JPH04504962A - 模様に即して布を縫合するための方法及びミシン - Google Patents

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】 模様に即して布を縫合するための方法 及びミシン 本発明は、請求項１または５の前提概念に記載の方法及びミシンに関するも゛の である。

ドイツ特許公開第３７３８８９３号公報から、ミシン用の模様整向装置が知られ ている。この模様整向装置の機能は、方法に関する本願の請求項１の前提概念に 対応している。この公知の模様整向装置を用いると、表面構造または模様が同一 の２枚の布を模様に即して縫合させることができる。この場合模様とは例えば市 松模様であり、１枚の布の、縫い目ラインに対して横方向に延びる模様ラインは 、他の布の対応する模様ラインと整列させねばならず、また一方の布の、縫い目 ラインに平行に延びる模様ラインは、他方の布の対応する模様ラインの場合と同 じ横方向の間隔で縫い目ラインから離れていなければならない。

縫い目ラインに平行に延びるように模様ラインを整向するための条件は、まず一 方の布の稜をステッチ形成位置から所定の間隔で整向させねばならないことであ る。

このために、布積の間隔を検出する稜センサが設けられている。間隔実際値が間 隔目標値からずれると、目標値と実際値のずれが小さくなるように稜案内装置の 整向手段が付勢される。このとき他方の布は、もし横方向においてずれがある場 合には、このずれに関して相互相関分析の際に得られたデータに基づき、稜案内 装置の他の整向手段によって模様に即して整向される。

この公知の模様整向装置は、ザツコに背面中央縫い目（Ｒｕｅｅｋｅｎｍ日ｔｅ ｌ＋ａｈｊ　）を形成させるため１こ主（こ使用される。この縫い目の申し分の ない外観は、ザツコの全体的な品質を判断する際の極めて重要な決め手になる。

その際市松模様の場合、左側部分と右側部分の横方向の模様ラインが互いに正確 に整列し、縦方向に延びる模様ラインがそれぞれ縫い目ラインに対して正確に等 間隔で延びていることが極めて重要である。しかしながら、ザツコの場合肩の領 域が比較的広いので、縫い目ラインに平行に延びる模様ラインがこの肩の領域で 縫い目ラインに対して鋭角を成して延びてしまう。縦方向に延びる模様ラインの 相互の間隔が面センナの幅を越えているような特定の模様の場合には、肩の領域 において、斜めに延びる縦ラインが面センナの測定領域からはみだすことがある 。その結果、一定の時間だけ縦ラインを検知することができず、縦ラインの横方 向の間隔を表わす信号が得られなくなる。このような状況を淋消するために、大 きさを適当に選定した面センナを使朋することができるが、このような面センナ は極めて高価である。

本発明の課題は、この種の模様を簡単に処理することができ、縦方向に延びる模 様ラインまたは構造因子が比較的大きな相互間隔を有するように、布を模様に即 して縫合するための方法及びミシンを提供することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１及び５の特徴部分によって解決される。

縦方向に延びている模様ラインまたは構造因子が面センナによって検知できるか どうかを迅速に確定するため、請求項２と３によれば、マスクイメージのりロケ ーションの後に行なわれる計算操作は、常に新たに計算される計算量を統一する ことによって簡単になり、２枚の布のオーバーラツプの度合いを正確に検出する ために必要な面倒な正確な計算方法はその都度興味の対象となるイメージ領域に 限定され、従って相互相関分析のための計算時間が著しく短縮される。

請求項４に記載された放物線近似方法により、イメージポイントが比較的大きな 場合でも、２枚の布の相互のずれを非常に正確に確定することができる。

相互相関分析の時間を短縮させることは、縦方向に延びている模様ラインが検知 可能であるかどうか、縫合されるべき２枚の布を横方向で合わせるために使用で きるかどうかを迅速に確定するために用いられるばかりでなく、模様のずれがあ った場合にこのずれを正確に検出して調整しながら縫製速度を高めるためにも用 いられる。

