JP5249804B2 - Sewing machine - Google Patents
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Description
本発明は、ミシン(特に、刺繍用ミシン)に関するものであり、特に、針棒、天秤等の機械要素を有するミシンヘッドを備えた刺繍用ミシンに関するものである。 The present invention relates to a sewing machine (in particular, an embroidery sewing machine), and more particularly to an embroidery sewing machine having a sewing head having mechanical elements such as a needle bar and a balance.
従来の多頭刺繍ミシンにおいては、特許文献1に示すように、複数のヘッド毎に針棒、天秤、布押え等の機械要素をそれぞれ個別に駆動するための個別のモータを具備するものが存在する。この特許文献1の多頭刺繍ミシンにおいては、各モータの駆動を制御する回路群や、各モータに対応して設けられた回転位置検出器の検出を制御する回路群を有し、モータの駆動制御に当たっては、回転位置検出器の検出信号が利用される。
Some conventional multi-head embroidery sewing machines include individual motors for individually driving mechanical elements such as a needle bar, a balance, and a presser foot for each of a plurality of heads as shown in
また、刺繍ミシン等のミシンにおいては、縫い針が布に挿針することにより直前のステッチにおける上糸と下糸を締めているが、特許文献2等に示すように、天秤の上死点は針棒の上死点よりも後のタイミングにあり、縫い針が布に挿針される直前においては、天秤も下降するのが一般的である。また、上糸に対するテンション付与の方法としては、ヘッドに設けられたテンション皿や回転調子皿により行なうのが一般的である。
Further, in a sewing machine such as an embroidery sewing machine, an upper thread and a lower thread in a previous stitch are tightened by inserting a sewing needle into a cloth. As shown in
しかし、上記特許文献1の刺繍ミシンにおいては、回転位置検出器の検出信号に基づきモータの駆動が制御する、いわば、位置制御のみによる制御であるため、モータの回転速度の変化や回転方向の変化が頻繁になると応答が悪くなり、刺繍データに基づく正確な刺繍を行なうことができないという問題がある。
However, in the embroidery sewing machine of
また、縫い針を挿針する際に、天秤を下降させる場合に、単に天秤を下降させるのみであるので、上糸に対するテンションの大きさを制御することができず、例えば、上糸に付与されるテンションを大きくして固い仕上げの刺繍にしたり、上糸に付与されるテンションを小さくして柔らかい仕上げの刺繍にしたりすることができない。また、ヘッドに設けられたテンション皿や回転調子皿により上糸にテンションを付与する方法によっても、テンション皿や回転調子皿により上糸に付与するテンションを調整することはできるが、一旦調整すればその調整されたテンションで引き続き上糸にテンションが付与され、天秤を下降する際に上糸へ付与されるテンションの大きさを制御することはできない。 In addition, when lowering the balance when inserting the sewing needle, it is only possible to lower the balance. Therefore, the magnitude of the tension on the upper thread cannot be controlled. For example, it is applied to the upper thread. It is not possible to make the embroidery with a hard finish by increasing the tension applied, or to make the embroidery with a soft finish by reducing the tension applied to the upper thread. In addition, the tension applied to the upper thread can be adjusted by the tension plate or the rotation tension plate by the method of applying tension to the upper thread by the tension plate or the rotation tension plate provided on the head. The tension is continuously applied to the upper thread with the adjusted tension, and the magnitude of the tension applied to the upper thread when the balance is lowered cannot be controlled.
そこで、本発明が解決しようとする問題点は、複数のヘッド毎に針棒、天秤、布押え等の機械要素をそれぞれ個別に駆動するための個別のモータを具備する刺繍用ミシンにおいて、モータの回転速度の変化や回転方向の変化が頻繁になっても応答性に支障がなく、また、上糸に対するテンションの大きさを制御し、特に、天秤が下降する際に上糸に付与されるテンションの大きさを制御することができる刺繍用ミシンを提供することを目的とするものである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is that an embroidery sewing machine having an individual motor for individually driving a mechanical element such as a needle bar, a balance, and a presser foot for each of a plurality of heads. There is no hindrance to responsiveness even if the rotation speed and rotation direction change frequently, and the tension applied to the upper thread is controlled especially when the scale is lowered. An object of the present invention is to provide an embroidery sewing machine that can control the size of the sewing machine.
本発明は上記問題点を解決するために創作されたものであって、第1には、刺繍用ミシンであって、縫い針を備えた針棒(22b)と、加工布に縫い針を挿針する際に加工布を押さえる布押え(22c)と、縫い針に挿通される上糸を挿通する糸通し部を先端に有し回転中心を中心に揺動する天秤で、上糸が垂下した状態で糸通し部を通る下死点と揺動範囲における下死点とは反対側の上死点(「該回転中心を挟んで該下死点に対して反対側の上死点」としてもよい)間を揺動し、上死点の位置おいては上糸を鉛直方向に対して迂回させるように引っ張る天秤(22a)の各機械要素からなる機械要素群と、針棒を駆動する針棒駆動部で、針棒用モータ(32b)と針棒用モータの回転力に従い針棒を上下動させる針棒駆動機構と(150)を有する針棒駆動部と、布押えを駆動する布押え駆動部で、布押え用モータ(32c)と布押え用モータの回転力に従い布押えを上下動させる布押え駆動機構(160)とを有する布押え駆動部と、天秤を回転中心を中心に揺動させる正逆回転可能な天秤用モータ(32a)と、針棒用モータの角度を検出する針棒用モータ角度検出部(34b)と、布押え用モータの角度を検出する布押え用モータ角度検出部(34c)と、天秤用モータの角度を検出する天秤用モータ角度検出部(34a)と、仮想的な主軸である仮想主軸の角度を時間ごとに規定する仮想主軸データにおける仮想主軸の角度に対応した針棒用モータの角度を規定する針棒用角度対応データと、該仮想主軸データの角度に対応した布押え用モータの角度を規定する布押え用角度対応データ、該仮想主軸データの角度に対応した天秤用モータの角度とトルクデータとを規定する天秤用角度対応データの各角度対応データが記憶された記憶部(60)と、各機械要素の動作を制御し、針棒上死点、天秤上死点、針棒下死点の順に針棒と天秤との動作を行なう制御部で、天秤以外の機械要素については、動作制御工程であって、各機械要素について、ステッチごとのステッチ幅及びステッチ方向のデータである刺繍データに対応して作成された仮想主軸データにおける時間ごとの仮想主軸の角度に対応したモータの角度データを角度対応データから読み出す読出し工程と、読出し工程で読み出された角度データの単位時間当たりの変化量を算出して速度データを算出する速度データ算出工程と、速度データ算出工程において算出された速度データの単位時間当たりの変化量を検出してトルクデータを算出するトルクデータ算出工程と、読出し工程で読み出された角度データと、該角度検出部により検出されたモータ角度のデータとから位置偏差の値を算出する位置偏差算出工程と、算出された位置偏差の値と、算出された速度データと、該角度検出部により検出されたモータの角度の単位時間当たりの変化量とから速度偏差の値を算出する速度偏差算出工程と、
算出された速度偏差の値と、算出されたトルクデータと、モータに供給される電流値に基づくトルクの値とからトルク偏差の値を算出するトルク偏差算出工程と、算出されたトルク偏差の値に従いモータに電流を供給する電流供給工程と、からなる動作制御工程に従い制御を行い、天秤については、天秤上死点から針棒下死点までの期間又は該期間の少なくとも一部の期間で天秤が下降中の位置から縫い針が加工布に挿針するまでの期間を含む期間である特定期間においては、上記トルク偏差算出工程の代わりに、天秤用角度対応データにおけるトルクデータとモータに供給される電流値に基づくトルクの値とからトルク偏差(第2トルク偏差)の値を算出し、算出された第2トルク偏差の値に従いモータに電流を供給し、該特定期間以外の期間においては、上記動作制御工程に従い制御を行なう制御部(40)と、該特定期間において、天秤に挿通された上糸の天秤よりも上流位置で上糸の引き出しを停止させる上糸テンション付与機構部(130、1130、185)と、を有することを特徴とする。
The present invention was created to solve the above problems. First, the sewing machine is an embroidery sewing machine having a needle bar (22b) having a sewing needle, and a sewing needle inserted into a work cloth. The upper thread hangs down with a presser foot (22c) that presses the work cloth when it is needled and a balance that swings around the center of rotation with a threading part through which the upper thread is inserted through the sewing needle. The top dead center on the side opposite to the bottom dead center passing through the threading portion and the bottom dead center in the swing range ("the top dead center opposite to the bottom dead center across the rotation center") A mechanical element group consisting of mechanical elements of a balance (22a) that swings between them and pulls the upper thread to detour in the vertical direction at the position of the top dead center, and a needle that drives the needle bar A needle bar drive mechanism for moving the needle bar up and down according to the rotational force of the needle bar motor (32b) and the needle bar motor in the bar drive unit; The needle bar drive unit having the presser foot and the presser foot drive unit for driving the presser foot include a presser foot motor (32c) and a presser foot drive mechanism (160) for moving the presser foot up and down according to the rotational force of the presser foot motor. A presser foot drive unit, a balance motor (32a) capable of forward and reverse rotation that swings the balance around the rotation center, a needle bar motor angle detection unit (34b) that detects the angle of the needle bar motor, An angle of the presser foot motor angle detector (34c) for detecting the angle of the presser foot motor, a balance motor angle detector (34a) for detecting the angle of the balance motor, and the angle of the virtual main shaft which is a virtual main shaft The needle bar angle correspondence data for defining the angle of the needle bar motor corresponding to the angle of the virtual spindle in the virtual spindle data for defining the time by time, and the angle of the presser foot motor corresponding to the angle of the virtual spindle data For specified presser foot Storage unit (60) in which each angle correspondence data of balance angle correspondence data for defining the angle correspondence data, the balance motor angle and torque data corresponding to the angle of the virtual spindle data is stored, Control unit that controls the operation of the needle bar and the balance in the order of the needle bar top dead center, the balance top dead center, and the needle bar bottom dead center. For each machine element, the angle data of the motor corresponding to the angle of the virtual spindle for each time in the virtual spindle data created corresponding to the embroidery data which is the stitch width and stitch direction data for each stitch is obtained from the angle correspondence data. In the reading process for reading, the speed data calculating process for calculating the speed data by calculating the amount of change per unit time of the angle data read in the reading process, and the speed data calculating process A torque data calculation step of calculating torque data by detecting a change amount per unit time of the speed data calculated in the step; angle data read in the read step; and a motor angle detected by the angle detection unit. Position deviation calculating step for calculating a position deviation value from the data, the calculated position deviation value, the calculated speed data, and the amount of change per unit time of the motor angle detected by the angle detector A speed deviation calculating step for calculating a value of the speed deviation from
A torque deviation calculating step for calculating a torque deviation value from the calculated speed deviation value, the calculated torque data, and a torque value based on a current value supplied to the motor; and a calculated torque deviation value In accordance with an operation control step consisting of a current supply step for supplying a current to the motor in accordance with the control method, the balance is adjusted in the period from the top dead center of the balance to the bottom dead center of the needle bar or in at least a part of the period. In the specific period that includes the period from when the sewing needle descends to when the sewing needle is inserted into the work cloth, torque data in the balance angle correspondence data and the motor are supplied instead of the torque deviation calculating step. A torque deviation (second torque deviation) value is calculated from the torque value based on the current value, and a current is supplied to the motor according to the calculated second torque deviation value. Between the control unit (40) that performs control according to the operation control step, and an upper thread tension applying mechanism that stops the upper thread drawing at a position upstream of the upper thread balance inserted into the balance during the specific period. Part (130, 1130, 185).
上記第1の構成の刺繍用ミシンにおいては、制御部(40)が、針棒(22b)、布押え(22c)、天秤(22a)の各機械要素の動作を制御するが、天秤以外の機械要素については、上記読出し工程と速度データ算出工程とトルクデータ算出工程と位置偏差算出工程と速度偏差算出工程とトルク偏差算出工程と電流供給工程とを経て各モータの動作を制御することにより、機械要素の動作を制御する。一方、天秤については、天秤上死点から針棒下死点までの期間又は該期間の少なくとも一部である特定期間においては、上記トルク偏差算出工程の代わりに、天秤用角度対応データにおけるトルクデータとモータに供給される電流値に基づくトルクの値とからトルク偏差(第2トルク偏差)の値を算出し、算出された第2トルク偏差の値に従いモータに電流を供給し、該特定期間以外の期間においては、上記動作制御工程に従い制御を行なう。また、特定期間においては、上糸テンション付与機構部(130、1130、185)が、天秤に挿通された上糸の天秤よりも上流位置で上糸の引き出しを停止させる。よって、縫い針が加工布に挿針することにより、縫い動作中のステッチと該ステッチの直前のステッチ間における上糸と下糸の係止部分を締めるのであるが、その際には、特定期間として天秤をトルク制御を行なうので、上糸に対するテンションの大きさを制御することができ、固い仕上げの刺繍や柔らかい仕上げの刺繍等の刺繍の仕上げの固さを調整することができる。また、特定期間においては、上糸テンション付与機構部が、天秤に挿通された上糸の天秤よりも上流位置で上糸の引き出しを停止させるので、針棒と天秤が下降する際に上糸が巻き糸から繰り出されることがなく、天秤をトルク制御することによる上糸へ付与されるテンション制御の支障になることがない。また、針棒等の天秤以外の機械要素については、上記動作制御工程、すなわち、モータ角度とモータ速度とモータトルクに基づく制御を行ない、また、天秤については、非特定期間では上記通常制御を行い、特定期間ではトルク制御を行なうので、モータの回転速度の変化や回転方向の変化が頻繁になっても応答性に支障がないものとすることができる。 In the embroidery sewing machine of the first configuration, the control unit (40) controls the operation of the machine elements of the needle bar (22b), the presser foot (22c), and the balance (22a). The elements are controlled by controlling the operation of each motor through the reading step, speed data calculation step, torque data calculation step, position deviation calculation step, speed deviation calculation step, torque deviation calculation step, and current supply step. Control element behavior. On the other hand, for the balance, in the period from the top dead center of the balance to the bottom dead center of the needle bar or in a specific period that is at least a part of the period, torque data in the angle-corresponding data for the balance is used instead of the torque deviation calculating step. And the torque value based on the current value supplied to the motor, the value of the torque deviation (second torque deviation) is calculated, and the current is supplied to the motor according to the calculated second torque deviation value. In this period, control is performed according to the operation control process. In the specific period, the upper thread tension applying mechanism (130, 1130, 185) stops the upper thread drawing at a position upstream of the upper thread balance inserted into the balance. Therefore, when the sewing needle is inserted into the work cloth, the locking portion of the upper thread and the lower thread between the stitch being sewn and the stitch immediately before the stitch is tightened. Since the balance is torque-controlled, the amount of tension on the upper thread can be controlled, and the hardness of the embroidery finish such as a hard finish embroidery or a soft finish embroidery can be adjusted. In addition, during a specific period, the upper thread tension applying mechanism stops the upper thread drawing at a position upstream of the upper thread balance inserted into the balance, so that the upper thread is not moved when the needle bar and the balance are lowered. It is not unwound from the wound yarn, and does not hinder the tension control applied to the upper yarn by controlling the torque of the balance. For mechanical elements other than the balance such as a needle bar, the above-described operation control process, that is, control based on the motor angle, motor speed, and motor torque is performed, and for the balance, the above normal control is performed in a non-specific period. In addition, since torque control is performed in a specific period, even if a change in the rotation speed of the motor or a change in the rotation direction becomes frequent, there is no problem in responsiveness.
また、第2には、上記第1の構成の刺繍用ミシンにおいて、上記上糸テンション付与機構部が、一対のテンション皿(132、1132)を有する上糸テンション付与機構本体(131、1131)と、一対のテンション皿における一方を他方に対して押圧する上糸テンション付与用駆動部(142、1142)を有し、上糸テンション付与用駆動部が一対のテンション皿の一方を押圧することにより一対のテンション皿間の上糸にテンションが掛かり上糸の引き出しを防止することを特徴とする。 Second, in the embroidery sewing machine having the first configuration, the upper thread tension applying mechanism section includes an upper thread tension applying mechanism main body (131, 1131) having a pair of tension plates (132, 1132). And an upper thread tension applying drive section (142, 1422) that presses one of the pair of tension plates against the other, and the upper thread tension applying drive section presses one of the pair of tension dishes. The upper thread between the tension plates is tensioned to prevent the upper thread from being pulled out.
