JP4546634B2 - 縫製物送り装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ミシンの縫製物送り装置に関するものであり、特に、縫製データに基づいて、縫製物を縫製テーブル上で一針毎に移動させて、縫製を行う縫製物送り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から自動縫製ミシンとして、図１に示すものが知られている。
【０００３】
自動縫製ミシン１は、一針毎に作成された縫製データ（平面座標で示す針落ち点）に基づいて、駆動するミシン２とＸＹ駆動式縫製物送り装置３とにより構成されている。
【０００４】
ＸＹ駆動式縫製物送り装置３は、縫製物押え（縫製物保持部材）４と、保持板５と、移動板６と、Ｘ方向駆動モータ７と、Ｙ方向駆動モータ８等から構成されている。
【０００５】
縫製物押え４（縫製物保持部材）は、中央部に４角形状の中空部が形成されている。押えの枠４ａにより、布（縫製物）は図示省略したミシンテーブル（縫製テーブル）に沿って、移動自在に保持される。
【０００６】
保持板５は、縫製物押え４の側方に延出するように配置されている。縫製物押え４と保持板５は、図示省略の螺子により固定されている。
【０００７】
保持板５の下部には、移動板６が配置されている。移動板６の下部には、図示Ｘ方向に沿って、タイミングベルト９が設けられている。タイミングベルト９は、一端側がローラ１０に、他端側がＸ方向駆動モータ７に掛け渡されるとともに、タイミングベルト９は移動板６に連結されている。Ｘ方向駆動モータ７が回動し、タイミングベルト９がＸ方向に移動すると、移動板６上に保持された保持板５を介して、縫製物押え４もＸ方向に移動する。
【０００８】
移動板６の上部には、図示Ｙ方向に沿ってタイミングベルト１１と、Ｙ方向駆動モータ８が設けられている。タイミングベルト１１は、一端側がローラ１２に、他端側がＹ方向駆動モータ８に掛け渡されるとともに、保持板５に連結されている。Ｙ方向駆動モータ８が回動し、タイミングベルト１１がＹ方向に移動すると、保持板５を介して縫製物押え４もＹ方向に移動する。
【０００９】
縫製物押え４（縫製物保持部材）は、Ｘ方向駆動モータ７、Ｙ方向駆動モータ８、タイミングベルト９、タイミングベルト１１、保持板５、移動板６等から構成される駆動手段により、縫製テーブルに沿って自在に移動する。
【００１０】
次に、図２、図３に基づき、本出願人が先に出願した、特願２０００−５８５３５号の縫製物送り装置を説明する。
【００１１】
図２のリンク駆動式縫製物送り装置１５は、一対の駆動モータ１６，１７がその駆動軸を下方に向けて配置されている。一対の駆動モータ１６，１７に対して、その軸心に平行な一対の出力軸２０、２１が設けられている。一対の出力軸２０、２１の下端には、それぞれギア２２、２３が固定されている。そして、駆動モータ１６とギア２２がタイミングベルト１８で巻回され、駆動モータ１７とギア２３がタイミングベルト１８で巻回され、それぞれ、駆動モータの回動を各々の出力軸に伝達する。
【００１２】
各出力軸２０、２１の上端部には、それぞれ第１リンク２４、２５の一端部が固着されている。第１リンク２４、２５の他端部には、第２リンク２６、２７の一端部がそれぞれ回動自在に連結され、これら第２リンク２６，２７の他端部には、縫製物押え２８（縫製物保持部材）が回動自在に取付けられている。
【００１３】
また、一方の第２リンク２６の姿勢を規制する規制リンク機構２９が設けられている。
規制リンク機構２９は、一方の出力軸２０に回動自在に連結された第１規制リンク３０と、一端側が第１規制リンク３０の他端部に回転自在に連結され、他端側が縫製物押え２８に回転自在に連結された第２規制リンク３１と、から構成される。また、第１リンク３０と第２リンク３１の連結部分と、第１リンク２５と第２リンク２７との連結部分とは、連結リンク３２により連結されている。
【００１４】
