JPH07213774A - Vibration control device for sewing machine - Google Patents

Vibration control device for sewing machine

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JPH07213774A
JPH07213774A JP1156994A JP1156994A JPH07213774A JP H07213774 A JPH07213774 A JP H07213774A JP 1156994 A JP1156994 A JP 1156994A JP 1156994 A JP1156994 A JP 1156994A JP H07213774 A JPH07213774 A JP H07213774A
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JP
Japan
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vibration
sewing machine
control
synchronization signal
signal
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JP1156994A
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Japanese (ja)
Inventor
Chiyuuki Kiyuu
中奇 邱
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a vibration control device for a sewing machine capable of actively reducing the vibration of the sewing machine generated on a bed by the rotation of an arm shaft and the vertical reciprocation of a needle bar without reducing the mechanical strength of the sewing machine and without introducing a complex mechanical design. CONSTITUTION:The control signal interfering with the detected vibration is generated by a controller 101 so that the detection value of a vibration detecting sensor 82 is minimized based on the synchronization signal detected by a synchronization signal generating device 60 generating the synchronization signal synchronized with the rotation of the arm shaft of a sewing machine, the detection signal of the vibration detecting sensor 82 detecting the vibration on a bed portion, and the transfer function set by the controller 101. A piezoelectric actuator 74 is operated based on the control signal to generate the control vibration, and the detected vibration can be actively reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ミシンの上軸の回転や
針棒の上下往復運動等により生じたミシン本体上での振
動を能動的に低減するようにしたミシンの振動制御装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration control device for a sewing machine, which actively reduces vibrations on the sewing machine main body caused by rotation of the upper shaft of the sewing machine, vertical reciprocating motion of a needle bar, and the like. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ミシンにおいては、振動の発生を
抑制するために種々の工夫がなされている。それ等の具
体例を、従来のミシンの本体内部の構成を示した図9に
基づいて説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, various contrivances have been made in sewing machines in order to suppress the occurrence of vibration. Specific examples thereof will be described with reference to FIG. 9 showing an internal configuration of a main body of a conventional sewing machine.

【0003】第一に、針棒40及びそれに付随して上下
往復運動する針棒抱き46等の構成全体の質量を軽減
し、針棒40の上下往復運動により発生する振動そのも
のを低減するようにしたものである。例えば、針棒40
においては、従来、その材質として丸棒状の鋼材を使用
していたが、中空のアルミ材に変更することにより、そ
の質量の軽減を図っている。
First, the mass of the entire structure of the needle bar 40 and the accompanying needle bar holder 46 that reciprocates vertically is reduced, and the vibration itself generated by the vertical reciprocation of the needle bar 40 is reduced. It was done. For example, the needle bar 40
In the prior art, a round bar-shaped steel material was conventionally used as the material, but the weight thereof is reduced by changing to a hollow aluminum material.

【0004】第二に、針棒40の上下往復運動により発
生する振動、天秤36の揺動運動により発生する振動、
及び針棒40と天秤36に付随している部品等の運動に
より生じる振動を、同じく針棒40や天秤36に付随し
ている天秤クランク34が回転運動を行うことにより発
生する振動で相殺させるように、各部品の材質、寸法、
及び配置等を決定するようにしたものである。
Secondly, the vibration generated by the vertical reciprocating motion of the needle bar 40, the vibration generated by the swing motion of the balance 36,
Also, the vibration generated by the movement of the parts associated with the needle bar 40 and the balance 36 is canceled by the vibration generated by the rotational movement of the balance crank 34 also associated with the needle bar 40 and the balance 36. , The material of each part, dimensions,
And the arrangement etc. are determined.

【0005】第三に、アーム22の部材の肉厚を増し、
アーム22の剛性を高めることにより振動の発生を抑え
るようにしたものがある。
Thirdly, the thickness of the member of the arm 22 is increased,
There is one in which generation of vibration is suppressed by increasing the rigidity of the arm 22.

【0006】第四に、針棒40の上下往復運動により生
じた振動と逆位相の波形を生成し、その逆位相の波形を
用いてミシンの振動を抑制する簡易装置もある。
Fourthly, there is also a simple device that generates a waveform having a phase opposite to that of the vibration generated by the vertical reciprocating motion of the needle bar 40 and suppresses the vibration of the sewing machine by using the waveform having the opposite phase.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
一の従来技術によれば、機構全体の機械的強度を低下さ
せることになるので、質量の軽減には限界があり、それ
に伴って振動の低減にも限界がある。
However, according to the above-mentioned first prior art, the mechanical strength of the entire mechanism is lowered, so that there is a limit to the reduction of mass, and the vibration is reduced accordingly. There is also a limit.