また、第3には、上記第2の構成において、刺繍用ミシンにおける刺繍ヘッドの筐体を構成するアーム(112)と該アームの一方の側面である正面側に設けられアームに対して左右方向にスライド可能に形成された針棒ケース(114)とを有し、複数の針棒が針棒ケースに設けられ、上記上糸テンション付与機構本体(131、1131)は、複数の針棒における各針棒に対応して針棒ケースに設けられ、上糸テンション付与用駆動部はアームに設けられ、針棒ケースがスライドすることにより選択された上糸テンション付与機構本体(131、1131)において上糸テンション付与駆動部により一対のテンション皿間の上糸にテンションが付与されること特徴とする。以上のようにして、針棒が複数設けられた刺繍ヘッドに対応することができ、また、1つの刺繍ヘッドにおいて、上糸テンション付与機構部を構成するソレノイドを1つのみ設ければよく、部品点数を少なくすることができる。 Third, in the second configuration described above, the arm (112) constituting the housing of the embroidery head in the embroidery sewing machine and the front side which is one side surface of the arm are provided in the left-right direction with respect to the arm. A needle bar case (114) slidably formed on the needle bar case, and a plurality of needle bars are provided on the needle bar case. The upper thread tension applying drive is provided on the needle bar case corresponding to the needle bar, the upper thread tension applying drive is provided on the arm, and the upper thread tension applying mechanism main body (131, 1311) selected by sliding the needle bar case. A tension is applied to the upper thread between the pair of tension plates by the thread tension applying drive unit. As described above, it is possible to deal with an embroidery head provided with a plurality of needle bars, and only one solenoid constituting the upper thread tension applying mechanism portion is provided in one embroidery head. The score can be reduced.
また、第4には、上記第1の構成において、刺繍用ミシンにおける刺繍ヘッドの筐体を構成するアーム(112)と該アームの一方の側面である正面側に設けられアームに対して左右方向にスライド可能に形成された針棒ケース(114)とを有し、複数の針棒が針棒ケースに設けられ、布押えと針棒駆動部と布押え駆動部とはアームに設けられ、上記天秤は、該アーム内に設けられ、天秤用モータにおける該左右方向に設けられたモータ軸に接続されたアーム状の天秤アーム部(24)と、該天秤アーム部の先端に天秤アーム部に対して着脱可能に形成され、上糸を挿通する糸通し部を有する天秤先端部(26)とを有し、該天秤先端部は、複数の針棒における各針棒に対応して針棒ケースに配設され、針棒ケースがスライドすることにより選択された先端部がアーム部と接続して天秤が構成され、天秤用モータが回転することにより天秤が前後方向に揺動すること特徴とする。以上のようにして、針棒が複数設けられた刺繍ヘッドに対応することができ、また、1つの刺繍ヘッドにおいて、天秤用モータを1つのみ設ければよく、部品点数を少なくすることができる。 Fourthly, in the first configuration, the arm (112) constituting the housing of the embroidery head in the sewing machine for embroidery and the front side which is one side surface of the arm are provided in the left-right direction with respect to the arm. A needle bar case (114) formed slidably on the needle bar, a plurality of needle bars are provided on the needle bar case, and the presser foot, the needle bar drive unit, and the presser foot drive unit are provided on the arm, The balance is provided in the arm, and has an arm-shaped balance arm portion (24) connected to the motor shaft provided in the left-right direction of the balance motor, and a balance arm portion at the tip of the balance arm portion with respect to the balance arm portion. And a balance tip portion (26) having a threading portion through which the upper thread is inserted. The balance tip portion is attached to the needle bar case corresponding to each needle bar of the plurality of needle bars. The needle bar case slides Tip selected is configuration balance connected to the arm portion, the balance motor is characterized in that the balance by rotating swings in the front-rear direction. As described above, it is possible to deal with an embroidery head provided with a plurality of needle bars, and only one balance motor needs to be provided in one embroidery head, and the number of parts can be reduced. .
また、第5には、上記第4の構成において、上記上糸テンション付与機構部が、一対のテンション皿(132、1132)を有する上糸テンション付与機構本体で、複数の針棒における各針棒に対応して針棒ケースに設けられた上糸テンション付与機構本体(131、1131)と、一対のテンション皿における一方を他方に対して押圧する上糸テンション付与用駆動部で、アームに設けられた上糸テンション付与用駆動部(142、1142)とを有し、針棒ケースがスライドすることにより選択された上糸テンション付与機構本体(131、1131)において上糸テンション付与駆動部により一対のテンション皿間の上糸にテンションが付与されることにより上糸の引き出しを防止することを特徴とする。以上のようにして、針棒が複数設けられた刺繍ヘッドに対応することができ、また、1つの刺繍ヘッドにおいて、上糸テンション付与機構部を構成するソレノイドを1つのみ設ければよく、部品点数を少なくすることができる。 Fifth, in the fourth configuration, the upper thread tension applying mechanism portion is an upper thread tension applying mechanism main body having a pair of tension plates (132, 1132), and each needle bar in the plurality of needle bars. The upper thread tension applying mechanism main body (131, 1311) provided in the needle bar case and the upper thread tension applying drive unit that presses one of the pair of tension plates against the other, provided on the arm. And a pair of upper thread tension applying drive units in the upper thread tension applying mechanism main body (131, 1131) selected by sliding the needle bar case. The upper yarn between the tension plates is tensioned to prevent the upper yarn from being pulled out. As described above, it is possible to deal with an embroidery head provided with a plurality of needle bars, and only one solenoid constituting the upper thread tension applying mechanism portion is provided in one embroidery head. The score can be reduced.
また、第6には、上記第4の構成において、上記上糸テンション付与機構部が、一対のテンション皿(132、1132)と、左右方向に対して直角の前後方向の軸部を有し該一対のテンション皿を該軸部に回転可能に軸支する支持部(136)と、該一対のテンション皿における正面側の第1テンション皿を刺繍用ミシンの正面側から背面側に付勢するバネ部でバネ部の正面側の端部が該支持部に支持されたバネ部(138)と、該一対のテンション皿における背面側の第2テンション皿の背面側に設けられた駆動軸(140)とを有し、複数の針棒における各針棒に対応して針棒ケースに設けられた上糸テンション付与機構本体(131)と、アームにおける該駆動軸(140)の背面側の位置に設けられ駆動時に正面側に突出する軸部を有する上糸テンション付与用駆動部(142)と、を有し、針棒ケースがスライドすることにより選択された上糸テンション付与機構本体(131、1131)において、上糸テンション付与用駆動部が駆動すると、駆動軸により第2テンション皿が正面側に押されて、一対のテンション皿間の上糸にテンションが掛かり上糸の引き出しを防止することを特徴とする。以上のようにして、針棒が複数設けられた刺繍ヘッドに対応することができ、また、1つの刺繍ヘッドにおいて、上糸テンション付与機構部を構成するソレノイドを1つのみ設ければよく、部品点数を少なくすることができる。 Sixth, in the fourth configuration, the upper thread tension applying mechanism portion includes a pair of tension plates (132, 1132) and a shaft portion in the front-rear direction perpendicular to the left-right direction. A support portion (136) for rotatably supporting a pair of tension plates on the shaft portion, and a spring for biasing the first tension plate on the front side of the pair of tension plates from the front side to the back side of the embroidery sewing machine A spring portion (138) in which the end portion on the front side of the spring portion is supported by the support portion, and a drive shaft (140) provided on the back side of the second tension plate on the back side of the pair of tension plates The upper thread tension applying mechanism main body (131) provided in the needle bar case corresponding to each needle bar in the plurality of needle bars, and provided at the position on the back side of the drive shaft (140) in the arm Shaft that protrudes to the front side when driven An upper thread tension applying drive section (142), and the upper thread tension applying drive section is driven in the upper thread tension applying mechanism main body (131, 1131) selected by sliding the needle bar case. Then, the second tension plate is pushed to the front side by the drive shaft, and tension is applied to the upper thread between the pair of tension plates to prevent the upper thread from being pulled out. As described above, it is possible to deal with an embroidery head provided with a plurality of needle bars, and only one solenoid constituting the upper thread tension applying mechanism portion is provided in one embroidery head. The score can be reduced.
また、第7には、上記第1の構成において、刺繍用ミシンにおける刺繍ヘッドの筐体を構成するアーム(112)と該アームの一方の側面である正面側に設けられアームに対して左右方向にスライド可能に形成された針棒ケース(114)とを有し、複数の針棒が針棒ケースに設けられ、布押えと針棒駆動部と布押え駆動部とはアームに設けられ、上記天秤は、該アーム内に設けられ、天秤用モータにおける該左右方向に設けられたモータ軸に接続されたアーム状の天秤アーム部(24)と、該天秤アーム部の先端に天秤アーム部に対して着脱可能に形成され、上糸を挿通する糸通し部を有する天秤先端部(26)とを有し、該天秤先端部は、複数の針棒における各針棒に対応して針棒ケースに配設され、針棒ケースがスライドすることにより選択された先端部がアーム部と接続して天秤が構成され、天秤用モータが回転することにより天秤が前後方向に揺動し、上記上糸テンション付与機構部が、刺繍用ミシンにおける略前後方向に設けられた一対の板状部(186a、188a)を有し、該一対の板状部間の隙間が刺繍用ミシンの正面側から背面側にいくほど狭くなるように形成され、上記特定期間においては、天秤が上死点側にあって上糸が一対の板状部間に挟まれることにより上糸の引き出しを防止することを特徴とする。よって、天秤が上糸が垂下した状態で糸通し部を通る下死点と該回転中心を挟んで該下死点に対して反対側の上死点間を前後方向に揺動する構成である点を利用して、一対の板状部間の隙間が刺繍用ミシンの正面側から背面側にいくほど狭くなるように形成することにより、簡単な構成で天秤が上死点側にあって上糸が一対の板状部間に挟まれることにより上糸の引き出しを防止することができる。 Seventhly, in the first configuration described above, the arm (112) constituting the housing of the embroidery head in the embroidery sewing machine and the front side which is one side surface of the arm are provided in the left-right direction. A needle bar case (114) formed slidably on the needle bar, a plurality of needle bars are provided on the needle bar case, and the presser foot, the needle bar drive unit, and the presser foot drive unit are provided on the arm, The balance is provided in the arm, and has an arm-shaped balance arm portion (24) connected to the motor shaft provided in the left-right direction of the balance motor, and a balance arm portion at the tip of the balance arm portion with respect to the balance arm portion. And a balance tip portion (26) having a threading portion through which the upper thread is inserted. The balance tip portion is attached to the needle bar case corresponding to each needle bar of the plurality of needle bars. The needle bar case slides The selected tip is connected to the arm to form a balance, and the balance motor swings in the front-rear direction when the balance motor rotates, so that the upper thread tension applying mechanism is substantially in the front-rear direction of the embroidery sewing machine. A pair of plate-like portions (186a, 188a) provided on the embroidery sewing machine so that the gap between the pair of plate-like portions becomes narrower from the front side to the back side of the embroidery sewing machine. Is characterized in that the upper thread is sandwiched between a pair of plate-like parts and the upper thread is prevented from being pulled out by the balance being on the top dead center side. Therefore, the balance swings back and forth between the bottom dead center passing through the threading portion and the top dead center opposite to the bottom dead center across the rotation center with the upper thread hanging. By using the points, the balance between the pair of plate-like parts becomes narrower from the front side to the back side of the embroidery sewing machine. The upper thread can be prevented from being pulled out by the thread being sandwiched between the pair of plate-like portions.
また、第8には、刺繍用ミシンであって、縫い針を備えた針棒(22b)と、加工布に縫い針を挿針する際に加工布を押さえる布押え(22c)と、縫い針に挿通される上糸が沿うための上糸通路で、円弧状の第1通路と、直線状の第2通路と、第1通路と第2通路間を接続し、第1通路の円弧の径よりも小さい径に形成された円弧状の第3通路とからなる上糸通路を有し、第1通路がなす円弧の中心位置に円筒状部を有し、該円筒状部の中心軸を中心に揺動する天秤で、第3通路を下側にして第2通路が上糸に沿って鉛直方向を向いた状態を天秤の下死点とし、天秤が下死点から第2通路が上方を向くように回転して第3通路が回転中心よりも上側に到達した状態を天秤の上死点とし、天秤が上死点の状態では、上糸は、円筒状部の周面と第3通路と第1通路に沿って接する天秤(200、300)の各機械要素からなる機械要素群と、針棒を駆動する針棒駆動部で、針棒用モータ(32b)と針棒用モータの回転力に従い針棒を上下動させる針棒駆動機構と(150)を有する針棒駆動部と、布押えを駆動する布押え駆動部で、布押え用モータ(32c)と布押え用モータの回転力に従い布押えを上下動させる布押え駆動機構(160)とを有する布押え駆動部と、天秤を回転中心を中心に揺動させる正逆回転可能な天秤用モータ(32a)と、針棒用モータの角度を検出する針棒用モータ角度検出部(34b)と、布押え用モータの角度を検出する布押え用モータ角度検出部(34c)と、天秤用モータの角度を検出する天秤用モータ角度検出部(34a)と、仮想的な主軸である仮想主軸の角度を時間ごとに規定する仮想主軸データにおける仮想主軸の角度に対応した針棒用モータの角度を規定する針棒用角度対応データと、該仮想主軸データの角度に対応した布押え用モータの角度を規定する布押え用角度対応データ、該仮想主軸データの角度に対応した天秤用モータの角度とトルクデータとを規定する天秤用角度対応データの各角度対応データが記憶された記憶部(60)と、各機械要素の動作を制御し、針棒上死点、天秤上死点、針棒下死点の順に針棒と天秤との動作を行なう制御部で、天秤以外の機械要素については、動作制御工程であって、各機械要素について、ステッチごとのステッチ幅及びステッチ方向のデータである刺繍データに対応して作成された仮想主軸データにおける時間ごとの仮想主軸の角度に対応したモータの角度データを角度対応データから読み出す読出し工程と、読出し工程で読み出された角度データの単位時間当たりの変化量を算出して速度データを算出する速度データ算出工程と、速度データ算出工程において算出された速度データの単位時間当たりの変化量を検出してトルクデータを算出するトルクデータ算出工程と、読出し工程で読み出された角度データと、該角度検出部により検出されたモータ角度のデータとから位置偏差の値を算出する位置偏差算出工程と、算出された位置偏差の値と、算出された速度データと、該角度検出部により検出されたモータの角度の単位時間当たりの変化量とから速度偏差の値を算出する速度偏差算出工程と、算出された速度偏差の値と、算出されたトルクデータと、モータに供給される電流値に基づくトルクの値とからトルク偏差の値を算出するトルク偏差算出工程と、算出されたトルク偏差の値に従いモータに電流を供給する電流供給工程と、からなる動作制御工程に従い制御を行い、天秤については、天秤上死点から針棒下死点までの期間又は該期間の少なくとも一部の期間で天秤が下降中の位置から縫い針が加工布に挿針するまでの期間を含む期間である特定期間においては、上記トルク偏差算出工程の代わりに、天秤用角度対応データにおけるトルクデータとモータに供給される電流値に基づくトルクの値とからトルク偏差(第2トルク偏差)の値を算出し、算出された第2トルク偏差の値に従いモータに電流を供給し、該特定期間以外の期間においては、上記動作制御工程に従い制御を行なう制御部(40)と、を有し、特定期間においては、上糸が天秤の円筒状部の周面と第3通路と第1通路に接することにより天秤に挿通された上糸の天秤よりも上流位置で上糸の引き出しを規制することを特徴とする。 Eighth, an embroidery sewing machine is a needle bar (22b) provided with a sewing needle, a presser foot (22c) for pressing the work cloth when the sewing needle is inserted into the work cloth, and a sewing needle. An upper thread passage through which the upper thread inserted through the first thread passage is connected, the first arc-shaped path, the second linear path, the first path and the second path are connected, and the diameter of the arc of the first path Having an upper thread passage composed of an arc-shaped third passage formed with a smaller diameter, having a cylindrical portion at the center position of the arc formed by the first passage, and centering on the central axis of the cylindrical portion The balance is the bottom dead center of the balance with the third passage on the lower side and the second passage facing the vertical direction along the upper thread, and the balance extends from the bottom dead center to the second passage upward. The state where the third passage has reached the upper side of the center of rotation and turned upward is the top dead center of the balance. When the balance is at the top dead center, the upper thread is connected to the peripheral surface of the cylindrical portion. A needle bar motor (32b) and a needle bar motor comprising a machine element group consisting of machine elements of a balance (200, 300) contacting the three paths and the first path, and a needle bar drive unit for driving the needle bar The needle bar drive mechanism for moving the needle bar up and down according to the rotational force of the needle bar, the needle bar drive unit having (150), and the presser foot drive unit for driving the presser foot, the presser foot motor (32c) and the presser foot motor A presser foot drive unit having a presser foot drive mechanism (160) that moves the presser foot up and down in accordance with the rotational force, a balance motor (32a) capable of forward and reverse rotation that swings the balance around the rotation center, and a needle bar A needle bar motor angle detector (34b) for detecting the angle of the work motor, a presser foot motor angle detecting part (34c) for detecting the angle of the presser foot motor, and a balance for detecting the angle of the balance motor. Motor angle detector (34a) and virtual spindle Needle bar angle correspondence data that defines the angle of the needle bar motor corresponding to the virtual spindle angle in the virtual spindle data that defines the angle of a virtual spindle every time, and the presser foot corresponding to the angle of the virtual spindle data Stored data corresponding to the angle of the presser foot corresponding to the angle of the presser foot, the angle corresponding to the angle of the balance motor corresponding to the angle of the virtual spindle data and the torque data A control unit that controls the operation of the needle bar and the balance in the order of the needle bar top dead center, the balance top dead center, and the needle bar bottom dead center. For the elements, in the operation control process, for each machine element, the virtual spindle data for each time in the virtual spindle data created corresponding to the embroidery data that is the stitch width and stitch direction data for each stitch. A reading process for reading motor angle data corresponding to an angle from the angle corresponding data, a speed data calculating process for calculating speed data by calculating a change amount per unit time of the angle data read in the reading process, and a speed Torque data calculation step for calculating torque data by detecting the amount of change per unit time of the speed data calculated in the data calculation step, angle data read in the reading step, and detected by the angle detection unit A position deviation calculation step for calculating a position deviation value from the motor angle data, the calculated position deviation value, the calculated speed data, and the motor angle detected by the angle detection unit per unit time. A speed deviation calculation step for calculating a speed deviation value from the amount of change in the speed, a calculated speed deviation value, calculated torque data, and a motor Control according to an operation control step comprising: a torque deviation calculation step for calculating a torque deviation value from a torque value based on the current value to be supplied; and a current supply step for supplying current to the motor according to the calculated torque deviation value. For the balance, the period from the top dead center of the balance to the bottom dead center of the needle bar or the period from the position where the balance is lowered during the period at least part of the period until the sewing needle is inserted into the work cloth In a specific period including the torque deviation calculation step, instead of the torque deviation calculation step, the torque deviation (second torque deviation) is calculated from the torque data in the balance angle correspondence data and the torque value based on the current value supplied to the motor. A control unit (40) that calculates a value, supplies current to the motor according to the calculated second torque deviation value, and controls according to the operation control step in a period other than the specific period. In a specific period, the upper thread is located at a position upstream from the upper thread balance inserted into the balance by contacting the peripheral surface of the cylindrical portion of the balance, the third passage, and the first passage. It is characterized by restricting the withdrawal of the paper.
