JP7017888B2 - 縫製装置、及び縫製検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、上糸を保持しながら生地を貫通する上針と、下糸を保持しながら上針と協働して生地に縫い目を形成するルーパーと、縫い目が形成された生地を搬送する送り歯と、を備えた縫製装置に関する。さらに、本発明は、生地に施された縫製の状態を検査する縫製検査方法に関する。

ミシン等の縫製装置による縫製は、上糸と下糸とが絡んで縫い目を形成することにより行われる。環縫いミシンの場合、上糸を伴ったミシン針が布地を貫いて布地の下側に突出し次いで上昇に移るが、下死点に達したミシン針が上昇に移るときに上糸がたるんでループが形成される。ミシン針の上昇と同時に前進するルーパーがミシン針より上糸をすくいとり、その後、後進するルーパーに引っ掛かっている上糸と下糸の間にミシン針がおちることで縫い目が形成される。

しかし、ルーパーが上糸のループをすくわなかった場合や、ルーパーに掛かった上糸と下糸との間に正確にミシン針がおちなかった場合等に、目飛び等の縫製の異常が発生する。その他にも、縫製装置による縫製では、糸絡み、糸緩み等により縫い目が大きくなる等の異常が発生することがある。そこで、縫製装置において縫製の異常を検出する試みがなされている。

例えば、回転釜を納めるボビンケースに回帰反射部を設け、回帰反射部で反射した光をセンサで受光するよう構成したミシンが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１のミシンでは、回帰反射部とセンサとの間の糸の通過、及び回転釜の回転を、センサでの受光量の変化により判定することで、目飛び、及び空縫いの発生を検出している。

また、平筒状に縫製された被縫製物のミシン目部をカメラによって撮影し、撮影した画像において、縫い目の寸法を計測する目飛び検出装置が開発されている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２の検出装置では、完成した被縫製物を搬送する搬送ラインの上方に設けたカメラで、被縫製物のミシン目部を撮影し、被縫製物に形成された縫い目を一括して検査している。

特開２００６－２６２９７８号公報 特開平１０－１７０２３１号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、回転釜を有する本縫い用ミシンでの縫製の異常を検出するものであり、エアバッグ等の高い信頼性が要求される製品の縫製に用いられる環縫いミシンにおいて、そのまま適用することはできない。

また、特許文献２の技術は、搬送ラインの上方に設けたカメラによって、平らな被縫製物の縫い目を撮影するものである。このようなカメラでは、エアバッグなど立体縫製を伴う複雑な被縫製物の縫い目を撮影することは困難であり、縫製の異常を検出することはできない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、立体縫製を伴う被縫製物に環縫いで縫い目を形成する際に、縫製の異常を検出することが可能な縫製装置を提供することを目的とする。さらに、立体縫製を伴う被縫製物に環縫いで縫い目を形成する際に、施された縫製の状態を検査する縫製検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る縫製装置の特徴構成は、
上糸を保持しながら生地を貫通する上針と、
下糸を保持しながら前記上針と協働して前記生地に縫い目を形成するルーパーと、
前記縫い目が形成された生地を搬送する送り歯と、
を備えた縫製装置であって、
前記生地を挟んで前記上針と対向する側に、当該生地に形成された直後の縫い目を撮影するカメラを設けてあることにある。

本構成の縫製装置によれば、生地を挟んで上針と対向する側に設けたカメラによって、生地に形成された直後の縫い目を撮影するため、被縫製物の形状に関わりなく縫い目を撮影することができる。また、生地を挟んで上針と対向する側に設けたカメラでは、生地の下面の縫い目を撮影することができる。環縫いの縫い目は、生地の上面では単に上糸が直線状に露出するだけであるが、生地の下面では上糸と下糸のループとが露出するため、縫製の異常の検出が容易である。そのため、本構成の縫製装置によれば、立体縫製を伴う被縫製物に環縫いで縫い目を形成する際に、縫製の異常を検出することができる。

本発明に係る縫製装置において、前記送り歯に、前記生地に形成された直後の縫い目を下側に露出させる開口領域を設けてあることが好ましい。

本構成の縫製装置によれば、生地を挟んで上針と対向する側に設けたカメラにより、開口領域を通して生地の下面の縫い目を確実に撮影することができるため、縫製の異常の検出に適した画像を得ることが可能となる。

本発明に係る縫製装置において、前記カメラの最短撮影距離は、当該生地上の連続する２箇所以上の縫い目を撮影可能な距離に設定されていることが好ましい。

本構成の縫製装置によれば、連続する２箇所以上の縫い目を撮影した画像を得ることが可能になる。この画像から、連続する２箇所の縫い目に挟まれた糸間隔を求めて、その長短により目飛びの発生を検出することが可能となる。

