本発明の実施形態のミシン1を図面を参照して説明する。図1の紙面上側、下側、右側、左側、表側、背面側は夫々ミシン1の上側、下側、右側、左側、前側、後側である。ミシン1はベッド部2、脚柱部3、アーム部4を備える。ベッド部2はミシン1の土台である。ベッド部2はテーブル20上面の凹部(図示略)に上方から装着する。脚柱部3はベッド部2右端から上方に延びる。アーム部4は脚柱部3上端から左方に延び、ベッド部2上面に対向する。アーム部4は左端部下方に押え足17を装着し且つ内部に針棒7を保持する。押え足17は送り歯34(図2参照)に対向する。針棒7は下端に縫針8を装着する。針棒7と縫針8は主モータ13の駆動に従って上下動する。アーム部4は左端部前方に天秤9を備える。天秤9は針棒7に連動して上下動する。アーム部4は上部に操作部10を備える。操作部10は前面に液晶パネル11を備える。操作部10は液晶パネル11の前面(表面)に透明なタッチパッド12を備える。作業者は液晶パネル11を見ながら操作部10又はタッチパッド12を操作し、各種指示をミシン1に入力する。
ミシン1はテーブル20下面に制御装置25を備える。制御装置25はロッド21を介して踏み込み式のペダル22に接続する。作業者はペダル22を二方向(後側と前側)に操作できる。制御装置25はペダル22の操作方向と操作量に応じてミシン1の動作を制御する。ミシン1はテーブル20下方に膝操作レバー23を備える。作業者が膝操作レバー23を操作することで押え棒63(図6参照)は上下動する。押え棒63の上下動に伴い押え足17は上下動する。
脚柱部3は右側面上部に主モータ13を備える。主モータ13の周囲には、プーリ16を設ける。アーム部4は内部に主軸14を備える。主軸14は回転可能な状態でアーム部4内を左右方向に延びる。主軸14右端は主モータ13及びプーリ16に接続し、左端は針棒上下動機構(図示略)に接続する。主モータ13及びプーリ16は主軸14を駆動することで針棒7と天秤9を上下動する。
ベッド部2は上面左端に針板15を備え、針板15は略中央部に針穴18を有する(図2参照)。縫針8下端は下降時に針穴18を通過する。針板15は針穴18左方、前方、後方、右方の夫々に前後方向に長い長方形状の送り歯穴19を備える(図2参照)。ベッド部2は針板15下方に釜機構(図示略)、布送り機構30(図2〜図4参照)を備える。布送り機構30は縫製対象の布を送る機構である。
図2を参照し布送り機構30の構成を説明する。図2の紙面上側、下側、右側、左側、左上側、右下側は夫々ミシン1の上側、下側、前側、後側、右側、左側である。布送り機構30は送り台33、送り歯34、布送りモータ35、動力伝達機構40、作用腕部38、上下動力機構47等を備える。
送り台33は針板15下方に位置し且つ針板15に対して略平行である。送り台33は上面中心近傍に送り歯34を略水平に支持する。送り歯34は送り歯穴19の位置に対応する。送り歯34は前後方向に長く、その前後方向の長さは送り歯穴19の長さより小さい。送り歯34は押え足17との間で布を挟む為の凹凸を上部に備える。送り歯34は布を水平方向に移動する。
布送りモータ35はパルスモータであり、送り台33右方に設ける。布送りモータ35は送り台33に水平方向の動作を付与する。布送りモータ35は左方に延びる駆動軸36を回動する。
動力伝達機構40は第一腕部41、第二腕部42、連結部65を備える。第一腕部41は駆動軸36が延びる方向と直交する方向に延びる。第一腕部41の下端は駆動軸36に固定する。連結部65は第一腕部41の上端と第二腕部42の一端を回転可能に連結する。連結部66は第二腕部42他端と作用腕部38後端を回転可能に連結する。作用腕部38前端部は水平送り軸28右端に固定する。作用腕部38は水平送り軸28の軸方向に直交し且つ後方側に延びる。水平送り軸28は左右方向に延び、ベッド部2に回動可能に支持する。リンク部材50は水平送り軸28の延びる方向と直交する方向に延びる。リンク部材50下端は水平送り軸28左端に連結し、リンク部材50上端は送り台33前端部に回動可能に連結する。
駆動軸36が回動範囲内で一方向と逆方向へ夫々回動することで、連結部65は前方位置と後方位置の間で前後方向に水平往復移動する。連結部66は最上部と最下部の間で上下方向に往復移動する。連結部66の上下動に伴い作用腕部38は水平送り軸28を中心に回動する。水平送り軸28は作用腕部38の回動と連動して回動する。水平送り軸28の回動に伴い送り台33は最前方位置と最後方位置の間で前後方向に移動する。
上下動力機構47は送り台33後端に設ける。上下動力機構47は、送り台33に上下方向の動作を付与する。上下動力機構47は上下送り軸27、プーリ24、偏心部39、リンク部材51を備える。上下送り軸27は回転可能な状態で水平送り軸28と平行に左右方向に延び、ベッド部2に回動可能に支持する。上下送り軸27は右端部にプーリ24を固定する。プーリ24はベルト(図示略)を介して主軸14に連結する。上下送り軸27は主モータ13の駆動に伴い主軸14と同期を保持した状態で回転する。偏心部39は上下送り軸27左端に設け、上下送り軸27の軸心に対して偏心する。リンク部材51は送り台33後端に回転可能に設け、偏心部39を回転可能に保持する。偏心部39は上下送り軸27の回転に伴いリンク部材51を介して送り台33を上下動する。
図2〜図4を参照し布送り機構30の送り台33への前後方向動作の付与を説明する。布送り機構30は駆動軸36が回動範囲で一方向と逆方向に回動することで下記の第一〜第三状態を繰り返し、送り台33を前後方向に移動する。図2〜図4のW1〜W3の各々は送り台33近傍を示す。
図2は第一状態の布送り機構30を示す。布送り機構30が第一状態の時、第一腕部41と第二腕部42は上下方向に一直線上に位置する。連結部66は最上部且つ連結部65上方に位置する。作用腕部38は略水平である。送り台33は最前方に位置する。送り歯34前端は送り歯穴19前端に位置する。第一腕部41と第二腕部42が上下方向に一直線上に位置する時の連結部65の位置を中間位置という。