上記第8の構成の刺繍用ミシンにおいては、制御部(40)が、針棒(22b)、布押え(22c)、天秤(22a)の各機械要素の動作を制御するが、天秤以外の機械要素については、上記読出し工程と速度データ算出工程とトルクデータ算出工程と位置偏差算出工程と速度偏差算出工程とトルク偏差算出工程と電流供給工程とを経て各モータの動作を制御することにより、機械要素の動作を制御する。一方、天秤については、天秤上死点から針棒下死点までの期間又は該期間の少なくとも一部である特定期間においては、上記トルク偏差算出工程の代わりに、天秤用角度対応データにおけるトルクデータとモータに供給される電流値に基づくトルクの値とからトルク偏差(第2トルク偏差)の値を算出し、算出された第2トルク偏差の値に従いモータに電流を供給し、該特定期間以外の期間においては、上記動作制御工程に従い制御を行なう。また、特定期間においては、上糸テンション付与機構部(130、1130、185)が、天秤に挿通された上糸の天秤よりも上流位置で上糸の引き出しを停止させる。よって、縫い針が加工布に挿針することにより、縫い動作中のステッチと該ステッチの直前のステッチ間における上糸と下糸の係止部分を締めるのであるが、その際には、特定期間として天秤をトルク制御を行なうので、上糸に対するテンションの大きさを制御することができ、固い仕上げの刺繍や柔らかい仕上げの刺繍等の刺繍の仕上げの固さを調整することができる。また、本発明の天秤においては、第3通路を下側にして第2通路が上糸に沿って鉛直方向を向いた状態を天秤の下死点とし、天秤が下死点から第2通路が上方を向くように回転して第3通路が回転中心よりも上側に到達した状態を天秤の上死点とする構成であり、上死点の位置では、上糸は、円筒状部の周面と第3通路と第1通路に沿って接することから、上糸を引き上げる構造となっていて、刺繍用ミシンにおける天秤として機能させることができる。また、特定期間においては、上糸が天秤の円筒状部の周面と第3溝部と第1溝部に接することにより天秤に挿通された上糸の天秤よりも上流位置で上糸の引き出しを規制するので、針棒と天秤が下降する際に上糸が巻き糸から繰り出されることがなく、天秤をトルク制御することによる上糸へ付与されるテンション制御の支障になることがない。また、針棒等の天秤以外の機械要素については、上記動作制御工程、すなわち、モータ角度とモータ速度とモータトルクに基づく制御を行ない、また、天秤については、非特定期間では上記通常制御を行い、特定期間ではトルク制御を行なうので、モータの回転速度の変化や回転方向の変化が頻繁になっても応答性に支障がないものとすることができる。 In the embroidery sewing machine of the eighth configuration, the control unit (40) controls the operation of the machine elements of the needle bar (22b), the presser foot (22c), and the balance (22a). The elements are controlled by controlling the operation of each motor through the reading step, speed data calculation step, torque data calculation step, position deviation calculation step, speed deviation calculation step, torque deviation calculation step, and current supply step. Control element behavior. On the other hand, for the balance, in the period from the top dead center of the balance to the bottom dead center of the needle bar or in a specific period that is at least a part of the period, torque data in the angle-corresponding data for the balance is used instead of the torque deviation calculating step. And the torque value based on the current value supplied to the motor, the value of the torque deviation (second torque deviation) is calculated, and the current is supplied to the motor according to the calculated second torque deviation value. In this period, control is performed according to the operation control process. In the specific period, the upper thread tension applying mechanism (130, 1130, 185) stops the upper thread drawing at a position upstream of the upper thread balance inserted into the balance. Therefore, when the sewing needle is inserted into the work cloth, the locking portion of the upper thread and the lower thread between the stitch being sewn and the stitch immediately before the stitch is tightened. Since the balance is torque-controlled, the amount of tension on the upper thread can be controlled, and the hardness of the embroidery finish such as a hard finish embroidery or a soft finish embroidery can be adjusted. In the balance of the present invention, the state where the third passage is on the lower side and the second passage is oriented vertically along the upper thread is defined as the bottom dead center of the balance, and the balance is moved from the bottom dead center to the second passage. The state in which the third passage reaches the upper side of the center of rotation by rotating upward is defined as the top dead center of the balance. At the top dead center position, the upper thread is the circumferential surface of the cylindrical portion. And the third passage and the first passage are in contact with each other, so that the upper thread is pulled up and can function as a balance in the sewing machine for embroidery. In addition, during a specific period, the upper thread is regulated at a position upstream from the upper thread balance inserted into the balance by contacting the peripheral surface of the cylindrical portion of the balance, the third groove portion, and the first groove portion. Therefore, when the needle bar and the balance are lowered, the upper thread is not unwound from the wound thread, and the tension control applied to the upper thread by controlling the torque of the balance is not hindered. For mechanical elements other than the balance such as a needle bar, the above-described operation control process, that is, control based on the motor angle, motor speed, and motor torque is performed. In addition, since torque control is performed in a specific period, even if a change in the rotation speed of the motor or a change in the rotation direction becomes frequent, there is no problem in responsiveness.
本発明に基づく刺繍用ミシンによれば、縫い針が加工布に挿針することにより、縫い動作中のステッチと該ステッチの直前のステッチ間における上糸と下糸の係止部分を締めるのであるが、その際には、特定期間として天秤をトルク制御を行なうので、上糸に対するテンションの大きさを制御することができ、固い仕上げの刺繍や柔らかい仕上げの刺繍等の刺繍の仕上げの固さを調整することができる。また、特定期間においては、上糸テンション付与機構部が、天秤に挿通された上糸の天秤よりも上流位置で上糸の引き出しを停止させるので、針棒と天秤が下降する際に上糸が巻き糸から繰り出されることがなく、天秤をトルク制御することによる上糸へ付与されるテンション制御の支障になることがない。また、針棒等の天秤以外の機械要素については、上記動作制御工程、すなわち、モータ角度とモータ速度とモータトルクに基づく制御を行ない、また、天秤については、非特定期間では上記通常制御を行い、特定期間ではトルク制御を行なうので、モータの回転速度の変化や回転方向の変化が頻繁になっても応答性に支障がないものとすることができる。 According to the embroidery sewing machine according to the present invention, when the sewing needle is inserted into the work cloth, the engaging portion of the upper thread and the lower thread between the stitch being sewn and the stitch immediately before the stitch is tightened. However, in this case, the balance is torque controlled for a specific period, so the tension on the upper thread can be controlled, and the hardness of the embroidery finish such as hard embroidery or soft finish embroidery can be controlled. Can be adjusted. In addition, during a specific period, the upper thread tension applying mechanism stops the upper thread drawing at a position upstream of the upper thread balance inserted into the balance, so that the upper thread is not moved when the needle bar and the balance are lowered. It is not unwound from the wound yarn, and does not hinder the tension control applied to the upper yarn by controlling the torque of the balance. For mechanical elements other than the balance such as a needle bar, the above-described operation control process, that is, control based on the motor angle, motor speed, and motor torque is performed, and for the balance, the above normal control is performed in a non-specific period. In addition, since torque control is performed in a specific period, even if a change in the rotation speed of the motor or a change in the rotation direction becomes frequent, there is no problem in responsiveness.
本発明においては、モータの回転速度の変化や回転方向の変化が頻繁になっても応答性に支障がなく、また、上糸に対するテンションの大きさを制御し、特に、天秤が下降する際に上糸に付与されるテンションの大きさを制御することができる刺繍用ミシンを提供するという目的を以下のようにして実現した。なお、図面において、Y1−Y2方向は、X1−X2方向に直角な方向であり、Z1−Z2方向は、X1−X2方向及びY1−Y2方向に直角な方向である。 In the present invention, there is no hindrance to responsiveness even if the rotation speed of the motor and the rotation direction change frequently, and the magnitude of the tension on the upper thread is controlled, especially when the balance is lowered. The object of providing an embroidery sewing machine that can control the magnitude of tension applied to the upper thread has been realized as follows. In the drawings, the Y1-Y2 direction is a direction perpendicular to the X1-X2 direction, and the Z1-Z2 direction is a direction perpendicular to the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction.
本発明に基づく刺繍用ミシン5−1は、図1〜図13に示すように構成され、刺繍ヘッド10−1〜10−nと、釜22dと、縫製枠(保持枠、刺繍枠としてもよい)22eと、釜用モータ32dと、枠駆動用モータ32eと、演算装置50と、記憶装置60とを有している。
The embroidery sewing machine 5-1 according to the present invention is configured as shown in FIGS. 1 to 13, and the embroidery heads 10-1 to 10-n, the
ここで、刺繍ヘッド10−1〜10−nは、略平板状のミシンテーブル(図示せず)の上方に設けられ、刺繍ヘッド10−1〜10−nにおける各刺繍ヘッドは、所定の間隔を介して略直線状に配列されている。つまり、ミシンテーブルの上面からはフレーム100(図4参照)が立設して設けられ、このフレーム100の正面側(Y1側)に各刺繍ヘッドが設けられている。
Here, the embroidery heads 10-1 to 10-n are provided above a substantially flat sewing table (not shown), and each embroidery head in the embroidery heads 10-1 to 10-n has a predetermined interval. Are arranged in a substantially straight line. That is, a frame 100 (see FIG. 4) is provided upright from the upper surface of the sewing table, and each embroidery head is provided on the front side (Y1 side) of the
刺繍ヘッド10−1〜10−nにおける各刺繍ヘッドは同様の構成であるので、刺繍ヘッド10−1を例にとって説明すると、刺繍ヘッド10−1は、図1〜図4に示すように構成され、機械要素群20と、制御装置30と、ケース部110と、巻き糸120と、上糸テンション付与機構部130と、を有している。
Since the embroidery heads in the embroidery heads 10-1 to 10-n have the same configuration, the embroidery head 10-1 will be configured as shown in FIGS. The
この機械要素群20は、刺繍ヘッドにおいて駆動される各機械要素であり、機械要素としては、天秤22aと、針棒22bと、布押え22cとが設けられている。
The
ここで、天秤22aは、ケース部110に対して左右方向(X1−X2方向)の軸線を中心に揺動可能に形成されている。つまり、天秤22aにおいては、図4に示すように、その基端部分に天秤用モータ32aの回転軸(モータ軸)32a−1が挿通され、この回転軸32a−1を中心に回動する。
Here, the
つまり、天秤22aは、上糸122を引っ張る機能を有するものであり、図5、図6に示すように、天秤用モータ32aの回転軸32a−1に取り付けられた天秤アーム部24と、複数の針棒における各針棒に対応して設けられた天秤先端部26とを有し、これら複数の天秤先端部26は、針棒ケース114に配設され、針棒ケース114が左右方向にスライドすることにより天秤アーム部24と係合した天秤先端部26が、天秤アーム部24に支持されて回転することになる。
That is, the
すなわち、天秤アーム部24は、弓状の板状を呈し、先端に行くほど下方に湾曲した板状を呈している。この天秤アーム部24の基端部分には、左右方向に穴部が形成され、回転軸32a−1が挿通されて回転軸32a−1に固定されている。つまり、天秤アーム部24の基端部分に設けられた穴部と回転軸32a−1の軸線J1は、左右方向を向いている。また、天秤アーム部24の先端側は、天秤先端部26と係合可能に形成され、図5の例では、側面視において凸状に形成されている。
That is, the
なお、天秤用モータ32aは、ケース部110におけるアーム112側に設けられている。つまり、天秤用モータ32aや天秤アーム部24は、針棒ケース114が左右方向にスライドしてもスライドすることはない。
The
また、複数の天秤先端部26における各天秤先端部26は同一の構成であり、天秤先端部26は、糸通し部26aと、糸通し部26aと一体に形成された接続部26bとを有している。
Moreover, each
ここで、糸通し部26aは、略円筒状を呈し、内部には略円柱状の空間が形成されている。この糸通し部26aの上端と下端は、円弧状に面取りされ、角部が形成されてないようになっている。これにより、上糸が糸通し部26aの上端と下端の接触しても糸切れが生じないようになっている。この糸通し部26aの軸線J2は、穴部24aの軸線J1と直角に構成されており、これにより、糸通し部26aの内部の糸通し空間の軸線J2は、回転軸32a−1の方向(つまり、軸線J1の方向)に対して直角に形成されている。
Here, the threading
また、接続部26bは、糸通し部26aの背面側(Y2側)の側部に設けられ、天秤アーム部24と係合可能に形成され、図5の例では、側面視において凹状に形成されている。
The connecting
複数の天秤先端部26は、天秤アーム部24に係合されて駆動されない状態では、針棒ケース114における左右方向に設けられた支持板部116に配設され、針棒ケース114が左右方向にスライドすることにより天秤アーム部24と係合した天秤先端部26が天秤アーム部24に支持された状態で回転する。
The plurality of
なお、通常の刺繍用ミシンにおける天秤が上下方向に揺動するのに対して、本実施例の場合には、図4、図5、図8に示すように、天秤22aは、前後方向に揺動し、天秤22aの揺動範囲において、最も正面側の位置においては、上糸テンション付与機構部130におけるテンション皿132aとテンション皿132b間の上糸122がそのまま垂直に垂下した状態で天秤22aの糸通し部26aに挿通するようになっている。つまり、天秤22aの揺動範囲における最も正面側の位置(糸通し部26aが最も正面側にある位置)においては、上糸122は、途中で折れ曲がることなく垂下して、天秤22aの糸通し部26a内を挿通する。この天秤22aの揺動範囲における最も正面側の位置が下死点となる。一方、天秤22aがこの下死点以外の位置にある場合には、上糸122は天秤22aの糸通し部26aの位置で折れ曲がることになり、天秤22aの揺動範囲における最も背面側の位置(糸通し部26aが最も背面側にある位置)、すなわち、揺動範囲における下死点とは反対側の端部位置が天秤22aの上死点となる。つまり、上死点は、天秤22aの回転中心を挟んで下死点に対して反対側にある。また、天秤22aが上死点の位置にある場合には、上糸122は鉛直方向に対して略くの字状に迂回するように天秤22aにより引っ張られる。
Note that the balance in a normal embroidery sewing machine swings up and down, whereas in the case of this embodiment, the
