JP7262311B2 - sewing system - Google Patents

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JP7262311B2 JP2019104230A JP2019104230A JP7262311B2 JP 7262311 B2 JP7262311 B2 JP 7262311B2 JP 2019104230 A JP2019104230 A JP 2019104230A JP 2019104230 A JP2019104230 A JP 2019104230A JP 7262311 B2 JP7262311 B2 JP 7262311B2
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    • D05B3/02Sewing apparatus or machines with mechanism for lateral movement of the needle or the work or both for making ornamental pattern seams, for sewing buttonholes, for reinforcing openings, or for fastening articles, e.g. buttons, by sewing with mechanisms for needle-bar movement
    • DTEXTILES; PAPER
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    • D05B81/00Sewing machines incorporating devices serving purposes other than sewing, e.g. for blowing air, for grinding

Description

本発明は、ロボットアームの搭載に適したミシンを備える縫製システムに関する。 The present invention relates to a sewing system having a sewing machine suitable for mounting on a robot arm.

ロボットアームの先端部にミシンを搭載し、平面に限らず立体的形状の曲面に対しても縫製を行う縫製システムが従来から開発されている。このような縫製システムは、例えば、薄肉の樹脂成形品の表面にステッチを形成する場合等に好適である。
例えば、従来の縫製システム200では、図11に示すように、被縫製物Rである薄肉の樹脂成形品の表面に形成された溝や折れ目、凸条等で形成された縫製ラインの位置を検出するための光学センサ201をミシン202の後端下部に設け、予め、光学センサ201を被縫製物Rに沿って移動させながら縫製ラインLの位置検出を行い、検出された縫製ラインLの検出位置に沿って針落ちが行われるようにミシン202をロボットアーム203によって移動させる制御が行われていた(例えば、特許文献1参照)。
BACKGROUND ART Conventionally, a sewing system has been developed in which a sewing machine is mounted on the tip of a robot arm and sewing is performed not only on a flat surface but also on a three-dimensional curved surface. Such a sewing system is suitable, for example, for forming stitches on the surface of a thin resin molded product.
For example, in the conventional sewing system 200, as shown in FIG. An optical sensor 201 for detection is provided at the bottom of the rear end of the sewing machine 202. The position of the sewing line L is detected while the optical sensor 201 is moved along the sewing material R in advance, and the detected sewing line L is detected. The sewing machine 202 is controlled to be moved by the robot arm 203 so that the needle is dropped along the position (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100003).

また、他の縫製システム300では、図12に示すように、ミシン301の針落ち位置の斜め上方から縫製ラインの位置を検出する光学センサ302を設け、同様のセンシングを行っていた(例えば、特許文献2参照)。 In another sewing system 300, as shown in FIG. 12, an optical sensor 302 that detects the position of the sewing line obliquely above the needle drop position of the sewing machine 301 is provided to perform similar sensing (for example, Reference 2).

中国特許出願公開第107237059号明細書Chinese Patent Application Publication No. 107237059 米国特許出願公開第2014/0033960号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2014/0033960

しかしながら、特許文献1の縫製システム200は、ミシン202の針板から離れた位置に設けられた光学センサ201により縫製ラインの検出を行うため、検出の際には、針板上に載置されていない状態の被縫製物Rの表面の縫製ラインの検出が行われていた。しかし、実際に縫製を行う際には針板によって被縫製物Rは変形するため、検出した縫製ラインと実際の縫製位置にはズレが生じるという問題が生じていた。 However, in the sewing system 200 of Patent Document 1, the sewing line is detected by the optical sensor 201 provided at a position away from the throat plate of the sewing machine 202. Therefore, the sewing line is not placed on the throat plate at the time of detection. The detection of the sewing line on the surface of the sewing material R in the state where there is no sewing line has been performed. However, since the material to be sewn R is deformed by the throat plate when actually sewing, there is a problem that the detected sewing line and the actual sewing position are not aligned.

また、特許文献2の縫製システムは、ミシン202の頭部の上方に設けた光学センサによって斜め上方から被縫製物Rの針落ち近傍をセンシングして縫製ラインの検出が行われていた。しかしながら、この縫製システム300は、例えば図13に示すように表面の起伏により高さがT1からT2へと変化する被縫製物Rの縫製ラインを読み取る場合に、図14に示すように読み取るべき本来の位置Dとは異なる位置D1を誤認して縫製ラインの読み取りが行われてしまうため、縫製ラインを正確に検出することができないという問題が生じていた。 In the sewing system of Patent Document 2, an optical sensor provided above the head of the sewing machine 202 detects the sewing line by sensing the vicinity of the needle drop of the sewing material R from obliquely above. However, when the sewing system 300 reads the sewing line of the sewing material R whose height changes from T1 to T2 due to the undulations of the surface as shown in FIG. Since the sewing line is read by erroneously recognizing the position D1 which is different from the position D of , there is a problem that the sewing line cannot be detected accurately.

本発明は、縫製ラインの検出精度の向上を図ることをその目的とする。 An object of the present invention is to improve the detection accuracy of a sewing line.

請求項1記載の発明は、縫製システムにおいて、
ミシンと、当該ミシンを保持すると共に保持した前記ミシンを被縫製物に対して移動させるロボットアームとを備え、
前記ミシンは、
ミシンベッド部に設けられ前記被縫製物が載置される針板と、
当該ミシンのミシンアーム部に格納され前記針板に対向して縫い針の針落ちを行う針上下動機構と、
針落ち位置の基準として前記被縫製物の表面に形成された縫製ラインを検出する検出部とを備え、
検出した前記縫製ラインに沿って針落ちが行われるように前記ロボットアームによって前記ミシンが移動される縫製システムにおいて、
前記針板に対して前記縫い針が針落ち可能な位置で対向する縫製可能状態と、前記縫製可能状態の前記縫い針と同じ方向で前記検出部が前記針板に対向する検出可能状態とを切り替える状態切り替え機構を備え、
前記検出可能状態において前記ロボットアームによって前記ミシンを移動させながら前記縫製ラインを検出することを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a sewing system,
a sewing machine; and a robot arm that holds the sewing machine and moves the held sewing machine with respect to a sewing object,
The sewing machine
a throat plate provided on the bed of the sewing machine and on which the material to be sewn is placed;
a needle up-and-down movement mechanism that is housed in a sewing machine arm of the sewing machine and faces the throat plate to drop a sewing needle;
a detection unit that detects a sewing line formed on the surface of the sewing material as a reference for a needle drop position;
A sewing system in which the sewing machine is moved by the robot arm so that a needle is dropped along the detected sewing line,
A sewing-ready state in which the sewing needle faces the throat plate at a position where the needle can drop, and a detectable state in which the detection unit faces the throat plate in the same direction as the sewing needle in the sewing-ready state. Equipped with a switching state switching mechanism,
The sewing line is detected while the sewing machine is moved by the robot arm in the detectable state.

請求項2記載の発明は、請求項1に記載の縫製システムにおいて、
前記検出部は前記ミシンのミシンアーム部に設けられ、
前記状態切り替え機構は、前記針板に対して、前記ミシンアーム部の位置又は向きを変更にすることによって前記縫製可能状態と前記検出可能状態とを切り替えることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the sewing system according to claim 1,
The detection unit is provided on a sewing machine arm of the sewing machine,
The state switching mechanism is characterized by switching between the sewing ready state and the detectable state by changing the position or orientation of the sewing machine arm with respect to the needle plate.

