JP6854592B2 - 縫製システム - Google Patents

Description

本発明は、ロボットアームを備える縫製システムに関する。

ロボットアームの先端部に吸着ハンドを取り付け、被縫製物を吸着してミシンに対して被縫製物の供給並びに被縫製物を保持して所定の針落ち位置に針落ちが行われるように布移動を行う縫製システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開昭６１−２６５１６９号公報

ロボットアームを縫製に使用する場合、被縫製物の受け取り位置、ミシンの縫い位置、縫製済みの被縫製物のストック位置など、各位置をロボットアームのコントローラーに教示するいわゆるティーチングという作業が必要となる。
しかしながら、上記従来の縫製システムでは、ミシンとロボットアームとが独立して設置されていることから、縫製システムの移動や再配置を行うと、相互間の位置に狂いが生じるため、ティーチングを全てやり直さなければならないという問題があった。

本発明は、ティーチングの手間を低減する縫製システムを提供することをその目的とする。

本発明は、
被縫製物の縫製を行うミシンと、
前記被縫製物を着脱可能に保持し、保持した被縫製物を前記ミシンに対して位置決めして任意の縫製を行わせるロボットアームと、
前記ミシンと前記ロボットアームとをそれぞれ定位置で固定支持する基台とを備える。

さらに、本発明は、
前記ロボットアームは、クランプ治具を介して前記被縫製物を保持し、
前記ロボットアームと前記クランプ治具との間には、前記ロボットアーム側から着脱可能とし、前記クランプ治具を一定の姿勢で保持する連結構造が設けられている構成としても良い。

さらに、本発明は、
前記クランプ治具が一定の姿勢で設置される設置部を有し、当該設置部に対して前記クランプ治具の設置作業を行う作業位置と前記設置部に設置された前記クランプ治具を前記ロボットアームに渡す渡し位置とに前記設置部を搬送する搬送装置を備え、
前記搬送装置は、前記基台の定位置に固定支持されている構成としても良い。

さらに、本発明は、
前記基台の定位置に支持され、前記ロボットアームの可動範囲を示す標示装置を備え、
前記搬送装置は、前記作業位置が前記可動範囲の外側となり、前記渡し位置が前記可動範囲の内側となるように配置されている構成としても良い。

さらに、本発明は、
前記搬送装置は、前記作業位置において前記設置部に設置された前記クランプ治具の姿勢及び向きと同じ姿勢及び向きで前記渡し位置において前記ロボットアームに前記クランプ治具を渡すという構成としても良い。

さらに、本発明は、
前記基台は、移動用の車輪を有する構成としても良い。

本発明は、ミシンとロボットアームとが基台によって定位置で固定支持されているので、縫製作業におけるロボットアームの目標位置を一度設定すれば、その後は、縫製システム全体を移動させた場合でも、基台により、ロボットアームとミシンとの相対的な位置関係は維持されるので、縫製のための目標位置の設定作業をやりおなすり必要がなくなり、ティーチングやその他の設定作業の負担の軽減を図ることが可能となる。

縫製システムの全体構成を示す斜視図である。 クランプ治具の斜視図である。 搬送装置の断面図である。 搬送装置のターンテーブルの平面図である。 縫製システムの制御系を示すブロック図である。 縫製作業時の搬送装置の動作制御を示すフローチャートである。 縫製作業時のロボットアーム及びミシンの動作制御を示すフローチャートである。 搬送装置の他の例を示すターンテーブルの底面図である。

［縫製システムの全体構成］
以下、本発明の実施の形態である縫製システム１００について図面に基づいて説明する。図１は縫製システム１００の全体構成を示す斜視図である。
縫製システム１００は、被縫製物の縫製を行うミシン１０と、被縫製物を着脱可能に保持するクランプ治具２０と、クランプ治具２０を介して保持した被縫製物をミシン１０に対して位置決めして任意の縫製を行わせるロボットアーム３０と、クランプ治具２０を一定の姿勢で設置する設置部４１を移動させて、クランプ治具２０をロボットアーム３０に渡す搬送装置４０と、ロボットアーム３０の可動範囲を示す標示装置５０と、これらの構成の動作制御を行うコントローラー６０と、上記全ての構成をそれぞれ個別の定位置で固定支持する基台７０とを備えている。

［ミシン］
ミシン１０は、下端部に縫い針を保持する針棒と、針棒を上下動させる針棒上下動機構と、縫い針に通された上糸を捕捉して下糸を絡める釜機構と、中押さえを上下動させる中押さえ機構と、上糸の引き上げを行う天秤機構と、上糸に張力を付与する糸調子器と、これらを格納又は支持するミシンフレーム１１とを備えている。
なお、縫製システム１００では、縫製中の被縫製物の移動をロボットアーム３０が行うので，送り歯による布送り機構は有していないか、或いは、布送り機構を搭載している場合でも送り歯が針板よりも下降した状態で停止させられた休止状態に維持されている。

