JPH02243189A - ミシンの負荷を自己診断するコンピュータミシン - Google Patents
ミシンの負荷を自己診断するコンピュータミシンInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
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- H02P7/2885—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using variable impedance whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S706/00—Data processing: artificial intelligence
- Y10S706/90—Fuzzy logic
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、ミシンを駆動させながらミシンモータの電流
を直接検出せずにミシンモータが定格損失よりオーバし
ているか否かを推論し、ミシンの負荷を算出する方式に
係わり、特にミシンの負荷を入力検査装置で検査せずに
ミシン本体の表示装置に表示できるようにしたコンピュ
ータミシンに関する。
を直接検出せずにミシンモータが定格損失よりオーバし
ているか否かを推論し、ミシンの負荷を算出する方式に
係わり、特にミシンの負荷を入力検査装置で検査せずに
ミシン本体の表示装置に表示できるようにしたコンピュ
ータミシンに関する。
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】１）従
来、ミシンの負荷トルクは、製造ラインの入力検査装置
で、愛宜的にミシンモータの入力電流値を検査し、入力
電流値によりミシンモータが定格出力で動作しているか
のチエツクによってミシンの負荷トルクが基準値に収ま
っているかをチエツクしていた。 そして、ミシンモータの入力電流値が基準値をオーバー
していると、ミシンを再度製造ラインの前工程に戻し、
多大な工数をかけて組み立て直していた。 ２）ミシン内蔵形の従来例 第６図に示すように、ミシン内蔵形の従来例で、ミシン
の負荷トルクを知るためには、ミシンモータの電流値を
知る必要があり、これを電流検出抵抗Ｒ５で検出してい
た。 ここで、回路構成について簡単に説明する。 第６図において、コントローラのボリュームＶＲ１は、
制御用電源Ｖｃｃに接続され、コントローラの踏み込み
量に応じて電圧が変化するようになっており、抵抗Ｒ１
８よびコンデンサＣ１かもなるフィルターを介して、Ｉ
チップＣＰＵ （以後ＩＣ２）のＡ／Ｄ変換端子Ａ／Ｄ
Ｉに接続され、この電圧レベルに応じたＤＣモータＭ制
御用のＰＷＭ（パルス幅制御）Ｍ号がＩＣ２から出力さ
れるようになっている。 リセットＩＣ（ＩＣＩ）は、ＩＣ２のＲＥＳＥＴ端子に
接続され、制御用電源Ｖｃｃの立ち上がり、立ち下がり
を検出し、ＩＣ２を初期化する。 ＤＣモータＭは、ミシンモータ駆動用電源ｖｂとＭＯＳ
ＦＥＴ（以後ＦＥＴＩ）のドレイン間に接続され、ＤＣ
モータと並列にフリーホイルダイオードＤＩが接続され
ている。 ＦＥＴＩのソースには抵抗Ｒ５が接続されており、この
抵抗Ｒ５は、ＤＣモータの電流検出抵抗であり、後記す
るように低抵抗、高容量のものである。 電流検出抵抗Ｒ５の検出信号（電圧）は、抵抗Ｒ６およ
びコンデンサＣ３からなるフィルターを介して、ＩＣ２
のＡ／Ｄ変換用端子Ａ／Ｄ３に入力されるようになって
いる。 またＤ２は、Ａ／Ｄ３入力端子への入力電圧のオーバを
防止するための保護用ダイオードである。 ＦＥＴＩはパワ、ＭＯＳＦＥＴで、ＤＣモータの駆動用
電源をスイッチングするためのドライバで、そのゲート
がＦＥＴ１のゲート保護用抵抗Ｒ４およびゲートＩＣ３
を介してＩＣ２に接続されており、ＩＣ２から出力され
るＰＷＭ信号により制御される。 回転検出器１０は、本実施例では円板スリットと７オト
インタラプタによりＤＣモータの回転速度を検出し、そ
の検出信号はＩＣ２のボートＰｌに入力されるようにな
っている。 抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３は、ＤＣモータの駆動用電源の電圧
を検出するための分圧抵抗で、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との
接続点の電圧は制御用電源Ｖｃｃ（５Ｖ）を越えないよ
うに設定され、ＩＣ２のＡ／Ｄ変換用端子Ａ／Ｄ２に接
続されている。 コンデンサＣ２は、分圧電圧レベルのフィルター用のコ
ンデンサである。 この電流検出抵抗Ｒ５の容量は、ＤＣモータのような電
流変化の大きいモータを使用する場合、かなり大きな容
量のものを使用しなければならないという問題があった
。 即ち、第６図に示す従来の方式によると、第１に、ＤＣ