請求項3記載の発明は、請求項2に記載の縫製システムにおいて、
前記状態切り替え機構は、前記ミシンアーム部を回動させることにより前記縫製可能状態と前記検出可能状態とを切り替えることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the sewing system according to claim 2, wherein:
The state switching mechanism is characterized by switching between the sewing enabled state and the detectable state by rotating the sewing machine arm.

請求項4記載の発明は、請求項3に記載の縫製システムにおいて、
前記状態切り替え機構は、前記ミシンアーム部を、上軸を中心として回動させることにより前記縫製可能状態と前記検出可能状態とを切り替えることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the sewing system according to claim 3,
The state switching mechanism is characterized by switching between the sewing ready state and the detectable state by rotating the sewing machine arm about the upper shaft.

請求項5記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の縫製システムにおいて、
前記状態切り替え機構は、前記縫製可能状態と前記検出可能状態とを切り替える駆動源を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the sewing system according to any one of claims 1 to 4,
The state switching mechanism may include a drive source for switching between the sewing enabled state and the detectable state.

請求項6記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の縫製システムにおいて、
前記ロボットアームによる前記ミシンの移動動作により、前記ミシンの前記縫製可能状態と前記検出可能状態とを切り替えることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the sewing system according to any one of claims 1 to 4,
The sewing machine is switched between the sewing-enabled state and the detection-enabled state by moving the sewing machine by the robot arm.

本発明は、針板に対して縫い針が針落ち可能な位置で対向する縫製可能状態と、縫製状態において針板に対向する縫い針と同じ方向から検出部が針板に対向する検出可能状態とを切り替える状態切り替え機構を備えているので、針板上に被縫製物を沿わせた状態で、検出部が縫製可能状態の縫い針と同じ方向から針落ちラインの検出を行うことができ、検出精度を向上させることが可能となる。 The present invention provides a sewing-ready state in which the sewing needle faces the throat plate at a position where the needle can drop, and a detectable state in which the detection unit faces the throat plate from the same direction as the sewing needle facing the throat plate in the sewing state. Since the sewing machine is provided with a state switching mechanism for switching between the two states, it is possible to detect the needle drop line from the same direction as the sewing needle that is ready to be sewn by the detecting section while the sewing material is placed along the throat plate. It is possible to improve detection accuracy.

発明の実施形態である縫製システムの全体構成を示す側面図である。1 is a side view showing the overall configuration of a sewing system that is an embodiment of the invention; FIG. 縫製可能状態のミシンの斜視図である。1 is a perspective view of a sewing machine ready for sewing; FIG. 検出可能状態のミシンの斜視図である。1 is a perspective view of a sewing machine in a detectable state; FIG. 検出可能状態のミシンを図3とは異なる方向から見た斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the sewing machine in a detectable state, viewed from a direction different from that of FIG. 3; 検出可能状態のミシンを図3及び図4とは異なる方向から見た斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the sewing machine in a detectable state as seen from a direction different from that of FIGS. 3 and 4; 変位センサによる被縫製物の縫製ラインの検出状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a detection state of a sewing line of a sewing object by a displacement sensor; 状態切り替え機構がミシンアーム部を縫製可能状態に切り替えた場合の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view when the state switching mechanism switches the sewing machine arm to a sewing-enabled state; 状態切り替え機構がミシンアーム部を検出可能状態に切り替えた場合の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view when the state switching mechanism switches the sewing machine arm to a detectable state; 制御装置が実行する示すフローチャートである。It is a flowchart which a control apparatus shows. 状態切り替え機構の他の例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing another example of a state switching mechanism; 従来の縫製システムの斜視図である。1 is a perspective view of a conventional sewing system; FIG. 他の従来の縫製システムの部分正面図である。1 is a partial front view of another conventional sewing system; FIG. 被縫製物に生じる起伏の大きさを示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the magnitude of undulations that occur on the sewn material; 他の従来の縫製システムに生じる測定誤差を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing measurement errors that occur in another conventional sewing system;

[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の全体構成を示す側面図である。
縫製システム100は、被縫製物Rの縫製を行うミシン10と、ミシン10を保持すると共に保持したミシン10を被縫製物Rに対して搬送して任意の縫製を行わせるロボットアーム110とを備えている。
また、本実施形態では、薄肉又はシート状の樹脂成形品の曲面又は平面からなる表面に予め、針落ち位置の基準となる縫製ラインLが形成された被縫製物R(図6参照)に対して、縫製ラインLに沿ってその両側に二本の縫い目を形成する縫製を行う場合を例示する。
[Overall Configuration of Sewing System]
A sewing system 100 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing the overall configuration of sewing system 100. As shown in FIG.
The sewing system 100 includes a sewing machine 10 that sews a sewing material R, and a robot arm 110 that holds the sewing machine 10 and conveys the held sewing machine 10 to the sewing material R to perform arbitrary sewing. ing.
Further, in the present embodiment, a sewing material R (see FIG. 6) having a sewing line L as a reference for the needle drop position is formed in advance on a curved or flat surface of a thin or sheet-like resin molded product. A case where two stitches are formed on both sides of a sewing line L will be exemplified.

[ロボットアーム]
ロボットアーム110は、土台となるベース111と、関節113で連結された複数のアーム112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とを備える垂直多関節型のロボットアームであり、関節113で連結された複数のアーム112の先端部にはミシン10が保持されている。
[Robot arm]
The robot arm 110 includes a base 111 as a foundation, a plurality of arms 112 connected by joints 113, servo motors as drive sources provided for each joint, and arms rotated or rotated by each servo motor. The sewing machine 10 is held at the tip of a plurality of arms 112 connected by joints 113 .

上記各関節113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110は、六つの関節113を具備しており、六軸によってその先端部のミシン10を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。
従って、ロボットアーム110は、被縫製物Rの立体的な曲面上の任意の曲線に沿って縫製を行わせることも可能である。
Each of the joints 113 is composed of either a rocking joint that pivotally supports one end of the arm while pivoting the other end, or a rotary joint that pivotally supports the arm itself to be rotatable about its longitudinal direction. be done.
The robot arm 110 has six joints 113, and can position the sewing machine 10 at the tip of the robot arm 110 at an arbitrary position and take an arbitrary posture.
Therefore, the robot arm 110 can sew along an arbitrary curve on the three-dimensional curved surface of the sewing material R.

なお、ロボットアーム110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、ミシン10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110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、ミシン10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。 It should be noted that the robot arm 110 is not limited to the six-axis one, and a seven-axis one having seven joints may be employed. In this case, since redundant joints are generated, it is possible to position the sewing machine 10 at any position and move the intermediate joints while taking any posture. Interference with objects can be avoided. Therefore, the sewing machine 10 can be positioned in a wider range of positions and taken in any posture.