布送りモータ35が第一状態で駆動すると、駆動軸36は左側面視時計回りに回動する。第一腕部41は駆動軸36の回動に伴い左側面視時計回りに回動する。連結部65は第一腕部41の回動に伴い中間位置から前方位置に移動する。第一腕部41と第二腕部42は連結部65を基点に前方に向かって略L字に屈曲する。第二腕部42は連結部65を中心に左側面視反時計回りに回動する。第二腕部42の回動に伴い連結部66は下方に移動する。連結部66の下降に伴い作用腕部38後端は下方に移動する。作用腕部38後端の下降に伴い作用腕部38は水平送り軸28を中心に左側面視反時計回りに回動する。作用腕部38の回動に連動して水平送り軸28は左側面視反時計回りに回動する。リンク部材50は水平送り軸28に連動して左側面視反時計回りに回動し、送り台33は後方に移動する。駆動軸36が回動可能範囲の一端部迄回動すると、送り歯34後端は送り歯穴19後端に位置する。布送り機構30は第二状態(図3参照)となる。
布送りモータ35は駆動軸36の回動方向を反転する。駆動軸36は左側面視反時計回りに回動する。第一腕部41は駆動軸36の回動に伴い左側面視反時計回りに回動する。連結部65は第一腕部41の回動に伴い前方位置から中間位置に移動する。第一腕部41と第二腕部42は上下方向に一直線上に位置する。作用腕部38は水平送り軸28を中心に左側面視時計回りに回動し、略水平に戻る。作用腕部38の回動に連動して水平送り軸28は左側面視時計回りに回動する。リンク部材50は水平送り軸28に連動して左側面視時計回りに回動し、送り台33は前方に移動する。送り歯34前端は送り歯穴19前端に位置する。布送り機構30は第一状態(図2参照)に戻る。
駆動軸36は第一状態から左側面視反時計回りに回動を続ける。第一腕部41は駆動軸36の回動に伴い左側面視反時計回りに回動を続ける。連結部65は中間位置から後方位置に移動する。第一腕部41と第二腕部42は連結部65を基点に後方に向かって略L字に屈曲する。即ち第一腕部41と第二腕部42は第二状態の時と反対方向に屈曲する。第二腕部42は連結部65を中心に左側面視時計回りに回動する。連結部66は第二腕部42の回動に伴い下方に移動する。作用腕部38後端は連結部66の下降に伴い下方に移動する。作用腕部38は作用腕部38後端の下降に伴い水平送り軸28を中心に左側面視反時計回りに回動する。水平送り軸28は作用腕部38の回動に連動して左側面視反時計回りに回動する。リンク部材50は水平送り軸28に連動して左側面視反時計回りに回動し、送り台33は後方に移動する。駆動軸36が回動可能範囲の他端部迄回動すると、送り歯34後端は送り歯穴19後端に位置する。布送り機構30は第三状態(図4参照)となる。
布送りモータ35は駆動軸36の回動方向を反転する。駆動軸36は左側面視時計回りに回動する。第一腕部41は駆動軸36の回動に伴い左側面視時計回りに回動する。連結部65は第一腕部41の回動に伴い後方位置から中間位置に移動する。第一腕部41と第二腕部42は上下方向に一直線上に位置する。作用腕部38は水平送り軸28を中心に左側面視時計回りに回動し、略水平に戻る。水平送り軸28は作用腕部38の回動に連動して左側面視時計回りに回動する。リンク部材50は水平送り軸28に連動して左側面視時計回りに回動し、送り台33は最前方に移動する。送り歯34前端は送り歯穴19前端に位置する。布送り機構30は第一状態(図2参照)に戻る。布送り機構30は第一〜第三状態の一方から他方まで動作することで、送り台33に前後方向の動作を付与する。
図5を参照し布送り機構30が布を後方に向けて送る動作を説明する。布送り機構30は第一〜第三状態の繰り返しと送り台33の上下動で布を送る。布送り機構30が第一状態の時(図2参照)、送り歯34は針板15上面と略一致する位置341にある。
主モータ13が駆動すると、偏心部39とリンク部材51は送り台33を上方に移動する。送り歯34は針板15上面から上方に突出する。布送りモータ35は駆動軸36を左側面視時計回りに回動する。動力伝達機構40は送り台33を後方に移動し、送り歯34は位置342を通過する。故に布送り機構30は布を後方に向けて送る。
主モータ13が駆動を続けると、偏心部39とリンク部材51は送り台33を下方に移動し、送り歯34は針板15上面と略一致する位置343に移動する。布送りモータ35の駆動軸36が回動範囲の一端部まで時計回りに回動すると、布送り機構30は第二状態(図3参照)になる。布送り機構30は布を送るのを止める。
偏心部39とリンク部材51は送り台33を更に下方に移動する。送り歯34は針板15上面から下方に下がる。布送りモータ35は駆動軸36の回動方向を反転して左側面視反時計回りに回動する。動力伝達機構40は送り台33を前方に移動し、送り歯34は位置344を通過する。送り歯34は針板15上面から下方に下がるので、布送り機構30は布を送らない。
主モータ13が駆動を続けると、偏心部39とリンク部材51は送り台33を上方に移動し、送り歯34は針板15上面と略一致する位置341に戻る。布送りモータ35が駆動軸36を左側面視反時計回りに回動するので、布送り機構30は第一状態に戻る(図2参照)。布送り機構30は上述の動作を繰り返し、布を後方に向けて送る。
図6及び図7を参照し針板15上に配置した布の布厚を検出する機構を説明する。アーム部4左端部は押え棒63、バネ71、押え足駆動機構(図示略)等を内部に備える。押え棒63はアーム部4内を上下方向に延び、下端がアーム部4下端から下方に突出する。押え棒63は下端に押え足17を装着する。押え棒63は上下方向の中央部に押え棒抱き59を備える。押え棒63は押え棒抱き59上側にバネ71を備える。摘み部74はアーム部4上端に設け且つバネ71上端に当接する。バネ71は押え棒抱き59を下方に付勢する。押え足駆動機構は膝操作レバー23(図1参照)に連結する。作業者が膝操作レバー23を右方に押すと、押え足駆動機構は押え棒抱き59を上方に移動し、押え足17は上昇する。作業者が膝操作レバー23を右方に押すのを止めると、バネ71は押え棒抱き59を下方に押圧するので、押え棒63に装着した押え足17は下降する。押え足17は針板15上に配置した布を下方に押圧する(図7参照)。
