JP7224199B2

JP7224199B2 - ミシンの制御方法及びミシンの制御装置

Info

Publication number: JP7224199B2
Application number: JP2019022364A
Authority: JP
Inventors: 豊塚田; 宏彰菅; 俊貴杉山
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2023-02-17
Anticipated expiration: 2039-02-12
Also published as: CN111549456B; JP2020127677A; CN111549456A

Description

本発明は、ミシンの制御方法及びミシンの制御装置に関する。

ミシンは、縫製をはじめとして各部の動作にモーターを駆動源としており、モーターから負荷に到るまでの伝達系に異常が生じると、縫い品質が低下したり、動作不良が発生したりするおそれがあった。
例えば、伝達系がベルト機構である場合にベルトが経年劣化等により延びが生じたりすると予定されていた正確な動作の妨げとなるおそれがあった。
このため、従来のミシンは、ベルトの帯幅方向がミシンの上下方向に平行となるように配設することで、ミシンの側面から張力測定を容易にするような工夫が行われていた（例えば、特許文献１）。

特開平０９－１９２３７８号公報

ミシンの場合、動力の伝達系は、通常はミシンフレームの内部に設けられている。このため、上記従来のミシンは、ベルト等の対象物に対して検査を行う場合、ミシンフレームのカバーを外したり、ミシンフレームを倒して開口部からアクセスする等の手間が必要となり、作業負担が大きいという問題があった。

本発明は、モーターの動力の伝達系の検査を容易に行うことをその目的とする。

請求項１記載の発明は、ミシンの制御方法において、
負荷となる対象物に動力を付与するモーターと、
前記モーターから前記対象物に動力を伝達する伝達部と、
前記モーターと前記対象物との間に設けられたエンコーダーとを備えるミシンの制御方法において、
前記モーターの指令値と前記エンコーダーの出力から前記対象物と前記モーターから前記対象物までの伝達系とによる反力の推定値を算出し、
前記反力の推定値に基づいて、前記伝達部の異常の有無を判定することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のミシンの制御方法において、
前記反力の推定値の周波数特性を求め、当該周波数特性から前記伝達部の異常の有無を判定することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載のミシンの制御方法において、
前記反力の推定値の大きさから前記伝達部の異常の有無を判定することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、ミシンの制御装置において、
負荷となる対象物に動力を付与するモーターと、
前記モーターから前記対象物に動力を伝達する伝達部と、
前記モーターと前記対象物との間に設けられたエンコーダーとを備えるミシンの制御装置において、
前記制御装置は、
前記モーターの指令値と前記エンコーダーの出力から前記対象物と前記モーターから前記対象物までの伝達系とによる反力の推定値を算出する反力算出部と、
前記反力の推定値に基づいて、前記伝達部の異常の有無を判定する判定部とを備えることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載のミシンの制御装置において、
前記判定部は、前記反力の推定値の周波数特性を求め、当該周波数特性から前記伝達部の異常の有無を判定する。

請求項６記載の発明は、請求項４記載のミシンの制御装置において、
前記判定部は、前記反力の推定値の大きさから前記伝達部の異常の有無を判定することを特徴とする。

本発明は、モーターの動力の伝達系の検査を容易に行うことが可能となる。

制御装置を搭載したミシンの斜視図である。ミシンの移動機構の斜視図である。制御装置を含むミシンの制御系のブロック図である。制御装置を含むミシンのＹ軸モーターの制御系のブロック線図である。保持枠の可動範囲の中央付近でＹ軸方向に沿って往復したときの反力トルクの推定値のモニター値をフーリエ変換したものをグラフ化した線図である。