[ミシン]
図2は縫製可能状態のミシン10の斜視図、図3は検出可能状態のミシン10の斜視図、図4は検出可能状態のミシン10を図3とは異なる方向から見た斜視図、図5は検出可能状態のミシン10を図3及び図4とは異なる方向から見た斜視図を示している。
ミシン10は、図1~図5に示すように、Y軸方向に並んだ二本の縫い針31を保持する針棒32を備える針上下動機構30と、二本の縫い針31に対向かつ被縫製物Rが載置される針板12と、二本の縫い針31の各々から上糸のループを捕捉して縫い目を形成する二つのルーパー14を備えるルーパー機構と、針板12上の被縫製物Rの表面に形成された針落ち位置の基準となる縫製ラインL(図6参照)を検出する検出部としての変位センサ40と、二つの糸調子装置13と、ミシン10における縫製可能状態と検出可能状態とを切り替える状態切り替え機構50と、これらの各構成を支持するミシンフレーム20とを備えている。
[sewing machine]
2 is a perspective view of the sewing machine 10 in a sewing ready state, FIG. 3 is a perspective view of the sewing machine 10 in a detectable state, FIG. 4 is a perspective view of the sewing machine 10 in a detectable state seen from a different direction from FIG. 3, and FIG. 4 shows a perspective view of the sewing machine 10 in a detectable state, viewed from a different direction than in FIGS. 3 and 4. FIG.
As shown in FIGS. 1 to 5, the sewing machine 10 includes a needle vertical movement mechanism 30 having a needle bar 32 holding two sewing needles 31 arranged in the Y-axis direction, and a A looper mechanism comprising a throat plate 12 on which a material to be sewn R is placed, two loopers 14 for capturing upper thread loops from each of two sewing needles 31 to form a seam, and a looper mechanism on the throat plate 12. A displacement sensor 40 as a detection unit for detecting a sewing line L (see FIG. 6) that is formed on the surface of the sewing material R and serves as a reference for the needle drop position, two thread tension devices 13, and the sewing machine 10 is capable of sewing. It includes a state switching mechanism 50 that switches between a state and a detectable state, and a sewing machine frame 20 that supports each of these components.

[ミシンフレーム]
ミシンフレーム20は、所定の長手方向に延在するミシンベッド部21と、当該ミシンベッド部21の一端部からその長手方向に直交する方向に向かって立設された立胴部22と、立胴部22の上端部近傍からミシンベッド部21と同方向に向かって延出されたミシンアーム部23と、立胴部22の上端部に固定装備され、ロボットアーム110の先端部に連結された取付板24とを備えている。
なお、ミシン10の各構成における以下の説明では、ミシンベッド部21及びミシンアーム部23の長手方向をY軸方向、Y軸方向に直交し、立胴部22が立設された方向をZ軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に直交する方向をX軸方向とする。
また、Y軸方向における一方を前方、他方を後方とし、X軸方向における一方を左方、他方を右方とし、Z軸方向における一方を上方、他方を下方とする。
[Sewing machine frame]
The sewing machine frame 20 includes a sewing machine bed portion 21 extending in a predetermined longitudinal direction, a vertical body portion 22 erected from one end of the sewing machine bed portion 21 in a direction orthogonal to the longitudinal direction, and a vertical body. A sewing machine arm portion 23 extending in the same direction as the sewing machine bed portion 21 from the vicinity of the upper end portion of the portion 22 , and a mounting portion fixed to the upper end portion of the vertical body portion 22 and connected to the tip portion of the robot arm 110 . a plate 24;
In the following description of each configuration of the sewing machine 10, the longitudinal direction of the sewing machine bed portion 21 and the sewing machine arm portion 23 is the Y-axis direction, which is orthogonal to the Y-axis direction, and the direction in which the vertical body portion 22 is erected is the Z-axis direction. A direction orthogonal to the direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction is defined as the X-axis direction.
One direction in the Y-axis direction is forward and the other is backward, one direction in the X-axis direction is left and the other right direction, and one direction in the Z-axis direction is upward and the other is downward.

ミシンフレーム20のミシンベッド部21における前端部上面には、矩形の枠部211が設けられ、当該枠部211の上部に針板12が取り付けられている。
針板12は、枠部211から立ち上げられた側壁部121と、側壁部121の上端部においてX-Y平面に沿った平坦な当接部122とを備えている。当接部122は、縫い針31が挿入される針穴が形成され、縫製時には被縫製物Rの裏面側に当接して、布押さえ34とともに被縫製物Rを平坦に均すように作用する。
A rectangular frame portion 211 is provided on the upper surface of the front end portion of the sewing machine bed portion 21 of the sewing machine frame 20 , and the throat plate 12 is attached to the upper portion of the frame portion 211 .
The needle plate 12 has a side wall portion 121 raised from the frame portion 211 and a flat contact portion 122 along the XY plane at the upper end portion of the side wall portion 121 . The contact portion 122 is formed with a needle hole into which the sewing needle 31 is inserted. During sewing, the contact portion 122 contacts the back side of the material R to be sewn, and works together with the presser foot 34 to flatten the material R to be sewn. .

また、針板12の下側であって、枠部211の内側には、Y軸回りに揺動可能な二つのルーパー14が配置されている(図5参照)。
ミシンベッド部21は、その内側に、Y軸方向に平行な下軸が回転可能に配置されている。下軸は、ミシンベッド部21の前端内側に設けられたルーパー機構に接続されている。
Two loopers 14 that can swing around the Y-axis are arranged below the throat plate 12 and inside the frame portion 211 (see FIG. 5).
A lower shaft parallel to the Y-axis direction is rotatably arranged inside the sewing machine bed 21 . The lower shaft is connected to a looper mechanism provided inside the front end of the sewing machine bed 21 .

ルーパー機構の各ルーパー14は、Y軸方向に二つ並んだ状態で、尖鋭な先端部がX軸方向に向けられている。ルーパー機構は、下軸の回転を往復の揺動動作に変換して二つのルーパー14をX軸方向に沿って揺動させる。
各ルーパー14の先端部にはルーパー糸を挿通する挿通孔が形成されており、針板12の下側において縫い針31に形成された上糸のループに対して先端部を突入させることによって上糸のループを捕捉すると共にルーパー糸を挿通させる。その後、ルーパー14は後退することでルーパー糸のループが形成され、当該ルーパー糸のループに縫い針31が突入してルーパー糸を捕捉する。これらの繰り返しにより、縫い目の形成が行われるようになっている。
Two loopers 14 of the looper mechanism are arranged side by side in the Y-axis direction, and have sharp tips directed in the X-axis direction. The looper mechanism converts the rotation of the lower shaft into a reciprocating swing motion to swing the two loopers 14 along the X-axis direction.
Each looper 14 has an insertion hole through which a looper thread is inserted. A loop of thread is captured and a looper thread is passed therethrough. Thereafter, the looper 14 is retracted to form a loop of looper thread, and the sewing needle 31 enters the loop of the looper thread to catch the looper thread. By repeating these steps, seams are formed.

立胴部22は、Z軸方向に沿って立設されており、内部には、ミシンモーター(図示略)と当該ミシンモーターによって回転駆動が行われる上軸33から下軸に回転力を伝達するベルト機構とが格納されている。 The vertical body portion 22 is erected along the Z-axis direction, and includes a sewing machine motor (not shown) and an upper shaft 33 driven to rotate by the sewing machine motor, which transmits rotational force to the lower shaft. A belt mechanism is stored.