【0008】また、前記第二の従来技術によれば、針棒
40、天秤36、及びそれらに付随して運動している天
秤クランク34等の部品が、互いに複雑な相互運動をし
ており、しかもその相互運動は高速運動であるため、振
動を低減させるように各部品をバランスよく設計するこ
とは非常に困難である。
Further, according to the second conventional technique, the needle bar 40, the balance 36, and the parts such as the balance crank 34 which are moving in association therewith, make complicated mutual movements, Moreover, since the mutual movements are high-speed movements, it is very difficult to design each part in a balanced manner so as to reduce vibrations.

【0009】また、前記第三の従来技術によれば、部品
コストを高騰させることになり、また、アーム22の剛
性を高めることは、ミシン全体の重量を増加させ、ミシ
ンの重量を軽減して作業者の取り扱いを容易にしようと
いう設計の意図から外れることになる。
Further, according to the third conventional technique, the cost of parts is increased, and the rigidity of the arm 22 is increased to increase the weight of the entire sewing machine and reduce the weight of the sewing machine. This is outside the design intent of facilitating operator handling.

【0010】さらに、前記第四の従来技術によれば、ミ
シンの上軸の高速回転によって生じた振動に対し、それ
と正確に同振幅、逆位相にすることは非常に困難であ
る。また、実際には、前記の振動に外乱の影響及び振動
伝達系の時間遅れなどによる影響を与えるため、その振
動を追従しながら振動抑制することは不可能であると考
えられる。
Further, according to the fourth prior art, it is very difficult to accurately make the vibration of the upper shaft of the sewing machine have the same amplitude and opposite phase with respect to the vibration generated by the high speed rotation. In addition, in reality, it is considered that it is impossible to suppress the vibration while following the vibration, because the vibration affects the vibration and the time delay of the vibration transmission system.

【0011】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、ミシンの機械的強度を低下させ
ることなく、また、複雑な設計を取り入れることなく、
ミシンの上軸の回転や針棒の上下往復運動等により生じ
たミシン本体上での振動を能動的に低減するようにした
ミシンの振動制御装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and does not reduce the mechanical strength of the sewing machine and does not introduce a complicated design.
An object of the present invention is to provide a vibration control device for a sewing machine that actively reduces vibration on the sewing machine main body caused by rotation of the upper shaft of the sewing machine, vertical reciprocating motion of a needle bar, and the like.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のミシンの振動制御装置は、ミシンの上軸の
回転に同期する同期信号を発生する同期信号発生手段
と、前記上軸の回転や針棒の上下往復運動等によりミシ
ン本体上で生じた振動を検出する振動検出手段と、前記
ミシン本体上で生じた振動を打ち消すための制御振動を
発生可能な制御振動発生手段と、前記ミシンの機械系部
品や制御用の電気部品等の特性を示す伝達関数を予め設
定する伝達関数設定手段と、前記同期信号発生手段から
発生した同期信号、前記伝達関数設定手段によって設定
された伝達関数及び前記振動検出手段の検出信号に基づ
き、前記振動検出手段が検出する振動が最小となるよう
に前記制御振動発生手段を制御する振動制御手段とを備
えている。
In order to achieve the above-mentioned object, a vibration control device for a sewing machine according to the present invention comprises a synchronization signal generating means for generating a synchronization signal in synchronization with the rotation of the upper shaft of the sewing machine, and the upper shaft. Vibration detection means for detecting the vibration generated on the sewing machine main body due to the rotation and the vertical reciprocating motion of the needle bar, and the control vibration generation means capable of generating the control vibration for canceling the vibration generated on the sewing machine main body, Transfer function setting means for presetting a transfer function indicating the characteristics of the mechanical parts of the sewing machine, electric parts for control, etc., a synchronization signal generated from the synchronization signal generating means, and a transfer set by the transfer function setting means. And a vibration control means for controlling the control vibration generating means so that the vibration detected by the vibration detecting means is minimized based on the function and the detection signal of the vibration detecting means.

【0013】また、前記同期信号発生手段及び制御振動
発生手段を、前記ミシン本体のベッド部分に設けてもよ
い。
Further, the synchronizing signal generating means and the control vibration generating means may be provided in the bed portion of the sewing machine main body.

【0014】さらに、前記同期信号発生手段を前記ベッ
ド部分の上面に支持する一方、前記制御振動発生手段
を、前記ベッド部分の下面とその下面に向かって弾発付
勢された重りとの間に圧入配置する構成としてもよい。
Further, while the synchronizing signal generating means is supported on the upper surface of the bed portion, the control vibration generating means is disposed between the lower surface of the bed portion and a weight elastically urged toward the lower surface. It may be arranged to be press-fitted.

