JPS6042738B2

JPS6042738B2 - 自動刺繍ミシンの制御装置

Info

Publication number: JPS6042738B2
Application number: JP14489979A
Authority: JP
Inventors: 種市河合; 宏二西田; 道三宅; 茂充浜島
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1979-11-07
Filing date: 1979-11-07
Publication date: 1985-09-25
Also published as: JPS5668154A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自動刺繍ミシンの制御装置の改良、特に、制
御装置の出力による刺繍枠駆動機構の実際の動作量が出
力信号相当量だけ動かなかつた際に、ミシンの各ステッ
チ毎で、該不足制御量を次ステッチの制御量に重畳補足
させることによつて、全体として刺繍パターンの形を損
わすに自動刺繍枠縫いの制御を続けさせるようにした制
御システムに関するものである。

二個のサーボモータを制御して夫々の駆動出力による
二つの座標成分運動の合成である平面図形をたどる軌跡
の運動を、ミシンの動作の各ステッチ毎に針の昇降と同
期して、制御装置内の記憶要素にストアしている刺繍枠
作動量対応の制御データに従つて、布枠支承機構に伝え
て、その動作を連綴することにより自動刺繍枠縫をなす
ミシンに於て、刺繍枠駆動源として直流サーボモータを
用い、制御回路を介して之をフィードバック制御動作さ
せる場合、各ステッチ毎の制御動作の終了間近にてサー
ボモータの駆動トルクか減衰して負荷と釣合い、そのス
テッチのために与えられた制御データ相当量迄サーボモ
ータが回転し終らない状態で留まつたまゝ、次のステッ
チのための枠動作タイミングを迎えることが時として生
ずる。

之様な一種の誤動作状態で、そのまゝ記憶要素からの読
出しデータに従つて刺繍枠駆動々作を連綴すれば、所期
の刺繍模様が歪んだものに変形して了うことになる。本
発明は此の課題の解決を目的としたものであり、刺繍枠
駆動用のサーボモータとして、例えばパルスモータ等よ
りは、比較的小型で駆動力が大きく、且つ駆動出力増巾
回路の構成が簡単にできる直流サーボメータを使用し、
此のサーボメータの回転からのフィードバック信号を、
該出力増巾回路の前段のプリセットカウンタに対して加
減算信号として与えた状態で、該プリセットカウンタに
セットされた置数値迄計数し終らない間に、次の置数セ
ットタイミングを迎えるとき、該カウンタ上の残存数値
を、新たな置数値に重畳させて補足修正せしめることに
より、前記したような誤作動を累算した形のものとする
ことなく、刺繍パターンの変形を防止することを特徴と
するものである。