また、針棒22bは、上下動可能に設けられ、針棒22bには、下端に縫い針22b−1(この縫い針22b−1の針穴22b−2に上糸を挿通される)が固定して設けられ、上端には針棒抱き22b−3が固定して設けられている。針棒22bについては、実際には、針棒22bが1つの刺繍ヘッドにおいて複数設けられていて、該複数の針棒22bは、針棒ケース114に支持され、針棒ケース114を左右方向にスライドすることにより選択された針棒が上下動駆動される。つまり、図4に示すように、針棒用モータ32bのモータ軸には、駆動レバー152が設けられ、さらに、駆動レバー152のモータ軸側とは反対側の端部には連結アーム154の端部が回転可能に軸支され、連結アーム154の他方の端部には、針棒駆動部材156が回転可能に軸支されている。この駆動レバー152と連結アーム154はクランク機構を構成する。この針棒駆動部材156には、上下方向に設けられた基針棒158が挿通されて、針棒駆動部材156は、基針棒158に沿って上下動可能に形成され、針棒抱き22b−3と係合するように構成されている。つまり、針棒ケース114がスライドして所定の針棒を選択した際に、その針棒の針棒抱き22b−3が針棒駆動部材156と係合する。これにより、針棒用モータ32bが駆動すると、駆動レバー152が回転し、これにより連結アーム154を介して針棒駆動部材156が上下動することにより、針棒22bが上下動することになる。上記駆動レバー152と、連結アーム154と、針棒駆動部材156と、基針棒158とで、針棒駆動機構150が構成される。針棒駆動機構150を構成する各部は、アーム112内に設けられている。また、針棒用モータ32bと針棒駆動機構150とで上記針棒駆動部が構成される。
The
また、布押え22cは、図7に示すように、昇降ロッド168の下端に固定され、この昇降ロッド168が上下動することにより布押えが上下動するようになっている。すなわち、図7に示すように、布押え用モータ32cのモータ軸には、駆動レバー162が設けられ、さらに、駆動レバー162のモータ軸側とは反対側の端部には連結アーム164の端部が回転可能に軸支され、連結アーム164の他方の端部には、固定部材166が回転可能に軸支されていて、昇降ロッド168は、固定部材166に固定されている。この駆動レバー162と連結アーム164はクランク機構を構成する。なお、昇降ロッド168は、アーム112に固定された案内部材(図示せず)により上下動可能に支持されている。つまり、昇降ロッド168の上側と下側が案内部材により支持されている。これにより、布押え用モータ32cが回転することにより布押え22cが上下動することになる。駆動レバー162と連結アーム164と固定部材166と昇降ロッド168と案内部材とで、布押え駆動機構160が構成される。この布押え駆動機構160は、針棒駆動機構150と左右方向に隣接して設けられている。また、布押え用モータ32cと布押え駆動機構160で上記布押え駆動部が構成される。なお、布押え22cは、刺繍ヘッドごとに1つ設けられている。
As shown in FIG. 7, the
また、制御装置30は、図2に示すように、天秤用モータ32aと、針棒用モータ32bと、布押え用モータ32cと、エンコーダ34a、34b、34cと、制御回路40とを有している。
As shown in FIG. 2, the
ここで、天秤用モータ32aは、天秤22aを揺動させるためのモータであり、その回転軸は正逆回転し、回転軸の軸線は左右方向(X1−X2方向)を向いている。また、針棒用モータ32bは、針棒22bを上下動させるためのモータである。また、布押え用モータ32cは、布押え22cを上下動させるためのモータである。また、エンコーダ34a、34b、34cは、各モータの位置(回転方向の位置)を検出するためのもので、エンコーダ(天秤用モータ角度検出部)34aは、天秤用モータ32aに接続され、天秤用モータ32aの位置を検出し、エンコーダ(針棒用モータ角度検出部)34bは、針棒用モータ32bに接続され、針棒用モータ32bの位置を検出し、エンコーダ(布押え用モータ角度検出部)34cは、布押え用モータ32cに接続され、布押え用モータ32cの位置を検出する。
Here, the
また、制御回路40は、天秤用モータ32aと針棒用モータ32bと布押え用モータ32cの各モータの動作を制御する回路で、演算装置50からのデータに従い、各モータの動作を制御する。つまり、制御回路40は、演算装置50から送信された仮想主軸データと天秤用データ(図11参照)とに基づき、天秤用モータ32aの動作を制御し、演算装置50から送信された仮想主軸データと針棒用データ(図12参照)とに基づき、針棒用モータ32bの動作を制御し、演算装置50から送信された仮想主軸データと布押え用データ(図13参照)とに基づき、布押え用モータ32cの動作を制御する。
The
さらに、制御回路40は、釜用モータ32dと枠駆動用モータ32eの動作を制御する。つまり、制御回路40は、演算装置50から送信された仮想主軸データと釜用データ(図示せず)とに基づき、釜用モータ32dの動作を制御し、演算装置50から送信された仮想主軸データと枠用データ(図示せず)とに基づき、枠駆動用モータ32eの動作を制御する。
Further, the
この制御回路40は、図3に示すように、CPU42と、PWM(Pulse Width Modulation)回路44と、電流センサ46とを有している。ここで、CPU42は、演算装置50からのデータに基づいてモータに供給する電流値のデータをPWM回路44に出力する。PWM回路44は、CPU42からの電流値の振幅を振幅が一定のパルス信号に変換して該パルス信号を天秤用モータ32aに供給する。また、電流センサ46は、PWM回路44から出力されるパルス信号を電流値に変換し、電流値に定数を乗算してトルク値を算出してCPU42に出力する。
As shown in FIG. 3, the
より具体的には、制御回路40は、図14〜図16に示すフローチャートや、図17、図18に示す機能ブロック図に示すように制御を行なう。詳しくは後述する。
More specifically, the
また、制御回路40は、上糸テンション付与機構部130の動作も制御するが、詳しくは後述する。
The
また、ケース部110は、刺繍ヘッド10−1の筐体を構成し、フレーム100に固定されたアーム112と、アーム112の正面側に設けられアーム112に対して左右方向(X1−X2方向)に摺動する針棒ケース114とを有している。天秤用モータ32a、針棒用モータ32b、布押え用モータ32c、エンコーダ34a〜34c、制御回路40は、アーム112内に設けられている。
The
また、巻き糸120は、上糸を巻き付けて構成したものであり、ケース部110の上端に回転可能に支持されている。
The
また、上糸テンション付与機構部130は、天秤22aに挿通された上糸122の天秤22aよりも上流位置で上糸122の引き出しを停止させるものであり、図8に示すように、刺繍ヘッド10−1における天秤22aの上方位置に設けられ、上糸テンション付与機構本体131と、ソレノイド(上糸テンション付与用駆動部)142とを有している。
Further, the upper thread
上糸テンション付与機構本体131は、テンション皿群132と、支持部136と、バネ部138と、駆動軸140とを有しており、これらは針棒ケース114の上部に設けられている。なお、上糸テンション付与機構本体131は、針棒ごとに設けられている。
The upper thread tension applying mechanism
テンション皿群132は、テンション皿132aとテンション皿132bとが互いに対向して設けられ、一対のテンション皿132a、132b間に上糸を挟むことができるようになっている。つまり、各テンション皿132a、132bは、ともに略円形板状(具体的には、円形板状の中央部分が外側に突出した形状)で中心に軸部136cを挿通する穴部を有する本体部133と、本体部133の周端から斜めに立設したテンション皿フレーム部134とを有し、テンション皿フレーム部134が外側になるようにしてテンション皿132aとテンション皿132bとが互いに対向している。
In the
また、支持部136は、テンション皿群132を回転可能に軸支するものであり、板状部136aと、ロッド136bと、軸部136cとを有している。すなわち、板状部136aは、四角形状(その一辺がテンション皿132a、132bの直径よりも大きい四角形状)の板状を呈し、また、ロッド136bは、板状部136aの4つの角部にそれぞれ固定して設けられ、各ロッド136bの板状部136aとは反対側の端部は、針棒ケース114の正面側に固着されている。また、軸部136cは、板状部136aの背面側の略中央位置に固定して設けられ、前後方向(Y1−Y2方向)に形成されている。
Moreover, the
また、バネ部138は、テンション皿132aと板状部136aとの間に設けられ、テンション皿132aをテンション皿132b側に付勢している。
The
また、駆動軸140は、軸部136cと同一軸線上に設けられ、軸部136cと、接続端部140bと、端部140cとを有している。軸部140aは、針棒ケース114の正面側と背面側にそれぞれ形成された穴部に挿通して支持されている。また、軸部140aは、アーム112に形成された穴部112aにも挿通されているが、針棒ケース114が左右方向にスライドすることから、針棒ケース114がスライドすることにより駆動軸140がスライドしても穴部112aが邪魔とならないように穴部112aは左右方向に長穴状に形成されている。接続端部140bは、軸部136cの背面側の端部と摺動可能に接続され、円筒状部140b−1と、円筒状部140b−1の背面側を封止する円形板状部140b−2を有し、この円形板状部140b−2の背面側に軸部140aの正面側が固着されている。軸部136cの背面側の端部は、円筒状部140b−1内に配置されている。なお、ソレノイド142が駆動しない状態では、軸部136cの背面側の端部と円形板状部140b−2間には隙間が形成されている。また、端部140cは、軸部140aの背面側の端部に固着され、略円形板状を呈している。
The
また、ソレノイド142は、アーム112の内部に支持されており、ソレノイド142を駆動することによりソレノイド142の軸部142aを正面側に移動させる。これにより、駆動軸140が正面側に押されて、テンション皿群132をバネ部138側に押すことにより、一対のテンション皿132a、132b間の上糸にテンションを付与するようになっている。なお、複数の上糸テンション付与機構本体131のうち、針棒ケース114が左右方向にスライドすることにより、選択された上糸テンション付与機構本体131の駆動軸140がソレノイド142により押されることになる。以上のようにして、1つの刺繍ヘッドにおいて、上糸テンション付与機構部130を構成するソレノイド142を1つのみ設ければよく、部品点数を少なくすることができる。
The
上記構成の上糸テンション付与機構部130においては、巻き糸120から引き出された上糸122が一対のテンション皿132a、132b間に挟んだ状態で設けられ、ソレノイド142を駆動しない状態では、バネ部138の付勢力により一対のテンション皿132a、132b間の上糸に対して軽くテンションが掛けられている。一方、ソレノイド142を駆動した場合には、バネ部138の付勢力に抗して駆動軸140がテンション皿群132をバネ部138側に押すので、テンション皿132bがテンション皿132aに対して強く押された状態となり、上糸122がテンション皿132aとテンション皿132b間に固定された状態となる。つまり、この状態では、一対のテンション皿132a、132b間のテンションは、天秤22aが上糸122を巻き糸120から引き出すことができないように設定されている。
In the upper thread
なお、天秤22aの制御における下記で説明する特定期間においては、ソレノイド142を駆動して、上糸122をテンション皿132aとテンション皿132b間に固定し、特定期間以外の期間(以下「非特定期間」とする)場合には、ソレノイド142の駆動をオフとする。上糸テンション付与機構部130の動作の制御は、制御回路40により行われる。
In the specific period described below in the control of the
また、ケース部110には、各所に上糸122の引き出しを円滑とするためのローラ部が設けられている。つまり、アーム112の上端の巻き糸120と上糸テンション付与機構部130間(アーム112の上端における巻き糸120の正面側)には、ローラ170aが設けられ、針棒ケース114における上糸テンション付与機構部130と天秤22aの間には、ローラ170bが設けられ、天秤22aと針棒22bの間には、ローラ170cが設けられている。
Further, the
また、釜22dは、刺繍ヘッド10−1〜10−nの下方でミシンテーブルの上面よりも下側の位置に各刺繍ヘッドごとに設けられている。具体的には、ミシンテーブルの下側に設けられた釜土台(図示せず)に支持されている。
The
また、縫製枠22eは、加工布を張設保持するための枠状部材であり、ミシンテーブルの上方(上面としてもよい)に設けられている。
The
また、釜用モータ32dは、釜22dを駆動させるためのモータであり、例えば、釜22dを支持する釜土台に設けられている。また、枠駆動用モータ32eは、縫製枠22eを駆動するためのモータである。また、釜用モータ32dには、釜用モータ32dの位置を検出するエンコーダ34dが接続され、また、枠駆動用モータ32eには、枠駆動用モータ32eの位置を検出するエンコーダ34eが接続されている。
The
また、エンコーダ34a〜34eは、制御回路40と接続され、各エンコーダにより検出された位置情報が制御回路に送られる。
The
また、演算装置50は、主として、記憶装置60に記憶されている刺繍データに従い、仮想主軸データを作成する。この仮想主軸データは、図9に示すように、時間と主軸角度との対応を示すデータである。本実施例の刺繍用ミシン5−1においては、従来の刺繍用ミシンとは異なり、各刺繍ヘッドにおける機械要素と機械的に連結した1本の主軸は設けられていないが、各機械要素の動作を同期させるために仮想の主軸としての主軸データを用意し、この仮想主軸データと機械要素に対応した対応データ(例えば、天秤用データ、針棒用データ、布押え用データ)に従い各機械要素の動作を制御するのである。ここで、主軸角度とは、仮想主軸の角度、すなわち、回転方向の位置を示すものである。
The
また、記憶装置60には、刺繍を行なうための刺繍データが記憶されている。この刺繍データは、例えば、ステッチ幅、ステッチ方向、糸種類についてのデータが各ステッチごとに設けられたものである。また、この記憶装置60には、各機械要素ごとに、主軸角度と該機械要素の角度との対応を規定する角度対応データ(位置パターンデータとしてもよい)(例えば、天秤用データ、針棒用データ、布押え用データ)が記憶されている。
The
例えば、天秤用データ(天秤用角度対応データ)(図11)においては、主軸角度と、主軸角度に対応した天秤角度とが規定されている。ここでいう天秤角度とは、天秤用モータ32aの回転方向の位置を示すものである。また、天秤用データにおいては、後述するように、天秤の動作に際して、所定の区間である特定期間においては、トルク制御を行なうので、そのためのトルク情報が設けられている。つまり、主軸角度に応じて、トルクデータが記憶されている。なお、該トルクデータは、主軸角度に対応して定められているが、天秤角度も主軸角度に対応して定められているので、トルクデータは、天秤角度に対応して定められているともいえる。
For example, in the balance data (balance angle correspondence data) (FIG. 11), the spindle angle and the balance angle corresponding to the spindle angle are defined. Here, the balance angle indicates the position in the rotation direction of the
また、針棒用データ(針棒用角度対応データ)(図12)においては、主軸角度と、主軸角度に対応した針棒角度とが規定されている。ここでいう針棒角度とは、針棒用モータ32bの回転方向の位置を示すものである。
Further, in the needle bar data (needle bar angle correspondence data) (FIG. 12), a main shaft angle and a needle bar angle corresponding to the main shaft angle are defined. The needle bar angle here indicates the position of the
また、布押え用データ(布押え用角度対応データ)(図13)においては、主軸角度と、主軸角度に対応した布押え角度とが規定されている。ここでいう布押え角度とは、布押え用モータ32cの回転方向の位置を示すものである。
Also, in the presser foot data (cloth presser angle correspondence data) (FIG. 13), the main shaft angle and the presser foot angle corresponding to the main shaft angle are defined. The presser foot angle here indicates the position in the rotational direction of the
なお、図示されていないが、釜用のデータ(主軸角度と、主軸角度に対応した釜角度とが規定されたデータで、釜角度とは、釜用モータ32dの回転方向の位置を示すものである)も記憶装置60に記憶されている。
Although not shown, the hook data (the data defining the main shaft angle and the hook angle corresponding to the main shaft angle, the hook angle indicates the position in the rotational direction of the
なお、仮想主軸データにおける角度データは、実際には角度に対応した数値が格納され、また、角度対応データ(天秤用データ、針棒用データ、布押え用データ、釜用データ)における角度データは、実際には角度に対応した数値が格納されている。また、上記天秤用データ、針棒用データ、布押え用データ、釜用データは、ともに所定の回転数(例えば、1000回転)を基準として作成されたものである。 The angle data in the virtual spindle data actually stores numerical values corresponding to the angle, and the angle data in the angle correspondence data (balance data, needle bar data, presser foot data, shuttle data) Actually, a numerical value corresponding to the angle is stored. The balance data, needle bar data, presser foot data, and shuttle data are all created based on a predetermined rotation speed (for example, 1000 rotations).
次に、上記構成の刺繍用ミシン5−1の動作について、図14〜図20を使用して説明する。なお、天秤22a以外の機械要素(針棒、布押え、釜等)については、図14、図15に示すフローチャートが適用され、天秤については、図14のフローチャートと、図15のフローチャートにおけるステップS21〜S25までの工程と、図16に示すフローチャートが適用される。また、図17、図18は、機能ブロック図であるが、天秤以外の機械要素(針棒、布押え、釜等)については、図17が適用され、天秤については、図18が適用される。
Next, the operation of the embroidery sewing machine 5-1 having the above configuration will be described with reference to FIGS. Note that the flowcharts shown in FIGS. 14 and 15 are applied to mechanical elements other than the
なお、図14に示すステップS11から図15に示すステップS25までは天秤と天秤以外の機械要素については同じ制御を行なうので、以下にまとめて説明する。また、以下に説明する制御方法は、当然各機械要素ごとに行なう。 In addition, from step S11 shown in FIG. 14 to step S25 shown in FIG. 15, since the same control is performed for mechanical elements other than the balance and the balance, a description will be given below. Further, the control method described below is naturally performed for each machine element.
まず、演算装置50は、記憶装置60に記憶されている刺繍データに従い、仮想主軸データを作成する。記憶装置60には、作成する刺繍についてステッチごとにステッチ幅、ステッチ方向、糸種類等の情報が記憶されているので、各ステッチのステッチ幅、ステッチ方向、糸種類に応じて仮想主軸データを作成する。この仮想主軸データは、時間ごとの仮想主軸角度のデータであり、例えば、ステッチ幅が大きい場合には、仮想主軸の角度変化を小さくし、ステッチ幅が小さい場合には、仮想主軸の角度変化を大きくする。また、ステッチの方向が前回のステッチの方向と逆の方向となる場合には、仮想主軸の角度変化を小さくする。
First, the
この演算装置50による仮想主軸データの作成は、実際に各機械要素(針棒、天秤、釜、布押え等)により刺繍縫いを行なうステッチよりも数ステッチ前の仮想主軸データを作成することにより、仮想主軸データを作成しながら実際の刺繍縫いを行なう。なお、予め演算装置50により、ある刺繍データの全体について仮想主軸データを作成しておいてもよい。
The virtual spindle data by the
仮想主軸データの一例としては、図10に示すものが挙げられる。図10に示す仮想主軸データは、等速で回転しつづけるものであるが、各ステッチのステッチ幅が同じで、ステッチの角度も同じ方向である場合には、このような仮想主軸データとすればよい。なお、あるステッチのステッチ幅が大きい場合には、1ステッチの時間を長くし、ステッチ幅が小さい場合には、1ステッチの時間を短くする。 An example of the virtual spindle data is shown in FIG. The virtual spindle data shown in FIG. 10 continues to rotate at a constant speed. However, when the stitch widths of the stitches are the same and the stitch angles are also in the same direction, such virtual spindle data is used. Good. When the stitch width of a certain stitch is large, the time for one stitch is lengthened, and when the stitch width is small, the time for one stitch is shortened.
