JP4845465B2 - 曲線自動縫製方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は円や楕円、円弧や楕円弧、あるいは曲線形状の縫製部分を有する縫製生地をその曲線形状の縫製部分に沿って自動縫製する曲線自動縫製方法及びその装置に関する。

従来、円形に裁断された複数の縫製生地を同心状に重合わせて、その外周縁縫製部分を自動縫製する装置として、縫製生地の外周縁縫製部を露出させた状態で、縫製生地を着脱可能に一対の回転デスク(縫製生地保持具)で挟着保持するともに、これら回転ディスクの径外位置に外周縁縫製部の縫製用ミシンを配置し、ミシンの針棒駆動系および送り歯駆動系を作動させる電動モータと、縫製生地を挟着保持している回転ディスクを回転駆動する電動モータとを関連付けて制御するようにしたものが提案されている。(特許文献１)
特公平６−６７４２６号公報

前記従来の曲線自動縫製装置では、縫製生地の縫製部分を回転ディスクの外周縁から外側に位置している露出部分に設定していることから、その縫製部分は回転ディスクの回転中心から一定の距離離れた円周上となる。このため、回転ディスクの回転中心軸と縫製用ミシンの針軸との平面視での相対距離は一定で不変となるため、実際の縫製にあたっては、回転ディスクの回転速度と、縫製用ミシンの針棒の昇降速度との対応関係だけで、円滑に曲線縫製が行える。

ところが、縫製生地の縫合線が、楕円や楕円弧等の曲線の場合、縫製生地を保持している縫製生地保持具の回転中心から縫製個所までの距離が変動することから、縫製生地保持具と縫製用ミシンの相対距離を変位させなければならない。

本発明は、このような点に着目し、円や円弧はもちろん楕円や楕円弧あるいはＳ字等の複合曲線でも用意に自動縫製することのできる曲線自動縫製方法及びその装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、縫製生地の外周縁部分を露出させて、重ね合せてセットした縫製生地を着脱可能に挟着保持する縫製生地保持具と、この縫製生地保持具に保持されている縫製生地の外周縁部分を縫製用ミシンで縫合する曲線自動縫製方法において、縫製生地をセットした縫製生地保持具を縫製装置の所定位置に水平回転可能に支持させ、縫製生地保持具の支持位置に対して縫製用ミシンを直線的に接離移動させるとともに、ミシンの針軸を中心に縫製用ミシンを水平回動可能に支持させ、縫製用ミシンの直線移動量および縫製用ミシンの針軸周りでの回動量を、縫製曲線上を等間隔で区切った位置での座標値を算出して決定し、縫製用ミシンを縫製生地保持具の回転に基づき、接離移動および針軸周りに回動するように制御しながら縫製生地の外周縁部分を縫製用ミシンで縫合することを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明は、縫製生地の外周縁部分を露出させて、重ね合わせてセットした縫製生地を着脱可能に挟着保持する縫製生地保持具と、この縫製生地保持具に保持されている縫製生地の外周縁部分を縫合する縫製用ミシンとを有する曲線自動縫製装置において、縫製生地をセットした縫製生地保持具を水平回転可能に支持する縫製生地支持装置と、この縫製生地支持装置に対して接離移動する縫製用ミシン支持台と、縫製用ミシン支持台に針軸と同心に配置した回動軸芯周りに回動可能に支持させた縫製用ミシンとを有し、縫製生地支持装置での縫製生地保持具の水平回転作動に基づく制御装置からの指令で、縫製用ミシン支持台の縫製生地支持具に対する接離移動量と、回動軸芯周りに回動する縫製用ミシンの回動量を、縫製曲線上を等間隔で区切った位置での座標値を算出して決定して制御するように構成したことを特徴としている。

本発明では、縫製生地支持具の回転量を基準に、縫製生地保持具の回転中心軸から縫製個所までの距離を算定し、その距離と縫合予定曲線の方向とから縫製用ミシンの縫製生地保持具の回転中心軸方向への出退量と針軸周りの回転量とを制御していることから、どのような形状の曲線でも効率よく縫製することができる。

そして、本発明では、縫製用ミシンをその針軸を中心に揺動するように構成してあることから、縫いの進行方向に対してミシン全体の軸を直角に位置させることができ、糸の締りに対する変化を防止して、安定した縫い目を維持することができる。特に、二本針で縫製する場合には、各針で形成される２つの縫い目の間隔を一定に保持することができる。

さらに、縫製生地保持具の回転を間歇的に行う場合には、針刺しを縫製生地保持具の送り(回転)の停止時に行うことができるから、針に横方向の力が作用することがなくなり、針刺し中に縫製生地が移動することによる針折れがなくなる。

図は本発明の実施形態を説明する図であり、図１は本発明にかかる縫製方法を実現する縫製装置の要部取り出し概略側面図、図２は縫製状態での要部取り出し概略側面図である。
この縫製装置は、基台(１)に縫製生地支持台(２)を立設配置するとともに、この基台(１)上に縫製用ミシン支持台(３)を前記縫製生地支持台(２)に対して接離移動可能な状態に位置させ、縫製用ミシン支持台(３)に縫製用ミシン(４)が針軸(Ｎ)を中心にして揺動可能な状態に配置してある。

