JPS63127783A - ミシンの同期制御方法 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は、ミシンの同期制御方法に係わり、詳しくは
布団綴じ等に用いて好適なミシンの同期制御方法に関す
る。

「従来の技術」 布団綴じ等の用途に用いられる工業用のミシンの中には
、針を備えたミシンヘッド部及びベース部と、このミシ
ンヘッド部及びベース部の間に介在されて布団等の被縫
製物を支持するワーク台とを有するものがある。この種
のミシンは、前記ワーク台を水平面上でＸ−Ｙ方向に移
動させて、前記被縫製物に多数の模様縫いを行うように
構成されている。そして、この種のミシンの中には、複
雑な模様を美しく縫製するために、前記ミシンヘッド部
及びベース部の向きを縫製方向に対して常時一致させる
ようにしたらのがあり、効果を上げている。

従来、上述したミシンの制御方法には、ＦＴＰ制御（Ｐ
　ａｉｎｔ　−ｔｏ　−Ｐ　ａｉｎｔ　）と呼ばれる手
法が採られることが一般的である。この、ＦＴＰ制御と
は、第５図に示すように、被縫製物上に縫製しようとす
る縫製パターン２０を多数の点Ｐ。　ｐｌ、・・・ＰＮ
に分割して入力し、この点Ｐを順次直線で捕間するよう
にして被縫製物上に縫製する方法である。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、前記従来のＦＴＰ制御は、連続した縫製パタ
ーン２０を多数の点の集合で近似し、この点の間を直線
で結ぶような方法であるので、前述の如くミシンヘッド
部及びベース部の向きを縫製方向に対して常時一致させ
るように、前記ワーク台及びミシンヘッド部、ベース部
とを同期制御するためには、各データ点においてミシン
ヘッド部及びベース部の向きを逐次計算し、この計算結
果に基づいてミシンヘッド部及びベース部の向きを制御
する必要があった。このため、各データ点におけるミシ
ンヘッド部等の向きを計算する時間が、そのまま時間的
ロスとなると共に、複雑な曲線から構成される縫製パタ
ーンを縫製しようとすると、被縫製物上に縫製されるパ
ターンは本来の縫製パターンとは異なる、滑らかさを失
ったパターンとなる恐れがあった。

この、被縫製物上での縫製パターンの再現性を向上させ
るためには、面記点の間の間隔を短くすれば良いが、こ
れは制御すべき点の増加につながり、前記時間的ロスの
増大を招くため、有効な解決策とはなり得ていない。

この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、制御すべき縫製データのデータ
量を少なく抑え、かつ滑らかな縫製が可能なミシンの同
期制御方法を実現することである。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、設定された縫製データに従って被縫製物に
模様縫いを行うために、ミシンヘッド部、ベース部と移
動手段とを同期制御して駆動するミシンの同期制御方法
において、前記被縫製物に縫製されるべき縫製パターン
を直線及び円弧の組み合わせからなる複数個のステップ
に分割すると共に、前記直線もしくは円弧を描くための
縫製データを入力し、この入力された複数ステップの縫
製データに従って、前記移動手段の移動量に対する前記
ミシンヘッド部、ベース部の駆動量の割合を、前記ミシ
ン制御部により計算し、この駆動量の割合に従って前記
ミシンヘッド部、ベース部及び移動手段を同期制御する
ようなミシンの制御方法を構成して、前記問題点を解決
している。

ここで、前記ミシンヘッド部、移動手段には、その移動
量を検出する検出手段を設けておくと共に、この検出手
段により検出されたミシンヘッド部の移動量と、前記縫
製データで予め設定されたミシンヘッド部の理想移動量
との偏差を計算し、この偏差を小さくするように、ミシ
ンヘッド部の駆動量を補正することが好ましい。

「作用」 この発明では、被縫製物に縫製されるべき縫製パターン
を、直線及び円弧の組み合わせからなる複数個の縫製ス
テップに分割し、これら直線及び円弧を描くための縫製
データを入力すると共に、この縫製データに従って、移
動手段の移動量に対するミシンヘッド部、ベース部の駆
動量の割合を計算し、この駆動量の割合に従って前記ミ
シンヘッド部、ベース部及び移動手段を同期制御してい
るので、前記各々のステップ内における縫製パターンの
曲率が一定値を取り、従って、前記ミシンヘッド部、ベ
ース部の駆動量の割合も、各々のステップ内では一定値
を取る。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図ないし第２図は、この発明の一実施例であるミシ
ンの同期制御方法が適用されるミシンを示す図である。

