JPH04256772A - 加工布認識装置 - Google Patents

加工布認識装置

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JPH04256772A
JPH04256772A JP1653691A JP1653691A JPH04256772A JP H04256772 A JPH04256772 A JP H04256772A JP 1653691 A JP1653691 A JP 1653691A JP 1653691 A JP1653691 A JP 1653691A JP H04256772 A JPH04256772 A JP H04256772A
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JP
Japan
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cloth
pattern
amount
work
image data
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JP1653691A
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English (en)
Inventor
Koichi Akaha
浩一 赤羽
Etsuzo Nomura
悦造 野村
Hirosumi Itou
伊藤 弘純
Hirokazu Takeuchi
浩和 竹内
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加工布認識装置に関し、
詳しくは加工布を撮像して得られた2次元画像データに
基づいて、加工布の布端や柄の位置を認識する装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来から、加工布を撮像して、加工布の
布端や柄を認識する装置が知られている。例えば、特開
昭63−125292号公報に示されるような柄合せミ
シン等に用いられている。この柄合せミシンでは、作業
者によりミシンベッドに載置された上下2枚の加工布を
、それぞれ上下方向から撮像装置により撮像し、撮像に
より得られた2次元画像データに基づいて各加工布の柄
の位置を検出している。この2次元画像データは、加工
布からの反射光の輝度と平面座標とを対応付けたデータ
であるため、輝度の変化する位置を柄の境界として認識
することができる。そして、検出された上下の加工布の
柄の位置から、両者の柄のずれ量を算出し、そのずれに
応じて両加工布を相対移動させて柄合せを行ない縫い合
わせている。このため、上下の加工布は、柄が揃えられ
て縫製される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、撮像装
置からの2次元画像データにより加工布の柄や布端を認
識する装置では、対象となる加工布が極端に明るかった
り暗かったりした場合には、加工布の柄や布端を正確に
認識できないことがあった。つまり、加工布が極端に明
るい場合には、画像データの輝度がピーク値にまで達し
てしまい、逆に、暗い場合には輝度が最低レベル近傍に
揃ってしまうため、輝度の変化する位置となる柄の境界
や布端を正確に認識できないのである。対象となる加工
布の総てが、認識装置で認識できる範囲の適度な明るさ
であれば問題はないものの、実際には様々な加工布を対
象としている場合がほとんどであるため、常に加工布を
正確に認識できるとはいえない。また、作業環境におけ
る外乱光の影響を受けて誤認識することもあった。
【0004】本発明の加工布認識装置は上記課題を解決
し、加工布の明るさに関わりなく、加工布の布端や柄の
位置を正確に認識することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の加工布
認識装置は、図1に例示するように、加工布を撮像して
2次元画像データを出力する撮像手段と、上記撮像手段
により出力された2次元画像データに基づいて、上記加
工布の布端および/あるいは柄の位置を認識する認識手
段とを備えた加工布認識装置において、上記撮像手段に
入射する光量を調整する光量調整手段を備えたことを要
旨とする。
【0006】上記構成を有する本発明の加工布認識装置
