JP6477987B1 - sewing machine - Google Patents

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    • D05B47/04Automatically-controlled tensioning devices

Abstract

ミシン(100)は、縫い針(131)の針孔に挿通された上糸を捕捉することで上糸と下糸とを絡ませるかま(132)と、上糸を挿通した小孔を有する天秤(133)と、被縫製物を搬送する搬送手段(P1)と、被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえ(135)と、中押さえ(135)を駆動する駆動源(136)と、搬送手段(P1)が被縫製物を搬送する際に上糸が中押さえ(135)に接触することにより、上糸より中押さえ(135)に付与される負荷に基づき上糸張力を監視する張力監視部と、を備える。The sewing machine (100) captures the upper thread inserted through the needle hole of the sewing needle (131) to entangle the upper thread and the lower thread (132), and a balance having a small hole through which the upper thread is inserted. (133), conveying means (P1) for conveying the sewing object, intermediate presser (135) for preventing the sewing article from lifting, driving source (136) for driving the intermediate presser (135), and conveying means When the upper thread comes into contact with the intermediate presser (135) when (P1) conveys the workpiece, a tension monitoring unit monitors the upper thread tension based on the load applied to the intermediate presser (135) from the upper thread. And comprising.

Description

本発明は、縫製時に被縫製物を押圧する中押さえを備えるミシンに関する。The present invention relates to a sewing machine including an intermediate presser that presses a sewing object during sewing.

従来、ミシンの上糸は、アーム部やスタンドに設置した糸巻き等の供給源を始点として、上糸の消費部である縫い針を終点とする糸経路にそって供給される。Conventionally, the upper thread of the sewing machine is supplied along a thread path starting from a supply source such as a thread winding installed in an arm part or a stand and starting from a sewing needle that is a consumption part of the upper thread.

特許文献1では、上述した糸経路に圧電素子を設けることにより、縫製動作時に上糸の張力を検出する上糸張力検出器が示されている。また、特許文献1では、上糸と接触可能な位置に圧電素子を配置し、上糸が該圧電素子と接触することにより糸切れを検出するミシンについて記載されている。特許文献2では、上述した糸経路に歪みゲージを設けて、その出力に基づきミシン主軸の回転位相に対する上糸の張力波形を演算し、該張力波形の形状に応じて上糸の張力を調節する自動糸調子ミシンが公開されている。Patent Document 1 discloses an upper thread tension detector that detects the tension of an upper thread during a sewing operation by providing a piezoelectric element in the thread path described above. Patent Document 1 describes a sewing machine in which a piezoelectric element is arranged at a position where it can come into contact with an upper thread, and the thread breakage is detected when the upper thread comes into contact with the piezoelectric element. In Patent Document 2, a strain gauge is provided in the above-described yarn path, an upper yarn tension waveform with respect to the rotational phase of the sewing machine spindle is calculated based on the output, and the upper yarn tension is adjusted according to the shape of the tension waveform. An automatic thread tension sewing machine has been released.

特許文献3と4では、上糸張力調整装置や上糸調子手段を用いて、上糸の張力を検出するだけなく、縫製パターンに合わせて上糸の張力を制御するミシンが示されている。具体的に、特許文献3では、電磁アクチュエータ等で付与する押圧力やトルクにより、固定板と糸押え板とで挟持する上糸の抵抗力を縫製動作時に可変にする上糸張力調整装置が示されている。特許文献4では、風合いの良い刺繍製品を作成することを目的に、縫い目の幅と方向が常時変化する場合であっても、糸の張力を最適に調整する糸調子手段を備えたミシンが公開されている。また、特許文献3と4では、圧電素子又は検出用コイルにより糸張力を検出する上糸張力検出器(特許文献4では張力検出手段)の出力に基づき糸張力を調整するフィードバック制御の構成が記載されている。Patent Documents 3 and 4 show a sewing machine that not only detects the tension of the upper thread by using an upper thread tension adjusting device or an upper thread tension means, but also controls the tension of the upper thread in accordance with the sewing pattern. Specifically, Patent Document 3 discloses an upper thread tension adjusting device that makes the resistance force of an upper thread clamped between a fixing plate and a thread retainer plate variable during a sewing operation by a pressing force or torque applied by an electromagnetic actuator or the like. Has been. In Patent Document 4, for the purpose of creating an embroidery product having a good texture, a sewing machine having a thread tension means for optimally adjusting thread tension is disclosed even when the width and direction of the seam constantly change. Has been. Patent Documents 3 and 4 describe a feedback control configuration that adjusts the thread tension based on the output of an upper thread tension detector (a tension detecting means in Patent Document 4) that detects the thread tension by a piezoelectric element or a detection coil. Has been.

そして、特許文献5では、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し、天秤を駆動するモータの回転角度に応じて予め定められたトルクデータとモータに供給する電流値に基づき、上糸の張力を制御するミシンが公開されている。And in patent document 5, it comprises the separate motor for each individually driving machine elements, such as a needle bar, a balance, and a cloth presser, and torque data predetermined according to the rotation angle of the motor which drives a balance A sewing machine that controls the tension of the upper thread based on the current value supplied to the motor is disclosed.

ところで、上述した糸経路の終点の近傍には、縫い針の上昇時に被縫製物の浮き上がりを防止するため、一般に布押さえや中押さえと呼ばれる被縫製物の押圧装置が取り付けられる。特許文献6では、該押圧装置を駆動するモータの駆動力を制御することにより、被縫製物の押圧精度を改善するミシンが公開されている。特許文献7では、中押さえを駆動するモータの回転角度や駆動トルクの検出値に基づき被縫製物の厚さや硬さを検出するミシンが開示されている。By the way, in the vicinity of the end point of the above-described thread path, in order to prevent the sewing product from being lifted when the sewing needle is raised, a pressing device for the sewing product generally called a cloth presser or an intermediate presser is attached. In patent document 6, the sewing machine which improves the press precision of a to-be-sewn material is disclosed by controlling the drive force of the motor which drives this press apparatus. Patent Document 7 discloses a sewing machine that detects the thickness and hardness of a workpiece to be sewn based on a detected value of a rotation angle or driving torque of a motor that drives an intermediate presser.

このように特許文献1から5では、上糸張力に起因した糸切れや糸調子等の縫製品質の向上を目的として、縫製動作時に上糸張力を検出又は制御する装置を備えるミシンが公開されている。また、特許文献6と7では、押圧装置による被縫製物の押圧精度に起因した縫い締り精度等の縫製品質の向上を目的として、当該押圧装置の動作パターンを変更するミシンが公開されている。As described above, in Patent Documents 1 to 5, a sewing machine including a device for detecting or controlling the upper thread tension during the sewing operation is disclosed for the purpose of improving the quality of the sewing product such as thread breakage and thread tension caused by the upper thread tension. Yes. Further, Patent Documents 6 and 7 disclose a sewing machine that changes the operation pattern of the pressing device for the purpose of improving the quality of sewing products such as the sewing tightening accuracy due to the pressing accuracy of the sewing product by the pressing device.

特開平6−343784号公報JP-A-6-343784 特開平7−662号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-662 特開平11−47479号公報JP 11-47479 A 特開平7−661号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-661 特開2010−178785号公報JP 2010-178785 A 特開平11−19358号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-19358 特開2010−131175号公報JP 2010-131175 A

しかしながら、特許文献1から4に開示されるミシンで上糸の張力を検出する場合は、何れの場合も、圧電素子や歪みゲージ等で構成する糸張力検出装置やその設置治具、及び配線を設ける必要があるのでミシンの製造コストが増加する。また、経年変化にともなう検出器の感度や帯域の変化を較正する必要があるのでミシンの保守コストが増加する。また、糸経路に検出器を設ける場合は、糸経路の長大化や設置スペースの確保と言った構造設計上の制約をもたらし、ミシン頭部のレイアウトが制限される問題がある。また、特許文献5のミシンは、天秤を個別に駆動するモータを備える必要がある。要するに、特許文献1から5で開示される従来のミシンは、上糸張力の検出にあたって縫製機構へ追加する部品が多く、コスト及び設計制約の増大が問題となる。However, when the tension of the upper thread is detected by the sewing machine disclosed in Patent Documents 1 to 4, in any case, a thread tension detecting device constituted by a piezoelectric element, a strain gauge, etc., its installation jig, and wiring are used. Since it is necessary to provide the sewing machine, the manufacturing cost of the sewing machine increases. In addition, since it is necessary to calibrate changes in the sensitivity and bandwidth of the detector with aging, the maintenance cost of the sewing machine increases. In addition, when a detector is provided in the yarn path, there is a problem that the layout of the sewing machine head is restricted due to structural design restrictions such as lengthening of the yarn path and securing of installation space. Further, the sewing machine of Patent Document 5 needs to include a motor that individually drives the balance. In short, the conventional sewing machines disclosed in Patent Documents 1 to 5 have many parts to be added to the sewing mechanism when detecting the upper thread tension, which causes an increase in cost and design constraints.

一方、特許文献6と7に開示されるミシンは、押圧装置の動作パターンを変更することによって被縫製物の押圧精度を改善するため、上述した縫い締り精度等の縫製品質を向上させることができる。しかしながら、上糸の挙動、すなわち上糸の供給量や張力等を監視している訳では無いので、例えば糸切れが発生すれば縫い目が形成されずに縫製不良が発生する。また、外的要因により糸調子や風合いが乱れても縫製動作を継続する。特許文献6と7のミシンにおいて、糸調子や風合いと言った縫製品質を確認する際は、検査機器を使用する等して、一連の縫製動作が完了した後に仕上がり具合を確認する必要がある。要するに、特許文献6や7に開示される従来のミシンは、糸調子や縫い締り精度と言った縫製品質が改善されるように押圧装置を駆動するが、形成される縫い目の品質を保証することができないと言う問題があった。On the other hand, since the sewing machines disclosed in Patent Documents 6 and 7 improve the pressing accuracy of the sewing product by changing the operation pattern of the pressing device, the sewing product quality such as the above-described sewing tightening accuracy can be improved. . However, since the behavior of the upper thread, that is, the supply amount and tension of the upper thread is not monitored, for example, if a thread breakage occurs, a seam is not formed and a sewing failure occurs. Further, the sewing operation is continued even if the thread tension or the texture is disturbed by an external factor. In the sewing machines disclosed in Patent Documents 6 and 7, when checking the quality of the sewing product such as thread tension and texture, it is necessary to check the finished condition after a series of sewing operations is completed by using an inspection device or the like. In short, the conventional sewing machine disclosed in Patent Documents 6 and 7 drives the pressing device so as to improve the quality of the sewing product such as thread tension and sewing tightening accuracy, but guarantees the quality of the formed seam. There was a problem that I could not.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、追加部品の少ない簡素な構成で縫製動作を行いながら糸切れの発生を監視し、さらに糸調子や縫い締り精度といった縫製品質を保証することができるミシンを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and monitors the occurrence of thread breakage while performing a sewing operation with a simple configuration with few additional parts, and further guarantees the quality of the sewing product such as thread tension and sewing tightening accuracy. An object of the present invention is to provide a sewing machine that can be used.

本発明に係るミシンは、上糸を挿通する針孔を有する縫い針と、上糸を捕捉することで上糸と下糸とを絡ませるかまと、上糸を挿通する小孔を有し、小孔が下死点から上死点まで上昇することにより上糸を縫製対象である被縫製物から引き上げる天秤と、被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえと、中押さえを駆動する駆動源と、被縫製物を搬送する搬送手段と、搬送手段が被縫製物を搬送する際に上糸が中押さえに接触することにより、上糸より中押さえへ付与される負荷に基づき上糸張力を監視する張力監視部と、を備えるものである。The sewing machine according to the present invention has a sewing needle having a needle hole through which the upper thread is inserted, a hook that entangles the upper thread and the lower thread by capturing the upper thread, and a small hole through which the upper thread is inserted, A balance that pulls the upper thread from the sewing object to be sewn by raising the small hole from the bottom dead center to the top dead center, an intermediate presser that prevents the sewing product from being lifted, and a drive source that drives the intermediate presser The upper thread tension is monitored based on the load applied from the upper thread to the intermediate presser when the upper thread comes into contact with the intermediate presser when the transfer means transfers the sewing product. A tension monitoring unit.

本発明によれば、中押さえを介して上糸にかかる張力を検出することができ、縫製動作を実施するとともに縫製品質に関わる糸切れや縫い締り精度を追加部品の少ない簡素な構成で検知することができる。According to the present invention, the tension applied to the upper thread can be detected via the intermediate presser, and the sewing operation is performed and the thread breakage and the sewing tightening accuracy related to the quality of the sewing product are detected with a simple configuration with few additional parts. be able to.

実施の形態1に係るミシンの全体構成を示す斜視図1 is a perspective view showing the overall configuration of a sewing machine according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るミシンの搬送機構の詳細を示す斜視図The perspective view which shows the detail of the conveyance mechanism of the sewing machine which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るミシンの縫製機構を示す斜視図The perspective view which shows the sewing mechanism of the sewing machine which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るミシンの中押さえ駆動機構の詳細を示す斜視図The perspective view which shows the detail of the intermediate press drive mechanism of the sewing machine which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るミシンの上糸経路を示す斜視図The perspective view which shows the upper thread | yarn path | route of the sewing machine which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るミシンの制御構成を示すブロック図Block diagram showing a control configuration of the sewing machine according to the first embodiment 一般的な電子ミシンの動作を示すイメージ図Image diagram showing the operation of a general electronic sewing machine 実施の形態1に係るミシンの張力検出動作を示すイメージ図FIG. 3 is an image diagram illustrating a tension detection operation of the sewing machine according to the first embodiment. 一般的な電子ミシンと実施の形態1に係るミシンの縫い針と中押さえの動作パターンを示すタイミングチャートTiming chart showing operation pattern of sewing machine and intermediate presser of general electronic sewing machine and sewing machine according to embodiment 1 実施の形態1に係るミシンの動作を示すタイミングチャートTiming chart showing operation of sewing machine according to Embodiment 1 実施の形態1に係るミシンのPF軸モータ制御演算部の詳細を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing details of the PF shaft motor control calculation unit of the sewing machine according to the first embodiment. 実施の形態1に係るミシンのPF軸偏差抑制部の詳細を示すブロック図The block diagram which shows the detail of the PF axis deviation suppression part of the sewing machine which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るミシンの張力監視部の詳細を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing details of a tension monitoring unit of the sewing machine according to the first embodiment. 実施の形態2に係るミシンの動作を示すタイミングチャートTiming chart showing the operation of the sewing machine according to the second embodiment 実施の形態3に係るミシンの張力検出動作の課題を示すイメージ図An image diagram showing a problem of tension detection operation of the sewing machine according to the third embodiment 実施の形態3に係るミシンの動作を示すタイミングチャートTiming chart showing the operation of the sewing machine according to the third embodiment 実施の形態4に係るミシンのPF軸モータ制御演算部の詳細を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing details of a PF shaft motor control calculation unit of a sewing machine according to a fourth embodiment. 実施の形態4に係るミシンのPF軸偏差抑制部の詳細を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing details of the PF axis deviation suppressing unit of the sewing machine according to the fourth embodiment. 実施の形態1から4に係るミシンの制御盤の第1のハードウェア構成例を示す図The figure which shows the 1st hardware structural example of the control panel of the sewing machine which concerns on Embodiment 1-4. 実施の形態1から4に係るミシンの制御盤の第2のハードウェア構成例を示す図The figure which shows the 2nd hardware structural example of the control panel of the sewing machine which concerns on Embodiment 1-4.

以下に、本発明の実施の形態に係るミシンを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により、本発明が限定されるものではない。Hereinafter, a sewing machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
実施の形態1では、布や革などの縫製素材である被縫製物を、XYテーブル等の搬送装置で移動させながら縫製動作を行う工業用の電子ミシンの構成例を説明する。ただし、布押さえや中押さえ等の押圧装置を備え、かつ上糸が該押圧装置に接触するように被縫製物を搬送することが可能なミシンであれば、例えば一般ミシン、職業用ミシン、家庭用ミシン、刺繍機等であっても、本実施の形態の構成例を適用することができる。
Embodiment 1 FIG.
In the first embodiment, an example of a configuration of an industrial electronic sewing machine that performs a sewing operation while moving a workpiece to be sewn, such as cloth or leather, using a conveyance device such as an XY table will be described. However, as long as the sewing machine is equipped with a pressing device such as a cloth presser or an intermediate presser and is capable of transporting the sewing object so that the upper thread is in contact with the pressing device, for example, a general sewing machine, a professional sewing machine, a household sewing machine The configuration example of the present embodiment can be applied even to a sewing machine or an embroidery machine.