以下、図に就いて実施例を説明する。

但し便宜上、先ず簡単にミシンの刺繍枠支持駆動機構に
ついて述べること）する。第１図に於て、通例の本縫機
能を有するミシン１の、アーム支柱部の前面下方部に構
成されたコンソール１ａの内部には、適宜のデータ担体
から自動刺繍縫制御データを読取つて之を記憶し、ミシ
ン針棒２の昇降動作と同期して、此のミシン１の運転の
各ステッチ毎に、ミシンベッド１ｂ内に装着の二個のサ
ーボモータの制御を介して、ベッド１ｂの上側の刺繍枠
６に対して平面図形の軌跡運動を与えるための、後述す
る制御回路が内蔵されている。平面図形の軌跡運動はＸ
Ｙ直交座標方式のもので、ベッド１ｂの上面には、左右
方向にのびて前後二列に並ぶ平行のスリット３，４が設
けられている。ベッド１ｂの上側で該スリット３，４を
直角のブリッジする姿勢のＹ軸ガイドロッド５が配され
、そしてスリット３，４に沿つてＹ軸ガイドロッド５を
その直交姿勢のまま左右に平行移動させ、且つＹ軸ガイ
ドロッド５に沿つて其の上に支持したトラベラ７を前後
摺動させる刺繍枠駆動機構がベッド１ｂ内に装着されて
いる。トラベラ７は、詳細図示しない適宜の支着手段に
より、刺繍枠６を着脱可能に支承するものである。Ｙ軸
ガイドロッド５は、その前後両端に各支着した前後のキ
ャリヤ８，９の各下部が、スリット３，４を各貫通して
、ベッド１ｂの内部で、左右摺動可能に支承される。上
記のように制御回路のケーシングを兼ねるアーム支柱部
のベッド１ｂ面に沿う右懐の壁面が、前後のキャリア８
，９と之に支持したＹ軸ガイドロッド５及びトラベラ７
の全体を、すつぽりと格納収容できるように凹みに形成
され、此の凹んだポケット１ｃ内に迄キャリヤ８，９を
導入できるように、スリット３，４の各右端は端ポケッ
ト１ｃの奥に入り込んでいる。ベッド１ｂ内の、ＸＹ直
交座標方式の刺繍枠駆動機構は第２図及び第３図に示さ
れているが、本図の構成のものは、本出願人により先に
出願された実願昭５４−５４４４７号に其の詳細が開示
されている。本発明に於ては此の部分を要旨とするもの
ではないので、簡単に記すと、ベッド１ｂ内に左右の前
ブラケット１０，１１が支着され、之により前スリット
３と平行にＸ軸ガイドロッド１２が支承されており、該
Ｘ軸ガイドロッド１２に沿つて摺動自在に前キャリア８
が案内支持されている。Ｙ軸ガイドロッド５をＸ軸ガイ
ドロッド１２との直交姿勢にて左右動さすために、前後
のキャリア８，９を連係して同体の運動をなす手段を具
える。即ち、ベッド１ｂ内には後スリット４の下部にも
、その両端に後ブラケット１３，１４が支着されており
、左後ブラケット１３と右側ブラケット１１とに各枢支
されたアイドロール１５，１６を経由して、ｚ字形に張
設して、其の両端を前後のキャリヤ８，９に各支着した
前後連結索１７により、両キャリヤ８，９の何れかに牽
引力に作用したときも、双方が常に同方向に移動するも
のである。前後左右の四つのブラケット１０，１１，１
３，１４によつて囲まれる・内に、二つのモータブラケ
ット１８，１９がベッド１ｂ内に支着され、その各々に
Ｘ軸サーボモータ２０とＹ軸サーボモータ２１が夫々支
承されている。Ｘ軸サーボモータ２０の出力軸上に支着
したキヤプスタンロール２０ａに巻付けたＸ軸駆動索２
２の一端２２ａは、左前ブラケット１０に固定され、そ
の他端は右後ブラケット１４に固定されている。そして
其の張設経路中、此の二つのブラケット１０及び１４に
各枢支したアイドラロール２３，２４を定滑車とし、そ
して前後のキャリａヤ８，９に枢支させたアイドラロー
ル２５，２６を各動滑車とする二組の滑車仕掛を、その
互の作用方向を逆向きにしてＸ軸キヤプスタンロール２
０ａのところで両滑車の駆動索端を結合した形態のもの
で、Ｘ軸サーボモータ２０の作動によつて、ｘ軸駆動索
２２が何れかの側にたぐられる動きを生ずると、上記の
ように動滑車を各支着された前後のキャリヤ８，９が、
前キャリヤ８の場合は左前ブラケット１０の側へ、そし
て後キャリヤ９ならば右後ブラケット１４に近づくよう
に、夫々牽引力を与えられ、そして前記した前後連結索
１７の作用にて、何れの場合にも、Ｙ軸ガイドロッド５
は傾くことなく左右に平行移動を生じる。Ｙ軸サーボモ
ータ２１の作動による、トラベラ７のＹ軸ガイドロッド
５に沿う前後動作も同様であつて、此の場合、Ｙ軸駆動
索２７の張架経路中、動滑車に相当の移動アイドラ２８
，２９はトラベラ７の上に並設され、定滑車に相当のも
のは、一方は右前ブラケット１１に枢着されたアイドラ
ロール３０及び、他方は図示しないが右後ブラケット１
４の個所にて同様に案内支持されており、Ｙ軸駆動索２
７の両索端２７ａ，２７ｂは、左前ブラケット１０と左
後ブラケット１３とに各個定されている。そして此のＹ
軸成分の動索張架経路中に於て、トラベラ７の前後方向
摺動を生ずることなくＹ軸ガイドロッド５の左右摺動を
許し、また、該動索を何れかの側にたぐるとき、トラベ
ラ７を前後に移動さす占うに、前後のキャリヤ８，９の
夫々には、そのＸ軸方向と平行の動索部分より各直角方
向にトラベラ７を吊るような形で、且つ、此の部分で動
索がスリット３，４を貫通してベッド１ｂ上側に立上る
ように、各々四個のガイドロール３１ａ〜３１ｃ（３１
ｄは３１ａの奥で見えない）及び同３２を具えている。
此の手段により、例えばＸ軸駆動索１７のみがたぐられ
Ｙ軸サーボモータ２１が休止中のときは、トラベラ７上
で移動アイドラ２８，２９が回転するが、その前後摺動
は生せず、Ｙ軸ガイドロッド５がそのまま左右動するも
ので、依て両座標成分の動きは互に相手に拘束されない
。その結果刺繍枠６は、両成分の動きの合成である平面
図形の軌跡の運動を与えられる。そして此のミシン１の
作動の一ステッチ毎に、その針が加工布から抜けている
半周期の間に、プログラム編成された各針目対応の制御
データに従うモータ回転制御を、ＸＹの両サーボモータ
２０，２１に与えることにより刺繍縫いが進められる。
以上の如くしてＸＹ直交座標方式の平面図形の軌跡運動
を与える二つのサーボモータ２０，２１には、亦、第３
図に示すように、各キヤプスタンと同体に回転するコー
ドディスク２０ｂ，２１ｂが夫々支着されている。