ミシンの構成に関する請求項の中では請求項６が特に有利である。この請求項６ によれば、稜走査七ンサは対応するマトリックスカメラの面センナの構成要、素 である。

このように構成すると、稜の走査のために別個のセンサを使用する必要がなくな る。

次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。

第１図は　２つのマトリックスカメラを備えたミシンの側面図。

第２図は　信号処理装置の構成図。

第３図は　サーチイメージとマスクイメージのイメージフォーマットの図、 第４図は　構造比較のための領域と両測定のための領域とから成るイメージフィ ールド全体の布に対する位置を表わす図、 である。

第１図に一部を図示したミシンは、基板１とヘッド２とを有している。ヘッド２ 内には、通常の布押え３を担持する布押え棒４と針棒５とが収納されている。針 棒５の、糸を案内する針６は、図示していないルーパーと協働する。互いに縫合 されるべき２枚の布７，８を移動させるため、ミシンは上送す９と乍送り１０と を有している。

下送り１０は担持体１１によって担持されている。担持体１１のフォーク状に構 成される端部は偏心輪１２と係合している。偏心輪１２は、基板１内に支持され ている軸１３に取り付けられ、１回のステッチ形成過程につき下送り１０に対し ｌ＠のストローク運動を与える。ｍ特休１１の他端はクランク１４に連結され、 該クランク１４は同様に基板１内に支持されている軸１５に固定されている。

軸１５の駆動は、図示していない位置調整可能な駆動機構により行なわれる。こ の駆動機構は、ドイツ特許第３３４６１６３号公報の第３図に図示されている、 符号１５を付された軸のための駆動機構と同一に構成されており、機能も同一で ある。

布押え棒４は、その下端に、ビン１７を担持している横木部１６を備えている。

ビン１７には連結棒１８が支持されている。連結棒１８は、枢着ビン１９によっ て上送り９に枢着されている。上送り９はバネ付勢される球体２０によって常時 下方へ押されており、そのストローク運動は、横木部１６に回動可能に支持され ているレバー２１によって与えられる。レバー２１の自由端は、上送り９０２つ の側部支持板によって担持されているローラ２２に係合している。レバー２１の 他端は、中間部材２３を介してアングルレバ−２４に連結されている。

アングルレバ−２４は、図示していない偏心駆動装置に連結されている。この偏 心駆動装置は、ドイツ特許第３３４６１６３号公報の第３図に図示された、アン グルレバ−４８を駆動するための傷心駆動装置に相当しており、ステッチ形成周 期で上送り９を持ち上げるために用いる。

上送り９を駆動するため、ビン１９には中間連結棒２５が係合している。中間連 結棒２５は枢着ビン２６によって揺動レバー２７に連結されている。揺動レバー ２７は図示していない駆動機構と連結されている。この駆動機構は、ドイツ特許 第３３４６１６３４＋公報の第３図に図示された、揺動レバー５８を駆動するた めの駆動機構と同一に構成され、その機能も同一である。

下送り１０に対する上送り９の送り量を可変にするため、位置調整装置２８が設 けられている゛。この位置調整装置２８は、ドイツ特許第３３４６１６３号公報 に開示された位置調整装置８０と同一に構成され、ここでは図示していないステ ッピングモータを有している。

布押え３の前方には、中間板２９によって互いに分離されている２枚の布７，８ を互いに稜を一致させて案内するた・めに、稜案内装置３０が設けられている。

この稜案内装置３０は、ドイツ実用新案登録第８５１６１８４号公報に開示され ている案内装置石に相当している。稜案内装置３０は上部ガイドホイール３１と 下部ガイドホイール３２とを有している。両ガイド本イール３１゜３２は、その ホイール本体の周面に、ホイール面に対して横に回転自在に配置される多数のロ ーラ３３を有している。上部ガイドホイール３１は首付きベルト伝動装置３４を 介してステッピングモータ３５に連結されている。

