JPS5955289A - ミシン駆動装置 - Google Patents

ミシン駆動装置

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JPS5955289A
JPS5955289A JP16692382A JP16692382A JPS5955289A JP S5955289 A JPS5955289 A JP S5955289A JP 16692382 A JP16692382 A JP 16692382A JP 16692382 A JP16692382 A JP 16692382A JP S5955289 A JPS5955289 A JP S5955289A
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signal
sewing machine
needle
rotation angle
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根木 茂雄
望 篠崎
諸藤 猛司
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、ペダルの規定位置からの離反距離に応じてミ
シンを可変速度制御し、反、前記ペダルの規定位置への
移行に従って前記ミシンを所定の針位置へ位置決め停止
さぜるような、いわゆる測定位置停止機能をもったミシ
ン駆動装置に係る。
従来例の構成とその問題点 従来、かかる付定位置停止の方法としては、第1図のタ
イムチャートで示されるようなものが一般的に採用され
ていた。
通常、ミシンはモータによりベルトを介して、あるいは
直接駆動されており、縫製作業者は、前記ミシンのペダ
ルを操作する事により、制御部を通じ前記モータ、さら
に前記ミシンの可変速度制御あるいは前記付定位置停止
を行ない乍ら所定の縫製物を完成していくという一連の
作業が行なわれる。
一般的に、前記ペダルを縫製作業者が全く力を加えない
開放状態(以下中立と呼ぶ)とした場合は、前記ミシン
は停止状態を保持し、前記ペダルを所定の距離以−ト踏
み込んだ場合には前記ミシンは駆動され、その踏み込み
距離に応じて低速度〜最高速度までの可変速度制御がな
される。
第1図に於て、前記ペダルが最大踏み込み位置に踏み適
寸れだ場合にはミシンは最高速度で運転されている。こ
のような状態から縫製作業者が前記ペダルを中立位置に
復帰させた場合には、まず前記ペダル位置を検出して信
号゛PN”をL jl−H”に切り替え、該信号” P
 N ”により前記ミシンはその位置決めのだめの低速
度”NL ”(以下ポジション速度と呼ぶ)の設定がな
され、急激に減速される。次に前記ポジション速度” 
N L”に達して以後、停止すべき位置を示す針位置信
号” N D ”を確認した時点でミシンを位置決め停
止させる。
以上の動作が行なわれるが、ここで前記ポジション速度
” NL ’″に達してから前記針位置信号”ND”を
確認するまでの時間°“TL″′は、最長前記ポジショ
ン速度に於ける一回転相当の時間を要するものであり、
前記ポジション速度に達する時の回転角度位置により、
前記最長時間以下で種々変化することになる。
前記、時間”TL”は前記ポジション速度”NL”が低
速度であるため非常に長く、縫製の能率を著しく低下さ
せる要因となっている。又、前記時間”TL”が縫製毎
に変化し縫製のリズムがかみ合わず、縫製作業が円滑に
行なえないという欠点も同時にあげられている。
このような、縫製能率を改善するには従来の方式におい
ては、前記ポジション速度”NL”を高速度にする以外
になく、一方、該速度を引上げると位置決め時の停止位
置が速度変動・電圧変動など種々の要因により大きく変
化する事になり、従って針位置が定1らず付定位置停止
の機能をはださなくなってしまい縫製作業に支障をきた
してしまうという問題を生じ、限界があった。
上述したように、従来の方式は、位置決め時の最終−開
開の縫製に長時間を要し、従って縫製能率を低下させる
という欠点を有しており、一方これを解決するだめの前
記ポジション速度の高速化も針位置の停止間の点で限界
があり、このような2つの相反する問題点の対策は非常
な困難をともなうものであり、何ら解決されていないの
が現本発明は、かかる上述の欠点を除去し、縫製能率が
向上し、しかも外定位置停止精度の良いミシン駆動装置
を挟供することを目的とするものである。
発明の構成 本発明は、付定位置停止の過程に於て、目標の停止位置
に対する現在の回転角度位置を常に測定する位置測定手
段と瞬時の速度を実測する速度検出手段とに従って、複
数個の変換素子のうちのい・ずれかを前記実測速度によ
り、又前記変換素子に含まれ速度設定を指示するデータ
を前記実測回転角度位置によりそれぞれ選択するように