ミシンフレーム１１は、下部に位置するミシンベッド部と、ミシンベッド部から立ち上げられた立胴部と、立胴部の上端部からミシンベッド部と平行に延出されたミシンアーム部とを備えている。
そして、ミシンフレーム１１の正面側（図１は背面側を示している）には、天秤機構の天秤や上糸の案内経路を構成する糸案内、糸調子器等が設けられている。

針棒上下動機構は、ミシンモーター１２（図５参照）を駆動源として回転する上軸と上軸の回転力を上下動の駆動力に変換して針棒に付与するクランク機構とを備える周知の構成なので、詳細な説明は省略する。

釜機構は、いわゆる水平釜と、水平釜を支持する釜軸と、ミシンモーター１２により回転する下軸と、下軸から釜軸に回転力を伝達する伝達機構とを備える周知の構成なので、詳細な説明は省略する。
また、ミシン１０はいわゆるポストベッドミシンであり、水平釜がミシンベッド部における縫い針の下方の位置に立設されたポストベッドの上部に内蔵されている。

中押さえ機構は、下端部に中押さえを保持する中押さえ棒と、上軸の回転力を上下動の駆動力に変換して中押さえ棒に付与するクランク機構とを備える周知の構成なので、詳細な説明は省略する。
中押さえは、縫い針を遊挿する円筒部を備え、当該円筒部が縫い針の上昇時に被縫製物を上から押さえて被縫製物のばたつきを押さえる役割を有している。
中押さえ機構は、中押さえを縫い針と同周期であって縫い針に遅れて上下動を行うよう動作伝達を行う。これにより、縫い針の上昇に引っ張られて上昇しようとする被縫製物を押さえ、被縫製物からの縫い針の引き抜きを良好に行わせる。

［クランプ治具］
図２はクランプ治具２０の斜視図である。
クランプ治具２０は、一方が他方に対して接離可能に支持された一対のクランプ部材とその接離動作を手動で行うトグル機構とからなる複数のクランプユニット２１と、各クランプユニット２１を支持するフレーム２２とを備えている。

各クランプユニット２１は、被縫製物をクランプするクランプ面が一つの周面又は曲面に沿うように配置されており、これにより被縫製物を周面又は曲面に沿った状態に維持することができる。
各クランプユニットのトグル機構はトグルレバーを備え、当該トグルレバーを一定方向に回動操作することで、クランプ部材が開いて被縫製物を一対のクランプ部材の間に挿入することができ、トグルレバーを逆方向に回動操作することで、クランプ部材が閉じてクランプ状態となる。

フレーム２２は、その正面側に上記複数のクランプユニットを備え、その背面側にはツールプレート２３を備えている。
ロボットアーム３０とクランプ治具２０との間には、ロボットアーム３０側から着脱可能とし、クランプ治具２０を一定の姿勢で保持する連結構造が設けられている。この連結構造は、ロボットアーム３０の先端部に装備されたマスタープレート３１（図５参照）と、クランプ治具２０側に装備されたツールプレート２３とから構成されている。そして、このツールプレート２３がクランプ治具２０のフレーム２２の背面側に固定装備されている。

ツールプレート２３は、円形のプレートであり、背面側がフレーム２２に対する取り付け面となっており、正面側がマスタープレート３１との対向面となっている。そして、ツールプレート２３の正面の中央部には、円形の開口部が形成されており、当該開口部の内周面には保持溝が形成されている。

一方、マスタープレート３１には、ツールプレート２３と対向するその正面側に開口部に挿入可能な円柱状の突起を備えており、当該突起にはその外周面から出没可能なロック用のボールが円周方向に沿って複数並んで配置されている。このロック用のボールは、マスタープレート３１の外周面上に設けられた空圧供給口に空圧が供給されると、突起の外周面から幾分突出した状態となる。つまり、ツールプレート２３の開口部にマスタープレート３１の突起を挿入して空圧供給口から空圧を供給すると、各ボールが突出し、ツールプレート２３の開口部内の保持溝に嵌合し、開口部から突起が抜けない連結状態となる。また、マスタープレート３１には、供給された圧縮空気を排出する排出口を備えており、ここから排気することで連結状態を解除してマスタープレート３１とツールプレート２３を分離可能とする。