モータと直列に接続された電流検出抵抗Ｒ５に電流が流
れると、ＭＯＳ Ｆ Ｅ Ｔ（Ｆ Ｅ Ｔｌ）のソース
電位が上昇し、その結果ＦＥＴＩのゲート電圧が相対的
に低下し、ＦＥＴ１をドライブできなくなる。 このため、ＭＯＳＦＥＴのゲート供給電源として、制御
用の′ＩＩｌ源Ｖｃｃ−５Ｖの他により高い電圧の電源
、例えばＶａ−１２Ｖの電源を必要としていた。 また１２に、通常の状態でミシンを駆動するＤＣモータ
の定格電流は、ＩＡ程度であり、定格運転時の電流を検
出するｔ；めに、その抵抗に発生する電圧をＩＶ程度と
して抵抗値を決めると、抵抗Ｒ５の抵抗値は、ｌΩとな
る。 しかし、ミシンのロック時には、少なくも１０Ａ程度流
れる。 このミシンのロック時には、抵抗Ｒ５には、（Ｉ ＯＡ
）”Ｘ（１Ω）−１００Ｗ を越える発熱が生じる。 実際のシステムでは、ミシンがロックするとロック検出
動作により短時間でＤＣモータへの通電が停止するよう
になっているため、抵抗Ｒ５の容量は１００Ｗの数分の
１でよいが、この容量のものでもミシンに内蔵させるの
はスペースもとり、製造工程で必要なものであり、無駄
であった。
来、ミシンの負荷トルクは、製造ラインの入力検査装置
で、愛宜的にミシンモータの入力電流値を検査し、入力
電流値によりミシンモータが定格出力で動作しているか
のチエツクによってミシンの負荷トルクが基準値に収ま
っているかをチエツクしていた。 そして、ミシンモータの入力電流値が基準値をオーバー
していると、ミシンを再度製造ラインの前工程に戻し、
多大な工数をかけて組み立て直していた。 ２）ミシン内蔵形の従来例 第６図に示すように、ミシン内蔵形の従来例で、ミシン
の負荷トルクを知るためには、ミシンモータの電流値を
知る必要があり、これを電流検出抵抗Ｒ５で検出してい
た。 ここで、回路構成について簡単に説明する。 第６図において、コントローラのボリュームＶＲ１は、
制御用電源Ｖｃｃに接続され、コントローラの踏み込み
量に応じて電圧が変化するようになっており、抵抗Ｒ１
８よびコンデンサＣ１かもなるフィルターを介して、Ｉ
チップＣＰＵ （以後ＩＣ２）のＡ／Ｄ変換端子Ａ／Ｄ
Ｉに接続され、この電圧レベルに応じたＤＣモータＭ制
御用のＰＷＭ（パルス幅制御）Ｍ号がＩＣ２から出力さ
れるようになっている。 リセットＩＣ（ＩＣＩ）は、ＩＣ２のＲＥＳＥＴ端子に
接続され、制御用電源Ｖｃｃの立ち上がり、立ち下がり
を検出し、ＩＣ２を初期化する。 ＤＣモータＭは、ミシンモータ駆動用電源ｖｂとＭＯＳ
ＦＥＴ（以後ＦＥＴＩ）のドレイン間に接続され、ＤＣ
モータと並列にフリーホイルダイオードＤＩが接続され
ている。 ＦＥＴＩのソースには抵抗Ｒ５が接続されており、この
抵抗Ｒ５は、ＤＣモータの電流検出抵抗であり、後記す
るように低抵抗、高容量のものである。 電流検出抵抗Ｒ５の検出信号（電圧）は、抵抗Ｒ６およ
びコンデンサＣ３からなるフィルターを介して、ＩＣ２
のＡ／Ｄ変換用端子Ａ／Ｄ３に入力されるようになって
いる。 またＤ２は、Ａ／Ｄ３入力端子への入力電圧のオーバを
防止するための保護用ダイオードである。 ＦＥＴＩはパワ、ＭＯＳＦＥＴで、ＤＣモータの駆動用
電源をスイッチングするためのドライバで、そのゲート
がＦＥＴ１のゲート保護用抵抗Ｒ４およびゲートＩＣ３
を介してＩＣ２に接続されており、ＩＣ２から出力され
るＰＷＭ信号により制御される。 回転検出器１０は、本実施例では円板スリットと７オト
インタラプタによりＤＣモータの回転速度を検出し、そ
の検出信号はＩＣ２のボートＰｌに入力されるようにな
っている。 抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３は、ＤＣモータの駆動用電源の電圧
を検出するための分圧抵抗で、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との
接続点の電圧は制御用電源Ｖｃｃ（５Ｖ）を越えないよ
うに設定され、ＩＣ２のＡ／Ｄ変換用端子Ａ／Ｄ２に接
続されている。 コンデンサＣ２は、分圧電圧レベルのフィルター用のコ
ンデンサである。 この電流検出抵抗Ｒ５の容量は、ＤＣモータのような電
流変化の大きいモータを使用する場合、かなり大きな容
量のものを使用しなければならないという問題があった
。 即ち、第６図に示す従来の方式によると、第１に、ＤＣ
モータと直列に接続された電流検出抵抗Ｒ５に電流が流
れると、ＭＯＳ Ｆ Ｅ Ｔ（Ｆ Ｅ Ｔｌ）のソース
電位が上昇し、その結果ＦＥＴＩのゲート電圧が相対的
に低下し、ＦＥＴ１をドライブできなくなる。 このため、ＭＯＳＦＥＴのゲート供給電源として、制御
用の′ＩＩｌ源Ｖｃｃ−５Ｖの他により高い電圧の電源
、例えばＶａ−１２Ｖの電源を必要としていた。 また１２に、通常の状態でミシンを駆動するＤＣモータ
の定格電流は、ＩＡ程度であり、定格運転時の電流を検
出するｔ；めに、その抵抗に発生する電圧をＩＶ程度と
して抵抗値を決めると、抵抗Ｒ５の抵抗値は、ｌΩとな
