JP4636451B2 - 刺繍縫いミシン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は刺繍縫いミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
刺繍縫いミシンにおいては、刺繍対象物である布などを移動手段である刺繍枠に固定し、この刺繍枠をＸーＹ方向に移動させて、刺繍縫いを行っている。
この刺繍枠の移動は当然に針が上方に上がっている時に行わなければならず、刺繍枠の移動距離が長い場合には、針が上方に上がっている間に移動できないという問題が生ずるため、通常は最大の移動距離に合わせて針の上下動の速度（縫い速度）を設定している。
しかし、このような速度設定では、刺繍枠の移動距離が短い場合でも針の上下動は低速度となるため、刺繍時間が長くなる欠点がある。そのため、刺繍枠の移動距離が短い場合には針の上下動速度を速くする工夫が種々なされており、例えば本願出願人による米国特許第５、７６４０３１号等が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構成の場合刺繍枠の移動距離のみが考慮され、刺繍枠の位置との関係で縫い速度を制御することがなされていなかった。刺繍枠は通常ミシン本体に設けられたＸＹ方向の移動装置に支持されて移動するようになっており、ミシン本体から離れて延出するに従って、移動等に伴う振動等が生じやすくその位置が不安定になる。そのため、ミシン本体から延出する位置では縫い速度を低下させて刺繍枠の振動等が納まる時間を設けるのが安定した刺繍縫いを行う上で望ましい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した従来の問題点を解決するため、本発明の刺繍ミシンは、針を上下動させて縫いを実行するための縫い実行手段と、刺繍対象物を移動させるため移動手段と、縫いを実行する刺繍形状に応じて前記刺繍対象物を移動させる位置を特定するための縫い目データを記憶するための記憶手段と、を備えた刺繍縫いミシンにおいて、前記移動手段の位置を検出する位置検出手段と、前記移動手段の移動範囲をミシンベッドからの延出量に応じて３以上の領域に区分し、前記位置検出手段により検出された移動手段の位置に基づいて、該領域毎に縫い実行手段の縫い速度の上限を制限することにより、前記縫い実行手段の縫い速度を制御する速度制御手段と、を有し、前記縫い速度の上限は、予め決められた数値、又は前記移動手段の位置に基づき決められた関数により演算される数値であり、前記３以上の領域の全てにおいて、各領域毎に予め決められた数値を速度の上限とするモード１と、前記予め決められた数値を速度の上限とする２つの領域と前記移動手段の位置に基づき決められた関数により演算された数値を速度の上限とする領域とが混在するモード２と、前記３以上の領域の全てにおいて、前記移動手段の位置に基づき決められた関数により演算される数値を速度の上限とするモード３と、を選択可能な、速度制御モード選択手段と、を備えたことを特徴とする。
以上の構成において、移動手段の位置に応じて縫い速度の上限が制限され、該制限は３つのモードから選択が可能であるから、移動手段の位置に応じた適正な速度制御が可能になる。
前記位置検出手段は、前記移動手段の原点位置と前記縫い目データとに基づいて移動手段の位置を検出する、ように構成しても良いし、或いは前記移動手段又はその駆動機構の位置を表す情報を検出する、ように構成しても良い。延出するほど振動等により移動手段の位置が不安定になるからである。
通常の実施形態では前記速度制御手段は、移動手段が刺繍ミシン本体から延出するに伴い、縫い実行手段の縫い速度が遅くなるように制御する、のが望ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明のミシンは、図１に示すようにアーム機枠１とベース２を備え、ベース２内部に後述するＸＹ移動機構６７と該ＸＹ移動機構６７に連結して移動する先端キャリッジ７を備えている。該先端キャリッジ７はベース２外部に延出し、その先端の刺繍枠取付部２０に刺繍枠２１を取り付けるようになっている。そして、アーム機枠１には縫目形成機構６２である針棒７０と針７１とが備えられている。
【０００６】
該刺繍枠２１には刺繍対象物である布を装着し、先端キャリッジ７のＸＹ方向の移動と針棒７０及び針７１の上下動により刺繍縫いを行うように構成されている。この刺繍縫いは縫いモード選択釦５４により選択できるようになっており、刺繍縫いを行わない場合には通常縫いモードとし、前記した針棒７０と針７１の上下動及び送り装置（図示せず）による布送りにより通常縫いを実行するようになっている。
【０００７】
図２はハード的な構成を示すブロック図であり、図１と合わせて更にこの実施例を詳細に説明する。
