JP5993283B2

JP5993283B2 - 縫製装置

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Publication number: JP5993283B2
Application number: JP2012244957A
Authority: JP
Inventors: 光宏吉平; 根本　越男; 越男根本
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: CN103806225B; JP2014091008A; CN103806225A

Description

本発明は、被縫製物の形状を認識した上で布送り制御し当該被縫製物を縫製する縫製装置に関する。

従来、水平面内を動作可能に構成された布送り下板及び布送り外枠に縫製物本体を挟持し、縫製物本体上に被縫製物を設置し、これを予めプログラミングされた縫製経路に沿って移動させながら縫うことにより縫製物本体に被縫製物を縫い付ける縫製装置が用いられている。
このような縫製装置においては、被縫製物を位置決め保持するために、布送り外枠には被縫製物の縫製箇所に対応した溝や穴などの開口が形成された布保持枠が固定される。そして、被縫製物は、布保持枠に形成された開口の内壁面や、当該開口の内縁部に形成された位置決め用段部などの内壁面に被縫製物の外周端縁が当接することによって位置決めされることが一般的に行われる。このように位置決めされた被縫製物は、被縫製物の外周端縁から一定幅の縫い代を持たせて縫製されることが少なくなく、従って被縫製物の外周端縁を基準とした所定位置を針落ち目標位置として縫製することはよく行われる。

しかしながら、作業者が被縫製物を布保持枠にセットする際の位置ずれや被縫製物の裁断時の個々の大きさのばらつき、皮革や織物などの可とう性材料で構成される被縫製物の寸法変化により、被縫製物の外周端縁が布保持枠に形成された開口の内壁面や、位置決め用段部などの内壁面に当接せず、本来ならば被縫製物の外周端縁から一定幅の位置を縫製されるはずが、ずれた位置を縫製してしまい、不良品となってしまうことがあった。

かかる問題を解決するため特許文献１には、「縁位置感知装置は回転軸受上に装架された走査カメラを有し、該軸受はミシンヘッドに装着され、前記カメラが針の軸線と同軸的に回転し、縫製面内の針貫通点のまわりの仮想円に接する線を走査する」と記載されている。そして、縫製物本体に固定された被縫製物は、走査カメラに装着された照明装置により縫製物本体に対して被縫製物の外周端縁が強調され、走査カメラによりこの被縫製物の外周端縁を感知し、予めプログラミングされた縫製パターンに対して、検出された被縫製物の実際位置に従って縫製経路を修正しながら被縫製物の外周端縁から一定幅の縫い代位置を縫製する縫製装置が記載されている。
同問題を解決するため特許文献２には、縫製工程の前工程として外形認識装置によって被縫製物の外形認識を行い、縫製物本体に固定された被縫製物は、被縫製物の外周端縁測方部に設けられた照明装置により縫製物本体に対して被縫製物の外周端縁が強調され、ＣＣＤカメラによりこの被縫製物の外周端縁を感知し、外形認識装置から電子ミシンへと縫製物を移載し、検出された被縫製物の外形形状を元に被縫製物の外周端縁から一定幅の縫い代位置を縫製する縫製装置が記載されている。

特公平７−２８９６２号公報特開平０５−２２５３１５号公報

しかしながら、上述した特許文献１，２に記載のいずれの縫製装置においても、照明装置によって縫製物本体に対して被縫製物の外周端縁を強調し、カメラによって被縫製物の外周端縁を認識することから、従来のように被縫製物の外周端縁を開口の内壁面や、位置決め用段部の内壁面に当接させ位置決めする布保持枠を使用することができない。
なぜなら、図１３に例示するように、縫製物本体１９上の被縫製物２１の外周縁部を所定の幅で布保持枠９ｘによって保持し、被縫製物２１の布厚に応じて開口２０ｘの内縁部に形成された位置決め段部の内壁面２３に被縫製物２１の外周端縁が当接した状態や、作業者が縫製物をセットする際に位置ずれさせてしまった状態においては、被縫製物２１の外周端縁の一部もしくは全部が布保持枠９ｘの下側に隠れてしまうため、カメラによって被縫製物２１の外周端縁を認識することはできない。
さらに、図１４に例示するように縫製物本体１９上の被縫製物２１の外周端縁は、布保持枠９ｙに形成された開口２０ｙの内壁面２２に当接した状態、もしくは被縫製物２１の裁断時の個々の大きさのばらつきや皮革や織物などの可とう性材料の寸法変化により、被縫製物２１の外周端縁が内壁面２２と当接せず、若干の隙間を持った状態である場合がある。この場合、被縫製物２１の外周端縁に内壁面２２が近接しすぎているため、照明装置により縫製物本体に対して被縫製物２１の外周端縁の陰影を強調することが困難であり、カメラによって被縫製物２１の外周端縁を正確に認識することができない。

