JPH0644960B2 - ミシン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は，ミシンの回転数を所定の値に制御するミシ
ン制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に，工業用ミシンはモータによって駆動される電動
式のものが多い。この種のミシンはモータの回転をプー
リとベルトによってミシン軸に伝え，ミシン軸を回転駆
動している。この場合，ミシン軸の回転数制御はモータ
に交流モータを用い，そこに供給する電源の周波数を制
御するなどの方法によってモータの回転を変えて行なう
ものが，例えば特開昭５８−３３９７９号によって提案
されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながらこのように従来の装置は，ミシン回転数を
モータ駆動制御部にフィードバックしないオープンルー
プ形のミシンにおいては，回転伝達比が一定の関係で，
ミシン回転数が所定の値に制御されるようにモータ回転
数が設定されているめ，この状態でプーリーを変えて回
転伝達比が変ってしまうと，同じモータの回転数に対し
てミシン回転数が変化してしまい，ミシンを正しく制御
できなくなるという欠点を有していた。

これを改善するため発明者等は，ミシン制御装置を，ミ
シンの回転数を指令する操作部と，モータの回転数を検
出するモータ回転数検出手段と，ミシン回転数を検出す
るミシン回転数検出手段と，モータ回転数およびミシン
回転数から回転伝達比を求める演算手段と，演算手段の
演算結果に基づいてモータ回転数を制御する制御部とを
備える構成のものを提案した（特願昭６０−２６０３５
３号（特公平０４−３２６３７号公報）参照）。

ところで美しい縫い目が得られるよう，布を入れてから
正確な布の位置に一旦針を差した状態に止めてから縫製
を開始させるペダル操作，即ち針落しと一般に呼ばれ
る，電源をＯＮした最初にペダルをＯＮ後直にペダルを
ＯＦＦする動作を行う場合，ペダルＯＦＦ時にミシンに
振動が生じ回転数検出ミスを生じ，ひいては回転伝達比
の演算ミスが生じることがある。

ところが上記提案したものは，針落とし時における回転
伝達比演算ミスの改善については何ら触れられていな
い。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で，回転伝達比が変ってもミシン回転数の変化せず，し
かも針落とし時等に回転伝達比演算ミスを生じない装置
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るミシン接触装置は，ミシンの回転数を指
令する操作部と，モータの回転数を検出するモータ回転
数検出手段と，ミシン回転数を検出するミシン回転数検
出手段と、モータ回転数およびミシン回転数から回転伝
達比を求める演算手段と，演算手段の演算結果に基づい
てモータ回転数を制御する接触部とを備え，上記演算手
段には，モータを起動後回転伝達比を演算したかどうか
を判断する手段と，演算していないときこの判断の後に
操作部から速度指令信号が与えられたかどうかを判断す
る手段と，速度指令信号が与えられたと判断したとき次
に回転伝達比を演算する手段とを有する構成としたもの
である。

［作用］ この発明によれば，回転伝達比が変っても常にミシン回
転数が所定の値となるように，モータ回転数が補正され
ると共に，針落とし時等の回転伝達比演算ミスが生じる
場合には回転伝達比演算を行わない。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。
同図において，(1)はミシン，(2)はミシン軸，(3a)はミ
シン軸(2)と一体に回転するプーリ，(4)はミシン軸(2)
の回転数を検出するミシン回転数検出器，(5)は３相交
流可変速モータ，(6)はモータ，(5)の回転軸，(3b)は回
転軸(6)と一体に回転するプーリ，(7)はプーリ(3b)の回
転をプーリ(3a)に伝えるベルト，(8)はミシン制御装
置，(9)はペダルである。ミシン制御装置(8)は制御部(8
a)と演算部(8b)とで構成され，制御部(8a)はペダル(9)
が踏み込まれた当初，モータ(5)を0.5〜１回転低速駆動
するとともに，駆動している回転数を表わす信号を演算
部(8b)に供給するようになっている。そして演算部(8b)
から後述する回転伝達比を表わす信号が供給されたとき
は，その回転伝達比を表わす信号をもとにモータ(5)が
所定の回転数になるような駆動信号をモータ(5)に供給
するとともに，駆動している回転数を表わす信号を演算
部(8b)に供給するようになっている。演算部(8b)は制御
部(8a)から供給されるモータ０回転数を表わす信号と，
ミシン回転数検出器(4)から供給されるミシン回転数を
表わす信号とから回転伝達比を表わす信号発生するよに
なている。