第１図ないし第２図において、符号ｌはミシンのフレー
ムであり、このフレームｌには、ミシンヘッド部２及び
ベース部３がそれぞれ旋回自在に取り付けられている。

ミシンヘッド部２の上方にはこれに連結してプーリ４が
、またベース部３の下方にもこれに連結してプーリ５が
設けられている。符号６はミシン針７を駆動する駆動シ
ャフトであり１．この駆動シャフト６の上端部にはプー
リ８が取り付けられている。この駆動シャフト６の下部
は、プーリ４の軸心部を貫通してミシンヘッド部２内に
至り、ここで駆動シャフト６の水平回転力が、図示され
ないギア機構等により垂直回転力に変換され、この垂直
回転力がミシン針７を上下動させる図示されないクラン
ク機構の入力軸に伝達される。また、符号９は前記クラ
ンク機構の入力軸に連結され、駆動シャフト６の回転に
伴って回転するシャフトである。　　　　　　　　　、 ベース部３にはその内部にカマ部ｌＯが旋回自在に収納
され、このカマ部ｌＯの下部には、前記プーリ５の軸心
部を貫通して下方に延在する駆動シャフト１１が連結さ
れている。この駆動シャフト１１の下端部には、前記駆
動シャフト６と同様にプーリ１２が取り付けられている
。

また、ミシンのフレームｌの側方（第２図右方）には、
ミシンモータ２６の出力軸１３、及びヘッドモータ２８
の出力軸１４が配置されている。これら出力軸１３．１
４にはそれぞれ２個のプーリ１５、Ｉ６が取り付けられ
ている。ミシンモータ２６の出力軸１３に取り付けられ
たこれらプーリ１５．１５は、べ５ルトＩ７、及びフレ
ーム１の内部に旋回自在に取り付けられたシャフト１８
に固定されたプーリ１９．１９を介して、ミシンヘッド
部２のプーリ４及びベース部３のプーリ５に結合されて
いる。ヘッドモータ２８の出力軸１４のプーリ１６．１
６も、同様にベルト１７、プーリ１９．１９を介して、
プーリ８、プーリ１１に結合されている。

以上の構成により、ミシンヘッド部２及びベース部３に
は、ヘッドモータ２８の駆動力が伝達されると共に、こ
れらミシンヘッド部２及びベース部３は、その方向が常
時縫製方向に一致して旋回されるように駆動されること
が可能となる。また同様に、ミシン針７及びカマ部ｌＯ
には、プーリ８、ＩＩを介してミシンモータ２６の駆動
力が伝達されると共に、これらミシン針７及びカマ部ｌ
Ｏの同期が取られるようになっている。

また、符号２１は制御装置であり、ＣＰＵ（中央処理装
置）、動作プログラムＲＯＭ及び種々のデータが一時記
憶されるＲＡＭ等から構成され、ミシン全体を制御する
。符号２２はテンキーや各種ファンクションキーから構
成される装置あり、縫製データ２３の入力及び制御装置
２１の動作モードの指定等を行う。符号２４は表示装置
であり、前記制御装置２ｌの動作モードの指定を指令、
表示したり、また縫製データ２３の入力状態を表示した
りするものである。

前記ミシンヘッド部２及びベース部３の間には、被縫製
物が取り付けられるワーク台３２が介在されている。こ
のワーク台３２には、これをＸ方向に駆動するモータ３
０、及びＹ方向に駆動するモータ３１が取り付けられて
いる。

また、符号２５は制御装置２ｌから供給される制御信号
に基づいてミシンモータ２６を駆動するミシンモータ駆
動回路、符号２７は前記制御信号に基づいてヘッドモー
タ２８を駆動するヘッドモータ駆動回路、符号２９は前
記制御信号に基づいてモータ３０、３ｌを駆動するワー
ク台駆動回路である。

そして、以上の構成により、ミシンモータ２６、ヘッド
モータ２８及びワーク台３２は、制御装置２１によりそ
の駆動が制御され、従ってミシンヘッド部２、ベース部
３の旋回及びミシン針７、カマ部１０の駆動が制御され
ると共に、前記ワーク台３２の移動機構であるモータ３
０．３１もこの制御装置２Ｉによりその駆動が制御され
、従って前記ワーク台のＸ−Ｙ方向の移動が制御される
。そして、これにより被縫製物に多数の模様縫いを行う
ことが可能となる。