【0015】[0015]

【作用】前記の構成を有する本発明のミシンの振動制御
装置によれば、ミシンの運転により、前記同期信号発生
手段から同期信号が発生すると共に、その上軸の回転や
針棒の上下往復運動等によりミシン本体上で振動が発生
し、その振動は振動検出手段によって検出される。そし
て、前記同期信号と、前記振動検出手段の検出信号と、
前記伝達関数設定手段によって設定された伝達関数とに
基づいて、前記振動検出手段が検出した振動が最小とな
るように、前記振動制御手段が前記制御振動発生手段を
制御することによって、その制御振動発生手段から発生
した制御振動が前記ミシン本体上の振動を打ち消すよう
に働き、依って、その振動を能動的に低減させることが
できる。
According to the vibration control device for a sewing machine of the present invention having the above-mentioned structure, when the sewing machine is operated, a synchronizing signal is generated from the synchronizing signal generating means, the upper shaft thereof is rotated, and the needle bar is vertically reciprocated. Vibration is generated on the main body of the sewing machine, and the vibration is detected by the vibration detecting means. Then, the synchronization signal, the detection signal of the vibration detection means,
Based on the transfer function set by the transfer function setting means, the vibration control means controls the control vibration generating means so that the vibration detected by the vibration detecting means becomes minimum, thereby controlling the control vibration. The control vibration generated from the generating means acts to cancel the vibration on the sewing machine main body, so that the vibration can be actively reduced.

【0016】[0016]

【実施例】以下に、本発明を具体化した一実施例を図面
を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】ミシンの外観を示す図7において、ミシン
本体16は、テーブル10に固定されているオイルパン
12の上に防振ゴム14を介して設置され、テーブル1
0の下部に固定されているモーター18により駆動され
るようになっている。
In FIG. 7 showing the external appearance of the sewing machine, the sewing machine main body 16 is installed on the oil pan 12 fixed to the table 10 with a vibration isolating rubber 14 interposed therebetween.
It is adapted to be driven by a motor 18 fixed to the lower part of 0.

【0018】また、ミシン本体16はオイルパン12に
接している下部のベッド部分20と、上部のアーム22
とによって構成されている。
The sewing machine body 16 has a lower bed portion 20 in contact with the oil pan 12 and an upper arm 22.
It is composed of and.

【0019】ミシン本体16の内部の構成を図8に示
す。プーリー30はアーム22内に設置されている上軸
31の一端に固定されており、そのプーリー30と図7
中のモーター18はベルト32により連結されている。
モーター18の駆動力はベルト32、プーリー30を介
し上軸31に伝達される。
The internal structure of the sewing machine main body 16 is shown in FIG. The pulley 30 is fixed to one end of an upper shaft 31 installed in the arm 22, and the pulley 30 and the pulley 30 are connected to each other.
The motor 18 therein is connected by a belt 32.
The driving force of the motor 18 is transmitted to the upper shaft 31 via the belt 32 and the pulley 30.

【0020】上軸31の他端には天秤クランク34が固
定されており、天秤クランク34は、上軸31の回転に
伴って回転運動する。天秤36は天秤クランク34と連
結されており、上軸31の回転に併せて上下に揺動運動
する。針棒40は、針棒クランク42、針棒連結棒4
4、及び棒抱き46を介し天秤36に連結されており、
上軸31の回転に伴ってアーム22に固定された針棒メ
タル50及び針棒メタル52に案内されながら上下往復
運動する。以下、プーリー30側を右側、針棒40側を
左側とする。
A balance crank 34 is fixed to the other end of the upper shaft 31, and the balance crank 34 rotates as the upper shaft 31 rotates. The balance 36 is connected to the balance crank 34 and swings up and down as the upper shaft 31 rotates. The needle bar 40 includes a needle bar crank 42 and a needle bar connecting rod 4.
4, and is connected to the balance 36 via the rod holder 46,
As the upper shaft 31 rotates, it reciprocates up and down while being guided by the needle bar metal 50 and the needle bar metal 52 fixed to the arm 22. Hereinafter, the pulley 30 side is the right side and the needle bar 40 side is the left side.