そして、各出力軸２０，２１に連結された第１リンク２４、２５の端部間隔と、縫製物押え２８に連結された第２リンク２６，２７の端部間隔と、連結リンク３２とは等しい長さである。また、第１リンク２４と、第２規制リンク３１と、第２リンク２７とは等しい長さである。さらに、第１リンク２５と、第１規制リンク３０と、第２リンク２６とは等しい長さに設定されいる。
【００１５】
図３に基づいて、リンク駆動式縫製物送り装置１５の動作を説明する。
リンク駆動式縫製物送り装置１５は、一対の駆動モータ１６、１７を任意に正逆方向に回転させて、タイミングベルト１８、１９を介して、出力軸２０、２１に動力を伝達する。各出力軸２０，２１が回転すると、各第１リンク２４、２５および各第２リンク２６，２７が規制リンク機構２９により姿勢を規制されつつ動作する。そして、規制リンク機構２９と連結リンク３２により、第１リンク２５および第２リンク２７は、それぞれ第１規制リンク３０および第２規制リンク３１と平行関係を維持しつつ正逆回転し、縫製物押え２８をの姿勢を平面座標内において規制している。
【００１６】
また、第１リンク２４および第２リンク２６の動作は、第１規制リンク３０および第２規制リンク３１と相互に平行四辺形を保持するように作用し、第２リンク２６は、その姿勢を規制されつつ動力を縫製物押え２８に伝達する。
【００１７】
縫製物押え２８（縫製物保持部材）は、第１駆動モータ７、第２向駆動モータ８、第１リンク２４、２５、第２リンク２６、２７、規制リンク機構２９、連結リンク３２タ等から構成される駆動手段により、縫製テーブルに沿って、その姿勢を常に移動平面座標に対して傾斜することなく、自在に移動する。
【００１８】
例えば、縫製物押え２８を前方向（図示Ｄ方向）に移動する場合には、図３に示すように、第１駆動モータを１６を半時計方向に、第２駆動モータ１７を時計方向に、それぞれ等しい回転数で回転させる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＸＹ駆動式縫製物送り装置３及びリンク駆動式縫製物送り装置１５は、縫製データにしたがって、縫製物を縫目毎に始点（Ｘｎ，Ｙｎ）から次の針落ち点（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）に移動させる際、縫製物保持部材がその移動経路上で蛇行したり、次の針落ち点（停止位置）で振動等が発生した。このため、針落ち点に正確に停止させるのに、必要以上の時間を要してしまうという問題が発生した。
【００２０】
また、縫製物送り装置３及び１５に対して、作成された縫製パターンの相対位置が不的確な場合、一方の駆動手段（モータ）で移動される割合が高くなるので、効率的に縫製物が送られないため、縫製物送り時間が長くなるという問題が生じた。
【００２１】
この発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、縫製物保持部材を縫製データに基づいて移動させる際、蛇行することなく、短時間で縫目形成位置に移動される縫製物送り装置を提供することを第１の目的とする。
【００２２】
また、縫製物送り装置に対して、最適な縫製パターンの相対位置を選択することにより、縫製物送り時間を短縮するができる縫製物送り装置を提供することを第２の目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の縫製物送り装置は、
縫製テーブル上で縫製物を保持する縫製物保持部材（４、２８）と、
縫製テーブルに沿って、前記縫製物保持部材を各々異なる方向に移動させる複数の駆動手段（７、８、９、１１、６、５、１６、１７、２４、２５、２６、２７）と、
縫製データにしたがって、前記複数の駆動手段を駆動制御して縫製物を縫目形成位置に移動させる制御手段（３０）と、を備えた縫製物送り装置において、
前記縫製物保持部材を縫製データにより次の針落ち点に移動させる際、最短移動経路の上の任意の点を算出する算出手段と、を有し、