縫製生地支持台(２)には、枠状の縫製生地保持具(５)が水平回転可能な状態で保持されている。そして、この枠状に形成されている縫製生地保持具(５)には重ね合わせた縫製生地(Ｗ)が縫製個所となる外周縁部分を外部に露出させた状態で着脱可能に挟着保持されている。

したがって、この構成からなる縫製装置では、図３に示されているように、縫製生地保持具(５)は縫製生地支持台(２)の支持軸芯(Ｚ)を回転軸芯として回転し、縫製用ミシン(４)は縫製生地支持台(２)の支持軸芯(Ｚ)と縫製用ミシン(４)の針軸(Ｎ)とを平面視において結ぶＨ軸上を直線的に接離移動し、かつ、縫製用ミシン(４)はその針軸(Ｎ)を回転中心として揺動角度(θ)で一定範囲を往復揺動することになる。

次に、この縫製装置を使用しての曲線自動縫製方法を説明する。
まず、ＣＡＤ等で描かれた任意の縫製曲線(Ｓ)の図形に対して、縫製生地支持台(２)の支持軸芯(Ｚ)の位置を原点位置として決定し、その縫製曲線(Ｓ)の図形に対して任意点ＡのＸ−Ｙ座標を求める。そして、原点位置での縫製生地保持具(５)の回転角度をＲ、原点位置から図形上の任意点Ａまでの長さをＨ、針軸(Ｎ)周りの揺動角度をθとして求めたＸ−Ｙ座標を機械の座標系であるＲ−Ｈ−θ座標系に変換する(図４参照)。
この作業を連続的に行い、縫製形状のすべての座標をもとめる。ここで、縫製用ミシン(４)の揺動角度(θ)は任意点Ａでの縫製曲線(Ｓ)に対する法線方向が縫製用ミシンの中心軸(Ｍ)と直交する角度である。

このＲ−Ｈ−θ座標系の座標を作成する方式としては、図５(Ａ)に示すように縫製形状曲線(Ｓ)を縫製生地支持台(２)の支持軸芯(Ｚ)周りに固定等角度(ｄＲ)で分割した線を放射状に伸ばし、縫製曲線(Ｓ)との交点位置の座標のＲ−Ｈ−θを求め、テーブルを作成する方式と、図５(Ｂ)に示すように縫製曲線(Ｓ)の線上を任意の固定距離(Ｐ)で分割し、その座標のＲ−Ｈ−θを求め、テーブルを作成する方式とがある。

そして、固定等角度分割方式の場合、原点位置から縫製形状曲線(Ｓ)の交点位置までの距離(Ｈ)が大きくなるにつれて、縫製形状外周での各座標間の距離が大きくなるため、実縫製時の狙い位置精度が低くなる。一方、固定ピッチ分割方式の場合、原点位置から縫製形状曲線(Ｓ)の交点位置までの距離(Ｈ)に影響を受けることなく縫製形状外周での各座標間の距離を一定にすることができるから、精度は安定する。しかし、いずれの方式であっても、分割数に限りがあるので、縫製形状曲線上の各点間の座標は前後の点の直線補間等で座標を算出することが望ましい。

このようにして算出された縫製曲線上の各部でのＲ−Ｈ−θ座標位置をテーブル化して、図示を省略した制御装置の記憶部に格納し、その制御装置からの指令で、縫製生地支持台(２)を回転作動させるＡＣサーボモータ(６)、ミシン支持台(３)のリニア駆動するＡＣサーボモータ(７)、縫製用ミシン(４)を針軸(Ｎ)周りに揺動作動させるＡＣサーボモータ(８)をそれぞれ制御作動させることにより、任意の縫製曲線を実現するように構成してある。

縫製用のミシンにおいては、縫いピッチは縫合強度に影響を与えることから、非常に重要な要素である。そして、前記縫製装置では、この縫いピッチを安定させる方式として、連続送り方式と間歇送り方式とがある。
連続送り方式の場合には、前記固定ピッチ分割式で得た座標を使用する。そして、任意に設定した速度で縫製生地保持具(５)を縫製生地支持台(２)の支持軸芯周りに回転させる。実際には、固定ピッチ分割式で得た座標テーブルのインデックスを固定周期で増加させることで縫製ピッチが安定することになる。縫製用ミシン(４)の接離移動および針軸(Ｎ)周りの揺動は、現在の縫製生地保持具(５)の回転位置に対応する座標(Ｈ，θ)をテーブルから求め、その位置に向かって動作させる。この場合の各軸の動作は連続的なものとなるから、この連続送り方式の場合には、ミシンの特性上、縫製用ミシン(４)側に送り機構が必要となる。

一方、間歇送り方式では、前記固定等角度分割方式で得た座標と、前記固定ピッチ分割式で得た座標とのいずれの座標でも使用することが可能である。
そして、この間歇送り方式では、現在の位置座標(Ｒ，Ｈ，θ)と縫製ピッチＰから次の針落ち位置(目標位置)となる回転角度Ｒ´を次式のようにして求める。(図６参照)