また、マスタープレート３１の突起の周囲二箇所には当該突起と同方向に突出した二つの位置決めピンが設けられており、ツールプレート２３の開口部の周囲二箇所には、プレート同士の連結時に各位置決めピンが挿入される位置決め穴が形成されている。これらにより、マスタープレート３１に対して相対的にツールプレート２３が突起回りに回動することを阻止することができる。従って、ロボットアーム３０は、マスタープレート３１とツールプレート２３からなる連結構造により、クランプ治具２０を一定の姿勢で保持することが可能となっている。

［ロボットアーム］
ロボットアーム３０は、土台となるベースと、関節で連結された複数のアームと、各関節ごとに設けられた駆動源としてのサーボモーター３２と、各サーボモーターにより回転又は回動されるアーム角度をそれぞれ検出するエンコーダー３３とを備える垂直多関節型のロボットアームであり、関節で連結された複数のアームの先端部には前述したマスタープレート３１が装備されている。
マスタープレート３１には、前述したツールプレート２３を通じてクランプ治具２０をロボットアーム３０に対して決まった姿勢で装着することができる。

上記各関節は、アームの一端部を揺動可能として他端部を軸支する揺動関節と、アーム自身をその長手方向を中心に回転可能に軸支する回転関節とのいずれかから構成される。 そして、ロボットアーム３０は、六つの関節を具備しており、六軸によってその先端部のマスタープレート３１を任意の位置に位置決めし、任意の姿勢をとることができる。
従って、ロボットアーム３０は、目標位置が分かっていれば、被縫製物を保持するクランプ治具２０を自在に受け取り、ミシン１０を搬送することができ、クランプ治具２０に保持された被縫製物の任意の縫製パターンを形成するための任意の針落ち位置にミシンによる針落ちを行わせることが可能である。

なお、ロボットアーム３０は、六軸に限らず、七つの関節を有する七軸のものを採用してもよい。その場合、冗長関節が生じるので、マスタープレート３１を任意の位置に位置決めし、任意の姿勢をとらせながら、途中の関節を移動させることができるようになるので、ロボットアーム３０の周囲の他の構成物との干渉を回避することができる。従って、マスタープレート３１をより広い範囲で任意の位置に位置決めし、任意の姿勢をとらせることができる。

［基台］
基台７０は、直方体状の筐体であり、その上部に、ミシン１０、ロボットアーム３０及び搬送装置４０を載置支持している。また、基台７０の内部にはコントローラー６０が格納されている。
そして、この基台７０の底面の四隅には、縫製システム１００全体を移動させるための車輪である四つのキャスター７１が個別に装備されている。また、各キャスター７１に隣接して、四つの接地脚部７２を備えている。この接地脚部７２は、縫製システム１００を床面の定位置に保持するための昇降可能な接地板を有しており、キャスター７１により縫製システム１００を目的位置まで移動させた後には、接地板を下降させて目的位置に固定する。

基台７０上において、ミシン１０、ロボットアーム３０及び搬送装置４０は、互いの位置関係が容易に変動しないように強固に固定されている。
従って、ロボットアーム３０に対するミシン１０及び搬送装置４０の相対的な位置関係が一定に維持されるので、これらの位置関係を予め入力或いは教示することにより、ロボットアーム３０は、搬送装置４０から良好且つ安定的にクランプ治具２０を受け取り、ミシン１０にクランプ治具２０及び被縫製物を搬送することができ、また、縫製完了後の被縫製物及びクランプ治具２０を搬送装置４０に戻すことができる。また、ミシン１０による縫製時には、被縫製物に対して正確に針落ちが行われるように当該被縫製物を逐次位置決めすることができる。

［標示装置］
標示装置５０は、基台７０の上部に固定設置された直方体のケースであり、当該直方体の各辺に沿って組み付けられた枠状の骨材と、骨材を覆う壁面材とから構成されている。なお、図１では、内部の構造を示すために、骨材のみを図示して、壁面材の図示は省略している。
この標示装置５０の骨材及び壁面材によって区画されたその内部領域は、先端部に保持したクランプ治具２０も含めてロボットアーム３０全体の可動範囲を規定している。即ち、ロボットアーム３０が動作する場合に、クランプ治具２０も含めて全ての部位が標示装置５０の内部領域から出ないように動作を行う。

なお、この標示装置５０の内部領域が規定する範囲は、ロボットアーム３０の物理的な可動範囲に基づく動作限界を示すものではなく、コントローラー６０によってロボットアーム３０のクランプ治具２０を含む全体部位が出ないように制御される範囲を示している。

そして、この標示装置５０の内部にロボットアーム３０及びミシン１０が配置されている。また、この標示装置５０におけるミシン１０の正面側は、開閉式の扉が設けられており、ミシン１０の補正の準備作業やメンテナンス作業を行う際に作業者がミシン１０に直接的にアクセスできるようになっている。