本発明に係る縫製装置において、前記送り歯の搬送タイミングと、前記カメラの撮影タイミングとを同期させる同期手段を備えることが好ましい。

本構成の縫製装置によれば、生地に形成された縫い目が上針の直下から撮影可能な位置に搬送される毎に撮影することができるため、生地に形成された全ての縫い目において、縫製の異常を判定することが可能となる。また、送り歯の搬送タイミングと、カメラの撮影タイミングとを同期させることで、常に同じ位置で縫い目の撮影が可能になり、縫製の異常が発生した場合には前後の画像との比較から容易に異常を検出することができる。

本発明に係る縫製装置において、
前記カメラで撮影した前記縫い目を含む画像を二値化する画像処理手段と、
前記二値化画像から縫い目パラメータを生成するパラメータ生成手段と、
前記縫い目パラメータに基づいて、前記生地に施された縫製の状態を判定する判定手段と、
を備えることが好ましい。

本構成の縫製装置によれば、縫い目の特徴を二値化することにより、処理負荷を低減した簡易なデータ処理で縫製の状態を判定することができる。このような簡易なデータ処理では処理速度を向上させることが容易であるため、ミシン等の縫製装置において１０００ｒｐｍ以上の高速な縫製を行う場合にも、データ処理を縫い目の形成ペースに遅延させることなく実行し、全ての縫い目の状態を遅滞なく判定することが可能となる。

本発明に係る縫製装置において、前記パラメータ生成手段は、前記縫い目パラメータとして、隣接する縫い目の間隔である糸間隔、縫い目の直径である糸目径、及び生地の端部から縫い目までの距離である縫い代からなる群から選択される少なくとも一つを求めることが好ましい。

本構成の縫製装置によれば、糸間隔が大きい場合に、目飛びが発生したことを判定でき、糸目径が大きい場合に、糸緩み、又は糸絡みが発生したことを判定でき、糸目径が小さい場合に、目飛びが発生したことを判定できる。また、要求仕様において縫い代の大きさが厳格に定められている製品においても、縫製の異常を適切に検出することが可能になる。

本発明に係る縫製装置において、前記判定手段は、横軸に前記生地に形成された各縫い目の順番、縦軸に各縫い目に対応する縫い目パラメータをプロットしたグラフにおいて、縫い目パラメータがグラフのベースラインから急激に外れた場合、前記生地に施される縫製に異常が発生したと判定することが好ましい。

本構成の縫製装置によれば、縫い目パラメータの変動に基づいて、縫製の異常を適切に検出することが可能になる。

上記課題を解決するための本発明に係る縫製検査方法の特徴構成は、
生地に施された縫製の状態を検査する縫製検査方法であって、
生地に上針を貫通させ、当該上針が保持している上糸にルーパーが保持している下糸を絡ませて、前記生地に縫い目を形成する縫製工程と、
前記縫い目が形成された生地を搬送する搬送工程と、
前記生地を挟んで前記上針と対向する側から、当該生地に形成された直後の縫い目を撮影する撮影工程と、
を包含することにある。

本構成の縫製検査方法によれば、生地を挟んで上針と対向する側から、生地に形成された直後の縫い目を撮影するため、被縫製物の形状に関わりなく縫い目を撮影することができる。また、生地を挟んで上針と対向する側からは、生地の下面の縫い目を撮影することができる。環縫いの縫い目は、生地の上面では単に上糸が直線状に露出するだけであるが、生地の下面では上糸と下糸のループとが露出するため、縫製の異常の検出が容易である。そのため、本構成の縫製検査方法によれば、立体縫製を伴う被縫製物に環縫いで縫い目を形成する際に、施された縫製の状態を検査することができる。

本発明に係る縫製検査方法において、
前記撮影工程により得られた前記縫い目を含む画像を二値化する画像処理工程と、
前記二値化画像から縫い目パラメータを生成するパラメータ生成工程と、
前記縫い目パラメータに基づいて、前記生地に施された縫製の状態を判定する判定工程と、
を包含することが好ましい。

本構成の縫製検査方法によれば、縫い目の特徴を二値化することにより、処理負荷を低減した簡易なデータ処理で縫製の状態を判定することができる。このような簡易なデータ処理では処理速度を向上させることが容易であるため、ミシン等の縫製装置において１０００ｒｐｍ以上の高速な縫製を行う場合にも、データ処理を縫い目の形成ペースに遅延させることなく実行し、全ての縫い目の状態を遅滞なく判定することが可能となる。