構成し、かつ、各々の前記変換素子は前記速度設定値デ
ータを前記目標停止位置の通過位置で最大となりその直
前で最小となるように配置しておく事により、前記回転
角度位置と速度とを実測しつつその結果により所定の制
動曲線でミシンを目標位置に停止させようとするもので
あり、上記速度設定値データの選択により前記制動面線
番自由に選択できるという特徴を有しており、従って最
終−釧の縫製時間を十分短くかつ一定にでき、縫製能率
を向上させる事が可能となり、さらに目標停止位置直前
の速度を従来どおりあるいはより低くする事も可能であ
るので従来以上にバラツキの少ない針位置停止精度が実
現でき、又、特にディジタル化した速度制御システムを
構成した場合には、例えば近年一般に使用されているー
チップマイクロコンビヱータ(以下マイコンと呼ぶ)な
どを駆使して非常に安価に構成できるなど、非常に多大
ガる利点を有するものとなる。
実施例の説明 以下第2図のブロック図に従い本発明の実施例について
述べる。
図において、1は周波数発電機で、ミシンの軸端に装着
されミシンの回転速度に比例した周期をもったパルス信
号” F P ”を一回転に複数個出力するものである
。2は針位置検出器で、周波数発電機1と同様にミシン
の軸端に装着され、ミシンの釧の−J−位間あるいd、
下イ)装置に対応して釦付1を信号” N D ”を発
生するものである。3は速度設定器で、ミシンペダル(
図示せず)の状態を検出し、ペダルの中立位置において
信号” P N ”を出力し、踏み込み位置においてそ
の踏み込み距離に応じて変化する値を4ビツトの速度指
令信号” s v ”として出力する。4,6はそれぞ
れクラッチコイルとブレーキコイルで、モータ6の出力
部に内蔵され、該クラッチコイル4の励磁によりその磁
気回路を介し、常時回転している前記モータ6の回転力
をクラッチライニング、出力軸(図示せず)を通じさら
にプーリー、ベルトを介して前記ミシンに伝達し、一方
、前記ブレーキコイル5の励磁によりその磁気回路を介
しブレーキライニング(図示せず)を静止側に圧接係合
させ上述のようにミシンにその静止力を伝達するという
動作が行なわれる。通常T=]変速制御は、前記クラッ
チコイル4への励磁電流を制御し、前記クラッチライニ
ング而の圧接力を制御し、適当なすべりを生じさせる事
により行なわれる。
その他の部分は、電子回路をブロック化したものであり
、ディスクリ−)IC等に置換でき、これらについては
以下の動作説明に従って逐次説明を行なうものとする。
まず速度設定器3によりペダルの踏み込みが検出され信
号”PN”がH”−”L ”になると、停止制御手段7
は信号″’ CL D ”を短時間”L ”−+”H”
とし、オアゲート8を介しフリップ70ツブ(以下F/
Fと呼ぶ)9をセットし、ドライバ10を介してクラッ
チコイル4を励磁し前述の如くしてミシンは起動される
上述のようにして回転を開始したミシンの速度は以下の
如く、全てディジタル的に制御される事になるが、かか
る方法については即に特願昭54−139071号ある
いは特願昭54−139073号により明らかにされて
いる。
第3図〜第6図に上述速度制御について示しており、以
下同図もあわせ説明を加える。
前述の如くしてミシンは回転を開始する一方、前記速度
設定器3から速度指命信号”sv″′が4ビットデータ
として出力され、核速度指令信号” s v ”はRO
M11のアドレスデータとして与えられ、該当するRO
Mアドレスの内容を選択する事により後述する速度設定
のだめの分周回路を示す速度設定値に変換した後、デー
タセレクタ12に出力する。前記データセレクタ12は
その士しクト端子”S″の入力が“L″′である事によ
り” B ”側の入力を出力し、従って前記速度設定器
3からの速度指令信号”sv”に基すいた速度設定値“
DV”が出力され分周器13にセットされる。
前記分周器13は、前記周波数発電機1から出力される
パルス信号” F P ”をセットされた前記速度設定
値”DV’″の回数だけ分周した後、信号′“PD″′
を出力する。周期カウンタ14は前記分周後の信号” 
P D ”の−周期に亘るクロック発振器16からのク
ロックパルス信号を計数し、該計数結果をラッチ回路1
6により保持し、8ビツトの周期デーダ’TP”として
演算器17に出力する。なお、上記クロックパルス信号
は前記分周後の出力信号” P D ”に対して十分短
い周期をもった発振信号を採用し、その測定誤差等によ
る例えば−パルス分の周期のバラツキ等によっても速度
制御系が余り影響されない程度の十分短い分解能を有す
るパルス信号を選定する必要がある。
前記演算器171′i後述する演算を行なった後、該演
算結果により、もし前記周期データ゛’Tp”が大きい
場合(低速である場合)、オアゲート8゜F/F9. 