また、標示装置５０の他の側面の下部には開口部５２が形成されており、当該開口部５２を跨ぐように搬送装置４０が配置され、当該搬送装置４０の一部は標示装置５０の内部領域の内側となり、残る一部は標示装置５０の外側に配置されている。
搬送装置４０は、クランプ治具２０を一定の姿勢で設置する設置部４１を備えており、当該設置部４１に対してクランプ治具２０の設置作業を行う作業位置と設置部４１に設置されたクランプ治具２０をロボットアーム３０に渡す渡し位置とに設置部４１を搬送する構成となっている。そして、搬送装置４０は、その作業位置が標示装置５０の外側に位置し、渡し位置が標示装置５０の外側に位置するように配置されている。

［搬送装置］
図３は搬送装置４０の断面図、図４は搬送装置４０のターンテーブル４３の平面図である。
搬送装置４０は、図３に示すように、土台４２と、土台４２により垂直軸回りに回転可能に支持されたターンテーブル４３と、ターンテーブル４３の上面において垂直軸回りに回転可能に支持された二つの支持台４４と、各支持台４４の上面に設けられ、クランプ治具２０を一定の姿勢で設置する設置部４１と、各支持台４４に同心で固定装備された従動プーリ４５と、ターンテーブル４３と同心で土台４２の上面に固定装備された主動プーリ４６と、主動プーリ４６と各従動プーリ４５との間に掛け渡されたタイミングベルト４７と、ターンテーブル４３の回転駆動源となる搬送モーター４８と、搬送モーター４８からターンテーブル４３に回転力を伝達する伝達機構４９とを備えている。

ターンテーブル４３は円板状であり、その下面中心に垂直方向に沿った支軸４３１が固定装備されている。また、ターンテーブル４３の上面における直径方向の両端部に二つの支持台４４が個別に装備されている。ターンテーブル４３は、支軸４３１回りに180度回転することにより、各支持台４４を前述した作業位置から渡し位置又は渡し位置から作業位置へ搬送するためのものである。

ターンテーブル４３の支軸４３１は、土台４２の上面中央を貫通した状態で土台４２に設けられた軸受けにより回転可能に支持されている。
土台４２の内部には、搬送モーター４８と伝達機構４９とが格納装備されている。伝達機構４９は、搬送モーター４８の出力軸に装備された小歯車４９１と、ターンテーブル４３の支軸４３１に固定装備された大歯車４９２とからなり、搬送モーター４８の回転が減速してターンテーブル４３に伝えられる。

各支持台４４は、小円板であり、その上面にはクランプ治具２０を一定の向き及び姿勢で設置可能な設置部４１が設けられている。この設置部４１は、一対の支柱４１１からなり、各支柱４１１の上端部にはクランプ治具２０のフレーム２２の規定の部分が嵌合する嵌合溝が形成されている。従って、この嵌合溝にフレーム２２が嵌合するようにクランプ治具２０を設置することにより、クランプ治具２０は、一定の向き及び姿勢で設置部４１に保持された状態となる。
なお、搬送装置４０は、ロボットアーム３０の隣に配置されており、設置部４１に設置されたクランプ治具２０は、フレーム２２の裏面側に設けられたツールプレート２３がロボットアーム３０側を向いた状態で設置される。従って、クランプ治具２０のツールプレート２３にロボットアーム３０のマスタープレート３１を容易に接続することができ、ロボットアーム３０によるクランプ治具２０の保持を容易に行うことができる。

支持台４４はスラスト軸受け４４１を介してターンテーブル４３の上面において垂直軸回りに回転可能に支持されている。また、支持台４４の下面中心には、スラスト軸受け４４１に遊挿された状態で、垂直方向に沿った支軸４４２が固定装備されている。この支軸４４２は、ターンテーブル４３に形成された貫通孔にも遊挿されており、支軸４４２の下端部はターンテーブル４３の下側まで延びている。そして、支軸４４２の下端部には前述した従動プーリ４５が固定装備されている。

上記従動プーリ４５は、タイミングベルト４７を介して主動プーリ４６から回転力が付与される。
主動プーリ４６は、筒状であってターンテーブル４３の支軸４３１が遊挿されている。また、この主動プーリ４６は、土台４２の上面に固定されており、その外径が従動プーリ４５と等しくなっている。

上記主動プーリ４６、従動プーリ４５及びタイミングベルト４７により、ターンテーブル４３を回転させた場合に、各支持台４４が縫製システム１００の基台７０に対して回転を生じないように維持することができる。
例えば、図４に示すように、ターンテーブル４３が反時計方向に90度回転すると、外力が働かなければ支持台４４はターンテーブル４３と同様に反時計方向に90度回転するが、実際には、従動プーリ４５は主動プーリ４６との間に掛け渡されたタイミングベルト４７が時計方向に90度の回転を付与するので、支持台４４は、回転が相殺されて、基台７０から見ると向きを維持した状態となる。ターンテーブル４３の回転方向や回転角度を変えた場合も全く同様のことが言えるので、結果として、ターンテーブル４３がいかなる回転を行った場合でも、支持台４４はその向きが維持される。
なお、図４では、一方の支持台４４及び従動プーリ４５のみを図示し、他方の図示を省略している。