ミシンアーム部23は、内部に上軸33及び針上下動機構が格納され、外部には二つの糸調子装置13、変位センサ40が設けられている。なお、図2~図5を含む各図においてミシンアーム部23は各部が開口した状態で図示されているが、これらはいずれも図示しない蓋部材により閉塞される。
縫製システム100のミシン10は、状態切り替え機構50により縫製可能状態と検出可能状態とを切り替えることを特徴としており、これら二つの状態の切り替えを立胴部22に対するミシンアーム部23の回動動作により行っている。
従って、ミシンアーム部23は、立胴部22に対して、軸受231を介して、Y軸方向に平行な上軸33を中心として回動可能に支持されている。
The sewing machine arm portion 23 houses the upper shaft 33 and the needle vertical movement mechanism inside, and the two thread tensioning devices 13 and the displacement sensor 40 are provided outside. 2 to 5, the sewing machine arm portion 23 is shown in a state where each portion is open, but these are all closed by a cover member (not shown).
The sewing machine 10 of the sewing system 100 is characterized in that the state switching mechanism 50 switches between a sewing ready state and a detectable state. Is going.
Therefore, the sewing machine arm portion 23 is supported by the vertical drum portion 22 via a bearing 231 so as to be rotatable about the upper shaft 33 parallel to the Y-axis direction.

そして、ミシンアーム部23は、縫製可能状態において、その前端部に配置された針棒32がZ軸方向に平行且つ縫い針31が下向きとなる。この縫製可能状態では、ミシンアーム部23の左側となる面に変位センサ40が設けられている。
ミシンアーム部23は、縫製可能状態から90°回転して、変位センサ40が設けられている左側となる面が下方を向くことにより検出可能状態に切り替えられる。
検出可能状態では、変位センサ40が鉛直下方(Z軸方向)に向かって検出光を照射し、照射先にある針板12の当接部122上の被縫製物Rに対して垂直に照射された検出光の反射光を受光する。
When the sewing machine arm 23 is ready for sewing, the needle bar 32 arranged at the front end of the sewing machine arm 23 is parallel to the Z-axis direction and the sewing needle 31 faces downward. In this sewable state, a displacement sensor 40 is provided on the left side of the sewing machine arm portion 23 .
The sewing machine arm portion 23 is switched to the detectable state by rotating 90 degrees from the sewing-enabled state so that the left side surface on which the displacement sensor 40 is provided faces downward.
In the detectable state, the displacement sensor 40 emits detection light vertically downward (in the Z-axis direction), and the light is emitted perpendicularly to the sewing material R on the contact portion 122 of the throat plate 12 at the irradiation destination. It receives the reflected light of the detected light.

取付板24は、Y軸方向に長尺な矩形平板であり、立胴部22の上端部からミシンアーム部23と同様に前方に向かって延出されている。そして、取付板24の前端上部には、ロボットアーム110の先端部が固定されている。
また、取付板24は、ミシンアーム部23に対して上下方向について幾分隙間が形成されており、状態切り替えの際に回動動作を行うミシンアーム部23と干渉が生じないようになっている。
The mounting plate 24 is a rectangular flat plate elongated in the Y-axis direction, and extends forward from the upper end portion of the vertical body portion 22 in the same manner as the sewing machine arm portion 23 . A tip of a robot arm 110 is fixed to the upper front end of the mounting plate 24 .
Further, the mounting plate 24 is formed with a slight vertical clearance with respect to the sewing machine arm portion 23, so that it does not interfere with the sewing machine arm portion 23 that rotates when the state is switched. .

[針上下動機構]
針上下動機構30は、図4に示すように、針棒32上下動の駆動源となるミシンモーターと、ミシンモーターにより回転駆動が行われる上軸33と、上軸33の前端部に固定装備された図示しないクランク機構と、クランク機構によりZ軸方向に沿った往復動作を行う針棒32とを備えている。
[Needle vertical movement mechanism]
As shown in FIG. 4, the needle vertical movement mechanism 30 includes a sewing machine motor that serves as a drive source for vertical movement of the needle bar 32, an upper shaft 33 that is rotationally driven by the sewing machine motor, and a fixed device on the front end of the upper shaft 33. and a needle bar 32 that reciprocates in the Z-axis direction by means of the crank mechanism (not shown).

上軸33は、前述したように、ミシンアーム部23内においてY軸方向に沿った状態で回転可能に支持されている。上軸33の後端部は、前述した軸受231の中心を貫通して立胴部22内に挿入されている。
立胴部22内において、ミシンモーターは、出力軸がY軸方向に沿った状態で配置されており、当該出力軸は上軸33の後端部に直接的に又は歯車機構を介して接続されている。
As described above, the upper shaft 33 is rotatably supported in the sewing machine arm portion 23 along the Y-axis direction. A rear end portion of the upper shaft 33 is inserted into the vertical body portion 22 through the center of the bearing 231 described above.
Inside the vertical drum section 22, the sewing machine motor is arranged with its output shaft extending in the Y-axis direction, and the output shaft is connected to the rear end of the upper shaft 33 directly or via a gear mechanism. ing.

また、針棒32の隣には、下端部で布押さえ34を支持する押さえ棒35が配置されている。ミシンアーム部23内には、針棒32のクランク機構とは別に、布押さえ34を上下動させる他のクランク機構も設けられており、上軸33の回転を上下動に変換して布押さえ34に付与する。
布押さえ34の上下動動作は、針棒32の上下動動作と同周期で行われ、且つ、針棒32よりも上下動の振幅は小さい。
ミシン10は、一般的なミシンと異なり、送り歯によって被縫製物Rを下側から送る送り機構を有していないので、布押さえ34を間欠的に上昇させることで押さえ圧を解放し、ミシン10と被縫製物Rとの間での相対的な移動を円滑に行うことを可能としている。
A presser bar 35 is arranged next to the needle bar 32 to support the presser foot 34 at its lower end. In addition to the crank mechanism for the needle bar 32, the sewing machine arm 23 is also provided with another crank mechanism for moving the presser foot 34 up and down. Grant to.
The vertical motion of the presser foot 34 is performed at the same period as the vertical motion of the needle bar 32 and the amplitude of the vertical motion is smaller than that of the needle bar 32 .
Unlike general sewing machines, the sewing machine 10 does not have a feed mechanism for feeding the material to be sewn R from below by means of a feed dog. It enables smooth relative movement between 10 and the material to be sewn R.

[変位センサ]
図6は変位センサ40による被縫製物Rの縫製ラインLの検出状態を示す斜視図である。
変位センサ40は、図5及び図6に示すように、検出光の光源41とその反射光を受光する受光素子42とを備えている。検出可能状態において、変位センサ40の光源41は、図5及び図6に示すように、X軸方向について幅のある帯状の検出光を鉛直下方に向かって針板12の当接部122に垂直に照射する。この検出光の照射方向を検出方向とする。従って、針板12の当接部122上の被縫製物Rに対してX軸方向に沿ったスリット光Sが照射される。
一方、受光素子は、平面的なイメージセンサであり、受光素子及びその光学系は、光軸が鉛直下方に対して幾分斜めに傾斜している。これにより、被縫製物Rに対して照射されたスリット光Sを斜め方向から受光することにより、照射位置における凹凸形状に応じたスリット光を得ることができる。そして、変位センサ40の受光素子42が検出する被縫製物Rの凹凸形状に応じたスリット光Sから、被縫製物RにおけるX-Z平面に沿った表面形状を得ることができる。
[Displacement sensor]
FIG. 6 is a perspective view showing how the displacement sensor 40 detects the sewing line L of the material R to be sewn.
As shown in FIGS. 5 and 6, the displacement sensor 40 includes a light source 41 for detection light and a light receiving element 42 for receiving the reflected light. In the detectable state, as shown in FIGS. 5 and 6, the light source 41 of the displacement sensor 40 emits band-like detection light having a width in the X-axis direction vertically downward and perpendicular to the contact portion 122 of the needle plate 12. to irradiate. Let the irradiation direction of this detection light be a detection direction. Therefore, the slit light S along the X-axis direction is irradiated onto the sewing material R on the contact portion 122 of the needle plate 12 .
On the other hand, the light-receiving element is a planar image sensor, and the optical axis of the light-receiving element and its optical system is slightly oblique with respect to the vertical downward direction. Accordingly, by receiving the slit light S irradiated onto the sewing material R from an oblique direction, it is possible to obtain the slit light corresponding to the uneven shape at the irradiation position. Then, the surface shape of the sewing material R along the XZ plane can be obtained from the slit light S corresponding to the uneven shape of the sewing material R detected by the light receiving element 42 of the displacement sensor 40 .

