JP2626113B2 - ミシン制御装置 - Google Patents

ミシン制御装置

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JP2626113B2
JP2626113B2 JP2001178A JP117890A JP2626113B2 JP 2626113 B2 JP2626113 B2 JP 2626113B2 JP 2001178 A JP2001178 A JP 2001178A JP 117890 A JP117890 A JP 117890A JP 2626113 B2 JP2626113 B2 JP 2626113B2
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rotation
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    • D05SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05BSEWING
    • D05B69/00Driving-gear; Control devices
    • D05B69/14Devices for changing speed or for reversing direction of rotation
    • D05B69/18Devices for changing speed or for reversing direction of rotation electric, e.g. foot pedals

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Sewing Machines And Sewing (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はミシンの回転数を所定の値に制御するミシ
ン制御装置に関するものである。
[従来の技術] 第8図,第9図,第10図,第11図は例えば特開昭61−
257686号公報や特開昭61−257689号公報に示された従来
例を示しており,第8図はミシンを示し,図において
(1)はミシンであり,モータ(2)とはミシンプーリ
ー(3),ベルト(4),モータプーリー(5)を介し
てれ連結されている。(6)は制御装置であり,(7)
は使用者が制御装置に回転数等の指令を与えるためのペ
ダルであり,(8)は針位置を検出するための針位置検
出器である。(9)はモータ軸の回転数を検出するため
に前記モータ(2)に組み込まれたエンコーダである。
第9図は第8図の制御システムを示したブロック図であ
り,(1)は前記ミシン,(2)は前記モータ,(4)
は前記ベルト,(8)は前記針位置検出器,(9)は前
記エンコーダであり,(10)は回転数設定器であり,前
記ペダル(7)が一定以上踏み込まれると起動指令信号
SDを出力し同時にペダルの踏み込みに応じた回転数指令
信号PSを出力する。(11)は乗算器,(12)は回転数制
御回路,(13)は前記エンコーダ(9)からの信号PE
カウントするカウンタ,(14)はラッチ回路,(15)は
演算回路である。
また第10図は前記演算回路(15)の具体的構成例を示
している。第10図において(16)は中央処理装置(以下
CPUという)であり,発振回路(17)からのクロック信
号に同期して入力ポート(18)からの入力出力ポート
(19)への出力,RAM(20)からの入出力,ROM(21)から
の読み出しを行う部分である。
また,(22)はリセット回路を示しており,電源を投
入後,上記回路(15)を動作させるための動作電圧が安
定した後で自動的に“L"から“H"に切り換わりこの時点
から前記CPU(16)の処理が開始される様になってい
る。
次に第11図は従来の演算回路(15)における回転伝達
比演算のフローチャートを示した図であるがStep(2
3),Step(24),Step(25)は初期設定でありStep(2
6)は回転伝達比演算が終了したかどうかの判定であ
る。Step(27)は前記起動指令信号SDを入力する部分で
あり,Step(28)は入力した起動指令信号SDが“H"かを
判定する部分である。Step(29)は第11図(b)に示す
針位置検出信号NDが検出された時の割込処理を禁止する