コードディスク２０ｂ，２０ｂには、その外周縁に沿つ
て等角度に配したスリット２０ｃ，２１ｃが刻設されて
おり、また該コードディスク２０ｂ，２１ｂの回転につ
れて該スリット２０ｃ，２１ｃの移動数を検知すべく、
各モータのブラケット１８，１９に支着させて、各一対
の光電式ピックアップ２０ｄ，２０ｅ及び２１ｄ，２１
ｅを設ける。そして各コードディスク２０ｂ，２１ｂに
対するピックアップ２０ｄ，２０ｅと２１ｄ，２１ｅと
の各組の空間的配置関係は、夫々の組で、スリット２０
ｃ，２１ｃの検出信号の同期が９０ス宛ずれる関係のも
のであり、之に就ては直ぐ後に回路の説明に於いても述
べるが、各組に之様に検出同期が９０於ずれた一対のピ
ックアップを用いるのは、サーボモータ２０，２１の回
転量と回転方向とを、デジタル信号の形でフィードバッ
ク信号として得るもので、この部分の手段は周知の技術
である。以上のような自動刺繍枠駆動機構を具えたミシ
ン１のコンソール１ａには、第１図に例示する磁気テー
プメモリ３３の如き、適宜のデータ媒体から刺繍制御デ
ータを読込むためのデータリーダ３４と、此のミシン１
の操作用スイッチ群３５ａ，３５ｂとが装着される。

また此のミシン１の内部には、針棒２を駆動する主軸３
６上に、その回転を検出して同期信号を発生する同期信
号発生器３７が設置される。次に制御回路を説明すると
、第４図に示す回路に於て、こ）に用いたコンピュータ
３８は、それ自身のデータ処理演算用プログラムをスト
アさせた固定のデータメモリであるＲＯＭメモリ３８ａ
と、データリーダ３４を介して読込んた旧動刺繍枠制御
データをストアするＲＡＭメモリ３８ｂとを具える。

