JPH01192387A - 柄合わせ加工機械 - Google Patents

柄合わせ加工機械

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JPH01192387A
JPH01192387A JP1769388A JP1769388A JPH01192387A JP H01192387 A JPH01192387 A JP H01192387A JP 1769388 A JP1769388 A JP 1769388A JP 1769388 A JP1769388 A JP 1769388A JP H01192387 A JPH01192387 A JP H01192387A
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JP
Japan
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pattern
patterns
difference
light
deviation
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JP1769388A
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English (en)
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Etsuzo Nomura
悦造 野村
Hirokazu Takeuchi
浩和 竹内
Shigeru Suzuki
茂 鈴木
Kazunori Irie
入江 一典
Hirosumi Itou
伊藤 弘純
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 え匪辺旦力 [産業上の利用分野] 本発明は2枚のシート状部材に描かれた柄が一致するよ
うに2枚のシート状部材を結合する柄合わせ加工機械に
関する。
[従来の技術] この種の柄合わせ加工機械として、特開昭60−153
896号公報記載の柄合わせミシンが知られている。こ
れは、重ね合わせた2枚の加工布の縫い付は位置より手
前に光学式のセンサを設け、このセンサにより2枚の加
工布に描かれた柄模様の明度信号をそれぞれ検出して柄
の位置を認識し、柄のズレ量に応じて2枚の加工布の送
り量をそれぞれ調節し柄合わせを行なうものである。
[発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、明度の高い無彩色と明度の低い無彩色と
からなる柄模様の上に明度の低い有彩色の柄が存在する
といった場合に、センサにより有彩色の柄を検出しよう
としても、明度の低い有彩色の柄は明度の高い無彩色の
柄に埋もれてしまい、有彩色の柄の位置を正確に検出で
きないといった問題があった。
そこで、本発明の柄合わせ加工機械は、上記問題点を解
決し、柄合わせを正確に行なうことを目的とする。
光匪少盪成 かかる目的を達成する本発明の構成について以下説明す
る。
[問題点を解決するための手段] 本発明の柄合わせ加工機械は、第1図に例示するように
、 同一の柄が描かれた2枚のシート状部材を重ね合わせて
結合する加工手段M1と、 重ね合わせた前記2枚のシート状部材の柄のズレ量を検
出する柄ズレ量検出手段M2と、該検出された柄のズレ
量に従って、前記2枚のシート状部材の柄が一致するよ
うに、該2枚のシート状部材を前記加工手段M1に移送
する移送手段M3と、 を備えた柄合わせ加工機械において、 前記柄ズレ量検出手段M2は、 前記移送される2枚のシート状部材の一方からの光を受
けて、各々異なった色相の光の強度を検出する第1の検
出手段M4と、 前記2枚のシート状部材の他方からの光を受けて、各々
異なった色相の光の強度を検出する第2の検出手段M5
と、 前記第1.第2の検出手段M4.M5によって検出され
た異なった色相の光の強度の差分を、各検出手段M4.