ＣＰＵ５０はプログラム記憶装置５１に記憶されたプログラムに従ってミシンの制御を行っており、通常縫いの時は足踏み式等の速度コントローラである回転速度指令装置５３により指示された速度でミシンモータ駆動回路６０を制御して、ミシンモータ６１を回転させ、該指示速度に応じた縫い速度で縫目形成機構６２を駆動するようになっている。刺繍縫いの時は後述する速度設定プログラム記憶装置３３のプログラムで設定された速度により、刺繍縫いを行うようになっている。
【０００８】
縫目形成機構６２は図１に示すように針棒７０と針７１及び図示しない布送り機構により構成され所定の縫いを実行するようになっている。ミシンモータ６１の回転数はモータ回転検出センサ６３により検出され、ＣＰＵ５０にフィードバックされて速度制御に使用されるようになっている。
【０００９】
刺繍縫いミシンはミシンモータ駆動回路６０に加えてＸＹモータ駆動回路６５とＸＹモータ６６及びＸＹ移動機構６７を備えており、縫い目データ記憶装置３０からの模様データに基づいて模様縫いを実行するようになっている。ＸＹ移動機構６７は前述したように図１に示す先端キャリッジ７と刺繍枠取付部２０を備えており、刺繍枠取付部２０に取り付けた刺繍枠２１に布を取り付け、この布をＸ−Ｙ方向に移動させて刺繍縫いを実行させるようになっている。
図１ではミシン本体の幅方向をＸ、奥行き方向をＹとしている。この実施形態ではＸＹ移動機構６７として、先端キャリッジ７をＹ方向に入れ子式（テレスコピック）に延出できる機構を採用しており、ベース２の奥行き方向（Ｙ方向）の長さ以上の距離を移動できるように構成されている。
【００１０】
タイミング信号発生装置６４はミシン本体の上軸の回転位相を検出して、針７１の上下動を検出して信号を発生する。この信号はＸＹモータ駆動回路６５によるＸ−Ｙ方向の駆動のタイミングを採るために用いられる。ＣＰＵ５０は該タイミング信号を入力して、ＸＹモータ駆動回路６５を制御するようになっている。
【００１１】
上記した刺繍縫いと通常縫いは縫いモード選択釦５４の操作によりなされるようなっている。この縫いモード選択釦５４は図１に示すようにアーム機枠１のフロント部に設けられている。
該フロント部には更に表示装置５６が設けられており、図２に示すように表示制御装置５５によりＣＰＵ５０からの指令に応じて種々の表示を行うようになっている。
また３１は一時記憶装置である。
【００１２】
ＣＰＵ５０には更に刺繍枠位置検出装置３２、速度設定プログラム記憶装置３３及び移動距離／速度対応テーブル３４、速度制御モード設定釦３５が接続されている。
刺繍枠位置検出装置３２は刺繍枠２１を検出するもので、この実施形態では刺繍枠２１の初期位置と縫い目データ記憶装置３０に記憶された縫い目データとから刺繍枠２１の位置を逐次確認するように構成されている。このような構成に限らず、ＸＹモータ６６やＸＹ移動機構６７或いは先端キャリッジ７や刺繍枠２１自体に位置センサ等を設けて位置検出を行っても良い。
【００１３】
速度制御モード設定釦３５は速度制御のモードを設定するものであり、この実施形態では刺繍枠２１の位置に応じて縫い目形成機構６２の上限速度を限定するモードと縫い目データ及び刺繍枠２１の位置により縫い目形成機構６２の速度を１又は１以上の縫い目毎に演算するモードとを選択できるようになっている。
【００１４】
上限速度を限定するモードは更に図３に示す３つのモードを選択できるように構成されている。モード（１）とモード（２）は刺繍枠２１のＹ方向の移動範囲を３領域に分割して、領域毎に上限速度を設定するようになっている。即ち、Ｙ方向のベース２に遠い位置（延出距離の大きい）から順にａ領域、ｂ領域、ｃ領域とし、各領域毎に縫い目形成機構６２の上限速度を制限している。モード（１）では予め決められた値ｋ１、ｋ２、ｋ３に上限速度を制限している。モード（２）ではａ領域のみ所定の関数ｆ（Ｙ）により上限速度を限定している。このａ領域内ではＹ方向の延出距離に応じて上限速度が設定されている。
なお、領域の区分数は任意であり、関数を用いて上限速度を決める領域及び数も任意に設定可能である。
（３）のモードでは領域に区分せずに、Ｙ方向全体にわたって関数ｆ（Ｙ）を用いて上限速度を決定している。
【００１５】
速度設定プログラム記憶装置３３は、刺繍枠位置検出装置３２からの刺繍枠２１位置情報に基づいて上記モードにより設定された上限速度を超えないようにミシンモータ６１の速度を設定し、縫い目形成機構６２の速度即ち針７１の速度を制限するようになっている。
速度設定プログラム記憶装置３３では基本的に縫い目データ記憶装置３０の縫い目データに基づいて速度を決定し、該速度が上記上限速度を超える場合には、該上限速度を運転速度とするように構成されている。
【００１６】
速度設定プログラム記憶装置３３における速度の決定は、前記した米国特許第５、７６４０３１号に記載の構成を採用している。この構成を簡単に説明する。