【0021】上軸31の右側端部には、その上軸31の
回転に同期して同期信号を発生する同期信号発生装置6
0が設けられており、また、ベッド部分20の左側には
針板70及び滑り板72が設けられ、その下方には、制
御振動発生手段を構成するための圧電アクチュエータ7
4と、一対のコイル状のバネ76と、重り78とが設け
られている。前記各バネ76は滑り板72の前後におい
てベッド部分20の下部の二箇所に固定されており、重
り78は各バネ76の下端に固定されて、常にはベッド
部分20の下面側に弾発付勢されている。従って、前記
圧電アクチュエータ74は、ベッド部分20の下面と重
り78の上面との間にバネ76の引っ張り力により圧入
配置されている。
At the right end of the upper shaft 31, a synchronizing signal generator 6 for generating a synchronizing signal in synchronization with the rotation of the upper shaft 31.
0 is provided, a needle plate 70 and a slide plate 72 are provided on the left side of the bed portion 20, and a piezoelectric actuator 7 for constituting a control vibration generating unit is provided below the needle plate 70 and the slide plate 72.
4, a pair of coiled springs 76, and a weight 78 are provided. The springs 76 are fixed to the lower part of the bed portion 20 in front of and behind the sliding plate 72, and the weights 78 are fixed to the lower ends of the springs 76 and always spring to the lower surface side of the bed portion 20. It is energized. Therefore, the piezoelectric actuator 74 is press-fitted between the lower surface of the bed portion 20 and the upper surface of the weight 78 by the pulling force of the spring 76.

【0022】図7中の制御ボックス80は、モーター1
8に隣接して固定されている。
The control box 80 in FIG.
It is fixed adjacent to 8.

【0023】かかるミシンの振動制御システムは、図2
に示すように、ミシンのベッド部分20の上面において
残留振動を検出する振動検出センサ(振動検出手段)8
2と、上軸31の回転に同期する同期信号を発生する同
期信号発生装置(同期信号発生手段)60と、前記ベッ
ド部分20に発生した振動を打ち消すための制御振動を
発生する前記圧電アクチュエータ74とに接続されてい
る。制御部分は、主としてアンプ108、A/D変換部
104、D/A変換部106、高周波数成分を除去する
フィルタLPF105、直流成分を除去するフィルタH
PF107、適応フィルタ103及び制御部101によ
って構成され、振動検出センサ82の検出信号と、上軸
31の回転に同期する前記同期信号と、後記伝達関数と
に基づき、前記振動検出センサ82の検出振動を最小に
するように、前記制御部101が圧電アクチュエータ7
4に駆動制御信号を出力する。
A vibration control system for such a sewing machine is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, a vibration detection sensor (vibration detection means) 8 for detecting residual vibration on the upper surface of the bed portion 20 of the sewing machine.
2, a synchronizing signal generator (synchronizing signal generating means) 60 for generating a synchronizing signal synchronized with the rotation of the upper shaft 31, and the piezoelectric actuator 74 for generating control vibration for canceling the vibration generated in the bed portion 20. Connected to. The control unit mainly includes an amplifier 108, an A / D conversion unit 104, a D / A conversion unit 106, a filter LPF 105 for removing high frequency components, and a filter H for removing DC components.
The vibration detected by the vibration detection sensor 82 is composed of the PF 107, the adaptive filter 103, and the control unit 101, and based on the detection signal of the vibration detection sensor 82, the synchronization signal synchronized with the rotation of the upper shaft 31, and the transfer function described later. In order to minimize the
The drive control signal is output to 4.

【0024】即ち、上軸31の回転に同期する同期信号
が同期信号発生装置60から発生すると、その同期信号
はアンプ108、フィルタLPF105、A/D変換部
104を介して適応フィルタ103及び制御部101に
それぞれ入力される。一方、ベッド部分20の振動が振
動検出センサ82によって検出され、その検出信号はア
ンプ108、フィルタHPF107、フィルタLPF1
05及びA/D変換部104を介して制御部101に入
力される。制御部101では、振動経路に於ける外乱に
よる伝達特性の変化及び各電気部品や機械系部品自体の
特性変化等を考慮してこれらの特性を示す伝達関数を求
め、これらの伝達関数に基づいて制振効果、即ち、ベッ
ド部分20で発生する振動と圧電アクチュエータ74か
ら発生される制御振動との干渉状態を検出する振動検出
センサ82の検出信号が最小になるように適応フィルタ
103に付与すべき伝達関数を決定し、その伝達関数を
特定するための制御パラメータを適応フィルタ103に
設定する。
That is, when a synchronizing signal synchronizing with the rotation of the upper shaft 31 is generated from the synchronizing signal generator 60, the synchronizing signal is passed through the amplifier 108, the filter LPF 105 and the A / D converter 104, and the adaptive filter 103 and the controller. 101 are input respectively. On the other hand, the vibration of the bed portion 20 is detected by the vibration detection sensor 82, and the detection signals are detected by the amplifier 108, the filter HPF 107, and the filter LPF1.
05 and the A / D conversion unit 104 to the control unit 101. The control unit 101 obtains transfer functions indicating these characteristics in consideration of changes in the transfer characteristics due to disturbance in the vibration path and changes in the characteristics of each electric component or mechanical system component, and based on these transfer functions. The vibration suppression effect, that is, the detection signal of the vibration detection sensor 82 for detecting the interference state between the vibration generated in the bed portion 20 and the control vibration generated by the piezoelectric actuator 74 should be applied to the adaptive filter 103. A transfer function is determined, and a control parameter for specifying the transfer function is set in the adaptive filter 103.