始点から前記最短移動経路の上の任意の点を経由して次の針落ち点に向けて、縫製物保持部材を移動させるよう制御する。
【００２４】
請求項１記載の発明によれば、縫製物保持部材は、始点から前記最短移動経路の上の任意の点を経由して次の針落ち点に向けて、移動するように制御される。
このため、移動途中の蛇行や、次の針落ち点（停止位置）の停止時における振動等が防止されるので、短い時間で正確に縫目形成位置に縫製物を移動することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
この発明の第１実施形態について、図４〜図６に基づいて説明する。
【００３４】
第１実施形態は、先に説明したＸＹ駆動式縫製物送り装置３とリンク駆動式縫製物送り装置１５を適用したものである。縫製物送り装置３または１５については、既に説明したので省略する。
【００３５】
第１実施形態は、図４（ａ）に示すように、縫製物送り装置３または１５の縫製物押え４、２８を縫製データにより、始点Ｅ（Ｘｎ，Ｙｎ）から次の針落ち点Ｆ（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）に移動する際、負荷の状態やリンク比等により、最短移動経路である図示点線Ｇのように直線上に移動しないで、図示Ｈのように蛇行する場合がある。この蛇行を防止するために、図４（ｂ）に示すように、最短移動経路上の任意の点（例えば、中間点Ｉ）を算出し、この任意の点を通過するように制御するものである。
【００３６】
図５は、縫製物送り装置３または１５が備えている制御部のブロック図である。
【００３７】
縫製物送り装置の制御手段３０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３１を内蔵し、このＣＰＵ３１には、記憶手段としてのＲＯＭと、一時記憶手段としてのＲＡＭとが接続されている。
【００３８】
制御手段３０の入力側には、操作パネル３２が接続されており、作業者は操作パネル３２から制御条件等を入力することができる。制御手段３０の出力側には、モータドライバー等からなる駆動回路３３を介して、ＸＹ駆動式縫製物送り装置３のＸ方向駆動モータ７，Ｙ方向駆動モータ８に、リンク駆動式縫製物送り装置１５の一対の駆動モータ１６、１７にそれぞれ接続されている。
【００３９】
第１実施形態の動作を図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００４０】
最初に、図示省略の外部記憶装置を介してＲＯＭに記憶された針落ち位置の座標値からなる縫製データ（Ｘｎ，Ｙｎ）を順次読み込む（ステップＳ１）。
【００４１】
次いで、針落ちの始点Ｅ（Ｘｎ，Ｙｎ）と次の針落ち点Ｆ（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）から最短移動経路上の任意の点Ｉ（Ｘｓ，Ｙｓ）を算出する（ステップＳ２）。
Ｘｓ＝ｋ＊｛（Ｘｎ＋１）＋Ｘｎ｝ Ｙｓ＝ｋ＊｛（Ｙｎ＋１）＋Ｙｎ｝（中間点の場合ｋ＝０．５）
次いで、始点Ｅ,中間点Ｉ，次の針落ち点Ｆ（終点）のデータを作成する（ステップＳ３）。
【００４２】
次いで、始点Ｅ、中間点Ｉ、次の針落ち点Ｆでの速度ベクトルが次の点に向かう所定の量になる動作軌跡データをモータドライバ−に出力する（Ｓ４）。
【００４３】
以上のステップＳ１〜Ｓ４でルーチンは終了するが、縫製データがある限り以上のルーチンを繰り返す。そして、始点Ｅから最短移動経路上の少なくとも一つの任意の点を経由して次の針落ち点Ｆに向けて、縫製物保持部材４または２８を移動させるよう制御する。
【００４４】
第１実施形態では、中間点Ｉを経由して、次の針落ち点Ｆに至るように制御した。これに代えて、例えば、ステップ３のｋの値を、０．２や、０．７等の任意の値を操作パネル３２から入力して、可変することも容易に考えられる。また、最短移動経路上の１点ではなく、２点を経由するように制御することも容易に考えられる。すなわち、始点Ｅから最短移動経路上の少なくとも一つの任意の点を経由して次の針落ち点Ｆに向けて、縫製物保持部材４または２８を移動させるよう制御する。