図１は、縫製装置の説明図である。 図２は、カメラにより撮影される領域の説明図である。 図３は、カメラで撮影した画像を説明する図である。 図４は、判定手段による糸間隔の判定を説明するグラフである。 図５は、図４のグラフに糸間隔がプロットされている縫い目をカメラで撮影した画像である。 図６は、判定手段による糸目径の判定を説明するグラフである。 図７は、図６のグラフに糸目径がプロットされている縫い目をカメラで撮影した画像である。 図８は、判定手段による縫い代の判定を説明するグラフである。 図９は、図８のグラフに縫い代がプロットされている縫い目をカメラで撮影した画像である。 図１０は、縫製検査方法の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明について、図１～図１０を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。

〔縫製装置〕
本発明の縫製検査装置に係る実施形態について説明する。図１は、縫製装置１の説明図である。縫製装置１は、二本針環縫いミシンであって、上針１１、ルーパー１２、送り歯１３、及びカメラ１４を備え、さらに任意の構成として、同期手段１５、画像処理手段１６、パラメータ生成手段１７、及び判定手段１８を備えている。縫製装置１は、さらに、通常の環縫いミシンと同様に、押さえ板１９、はずみ車２０、ルーパー駆動装置３１、及び送り歯駆動装置３２等を備えている。縫製装置１において縫製を施す被縫製物１００は、例えば、立体縫製を伴うエアバッグであり、上針１１の直下近傍で、押さえ板１９によって縫製台３に押し当てられている。

上針１１は、上糸Ｔ１を保持するミシン針であり、被縫製物１００の生地を下死点において穿刺するように、本体２に上下動可能に取り付けられている。ルーパー１２は、下糸Ｔ２を保持し、本体２を支持する縫製台３の下面側に設けられたルーパー駆動装置３１に、揺動可能に取り付けられている。上針１１、及びルーパー１２は、図示しないモータの動力がベルトドライブ等によって夫々に伝えられることでその動作が同期している。上針１１が一回上下動する毎に、上針１１が保持する上糸Ｔ１をルーパー１２が捕捉し、ループに下糸Ｔ２を絡ませることで、被縫製物１００に環縫いの縫い目を一つ形成する。なお、上糸Ｔ１と下糸Ｔ２とには、互いに明度が異なる色調の糸を用いることが好ましい。

送り歯１３は、縫製台３の下面に設けられた送り歯駆動装置３２に取り付けられ、上下及び前後に動作することで、押さえ板１９によって縫製台３に押し当てられた被縫製物１００を図の手前側から奥側へ向けて搬送する。送り歯１３の動作は、上針１１、及びルーパー１２による縫製と同期し、縫い目が一つ形成される毎に被縫製物１００を所定量（例えば、２．０～４．０ｍｍ）だけ搬送する。

カメラ１４は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ-ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ）等の固体撮像素子を有するカメラであり、被縫製物１００を挟んで上針１１と対向する側（縫製台３の下面側）に設けられる。カメラ１４は、上針１１、及びルーパー１２による縫い目の形成、及び送り歯１３による被縫製物１００の搬送と同期して、縫い目が一つ形成される毎に、形成された直後の縫い目を被縫製物１００の下面側から撮影する。ここで、「形成された直後の縫い目」とは、上針１１の直下にある状態の縫い目だけではなく、送り歯１３の所定回数（例えば、４回）以下の動作によって上針１１の直下から搬送された後に、未だ押さえ板１９に押さえられた状態である縫い目も含む。カメラ１４は、１７～６０ｍ秒の撮影間隔で連続して撮影可能であることが好ましい。１７～６０ｍ秒の撮影間隔で撮影可能であれば、上針１１が１０００～３５００ｒｐｍで動作する場合に、全ての縫い目を遅延することなく形成時に撮影することができる。また、カメラ１４は、間欠的に搬送される被縫製物１００が停止している期間内に露光時間がおさまるだけの十分な光量を得るために、例えば、リング照明等の照明を有することが好ましい。

同期手段１５は、カメラ１４の撮影タイミングを制御する。同期手段１５は、例えば、上針１１の駆動機構を構成するはずみ車２０に取り付けられた反射部材１５ａと、はずみ車２０に対向して配設されたレーザセンサ１５ｂとから構成される。反射部材１５ａは、図示しない光源から照射されたレーザ光を反射し、レーザセンサ１５ｂは、その反射光を受光したタイミングでカメラ１４に撮影指示を出力する。これにより、同期手段１５は、上針１１、ルーパー１２、及び送り歯１３の動作タイミングと、カメラの撮影タイミングとを同期させる。はずみ車２０への反射部材１５ａの取り付け位置、及びレーザセンサ１５ｂの配設位置は、上針１１が上死点から下降を開始するタイミングで、反射光がレーザセンサ１５ｂに受光される位置関係に調整されていることが好ましい。このタイミングで、ルーパー１２は、上針１１の直下から側方へ後退した位置にあり、送り歯１３は搬送方向奥側の位置にあることが好ましい。

