縫製システム100Aは、制御装置10、第1ロボット20、ミシン30、カメラ40、及び第2ロボット60を備えている。縫製システム100Aは、第1ロボット20、第2ロボット60、及びミシン30を用いて第1被縫製材M1及び第2被縫製材M2の縫製を自動的に行う。なお、上述の図1に示す縫製システム100が有する構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付与し、その繰り返しの説明は省略する。 The sewing system 100A shown in FIG. 8 includes a control device 10, a first robot 20, a sewing machine 30, a camera 40, and a second robot 60. The sewing system 100A automatically sews a first sewing material M1 and a second sewing material M2 using the first robot 20, the second robot 60, and the sewing machine 30. Note that the same components as those in the sewing system 100 shown in FIG. 1 above are given the same reference numerals, and repeated explanations will be omitted.
ミシン30は、ミシンテーブル50上に設置されている。ミシン30は、ミシン本体部31、ミシン制御機構32、ミシン針33、押え部34、及び送り部35を備えている。ミシン本体部31は、ミシン針33を定位置(縫製点)で上下動させて、ミシンテーブル50に重ねて載置された第1被縫製材M1と第2被縫製材M2を縫製する。 The sewing machine 30 is installed on the sewing machine table 50. The sewing machine 30 includes a sewing machine main body 31, a sewing machine control mechanism 32, a sewing machine needle 33, a presser unit 34, and a feed unit 35. The sewing machine main body 31 moves the sewing machine needle 33 up and down at a fixed position (sewing point) to sew a first sewing material M1 and a second sewing material M2 that are placed one on top of the other on the sewing machine table 50.
ミシン30は、第1ロボット20が保持する第1被縫製材M1及び第2ロボット60が保持する第2被縫製材M2を縫製点に送り、縫製点で重なる第1被縫製材M1及び第2被縫製材M2の縫製を行う。 The sewing machine 30 sends the first sewing material M1 held by the first robot 20 and the second sewing material M2 held by the second robot 60 to the sewing point, and sews the first sewing material M1 and the second sewing material M2 that overlap at the sewing point.
第1ロボット20は、第1被縫製材M1の一部を保持し、上述の図1で説明したロボット20と同様の動作を可能とする。第1ロボット20は、支持台21、ロボットコントローラ22、ロボットアーム部23、及びロボットハンド部24を備えている。ロボットハンド部24は、ミシンテーブル50の上に載置された第1被縫製材M1を保持して動かしながらミシン30のミシン針33に供給する。なお、ロボットハンド部24は、第1被縫製材M1をミシンテーブル50上で滑らせながら移動させてミシン30のミシン針33に供給してもよい。 The first robot 20 holds a portion of the first sewing material M1 and can perform the same operation as the robot 20 described in FIG. 1 above. The first robot 20 includes a support base 21, a robot controller 22, a robot arm unit 23, and a robot hand unit 24. The robot hand unit 24 holds and moves the first sewing material M1 placed on the sewing machine table 50, and supplies it to the sewing machine needle 33 of the sewing machine 30. The robot hand unit 24 may also move the first sewing material M1 while sliding it on the sewing machine table 50 to supply it to the sewing machine needle 33 of the sewing machine 30.
ロボットコントローラ22は、制御装置10から第1ロボット20の動作を指示するためのロボット指令信号が入力されると、当該ロボット指令信号に基づいて、ロボットアーム部23及びロボットハンド部24を動作させる。これにより、ミシンテーブル50上の第1被縫製材M1がロボットハンド部24によって保持される。そして、この状態で、ロボットハンド部24が第1被縫製材M1を移動させる方向に動作することで、第1被縫製材M1がミシンテーブル50上を動きながらミシン30のミシン針33に対して移動する。 When a robot command signal for instructing the operation of the first robot 20 is input from the control device 10, the robot controller 22 operates the robot arm unit 23 and the robot hand unit 24 based on the robot command signal. As a result, the first sewing material M1 on the sewing machine table 50 is held by the robot hand unit 24. Then, in this state, the robot hand unit 24 operates in a direction to move the first sewing material M1, so that the first sewing material M1 moves relative to the sewing machine needle 33 of the sewing machine 30 while moving on the sewing machine table 50.