押え棒抱き59は左側面に板状部位591を備える。板状部位591は左面下部に磁石592を備える。アーム部4は板状部位591左面に対向する電気基板72を備える。電気基板72はアーム部4左端の取付板401(図6参照)に固定する。電気基板72と板状部位591は互いに離間する。電気基板72は右面にホールセンサ73を実装する。ホールセンサ73は駆動回路56、I/Oインターフェース(以下、I/Oという)48を介してCPU44に接続する(図9参照)。
ホールセンサ73は磁石592の磁界を検出する。磁石592の上下位置(昇降位置)は押え足17と押え棒63の上下位置(昇降位置)の変化に伴い変化する。ホールセンサ73が検出する磁界は磁石592の上下位置の変化に伴い変化する。故にホールセンサ73の出力電圧は変化する。CPU44はホールセンサ73の出力電圧の変化に応じて押え足17の上下位置を検出する。ROM45又は記憶装置49は、予め設定した布厚検出用の基準値を記憶する。基準値は、押え足17が針板15に当接する時のホールセンサ73の出力電圧である。CPU44は針板15と押え足17の間で布100を挟んだ状態(図8参照)のホールセンサ73の出力電圧と基準値を比較することで、押え足17の上下位置を検出する。CPU44は押え足17の上下位置に基づき、押え足17と針板15の間の布100の布厚を検出する。
図7を参照し布100の一例を説明する。布100は、薄物部101、厚物部102、及び段差部103を備えている。薄物部101は、1枚の布の部分である。厚物部102は、2枚の布が重なった部分であり、薄物部101よりも布厚が厚い。段差部103は、薄物部101の上面と、厚物部102の上面とを接続する段差であり、上側の布の後端面である。本実施形態では、薄物部101の布厚は2mmとし、厚物部102の布厚は4mmとする。
図8を参照し布厚軌跡200の一例を説明する。CPU44(図9参照)は後述するS26(図15参照)で布厚軌跡200と閾値を液晶パネル11に表示する。CPU44は、布100を搬送する場合にホールセンサ73の電圧に基づいて布厚を検出する。布厚軌跡200は、CPU44が検出する布100の布厚の変化を布100の搬送量と対応付けた軌跡である。図8に示す布厚軌跡200は、図7の布100を後方に向けて搬送した場合の布厚の軌跡である。布厚軌跡200において、X軸は布100の搬送量[mm]であり、Y軸は布厚[mm]である。布厚軌跡200は、薄部軌跡201、厚部軌跡202、及び段差軌跡203を含む。薄部軌跡201は、CPU44が薄物部101の布厚を検出した軌跡である。段差軌跡203は、CPU44が段差部103の布厚の変化を検出した軌跡である。厚部軌跡202は、CPU44が厚物部102の布厚を検出した軌跡である。CPU44は、布厚軌跡200上に、送り台の駆動についてのパラメータを変更する閾値を表す黒丸205を表示する。本実施形態におけるパラメータは図5に示す送り歯34の運動軌跡である。
図9を参照しミシン1の電気的構成を説明する。ミシン1の制御装置25はCPU44を備える。CPU44はミシン1の制御を司る。CPU44はROM45、RAM46、記憶装置49、I/O48とバスを介して接続する。ROM45はメイン処理、閾値設定処理、縫製処理、閾値変更処理等の各種処理を実行する為のプログラム等を記憶する。RAM46はプログラムを実行する為に必要な各種値を一時的に記憶する。記憶装置49は不揮発性記憶装置であり、薄物用軌跡データ80、厚物用軌跡データ90等のデータと各種値を記憶する。
I/O48はペダル22、操作部10に接続する。CPU44はペダル22の操作方向と操作量を取得する。CPU44は操作部10から作業者が入力した操作指示を取得する。I/O48は駆動回路52〜56に接続する。駆動回路52は液晶パネル11を駆動する。駆動回路55はタッチパッド12を駆動する。作業者は液晶パネル11を確認しながら操作部10又はタッチパッド12を操作し、ミシン1に指示を入力する。
駆動回路53はCPU44が入力するトルク指令信号に応じて主モータ13を駆動する。ミシン1は主モータ13の駆動軸(図示略)の回転角位相(以下、上軸角と称す)と回転速度を検出する為の主エンコーダ57を備える。主エンコーダ57は主モータ13の上軸角と回転速度の検出結果をI/O48を介してCPU44に出力する。
駆動回路54はCPU44が入力する布送り駆動信号に応じて布送りモータ35を駆動する。CPU44は布送りモータ35の駆動軸36の回転を制御し、送り台33を前後方向に移動する。布送りモータ35はパルスモータである。布送りモータ35の布送り駆動信号はパルス信号である。ミシン1は布送りモータ35の回転角位相(以下、布送り軸角と称す)と回転速度を検出する為の布送りエンコーダ58を備える。布送りエンコーダ58は布送りモータ35の布送り軸角と回転速度の検出結果をI/O48を介してCPU44に出力する。駆動回路56はホールセンサ73を駆動する。駆動回路56はホールセンサ73の出力電圧を増幅等し、I/O48を介してCPU44に出力する。