搬送装置４０は、支持台４４及び設置部４１が標示装置５０の外側となる位置が、設置部４１に対してクランプ治具２０の設置作業を行う作業位置となっており、そこからターンテーブル４３を180度回転させた位置が標示装置５０の内側において設置部４１に設置されたクランプ治具２０をロボットアーム３０に渡す渡し位置となっている。
従って、ターンテーブル４３において180度の角度間隔で配置された二つの支持台４４及び設置部４１は、一方が作業位置の時に他方が渡し位置となるように配置されている。
また、搬送装置４０は、各支持台４４が作業位置にあるときに設置部４１にクランプ治具２０が設置された時の向きをそのまま維持して作業位置に搬送することができる。

［ミシンの制御系］
図５はコントローラー６０のブロック図である。
このコントローラー６０は、ミシン１０、ロボットアーム３０及び搬送装置４０の連携した動作制御を行う制御プログラムを含む各種のプログラムが格納されたＲＯＭ６２と、ＲＯＭ６２に格納された各種のプログラムを実行するＣＰＵ６１と、ＣＰＵ６１の処理により各種データを格納するワークエリアとなるＲＡＭ６３と、ロボットアーム３０の目標位置や可動範囲等の前述の制御プログラムの処理に必要となる各種の制御データが格納された不揮発性メモリであるメモリ６４と、ロボットアーム３０の教示点、その他の各種の設定を入力するための例えばキーボード及びそのインターフェイスからなる入力手段６５と、上記各構成の信号の送受可能に接続するバス６６とを備えている。

そして、コントローラー６０は、ロボットアーム３０の各関節のサーボモーター３２にトルク値に応じた駆動電流を通電するサーボ制御回路３２１と、各関節のエンコーダー３３の出力をカウントするカウンタ３３１と、マスタープレート３１によるツールプレート２３の連結と解除を行うアクチュエーターの駆動回動３１１と、ミシン１０の縫製動作を行うサーボモーターとしてのミシンモーター１２にトルク値に応じた駆動電流を通電するサーボ制御回路１２１と、ミシンモーター１２に併設されたエンコーダー１３の出力をカウントするカウンタ１３１と、搬送装置４０によるクランプ治具２０の搬送動作を行うステッピングモーターとしての搬送モーター４８を目標値通りに駆動させるモーター制御回路４８１と、作業位置にある設置部４１に対するクランプ治具２０の設置作業完了を作業者が入力する設置完了スイッチ４０１の設置完了の入力を検出する入力回路４０２と、クランプ治具２０に付された被縫製物の種別を示すバーコードを読み取る読み取り装置２４内の受光素子２５からの読み取り信号から被縫製物の種別データを生成する読み取り回路２５１とを備えている。
なお、上記カウンタ３３１及びサーボ制御回路３２１は、ロボットアーム３０の各関節のサーボモーター３２ごとに個別に設けられているが図５では一つずつしか図示しておらず、それ以外のサーボモーター３２及びエンコーダー３３の図示を省略している。

［縫製時の搬送装置の動作制御］
上記コントローラー６０は、以下に示す動作制御により、ミシン１０、ロボットアーム３０及び搬送装置４０を連携して制御し、被縫製物の縫製制御を実行する。
まず、搬送装置４０の動作制御について図６のフローチャートに基づいて説明する。

コントローラー６０のＣＰＵ６１は、まず、ミシン１０が縫製中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。
縫製中である場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、空の設置部４１を渡し位置に待機させた状態で、現在縫製を行っている被縫製物を保持したクランプ治具２０が縫製の完了によってロボットアーム３０を通じて空の設置部４１に戻されたか否かを判定する（ステップＳ３）。
そして、クランプ治具２０が空の設置部４１に戻されるまで判定を繰り返し実行し、戻されると、ターンテーブル４３を180°回転するように搬送モーター４８を制御して、縫製済みの被縫製物を保持したクランプ治具２０を渡し位置から作業位置に搬送する（ステップＳ７）。
これにより、作業者は、縫製済みの被縫製物を保持したクランプ治具２０を設置部４１から外して回収し、新たな未縫製の被縫製物を保持したクランプ治具２０を設置部４１に設置する作業を行うことができる。