第2ロボット60は、第2被縫製材M2の一部を保持し、上述の図1で説明したロボット20と同様の動作を可能とする。第2ロボット60は、支持台61、ロボットコントローラ62、ロボットアーム部63、及びロボットハンド部64を備えている。ロボットハンド部64は、ミシンテーブル50の上に載置された第2被縫製材M2を保持して動かしながらミシン30のミシン針33に供給する。なお、ロボットハンド部64は、第2被縫製材M2をミシンテーブル50上で滑らせながら移動させてミシン30のミシン針33に供給してもよい。 The second robot 60 holds a portion of the second sewing material M2 and can perform the same operation as the robot 20 described in FIG. 1 above. The second robot 60 includes a support base 61, a robot controller 62, a robot arm unit 63, and a robot hand unit 64. The robot hand unit 64 holds and moves the second sewing material M2 placed on the sewing machine table 50, and supplies it to the sewing machine needle 33 of the sewing machine 30. The robot hand unit 64 may also move the second sewing material M2 while sliding it on the sewing machine table 50 to supply it to the sewing machine needle 33 of the sewing machine 30.
ロボットコントローラ62は、制御装置10から第2ロボット60の動作を指示するためのロボット指令信号が入力されると、当該ロボット指令信号に基づいて、ロボットアーム部63及びロボットハンド部64を動作させる。これにより、ミシンテーブル50上の第2被縫製材M2がロボットハンド部64によって保持される。そして、この状態で、ロボットハンド部64が第2被縫製材M2を移動させる方向に動作することで、第2被縫製材M2がミシンテーブル50上を動きながらミシン30のミシン針33に対して移動する。 When a robot command signal for instructing the operation of the second robot 60 is input from the control device 10, the robot controller 62 operates the robot arm unit 63 and the robot hand unit 64 based on the robot command signal. As a result, the second sewing material M2 on the sewing machine table 50 is held by the robot hand unit 64. Then, in this state, the robot hand unit 64 operates in a direction to move the second sewing material M2, so that the second sewing material M2 moves relative to the sewing machine needle 33 of the sewing machine 30 while moving on the sewing machine table 50.
つまり、ロボットハンド部24は第1被縫製材M1を保持して動かし、ロボットハンド部64は第2被縫製材M2を保持して動かす。図8の例では、第1ロボット20が縫製点において第1被縫製材M1を第2被縫製材M2の下側に位置するように保持し、第2ロボット60が縫製点において第2被縫製材M2を第1被縫製材M1の上側に位置するように保持する制御を行う。なお、2つの被縫製材を上下に重ねた状態での保持は、準備段階で予め2つの被縫製材を重ねた状態にしてからロボットが保持してもよいし、ロボットが各々の被縫製材を保持してから重ねるようにロボットを動かしてもよい。 That is, the robot hand section 24 holds and moves the first sewn material M1, and the robot hand section 64 holds and moves the second sewn material M2. In the example of FIG. 8, the first robot 20 holds the first sewn material M1 so that it is positioned below the second sewn material M2 at the sewing point, and the second robot 60 holds the second sewn material M2 so that it is positioned above the first sewn material M1 at the sewing point. Note that the holding of the two sewn materials in a vertically stacked state can be performed by first stacking the two sewn materials in a vertically stacked state in advance in a preparation stage and then having the robot hold them, or the robot can hold each sewn material and then move the robot so that they are stacked.
カメラ40は、ミシンテーブル50上に載置された第1被縫製材M1及び第2被縫製材M2の縫製部分を上方から撮影して、第1被縫製材M1及び第2被縫製材M2の縫製部分の縫製状態を撮影するためのカメラである。但し、カメラ40の設置位置、第1ロボット20の設置位置、第2ロボット60の設置位置、及びミシン30の設置位置は、一定の位置関係に保持されている。なお、下方から撮影するカメラを追加し、第1被縫製材M1及び第2被縫製材M2を下方から撮影するようにしてもよい。 The camera 40 is a camera for photographing the sewn portions of the first sewn material M1 and the second sewn material M2 placed on the sewing machine table 50 from above, and photographing the sewing state of the sewn portions of the first sewn material M1 and the second sewn material M2. However, the installation positions of the camera 40, the installation positions of the first robot 20, the installation positions of the second robot 60, and the installation positions of the sewing machine 30 are maintained in a fixed positional relationship. Note that a camera that takes photographs from below may be added to photograph the first sewn material M1 and the second sewn material M2 from below.