被縫製物Rに形成される縫製ラインLは、連続する凹溝からなるので、変位センサ40の光源41がこれらを横切る方向にスリット光Sからなる検出光を照射することで、変位センサ40の受光素子42は、凸条又は凹溝の断面形状である凹部を有するスリット光Sを受光するので、凹部の位置を求めることで針落ち位置を特定することができる。さらに、ロボットアーム110によってミシン10を移動させながら、連続的に凹部の位置を求めることにより、連続する目標針落ち位置の軌跡を求めることができる。 Since the sewing line L formed on the material to be sewn R consists of a continuous concave groove, the light source 41 of the displacement sensor 40 irradiates the detection light consisting of the slit light S in the direction crossing the grooves, so that the displacement sensor 40 Since the light-receiving element 42 receives the slit light S having a concave portion having a cross-sectional shape of a ridge or groove, the needle drop position can be specified by obtaining the position of the concave portion. Further, by continuously determining the positions of the recesses while moving the sewing machine 10 with the robot arm 110, it is possible to determine the trajectory of the continuous target needle drop positions.

[状態切り替え機構]
図7は状態切り替え機構50がミシンアーム部23を縫製可能状態に切り替えた場合の斜視図、図8は状態切り替え機構50がミシンアーム部23を検出可能状態に切り替えた場合の斜視図である。
状態切り替え機構50は、ミシンアーム部23に対して、90°の角度範囲で回動動作を付与して、前述した縫製可能状態と検出可能状態との切り替え動作を実行する。
このため、状態切り替え機構50は、ミシンアーム部23の後端部に設けられ、上軸33を中心とする半径方向外側に延出された従動腕部51と、従動腕部51に設けられた円筒状のボス部材52と、ボス部材52を挿入可能な長穴541を有するスライドブロック54と、スライドブロック54をZ軸方向に沿って滑動可能に支持するガイドレール55と、駆動源としてのサーボモーター(図示略)と、ガイドレール55に内蔵された動力伝達機構と、ミシンアーム部23の後端部に設けられた第一の固定腕部57及び第二の固定腕部58と、ミシンアーム部23に回動動作が生じないように固定するロックピン59とを備えている。
[State switching mechanism]
7 is a perspective view when the state switching mechanism 50 switches the sewing machine arm portion 23 to the sewing enabled state, and FIG. 8 is a perspective view when the state switching mechanism 50 switches the sewing machine arm portion 23 to the detectable state.
The state switching mechanism 50 rotates the sewing machine arm 23 within an angular range of 90° to switch between the sewing ready state and the detectable state.
For this reason, the state switching mechanism 50 is provided at the rear end portion of the sewing machine arm portion 23 and extends radially outward from the upper shaft 33 . A cylindrical boss member 52, a slide block 54 having an elongated hole 541 into which the boss member 52 can be inserted, a guide rail 55 slidably supporting the slide block 54 along the Z-axis direction, and a servo as a drive source. A motor (not shown), a power transmission mechanism built in the guide rail 55, a first fixed arm portion 57 and a second fixed arm portion 58 provided at the rear end portion of the sewing machine arm portion 23, and a sewing machine arm. A lock pin 59 is provided to fix the portion 23 so that it does not rotate.

ガイドレール55は、Z軸方向に沿った状態で、立胴部22の左側面に取り付けられている。
ガイドレール55に内蔵されている動力伝達機構は、例えば、ボールネジ機構やベルト機構等から構成され、サーボモーターを駆動源として、Z軸方向に沿った直動動作をスライドブロック54に伝達する。
The guide rail 55 is attached to the left side surface of the vertical body portion 22 along the Z-axis direction.
The power transmission mechanism built into the guide rail 55 is composed of, for example, a ball screw mechanism, a belt mechanism, or the like, and uses a servomotor as a drive source to transmit linear motion along the Z-axis direction to the slide block 54.

スライドブロック54には、その前面にX軸方向に沿った長穴541が形成されている。
一方、従動腕部51は、その後面に後方に向かって突出した状態でボス部材52が取り付けられており、スライドブロック54の長穴541内に挿入されている。
スライドブロック54をガイドレール55によってZ軸方向に沿って移動させると、長穴541内に挿入されたボス部材52を介して従動腕部51がミシンアーム部23全体を上軸33回りに回動させる。その際、ボス部材52は、上軸33を中心とする円周に沿って移動を行うので、Z軸方向とX軸方向とに位置変化を生じるが、ボス部材52は、X軸方向に沿った長穴541に挿入されているので、X軸方向に沿った移動が許容される。
従って、スライドブロック54のZ軸方向に沿った直進移動により、ミシンアーム部23に円滑に回動動作が付与される。
また、スライドブロック54の移動にはサーボモーターが使用されているので、ミシンアーム部23が縫製可能状態となる位置と検出可能状態となる位置とに精度良くスライドブロック54を位置決めすることが可能である。
なお、スライドブロック54の移動方向は、Z軸方向を例示したが、これに限らず、Y軸方向に直交する方向であればいずれの方向であっても良い。
The slide block 54 has an elongated hole 541 along the X-axis direction formed in its front surface.
On the other hand, the driven arm portion 51 has a boss member 52 attached to its rear surface in a state of protruding rearward, and is inserted into the elongated hole 541 of the slide block 54 .
When the slide block 54 is moved along the Z-axis direction by the guide rail 55 , the driven arm portion 51 rotates the entire sewing machine arm portion 23 around the upper shaft 33 via the boss member 52 inserted into the elongated hole 541 . Let At this time, the boss member 52 moves along the circumference centered on the upper shaft 33, and thus changes in position in the Z-axis direction and the X-axis direction. Since it is inserted into the elongated hole 541, it is allowed to move along the X-axis direction.
Therefore, the sewing machine arm portion 23 is smoothly rotated by the linear movement of the slide block 54 along the Z-axis direction.
Further, since a servomotor is used to move the slide block 54, it is possible to accurately position the slide block 54 between the position where the sewing machine arm 23 is ready for sewing and the position where it is ready for detection. be.
Although the moving direction of the slide block 54 is illustrated as the Z-axis direction, it is not limited to this, and may be any direction as long as it is perpendicular to the Y-axis direction.