仮想主軸データを作成したら、仮想主軸の回転速度を検出する(図14のS11)。つまり、仮想主軸データを各時刻において微分し、各時刻における回転速度を検出する。 When the virtual spindle data is created, the rotation speed of the virtual spindle is detected (S11 in FIG. 14). That is, the virtual spindle data is differentiated at each time, and the rotation speed at each time is detected.
次に、検出された仮想主軸の回転速度に基づき、回転速度比率を算出する(図14のS12)。つまり、主軸角度と各モータの角度の対応を規定するデータ(天秤用データ、針棒用データ、布押え用データ、釜用データ)は、所定の回転数を基準として作成されていることから、検出された回転速度と所定の回転数との比率を算出するのである。 Next, a rotation speed ratio is calculated based on the detected rotation speed of the virtual spindle (S12 in FIG. 14). In other words, the data that defines the correspondence between the spindle angle and the angle of each motor (balance data, needle bar data, presser foot data, hook data) is created based on a predetermined rotational speed. The ratio between the detected rotational speed and a predetermined rotational speed is calculated.
次に、角度対応データから角度データ(位置データとしてもよい)を読み出す(図14のS13、図17、図18のS13、読出し工程)。つまり、仮想主軸データにおいて処理の対象となる時間に対応する角度(主軸角度)に対応する角度を各角度対応データから検出してその角度のデータを読み出す。例えば、天秤用データにおいては、仮想主軸データにおいて処理の対象となる時間に対応する角度(主軸角度)に対応する天秤角度を読み出す。 Next, angle data (which may be position data) is read from the angle correspondence data (S13 in FIG. 14, S13 in FIG. 17, and S13 in FIG. 18, reading step). That is, in the virtual spindle data, an angle corresponding to the angle (spindle axis angle) corresponding to the time to be processed is detected from each angle correspondence data, and the data of the angle is read. For example, in the balance data, the balance angle corresponding to the angle (spindle angle) corresponding to the time to be processed in the virtual spindle data is read.
次に、角度対応データから検出された角度データの単位時間当たりの変化量を検出して速度データを算出する(図14のS14、図17、図18のS14、速度データ算出工程)。つまり、角度データの変化量を時間で除算することにより速度データを算出する。例えば、時間t1における速度データを算出する場合には、仮想主軸データにおける時間t0の角度がa0、時間t1の角度がa1で、主軸角度a0に対応する天秤角度がb0、主軸角度a1に対応する天秤角度がb1とした場合に、(b1−b0)/(t1−t0)を算出する。なお、上記のように時間的に隣接する時間の変化量ではなく、時間的に離れた時間の変化量により算出してもよい。以上のように、角度データを微分することにより速度データを算出する。 Next, speed data is calculated by detecting the amount of change per unit time of the angle data detected from the angle correspondence data (S14 in FIG. 14, S14 in FIG. 17, S14, speed data calculation step). That is, the speed data is calculated by dividing the change amount of the angle data by the time. For example, when calculating speed data at time t1, the angle of time t0 in the virtual spindle data is a0, the angle of time t1 is a1, the balance angle corresponding to the spindle angle a0 is b0, and the spindle angle a1. When the balance angle is b1, (b1-b0) / (t1-t0) is calculated. In addition, you may calculate by the variation | change_quantity of the time distant in time instead of the variation | change_quantity of the time adjacent as mentioned above. As described above, the velocity data is calculated by differentiating the angle data.
次に、速度データの単位時間当たりの変化量を検出してトルクデータを算出する(図14のS15、図17、図18のS15、トルクデータ算出工程)。つまり、速度データの変化量を時間で除算することによりトルクデータを算出する。例えば、直前に算出した速度データがs1で直前の1つ前に算出した速度データがs0である場合に、(s1−s0)/1によりトルクデータを算出する。なお、上記のように時間的に隣接する時間の変化量ではなく、時間的に離れた時間の変化量により算出してもよい。以上のように、速度データを微分することにより速度データを算出する。なお、速度の変化量を算出するために必要な速度データは予めCPU42が保持しておく。
Next, torque data is calculated by detecting the amount of change per unit time in the speed data (S15 in FIG. 14, S15 in FIG. 17, and FIG. 18, torque data calculating step). That is, torque data is calculated by dividing the amount of change in speed data by time. For example, when the speed data calculated immediately before is s1 and the speed data calculated immediately before is s0, the torque data is calculated by (s1-s0) / 1. In addition, you may calculate by the variation | change_quantity of the time distant in time instead of the variation | change_quantity of the time adjacent as mentioned above. As described above, the speed data is calculated by differentiating the speed data. Note that the
次に、ステップS14で算出された速度データにステップS12で算出された回転速度比率を乗算して、速度補償データを算出する(図14のS16、図17、図18のS16)。 Next, speed compensation data is calculated by multiplying the speed data calculated in step S14 by the rotation speed ratio calculated in step S12 (S16 in FIG. 14, S16 in FIG. 17, and FIG. 18).
次に、ステップS15で算出されたトルクデータからトルク補償データを算出する(図14のS17、図17、図18のS17)。すなわち、トルクデータに対して慣性比率を乗算し(図17、図18のS17−1)、慣性比率を乗算して得た値に回転速度比率を乗算し(図17、図18のS17−2)、回転速度比率を乗算して得た値にメカロスに基づくトルクを加算してトルク補償データを算出する(図17、図18のS17−3)。ここで、慣性比率とは、各機械要素の質量等に応じて予め定められた定数であり、回転速度比率は、ステップS12で算出された値である。また、メカロスに基づくトルクは、各機械要素に応じて予め定められた値である。 Next, torque compensation data is calculated from the torque data calculated in step S15 (S17 in FIG. 14, S17 in FIG. 18, and FIG. 18). That is, the torque data is multiplied by the inertia ratio (S17-1 in FIGS. 17 and 18), and the value obtained by multiplying the inertia ratio is multiplied by the rotational speed ratio (S17-2 in FIGS. 17 and 18). The torque compensation data is calculated by adding the torque based on the mechanical loss to the value obtained by multiplying the rotation speed ratio (S17-3 in FIGS. 17 and 18). Here, the inertia ratio is a constant determined in advance according to the mass or the like of each machine element, and the rotation speed ratio is the value calculated in step S12. The torque based on the mechanical loss is a value determined in advance according to each machine element.
次に、ステップS13において読み出された角度データからエンコーダ34a等からのデータ(エンコーダのカウント値)を減算する(図15のS21、図17、図18のS21、位置偏差算出工程)。このステップS21で算出された値は、位置偏差の値といえる。なお、当然エンコーダは、制御対象の機械要素に対応するエンコーダであり、例えば、天秤の場合には、エンコーダ34aからのデータが用いられる。
Next, the data (encoder count value) from the
次に、ステップS21で算出された算出値に対して、予め定められた定数を乗算して、速度値を算出する(図15のS22、図17、図18のS22)。 Next, the speed value is calculated by multiplying the calculated value calculated in step S21 by a predetermined constant (S22 in FIG. 15, S22 in FIG. 17, and FIG. 18).
次に、エンコーダ34a等からの出力を微分してモータ現在速度値を算出する(図15のS23、図17、図18のS23)。つまり、エンコーダのカウント値の単位時間当たりの変化量を算出して、モータ現在速度値を算出する。
Next, the motor current speed value is calculated by differentiating the output from the
次に、ステップS22で算出された速度値からステップS23で算出されたモータ現在速度値を減算し、さらに、ステップS16で算出された速度補償データを加算する(図15のS24、図17、図18のS24、速度偏差算出工程)。このステップS24で算出された値は、速度偏差の値であるといえる。 Next, the motor current speed value calculated in step S23 is subtracted from the speed value calculated in step S22, and the speed compensation data calculated in step S16 is added (S24 in FIG. 15, FIG. 17, FIG. 17). 18 S24, speed deviation calculation step). It can be said that the value calculated in step S24 is the value of the speed deviation.
次に、ステップS24で算出された算出値に対して、予め定められた定数を乗算して、トルク値を算出する(図15のS25、図17、図18のS25)。 Next, the torque value is calculated by multiplying the calculated value calculated in step S24 by a predetermined constant (S25 in FIG. 15, S25 in FIG. 17, and FIG. 18).
上記ステップS25以降の工程は、天秤22a以外の機械要素と、天秤22aとに分けて説明する。
The processes after step S25 will be described separately for mechanical elements other than the
まず、天秤以外の機械要素については、ステップS25で算出されたトルク値から電流センサ46からのトルク値を減算し、さらに、ステップS17で算出されたトルク補償データを加算する(図15のS26、図17のS26、トルク偏差算出工程)。このステップS26で算出された値は、トルク偏差の値といえる。
First, for mechanical elements other than the balance, the torque value from the
次に、ステップS26で算出された算出値に対して、予め定められた定数を乗算して、PWM回路44に出力する電圧値(PWM回路への電圧指令)を算出し(図15のS27、図17のS27)、PWM回路44に出力する(図15のS28、図17のS28)。 Next, the calculated value calculated in step S26 is multiplied by a predetermined constant to calculate a voltage value (voltage command to the PWM circuit) output to the PWM circuit 44 (S27 in FIG. 15). 17 (S27 in FIG. 17), the data is output to the PWM circuit 44 (S28 in FIG. 15, S28 in FIG. 17).
PWM回路44は、入力された信号に基づき電圧信号としてのパルス信号を出力して、各モータ32b〜32eに対して電流を供給する(図15のS29、図17のS29、電流供給工程)。
The
一方、天秤22aの場合には、特定期間(特定区間、特定範囲としてもよい)であるか否かの判定が行われる(図16のS30)。ここで、特定期間とは、天秤22aの上死点から針棒22bの下死点までの期間であり、通常刺繍用ミシンにおいては、天秤が上死点から下死点に向かう期間においては、針棒が下死点に向かってすでに下降しており、天秤が下死点に到達する前に針棒の下死点が到達するので、天秤の上死点から針棒の下死点までの期間を特定期間とする。特定期間の判定の方法としては、主軸角度に応じた天秤角度が増加から減少に転じた場合に特定期間に入ったと判定し、主軸角度に応じた針棒角度が減少から増加に転じた場合に特定期間を脱したと判定する。また、天秤上死点の場合の天秤角度の値と針棒下死点の場合の針棒角度の値を予め定めておき、天秤角度が減少中にその値になった場合に特定期間に入ったと判定し、針棒角度が減少中にその値になった場合に特定期間を脱したと判定してもよい。なお、「角度が減少中に」としたのは、角度が上昇中にもその値になることがあるが、その場合は、特定期間の始点や終点とは無関係だからである。
On the other hand, in the case of the
なお、天秤の上死点から針棒の下死点までの区間における一部の期間(少なくとも天秤が下降中の位置から縫い針22b−1が挿針するまでの期間)を特定期間としてもよい。その場合にも、特定期間の始点となる機械要素の角度(例えば、天秤角度又は針棒角度)と特定期間の終点となる機械要素の角度(例えば、天秤角度又は針棒角度)を定めておき、天秤角度が減少中にその値になった場合に特定期間に入ったと判定し、針棒角度が減少中にその値になった場合に特定期間を脱したと判定してもよい。
In addition, it is good also considering a part period in the area from the top dead center of the balance to the bottom dead center of the needle bar (at least a period until the
そして、特定期間以外の期間、すなわち、非特定期間の場合には、他の機械要素の場合と同様に、ステップS25で算出されたトルク値にステップS17で算出されたトルク補償データを加算し(図16のS31、図18のS31)、さらに、電流センサ46からのトルク値を減算する(図16のS32、図18のS32)。すなわち、他の機械要素と同様に、トルク値+トルク補償データ−モータトルク値を算出する。
Then, in a period other than the specific period, that is, in the non-specific period, the torque compensation data calculated in step S17 is added to the torque value calculated in step S25 as in the case of other machine elements ( 16 (S31 in FIG. 16, S31 in FIG. 18), and further, the torque value from the
一方、特定期間である場合には、天秤用データにおけるトルクデータ(天秤トルクデータ)を読み出し(図16のS33、図18のS33)(つまり、天秤用データにおいて、主軸角度に対応するトルクデータを読み出す。)、そのトルクデータ値から電流センサ46からのトルク値を減算する(図16のS34、図18のS34)。
On the other hand, when it is the specific period, torque data (balance torque data) in the balance data is read (S33 in FIG. 16, S33 in FIG. 18) (that is, torque data corresponding to the spindle angle in the balance data is obtained). The torque value from the
次に、ステップS32で算出された算出値又はステップS34で算出された算出値に対して、予め定められた定数を乗算して(つまり、特定期間でない場合には、ステップS32で算出された算出値に対して定数を乗算し、特定期間である場合には、ステップS34で算出された算出値に対して定数を乗算する)、PWM回路44に出力する電圧値を算出し(図16のS35、図18のS35)、PWM回路44に出力する(図16のS36、図18のS36)。その後、PWM回路44は、入力された電圧値に従い天秤用モータ32aに対して電流を供給する(図16のS37、図18のS37)。
Next, the calculation value calculated in step S32 or the calculation value calculated in step S34 is multiplied by a predetermined constant (that is, if it is not a specific period, the calculation calculated in step S32). The value is multiplied by a constant, and if it is a specific period, the calculated value calculated in step S34 is multiplied by the constant), and the voltage value output to the
なお、上記の処理(天秤以外の機械要素の場合には、ステップS11〜S29、天秤の場合には、S11〜S25、S30〜S37)は、仮想主軸データにおいて規定された時間ごとに繰り返して行われることになる。つまり、ステップS11〜S29(天秤の場合には、S11〜S25、S30〜S37)の一連の処理は、仮想主軸データにおいて規定された時間ごとに繰り返して行われることになる。 The above processing (steps S11 to S29 in the case of a machine element other than the balance, and S11 to S25 and S30 to S37 in the case of a balance) is repeatedly performed every time specified in the virtual spindle data. It will be. That is, a series of processes of steps S11 to S29 (in the case of a balance, S11 to S25, S30 to S37) are repeatedly performed every time specified in the virtual spindle data.
以上のように、天秤の制御においては、特定期間以外の期間においては、モータ角度とモータ速度とモータトルクに基づく制御(以下「通常制御」とする)を行い、特定期間においては、モータトルクに基づく制御、すなわち、トルク制御を行なう。この通常制御の一連の工程が、特許請求の範囲における「動作制御工程」に当たる。 As described above, in the balance control, the control based on the motor angle, the motor speed, and the motor torque (hereinafter referred to as “normal control”) is performed in a period other than the specific period, and the motor torque is controlled in the specific period. Based on the control, that is, torque control is performed. This series of normal control steps corresponds to the “operation control step” in the claims.
なお、上記の天秤の制御における上記特定期間においては、上糸テンション付与機構部130のソレノイド142をオン状態としてソレノイド142を駆動し、上糸122をテンション皿132aとテンション皿132b間に固定した状態とし、特定期間以外の場合には、ソレノイド142をオフの状態とする。
In the specific period of the balance control, the
図19は、天秤と針棒と釜の1ステッチ分の期間のモーションダイヤグラムと、1ステッチにおける上糸消費量を示す一例であり、天秤の上死点から針棒の下死点までの間の期間は、トルク制御を行なう。 FIG. 19 is an example showing a motion diagram of a scale, a needle bar, and a hook for one stitch period, and an upper thread consumption amount per stitch, between the top dead center of the balance and the bottom dead center of the needle bar. During the period, torque control is performed.