部分であり,Step(30)は前記割込処理を許可する部分
である。Step(31)は回転伝達比演算が終了したかを判
定する部分でありStep(32)は回転伝達比演算を行うか
判定する部分であり,Step(33)は回転伝達比演算を許
可する部分であり,Step(34),Step(35),Step(36),
Step(37)Step(38)は回転伝達比演算を行う部分であ
る。
次に動作について説明する。
まず第9図においてペダル(7)が一定以上踏み込ま
れると回転数設定器(10)から起動指令信号SDが出力さ
れ回転数制御回路(12)はモータ(2)を起動し,従っ
てベルト(4)で連結されたミシン(1)も同時に起動
する。一方,回転数設定器(10)はペダル(7)の踏み
込み位置に応じた回転数指令信号PSを出力し,乗算器
(11)は演算回路(15)からの設定値DPを乗じて回転数
設定指令PMを回転数制御回路(12)に与え回転数制御回
路(12)はエンコーダ(9)からの信号PEより求めたモ
ータ(2)の回転数が回転数設定指令PMと等しくなる様
な制御動作を行い従ってモータ(2)は回転数設定指令
PMにより指示された回転数となるように回転数制御され
る。
次にペダル(7)が元の位置(以下中立という)に戻
されると前記回転数設定器(10)は前記起動指令信号SD
をオフし前記回転数制御回路(12)はまず前記回転数指
令信号PSに従って針の位置決めのための十分低い回転数
設定を行い前記エンコーダ(9)からの信号PEを測定し
てモータ(2)の回転数を求め,実際の回転数が設定回
転数以下に達し更に前記針位置信号NDが出力された時点
で前記モータ(2)を停止させミシン(1)を所定の針
位置に停止させる。
カウンタ(13)は前記針位置エッジパルス信号NDP
“H"から“L"に切りかわる時リセットされた後エンコー
ダ(9)からの信号PEを計数する様に動作し,ラッチ回
路(14)は前記カウンタ(13)の出力データDCを前述と
同様に針位置エッジパルス信号NDPの“H"から“L"への
切りかわり時にラッチし前記演算回路(15)に出力する
様に動作する。
第11図において上記リセット信号が“L"から“H"に切
りかわった直後の初期状態でまず設定値DP1を設定す
る。次にペダル(7)が踏み込まれ前記起動指令信号SD
が“L"から“H"に切りかわった時点から割り込みを許可
し前記針位置信号NDの2回目の“H"から“L"への切りか
わり点ですなわちミシン(1)が1回転した時点でラッ
チ回路(14)のデータDE,すなわちミシン(1)の1回
転する間のモータ(2)の回転角度を示すエンコーダ
(9)からの信号PEのパルス総数を得るので下記式に
示す演算を行い伝達回転比率DPを得る。
DP=DE/R …… (但しR:モータ(2)の1回転におけるエンコーダ
(9)からの信号PEのパルス数) すなわち式における結果DPはミシン軸に対するモー
タ軸の回転角度比率すなわちミシンプーリー径とモータ
プーリー径との比率(以下伝達回転比率という)を表し
ている。
モータの回転数指令値をNMTとすれば式が成立す
る。
NMT=NSM×DP …… (NSM:ミシンの回転数指令値) 式におけるモータ(2)の回転数指令値NMTは第9
図における前記回転数設定指令PMに対応し従って回転数
指令信号PSはミシンの回転数指令値を示している。
次に第11図を用いてフローチャートの説明をする。ま
ず電源をONするとStep(23),Step(24),Step(25)に
おいて初期状態の設定を行う。次にStep(27)では入力
ポートより起動指令信号SDを入力する。Step(28)はこ
の起動指令信号SDが“L"が“H"かを判定する部分であり
起動指令信号SDが“L"ならばStep(29)により第11図
(b)に示す割込処理を禁止しStep(26)に戻る。また
Step(28)にて起動指令信号SDが“H"ならばStep(30)
により第11図(b)に示す割込処理を許可しStep(26)
に戻る。
Step(26)は回転伝達比演算が終了したかどうかをフ
ラグENDの状態により判定する部分であり回転伝達比演
算を終了していれば次の処理を行い,回転伝達比演算が
終了していなければ前述のStep(27)へ進む。ところ
で,フラグENDは回転伝達比演算が終了していればStep
(35)にてセットされ回転伝達比演算が終了していなけ