そこで本発明は、布保持枠による被縫製物の保持性を良好にしたまま、被縫製物の端位置の正確な認識を可能とすることにより、当該端位置を基準とした縫製位置での被縫製物の縫製を精度よく安定的に行うことを課題とする。

請求項１記載の発明は、被縫製物を縫製するミシン本体と、
前記被縫製物の縫製領域を針落ち可能に露出させる縫製用開口部が形成された布保持枠を有し、当該布保持枠を介して前記被縫製物を水平面内で移動させる布送り部と、
前記布保持枠に位置決めされた前記被縫製物の端位置を、対物検知手段を用いて認識する形状認識部と、
前記形状認識部で認識された前記端位置を基準に縫製位置を決定し、当該縫製位置で縫製作業を行わせるように、前記ミシン本体と前記布送り部を制御するミシン制御部とを備える縫製装置において、
前記布保持枠は、
前記被縫製物の端面に当接する複数の当接部と、
前記布保持枠を切欠いて前記縫製用開口部に連続して形成され、被縫製物の端部の一部を露出させる複数のエッジ検出用開口部とを有し、前記形状認識部は、前記対物検知手段により前記エッジ検出用開口部で露出する前記被縫製物の端位置を検出し、当該検出した端位置に基づいて前記被縫製物の端位置を認識することを特徴とする縫製装置である。

請求項２記載の発明は、前記形状認識部は、前記当接部に対応する端位置を、当該当接部の両隣の前記エッジ検出用開口部で検出された端位置に基づき補完することで認識することを特徴とする請求項１に記載の縫製装置である。

請求項３記載の発明は、前記形状認識部は、前記複数の当接部の各々において前記補完を直線補間で行うか又はスプライン補間で行うかを選択設定可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の縫製装置である。

請求項４記載の発明は、前記ミシン制御部は、前記縫製位置を指定する縫製パターンデータを、前記形状認識部で認識した端位置に基づき作成することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の縫製装置である。

請求項５記載の発明は、前記ミシン制御部は、設計上の前記被縫製物の端位置に適合して予め作成された標準縫製パターンデータを、前記形状認識部で認識した端位置に適合するように補正することで前記縫製パターンデータを作成することを特徴とする請求項４に記載の縫製装置である。

請求項６記載の発明は、前記ミシン制御部は、前記布送り部の制御に係り縫製位置を定義するための二次元座標上において前記標準縫製パターンデータにより指定される縫製位置により特定される縫製経路形状を拡大・縮小、回転移動又は平行移動する態様で座標変換することで、前記標準縫製パターンデータを前記形状認識部で認識した端位置に適合するように補正することを特徴とする請求項５に記載の縫製装置である。

請求項７記載の発明は、設計上の前記被縫製物の端位置に対する前記形状認識部で認識した端位置のずれ量を算出し、当該ずれ量が所定の閾値を超えている場合に被縫製物の位置ずれを表示出力することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載の縫製装置である。

請求項１記載の発明によれば、前記布保持枠を切欠いて前記縫製用開口部に連続して形成され、被縫製物の端部の一部を露出させる複数のエッジ検出用開口部を有するので、この端部のエッジラインをエッジ検出用開口部を介してカメラ、レーザ変位計などの光その他の電磁波を媒介とした対物検知手段により良好に検出することができ、検出した結果に基づき被縫製物の端位置を認識するから、被縫製物の端位置の正確な認識が可能となる。
さらに、ミシン制御部は形状認識部で認識された端位置を基準にして縫製位置を決定するから、同発明によれば、被縫製物の端位置を基準とした縫製位置での被縫製物の縫製を精度よく安定的に行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、布保持枠の当接部に対応する被縫製物の端位置を含めて被縫製物の外形を認識することができ、被縫製物の端位置を基準とした縫製位置での被縫製物の縫製を精度よく行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、エッジ検出用開口部に露出する予定の被縫製物のエッジラインや当接部に対応する予定の被縫製物のエッジラインに合わせて適切な補間方法を予め設定することができ、適切な補間を経て、被縫製物の端位置を基準とした縫製位置での被縫製物の縫製を精度よく行うことができる。

請求項４記載の発明によれば、形状認識部で認識した端位置に基づき縫製位置を指定する縫製パターンデータを作成し、被縫製物の端位置を基準とした縫製位置での被縫製物の縫製を精度よく行うことができる。

請求項５記載の発明によれば、予め作成された標準縫製パターンデータを、形状認識部で認識した端位置に適合するように補正することで縫製パターンデータを作成するので、計算負荷を軽減して、被縫製物の端位置を基準とした縫製位置での被縫製物の縫製を迅速且つ精度よく行うことができる。