制御装置10は、第1ロボット20、第2ロボット60、ミシン30、及びカメラ40の各々が接続され、カメラ40から得られた画像の画像処理を行うと共に、第1ロボット20、第2ロボット60、及びミシン30の各々を制御するコントローラである。制御装置10は、制御部11Bを備える。 The control device 10 is a controller to which the first robot 20, the second robot 60, the sewing machine 30, and the camera 40 are connected, and which processes images obtained from the camera 40 and controls the first robot 20, the second robot 60, and the sewing machine 30. The control device 10 includes a control unit 11B.
例えば、制御部11Bは、第1被縫製材及び第2被縫製材を重ねて縫製する場合に、第1ロボット20及び第2ロボット60の一方に対して、縫製予定位置を縫製点に合わせたときに縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、第1のロボット保持位置及び第1のロボット保持方向を制御し、上述のロボット・ミシン対応関係を用いて、第1のロボット保持位置速度及び縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求める。そして、制御部11Bは、第1のロボット保持位置が第1のロボット保持位置速度で移動するように一方のロボットを制御し、ミシン30の送り速度と、縫製予定位置速度とが一致するように、ミシン30を制御し、第1ロボット20及び第2ロボット60の他方についての第2のロボット保持位置速度を縫製予定位置速度に合わせる制御を行う。 For example, when sewing a first sewing material and a second sewing material overlapping each other, the control unit 11B controls the first robot holding position and the first robot holding direction for one of the first robot 20 and the second robot 60 so that the direction of the planned sewing position becomes the planned sewing direction when the planned sewing position is aligned with the sewing point, and obtains the first robot holding position speed and the planned sewing position speed corresponding to one of the speeds using the above-mentioned robot-sewing machine correspondence. Then, the control unit 11B controls one of the robots so that the first robot holding position moves at the first robot holding position speed, controls the sewing machine 30 so that the feed speed of the sewing machine 30 and the planned sewing position speed match, and controls the second robot holding position speed for the other of the first robot 20 and the second robot 60 to match the planned sewing position speed.
つまり、第1ロボット20及び第2ロボット60のうち一方を自由曲線形状の移動を行う制御とし、他方を単純な並進又は回転の移動を行う制御とする。 In other words, one of the first robot 20 and the second robot 60 is controlled to move in a free curve shape, and the other is controlled to move in a simple translational or rotational manner.
また、第1ロボット20及び第2ロボット60の両方を自由曲線形状の移動を行う制御としてもよい。具体的に、制御部11Bは、第1被縫製材M1及び第2被縫製材M2を重ねて縫製する場合に、第1ロボット20及び第2ロボット60の両方に対して、縫製予定位置を縫製点に合わせたときに縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、ロボット保持位置及びロボット保持方向を制御し、上述のロボット・ミシン対応関係を用いて、ロボット保持位置速度及び縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求める。そして、制御部11Bは、ロボット保持位置がロボット保持位置速度で移動するように両方のロボットの各々を制御し、ミシン30の送り速度と、縫製予定位置速度とが一致するように、ミシン30を制御し、第1ロボット20及び第2ロボット60のうち一方の縫製予定位置速度が他方の縫製予定位置速度と一致するように制御する。ここでいう速度の一致は、3次元縫製を行うために相対的な速度の差を生じさせる程度の補正による差異を含むようにしてもよい。 In addition, both the first robot 20 and the second robot 60 may be controlled to move in a free curve shape. Specifically, when sewing the first sewing material M1 and the second sewing material M2 in an overlapping manner, the control unit 11B controls the robot holding position and the robot holding direction for both the first robot 20 and the second robot 60 so that the direction of the planned sewing position becomes the planned sewing direction when the planned sewing position is aligned with the sewing point, and obtains the robot holding position speed and the planned sewing position speed corresponding to one of the other speeds using the above-mentioned robot-sewing machine correspondence relationship. Then, the control unit 11B controls each of the two robots so that the robot holding position moves at the robot holding position speed, controls the sewing machine 30 so that the feed speed of the sewing machine 30 and the planned sewing position speed match, and controls the planned sewing position speed of one of the first robot 20 and the second robot 60 to match the planned sewing position speed of the other. The speed match here may include a difference due to correction to the extent that a relative speed difference occurs to perform three-dimensional sewing.
第1ロボット20及び第2ロボット60のうち一方の縫製予定位置速度が他方の縫製予定位置速度と一致するように制御することで、第1ロボット20及び第2ロボット60の両方を自由曲線形状の移動を行う制御とすることができる。 By controlling the sewing position speed of one of the first robot 20 and the second robot 60 to match the sewing position speed of the other, both the first robot 20 and the second robot 60 can be controlled to move in a free curve shape.