ればStep(23)にてリセットされたままである。
次に第11図(b)に示す割込処理について説明する。
第11図(b)に示す割込処理は針位置検出信号NDが検出
された時に実行される処理でありまずStep(31)は回転
伝達比演算が終了しているかをフラグENDの状態により
判定する部分であり,回転伝達比演算が終了していれば
割込処理は何もせずに終了する。回転伝達比演算が終了
していなければ次のStep(32)へ進み回転伝達比演算を
行うかをフラグFASTにより判定する。フラグFASTは第11
図(b)に示す割込処理の1回目にStep(33)によりセ
ットされるフラグである。したがって回転伝達比演算は
針位置検出信号NDが2回検出された時に行われる。
Step(34)以降は回転伝達比演算を行う部分でありま
ずStep(34)によりエンコーダ(9)からの信号PEのパ
ルス総数DEを入力する。次にStep(35)ではフラグEND
をセットしStep(36)にて回転伝達比DP2を演算する。S
tep(37)では演算した回転伝達比DP2をRAM1に格納しSt
ep(38)にて回転伝達比DP2を出力し割込処理を終了す
る。
なお前述の針位置信号NDは1回転毎に1回発生すると
したが本従来例において詳述はしないが針位置信号ND
1回転に複数個,角度的に等間隔に配置しても回転伝達
比が求められる事は前述の特開昭61−257686号公報にも
述べられている。
[発明が解決しようとする課題] 上述したようにエンコーダ(9)からの信号が断線等
で検出できなかった場合は式にてDPに0が格納される
ためやはり回転伝達比演算を行う事により,間違った回
転伝達比にて運転する事となる また上述した様に従来の回転伝達比演算においては回
転伝達比演算にミスが起きた時などに使用者の安全を確
保したり作業者に回転伝達比演算ミスが起きた事を知ら
せる手段が何ら講じられていなかった。また,従来の回
転伝達比演算においてはミシンを運転して前記針位置信
号NDが通過したら即回転伝達比演算を行うように構成さ
れているここで,第12図は加速時のモータ(2)の回転
数の変化を示した図であるが,(F)で示したモータ
(2)の始動時はミシンプーリー(3),ベルト
(4),モータプーリー(5)の間で「スリップ」が発
生し易いため例えば第13図に示すような,起動指令信号
SDが“L"から“H"になった直後に針位置信号NDが検出さ
れた場合(間隔Gが狭い場合)は回転伝達比演算を「ス
リップ」が発生している時に行っているため回転伝達比
演算に誤差が生ずる。
この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たもので,モータの回転数検出手段からの信号が断線等
で検出できなかった場合は回転伝達比演算を行わないよ
うにするミシン制御装置を提供することを目的とする。
また「スリップ」が起こっても回転伝達比演算に誤差
を生じさせないミシン制御装置を提供することを目的と
する。
また「スリップ」自体を発生しないようにするミシン
制御装置を提供することを目的とする。
更にまた回転伝達比演算において何らかのミスが起こ
った時に使用者の安全を確保するため速度を下げること
のできるミシン制御装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明におけるミシン制御装置は、回転伝達比を演
算する演算手段を起動信号入力後一定時間経過後に有効
とする手段を設けたものである。又この発明におけるミ
シン制御装置は、回転伝達比演算前及び回転伝達比測定
中の加速時における速度指令の加速割合を回転伝達比演
算後よりも小さくする手段を設けたものである。
[作用] この発明における演算手段を起動信号入力後一定時間
経過後に有効とする手段は,「スリップ」やモータ回転
数検出手段からの信号が来ないといった状況では,回転
伝達比演算を開始させない。
又この発明における回転伝達比演算前及び回転伝達比
測定中の加速時における速度指令の加速割合を回転伝達
比演算後よりも小さくする手段は,回転数指令の変化の
傾きが急な場合には,その変化の傾きを緩やかにして,
モータを緩やかに加速させる。
[発明の実施例] 以下この発明の実施例を説明する。第1図に第1の実
施例のフローチャートを示す。ハードウェア構成は従来
の技術にて説明した第9図,第10図のものと同様である
ので説明を省略する。