請求項６記載の発明によれば、予め作成された標準縫製パターンデータの縫製経路形状を拡大・縮小、回転移動又は平行移動する態様で座標変換するだけで縫製パターンデータを作成するので、さらに計算負荷を軽減して、被縫製物の端位置を基準とした縫製位置での被縫製物の縫製を迅速且つ精度よく行うことができる。

請求項７記載の発明によれば、作業者による被縫製物の位置直しが必要となるような被縫製物の著しい位置ずれを作業者に知らせることができ、作業者による位置直しを経ることにより被縫製物の端位置を基準とした縫製位置での被縫製物の縫製を精度よく行うことができる。

本発明の一実施形態に係る縫製装置の斜視図である。本発明の一実施形態に係る縫製装置の正面図である。但し、カメラを分離して示す。本発明の一実施形態に係る縫製装置の制御ブロック図である。本発明の一実施形態に係る縫製装置の布送り部に布保持枠を装着した状態の詳細斜視図である。本発明の一実施形態に係る布保持枠の布保持部及びこれに保持された被縫製物（ポケット生地）の平面図である。本発明の一実施形態に係る布保持枠の布保持部及びこれに保持された被縫製物（ポケット生地）の平面図であり、図５とは異なり位置決め段部を有したものを示す。本発明の一実施形態において認識された被縫製物（ポケット生地）の外周端縁位置の線図である。本発明の一実施形態に係る布保持枠の布保持部及びこれに保持された被縫製物（ポケット生地）の平面図である。被縫製物がずれて設置された場合を示す。本発明の一実施形態に係る縫製装置に係る縫製処理の流れを示すフローチャートである。本発明の他の一実施形態に係る被縫製物（ロゴマーク）の平面図である。本発明の他の一実施形態に係る布保持枠の布保持部及びこれに保持された被縫製物（ロゴマーク）の平面図である。本発明の他の一実施形態において認識された被縫製物（ロゴマーク）の外周端縁位置の線図である。従来の一例に係る布保持枠の布保持部及びこれに保持された被縫製物（ポケット生地）の平面図であり、位置決め段部を有したものを示す。従来の一例に係る布保持枠の布保持部及びこれに保持された被縫製物（ポケット生地）の平面図である。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

〔縫製装置の概要〕
図１から図３によって示すように本実施形態の縫製装置１は、ミシン本体２と、布送り部３と、形状認識部４と、ミシン制御部５と、縫製パターンデータベース５１と、表示装置５２とを備えて構成される。
ミシン本体２は、縫い針の動作等を行うミシンアーム部２ａと、釜の動作等を行うミシンベッド部２ｂと、ミシンテーブル２ｃとを備え、被縫製物を縫製する。
形状認識部４は、カメラ４１と、照明装置４２と、画像認識制御部４３と、設定入力部４４と、設定保存データベース４５とを備える。画像認識制御部４３はカメラ４１及び照明装置４２を制御して画像情報を取得し、取得した画像のエッジ抽出処理など画像処理を行って被縫製物の形状認識を行う。
画像認識制御部４３、ミシン制御部５、設定入力部４４、設定保存データベース４５及び縫製パターンデータベース５１は、情報処理装置、情報入力装置及び情報記憶装置により構成される情報処理システムであって、画像認識制御部４３とミシン制御部５とが同一又は別々のＩＣチップで動作するとか、設定保存データベース４５と縫製パターンデータベース５１とが同一又は別々のハードディスク又はＩＣチップに構築されるとか、ミシン本体２の筐体内に又は外部装置として構成されるかなどのハードウエア構成は問わない。
表示装置５２は、画像表示のほか任意に音声表示を行う。

図４に示すように布送り部３は、布送り下板７と、布送り外枠８と、布送り土台１０と、布送りアーム１１と、ＸＹ駆動部（ミシンベッド部２ｂに搭載）とを備えて構成される。布送り外枠８には布保持枠９が着脱自在に固定される。布送り外枠８は布送りアーム１１に固定され、布送りアーム１１は布送り土台１０に上下動可能に固定されている。また、布送り下板７は布送り土台１０に固定されている。布送り土台１０は、図示のないモータやタイミングベルト、タイミングプーリ等により構成されるＸＹ駆動部により水平面（図中のＸ−Ｙ平面）内で動作可能に構成されており、布送り土台１０とともに布送り下板７、布送り外枠８及び布送り外枠８の下面に固定された布保持枠９が一体となって水平面内を動作する。縫製位置はこの布送り部３の制御に係る二次元座標Ｘ−Ｙによって定義される。各被縫製物の縫製位置は被縫製物ごとに対応した縫製パターンデータによって指定される。各縫製パターンデータは縫製パターンデータベース５１に保存されている。
布保持枠９には、被縫製物の縫製領域を針落ち可能に露出させる縫製用開口部２０が形成されている。また、布送り部３は布保持枠を介して被縫製物を水平面内で移動させる。