る。 しかし、ミシンのロック時には、少なくも１０Ａ程度流
れる。 このミシンのロック時には、抵抗Ｒ５には、（Ｉ ＯＡ
）”Ｘ（１Ω）−１００Ｗ を越える発熱が生じる。 実際のシステムでは、ミシンがロックするとロック検出
動作により短時間でＤＣモータへの通電が停止するよう
になっているため、抵抗Ｒ５の容量は１００Ｗの数分の
１でよいが、この容量のものでもミシンに内蔵させるの
はスペースもとり、製造工程で必要なものであり、無駄
であった。
【課題を解決するための手段及び発明の作用】本発明は
、ＤＣモータを用いてミシンの上軸および下軸を駆動す
る電子ミシンにおいて、該ＤＣモータに印加する電圧値
と回転速度との入力値に基づき、予め作成された７アジ
イルールにより該ＤＣモータが定格損失をオーバしてい
るか否かを推論する７アジイ推論装置を備え、更には、
前記ファジィ推論装置のファジィルールは、該ＤＣモー
タの電圧値と回転速度とから算出された電流値および損
失値に対する各メンバーシップ関数から定格損失よりオ
ーバしているか否かを推論するルールによりミシンの負
荷を自己診断するコンピュータミシンを提供するもので
、 本発明によれば、ミシンを駆動するＤＣモータの電流値
を、容量が大きくかつスペースを取る電流検出抵抗を使
用せずに、かつ、従来例の用にＶａ（通常１２Ｖ）を使
用せずに、ミシンの制御用電源（Ｖｃｃ−５Ｖ）でモー
タの印加電圧と回転速度とを検出し、これらの値からモ
ータの電流値と損失値を算出し、その算出されｌ；値を
ファジィ量として取り扱い、ファジィ推論によりＤＣモ
ータが定格損失よりオーバしているか否かを推論し、ミ
シンの負荷が基準値に収まっているか否かを表示装置に
表示できるという作用がある。
、ＤＣモータを用いてミシンの上軸および下軸を駆動す
る電子ミシンにおいて、該ＤＣモータに印加する電圧値
と回転速度との入力値に基づき、予め作成された７アジ
イルールにより該ＤＣモータが定格損失をオーバしてい
るか否かを推論する７アジイ推論装置を備え、更には、
前記ファジィ推論装置のファジィルールは、該ＤＣモー
タの電圧値と回転速度とから算出された電流値および損
失値に対する各メンバーシップ関数から定格損失よりオ
ーバしているか否かを推論するルールによりミシンの負
荷を自己診断するコンピュータミシンを提供するもので
、 本発明によれば、ミシンを駆動するＤＣモータの電流値
を、容量が大きくかつスペースを取る電流検出抵抗を使
用せずに、かつ、従来例の用にＶａ（通常１２Ｖ）を使
用せずに、ミシンの制御用電源（Ｖｃｃ−５Ｖ）でモー
タの印加電圧と回転速度とを検出し、これらの値からモ
ータの電流値と損失値を算出し、その算出されｌ；値を
ファジィ量として取り扱い、ファジィ推論によりＤＣモ
ータが定格損失よりオーバしているか否かを推論し、ミ
シンの負荷が基準値に収まっているか否かを表示装置に
表示できるという作用がある。
【実施例コ
以下、本発明にを実施例により説明する。
実施例の説明に先立ち、ファジィ理論について簡単に説
明する。 Ｏファジィ理論とは 本願の説明に先立ち、まずファジィ理論について簡単に
説明する。ファジィ理論はアメリカのカルフォルニア大
学のザブ−（Ｌｏｔｆｉ Ａ、Ｚａｄｅｈ）教授が、１
９６４年に提案したあいまいな概念の集合とその要素を
扱う理論である。 あいまいさは、ファジィ集合（ｆｕｚｚｙ ５ｅｔ）と
いう集合で表現する。 ファジィ集合とは、各要素を含むかどうかが不明確な集
合である。 例えば、「若い人」という集合は、明確に定義できない
。人によってとらえ方が違うあいまいな概念である。第
５図に示すように３０歳の人が「若い人」に属す度合を
従来のような”１”（属す）か０（属さない）でなく、
０．７のような［０，１］区間の実数値で表す。 これを表す関数をメンバシップ関数（ｍｅｍｂｅｒｓｈ
ｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎ）、その値をメンバシップ値（ｍ
ｅｍｂｅｒｓｈ １ｐｖａｌｕｅ）まＩ；は度合という
。 ｔａＩ図において、７アジイ推論装［５の目標評価装置
ｌは、運転指令を入力し、制御対象３（本実施例ではＤ
Ｃモータ）の状ｆｉｘを評価する装置であり、ファジィ
推論部２は、目標評価袋［１の出力を受けてファジィル
ールによりファジィ推論を行い推論結果を出力する装置
である。 本実施例では、制御対象３はＤＣモータであり、状ａＸ
は、ＤＣモータの印加電圧と回転速度である。 これらのデータから後記するＤＣモータの損失値と電流
値とが算出され、ファジィ推論部２は、これらの値から
ファジィルールによりＤＣモータが定格損失よりオーバ
しているか否かを推論する。 推論結果は、ミシンの表示装置（図示せず）に表示され
るようになっている。 次に、ファジィルールについて説明する。 第１図において、「○ルール」のところに示されるグラ
フは、それぞれメンバーシップ関数をグラフ化したもの