図10、図12、図13を参照し、薄物用軌跡データ80と送り歯34の運動軌跡を説明する。送り歯34の運動軌跡は、主モータ13と布送りモータ35の駆動による送り台33の動作に基づく軌跡である。薄物用軌跡データ80は布100における閾値より小さい布厚の部位を縫製する為のデータである。図10に示す如く、薄物用軌跡データ80は主モータ13の上軸角と布送りモータ35の布送り軸角を対応付けるデータである。薄物用軌跡データ80の上軸角と布送り軸角の対応関係は図12の破線801である。CPU44は上軸角と布送り軸角が薄物用軌跡データ80に示す対応関係になるように主モータ13と布送りモータ35を駆動制御する。即ちCPU44が薄物用軌跡データ80に基づいて主モータ13と布送りモータ35を駆動制御することで、送り歯34は図13に示す薄物用軌跡802に沿って移動する。
図12に示す如く、布送りモータ35の布送り軸角は−30°〜30°の範囲である。即ち駆動軸36の回動範囲は−30°〜30°である。布送り軸角が0°の時、布送り機構30は第一状態(図2)である。上軸角が0°〜720°に変化する間、布送り軸角は−30°〜30°の間で一往復する。即ち主モータ13の駆動軸が二回転する時、布送りモータ35の駆動軸36は一回往復回動する。この間、送り歯34は布100を二回搬送する。縫針8は主モータ13が一回転すると一針分縫製を行う。駆動軸36の回動範囲−30°〜30°の下限値と上限値は夫々布100の搬送量(図13の距離L)に比例して可変である。
上軸角と布送り軸角の対応関係が破線801上の符号802A、802B、802C、802D(図12参照)の時、送り歯34は夫々、薄物用軌跡802上の位置802A、802B、802C、802D(図13参照)にある。CPU44が破線801上の符号802Aから符号802Bに変化するように主モータ13と布送りモータ35を制御することで、送り歯34は針板15の下側を前方に向かって移動する(図13の矢印803)。送り歯34上部は針板15下側に位置するので送り歯34が布100に接触しない。故に送り歯34は布100を送らない。
CPU44が破線801上の符号802Bから符号802Cに変化するように主モータ13と布送りモータ35を制御することで、送り歯34は針板15上側を後方に向かって移動する(図13の矢印804)。送り歯34上部は針板15上側に位置するので送り歯34は針板15上の布100に接触する。故に送り歯34は布100を後方に送る。CPU44が破線801上の符号802Cから符号802Dに変化するように主モータ13と布送りモータ35を制御することで、送り歯34は矢印803の方向に移動する。CPU44が破線801上の符号802Dから符号802Aに変化するように主モータ13と布送りモータ35を制御することで、送り歯34は矢印804の方向に移動する。故に送り歯34は布100を後方に送る。
図11〜図13を参照し厚物用軌跡データ90と送り歯34の運動軌跡を説明する。厚物用軌跡データ90は布100における閾値以上の布厚の部位を縫製する為のデータである。図11に示す如く、厚物用軌跡データ90は主モータ13の上軸角と布送りモータ35の布送り軸角を対応付けるデータである。厚物用軌跡データ90の上軸角と布送り軸角との対応関係は図12の実線901である。CPU44は上軸角と布送り軸角が厚物用軌跡データ90に示す実線901になるように主モータ13と布送りモータ35を駆動制御する。即ちCPU44が厚物用軌跡データ90に基づいて主モータ13と布送りモータ35を駆動制御することで、送り歯34は図13に示す厚物用軌跡902に沿って移動する。
図12に示す如く、実線901上の符号902Lと902Bの間、符号902Cと902Eの間、符号902Fと902Hの間、符号902Iと902Kの間では布送り軸角が変化しない。即ち駆動軸36は停止する。上軸角と布送り軸角の対応関係が実線901上の符号902A〜902L(図12参照)の時、送り歯34は夫々、厚物用軌跡902上の位置902A〜902L(図13参照)にある。
CPU44が実線901上の符号902Aから符号902Bに変化するように主モータ13と布送りモータ35を制御することで、送り歯34は針板15下側を下方向に移動する。CPU44は布送りモータ35を停止するので、送り歯34は前後方向に移動しない。CPU44が実線901上の符号902Bから符号902Cに変化するように主モータ13と布送りモータ35を制御すると、送り歯34は針板15下側を前方に向かって移動する(図13の矢印903)。送り歯34上部は針板15下側に位置するので送り歯34が布100に接触しない。故に送り歯34は布100を送らない。
CPU44が実線901上の符号902C、符号902D、符号902Eの順に主モータ13と布送りモータ35を制御すると、送り歯34は針板15下側から上方向に移動する。CPU44は布送りモータ35を停止するので、送り歯34は前後方向に移動しない。CPU44が実線901上の符号902Eから符号902Fに変化するように主モータ13と布送りモータ35を制御すると、送り歯34は針板15上側を後方に向かって移動する(図13の矢印904)。送り歯34上部は針板15上側に位置するので送り歯34が針板15上の布100に接触する。故に送り歯34は布100を後方に送る。
CPU44が実線901上の符号902Fから符号902Gに変化するように主モータ13と布送りモータ35を制御すると、送り歯34は下方向に移動する。CPU44は布送りモータ35を停止するので、送り歯34は前後方向に移動しない。CPU44が符号902G、902H、902I、902J、902K、902L、902Aの順に変化するように主モータ13と布送りモータ35を制御すると、送り歯34は位置902A〜位置902Gに変化する時と同じ運動軌跡で駆動する(図13参照)。