また、現在縫製中ではない場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、作業位置にある設置部４１に未縫製の被縫製物を保持したクランプ治具２０が設置されたか否かを、搬送装置４０に設けられた設置完了スイッチ４０１の入力の有無により判定する（ステップＳ５）。
そして、設置されていない場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ１の処理に戻り、縫製中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。
また、作業位置にある設置部４１にクランプ治具２０が設置された場合には、ターンテーブル４３を180°回転するように搬送モーター４８を制御して、未縫製の被縫製物を保持したクランプ治具２０を作業位置から渡し位置に搬送する（ステップＳ７）。
これにより、ロボットアーム３０が、未縫製の被縫製物を保持したクランプ治具２０を保持することができ、搬送装置４０からミシン１０へ被縫製物を供給して縫製を行うことが可能な状態とすることができる。

［縫製時のロボットアーム及びミシンの動作制御］
次に、縫製時のロボットアーム３０及びミシン１０の動作制御について図７のフローチャートに基づいて説明する。
まず、コントローラー６０に対して、ロボットアーム３０の移動動作の軌跡を決めるために主要となる通過点のティーチングが行われる（ステップＳ２１）。これにより、搬送装置４０の渡し位置にある設置部４１のクランプ治具２０のツールプレート２３に対してマスタープレート３１を連結する位置、渡し位置とミシン１０との間の移動経路、ミシン１０に対するクランプ治具２０の縫製開始位置等が設定される。
このティーチング作業は、入力手段６５を通じて行われるが、各位置の入力の際には、ロボットアーム３０が追従動作を行い、実際のロボットアーム３０の先端位置を見ながら各位置の設定作業を行うことができる。

また、このティーチングの段階で、クランプ治具２０に付された被縫製物の種別を示すバーコードの読み取りが読み取り装置２４から行われる。この読み取りが行われると、被縫製物の種類を示したＩＤが特定され、さらに、メモリ６４内に登録された各種のデータからＩＤに対応する縫製パターンやクランプ治具のサイズデータ等が読み出される。
なお、コントローラー６０に外部のネットワークとの通信手段を設け、ネットワークを通じて被縫製物に関する情報を記憶したサーバと接続して、ＩＤに対応する縫製パターンやクランプ治具のサイズデータ等の取得を行っても良い。

次いで、コントローラー６０のＣＰＵ６１は、生産プログラムの作成を行う（ステップＳ２３）。即ち、上記ティーチングに基づく位置設定並びに取得された縫製パターンデータに基づくロボットアーム３０の動作プログラムの生成、ミシン１０，搬送装置４０の連携を行うための動作タイミングや動作条件の設定が行われる。
また、ステップＳ２１においてクランプ治具２０のサイズデータが取得されているので、当該サイズデータに基づいて、ロボットアーム３０がクランプ治具２０を保持した状態で、標示装置５０が定めた作業範囲内での動作が行われるように、ロボットアーム３０の動作プログラムが生成される。
なお、ステップＳ２１及びＳ２３の工程は、同種の被縫製物に関する二回目以降の縫製の際には省略することができる。

次に、ＣＰＵ６１は、縫製の動作の開始に当たって、縫製完了枚数のカウントを行い、縫製予定枚数に達しているかの判定を行う（ステップＳ２５）。なお、この判定は縫製を行う度に毎回実行される。
そして、縫製完了枚数が縫製予定枚数に達している場合には（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、動作制御全体が終了となる。

また、縫製完了枚数が縫製予定枚数に達していない場合には（ステップＳ２５：ＮＯ）、搬送装置４０の動作履歴から、渡し位置に未縫製のクランプ治具２０が待機しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。
待機していない場合には、同判定を繰り返し実行し（ステップＳ２７：ＮＯ）、待機している場合には（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、ロボットアーム３０に対して、そのマスタープレート３１を、待機しているクランプ治具２０のツールプレート２３に連結する動作を実行させ、クランプ治具２０を保持した状態で、ミシン１０の縫い開始位置に搬送する（ステップＳ２９）。

次いで、ＣＰＵ６１は、ミシン１０のミシンモーター１２の駆動を開始すると共に、ミシンモーター１２の回転速度に同期して、縫製パターンデータに定める針落ち位置に順番に針落ちが行われるようにクランプ治具２０を位置決めする動作をロボットアーム３０に対して実行させる（ステップＳ３１）。

そして、縫製パターンデータに定める全ての針落ち位置に縫いが行われると、ＣＰＵ６１は、ミシンモーター１２を停止させ、クランプ治具２０を搬送装置４０の渡し位置にある設置部４１に搬送し、マスタープレート３１によるツールプレート２３の連結状態を解除する（ステップＳ３３）。
搬送装置４０は前述した図６の動作制御に従って、設置部４１のクランプ治具２０を作業位置に搬送する。
なお、ＣＰＵ６１は、縫製完了枚数を毎回カウントしており、かかる縫製完了時に縫製枚数のカウントアップを行う。