で、各グラフの縦軸は、０から１までのメンバシップ値
（ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｖａｌｕｅ）まＩ；は度合を
示す。 各グラフの横軸のパラメータは、それぞれ同図の左から
この順に損失値Ｐｌｏｓ（単位ＷＬ電流値■（単位Ａ）
、ＤＣモータの定格損失に対するオーバ値（単位Ｗ）を
示す。 これらの各パラメータは、それぞれ具体的な値を有して
いるが、ここでは定性的に示すに止める。 推論は、検出されたＤＣモータの電圧値と回転速度とか
ら後記する式で算出された電流値および損失値に対する
各メンバーシップ関数から小さいほうの度合に対する値
から、ＤＣモータの定格損失に対するオーバ値のメンバ
ーシップ関数により定格損失よりオーバしているか否か
を推論する。 オーバしている場合には、オーバしている値０ＶＥＲＷ
が出力され、表示装置（図示せず）に定量的に表示され
る。 ○ＤＣモータの特性 次に、ＤＣモータの特性について第３図を参照しながら
説明する。 同図に示すＤＣモータの特性カーブから、以下に示す式
が成立する。 Ｖ −Ｋ ＮΦ＋ＲＡＩ・・・・・・・・・・・・（１
）但し、（１）式において、 ｖ：ＴＩ！、圧 に：定数 Ｎ；回転速度 ＲＡ：電機子抵抗 ■＝電流 Φ：磁束 を示す。 （１）式の右辺で、ＤＣモータの磁束Φは、はぼ一定で
あり、定数に、電機子抵抗ＲＡも使用するＤＣモータの
シリーズでは、はぼ一定で定数と考えて良い。 従って、開式の右辺の変数は、ミシンの負荷に依存する
ＤＣモータの回転速度Ｎと電流！である。 いま、ＤＣモータの回転速度Ｎと印加電圧Ｖが分かれば
、（１）式から誘導される次式から電流Ｉを求めること
ができる。 即ち、 ｒ −（Ｖ−ＫＮ（Ｄ）／ＲＡ−・−・・・−・（２）
また、ＤＣモータの損失Ｐ ＬＯＳは、ＰＬＯ５−１２
ＲＡ＋Ｗ１・・・・・・・・・・・・（３）但し、（３
）式において、 Ｗｌ：モータに固有の損失であり、 ここでは一定とする。 から求めることができる。 Ｏミシンの負荷の自己診断用回路の構成次に、第２図を
参照しながらミシンの負荷の自己診断用回路の構成につ
いて簡単に説明する。 第２図において、第６図に示す従来例の回路構成と同じ
部分については、同一の符号を付けて、説明は省略する
。 Ｍ２図において、第６図に示す従来例の回路構成と異な
る点は、 １）低抵抗で、高容量（従って、ミシンに内蔵するとス
ペースを取る）の電流検出抵抗Ｒ５（第６図参照）を、
電流検出抵抗Ｒ５に付属するフィルター用の抵抗Ｒ６、
コンデンサＣ３および入力保護用ダイオードＤ２を含め
て使用していない点。 ２）第６図に示す従来例の回路構成では、制御用電源の
Ｖｃｃ−５Ｖの他にパワーＭＯＳＦＥＴ（ＦＥＴＩ）
ドライブ用のｔｒＲとしてＶａ（通常１２■）を必要
としたが、第２図に示す回路では、パワーＭＯ５ＦＥＴ
（以後ＦＥＴＩ） ドライブ用の電源として、より低圧
の電源でドライブできるので、制御用電Ｗ４Ｖｃｃ（５
Ｖ）を共用することができる。 る。 本実施例は、従来例とは異なり、電流検出抵抗（第６図
におけるＲ５）を必要とせず、その結果ＦＥＴ１をドラ
イブする電源は、ミシン制御用電源のＶｃｃ−５ｖでよ
いため従来に比較しスペースを取ることなく自己診断装
置をミシンに内蔵することが可能となった。 検出されたＤＣモータの回転速度Ｎと印加電圧Ｖとから
前記しｔ：（２）式および（３）式により、ＤＣモータ
の損失値Ｐ ＬＯＳと電流値■とが求められ、これらの
値を横軸とするメンバーシップ関数から定格損失に対し
てオーバしているか否かを推論し、オーバしいてる場合
には、オーバしｔ；値０ＶＥＲＷが出力され、ミシンの
模様表示等にも共用される表示装置（図示せず）に定量
的に表示される。 Ｏミシンの負荷の自己診断制御 次に、主として第２図を参照しながら本発明の実施例に
係わるミシンの負荷の自己診断制御について説明する。 本実施例は、従来例とは異なり、電流検出抵抗（第６図
におけるＲ５）を必要とせず、その結果ＭＯ５ＦＥＴ（
ＦＥＴｌ）をドライブする電源は、従来例のようにＶａ
（通常１２ｖ）を必要とせずミシン制御用電源のＶｃｃ
＝５Ｖでよいため、従来例に比べ余りスペースを取る事
なく自己診断装置をミシンＩこ内蔵することが可能とな
つｔ；。 同図において、コントローラＶＲＩを踏み込むと、■チ
ップＣＰＵ （以後ｒｃ２）はコントローラＶＲ１のレ
ベルをＡ／Ｄ変換し、ＤＣモータがそれに対応した回転
速度になるように ＰＷＭ信号（パルス幅制御信号）を出力する。 ＩＣ２は、ＤＣモータの印加電圧のピーク値ｖＰをもと
めるために、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３で分圧された値をＡ／
Ｄ変換し、分圧分を補正したデジタル値を算出する。 ＤＣモータの印加電圧Ｖは、この算出された値ＶＰかも
以下の式により求められる。（第４図参照）Ｖ−ＶＰＸ
ＴＰ／Ｔ・・・・・・・・・・・・・（４）但し、（４