送り歯34の上下方向の動作に対する送り歯34の水平方向への動作の開始タイミング、即ち布を搬送する動作の開始タイミング(以下、単に開始タイミングと称す)は薄物用軌跡802と厚物用軌跡902で異なる。送り歯34が薄物用軌跡802に沿って移動する時の開始タイミングは送り歯34が位置802B、802Dにある時である。即ち該開始タイミングは、送り歯34が上昇し且つ送り歯34上部の位置が針板15上面と同じ位置に至るタイミングである。送り歯34が厚物用軌跡902に沿って移動する時の開始タイミングは送り歯34が位置902E、902Kにある時である。即ち該開始タイミングは、送り歯34が上昇し、送り歯34上部が針板15上面より上側に突出したタイミングである。図12に示す如く、送り歯34が位置902E、902Kの時の上軸角は、送り歯34が位置802B、802Dの時の上軸角よりも夫々大きい。即ち送り歯34が厚物用軌跡902に沿って移動する時の開始タイミングは、送り歯34が薄物用軌跡802に沿って移動する時の開始タイミングに比べて遅い。
送り歯34の上下方向の動作に対する送り歯34の水平方向への動作の終了タイミング、即ち布100を搬送する動作の終了タイミング(以下、単に終了タイミングと称す)は薄物用軌跡802と厚物用軌跡902で異なる。送り歯34が薄物用軌跡802に沿って移動する時の終了タイミングは送り歯34が位置802A、802Cにある時である。即ち該終了タイミングは、送り歯34が下降し且つ送り歯34上部が針板15上面と同じ位置に至るタイミングである。送り歯34が厚物用軌跡902に沿って移動する時の終了タイミングは送り歯34が位置902F、902Lにある時である。即ち該終了タイミングは送り歯34上部が針板15上面より上側に位置し且つ送り歯34の搬送方向への移動が止まるタイミングである。図12に示す如く、送り歯34が位置902F、902Lの時の上軸角は送り歯34が位置802A、802Cの時の上軸角よりも夫々小さい。即ち送り歯34が厚物用軌跡902に沿って移動する時の終了タイミングは、送り歯34が薄物用軌跡802に沿って移動する時の終了タイミングに比べて早い。
送り歯34を上下方向に移動する主モータ13の駆動軸の回転速度は薄物用軌跡802と厚物用軌跡902で同じである。故に送り歯34が薄物用軌跡802の位置802A、802Cと位置802B、802Dの間を移動する時間は、送り歯34が厚物用軌跡902の位置902A、902Gと位置902D、902Jの間を移動する時間と同じである。送り歯34が前後方向に一往復することで布100を搬送する距離Lは、薄物用軌跡802と厚物用軌跡902で同じである。送り歯34が厚物用軌跡902に沿って移動する時の開始タイミングは、送り歯34が薄物用軌跡802に沿って移動する時の開始タイミングに比べて遅い。送り歯34が厚物用軌跡902に沿って移動する時の終了タイミングは、送り歯34が薄物用軌跡802に沿って移動する時の終了タイミングに比べて早い。故に送り歯34は厚物用軌跡902に沿って移動する時、薄物用軌跡802に沿って移動する時に比べて短時間で距離L分移動する。故に布100を距離L分移動する送り歯34の移動速度は、薄物用軌跡802に沿って移動する時より厚物用軌跡902に沿って移動する時の方が速い。
図14を参照しメイン処理を説明する。メイン処理は閾値の設定、閾値の変更、及び布100の縫製を実行する処理である。ミシン1の電源がオンすると、CPU44はROM45からメイン処理のプログラムを読み出し、RAM46に展開してメイン処理を開始する。
CPU44は操作部10からの入力に基づいて、閾値を設定する指示を検出したか否かを判断する(S11)。閾値を設定する指示を検出していない場合(S11:NO)、CPU44は操作部10からの入力に基づいて、閾値を変更する指示を検出したか否かを判断する(S12)。閾値を変更する指示を検出していない場合(S12:NO)、CPU44はペダル22からの入力に基づいて、縫製を開始する指示を検出したか否かを判断する(S13)。縫製を開始する指示を検出していない場合(S13:NO)、CPU44は処理をS11に戻す。作業者は操作部10を操作し、閾値を設定する指示、又は閾値を変更する指示を入力する。作業者はペダル22を踏み、縫製を開始する指示を入力する。閾値を設定する指示を検出した場合(S11:YES)、CPU44は、閾値設定処理を実行する(S14)。
図15を参照し閾値設定処理を説明する。閾値設定処理は布100の布厚に基づいて閾値を設定する処理である。閾値設定処理では、作業者はプーリ16を手で回す。ミシンは、プーリ16の回転に伴い、送り台33を駆動し、布100を搬送する。詳細には、プーリ16が回転すると、主モータ13の駆動軸が回転し、上軸角が変化する。CPU44は主エンコーダ57が出力する上軸角を取得する。CPU44は、取得した上軸角に対応する布送り軸角を薄物用軌跡データ80から取得し、布送りモータ35を駆動して駆動軸36が薄物用軌跡データ80から取得した布送り軸角になるように回動する。該場合、プーリ16の回転に伴い、送り台33と共に送り歯34が駆動し、布100を搬送する。尚、CPU44が参照する軌跡データは、厚物用軌跡データ90でもよいし、他の軌跡データでもよい。
閾値設定処理を開始すると、CPU44は駆動回路56が出力するホールセンサ73の出力電圧に基づいて押え足17の高さを取得する(S21)。即ちCPU44は布100の布厚を検出する。
CPU44はS21で検出した布厚と布100の搬送量を対応付け、RAM46に記憶する(S22)。布100の搬送量は、図13に示す距離Lであり、予め設定した値である。S21で検出した布厚と対応付けてRAM46に記憶する値は、例えば送り歯34が布100を搬送した回数でもよい。CPU44は操作部10からの入力に基づき、搬送終了の指示を検出したか否かを判断する(S23)。搬送終了の指示を検出していない場合(S23:NO)、CPU44は処理をS21に戻し、S21〜S23を繰り返す。作業者は、プーリ16による布100の搬送を停止した後、操作部10を操作し、搬送終了の指示を入力する。該場合、CPU44は搬送終了の指示を検出したと判断する(S23:YES)。