図２は、カメラ１４により撮影される領域の説明図である。図３は、カメラで撮影した画像を説明する図である。図２（ａ）は、上針１１の下方における縫製台３の要部の斜視図であり、同期手段１５が撮影指示を出力するタイミングでの状態を図示している。矢印は、被縫製物１００の搬送方向を示す。以下、搬送方向に平行な方向を前後方向（手前側を前、奥側を後）とし、縫製台３の上面に平行であって搬送方向に直交する方向を左右方向として説明する。

縫製台３は、上針１１の下方が切り欠かれており、切り欠きに取り付けられた針受け板２１を有する。縫製台３に押し当てられた被縫製物１００は、その端部１００ａが、針受け板２１の左側で切り欠きの上方に位置する。針受け板２１は、下降した上針１１が挿通する針孔２１４、針孔２１４の左右に形成された外側ガイド孔２１１、針孔２１４の前方に形成された内側前方ガイド孔２１２ａ、２１２ｂ、及び針孔２１４の後方に形成された内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂを有する。外側ガイド孔２１１、内側前方ガイド孔２１２ａ、２１２ｂ、及び内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂには、送り歯駆動装置３２（図外）により押し上げられた状態で前方から後方へ向けて駆動する送り歯１３が挿通する。

図２（ｂ）は、送り歯１３の斜視図である。送り歯１３は、歯部１３１、１３２ａ、１３２ｂ、１３３ａ、及び１３３ｂを有する。歯部１３３ａ、１３３ｂは、内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂに挿通するが、歯部１３２ａ、１３２ｂよりも、前後方向の長さが短く形成されており、歯部１３３ａ、及び１３３ｂの前側に開口領域ＯＰが設けられている。そのため、同期手段１５が撮影指示を出力するタイミングでは、図２（ａ）に示すように、内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂの前端側が大きく開口する。

カメラ１４は、この内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂの前端側の開口を含む領域Ｒ１を撮影することが好ましい。ここで、被縫製物１００は、立体縫製を伴う複雑な形状をなすが、縫製中の部位が押さえ板１９によって針受け板２１の上面に押し当てられているため、上針１１及びルーパー１２により形成された直後の縫い目は、被縫製物１００の形状に関わらず、内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂの前端側の開口から縫製台３の下面側に露出する。図３（ａ）は、カメラ１４で領域Ｒ１を撮影した画像の一例である。この画像では、内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂの開口から縫製台３の下面側へ露出した、被縫製物１００に形成された直後の縫い目が撮影されている。カメラ１４は、さらに、内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂの前端側の開口と、開口の左側の切り欠き上方に位置する被縫製物１００の端部１００ａとを含む領域Ｒ２を撮影することがより好ましい。また、カメラ１４の最短撮影距離は、連続する２箇所以上の縫い目を視野内に入れて撮影可能な距離に設定されていることが好ましい。

図１に図示した画像処理手段１６、パラメータ生成手段１７、及び判定手段１８は、ＣＰＵ、メモリ、ストレージ等を有するコンピュータにおいて、メモリに記録されているプログラムをＣＰＵが読み出して実行することで、それぞれの機能が実現される。

画像処理手段１６は、カメラ１４で撮影した画像を二値化する画像処理を行う。画像処理手段１６における画像処理では、例えば、上糸の色調の明度と、下糸の色調の明度との中間の明度を閾値とすることで、環縫いの縫い目における異常の検出に適した二値化画像を生成することができる。なお、画像処理手段１６は、カメラ１４で撮影した画像の全領域を二値化してもよいが、処理時間の短縮のために、縫い目を含む領域、例えば、内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂの開口部分に相当する領域のみ部分的に二値化してもよい。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す画像の縫い目を含む領域を二値化した二値化画像である。図３（ｂ）では、環縫いの縫い目を含む領域において、緑色の上糸が露出する部分を１（黒）、白色の下糸が露出する部分を０（白）に二値化している。画像処理手段１６は、さらに、カメラ１４で領域Ｒ２を撮影した画像において、被縫製物１００の端部１００ａを含む輪郭領域を、被縫製物１００の部分と、その他の部分とに二値化することが好ましい。