なお、上記各実施形態において、CPUがソフトウェア(プログラム)を読み込んで実行した縫製処理を、CPU以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なPLD(Programmable Logic Device)、及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。 In each of the above embodiments, the sewing process that the CPU reads and executes the software (program) may be executed by various processors other than the CPU. Examples of processors in this case include a PLD (Programmable Logic Device) such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array) whose circuit configuration can be changed after manufacture, and a dedicated electrical circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) that is a processor with a circuit configuration designed specifically to execute a specific process.
また、上記各実施形態におけるプロセッサの動作は、1つのプロセッサによって成すのみでなく、物理的に離れた位置に存在する複数のプロセッサが協働して成すものであってもよい。また、プロセッサの各動作の順序は、上記各実施形態において記載した順序のみに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。 In addition, the processor operations in each of the above embodiments may not only be performed by a single processor, but may also be performed by multiple processors located at physically separate locations working together. Furthermore, the order of each processor operation is not limited to the order described in each of the above embodiments, and may be changed as appropriate.
以上、実施形態に係る縫製システム、制御装置を例示して説明した。実施形態は、制御装置が備える各部の機能をコンピュータに実行させるためのプログラムの形態としてもよい。実施形態は、これらのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な非一時的記憶媒体の形態としてもよい。 The sewing system and the control device according to the embodiment have been described above as examples. The embodiment may be in the form of a program for causing a computer to execute the functions of each unit of the control device. The embodiment may be in the form of a non-transitory storage medium that stores these programs and is readable by a computer.
その他、上記実施形態で説明した制御装置の構成は、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更してもよい。 The configuration of the control device described in the above embodiment is merely an example, and may be modified according to circumstances without departing from the spirit of the invention.
また、上記実施形態で説明したプログラムの処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。 The processing flow of the program described in the above embodiment is also an example, and unnecessary steps may be deleted, new steps may be added, or the processing order may be rearranged, without departing from the spirit of the program.
また、上記実施形態では、プログラムを実行することにより、実施形態に係る処理がコンピュータを利用してソフトウェア構成により実現される場合について説明したが、これに限らない。実施形態は、例えば、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成との組み合わせによって実現してもよい。 In the above embodiment, a case has been described in which the processing according to the embodiment is realized by a software configuration using a computer by executing a program, but this is not limited to this. The embodiment may be realized, for example, by a hardware configuration or a combination of a hardware configuration and a software configuration.
10 制御装置
11 CPU
11A 設定部
11B 制御部
12 ROM
13 RAM
14 I/O
15 記憶部
15A 制御プログラム
16 接続部
20 ロボット、第1ロボット
30 ミシン
40 カメラ
50 ミシンテーブル
60 第2ロボット
100、100A 縫製システム
10 Control device 11 CPU
11A setting unit 11B control unit 12 ROM
13 RAM
14 I/O
15 Memory unit 15A Control program 16 Connection unit 20 Robot, first robot 30 Sewing machine 40 Camera 50 Sewing machine table 60 Second robot 100, 100A Sewing system
Claims (17)
予め設定された送り速度で、当該送り速度の方向について前記被縫製材の縫製点の手前にある第2部分が前記縫製点へ向かうように、前記被縫製材の一部を前記送り速度の方向に動かすことで前記被縫製材を送り、前記被縫製材の前記縫製点に送った前記第2部分の縫製を行う縫製装置と、
前記ロボット及び前記縫製装置の各々を制御する制御装置と、
を含む縫製システムであって、
前記制御装置は、
前記被縫製材の縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、
前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、前記ロボット保持位置が移動する速度であるロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置が移動する速度である縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、
前記ロボット保持位置が前記ロボット保持位置速度で移動するように前記ロボットを制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御する制御部
を備えた縫製システム。 a robot that holds a first portion of a sewing material having a fixed shape, the robot holding the first portion at a robot holding position that is a position of the robot when holding the first portion, and at a robot holding direction that is a direction of the robot when holding the first portion;
a sewing device that feeds the workpiece by moving a portion of the workpiece in a direction of a preset feed speed so that a second portion of the workpiece located in front of a sewing point in the direction of the feed speed moves toward the sewing point, and sews the second portion of the workpiece that has been sent to the sewing point;
a control device for controlling each of the robot and the sewing device;
A sewing system comprising:
The control device includes:
controlling the robot holding position and the robot holding direction so that the direction of the planned sewing position of the sewing material becomes the planned sewing direction when the planned sewing position of the sewing material is aligned with the sewing point;
a robot holding position speed, which is a speed at which the robot holding position moves, and a sewing planned position speed, which is a speed at which the sewing planned position moves, are calculated using a relationship between the robot holding position and the robot holding direction, and the sewing planned position and the sewing planned direction, the robot holding position speed being a speed at which the robot holding position moves, and the sewing planned position speed being a speed at which the sewing planned position moves;
a control unit that controls the robot so that the robot holding position moves at the robot holding position speed, and controls the sewing device so that the feed speed of the sewing device and the sewing planned position speed match.