は、撮像手段により加工布を撮像して出力された2次元
画像データに基づいて、認識手段が加工布の布端および
/あるいは柄の位置を認識するのであるが、光量調整手
段により撮像手段に入射する光量が調整される。
【0007】従って、撮像手段に入射する光量が調整さ
れるため、認識手段に出力される2次元画像データの輝
度が変更されることとなる。この結果、加工布の明るさ
に関わりなく、認識手段により加工布の布端あるいは/
および柄の位置を正確に認識することができる。
【0008】尚、撮像手段に入射する光量の調整は、加
工布を照射する照射光量の調整や、絞り機構による絞り
調整等が挙げられる。
【0009】
【実施例】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、以下本発明の加工布認識装置の好適な
実施例について説明する。
【0010】図2,図3,図4は、一実施例としての柄
合せミシンを表すもので、図2は柄合せミシンの部分正
断面図、図3は柄合せミシンの部分側断面図、図4は柄
合せミシンの部分平断面図である。
【0011】図3に示すように、ミシンアーム1aには
下端に針2aを有する針棒2が装着され、図2に示すよ
うに、ミシンベッド1b上の針板3を貫通して上下動さ
れる針2aとミシンベッド1b内の図示しない糸輪補捉
器との協働により2枚の加工布W1,W2が互いに縫合
わされる。針2aの落下位置近傍において針板3の下方
には下布送り装置を構成する下送り歯4が四運動送り可
能に配置され、この下送り歯4と押え足5との協働によ
り両加工布W1,W2に送りが付与される。押え足5の
両側には上布送り装置を構成する上送り歯6が四運動送
り可能に配置され、この上送り歯6により上加工布W1
に送りが補足付与される。そして、この実施例では、図
8に示す周知構成の上送り変更装置7により、上送り歯
6の送り量が下送り歯4の送り量に対し相対的に変更さ
れるようになっている。尚、この上送り変更装置7は、
本願出願人による特開昭62−186889号公報(特
願昭61−27620号)にも開示されているので、参
照されたい。
【0012】図3及び図4に示すように、針棒2の右側
においてミシンベッド1b上には、その左側部において
開口するハウジング10が載置され、そのハウジング1
0の左側開口11近傍において針2aより布送り込み側
には布分離板12及び上板13が上下に所定間隔をおい
て配設されている。この布分離板12及び上板13はハ
ウジング10内の上下位置調節機構14及び左右位置調
節機構15に駆動連結され、両者14,15の作動に基
づいてミシンベッド1b上面と布分離板12との間隔及
び布分離板12と上板13との間隔が調整されるととも
に、両者12,13の左右方向の配置位置が調整される
ようになっている。なお、前記各機構14,15の詳細
な構成について、必要ならば、この出願と同一の出願人
による特開昭58−105789号公報を参照されたい
【0013】図2及び図4に示すように、布分離板12
の下方においてミシンベッド1b上には投光素子及び受
光素子よりなる布端センサ16が配設され、下加工布W
2の側端縁(布端)を検出して布端検出信号を出力する
。この布端センサ16は、布送り方向に対し交差する方
向に複数配列された光検出器の集合体として形成された
公知のものであり、後述するCPU51はその検出状態
により、下加工布W2の布端の設定位置(縫い代)から
の離脱方向及び離脱量を判別する。このセンサは本願出
願人による特公昭60−28517号公報に記載されて
いるので詳細な説明は省略する。
【0014】布端センサ16の布送り込み側(手前側)
で、布分離板12の上方及び下方には、それぞれ上加工
布W1の上面,下加工布W2の下面を撮像する2次元イ
メージセンサよりなる上布柄センサ17,下布柄センサ
18が対向するように設けられる。この上布柄センサ1
7,下布柄センサ18は、図5に示すように、ミシンベ
ッド1bに立設された支柱70に以下のように上下方向
移動可能に装着される。支柱70には、ミシンベッド1
bの上方及び下方にネジ70a,70bが形成され、こ
のネジ70a,70bに移動部材71,72が噛合して
いる。各布柄センサ17,18は、この移動部材71,
72と支持アーム73,74を介して連結されている。 このため、支柱70を回転あるいは移動部材71,72