このようにして、得られた回転角度Ｒ´の位置に対応する座標(Ｈ，θ)をテーブルから求め、縫製用ミシン(４)の接離移動および針軸(Ｎ)周りの揺動を位置に向かって動作させる。この場合、各軸の動作は間歇的となることから、縫製用ミシン(４)側での送り機構は不要になる。

なお、このように間歇送りで縫製作業を行った場合、ミシンの針が昇降する際には、被縫着物である縫製生地(Ｗ)はとどまったままであることから、針に対して横方向からの力が作用することがなくなる。この結果、針折れの発生率が減少する。このことは、縫製生地(Ｗ)が厚物である場合に顕著に現れる。

前述のようにして得た縫いピッチに基づいて、縫製生地保持具(５)の回転角度、ミシン支持台(３)の接離移動量、縫製用ミシン(４)の揺動量を決定し、図７に示すように、任意の形状の縫製曲線に対して、縫製用ミシン(４)の姿勢を変更しながら縫製作業を進行する。

また、２本針で縫製する場合には、ミシンの軸上に並設している２本の針同士の間隔の中間部分に針軸(Ｎ)を位置させる。このように構成することにより、縫い目が平行に位置して、縫い目で構成される縫合線同士の間隔を一定に保持することができることになる。

本発明は、円や楕円、円弧や楕円弧、あるいは曲線形状に縫製する曲線縫いの縫製装置に適用することができる。

本発明にかかる縫製方法を実現する縫製装置の要部取り出し概略側面図である。 本発明にかかる縫製方法を実現する縫製装置の縫製状態での要部取り出し概略側面図である。 縫製用ミシンと縫製生地保持具の移動軸の関係を示す図である。 縫製形状の図形の任意点Ａでの座標系を示す図である。 縫製形状の図形の線上での分割形式を示す図である。 縫製時での次の目標地点を算出法を説明する図である。 縫製時でのミシンと縫製生地保持具との相対姿勢を示す図である。

符号の説明

２…縫製生地支持装置、３…縫製用ミシン支持台、４…縫製用ミシン、５…縫製生地保持具、Ｎ…縫製用ミシンの針軸、Ｗ…縫製生地、Ｚ…縫製生地保持具の回動中心。

Claims (6)

1. 縫製生地(Ｗ)の外周縁部分を露出させて、重ね合せてセットした縫製生地(Ｗ)を着脱可能に挟着保持する縫製生地保持具(５)と、この縫製生地保持具(５)に保持されている縫製生地(Ｗ)の外周縁部分を縫製用ミシン(４)で縫合する曲線自動縫製方法において、
   縫製生地(Ｗ)をセットした縫製生地保持具(５)を縫製装置の所定位置に水平回転可能に支持させ、縫製生地保持具(５)の支持位置に対して縫製用ミシン(４)を直線的に接離移動させるとともに、縫製用ミシン(４)の針軸(Ｎ)を中心に縫製用ミシン(４)を水平回動可能に支持させ、縫製用ミシン(４)の直線移動量および縫製用ミシン(４)の針軸周りでの回動量を、縫製曲線上を等間隔で区切った位置での座標値を算出して決定し、縫製用ミシン(４)を縫製生地保持具(５)の回転に基づき、接離移動および針軸周りに回動するように制御しながら縫製生地(Ｗ)の外周縁部分を縫製用ミシン(４)で縫合するようにした曲線自動縫製方法。
2. 縫製生地保持具(５)の回転を間歇的に行う請求項１に記載の曲線自動縫製方法。
3. 縫製用ミシン(４)が２本の針を有いるものである請求項１または２に記載の曲線自動縫製方法。
4. 縫製生地(Ｗ)の外周縁部分を露出させて、重ね合わせてセットした縫製生地(Ｗ)を着脱可能に挟着保持する縫製生地保持具(５)と、この縫製生地保持具(５)に保持されている縫製生地(Ｗ)の外周縁部分を縫合する縫製用ミシン(４)とを有する曲線自動縫製装置において、
   縫製生地(Ｗ)をセットした縫製生地保持具(５)を水平回転可能に支持する縫製生地支持装置(２)と、この縫製生地支持装置(２)に対して接離移動する縫製用ミシン支持台(３)と、縫製用ミシン支持台(３)に針軸(Ｎ)の軸芯周りに回動可能に支持させた縫製用ミシン(４)とを有し、縫製生地支持装置(２)での縫製生地保持具(５)の水平回転作動に基づく制御装置からの指令で、縫製用ミシン支持台(３)の縫製生地支持具(５)に対する接離移動量と、回動軸芯周りに回動する縫製用ミシンの回動量とを、縫製曲線上を等間隔で区切った位置での座標値を算出して決定して制御するように構成した曲線自動縫製装置。
5. 縫製生地保持具(５)の回転を間歇的に行う請求項４に記載の曲線自動縫製装置。
6. 縫製用ミシン(４)が２本の針を有いるものである請求項４または５に記載の曲線自動縫製装置。

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