【0025】なお、前記制御部101は振動伝達経路の
変化及び制御系の特性変化に応じて前記の制御パラメー
タの修正を随時行う。この結果、同期信号発生装置60
により検知された同期信号はアンプ108、フィルタL
PF105及びA/D変換部104を介して適応フィル
タ103に入力され、その入力信号は適応フィルタ10
3によって制御部101から与えられた伝達関数に基づ
いて所定の振幅特性及び位相特性を有するデジタル信号
に変換される。そのデジタル信号はD/A変換部106
及びアンプ108によりD/A変換、増幅され、圧電ア
クチュエータ74の駆動信号として印加され、圧電アク
チュエータ74からはミシンのベッド部分20上での振
動を打ち消すための制御振動が発生される。この結果、
振動検出センサ82の設置位置において上軸31の回転
及び針棒40の上下運動等による振動が減衰される。
The control unit 101 corrects the control parameters as needed according to changes in the vibration transmission path and changes in the characteristics of the control system. As a result, the synchronization signal generator 60
The sync signal detected by the
It is input to the adaptive filter 103 via the PF 105 and the A / D conversion unit 104, and the input signal is the adaptive filter 10
The signal is converted into a digital signal having predetermined amplitude characteristics and phase characteristics on the basis of the transfer function given by the control unit 101. The digital signal is the D / A conversion unit 106.
Also, the signal is D / A converted and amplified by the amplifier 108 and applied as a drive signal for the piezoelectric actuator 74, and the piezoelectric actuator 74 generates control vibration for canceling the vibration on the bed portion 20 of the sewing machine. As a result,
At the installation position of the vibration detection sensor 82, the vibration due to the rotation of the upper shaft 31 and the vertical movement of the needle bar 40 is damped.

【0026】図3には図2の上軸31の回転に同期する
同期信号を発生する同期信号発生装置60の概念図を示
す。ベッド部分20上での振動は上軸31の回転周波数
の整数倍からなることが振動の周波数分析から分かって
いるので、上軸31の回転周波数に同期する同期信号を
同じ伝達系に通すことにより、ベッド部分20上での振
動を生成することができると考えられる。従って、図3
では、既知のエンコータ信号及びタイミング信号を入力
とすると、同期信号発生装置60の出力は上軸31の回
転に同期するパルス信号が得られる。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a sync signal generator 60 for generating a sync signal in synchronization with the rotation of the upper shaft 31 shown in FIG. Since it is known from the frequency analysis of the vibration that the vibration on the bed portion 20 is an integral multiple of the rotation frequency of the upper shaft 31, it is possible to pass the synchronization signal synchronized with the rotation frequency of the upper shaft 31 through the same transmission system. It is believed that vibration can be generated on the bed portion 20. Therefore, FIG.
Then, when a known encoder signal and timing signal are input, the output of the synchronization signal generator 60 is a pulse signal that is synchronized with the rotation of the upper shaft 31.