第一の固定腕部57と第二の固定腕部58は、いずれも、ミシンアーム部23の後端部において、上軸33を中心とする半径方向外側に延出されている。また、第一の固定腕部57の延出方向と第二の固定腕部58の延出方向のなす角は、ミシンアーム部23の回動角度範囲と等しい90°となっている。
そして、第一の固定腕部57と第二の固定腕部58には、上軸33からの距離が等しい位置にそれぞれロックピン59が挿入可能な貫通孔571,581がY軸方向に沿って貫通形成されている。
Y軸方向から見て、縫製可能状態のミシンアーム部23における第一の固定腕部57の貫通孔571の位置(図7参照)と検出可能状態のミシンアーム部23における第二の固定腕部58の貫通孔581の位置(図8参照)とが一致しており、立胴部22の前面におけるこれら貫通孔571,581の一致点にロックピン59が設けられている。
Both the first fixed arm portion 57 and the second fixed arm portion 58 extend radially outward from the rear end portion of the sewing machine arm portion 23 about the upper shaft 33 . The angle formed by the extension direction of the first fixed arm portion 57 and the extension direction of the second fixed arm portion 58 is 90°, which is equal to the rotation angle range of the sewing machine arm portion 23 .
Through holes 571 and 581 into which the lock pin 59 can be inserted are formed in the first fixed arm portion 57 and the second fixed arm portion 58 along the Y-axis direction at positions equidistant from the upper shaft 33 . Penetration is formed.
When viewed from the Y-axis direction, the position of the through hole 571 of the first fixed arm portion 57 in the sewing machine arm portion 23 in the sewing ready state (see FIG. 7) and the second fixed arm portion in the sewing machine arm portion 23 in the detectable state. 58 (see FIG. 8).

ロックピン59は、例えばソレノイドを内蔵しており、ピンを立胴部22の前面から突出又は退避させることができる。従って、ロックピン59を縫製可能状態のミシンアーム部23における第一の固定腕部57の貫通孔571に挿入することで、ミシンアーム部23を縫製可能状態に固定することができる。また、ロックピン59を検出可能状態のミシンアーム部23における第二の固定腕部58の貫通孔581に挿入することで、ミシンアーム部23を検出可能状態に固定することができる。 The lock pin 59 contains, for example, a solenoid, and can be protruded or retracted from the front surface of the vertical body portion 22 . Therefore, by inserting the lock pin 59 into the through hole 571 of the first fixing arm portion 57 of the sewing machine arm portion 23 in the sewing ready state, the sewing machine arm portion 23 can be fixed in the sewing ready state. Further, by inserting the lock pin 59 into the through hole 581 of the second fixing arm portion 58 of the sewing machine arm portion 23 in the detectable state, the sewing machine arm portion 23 can be fixed in the detectable state.

[縫製システムの縫製動作]
上記構成の縫製システム100では、予め図示しない操作入力装置により、複数の連続する針落ち位置の軌跡に関する情報を設定入力する。かかる設定作業は、連続する複数の針落ち位置の座標を数値により入力しても良いし、被縫製物Rに形成された縫製ラインLの設計データから針落ち位置の座標を算出して入力しても良い。また、基準となる被縫製物Rに対してロボットアーム110を動作させて、実際のロボットアーム110の姿勢や位置座標を読み取り、針落ち位置やミシンの姿勢を設定するための基本情報を入力(ティーチング)してもよい。
[Sewing operation of the sewing system]
In the sewing system 100 configured as described above, an operation input device (not shown) is used in advance to set and input information relating to the trajectory of a plurality of consecutive needle drop positions. Such a setting operation may be performed by inputting the coordinates of a plurality of continuous needle drop positions as numerical values, or by calculating and inputting the coordinates of the needle drop positions from the design data of the sewing line L formed on the material to be sewn R. can be In addition, the robot arm 110 is operated with respect to the reference sewing material R, the actual attitude and position coordinates of the robot arm 110 are read, and basic information for setting the needle drop position and the attitude of the sewing machine is input ( teaching).

このように、被縫製物Rの縫製ラインLに沿って縫製を行う場合には、予め、基本的な制御データが取得されているが、実際に縫製を行う場合には、被縫製物Rを手作業で治具に固定し、固定状態の被縫製物Rに対して縫製を行われる。
このため、被縫製物Rの取付作業の段階で個々に縫製ラインLの位置にズレが生じたり、個々の被縫製物Rの製造の段階での加工誤差等により縫製ラインLの位置にズレが生じたりする場合がある。
In this way, when sewing along the sewing line L of the sewing material R, basic control data is acquired in advance. The sewing material R is manually fixed to the jig, and the sewing material R in the fixed state is sewn.
For this reason, the position of the sewing line L may be displaced individually at the stage of attaching the sewing material R, or the position of the sewing line L may be displaced due to a processing error or the like at the stage of manufacturing the individual sewing material R. may occur.

このような誤差の発生を考慮して、縫製システム100を統括的に制御する図示しない制御装置は図9に示すフローチャートのように縫製動作制御を実行する。
即ち、制御装置は、縫製の前に、予め、ミシン10を検出可能状態に切り替える(ステップS1)。
即ち、制御装置は、ミシン10の状態切り替え機構50のサーボモーターの駆動によりミシンアーム部23を回動させて変位センサ40が針板12側を向いた検出可能状態に切り替えを行う。
In consideration of the occurrence of such an error, a control device (not shown) that controls the sewing system 100 performs sewing operation control as shown in the flowchart shown in FIG.
That is, the control device switches the sewing machine 10 to the detectable state in advance before sewing (step S1).
That is, the control device rotates the sewing machine arm portion 23 by driving the servo motor of the state switching mechanism 50 of the sewing machine 10 to switch to a detectable state in which the displacement sensor 40 faces the throat plate 12 side.

次いで、制御装置は、基本的な制御データに基づいてロボットアーム110を制御して、ミシン10を理想的な誤差のない縫製ラインLに沿うように搬送する(ステップS3)。
かかる搬送時には、制御装置は、ミシン10の変位センサ40により、実際の縫製ラインLの位置検出を実行する(ステップS5)。
そして、変位センサ40により検出された実際の縫製ラインLの検出位置に基づいて、理想的な誤差のない縫製ラインLに対する実際の縫製ラインLの位置誤差を算出する(ステップS7)。
Next, the control device controls the robot arm 110 based on the basic control data to convey the sewing machine 10 along the ideal sewing line L with no error (step S3).
During such transportation, the control device detects the actual position of the sewing line L using the displacement sensor 40 of the sewing machine 10 (step S5).
Then, based on the detected position of the actual sewing line L detected by the displacement sensor 40, the positional error of the actual sewing line L with respect to the ideal sewing line L with no error is calculated (step S7).

次に、制御装置は、ミシン10を縫製可能状態に切り替える(ステップS9)。
即ち、制御装置は、ミシン10の状態切り替え機構50のサーボモーターの駆動によりミシンアーム部23を回動させて針棒32及び縫い針31が針板12側を向いた縫製可能状態に切り替えを行う。
Next, the control device switches the sewing machine 10 to the sewing-ready state (step S9).
That is, the control device rotates the sewing machine arm portion 23 by driving the servo motor of the state switching mechanism 50 of the sewing machine 10 to switch to the sewing ready state in which the needle bar 32 and the sewing needle 31 face the needle plate 12 side. .

次いで、制御装置は、基本的な制御データに対して、ステップS7で取得した位置誤差に基づく補正を行い、ロボットアーム110を制御して、ミシン10を実際の縫製ラインLに沿って搬送しつつ(ステップS11)、ミシンモーターを駆動して縫製を実行する(ステップS13)。
そして、縫製ラインL全体に渡って縫製を行い、制御装置は縫製動作制御を終了する。
Next, the control device corrects the basic control data based on the position error acquired in step S7, controls the robot arm 110, and conveys the sewing machine 10 along the actual sewing line L. (Step S11), the sewing machine motor is driven to execute sewing (Step S13).
Then, sewing is performed along the entire sewing line L, and the control device ends the sewing operation control.