［発明の実施形態の概略］
発明の実施形態として制御装置１２０を搭載したミシン１００を例示する。
図１はミシン１００の斜視図、図２は後述するミシン１００の移動機構の斜視図である。
ミシン１００は、被縫製物を保持する保持枠２１を有し、その保持枠２１が縫い針に対し相対的に移動することにより、保持枠２１に保持された被縫製物に所定の縫製データに基づく縫い目を形成する、いわゆる電子サイクルミシンである。
ここで、後述する縫い針１０８が上下動を行う方向をＺ軸方向（上下方向）とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向（左右方向）とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向（前後方向）と定義する。

電子サイクルミシン１００（以下、ミシン１００という）は、図１に示すように、ミシンテーブルＴの上面に備えられるミシン本体１０１と、ミシンテーブルＴの下部に備えられミシン本体１０１を操作するためのペダルＲと、ミシンテーブルＴの上部に備えられ、ユーザーによる入力操作を行うための操作パネル３００等を備えている。

［ミシンフレーム及び主軸］
図１、図２に示すように、ミシン本体１０１は、外形が側面視にて略コ字状を呈するミシンフレーム１０２を備えている。このミシンフレーム１０２は、ミシン本体１０１の上部をなし、Ｙ軸方向に延びるミシンアーム部１０２ａと、ミシン本体１０１の下部をなし、Ｙ軸方向に延びるミシンベッド部１０２ｂと、ミシンアーム部１０２ａとミシンベッド部１０２ｂとを連結する立胴部１０２ｃとを有している。
このミシン本体１０１は、ミシンフレーム１０２内に動力伝達機構が配置され、回動自在でＹ軸方向に延びる主軸及び下軸（いずれも図示略）を有している。主軸はミシンアーム部１０２ａの内部において回転可能に支持され、下軸（図示省略）はミシンベッド部１０２ｂの内部において回転可能に支持されている。

主軸は、主軸モーター２（図３参照）に接続され、この主軸モーター２により回転力が付与される。また、下軸（図示省略）は、タイミングベルト及びベルトプーリ（図示省略）を介して主軸と連結されており、主軸が回転すると、主軸の動力がタイミングベルト及びベルトプーリを介して下軸側へ伝達し、下軸が主軸の二倍速で回転するようになっている。

［下軸及び釜機構］
下軸（図示省略）の前端には、釜機構（図示省略）の外釜が設けられている。主軸と共に下軸が回転すると、外釜が回転し、縫い針１０８との協働により縫い目が形成される。
釜機構は、外釜と、外釜の内側でボビンを擁する内釜と、を備えている。釜機構の構成は周知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。

［針上下動機構］
ミシンアーム部１０２ａの前端部には、縫い針１０８を下端部に保持した針棒１０８ａが上下動可能に支持されている。ミシンアーム部１０２ａの前端部内側において、主軸の前端に固定装備された針棒クランクと、針棒１０８ａに固定装備された針棒抱きと、針棒クランクと針棒抱きと連結するクランクロッドとが設けられている。

針棒クランクは、主軸と共に回転を行う。クランクロッドは、その一端部がＹ軸回りに回転可能に針棒クランクの回転円周上に連結され、他端部がＹ軸回りに針棒抱きに連結されている。従って、主軸が主軸モーター２によって回転すると、クランクロッドの一端部が周回運動を行い、他端部には周回運動のＺ軸方向成分となる上下動のみが伝わって、針棒１０８ａに上下動を付与することができる。
即ち、上記主軸モーター２、主軸、針棒クランク、針棒抱き、クランクロッド、針棒１０８ａは、縫い針１０８を上下動させる針上下動機構を構成している。
なお、針上下動機構は、周知の構成と同様のものなので、各構成についてはいずれも図示を省略している。

また、縫い針１０８の近傍には、当該縫い針１０８を遊挿する中押さえ２９が設けられている。中押さえ２９は、縫い針１０８に同期して微小な振幅で上下動を行い、被縫製物から縫い針１０８が抜けやすくなうように被縫製物のばたつきを押さえるためのものである。