図５に示す被縫製物２１は、ジーパンなどのポケット生地であり、上辺がポケット口となり、下端中央に頂点を有した五角形の外形を形成している。
これに対応する図５に示す布保持枠９ａにあっては、縫製用開口部２０ａが被縫製物２１のポケット口となる上辺を除く４辺に沿った一定幅の外周端縁部を上方に露出させる溝状に形成されている。被縫製物２１は、布送り下板７と布送り外枠８に挟持されたジーンズ生地などの縫製物本体上に載っており、縫製用開口部２０ａに囲まれる内側部分において布保持枠９ａの裏面で浮き上がらないように押さえられる。
縫製用開口部２０ａの外側内壁面は、上記４辺のそれぞれ添って形成されており、被縫製物２１の外周端縁に当接して布保持枠９ａに対し被縫製物２１のＸ−Ｙ面方向位置を決める当接部２２を構成する。但し、被縫製物２１の５つの角部に対応してエッジ検出用開口部２４ａ、２４ｂが形成されている。そのうち２つのエッジ検出用開口部２４ｂ，２４ｂは、縫製用開口部２０ａの上側に形成され、被縫製物２１の上辺側の２つの角部に対応する。また、残りの３つのエッジ検出用開口部２４ａ，２４ａ，２４ａは、被縫製物２１の下辺側の３つの角部に対応して形成されている。

以上のエッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂのように、縫製位置に近い端部を露出させるエッジ検出用開口部は縫製用開口部に連続して一体的に形成することが好ましい。一方、ポケット口中央部のように縫製位置から遠い端部についてはエッジ検出用開口部（破線部）２４ｃのように、縫製用開口部から独立した状態で設けることもでき、必ずしも縫製用開口部とエッジ検出用開口部とは一体の開口と形成する必要はない。本実施形態では、エッジ検出用開口部（破線部）２４ｃは設けられていないものとする。エッジ検出用開口部が縫製用開口部と一体である場合は、エッジ検出のための開口領域と縫製のための開口領域とが重複していてよい。エッジ検出用開口部同士は当接部２２を介して複数設けられ、当接部２２の両端にエッジ検出用開口部を設ける。
すなわち、エッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂは、布保持枠９ａの所定位置を切欠いて、縫製用開口部２０ａに連続して一体的に形成され、被縫製物の端部の一部を露出させている。特に、被縫製物の端部の一部として、角部を露出させると好ましい。

いずれのエッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂも、当接部２２に被縫製物２１の端面が当接した状態において当該端面に隣接する部位の被縫製物２１の端部を対物検知手段により検出可能とするように、当該端部の端面前方の一定の空間を含めて露出させる。本実施形態では対物検知手段はカメラ４１により構成される。

一方、図６にも同様の被縫製物２１及びこれに対応する布保持枠９ｂが示される。但し、図６に示す布保持枠９ｂは、図１３を参照して説明した位置決め用段部の構造を採用するものである。
すなわち、図６に示す布保持枠９ｂにおいては、位置決め用段部の内壁面が被縫製物２１の外周端縁に当接して布保持枠９ｂに対し被縫製物２１のＸ−Ｙ面方向位置を決める当接部２３を構成する。その他の点について布保持枠９ｂは、図５の布保持枠９ａと同様である。図６において被縫製物２１は、布保持枠９ｂの縫製用開口部２０ｂに囲まれる内側部分及び当接部２３前方の一定幅の外周端縁部において布保持枠９ｂの裏面で浮き上がらないように押さえられる。

〔縫製処理の流れ〕
以上の構成の布保持枠９ａを適用して縫製装置１を用いて縫製を行う際、作業者は布保持枠９ａの縫製用開口部２０ａに被縫製物２１をセットする（図９，ステップＳ３）。このとき、被縫製物２１は布保持枠９ａに設けられた縫製用開口部２０ａの内壁面で構成された当接部２２によって位置規制され、布保持枠９ａに対して正しく位置決めされる。しかし、被縫製物２１の裁断時の個々の大きさのばらつきや皮革や織物などの可とう性材料の寸法変化などで、布保持枠９ａに設けられた当接部２２と被縫製物２１の外周端縁とが当接せず、若干の隙間があったとしても構わない。