パラメータ生成手段１７は、二値化画像から縫い目パラメータを生成する。縫い目パラメータとしては、前後方向に隣接する縫い目の間隔である「糸間隔」、縫い目の直径である「糸目径」、被縫製物１００の端部１００ａから縫い目までの距離である「縫い代」などが挙げられる。これらの縫い目パラメータは夫々が単独で生成されるが、同時に複数種の縫い目パラメータを生成することも可能である。また、糸間隔、及び糸目径は、内側後方ガイド孔２１３ａの開口部分から露出する縫い目（以下、「左側縫い目」と称する）、及び内側後方ガイド孔２１３ｂの開口部分から露出する縫い目（以下、「右側縫い目」と称する）の夫々について、縫い目パラメータを生成することが好ましい。糸間隔は、例えば、図３（ｂ）に示す二値化画像において、前後方向に隣接する２つの上糸部分の中心間の距離（Ｉ）として求めることができる。糸目径は、例えば、図３（ｂ）に示す二値化画像において、上糸部分の左右方向の幅（Ｄ）として求めることができる。縫い代は、例えば、領域Ｒ２を撮影した画像の二値化画像において、被縫製物１００の端部１００ａから左側縫い目の中心点までの最短距離として求めることができる。

判定手段１８は、縫い目パラメータに基づいて、被縫製物１００に施された縫製の状態を判定する。例えば、判定手段１８は、横軸に被縫製物１００に形成された各縫い目の順番（以下、「糸目数」と称する）、縦軸に糸目数に対応する縫い目パラメータをプロットしたグラフにおいて、縫い目パラメータがグラフのベースラインから急激に外れた場合に、縫製に異常が発生したと判定する。グラフのベースラインとしては、予め設定されている下限値、及び上限値等の閾値を用いることができる。判定手段１８では、糸間隔が上限値より大きい場合に、目飛びが発生したことを判定でき、糸目径が上限値より大きい場合に、糸緩み、又は糸絡みが発生したことを判定でき、糸目径が下限値より小さい場合に、目飛びが発生したことを判定できる。判定手段１８は、さらに、被縫製物１００の縫製を継続するか否かを判定してもよい。具体的には、縫い目パラメータに基づいて縫製に異常が発生していないと判定した場合に、縫製を継続させ、縫い目パラメータに基づいて縫製に異常が発生したと判定した場合に、上針１１、及びルーパー１２の動作を停止させて、以降の縫製を止めることが好ましい。これにより、既に縫製に異常が発生している被縫製物１００の製造のために、糸、作業時間を無駄に費やすことを防ぐことができる。

＜糸間隔の判定＞
縫い目パラメータとして糸間隔を用いた判定の具体例を説明する。図４は、判定手段１８による糸間隔の判定を説明するグラフである。図５は、図４のグラフに糸間隔がプロットされている縫い目をカメラで撮影した画像である。図４（ａ）は右側縫い目についてのグラフであり、図４（ｂ）は左側縫い目についてのグラフであり、夫々横軸に糸目数、縦軸に糸間隔をプロットしている。右側縫い目、及び左側縫い目の何れでも、縫製速度等が安定していない縫製開始初期（例えば、５～７針目まで）を未検査領域として、それ以降（例えば、６～８針目から）を判定手段１８により糸間隔の判定を行う。

判定手段１８による判定では、閾値として、例えば、糸間隔の下限値が２．０ｍｍ、上限値が３．５ｍｍに設定される。図４（ｂ）のグラフにおいてａで示す糸目数１４の左側縫い目は、パラメータ生成手段１７において、図５（ａ）の画像の二値化画像から糸間隔（Ｉ）が、２．５ｍｍと求められる。また、図４（ｂ）のグラフにおいてｃで示す糸目数１０３の左側縫い目は、パラメータ生成手段１７において、図５（ｃ）の画像の二値化画像から糸間隔（Ｉ）が、２．０ｍｍと求められる。判定手段１８は、糸間隔が下限値である２．０ｍｍから上限値である３．５ｍｍまでの範囲内にあることから、糸目数１４、及び１０３の左側縫い目に異常が発生していないと判定する。

しかし、図４（ｂ）のグラフにおいてｂで示す糸目数２４の左側縫い目は、パラメータ生成手段１７において、図５（ｂ）の画像の二値化画像から糸間隔（Ｉ）が、４．０ｍｍと求められる。判定部１８は、糸間隔が上限値である３．５ｍｍより大きいことから、糸目数２４の左側縫い目に異常が発生していると判定する。