M5毎に演算する差分演算手段M6と、 該演算された差分に着目して前記柄のズレ量を算出する
柄ズレ量算出手段M7と、 を備えたことを特徴とする。
第1.第2の検出手段M4.M5は、対応するシート状
部材からの光を受けて各々異なった色相の光の強度を検
出するものであって、たとえばRlG、  Bの3原色
の各光に対して感度の高い検出部を3個備えたものを挙
げることができる。第1゜第2の検出手段M4.M5は
2枚のシート状部材に光を投射する発光ダイオードを備
える構成としてもよく、このとき、上記特定色に応じた
光を発する複数の発光ダイオード、あるいは発光ダイオ
ードから検出部までの間に上記特定色に応じた色フィル
タを介在させることにより実現できる。
差分演算手段M6は第1.第2の検出手段M4゜M5に
よって検出された異なった色相の光の強度から差分を演
算するものであって、たとえば、R9G、  Bの3原
色の光を検出する場合にR−G、  G−B、B−Rの
それぞれの差分を算出するもの、またこれらの絶対値の
和をとって差分を強調するもの等が挙げられる。
[作用コ 上記構成を有する本発明の柄合わせ加工機械は、重ね合
わせた2枚のシート状部材の柄のズレ量を柄ズレ量検出
手段M2により検出し、検出された柄ズレ量に従って移
送手段M3により2枚のシート状部材の柄が一致するよ
うに、2枚のシート状部材を移送し、加工手段M1によ
り結合する。しかも、柄ズレ量の検出に際して、第1及
び第2の検出手段M4.M5により検出されるそれぞれ
異なった色相の光の強度の差分を差分演算手段M6によ
り演算し、演算された差分に着目して柄ズレ量の算出を
柄ズレ量算出手段M7により行う。
したがって、たとえば白色と黒色との柄模様の上に明度
の低い緑色等の柄が存在するシート状部材であっても、
差分を演算することにより明度の高い白色の影響は取り
除かれ、明度の低い緑色の柄が抽出されて柄合わせが為
される。
[実施例コ 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするた
めに、以下本発明の柄合わせ加工機械の好適な実施例に
ついて説明する。
第2図は、柄合わせ加工機械の一実施例とじてのミシン
の概略構成図である。このミシンは電子制御装置により
制御されるが、始めに、その機械的な構造を概略的に説
明する。
図示するように、ミシン1は大きく分けて、アーム部5
とベツド部10とから構成される。アーム部5には、ミ
シンモータ190(第2図には図示せず)の回転動力が
ベルト13.プーリ15を介して伝達される主軸17が
設けられている。この主軸17には偏心カム18が嵌合
されており、偏心カム1日に取り付けられたクランクロ
ッド19を介して作動軸20が連結されている。したが
って、主軸17の回転に同期して、作動軸20は所定角
度揺動し、連結リンク23を上下に駆動する。連結リン
ク23には、支軸25を中心に揺動するアーム27が連
結されており、アーム27はその揺動運動により、下送
り歯30を上下に駆動する。主軸17にクランクロッド
32.偏心カム33、リンク47を介して連結された作
動軸35は、主軸17の回転にしたがって所定角度揺動
し、連結レバー37.39を前後に揺動する。この連結
しバー39には、支軸25を中心に揺動するアーム44
が連結されており、このアーム44の揺動運動により下
送り歯30は前後に駆動される。
したがって、下送り歯30は主軸17の回転に同期した
作動軸209作動軸35の揺動運動によって、上昇→前
進→下降→後進の4運動送りを行なう。
下送り歯30の前後方向の移動量、つまり下送り量は作
動軸35の揺動量で決まる。作動軸35に連結されたリ
ンク47は回動軸50の一方の端部に嵌合された下送り
量調節部体4日に連結されており、下送り量調節部体4
日はリンク47の傾きを変えて作動軸35の揺動量を変
更する。前述したクランクロッド32.偏心カム33.