但しＲＡＭメモリ８８ｂを用いる具体的態様は、データ
リーダ３４に用いるデータ記録媒体の種類その他の条件
に応じて適宜に構成する。例えば、上述のように磁気テ
ープメモリ３３を使用する場合、メモリ容量を節約のた
めに、データリーダ３４を断続作動制御しつつ、見掛上
は、此の磁気テープメモリ３３によるオンライン制御の
如くに自動刺繍動作させる技術の具体的な例は、先に本
出願人より出願した特願昭５４−１１６９６鏝の明細書
に開示されいる。コンピュータ３８は、操作用スイッチ
群３５ａ，３５ｂの操作に応じ、ミシンモータ駆動回路
４０を介してミシンモータ３９を作動させ、またミシン
主軸３６の回転に伴い同期信号発生器３７から与えられ
る同期信号により、ＲＡＭメモリ３８ｂのストアデータ
から順次に各ステッチ毎の刺繍枠駆動データを読出して
、ｘ軸成分のサーボモータ駆動回路４１とＹ軸成分の同
４２とに出力する。此の際に、両軸成分の各刺繍枠駆動
データＸＤＡ，ＹＤＡの出力タイミングに同期し、其等
よりも僅かに先行するもの、及び直ぐ追随するものとの
二個のロード信号Ｌｌ，Ｌ２が、此のコンピュータ３８
のＩ／０ボート３８ｃから、夫々二つのサーボモータ駆
動回路４１，４２に与えられる。既述のように本発明に
於ては、二個のサーボモータを用いるものであり、その
出力軸にはコードディスク２０ｂ，２１ｂが各支着され
、夫々検出信号の位相が９０２ずれた回転検出用のピッ
クアップが各一対設置されており、、之によりサーボモ
ータ２０，２１がフィードバック制御される。そして此
のフィードバック信号によつても、なお与えられた所期
の制御量だけサーボモータ２０，２１が回転できずに留
まつた場合に、比の残留分を次ステッチのための枠駆動
データＸＤＡ，ＹＤＡに加えて補正した値の制御信号と
することにより、誤作動分の累積を回避することが本発
明の要旨てあり、即ち、該二つのサーホモータ駆動回路
４１，４２は、元来は、其等の主要部がコンピュータ３
８と共に、一組の所謂、マイクロコンピュータの構成の
中に含めて形成されるできものであるが、上記のように
本発明の主要部であるため、便宜上、各別個の枠内に図
示したものてある。以下、双方共に同構成のため、Ｙ軸
成分のサーボモータ駆動回路４２を説明する。先ずフィ
ードバック部分から述べると、第５図にも示すように、
一方のピックアップ２１ｄの検出信号を開ゲート信号と
して接続された一対のＡＮＤゲート４３，４４を有し、
他方のピックアップ２１ｅの検知出力の立上りに同期し
てパルス発生動作するワンショットマルチバイブレータ
４５、及び立下りに同期してパルス発生する同４６の各
発生パルス出力が、夫々ＡＮＤゲート４３，４４に各接
続されている。そこで図示のようにピックアップ２１ｅ
の検知が開ゲート信号よりも先行する向きをサーボモー
タ２１の正転方向とすると、その立下りに周期したパル
スに応じたＮ１ゲート４３の出力が、正転方向への回転
量対応の数だけ生ずる。また逆転の場合には、逆転量対
応数のパルスがＡＮＤゲート４４の側に出力する。ＡＮ
Ｄゲート４３の出力は加減算カウンタ４７の減算入力に
接続され、ＡＮＤゲート４４の出力は同じく加算入力に
接続されている。加減算カウンタ４７は、その前段に接
続した加算器４８を経由して、枠駆動データＹＤＡに直
ぐ追随する第二ロード信号Ｌ２によつて、加算器４８の
その時の内容をプリセットされ、それにより与えられた
正又は負のＹ軸成分回転量を、次段に接続されたＤ／Ａ
変換器４９を介して、サーボアンプ５０の入力端に正負
の電圧の形で与える。そこでサーボモータ２１がサーボ
アンプ５０の出力に応じて回転するにつれて、その回転
方向に応じた側のフィードバックパルスが加減算カウン
タ４７に加わり、置数値より正転ならば減算し、逆転で
あれば加算動作させて、其の出力数値を零に近づける。
加減算カウンタ４７の出力はまた、ラッチ５１に接続さ
れており、ラッチ５１の出力は、加算器４８の一方の入
力に接続している。加算器４８の他方の入力は、前記枠
駆動データＹＤＡであり、ラッチ５１が加減算カウンタ
４７の出力をロードされるタイミングは、枠駆動データ
ＹＤＡに僅か先行して、第一ロード信号レにより作動さ
れる。以上の回路構成で、此のサーボモータ２１のサー
ボ動作不完全な場合の、誤作動分の累積回避作用を今一
度まとめて記すと、サーボモータ２１の作動が終了間近
になつて其のトルクが減少し、サーボ不完全なま）負荷
と釣合つて停止状態となると、加減算カウンタ４９の動
作も休止して、プリセット数値が零に帰らない状態に留
まり、そのま）ミシン主軸３６の回転が進んで、次のス
テッチ動作のための枠駆動データＹＤＡがコンピュータ
３８から出力されるタイミングを迎えようとするとき、
先す第一ロード信号レによつて、加減算カウンタ４７上
の残存数値がラッチ５１に読取られる。次いで枠駆動デ
ータＹＤＡがＩ／０ボート３８ｃより出力されると、加
算器４８上には、此のステッチに対して与えられた枠駆
動データＹＤＡの値に、ラッチ５１の内容を其の正負に
応じて加減重畳させたデータ値が置数される。そして之
様にして前のステッチでの誤作動分を加味補正された新
しいステッチの制御データが、直ぐ追随する第二ロード
信号Ｌ２によつて加減算カウンタ４７上に移送され、加
減算カウンタ４７はセットされ該補正済みの数値をＤ／
Ａ変換器４９に伝え、順次サーボアンプ５０を介して駆
動されるサーボモータ２１の回転につれて、その回転方
向に応じた回転量のフィードバック信号パルスが、正転
時には減算用のＡＮＤゲート４３より、そして逆転時に
は加算用のＡＮＤゲート４４を介して、加減算カウンタ
４７上の数値を逐次零に向けて加減算動作させる。そこ
で又、加減算カウンタ４７上の数値が零に帰らぬ状態で
サーボモータ２１の回転が停止したときは、以上の誤作
動累積回避作用が反復される。之様にして、もしもサー
ボモータ２０，２１のサーボ動作が、見掛上、モータト
ルク不足の如き態様にて此のミシン１の作動を終始した
ときは、之により完成された刺繍縫いのパターンは、所
期のものより若干縮んだ形態のものとなる。又は、上記
誤作動が部分的もしくは一時的にのみ生するときは、刺
繍模様の全体の大きさは殆んど変らず、ステッチの乱れ
も実用上は差支えない程に、目立たぬものとなし得るも
のである。以上説明の如く、本発明は刺繍枠駆動源とし
て、比較的小型で駆動力が大きく、そのサーボ駆動回路
の構成と共に経済的である直流サーボモータを使用し、
そして此のフィードバック制御系の一部に、サーボモー
タの不完全動作時の誤作動分を、ミシン動作の次ステッ
チのための制御データに加味重畳することにより、不完
全なサーボ動作の際にも、誤作動分の累積を回避したも
のであり、それによつて縫製する布厚材質等の変化その
他の要因による制御負荷の変動に対しても、所期の刺繍
模様をくずすことなく、安定して制御動作させ得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示したもので、第１図は本発明手
段を備えた自動刺繍ミシンの斜視図、第２図はその一機
構部分を取出して示した拡大斜視図、第３図は第２図中
の一要素をその見る角度を変えて示した部分斜視図、第
４図は此の実施例のブロック回路図、第５図は一要部の
動作特性説明図である。１：ミシン、１ａ：コンソール、１ｂ：ミシンベツド、
２：針棒、５：Ｙ軸ガイドロッド、６：刺繍枠、７：ト
ラベラ、８，９：キヤリヤ、１２：Ｘ軸ガイドロッド、
２０：Ｘ軸サーボモータ、２１：Ｙ軸サーボモータ、２
０ａ，２１ａ：キヤプスタン、２０ｂ，２１ｂ：コード
デイスク、２０ｃ，２１ｃ：スリツト、２２：Ｘ軸駆動
索、２７：Ｙ軸駆動索、３４：データリーダ、３６：ミ
シン主軸、３７：同期信号発生器、３８：コンピユータ
、３８ｂ：ＲＡＭメモリ、４１：Ｘ軸成分のサーボモー
タ駆動回路、４２：Ｙ軸成分のサーボモータ駆動回路、
４３，４４：ＡＮＤゲート、４５，４６：ワンシヨツト
マルチパイプレータ、４７：加減算カウンタ、４８：加
算器、４９：Ｄ／Ａ変換器、５０：サーボアンプ、５１
゜ラッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