なお従来の技術にて説明した第11図と第1図との違い
は第1図(a)の破線で囲んだ部分,(b)の破線で囲
んだ部分及び(C)に示す割込処理である まずStep(39)は初期状態の設定を行う部分であり,S
tep(28)は入力ポートより入力した起動指令信号SD
“L"か“H"かを判断し“L"ならばStep(41)にてフラグ
STAT,カウンタCuをリセットするまた,“H"の場合にはS
tep(26)に戻る。
ここでフラグSTATは回転伝達比演算を開始できる状態
かを示すフラグであり,カウンタCuはエンコーダ(2)
からの信号PEが何回検出されたかを示すカウンタであ
る。
次にStep(42)はフラグSTATにより回転伝達比演算を
行うかを判断する部分であり,フラグSTATがStep(46)
によりセットされていれば回転伝達比演算を行い,セッ
トされていなければ回転伝達比演算は行われない。
第1図(C)に示す割込処理はエンコーダ(9)から
の信号PEが検出された時に実行される処理である。Step
(43)はフラグENDにより回転伝達比演算が終了してい
るかどうかを判定する部分であり回転伝達比演算が終了
していれば割込処理は終了し終了していなければStep
(44)へ進む。
Step(44)はカウンタCuによりエンコーダ(9)から
の信号PEが検出された回数と所定の設定値Aとを比較す
る部分でありカウンタCuが設定値Aよりも小さかった
ら,Step(45)によりカウンタCuの値に1を加算して割
込処理は終了する。カウンタCuが設定値Aよりも大きか
ったらStep(46)によりフラグSTATがセットされて割込
処理は終了する。
第1の実施例は以上の様に構成されているのでエンコ
ーダ(9)からの信号PEが設定値Aより多く検出されな
ければ回転伝達比演算は開始されないので始動時から
「スリップ」が起きない状態までにカウントされるPE
値より大きな値を設定値Aに設定する事により「スリッ
プ」が起きている状況では回転伝達比演算を行わせない
事ができる。
また「エンコーダ(9)からの信号PEが断線で検出で
きない」場合は第1図(C)の割込処理は行われないの
でフラグSTATはセットされないため回転伝達比演算は行
われない。従って回転伝達比演算誤差が生ずる状況での
演算を禁止する事になるので回転伝達比演算誤差をなく
す事ができる。なお,本実施例ではエンコーダ(9)か
らの信号PEの数により回転伝達比演算を行うかの判定を
行っていたが針位置検出器(8)からの針位置信号ND
1回転に複数個,角度的に等間隔に配置したものにあっ
てはこの針位置信号NDの数により回転伝達比演算の判定
をしてもよい。
次に第2図に第2の実施例のフローチャートを示す。
ハードウェア構成は従来の技術にて説明した第9図,第
10図のものと同様であるので説明を省略する。
なお,第1の実施例にて説明した第1図と第2図との
違いは第2図(a)の破線で囲んだ部分と(c)に示す
割込処理である。まずStep(47)は初期状態の設定を行
う部分であり,Step(23)は入力ポートより入力した起
動指令信号SDが“L"か“H"かを判断し“L"ならばStep
(48),Step(49),Step(50),Step(51)の処理を実
行してStep(26)へ戻る。“H"ならばStep(52)へ進み
タイマーカウンタTMに1を加算する。ここでタイマーカ
ウンタTMはエンコーダ(9)からの信号PEを検出した時
にStep(57)にてリセットされる事から信号PEが検出さ
れてから次の信号PEが検出されるまでの時間を計るタイ
マーカウンタである。
このタイマーカウンタTMの逆数を演算する事によりSt
ep(55)では回転数wを求めStep(56)では求めた回転
数wをRAM2に格納する。Step(53)ではこのRAM2の値と
設定値w1の値を比較してRAM2が設定値w1より大きかった
らStep(54)にてフラグSTATをセットする。したがって
Step(42)においてフラグSTATがセットされていればSt
ep(32)以降の回転伝達比演算へ進めるしフラグSTATが
セットされていなければ回転伝達比演算は行われない。
第2の実施例は以上の様に構成されているのでモータ
軸の回転数が設定値w1より速くなければ回転伝達比演算
は開始されない事となる。
始動時のモータ回転数曲線を示した第12図に示す様に
「スリップ」が起きるのはモータの始動時である事から