縫い目データ記憶装置３０に記憶された縫い目データの一例を図４に示す。この例では、０から３０までの番地（縫い順）毎に、Ｘ、Ｙの相対座標△ｘ、△ｙが設定されている。従って、該座標がそのまま移動距離も表している。
図５に示すように移動距離／速度対応テーブル３４には刺繍枠２１の移動距離に対応した速度が予め設定されている。刺繍枠２１の移動距離は実移動距離を△ｘ、△ｙから算出して求めても良いし、或いは△ｘ、△ｙの中の大きな値を採用しても良い。
各番地には該移動距離（相対座標）に応じた速度が設定されるようになっている。この例では△ｘ、△ｙの大きい方の値に対応して、移動距離／速度対応テーブル３４に規定される速度に従って設定されている。例えば番地２では、Ｘ方向の移動量が３でＹ方向の移動量が２であるから、移動量３に対応する図５の速度４００が設定されるようになっている。
【００１７】
次に各番地を先頭番地として、Ｎ番地先までの番地を１ブロックとする。例えばＮ＝３とした場合、図４に示すように番地１から番地３までがブロック▲１▼となる。次に番地２から番地４までがブロック▲２▼、番地３から番地５までがブロック▲３▼というようにブロック化がなされる。そして、各ブロック毎の最小速度Ｖｎをそのブロックの先頭番地における縫い速度とするように構成されている。例えば、ブロック▲１▼をみると各番地の速度は５００、４００、３００となっており、この中の最小が３００であるから、番地１の縫い速度は３００となる。
【００１８】
このように決定された速度を上記した上限速度と比較して、上限速度よりも低くければ、該決定速度により縫い目形成機構６２を駆動する。上限速度よりも大きければ、該上限速度で縫い目形成機構６２を駆動するように構成されている。
【００１９】
図６により、図３のモード（２）を例にとって動作を説明する。
タイミング信号発生装置６４からの信号があると（ステップＳ１）、現在の縫い位置（刺繍枠２１の位置）を取得し（ステップＳ２）、該位置が領域ａ、ｂ、ｃのどこに該当するか判定する（ステップＳ３、４）。
領域ａの場合、現在縫い位置Ｙに対応する上限速度Ｖａｍａｘを演算する（ステップＳ１０）。そして刺繍データから最大移動量データを取得し（ステップＳ１１）、該最大移動量データｄから、前述したアルゴリズムに従って縫い目形成機構６２の速度Ｖｎを求める（ステップＳ１２）。そして、この速度Ｖｎが上限速度Ｖａｍａｘより大きいか否か判定し（ステップＳ１３）、大きければ上限速度Ｖａｍａｘを採用し（ステップＳ１４）、大きくなければＶｎをそのまま採用し（ステップＳ１５）、該速度を出力し（ステップＳ１６）、動作を終了する（ステップＳ１７）。
領域ｂの場合は、領域ｂに対応する予め決められた上限速度Ｖｂｍａｘを読み出す（ステップＳ２０）。そして刺繍データから最大移動量データを取得し（ステップＳ２１）、該最大移動量データｄから、縫い目形成機構６２の速度Ｖｎを求める（ステップＳ２２）。そして、この速度Ｖｎが上限速度Ｖｂｍａｘより大きいか否か判定し（ステップＳ２３）、大きければ上限速度Ｖｂｍａｘを採用し（ステップＳ２４）、大きくなければＶｎをそのまま採用し（ステップＳ２５）、該速度を出力し（ステップＳ２６）、動作を終了する（ステップＳ２７）。
領域ｃの場合は、領域ｃに対応する予め決められた上限速度Ｖｃｍａｘを読み出す（ステップＳ３０）。そして刺繍データから最大移動量データを取得し（ステップＳ３１）、該最大移動量データｄから、縫い目形成機構６２の速度Ｖｎを求める（ステップＳ３２）。そして、この速度Ｖｎが上限速度Ｖｃｍａｘより大きいか否か判定し（ステップＳ３３）、大きければ上限速度Ｖｃｍａｘを採用し（ステップＳ３４）、大きくなければＶｎをそのまま採用し（ステップＳ３５）、該速度を出力し（ステップＳ３６）、動作を終了する（ステップＳ３７）。
【００２０】
なお、上記ではＹ方向の刺繍枠２１位置に関してのみパラメータとして用いたが、ＸＹ移動機構６７の機構によっては、Ｘ方向の刺繍枠２１をパラメータとして用いることが安定した運転のために好ましいことも考えられる。この場合にはＹ方向に加えてＸ方向の位置をパラメータとして追加することも当然に可能である。
【００２１】
また刺繍枠２１に対応して上限速度を限定する例を説明したが、所定の関数等を用いて、１縫い目毎或いは１以上の縫い目グループ毎に縫い目形成機構６２の速度を演算して制御することも可能である。この実施形態の動作を図７のフローチャートにより説明する。