［移動機構］
図１、図２に示すように、ミシンベッド部１０２ｂ上には、針板１１０が配設されており、針板１１０上には移動機構２０が設けられている。
移動機構２０は、針板１１０の上側に重ねて配置された保持枠２１及び下板２２と、保持枠２１を昇降可能に支持する土台２３と、土台２３及び下板２２をＸ軸方向に沿って滑動可能に支持する第一可動部２４と、土台２３及び下板２２を、第一可動部２４を介してＹ軸方向に沿って滑動可能に支持する第二可動部２５とを備えている。

保持枠２１は、平面視矩形の枠体であり、その内側は矩形に広く開口している。
下板２２は、平面視で保持枠２１とほぼ同じ大きさであって、保持枠２１と同様に矩形に広く開口している。
保持枠２１は、土台２３により下板２２に対して昇降可能であり、下降状態で下板２２と保持枠２１とで被縫製物を挟んだ状態で保持することができる。そして、保持枠２１と下板２２の開口部分の内側で被縫製物に対する縫製作業が行われる。

土台２３は、下板２２と一体的に連結されており、保持枠２１を下板２２に対して昇降可能に支持している。そして、土台２３には、保持枠２１の昇降動作の駆動源となるエアシリンダー２３１が設けられている。

第一可動部２４は、土台２３及び下板２２をＸ軸方向に沿って滑動可能に支持する一対のレール２４１と、レール２４１と平行に併設されたタイミングベルト２４２と、タイミングベルト２４２を搬送するプーリ２４３と、スプライン軸２４４を介してプーリ２４３を回転駆動させるＸ軸モーター２４５とを備えている。
Ｘ軸モーター２４５は、スプライン軸２４４を介してプーリ２４３を回転駆動し、タイミングベルト２４２を介して土台２３及び下板２２をＸ軸方向に任意に移動位置決めすることができる。
スプライン軸２４４は、第二可動部２５により、土台２３及び下板２２にＹ軸方向に沿った移動動作が付与された場合には、スプライン軸２４４に沿ってプーリ２４３が滑動し、Ｙ軸方向に沿った土台２３及び下板２２の移動を許容することができる。

第二可動部２５は、第一可動部２４のレール２４１をＹ軸方向に沿って滑動可能に支持する一対のレール２５１と、レール２５１と平行に併設された一対のタイミングベルト２５２と、タイミングベルト２５２を搬送するプーリ２５３と、歯車機構２５４を介してプーリ２５３を回転駆動させるＹ軸モーター２５５とを備えている。
Ｙ軸モーター２５５は、歯車機構２５４を介してプーリ２５３を回転駆動し、タイミングベルト２５２を介して第一可動部２４のレール２４１と共に土台２３及び下板２２をＹ軸方向に任意に移動位置決めすることができる。

第一可動部２４と第二可動部２５との協働により、保持枠２１及び下板２２をＸ－Ｙ平面上の任意の位置に位置決めすることができる。従って、保持枠２１及び下板２２に保持された被縫製物に対して、Ｘ－Ｙ平面上の任意のパターンに従って縫製を行うことができる。

［ペダル］
ペダルＲは、ミシン１００の起動、縫製の開始、保持枠２１の昇降動作等を実行させる操作ペダルである。
ペダルＲには、踏み込み操作位置を検出するためのセンサーが組み込まれており、センサーからの出力信号がペダルＲの操作信号として後述する制御装置１２０に入力される。
制御装置１２０は、その操作位置に応じた操作信号によって、ミシン１００の起動、その他の各動作を実行する制御を行う。

［制御装置］
図３は制御装置１２０を含むミシン１００の制御系のブロック図である。
ミシン１００は、その全体構成を制御するための制御装置１２０を備えている。
制御装置１２０は、ミシン１００全体を統括的に制御するＣＰＵ(central processing unit)１２１と、各種の処理又は制御を行うためのプログラムが格納されたプログラム用メモリ１２２と、各種のデータ、縫製パターンデータ１２４等が格納されたデータ用メモリ１２３と、主軸モーター２を制御する主軸モーター駆動回路１２５と、Ｘ軸モーター２４５を駆動させるＸ軸モーター駆動回路１２６と、Ｙ軸モーター２５５を駆動させるＹ軸モーター駆動回路１２７とを備えている。