）式において、 ＴＰ：パルス幅（時間表示） Ｔ ：ｆｉ大パルス輻（時間表示） ＤＣモータの回転速度（Ｎｒｐｍ）は、回転検出器を介
してＣＰＵに入力され、電流値Ｉは、（２）式により、
またＤＣモータの損失値Ｐ ＬＯ５は、（３）式により
求められる。 求められｆ：ＤＣモータの損失値Ｐ ＬＯ５と電流値■
とにより、これらの値を横軸とするメンバーシップ関数
から、第１図に示すように、これらのメンバーシップ関
数の度合の小さい値に対応する定格損失に対してオーバ
した値を横軸とするメンバーシップ関数から定格損失に
対してオーバした値０ｖＥＲＷが出力され、ミシンの模
様表示等にも共用される表示装置（図示せず）に定量的
に表示される。 【発明の効果】 以上のように本発明によれば、ＤＣモータを用いてミシ
ンの上軸および下軸を駆動する電子ミシンにおいて、ミ
シンを駆動するＤＣモータの電流値を、容量が大きくか
つスペースを取る電流検出抵抗を使用せずに、かつ、従
来例のようにＶａ（通常１２Ｖ）を必要とせず、ミシン
の制御用電源（Ｖｃｃ −５Ｖ）でモータの印加電圧と
回転速度とを検出し、これらの値からモータの損失値と
電流値を算出し、その算出された値を７アジイ量として
取り扱い、ファジィ推論によりＤＣモータが定格損失よ
りオーバしているか否かを推論し、ミシンの負荷が基準
値に収まっているかどうかを定量的に表示できるという
効果が得られる。
明する。 Ｏファジィ理論とは 本願の説明に先立ち、まずファジィ理論について簡単に
説明する。ファジィ理論はアメリカのカルフォルニア大
学のザブ−（Ｌｏｔｆｉ Ａ、Ｚａｄｅｈ）教授が、１
９６４年に提案したあいまいな概念の集合とその要素を
扱う理論である。 あいまいさは、ファジィ集合（ｆｕｚｚｙ ５ｅｔ）と
いう集合で表現する。 ファジィ集合とは、各要素を含むかどうかが不明確な集
合である。 例えば、「若い人」という集合は、明確に定義できない
。人によってとらえ方が違うあいまいな概念である。第
５図に示すように３０歳の人が「若い人」に属す度合を
従来のような”１”（属す）か０（属さない）でなく、
０．７のような［０，１］区間の実数値で表す。 これを表す関数をメンバシップ関数（ｍｅｍｂｅｒｓｈ
ｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎ）、その値をメンバシップ値（ｍ
ｅｍｂｅｒｓｈ １ｐｖａｌｕｅ）まＩ；は度合という
。 ｔａＩ図において、７アジイ推論装［５の目標評価装置
ｌは、運転指令を入力し、制御対象３（本実施例ではＤ
Ｃモータ）の状ｆｉｘを評価する装置であり、ファジィ
推論部２は、目標評価袋［１の出力を受けてファジィル
ールによりファジィ推論を行い推論結果を出力する装置
である。 本実施例では、制御対象３はＤＣモータであり、状ａＸ
は、ＤＣモータの印加電圧と回転速度である。 これらのデータから後記するＤＣモータの損失値と電流
値とが算出され、ファジィ推論部２は、これらの値から
ファジィルールによりＤＣモータが定格損失よりオーバ
しているか否かを推論する。 推論結果は、ミシンの表示装置（図示せず）に表示され
るようになっている。 次に、ファジィルールについて説明する。 第１図において、「○ルール」のところに示されるグラ
フは、それぞれメンバーシップ関数をグラフ化したもの
で、各グラフの縦軸は、０から１までのメンバシップ値
（ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｖａｌｕｅ）まＩ；は度合を
示す。 各グラフの横軸のパラメータは、それぞれ同図の左から
この順に損失値Ｐｌｏｓ（単位ＷＬ電流値■（単位Ａ）
、ＤＣモータの定格損失に対するオーバ値（単位Ｗ）を
示す。 これらの各パラメータは、それぞれ具体的な値を有して
いるが、ここでは定性的に示すに止める。 推論は、検出されたＤＣモータの電圧値と回転速度とか
ら後記する式で算出された電流値および損失値に対する
各メンバーシップ関数から小さいほうの度合に対する値
から、ＤＣモータの定格損失に対するオーバ値のメンバ
ーシップ関数により定格損失よりオーバしているか否か
を推論する。 オーバしている場合には、オーバしている値０ＶＥＲＷ
が出力され、表示装置（図示せず）に定量的に表示され
る。 ○ＤＣモータの特性 次に、ＤＣモータの特性について第３図を参照しながら
説明する。 同図に示すＤＣモータの特性カーブから、以下に示す式
が成立する。 Ｖ −Ｋ ＮΦ＋ＲＡＩ・・・・・・・・・・・・（１
）但し、（１）式において、 ｖ：ＴＩ！、圧 に：定数 Ｎ；回転速度 ＲＡ：電機子抵抗 ■＝電流 Φ：磁束 を示す。 （１）式の右辺で、ＤＣモータの磁束Φは、はぼ一定で
あり、定数に、電機子抵抗ＲＡも使用するＤＣモータの
シリーズでは、はぼ一定で定数と考えて良い。 従って、開式の右辺の変数は、ミシンの負荷に依存する
ＤＣモータの回転速度Ｎと電流！である。 いま、ＤＣモータの回転速度Ｎと印加電圧Ｖが分かれば