リンク47、下送り量調節部体48および回動軸50か
ら下送り量調節器51が構成される。また、回動軸50
の他方の端部には、回動レバー61が結合されている。
回動レバー61は回動軸50を中心に二腕状のものであ
り、その一方の腕部は、駆動軸58に取り付けられた係
止部59に当接している。係止部59が取り付けられた
駆動軸5日はステップモータ55の出力軸56に連結さ
れている。
したがって、ステ・ンプモータ55の回転により、係止
部592回動レバー61を介して回動軸50の回動角を
規制し、作動軸35の揺動量を調節して、下送り量の調
節が為される。
一方、ベツド部10には、下送り歯65を前記下送り歯
30と同様に4運動送りさせるための水平送り軸67、
上下送り軸69が設けられている。
上下送り軸69はクランクロッド75を介して主軸に嵌
合された偏心カム76に連結されており、主軸17の回
転にしたがって所定量揺動し、下送り歯65に上下の動
きを付与する。水平送り軸67は、下送り量調節器78
.クランクロッド81を介して主軸17に嵌合された偏
心カム82に連結されており、主軸17の回転にしたが
って所定量揺動し、下送り歯65に前後の動きを付与す
る。
下送り量調節器7日は、主軸17の回転に応じたクラン
クロッド81の長手方向の動きを水平送り軸67の揺動
運動に変換するもので、水平送り軸67の揺動量を変更
し得るように構成されている。
また、ミシンフレーム外部には手動送り量調節部材84
が設けられており、手動送り量調節部材84を回して軸
方向の位置を可変することによりその先端部が当接する
V字形の溝が形成された送り置設定器85の傾きが調節
される。送り置設定器85はリンク91を介して下送り
量調節器78に連結されており、その傾きが変更される
と下送り量調節器7日により送り量の調節が為される。
したがって、手動送り量調節部材84を回すことにより
下送り量が変更される。さらに、送り置設定器85には
ポテンショメータ86が作動連結されており、下送り量
に応じた信号がポテンショメータ86から出力される。
また、第3図に示すように、主軸17に連結され上下に
駆動される図示しない針棒の先端には縫い針64が取り
付けられており、その縫い針64の下方のベツド部10
内には、主軸17と同期して回転される下軸92(第3
図には図示せず)に取り付けられた糸輪捕捉器94が配
設されている。
上記の縫い針64と糸輪捕捉器94とにより、加工手段
としての縫目形成1手段が構成されている。
以上示した機構により、上送り歯30と下送り歯65と
が、主軸17の回転に同期した4運動送りを行なう縫目
形成部(第3図参照)では、布押え足89の下に送り込
まれた2枚の加工布87゜88に送りが付与されると共
に、縫い針64と糸輪捕捉器94との協働により縫目が
形成される。
また、第3図、第4図に示すように、縫目形成部の加工
布送り方向(図中矢印A)手前には、3枚の布ガイド板
103,104,105が三層に設けられている。布ガ
イド板105には、布ガイド板103.104の表面に
形成された長孔を総て挿通するビン108.109が立
設されており、ピン108,109は2枚の加工布87
.88の端縁に当接して送り方向に対する横方向のズレ
を規制する。
真ん中の層の布ガイド板104には、加工布87.88
の柄情報を検出するための検出部113が絹み込まれて
いる。この検出部113の先端部は、第5図(A)に示
すように、プリズム体115.116を備えており、プ
リズム体115.1160反剖を利用して上下の加工布
87.88に対して光を投射すると共に上下の加工布8
7,88表面で反射された光を受光するものである。ま
た、検出部113は、第5図(B)に示すように、内部
に光ファイバ束121を備えており、検出部113端部
からの光ファイバ束121はミシンフレームに付設され
た制御ボックス124に接続されている。
光ファイバ束121は、1組の投光用ファイバ127.
2NJAの受光用ファイバ129.131から構成され
ており、それぞれ投光部133.受光部135に通じて
いる。受光用のファイバ129゜131はそれぞれ上加
工布87用、上加工布8日用のものである。投光部13
3には、投光用ファイバ127の端面にレンズ138を
介して光を投射する光源141が設けられている。受光
M!J135には、受光用ファイバ129,131端面
からの光を受光する上加工布87用のカラーセンサ14
4および上加工布8日用のカラーセンサ14日が設けら
れている。これらのカラーセンサ144゜14゜8は、
第6図に示すように、入射窓に赤色(R)、青色(B)
、緑色(G)の光を高い感度で透過する色フィルタが設
けられた複数のフォトダイオードから構成される。色フ
ィルタは受光範囲が広がるように同じ色相のものを離し
て配置されているので、受光用ファイバ129,131
端面からの光が多少ずれてカラーセンサ144.148
に投射されても、各色相の光を効率良く検出できる。
したがって、光?a、141から投射された光は、投光
用ファイバ127を介して検出部11a先端のプリズム
体115.116で反射されて上下の加工布87.88
に投射される。上下の加工布87.8日で反射された光
は投射と同じ光路を逆に辿ってカラーセンサ144.1
48で3原色に分解されて受光される。カラーセンサ1
44.148の出力は同じく制御ボックス124内に設
けられた電子制御装置160に人力される。上記検出部
113.投光部133.受光部135等から第1及び第
2の検出手段が構成されている。
電子制御装置160は周知のCPU163.ROM16
5.RAM16Bの他、前述したカラーセンサ144.