 ドライバ10を介してクラッチコイル4を励磁し、も
し前記周期データ゛’TP”が小さい場合(高速である
場合)、オアゲー)18.F/F19.  ドライバ2
oを介してブレーキコイル5を励磁するように作用し、
その作用時間は、前記演算器17による演算結果データ
をプリセットカウンタ21に8ビツトデータとしてプリ
セットし、該データ回数だけ前記クロックパルス信号を
計数する事により決定され、この作用時間が経過した後
、前記F/F9あるいはF/F19はリセットされ、前
記クラッチコイル4あるいはブレーキコイル5はオフさ
れる。
このようにして、前記周波数発電機1がら出力されるパ
ルス信号II F P ITの分周後のデータ゛’TP
”を実測し、演算を行なった後、次の分周後の周期間に
於いてクラッチコイル4′!、たけブレーキコイル6の
制御を行なう如く、逐次実測・制御がなされるが、ここ
で、さらにその詳細について第3図〜第6図に示してお
り、以下同図に従って述べる。
第3図は、前記演算器17による演算式の一例をグラフ
に表わしたものであり、T cB = A T p −
B=・・−(1) (但しA、B;常数、Tp;実測周
期、TcB;クラッチまたはブレーキ投入時間、を示す
)なる直線式を示している。
上記(1)式に於いて常数A/ri実測周期TPK対す
るクラッチ・ブレーキ投入時間TcBの変化割合を決定
するものであり、従って速度制御系のゲインを決定する
常数と考えられ、速度制御系の安定性。
あるいは応答性を考慮して決定される。一方、常数Bは
ミシンの回転速度を決定するものであり、ミシンの負荷
が定まり、前記分周回数が。に於ける速度(以下基準速
度と呼ぶ)をいくらにする〃・決定すれば一義的に定ま
るものである。
もし、同図に示す0点でミシンが安定に運転している場
合には第4図aに示すように周期TP1に於いてTcB
1なるデューティザイクルに従ったクラッチ電流ICが
流れ、ミシンの負荷と釣り合うことになる。
第4図すには加速の状態を示しており、前記ミシンが加
速するに従い実測周期TPは短くなり、従って前記演算
式による演算結果もTCl 1 Tc21TC3と次第
に減じられ、クラッチ電流ICは低下しミシン負荷と釣
り合う安定状態に移行する首で上記動作が繰り返される
一方、同図Cには次第にミシンが減速する過程を示して
おり、前記実測周期” T p ”の増大と共にブレー
キオン時間がTB1+TB2と減じ、さらにクラッチオ
ン時間がT。1 + Tc21 Tc3と増大し、従っ
てブレーキ電流IBの低下からクラッチ電流ICの増大
へと切りかわる過程を表わしている。
以」二は前記基準速度に於ける動作について述べたが、
前記実測周期”TP”として前記分周回数nだけの分周
を行なった後のデータを代入する事によりミシンの負荷
の回転速度による変化に対して速度制御系のゲインが十
分高い場合には下記の第(2)式に示すような有段階の
ミシン速度が得らJする。
Ns−(n+ 1 )NL ・・−・・・・・−(2)
上述した事から前記ペダル位置に対応する前記速度指令
信号”sv”の4ビツトデータが示す前記ROM11の
各アドレスに対し、上記分周回数を適当に割り付ける事
により、前記ペダルの踏込位置に対するミシン速度設定
が可能となる事は明らかであり、第6図にその一例を示
している。なお、0内には前記分周回数nを示している
以上のようにして前記ペダルが踏み込まれた場合の可変
速度制御がなされるが、次にペダルが中立にされた場合
の動作について述べる。
ここで、22は位置カウンタを示し、ミシンの駆動中に
於いて、−回転毎に前記針位置信号”ND”の前エツジ
でリセットされつつ、前記周波数発電機1からのパルス
信号”FP”の計数を繰り返しており、従ってその出力
” p”は前記針位置信号′“ND”の前エツジを基準
とした回転角度位置データを示しているものである。例