、（１）式から誘導される次式から電流Ｉを求めること
ができる。 即ち、 ｒ −（Ｖ−ＫＮ（Ｄ）／ＲＡ−・−・・・−・（２）
また、ＤＣモータの損失Ｐ ＬＯＳは、ＰＬＯ５−１２
ＲＡ＋Ｗ１・・・・・・・・・・・・（３）但し、（３
）式において、 Ｗｌ：モータに固有の損失であり、 ここでは一定とする。 から求めることができる。 Ｏミシンの負荷の自己診断用回路の構成次に、第２図を
参照しながらミシンの負荷の自己診断用回路の構成につ
いて簡単に説明する。 第２図において、第６図に示す従来例の回路構成と同じ
部分については、同一の符号を付けて、説明は省略する
。 Ｍ２図において、第６図に示す従来例の回路構成と異な
る点は、 １）低抵抗で、高容量（従って、ミシンに内蔵するとス
ペースを取る）の電流検出抵抗Ｒ５（第６図参照）を、
電流検出抵抗Ｒ５に付属するフィルター用の抵抗Ｒ６、
コンデンサＣ３および入力保護用ダイオードＤ２を含め
て使用していない点。 ２）第６図に示す従来例の回路構成では、制御用電源の
Ｖｃｃ−５Ｖの他にパワーＭＯＳＦＥＴ（ＦＥＴＩ）
ドライブ用のｔｒＲとしてＶａ（通常１２■）を必要
としたが、第２図に示す回路では、パワーＭＯ５ＦＥＴ
（以後ＦＥＴＩ） ドライブ用の電源として、より低圧
の電源でドライブできるので、制御用電Ｗ４Ｖｃｃ（５
Ｖ）を共用することができる。 る。 本実施例は、従来例とは異なり、電流検出抵抗（第６図
におけるＲ５）を必要とせず、その結果ＦＥＴ１をドラ
イブする電源は、ミシン制御用電源のＶｃｃ−５ｖでよ
いため従来に比較しスペースを取ることなく自己診断装
置をミシンに内蔵することが可能となった。 検出されたＤＣモータの回転速度Ｎと印加電圧Ｖとから
前記しｔ：（２）式および（３）式により、ＤＣモータ
の損失値Ｐ ＬＯＳと電流値■とが求められ、これらの
値を横軸とするメンバーシップ関数から定格損失に対し
てオーバしているか否かを推論し、オーバしいてる場合
には、オーバしｔ；値０ＶＥＲＷが出力され、ミシンの
模様表示等にも共用される表示装置（図示せず）に定量
的に表示される。 Ｏミシンの負荷の自己診断制御 次に、主として第２図を参照しながら本発明の実施例に
係わるミシンの負荷の自己診断制御について説明する。 本実施例は、従来例とは異なり、電流検出抵抗（第６図
におけるＲ５）を必要とせず、その結果ＭＯ５ＦＥＴ（
ＦＥＴｌ）をドライブする電源は、従来例のようにＶａ
（通常１２ｖ）を必要とせずミシン制御用電源のＶｃｃ
＝５Ｖでよいため、従来例に比べ余りスペースを取る事
なく自己診断装置をミシンＩこ内蔵することが可能とな
つｔ；。 同図において、コントローラＶＲＩを踏み込むと、■チ
ップＣＰＵ （以後ｒｃ２）はコントローラＶＲ１のレ
ベルをＡ／Ｄ変換し、ＤＣモータがそれに対応した回転
速度になるように ＰＷＭ信号（パルス幅制御信号）を出力する。 ＩＣ２は、ＤＣモータの印加電圧のピーク値ｖＰをもと
めるために、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３で分圧された値をＡ／
Ｄ変換し、分圧分を補正したデジタル値を算出する。 ＤＣモータの印加電圧Ｖは、この算出された値ＶＰかも
以下の式により求められる。（第４図参照）Ｖ−ＶＰＸ
ＴＰ／Ｔ・・・・・・・・・・・・・（４）但し、（４
）式において、 ＴＰ：パルス幅（時間表示） Ｔ ：ｆｉ大パルス輻（時間表示） ＤＣモータの回転速度（Ｎｒｐｍ）は、回転検出器を介
してＣＰＵに入力され、電流値Ｉは、（２）式により、
またＤＣモータの損失値Ｐ ＬＯ５は、（３）式により
求められる。 求められｆ：ＤＣモータの損失値Ｐ ＬＯ５と電流値■
とにより、これらの値を横軸とするメンバーシップ関数
から、第１図に示すように、これらのメンバーシップ関
数の度合の小さい値に対応する定格損失に対してオーバ
した値を横軸とするメンバーシップ関数から定格損失に
対してオーバした値０ｖＥＲＷが出力され、ミシンの模
様表示等にも共用される表示装置（図示せず）に定量的
に表示される。 【発明の効果】 以上のように本発明によれば、ＤＣモータを用いてミシ
ンの上軸および下軸を駆動する電子ミシンにおいて、ミ
シンを駆動するＤＣモータの電流値を、容量が大きくか
つスペースを取る電流検出抵抗を使用せずに、かつ、従
来例のようにＶａ（通常１２Ｖ）を必要とせず、ミシン
の制御用電源（Ｖｃｃ −５Ｖ）でモータの印加電圧と
回転速度とを検出し、これらの値からモータの損失値と
電流値を算出し、その算出された値を７アジイ量として
取り扱い、ファジィ推論によりＤＣモータが定格損失よ
りオーバしているか否かを推論し、ミシンの負荷が基準
値に収まっているかどうかを定量的に表示できるという
効果が得られる。
第１図から第４図は本発明の実施例に係り、第１図はミ
シンの負荷を自己診断するファジィ推論装置を示すブロ
ック図、第２ｒＭはミシンに内蔵されたミシンの負荷の
自己診断回路のブロック図、第３図はＤＣモータの特性