主軸モーター駆動回路１２５は、主軸モーター２及びその軸角度を検出するエンコーダー３が接続されている。この主軸モーター駆動回路１２５は、ＣＰＵを内蔵し、当該主軸モーター駆動回路１２５が主軸モーター２の制御を行っている。

Ｘ軸モーター駆動回路１２６は、ＣＰＵ１２１の指令に基づいてＸ軸モーター２４５を駆動させる。
Ｘ軸モーター２４５には、負荷となる対象物である保持枠２１，下板２２及び土台２３に対して移動力を付与するために、伝達部として、タイミングベルト２４２、プーリ２４３及びスプライン軸２４４等が介在している。
そして、Ｘ軸モーター２４５から対象物に到るまでの間に、エンコーダー２４６が設けられている。なお、ここではＸ軸モーター２４５の出力軸にエンコーダー２４６が設けられ、その軸角度を検出する。エンコーダー２４６は、検出信号をＣＰＵ１２１に入力する。

Ｙ軸モーター駆動回路１２７は、ＣＰＵ１２１の指令に基づいてＹ軸モーター２５５を駆動させる。
Ｙ軸モーター２５５には、負荷となる対象物である保持枠２１，下板２２及び土台２３に対して移動力を付与するために、伝達部として、タイミングベルト２５２、プーリ２５３、歯車機構２５４及び第一可動部２４のレール２４１等が介在している。
そして、Ｙ軸モーター２５５から対象物に到るまでの間に、エンコーダー２５６が設けられている。なお、ここではＹ軸モーター２５５の出力軸にエンコーダー２５６が設けられ、その軸角度を検出する。エンコーダー２５６は、検出信号をＣＰＵ１２１に入力する。

また、ＣＰＵ１２１には、操作パネル３００が接続されている。
操作パネル３００は、ユーザーによる操作入力が行われ、操作パネル３００から入力された各種データや操作信号は、制御装置１２０に入力される。
なお、操作パネル３００は、液晶表示パネルからなる表示部３０１と当該表示部３０１の表示画面上に設けられたタッチセンサー３０２とを備えて構成されており、液晶表示パネルに表示される各種操作キー等をタッチ操作することにより、タッチパネルがタッチ指示された位置を検出し、検出した位置に応じた操作信号を制御装置１２０に出力するようになっている。

図４は制御装置１２０を含むミシン１００のＹ軸モーター２５５の制御系のブロック線図である。なお、図４では、Ｙ軸モーター２５５の制御系を例示するが、Ｘ軸モーター２４５についても、各種のトルク定数、ゲイン、イナーシャ値の具体的な数値は異なるが、その構成は同一であるため、Ｘ軸モーター２４５の制御系については説明を省略する。
Ｙ軸モーター２５５の制御系は主にモーター部４２０と機械系４３０とオブザーバー部４１０から構成されている。
モーター部４２０は、Ｙ軸モーター２５５の系統を示し、機械系４３０は、Ｙ軸モーター２５５から伝達部を含む保持枠２１等の対象物の系統を示している。

図４における符号Ｉ_refは電流指令値を示す。この電流指令値Ｉ_refは図示しない位置ループ及び速度ループを経て生成される。
伝達要素４０４では、電流指令値Ｉ_refにＹ軸モーター２５５のトルク定数Ｋtが乗算され、Ｙ軸モーター２５５の出力トルクの値が出力される。
加え合わせ点４０５では、Ｙ軸モーター２５５の出力トルクに対して、Ｙ軸モーター２５５、負荷となる対象物及び伝達部の総合的な負荷に基づく反力トルクＴ_reacが減じられる。