まず、図1から図5に基づき本実施の形態に係るミシン100の構成例を説明する。ただし、図1から図5では、右手系のXYZ座標において、縫い針が上下動する方向をZ軸方向とし、Z軸方向と直交する方向をX軸方向とし、Z軸方向とX軸方向の両者に直交する方向をY軸方向とする。X軸方向は、後述するベッドの長手方向に等しい。First, a configuration example of the sewing machine 100 according to the present embodiment will be described based on FIGS. 1 to 5. However, in FIGS. 1 to 5, in the XYZ coordinates of the right hand system, the direction in which the sewing needle moves up and down is the Z-axis direction, the direction orthogonal to the Z-axis direction is the X-axis direction, and the Z-axis direction and the X-axis direction are The direction orthogonal to both is the Y-axis direction. The X-axis direction is equal to the longitudinal direction of the bed described later.

図1に示すミシン100の主要部は、筐体機構P0と、図2に詳細を示す搬送機構P1と、制御装置P2と、図3に示す縫製機構P3とで構成される。 The main part of the sewing machine 100 shown in FIG. 1 includes a housing mechanism P0, a transport mechanism P1 shown in detail in FIG. 2, a control device P2, and a sewing mechanism P3 shown in FIG.

図1に示すように、ミシン100の筐体機構P0は、図3の縫製機構P3に含まれる上軸を格納するアーム101と、該上軸に連結した主軸モータを格納する主軸モータケース102と、アーム101の先端で縫製機構P3が縫製作業を行うミシン頭部103と、搬送機構P1に含まれるXYステージを格納するベッド104と、アーム101及びベッド104を設置床から支持する支持脚105と、ベッド104の上面に固定されて搬送機構P1に含まれる保持装置112を平面上で摺動自在に支持する滑り板106と、を備える。As shown in FIG. 1, the housing mechanism P0 of the sewing machine 100 includes an arm 101 for storing an upper shaft included in the sewing mechanism P3 of FIG. 3, and a main shaft motor case 102 for storing a main shaft motor connected to the upper shaft. A sewing machine head 103 on which the sewing mechanism P3 performs a sewing operation at the tip of the arm 101, a bed 104 for storing the XY stage included in the transport mechanism P1, and a support leg 105 for supporting the arm 101 and the bed 104 from the installation floor. And a sliding plate 106 that is fixed to the upper surface of the bed 104 and supports the holding device 112 included in the transport mechanism P1 slidably on a plane.

筐体機構P0は、ミシン100が動作する時の衝撃による機械的な破壊に耐え得るように設計した高剛性の鋼板や鋳物等の素形材、又は該衝撃を分散させて吸収する柔軟材で構成する。The housing mechanism P0 is a high-rigidity steel plate or casting shaped material designed to withstand mechanical destruction due to an impact when the sewing machine 100 operates, or a flexible material that disperses and absorbs the impact. Configure.

なお、図1では主軸モータの配置を陽に示すため、主軸モータケース102をアーム101の一端に連結させる形で構成しているが、アーム101の内側に図3の主軸モータ201を設置しても良い。また、図3の主軸モータ201は、アーム101の内側でなくとも、ミシン頭部103と一体化させる形で設置しても良い。In FIG. 1, in order to explicitly show the arrangement of the spindle motor, the spindle motor case 102 is configured to be connected to one end of the arm 101, but the spindle motor 201 of FIG. 3 is installed inside the arm 101. Also good. 3 may be installed so as to be integrated with the sewing machine head 103, not inside the arm 101.

図1に示すように、ミシン100の搬送機構P1は、XYステージ111と、保持装置112を備える。XYステージ111は、図2のX軸モータ113及びY軸モータ114によりそれぞれX軸方向及びY軸方向へ駆動され、XYステージ111の可動部に連結した保持装置112を滑り板106の水平面上で搬送する。As shown in FIG. 1, the transport mechanism P <b> 1 of the sewing machine 100 includes an XY stage 111 and a holding device 112. The XY stage 111 is driven in the X-axis direction and the Y-axis direction by the X-axis motor 113 and the Y-axis motor 114 in FIG. 2, respectively, and the holding device 112 connected to the movable part of the XY stage 111 is placed on the horizontal plane of the sliding plate 106. Transport.

本実施の形態において、X軸モータ113とY軸モータ114は、ベッド104の側面に装着するサーボモータであり、それぞれX軸駆動機構115とY軸駆動機構116を駆動する。XYステージ111は、図2に詳細を示すように、X軸モータ113及びY軸モータ114をそれぞれX軸方向及びY軸方向の駆動源とし、XYステージ111の可動部に連結した保持装置112を滑り板106上の水平面内で搬送する。X軸駆動機構115は、保持装置112が連結された移動レース115aを可動部とし、Y軸駆動機構116は、保持装置112が連結されたY軸ガイド116aを可動部とする。In the present embodiment, the X-axis motor 113 and the Y-axis motor 114 are servo motors mounted on the side surfaces of the bed 104, and drive the X-axis drive mechanism 115 and the Y-axis drive mechanism 116, respectively. As shown in detail in FIG. 2, the XY stage 111 includes a holding device 112 connected to a movable portion of the XY stage 111 using the X-axis motor 113 and the Y-axis motor 114 as drive sources in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. It is conveyed in a horizontal plane on the sliding plate 106. The X-axis drive mechanism 115 uses the moving race 115a connected to the holding device 112 as a movable portion, and the Y-axis drive mechanism 116 uses the Y-axis guide 116a connected to the holding device 112 as a movable portion.

X軸モータ113とY軸モータ114には、固定子に対する回転子の角度や角速度等の回転情報を検出する回転情報検出器117と118がそれぞれ取り付けられる。本実施の形態では、回転情報検出器117と118が固定子に対する回転子の角度を検出する光学式エンコーダであるものとして記載する。回転子の角速度及び角加速度は、検出した角度信号を微分演算して求められる。Rotation information detectors 117 and 118 for detecting rotation information such as the angle and angular velocity of the rotor with respect to the stator are attached to the X-axis motor 113 and the Y-axis motor 114, respectively. In the present embodiment, the rotation information detectors 117 and 118 are described as optical encoders that detect the angle of the rotor with respect to the stator. The angular velocity and angular acceleration of the rotor are obtained by differentiating the detected angle signal.

XYステージ111に連結される保持装置112は、押さえ台112a、送り板112b、外押さえ112c、エアシリンダ112dを含む。押さえ台112aは、移動レース115aとY軸ガイド116aとXYステージ111側で連結され、他端の滑り板106側は送り板112b及び外押さえ112cと連結される。送り板112bは、滑り板106の上面に配置され、XYステージ111の駆動にともない滑り板106上を摺動自在に移動する。ミシン100により縫い目を形成する対象物である被縫製物は、送り板112bと外押さえ112cとの間に配置され、外押さえ112cが送り板112bに対して鉛直下向きに押圧することで保持装置112により保持される。The holding device 112 connected to the XY stage 111 includes a presser base 112a, a feed plate 112b, an outer presser 112c, and an air cylinder 112d. The presser base 112a is connected to the moving race 115a, the Y-axis guide 116a, and the XY stage 111 side, and the slide plate 106 side at the other end is connected to the feed plate 112b and the outer presser 112c. The feed plate 112 b is disposed on the upper surface of the sliding plate 106 and moves slidably on the sliding plate 106 as the XY stage 111 is driven. A workpiece to be sewn by the sewing machine 100 is disposed between the feed plate 112b and the outer presser 112c. The outer presser 112c presses the feed plate 112b vertically downward to hold the holding device 112. Held by.

保持装置112は、エアシリンダ112dを駆動源として、被縫製物の保持と不保持の切り替えを行う。保持装置112は、被縫製物に対する縫い針の挿針位置が、ミシン100の使用者が指定する特定の位置になるように、被縫製物を保持し搬送する搬送作業を行う。The holding device 112 performs switching between holding and non-holding of the sewing product using the air cylinder 112d as a drive source. The holding device 112 performs a transport operation for holding and transporting the sewing product so that the insertion position of the sewing needle with respect to the sewing product is a specific position designated by the user of the sewing machine 100.

本実施の形態では、保持装置112の保持力を確保するため、エアシリンダ112dを用いて空気圧を調整するが、これに限定されずに電磁式プレスや油圧式プレスを用いて被縫製物を保持しても良い。また、搬送機構P1の構成は図2に限定されず、例えば送り歯により被縫製物を縫い針に対して搬送する他種のミシン、又はロボットにより被縫製物を搬送するミシンであっても本実施の形態に示す上糸張力の検出手法を適用することができる。また、図2では、X軸駆動機構115及びY軸駆動機構116をベルトプーリ機構で構成するが、これに限定されることは無く、ボールねじ機構やボールスプライン機構を使用しても良い。また、XYステージ111の駆動源は、回転電機に限定されず、複数のリニアモータ、平面モータ、球面モータ等を使用しても良い。In this embodiment, the air pressure is adjusted using the air cylinder 112d in order to secure the holding force of the holding device 112, but the invention is not limited to this, and the workpiece is held using an electromagnetic press or a hydraulic press. You may do it. Further, the structure of the transport mechanism P1 is not limited to that shown in FIG. The upper thread tension detection method shown in the embodiment can be applied. In FIG. 2, the X-axis drive mechanism 115 and the Y-axis drive mechanism 116 are constituted by belt pulley mechanisms, but the present invention is not limited to this, and a ball screw mechanism or a ball spline mechanism may be used. Further, the drive source of the XY stage 111 is not limited to the rotating electrical machine, and a plurality of linear motors, planar motors, spherical motors, and the like may be used.

ミシン100の制御装置P2は、操作盤121、制御盤122及びフットスイッチ123を備える。ミシン100の使用者は、操作盤121で作成する縫製パターンデータ等の縫製データに基づき、ミシン100を駆動する縫製指令信号を操作盤121から制御盤122へ与える。制御盤122は、搬送機構P1による前記搬送作業を制御し、さらに、後述する縫製機構P3による縫製作業の速度とタイミングとを制御する。フットスイッチ123は、ミシン100の使用者がボタンやタッチパネル等を押下する操作を受けて、ミシン100による縫製作業を開始する動作開始信号と、保持装置112による被縫製物の保持と不保持との切り替えを行う保持信号と、を制御盤122へ出力する。制御装置P2の動作については、縫製機構P3の詳細を説明した後に記載する。The control device P2 of the sewing machine 100 includes an operation panel 121, a control panel 122, and a foot switch 123. A user of the sewing machine 100 gives a sewing command signal for driving the sewing machine 100 from the operation panel 121 to the control panel 122 based on sewing data such as sewing pattern data created on the operation panel 121. The control panel 122 controls the conveyance work by the conveyance mechanism P1, and further controls the speed and timing of the sewing work by the sewing mechanism P3 described later. The foot switch 123 includes an operation start signal for starting a sewing operation by the sewing machine 100 when a user of the sewing machine 100 presses a button, a touch panel, or the like, and holding and non-holding of a sewing object by the holding device 112. A holding signal for switching is output to the control panel 122. The operation of the control device P2 will be described after the details of the sewing mechanism P3 are described.

次に、図3から図5を用いて本実施の形態に係るミシン100の縫製機構P3の詳細を説明する。図3に示すように、縫製機構P3は、針孔を有する縫い針131と、上糸を捕捉して上糸と下糸とを絡ませるかま132と、上糸を被縫製物から引き上げることで形成する縫い目の縫い締めを行う天秤133と、縫い針131とかま132と天秤133を駆動する駆動源である主軸モータ134と、被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえ135と、中押さえ135の駆動源である中押さえモータ136と、を備える。また、縫製機構P3は、図5(B)に示すように、上糸の張力を調整するプリテンション162及びメインテンション163を含む。Next, details of the sewing mechanism P3 of the sewing machine 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, the sewing mechanism P3 includes a sewing needle 131 having a needle hole, a hook 132 that catches the upper thread and entangles the upper thread and the lower thread, and pulls the upper thread from the sewing product. A balance 133 for sewing the seam to be formed, a sewing needle 131, a hook 132, a spindle motor 134 as a driving source for driving the balance 133, an intermediate presser 135 for preventing the sewing product from being lifted, and an intermediate presser 135 An intermediate presser motor 136 serving as a drive source. The sewing mechanism P3 includes a pretension 162 and a main tension 163 that adjust the tension of the upper thread, as shown in FIG.

縫い針131は、縫い目を形成した際に上側の糸となる上糸が挿通された針孔131aを有し、主軸モータ134を駆動源としてZ軸方向で上下動する。縫い針131は、上死点から下降して被縫製物に挿針された後に下死点に達し、その後、縫い針131が下死点から上死点へ向かって上昇する間に被縫製物から抜針される。縫い針131は、下死点に到達した後、被縫製物から抜針されるまでの間にかま132と協調し、縫い目を形成した際に被縫製物の下側の糸となる下糸と前記上糸とを絡ませる。その後、縫い針131の針孔131aが被縫製物から抜針されることで、上糸は被縫製物の上面へ引き出される。The sewing needle 131 has a needle hole 131a through which an upper thread, which is an upper thread when a seam is formed, and moves up and down in the Z-axis direction using a spindle motor 134 as a drive source. The sewing needle 131 descends from the top dead center, reaches the bottom dead center after being inserted into the sewing product, and then the sewing product 131 while the sewing needle 131 rises from the bottom dead center toward the top dead center. The needle is pulled out from. The sewing needle 131 cooperates with the hook 132 after reaching the bottom dead center until the needle is removed from the sewing product, and when the seam is formed, a lower thread that becomes a lower thread of the sewing product is formed. The upper thread is entangled. Thereafter, the needle hole 131a of the sewing needle 131 is withdrawn from the sewing product, whereby the upper thread is pulled out to the upper surface of the sewing product.

主軸モータ134には、固定子に対する回転子の角度及び角速度等の回転情報を検出する回転情報検出器137が取り付けられる。本実施の形態では、回転情報検出器137が主軸モータ134の固定子に対する回転子の角度を検出する光学式エンコーダであるものとして記載する。主軸モータ134は、アーム101に固定され、主軸モータ134の回転子には、シャフト形状の上軸139の一端がカップリング138を介して連結される。A rotation information detector 137 that detects rotation information such as the angle and angular velocity of the rotor with respect to the stator is attached to the spindle motor 134. In the present embodiment, the rotation information detector 137 is described as an optical encoder that detects the angle of the rotor with respect to the stator of the spindle motor 134. The main shaft motor 134 is fixed to the arm 101, and one end of a shaft-shaped upper shaft 139 is connected to the rotor of the main shaft motor 134 via a coupling 138.

上軸139の回転運動は、カップリング138が連結されていない上軸139の他端に装着された天秤駆動機構140及び針棒駆動機構141を介して、針棒142の上下動へ変換される。針棒142の先端には縫い針131が装着されており、針棒142の上下動にともない縫い針131がZ軸方向で上下動する。この主軸モータ134を駆動源として縫い針131を上下動する針棒駆動機構141は、針棒クランク、連接棒、針棒抱き等で構成されるが、これは周知の技術であるため、拡大図等を用いたその他の説明は省略する。The rotational movement of the upper shaft 139 is converted into the vertical movement of the needle bar 142 via the balance driving mechanism 140 and the needle bar driving mechanism 141 attached to the other end of the upper shaft 139 to which the coupling 138 is not connected. . A sewing needle 131 is attached to the tip of the needle bar 142, and the sewing needle 131 moves up and down in the Z-axis direction as the needle bar 142 moves up and down. The needle bar drive mechanism 141 that moves the sewing needle 131 up and down using the main shaft motor 134 as a drive source includes a needle bar crank, a connecting bar, a needle bar hug, and the like. Other explanations using etc. are omitted.

かま132は、剣先を有する外かまと、下糸が巻かれたボビンと、外かまからボビンが抜け落ちないようボビンを収納するボビンケース143とで構成する。本実施の形態では、かま132として全回転かまを採用する場合を示すが、本発明はこれに限定されない。例えば、かま132は半回転かまでも良く、また水平かまでも垂直かまでも問題はない。The hook 132 includes an outer hook having a sword, a bobbin around which a lower thread is wound, and a bobbin case 143 that houses the bobbin so that the bobbin does not fall out of the outer hook. In the present embodiment, a case where a full rotation hook is adopted as the hook 132 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the hook 132 may be half-turned, and there is no problem whether it is horizontal or vertical.

かま132は、主軸モータ134を駆動源とする。図3において、上軸139の一端とカップリング138の連結部の近傍には、上軸139に上軸プーリ144が同心円状に装着されており、駆動側である上軸プーリ144はタイミングベルト145を介して従動側の下軸プーリ146を回転させる。下軸プーリ146は、シャフトを介して大径ギヤ147を回転させ、大径ギヤ147と噛合する小径ギヤ148を回転させる。このように構成することで、小径ギヤ148に連結されたシャフト形状の下軸149は、上軸139に対して二倍の速度で回転する。かま132と下軸149は、下軸149に小径ギヤ148が勘合されていない方の軸端で連結されており、かま132は主軸モータ134が回転することで、縫い針131が上下動を行う二倍の周波数で回転する。このとき、かま132の剣先は、縫い針131が下降して被縫製物に挿針され、下死点に到達した後から上死点に向かって上昇している最中に、縫い針131の針孔に通された上糸が形成する輪を捕捉する。全回転かまの構成は、周知の技術であるため、拡大図等を用いたその他の説明は省略する。The hook 132 uses a spindle motor 134 as a drive source. In FIG. 3, an upper shaft pulley 144 is concentrically mounted on the upper shaft 139 in the vicinity of one end of the upper shaft 139 and the coupling portion 138, and the upper shaft pulley 144 on the driving side is connected to the timing belt 145. The lower shaft pulley 146 on the driven side is rotated via The lower shaft pulley 146 rotates the large diameter gear 147 via the shaft, and rotates the small diameter gear 148 that meshes with the large diameter gear 147. With this configuration, the shaft-shaped lower shaft 149 connected to the small-diameter gear 148 rotates at a speed twice that of the upper shaft 139. The hook 132 and the lower shaft 149 are connected to the lower shaft 149 at the shaft end where the small-diameter gear 148 is not fitted, and the sewing needle 131 moves up and down as the main shaft motor 134 rotates. Rotates at twice the frequency. At this time, the sword tip of the hook 132 is moved to the top dead center after the sewing needle 131 is lowered and inserted into the sewing product and reaches the bottom dead center. The loop formed by the upper thread passed through the needle hole is captured. Since the configuration of the full rotation shuttle is a well-known technique, other description using an enlarged view or the like is omitted.