CPU44は、S21で検出した布100の布厚である第一布厚と、第一布厚より厚い第二布厚とに基づき、第一布厚と第二布厚との差分が所定以上か否かを判断する(S24)。本実施形態では、第一布厚は、S21で検出した布厚の最小値であるとする。第二布厚は、S21で検出した布厚の最大値であるとする。例えば、布100における薄物部101の布厚が2mm、厚物部102の布厚が4mmであるとする。該場合、第一布厚が2mm、第二布厚が4mmとなる。CPU44は、第一布厚と第二布厚の差分である2mmを算出し、該差分が所定以上か否かを判断する。本実施形態では、例えば所定の差分は0.5mmであるとする。
第一布厚と第二布厚との差分が所定以上である場合(S24:YES)、CPU44は、送り台の駆動についてのパラメータを変更する閾値を、第一布厚と第二布厚との間に設定する(S25)。本実施形態では、第一布厚と第二布厚の差分が2mmなので、所定以上である。CPU44は、例えば、第一布厚と第二布厚の差分である2mmに所定の係数(例えば0.3)を乗算して第一布厚に加算した値(上記の係数の場合2.6mm)を閾値とする。CPU44は設定した閾値をRAM46に記憶する。
CPU44は、S22で記憶した布厚と搬送量に基づく布厚軌跡200を液晶パネル11に表示し、S25で設定した閾値を示す黒丸205を布厚軌跡200上に表示する(S26)。図8に示すように、布厚軌跡200には、第一布厚2mm及び第二布厚4mmが含まれる。故に、CPU44は、S26を実行することで、S21で検出した第一布厚及び第二布厚と、S25で設定した閾値を作業者に報知する。
CPU44は閾値設定処理を終了し、処理をメイン処理のS11(図14参照)に戻す。第一布厚と第二布厚との差分が所定以上でない場合(S24:NO)、CPU44は、S22で記憶した布厚と搬送量に基づく布厚軌跡200を液晶パネル11に表示する(S27)。該場合、液晶パネル11に表示した布厚軌跡200上に閾値を示す黒丸205の表示はない。CPU44は閾値設定処理を終了し、処理をメイン処理のS11(図14参照)に戻す。作業者は、縫製を開始する場合、ペダル22を踏む。CPU44は、縫製を開始する指示を検出し(S11:NO、S12:NO、S13:YES)、縫製処理を実行する(S16)。
図16を参照し縫製処理について説明する。縫製処理は、ミシン1が布厚に応じて送り歯34の運動軌跡を変更しつつ、布100に縫製を行う処理である。CPU44は、ペダル22からの入力に応じて駆動回路52を制御して主モータ13の駆動を開始し(S31)、縫製を開始する。CPU44は駆動回路56が出力するホールセンサ73の出力電圧に基づいて押え足17の高さを検出する(S32)。即ちCPU44は布100の布厚を検出する。CPU44は、S32検出した布厚がS25(図15参照)で設定した閾値以上か否かを判断する(S33)。
布厚が閾値以上でない場合(S33:NO)、CPU44は、薄物用軌跡データ80に基づいて送り歯34を移動し、布100を搬送する(S34)。詳細には、CPU44は主エンコーダ57が出力する上軸角を取得する。CPU44は取得した上軸角に対応する布送り軸角を薄物用軌跡データ80(図10参照)から取得する。例えば取得した上軸角が1°の時、CPU44は布送り軸角15.226°を取得する。CPU44は布送りモータ35を駆動制御し、取得した布送り軸角になるように駆動軸36を回動する。CPU44は、ペダル22からの入力に基づき、縫製処理を終了するか否かを判断する(S36)。作業者がペダルを踏み込んでいる場合、CPU44は縫製を終了しないと判断し(S36:NO)、処理をS32に戻す。
薄物部101(図7参照)を縫製している間、布厚が閾値以下となるので、CPU44はS32〜S34、S36の処理を繰り返す。即ちCPU44は薄物用軌跡データ80に従って送り歯34を駆動する。故に送り歯34は薄物用軌跡802(図13参照)に沿って移動する。
押え足17が段差部103(図7参照)を登り始め、閾値である布厚2.6mm以上となると、CPU44はS32で検出した布厚が閾値以上であると判断する(S33:YES)。CPU44は厚物用軌跡データ90に基づいて送り歯34を移動し、布100を搬送する(S35)。詳細には、CPU44は主エンコーダ57が出力する上軸角を取得する。CPU44は厚物用軌跡データ90(図11参照)から取得した上軸角に対応する布送り軸角を取得する。例えば取得した上軸角が1°の時、CPU44は布送り軸角11.842°を取得する。CPU44は布送りモータ35を制御し、取得した布送り軸角になるように駆動軸36を回動する。CPU44は処理をS36に進める。
布厚が閾値以上になってから、厚物部102(図7参照)を縫製している間、布厚が閾値以上となるので、CPU44はS32、S33、S35、S36の処理を繰り返す。即ちCPU44は厚物用軌跡データ90に従って送り歯34を駆動する。故に送り歯34は厚物用軌跡902(図13参照)に沿って移動する。
作業者がペダルの踏み込みを停止した場合、CPU44は縫製を終了すると判断し(S36:YES)、駆動回路52を制御して主モータ13の駆動を停止する(S37)。CPU44は縫製処理を終了し、処理をメイン処理のS11(図14参照)に戻す。
作業者は、CPU44がS25(図15参照)で設定した閾値を変更する場合、操作部10を操作し、閾値を変更する指示を入力する。CPU44は閾値を変更する指示を検出し(S11:NO、S12:YES)、閾値変更処理を実行する(S15)。
図17を参照し閾値変更処理について説明する。閾値変更処理は、作業者の指示に基づき閾値を変更する処理である。CPU44は、閾値の変更を終了するか否かを判断する(S41)。作業者は閾値の変更を終了する場合、操作部10を操作し、閾値の変更を終了する指示を入力する。閾値の変更を終了しない場合(S41:NO)、CPU44は閾値を変更するか否かを判断する(S42)。閾値を変更しない場合(S42:NO)、CPU44は処理をS41に戻す。