[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が針板12に対向して縫い針31が針落ち可能な位置で対向する縫製可能状態と、縫製可能状態の縫い針31と同じ方向で変位センサ40の光源41が針板12に対向する検出可能状態とを切り替える状態切り替え機構50を備えている。このため、被縫製物Rを針板12の当接部122に載置した状態で縫製ラインLの検出を行うことができ、正確な縫製ラインLの検出を行うことが可能となる。
また、縫製可能状態の縫い針31と同じ方向で変位センサ40が針板12に対向した状態で検出を行うので、被縫製物Rの起伏の影響による検出位置誤差を低減し、高精度で縫製ラインLの検出を行うことが可能となる。
[Effects of Embodiment]
As described above, in the sewing system 100, the sewing machine 10 faces the throat plate 12 and the sewing needle 31 faces the throat plate 12 at a position where the needle can drop into the sewing ready state. A state switching mechanism 50 is provided for switching between a detectable state in which the light source 41 of 40 faces the needle plate 12 . Therefore, the sewing line L can be detected while the sewing material R is placed on the contact portion 122 of the needle plate 12, and the sewing line L can be detected accurately.
In addition, since the displacement sensor 40 performs detection while facing the throat plate 12 in the same direction as the sewing needle 31 ready for sewing, detection position errors due to the influence of the undulations of the material R to be sewn are reduced, and sewing can be performed with high precision. Line L can be detected.

また、ミシン10は、状態切り替え機構50が、針板12に対して、ミシンアーム部23の向きを変更にすることによって縫製可能状態と検出可能状態とを切り替えるので、縫い針31や針棒32に干渉することなく変位センサ40を針板12に対向する配置とすることができ、容易な切り替え動作により高精度の検出を行うことが可能となる。 In addition, the state switching mechanism 50 of the sewing machine 10 changes the orientation of the sewing machine arm 23 with respect to the needle plate 12 to switch between the sewing ready state and the detectable state. The displacement sensor 40 can be arranged to face the throat plate 12 without interfering with the needle plate 12, and highly accurate detection can be performed by an easy switching operation.

また、ミシン10は、状態切り替え機構50が、ミシンアーム部23を回動させることにより縫製可能状態と検出可能状態とを切り替えるので、各構成の大きな移動を回避し、切り替えを行うためのスペースを縮小化することができるので、縫製システム100内におけるミシン10の設置スペースを小型化し、これに伴って縫製システム100全体の小型化を図ることが可能となる。 In addition, since the state switching mechanism 50 of the sewing machine 10 switches between the sewing ready state and the detectable state by rotating the sewing machine arm 23, large movements of each component can be avoided and a space for switching can be saved. Since the size can be reduced, the installation space for the sewing machine 10 in the sewing system 100 can be reduced, and accordingly, the size of the entire sewing system 100 can be reduced.

また、ミシン10は、状態切り替え機構50が、ミシンアーム部23を、上軸33を中心として回動させることにより縫製可能状態と検出可能状態とを切り替えているので、構造的に、ミシンアーム部23の外部である立胴部22側にミシンモーターを配置することが容易となり、状態切り替え機構50による状態切り替え動作を行う構成の軽量化を図ることが可能となる。
これにより、状態切り替え機構50の駆動源を小型化し、ミシン10全体の小型化を図ることが可能となると共に、ロボットアーム110側への負担を低減し、ミシン10の搬送動作を高精度で行うことが可能となる。また、ロボットアーム110の小型化を図ることが可能となる。
In addition, the sewing machine 10 switches between the sewing-enabled state and the detection-enabled state by rotating the sewing machine arm 23 about the upper shaft 33 by the state switching mechanism 50 . It becomes easy to dispose the sewing machine motor on the side of the vertical body portion 22 outside the sewing machine 23, and it becomes possible to reduce the weight of the configuration for performing the state switching operation by the state switching mechanism 50.
As a result, the driving source of the state switching mechanism 50 can be downsized, and the overall size of the sewing machine 10 can be reduced. becomes possible. Also, it is possible to reduce the size of the robot arm 110 .

また、ミシン10は、状態切り替え機構50が、縫製可能状態と検出可能状態とを切り替える駆動源としてのサーボモーターを備えるので、状態切り替え作業の自動化を図ることができ、作業者負担を低減することが可能となる。 In addition, since the state switching mechanism 50 of the sewing machine 10 includes a servomotor as a drive source for switching between the sewing ready state and the detectable state, the state switching work can be automated and the burden on the operator can be reduced. becomes possible.

また、縫製システム100は、ロボットアーム110が上記ミシン10を保持する構成であるため、高精度でミシン10を搬送し、縫い品質の高い縫製を実現することが可能となる。 In addition, since the sewing system 100 is configured such that the robot arm 110 holds the sewing machine 10, the sewing machine 10 can be conveyed with high precision, and sewing with high quality can be achieved.

[その他]
上記縫製システム100では、ミシン10の状態切り替え機構50がサーボモーターを駆動源として状態切り替えを行う構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、図10に示す状態切り替え機構50Aのように、ミシンアーム部23から上軸33を中心とする半径方向外側に延出された従動腕部51Aと、従動腕部51Aに設けられた円筒状のボス部材52Aとを設け、ロボットアーム110の可動範囲内に、ボス部材52Aの挿入穴531Aのようなボス部材52Aを係止する構造を有する状態切り替え用の治具53Aを動かないように固定設置する構成としても良い。
この場合、状態切り替えの際には、ロボットアーム110がミシン10の移動により状態切り替え用の治具53Aの挿入穴531Aにボス部材52Aを挿入し、さらに、ミシンアーム部23が縫製可能状態から検出可能状態又は検出可能状態から縫製可能状態に切り替わる方向にミシンアーム部23が回動するようにロボットアーム110がミシン10を移動させて状態切り替えを行う構成としても良い。
この場合、状態切り替え機構50Aに駆動源となるサーボモーター、スライドブロック54、ガイドレール55等の構成を不要とすることが可能となる。
なお、状態切り替え機構50Aの場合も、第一の固定腕部57、第二の固定腕部58及びロックピン59は備えていることが望ましい。
[others]
In the above-described sewing system 100, the configuration in which the state switching mechanism 50 of the sewing machine 10 switches the state using the servomotor as a driving source has been exemplified, but the present invention is not limited to this.
For example, like a state switching mechanism 50A shown in FIG. 10, a driven arm portion 51A extending radially outward from the sewing machine arm portion 23 centering on the upper shaft 33 and a cylindrical shape provided on the driven arm portion 51A A boss member 52A is provided, and a state switching jig 53A having a structure for locking the boss member 52A, such as an insertion hole 531A of the boss member 52A, is fixed within the movable range of the robot arm 110 so as not to move. It is good also as a structure to install.
In this case, when the state is switched, the robot arm 110 inserts the boss member 52A into the insertion hole 531A of the jig 53A for state switching by moving the sewing machine 10, and the sewing machine arm 23 is detected from the sewing ready state. The configuration may be such that the robot arm 110 moves the sewing machine 10 so that the sewing machine arm portion 23 rotates in the direction in which the sewing machine arm 23 is switched from the ready state or the detectable state to the sewing ready state, thereby switching the state.
In this case, it is possible to eliminate the need for a configuration such as a servomotor, a slide block 54, a guide rail 55, etc., which serves as a drive source for the state switching mechanism 50A.
It is desirable that the state switching mechanism 50A also include the first fixed arm portion 57, the second fixed arm portion 58, and the lock pin 59. As shown in FIG.