下部ガイドホイール３２は、歯付きベルト伝動装置３６を介してステッピングモ ータ３７と駆動連結している。

ヘッド２の前面に固定される担持体３８には、ＣＣＤマトリックスカメラ３９と 照明装置４０とが設けられている。

ステッチ形成位置の前方で針板４１に挿入されているガラス板４２の下方には、 該ガラス板４２に対して間隔を持って光誘導束４３が設けられている。光誘導束 ４３は、これに対して絶縁されている光誘導束４４によって取り囲まれている。

内側の光誘導束４３はＣＣＤマトリックスカメラ４５に接続され、外側の光誘導 束４４はリング状の照明装置４６に接続されている。ガラス板４２の下方には、 図示していない光学系が配置されている。

この光学系は測定面を目的に応じて照明し、該測定面を内側の光誘導束４３の端 面に結像させる。

ＣＣＤマトリックスカメラ３９は、デジタルイメージデータな記録するためのイ メージメモリ４７（第２図）に接続されている。イメージメモリ４７は、アドレ スに応じて、２つの異なった大きさの部分に分割されている。

より大きな部分は相関モジュール４８に接続され、より小さな部分は稜評価モジ ュール４９に接続されている。

ＣＣＤマトリックスカメラ４５は、デジタルイメージデ−タを記録するためのイ メージメモリ５０に接続されている。イメージメモリ５０もイメージメモリ４７ と同様に２つの異なった大きさの部分に分割されており、より大きな部分は相関 モジュール４８に、より小さな部分は相関モジュール４８と稜評価モジュール４ ９とは、ずれ修正モジュール５１に接続されている。ずれ修正モジュール５１に は調整モジュール５２が接続している。調整モジュール５２は、ステッピングモ ータ制御回路５３と導線５４，５５．５６とを介して、位置調整装置２８の図示 していないステッピングモータに、及び稜案内装置３０のステッピングモータ３ ５．３７に接続されている。イメージメモリ４７．５０と相関モジュール４８と 稜評価モジュール４９とずれ修正モジュール５１と調整モジュール５２とは信号 処理装置５７を形成している。

作動態様 ＣＣＤマトリックスカメラ３９．４５によって検知可能な、それぞれの布７また は８上のイメージフィールドＦは、はぼ４５Ｘ１５ｏｍｗである。この面積は、 イメージポイントが０．４４Ｘ０．４４＋ｍｗｏの場合、１０４列×３２行のマ トリックスフィールドを与える。このマトリックスフィールドには全部で３３２ ８個のイメージポイントが含まれている。第４図に示すように、両イメージフィ ールドＦは２つの機能的に異なる領域に分割されテイル。８５列（Ｓｐ）と３２ 行（２）（第３図）から成る部分Ａでは、送り方向■とこの方向に対して横方向 における布７，８の模様ずれが検出され、１９列と３２行から成る部分Ｂでは、 形成される縫い目Ｎに隣接する稜にの針６に対する位置が検出される。

図示していないＣＣＤｔンサの、イメージフィールドＦの各イメージポイントに 関係づけられる個々の行では、入射してくるフォトンによって電荷担体がフリー になる。

電荷担体の数は、それぞれのイメージポイントに冶ける像の明るさに対応してい る。電荷担体は各カメラの回路部分で１バイトのデジタルイメージデータに変換 される。

この場合、各イメージポイントの明るさはＯないし２５５の間の数値で表わされ る。

両市７，８の模様ずれを検出するため、下部のＣＣＤマトリックスカメラ４５の 、マスクイメージＭと呼ばれる像が、上部のＣＣＤマトリックスカメラ３９の、 サーチイメージＳと呼ばれる像に対し列と行に関しリロケーションされる。マス クイメージＭがサーチイメージＳから突出しないようにするため、マスクイメー ジＭはリロケーション範囲に比例して、部分Ａに対応するサーチイメージＳより も小さく選定される。