【0027】また、上軸31の回転に同期する信号から
圧電アクチュエータ74を駆動する制御振動を合成する
には、任意の特性を持たせることが容易という理由で、
図2の適応フィルタ103は図4のような有限インパル
スレスポンスフィルタ(FIRフィルタとも呼ぶ)によ
って構成されている。入力信号x(n)300は図3におけ
る発生装置出力信号(以下、同期信号と呼ぶ)、記号3
01は遅延要素、記号303のw0n, w1n, w2n, ・・・, w
Mnは図2の制御部101から伝送される可変フィルタ係
数、記号302は加算機、記号306はフィルタのタッ
プ数である。即ち、適応フィルタ103の出力y(n)30
5は次式で与えられる y(n)= w0nx(n)+ w1nx(n-1)+ w2nx(n-2)+ ・・・ + wMnx(n-
M) 可変フィルタ係数 w1n, w2n, ・・・, wMnを用いたのは、
振動経路に於ける外乱による伝達特性の変化及び各電気
部品や機械系部品自体の特性変化等に対し、それらを追
従しながら最適なフィルタ係数値に収束していくためで
ある。
Further, in order to synthesize the control vibration for driving the piezoelectric actuator 74 from the signal synchronized with the rotation of the upper shaft 31, it is easy to give an arbitrary characteristic, so that
The adaptive filter 103 in FIG. 2 is composed of a finite impulse response filter (also called FIR filter) as shown in FIG. The input signal x (n) 300 is the generator output signal (hereinafter referred to as the synchronization signal) in FIG.
01 is a delay element, and w 0n , w 1n , w 2n , ..., W of symbol 303
Mn is a variable filter coefficient transmitted from the control unit 101 in FIG. 2, symbol 302 is an adder, and symbol 306 is the number of filter taps. That is, the output y (n) 30 of the adaptive filter 103
5 is given by the following formula y (n) = w 0n x (n) + w 1n x (n-1) + w 2n x (n-2) + ・ ・ ・ + w Mn x (n-
M) Variable filter coefficients w 1n , w 2n , ..., w Mn are used as
This is because changes in the transfer characteristics due to disturbances in the vibration path and changes in the characteristics of each electric component or mechanical component itself converge to the optimum filter coefficient value while following them.

【0028】このような可動係数を逐次的に推定するた
めに、図2の制御部101が構成されている。図5は制
御部101の構成を示したものである。ここでは、同期
信号x(n)が遅延フィルタ402を通すことにより、リフ
ァレンス信号c(n)が生成される。このリファレンス信号
c(n)と振動センサの検出信号e(n)は適応アルゴリズム4
01に入力され、次式で与えられるLMSアルゴリズム
という適応式を用いて可動フィルタ係数w1n, w2n, ・・・,
wMnを更新していく w(n)= W(n-1)+ μe(n)C(n) ここに、W(n)=[w1n w2n ・・・ wMn]t C(n)=[c(n) c(n-1) ・・・ c(n-M)]t c(n)=h0x(n)+h1x(n-1)+ ・・・ +hpx(n-p) 上式のパラメータμはステップサイズと呼ばれた定数で
あり、これはフィルタ係数W(n)の収束速度と収束精度を
左右するパラメータである。
The control unit 101 of FIG. 2 is configured to sequentially estimate such a moving coefficient. FIG. 5 shows the configuration of the control unit 101. Here, the reference signal c (n) is generated by passing the synchronization signal x (n) through the delay filter 402. This reference signal
c (n) and the detection signal e (n) of the vibration sensor are adaptive algorithm 4
01 is input to the movable filter coefficients w 1n , w 2n , ...
Updating w Mn w (n) = W (n-1) + μe (n) C (n) where W (n) = [w 1n w 2n ... w Mn ] t C (n ) = [c (n) c (n-1) ・ ・ ・ c (nM)] t c (n) = h 0 x (n) + h 1 x (n-1) + ・ ・ ・ + h p x (np) The parameter μ in the above equation is a constant called a step size, which is a parameter that affects the convergence speed and convergence accuracy of the filter coefficient W (n).

【0029】即ち、収束速度を追求するには、収束可能
な範囲にパラメータμを大きくすればよいが、収束後の
精度を考慮に入れると、パラメータμを総合的に選択す
る必要がある。特に、ミシンの往復回転運動による振動
に対しては、短時間の間に振動を抑えなければならない
ので、収束速度が要求されると考えられる。
That is, in order to pursue the convergence speed, it is sufficient to increase the parameter μ within a converging range, but in consideration of the accuracy after convergence, it is necessary to comprehensively select the parameter μ. In particular, with respect to the vibration due to the reciprocating rotary motion of the sewing machine, it is necessary to suppress the vibration in a short time, and therefore it is considered that the convergence speed is required.

【0030】以上のように、推定したフィルタ係数w1n
w2n ・・・ wMnを図4の適応フィルタに伝送して、出力デ
ジタル信号y(n)305を生成する。該デジタル信号y(n)
はD/A変換部106及びアンプ108によりD/A変
換、増幅され、圧電アクチュエータ74の駆動信号とし
て印加され、圧電アクチュエータ74からはミシンの上
軸31の回転等から生じたベッド部分20上の振動を打
ち消すための制御振動が発生される。
As described above, the estimated filter coefficient w 1n
w 2n ... W Mn are transmitted to the adaptive filter of FIG. 4 to generate the output digital signal y (n) 305. The digital signal y (n)
Is D / A converted and amplified by the D / A converter 106 and the amplifier 108, and applied as a drive signal for the piezoelectric actuator 74. From the piezoelectric actuator 74, on the bed portion 20 caused by rotation of the upper shaft 31 of the sewing machine or the like. A control vibration is generated to cancel the vibration.