このように構成された装置の動作は次のとおりである。
先ずペダル(9)が踏み込まれると，制御部(8a)はモータ
(5)を低速回転させる信号をモータ(5)に供給するととも
に，そのときモータ(5)を駆動する回転数を表わす信号
を演算部(8b)に供給する。このため，モータ(5)は0.5〜
１回転低速駆動されてその回転がプーリ(3b)，ベルト
(7)，プーリ(3a)を介してミシン軸(2)に伝えられるの
で，ミシン軸(2)が回転し，その回転数を表わす信号が
ミシン回転数検出器(4)によって発生し，演算部(8b)に
供給される。

ミシン回転数Ｍはモータ数ｍとプーリの回転伝達比Ｎと
を乗算した次の式で表わされる。

Ｍ＝Ｎ×ｍ したがってモータはｍ＝Ｍ／Ｎの回転数に制御される
が，ミシン回転数Ｍは常に所望の値に保持せねばならな
いため，回転伝達比Ｎが変ったときはモータ回転数ｍを
変えねばならない。

このため，前述したようにミシン動作開始時にモータを
低速で0.5〜１回転だけ回転させて，その間にミシン回
転数とモータ回転数の両方の回転数検出器からの信号を
得，その信号を演算部(8b)に供給してその時点における
プーリの回転伝達比Ｎを演算する。そして，演算部(8b)
の演算によって求めた値Ｎが制御部(8a)に供給される
と，制御部(8a)はｍ＝Ｍ／Ｎで決まる回転数となるよう
にモータ(5)の回転数を制御し，ミシン駆動動作を行な
う。その後も，モータ(5)の起動の度に前述した動作が
行なわれ，プーリの回転伝達比Ｎが変っていれば，モー
タ回転数ｍがＮの値に応じて制御される。この結果，ミ
シンは常に決められた回転数で動作する。

ところで，プーリ(3a)，(3b)の一方又は両方が交換され
る目的の１つは増速である。

即ち，ミシン(1)によっては10000rpmの最高回転数を必
要とするものがあるが，モータ(5)の最高回転数は一般
に3000〜4000rpmであるため，モータ(5)の回転数をプー
リ(3a),(3b)のプーリ比で変える場合がある。

また他の目的としてはモータ(5)又はミシン(1)の回転ト
ルクを選択することである。

即ち，モータ(5)に必要なトルクはプーリ比によって変
わり，例えばモータ(5)側のプーリ(3b)の外径寸法より
ミシン(1)側のプーリ(3a)の外径寸法が大きい場合はモ
ータ(5)に必要なトルクは小さく，逆に言えばモータ(5)
の最高トルクが一定であってもミシン(1)のトルクを大
きくすることができるからである。