えば前記周波数発電機1として160極のものを使用し
た場合、前記位置データ”P 11は8ビツトのノくイ
ナリ値として0〜160の回転角度位置データをもつ事
になる。さらに該位置データ”P”はROM23゜RO
M24  ROM2’6のアドレスを指示し、前記各R
OMには各アドレスに対応して前記分周回数nに相当す
る速度設定値が割付けられている。
」二記各ROMへのデーター割付の例を第6図に示して
いる。同図に示すように、前述の位置データ”P”に対
するデータを6種類とし、各アドレスに対して0内に示
すデータを割付けている。すなわちROM23は6〜礼
ROM24は9〜6゜ROM25は4〜0を前記位置デ
ータに対して、前記針位置信号の前エツジが通過した位
置が最大となりその直前が最小となるように6段階に割
り付けている。
前述の如くペダルが踏み込まれ、ミシンが高速で運転し
ている状態からペダルが中立にされた場合には、捷ず速
度設定器3により前記ペダルの中立が検出され、出力信
号”PN”を”L”→”H”にし、この出力信号“PN
”はデータセレクタ12をA”入力の選択状態に切りか
えると共に、停止制御手段7に対して外定位置停止制御
を開始するよう指示を与える。
ここで、前記停止制御手段7は通常マイコンで構成され
、その制御動作例を第7図にフローチャートで示してお
り、以下同図に従いその動作について述べる。
メインルーチンでは、前記ペダルが踏み込まれている場
合には26ですべてのフラグ類、及びC1〜C3出力は
初期状態にされている。次にペダルが中立にされ前記信
号“PN’“がL″→II HI+になると、前記分周
後のパルス信号”TP”′の割込入力によりTP割込の
処理は27に示すようにまずC1を”L”にし、前記R
OM23を選択する。前述の如くして選択されたROM
23のデータが前記データセレクタ12を介して前記分
周器13にセットされ、前記パルス信号”FP”は設定
されだ分周回数”DV”だけ分周された後、その周期が
実測され“TP”として次のザイクルで再び前記停止制
御手段7に与えられる。このようにして測定した周期”
TP”が設定TP1以上かどうかを28で判定する。す
なわち、この判定は第6図に於ける2点鎖線で示す速度
以上かどうかの判定であり、もしも高速であれば次に2
9でC2を°L”にし前記ROM24を選択する。
選択されたROM24は前記位置データ″P I+に従
った速度設定値9〜6を出力しつつ、30で実測された
周期” T P”が設定値” TP1′′以上かどうか
の判定をくり返し実測周期”TP”が設定値”TPl”
°以上となった時点でFLNlをセットする。
以後、31で前記針位置信号”ND’”の前エツジを確
認した時点でPLN2をセットすると共にC3を”L“
にし、前記ROM26を選択し逐次速度設定を下げてい
くようにシーケンシャルな制御がなされる。
上記の如くして、第6図に於けるROM25の速度設定
値゛′0“が選択されミシンが最も低速度である前記基
準速度に設定された後32に示すように前記針位置信号
”ND’“の前エツジを検出した時点で停止に要する時
間のみ’ B RD ”信号を出力し、前記ブレーキコ
イル5を励磁し、ミシンをあらかじめ定められだ針位置
に停止させ、一連の針定位置停止制御を完結する。
上記動作は、ミシンが高速から停止する場合について述
べており、このような場合には前記ROM24に従った
速度設定を繰り返しつつその速度を実測し、該実測値が
設定の速度以下となった時点以後をシーケンシャルな制
御に切りかえ、逐次設定速度を低下し、前記針位置信号
” N D ’“の前エツジを検出した時点で前記RO
M26を選択しさらに設定速度を回転角度位置に従って
低下させ1、前記針位置信号” N D ”の手前で基
準速度の設定速度にしだ後、その前エツジでミシンの針
を定位置停止させるという具合に行なわれる。なお、第
6図におけるROM23に基づく設定以下の速度からの