また、図20は、1ステッチ分の期間の動作を模式的に示すものであり、針棒22b(特に、縫い針22b−1の針穴22b−2)と、釜22dと、上糸122と、下糸124の様子を示すものである。この図20において、針穴22b−2は点により示している。図20(a)においては、釜22dが上糸122を引き込んで回転することにより下死点にあり、このように釜22dが上糸122を引き込むことにより、上糸テンション付与機構部130を経由して上糸122が巻き糸120から引き出される。また、図20(a)に示す状態においては、天秤もほぼ下死点にある。この図20(a)は、図19においては釜が下死点となる290度の当たりの様子を示しており、この場合には、非特定期間であるので、上糸テンション付与機構部130におけるソレノイド142は駆動していないので、テンション皿132a、132bを通過して上糸122を引き出すことができる。また、天秤の制御においても、非特定期間であるので、上記通常制御が行われる。
FIG. 20 schematically shows the operation for a period of one stitch. The
また、図20(b)においては、釜22dから上糸122が外れて針棒22b及び天秤22aにより上糸122を積極的に上方に引き上げており、図20(b)は図19における330度当たりの様子を示している。
20 (b), the
また、図20(c)においては、針棒22bが上死点から下降しているとともに、天秤22aが上死点にあり、図20(c)は図19における70度当たりの様子を示している。天秤22aが上死点にあるので、ここから特定期間になり、トルク制御に切り換えられる。また、図20(d)においては、天秤22aが下死点に向けて回動中であるとともに、針棒22bが下降中であり、図20(d)は図19における110度当たりの様子を示している。この場合には特定期間にあるので、上記のようにトルク制御が行われる。
In FIG. 20C, the
また、図20(e)は、縫い針22b−1が加工布Nに挿針して、針棒22bが下死点に到達する直前の状態を示しており、釜22dが上糸122を引き込む直前の様子を示しており、図19における170度当たりの様子を示している。この場合には特定期間にあるので、上記のようにトルク制御が行われる。その後、針棒22bが下死点になると、特定期間は終了し、トルク制御から通常制御に切り換えられる。なお、図20において、7は針板であり、ミシンテーブルの上面に配置され、縫い針が通る穴が形成されている。
FIG. 20E shows a state immediately before the
なお、縫製枠22eは、縫い針22b−1が加工布に挿針されていない区間(例えば、265度〜70度の区間)の間に送り制御される。
The
なお、特定期間が完了すると、通常制御に切り換えるわけであるが、その際には、切換え時における天秤22aの動作を円滑にするために以下のようなスムージング処理を行なう。すなわち、上記ステップS21においては、ステップS13で読み出された角度データの代わりに、エンコーダ34aのカウント値(つまり、現在値)を用いて、現在値−現在値(=0)を算出値とし、次のステップS21(仮想主軸データにおける次の時間における一連の処理のステップS21)においては、ステップS13で読み出された角度データの代わりに、現在値+(読み出された角度データ−現在値)/2(=代替角度データ)の代替角度データ算出式により算出された値として、代替角度データ−現在値をステップS21の算出値とし、読み出された角度データ−現在値が所定の値以下になるまで該代替角度データ算出式による処理(代替角度データ−現在値をステップS21の算出値とする処理)を繰り返す。
When the specific period is completed, the control is switched to the normal control. At this time, the following smoothing process is performed to smooth the operation of the
このようにすることにより、天秤の動作を円滑にして制御することができる。つまり、トルク制御から通常制御に切り換える際には、それまではトルク制御により天秤を制御しているので、読み出された角度データと現在値との差が大きい場合があり、即座に通常制御に切り換えると、天秤の動作が円滑とならないおそれがあり、特に、位置偏差が大きいほど動作が円滑にならないが、上記のようにスムージング処理を行なうことにより、トルク制御から通常制御に切り換える際に、天秤の動作を円滑に行なうことができる。 By doing so, the operation of the balance can be controlled smoothly. In other words, when switching from torque control to normal control, the balance is controlled by torque control until then, so there may be a large difference between the read angle data and the current value. If the switch is switched, the operation of the balance may not be smooth.In particular, the larger the position deviation, the smoother the operation. However, when the smoothing process is performed as described above, the balance is switched when switching from torque control to normal control. Can be performed smoothly.
なお、通常制御からトルク制御に切り換える際には、上記のような問題が生じないので、上記のようなスムージング処理を行わない。 Note that when switching from normal control to torque control, the above-described problem does not occur, so the smoothing process as described above is not performed.
本実施例においては、図20(d)から(e)に示すように、縫い針22b−1が加工布Nに挿針することにより、縫い動作中のステッチW1とステッチW1の直前のステッチW2間における上糸122と下糸124の係止部分125を締めるのであるが、その際には、特定期間として天秤についてトルク制御を行なうので、上糸に対するテンションの大きさを制御することができる。これにより、例えば、上記特定期間における天秤に付与されるトルクを大きくすることにより、上糸に付与されるテンションを大きくして固い仕上げの刺繍にすることができ、一方、上記特定期間における天秤に付与されるトルクを小さくすることにより、上糸に付与されるテンションを小さくして柔らかい仕上げの刺繍にしたりすることができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 20D to 20E, when the
また、その特定期間においては、上糸テンション付与機構部130におけるソレノイド142を駆動して、上糸122の引き出しを規制しているので、針棒22bと天秤22aが下降する際に上糸122が巻き糸120から繰り出されることがなく、天秤22aをトルク制御することによる上糸へ付与されるテンション制御の支障になることがない。つまり、上記の特定期間におけるトルク制御においては、針棒22bが下降する際に天秤22aも下死点側(つまり、正面側)に回動するが、針棒22bの下降に伴い下方に移動する上糸122が天秤22aを引っ張るのに抗して天秤22aが上記のように算出されたトルク値に従い上糸122にテンションを掛ける。その際、上糸122が巻き糸120から繰り出されるのを規制しないと、所定のトルク値に従い上糸122にテンションを掛けることができないので、上糸122が巻き糸120から繰り出されるのを防ぐのである。なお、上糸テンション付与機構部130を駆動して上糸120の繰り出しを停止しても、天秤22aが上死点にある際に背面側に上糸122を引き出しているので、針棒22bが下降するに伴い上糸122が下降しても、下降するための上糸122の長さが不足することはない。
Further, during the specific period, the
また、本実施例の刺繍用ミシンにおいては、上記のように、針棒等の天秤以外の機械要素については、上記通常制御、すなわち、モータ角度とモータ速度とモータトルクに基づく制御を行ない、また、天秤については、非特定期間では上記通常制御を行い、特定期間ではトルク制御を行なうので、モータの回転速度の変化や回転方向の変化が頻繁になっても応答性に支障がないものとすることができる。 In the embroidery sewing machine according to the present embodiment, as described above, the mechanical elements other than the balance such as the needle bar are subjected to the normal control, that is, the control based on the motor angle, the motor speed, and the motor torque. For the balance, the above normal control is performed in the non-specific period, and the torque control is performed in the specific period. Therefore, the responsiveness should not be hindered even if the rotation speed of the motor or the rotation direction changes frequently. be able to.
また、上糸テンション付与機構部130の代わりに、図21に示す上糸テンション付与機構部1130としてもよい。
Further, instead of the upper thread tension applying
この上糸テンション付与機構部1130は、刺繍ヘッド10−1における天秤22aの上方位置に設けられ、上糸テンション付与機構本体1131と、ソレノイド(上糸テンション付与用駆動部)1142とを有している。
The upper thread
上糸テンション付与機構本体1131は、テンション皿群1132と、支持部1136と、駆動軸1140とを有しており、これらは針棒ケース114の上部に設けられている。なお、上糸テンション付与機構本体1131は、針棒ごとに設けられている。
The upper thread tension applying mechanism
テンション皿群1132は、テンション皿1132aとテンション皿1132bとが互いに対向して設けられ、一対のテンション皿1132a、1132b間に上糸を挟むことができるようになっている。つまり、各テンション皿1132a、1132bは、ともに略円形板状(具体的には、円形板状の中央部分が外側に突出した形状)の本体部1133と、本体部1133の周端から斜めに立設したテンション皿フレーム部1134とを有し、テンション皿フレーム部1134が外側になるようにしてテンション皿1132aとテンション皿1132bとが互いに対向している。
The
また、支持部1136は、テンション皿群1132を支持するものであり、板状部1136aと、ロッド1136bとを有している。すなわち、板状部1136aは、四角形状(その一辺がテンション皿1132a、1132bの直径よりも大きい四角形状)の板状を呈している。テンション皿1132aは、この板状部1136aの背面側に固定して設けられている。つまり、この例では、テンション皿1132aは回転するようには取り付けられていない。また、ロッド1136bは、板状部1136aの4つの角部にそれぞれ固定して設けられ、各ロッド1136bの板状部1136aとは反対側の端部は、針棒ケース114の正面側に固着されている。
The
また、駆動軸1140は、軸部1140aと、接続端部1140bと、端部1140cとを有している。軸部1140aは、針棒ケース114の正面側と背面側にそれぞれ形成された穴部に挿通して支持され、正面視又は背面視において、軸部1140aの軸線とテンション皿1132a、1132bの中心とが略一致するように設けられている。また、軸部1140aは、アーム112に形成された穴部112aにも挿通されているが、針棒ケース114が左右方向にスライドすることから、針棒ケース114がスライドすることにより駆動軸1140がスライドしても穴部112aが邪魔とならないように穴部112aは左右方向に長穴状に形成されている。接続端部1140bは、軸部1140aの正面側の端部に固着され、略円形板状を呈していて、テンション皿1132bの本体部1133に固着されている。また、端部1140cは、軸部1140aの背面側の端部に固着され、略円形板状を呈している。
Further, the
また、ソレノイド1142は、アーム112の内部に支持されており、ソレノイド1142を駆動することによりソレノイド1142の軸部1142aを正面側に移動させる。これにより、駆動軸1140が正面側に押されて、テンション皿1132bをテンション皿1132a側に押すことにより、一対のテンション皿1132a、1132b間の上糸にテンションを付与するようになっている。なお、複数の上糸テンション付与機構本体1131のうち、針棒ケース114が左右方向にスライドすることにより、選択された上糸テンション付与機構本体1131の駆動軸1140がソレノイド1142により押されることになる。
The
上記構成の上糸テンション付与機構部1130においては、巻き糸120から引き出された上糸122が一対のテンション皿1132a、1132b間に挟んだ状態で設けられ、ソレノイド1142を駆動しない状態では、一対のテンション皿1132a、1132b間の上糸に対してはテンションが掛けられていない。一方、ソレノイド1142を駆動した場合には、駆動軸1140がテンション皿1132bをテンション皿1132a側に押すので、上糸122がテンション皿1132aとテンション皿1132b間に固定された状態となる。つまり、この状態では、一対のテンション皿1132a、1132b間のテンションは、天秤22aが上糸122を巻き糸120から引き出すことができないように設定されている。
In the upper thread
次に、実施例2の刺繍用ミシンについて説明する。実施例2の刺繍用ミシン5−2は、図22〜図24に示すように構成され、上記実施例1の刺繍用ミシン5−1と同様の構成であるが、上糸テンション付与機構部130の構成が異なる。
Next, the embroidery sewing machine according to the second embodiment will be described. The embroidery sewing machine 5-2 of the second embodiment is configured as shown in FIGS. 22 to 24 and has the same configuration as the embroidery sewing machine 5-1 of the first embodiment, but the upper thread tension applying
すなわち、実施例2における上糸テンション付与機構部180は、針棒ケース114の上部の正面側に設けられ、テンション皿機構部181と、テンション制御部185とを有している。
That is, the upper thread
このテンション皿機構部181は、一対のテンション皿を回転自在に支持するものであり、図22に示すように、テンション皿群182と、テンション皿群182を支持する支持部184とを有している。
The
テンション皿群182は、テンション皿182aとテンション皿182bとが互いに対向して設けられ、一対のテンション皿182a、182b間に上糸を挟むことができるようになっている。テンション皿182a、182bの構成は、実施例1におけるテンション皿132a、132bと同様であるので、詳しい説明を省略する。
The
また、支持部184は、正面側に頭部184bが形成された軸部184aと、頭部184bとの間でテンション皿群182が前後方向に移動するのを規制するリング状の規制部184cとを有し、テンション皿群182は、軸部184aに回転可能に軸支されている。
The
また、テンション制御部185は、一対の板状部を対向させて、一対の板状部間の間隔が正面側から背面側にいくほど狭くなる構成となっていて、略L字板状部186と略L字板状部188とから構成されている。この略L字板状部186は、方形状の板状部186aと方形状の板状部186bとを有し、板状部186aと板状部186bとが略直角(厳密には、直角よりも小さい角度)をなしている。同様に、略L字状部188は、方形状の板状部188aと方形状の板状部188bとを有し、板状部188aと板状部188bとが略直角(厳密には、直角よりも小さい角度)をなしている。板状部186aの背面側の位置には、ネジ部189aを挿通するための穴部186a−1が設けられ、板状部188aの背面側の位置(穴部186a−1と対応する位置)にも、ネジ部189aを挿通するための穴部(図示せず)が設けられている。
Further, the
また、板状部186bには、針棒ケース114に取り付けるためのネジ部190aを挿通するための穴部186b−1が設けられ、板状部188bには、針棒ケース114に取り付けるためのネジ部191aを挿通するための穴部188b−1が設けられている。
The plate-
略L字状部186と略L字状部188とを板状部186bと板状部188bとを外側にして対向させて、ネジ部189aを穴部186a−1等に挿通して、ボルト189bにネジ部189aを通して一体とし、さらに、ネジ部190aとボルト190bにより板状部186bを針棒ケース114に取り付けるとともに、ネジ部191aとボルト191bにより板状部188bを針棒ケース114に取り付けることにより、板状部186aと板状部188a間の隙間が、正面側から背面側にいくほど狭く形成される。これにより、上糸122を板状部186aと板状部188a間に通すことにより、天秤22aが下死点側にある場合には、上糸122にはテンションが掛からず、天秤22aが上死点側にある場合に板状部186a、188a間の隙間が狭くなって、上糸122にテンションが掛かり、天秤22aが上死点側に近いほど板状部186a、188a間の隙間が狭くなってテンションが大きくなる。具体的には、図19における特定期間において上糸122の引き出しができないように板状部186a、188a間の隙間が設定されていて、特定期間は図19によると約70度(天秤上死点)〜約180度(針棒下死点)の範囲であり、天秤22aの上死点は約70度の位置であるので、天秤22aが上死点となる位置を挟んで約110度の範囲(約320度〜約180度)の範囲にある場合に、上糸122の引き出しができないように板状部186a、188a間の隙間が調整されている。
The substantially L-shaped
なお、特定期間を天秤上死点から針棒下死点までの区間の一部とする場合には、その一部の区間において上糸122の引き出しができないように板状部186a、188a間の隙間を調整する。つまり、図19における特定期間の一部における針棒の最下点の位置をα度とした場合に、天秤上死点の位置の角度とα度の間の範囲を天秤上死点の位置を中心として前側と後ろ側の区間にわたって上糸122の引き出しができないようにする。例えばα度を140度の位置とした場合には、天秤上死点を70度として、0度〜140度の範囲において上糸122の引き出しができないようにする。
When the specific period is a part of the section from the top dead center of the balance to the bottom dead center of the needle bar, the
本実施例においては、天秤22aが前後方向に揺動することから、板状部186a、188a間の隙間を背面側にいくほど小さくすることにより、天秤22aが上死点に近い側(背面側)にある場合には、上糸122が板状部186a、188aに挟まれて引き出し不能に構成できるのである。
In the present embodiment, since the
なお、このテンション制御部185は、針棒ごとに設けられていて、針棒ケース114には、複数の針棒に応じて複数のテンション制御部185が設けられている。
The
上記以外の構成及び作用は、上記実施例1と同様であるの詳しい説明を省略する。なお、実施例1と同様に、天秤については、特定期間においてトルク制御を行なうので、上糸に対するテンションの大きさを制御することができる。また、針棒等の天秤以外の機械要素については、上記通常制御、すなわち、モータ角度とモータ速度とモータトルクに基づく制御を行ない、また、天秤については、非特定期間では上記通常制御を行い、特定期間ではトルク制御を行なうので、モータの回転速度の変化や回転方向の変化が頻繁になっても応答性に支障がないものとすることができる。 Since the configuration and operation other than those described above are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted. Note that, as in the first embodiment, the balance is subjected to torque control in a specific period, so that the tension on the upper thread can be controlled. In addition, for mechanical elements other than the balance such as a needle bar, the above normal control, that is, control based on the motor angle, motor speed and motor torque is performed, and for the balance, the above normal control is performed in a non-specific period, Since the torque control is performed during the specific period, the response can be prevented from being hindered even if the rotation speed or the rotation direction of the motor changes frequently.