次に本発明の一実施例のさらに詳細について説明する
と，第２図はミシン制御装置(8)の詳細を示すブロック
図で，図中，(5)が前記モータ，(8a)は制御部であり，
全体がマイクロコンピュータによって構成されている。
(10)はモータ(5)の回転軸の回転数を検出し，第３図(a)
に示すような９０°位相の異なる２相のパルス信号を出
力するモータ回転数検出器で，モータ(5)の回転軸(6)の
周囲に取り付けられている。例えばモータ(5)の一回転
あたり５００パルスの信号を出力するようになってい
る。(11)はモータ回転数検出器(10)からの信号により回
転方向と位置を検出する検出器，(12)は検出器(11)から
出力される位置フィードバック信号を速度フィードバッ
ク信号に変える変換器，(13)は検出器(11)の検出信号に
ミシンの停止位置指令信号が加算される加算器で，ミシ
ン停止時に例えばミシンのミシン針が下位置に至ってか
ら１５°上へ戻った位置に停止させるための位置指令信
号が加算される。(14)は位置指令信号増幅器，(15)はペ
ダル(9)から与えられる（ペダルの踏込みに応じた）速
度指令信号が供給される端子と，位置指令信号が与え
られる端子と，回転伝達比（プーリ比）演算時の速度
指令信号が与えられる端子とに切換えられるスイッ
チ，(16)は速度フィードバック信号の加算器，(17)は速
度指令信号増幅器，(19)はモータ(5)の電源回路の２相
に入れた電流検出器(18)からのアナログ信号が入力され
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器，(20)は３相−２
相変換器，(21)はこの変換器(20)からのトルク分電流信
号に前記増幅器(17)からの速度指令信号を加算する加算
器，(22)は変換器(20)からの励磁分電流信号に励磁分電
流指令信号を加算する加算器，(23)，(24)は電流増幅
器，(25)は２相−３相変換器，(26)はこの変換器の出力
信号により駆動される駆動回路，(27)はこの駆動回路に
より制御される出力回路で，この出力回路は例えばトラ
ンジスタインバータ回路で，この回路のトランジスタが
前記駆動回路(26)によって制御されることにより，可変
速モータ(5)の速度制御が行なわれる。

なお，第３図(b)は前記ミシン回転数検出器(4)が出力す
る信号を表わすもので，ミシン軸１回転あたり３２パル
スの１相信号を出力し，ミシン軸１回転に１つの上位置
信号又は下位置信号を出力し，この上位置又は下位置信
号によってミシンのミシン針が上方又は下方にあるかど
うかを検出できるようになっている。

次にこの実施例の動作について第４図を参照しながら説
明する。

第４図はミシンの回転数とペダル(9)の踏込信号，ミシ
ンの速度指令信号，スイッチ(15)の切換状態を示すタイ
ミングチャート図であり，今，電源をＯＮするとモータ
(5)は停止している（区間Ａ）。

次にペダル(9)を踏込んでミシン(1)を運転すると，スイ
ッチ(15)は端子に接続され，回転伝達比（プーリ比）
演算のための一定速度（100〜300rpm程度の低速）でミ
シンは回転する。このときミシン回転数検出器(4)から
出力される所定のパルス数の間にモータ回転数検出器(1
0)から出力されるパルスが何個あるかを計測し，このパ
ルス数の比により回転伝達比Ｎ（プーリ比）が求められ
る（区間Ｂ）。

プーリ比演算が完了するとスイッチ(15)は端子に切り
換えられ，（ペダル(9)の踏込み量）×（プーリ比Ｎ）
で求められた指令値によりミシンは回転する。このため
ペダル(9)の踏込み量に比例した正しい速度でミシン(1)
は運転される（区間Ｃ）。

ペダル(9)の踏込みをやめると踏込み信号がＯＦＦとな
るので，予め定められた位置決め回転数までミシンは減
速してその位置決め回転数で目的位置まで運転される。
（区間Ｄ）。

そしてスイッチ(15)が端子からに切り換わり，位置
指令信号が加わった位置ループ制御で第４図(c)で示す
ようにミシンの速度指令信号が出力され，最終停止位置
までミシン(1)が回転する（区間Ｅ）。

第５図はプーリ比演算部(8b)の動作フローチャート図を
示すものである。

なお，第５図においてパルスＮはミシン回転数検出器
(4)で検出されたパルス数を示し，プーリＦは回転伝達
比（プーリ比）演算前，演算中は０，演算完了後は１を
示す。

また であり，ＣＯＮＳＴはミシン回転数検出器(4)からのパ
ルス何個の間で回転伝達比（プーリ比）Ｎを演算するの
かを決める値である。

まず最初はステップ(31)においてパルスＮ＝０，Ｆ＝０
の処理をしたのちステップ(32)において回転伝達比Ｎの
演算前であるかどうかの判断がされ，演算前あるいは演
算中のときはステップ(33)においてペダル(9)の踏込信
号Ｓ_１がＯＮかどうか，即ちミシン(1)が駆動されてい
るかどうか判断され，ＮＯのときはステップ(34)へ行
き，パルスＮ＝０になりＹＥＳのときはステップ(35)に
おいてミシン回転数検出器(4)で検出信号がＬｏからＨ
ｉに変化したかどうかを判断し，ＹＥＳのときステップ
(36)でミシン回転数検出器(4)のパルスのカウント数に
１を加え，次のステップ(37)でパルス数と上記設定パル
ス数との比較が行なわれ，ＣＯＮＳＴと同じ又はそれ以
下のとき次のステップ(38)で回転伝達比Ｎが演算され
る。即ち，ミシン回転数検出器(4)のパルスが所定の数
出る間にモータ回転数検出器(10)のパルスがいくつあっ
たかに基づいてＮが求められる。