天秤133は、主軸モータ134を駆動源とし、クランクや天秤ロッドにより構成する天秤駆動機構140に連結される。天秤133は、ベルクランクの形状をした金属素材の剛体であり、一端には上糸を挿通するための小孔133aが設けられ、その他端は上軸139に連結されたクランクに対して回動可能に接続される。ベルクランク形状における屈曲部には、一端がアーム101に対して回動可能に接続された天秤ロッドの他端が連結される。このように構成することで、天秤133は主軸モータ134と同期して回動する上軸139により駆動され、縫い針131と天秤133の上下動の1周期が等しくなる。天秤133の小孔133aは、通常、縫い針131の上死点よりも主軸モータ134の回転角度が60度程遅れたときに上死点に到達するよう駆動される。この天秤133を駆動する天秤駆動機構140の構成は、周知の技術であるため、拡大図等を用いたその他の説明は省略する。The balance 133 is connected to a balance driving mechanism 140 constituted by a crank and a balance rod using a spindle motor 134 as a drive source. The balance 133 is a rigid body made of a metal material in the shape of a bell crank. One end is provided with a small hole 133a for inserting an upper thread, and the other end is rotated with respect to a crank connected to the upper shaft 139. Connected as possible. The bent portion in the bell crank shape is connected to the other end of a balance rod whose one end is rotatably connected to the arm 101. With this configuration, the balance 133 is driven by the upper shaft 139 that rotates in synchronization with the main shaft motor 134, and one cycle of the vertical movement of the sewing needle 131 and the balance 133 becomes equal. The small hole 133a of the balance 133 is normally driven to reach the top dead center when the rotation angle of the spindle motor 134 is delayed by about 60 degrees from the top dead center of the sewing needle 131. Since the configuration of the balance driving mechanism 140 for driving the balance 133 is a well-known technique, other description using an enlarged view and the like is omitted.

次に、図4を用いて本実施の形態に係る中押さえ135の駆動機構について説明する。中押さえ135は、回転情報検出器150を備える中押さえモータ136を駆動源とし、中押さえ駆動機構151に接続される。中押さえ駆動機構151は、ミシン100のPF(Pressure Foot)軸を駆動する。中押さえモータ136は、回転情報検出器150を備え、中押さえモータ136の固定子に対する回転子の角度又は速度を検出する。本実施の形態では、回転情報検出器150が固定子に対する回転子の角度を検出する工学式エンコーダであるものとして記載する。Next, the drive mechanism of the intermediate presser 135 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The intermediate presser 135 is connected to the intermediate presser drive mechanism 151 by using an intermediate presser motor 136 including the rotation information detector 150 as a drive source. The intermediate press drive mechanism 151 drives a PF (Pressure Foot) shaft of the sewing machine 100. The intermediate presser motor 136 includes a rotation information detector 150 and detects the angle or speed of the rotor with respect to the stator of the intermediate presser motor 136. In the present embodiment, the rotation information detector 150 is described as an engineering encoder that detects the angle of the rotor with respect to the stator.

中押さえ駆動機構151は、ピニオン152と、ラック153と、スライドガイド154と、スライダ155と、中押さえ棒抱き156と、中押さえ棒157と、を含む。The intermediate press drive mechanism 151 includes a pinion 152, a rack 153, a slide guide 154, a slider 155, an intermediate press bar holding 156, and an intermediate press bar 157.

本実施の形態において、中押さえモータ136はアーム101に固定したサーボモータであり、その回転子には小口径の円形歯車形状をしたピニオン152の中心に設けた小円状の穴が勘合されている。ピニオン152の歯は、ラック153の歯と噛合し、中押さえモータ136の回転運動をラック153の並進運動に変換する。ラック153は、スライダ155に連結され、スライダ155はスライドガイド154によりZ軸方向で摺動自在に上下動するよう案内される。スライダ155には、中押さえ棒抱き156がボルトで締結されており、中押さえ棒157が中押さえ棒抱き156に挿通されて締め固められている。中押さえ135は、中押さえ棒157の先端に取り付けられており、中押さえ棒157がZ軸方向に上下動することで中押さえ135が上下方向に駆動される。中押さえ135の先端には円状の貫通孔135aを設けており、貫通孔135aには縫い針が挿通される。このように構成することにより、ミシン100は、中押さえモータ136の回転を制御することで、中押さえ135の高さを他の縫製機構に対して独立に駆動する。In the present embodiment, the intermediate presser motor 136 is a servo motor fixed to the arm 101, and a small circular hole provided at the center of a pinion 152 having a small-diameter circular gear shape is fitted to the rotor thereof. Yes. The teeth of the pinion 152 mesh with the teeth of the rack 153 and convert the rotational movement of the intermediate presser motor 136 into the translational movement of the rack 153. The rack 153 is coupled to the slider 155, and the slider 155 is guided by the slide guide 154 so as to move up and down slidably in the Z-axis direction. An intermediate presser bar holder 156 is fastened to the slider 155 with bolts, and an intermediate presser bar 157 is inserted into the intermediate presser bar holder 156 and compacted. The intermediate presser 135 is attached to the tip of the intermediate presser bar 157, and the intermediate presser bar 157 moves up and down in the Z-axis direction to drive the intermediate presser 135 in the vertical direction. A circular through hole 135a is provided at the tip of the intermediate presser 135, and a sewing needle is inserted into the through hole 135a. By configuring in this way, the sewing machine 100 controls the rotation of the intermediate presser motor 136 to drive the height of the intermediate presser 135 independently of the other sewing mechanisms.

本実施の形態では、中押さえモータ136に回転型のサーボモータ、すなわち環状の固定子及び円柱状の回転子を備える回転電機を使用し、ラックとピニオンにより回転子の回転運動を中押さえ135の並進運動へ変換する。しかしながら、中押さえ135の駆動源は、サーボモータ又はステッピングモータといった回転電機に限定されず、リニアモータやボイスコイルモータ等の並進駆動を直接実現するアクチュエータであってもよい。これらを使用することで、ラックとピニオン機構による動力の伝達率の損失を低減することができる。また、機構が簡素化されることによりバックラッシや摩擦の影響が少なくなるため、中押さえ135が外部から受ける外力をアクチュエータの挙動から把握し易くすることができる。In the present embodiment, a rotary servo motor, that is, a rotating electric machine having an annular stator and a cylindrical rotor is used as the intermediate presser motor 136, and the rotary motion of the rotor is controlled by the rack and pinion. Convert to translational motion. However, the drive source of the intermediate press 135 is not limited to a rotating electric machine such as a servo motor or a stepping motor, and may be an actuator that directly realizes translational drive such as a linear motor or a voice coil motor. By using these, it is possible to reduce power transmission loss due to the rack and pinion mechanism. Further, since the influence of backlash and friction is reduced by simplifying the mechanism, the external force that the intermediate presser 135 receives from the outside can be easily grasped from the behavior of the actuator.

次に、図5(A)、(B)に基づき、ミシン100の上糸経路と張力の制御に係る縫製機構について説明する。図5(A)は、ミシン100における全体の上糸経路を示す全体図であり、図5(B)は、ミシン頭部103における上糸経路を示す拡大図である。
ミシン100の使用者は、ミシン100で縫製動作を実施する前に、縫い目を形成した際に上側の糸となる上糸Tを、上糸Tの供給源である糸巻き159から消費部である縫い針131までの上糸経路に沿って供給する。上糸経路は、糸巻きスタンド158に立てた糸巻き159を始点として、上糸ガイド160及び161と、プリテンション162と、メインテンション163と、天秤133の小孔133aと、上糸ガイド164、165、166の順に経由し、縫い針131の先端に設けられた針孔131aを終点とする。縫い針131は、中押さえ先端部の円筒形状部に設けた貫通孔135aに挿通されるので、針孔131aに挿通された上糸Tも貫通孔135aに挿通される。上糸ガイド160、161、164、165、166は、上糸Tを挿通する通し穴であり、上糸Tが絡まったり解れたりしないように上糸Tをアーム101に沿って案内する。上糸Tの張力は、プリテンション162及びメインテンション163の構成部品であるバネと、糸を挟持する板により付与される。
Next, based on FIGS. 5A and 5B, a sewing mechanism related to the control of the upper thread path and tension of the sewing machine 100 will be described. FIG. 5A is an overall view showing the entire upper thread path in the sewing machine 100, and FIG. 5B is an enlarged view showing the upper thread path in the sewing machine head 103.
The user of the sewing machine 100 sews the upper thread T, which is the upper thread when the seam is formed, from the thread winding 159 that is the supply source of the upper thread T to the consuming part before performing the sewing operation with the sewing machine 100. Supply along the upper thread path to the needle 131. The upper thread path starts from the thread winding 159 raised on the thread winding stand 158, and the upper thread guides 160 and 161, the pretension 162, the main tension 163, the small hole 133a of the balance 133, and the upper thread guides 164, 165, Through the order of 166, the needle hole 131a provided at the tip of the sewing needle 131 is the end point. Since the sewing needle 131 is inserted through the through hole 135a provided in the cylindrical portion of the intermediate presser tip, the upper thread T inserted through the needle hole 131a is also inserted into the through hole 135a. The upper thread guides 160, 161, 164, 165, and 166 are through holes through which the upper thread T is inserted, and guide the upper thread T along the arm 101 so that the upper thread T is not tangled or unwound. The tension of the upper thread T is applied by a spring that is a component of the pretension 162 and the main tension 163 and a plate that holds the thread.

次に、図6を用いて、本実施の形態に係るミシン100の制御構成について説明する。図6は、実施の形態1に係るミシンの制御構成を示すブロック図である。符号122Aで示す制御盤は図1に示す制御盤122に相当する。Next, the control configuration of the sewing machine 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram illustrating a control configuration of the sewing machine according to the first embodiment. A control panel denoted by reference numeral 122A corresponds to the control panel 122 shown in FIG.

図6に示すように、ミシン100の操作盤121は、表示器121aと、プロセッサ121bと、縫製パターンデータD1を記憶する記憶装置121cと、入力装置121dと、を備える。ミシン100の使用者は、表示器121aを参照しながら押下式のボタン又はタッチパネル等で構成する入力装置121dを操作して、縫製パターンデータD1を一針毎に入力する。これにより、縫製パターンデータD1が記憶装置121cに保存される。操作盤121のオペレーティングシステムは、プロセッサ121bにより運用される。記憶装置121cに保存された縫製パターンデータD1を使用することにより、縫製パターンの作成、編集及び複製が容易となる。As shown in FIG. 6, the operation panel 121 of the sewing machine 100 includes a display 121a, a processor 121b, a storage device 121c that stores sewing pattern data D1, and an input device 121d. The user of the sewing machine 100 inputs the sewing pattern data D1 for each stitch by operating the input device 121d configured by a push button or a touch panel while referring to the display 121a. As a result, the sewing pattern data D1 is stored in the storage device 121c. The operating system of the operation panel 121 is operated by the processor 121b. By using the sewing pattern data D1 stored in the storage device 121c, the sewing pattern can be easily created, edited, and duplicated.

操作盤121で作成された縫製パターンデータD1は、プロセッサ121aにより縫製指令信号に変換されて制御盤122Aの指令生成部1A1へ伝送される。縫製パターンデータD1は、被縫製物に形成する縫い目の位置及び形状、並びにミシン100の動作速度を決めるデータである。操作盤121と制御盤122Aとの間の信号の伝送は、図示しない通信用回路を介して行う。The sewing pattern data D1 created on the operation panel 121 is converted into a sewing command signal by the processor 121a and transmitted to the command generation unit 1A1 of the control panel 122A. The sewing pattern data D <b> 1 is data that determines the position and shape of the seam formed on the sewing product and the operating speed of the sewing machine 100. Signal transmission between the operation panel 121 and the control panel 122A is performed via a communication circuit (not shown).

操作盤121の表示器121aは、制御盤122AのPF軸モータ制御演算部1A3から出力される張力監視信号を入力とし、該張力監視信号に基づき糸切れの発生を検知した場合及び同じ縫い目を形成しているにも関わらず上糸張力が1針毎に変動する場合には、縫製不良が発生したことをミシン100の使用者へ向けて表示する。The display 121a of the operation panel 121 receives the tension monitoring signal output from the PF-axis motor control calculation unit 1A3 of the control panel 122A, and detects the occurrence of thread breakage based on the tension monitoring signal and forms the same stitch. If the needle thread tension fluctuates for each stitch in spite of this, the fact that a sewing failure has occurred is displayed to the user of the sewing machine 100.

なお、表示器121aは、操作盤121の内部に設けられたものに限定されず、操作盤121の外部に存在する液晶パネルや信号機等の表示器でも良い。この場合は、当該表示器と制御盤122Aとの通信は有線通信及び無線通信の何れでも良い。また、表示器121aは、制御盤122Aに含まれても良い。また、記憶装置121cも同様に、操作盤121の内部に設けられたものに限定されず、操作盤121の外部に存在する記憶装置を使用することができる。この場合、当該記憶装置と制御盤122Aとの通信は有線通信及び無線通信の何れの手段でも良い。The display device 121a is not limited to the one provided inside the operation panel 121, and may be a display device such as a liquid crystal panel or a traffic light that exists outside the operation panel 121. In this case, communication between the display and the control panel 122A may be either wired communication or wireless communication. Further, the display device 121a may be included in the control panel 122A. Similarly, the storage device 121 c is not limited to the one provided inside the operation panel 121, and a storage device existing outside the operation panel 121 can be used. In this case, communication between the storage device and the control panel 122A may be either wired communication or wireless communication.

図6に示すように、ミシン100を制御する制御盤122Aは、少なくとも指令生成部1A1と、主軸モータ制御演算部1A2と、PF軸モータ制御演算部1A3と、X軸モータ制御演算部1A4と、Y軸モータ制御演算部1A5と、を備える。これらの他に、縫製作業の完了時に糸切りを行うソレノイド、糸が無くなったことを知らせる通知用センサ、搬送機構P1が原点復帰を行うための位置センサ等を駆動する制御回路及び電源回路を備える場合もあるが、これらについては本発明の効果に直接関係しないので説明を省略する。As shown in FIG. 6, the control panel 122A for controlling the sewing machine 100 includes at least a command generation unit 1A1, a spindle motor control calculation unit 1A2, a PF axis motor control calculation unit 1A3, an X axis motor control calculation unit 1A4, Y-axis motor control calculation unit 1A5. In addition to these, a solenoid that performs thread trimming when the sewing operation is completed, a notification sensor that notifies that the thread has run out, a control circuit that drives a position sensor for the transport mechanism P1 to perform home return, and a power supply circuit are provided. In some cases, these are not directly related to the effects of the present invention, and thus the description thereof is omitted.

制御盤122Aは、操作盤121のプロセッサ121bから出力される縫製指令信号と、フットスイッチ123から出力される保持信号及び動作開始信号と、主軸モータ134の回転情報検出器137から出力される主軸モータ137の回転情報である主軸回転信号と、中押さえモータ136の回転情報検出器150から出力される中押さえモータ136の回転情報であるPF軸回転信号と、X軸モータ113の回転情報検出器117から出力されるX軸モータ113の回転情報であるX軸回転信号と、Y軸モータ114の回転情報検出器118から出力されるY軸回転信号と、を入力とする。The control panel 122A includes a sewing command signal output from the processor 121b of the operation panel 121, a holding signal and an operation start signal output from the foot switch 123, and a spindle motor output from the rotation information detector 137 of the spindle motor 134. The main shaft rotation signal which is rotation information of 137, the PF axis rotation signal which is rotation information of the intermediate presser motor 136 output from the rotation information detector 150 of the intermediate presser motor 136, and the rotation information detector 117 of the X-axis motor 113. The X-axis rotation signal, which is the rotation information of the X-axis motor 113 output from the Y-axis, and the Y-axis rotation signal output from the rotation information detector 118 of the Y-axis motor 114 are input.