リロケーション範囲は、模様を整向する前の最大許容模様ずれに依存している。

許容模様すれか±１．５＋ｍｓの場合、リロケーション範囲は縦横１０イメージ ポイントである。各リロケーション方向において１０イメージポイントだけりロ ケーションすると１１個の異なる合同状態（Ｄｅｅｋｕｎｇｓ！ｕｓｌａｅｎｄ ｅ　）が生じ（出発位置＋１０１ｍ１のりロケーション）、また精度を高めるた めに関数値間に補関し、このためにフィールドを各境界において１関数値だけ拡 げるので、最終的には１３Ｘ１３個のｇ数値のフィールドが得られる。従ってマ スクフィールドＭはサーチフィールドＳに対し列方向及び行方向においてそれぞ れ１２イメージポイントだけより小さく選定される。

布７．８の模様または表面構造の延在態様を再生する２つの関数の類似性は、規 格化された二次元の相互相関関数ＫＫＦによって正確に算出することができる。

ＫＫＦ係数ｐは次の式によって得られる。

ｐ　＝相互相関係数、値の範囲（−１，、、、、＋１）Ｓ、＝イメージ１　（サ ーチイメージ）の１つのイメージポイントのグレイ値 Ｍ、＝イメージ２（マスクイメージ）の１つのイメージポイントのグレイ値 Ｓ　＝サーチイメージの一部分からの平均値Ｍ　＝マスクイメージの平均値 １ｊ＝イメージ座標における行、列の制御変数ＫＫＦ係数は、比較された関数の 類似性を表わす量であり、（−１，、、、、、＋１）の範囲の値である。この場 合、 ｐ＝＋１：最大類似 ｐ＝０　：類似性なし ｐ＝−１：最大“逆”類似 を示している。

襟準的な処置では、ＫＫＦ係数はそれぞれの可能なずれに対しずれの範囲内で算 出される。これにより、２つのりロケーションファクタを変数とする二次元関数 が得られる。２つのイメージが最大に一致する範囲では、この二次元関数は最大 値を示す。最大値の大きさは、類似性の度合いを示す量である。

規格化されたＫＫＦを使用する場合、それぞれのりロケーションを行なった後、 正確な算出のために次の項がすべてのイメージベアを評価するために、１３Ｘ１ ３干１６９のＫＫＦ係数が決定される。各ＫＫＦ係数を算出する場合に行及び列 ごとにサーチフィールドＳのイメージポイントのグレイ値Ｓ１にマスクフィール ドＭのイメージポイントのグレイ値Ｍ口を乗積し、さらに上記項が算出されるの で、１つのイメージペア全体のＫＫＦ分析に対しては７０００００以上の計算操 作が生じる。従って２０ＭＨｚでクロックされるコンピュータを使用する場合、 計算時間は約３７分である。データを記録し。

カメラから評価システムに伝送するために記録に約５分、調整量の算出するため に約１０分を要するので、純粋な計算時間にこれらを加えると、全体の時間は５ ０分を越えるものになる。このような比較的長い時間はミシンがゆっくり作動す る場合に生じる。

回転数が６０００回／分のミシンを使用するためには、計算時間をかなり短縮さ せねばならない。このために精度をわずかに落しても、上記の項１は模様比較を 行なう各サーチイメージ部分によって算出されない。その代わリサーチイメージ Ｓ全体によって平均値が１回だけめられ、その結果は各リロケーションステップ ごとに使用される。

計算時間をさらに短縮させるため、ＫＫＦが最大値に達するようなりロケーシツ ンに対してのみ上記の項４と５が算出される。というのも、この最大値は模様に 関係づける場合にだけ有益だからである。規格化されていない最大値を決定する ため、には、ＫＫＦ係数をめるための方程式を算する演算器で項を算出すること によって、マスクイメージＭのリロケーション後にＫＫＦ合計を出す。次にＫＫ Ｆ合計を量に応じて分類し、それによってＫＫＦ合計の規格化されていない最大 値がめられる。