閾値を変更する場合、作業者は、液晶パネル11に表示した布厚軌跡200(図8参照)における閾値を変更する位置を指で触り、変更する閾値を指示する。該場合、タッチパッド12が、作業者が指で触った位置を検出する。CPU44は、タッチパッド12からの入力を検出すると、閾値を変更すると判断する(S42:YES)。CPU44は、タッチパッド12が検出した位置が薄部軌跡201と厚部軌跡202の間にあるか否かを判断することで、変更する閾値が第一布厚と第二布厚の間の値であるか否かを判断する(S43)。変更する閾値が第一布厚と第二布厚の間の値でない場合(S43:NO)、CPU44はエラー表示を液晶パネル11に表示する(S44)。エラー表示は、例えば、「指定した閾値が、指定可能範囲外です。」のメッセージである。CPU44は処理をS41に戻す。
閾値が第一布厚と第二布厚の間の値である場合(S43:YES)、CPU44は、作業者がタッチパッド12を介して入力した指示に応じて閾値を変更する(S45)。例えば、作業者が、段差軌跡203(図8参照)における布厚3mmの位置を指で触った場合、CPU44は、3mmを変更後の閾値に設定する。CPU44は、変更後の閾値をRAM46に記憶する。
CPU44は、S45で変更した閾値を液晶パネル11に表示した布厚軌跡200上に表示する(S46)。例えば、図18に示すように、CPU44は、閾値が3mmであることを示す黒丸205を、布厚軌跡200上に表示する。図17に示すように、CPU44は処理をS41に戻す。作業者が操作部10を操作し、閾値の変更を終了する指示を入力すると、CPU44は閾値の変更を終了すると判断し(S41:YES)、閾値変更処理を終了する。図14に示すように、CPU44は処理をメイン処理のS11に戻す。作業者がペダル22を踏み込むと(S11:NO、S12:NO、S13:YES)、CPU44は上述の如く縫製処理を実行し(S16)、変更後の閾値3mmで薄物用軌跡データ80と厚物用軌跡データ90とを切り替えて縫製を実行する(図16のS32〜S36)。メイン処理はミシン1の電源がオフになると終了する。
以上の如くCPU44はメイン処理を行う。本実施形態では、CPU44は第一布厚と第二布厚を用いて閾値を設定するので(図15のS25)、閾値が縫製を行う布100の厚みに応じた値となる。CPU44はS25で設定した閾値で、送り台の駆動についてのパラメータである送り歯34の運動軌跡を切り替える(図16のS34とS35)。故に、ミシン1は閾値が予め記憶装置49等に記憶する固定値である場合に比べて、布厚が変化する段差部103において縫製品質が悪化する可能性を低減できる。
例えば、閾値が予め記憶装置49等に記憶する固定値である場合、又は閾値が予め決まっていない場合、作業者は何度も試し縫いを行って閾値を決定する必要がある。本実施形態では、一旦、CPU44が閾値を布厚に応じた値に設定するので(図15のS25)、作業者は、CPU44が設定した閾値を基準にして、閾値を変更することができる(図17のS45)。故に、閾値が予めROM45が記憶する固定値である場合、又は閾値が予め決まっていない場合に比べて、ミシン1は試し縫いの回数を低減することができる。
CPU44は液晶パネル11に布厚軌跡200を表示し、閾値を布厚軌跡200上に表示することで、S21で検出した第一布厚及び第二布厚と、S25で設定した閾値とを報知する(S26)。故に、作業者は第一布厚、第二布厚、閾値を容易に確認できる。故に、作業者はCPU44が報知した第一布厚、第二布厚、閾値を確認しながら容易に閾値を変更することができる。
CPU44が液晶パネル11に布厚軌跡200(図8参照)を表示し、閾値を布厚軌跡200上に表示するので(図15のS26)、作業者は、実際に縫製を行う布100における変化する布厚と、変化する布厚における閾値の位置とを容易に確認することができる。故に、作業者は、布厚軌跡200と閾値とを確認しながらタッチパッド12を操作し、容易に閾値を変更することができる。
CPU44は作業者が指示した閾値が第一布厚と第二布厚の間の値である場合のみ、閾値を変更するように制限する(図17のS43:YES、及びS45)。故に、CPU44は第一布厚と第二布厚の間以外の値に閾値を設定することを防止できる。
例えば、薄物部101(図7参照)を搬送する時と同じ運動軌跡で送り歯34が厚物部102を搬送する場合、薄物部101を搬送する場合に比べて、布100に対して送り歯34が滑る可能性が大きくなる。本実施形態では、CPU44は布厚が閾値以上の場合(図16のS33:YES)、厚物用軌跡902で送り歯34を駆動する(S35)。送り歯34が厚物用軌跡902に沿って移動する時の開始タイミングは、送り歯34が薄物用軌跡802に沿って移動する時の開始タイミングに比べて遅い。このため、布厚が閾値以上の場合、送り歯34が上方向に移動して、押え足17と送り歯34との間で布100の厚物部102をしっかり挟んだ後に、布100の搬送を開始することができる。故に、ミシン1は布100に対して送り歯34が滑る可能性を低減でき、より確実に布を搬送することができる。故に、ミシン1は縫製品質の悪化を防止できる。さらに、閾値が縫製を行う布100の厚みに応じた値であるので、閾値が予め記憶装置49等に記憶する固定値である場合に比べて、布厚が変化する段差部103において布100に対して送り歯34が滑り、縫製品質が悪化する可能性を低減できる。