を回転することにより、各布柄センサ17,18の上下
位置が変更可能となっている。
【0015】各布柄センサ17,18にはレンズ77,
78が装着される。そして、このレンズ77,78を囲
むようにそれぞれ円筒形の上布照明装置87,下布照明
装置88が挿通されて、支持アーム75,76により支
柱70に支持されている。この上下の布照明装置87,
88は、図6(底面図)に示すように、レンズ77,7
8を取り囲むようにの複数の光ファイバ90を、その先
端を布分離板12に向けて円周状に配設したものである
【0016】尚、ミシンベッド1bの下布柄センサ18
に対向する位置には、穴1cが穿設されており、ミシン
ベッド1bより下方からでも下加工布W2を撮像できる
ようになされている。
【0017】このように配設された上下の布柄センサ1
7,18は、それぞれ加工布W1,W2を撮像して2次
元画像データを後述する電子制御装置100に出力する
。この2次元画像データは、図7に示す布柄センサ17
,18の撮像エリア17a,18a内における、加工布
W1,W2の反射光の輝度と座標位置とを対応付けたデ
ータである。従って、この画像データに基づいて各加工
布W1,W2の輝度の変化する位置を柄の境界線として
、柄の位置を検出することができる。そして、この柄の
位置から、布送り方向(y方向)のずれ量データnと、
布送り方向に直交する方向(x方向)のずれ量データm
とが次式に基づく演算によって求められる。即ち、各布
柄センサ17,18によって認識された加工布W1,W
2に関する画像データを、各座標における輝度f(x,
y),g(x,y)で表すと、両者の相互相関関数R(
m,n)は次式で表される。
【0018】
【数1】
【0019】ここで、相互相関関数R(m,n)の値を
最大にするためのm,nの値がそれぞれ下加工布W2に
対する上加工布W1のx方向及びy方向のずれ量となる
。尚R(m,n)は、x1 ≦x≦x2 ,y1 ≦y
≦y2 の領域内における柄の合致度を表しており、パ
ラメータm,nの関数である。電子制御装置100は、
予め設定されたm,nのとり得る範囲、即ち −|x2 −x1 |≦m≦|x2 −x1 |−|y
2 −y1 |≦m≦|y2 −y1 |のうち、R(
m,n)が最大となるm,nの値を求める。また、パラ
メータm,nの正負により、上下布の柄のずれ方向が判
別される。
【0020】一方、前記ハウジング10内には上アーム
20がピン21により回動可能に支持され、その先端が
開口11を介して上板13の上方まで延びている。上ア
ーム20の先端には上板13の開口13aを介して上加
工布W1に当接可能な回転輪22が回転可能に支持され
、上アーム20の基端に装着されたサーボモータ23に
より、歯車伝達機構24を介して回転駆動されるように
なっている。
【0021】ハウジング10の内部に設けられたパルス
モータ25と上アーム20との間には弾性リンク26が
配設されている。この弾性リンク26は、パルスモータ
25の出力軸27に回動アーム28を介して連結された
シリンダ29と、そのシリンダ29内に移動可能に収容
され、その外端において上アーム20の軸支部近傍に回
動可能に連結されたロッド30と、そのロッド30を外
方へ移動付勢するように、シリンダ29内に配設された
ばね30aとから構成されている。
【0022】そして、上アーム20が図3に示す位置に
配置された状態で、パルスモータ25が同図の矢印P方
向へ回転駆動されることにより、回動アーム28及び弾
性リンク26を介して上アーム20が同図の矢印Q方向
へ回動され、回転輪22が上加工布W1に当接される。 引き続き、パルスモータ25が同P方向へ所定角度回転
されることにより、シリンダ29内のばね30aが圧縮
され、そのばね力により回転輪22が上加工布W1に圧
接されるようになっている。なお、上アーム20,回転
輪22,上布用サーボモータ23,弾性リンク26及び
パルスモータ25等により上布移動装置31が構成され
ている。
【0023】上アーム20の下方において、ハウジング
10内には下アーム32がピン33により回動可能に支
持され、その先端が開口11及びミシンベッド1b上の
凹部19を介して布分離板12の下方まで延びている。 下アーム32の先端には下加工布W2に当接可能な回転
輪34が回転可能に支持され、下アーム32の基端に装