【００４５】
第１実施形態によれば、縫製物押え４、２８がその移動経路上の蛇行や、次の針落ち点（停止位置）で停止した際の振動等が防止されるので、短い時間で正確に縫目形成位置に縫製物を移動することができる。
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態について、図７〜１４に基づいて説明する。
【００４７】
第２実施形態が適用される、ＸＹ駆動式縫製物送り装置３の装置自体とブロック図については、既に説明したので省略する。第２実施形態は、縫製パターン（多数の縫製データの集合により、物の形状等の集合体をなすものをいう）を、少なくとも任意の点を中心に回転させた後、その合計縫製時間を算出する。そして、合計縫製時間を比較し、最短縫製時間の縫製パターンの相対位置と縫製物取付け位置を選択するものである。
【００４８】
図７（ａ）に示す縫製物押え４に保持される縫製物３５に形成される縫製パターン３６（縫製データの集合体）を、中心点Ｏを中心に回転したものが図７（ｂ）である。そして、図７（ａ）（ｂ）における、それぞれの合計縫製時間を算出比較し、最短縫製時間の縫製位置データを選択する。
【００４９】
例えば、図７（ａ）より、回転後の（ｂ）の方が合計縫製時間が短い場合、回転後の縫製パターン（ｂ）を選択する。そして、縫製物３５に縫製箇所を一致させるためには、縫製物押え４に対して、縫製物３５の取付け位置を図７（ｂ）に示す位置に変更する必要がある。このため、縫製物押え４と、縫製物３５の輪郭を表示し、それに習って作業者が縫製物の取付け位置を変更する。
【００５０】
第２実施形態の動作を図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００５１】
最初に、図示省略の外部記憶装置を介してＲＡＭに記憶された針落ち位置の座標値からなる縫製データ（Ｘｎ，Ｙｎ）を縫製パターン毎順次読み込む（ステップＳ１）。
【００５２】
次いで、所定の縫製パターン３６の縫目毎のＸ方向縫目長さＸｐと、Ｙ方向縫目長さＹｐをそれぞれ算出する（ステップＳ２）。
【００５３】
次いで、図９に示す縫目長さと縫製速度テーブルに基づき、縫製パタ−ンの縫目毎の縫製時間Ｘｔ，Ｙｔを算出する（ステップＳ３）。
【００５４】
次いで、縫製時間Ｘｔ，Ｙｔを比較し、遅い方を縫製時間とする（ステップＳ４）。
【００５５】
次いで、縫製パターンの全データに関して、ステップ４の縫製時間を算出し、合計して縫製パターン３６の全縫製時間Ｔ１（合計縫製時間）を求める（ステップＳ５）。
【００５６】
次いで、縫製パターン３６の全縫製データ（Ｘｎ，Ｙｎ）を任意の点、例えばＯを中心に１５度回転する（ステップＳ６）。そして、回転した縫製位置パターンについて上記Ｓ１〜Ｓ５のステップを繰り返し、全縫製時間Ｔ２を求める。さらにその縫製パターンを１５度回転させ、全縫製時間Ｔ３を求める。そして、操作パネル３２から予め設定された回転操作回数（例えば、１５度ごとに３回）に到達すると縫製パターンの回転操作を停止して次のステップに進む（ステップＳ７）。
【００５７】
次いで、回転した縫製パターン毎の全縫製時間を比較し、最短縫製時間の縫製パターンを選択し、モニターに表示する（ステップＳ８）。
【００５８】
次いで、ステップ８で求めた、最短縫製時間の縫製位置データに基づいて、縫製物押え４に対して布（縫製物）３５の取付け位置（縫製物の輪郭）を表示する（ステップＳ９）。
【００５９】
すなわち、縫製パターンデータがθ回転しているので、縫製物３５をθ回転させることにより、縫目形成位置を一致させる。
【００６０】