148が接続されたA/Dコンバータ170、上送り量
を調節するステップモータ55を駆動する駆動回路18
7および動力源であるミシンモータ190を駆動する駆
動回路198を備えて構成される。この他に、電子制御
装置160には、プーリ15内に設けられ主軸17の回
転に同期して24[個/回転]のパルス信号を出力する
回転同期センサ174、同じくプーリ15内に設けられ
針下信号、針上信号を出力する針位置検出センサ176
.178、上加工布8日の布送り量を検出する前述した
ポテンショメータ86、足踏みペダル1日4に設けられ
起動・停止の信号を発生する発生回路186、および上
下の加工布87.88の柄に応じて設定される柄合わせ
設定キー188などが接続される。柄合わせ設定キー1
88は、第7図に示すように、操作パネル上の各種ブツ
シュ式キーから構成される。この操作パネルには、文字
、数字等が表示される液晶表示部189、柄間隔の変更
を指示する柄間隔変更キー191および柄間隔の変更が
指示されたとき柄間隔の数字をインクリメント、デクリ
メントするインクリメントキー192.デクリメントキ
ー193が設けられている。また、ROM165には、
後述する柄合わせ制御ルーチンのプログラムが予め書き
込まれている。
以上のように構成されるミシンについて、その柄合わせ
機能を柄合わせ制御ルーチンにしたがって説明する。
第8図(A)、(B)および第9図はそれぞれ柄合わせ
制御ルーチン、割込処理ルーチンのフローチャートを示
す。柄合わせ設定キー18日により設定された値は電源
バックアップにより保持されており、起動初期には最前
に使用した値が初期値となる。また、初めて使用すると
き、あるいは長時間使用しなかったときには、規定長さ
しを20[mm]にセットすると共に、後に述べるよう
に、その規定長さしとポテンショメータ86により出力
される下送り量とから規定個数Cmを決定する。さらに
、最前とは異なる加工布を縫製する際、その加工布の柄
に応じて使用者は、柄間隔変更キー191をオンしてか
らインクリメントキー192、デクリメントキー193
を操作することにより任意の規定長さしを設定すること
ができる(通常、規定長さLは実際の柄間隔より若干長
めに設定される)。
始めに、割込処理ルーチンから説明する。割込処理ルー
チンは、回転同門センサ174からの同期信号の立ち下
がりによって実行される。回転同門センサ174は、第
10図に示すように、主軸17が1回転する度に24個
の同期信号を発生することから、主軸17が15度回転
する度に割込処理ルーチンは実行される。
割込処理ルーチンでは、回転同門センサ174からの同
期信号が送り作動範囲(図中Bの範囲)内のものである
かどうかを調べ、送り作動範囲内のものでないときには
、何も実行せず、本ルーチンを終えてメインルーチンで
ある柄合わせ制御ルーチンの処理に戻る(ステ・ンプ5
200)。回転同門センサ174からの同期信号が送り
作動範囲内のときには、カラーセンサ144.148で
検出されてA/Dコンバータ170でアナログディジタ
ル変換された6個の色信号(上加工布87の赤、青、緑
の色信号、上加工布8日の赤、青、緑の色信号)をIM
iの色信号データとしてRAMl68に記′憶しくステ
ップ5203)、色信号データ個数Cの値を値1インク
リメントしてから(ステップ5206)、メインルーチ
ンに戻る。
つぎに、柄合わせ制御ルーチンについて説明する。柄合
わせ制御ルーチンは適時くりかえし実行される。まず、
柄間隔変更キー191の状態を読み込み、柄間隔変更キ
ー191がオンされていないときには規定長さLの変更
を行なわずに次の処理(ステップ250)に進むが、オ
ンであるときには使用者によって設定された規定長さし
を読み込み(ステップ230)、規定個数Cmの演算を
行なう(ステップ240)。この規定個数Cmは、規定
長さしに相当する加工布87.88からサンプリングす