そして、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２５に処理を戻し、縫製完了枚数と縫製予定枚数とを比較して、縫製完了枚数が縫製予定枚数に達している場合には（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、動作制御全体を終了とし、達していない場合にはステップＳ２７に処理を進めて次の縫製動作を実行する。

［実施形態の効果］
以上のように、縫製システム１００では、ミシン１０とロボットアーム３０とが基台７０によって定位置で固定支持されているので、縫製作業におけるロボットアーム３０の目標位置を一度設定すれば、その後は、縫製システム１００を移動させた場合でも、基台７０により、ロボットアーム３０とミシン１０との相対的な位置関係は維持されるので、縫製のための目標位置の設定作業をやりおなすり必要がなくなり、ティーチングやその他の設定作業の負担の軽減を図ることが可能となる。
また、縫製システム１００は、搬送装置４０も基台７０の定位置に固定支持されているので、縫製システム１００の移動後のロボットアーム３０と搬送装置４０との相対的な位置関係も維持することができ、システム移動後の目標位置の再設定作業を不要とし、ティーチングやその他の設定作業の負担のさらに軽減することが可能となる。

また、縫製システム１００のロボットアーム３０は、クランプ治具２０を介して被縫製物を保持し、ロボットアーム３０とクランプ治具２０との間には、ロボットアーム３０側から着脱可能とし、クランプ治具２０を一定の姿勢で保持する連結構造として、ロボットアーム３０側にはマスタープレート３１が設けられ、クランプ治具２０側にはツールプレート２３が設けられているので、ロボットアーム３０による被縫製物の保持と解除を容易に行うことが可能となる。
また、クランプ治具２０は、被縫製物を平面形状に限らず、周面形状や曲面形状等の多彩な形状で保持することができ、これらの立体的形状に保持された被縫製物に対して、ロボットアーム３０は任意に位置に任意の方向から針落ちさせることができるので、従来のミシンでは困難だった立体形状の被縫製物に対して良好な縫製を行うことが可能となる。

また、縫製システム１００は、基台７０の定位置に支持され、ロボットアーム３０の可動範囲を示す標示装置５０を備えているので、作業者に対してロボットアーム３０との接触を効果的に回避することが可能となる。
また、搬送装置４０は、作業位置が可動範囲の外側となり、渡し位置が可動範囲の内側となるように配置されているので、クランプ治具２０を設置する作業を可動範囲の外側で行うことができ、より効果的に作業者に対してロボットアーム３０との接触を回避することが可能となる。

また、搬送装置４０は、支持台４４が従動プーリ４５及びタイミングベルト４７を介して主動プーリ４６に連結されているので、作業位置において設置部４１に設置されたクランプ治具２０の姿勢及び向きと同じ姿勢及び向きで渡し位置においてロボットアーム３０にクランプ治具２０を渡すことができる。
このため、作業者は、自己にクランプ治具２０の正面を向けた状態で設置部４１に対して設置作業を行うことができ、当該作業を容易に行うことができる。また、ロボットアーム３０に対して直接受け渡す向きと同じ向きで設置部４１にクランプ治具２０を設置することができるので、設置作業時の向きの誤りを低減することが可能となる。

また、縫製システム１００の基台７０は、移動用のキャスター７１を備えているので、縫製システム１００全体に移動作業を容易に行うことが可能となる。

［その他］
搬送装置４０のターンテーブル４３上の設置部４１は、各プーリ４５，４６とタイミングベルト４７の構成によりターンテーブル４３の回転時にその向きを維持する構造となっているが、同じ効果を得られるのであれば他の機構を用いてもよい。
例えば、ターンテーブル４３を下方から見た図８に示すように、各支持台４４の支軸４４２の下端部には従動プーリ４５に替えて従動歯車４５Ａを設け、土台４２の上面の中心位置には主動プーリ４６に替えて主動歯車４６Ａを設け、主動歯車４６Ａと従動歯車４５Ａの双方に噛合する伝達歯車４７Ａをターンテーブル４３の下面に回転可能に設ける構成としても良い。この場合、主動歯車４６Ａと従動歯車４５Ａは、有効径と歯数が同一の歯車を使用する必要がある。なお、伝達歯車４７Ａは同一である必要はなく、双方に噛合可能な歯車であればよい。
この構成の場合も、ターンテーブル４３が回転した場合に、支持台４４にこれを相殺する回転を付与し、設置部４１の向きを一定に維持することが可能である。