縫製物押え４に対する、布（縫製物）３５の取付け位置を表示する表示手段としては、図１０に示すようにモニター３７に縫製物押え４と縫製物３５の位置を表示しても良いし、図１１に示すようにテーブル上部に固定された投影機（プロジュエクター）３８から、テーブルに向けて、取付け位置の縫製物の外縁部を表示しても良い。また、図１２に示すように、回動可能でその照射位置を変更可能な一対のスポットライト３９を設け、予め縫製物に設定されたポイント４０，４０と照射位置を合わせるようにしても良い。また、図１３に示すように、縫製物押え４に縫製物の取付け位置を案内するための定規４１を設けて、縫製物取付け位置を案内するうようにしても良い。
【００６１】
さらに、図１４に示すように、縫製物押え４は、モータ４２により点Ｐを中心に回動可能に支持されている。縫製物押え４は、連結板４３の一端側に固定される。連結板の他端側はモータ４２に支持されている。
【００６２】
そして、縫製パターンは点Ｐ中心（縫製物押え回転中心と一致する）に回動されて、最短縫製時間の縫製パターン位置を選択する。その最短縫製時間の縫製パターン位置に基づき、モータ４２は縫製物押え４を回動させる。このため、縫製物３５を縫製物押え４に対して、一定の位置、例えば、図７（ａ）のように布外縁が平行な位置にセットすれば、回転された縫製パターンと縫製物の位置が自動的に一致する。
【００６３】
次に、本発明の第３実施形態について、図１５、１６に基づいて説明する。
【００６４】
第３実施形態は、リンク駆動式縫製物送り装置１５の最短縫製時間の縫製パターンの相対位置と縫製物取付け位置を選択するものである。リンク駆動式縫製物送り装置１５の装置自体とブロック図については、既に説明したので詳細な説明は省略する。また、選択された縫製物取付け位置を表示するモニター３７等の表示手段は、第２実施形態と同様であるのでその説明は省略する。
【００６５】
図２、３に示すリンク駆動式縫製送り装置１５は、複数の駆動モータ１６，１７と縫製物押え２８とが複数のリンク列、２４、２６、３０、３１、２５、２７、３２で連結されている。そして、それぞれに駆動モータ１６、１７の単独駆動方向は、図３に示すＲ，Ｓ等の円弧状である。
【００６６】
このため、縫製パターンを水平Ｘ方向、水平Ｙ方向または、Ｘ方向とＹ方向が合成されたベクトル方向に、縫製パターンを平行移動させると、その縫製時間がことなる。この実施形態はこの縫製物送り装置１５の縫製パターンを任意に平行移動させて、その後、最短縫製時間の縫製パターンの位置を選択するものである。
【００６７】
第３実施形態の動作を図１５のフローチャートに基づいて説明する。
【００６８】
最初に、図示省略の外部記憶装置を介してＲＡＭに記憶された針落ち位置の座標値からなる縫製データ（Ｘｎ，Ｙｎ）を縫製パターン毎順次読み込む（ステップＳ１）。
【００６９】
次いで、所定の縫製パターン３６の縫目毎に、複数の駆動モータの必要回動量Δθ１、Δθ２をそれぞれ算出する（ステップＳ２）。
【００７０】
次いで、図９に示す駆動モータ回転量と縫製速度との相関関係を示した縫製速度テーブルに基づき、縫目毎に駆動モータの縫製時間θｔ１，θｔ２を算出する（ステップＳ３）。
【００７１】
次いで、縫製時間θｔ１，θｔ２を比較し、遅い方を縫製時間とする（ステップＳ４）。
【００７２】
次いで、縫製パターンの全データに関して、ステップ４の縫製時間を算出し、合計して縫製パターン３６の全縫製時間Ｔ１（合計縫製時間）を求める（ステップＳ５）
次いで、図１６に示すように、縫製パターン３６の全縫製データ（Ｘｎ，Ｙｎ）を、原点ＯからＷ１方向に（Ｘ方向に１０ｍｍ、Ｙ方向に１０ｍｍ）平行移動させる（ステップＳ６）。そして、平行移動した縫製位置データについて上記Ｓ１〜Ｓ５のステップを繰り返し、全縫製時間Ｔ２を求める。さらに全縫製データをＷ２（Ｘ方向に１０ｍｍ、Ｙ方向に−１０ｍｍ）方向に平行移動させ、全縫製時間Ｔ３を求める。そして、操作パネル３２から予め設定された平行移動操作（例えば、原点ＯからＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）と、その位置での縫製時間を算出した後、次のステップに進む（ステップＳ７）。
【００７３】
次いで、回転した縫製位置データ毎の全縫製時間を比較し、最短縫製時間の縫製位置データを選択し、モニターに表示する（ステップＳ８）。