モーター部４２０の伝達要素４２１では、加え合わせ点４０５から出力されるトルク値をモーターイナーシャＪm及び伝達部及び対象物の負荷イナーシャＪlで除算すると共に積分して、モーター速度θ^・mが出力される。
伝達要素４２３では、モーター速度θ^・mがさらに積分されて、モーター軸位置θmが出力される。また、モーター速度θ^・mは、エンコーダー２４６により検出され、伝達要素４２１と伝達要素４２３の間の引き出し点４２２からオブザーバー部４１０にも入力される。

機械系４３０では、加え合わせ点４３１において、モーター軸位置θmに負荷位置θlが減じられ、さらに、伝達要素４３２において、伝達部及び対象物のトルク定数Ｋfが掛け合わされて反力トルクＴ_reacが出力される。
伝達要素４３４では、反力トルクＴ_reacに対して伝達部及び対象物の負荷イナーシャＪlが乗算されて対象物の加速度θ^・・lが出力される。
また、反力トルクＴ_reacは、伝達要素４３２と伝達要素４３４の間の引き出し点４３３から前述した加え合わせ点４０５にも入力される。
伝達要素４３６では、対象物の加速度θ^・・lに対して二階積分されて負荷位置θlが求められ、前述した加え合わせ点４３１に入力される。

オブザーバー部４１０の各構成は、実際には、制御装置１２０のＣＰＵ１２１の処理により実現する。
オブザーバー部４１０の伝達要素４１２は、引き出し点４０３から入力される電流指令値Ｉ_refに対してＹ軸モーター２５５のトルク定数推定値Ｋtnを乗算し、Ｙ軸モーター２５５の出力トルクの値を出力する。
また、オブザーバー部４１０の伝達要素４１３は、引き出し点４２２から入力されるエンコーダー２４６の検出によるモーター速度θ^・mに対して、Ｙ軸モーター２５５のモーターイナーシャの推定値Ｊmn（ノミナル値）を乗算し、微分する。
そして、加え合わせ点４１４において、伝達要素４１２の出力に対して伝達要素４１３の出力の差分値が求められ、低速フィルタ４１５に入力される。
低速フィルタ４１５は、いわゆるローパスフィルターであり、加え合わせ点４１４から出力された差分値に対して、機械周波数、揺れ周波数、その他のノイズ成分を除去して、反力トルクの推定値Ｔ＾_reacを出力する。
伝達要素４１６は、反力トルクの推定値Ｔ＾_reacに対して反力フィードバックゲインＫrを乗算し、加え合わせ点４０２に入力する。加え合わせ点４０２では、電流指令値Ｉ_refに対して、反力トルクの推定値Ｔ＾_reacと反力フィードバックゲインＫrの乗算値をフィードバックして減算する。

このように、制御装置１２０は、オブザーバー部４１０において、電流指令値Ｉ_refとエンコーダー２４６により検出されるモーター速度θ^・mを比較し、Ｙ軸モーター２５５が受ける実測困難な反力トルクＴ_reacを推定した推定値Ｔ＾_reacを算出し、電流指令値Ｉ_refにフィードバックして、ダンピングなどを低減して振動抑制を図っている。

［異常検出処理］
ここで、上記制御装置１２０のＣＰＵ１２１が実行する移動機構２０の異常検出処理について説明する。
移動機構２０では、前述したように、第一可動部２４のＸ軸モーター２４５から負荷となる対象物（保持枠２１，下板２２及び土台２３等）に対して、伝達部であるタイミングベルト２４２等を介して移動の動力伝達を行っている。
また、同様に、移動機構２０では、第二可動部２５のＹ軸モーター２５５から負荷となる対象物（保持枠２１，下板２２及び土台２３等）に対して、伝達部であるタイミングベルト２５２等を介して移動の動力伝達を行っている。