＜糸目径の判定＞
縫い目パラメータとして糸目径を用いた判定の具体例を説明する。図６は、判定手段１８による糸目径の判定を説明するグラフである。図７は、図６のグラフに糸目径がプロットされている縫い目をカメラで撮影した画像である。図６（ａ）は右側縫い目についてのグラフであり、図６（ｂ）は左側縫い目についてのグラフであり、夫々横軸に糸目数、縦軸に糸目径をプロットしている。右側縫い目、及び左側縫い目の何れでも、縫製速度等が安定していない縫製開始初期（例えば、５～７針目まで）を未検査領域として、それ以降（例えば、６～８針目から）を判定手段１８により糸目径の判定を行う。

判定手段１８による判定では、閾値として、例えば、糸目径の下限値が０．５ｍｍ、上限値が２．０ｍｍに設定される。図６（ａ）のグラフにおいてｄで示す糸目数６１の右側縫い目は、パラメータ生成手段１７において、図７（ａ）の画像の二値化画像から糸目径（Ｄ）が、２．５ｍｍと求められる。判定手段１８は、糸目径が上限値である２．０ｍｍより大きいことから、糸目数６１の右側縫い目に異常が発生していると判定する。

また、図６（ｂ）のグラフにおいてｅで示す糸目数６３の左側縫い目は、パラメータ生成手段１７において、図７（ｂ）の画像の二値化画像から糸目径（Ｄ）が、０．９ｍｍと求められる。判定部１８は、糸目径が下限値である０．５ｍｍから上限値である２．０ｍｍまでの範囲内にあることから、糸目数６３の左側縫い目に異常が発生していないと判定する。

＜縫い代の判定＞
縫い目パラメータとして縫い代を用いた判定の具体例を説明する。図８は、判定手段１８による縫い代の判定を説明するグラフである。図９は、図８のグラフに縫い代がプロットされている縫い目をカメラで撮影した画像である。図８のグラフでは、横軸に糸目数、縦軸に縫い代をプロットしている。判定手段１８による判定では、例えば、閾値として、縫い代の下限値が１０．０ｍｍ、上限値が１４．０ｍｍに設定される。図８のグラフにおいて、縫製開始から糸目数７７の縫い目までは、縫い代が下限値である１０．０ｍｍから上限値である１４．０ｍｍまでの範囲内にあることから、判定手段１８は、縫製に異常が発生していないと判定する。例えば、図８のグラフにおいてｆで示す糸目数１０の左側縫い目は、パラメータ生成手段１７において、図９（ａ）の画像の二値化画像から縫い代（Ｍ）が、１１．４ｍｍと求められ、判定手段１８は、縫い代が下限値である１０．０ｍｍから上限値である１４．０ｍｍまでの範囲内にあることから、糸目数１０の左側縫い目で縫製に異常が発生していないと判定する。しかし、図８のグラフにおいてｇで示す糸目数７８の左側縫い目は、パラメータ生成手段１７において、図９（ｂ）の画像の二値化画像から縫い代（Ｍ）が、１４．１ｍｍと求められる。縫い代が１４．１ｍｍとなり、上限値である１４．０ｍｍより大きいことから、判定手段１８は、糸目数７８の縫い目で縫製に異常が発生していると判定する。

以上、説明したように、本発明の実施形態に係る縫製装置１は、被縫製物１００を挟んで上針１１と対向する側に設けたカメラ１４によって、被縫製物１００に形成された直後の縫い目を撮影するため、被縫製物１００の形状に関わりなく縫い目を撮影することができる。また、生地を挟んで上針１１と対向する側に設けたカメラ１４では、被縫製物１００の下面の縫い目を撮影することができる。環縫いの縫い目は、生地の上面では単に上糸Ｔ１が直線状に露出するだけであるが、生地の下面では上糸Ｔ１と下糸Ｔ２のループとが露出するため、縫製の異常の検出が容易である。そのため、縫製装置１によれば、立体縫製を伴う被縫製物に環縫いで縫い目を形成する際に、縫製の異常を検出することができる。

〔縫製検査方法〕
本発明の縫製検査方法に係る実施形態について説明する。図１０は、縫製検査方法の手順を示すフローチャートである。フローチャートに示す各工程の詳細な説明は、上述した縫製装置１の説明と重複するため省略し、ここでは、フローチャートにより示した手順に重点を置いて説明する。