本実施例においては、上糸テンション付与機構部180により実施例1における上糸テンション付与機構部130と同様の機能を果たすことができ、簡単な構成で特定期間における上糸122へのテンション付与を行なうことができる。
In the present embodiment, the upper thread tension applying
なお、実施例1とは異なり、針棒ケース114には、ローラ170bは設けられていない。
Unlike the first embodiment, the
次に、実施例3の刺繍用ミシンについて説明する。実施例3の刺繍用ミシン5−3は、上記実施例1の刺繍用ミシン5−1と略同様の構成であるが、天秤の構成が異なるとともに、実施例1における上糸テンション付与機構部130が設けられていない点が異なる。
Next, an embroidery sewing machine according to the third embodiment will be described. The embroidery sewing machine 5-3 of the third embodiment has substantially the same configuration as the embroidery sewing machine 5-1 of the first embodiment, but has a different balance configuration and an upper thread
すなわち、刺繍用ミシン5−3は、図25〜図28に示すように構成され、刺繍ヘッド10−1〜10−nと、釜22dと、縫製枠(保持枠、刺繍枠としてもよい)22eと、釜用モータ32dと、枠駆動用モータ32eと、演算装置50と、記憶装置60とを有している。
That is, the embroidery sewing machine 5-3 is configured as shown in FIGS. 25 to 28, and the embroidery heads 10-1 to 10-n, the
ここで、刺繍ヘッド10−1〜10−nの構成は、実施例1における刺繍ヘッド10−1〜10−nと略同様の構成であり、各刺繍用ヘッドは、機械要素群20と、制御装置30と、ケース部110と、巻き糸120と、を有している。
Here, the configuration of the embroidery heads 10-1 to 10-n is substantially the same as that of the embroidery heads 10-1 to 10-n in the first embodiment. The
この機械要素群20は、天秤200と、針棒22bと、布押え22cとを有し、天秤200の構成が実施例1における天秤22aと異なる。
The
ここで、天秤200は、図26〜図29に示すように、略半円状の板状を呈し、上糸122が当接する溝部がその周囲に設けられている。
Here, as shown in FIGS. 26 to 29, the
すなわち、天秤200の詳細を図28、図29を使用して説明すると、天秤200は、全体に略半円状で半円状の直線状部の中央が小さな半円状に突出した形状の板状を呈し、本体部202と筒状部220とを有している。つまり、天秤200における円筒状の筒状部220以外の部分が本体部202となり、本体部202の形状としては、側面視(図28におけるX1側又はX2側から見た状態(図28では、天秤200が針棒ケース114に取り付けられた状態を考慮して、その平面が形成されている側(X1側、X2側)を側面とし、筒状部200が設けられている側(Y1)を正面側とする))では、半円状の直線部分の中央に半円状の凹部が形成されたものとなる。
That is, the details of the
そして、この本体部202の周囲には、溝部210が形成されている。この溝部210は、図29に示すように、断面略V字状の溝部であり、本体部202における円弧状の外周に沿って円弧状に形成された溝部(第1通路)210aと、本体部202における略直線状の外周に沿って直線状に形成された溝部(第2通路)210cと、溝部210aと溝部210cの一対の接続部分のうち下側(Z1側)の接続部分に形成された円弧状の溝部(第3通路)210bとを有しており、溝部210a、溝部210cはともに断面が略直角の溝部であり、溝部210bも図示されていないが同様に断面が略直角の溝部となっている。
A
なお、溝部210aは、本体部202の周方向の端部から断面略V字状に形成されているが、溝部210bや溝部210cにおいては、本体部202の周方向の端部から溝部の底部までの深さが溝部210aに比べて深いので、断面略V字状の溝部の手前側(周方向の端部側)は断面略四角形状に形成され、その両側面側には板状部212が形成されている。また、溝部210cについては、筒状部220の箇所では、溝部210cが筒状部220に塞がれた状態となるので、図29の(a)P−P断面図に示すように、溝部210cは開口部の状態となっている。
In addition, although the
また、筒状部220は、本体部202の正面側の凹部の位置に本体部202と一体に形成されていて、略円筒状に形成され、内側に略円柱状の貫通穴222が形成されている。すなわち、貫通穴222は、円柱状の貫通穴本体222aと、貫通穴本体222aの内周面の相対する位置に形成された略コ字状の縦断面を有する係合溝222b、222cとを有した形状を呈している。つまり、貫通穴222には、天秤用モータ32aの軸部(出力軸)32a−1が挿通されるが、この軸部32a−1には、図27に示すように、一対の突部33a、33bが設けられ、この突部33a、33bの一方が係合溝222b、222cの一方に挿脱可能に係合し、この突部33a、33bの他方が係合溝222b、222cの他方に挿脱可能に係合するようになっている。この突部33a、33bの軸部32a−1の軸線方向(X1−X2方向)の長さは、1つの天秤200の同方向の幅以下に形成されている。これにより、針棒ケース114が左右方向にスライドすることにより、突部33a、33bが係合溝222b、222cに嵌合した1つの天秤200が、軸部32a−1の回転に伴い回転するようになっている。なお、天秤用モータ32aは、アーム112側に設けられていて、針棒ケース114には設けられていない。また、天秤200は、針棒ケース114に設けられた規制部材(図示せず)によって左右方向には移動しないように構成されている。この規制部材としては、天秤200の左右方向の両側に接することにより左右方向への移動を規制するものが考えられる。
The
以上のように溝部210が形成されることにより、溝部210に沿って上糸122が引き出されることになる。
By forming the
機械要素群20における天秤200以外の構成は、実施例1と同様であるので詳しい説明を省略する。
Since the configuration of the
刺繍ヘッド10−1〜10−nにおいては、図26に示すように、実施例1の天秤22aの代わりに天秤200がケース110に設けられ、図30(a)に示すように、天秤200は、溝部210cが垂直方向になった状態では、巻き糸120から引き出された上糸122が溝部210cに沿って垂下し、特に、該上糸122が溝部210cと筒状部220間を通るように設けられている。なお、天秤200においては、図30(a)に示すように、溝部210cが垂直方向になった状態が下死点となり、図30(c)に示すように、溝部210bが上方を向いた状態(下死点に対して150〜170度回転した状態)が上死点となる。
In the embroidery heads 10-1 to 10-n, as shown in FIG. 26, a
また、実施例1の場合とは異なり、天秤200の上方には上糸テンション付与機構部130は設けられていない。これは、天秤200により上糸テンション付与機構130と同様の作用を果たすことができるためである。
Unlike the case of the first embodiment, the upper thread
また、ケース部110には、各所に上糸122の引き出しを円滑とするためのローラ部が設けられていて、アーム112の上端における巻き糸120の正面側には、ローラ170aが設けられ、針棒ケース114における天秤200の上方にはローラ170bが設けられ、このローラ170bによりローラ170aからの上糸122が垂直に天秤200に導かれる。また、針棒ケース114における天秤200と針棒22bの間には、ローラ170cが設けられている。なお、ローラ170b、170cは、天秤200が図30(a)に示す状態の場合には、上方から垂下した上糸122がそのまま垂下した状態で針棒22bに至るように配設されていて、天秤200が図30(a)の状態の場合には、上方から垂下した上糸122がローラ170bやローラ170cにより折れ曲がることがない。
Further, the
また、制御装置30と、釜22dと、縫製枠22eと、釜用モータ32dと、枠駆動用モータ32eと、演算装置50と、記憶装置60の構成は実施例1と同様であるので、詳しい説明を省略する。
Further, since the configurations of the
なお、実施例1と異なり、上糸テンション付与機構部130が設けられていないので、制御装置30における制御回路40は、上糸テンション付与機構部130の動作を制御する機能は有していない。
Unlike the first embodiment, since the upper thread
実施例3の刺繍用ミシン5−3の動作は、上記実施例1の刺繍用ミシン5−1と略同様であり、天秤200以外の機械要素(針棒、布押え、釜等)については、図14、図15に示すフローチャートに従い制御され、天秤200については、図14、図15のフローチャートにおけるステップS21〜S25までの工程と、図16に示すフローチャートに従い制御される。また、天秤200以外の機械要素については、図17に示す機能ブロック図が適用され、天秤200については、図18に示す機能ブロック図が適用される。
The operation of the embroidery sewing machine 5-3 of the third embodiment is substantially the same as that of the embroidery sewing machine 5-1 of the first embodiment, and the mechanical elements other than the balance 200 (needle bar, cloth presser, shuttle, etc.) 14 and FIG. 15, and the
また、実施例1の場合と同様に、天秤200が特定期間においてはトルク制御を行い、非特定期間においては上記通常制御を行なう。なお、特定期間とは、実施例1の場合と同様に、天秤200の上死点から針棒22bの下死点までの期間であるが、天秤200の上死点から針棒22bの下死点までの区間における一部の期間を特定期間としてもよい。
As in the case of the first embodiment, the
天秤と針棒と釜の1ステッチ分の期間のモーションダイヤグラムと、1ステッチにおける上糸消費量を示す一例としては、実施例1と同様に図19に示すものが挙げられ、また、1ステッチ分の期間の動作を模式的に示す図20も実施例3に適用される。 As an example of the motion diagram of the balance, the needle bar, and the hook for a period of one stitch, and the amount of upper thread consumed in one stitch, the one shown in FIG. FIG. 20 schematically showing the operation during this period is also applied to the third embodiment.
天秤200の具体的な動作を図30、図31を使用して説明すると、釜22dがほぼ下死点にある状態では、天秤200が図30(a)に示すように下死点にあり、天秤200が下死点にある場合には、溝部210cは鉛直方向に垂下した上糸122と略平行となる。すると、上糸122が溝部210にほとんど接触せず、上糸122は溝部210によりテンションが掛からないので、釜22dが上糸122を引き込む際に上糸122を支障なく引き出すことができる。この図30(a)の状態は、実施例1における図20(a)の状態に対応しているといえる。図30(a)の状態においては、非特定期間であるので上記通常制御が行われる。
The specific operation of the
また、釜22dから上糸122が外れて針棒22b及び天秤22aにより上糸122を積極的に上方に引き上げる状態では、図30(b)に示すように、天秤200の下端が正面側に回転し、これにより、上糸122が、筒状部220の外周面と溝部210の一部(特に、溝部210b)に接触した状態となっている。図30(b)は、図19における330度当たりの様子を示していて、実施例1の図20(b)に対応している。
Further, in a state where the
また、針棒22bが上死点から下降しているとともに、天秤22aが上死点にある状態では、図30(c)に示す状態となり、上糸122は、筒状部220の外周面と溝部210の一部(特に、溝部210bと溝部210a)に接触した状態となっている。図30(c)は、図19における70度当たりの様子を示しており、実施例1の図20(c)に対応している。天秤200が上死点にあるので、ここから特定期間になり、トルク制御に切り換えられる。天秤200が上死点の位置では、上糸122は、筒状部220の周面と溝部210bと溝部210aに沿って接することから、上糸122を引き上げる構造となっていて、刺繍用ミシンにおける天秤として機能させることができる。
Further, when the
また、天秤200が下死点に向けて回転中であるとともに、針棒22bが下降中においては、図31(d)に示す状態となり、上糸122は、筒状部220の外周面と溝部210の一部(特に、溝部210bと溝部210a)に接触した状態となっている。図31(d)は、図19における110度当たりの様子を示しており、実施例1の図20(d)に対応している。この場合には特定期間にあるので、上記のようにトルク制御が行われる。
Further, when the
また、縫い針22b−1が加工布Nに挿針して、針棒22bが下死点に到達する直前の状態では、図31(e)に示す状態となり、上糸122は、筒状部220の外周面と溝部210の一部(特に、溝部210bと溝部210a)に接触した状態となっている。図31(e)は、図19における170度当たりの様子を示しており、実施例1の図20(e)に対応している。この場合には特定期間にあるので、上記のようにトルク制御が行われる。その後、針棒22bが下死点になると、特定期間は終了し、トルク制御から通常制御に切り換えられる。
Further, in a state immediately before the
また、天秤200が下死点に近くなると、図31(f)に示す状態となり、上糸122は、筒状部220の外周面と溝部210の一部(特に、溝部210b)に接触した状態となっている。図31(f)は、図19における250度当たりの様子を示している。
When the
上記のように、特定期間においては、図30(c)、図31(d)、図31(e)に示すように、上糸122において天秤200の溝部210に接する長さが長くなっていて、上糸122に対してテンションを付加することができ、上糸122の引き出しを規制することができ、実施例1において上糸テンション付与機構部130と同様の機能を果たすことができる。
As described above, in the specific period, as shown in FIGS. 30 (c), 31 (d), and 31 (e), the length of the
本実施例においては、図20(d)から(e)に示すように、縫い針22b−1が加工布Nに挿針することにより、縫い動作中のステッチW1とステッチW1の直前のステッチW2間における上糸122と下糸124の係止部分125を締めるのであるが、その際には、特定期間として天秤をトルク制御を行なうので、上糸に対するテンションの大きさを制御することができる。これにより、例えば、上記特定期間における天秤に付与されるトルクを大きくすることにより、上糸に付与されるテンションを大きくして固い仕上げの刺繍にすることができ、一方、上記特定期間における天秤に付与されるトルクを小さくすることにより、上糸に付与されるテンションを小さくして柔らかい仕上げの刺繍にしたりすることができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 20D to 20E, when the
また、特定期間においては、上糸122において天秤200の溝部210に接する長さが長くなり、上糸122に対してテンションを付加することができ、上糸122の引き出しを規制することができ、実施例1において上糸テンション付与機構部130と同様の機能を果たすことができことから、針棒22bと天秤200が下降する際に必要以上に上糸122が繰り出されることがなく、天秤をトルク制御することによる上糸へ付与されるテンションの制御の支障になることがない。
In addition, in a specific period, the length of the
また、本実施例の刺繍用ミシンにおいては、上記のように、針棒等の天秤以外の機械要素については、上記通常制御、すなわち、モータ角度とモータ速度とモータトルクに基づく制御を行ない、また、天秤については、非特定期間では上記通常制御を行い、特定期間ではトルク制御を行なうので、モータの回転速度の変化や回転方向の変化が頻繁になっても応答性に支障がないものとすることができる。 In the embroidery sewing machine according to the present embodiment, as described above, the mechanical elements other than the balance such as the needle bar are subjected to the normal control, that is, the control based on the motor angle, the motor speed, and the motor torque. For the balance, the above normal control is performed in the non-specific period, and the torque control is performed in the specific period. Therefore, the responsiveness should not be hindered even if the rotation speed of the motor or the rotation direction changes frequently. be able to.