明るい布または模様の場合にＫＫＦ合計は高い値を示し、暗い布またはＳ＊の場 合に低い値を示すので、ＫＫＦ合計の最大値は、関数の実際の類似性、即ち模様 ずれの実際の状態を表わすものではない。関数最大値のための規格化されたＫＫ Ｆ係数を算出した後に２つの模様の類似性の度合いがあかり、測定値をずれの調 整のために参考にできるかどうかを決定することができる。しかし時間のかかる 計算はきわたった最大値、即ち一際突出した少数の最大値に対してしか適用され ないので、この処置によって計算時間をほぼ部分の−に短縮させることができる 。このようにして、回転数が６０００回／分の高速ミシンにも簡単な二次元のＫ ＫＦ分析を適用することができる。ただし、布７．８の第３番目の搬送中断時間 内に、ＣＣＤマトリックスカメラ３９．４５により撮影を行なう。

最大類似性の幾何学的状態を正確に確定するため、ＫＫＦｊ大値似近いＫＫＦ合 計を用いて、行ごとに及び列ごとに放物線近似方法が用いられる。この場合、最 大類似性の正確な状態は計算によりめられる放物線の底点から得られる。

また、ＫＫＦの最大類似性の幾何学的状態は、送り方向Ｖ及びこれに対して横の 方向での模様または表面構造に関する２枚の布７，８の相互のずれを表わす量で もある。この量は、相関モジュール４８かもずれ修正モジュール５１へ送られる 。

イメージフィールドＦの部分Ｂによって、布７．８と中間板２９との間のグレイ 値の違いが検出される。この場合、送り方向Ｖに延びるイメージ列Ｓｐの合計値 が評価される。イメージ列Ｓｐの幾何学的位置が一義的に決定されているので、 蔽われていないイメージ列ｓｐの数量から、各型７．８の稜にのその時の位置を 簡単に検出することができる。このようにして検出される針６に対する稜にの間 隔は稜評価モジュール４９によって同様にずれ修正モジュール５１に入力される 。

次に、模様ずれデータと８！間隔データとはずれ修正モジュール５１で処理され る。それによって、下の布８の所定の稜間隔を維持するための修正データと、２ 枚の布７．８の閏で模様のずれが生じている場合にこのずれを除去するための修 正データとが形成される。これらの修正データは、調整モジュール５２とステッ ピングそ一夕制御回路５３において、ステッピングモータ３５．３７と位置調整 装置２８の図示していないステッピングモータとのための制御データに変換され る。ステッピングモータ３７と案内稜３２とによって下の布８の稜を整向してい る閏に、上の布７の下の布８に対する模様の整向が送り方向Ｖにおいては位置＊ ＊装置２８と上送り９とによって行なわれるとともに、送り方向Ｖに対して横の 方向においてはステッピングモータ３５とガイドホイール３１とによって行なわ れる。

送り方向Ｖに延びている構造または模様ラインがＣＣＤマトリックスカメラ３９ ．４５によって検出されている限りは、上の布７を整向させる上で眼上の布７の 稜間隔は重要でない。なぜなら、上の布７は、ＫＫＦ分析の際に得られる修正デ ータにより、送り方向Ｖにおいても、送り方向Ｖに対して横の方向においても、 下の布８に対して整向されるからである。この場合、上の布７の模様と下の布８ の模様とを一致させる際、上の布７が所定の稜間隔に調整された下の布８とは異 なる稜間隔を持っていてもよい。

送り方向Ｖに延びる構造または模様ラインが一時的に検知されない場合には、最 後に行なった模様合わせの際に形成された上の布７の稜間隔を、送り方向Ｖに延 びる構造または模様ラインを次に検知するまでに行なわれる上の布７の稜間隔調 整のための目標値として用いる。