タイミング信号発生装置６４からの信号があると（ステップＳ４０）、現在の縫い位置（刺繍枠２１の位置）を取得し（ステップＳ４１）、基準位置からの距離ｙを求める（ステップＳ４２）。そして刺繍データから移動量データを取得し（ステップＳ４１）、該移動量データｄ’と距離ｙから、所定の関数等を用いて縫い目形成機構６２の速度Ｖｎを求める（ステップＳ４２）。そして、この速度Ｖｎを出力し（ステップＳ４５）、縫いが完了したら動作を終了する（ステップＳ４６）。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の刺繍縫いミシンによれば、移動手段の位置に対応して速度制御がなされるから、安定した運転が行われ、安定した縫いを実行できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す外観斜視図。
【図２】本発明の一実施形態を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施形態における速度制御モードの説明図。
【図４】本発明の一実施形態における速度決定の説明図。
【図５】本発明の一実施形態における移動距離／速度のテーブル。
【図６】本発明の一実施形態の動作を説明するフローチャート図。
【図７】本発明の他の実施形態の動作を説明するフローチャート図。
【符号の説明】
１：アーム機枠、２：ベース、７：先端キャリッジ、２０：刺繍枠取付部、２１：刺繍枠、３０：縫い目データ記憶装置、３１：一時記憶装置、３２：刺繍枠位置検出装置、３３：速度設定プログラム記憶装置、３４：移動距離／速度対応テーブル、３５：速度制御モード設定釦、４０：模様選択釦、５０：ＣＰＵ、５１：プログラム記憶装置、５３：回転速度指令装置、５４：縫いモード選択釦、５５：表示制御装置、５６：表示装置、６０：ミシンモータ駆動装置、６１：ミシンモータ、６２：縫目形成機構、６３：モータ回転検出センサ、６４：タイミング信号発生装置、６５：ＸＹモータ駆動回路、６６：ＸＹモータ、６７：ＸＹ移動機構、６９：刺繍枠、７０：針棒、７１：針。

Claims (7)

1. 針を上下動させて縫いを実行するための縫い実行手段と、
   刺繍対象物を移動させるため移動手段と、
   縫いを実行する刺繍形状に応じて前記刺繍対象物を移動させる位置を特定するための縫い目データを記憶するための記憶手段と、を備えた刺繍縫いミシンにおいて、
   前記移動手段の位置を検出する位置検出手段と、
   前記移動手段の移動範囲をミシンベッドからの延出量に応じて３以上の領域に区分し、前記位置検出手段により検出された移動手段の位置に基づいて、該領域毎に縫い実行手段の縫い速度の上限を制限することにより、前記縫い実行手段の縫い速度を制御する速度制御手段と、を有し、
   前記縫い速度の上限は、予め決められた数値、又は前記移動手段の位置に基づき決められた関数により演算される数値であり、
   前記３以上の領域の全てにおいて、各領域毎に予め決められた数値を速度の上限とするモード１と、
   前記予め決められた数値を速度の上限とする２つの領域と前記移動手段の位置に基づき決められた関数により演算された数値を速度の上限とする領域とが混在するモード２と、
   前記３以上の領域の全てにおいて、前記移動手段の位置に基づき決められた関数により演算される数値を速度の上限とするモード３と、
   を選択可能な、速度制御モード選択手段と、を備えたことを特徴とする刺繍縫いミシン。
2. 前記速度制御手段が、前記検出された位置を１つのパラメータとして、縫い実行手段の縫い速度を逐次演算し、該演算値が前記速度の上限以下の場合は該演算値により速度を制御し、該演算値が前記速度の上限以上の場合は該速度の上限値により速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の刺繍縫いミシン。
3. 前記位置検出手段は、前記移動手段の原点位置と前記縫い目データとに基づいて移動手段の位置を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の刺繍縫いミシン。
4. 前記位置検出手段は、前記移動手段又はその駆動機構の位置を表す情報を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の刺繍縫いミシン。
5. 前記速度制御手段は、移動手段が刺繍ミシン本体から延出するに伴い、縫い実行手段の縫い速度が遅くなるように制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の刺繍縫いミシン。
6. 前記移動手段の位置に基づき決められた関数により演算される値は、移動手段の位置に応じて１又は１以上の縫い目毎に演算されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の刺繍縫いミシン。
7. 前記縫い速度は、少なくとも前記縫い目データと前記検出された移動手段の位置に応じて、１又は１以上の縫い目毎に演算されることを特徴とする請求項２に記載の刺繍縫いミシン。

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