本発明の縫製検査方法では、被縫製物１００の縫製開始位置から縫製終了位置までに形成される環縫いの縫い目の一つずつについて、ステップ１～ステップ８の工程を繰り返すことで、被縫製物１００に形成された直後の縫い目のインライン検査を行う。まず、ステップ１の縫製工程で、被縫製物１００に上針１１を貫通させ、上針１１が保持している上糸にルーパー１２が保持している下糸を絡ませて、被縫製物１００に環縫いの縫い目を１つ形成する。次に、上針１１が上昇して被縫製物１００を貫通していない状態において、ステップ２の搬送工程で、送り歯１３が前方位置から後方位置へ駆動することにより、押さえ板１９との間に挟持した被縫製物１００を駆動幅だけ搬送する。このとき、送り歯１３の歯部１３３ａ、１３３ｂが内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂの後端に移動するため、内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂの前端は開口し、ステップ１の縫製工程で形成された直後の縫い目は、この開口の位置に移動する。ステップ３の撮影工程では、カメラ１４において、形成された直後の縫い目を、内側後方ガイド孔２１３ａ、２１３ｂの前端の開口を通して、被縫製物１００を挟んで上針１１と対向する側（縫製台３の下面側）から撮影する。ステップ４の画像処理工程では、ステップ３の撮影工程で撮影した画像を、画像処理手段１６において二値化し、二値化画像を生成する。ステップ５のパラメータ生成工程では、パラメータ生成手段１７において、図３（ｂ）に示す二値化画像から縫い目パラメータを求める。ここでは、縫い目パラメータとして、糸間隔（Ｉ）及び糸目径（Ｄ）を例に挙げて説明する。

ステップ６、及びステップ７は、判定工程であり、ステップ６では、ステップ５で求めた糸間隔（Ｉ）が下限値Ｔｈ１（例えば、２．０ｍｍ）以上、上限値Ｔｈ２（例えば、３．５ｍｍ）以下の範囲にあるかを判定手段１８において判定し、ステップ７では、ステップ５で求めた糸目径（Ｄ）が下限値Ｔｈ３（例えば、０．５ｍｍ）以上、上限値Ｔｈ４（例えば、２．０ｍｍ）以下の範囲にあるかを判定手段１８において判定する。ステップ６で糸間隔（Ｉ）が下限値Ｔｈ１～上限値Ｔｈ２の範囲外である場合（ステップ６：Ｎｏ）、又はステップ６で糸間隔（Ｉ）が下限値Ｔｈ１～上限値Ｔｈ２の範囲内である（ステップ６：Ｙｅｓ）がステップ７で糸目径（Ｄ）が下限値Ｔｈ３～上限値Ｔｈ４の範囲外である場合（ステップ７：Ｎｏ）、判定手段１８は、縫製に異常があると判定し、ステップ９において警報を出力し、必要に応じて縫製装置１における以降の縫製を停止させて、被縫製物１００の縫製検査を終了する。

ステップ６、及びステップ７の判定工程で縫製に異常がないと判定した場合（ステップ６：Ｙｅｓ、且つステップ７：Ｙｅｓ）、被縫製物１００の縫製終了位置まで縫い目を形成したか否かを判定する（ステップ８）。縫製終了位置まで縫い目を形成している場合（ステップ８：Ｙｅｓ）、被縫製物１００の縫製検査を終了する。縫製終了位置まで縫い目を形成していない場合（ステップ８：Ｎｏ）、ステップ１に戻り次の縫い目を形成する。

以上の縫製検査方法により、被縫製物１００の縫製開始位置から縫製終了位置までに形成される全ての縫い目を検査することができる。なお、被縫製物１００の縫製終了位置まで縫い目を形成したか否かを判定するステップ８の工程は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、ストレージ等を有するコンピュータにおいて、縫製装置１の動作を制御するプログラムをメモリから読み出してＣＰＵが実行することで、実施することが可能である。

〔別実施形態〕
本発明の縫製装置は、立体縫製を伴う被縫製物１００に環縫いで縫い目を形成する際に、縫製の異常を検出することができるという本発明の効果を奏するものであれば、上記の実施形態で説明した構成を変更することも可能である。そのような幾つかの変更例を別実施形態として説明する。

＜別実施形態１＞
上記の実施形態に係る縫製装置１において、同期手段１５は、上下動により上針１１が光軸を横切る位置に反射部材１５ａ、及びレーザセンサ１５ｂを設けることが可能である。また、同期手段１５は、反射部材１５ａ、及びレーザセンサ１５ｂからなる光学的に同期をとる構成に限らず、例えば、上針１１、ルーパー１２、及び送り歯１３を駆動させる機構と、ベルトドライブ等とにより機械的に同期をとる構成であってもよい。