制御盤122Aは、これらの入力信号に基づいて、主軸モータ134を駆動する主軸制御電流と、中押さえモータ136を駆動するPF軸制御電流と、X軸モータ113を駆動するX軸制御電流と、Y軸モータ114を駆動するY軸制御電流と、エアシリンダ112dを駆動する保持指令信号と、PF軸モータ制御演算部1A3から出力される張力監視信号と、を出力する。Based on these input signals, the control panel 122A, the spindle control current that drives the spindle motor 134, the PF axis control current that drives the intermediate presser motor 136, the X axis control current that drives the X axis motor 113, A Y-axis control current for driving the Y-axis motor 114, a holding command signal for driving the air cylinder 112d, and a tension monitoring signal output from the PF-axis motor control calculation unit 1A3 are output.

制御盤122Aの指令生成部1A1は、操作盤121のプロセッサ121bから出力される縫製指令信号と、フットスイッチ123から出力される保持信号及び動作開始信号と、を入力として、主軸指令信号と、PF軸指令信号と、X軸指令信号と、Y軸指令信号と、保持指令信号と、を出力する。主軸指令信号と、PF軸指令信号と、X軸指令信号と、Y軸指令信号は、それぞれ主軸モータ134と、中押さえモータ136と、X軸モータ113と、Y軸モータ114との回転角度を指定する電気信号であり、縫製パターンデータD1に応じて指令生成部1A1の内部で計算される。The command generation unit 1A1 of the control panel 122A receives the sewing command signal output from the processor 121b of the operation panel 121, the holding signal and the operation start signal output from the foot switch 123, and receives the spindle command signal, PF An axis command signal, an X-axis command signal, a Y-axis command signal, and a holding command signal are output. The spindle command signal, the PF axis command signal, the X axis command signal, and the Y axis command signal indicate the rotation angles of the spindle motor 134, the intermediate presser motor 136, the X axis motor 113, and the Y axis motor 114, respectively. This electric signal is designated and is calculated inside the command generator 1A1 according to the sewing pattern data D1.

フットスイッチ123から出力される保持信号は、保持装置112の送り板112aと外押さえ112bにより被縫製物が保持されるようエアシリンダ112dの圧力を指定する電気信号である。フットスイッチ123から出力される動作開始信号は、指令生成部1A1が主軸指令信号と、PF軸指令信号と、X軸指令信号と、Y軸指令信号とを、それぞれ主軸モータ制御演算部1A2と、PF軸モータ制御演算部1A3と、X軸モータ制御演算部1A4と、Y軸モータ制御演算部1A5と、に向けて送信し始めるタイミングを指定する電気信号である。The holding signal output from the foot switch 123 is an electric signal that specifies the pressure of the air cylinder 112d so that the workpiece is held by the feed plate 112a and the outer presser 112b of the holding device 112. The operation start signal output from the foot switch 123 is transmitted from the command generator 1A1 to the spindle command signal, the PF axis command signal, the X axis command signal, and the Y axis command signal, respectively, to the spindle motor control calculation unit 1A2. It is an electrical signal that specifies the timing to start transmission toward the PF-axis motor control calculation unit 1A3, the X-axis motor control calculation unit 1A4, and the Y-axis motor control calculation unit 1A5.

制御盤122Aの主軸モータ制御演算部1A2は、主軸指令信号と主軸回転信号を入力として、主軸指令信号と主軸回転信号の差分が0になるように主軸モータ134を回転させる主軸制御電流を出力する。The spindle motor control calculation unit 1A2 of the control panel 122A receives the spindle command signal and the spindle rotation signal, and outputs a spindle control current that rotates the spindle motor 134 so that the difference between the spindle command signal and the spindle rotation signal becomes zero. .

制御盤122AのPF軸モータ制御演算部1A3は、PF軸指令信号とPF軸回転信号を入力として、PF軸指令信号とPF軸回転信号の差分が0になるように中押さえモータ136を回転させるPF軸制御電流を出力する。また、PF軸モータ制御演算部1A3は、主軸モータ134の回転にともない天秤133の小孔133aが上昇する期間に上糸の張力を監視し、上糸張力監視信号を出力する。すなわち、本発明に係るミシン100は、PF軸モータ制御演算部1A3が上糸張力を監視するように構成する。
制御盤122AのX軸モータ制御演算部1A4は、X軸指令信号とX軸回転信号を入力として、X軸指令信号とX軸回転信号の差分が0になるようにX軸モータ113を回転させるX軸制御電流を出力する。
The PF axis motor control calculation unit 1A3 of the control panel 122A receives the PF axis command signal and the PF axis rotation signal as input, and rotates the intermediate presser motor 136 so that the difference between the PF axis command signal and the PF axis rotation signal becomes zero. PF axis control current is output. Further, the PF shaft motor control calculation unit 1A3 monitors the tension of the upper thread during the period when the small hole 133a of the balance 133 rises as the main shaft motor 134 rotates, and outputs an upper thread tension monitoring signal. That is, the sewing machine 100 according to the present invention is configured such that the PF shaft motor control calculation unit 1A3 monitors the needle thread tension.
The X-axis motor control calculation unit 1A4 of the control panel 122A receives the X-axis command signal and the X-axis rotation signal as inputs, and rotates the X-axis motor 113 so that the difference between the X-axis command signal and the X-axis rotation signal becomes zero. Outputs X-axis control current.

制御盤122AのY軸モータ制御演算部1A5は、Y軸指令信号とY軸回転信号を入力として、Y軸指令信号とY軸回転信号の差分が0になるようにY軸モータ114を回転させるY軸制御電流を出力する。The Y-axis motor control calculation unit 1A5 of the control panel 122A receives the Y-axis command signal and the Y-axis rotation signal and rotates the Y-axis motor 114 so that the difference between the Y-axis command signal and the Y-axis rotation signal becomes zero. Outputs Y-axis control current.

次に、ミシン100が縫い目を形成する動作について説明する。まず、ミシン100の使用者は、上述した上糸経路に沿って糸巻き159から針孔131aまで上糸Tを供給する。一方、縫い目を形成した際に下側の糸となる下糸Tdは、かま132のボビンケース143内に格納するボビンに巻き付けられる。Next, an operation in which the sewing machine 100 forms a seam will be described. First, the user of the sewing machine 100 supplies the upper thread T from the thread winding 159 to the needle hole 131a along the above-described upper thread path. On the other hand, the lower thread Td, which is the lower thread when the seam is formed, is wound around the bobbin stored in the bobbin case 143 of the hook 132.

そして、ミシン100の使用者によりフットスイッチ123が押下され、保持信号が制御盤122Aの指令生成部1A1に送られると、指令生成部1A1から出力される保持指令信号によりエアシリンダ112dが作動し、被縫製物が図1に示す保持装置112によって、搬送可能になるように挟持される。その後、さらにフットスイッチ123が押下され、動作開始信号が制御盤122Aに送られると、搬送機構P1の駆動源であるX軸モータ113及びY軸モータ114と、縫製機構P3の駆動源である主軸モータ134及び中押さえモータ136が作動し、ミシン100の使用者が操作盤121により予め指定しておいた被縫製物の特定の位置にミシン100が縫い目を形成し始める。このようにして、制御盤122Aの主軸モータ制御演算部1Abが主軸モータ134を回転させると、針孔131aに上糸Tを通した縫い針131が、滑り板106の上側から下側に向けて被縫製物へ挿針される。この縫い針131の動作により、上糸Tが被縫製物の下側へ供給される。その後、縫い針131が下死点から上昇する際、上糸Tは、被縫製物との間の摩擦により被縫製物の下側でループを形成する。When the foot switch 123 is pressed by the user of the sewing machine 100 and a holding signal is sent to the command generation unit 1A1 of the control panel 122A, the air cylinder 112d is operated by the holding command signal output from the command generation unit 1A1, The workpiece is held by the holding device 112 shown in FIG. 1 so that it can be conveyed. Thereafter, when the foot switch 123 is further pressed and an operation start signal is sent to the control panel 122A, the X-axis motor 113 and the Y-axis motor 114 that are the drive sources of the transport mechanism P1, and the spindle that is the drive source of the sewing mechanism P3. The motor 134 and the intermediate presser motor 136 are operated, and the sewing machine 100 starts to form a seam at a specific position of the sewing product that is specified in advance by the user of the sewing machine 100 using the operation panel 121. In this way, when the spindle motor control operation unit 1Ab of the control panel 122A rotates the spindle motor 134, the sewing needle 131 having the upper thread T passed through the needle hole 131a is directed from the upper side to the lower side of the sliding plate 106. The needle is inserted into the workpiece. By the operation of the sewing needle 131, the upper thread T is supplied to the lower side of the sewing product. Thereafter, when the sewing needle 131 rises from the bottom dead center, the upper thread T forms a loop on the lower side of the sewing product due to friction with the sewing product.

かま132の剣先は、この上糸Tのループが形成されるタイミングに調時して上糸を捕捉し、上糸と下糸とを絡み合わせる。かま132の剣先が上糸を捕捉するタイミングは、縫い針が上死点に位置するときの主軸モータの回転角度を0度とした場合、一般に主軸モータの回転角度が190度から210度となる範囲内に設定される。上糸と下糸が絡み合った後は、縫い針131が被縫製物から抜針されることで、上糸は被縫製物の上面へ引き出される。そして、天秤133が上糸を被縫製物の上方へ引き上げられることによって上糸Tが締め上げられ、縫い目を形成する。このとき、中押さえ135は、縫い針131及び天秤133の上昇に伴い、被縫製物が浮き上がったり、ばたついたりしないように被縫製物を押圧する。The tip of the hook 132 catches the upper thread at the timing when the loop of the upper thread T is formed, and entangles the upper thread and the lower thread. The timing at which the sword tip of the hook 132 catches the upper thread is generally 190 ° to 210 ° when the rotation angle of the spindle motor when the sewing needle is located at the top dead center is 0 °. Set within range. After the upper thread and the lower thread are intertwined, the sewing needle 131 is removed from the sewing product, whereby the upper thread is pulled out to the upper surface of the sewing product. Then, when the balance 133 pulls the upper thread upward to the workpiece, the upper thread T is tightened to form a seam. At this time, the intermediate presser 135 presses the sewing object so that the sewing object does not float or flutter as the sewing needle 131 and the balance 133 are raised.

そして、プリテンション162とメインテンション163は、ミシン100が縫い目を形成する期間に常時、上糸へ一定の張力を付与する。The pretension 162 and the main tension 163 always apply a constant tension to the upper thread during the period when the sewing machine 100 forms the seam.

次に、図7から図13を用いて、本発明の実施の形態1に係るミシン100の上糸張力の検出動作について説明する。Next, an operation for detecting the upper thread tension of the sewing machine 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、図7から図9に基づき、一般的な電子ミシンの動作と比較して、本実施の形態に係るミシン100が上糸張力を検出する際の動作の特徴を説明する。First, based on FIG. 7 to FIG. 9, the characteristics of the operation when the sewing machine 100 according to the present embodiment detects the upper thread tension as compared with the operation of a general electronic sewing machine will be described.

図7と図8は、一般的な電子ミシンと本実施の形態に係るミシン100において、縫い針が上死点から下死点へ下降し再び上死点に移動した時の縫い針と、中押さえと、被縫製物との位置関係、及び形成される縫い目を示している。両図では、(N−1)針目までの縫い目が既に形成されており、以後は縫い針が下降してN針目の縫製作業を行う。FIGS. 7 and 8 show a sewing machine when the sewing needle descends from the top dead center to the bottom dead center and moves to the top dead center again in the general electronic sewing machine and the sewing machine 100 according to the present embodiment. The positional relationship between the presser and the workpiece and the stitches formed are shown. In both figures, the stitches up to the (N-1) th stitch have already been formed, and thereafter, the sewing needle is lowered to perform the Nth stitch sewing operation.

図9は、一般的な電子ミシンと本発明のミシン100における縫い針と中押さえの駆動軌跡を描いたタイミングチャートである。図9の破線で示すタイミングaは(N−1)針目の縫製動作における縫い針131´及び131の上死点時、タイミングbは縫い針131´及び131の挿針時、タイミングcは縫い針131´及び131の下死点時、タイミングdはかまが上糸のループを掬う時、タイミングeは縫い針131´及び131の抜針時における主軸モータの回転角度である。同様に、タイミングa´からe´は、ミシン100がN針目の縫製動作を行う際のタイミングを表す。図7と図8は、図9のタイミングチャートにおいて、主軸モータの回転角度がタイミングa´のときの動作状態を示している。図9上段の黒丸(●)印は、かまが上糸ループを掬うタイミングdのときの縫い針の位置を陽に示す。FIG. 9 is a timing chart depicting a driving locus of a sewing needle and an intermediate presser in a general electronic sewing machine and the sewing machine 100 of the present invention. The timing a indicated by the broken line in FIG. 9 is at the top dead center of the sewing needles 131 ′ and 131 in the sewing operation of the (N-1) th stitch, the timing b is when the sewing needles 131 ′ and 131 are inserted, and the timing c is the sewing needle. At the bottom dead center of 131 'and 131, timing d is the rotation angle of the spindle motor when the knot loops the upper thread loop, and timing e is the rotation angle of the spindle motor when the sewing needles 131' and 131 are withdrawn. Similarly, timings a ′ to e ′ represent timings when the sewing machine 100 performs the Nth stitch sewing operation. 7 and 8 show an operation state when the rotation angle of the spindle motor is the timing a ′ in the timing chart of FIG. 9. The black circle (●) mark in the upper part of FIG. 9 explicitly indicates the position of the sewing needle at the timing d when the hook hits the upper thread loop.

図9上段に示すように、縫い針131´及び131は、ストロークlhで上下動する。また、図9中段及び下段に示すように、中押さえ135´及び135は、ストロークloで上下動する。ただし、図9中段及び下段の波形は、中押さえ135の底面部の駆動波形を示しており、中押さえ135は縫い針131´及び131が被縫製物から抜針され再び挿針されるタイミングeからb´までの期間に、中押さえ135の底面部が被縫製物から距離dloだけ上昇した位置で停止するように駆動される。距離dloは、上糸Tが中押さえ135と被縫製物Obの間を通過できるように少なくとも上糸Tの直径よりも長い距離とする。As shown in the upper part of FIG. 9, the sewing needles 131 ′ and 131 move up and down with a stroke lh. Further, as shown in the middle and lower stages of FIG. 9, the intermediate pressers 135 ′ and 135 move up and down with a stroke lo. However, the middle and lower waveforms in FIG. 9 show the driving waveform of the bottom surface of the intermediate presser 135, and the intermediate presser 135 has a timing e when the sewing needles 131 ′ and 131 are removed from the sewing product and inserted again. To b ′, the bottom surface of the intermediate presser 135 is driven so as to stop at a position raised by a distance dlo from the workpiece. The distance dlo is at least longer than the diameter of the upper thread T so that the upper thread T can pass between the intermediate presser 135 and the sewing object Ob.

図7において、一般的な電子ミシンの中押さえ135´は、縫い針131´の駆動軌跡と殆ど同位相の正弦波状に駆動される。このため、縫い針131´が上死点に位置するときは、図8に比べて被縫製物Ob´よりも離れた場所に位置する。より具体的に説明すると、図9中段の白丸(○)印で陽に示すように、一般的な電子ミシンの中押さえ135´は、かまの剣先が上糸のループを掬うタイミングdで被縫製物を押圧するように正弦波状の軌跡で駆動される。特に、一般的な電子ミシンであって中押さえ135´が主軸モータを駆動源とする場合は、図9下段に示すような中押さえの駆動パターンを実現することが困難である。一方、図8では、中押さえ135を中押さえモータ136により独立に駆動するので、縫い針131が上死点に位置するタイミングa´のときに、中押さえ135を被縫製物Obに対して距離dloだけ離れた位置で停止させることができる。In FIG. 7, the intermediate presser 135 'of a general electronic sewing machine is driven in a sine wave shape almost in phase with the drive locus of the sewing needle 131'. For this reason, when the sewing needle 131 ′ is located at the top dead center, it is located at a position farther from the sewing object Ob ′ than in FIG. 8. More specifically, as shown by the white circle (○) in the middle of FIG. 9, the intermediate presser 135 ′ of a general electronic sewing machine is sewn at the timing d when the tip of the rotary hook hits the loop of the upper thread. It is driven by a sinusoidal trajectory so as to press an object. In particular, when the intermediate press 135 ′ is a general electronic sewing machine and the main shaft motor is used as a drive source, it is difficult to realize the drive pattern of the intermediate press as shown in the lower part of FIG. On the other hand, in FIG. 8, since the intermediate presser 135 is driven independently by the intermediate presser motor 136, when the sewing needle 131 is positioned at the top dead center at the timing a ', the intermediate presser 135 is separated from the sewing object Ob. It can be stopped at a position separated by dlo.