そしてプーリＦが１にされ（ステップ(39)），以上で回
転伝達比Ｎの演算が終了し，他の処理（ステップ(40)）
を行なったのち，またステップ(32)に戻るという動作を
行う。

従って，電源ＯＮ後ペダルをＯＮし，このＯＮ後直にペ
ダルをＯＦＦした場合（例えば針落とし時），ステップ
(33)においてペダル踏込信号Ｓ１がＯＦＦと判断されて
ステップ(34)にてパルスＮ＝０とされ，ペダルがＯＮさ
れたとき再度回転伝達比の演算を開始するので，上記ペ
ダルをＯＦＦした時に生じる振動により回転数検出ミス
を生じ回転伝達比演算ミスが生じるというようなことが
なくなる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は，ミシンの回転数を指令
する操作部と，モータの回転数を検出するモータ回転数
検出手段と，ミシン回転数を検出するミシン回転数検出
手段と，モータ回転数およびミシン回転数から回転伝達
比を求める演算手段と，演算手段の演算結果に基づいて
モータ回転数を制御する制御部とを備え，上記演算手段
には，モータを起動後回転伝達比を演算したかどうかを
判断する手段と，演算していないときこの判断の後に操
作部から速度指令信号が与えられたかどうかを判断する
手段と，速度指令信号が与えられたと判断したとき次に
回転伝達比を演算する手段とを有する構成としたので，
回転伝達比が変っても常にミシン回転数が所定の値とな
るようにモータ回転数が補正され，ミシンが正しく制御
され，かつ針落とし時等に回転伝達比演算ミスを生じな
い装置を得えことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの発明の一実施例を示すもので，第
１図は全体構成図，第２図は制御回路図，第３図はモー
タ回転数検出器とミシン回転数検出器の出力波形図，第
４図はミシン回転数，ペダル踏込信号，速度指令信号，
スイッチの切換状態を示すタイミングチャート図，第５
図は演算部の動作を示すフローチャート図である。 図中，(1)はミシン，(3a)(3b)はプーリ，(4)はミシン回
転数検出器，(5)はモータ，(8)はミシン制御装置，(8a)
は制御部，(8b)は演算部，(9)はペダル，(10)はモータ
回転数検出器，(15)はスイッチである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大上 正勝 愛知県名古屋市東区矢田南５丁目１番14号 三菱電機株式会社名古屋製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−257686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−257687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−257688（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−257689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−257690（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−395（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの回転によって回転駆動されるミシ
   ンの回転数を制御するミシン制御装置において，ミシン
   の回転数を指令する操作部と，モータの回転数を検出す
   るモータ回転数検出手段と，ミシン回転数を検出するミ
   シン回転数検出手段と，モータ回転数およびミシン回転
   数から回転伝達比を求める演算手段と，演算手段の演算
   結果に基づいてモータ回転数を制御する制御部とを備
   え，上記演算手段は，モータを起動後回転伝達比を演算
   したかどうかを判断する手段と，演算していないときこ
   の判断の後に操作部から速度指令信号が与えられたかど
   うかを判断する手段と，速度指令信号が与えられたと判
   断したとき次に回転伝達比を演算する手段とを有するこ
   とを特徴とするミシン制御装置。
2. 【請求項２】制御部には，モータの運転を所定の一定速
   度に維持する指令信号が与えられる端子と，操作部から
   の速度指令信号が与えられる端子と，モータの起動時か
   ら回転伝達比を演算する間は前記端子を速度指令端子に
   接続するスイッチ手段とを設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のミシン制御装置。