最初のＫＫＦ分析の後に整向運動を実施して模様のずれを少なくさせることによ り、ＣＯＤマトリックスカメラ３９．４５による次の撮影の時点で模様のずれを 実際に少なくさせるので、先行するＫＫＦ分析による予知によって計算時間を著 しく短縮させることができる。この場合、ＫＫＦ合計を得るための計算操作は前 もって算出されたずれの値にすぐ隣接している領域に限定される。

Ｆ々・１ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．ミシンを備えた自動縫製機を用いて表面構造が同一の２枚の布を模様に即し て二次元的に縫合させるための方法であって、ミシンが、少なくとも１つの位置 調整装置によって送り量を相対的に変えられる上送り及び下送りと、２枚の布に 付設され送り方向に対して横方向に作用する稜案内装置であって、第１の整向手 段と第２の整向手段により整向運動を実施可能な稜案内装置と、形成されるべき 縫い目に隣接している布稜とミシンのステッチ形成位置との横方向の間隔を検出 する少くとも１つの面センサであって、検出した間隔を予め設定可能な間隔目標 値と比較し、そのずれに応じて稜案内装置の対応する前記整向手段を付勢するよ うにするための少なくとも１つの面センナと、各布を検知するための面センサと 、信号処理装置とを有し、該信号処理装置が、各布の平坦部分に行列状に配置さ れるイメージポイントからデジタルイメージデータを生じさせ、サーチイメージ 及び行列状にリロケーションされるマスクイメージのデジタルイメージデータを 二次元の相互相関分析によって、２枚の布の任意に延びる構造因子の相互のずれ を決定し、縦方向のずれの大きさに応じて位置調整装置を付勢し、横方向のずれ の大きさに応じて稜案内装置の他の整向手段を付勢させるように構成されている ミシンを備えた自動縫製機を用いて表面構造が同一の２枚の布を模様に即して二 次元的に縫合させるための方法において、 形成されるべき縫い目に隣接している各布の稜とミシンのステッチ形成位置との 横方向の間隔を決定し、縦方向に延びる構造因子が一時的に検知されないときに 、それ以前に稜の整向を行なわなかった布の、送り方向に対して横方向の模様の 整向を中断させてこの布の稜の整向を行ない、その際模様の整向から稜の整向へ の交替以前における、この布稜とミシンのステッチ形成位置との間隔を間隔目標 値として使用することを特徴とする方法。
2. ２．サーチイメージ全体の平均値を１回だけ検出し、その結果をリロケーション ステップの演算のたびに使用するようにして、規格化された簡単な相互相関関数 を算出することにより、縦方向に延びる構造因子が検知可能であるかどうかを確 認することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ３．マスクイメージを最初にリロケーションする前にして該マスクイメージの行 と列をリロケーションした後に、サーチイメージとマスクイメージの個々のイメ ージポイントの、互いに対応しているデジタルイメージデータを乗積し、乗積結 果を相互相関合計に付加させ、この相互相関合計から最大値を算出し、この最大 値から、この最大値のクオリティを決定する相互相関係数を算出することを特徴 とする、請求項２に記載の方法。
4. ４．相互相関関数が比較的大まかに得られたときに、放物線近似により、前記最 大値の幾何学的位置を決定する際の精度を向上させることを特徴とする、請求項 １または２に記載の方法。
5. ５．各布に、ミシンによって制御されるマトリックスカメラであってイメージメ モリに接続され面センサを備えたマトリックスカメラが付設されている、請求項 １に記載の方法を実施するためのミシンにおいて、形成されるべき縫い目（Ｎ） に隣接している２枚の布（７，８）の稜（Ｋ）とステッチ形成位置（６）との横 方向の間隔を検出するための稜走査センサがそれぞれ１つずつ設けられているこ とを特徴とするミシン。
6. ６．稜走査センサが、対応するマトリックスカメラ（３９；４５）の面センサの 構成要素であることを特徴とする、請求項５に記載のミシン。