ところで、上糸T´又は上糸Tには、天秤の小孔が上昇することに伴い被縫製物Ob´と小孔との間で張力が発生する。本発明は、専用の検出器を追加すること無く、該張力の大きさを縫製動作中の中押さえモータ136の挙動に基づき検出することで縫製品質を保証することを主目的とする。そこで、本発明に係るミシン100は、上糸Tと中押さえ135が接触するように被縫製物Obを保持する搬送機構P1を駆動する。そして、図8に示すように、天秤の小孔が上昇する期間に中押さえ135を被縫製物Obに対して距離dloだけ離れた位置で停止させることで、上糸T´よりも上糸Tが中押さえモータ136に与える負荷の影響を大きくすることを特徴とする。Incidentally, in the upper thread T ′ or the upper thread T, a tension is generated between the workpiece Ob ′ and the small hole as the small hole of the balance rises. The main object of the present invention is to guarantee the quality of the sewing product by detecting the magnitude of the tension based on the behavior of the intermediate presser motor 136 during the sewing operation without adding a dedicated detector. Therefore, the sewing machine 100 according to the present invention drives the transport mechanism P1 that holds the sewing object Ob so that the upper thread T and the intermediate presser 135 are in contact with each other. Then, as shown in FIG. 8, the upper thread T ′ is higher than the upper thread T ′ by stopping the intermediate presser 135 at a position separated by the distance dlo from the sewing object Ob during the period when the small hole of the balance is raised. This increases the influence of the load on the intermediate presser motor 136.

次に、図10に基づき、本実施の形態に係るミシン100が上糸張力を検出する際の縫製動作及び搬送動作について記載する。Next, a sewing operation and a conveying operation when the sewing machine 100 according to the present embodiment detects the upper thread tension will be described with reference to FIG.

図10は、ミシン100が滑り板106の上面で被縫製物Obに対して、n針以上(n≧3)の縫製動作を繰り返し行う際の(n−1)針目以降における被駆動体の駆動波形を示す。より具体的に、同図は、上から順に、縫い針131の針孔133aの位置、かま132の剣先の回転角度、中押さえ135の位置、天秤133の小孔133aの位置、搬送機構P1で搬送する被縫製物のX軸方向の位置、搬送機構P1で搬送する被縫製物のY軸方向の位置を示す。FIG. 10 shows the driving of the driven body after the (n−1) th stitch when the sewing machine 100 repeatedly performs the sewing operation of n stitches or more (n ≧ 3) on the sewing object Ob on the upper surface of the sliding plate 106. Waveform is shown. More specifically, in this figure, in order from the top, the position of the needle hole 133a of the sewing needle 131, the rotation angle of the sword tip of the hook 132, the position of the intermediate presser 135, the position of the small hole 133a of the balance 133, and the transport mechanism P1 A position in the X-axis direction of the workpiece to be conveyed and a position in the Y-axis direction of the workpiece to be conveyed by the conveying mechanism P1 are shown.

まず、図10の最上段に示すように、主軸モータ134を駆動源とする縫い針131の針孔131aは図9と同様の軌跡を描き、タイミングaで上死点、タイミングbで被縫製物へ挿針、タイミングcで下死点、タイミングeで被縫製物から抜針される。タイミングdは、かま132の剣先が上糸ループを掬うときであり、黒丸(●)印はこのときの縫い針131の位置を陽に示している。また、図9と同様に、縫い針131のストロークはlhである。First, as shown in the uppermost part of FIG. 10, the needle hole 131a of the sewing needle 131 that uses the spindle motor 134 as a driving source draws the same locus as in FIG. 9, and the top dead center at timing a and the workpiece to be sewn at timing b. The needle is inserted at the bottom dead center at timing c and the needle is pulled out at the timing e. Timing d is when the tip of the hook 132 hits the upper thread loop, and a black circle (●) mark explicitly indicates the position of the sewing needle 131 at this time. Similarly to FIG. 9, the stroke of the sewing needle 131 is lh.

次に、図10の上から二段目は、主軸モータ134を駆動源とするかま132の回転角度を示しており、かま132の駆動波形は振幅lkの正弦波となる。本実施の形態では、全回転かまを採用するので、かま132の回転波形は縫い針131の位置波形に比べて周波数が二倍となる。図中の黒丸(●)印は、上糸に形成されるループをかま132の剣先が掬うときのかま132の回転角度を陽に示している。かま132の剣先により捕捉された上糸Tは、かま132が回転角度aから数えて一回転半するタイミングiで、かま132による捕捉から解除される。Next, the second stage from the top in FIG. 10 shows the rotation angle of the hook 132 using the spindle motor 134 as a drive source, and the drive waveform of the hook 132 is a sine wave with an amplitude lk. In the present embodiment, since a full rotation hook is employed, the rotation waveform of the hook 132 has a frequency twice that of the position waveform of the sewing needle 131. The black circle (●) mark in the figure explicitly indicates the rotation angle of the hook 132 when the tip of the hook 132 crawls the loop formed in the upper thread. The upper thread T captured by the sword tip of the hook 132 is released from being captured by the hook 132 at a timing i when the hook 132 counts from the rotation angle a and makes one and a half revolutions.

次に、図10の上から三段目は、主軸モータ134を駆動源とする天秤133の小孔133aの位置波形である。天秤133の小孔133aは、主軸モータ134の1回転を1周期とし、主軸モータ134の回転がタイミングhのときに上死点となり、タイミングiのときに下死点となるように駆動する。タイミングhは、天秤駆動機構140が揺動する回転中心を機械的に調整することで、主軸モータ134が回転し始めてから縫い針131が被縫製物Obに挿針されるまでの間、すなわち主軸モータ134の回転角度がaからbまでの間に存在するよう設計する。本実施の形態において、タイミングhは、タイミングaから主軸モータ134が60度回転した角度とする。Next, the third row from the top in FIG. 10 is a position waveform of the small hole 133a of the balance 133 using the spindle motor 134 as a drive source. The small hole 133a of the balance 133 is driven so that one rotation of the spindle motor 134 is one cycle, and the spindle motor 134 is at the top dead center when the timing is h, and is the bottom dead center at the timing i. Timing h is determined by mechanically adjusting the rotation center at which the balance driving mechanism 140 swings, so that the sewing needle 131 is inserted into the sewing object Ob after the spindle motor 134 starts to rotate, that is, the spindle. It is designed so that the rotation angle of the motor 134 exists between a and b. In the present embodiment, the timing h is an angle obtained by rotating the spindle motor 134 by 60 degrees from the timing a.

一方、小孔133aが下死点となるタイミングiは、かま132の回転角度がaから1回転半したタイミングとする。なぜならば、主軸モータ134の回転角度iのときに、かま12による上糸の補足が解除され始めるためである。仮に、かま132による上糸の補足が解除される前に小孔133aを引き上げた場合は、天秤133が上昇する際に生じる張力に上糸Tが耐えきれず、上糸が解れる、又は上糸が切れる問題が生じる。また、本実施の形態において、タイミングiは、タイミングaから主軸モータ134が270度回転した角度とする。したがって、天秤133の小孔133aは、(N−1)針目の縫製動作にあって、タイミングhからタイミングiまでの期間tdに下降し、タイミングiからN針目のタイミングh´までの期間tuに上昇する。期間tdと期間tuとの間にはtd>tuの関係がある。On the other hand, the timing i at which the small hole 133a becomes the bottom dead center is a timing at which the rotation angle of the hook 132 is half a rotation from a. This is because the upper thread supplementation by the rotary hook 12 starts to be released at the rotation angle i of the spindle motor 134. If the small hole 133a is pulled up before the upper thread is supplemented by the hook 132, the upper thread T cannot withstand the tension generated when the balance 133 is lifted, and the upper thread is released. The problem is that the thread breaks. In the present embodiment, the timing i is an angle obtained by rotating the spindle motor 134 by 270 degrees from the timing a. Accordingly, the small hole 133a of the balance 133 is in the sewing operation of the (N-1) th stitch, descends in the period td from the timing h to the timing i, and in the period tu from the timing i to the timing h ′ of the Nth stitch. To rise. There is a relationship of td> tu between the period td and the period tu.

次に、図10の上から四段目は、図9の最下段と同様に、中押さえモータ136を駆動源とする中押さえ135の底面部の位置を示している。中押さえ135は、中押さえモータ136が回転することによって上死点から下降を始めた後、縫い針131が被縫製物Obに挿針されるタイミングbまでの間に、被縫製物Obの上面へ当接するよう駆動する。被縫製物Obが伸縮性の無い素材で構成される場合は、中押さえ135が下降して被縫製物Obに当接したときの高さで中押さえ135は被縫製物Obを押圧する。この場合、中押さえの下死点は、中押さえ135の底面部が被縫製物Obに当接したときの高さであり、中押さえ135は上死点から下死点までストロークloで上下動する。Next, the fourth level from the top of FIG. 10 shows the position of the bottom surface of the intermediate presser 135 using the intermediate presser motor 136 as a drive source, as in the lowermost level of FIG. The intermediate presser 135 starts to descend from the top dead center due to the rotation of the intermediate presser motor 136, and then until the timing b when the sewing needle 131 is inserted into the sewing product Ob, the upper surface of the sewing product Ob. Drive to abut. When the sewing object Ob is made of a non-stretchable material, the intermediate presser 135 presses the sewing object Ob at a height when the intermediate presser 135 descends and comes into contact with the sewing object Ob. In this case, the bottom dead center of the intermediate presser is the height when the bottom surface portion of the intermediate presser 135 comes into contact with the sewing object Ob, and the intermediate presser 135 moves up and down with a stroke lo from the top dead center to the bottom dead center. To do.

被縫製物Obが伸縮性に富む素材で構成される場合は、中押さえ135が下降して被縫製物Obを圧縮した高さで中押さえ135は被縫製物Obを押圧する。この場合、中押さえの下死点は、被縫製物Obを圧縮したときの高さである。そして、中押さえ135は、縫い針131が被縫製物Obに挿針される前から被縫製物Obを押圧し始め、縫い針131が抜針された後に被縫製物Obから距離dloだけ上昇する。When the sewing object Ob is made of a material having high stretchability, the intermediate presser 135 presses the sewing object Ob at a height at which the intermediate presser 135 is lowered and the sewing object Ob is compressed. In this case, the bottom dead center of the intermediate presser is a height when the sewing object Ob is compressed. The intermediate presser 135 starts to press the sewing object Ob before the sewing needle 131 is inserted into the sewing object Ob, and rises from the sewing object Ob by the distance dlo after the sewing needle 131 is pulled out. .

次に、図10の上から五段目は、X軸モータ113で駆動する保持装置122のX軸方向の位置波形である。保持装置122は被縫製物Obを保持するので、この位置波形は被縫製物ObのX軸方向の位置波形に等しい。図中の記号lxは、1針の間にX軸方向へ移動する保持装置122の移動距離である。保持装置122は、被縫製物Obを傷つけたり針折れを発生させたりしないように、縫い針131が被縫製物Obに挿針されている間は静止し、縫い針131が被縫製物Obから抜針された後、再び被縫製物Obに挿針されるまでの間に駆動する。Next, the fifth row from the top in FIG. 10 is a position waveform in the X-axis direction of the holding device 122 driven by the X-axis motor 113. Since the holding device 122 holds the sewing object Ob, this position waveform is equal to the position waveform of the sewing object Ob in the X-axis direction. The symbol lx in the figure is the movement distance of the holding device 122 that moves in the X-axis direction between one needle. The holding device 122 is stationary while the sewing needle 131 is inserted into the sewing object Ob so as not to damage the sewing object Ob or cause the needle to be broken, and the sewing needle 131 moves away from the sewing object Ob. After the needle is removed, it is driven until the needle is inserted into the sewing object Ob again.

本実施の形態では、中押さえモータの挙動から天秤上昇時の上糸張力を検出するため、天秤133の小孔133aが上昇する間に上糸Tが中押さえ135に接触するようにXYステージ111を駆動する。このため、縫い針131が被縫製物Obから抜針されるタイミングeから小孔133aが上昇し始めるタイミングiまでの間にX軸モータ113を駆動する。したがって、X軸モータ113は、(N−1)針目においてタイミングeからタイミングiまでの期間tmに回転し、タイミングiからN針目のタイミングe´までの期間tsで停止する。In the present embodiment, in order to detect the upper thread tension when the balance is raised from the behavior of the intermediate presser motor, the XY stage 111 is set so that the upper thread T contacts the intermediate presser 135 while the small hole 133a of the balance 133 is raised. Drive. For this reason, the X-axis motor 113 is driven between the timing e when the sewing needle 131 is withdrawn from the sewing object Ob and the timing i when the small hole 133a starts to rise. Therefore, the X-axis motor 113 rotates in the period tm from the timing e to the timing i at the (N−1) th stitch, and stops in the period ts from the timing i to the timing e ′ at the Nth stitch.

次に、図10の上から六段目は、Y軸モータ114で駆動する保持装置122のY軸方向の位置波形である。保持装置122は被縫製物Obを保持するので、この位置波形は被縫製物ObのY軸方向の位置波形に等しい。図中の記号lyは、1針の間にY軸方向へ移動する保持装置122の移動距離である。本実施の形態では、Y軸モータ114をX軸モータ113と同じ位置波形で駆動する。Next, the sixth row from the top in FIG. 10 is a position waveform in the Y-axis direction of the holding device 122 driven by the Y-axis motor 114. Since the holding device 122 holds the sewing object Ob, this position waveform is equal to the position waveform of the sewing object Ob in the Y-axis direction. The symbol ly in the figure is the movement distance of the holding device 122 that moves in the Y-axis direction between one needle. In the present embodiment, the Y-axis motor 114 is driven with the same position waveform as the X-axis motor 113.

被縫製物ObをX軸方向とY軸方向にそれぞれlxとly駆動するとき、XYステージ111の移動距離L、すなわち縫い目のピッチは下記数式1で求まる。When the workpiece Ob is driven by lx and ly in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, the movement distance L of the XY stage 111, that is, the stitch pitch is obtained by the following formula 1.

Figure 0006477987
Figure 0006477987

また、中押さえ135の貫通孔135aの底面部が半径rの円であり、縫い針131が貫通孔135aの中心で上下動するとき、移動距離Lが半径rよりも大きければ、中押さえ135と上糸Tが接触するようにXYステージを駆動させることができる。Further, if the bottom surface of the through hole 135a of the intermediate presser 135 is a circle having a radius r, and the sewing needle 131 moves up and down at the center of the through hole 135a, and the moving distance L is larger than the radius r, the intermediate presser 135 and The XY stage can be driven so that the upper thread T comes into contact.

なお、図14に示す被縫製物Obと上糸Tが成す角度θを小さくすることにより、上糸Tが中押さえモータ136に与える負荷の影響を大きくすることができる。角度θは数式2で求まる。In addition, the influence of the load which the upper thread T exerts on the intermediate presser motor 136 can be increased by reducing the angle θ formed by the sewing object Ob and the upper thread T shown in FIG. The angle θ is obtained by Equation 2.

Figure 0006477987
Figure 0006477987

角度θを小さくするには、(L−r)を大きくするか、中押さえを上昇させる距離dloを小さくすれば良い。
(PF軸モータ制御演算部1A3による張力検出動作)
In order to reduce the angle θ, (L−r) may be increased or the distance dlo for raising the intermediate presser may be decreased.
(Tension detection operation by PF axis motor control calculation unit 1A3)

次に、図11から図13に基づき、上糸Tの張力が中押さえモータ136に与える負荷を、制御盤122AのPF軸モータ制御演算部1A3で検出する構成と動作について詳細に説明する。Next, based on FIGS. 11 to 13, the configuration and operation of detecting the load applied by the tension of the upper thread T to the intermediate presser motor 136 by the PF shaft motor control calculation unit 1A3 of the control panel 122A will be described in detail.

図11に示すように、制御盤122AのPF軸モータ制御演算部1A3は、中押さえモータ136の回転を制御するPF軸偏差抑制部1A3aと、電流制御部1A3bと、ミシン100の縫製動作時に上糸張力を監視する張力監視部1A3cと、を備える。As shown in FIG. 11, the PF shaft motor control calculation unit 1A3 of the control panel 122A is operated at the sewing operation of the PF shaft deviation suppression unit 1A3a, the current control unit 1A3b, and the sewing machine 100 for controlling the rotation of the intermediate presser motor 136. A tension monitoring unit 1A3c that monitors the yarn tension.

PF軸偏差抑制部1A3aは、指令生成部1A1から出力される中押さえモータ136の回転指令であるPF軸指令信号と、中押さえモータ136が備える回転情報検出器150から出力される回転情報であるPF軸回転信号と、張力監視部1A3cから出力される張力監視信号とを入力として、PF軸指令信号とPF軸回転信号との差分が0になるように中押さえモータ136を駆動するPF軸モータ駆動信号を出力する。電流制御部1A3bは、PF軸モータ駆動信号に基づき中押さえモータ136を回転させるPF軸制御電流を生成し、中押さえモータ136へ供給する。そして張力監視部1A3cは、PF軸モータ駆動信号に基づき、天秤133の小孔133aが上動することで上糸に発生する張力を検出し、操作盤121の表示器121aとPF軸偏差抑制手段1A3aへ張力監視信号を出力する。The PF axis deviation suppressing unit 1A3a is a PF axis command signal that is a rotation command of the intermediate presser motor 136 that is output from the command generating unit 1A1, and rotation information that is output from the rotation information detector 150 provided in the intermediate presser motor 136. A PF axis motor that drives the intermediate presser motor 136 so that the difference between the PF axis command signal and the PF axis rotation signal becomes 0 with the PF axis rotation signal and the tension monitoring signal output from the tension monitoring unit 1A3c as inputs. A drive signal is output. The current control unit 1A3b generates a PF shaft control current for rotating the intermediate presser motor 136 based on the PF shaft motor drive signal, and supplies it to the intermediate presser motor 136. The tension monitoring unit 1A3c detects the tension generated in the upper thread as the small hole 133a of the balance 133 moves up based on the PF shaft motor drive signal, and the display 121a of the operation panel 121 and the PF shaft deviation suppressing means. A tension monitoring signal is output to 1A3a.