【００７４】
次いで、ステップ８で求めた、最短縫製時間の縫製位置データに基づいて、縫製物押え４に対して布（縫製物）３５の取付け位置を表示する（ステップＳ９）。
【００７５】
第３実施形態によれば、複数のリンク列により構成された縫製物送り装置１５に対して、最適な縫製パターンの相対位置を選択することにより、縫製物送り時間をより短縮することができる。
【００７６】
本発明は、上記実施例に限定されることなく種々変更可能である。
【００７７】
たとえば、第１実施形態と、第２実施形態または第３形態とは、個別に行っているが連続して行うようにしてもよいし、並列的におこなってもよい。連続して行う場合は、第２、第３実施形態の最短縫製時間位置データを求めた後、第１実施形態の最短移動経路上の任意の点を算出するようにすると好ましい。
【００７８】
また、リンク駆動式縫製物送り装置１５は、第２実施形態に示すように、縫製パターンを任意の点中心に回転させても良いし、また第３実施形態に示すように、縫製パターンを平行移動させてもよい。さらに、縫製パターンを任意の点に回転させるのと、平行移動とを組み合わせて、最短縫製時間の縫製パターンの相対位置を求めてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
上記のように、請求項１記載の発明によれば、縫製物保持部材は、始点から前記最短移動経路上の任意の点を経由して次の針落ち点に向けて、移動するように制御される。このため、移動途中の蛇行や、次の針落ち点（停止位置）の停止時の振動等が防止されるので、短い時間で正確に縫目形成位置に縫製物を移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の縫製物送り装置。
【図２】 従来の縫製物送り装置。
【図３】 図２の縫製物送り装置の動作説明図。
【図４】 縫製物押えの動作例。
【図５】 縫製物送り装置のブロック図。
【図６】 第１実施形態のフローチャート。
【図７】 縫製パターンを回転した場合の説明図。
【図８】 第２実施形態のフローチャート。
【図９】 縫目長さ−縫製速度テーブル。
【図１０】 表示手段の説明図。
【図１１】 表示手段の説明図。
【図１２】 表示手段の説明図。
【図１３】 縫製物取付け位置への説明図。
【図１４】 縫製物押えを回動させる一実施形態。
【図１５】 第３実施形態のフローチャート。
【図１６】 第３実施形態の平行移動の例。
【符号の説明】
４・・縫製物押え（縫製物保持部材）
２８・・縫製物押え（縫製物保持部材）
７・・Ｘ方向駆動モータ（駆動手段）
８・・Ｙ方向駆動モータ（駆動手段）
９・・タイミングベルト（駆動手段）
１１・・タイミングベルト（駆動手段）
５・・保持板（駆動手段）
６・・移動板（駆動手段）
１６・・駆動モータ（駆動手段）
１７・・駆動モータ（駆動手段）
２４・・第１リンク（駆動手段）
２５・・第１リンク（駆動手段）
２６・・第２リンク（駆動手段）
２７・・第２リンク（駆動手段）
３０・・制御手段
３７・・モニター（表示手段）
３８・・プロジュクター（表示手段）
３９・・スポットライト（表示手段）

Claims (1)

1. 縫製テーブル上で縫製物を保持する縫製物保持部材と、
   縫製テーブルに沿って、前記縫製物保持部材を各々異なる方向に移動させる複数の駆動手段と、
   縫製データにしたがって、前記複数の駆動手段を駆動制御して縫製物を縫目形成位置に移動させる制御手段と、を備えた縫製物送り装置において、
   前記縫製物保持部材を縫製データにより次の針落点に移動させる際、最短移動経路上の任意の点を算出する算出手段と、を有し、
   始点から前記最短移動経路上の任意の点を経由して次の針落点に向けて、縫製物保持部材を移動させるよう制御することを特徴とする縫製物送り装置。

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