なお、天秤200の代わりに、図32〜図34に示す天秤300を用いてもよい。この天秤300は、天秤200と略同様の構成であるが、天秤の円弧状の周縁部を折曲された板状部310a、310bを交互に配設することにより上糸への摩擦力を向上させたものである。
Instead of the
すなわち、天秤300は、本体部302と、筒状部320とを有し、本体部302は、基端部304と、扇状部306a、306bと、フレーム部308a、308bと、折曲板状部310a、310bと、円柱状部312とを有している。
That is, the
ここで、基端部304は、半円状の板状の一部に筒状部320を設けるための凹部を有する形状を呈している。また、基端部304の正面側(Y1側)には、V字状の溝部304aが形成されていて、筒状部320の位置では穴状になっている。
Here, the
扇状部306aは、基端部304の正面視右側(X2側)の端部の上方と下方に連設された板状部材で、その正面側(Y1側)の辺部は、基端部304の正面側の面の延長線上にある。また、扇状部306bは、扇状部306aと対称に形成され、基端部304の正面視左側(X1側)の端部の上方と下方に連設された板状部材で、その正面側(Y1側)の辺部は、基端部304の正面側の面の延長線上にある。
The fan-shaped
また、フレーム部308aは、細長板状部材を円弧状に形成したものであり、一対の扇状部306a間に設けられている。また、同様に、フレーム部308bは、細長板状部材を円弧状に形成したものであり、一対の扇状部306b間に設けられている。フレーム部308aとフレーム部308bは、図33に示すように、外側にいくに従い互いの距離が離れるように傾斜して設けられている。
The
また、折曲板状部310aは、基端部304の円弧状の周縁における正面視右側の端部から連設され、基端部304から連設された平板部310a−1と該平板部310a−1の端部から連設された平板部310a−2とを有している。平板部310a−1は正面視左側(X1側)に傾斜し、平板部310a−2は正面視右側(X2側)に傾斜して形成されている。また、平板部310a−2の平板部310a−1と反対側の端部は、フレーム部308aに接続されている。また、折曲板状部310bは、基端部304の円弧状の周縁における正面視左側の端部から連設され、基端部304から連設された平板部310b−1と該平板部310b−1の端部から連設された平板部310b−2とを有している。平板部310b−1は正面視右側(X2側)に傾斜し、平板部310b−2は正面視左側(X1側)に傾斜して形成されている。また、平板部310b−2の平板部310b−1と反対側の端部は、フレーム部308bに接続されている。折曲板状部310aと折曲板状部310bとは、基端部304の周縁に沿って交互に配設されている。
Further, the bent plate-
なお、折曲板状部310aにおける平板部310a−1と平板部310a−2の境界位置は、折曲板状部310bにおける平板部310b−1と平板部310b−2の境界位置よりもX1側にあり、図33に示すように、平板部310a−2と平板部310b−2とは互いに交差するようになっている。これにより、平板部310a−2と平板部310b−2により溝部Mが形成され、この溝部Mに上糸を沿わせることにより上糸に摩擦力を与えることが可能となる。
The boundary position between the
また、円柱状部312は、下側(Z1側)に設けられた扇状部306aと扇状部306b間に設けられていて、上糸を湾曲状に沿わせるためのものである。この円柱状部312は、上記円弧状の溝部210bと同様の機能を果たす。
Further, the
また、筒状部320は、基端部304の正面側の凹部の位置に基端部304と一体に形成されていて、略円筒状に形成され、内側に略円柱状の貫通穴322が形成されている。この貫通穴322の構成は、上記貫通穴222と同様であり、円柱状の貫通穴本体322aと、貫通穴本体322aの内周面の相対する位置に形成された略コ字状の縦断面を有する係合溝322b、322cとを有している。
Further, the
上記構成の天秤300の作用・効果は上記天秤200の作用・効果と同様であるので、詳しい説明を省略する。なお、天秤300においては、折曲板状部310aと折曲板状部310bとが交互に配設されることによって上糸との摩擦力を大きくすることができ、この折曲板状部310a、310bが形成された領域に上糸がある場合に上糸へのテンションを大きくすることができる。
Since the operation and effect of the
5−1、5−2、5−3 刺繍用ミシン
10−1〜10−n 刺繍ヘッド
20 機械要素群
22a、200、300 天秤
22b 針棒
22c 布押え
22d 釜
22e 縫製枠
24 天秤アーム部
26 天秤先端部
30 制御装置
32a 天秤用モータ
32b 針棒用モータ
32c 布押え用モータ
32d 釜用モータ
32e 枠駆動用モータ
40 制御回路
42 CPU
44 PWM回路
46 電流センサ
50 演算装置
60 記憶装置
100 フレーム
110 ケース部
112 アーム
114 針棒ケース
120 巻き糸
122 上糸
130、1130、180 上糸テンション付与機構部
131、1131 上糸テンション付与機構本体
132、182、1132 テンション皿群
136、184、1136 支持部
138 バネ部
140、1140 駆動軸
142、1142 ソレノイド
181 テンション皿機構部
185 テンション制御部
186、188 略L字板状部
186a、186b、188a、188b 板状部
200、300 天秤
202 本体部
220 筒状部
5-1, 5-2, 5-3 Embroidery sewing machine 10-1 to 10-
44
Claims (8)
縫い針を備えた針棒(22b)と、加工布に縫い針を挿針する際に加工布を押さえる布押え(22c)と、縫い針に挿通される上糸を挿通する糸通し部を先端に有し回転中心を中心に揺動する天秤で、上糸が垂下した状態で糸通し部を通る下死点と揺動範囲における下死点とは反対側の上死点間を揺動し、上死点の位置おいては上糸を鉛直方向に対して迂回させるように引っ張る天秤(22a)の各機械要素からなる機械要素群と、
針棒を駆動する針棒駆動部で、針棒用モータ(32b)と針棒用モータの回転力に従い針棒を上下動させる針棒駆動機構と(150)を有する針棒駆動部と、
布押えを駆動する布押え駆動部で、布押え用モータ(32c)と布押え用モータの回転力に従い布押えを上下動させる布押え駆動機構(160)とを有する布押え駆動部と、
天秤を回転中心を中心に揺動させる正逆回転可能な天秤用モータ(32a)と、
針棒用モータの角度を検出する針棒用モータ角度検出部(34b)と、
布押え用モータの角度を検出する布押え用モータ角度検出部(34c)と、
天秤用モータの角度を検出する天秤用モータ角度検出部(34a)と、
仮想的な主軸である仮想主軸の角度を時間ごとに規定する仮想主軸データにおける仮想主軸の角度に対応した針棒用モータの角度を規定する針棒用角度対応データと、該仮想主軸データの角度に対応した布押え用モータの角度を規定する布押え用角度対応データ、該仮想主軸データの角度に対応した天秤用モータの角度とトルクデータとを規定する天秤用角度対応データの各角度対応データが記憶された記憶部(60)と、
各機械要素の動作を制御し、針棒上死点、天秤上死点、針棒下死点の順に針棒と天秤との動作を行なう制御部で、
天秤以外の機械要素については、動作制御工程であって、
各機械要素について、ステッチごとのステッチ幅及びステッチ方向のデータである刺繍データに対応して作成された仮想主軸データにおける時間ごとの仮想主軸の角度に対応したモータの角度データを角度対応データから読み出す読出し工程と、
読出し工程で読み出された角度データの単位時間当たりの変化量を算出して速度データを算出する速度データ算出工程と、
速度データ算出工程において算出された速度データの単位時間当たりの変化量を検出してトルクデータを算出するトルクデータ算出工程と、
読出し工程で読み出された角度データと、該角度検出部により検出されたモータ角度のデータとから位置偏差の値を算出する位置偏差算出工程と、
算出された位置偏差の値と、算出された速度データと、該角度検出部により検出されたモータの角度の単位時間当たりの変化量とから速度偏差の値を算出する速度偏差算出工程と、
算出された速度偏差の値と、算出されたトルクデータと、モータに供給される電流値に基づくトルクの値とからトルク偏差の値を算出するトルク偏差算出工程と、
算出されたトルク偏差の値に従いモータに電流を供給する電流供給工程と、からなる動作制御工程に従い制御を行い、
天秤については、天秤上死点から針棒下死点までの期間又は該期間の少なくとも一部の期間で天秤が下降中の位置から縫い針が加工布に挿針するまでの期間を含む期間である特定期間においては、上記トルク偏差算出工程の代わりに、天秤用角度対応データにおけるトルクデータとモータに供給される電流値に基づくトルクの値とからトルク偏差(第2トルク偏差)の値を算出し、算出された第2トルク偏差の値に従いモータに電流を供給し、該特定期間以外の期間においては、上記動作制御工程に従い制御を行なう制御部(40)と、
該特定期間において、天秤に挿通された上糸の天秤よりも上流位置で上糸の引き出しを停止させる上糸テンション付与機構部(130、1130、185)と、
を有することを特徴とする刺繍用ミシン。 An embroidery sewing machine,
A needle bar (22b) with a sewing needle, a presser foot (22c) that presses the work cloth when the sewing needle is inserted into the work cloth, and a threading part for inserting the upper thread that is passed through the sewing needle This is a balance that swings around the center of rotation.It swings between the bottom dead center that passes through the threading part and the top dead center opposite to the bottom dead center in the swing range with the upper thread hanging. A mechanical element group consisting of mechanical elements of the balance (22a) for pulling the upper thread so as to detour in the vertical direction at the position of the top dead center;
A needle bar drive unit that drives the needle bar, a needle bar drive unit that moves the needle bar up and down according to the rotational force of the needle bar motor (32b) and the needle bar motor;
A presser foot drive unit that drives the presser foot, and includes a presser foot drive motor (32c) and a presser foot drive mechanism (160) that moves the presser foot up and down according to the rotational force of the presser foot motor;
A forward / reverse rotatable balance motor (32a) for swinging the balance around the rotation center;
A needle bar motor angle detector (34b) for detecting the angle of the needle bar motor;
A presser foot motor angle detector (34c) for detecting the presser foot motor angle;
A balance motor angle detector (34a) for detecting the angle of the balance motor;
Needle bar angle correspondence data that defines the angle of the needle bar motor corresponding to the virtual spindle angle in the virtual spindle data that defines the virtual spindle angle for each virtual time, and the angle of the virtual spindle data Data corresponding to the angle of the presser foot corresponding to the angle, data corresponding to the angle of the presser foot corresponding to the angle of the balance motor corresponding to the angle of the virtual spindle data and torque data A storage unit (60) in which is stored,
A control unit that controls the operation of each machine element and performs the operation of the needle bar and the balance in the order of needle bar top dead center, scale top dead center, needle bar bottom dead center,
For machine elements other than the balance, it is an operation control process,
For each machine element, motor angle data corresponding to the angle of the virtual spindle for each time in the virtual spindle data created corresponding to the embroidery data which is the stitch width and stitch direction data for each stitch is read from the angle correspondence data. A reading process;
A speed data calculating step for calculating speed data by calculating a change amount per unit time of the angle data read in the reading step;
A torque data calculation step of calculating torque data by detecting a change amount per unit time of the speed data calculated in the speed data calculation step;
A position deviation calculating step of calculating a position deviation value from the angle data read in the reading step and the motor angle data detected by the angle detector;
A speed deviation calculating step of calculating a value of the speed deviation from the calculated position deviation value, the calculated speed data, and the amount of change per unit time of the motor angle detected by the angle detection unit;
A torque deviation calculating step of calculating a torque deviation value from the calculated speed deviation value, the calculated torque data, and a torque value based on a current value supplied to the motor;
Control is performed according to an operation control process consisting of a current supply process for supplying current to the motor according to the calculated torque deviation value,
For the balance, the period includes the period from the top dead center of the balance to the bottom dead center of the needle bar, or the period from the position where the balance is lowered in at least part of the period until the sewing needle is inserted into the work cloth In a specific period, instead of the above torque deviation calculation step, the torque deviation (second torque deviation) value is calculated from the torque data in the balance angle correspondence data and the torque value based on the current value supplied to the motor. A controller (40) that supplies current to the motor in accordance with the calculated value of the second torque deviation, and performs control according to the operation control step in a period other than the specific period;
An upper thread tension applying mechanism (130, 1130, 185) for stopping the upper thread drawing at a position upstream of the upper thread balance inserted into the balance during the specific period;
An embroidery sewing machine characterized by comprising:
上記上糸テンション付与機構部が、刺繍用ミシンにおける略前後方向に設けられた一対の板状部(186a、188a)を有し、該一対の板状部間の隙間が刺繍用ミシンの正面側から背面側にいくほど狭くなるように形成され、上記特定期間においては、天秤が上死点側にあって上糸が一対の板状部間に挟まれることにより上糸の引き出しを防止することを特徴とする請求項1に記載の刺繍用ミシン。 An arm (112) constituting a housing of the embroidery head in the embroidery sewing machine, and a needle bar case (114) provided on the front side which is one side surface of the arm and slidable in the left-right direction with respect to the arm A plurality of needle bars are provided in the needle bar case, and the presser foot, the needle bar drive unit and the presser foot drive unit are provided in the arm, and the balance is provided in the arm, An arm-shaped balance arm portion (24) connected to the motor shaft provided in the left-right direction, and a threader that is detachably formed at the tip of the balance arm portion with respect to the balance arm portion and through which the upper thread is inserted A balance tip portion (26) having a portion, the balance tip portion being arranged in the needle bar case corresponding to each needle bar in the plurality of needle bars, and being selected by sliding the needle bar case Connect the tip of the There is configured to swing in the direction balance the front and rear by the balance motor rotates,
The upper thread tension applying mechanism has a pair of plate-like portions (186a, 188a) provided substantially in the front-rear direction of the embroidery sewing machine, and the gap between the pair of plate-like portions is the front side of the embroidery sewing machine. In such a specific period, the balance is on the top dead center side and the upper thread is sandwiched between a pair of plate-like parts to prevent the upper thread from being pulled out. The sewing machine for embroidery according to claim 1.
縫い針を備えた針棒(22b)と、加工布に縫い針を挿針する際に加工布を押さえる布押え(22c)と、縫い針に挿通される上糸が沿うための上糸通路で、円弧状の第1通路と、直線状の第2通路と、第1通路と第2通路間を接続し、第1通路の円弧の径よりも小さい径に形成された円弧状の第3通路とからなる上糸通路を有し、第1通路がなす円弧の中心位置に円筒状部を有し、該円筒状部の中心軸を中心に揺動する天秤で、第3通路を下側にして第2通路が上糸に沿って鉛直方向を向いた状態を天秤の下死点とし、天秤が下死点から第2通路が上方を向くように回転して第3通路が回転中心よりも上側に到達した状態を天秤の上死点とし、天秤が上死点の状態では、上糸は、円筒状部の周面と第3通路と第1通路に沿って接する天秤(200、300)の各機械要素からなる機械要素群と、
針棒を駆動する針棒駆動部で、針棒用モータ(32b)と針棒用モータの回転力に従い針棒を上下動させる針棒駆動機構と(150)を有する針棒駆動部と、
布押えを駆動する布押え駆動部で、布押え用モータ(32c)と布押え用モータの回転力に従い布押えを上下動させる布押え駆動機構(160)とを有する布押え駆動部と、
天秤を回転中心を中心に揺動させる正逆回転可能な天秤用モータ(32a)と、
針棒用モータの角度を検出する針棒用モータ角度検出部(34b)と、
布押え用モータの角度を検出する布押え用モータ角度検出部(34c)と、
天秤用モータの角度を検出する天秤用モータ角度検出部(34a)と、
仮想的な主軸である仮想主軸の角度を時間ごとに規定する仮想主軸データにおける仮想主軸の角度に対応した針棒用モータの角度を規定する針棒用角度対応データと、該仮想主軸データの角度に対応した布押え用モータの角度を規定する布押え用角度対応データ、該仮想主軸データの角度に対応した天秤用モータの角度とトルクデータとを規定する天秤用角度対応データの各角度対応データが記憶された記憶部(60)と、
各機械要素の動作を制御し、針棒上死点、天秤上死点、針棒下死点の順に針棒と天秤との動作を行なう制御部で、
天秤以外の機械要素については、動作制御工程であって、
各機械要素について、ステッチごとのステッチ幅及びステッチ方向のデータである刺繍データに対応して作成された仮想主軸データにおける時間ごとの仮想主軸の角度に対応したモータの角度データを角度対応データから読み出す読出し工程と、
読出し工程で読み出された角度データの単位時間当たりの変化量を算出して速度データを算出する速度データ算出工程と、
速度データ算出工程において算出された速度データの単位時間当たりの変化量を検出してトルクデータを算出するトルクデータ算出工程と、
読出し工程で読み出された角度データと、該角度検出部により検出されたモータ角度のデータとから位置偏差の値を算出する位置偏差算出工程と、
算出された位置偏差の値と、算出された速度データと、該角度検出部により検出されたモータの角度の単位時間当たりの変化量とから速度偏差の値を算出する速度偏差算出工程と、
算出された速度偏差の値と、算出されたトルクデータと、モータに供給される電流値に基づくトルクの値とからトルク偏差の値を算出するトルク偏差算出工程と、
算出されたトルク偏差の値に従いモータに電流を供給する電流供給工程と、からなる動作制御工程に従い制御を行い、
天秤については、天秤上死点から針棒下死点までの期間又は該期間の少なくとも一部の期間で天秤が下降中の位置から縫い針が加工布に挿針するまでの期間を含む期間である特定期間においては、上記トルク偏差算出工程の代わりに、天秤用角度対応データにおけるトルクデータとモータに供給される電流値に基づくトルクの値とからトルク偏差(第2トルク偏差)の値を算出し、算出された第2トルク偏差の値に従いモータに電流を供給し、該特定期間以外の期間においては、上記動作制御工程に従い制御を行なう制御部(40)と、
を有し、
特定期間においては、上糸が天秤の円筒状部の周面と第3通路と第1通路に接することにより天秤に挿通された上糸の天秤よりも上流位置で上糸の引き出しを規制することを特徴とする刺繍用ミシン。 An embroidery sewing machine,
A needle bar (22b) having a sewing needle, a presser foot (22c) for pressing the work cloth when the sewing needle is inserted into the work cloth, and an upper thread passage through which the upper thread inserted through the sewing needle is aligned. An arc-shaped first passage, a linear second passage, an arc-shaped third passage formed between the first passage and the second passage and having a diameter smaller than the diameter of the arc of the first passage. A balance that has a cylindrical portion at the center of the arc formed by the first passage, and swings about the central axis of the cylindrical portion, with the third passage on the lower side. The second passage is oriented vertically along the upper thread as the bottom dead center of the balance, the balance rotates from the bottom dead center so that the second passage faces upward, and the third passage is closer to the center of rotation. When the balance reaches the top dead center, and the balance is at the top dead center, the upper thread is in contact with the peripheral surface of the cylindrical portion, along the third passage and the first passage ( And machine element group consisting of the mechanical elements of 00,300),
A needle bar drive unit that drives the needle bar, a needle bar drive unit that moves the needle bar up and down according to the rotational force of the needle bar motor (32b) and the needle bar motor;
A presser foot drive unit that drives the presser foot, and includes a presser foot drive motor (32c) and a presser foot drive mechanism (160) that moves the presser foot up and down according to the rotational force of the presser foot motor;
A forward / reverse rotatable balance motor (32a) for swinging the balance around the rotation center;
A needle bar motor angle detector (34b) for detecting the angle of the needle bar motor;
A presser foot motor angle detector (34c) for detecting the presser foot motor angle;
A balance motor angle detector (34a) for detecting the angle of the balance motor;
Needle bar angle correspondence data that defines the angle of the needle bar motor corresponding to the virtual spindle angle in the virtual spindle data that defines the virtual spindle angle for each virtual time, and the angle of the virtual spindle data Data corresponding to the angle of the presser foot corresponding to the angle, data corresponding to the angle of the presser foot corresponding to the angle of the balance motor corresponding to the angle of the virtual spindle data and torque data A storage unit (60) in which is stored,
A control unit that controls the operation of each machine element and performs the operation of the needle bar and the balance in the order of needle bar top dead center, scale top dead center, needle bar bottom dead center,
For machine elements other than the balance, it is an operation control process,
For each machine element, motor angle data corresponding to the angle of the virtual spindle for each time in the virtual spindle data created corresponding to the embroidery data which is the stitch width and stitch direction data for each stitch is read from the angle correspondence data. A reading process;
A speed data calculating step for calculating speed data by calculating a change amount per unit time of the angle data read in the reading step;
A torque data calculation step of calculating torque data by detecting a change amount per unit time of the speed data calculated in the speed data calculation step;
A position deviation calculating step of calculating a position deviation value from the angle data read in the reading step and the motor angle data detected by the angle detector;
A speed deviation calculating step of calculating a value of the speed deviation from the calculated position deviation value, the calculated speed data, and the amount of change per unit time of the motor angle detected by the angle detection unit;
A torque deviation calculating step of calculating a torque deviation value from the calculated speed deviation value, the calculated torque data, and a torque value based on a current value supplied to the motor;
Control is performed according to an operation control process consisting of a current supply process for supplying current to the motor according to the calculated torque deviation value,
For the balance, the period includes the period from the top dead center of the balance to the bottom dead center of the needle bar, or the period from the position where the balance is lowered in at least part of the period until the sewing needle is inserted into the work cloth. In a specific period, instead of the above torque deviation calculation step, the torque deviation (second torque deviation) value is calculated from the torque data in the balance angle correspondence data and the torque value based on the current value supplied to the motor. A controller (40) that supplies current to the motor in accordance with the calculated value of the second torque deviation, and performs control according to the operation control step in a period other than the specific period;
Have
During a specific period, the upper thread is in contact with the peripheral surface of the cylindrical portion of the balance, the third passage, and the first passage, thereby restricting the withdrawal of the upper thread at a position upstream of the upper thread balance inserted through the balance. A sewing machine for embroidery.
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