着されたサーボモータ35により、歯車伝達機構36を
介して回転駆動されるようになっている。
【0024】ハウジング10の内部に設けられたパルス
モータ37と下アーム32との間には弾性リンク38が
配設されている。この弾性リンク38は、パルスモータ
37の出力軸39に回動アーム40を介して連結された
シリンダ41と、そのシリンダ41内に移動可能に収容
され、その外端において下アーム32の軸支部近傍に回
動可能に連結されたロッド42と、そのロッド42をシ
リンダ内方へ移動付勢するように、シリンダ41内端面
とロッド42のフランジ42aとの間に介装されたばね
42bとから構成されている。
【0025】そして、下アーム32が図3に示す位置に
配置された状態で、パルスモータ37が同図の矢印R方
向へ回転駆動されることにより、回動アーム40及び弾
性リンク38を介して下アーム32が同図の矢印S方向
へ回動され、回転輪34が下加工布W2に当接される。 引き続き、パルスモータ37が同R方向へ所定角度回転
されることにより、シリンダ41内のばね42bが圧縮
され、そのばね力により回転輪34が下加工布W2に圧
接されるようになっている。なお、下アーム32,回転
輪34,サーボモータ35,弾性リンク38及びパルス
モータ37等により下布移動装置43が構成され、この
下布移動装置43,上布移動装置31,下送り歯4,上
送り歯6及び上送り変更装置7等により相対移動発生装
置が構成されている。
【0026】次に、以上のように構成された柄合せミシ
ンの駆動制御を司る電子制御装置100について図8に
基づいて説明する。電子制御装置100は、周知の算術
論理演算回路を構成するCPU51,ROM52,RA
M53を備える。
【0027】CPU51は、柄合せミシン全体の動作を
制御する周知の中央処理装置である。ROM52にはミ
シン全体の動作を制御するためのプログラム等が記憶さ
れ、RAM53には設定された縫代データや検出された
両加工布W1,W2の画像データ等を記憶するための領
域が設けられている。
【0028】CPU51には、上布柄センサ17、下布
柄センサ18、布端センサ16、針2aの上下位置を検
出するための針位置検出装置54、下送り歯4の送り量
を検出するための下送り量検出装置55、上下送り歯6
,4の送り量を設定するための送り量設定装置56、縫
代を設定するための縫代設定装置57及び起動ペダル5
8が入力インターフェース59を介して接続され、それ
らからCPU51に各種信号が入力される。また、CP
U51には上送り変更装置7、上布移動装置31、下布
移動装置43、ミシンモータ60、上布照明装置87、
下布照明装置88が出力インターフェース61及び駆動
回路62,63,64,65,67,68を介して接続
され、それらに対してCPU51から駆動信号が出力さ
れる。
【0029】次に、電子制御装置100が実行する縫製
制御処理について説明する。図9は、縫製制御ルーチン
を表すフローチャートで、柄合せミシンの電源が投入さ
れると起動する。
【0030】まず、起動ペダル58の操作によりミシン
モータ60が起動したか否かを判断し、起動するまで待
機する(S1)。ミシンモータ60が起動すると、次に
、上布照明装置87、下布照明装置88の照射光量の調
整処理を行なう(S2)。
【0031】この処理は、図10の光量制御ルーチンに
沿って実行される。この処理では、まず、上布柄センサ
17により上加工布W1を撮像して得られた2次元画像
データに基づいて、その平均輝度が予め定められた基準
範囲内(上限値A以下で下限値B以上)にあるか否かを
判断する(S20)。基準範囲内にない場合には、平均
輝度が上限値Aよりも高い(明るい)か否かを判断する
(S21)。平均輝度が上限値Aよりも高い場合(例え
ば、上加工布W1の柄や地が白色等の明るい生地の場合
)には、上布照明装置87の照射光量を減少させて暗く
し(S22)、ステップ21に戻る。このため、上布柄
センサ17への入射光量が減少することになる。
【0032】ステップ22の処理により平均輝度が上限
値A以下になると、あるいは最初から平均輝度が上限値
A以下の場合には、平均輝度が下限値Bよりも低い(暗
い)か否かを判断する(S23)。平均輝度が下限値B
よりも低い場合(例えば、上加工布W1の柄や地が黒色
等の暗い生地の場合)には、上布照明装置87の照射光
量を増大させて明るくし(S24)、ステップ23に戻