＜別実施形態２＞
上記の実施形態に係る縫製装置１において、判定手段１８は、グラフのベースラインとして、縫い目パラメータの移動平均を用いるように構成することが可能である。例えば、パラメータ生成手段１７において、縫い目パラメータとして糸間隔（Ｉ）を求める場合、判定手段１８は、直近の３箇所以上の糸間隔（Ｉ）から移動平均を求め、この移動平均を中心に所定幅（例えば、０．５ｍｍ）内に最新の糸間隔（Ｉ）がある場合に、縫製に異常がないと判定し、この移動平均を中心に所定幅内に最新の糸間隔（Ｉ）がない場合に、縫製に異常があると判定することができる。

＜別実施形態３＞
上記の実施形態に係る縫製装置１において、カメラ１４の最短撮影距離を、連続する４箇所以上の縫い目を視野内に入れて撮影可能な距離に設定することで、パラメータ生成手段１７では、一枚の画像から連続する４箇所の縫い目の間で計測される３つの糸間隔（Ｉ）を求めることができる。この場合、判定手段１８は、３つの糸間隔（Ｉ）のうち、他の２つと所定値（例えば、０．２５ｍｍ）以上はなれている糸間隔（Ｉ）があれば、縫製に異常があると判定することができる。

本発明の縫製装置、及び縫製検査方法は、高い信頼性が要求されるエアバッグ等の立体縫製に利用可能であり、環縫いで形成した縫い目の異常を検出する用途において有用である。

１ 縫製装置
１１ 上針
１２ ルーパー
１３ 送り歯
１４ カメラ
１５ 同期手段
１６ 画像処理手段
１７ パラメータ生成手段
１８ 判定手段
Ｔ１ 上糸
Ｔ２ 下糸
ＯＰ 開口領域

Claims (7)

1. 上糸を保持しながら生地を貫通する上針と、
   下糸を保持しながら前記上針と協働して前記生地に環縫いの縫い目を形成するルーパーと、
   前記縫い目が形成された生地を搬送する歯部を有する送り歯と、
   前記生地を挟んで前記上針と対向する側に設けられるカメラと、
   を備えた縫製装置であって、
   前記送り歯の搬送タイミングと、前記カメラの撮影タイミングとを同期させる同期手段と、
   前記歯部が挿通され、且つ前記同期手段が撮影指示を出力するタイミングで開口する開口部分を含むガイド孔を有する針受け板と、
   を備え、
   前記送り歯に、前記生地に形成された直後における、前記ガイド孔の前記開口部分から露出する縫い目を下側に露出させる開口領域を設け、
   前記カメラは、前記ガイド孔の前記開口部分から露出する前記生地に形成された直後の縫い目を、前記送り歯に設けられた前記開口領域を通して撮影する縫製装置。
2. 前記カメラの最短撮影距離は、当該生地上の連続する２箇所以上の縫い目を撮影可能な距離に設定されている請求項１に記載の縫製装置。
3. 前記カメラで撮影した前記縫い目を含む画像を二値化する画像処理手段と、
   前記二値化画像から縫い目パラメータを生成するパラメータ生成手段と、
   前記縫い目パラメータに基づいて、前記生地に施された縫製の状態を判定する判定手段と、
   を備える請求項１又は２に記載の縫製装置。
4. 前記パラメータ生成手段は、前記縫い目パラメータとして、隣接する縫い目の間隔である糸間隔、縫い目の直径である糸目径、及び生地の端部から縫い目までの距離である縫い代からなる群から選択される少なくとも一つを求める請求項３に記載の縫製装置。
5. 前記判定手段は、横軸に前記生地に形成された各縫い目の順番、縦軸に各縫い目に対応する縫い目パラメータをプロットしたグラフにおいて、縫い目パラメータが、予め設定されている上限値より大きい場合、又は下限値より小さい場合、前記生地に施される縫製に異常が発生したと判定する請求項３又は４に記載の縫製装置。
6. 請求項１～５の何れか一項に記載の縫製装置によって生地に施された縫製の状態を検査する縫製検査方法であって、
   生地に上針を貫通させ、当該上針が保持している上糸にルーパーが保持している下糸を絡ませて、前記生地に環縫いの縫い目を形成する縫製工程と、
   前記縫い目が形成された生地を搬送する搬送工程と、
   前記生地を挟んで前記上針と対向する側から、前記ガイド孔の前記開口部分から露出する当該生地に形成された直後の縫い目を、前記送り歯に設けられた前記開口領域を通して撮影する撮影工程と、
   を包含する縫製検査方法。
7. 前記撮影工程により得られた前記縫い目を含む画像を二値化する画像処理工程と、
   前記二値化画像から縫い目パラメータを生成するパラメータ生成工程と、
   前記縫い目パラメータに基づいて、前記生地に施された縫製の状態を判定する判定工程と、
   を包含する請求項６に記載の縫製検査方法。

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