次に照明装置４２により布保持枠９ａの縫製用開口部２０ａに位置決めされた被縫製物２１を照らし、カメラ４１により被縫製物２１の外周端縁を撮像する（図９，ステップＳ４）このとき、布保持枠９ａに設けられたエッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂにおいては、被縫製物２１の外周端縁の前方に十分な空間が設けられているため、照明装置４２によりエッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂ内の被縫製物２１の外周端縁の陰影がはっきりとする。
次に形状認識部４の画像認識制御部４３は、カメラ４１により撮像された被縫製物２１の画像データにエッジ抽出処理をする。このときエッジ抽出処理をする箇所は、エッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂ内に撮影された被縫製物２１の外周端縁のみに対して行う。この場合、被縫製物２１の外周端縁全周のエッジ抽出処理する場合に比べ、エッジ抽出処理に掛かる演算処理時間は大幅に短縮される。このエッジ抽出処理によって抽出された被縫製物２１の外周端縁は、図７に示す太い実線２５で表示された箇所である。
すなわち、形状認識部４は、布保持枠９に位置決めされた被縫製物２１の端位置を、カメラ４１（対物検知手段）により、エッジ検出用開口部で露出する被縫製物２１の端位置を検出し、検出した端位置に基づいて被縫製物２１の端位置を認識している。

図６に示した布保持枠９ｂを適用して縫製装置１を用いて縫製を行う場合でも同様に布保持枠９ｂの縫製用開口部２０ｂに被縫製物２１をセットし（図９，ステップＳ３）、照明装置４２で照明した状態でカメラ４１で撮像する（図９，ステップＳ４）。
この場合、当接部２３の前方に位置する所定の幅の被縫製物２１の外周端縁部は布保持枠９ｂの下側に位置する。そのためこの部分はエッジ抽出することができないが、図５に示した布保持枠９ａと同様にエッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂ内の範囲のみ、エッジ抽出処理を行う。
このエッジ抽出処理によって抽出された被縫製物２１の外周端縁も、図７に示す太い実線２５で表示された箇所となる。
以上のように形状認識部４は、カメラ４１によりエッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂで露出する被縫製物２１の外周端縁位置を検出する（図９，ステップＳ５）。

以上のエッジ抽出処理をエッジ検出用開口部内に撮影される画像領域に限定するために、作業者は予めエッジ抽出箇所の設定を行う（図９，ステップＳ１）。例えば、表示装置５２に表示したエッジ抽出箇所の設定画面上でエッジ抽出箇所（エッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂ内）をウィンドウで区切って設定を行う。このエッジ抽出箇所の設定は設定入力部４４から画像認識制御部４３に入力され、被縫製物毎に関連付けして設定保存データベース４５に保存され、その被縫製物の縫製データが呼び出される度に呼び出され使用され、また設定は更新することが可能である。
また、エッジ抽出箇所を区切るウィンドウの内側に布保持枠９（９ａ，９ｂ）が入らないように設定する。布保持枠９（９ａ，９ｂ）の境界部を被縫製物２１の外周端縁と誤って判定しないためである。これによってエッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂ内にウィンドウで区切った範囲の画像データのみをエッジ抽出処理することになる。

撮像された画像データは、画像認識制御部４３によってエッジ抽出処理が行われる。一般的には、撮像された画像データを二値化処理などによってエッジ抽出処理が行われる。エッジ抽出処理によって得られた画像内の座標はカメラ４１と布送り部３の相対位置から算出された変換式によって画像認識制御部４３が布送り部３の制御に係る二次元座標Ｘ−Ｙに変換する。すなわち、撮像画像に基づく布送り部３の縫製位置制御が正しくできるように変換される。カメラ４１による撮像時に布送り部３がどの座標にあっても撮像時の布送り部３の座標が画像認識制御部４３に入力されて上記変換式によって正しく変換される。また、カメラ４１の設置座標も画像認識制御部４３に予め入力されており、カメラ４１がどの位置に設置されても上記変換式によって正しく変換される。図１においてはミシンアーム部２ａに固定されたカメラ４１及び照明装置４２を示したが、カメラ４１及び照明装置４２をミシン本体２から（例えばＸ方向に）離して設置することも可能であり、その場合、布送り部３により布保持枠９をカメラ４１の撮像範囲内に配置して撮像した後、布送り部３により布保持枠９をミシン本体２の方に移動させて縫製作業を行えばよい。したがって、カメラ４１及び照明装置４２やこれらを含んだ形状認識部４などもミシン本体２に対して一体的に搭載せずミシン本体２と別ユニットで構成することは可能であり、図３に示すように各部を接続すれば足りる。