前記測定位置停止制御は、いきなりROM26の設定速
度に従弓て制動される事によりなされる。
上述の高速からの停止の過程をタイムチャートで第8図
に示す。同図に於いてはミシンが高速から前記針定位置
停止制御を行なった場合について示しており、この様な
場合には、ROM24に基づく設定が実測した前記回転
角度位置に従って繰り返されており、この間は前記ブレ
ーキコイルはフル励磁され最大の傾斜(負の加速度)で
もってミシンは減速され、前記ROM24に基づく設定
速度に達しだ’P1”点に於てミシンは前記シーケンシ
ャルな制御へと移行し、ROM24及びROM26によ
って設定された制動曲線に従ってミシンの速度は低下し
、最終的に定められだ針位置に停止する事になる。
ここで、上述の目標位置−1の停止制御はROM24及
び26に従って行なっているが、さらに高速側の制御を
行なうべくその数を増加する事も可能であり本発明の目
的は達せられるが、迅速に目標の針位置に停止させると
いう観点から余り高速側を制御しその傾斜をゆるやかに
する事は得策でなく、本発明の適用例に示しだように、
目標停止位置の91〜二針手前を上記シーケンシャルな
制動制御区間とすれば最も有効に目標が達せられる。
第8図に於ける停止前の一針の縫製に要する時間TEは
ROM25の速度設定値を選択しその一回転の制動曲線
の傾斜を変える事により可能となる。但し最大の傾斜は
前述のブレーキコイルをフル励磁した場合の傾斜により
制限される。
寸だ、釧を所定位置に停止させる場合の停止位置は、電
源電圧変動によるブレーキ力の変動や前記ブレーキライ
ニング表面の摩擦力の変動等により変動するが、同図に
示す停止前の前記基準速度”NL″“を低下さぜる事に
より」二記変動幅を小さくできることは一般に明らかで
あり、そのように構゛成する事により本発明は一段とそ
の効果を発揮するものである。すなわち、前記ペダルが
中立にされて以後、第(1)式の常数Bを大きくし、従
って前記基準速度NLを低くするようにして容易に実現
できる。
なお、上述した実施例の構成はすべてディジタル化した
ものであり、その大部分を1チツプマイクロコンピユー
タで構成する事が可能となる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、ミシンの針を
目標位置に停止させる過程に於いて、回転角度位置及び
回転速度を実測し、該実測結果によりあらかじめ制動曲
線データを格納している変換素子の該データを選択しか
つ速度設定を行ないつつ、前記制動曲線に従ってミシン
を所定の目標位置に停止させるという思想に基づくもの
であって、本発明によれば従来長時間を要していた最終
停止する手前の一針間の縫製時間を短くかつ〒定にする
ことができ、従って縫製能率が向上し、又、操作性が改
善され、しかも停止位置の精度を一段と向上する事が可
能と々す、かつ安価に構成できるというように種々の特
徴を有しており、その効果は非常に大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の動作を示す説明図、第2図は本発明の
構成を示すブロック図、第3図〜第5図は可変速制御の
動作説明図、第6図は変換素子の速度設定データの構成
例を示す説明図、第7図は本発明の動作を示す説明図、
第8図は本発明のミ/ン速度と時間との関係を示す説明
図である。 1・・・・周波数発電機、2・・・・・・釦装置検出器
、3・・・・・・速度設定器、4・・・・・・クラッチ
コイル、6・・・・・・ブレーキコイル、6・・・・・
・モータ、7・・・・・・停止制御手段、11.23〜
25・・・・・・ROM、12・・・・・・データセレ
クタ、13・・・・・・分周器、14・・・・・・周期
カウンタ、17・・・・・・演算器、21・・・・・・