また、状態切り替え機構50は、ミシンアーム部23を回動させることで状態切り替えを行っているが他の方法で切り替えてもよい。
例えば、検出光の照射方向(検出方向)がZ軸方向下方を向いた状態で変位センサ40を、Z軸方向に直交する方向について針棒32の隣に配置し、変位センサ40と針棒32とを隣り合う方向にスライド移動させて、状態切り替えを行う構成としても良い。
Further, the state switching mechanism 50 performs state switching by rotating the sewing machine arm portion 23, but the state switching mechanism 50 may be switched by other methods.
For example, the displacement sensor 40 is arranged next to the needle bar 32 in a direction orthogonal to the Z-axis direction with the irradiation direction (detection direction) of the detection light directed downward in the Z-axis direction. may be slid in adjacent directions to switch the state.

また、被縫製物Rには縫製ラインLとして凹溝が形成されている場合を例示したが、これに限らず、例えば、凸条や折り目等で構成しても良い。
また、縫製ラインとしては、光学的に検出可能なあらゆる方向で表示しても良い。例えば、特定の色彩又は特定の光学的性質を有するインク等でラインを付してもよい。
これに応じて、検出部も変位センサに限らず、カメラやフォトインタラプタその他の光学素子を使用しても良い。
Moreover, although the case where the concave groove was formed in the to-be-sewn material R as the sewing line L was illustrated, it is not restricted to this, You may comprise, for example, a convex line|wire, a crease|fold, etc. As shown in FIG.
Also, the sewing line may be displayed in any optically detectable direction. For example, lines may be applied with inks having specific colors or specific optical properties.
Accordingly, the detection unit is not limited to a displacement sensor, and a camera, photointerrupter, or other optical element may be used.

また、状態切り替え機構50は、ミシンアーム部23を90°回動させることで状態切り替えを行っているが、この角度の大きさは変更可能である。 The state switching mechanism 50 switches the state by rotating the sewing machine arm 23 by 90 degrees, but the magnitude of this angle can be changed.

10 ミシン
12 針板
122 当接部
20 ミシンフレーム
21 ミシンベッド部
22 立胴部
23 ミシンアーム部
231 軸受
30 針上下動機構
31 縫い針
32 針棒
33 上軸
40 変位センサ(検出部)
41 光源
42 受光素子
50,50A 状態切り替え機構
51,51A 従動腕部
52,52A ボス部材
54 スライドブロック
541 長穴
55 ガイドレール
57 第一の固定腕部
58 第二の固定腕部
59 ロックピン
100 縫製システム
110 ロボットアーム
D 本来の位置
D1 誤認した位置
L 縫製ライン
R 被縫製物
S スリット光
10 Sewing machine 12 Needle plate 122 Contact part 20 Sewing machine frame 21 Sewing machine bed part 22 Vertical body part 23 Sewing machine arm part 231 Bearing 30 Needle up-down movement mechanism 31 Sewing needle 32 Needle bar 33 Upper shaft 40 Displacement sensor (detection part)
41 Light source 42 Light receiving element 50, 50A State switching mechanism 51, 51A Follower arm 52, 52A Boss member 54 Slide block 541 Slot 55 Guide rail 57 First fixed arm 58 Second fixed arm 59 Lock pin 100 Sewing System 110 Robot arm D Original position D1 Misidentified position L Sewing line R Object to be sewn S Slit light

Claims (6)

ミシンと、当該ミシンを保持すると共に保持した前記ミシンを被縫製物に対して移動させるロボットアームとを備え、
前記ミシンは、
ミシンベッド部に設けられ前記被縫製物が載置される針板と、
当該ミシンのミシンアーム部に格納され前記針板に対向して縫い針の針落ちを行う針上下動機構と、
針落ち位置の基準として前記被縫製物の表面に形成された縫製ラインを検出する検出部とを備え、
検出した前記縫製ラインに沿って針落ちが行われるように前記ロボットアームによって前記ミシンが移動される縫製システムにおいて、
前記針板に対して前記縫い針が針落ち可能な位置で対向する縫製可能状態と、前記縫製可能状態の前記縫い針と同じ方向で前記検出部が前記針板に対向する検出可能状態とを切り替える状態切り替え機構を備え、
前記検出可能状態において前記ロボットアームによって前記ミシンを移動させながら前記縫製ラインを検出することを特徴とする縫製システム。
a sewing machine; and a robot arm that holds the sewing machine and moves the held sewing machine with respect to a sewing object,
The sewing machine
a throat plate provided on the bed of the sewing machine and on which the material to be sewn is placed;
a needle up-and-down movement mechanism that is housed in a sewing machine arm of the sewing machine and faces the throat plate to drop a sewing needle;
a detection unit that detects a sewing line formed on the surface of the sewing material as a reference for a needle drop position;
A sewing system in which the sewing machine is moved by the robot arm so that a needle is dropped along the detected sewing line,
A sewing-ready state in which the sewing needle faces the throat plate at a position where the needle can drop, and a detectable state in which the detection unit faces the throat plate in the same direction as the sewing needle in the sewing-ready state. Equipped with a switching state switching mechanism,
A sewing system, wherein the sewing line is detected while the sewing machine is moved by the robot arm in the detectable state.
前記検出部は前記ミシンのミシンアーム部に設けられ、
前記状態切り替え機構は、前記針板に対して、前記ミシンアーム部の位置又は向きを変更にすることによって前記縫製可能状態と前記検出可能状態とを切り替えることを特徴とする請求項1記載の縫製システム。
The detection unit is provided on a sewing machine arm of the sewing machine,
2. The sewing according to claim 1, wherein the state switching mechanism switches between the sewing enabled state and the detectable state by changing the position or orientation of the sewing machine arm with respect to the needle plate. system.
前記状態切り替え機構は、前記ミシンアーム部を回動させることにより前記縫製可能状態と前記検出可能状態とを切り替えることを特徴とする請求項2記載の縫製システム。 3. The sewing system according to claim 2, wherein the state switching mechanism switches between the sewing ready state and the detectable state by rotating the sewing machine arm. 前記状態切り替え機構は、前記ミシンアーム部を、上軸を中心として回動させることにより前記縫製可能状態と前記検出可能状態とを切り替えることを特徴とする請求項3記載の縫製システム。 4. The sewing system according to claim 3, wherein the state switching mechanism switches between the sewing ready state and the detectable state by rotating the sewing machine arm about an upper shaft. 前記状態切り替え機構は、前記縫製可能状態と前記検出可能状態とを切り替える駆動源を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の縫製システム。 The sewing system according to any one of claims 1 to 4, wherein the state switching mechanism includes a drive source that switches between the sewing ready state and the detectable state. 前記ロボットアームによる前記ミシンの移動動作により、前記ミシンの前記縫製可能状態と前記検出可能状態とを切り替えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の縫製システム。 5. The sewing system according to claim 1, wherein the sewing machine is switched between the sewing ready state and the detectable state by moving the sewing machine by the robot arm.
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