を示す線図、第４図はＰＷＭ制御における印加電圧の求
め方を説明する図、第５はファジィ理論の概要を説明す
るためのグラフ、第６図は従来例に係わるミシンに内蔵
されたミシンの負荷の自己診断回路のブロック図である
。 ５は７アジイ推論装置である。 特許出願人 蛇の目ミシン工業株式会社第 図 年齢（歳） 飼茗 図 １（Ａ） ＷＭ
シンの負荷を自己診断するファジィ推論装置を示すブロ
ック図、第２ｒＭはミシンに内蔵されたミシンの負荷の
自己診断回路のブロック図、第３図はＤＣモータの特性
を示す線図、第４図はＰＷＭ制御における印加電圧の求
め方を説明する図、第５はファジィ理論の概要を説明す
るためのグラフ、第６図は従来例に係わるミシンに内蔵
されたミシンの負荷の自己診断回路のブロック図である
。 ５は７アジイ推論装置である。 特許出願人 蛇の目ミシン工業株式会社第 図 年齢（歳） 飼茗 図 １（Ａ） ＷＭ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 I 、ＤＣモータを用いてミシンの上軸および下軸を駆
動する電子ミシンにおいて、該ＤＣモータに印加する電
圧値と回転速度との入力値に基づき、予め作成されたフ
ァジィルールにより該ＤＣモータが定格損失よりオーバ
しているか否かを推論するファジィ推論装置を備えたこ
とを特徴とするミシンの負荷を自己診断するコンピュー
タミシン。 II、前記ファジィ推論装置のファジィルールは、前記Ｄ
Ｃモータの電圧値と回転速度とから算出された電流値お
よび損失値に対する各メンバーシップ関数から定格損失
よりオーバしているか否かを推論するルールであること
を特徴とする請求項１に記載のミシンの負荷を自己診断
するコンピュータミシン。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1063523A JPH02243189A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | ミシンの負荷を自己診断するコンピュータミシン |
| US07/495,832 US5057757A (en) | 1989-03-17 | 1990-03-19 | DC motor control in electronic sewing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1063523A JPH02243189A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | ミシンの負荷を自己診断するコンピュータミシン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02243189A true JPH02243189A (ja) | 1990-09-27 |
Family
ID=13231666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1063523A Pending JPH02243189A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | ミシンの負荷を自己診断するコンピュータミシン |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5057757A (ja) |
| JP (1) | JPH02243189A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5341454A (en) * | 1989-06-16 | 1994-08-23 | Janome Sewing Machine Co., Ltd. | DC motor control in electronic sewing machine |
| US5206566A (en) * | 1990-03-08 | 1993-04-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Access method of actuator and control apparatus therefor |
| JP2883429B2 (ja) * | 1990-09-21 | 1999-04-19 | 三菱電機株式会社 | ミシンの縫製データ作成装置 |
| JPH09140974A (ja) * | 1995-11-20 | 1997-06-03 | Brother Ind Ltd | ミシン |
| CN104201954B (zh) * | 2014-08-13 | 2017-01-25 | 上海交通大学 | 船舶电力系统励磁电压调节方法 |