前記制御部は、前記縫製予定位置が前記自由曲線上を順次移動するように前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、前記縫製予定位置に応じて、前記関係を満たす、前記ロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置速度を設定する
請求項1に記載の縫製システム。 The intended sewing position is set on a continuous free curve on the sewing material,
The sewing system according to claim 1, wherein the control unit controls the robot holding position and the robot holding direction so that the planned sewing position moves sequentially along the free curve, and sets the robot holding position speed and the planned sewing position speed that satisfy the relationship according to the planned sewing position.
前記制御部は、前記縫製予定の各縫い目の位置毎に、前記関係を満たす、前記ロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置速度を設定する
請求項2に記載の縫製システム。 The sewing positions are expressed as positions of each stitch to be sewn,
The sewing system according to claim 2 , wherein the control unit sets the robot holding position speed and the planned sewing position speed that satisfy the relationship for each position of the stitches to be sewn.
請求項1に記載の縫製システム。 The sewing system according to claim 1 , wherein the control unit sets an upper limit value for at least one of the robot holding position speed and the intended sewing position speed.
請求項4に記載の縫製システム。 The sewing system according to claim 4 , wherein when one of the robot holding position speed and the intended sewing position speed is determined from the other speed and exceeds the upper limit value, the control unit controls the one of the speeds to be lower than a current speed.
請求項1に記載の縫製システム。 The sewing system according to claim 1 , wherein the control unit controls a feed speed of the sewing device in response to the intended sewing position speed determined based on the robot holding position speed.
請求項1に記載の縫製システム。 The sewing system according to claim 1, wherein the control unit acquires a current sewing position indicating the planned sewing position and the current sewing position of the sewing material from an image obtained by photographing the sewing material, and controls the robot holding position and the robot holding direction so that the planned sewing position and the current sewing position coincide with each other.
請求項1に記載の縫製システム。 The sewing system according to claim 1 , wherein the workpiece is provided with a continuous free curve on which the intended sewing positions are set and the robot holding positions arranged three-dimensionally.
請求項1に記載の縫製システム。 2. The sewing system according to claim 1, wherein the control unit acquires the robot holding position and the robot holding position velocity from the robot, obtains a distance vector whose magnitude is a distance from the sewing point to the robot holding position, and calculates the planned sewing position velocity using the robot holding position velocity and the distance vector.
請求項9に記載の縫製システム。 The sewing system according to claim 9 , wherein the distance vector is calculated using a first vector extending from an origin of the robot to the robot holding position, and a second vector extending from the origin to the sewing point.
前記ロボットは、前記第1被縫製材の一部を保持する第1ロボット、及び、前記第2被縫製材の一部を保持する第2ロボットを含み、
前記制御部は、
前記第1被縫製材及び前記第2被縫製材を重ねて縫製する場合に、前記第1ロボット及び前記第2ロボットの一方に対して、前記縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、第1のロボット保持位置及び第1のロボット保持方向を制御し、
前記第1のロボット保持位置及び前記第1のロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、第1のロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、
前記第1のロボット保持位置が前記第1のロボット保持位置速度で移動するように前記一方のロボットを制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御し、
前記第1ロボット及び前記第2ロボットの他方についての第2のロボット保持位置速度を前記縫製予定位置速度に合わせる制御を行う
請求項1に記載の縫製システム。 The sewing material includes a first sewing material and a second sewing material,
the robot includes a first robot that holds a portion of the first sewing material, and a second robot that holds a portion of the second sewing material;
The control unit is
when the first sewing material and the second sewing material are overlapped and sewn, a first robot holding position and a first robot holding direction are controlled for one of the first robot and the second robot such that a direction of the planned sewing position becomes a planned sewing direction when the planned sewing position is aligned with the sewing point;
determining a first robot holding position speed and a first robot holding direction corresponding to the other speed of the first robot holding position speed and the intended sewing position speed by using a relationship between the first robot holding position and the first robot holding direction and the intended sewing position and direction;
controlling the one robot so that the first robot holding position moves at a first robot holding position speed, and controlling the sewing device so that a feed speed of the sewing device and a speed of the intended sewing position match;
The sewing system according to claim 1 , further comprising a control for adjusting a second robot holding position speed of the other of the first robot and the second robot to the intended sewing position speed.