設定値w1を「スリップ」が起きないような速度に設定し
ておけば「スリップ」が起こっている状況での回転伝達
比演算を行わせないようにする事ができる。
従って回転伝達比演算誤差をなくす事ができるなお,
本実施例においては第2図(b)においてモータ軸の回
転数を求めているが他の方法にて回転数が求まるならば
その値を直接Step(50)にて比較しても同じ効果が得ら
れる。また,モータ軸の回転数ではなくミシン軸の回転
数により回転伝達比演算を開始する様にしても同じ効果
が得られる。
更に又この実施例において,回転数検出手段としてエ
ンコーダ(9)を用いた場合について説明したが,タコ
ジェネを用いた場合にあっても同様の思想で実施でき
る。
次に第3図に第3の実施例のフローチャートを示す。
ハードウェア構成は第4図,第5図で示すハードウェア
構成を使用する。第4図,第5図と従来の技術にて説明
した第9図,第10図との違いは第9図の乗算器(11)が
なくなり回転数指令信号PSが演算回路(15)に入力され
ている点(第4図の(J)に示す)と回転数設定信号PM
が演算回路(15)から出力されている点(第4図の
(K)に示す)である。 また従来の技術にて説明した
第11図と第3図の違いは第3図(a)の破線で囲んだ部
分と第3図(a)にStep(25)がない事である。まずSt
ep(58)は初期状態の設定を行う部分であり,Step(2
8)は入力ポートより入力した起動指令信号SDが“L"か
“H"から判断し“L"ならばStep(59)の処理を実行して
Step(26)へ戻る。“H"ならばStep(60)へ進み回転数
指令PSを入力しStep(61)にて回転数設定値PLが演算さ
れる(DP1は初期プーリ比率である) 次にStep(62)にて回転数設定値PLとタイマーカウン
タTIと比較される。タイマーカウンタTIは疑似速度設定
値であり起動指令信号SDが“H"になった瞬間から経過し
た時間に比例して増えてゆくカウンタである。その値は
第6図のようになる。(ただしタイマーカウンタTIは速
度設定値PLより大きくならない)Step(62)では前述の
タイマーカウンタTIの値と速度設定値PLの値とを比較し
て小さい方を出力ポートより速度設定指令PMとして出力
するようにStep(63)あるいはStep(64)へ進む。
第3図(b)は針位置信号NDを検出した時の割込処理
である。Step(34)以降は回転伝達比演算を行つている
所を示しStep(36)にて求めた回転伝達比はStep(37)
にてRAM1に格納され回転伝達比演算後はこの値に回転数
指令値PSをかけて回転数設定指令PMとして出力する。
第3の実施例は以下の様に構成されているので回転数
指令信号PSが非常に急激な速度変化を求める信号(変化
量の大きな信号)であっても第6図の(M)が示す傾き
より急な回転数指令は出力されない。
急な回転数の変化は「スリップ」を発生し易いので本
発明により「スリップ」は発生しなくなり回転伝達比演
算誤差をなくす事ができる。
次に第7図に第4の実施例のフローチャートを示す。
ハードウェア構成は従来の技術にて説明した第9図,第
10図のものと同様であるのが説明を省略する。
なお,従来の技術にて説明した第11図と第7図との違
いは第7図(a)の破線で囲んだ部分である。まずStep
(68)は初期状態の設定を行う部分でありStep(28)は
入力ポートより入力した起動指令信号SDが“L"か“H"か
を判断し“L"ならばStep(69)の処理を実行しStep(2
6)に戻る。“H"ならばStep(70)へ進みタイマーカウ
ンタTPに1を加算する。ここでタイマーカウンタTPは起
動指令信号SDが“H"になってからの時間を計るタイマー
カウンタである。STep(71)ではタイマーカウンタTP
所定の設定値Bを比較する部分であり,タイマーカウン
タTPの値が設定値Bより小さかったらStep(26)に戻
り,タイマーカウンタTPの値が設定値Bより大きかった
らStep(72)に進み回転伝達比DP3を出力してStep(2
6)へ戻る。ここでDP3は任意の回転伝達比である。
第4の実施例は以上の様に構成されているので回転伝
達比DP3を回転伝達比DP1の1/2に設定しておいて回転数
指令信号PSが変わらなければモータの回転数は1/2にな
る。
本発明により回転伝達比演算ミスが起こった時にはモ
ータ軸速度指令が速くなり,増速される可能性があるた