【0031】図5に示す遅延フィルタ402の係数h0,
h1, ・・・ hpは予め求められるものである。図6はこれら
を求めるために、振動制御を行う前の設定シーケンスを
示している。即ち、電気回路、振動検出センサ82及び
圧電アクチュエータ74も含めた制御アクチュエータか
ら振動を低減する振動検出センサ82までの伝達関数を
求めるものである。適応フィルタ501にはLMS適応
アルゴリズムを用いたアダプティブFIRフィルタが主
に使われる。信号発生源502は周期的な信号或いはラ
ンダムな信号を提供することができるが、本実施例では
ミシンの振動に類似した周期的な信号を用いた。
The coefficient h 0 of the delay filter 402 shown in FIG. 5,
h 1 , ... H p are obtained in advance. FIG. 6 shows a setting sequence before performing vibration control in order to obtain these. That is, the transfer function from the control actuator including the electric circuit, the vibration detection sensor 82, and the piezoelectric actuator 74 to the vibration detection sensor 82 that reduces vibration is obtained. An adaptive FIR filter using the LMS adaptive algorithm is mainly used as the adaptive filter 501. The signal generation source 502 can provide a periodic signal or a random signal, but in this embodiment, a periodic signal similar to the vibration of the sewing machine is used.

【0032】図6の全体の動作については、信号発生源
から周期的なデジタル信号を生成し、これがD/A変換
部106、低域通過フィルタLPF105及び増幅アン
プ108を介して圧電アクチュエータ74を駆動し、制
御振動を発生させる。一方、信号発生源から周期的なデ
ジタル信号を適応フィルタ501に入力し、出力を生成
する。加算器503では、振動検出センサ82で拾わ
れ、アンプ108、低域通過フィルタLPF105及び
増幅アンプ108を介した振動信号と適応フィルタ50
1の出力との加算を行い、その誤差e(n)504を求め
る。適応フィルタ501ではこの誤差e(n)504を最小
にするように、適応フィルタ501の係数を逐次的に修
正していく。最終的には、この収束値を図5におけるフ
ィルタ係数h0, h1, ・・・ hpとして用いられる。
Regarding the overall operation of FIG. 6, a periodic digital signal is generated from the signal generation source, and this drives the piezoelectric actuator 74 via the D / A conversion unit 106, the low pass filter LPF 105 and the amplification amplifier 108. Then, control vibration is generated. On the other hand, a periodic digital signal is input to the adaptive filter 501 from a signal generation source and an output is generated. In the adder 503, the vibration signal picked up by the vibration detection sensor 82 and passed through the amplifier 108, the low pass filter LPF 105 and the amplification amplifier 108 and the adaptive filter 50.
The output of 1 is added and the error e (n) 504 is obtained. The adaptive filter 501 sequentially modifies the coefficient of the adaptive filter 501 so as to minimize the error e (n) 504. Finally, this convergence value is used as the filter coefficients h 0 , h 1 , ... H p in FIG.

【0033】このように、前記実施例のミシンの振動制
御装置においては、新規部品を多く加えたり、複雑な設
計を取り入れることなく、従来から使用している部品を
使用して構成されているので、ミシンの機械的強度を低
下させることなく、従来のミシン本体の製造コストを維
持して、ミシンの上軸の回転及び針棒の上下運動により
生じたベッド上での振動を能動的に低減する制御装置を
提供することができるものである。
As described above, since the vibration control device for the sewing machine of the above-described embodiment is configured by using the conventionally used parts without adding many new parts or incorporating a complicated design. , Without lowering the mechanical strength of the sewing machine, maintaining the manufacturing cost of the conventional sewing machine main body, and actively reducing the vibration on the bed caused by the rotation of the upper shaft of the sewing machine and the vertical movement of the needle bar. A control device can be provided.