る色信号データの個数を衷し、たとえば、規定長さLを
30[mm]、送り量を1 [mm]に設定したとき、
主軸1回転当りにおける送り作動範囲内の同期信号の数
が10[パルスコであることから、 10[パルス] X 30 [mm] / 1 [mm
lを演算することによって300個と決定される。
つづいて、RAM16Bに割り当てられた制御回数に9
色信号データ個数Cの値をクリアする(ステップ525
0,9260)。
このあと、CPU163は、上下2枚の加工布87.8
8がセットされペダル184が踏み込まれるのを待ち続
け(ステップ5270.9280)、上下2枚の加工布
87.88がセットされペダル184が踏まれると、ミ
シンモータ190を駆動して縫製作業を開始する(ステ
ップ5290)。
縫製作業中、ミシンモータ190の回転に同期して前述
した割込処理ルーチンが実行されるとRAM16Bの所
定の領域に順次新しい色信号デー夕が蓄積される。制御
回数KがOであって、色信号データ個数Cが規定個数C
mに達していないときは待ち続け、初めて規定個数Cm
に達すると柄合わせ処理に移行する(ステップ5300
,310)。
柄合わせ処理では、常に最新の色信号データから規定個
数Cm手前までの色信号データを用いて、演算が為され
る。第11図(a)に示す加工布87.8日を例にとっ
て説明する。加工布87.88には、白色(h)の線と
黒色(i)の線とからなる柄模様の上に、太くて赤い斜
線(j)と細くて赤い横線(k)とが描かれている。図
中dは受光範囲を示す。
まず、上下の加工布87.88からの光がRlG、  
Bの3原色に分解されて色信号データとして蓄積されて
いるRAM18Bから規定個数Cm分の色信号データを
読み込み、それぞれの色信号データの差分R−G、B−
R,G−Bを演算する(ステップ5330)、この結果
を第11図(d)に示す。差分を演算することによって
、強度の等しい成分は打ち消されてしまう。このため、
RlG、  Bの総ての色信号データに等しい強度を有
する無彩色の光、つまり白色(h)の線と黒色(i)の
線とからなる柄模様は差分データに全く影響を与えなく
なる。
つぎに、差分データの1点の値に対し前後各々125点
分の差分データの値を加えて総和値とし、この総和値を
値251で除算して、注目した1点の値とする平滑化処
理を行なう(ステップ5350)にの結果を第11図(
e)に示す。平滑化処理を行なうと、差分データR−G
、B−Rに存在していた赤い横線(k)による鋭いピー
クはなだらかになり、赤い斜線(j)による緩やかな変
化曲線の部分はほぼそのまま残る。
したがって、平滑化する前の差分データから平滑化後の
差分データを差し引き・絶対値化することによって、赤
い横線(k)による鋭いピークを抽出することができる
と共に赤い斜線(j)の影響を除去することができる(
ステップ5370)。
この結果を第11図(f)に示す。さらに、ステップ5
370で算出された各データを足し合わせて赤い横線(
k)による鋭いピークを強調する差分◆強調データを求
める(ステップ9380.9390)。この結果を第1
1図(g)  に示す。
第12図ないし第15図に、さまざまの加工布(a)に
おける色信号データ(b)、差分データ(C)および養
分・強調データ(d)をそれぞれ示す。
こうして、得られた上下2枚の加工布87,8日からの
差分・強調データに基づいて柄ズレ量を計算しくステッ
プS410)、柄ズレ量に応じてステップモータ55を
駆動して上送り量を調節する(ステップ5420)。
上送り量の調節を終えると、制御回数Kを値1インクリ
メントして一旦本ルーチンを終了する。
以上示したように、本実施例のミシンは、上下2枚の加
工布87.88から反射される光をそれぞれ赤、青、緑
の3原色に分解して、各々の光の強度の差分を求めるこ
とによって無彩色の柄の影響をなくし、差分からその差
分を平滑化した値を差し引くことによって縦積の影響を