なお、上記プーリ４５，４６、タイミングベルト４７や歯車４５Ａ、４６Ａ，４７Ａを使用する構成は、ターンテーブル４３が回転する角度の大きさに拘わらず、常に、設置部４１の向きを一定にすることが可能であるがこれに限定されない。
設置部４１が、作業位置と渡し位置の二位置にある場合に、その向きが一致すれば良いので、その移動の間はいずれかの方向に回動を行っても良い。
例えば、上記搬送装置４０のように、ターンテーブル４３が180°の回転を行って作業位置と渡し位置との間を往復する構成の場合には、ターンテーブル４３が180°回転すると相殺する方向ではなく同じ方向に支持台４４を180°回動させる機構を搭載しても良い。具体的には、支持台４４の支軸４４２の下端部に従動歯車を設け、土台４２の上面に従動歯車に直接噛合する主動歯車をターンテーブル４３と同心で設け、主動歯車と従動歯車とを同じ有効径且つ同じ歯数とする構成などが挙げられる。

また、前述した標示装置５０は、上記のように骨材と壁面部とより物理的に内側への接触を禁じる構造に限られない。例えば、ロボットアームの可動範囲を作業者に認識可能な構成であれば良く、骨材のみとしても良いし、ライトカーテンのように光によってロボットアームの可動範囲を標示するものであっても良い。
また、作業者への認識が必須ではなく、ロボットアーム３０の可動範囲を規定し、その内部に作業者の進退の一部又は全部が侵入したことを検出する手段であっても良い。その場合には、作業者の進退の一部又は全部が侵入したことを検出した場合に、ロボットアーム３０の動作を停止させるように制御が行われることが望ましい。

搬送装置４０に、設置完了スイッチ４０１を設けて設置部４１へのクランプ治具２０の設置を検出する構成としているが、これに限らず、例えば、設置部４１にクランプ治具２０の設置を検出するマイクロスイッチのような検出素子を設け、クランプ治具２０の設置をセンシングにより検出する構成としても良い。

また、クランプ治具２０のバーコードを設け、縫製システム１００が読み取り装置２４を有する構成としているが、これに限られない。例えば、クランプ治具２０にＲＦＩＤ(radio frequency identifier)のような近距離無線情報端末を搭載し、設置部４１又はその近傍にその読み取り装置を設け、設置作業時に、被縫製物の種別情報等を自動的に取得可能としても良い。
その場合、上記読み取り装置は近距離無線情報端末を自動的に検出して通信を行うので、当該通信によりクランプ治具２０の設置を検出することが可能となり、設置完了スイッチ４０１に替えて読み取り装置を利用することも可能である。

１０ ミシン
２０ クランプ治具
２３ ツールプレート（連結構造）
２４ 読み取り装置
３０ ロボットアーム
３１ マスタープレート（連結構造）
４０ 搬送装置
４１ 設置部
４３ ターンテーブル
４５ 従動プーリ
４５Ａ 従動歯車
４６ 主動プーリ
４６Ａ 主動歯車
４７ タイミングベルト
４７Ａ 伝達歯車
５０ 標示装置
６０ コントローラー
６５ 入力手段
７０ 基台
７１ キャスター（車輪）
１００ 縫製システム

Claims (3)

1. 被縫製物の縫製を行うミシンと、
   前記被縫製物を着脱可能に保持し、保持した被縫製物を前記ミシンに対して位置決めして任意の縫製を行わせるロボットアームと、
   前記ミシンと前記ロボットアームとをそれぞれ定位置で固定支持する基台とを備え、
   前記ロボットアームは、クランプ治具を介して前記被縫製物を保持し、
   前記ロボットアームと前記クランプ治具との間には、前記ロボットアーム側から着脱可能とし、前記クランプ治具を一定の姿勢で保持する連結構造が設けられており、
   前記クランプ治具が一定の姿勢で設置される設置部を有し、当該設置部に対して前記クランプ治具の設置作業を行う作業位置と前記設置部に設置された前記クランプ治具を前記ロボットアームに渡す渡し位置とに前記設置部を搬送する搬送装置を備え、
   前記搬送装置は、前記基台の定位置に固定支持されており、
   前記基台の定位置に支持され、前記ロボットアームの可動範囲を示す標示装置を備え、
   前記搬送装置は、前記作業位置が前記可動範囲の外側となり、前記渡し位置が前記可動範囲の内側となるように配置されていることを特徴とする縫製システム。
2. 前記搬送装置は、前記作業位置において前記設置部に設置された前記クランプ治具の姿勢及び向きと同じ姿勢及び向きで前記渡し位置において前記ロボットアームに前記クランプ治具を渡すことを特徴とする請求項１記載の縫製システム。
3. 前記基台は、移動用の車輪を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の縫製システム。

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