【0034】尚、図2に示したミシンの振動制御システ
ムにおいて振動評価用の振動センサは固定式に拘らずベ
ッド上で移動してもよい。
In the vibration control system of the sewing machine shown in FIG. 2, the vibration sensor for vibration evaluation may move on the bed regardless of the fixed type.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のミシンの振動制御装置は、モーター等の動力伝達
装置が作動して動力が伝達され、上軸の回転や針棒の上
下往復運動等によってミシン本体上で振動が生じる際、
発生された同期信号と振動検出手段の検出値と伝達関数
設定手段により設定され伝達関数とを用いて、振動検出
手段の検出値、即ちミシン本体上の振動が最小になるよ
うに制御振動を発生させる制御振動発生手段を作動さ
せ、前記ミシン本体上での振動を能動的に低減すること
ができる。また、ミシンの上軸の回転が一定である場
合、ミシン本体上での振動が熱現象及び外乱等によって
変化する場合でも、この可変系の振動に的確に追従で
き、振動を低減することができる。
As is apparent from the above description, in the vibration control device for a sewing machine of the present invention, the power transmission device such as a motor operates to transmit power, thereby rotating the upper shaft and vertically reciprocating the needle bar. When vibration occurs on the body of the sewing machine due to movement, etc.,
Using the generated synchronization signal, the detection value of the vibration detection means, and the transfer function set by the transfer function setting means, the control vibration is generated so that the detection value of the vibration detection means, that is, the vibration on the sewing machine main body is minimized. The control vibration generating means can be operated to actively reduce the vibration on the sewing machine main body. Further, when the rotation of the upper shaft of the sewing machine is constant, even if the vibration on the main body of the sewing machine changes due to a thermal phenomenon or a disturbance, it is possible to accurately follow the vibration of this variable system and reduce the vibration. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention.

【図2】ミシンの振動制御システムの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a vibration control system of a sewing machine.

【図3】同期信号を発生させる回路の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a circuit that generates a synchronization signal.

【図4】適応フィルタの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an adaptive filter.

【図5】ミシンの制御システムの制御部の構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram of a control unit of the control system of the sewing machine.

【図6】ミシンの振動制御の設定シーケンスを示す構成
図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a setting sequence for vibration control of the sewing machine.

【図7】ミシンの外観図である。FIG. 7 is an external view of a sewing machine.

【図8】ミシン本体の内部構成図である。FIG. 8 is an internal configuration diagram of the sewing machine main body.

【図9】従来のミシン本体の内部構成図である。FIG. 9 is an internal configuration diagram of a conventional sewing machine main body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 上軸 60 同期信号検出装置 74 圧電アクチュエータ 76 バネ 78 錘り 80 制御ボックス 82 振動検出センサ 101 制御部 502 信号発生源 31 Upper Axis 60 Synchronous Signal Detection Device 74 Piezoelectric Actuator 76 Spring 78 Weight 80 Control Box 82 Vibration Detection Sensor 101 Control Unit 502 Signal Generation Source

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ミシンの上軸の回転に同期する同期信号
を発生する同期信号発生手段と、 前記上軸の回転や針棒の上下往復運動等によりミシン本
体上で生じた振動を検出する振動検出手段と、 前記ミシン本体上で生じた振動を打ち消すための制御振
動を発生可能な制御振動発生手段と、 前記ミシンの機械系部品や制御用の電気部品等の特性を
示す伝達関数を予め設定する伝達関数設定手段と、 前記同期信号発生手段から発生した同期信号、前記伝達
関数設定手段によって設定された伝達関数及び前記振動
検出手段の検出信号に基づき、前記振動検出手段が検出
する振動が最小となるように前記制御振動発生手段を制
御する振動制御手段と、を備えたことを特徴とするミシ
ンの振動制御装置。
1. A synchronization signal generating means for generating a synchronization signal in synchronization with the rotation of the upper shaft of a sewing machine, and a vibration for detecting a vibration generated on the main body of the sewing machine due to the rotation of the upper shaft, the vertical reciprocating motion of a needle bar and the like. Detecting means, control vibration generating means capable of generating control vibration for canceling vibration generated on the sewing machine main body, and preset transfer function indicating characteristics of the mechanical system parts of the sewing machine, electrical parts for control, etc. Based on the transfer function setting means, the synchronization signal generated from the synchronization signal generating means, the transfer function set by the transfer function setting means, and the detection signal of the vibration detection means, the vibration detected by the vibration detection means is minimum. A vibration control device for a sewing machine, comprising:
【請求項2】 前記同期信号発生手段及び制御振動発生
手段を、前記ミシン本体のベッド部分に設けたことを特
徴とする請求項1に記載のミシンの振動制御装置。
2. The vibration control device for a sewing machine according to claim 1, wherein the synchronization signal generating means and the control vibration generating means are provided in a bed portion of the sewing machine main body.
【請求項3】 前記同期信号発生手段を前記ベッド部分
の上面に支持する一方、前記制御振動発生手段を、前記
ベッド部分の下面とその下面に向かって弾発付勢された
重りとの間に圧入配置したことを特徴とする請求項2に
記載のミシンの振動制御装置。
3. The control signal generating means is supported between the lower surface of the bed portion and a weight elastically urged toward the lower surface while supporting the synchronizing signal generating means on the upper surface of the bed portion. The vibration control device for a sewing machine according to claim 2, wherein the vibration control device is press-fitted.
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