さらにエッジ検出用開口部の設置箇所について説明する。ポケット生地である被縫製部２１の外周端縁のように、複数の直線部で構成される場合は、少なくとも各直線部の両端部にエッジ検出用開口部を設ける。直線部が短い場合は、直線部全体をエッジ検出用開口部とすることが望ましい。直線部の途中にエッジ検出用開口部を１〜数箇所設けても良い。
図５に示した布保持枠９ａを適用する場合にあっては、当接部２２に対応する外周端縁位置、図６に示した布保持枠９ｂを適用する場合にあっては、当接部２３に対応する外周端縁位置は、エッジ抽出処理では取得せず、図７に示すようにエッジ抽出により検出された外周端縁位置である太い実線２５から直線補間処理によって認識する（図９，ステップＳ６）。このような非エッジ抽出箇所の補間処理方法は、予め作業者の操作により設定される。すなわち、作業者の操作により設定入力部４４から画像認識制御部４３に入力され、設定保存データベース４５に保存される（図９，ステップＳ２）。その設定は画像認識制御部４３によって複数の当接部２２，２２，２２，２２又は２３，２３，２３，２３の各々において補完を直線補間で行うか又はスプライン補間で行うかを選択設定可能にされている。ここでは、作業者はすべて直線補間を選択する。
画像認識制御部４３は、こうして得られた直線補間処理部分である二点鎖線２６（図７）と太い実線２５（図７）とを合わせて被縫製物２１の外周端縁位置として確定させて、被縫製物２１の外周端縁位置の認識処理を完了する（図９，ステップＳ７）。
すなわち、形状認識部４は、それを構成する画像認識制御部４３によって、当接部に対応する端位置を、当接部の両隣のエッジ検出用開口部で検出された端位置に基づき補完しており、その補完を直線補間で行うか又はスプライン補間で行うかを選択設定可能である。
画像認識制御部４３は、以上により認識した被縫製物２１の外周端縁位置のデータをミシン制御部５に送信する。

ミシン制御部５は、形状認識部４で認識された被縫製物２１の外周端縁位置を基準にして縫製用開口２０ａ，２０ｂに露出する縫製領域内における縫製位置を決定する。そのためにミシン制御部５は、画像認識制御部４３から取得した被縫製物２１の外周端縁位置のデータに基づき、縫製パターンデータを作成する（図９，ステップＳ８）。
すなわち、ミシン制御部５は、縫製位置を指定する縫製パターンデータを、形状認識部４で認識した端位置に基づき作成する。
縫製パターンデータは、外周端縁位置のデータと、被縫製物２１のポケット口となる上辺を除く４辺に沿って外周端縁位置から一定距離の内側を縫製するとのコマンド（縫製パターンデータの形式でないもの）とに基づき作成してもよい。そのコマンドは、作業者が表示装置５２に表示された座標画面上で特定するように逐一入力することでもよい。

しかし、縫製パターンデータは、予め登録してあった標準縫製パターンデータを、形状認識部４で認識された被縫製物２１の外周端縁位置に適合するように補正することで効率よく作成することができる。標準縫製パターンデータは、縫製パターンデータベース５１に登録されている。標準縫製パターンデータは、設計上の被縫製物２１の端位置に適合して予め作成されたものである。言い換えれば、標準縫製パターンデータは、被縫製物２１の端位置に誤差が無い場合にそのまま適合する縫製パターンデータである。したがって、標準縫製パターンデータが基準としている外周端縁位置と形状認識部４で認識された被縫製物２１の外周端縁位置との差が一定の許容範囲内に収束するようにミシン制御部５が標準縫製パターンデータを修正し、布保持枠９にセットされた被縫製物２１に対して実行される縫製パターンデータとする。
そのためには例えば、ミシン制御部５は、布送り部３の制御に係り縫製位置を定義するための二次元座標Ｘ−Ｙ上において標準縫製パターンデータにより指定される縫製位置により特定される縫製経路形状を拡大・縮小、回転移動又は平行移動する態様で座標変換することで、標準縫製パターンデータを形状認識部４で認識した外周端縁位置に適合するように補正する。

次に、ミシン制御部５は、作成された縫製パターンデータに基づきミシン本体２と布送り部３の駆動系に制御信号を送信し縫製作業を行わせる。
すなわち、ミシン制御部５の制御によりミシン本体２が縫製動作しつつ、縫製パターンデータにより指定される縫製位置が順次針落ち位置を通過するように布送り部３が被縫製物２１を水平面Ｘ―Ｙ内で動作させ、被縫製物２１の外周端縁から一定幅の位置を正確に縫製する（図９，ステップＳ９）。上述したように被縫製物２１は布保持枠９（９ａ，９ｂ）に保持されているため、縫製時に被縫製物の浮き上がりが防止され、綺麗な縫い目が形成される。
言い換えると、ミシン制御部５は、形状認識部４で認識された端位置を基準に縫製位置を決定し、当該縫製位置で縫製作業を行わせるように、ミシン本体２と布送り部３を制御している。

また、図８に示すように作業者が被縫製物２１をセットする際に生じる位置ずれに対しても、上記と同様にエッジ検出用開口部２４ａ，２４ｂ内のみをエッジ抽出処理、補間処理を行うことによって、被縫製物２１の外周端縁位置の認識が可能である。このとき、被縫製物２１が設計上の被縫製物２１の端位置から許容できない範囲までずれていることがわかるので、作業者に対して被縫製物の位置ずれを知らせることも可能となる。そのためにミシン制御部５は、設計上の被縫製物２１の端位置に対する形状認識部４で認識した端位置のずれ量を算出する。そしてミシン制御部５は、当該ずれ量が所定の閾値を超えている場合に被縫製物の位置ずれを表示装置５２に表示出力する。所定の閾値は図８に示すように被縫製物２１が当接部２２を超えるか、又は大幅に離れるような許容できない設置状態を分別できるように設定する。