前記ロボットは、前記第1被縫製材の一部を保持する第1ロボット、及び、前記第2被縫製材の一部を保持する第2ロボットを含み、
前記制御部は、
前記第1被縫製材及び前記第2被縫製材を重ねて縫製する場合に、前記第1ロボット及び前記第2ロボットの両方に対して、前記縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、
前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、前記ロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、
前記ロボット保持位置が前記ロボット保持位置速度で移動するように前記両方のロボットの各々を制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御し、
前記第1ロボット及び前記第2ロボットのうち一方の前記縫製予定位置速度が他方の前記縫製予定位置速度と一致するように制御する
請求項1に記載の縫製システム。 The sewing material includes a first sewing material and a second sewing material,
the robot includes a first robot that holds a portion of the first sewing material, and a second robot that holds a portion of the second sewing material;
The control unit is
when the first sewing material and the second sewing material are overlapped and sewn, a robot holding position and a robot holding direction are controlled for both the first robot and the second robot such that a direction of the planned sewing position becomes a planned sewing direction when the planned sewing position is aligned with the sewing point;
determining a speed of the robot holding position and the robot holding direction corresponding to the other speed of the robot holding position and the intended sewing position using a relationship between the robot holding position and the robot holding direction and the intended sewing position and direction;
controlling each of the robots so that the robot holding position moves at the robot holding position speed, and controlling the sewing device so that a feed speed of the sewing device matches a speed of the intended sewing position;
The sewing system according to claim 1 , wherein the planned sewing position speed of one of the first robot and the second robot is controlled so as to match the planned sewing position speed of the other robot.
予め設定された送り速度で、当該送り速度の方向について前記被縫製材の縫製点の手前にある第2部分が前記縫製点へ向かうように、前記被縫製材の一部を前記送り速度の方向に動かすことで前記被縫製材を送り、前記被縫製材の前記縫製点に送った前記第2部分の縫製を行う縫製装置と、
を制御する制御装置の制御方法であって、
前記被縫製材の縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、
前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、前記ロボット保持位置が移動する速度であるロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置が移動する速度である縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、
前記ロボット保持位置が前記ロボット保持位置速度で移動するように前記ロボットを制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御する
制御方法。 a robot that holds a first portion of a sewing material having a fixed shape, the robot holding the first portion at a robot holding position that is a position of the robot when holding the first portion, and at a robot holding direction that is a direction of the robot when holding the first portion;
a sewing device that feeds the workpiece by moving a portion of the workpiece in a direction of a preset feed speed so that a second portion of the workpiece located in front of a sewing point in the direction of the feed speed moves toward the sewing point, and sews the second portion of the workpiece that has been sent to the sewing point;
A control method for a control device that controls
controlling the robot holding position and the robot holding direction so that the direction of the planned sewing position of the sewing material becomes the planned sewing direction when the planned sewing position of the sewing material is aligned with the sewing point;
a robot holding position speed, which is a speed at which the robot holding position moves, and a sewing planned position speed, which is a speed at which the sewing planned position moves, are calculated using a relationship between the robot holding position and the robot holding direction, and the sewing planned position and the sewing planned direction, the robot holding position speed being a speed at which the robot holding position moves, and the sewing planned position speed being a speed at which the sewing planned position moves;
a control method for controlling the robot so that the robot holding position moves at a robot holding position speed, and controlling the sewing device so that a feed speed of the sewing device matches a speed of the intended sewing position.