図12に示すように、PF軸モータ制御演算部1A3のPF軸偏差抑制部1A3aは、スイッチa1と、差分器a2と、偏差抑制補償器a3と、を備える。As shown in FIG. 12, the PF axis deviation suppression unit 1A3a of the PF axis motor control calculation unit 1A3 includes a switch a1, a difference unit a2, and a deviation suppression compensator a3.

スイッチa1は、指令生成部1A1が出力するPF軸指令信号と張力監視部1A3cが出力する張力監視信号とを入力として、ミシン100が縫製作業を実行している最中に糸切れや上糸張力のばらつきが発生したことを検知すると、張力監視信号に基づきPF軸指令信号の値の変化を停止させることにより、縫製不良の発生と連動させて中押さえモータを停止させる。スイッチa1と同様の機能を、主軸指令信号、X軸指令信号、そしてY軸指令信号に対して設けることにより、縫製不良の発生と連動させてミシン全体の動作を停止させても良い。このようにすることで、縫製不良の発生後にミシン100が余分な縫製動作を行うことを防止することができる。The switch a1 receives the PF axis command signal output from the command generation unit 1A1 and the tension monitoring signal output from the tension monitoring unit 1A3c, and receives thread breakage or needle thread tension while the sewing machine 100 is performing a sewing operation. When the occurrence of the variation is detected, the change of the value of the PF axis command signal is stopped based on the tension monitoring signal, and the intermediate presser motor is stopped in conjunction with the occurrence of the sewing failure. By providing the same function as that of the switch a1 with respect to the spindle command signal, the X-axis command signal, and the Y-axis command signal, the operation of the entire sewing machine may be stopped in conjunction with the occurrence of the sewing failure. By doing so, it is possible to prevent the sewing machine 100 from performing an extra sewing operation after the occurrence of a sewing failure.

差分器a2は、スイッチa1が出力するPF軸指令信号と、回転情報検出器150が出力するPF軸回転信号との差分を計算して偏差信号を出力する。偏差抑制補償器a3は、偏差信号が0へ収束するようにPF軸モータ136を駆動するPF軸モータ駆動信号を出力する。偏差抑制補償器a3は、偏差信号を0へ収束させるため、比例演算を行う比例補償器と、積分演算を行う積分補償器と、微分演算を行う微分補償器との内、少なくとも1つを備える。本実施の形態では、比例補償器及び積分補償器によるPI制御を偏差抑制補償器a3に採用するものとして記載する。The differencer a2 calculates a difference between the PF axis command signal output from the switch a1 and the PF axis rotation signal output from the rotation information detector 150, and outputs a deviation signal. The deviation suppression compensator a3 outputs a PF axis motor drive signal that drives the PF axis motor 136 so that the deviation signal converges to zero. The deviation suppression compensator a3 includes at least one of a proportional compensator that performs a proportional operation, an integral compensator that performs an integral operation, and a differential compensator that performs a differential operation in order to converge the deviation signal to 0. . In the present embodiment, it is described that PI control by a proportional compensator and an integral compensator is adopted for the deviation suppression compensator a3.

そして、図13に示すように、PF軸モータ制御演算部1A3の張力監視部1A3cは、フィルタ処理部c1と、記録部c2と、比較器c3と、を備える。As shown in FIG. 13, the tension monitoring unit 1A3c of the PF shaft motor control calculation unit 1A3 includes a filter processing unit c1, a recording unit c2, and a comparator c3.

フィルタ処理部c1は、上糸張力の検出精度を改善するため、主軸モータ134の回転周波数よりも高いPF軸モータ駆動信号の周波数成分を低減する演算と、主軸モータ134の回転周波数よりも低いPF軸モータ駆動信号の周波数成分を低減する演算と、の何れか1つ又は両方の演算を施すことにより評価信号を算出して出力する。また、フィルタ処理部c1では、PF軸モータ駆動信号の位相を操作する位相フィルタや振幅を変更する比例演算を施しても良い。位相フィルタを用いることで、回転情報検出器150の検出遅れや通信遅れを補正し、張力の検知時刻の精度を向上できる。また、ゲインを乗じて振幅を変更する比例演算を施すことで、評価信号を任意の検出仕様へ正規化することができる。The filter processing unit c1 performs an operation for reducing the frequency component of the PF shaft motor drive signal that is higher than the rotation frequency of the main shaft motor 134 and a PF that is lower than the rotation frequency of the main shaft motor 134 in order to improve the detection accuracy of the needle thread tension. The evaluation signal is calculated and output by performing any one or both of the calculation for reducing the frequency component of the shaft motor drive signal. Further, the filter processing unit c1 may perform a phase filter for manipulating the phase of the PF shaft motor drive signal or a proportional calculation for changing the amplitude. By using the phase filter, the detection delay of the rotation information detector 150 and the communication delay can be corrected, and the accuracy of the tension detection time can be improved. In addition, the evaluation signal can be normalized to an arbitrary detection specification by performing a proportional calculation that changes the amplitude by multiplying the gain.

記録部c2は、一針前の縫製作業を行う間にフィルタ処理部c1が出力する評価信号を記録し、この記録した評価信号を現在の縫製タイミングと同期するように時刻を合わせて出力する。つまり、記録部c2は、一針に要する時間を逓倍した時間分の遅延を発生させる遅延計算機でも良い。The recording unit c2 records the evaluation signal output by the filter processing unit c1 while performing the sewing operation before one stitch, and outputs the recorded evaluation signal in time so as to synchronize with the current sewing timing. That is, the recording unit c2 may be a delay computer that generates a delay corresponding to a time obtained by multiplying the time required for one stitch.

比較器c3は、記録部c2から出力される一針前の評価信号に対して、フィルタ処理部c1が出力する現在の評価信号の変化率が閾値よりも大きい又は小さいことを通知する張力監視信号を出力する。The comparator c3 is a tension monitoring signal for notifying that the rate of change of the current evaluation signal output from the filter processing unit c1 is larger or smaller than the threshold with respect to the evaluation signal one stitch before output from the recording unit c2. Is output.

例えば、一定形状の被縫製物Obに対して同一方向の縫い目を形成するときにあって、ミシン100の縫製動作及び搬送動作が正常に行われて縫製不良が発生しない場合には、上糸Tの張力が中押さえ135を介して中押さえモータ136に与える負荷は均一である。この場合、上述した評価信号の変化率は小さく(理想的には一定)となる。一方、上述した評価信号の変化率が大きい場合は、一針毎の上糸張力がばらついており、糸調子及び縫い締り精度が一定でないことを検知することができる。また、上糸Tから中押さえモータ136へ負荷が付与されず、評価信号が0となる場合は、上糸Tが中押さえ135に接触していないので糸切れの発生を検知することができる。このように、評価信号の変化率に対して閾値を設定することにより、上糸張力のばらつきに基づく縫製品質を定量的に評価することができる。For example, when forming a seam in the same direction with respect to a constant-shaped workpiece Ob, when the sewing operation and the conveying operation of the sewing machine 100 are normally performed and no sewing failure occurs, the upper thread T The tension applied to the intermediate presser motor 136 via the intermediate presser 135 is uniform. In this case, the rate of change of the evaluation signal described above is small (ideally constant). On the other hand, when the rate of change of the evaluation signal described above is large, it can be detected that the needle thread tension varies for each stitch, and that the thread tension and the sewing tightening accuracy are not constant. Further, when no load is applied from the upper thread T to the intermediate presser motor 136 and the evaluation signal is 0, the upper thread T is not in contact with the intermediate presser 135, so that occurrence of thread breakage can be detected. Thus, by setting the threshold value for the rate of change of the evaluation signal, the quality of the sewing product based on the variation in the upper thread tension can be quantitatively evaluated.

なお、比較器c3は、入力される一針前の評価信号の最大値、最小値、平均値などの特徴量を計算して、現在の評価信号と比較しても良い。このようにすることで、一針前に対する現在の評価信号の変化率を把握し易くすることができる。例えば、該変化率は、(N−1)針目のタイミングiからN針目のタイミングh´の期間に記録した評価信号の最大値及び最小値を100%及び0%と正規化して、N針目のタイミングi´から(N+1)針目のタイミングh″までの最大値と最小値がどの程度低下しているかを比較器703により評価することで計算できる。Note that the comparator c3 may calculate feature quantities such as a maximum value, a minimum value, and an average value of the input evaluation signal one stitch before and compare it with the current evaluation signal. By doing in this way, it is possible to easily grasp the change rate of the current evaluation signal with respect to one stitch before. For example, the change rate is calculated by normalizing the maximum value and the minimum value of the evaluation signal recorded in the period from the timing i of the (N-1) th stitch to the timing h ′ of the Nth stitch as 100% and 0%. It can be calculated by evaluating to what extent the maximum value and the minimum value from the timing i ′ to the timing h ″ of the (N + 1) th stitch are lowered by the comparator 703.

また、上記の閾値は、縫い方向や被縫製物の形状に起因した一針毎のばらつきを考慮して設定することが望ましい。また、ミシン100の使用者が試し縫いによる事前の試験動作を通じて、入力装置121dにより該閾値を制御盤122Aの外部から設定できるように、操作盤121及び制御盤122Aを構成しても良い。例えば、操作盤121の記憶装置121cに該閾値を記録し、プロセッサ121bや図示しない通信用回路を通じて制御盤121AのPF軸モータ制御演算部1A3へ伝送する構成を採用することができる。このようにすることで、ミシン100の使用者の要求に合わせて縫製品質の良否の判断基準を変更することができる。In addition, it is desirable to set the threshold value in consideration of the variation for each stitch caused by the sewing direction and the shape of the sewing object. Further, the operation panel 121 and the control panel 122A may be configured so that the user of the sewing machine 100 can set the threshold value from the outside of the control panel 122A by the input device 121d through a preliminary test operation by trial sewing. For example, it is possible to adopt a configuration in which the threshold value is recorded in the storage device 121c of the operation panel 121 and transmitted to the PF axis motor control calculation unit 1A3 of the control panel 121A through the processor 121b or a communication circuit (not shown). By doing so, it is possible to change the criteria for determining the quality of the sewing product in accordance with the request of the user of the sewing machine 100.

また、張力検出部1A3cは、PF軸モータ駆動信号を入力としたが、PF軸制御電流やPF軸回転信号を入力として、張力監視信号を演算し出力しても良い。Further, the tension detector 1A3c receives the PF shaft motor drive signal as an input, but may calculate and output a tension monitor signal with the PF shaft control current or the PF shaft rotation signal as an input.

また、張力検出部1A3cは、PF軸モータ駆動信号及びPF軸回転信号を入力とする外乱オブザーバを構成して、中押さえモータ136及び中押さえ駆動機構の数式モデルに基づき中押さえモータ135に付与される上糸張力を推定しても良い。The tension detector 1A3c constitutes a disturbance observer that receives the PF shaft motor drive signal and the PF shaft rotation signal as input, and is applied to the intermediate presser motor 135 based on the mathematical model of the intermediate presser motor 136 and the intermediate presser drive mechanism. The upper thread tension may be estimated.

また、上糸張力の一針毎のばらつきが小さくなるように、プリテンション162及びメインテンション163によって上糸Tに付与する張力を、張力監視信号に基づき制御しても良い。Further, the tension applied to the upper thread T by the pretension 162 and the main tension 163 may be controlled based on the tension monitoring signal so that the variation of the upper thread tension for each stitch is reduced.

以上に説明したように、実施の形態1に係るミシン100は、上糸Tが中押さえ135に接触するように被縫製物Obを駆動し、天秤133の小孔133aが上昇する間に上糸Tが中押さえ135を介して中押さえモータ136に付与する負荷をPF軸モータ駆動信号に基づき検出するので、小孔133aの上昇により上糸に付与される上糸張力の一針毎のばらつきを検知することができる。As described above, the sewing machine 100 according to the first embodiment drives the sewing object Ob so that the upper thread T comes into contact with the intermediate presser 135, and the upper thread while the small hole 133a of the balance 133 is raised. Since the load applied to the intermediate presser motor 136 by the T through the intermediate presser 135 is detected based on the PF shaft motor drive signal, the variation of the upper thread tension applied to the upper thread due to the rise of the small hole 133a is different for each needle. Can be detected.

したがって、実施の形態1に係るミシン100は、該上糸張力のばらつきに基づき良否を判断可能な糸調子や縫い締り精度といった縫製品質を保証しながら縫い目を形成することができる。Therefore, the sewing machine 100 according to the first embodiment can form the seam while guaranteeing the quality of the sewing product such as the thread tension and the sewing tightening accuracy with which the quality can be determined based on the variation in the upper thread tension.

また、実施の形態1に係るミシン100は、一針毎に縫製品質を保証しながら縫い目を形成するので、縫製不良が発生した縫い目を特定することができる。Further, since the sewing machine 100 according to the first embodiment forms the seam while assuring the quality of the sewing product for each stitch, it is possible to identify the seam where the sewing failure has occurred.

実施の形態1に係るミシン100は、上糸Tから中押さえモータ136へ負荷が付与されない場合に糸切れを検知することができる。The sewing machine 100 according to the first embodiment can detect yarn breakage when no load is applied from the upper thread T to the intermediate presser motor 136.

また、実施の形態1に係るミシン100は、中押さえモータ135の駆動制御信号であるPF軸モータ駆動信号に基づき前記の上糸張力を検出するので、追加部品の少ない簡素な構成で縫製動作を行いながら糸切れの発生を監視し、さらに糸調子や縫い締り精度といった縫製品質を保証することができる。Further, since the sewing machine 100 according to the first embodiment detects the needle thread tension based on the PF shaft motor drive signal that is the drive control signal of the intermediate presser motor 135, the sewing operation can be performed with a simple configuration with few additional parts. While performing, the occurrence of thread breakage can be monitored, and the quality of the sewing product such as thread tension and sewing tightening accuracy can be guaranteed.

また、実施の形態1に係るミシン100は、専用の検出器を上糸経路に設けて上糸張力を検出する場合に比べて、アーム部周辺におけるスペースや組み立ての容易性を確保し易く、ミシン頭部の設計自由度を広げることができる。Further, the sewing machine 100 according to the first embodiment is easier to secure the space around the arm portion and the ease of assembly than the case where a dedicated detector is provided in the upper thread path to detect the upper thread tension. The design freedom of the head can be expanded.

実施の形態2.
図14に基づき、実施の形態2に係るミシン100の構成と動作について説明する。図14は、実施の形態2に係るミシンの動作を示すタイミングチャートである。
Embodiment 2. FIG.
Based on FIG. 14, the configuration and operation of the sewing machine 100 according to the second embodiment will be described. FIG. 14 is a timing chart showing the operation of the sewing machine according to the second embodiment.

実施の形態2に係るミシン100は、搬送装置P1が備えるXYステージ111で駆動する保持装置112のX軸方向及びY軸方向の駆動波形が実施の形態1に係るミシン100と異なる。その他の構成及び動作については実施の形態1に係るミシン100と同じである。同様の部分については説明を省略する。The sewing machine 100 according to the second embodiment is different from the sewing machine 100 according to the first embodiment in the drive waveforms in the X-axis direction and the Y-axis direction of the holding device 112 driven by the XY stage 111 provided in the transport device P1. Other configurations and operations are the same as those of the sewing machine 100 according to the first embodiment. Explanation of similar parts is omitted.

上述した実施の形態1のXYステージ111は、タイミングeからタイミングiまでの間にX軸モータ113を駆動するので、主軸モータ134の回転数が高く一針の縫製時間が短い場合やXYステージ111の移動距離Lが長い場合は、保持装置112を高速高精度に駆動する必要がある。このようにXYステージを高速高精度化するには、機構の高剛性化や駆動源の高出力化が必要であり高コストとなる。そこで、本実施の形態では、以下のように保持装置112の駆動方法を変更する。Since the XY stage 111 according to the first embodiment drives the X-axis motor 113 from the timing e to the timing i, the rotation speed of the spindle motor 134 is high and the sewing time of one stitch is short. When the moving distance L is long, it is necessary to drive the holding device 112 with high speed and high accuracy. Thus, in order to increase the speed and accuracy of the XY stage, it is necessary to increase the rigidity of the mechanism and the output of the drive source, resulting in high costs. Therefore, in the present embodiment, the driving method of the holding device 112 is changed as follows.