| US10563332B2 (en) * | 2016-03-28 | 2020-02-18 | Hsuan-Tai CHEN | Closed-loop control device of a mechanical sewing machine and method for controlling the same |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH647901A5 (de) * | 1979-10-19 | 1985-02-15 | Gegauf Fritz Ag | Elektrische antriebsvorrichtung mit einem aus dem netz ueber einen gleichrichter gespeisten gleichstrommotor. |
| JPS59105494A (ja) * | 1982-12-09 | 1984-06-18 | 三菱電機株式会社 | ミシンにおける制御装置 |
| JPH0650442B2 (ja) * | 1983-03-09 | 1994-06-29 | 株式会社日立製作所 | 設備群制御方法およびシステム |
| JPH0736123B2 (ja) * | 1983-05-09 | 1995-04-19 | 株式会社日立製作所 | 設備群制御方法 |
| EP0176599B1 (en) * | 1984-03-02 | 1990-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Device for driving a sewing machine |
| JPH0734162B2 (ja) * | 1985-02-06 | 1995-04-12 | 株式会社日立製作所 | 類推制御方法 |
| JPS61218323A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-27 | 株式会社東芝 | 事故判定方法 |
| JPH0655236B2 (ja) * | 1985-11-06 | 1994-07-27 | 松下電器産業株式会社 | ミシン制御装置 |
| JPS62123978A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-05 | Mitsubishi Electric Corp | ミシン制御装置 |
| US4673851A (en) * | 1986-03-31 | 1987-06-16 | General Motors Corporation | PWM motor operating system with RFI suppression |
| US4749927A (en) * | 1986-04-11 | 1988-06-07 | Ampex Corporation | Adaptive digitally controlled motor drive system and method |
| EP0241286B2 (en) * | 1986-04-11 | 1994-11-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | An auto-tuning controller |
| JP2641156B2 (ja) * | 1986-07-03 | 1997-08-13 | ブラザー工業 株式会社 | ミシンにおけるモータ制御装置 |
| US4749923A (en) * | 1987-04-14 | 1988-06-07 | Yong Huei Hsing Electric Industries Corp. | Electric sewing machine motor control device |
| US4763052A (en) * | 1987-06-25 | 1988-08-09 | The Superior Electric Company | Method and means for driving a brushless D.C. motor |
| JPH01132450A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-24 | Nissan Motor Co Ltd | アンチスキッドブレーキシステム |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1063523A patent/JPH02243189A/ja active Pending
-
1990
- 1990-03-19 US US07/495,832 patent/US5057757A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5057757A (en) | 1991-10-15 |
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