めモータの運転速度を1/2に落とす事により安全が確保
できると共にペダルの踏込み量が一定量のときモータの
回転数が大幅に変化することにより使用者に回転伝達比
演算ミスが起きた事を知らせる事ができる。
なお,本実施例においてはタイマーカウンタTPが設定
値Bを越えた時を回転伝達比演算ミスとしたが他の状況
例えばDP2の値が異常に大きかったり,小さかったりし
た時を回転伝達比演算ミスとしても同じ効果を得られ
る。
また回転伝達比DP3は回転伝達比DP1よりも小さい任意
の値であれば1/2でなくとも同じ効果が得られる。
以上のようにこの発明によれば回転検出手段からの信
号が接触不良等で検出できない場合には回転伝達比演算
を禁止し,その後信号が検出できたら回転伝達比演算を
行うので回転伝達比演算誤差をなくす事ができる。
またモータプーリー,ベルト,ミシンプーリーの間で
起こる「スリップ」が発生していない安定した状況で回
転伝達比演算が行えるため回転伝達比演算誤差をなくす
事ができる。
また回転数指令が急激な回転数変化を示す場合(回転
数指令の変化の傾きが急な場合)には回転数指令の変化
の傾きを緩やかにするため「スリップ」が発生せず,そ
のため回転伝達比演算誤差をなくすという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例を示すフローチャー
ト,第2図はこの発明の第2の実施例を示すフローチャ
ート,第3図はこの発明の第3の実施例を示すフローチ
ャート,第4図は第3の実施例に用いるミシン制御装置
のブロック図,第5図は第4図に示される演算装置のブ
ロック図,第6図は第3の実施例の出力動作を示す図,
第7図はこの発明の第4の実施例を示すフローチャー
ト,第8図はこの発明の対象となるミシンの正面図,第
9図は従来例及び本発明の実施例にかかるミシンの制御
装置のブロック図,第10図は同装置における演算回路の
ブロック図,第11図は従来例の演算動作を示すフローチ
ャート,第12図は始動時のモータ回転数曲線を示す図,
第13図は動作を示すタイムチャートである。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示し,(1)は
ミシン,(2)はモータ,(3)はミシンプーリー
(4)はベルト,(5)はモータプーリー,(6)は制
御装置,(7)はペダル,(8)は針位置検出器,
(9)はエンコーダ,(10)は回転数設定器,(11)は
乗算器,(12)は回転数制御回路,(15)は演算回路で
ある。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータの回転によって回転駆動されるミシ
    ンの回転数を制御するミシン制御装置において、 前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、 前記ミシンの針位置を検出し針位置検出信号を発生する
    針位置検出手段と、 前記針位置検出信号と前記回転数検出手段からの信号と
    を用いて回転伝達比を求める演算手段と、 前記演算手段を起動信号入力後一定時間経過後に有効と
    する手段と、 前記演算手段の演算結果に基づいてモータの回転数を制
    御する制御部と、 を備えたことを特徴とするミシン制御装置。
  2. 【請求項2】モータの回転によって回転駆動されるミシ
    ンの回転数を制御するミシン制御装置において、 前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、 前記ミシンの針位置を検出し針位置検出信号を発生する
    針位置検出手段と、 前記針位置検出信号と前記回転数検出手段からの信号と
    を用いて回転伝達比を求める演算手段と、 前記伝達比演算前及び回転伝達比測定中の加速時におけ
    る速度指令の加速割合を回転伝達比演算後よりも小さく
    する手段と、 前記演算手段の演算結果に基づいてモータの回転数を制
    御する制御部と、 を備えたことを特徴とするミシン制御装置。
JP2001178A 1990-01-08 1990-01-08 ミシン制御装置 Expired - Lifetime JP2626113B2 (ja)

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