図14の上段に示すように、X軸モータ113を駆動源とする保持装置122は、(N−1)針目の縫製動作においてタイミングeから移動を開始し、N針目のタイミングb´までに移動を完了して停止する。したがって、X軸モータ113は、(N−1)針目においてタイミングbからタイミングeまでの期間tsに停止し、タイミングeからN針目のタイミングb´までの期間tmで回転する。保持装置122が停止するタイミングは、タイミングeからタイミングbまでの期間内であれば良い。As shown in the upper part of FIG. 14, the holding device 122 using the X-axis motor 113 as a drive source starts to move from timing e in the sewing operation of the (N−1) th stitch and moves to timing b ′ of the Nth stitch. Complete and stop. Therefore, the X-axis motor 113 stops in the period ts from the timing b to the timing e at the (N−1) th stitch, and rotates in the period tm from the timing e to the timing b ′ of the Nth stitch. The timing at which the holding device 122 stops may be within the period from timing e to timing b.

また、図14の下段は、Y軸モータ114で駆動する保持装置122のY軸方向の位置波形である。Y軸モータ114は、X軸モータ113が回転する期間tmで回転する。14 shows a position waveform in the Y-axis direction of the holding device 122 driven by the Y-axis motor 114. The Y-axis motor 114 rotates during a period tm when the X-axis motor 113 rotates.

実施の形態2に係るミシン100は、X軸モータ113及びY軸モータ114の駆動時間を長くすることができるので、主軸モータ134の回転数が高く一針の縫製時間が短い場合やXYステージ111の移動距離Lが長い場合にあっても、上糸が中押さえ135を介して中押さえモータ136へ付与する負荷を検出することができる。したがって、実施の形態2に係るミシン100は、このような場合にあっても、小孔133aの上昇により上糸に付与される上糸張力の一針毎のばらつきを検知することができ、該上糸張力のばらつきに基づき良否を判断可能な糸調子や縫い締り精度といった縫製品質を保証しながら縫い目を形成することができる。Since the sewing machine 100 according to the second embodiment can increase the drive time of the X-axis motor 113 and the Y-axis motor 114, the rotation speed of the spindle motor 134 is high and the sewing time of one stitch is short, or the XY stage 111. Even when the moving distance L is long, the load applied by the upper thread to the intermediate presser motor 136 via the intermediate presser 135 can be detected. Therefore, even in such a case, the sewing machine 100 according to the second embodiment can detect the variation of the upper thread tension applied to the upper thread by the ascent of the small hole 133a for each stitch. The seam can be formed while guaranteeing the quality of the sewing product such as the thread tension and the sewing tightening accuracy with which the quality can be judged based on the variation in the upper thread tension.

実施の形態3.
図15と図16に基づき、実施の形態3に係るミシン100の構成と動作について説明する。図15は、実施の形態3に係るミシンの張力検出動作の課題を示すイメージ図である。図16は、実施の形態3に係るミシンの動作を示すタイミングチャートである。
Embodiment 3 FIG.
The configuration and operation of sewing machine 100 according to Embodiment 3 will be described based on FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is an image diagram illustrating a problem of the tension detection operation of the sewing machine according to the third embodiment. FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the sewing machine according to the third embodiment.

実施の形態3に係るミシン100は、搬送装置P1が備えるXYステージ111で駆動する保持装置112のX軸方向及びY軸方向の駆動波形が実施の形態1又は2に係るミシン100と異なり、その他の構成及び動作については実施の形態1又は2に係るミシン100と同じである。同様の部分については説明を省略する。The sewing machine 100 according to the third embodiment is different from the sewing machine 100 according to the first or second embodiment in that the driving waveforms in the X-axis direction and the Y-axis direction of the holding device 112 driven by the XY stage 111 provided in the transport device P1 are different. The configuration and operation are the same as those of the sewing machine 100 according to the first or second embodiment. Explanation of similar parts is omitted.

まず、図15に基づき、本実施の形態に係るミシンが解決する課題について説明する。本実施の形態では、上述した実施の形態1及び2に比べて、縫い針131及び上糸Tの直径が太い場合を想定する。このため図15では、図7及び図8に比べて縫い針131及び上糸Tの直径を太くし、さらに中押さえ135の貫通孔135aの半径rを大きく描いている。First, a problem to be solved by the sewing machine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, it is assumed that the diameters of the sewing needle 131 and the upper thread T are thicker than those in the first and second embodiments. Therefore, in FIG. 15, the diameters of the sewing needle 131 and the upper thread T are made larger than those in FIGS. 7 and 8, and the radius r of the through hole 135 a of the intermediate presser 135 is drawn larger.

図15(a)、(b)は、上述した実施の形態1のタイミングチャート(図10)に基づいてミシン100を駆動する場合に、縫い針131が上死点となるタイミングa´の状態を示している。図15(a)では、XYステージの移動距離Lよりも貫通孔135aの半径rが小さいので、図10のタイミングチャートに示したX軸方向及びY軸方向の波形パターンでXYステージを駆動すると、タイミングa´で上糸Tが中押さえ135に問題なく接触する。したがって、図15(a)では、天秤133の小孔133aが上昇する間に上糸Tが中押さえ135を介して中押さえモータ136に付与する負荷をPF軸モータ駆動信号に基づき検出することができる。15A and 15B show the state of timing a ′ when the sewing needle 131 is at the top dead center when the sewing machine 100 is driven based on the timing chart (FIG. 10) of the first embodiment described above. Show. In FIG. 15A, since the radius r of the through hole 135a is smaller than the movement distance L of the XY stage, when the XY stage is driven with the waveform pattern in the X axis direction and the Y axis direction shown in the timing chart of FIG. At timing a ′, the upper thread T contacts the intermediate presser 135 without any problem. Therefore, in FIG. 15A, the load applied by the upper thread T to the intermediate presser motor 136 via the intermediate presser 135 while the small hole 133a of the balance 133 is raised can be detected based on the PF shaft motor drive signal. it can.

しかしながら、図15(b)では移動距離Lよりも半径rが大きいので、図10及び図14のタイミングチャートに示したX軸方向及びY軸方向の波形パターンで保持装置122を駆動しても、小孔133aの上昇時に上糸Tと中押さえ135の底面部とを接触させることができない。上糸Tと中押さえ135の底面部とを接触させるためには、貫通孔135aの半径rが最小となる中押さえを使用することが望ましいが、中押さえの種類を多数用意し、縫い針131及び上糸Tの太さに応じて半径rが最小の中押さえへ付け替えることは効率的でない上、限界がある。そこで、本実施の形態では、以下のようにXYステージの駆動パターンを変更する。However, since the radius r is larger than the movement distance L in FIG. 15B, even if the holding device 122 is driven with the waveform patterns in the X-axis direction and the Y-axis direction shown in the timing charts of FIGS. When the small hole 133a is raised, the upper thread T and the bottom surface portion of the intermediate presser 135 cannot be brought into contact with each other. In order to bring the upper thread T into contact with the bottom surface portion of the intermediate presser 135, it is desirable to use an intermediate presser that minimizes the radius r of the through hole 135a. However, many types of intermediate pressers are prepared and the sewing needle 131 is used. In addition, it is not efficient and there is a limit to changing to the intermediate presser having the smallest radius r according to the thickness of the upper thread T. Therefore, in the present embodiment, the drive pattern of the XY stage is changed as follows.

図16上段の太線で示すように、X軸モータ113を駆動源とする保持装置122はN針目の縫い目を形成するため、(N−1)針目の搬送動作においてタイミングeからX軸方向に移動を開始し、タイミングiまでに移動を完了し停止する。このときの移動距離lxxは、数式3で求まる角度θが30度以下になるように貫通孔135aの半径rよりも大きくする。As indicated by the thick line in the upper part of FIG. 16, the holding device 122 using the X-axis motor 113 as the driving source forms an N-th stitch, and therefore moves in the X-axis direction from timing e in the (N−1) -th stitch conveying operation. , And the movement is completed and stopped by timing i. The moving distance lxx at this time is set larger than the radius r of the through-hole 135a so that the angle θ obtained by Equation 3 is 30 degrees or less.

Figure 0006477987
Figure 0006477987

次いで、保持装置122は、天秤133の小孔133aが上昇するタイミングiからh´の期間tssにおいて停止することで、上糸Tが中押さえ135の底面部に接触するように被縫製物Obを保持する。そして、小孔133aが上昇し終えたタイミングh´から縫い針131が被縫製物Obに挿針されるタイミングb´までの期間に、N針目の縫い目を形成する所定の位置へ移動する。そして、保持装置122は、縫い針131が被縫製物Obに挿針されるタイミングb´から抜針されるタイミングe´までの期間tsで停止する。タイミングe´以降は、(N+1)縫い目を形成するために同様の動作を繰り返し実行する。Next, the holding device 122 stops the sewing object Ob so that the upper thread T comes into contact with the bottom surface portion of the intermediate presser 135 by stopping in the period ts of h ′ from the timing i when the small hole 133a of the balance 133 rises. Hold. Then, during a period from timing h ′ at which the small hole 133a finishes rising to timing b ′ at which the sewing needle 131 is inserted into the sewing object Ob, the needle moves to a predetermined position for forming the Nth stitch. Then, the holding device 122 stops in a period ts from timing b ′ when the sewing needle 131 is inserted into the sewing object Ob to timing e ′ when the needle is removed. After the timing e ′, the same operation is repeated to form (N + 1) stitches.

一方、図16下段の太線は、Y軸モータ114を駆動源とする保持装置122のY軸方向の駆動波形を示す。同図において、Y軸モータ114はX軸モータと同様の駆動波形を示す。On the other hand, the thick line in the lower part of FIG. 16 shows the drive waveform in the Y-axis direction of the holding device 122 using the Y-axis motor 114 as a drive source. In the figure, a Y-axis motor 114 shows the same drive waveform as the X-axis motor.

なお、(N−1)針目とN針目の縫い目はX軸方向にlx、Y軸方向にly離れているので、タイミングh´からタイミングb´までの期間に移動する距離はX軸方向(lxx−lx)、Y軸方向に(lyy−ly)となり、XYステージの移動距離L2は数式4で求まる。Since the stitches of the (N-1) stitch and the Nth stitch are separated by 1x in the X-axis direction and ly in the Y-axis direction, the distance moved during the period from the timing h ′ to the timing b ′ is the X-axis direction (lxx −lx) and (lyy−ly) in the Y-axis direction, and the movement distance L2 of the XY stage is obtained by Equation 4.

Figure 0006477987
Figure 0006477987

したがって、X軸方向の移動距離lxxが貫通孔135aの半径rよりも十分に大きい場合は、Y軸モータの駆動波形を変更する必要はないため、移動距離lyyをlyとしても良い。すなわち、数式5で求まる距離L2が半径rよりも十分大きくなるようにlxxとlyyを決定すれば良い。Therefore, when the moving distance lxx in the X-axis direction is sufficiently larger than the radius r of the through hole 135a, it is not necessary to change the driving waveform of the Y-axis motor, and the moving distance lyy may be set to ly. That is, lxx and lyy may be determined so that the distance L2 obtained by Expression 5 is sufficiently larger than the radius r.

Figure 0006477987
Figure 0006477987

また、主軸モータ134の回転数が高く一針の縫製時間が短い場合やXYステージ111の移動距離Lが長い場合は、タイミングeからiまでの期間が短くなる。このため、図16の太破線で示すように、上糸Tが中押さえ135の底面部と接触するのであれば、タイミングeからタイミングh´までの期間内で保持装置122が停止するタイミングを変更しても良い。Further, when the rotational speed of the spindle motor 134 is high and the sewing time of one stitch is short, or when the movement distance L of the XY stage 111 is long, the period from timing e to i is short. For this reason, as shown by the thick broken line in FIG. 16, if the upper thread T is in contact with the bottom surface portion of the intermediate presser 135, the timing at which the holding device 122 stops within the period from the timing e to the timing h ′ is changed. You may do it.

実施の形態3に係るミシン100は、縫い針131や上糸Tの太さに起因して、縫い目のピッチよりも中押さえ135の貫通孔135aの半径rが大きい場合にあっても、小孔133aが上昇する期間に、上糸Tが中押さえ135の底面部に接触するように保持装置122を駆動する。したがって、実施の形態3に係るミシン100は、このような場合にあっても、小孔133aの上昇により上糸に付与される上糸張力の一針毎のばらつきを検知することができ、該上糸張力のばらつきに基づき良否を判断可能な糸調子や縫い締り精度といった縫製品質を保証しながら縫い目を形成することができる。The sewing machine 100 according to the third embodiment has a small hole even if the radius r of the through hole 135a of the intermediate presser 135 is larger than the pitch of the seam due to the thickness of the sewing needle 131 and the upper thread T. The holding device 122 is driven so that the upper thread T is in contact with the bottom surface portion of the intermediate presser 135 during the period in which 133a is raised. Therefore, even in such a case, the sewing machine 100 according to the third embodiment can detect the variation of the upper thread tension applied to the upper thread by the rise of the small hole 133a for each stitch, The seam can be formed while guaranteeing the quality of the sewing product such as the thread tension and the sewing tightening accuracy with which the quality can be judged based on the variation in the upper thread tension.

なお、本実施の形態では、中押さえ135の貫通孔135aが半径rの円形の底面部を有することを前提としたが、貫通孔135aの底面部の形状が円形でない中押さえを使用する場合にあっても、本発明に係る上糸張力の検出手段に基づく品質保証を実施することができる。In the present embodiment, it is assumed that the through hole 135a of the intermediate presser 135 has a circular bottom surface portion with a radius r. However, when the intermediate presser in which the shape of the bottom surface portion of the through hole 135a is not circular is used. Even if it exists, quality assurance based on the means for detecting the upper thread tension according to the present invention can be implemented.

実施の形態4.
図17と図18に基づき、実施の形態4に係るミシン100の構成と動作について説明する。図17は、実施の形態4に係るミシンのPF軸モータ制御演算部の詳細を示すブロック図である。図18は、実施の形態4に係るミシンのPF軸偏差抑制部の詳細を示すブロック図である。
Embodiment 4 FIG.
The configuration and operation of sewing machine 100 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is a block diagram illustrating details of the PF shaft motor control calculation unit of the sewing machine according to the fourth embodiment. FIG. 18 is a block diagram showing details of the PF axis deviation suppressing unit of the sewing machine according to the fourth embodiment.

実施の形態4に係るミシン100は、操作盤121が備える記憶装置121cに記憶させるデータと、制御盤122Bが備えるPF軸偏差抑制部1B3aとが実施の形態1から3に係るミシン100と異なり、その他の構成及び動作については実施の形態1から3に係るミシン100と同じである。同様の部分については説明を省略する。The sewing machine 100 according to the fourth embodiment is different from the sewing machine 100 according to the first to third embodiments in that data to be stored in the storage device 121c included in the operation panel 121 and the PF axis deviation suppression unit 1B3a included in the control panel 122B are different from those in the sewing machine 100 according to the first to third embodiments. Other configurations and operations are the same as those of the sewing machine 100 according to the first to third embodiments. Explanation of similar parts is omitted.

まず、図17に基づき、実施の形態4に係るミシン100が操作盤121と制御盤121Bとの間で通信するデータについて説明する。操作盤121の記憶装置121cは、ミシン100の使用者が入力装置121dを用いて入力するパラメータD2を記憶して、パラメータD2を制御盤122Bへ出力する。パラメータD2は、操作盤121が備えるプロセッサ121bの命令に基づき、図示しない通信回路を介して制御盤122Bへ伝送される。制御盤122BのPF軸偏差抑制部1B3aは、パラメータD2を受信してPF軸偏差抑制部1B3aの内部の制御パラメータを変更する。First, based on FIG. 17, data that the sewing machine 100 according to the fourth embodiment communicates between the operation panel 121 and the control panel 121B will be described. The storage device 121c of the operation panel 121 stores the parameter D2 input by the user of the sewing machine 100 using the input device 121d, and outputs the parameter D2 to the control panel 122B. The parameter D2 is transmitted to the control panel 122B via a communication circuit (not shown) based on a command from the processor 121b included in the operation panel 121. The PF axis deviation suppressing unit 1B3a of the control panel 122B receives the parameter D2 and changes the control parameter inside the PF axis deviation suppressing unit 1B3a.

次に、図18に基づき、PF軸偏差抑制部1B3aの詳細を説明する。PF軸偏差抑制部1B3aは、PF軸指令信号とPF軸回転信号と張力監視信号とパラメータD2とを入力としてPF軸モータ駆動信号を出力する。PF軸偏差抑制部1B3aの偏差抑制補償器a3は、PF軸指令信号とPF軸回転信号との差分が0になるように中押さえモータ136の回転を制御する。図18において、比例補償器及び積分補償器によるPI制御を偏差抑制補償器a3に採用し、偏差信号をSe、PF軸モータ駆動信号をSdとすると、偏差抑制補償器の伝達関数は数式6で表現できる。Next, based on FIG. 18, the detail of PF axis | shaft deviation suppression part 1B3a is demonstrated. The PF axis deviation suppressing unit 1B3a receives the PF axis command signal, the PF axis rotation signal, the tension monitoring signal, and the parameter D2, and outputs a PF axis motor drive signal. The deviation suppression compensator a3 of the PF axis deviation suppression unit 1B3a controls the rotation of the intermediate pressing motor 136 so that the difference between the PF axis command signal and the PF axis rotation signal becomes zero. In FIG. 18, when PI control by a proportional compensator and an integral compensator is adopted in the deviation suppression compensator a3, the deviation signal is Se, and the PF shaft motor drive signal is Sd, the transfer function of the deviation suppression compensator is Can express.