ユーザーがペダルＲを踏み縫製開始の指令を入力すると、ＣＰＵ１２１は、予め、操作パネル３００からユーザーが選択した縫製パターンデータ番号に該当する縫製パターンデータ１２４をデータ用メモリ１２３から読み出し、保持枠２１及び下板２２をＸ－Ｙ平面に沿って駆動させ、保持枠２１及び下板２２に挟み込まれた被縫製物（図示せず）をＸ－Ｙ平面に沿って移動させる。

このとき、保持枠２１及び下板２２を駆動させるＸ軸モーター２４５及びＹ軸モーター２５５の駆動タイミングは、所定の数式によって算出された駆動パターンに従っている。
駆動パターンは、ピッチ（縫い長さ）及び主軸モーター２の速度を基に算出される。
駆動パターンは、被縫製物から針抜けの後に保持枠２１及び下板２２が動作し、被縫製物に針落ちの前に保持枠２１及び下板２２の動作が完了するように設定されている。

しかしながら、タイミングベルト２４２，２５２等の伝達部は、経年劣化による弛み等によって張力が低減し、精度良く動作を伝達出来なくなる場合がある。その場合、システムのばね性が変化し、保持枠２１の動作精度の低下が発生する。さらに、タイミングベルト２４２，２５２等の規定張力に対して実際の張力が著しく低下した場合、歯とびや起動トルクの増大を招き、より大きな精度低下を招くおそれがある。
例えば、ミシンの設計条件によっては、Ｙ軸の規定張力400Nに対し、実際の張力が100N低下して300Nである場合、最大で針落ち位置が0.4mmもズレを生じる。0.2mm以上のズレは目視で容易に確認できるレベルであり、縫い品質の著しい低下を生じることになる。

従って、制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、Ｘ軸モーター２４５，Ｙ軸モーター２５５を制御する過程で、タイミングベルト２４２，２５２の張力低下を検出する異常検出処理を実行している。
即ち、ＣＰＵ１２１は、異常検出処理において、オブザーバー部４１０で求められる反力トルクの推定値Ｔ＾_reacをモニタリングし、その結果からタイミングベルト２４２，２５２の張力低下を検出している。

図５は、保持枠２１の可動範囲の中央付近でＹ軸方向に沿って往復したときに、オブザーバー部４１０で求められる反力トルクの推定値Ｔ＾_reacのモニター値をフーリエ変換したものをグラフ化した線図である。
図５において、横軸は周波数[Hz]、縦軸は反力トルクの推定値Ｔ＾_reacと反力フィードバックゲインＫrの乗算値を乗じた電流振幅（単位[A]）を示している。
図５において、ラインｌ１はＹ軸モーター２５５のタイミングベルト２５２の張力が適正張力（300N）である場合のモニター値、ラインｌ２はＹ軸モーター２５５のタイミングベルト２５２の張力が低張力（200N）である場合のモニター値である。

上記ラインｌ１，ｌ２を比較した場合、周波数[Hz]に応じて電流振幅[A]の値に乖離を生じる場合がある。
例えば、矢印Ｋ１は適正張力300Nにおける共振周波数236[Hz]を示し、矢印Ｋ２は低張力200Nでの共振周波数194[Hz]を示している。
適正張力300Nにおける共振周波数236[Hz]の帯域では適正張力300Nの電流振幅（ラインｌ１）は低張力200Nに比べ大きくなる。
また、低張力200Nの共振周波数194[Hz]の帯域では逆に低張力200Nの電流振幅（ラインｌ２）が適正張力300Nを上回っている。
なお、共振周波数は、タイミングベルト２５２の線密度、張力、振動する長さによって変動するが、振動する長さは土台２３の取り付け部分からプーリ２５３までの長さで計算している。

従って、制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、例えば、適正張力300Nにおける共振周波数236[Hz]かその周辺の帯域において、電流振幅[A]の閾値を設定し、当該閾値よりも電流振幅[A]が低下を生じた場合には、タイミングベルト２５２の張力が低下を生じているものと判定することができる。
なお、閾値は、張力低下により電流振幅[A]の値に変動が生じる他の周波数について設定しても良い。また、閾値は下限値を定める場合を例示しているが、上限値を閾値として定めても良い。