なお、本実施形態では、対物検知手段としてカメラを用い、カメラで撮像した画像データからエッジ抽出処理によって被縫製物の外周端縁位置のデータを取得したが、例えばカメラを使用したオートフォーカスや全焦点処理などの被縫製物の高さ情報から被縫製物の外周端縁位置のデータを取得する方式や、またはレーザ変位計などにより被縫製物の高さ情報から外周端縁位置のデータを取得する方式など、他の方式も適用することが可能である。対物検知手段が種々のものに変更され、媒体が種々の波長又は偏光特性の光やその他の電磁波に変更されても、エッジ検出用開口部を介することで被縫製物のエッジの検出が良好となる限りこれを適用する意義がある。
また、本実施形態では、ポケット生地（被縫製物）を、ジーンズ生地（縫製物本体）上の所定位置に載置した後、布保持枠９ａを下降させて、ポケット生地とジーンズ生地を押圧している。この状態で、ポケット生地をジーンズ生地に縫い付けつけるものに適用されている。
これに対して、本願発明は、生地（縫製物本体）にマークやラベル（被縫製物）を縫い付ける場合、そのマークやラべルの外形形状より若干小さな切抜き部を布保持枠に形成し、さらに、その布保持枠に被縫製物の端部の一部を露出させる複数のエッジ検出用開口部を形成したものにも適用できる。この場合の作業手順は、生地を布保持枠で押圧した後、マークやラベル（被縫製物）を切り抜き部に装着・位置決めさせ、次に被縫製物の端位置を認識させ、ポケット生地をジーンズ生地に縫い付けつける。

〔他の実施形態〕
次に他の実施形態として、被縫製物が図１０に示すロゴマーク３１である場合につき説明する。縫製装置１及びその処理内容は上述の内容とほぼ同様であるが、ロゴマーク３１は曲線外形を有し、そのためにスプライン補間を選択設定する点で異なる。以下詳細に説明する。

図１０に示す被縫製物３１のような場合でも、図１１に示すような縫製用開口部３０と、当接部３２ａ，３２ｃと、エッジ検出用開口部３３ａ，３３ｂ，３３ｃとを布保持枠９ｃに設けることにより、被縫製物３１の外周端縁位置の認識が可能である。
上述した被縫製物（ポケット生地）２１の場合と同様に照明装置４２により布保持枠９ｃの縫製用開口部３０に位置決めされた被縫製物３１を照らし、カメラ４１により被縫製物３１の外周端縁を撮像する（図９，ステップＳ４）。このとき、布保持枠９ｃに設けられたエッジ検出用開口部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ内には、被縫製物３１の外周端縁の前方に十分な空間が設けられているため、照明装置４２によりエッジ検出用開口部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ内で露出する被縫製物３１の外周端縁の陰影がはっきりとする。
次に形状認識部４の画像認識制御部４３は、カメラ４１により撮像された被縫製物３１の画像データにエッジ抽出処理をする（図９，ステップＳ５）。このときエッジ抽出処理をする箇所は、エッジ検出用開口部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ内に撮影された被縫製物３１の外周端縁のみに対して行う。この場合、被縫製物３１の外周端縁全周のエッジ抽出処理する場合に比べ、エッジ抽出処理に掛かる演算処理時間は大幅に短縮される。このエッジ抽出処理によって抽出された被縫製物３１の外周端縁は、図１２に示す太い実線３４で表示された箇所である。

さらにエッジ検出用開口部の設置箇所について説明する。被縫製部３１の外周端縁のように、直線部と曲線部で構成される場合、直線部に関しては上述した被縫製部２１の場合と同様に、少なくとも各直線部の両端部にエッジ検出用開口部を設ける。直線部が短い場合は、直線部全体をエッジ検出用開口部３３ｂとすることが望ましい。直線部の途中にエッジ検出用開口部を１〜数箇所設けても良い。
同一半径で表される曲線部は、少なくとも各曲線部の両端部及び中間点付近にエッジ検出用開口部３３ｃを設ける。また図示しないが同一半径で表される曲線部が短い場合も、直線部と同様に曲線部全体をエッジ検出用開口部で露出させることが望ましい。曲線部の途中にエッジ検出用開口部３３ｃを中間点付近以外にも１〜数箇所設けても良い。また図示しないが複数の半径もしくは徐々に半径が変化するような曲線部は、曲線部の両端部にエッジ検出用開口部を設けるだけでなく、その途中に数箇所のエッジ検出用開口部を設ける。複数の半径もしくは徐々に半径が変化するような曲線部が短い場合も、上記と同様に曲線部全体をエッジ検出用開口部で露出させることが望ましい。