プリセットカウンタ、22・・・・・・位置カウンタ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名ff
13図           第 第4図 (ハ)丁B −□ 5図 第6図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ミシンと、前記ミシンを駆動するモータと、
    前記ミシンの回転速度に比例して変化する周期をもった
    パルス信号を発生する周波数発電機と、前記ミシンの所
    定の針位置を検出し針位置信号を出力する針位置検出器
    と、ペダルの規定位置において停止指令信号を出力し前
    記規定位置からの離反距離に応じて速度指令信号を出力
    する速度設定器と、前記針位置信号を基準とし、回転角
    度位置に応じた回転角度信号を出力する位置測定手段と
    、前記ミシンの回転速度を検出し実速度信号を出力する
    速度検出手段と、前記回転角度信号を速度設定値に変換
    する変換手段と、前記モータの速度を制御する速度制御
    手段とより成り、前記速度制御手段は、前記ペダルが前
    記規定位置以外の位置に移動された場合には前記速度指
    令信号に従って作動し、前記停止指令信号が出力された
    場合の定位置停止過程においては前記変換手段からの速
    度設定値に従って作動した後、前記針位置信号を検出し
    た時点で前記ミシンを位置決め停止させるよう構成した
    ミシン駆動装置。
  2. (2)変換手段は、回転角度信号を針位置信号が通過し
    た時点で最大となりその直前で最小となるような速度設
    定値に変換する変換素子を複数個含むように構成し定位
    置停止過程に於いて実速度信号に応じて一つの前記変換
    素子を選択しつつ、逐次より小さい前記速度設定値をも
    つ前記変換素子に切り換えた後、所定の針位置に停止さ
    せるよう構成した特許請求の範囲第(1)項記載のミシ
    ン駆動装置。
  3. (3)速度検出手段は、クロックパルスを発生するクロ
    ック発振器及びカウンタを含み、周波数発電機のパルス
    信号の一周期間における前記クロックパルス信号数を計
    数し、該割数結果を実速度信号として出力するよう構成
    した特許請求の範囲第(1)項記載のミシン駆動装置。
  4. (4)位置測定手段は、カウント手段を含み、ミシンの
    一回転毎に発生する針位置信号により前記カウント手段
    を初期状態にしだ後、周波数発電機からのパルス信号の
    割数を行ない、該計数値を位置信号として出力するよう
    構成した特許請求の範囲第(1)項記載のミシン駆動装
    置。
  5. (5)  切換手段に含寸れる変換素子をROMで構成
    し、位置信号に従って前記ROMのアドレスを指定する
    と共に、前記ROMを複数個備え、実速度信号に従って
    前記複数個のROMのうちの一つを選択するよう構成し
    た特許請求の範囲第(1)項まだは第(2)項記載のミ
    シン駆動装置。
  6. (6)速度検出手段と、位置測定手段と、変換手段と、
    速度制御手段とを−チップマイクロコンビコータで構成
    した特許請求の範囲第(1)項寸だは第(2)項まだは
    第(3)項1だは第(4)項まだは第(5)項記載のミ
    シン駆動装置。
JP16692382A 1982-09-25 1982-09-25 ミシン駆動装置 Granted JPS5955289A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16692382A JPS5955289A (ja) 1982-09-25 1982-09-25 ミシン駆動装置
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