る。このため、上布柄センサ17への入射光量が増大す
ることになる。
【0033】上加工布W1の平均輝度が基準範囲内に収
まると、次に、下加工布W2に対して上述した処理を行
なう。即ち、下加工布W2を撮像して得られた2次元画
像データの平均輝度が基準範囲内にない場合には(S2
5:NO)、平均輝度が上限値Aより高ければ(S26
:YES)下布照明装置88を暗くし(S27)、下限
値Bよりも低ければ(28:YES)下布照明装置88
を明るくする(S29)。こうして、上加工布W1と同
様に、下加工布W2の平均輝度が基準範囲に収まること
となる。
【0034】つまり、この光量制御ルーチンでは、実際
の縫製を行なう前に、予め、布柄センサ17,18が柄
検出を行なうのに適切な布照明装置87,88の照射光
量をそれぞれ設定するのである。従って、加工布W1,
W2の明るさに応じた照射光量を設定できる。
【0035】尚、この光量制御ルーチンの開始時には、
上布照明装置87,下布照明装置88は、駆動回路67
,68により駆動されて所定の照射光量で照射開始して
いる。
【0036】以上説明した、光量制御処理が終了すると
、図9のステップ3の処理に移行する。ステップ3では
、布端センサ16からの検出データと予め設定された縫
代データとを比較して、下加工布W2の側端縁が所定位
置にあるか否かを判断する。下加工布W2の側端縁が所
定位置にない場合には、縫代が大の方向にずれているか
否かを判断する(S4)。その判断結果が「YES」の
場合には、布端位置のずれに応じた下加工布W2の移動
量を演算して、下布移動装置43の回転輪34を縫代減
少方向に修正駆動する(S5)。逆に、ステップ4の判
断結果が「NO」の場合には、布端位置のずれに応じた
下加工布W2の移動量が演算して、下布移動装置43の
回転輪34を縫代増大方向に修正駆動する(S6)。 従って、常に所定の縫代を確保して縫製が続行される。
【0037】ステップ3の判断結果が「YES」の場合
、あるいはステップ5又は6の動作の終了後は、下布柄
センサ18及び上布柄センサ17により各加工布W2,
W1を撮像して、各加工布W1,W2の柄検出のための
画像データを取り込み(S7,S8)、その画像データ
に基づき、上加工布W1の布送り方向及びそれと交差す
る方向への柄のずれ量n,mを演算する(S9)。 その後、布送り方向にずれているか否かを判断し(S1
0)、「YES」の場合には、ずれ量nに基づいて上送
り変更量を演算するとともに(S11)、その演算結果
に基づいて上送り変更装置7を修正駆動する(S12)
【0038】ステップ10の判断結果が「NO」、ある
いはステップ12の処理を行なうと、今度は、柄が布送
り方向と交差する方向にずれているか否かを判断する(
S13)。この判断結果が「YES」の場合には、ずれ
量mに基づいて上加工布W1の布送り方向と交差する方
向への移動量を演算するとともに(S14)、その演算
結果に基づいて上布移動装置31の回転輪22に対する
x方向のずれを修正する(S15)。
【0039】ステップ13の判断結果が「NO」、ある
いはステップ15の処理を行なうと、縫製終了か否かを
判断し(S16)、縫製終了であれば本制御ルーチンを
終了する。縫製終了でなければ、上述したステップ3の
処理に戻り、上記の処理を繰り返す。尚、ステップ3か
らの処理は、針位置検出装置54からの検出信号に基づ
くタイミングで開始される。
【0040】従って、2枚の加工布W1,W2間に布送
り方向への柄ずれが生じている場合、及び布送り方向と
交差する方向への柄ずれが生じている場合のいずれにお
いても、上送り変更装置7及び上布移動装置31の作動
により上加工布W1が下加工布W2に対し前記両方向へ
確実に相対移動される。そのために、横縞はもとより、
斜め縞や格子縞についても、2枚の加工布W1,W2を
正確に柄合わせしながら縫合わせることができる。
【0041】しかも、この柄合せを行なう前に、予め、
布柄センサ17,18で柄検出を行なうのに適した布照
明装置87,88の照射光量をそれぞれ設定しているた
め、加工布W1,W2がどのような明るさの生地であっ
ても、正確に柄検出を行なうことができる。また、作業
環境における外乱光にも影響されない。この結果、柄合
せの精度を向上することができる。
【0042】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態