布保持枠９ｃに設けられた縫製用開口部３０の内壁面で構成される当接部３２ａ，３２ｃに対応する外周端縁位置は、エッジ抽出処理では取得せず、エッジ抽出により検出された外周端縁位置である太い実線３４（図１２）から補間処理によって取得する（図９，ステップＳ６）。したがって、作業者は直線状の当接部３２ａに対応する外周端縁については直線補間とする設定を、曲線状の当接部３２ｃに対応する外周端縁についてはスプライン補間する設定を、設定入力部４４から画像認識制御部４３に入力する（図９，ステップＳ２）。
画像認識制御部４３は、こうして得られた直線補間処理部分である二点鎖線３５（図１２）と、スプライン補間処理部分である二点鎖線３６（図１２）と、太い実線３４（図１２）とを合わせて被縫製物３１の外周端縁位置として確定させて、被縫製物３１の外周端縁位置の認識処理を完了する（図９，ステップＳ７）。
その後は、上述した被縫製物（ポケット生地）２１の場合と同様に、被縫製物（ロゴマーク）３１につき縫製パターンデータの作成（図９，ステップＳ８）、縫製（図９，ステップＳ９）を行う。

以上説明したように上記実施形態の縫製装置によれば、布保持枠による被縫製物の保持性が良好であるとともに、被縫製物の端位置の正確な認識が可能となるから、被縫製物の端位置を基準とした縫製位置での被縫製物の縫製を精度よく安定的に行うことができる。

１縫製装置
２ミシン本体
３布送り部
４形状認識部
５ミシン制御部
７下板
８外枠
９布保持枠
９ａ布保持枠
９ｂ布保持枠
１０土台
１１アーム
２０縫製用開口部
２０ａ縫製用開口部
２０ｂ縫製用開口部
２１被縫製物（ポケット生地）
２２当接部
２３当接部
２４ａ，２４ｂエッジ検出用開口部
３０縫製用開口部
３１被縫製物（ロゴマーク）
３２ａ，３２ｃ当接部
３３ａ，３３ｂ，３３ｃエッジ検出用開口部
４１カメラ
４２照明装置

Claims

被縫製物を縫製するミシン本体と、
前記被縫製物の縫製領域を針落ち可能に露出させる縫製用開口部が形成された布保持枠を有し、当該布保持枠を介して前記被縫製物を水平面内で移動させる布送り部と、
前記布保持枠に位置決めされた前記被縫製物の端位置を、対物検知手段を用いて認識する形状認識部と、
前記形状認識部で認識された前記端位置を基準に縫製位置を決定し、当該縫製位置で縫製作業を行わせるように、前記ミシン本体と前記布送り部を制御するミシン制御部とを備える縫製装置において、
前記布保持枠は、
前記被縫製物の端面に当接する複数の当接部と、
前記布保持枠を切欠いて前記縫製用開口部に連続して形成され、被縫製物の端部の一部を露出させる複数のエッジ検出用開口部とを有し、前記形状認識部は、前記対物検知手段により前記エッジ検出用開口部で露出する前記被縫製物の端位置を検出し、当該検出した端位置に基づいて前記被縫製物の端位置を認識することを特徴とする縫製装置。
前記形状認識部は、前記当接部に対応する端位置を、当該当接部の両隣の前記エッジ検出用開口部で検出された端位置に基づき補完することで認識することを特徴とする請求項１に記載の縫製装置。
前記形状認識部は、前記複数の当接部の各々において前記補完を直線補間で行うか又はスプライン補間で行うかを選択設定可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の縫製装置。
前記ミシン制御部は、前記縫製位置を指定する縫製パターンデータを、前記形状認識部で認識した端位置に基づき作成することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の縫製装置。
前記ミシン制御部は、設計上の前記被縫製物の端位置に適合して予め作成された標準縫製パターンデータを、前記形状認識部で認識した端位置に適合するように補正することで前記縫製パターンデータを作成することを特徴とする請求項４に記載の縫製装置。
前記ミシン制御部は、前記布送り部の制御に係り縫製位置を定義するための二次元座標上において前記標準縫製パターンデータにより指定される縫製位置により特定される縫製経路形状を拡大・縮小、回転移動又は平行移動する態様で座標変換することで、前記標準縫製パターンデータを前記形状認識部で認識した端位置に適合するように補正することを特徴とする請求項５に記載の縫製装置。
設計上の前記被縫製物の端位置に対する前記形状認識部で認識した端位置のずれ量を算出し、当該ずれ量が所定の閾値を超えている場合に被縫製物の位置ずれを表示出力することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載の縫製装置。