具体的には、制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、異常検出処理として、所定のタイミングで、保持枠２１及び下板２２の移動動作を行い、Ｘ軸モーター２４５及びＹ軸モーター２５５のそれぞれについて、オブザーバー部４１０で求められる反力トルクの推定値Ｔ＾_reacをモニタリングする。
そして、Ｘ軸モーター２４５及びＹ軸モーター２５５のそれぞれについて、取得した反力トルクの推定値Ｔ＾_reac（又は各々の反力フィードバックゲインＫrを乗算した値）をフーリエ変換し、Ｘ軸モーター２４５及びＹ軸モーター２５５のそれぞれについて定められた周波数（例えば、それぞれのタイミングベルト２４２，２５２の適正張力時の共振周波数）における反力トルク値又は電流値（電流振幅等とする）と予め定められた閾値とを比較し、当該閾値より低い値を示した場合に、タイミングベルト２４２又は２５２について張力の低下が生じていると判断する。
そして、制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、タイミングベルト２４２又は２５２について張力の低下が生じていると判断した場合には、例えば、操作パネル３００の表示部３０１において、タイミングベルト２４２又は２５２のいずれかを特定して張力低下が生じていることを示す報知画面を表示するよう報知処理を行う。

異常検出処理の実行するタイミングは、縫製中に行うことも可能だが、保持枠２１が被縫製物を保持してない非縫製時に実行することが望ましい。また、一日の中で、縫製を開始する前にタイミングベルト２４２又は２５２の張力を検出することが望ましいので、ミシン１００の主電源の投入後であって縫製の開始までの間、例えば、Ｘ軸モーター２４５及びＹ軸モーター２５５の原点検索動作に続いて実行することが望ましい。

なお、制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、上記閾値を定めた周波数において、段階的な各張力ごとの電流振幅等の値を予め測定等によってデータ用メモリ１２３等に用意しておき、閾値を定めた周波数において得られた電流振幅等の値からタイミングベルト２４２又は２５２の張力を推定することができる。

また、制御装置１２０は、段階的な各張力ごとに、保持枠２１及び下板２２の移動動作を適正に行うための制御パラメータをデータ用メモリ１２３内に予め容易にしておき、ＣＰＵ１２１は、タイミングベルト２４２又は２５２の張力の推定値が得られた場合に、当該張力の推定値に適した制御パラメータに変更して、Ｘ軸モーター２４５及びＹ軸モーター２５５の制御を行うように構成してもよい。
これにより、タイミングベルト２４２又は２５２の張力低下が生じた場合でも、保持枠２１の移動動作の精度低下を抑え、縫製品質の向上を図ることができる。
また、その場合、張力低下が制御パラメータの変更でカバーできる範囲を逸脱した場合に、表示部３０１における張力低下を報知するよう制御しても良い。ここでカバーできる範囲とは、予め定めた保持枠２１の精度基準内となる範囲をいう。

[発明の実施形態における技術的効果]
上記ミシン１００では、制御装置１２０が、Ｘ軸モーター又はＹ軸モーター２５５の指令値とエンコーダー２４６又は２５６の出力から対象物による反力及びモーターから対象物までの伝達系による反力の推定値Ｔ＾_reacを算出し、当該反力の推定値Ｔ＾_reacに基づいて、伝達部の異常の有無であるタイミングベルト２４２，２５２の張力低下を判定している。
これにより、動力の伝達系の異常の発生について、負担の大きな検査作業を行うことなく容易に検出することが可能となる。
また、動力の伝達系の異常の発生を検出するので、保持枠２１等を精度良く動作させることができ、縫い品質の高く維持することが可能となる。