１刺繍縫いのための各ステッチ毎の刺繍枠駆動データ
をストアさせた記憶手段より該データを順次読出させて
、ミシンの運転と同期して、各ステッチ毎に二個のサー
ボモータの制御を介して刺繍枠支持駆動機構を作動させ
て、之に担持させた刺繍枠に平面図形の軌跡をたどつて
連綴する布送り制御を与える自動刺繍ミシンの制御装置
に於て、前記二個のサーボモータには夫々直流サーボモ
ータを用い、其の各出力軸の回転方向及び回転量をコー
ド化し該回転方向に対応した二個のＡＮＤゲートより夫
々の回転方向の回転量に応じたフィードバック信号パル
スを得る手段と、加算器を介して置数セットされ該セッ
ト数値に応じて前記サーボモータのためのサーボ制御信
号を与え該フィードバック信号パルスにより該置数を零
に向けて加減算動作する加減算カウンタと、前記加算器
に前記記憶手段により前記刺繍枠駆動データが与えられ
るタイミングに僅かに先行して前記加減算カウンタ上に
残存数値を一時記憶し前記サーボモータのサーボ動作が
不完全な場合の該残存数値にて前記加算器上で次ステッ
チの刺繍枠駆動データに重畳補正する手段とを具備し、
前記サーボモータの不完全サーボ作動時の誤作動分の累
積を回避するよう構成したことを特徴とする自動刺繍ミ
シンの制御装置。