様で実施し得ることは勿論である。
【0043】例えば、本実施例では、布照明装置87,
88の照射光量を調整したが、布柄センサ17,18の
レンズ77,78に絞り調整機構を設けて、布柄センサ
17,18への入射光量を調整するように構成してもよ
い。また、布端センサ16を特別に設けることなく、布
柄センサ17,18で兼用させてもよい。
【0044】また、一枚の加工布の柄のみ、あるいは布
端のみを検出する構成であってもよい。また、本実施例
では、2次元画像データの平均輝度に基づいて照射光量
の調整を行なったが、2次元画像データの輝度分布を解
析して照射光量を調整してもよい。例えば、輝度毎の出
現頻度を表す輝度分布をとると、出現頻度がピークとな
る輝度が柄と地の各々の輝度に相当することから、これ
らの出現頻度の高い輝度が所定範囲内に入るように、つ
まり、出現頻度のピークを検出して柄と地の輝度が所定
の認識可能な輝度レベル内に入るように照射光量の調整
を行なってもよい。
【0045】また、予め、加工布の明るさに応じて加工
布の種類毎に照射光量を設定しておき、縫製の都度、加
工布に応じた照射光量に調整してもよい。勿論、絞り調
整により撮像装置への入射光量を調整してもよい。
【0046】更に、照度切換スイッチ等を設け、作業者
が加工布に応じて照射光量を切り換えるようにしてもよ
い。
【0047】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の加工布認
識装置によれば、撮像手段に入射する光量が調整されて
2次元画像データの輝度が変更されるため、加工布の明
るさに関わりなく、加工布の布端や柄の位置を正確に認
識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】
【図1】本発明の基本的構成を例示するブロック図であ
る。
【図2】柄合せミシンの部分正断面図である。
【図3】柄合せミシンの部分側断面図である。
【図4】柄合せミシンの部分平断面図である。
【図5】布柄センサの取付状態を表す部分側断面図であ
る。
【図6】レンズに装着された布照明装置の底面図である
【図7】柄検出状態を表す説明図である。
【図8】電子制御装置の概略構成を表すブロック図であ
る。
【図9】縫製制御ルーチンを表すフローチャートである
【図10】光量制御ルーチンを表すフローチャートであ
る。
【符号の説明】
17…上布柄センサ、18…下布柄センサ、87…上布
照明装置、88…下布照明装置、100…電子制御装置
、W1,W2…加工布

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  加工布を撮像して2次元画像データを
    出力する撮像手段と、上記撮像手段により出力された2
    次元画像データに基づいて、上記加工布の布端および/
    あるいは柄の位置を認識する認識手段とを備えた加工布
    認識装置において、上記撮像手段に入射する光量を調整
    する光量調整手段を備えたことを特徴とする加工布認識
    装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006192179A (ja) * 2005-01-17 2006-07-27 Juki Corp ミシン用照明装置
US7392755B2 (en) 2006-03-23 2008-07-01 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Sewing machine capable of embroidery sewing
US8755926B2 (en) 2011-03-14 2014-06-17 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Sewing machine with image synthesis unit
US9169588B2 (en) 2014-03-10 2015-10-27 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Sewing machine

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