また、制御装置１２０は、タイミングベルト２４２，２５２の張力低下等の動力の伝達系の異常の発生について、反力の推定値Ｔ＾_reacの周波数特性を求め、当該周波数特性から伝達部の異常の有無を判定しているので、保持枠２１等の振動抑制のためのオブザーバー部４１０を有する場合に、その出力を利用することができ、既存の構成から容易に実現することが可能となる。

［その他］
異常検出処理の対象として、Ｘ軸モーター２４５，Ｙ軸モーター２５５を例示したが、これらのモーターに限らず、モーターと対象物との間にエンコーダーが設けられていれば、ミシンモーターや他の用途に使用されるモーターについても、異常検出処理の対象とすることが可能である。
また、これにより、異常検出処理を実行するミシンは、Ｘ軸モーター２４５，Ｙ軸モーター２５５を備えていない電子サイクル縫いミシン以外のあらゆるミシンにも適用可能である。

また、異常検出処理において、反力トルク値又は電流値が閾値より低い値となる主たる原因は、タイミングベルト２４２又は２５２の張力の低下だが、対象物や伝達部の破損や部品の外れ等の異常の発生が原因となる場合も希に生じ得る。異常検出処理は、このような異常も含めて検出することが出来る。また、この場合、報知の際には、タイミングベルト２４２又は２５２の張力の低下と特定せずに、対象物や伝達部の異常の発生を示す内容を報知しても良い。

また、異常検出処理では、反力の推定値の周波数特性によりタイミングベルト等の伝達部の異常の有無を判定する場合を例示したが、これに限らず、特定の条件を定めてモーターを駆動させた場合の反力の推定値の大きさから、タイミングベルト等の伝達部の異常の有無を判定しても良い。

２主軸モーター
３エンコーダー
２０移動機構
２１保持枠
２２下板
２３土台
２４第一可動部
２５第二可動部
１００電子サイクルミシン(ミシン)
１２０制御装置
１２２プログラム用メモリ
１２３データ用メモリ
１２４縫製パターンデータ
２４２，２５２タイミングベルト
２４３プーリ
２４４スプライン軸
２４５Ｘ軸モーター
２４６，２５６エンコーダー
２５３プーリ
２５４歯車機構
２５５Ｙ軸モーター
２５６エンコーダー
３００操作パネル
３０１表示部
３０２タッチセンサー
４１０オブザーバー部
４２０モーター部
４３０機械系
Ｉ_ref 電流指令値
Ｔ＾_reac 反力トルクの推定値
Ｔ_reac 反力トルク

Claims

負荷となる対象物に動力を付与するモーターと、
前記モーターから前記対象物に動力を伝達する伝達部と、
前記モーターと前記対象物との間に設けられたエンコーダーとを備えるミシンの制御方法において、
前記モーターの指令値と前記エンコーダーの出力から前記対象物と前記モーターから前記対象物までの伝達系とによる反力の推定値を算出し、
前記反力の推定値に基づいて、前記伝達部の異常の有無を判定することを特徴とするミシンの制御方法。
前記反力の推定値の周波数特性を求め、当該周波数特性から前記伝達部の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載のミシンの制御方法。
前記反力の推定値の大きさから前記伝達部の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載のミシンの制御方法。
負荷となる対象物に動力を付与するモーターと、
前記モーターから前記対象物に動力を伝達する伝達部と、
前記モーターと前記対象物との間に設けられたエンコーダーとを備えるミシンの制御装置において、
前記制御装置は、
前記モーターの指令値と前記エンコーダーの出力から前記対象物と前記モーターから前記対象物までの伝達系とによる反力の推定値を算出する反力算出部と、
前記反力の推定値に基づいて、前記伝達部の異常の有無を判定する判定部とを備えることを特徴とするミシンの制御装置。
前記判定部は、前記反力の推定値の周波数特性を求め、当該周波数特性から前記伝達部の異常の有無を判定することを特徴とする請求項４に記載のミシンの制御装置。
前記判定部は、前記反力の推定値の大きさから前記伝達部の異常の有無を判定することを特徴とする請求項４に記載のミシンの制御装置。