上記実施形態において、布送りモータ35、動力伝達機構40、作用腕部38、水平送り軸28、リンク部材50、上下動力機構47は本発明の搬送機構の一例である。ホールセンサ73は本発明の布厚検出部の一例である。図16のS31〜S36で縫製を実行する処理を行うCPU44は本発明の縫製制御手段の一例である。図15のS21の処理を行うCPU44は本発明の第一布厚検出手段の一例である。S25の処理を行うCPU44は本発明の閾値設定手段の一例である。図16のS32の処理を行うCPU44は本発明の第二布厚検出手段の一例である。操作部10とタッチパッド12は本発明の入力部の一例である。S45の処理を行うCPU44は本発明の閾値変更手段の一例である。図15のS26の処理を行うCPU44は本発明の報知手段の一例である。図17のS43の処理を行うCPU44は本発明の閾値判断手段の一例である。S43でYES、S45の処理を行うCPU44は本発明の制限手段の一例である。上下動力機構47は本発明の第一動作機構の一例である。布送りモータ35、動力伝達機構40、作用腕部38、水平送り軸28、及びリンク部材50は本発明の第二動作機構の一例である。
上記実施形態は種々の変更が可能である。CPU44は第一布厚と第二布厚を用いて閾値を設定するが(図15のS25)、第一布厚と第二布厚の少なくとも一方を用いて第一布厚と第二布厚との間に閾値を設定すればよい。例えば、閾値は、第一布厚に所定の係数(例えば、0.2)を乗算し第一布厚に加算した値でもよい。閾値は、第二布厚に所定の係数(例えば、0.2)を乗算し第二布厚から減算した値でもよい。
本実施形態では、第一布厚が布厚の最小値であり、第二布厚が布厚の最大値である。しかし、第二布厚は第一布厚より大きい値であればよい。例えば、第一布厚は最小値を含んだ所定の範囲の布厚の平均値であってもよい。第二布厚は最大値を含んだ所定の範囲の布厚の平均値であってもよい。
薄物部101から厚物部102に向かって縫製する場合について説明したが、厚物部102から薄物部101に向かって縫製してもよい。本実施形態では、CPU44が布厚に応じて閾値を設定する。故に、閾値が予め設定されている固定値である場合に比べて、例えば、厚物用軌跡902から薄物用軌跡802に切り替わるタイミングが早すぎ、布100に対して送り歯34が滑るなどの不具合が発生する可能性を低減できる。故に、布厚が変化する段差部103周辺において縫製品質が悪化する可能性を低減できる。
本実施形態では、CPU44は布厚軌跡200と閾値を液晶パネル11に表示することで、第一布厚、第二布厚、閾値を布厚軌跡200と黒丸205で作業者に報知する。これに限らず、例えば、CPU44は、第一布厚、第二布厚、閾値を数値で液晶パネル11に表示することで報知してもよい。CPU44は第一布厚、第二布厚、閾値を報知しなくてもよい。
本実施形態では、CPU44は作業者が指示した閾値が第一布厚と第二布厚の間の値である場合のみ、閾値を変更するように制限する(S43:YES、及びS45)。しかし、CPU44は作業者が指示した閾値が第一布厚と第二布厚の間の値でなくても、閾値を変更するようにしてもよい。本実施形態では、CPU44は、作業者の指示に応じて閾値を変更するが、閾値を変更できなくてもよい。
CPU44がS21〜S23(図15参照)を実行する間、作業者がプーリ16を手回しして主モータ13の駆動軸を回転し、布送りモータ35を駆動して布100を搬送する。しかし、作業者は、ペダル22を操作して主モータ13の駆動軸を回転し、布送りモータ35を駆動して布100を搬送するようにしてもよい。
本実施形態では、送り歯34が厚物用軌跡902に沿って移動する時の終了タイミングは、送り歯34が薄物用軌跡802に沿って移動する時の終了タイミングに比べて早い。しかし、終了タイミングは、薄物用軌跡802と厚物用軌跡902で同じであってもよい。
本実施形態では、CPU44は、薄物用軌跡データ80と厚物用軌跡データ90を切り替えることで送り歯34の運動軌跡を変更するが、例えばCPU44は布送り軸角を算出する数式を用いて、送り歯34の運動軌跡を変更してもよい。
本実施形態では、送り台33の駆動についてのパラメータは、送り歯34の運動軌跡である。しかし、パラメータは、送り台33の駆動に関する設定であればよく、CPU44は、検出した布厚が閾値以上の場合に、布厚が閾値より小さい場合と異なるパラメータで送り台33を駆動すればよい。例えば、パラメータは、送り歯34が水平方向に駆動するピッチ(移動距離)であってもよい。布送りモータ35の駆動軸36の回動範囲の下限値と上限値は夫々送り歯34の水平方向への移動距離(図13の距離L)に比例して可変である。故に、布送りモータ35の駆動軸36の回動範囲の下限値と上限値とを変更することで、ピッチを変更できる。
例えば、薄物部101を搬送する時と同じピッチで厚物部102を搬送する場合、薄物部101を搬送する場合に比べて、布100に対して送り歯34が滑る可能性が大きくなる。該場合、布100の搬送量が減り、縫い目の長さが変わる可能性がある。故に、S35で送り歯34を駆動するピッチを、S34で送り歯34を駆動するピッチより長くするとよい。該場合、布厚が閾値以上となった場合(図16のS33:YES)、布厚が閾値より小さい場合に比べて送り歯34の駆動するピッチが長くなる(S35)。故に、布に対して送り歯34が滑り、布100の搬送量が減った場合でも、ピッチが長くなる分、搬送量を増やすことができる。故に、薄物部101を搬送する時と同じピッチで厚物部102を搬送する場合と比べて、縫い目の長さの変化量を低減することができる。該場合、変更するピッチは、薄物部101を搬送する場合のピッチに所定の係数を乗算すればよい。変更するピッチは、薄物部101を搬送する場合のピッチに応じて予めテーブル等で設定してあってもよい。本変形例の場合、図16のS31〜S36で縫製を実行する処理を行うCPU44は本発明の縫製制御手段の一例である。
例えば、パラメータは、送り歯34の運動軌跡と送り歯34が水平方向に駆動するピッチの両方であってもよい。該場合、CPU44は布厚が閾値以上の場合(図16のS33:YES)、厚物用軌跡で送り歯34を駆動し、且つ布厚が閾値より小さい場合に比べて送り歯34の駆動するピッチを長くすればよい(S35)。即ち、厚物用軌跡データ90は、布送りモータ35の駆動軸36の回動範囲を薄物用軌跡データ80よりも大きいデータにすればよい。