予め設定された送り速度で、当該送り速度の方向について前記被縫製材の縫製点の手前にある第2部分が前記縫製点へ向かうように、前記被縫製材の一部を前記送り速度の方向に動かすことで前記被縫製材を送り、前記被縫製材の前記縫製点に送った前記第2部分の縫製を行う縫製装置と、
を制御する制御装置の制御プログラムであって、
前記被縫製材の縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、
前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、前記ロボット保持位置が移動する速度であるロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置が移動する速度である縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、
前記ロボット保持位置が前記ロボット保持位置速度で移動するように前記ロボットを制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御することを、
コンピュータに実行させるための制御プログラム。 a robot that holds a first portion of a sewing material having a fixed shape, the robot holding the first portion at a robot holding position that is a position of the robot when holding the first portion, and at a robot holding direction that is a direction of the robot when holding the first portion;
a sewing device that feeds the workpiece by moving a portion of the workpiece in a direction of a preset feed speed so that a second portion of the workpiece located in front of a sewing point in the direction of the feed speed moves toward the sewing point, and sews the second portion of the workpiece that has been sent to the sewing point;
A control program for a control device that controls
controlling the robot holding position and the robot holding direction so that the direction of the planned sewing position of the sewing material becomes the planned sewing direction when the planned sewing position of the sewing material is aligned with the sewing point;
a robot holding position speed, which is a speed at which the robot holding position moves, and a sewing planned position speed, which is a speed at which the sewing planned position moves, are calculated using a relationship between the robot holding position and the robot holding direction, and the sewing planned position and the sewing planned direction, the robot holding position speed being a speed at which the robot holding position moves, and the sewing planned position speed being a speed at which the sewing planned position moves;
controlling the robot so that the robot holding position moves at the robot holding position speed, and controlling the sewing device so that a feed speed of the sewing device and a speed of the intended sewing position match;
A control program for execution by a computer.
予め設定された送り速度で、当該送り速度の方向について前記被縫製材の縫製点の手前にある第2部分が前記縫製点へ向かうように、前記被縫製材の一部を前記送り速度の方向に動かすことで前記被縫製材を送り、前記被縫製材の前記縫製点に送った前記第2部分の縫製を行う縫製装置と、
を制御する制御装置の制御プログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、
前記被縫製材の縫製予定位置を前記縫製点に合わせたときに前記縫製予定位置の方向が縫製予定方向となるように、前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向を制御し、
前記ロボット保持位置及び前記ロボット保持方向と、前記縫製予定位置及び前記縫製予定方向との関係を用いて、前記ロボット保持位置が移動する速度であるロボット保持位置速度及び前記縫製予定位置が移動する速度である縫製予定位置速度のうち一方の速度に対応する他方の速度を求め、
前記ロボット保持位置が前記ロボット保持位置速度で移動するように前記ロボットを制御し、前記縫製装置の送り速度と、前記縫製予定位置速度とが一致するように、前記縫製装置を制御することを、コンピュータに実行させる
非一時的記憶媒体。 a robot that holds a first portion of a sewing material having a fixed shape, the robot holding the first portion at a robot holding position that is a position of the robot when holding the first portion, and at a robot holding direction that is a direction of the robot when holding the first portion;
a sewing device that feeds the workpiece by moving a portion of the workpiece in a direction of a preset feed speed so that a second portion of the workpiece located in front of a sewing point in the direction of the feed speed moves toward the sewing point, and sews the second portion of the workpiece that has been sent to the sewing point;
A non-transitory storage medium storing a control program for a control device that controls the
The control program includes:
controlling the robot holding position and the robot holding direction so that the direction of the planned sewing position of the sewing material becomes the planned sewing direction when the planned sewing position of the sewing material is aligned with the sewing point;
a robot holding position speed, which is a speed at which the robot holding position moves, and a sewing planned position speed, which is a speed at which the sewing planned position moves, are calculated using a relationship between the robot holding position and the robot holding direction, and the sewing planned position and the sewing planned direction, the robot holding position speed being a speed at which the robot holding position moves, and the sewing planned position speed being a speed at which the sewing planned position moves;
A non-transitory storage medium that causes a computer to execute the following steps: control the robot so that the robot holding position moves at the robot holding position velocity; and control the sewing device so that a feed speed of the sewing device matches a speed of the intended sewing position.
前記ロボット及び前記縫製装置が、前記制御装置による制御に従って、前記被縫製材から縫製物を製造する
縫製物製造方法。 A method for manufacturing a sewn product by the sewing system according to any one of claims 1 to 12,
The robot and the sewing device produce a sewn product from the sewing material under the control of the control device.
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