Figure 0006477987
Figure 0006477987

ただし、記号kpは比例制御ゲイン、記号Tiは積分時定数、そして記号sはラプラス演算子である。PF軸偏差抑制部1B3aの内部の制御パラメータであるkp及びTiの値は、外部から入力されるパラメータD2に基づき変更される。Here, symbol kp is a proportional control gain, symbol Ti is an integration time constant, and symbol s is a Laplace operator. The values of kp and Ti, which are control parameters inside the PF axis deviation suppressing unit 1B3a, are changed based on the parameter D2 input from the outside.

具体的に、パラメータD2は、比例制御ゲインkpを変更することにより偏差信号Seの振幅を、積分時定数Tiを変更することにより偏差信号Seの振幅及び位相をそれぞれ操作する。本実施の形態に係るミシン100は、かま132が上糸Tの捕捉を解除した後から天秤133の動作にともない小孔113aが上昇する期間に、すなわち中押さえ135が被縫製物Obから上昇し上糸Tと接触する可能性がある期間に、パラメータD2に基づき比例制御ゲインkpを小さく、又は積分時定数Tiを長く変更する。Specifically, the parameter D2 manipulates the amplitude of the deviation signal Se by changing the proportional control gain kp, and the amplitude and phase of the deviation signal Se by changing the integration time constant Ti. In the sewing machine 100 according to the present embodiment, after the hook 132 releases the catch of the upper thread T, the intermediate presser 135 is lifted from the sewing object Ob during the period when the small hole 113a is lifted in accordance with the operation of the balance 133. In the period during which there is a possibility of contact with the upper thread T, the proportional control gain kp is decreased or the integration time constant Ti is changed longer based on the parameter D2.

実施の形態4に係るミシン100は、パラメータD2に基づき比例制御ゲインkpを小さく、又は積分時定数Tiを長く変更するので、上糸Tが中押さえ135に接触する期間に中押さえモータ136の外力に対する応答を緩慢にすることができる。このようにすることで、上糸Tが中押さえ135を支点として引き上げられる際に上糸Tと中押さえ135との間で生じる摩擦力を低減することができる。したがって、本実施の形態に係るミシン100のPF軸偏差抑制部1B3aは、上糸張力を検出する際に、上糸Tが中押さえ135との間の摩擦力により切断されたり解れたりしないように中押さえモータ136を駆動することができる。Since the sewing machine 100 according to the fourth embodiment changes the proportional control gain kp to be small or the integration time constant Ti to be long based on the parameter D2, the external force of the intermediate presser motor 136 during the period when the upper thread T is in contact with the intermediate presser 135. Can slow down the response. By doing so, it is possible to reduce the frictional force generated between the upper thread T and the intermediate presser 135 when the upper thread T is pulled up with the intermediate presser 135 as a fulcrum. Therefore, the PF shaft deviation suppressing portion 1B3a of the sewing machine 100 according to the present embodiment prevents the upper thread T from being cut or unwound by the frictional force with the intermediate presser 135 when detecting the upper thread tension. The intermediate presser motor 136 can be driven.

実施の形態1から4に係るミシン100の制御盤が備える各機能は処理回路を用いて実現することができる。各機能とは、指令生成部1A1及びPF軸モータ制御演算部1A3である。図19は、実施の形態1から4に係るミシンの制御盤の第1のハードウェア構成例を示す図である。図20は、実施の形態1から4に係るミシンの制御盤の第2のハードウェア構成例を示す図である。図19には専用処理回路190のような専用のハードウェアにより上記の処理回路を実現する例が示される。図20にはプロセッサ191及び記憶装置192により上記の処理回路を実現する例が示される。Each function provided in the control panel of the sewing machine 100 according to the first to fourth embodiments can be realized using a processing circuit. The functions are the command generation unit 1A1 and the PF shaft motor control calculation unit 1A3. FIG. 19 is a diagram illustrating a first hardware configuration example of the control panel of the sewing machine according to the first to fourth embodiments. FIG. 20 is a diagram illustrating a second hardware configuration example of the control panel of the sewing machine according to the first to fourth embodiments. FIG. 19 shows an example in which the above processing circuit is realized by dedicated hardware such as the dedicated processing circuit 190. FIG. 20 shows an example in which the above processing circuit is realized by the processor 191 and the storage device 192.

図18に示すように専用のハードウェアを利用する場合、専用処理回路190は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、又はこれらを組み合わせたものが該当する。上記の各機能のそれぞれを、処理回路で実現しても良いし、まとめて処理回路で実現しても良い。
図20に示すようにプロセッサ191及び記憶装置192を利用する場合、上記の各機能のそれぞれは、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの組合せにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、記憶装置192に記憶される。プロセッサ191は記憶装置192に記憶されたプログラムを読み出して実行する。またこれらのプログラムは、上記の各機能のそれぞれが実行する手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。記憶装置192は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー、EPROM(登録商標)(Erasable Programmable Read Only Memory)、又はEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)といった半導体メモリが該当する。半導体メモリは不揮発性メモリでも良いし揮発性メモリでも良い。また記憶装置192は、半導体メモリ以外にも、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はDVD(Digital
Versatile Disc)が該当する。
As shown in FIG. 18, when using dedicated hardware, the dedicated processing circuit 190 includes a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and an FPGA (Field). Programmable Gate Array) or a combination thereof. Each of the above functions may be realized by a processing circuit, or may be realized by a processing circuit collectively.
As shown in FIG. 20, when the processor 191 and the storage device 192 are used, each of the above functions is realized by software, firmware, or a combination thereof. Software or firmware is described as a program and stored in the storage device 192. The processor 191 reads and executes the program stored in the storage device 192. It can also be said that these programs cause a computer to execute the procedures and methods executed by each of the above functions. The storage device 192 includes a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (registered trademark) (Erasable Programmable Read Only Memory), or an EEPROM (Electrically Available Memory). To do. The semiconductor memory may be a nonvolatile memory or a volatile memory. In addition to the semiconductor memory, the storage device 192 may be a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, or a DVD (Digital
Versatile Disc).

上述した実施の形態に示した構成では、上糸より中押さえ135に付与される負荷をPF軸モータ駆動信号に基づき検出したが、本発明はこれに限定されず、中押さえ135に付与される負荷を検出するための検出素子を中押さえ駆動機構151に設けてもよい。In the configuration shown in the above-described embodiment, the load applied to the intermediate presser 135 from the upper thread is detected based on the PF shaft motor drive signal, but the present invention is not limited to this and is applied to the intermediate presser 135. A detection element for detecting a load may be provided in the intermediate press drive mechanism 151.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

100 ミシン、101 アーム、102 主軸モータケース、103 ミシン頭部、104 ベッド、105 支持脚、106 滑り板、111 XYステージ、112 保持装置、112a 送り板、112b 外押さえ、112c 押さえ台、112d エアシリンダ、113 X軸モータ、114 Y軸モータ、115 X軸駆動機構、115a 移動レース、116 Y軸駆動機構、116aY軸ガイド、117、118、137、150 回転情報検出器、121 操作盤、121a 表示器、121b、191 プロセッサ、121c、192 記憶装置、D1 縫製パターンデータ、121d 入力装置、122、122A 制御盤、123 フットスイッチ、1A1 指令生成部、1A2 主軸モータ制御演算部、1A3 PF軸モータ制御演算部、1A4 X軸モータ制御演算部、1A5 Y軸モータ制御演算部、131、131´ 縫い針、131a、131a´ 針孔、132 かま、133 天秤、133a、131a´ 小孔、134 主軸モータ、135、135´ 中押さえ、135a、135a´ 貫通孔、136 中押さえモータ、138 カップリング、139 上軸、140 天秤駆動機構、141 針棒駆動機構、142 針棒、143 ボビンケース、144 上軸プーリ、145 タイミングベルト、146 下軸プーリ、147 大径ギヤ、148 小径ギヤ、149 下軸、151 中押さえ駆動機構、152 ピニオン、153 ラック、154 スライドガイド、155 スライダ、156 中押さえ棒抱き、157 中押さえ棒、158 糸巻きスタンド、159 糸巻き、160、161、164、165、166 上糸ガイド、162
プリテンション、163 メインテンション、190 専用処理回路、a1 スイッチ、a2 差分器、a3 偏差抑制補償器、c1 フィルタ処理部、c2 記録部、c3 比較器、T、T´ 上糸、Td、Td´ 下糸、Ob、Ob´ 被縫製物。
100 sewing machine, 101 arm, 102 spindle motor case, 103 sewing machine head, 104 bed, 105 support leg, 106 sliding plate, 111 XY stage, 112 holding device, 112a feed plate, 112b outer presser, 112c presser base, 112d air cylinder , 113 X-axis motor, 114 Y-axis motor, 115 X-axis drive mechanism, 115a moving race, 116 Y-axis drive mechanism, 116a Y-axis guide, 117, 118, 137, 150 Rotation information detector, 121 operation panel, 121a display 121b, 191 processor, 121c, 192 storage device, D1 sewing pattern data, 121d input device, 122, 122A control panel, 123 foot switch, 1A1 command generation unit, 1A2 spindle motor control calculation unit, 1A3 PF axis motor control calculation unit 1A4 X-axis mode Control unit, 1A5 Y-axis motor control calculation unit, 131, 131 ′ sewing needle, 131a, 131a ′ needle hole, 132 hook, 133 balance, 133a, 131a ′ small hole, 134 spindle motor, 135, 135 ′ intermediate presser , 135a, 135a ′ through hole, 136 intermediate presser motor, 138 coupling, 139 upper shaft, 140 balance driving mechanism, 141 needle bar driving mechanism, 142 needle bar, 143 bobbin case, 144 upper shaft pulley, 145 timing belt, 146 Lower shaft pulley, 147 large-diameter gear, 148 small-diameter gear, 149 lower shaft, 151 intermediate presser drive mechanism, 152 pinion, 153 rack, 154 slide guide, 155 slider, 156 intermediate presser bar holder, 157 intermediate presser bar, 158 thread winding stand 159 Spool, 160, 161, 164, 165, 16 The upper thread guide, 162
Pre-tension, 163 main tension, 190 dedicated processing circuit, a1 switch, a2 differentiator, a3 deviation suppression compensator, c1 filter processing unit, c2 recording unit, c3 comparator, T, T ′ upper thread, Td, Td ′ lower Thread, Ob, Ob 'Sewing product.

Claims (11)

縫い針の針孔に挿通された上糸を捕捉することで前記上糸と下糸とを絡ませるかまと、
前記上糸を挿通する小孔を有し、前記小孔が下死点から上死点まで上昇することにより前記上糸を縫製対象である被縫製物から引き上げる天秤と、
前記被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえと、
前記中押さえを駆動する駆動源と、
前記被縫製物を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段が前記被縫製物を搬送する際に前記上糸が前記中押さえに接触することにより、前記上糸より前記中押さえに付与される負荷に基づき上糸張力を監視する張力監視部と、
を備えるミシン。
To catch the upper thread inserted into the needle hole of the sewing needle and to entangle the upper thread and the lower thread,
A balance having a small hole through which the upper thread is inserted, and the small hole is lifted from a bottom dead center to a top dead center to pull up the upper thread from the sewing object to be sewn;
An intermediate presser for preventing the sewing product from being lifted;
A drive source for driving the intermediate presser;
Conveying means for conveying the sewing product;
A tension monitoring unit that monitors the upper thread tension based on a load applied to the intermediate presser by the upper thread when the upper thread comes into contact with the intermediate presser when the transport means transports the sewing product; ,
A sewing machine comprising:
前記張力監視部は、前記上糸張力を、前記駆動源へ付与される負荷に基づき検出する
請求項1に記載のミシン。
The sewing machine according to claim 1, wherein the tension monitoring unit detects the upper thread tension based on a load applied to the drive source.
前記張力監視部は、前記かまが前記上糸の捕捉を解除した後から前記小孔が上死点に達するまでの期間の前記上糸張力を監視する請求項1または2に記載のミシン。   The sewing machine according to claim 1 or 2, wherein the tension monitoring unit monitors the upper thread tension during a period from when the hook releases the upper thread until the small hole reaches a top dead center. 前記張力監視部は、前記上糸張力が外部から入力される基準値よりも大きい又は小さいときに縫製不良を通知する縫製不良信号を出力する請求項1から3のいずれかに記載のミシン。   The sewing machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the tension monitoring unit outputs a sewing failure signal that notifies a sewing failure when the upper thread tension is larger or smaller than a reference value input from outside. 前記張力監視部は、前記上糸張力を一針毎に記録する記録部を備え、
一針毎の前記上糸張力のばらつきが外部から入力される基準値よりも大きい又は小さいときに縫製不良を通知する縫製不良信号を出力する請求項1から3のいずれかに記載のミシン。
The tension monitoring unit includes a recording unit that records the needle thread tension for each needle,
The sewing machine according to any one of claims 1 to 3, wherein a sewing failure signal for notifying a sewing failure is output when a variation in the needle thread tension for each stitch is larger or smaller than a reference value input from outside.
前記張力監視部は、前記上糸張力を一針毎に記録する記録部を備え、
前記記録部が記録した上糸張力と前記張力監視部が監視する上糸張力35との差分が設定された閾値よりも大きいときに縫製不良を通知する縫製不良信号を出力する請求項1から3のいずれかに記載のミシン。
The tension monitoring unit includes a recording unit that records the needle thread tension for each needle,
4. A sewing failure signal for notifying a sewing failure is output when a difference between an upper thread tension recorded by the recording unit and an upper thread tension 35 monitored by the tension monitoring unit is larger than a set threshold value. The sewing machine according to any one of the above.
前記かまが前記上糸の捕捉を解除した後から前記小孔が上昇する期間に、前記被縫製物に対して前記中押さえを一定の高さで停止させる前記駆動源の駆動指令を生成する指令生成器を備える請求項1から6のいずれかに記載のミシン。   A command for generating a drive command for the drive source to stop the intermediate presser at a certain height with respect to the sewing product during a period in which the small hole ascends after the catch of the upper thread is released. The sewing machine according to any one of claims 1 to 6, further comprising a generator. 前記駆動源の駆動状態と前記駆動指令との差分により求める偏差信号が0になるように前記駆動源を制御する偏差抑制部を備え、
前記かまが前記上糸の捕捉を解除した後から前記天秤の動作にともない前記小孔が上昇する期間に、前記偏差抑制部の外部から設定するパラメータにもとづき前記偏差信号の振幅を操作する比例演算器のゲインを小さくする請求項7に記載のミシン。
A deviation suppression unit that controls the drive source so that a deviation signal obtained by a difference between a drive state of the drive source and the drive command becomes 0;
Proportional calculation for manipulating the amplitude of the deviation signal based on a parameter set from the outside of the deviation suppression unit during the period when the small hole is raised by the operation of the balance after the hook releases the upper thread. The sewing machine according to claim 7, wherein the gain of the machine is reduced.
前記駆動源の駆動状態と前記駆動指令との差分により求める偏差信号が0になるように前記駆動源を制御する偏差抑制部を備え、
前記かまが前記上糸の捕捉を解除した後から前記天秤の動作にともない前記小孔が上昇する期間に、前記偏差抑制部の外部から設定するパラメータにもとづき前記偏差信号の振幅及び位相を操作する積分演算器の積分時定数を長くする請求項7に記載のミシン。
A deviation suppression unit that controls the drive source so that a deviation signal obtained by a difference between a drive state of the drive source and the drive command becomes 0;
The amplitude and phase of the deviation signal are manipulated based on parameters set from the outside of the deviation suppressing unit during the period when the small hole ascends as the balance operates after the hook releases the upper thread. The sewing machine according to claim 7, wherein the integration time constant of the integration computing unit is increased.
前記張力監視部が監視する上糸張力に基づき縫製不良を検知して、前記中押さえを、または、前記縫い針と、前記かまと、前記天秤と、前記押さえと、前記搬送手段を停止させる請求項1から9のいずれかに記載のミシン。 Wherein detects the tension monitoring unit based on the needle thread tension monitoring sewing defects, the in pressing, or stop said sewing needle, said the bite, and the balance, it said in the pressing, and said conveying means The sewing machine according to any one of claims 1 to 9, wherein: 前記張力監視部が監視する上糸張力に基づき縫製不良を検知して、縫製不良が発生したことを表示する表示器を備える請求項1から10のいずれかに記載のミシン。   The sewing machine according to any one of claims 1 to 10, further comprising an indicator that detects a sewing failure based on an upper thread tension monitored by the tension monitoring unit and displays that a sewing failure has occurred.
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