少なくし、さらに、縦積の影響を少なくした各差分デー
タの絶対値の和をとって着目した有彩色の柄を強調して
柄ズレ量を算出する。
したがって、本実施例の柄合わせ加工機械としてのミシ
ンによれば、明度の高い無彩色と明度の低い無彩色とか
らなる柄模様の上に明度の低い有彩色の柄が存在する場
合においても有彩色の柄の位置を好適に抽出し、正確に
柄を合わせて2枚の加工布87.88を縫製することが
できる。
尚、こうした本実施例の柄合わせ機能は、微妙な色差の
違いからマークされた位置を検出するカラーマークセン
サに適用することもできる。
本発明は以上詳述した実施例に限定されるものではなく
、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変化を加え
ることができる。例えば、柄合わせ加工機械はミシン以
外であってもよく、超音波振動を付与することによりシ
ート状部材を溶着する超音波加工機械であってもよい。
λ哩少効1 以上詳述したように、本発明の柄合わせ加工機械によれ
ば、2枚のシート状部材から異なる色相の光の強度を検
出しその強度の差分を演算により求めて柄合わせを行な
うので、明度の高い無彩色と明度の低い無彩色とからな
る柄模様の上に明度の低い有彩色の柄が存在するといっ
た場合に、有彩色の柄の位置を好適に抽出し、正確に柄
を合わせて2枚のシート状部材を結合することができる
という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の柄合わせ加工機械の構成を例示するブ
ロック図、第2図は実施例のミシンの構造を概略的に表
す構造図、第3図はミシンの縫目形成部分の構成を説明
する説明図、第4図はミシンの柄情報を検出する検出部
及び周辺装置の構成を説明する説明図、第5図(A)、
(B)はそれぞれ検出部先端の形状および検出部内部の
構造を説明する説明図、第6図はカラーセンサの外観を
−チャート、第9図は割込処理ルーチンを示すフローチ
ャート、第10図は同期信号にしたがって変化する針上
信号、針下信号および送り量の変化を表すグラフ、第1
1図は色信号データから着目した柄の抽出過程を説明す
る説明図、第12図ないし第15図はさまざまな加工布
に対して柄に関するデータを説明する説明図である。 1 ・・・ ミシン 17 ・・・ 主軸 113 ・・・ 検出部 144.148  ・・・ カラーセンサ160 ・・
・ 電子制御装置 代理人 弁理士 定立 勉(他1名) 第5図 (A) !Iコ (B) 刀l 第6図 1’:lJ    Ink     /夕I第8図 (B) 第9図 三 −H’JA−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 同一の柄が描かれた2枚のシート状部材を重ね合わせて
    結合する加工手段と、 重ね合わせた前記2枚のシート状部材の柄のズレ量を検
    出する柄ズレ量検出手段と、 該検出された柄のズレ量に従って、前記2枚のシート状
    部材の柄が一致するように、該2枚のシート状部材を前
    記加工手段に移送する移送手段と、を備えた柄合わせ加
    工機械において、 前記柄ズレ量検出手段は、 前記移送される2枚のシート状部材の一方からの光を受
    けて、各々異なった色相の光の強度を検出する第1の検
    出手段と、 前記2枚のシート状部材の他方からの光を受けて、各々
    異なった色相の光の強度を検出する第2の検出手段と、 前記第1、第2の検出手段によって検出された異なった
    色相の光の強度の差分を、各検出手段毎に演算する差分
    演算手段と、 該演算された差分に着目して前記柄のズレ量を算出する
    柄ズレ量算出手段と、 を備えることを特徴とする柄合わせ加工機械。
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