また、符号３３はシャフト９の回転を検出するパルスエ
ンコーダであり、符号３４は駆動シャフト６の回転を検
出するパルスエンコーダ、符号３５．３６はそれぞれモ
ータ３０．３１の回転を検出するパルスエンコーダであ
る。そして、これらエンコーダ３３．３４．３５．３６
の出力るくルスは、カウンタ３７により各回転軸の回転
量に変換される。ここで、シャフト９の回転は前述の如
くミシン針７の上下動に対応するので、エンコーダ３３
の出力パルスはミシン針７の位置情報に対応する。同様
にエンコーダ３４の出力パルスはミシンヘッド部２の旋
回角度、エンコーダ３５．３６の出力パルスはワーク台
３２のＸ−Ｙ方向の移動距離に対応する。

次に、前記のような構成を宵するミシンのミシンヘッド
部２、ベース部３とワーク台３２とを同期制御する方法
を、ミシンの制御方法に対応させて、第１図及び第４図
を参照して説明する。

仮に、縫製パターンを、次に示すような３つのステップ
に分類する。即ち、 ■空送り（直線、縫製無し） ■直線縫い（直線、縫製有り） ■曲線縫い（円弧、縫製有り　） である。そこで、各ステップについて入力すべき縫製デ
ータは、次に示すデータで十分である。

■縫製速度、パターンの始終点位置 ■縫製速度、パターンの始終点位置 ■縫製速度、パターンの始終点位置、円弧の半径、回転
方向、円弧の種類（大円、小円、あるいは円周全体） そして、各ステップの終点位置は次のステップの始点位
置に相当するので、各ステップの終点位装置のみを入力
しても、縫製始めの位置さえ設定すれば、縫製パターン
は一意的に決定される。従って、前記入力すべきデータ
に始点位置のデータは不必要である。

そこで、第４図に示すように、縫製パターン２０を、直
線及び円弧の組み合わせからなる複数個のステップＳ　
Ｉ　、Ｓ　Ｗ　、・・・に分割すると共に、前記各直線
及び円弧を描くための縫製データを、前述した項目に従
って、入力装置２２により制御装置２１に人力する。つ
まり、例えばステップＳ。

においては、終点位置Ｐ、及び縫製速度、またステップ
Ｓ、においては、終点位置Ｐ　１　、縫製速度、円弧の
半径ｒ！、回転方向り７、円弧の種類（この場合は小円
）を入力する。また同時に、縫製始めの位置Ｐ。につい
ても入力する。これにより、縫製パターン２０に対応す
る縫製データ２３が人力されたことになる。ここで、前
記の如きステップの分類は一例であり、任意の分割方法
により前記縫製パターン２０を分割、入力してもよいこ
とは勿論である。

次に、被縫製物に縫製パターン２０を縫製するために、
前記最初のステップの縫製データ２３から順次、この縫
製データ２３に対応する各ミシンヘッド部２の旋回量、
ワーク台３２の移動量及びミシン針７の駆動量を、制御
装置２１により計算し、この谷風を制御装置２１内に記
憶させる。そして、制御装置２１により、前記谷風を各
駆動回路２５．２７．２９に出力して、ミシンモータ２
６、ヘッドモータ２８、モータ３０．３１を駆動し、こ
れにより縫製データ２３に従った縫製を開始する。

ここで、訂述の如く、被縫製物に縫製される縫製パター
ン２０を美しくする目的で、前記ミシンヘッド部２の向
きを縫製方向に常時一致させるためには、ワーク台３２
とミシンヘッド部２とを同期制御する必要がある。また
同様に、通常は直線縫いの縫製速度の方が、曲線縫いの
縫製速度よりも高速に設定されるが、被縫製物の縫いピ
ッチをどの部分においても一定にして、美しい縫い目を
実現するために、前記ワーク台３２の移動量とミシン針
７の駆動量との間にも同期関係を形成することが重要で
ある。これら同期制御は、事前に制砲装置２１に記憶さ
れたプログラムにより計算される。

また、被縫製物縫製中には、この被縫製物の縫製時の抵
抗等により、縫製された縫製パターンが設定されたパタ
ーンからずれることがある。この場合、前記駆動回路２
５．２７．２９にフィードバック制御を行えば良い。

そして、以上述べた手法を繰り返して、被縫製物上に縫
製データ２３に従って縫製パターン２０を縫製するわけ
だが、以上示した手順を、第３図に示すフローチャート
に従って、更に詳細に説明する。

まず、プログラムが開始されると（ステップ５Ｐｉ）、
前記最初のステップの縫製データ２３から順次、各ステ
ップの縫製データ２３を制御装置２１内に読み込む（ス
テップＳＰ２　　）。ｌステップのデータを読み込んだ
後、そのステップの始点位置、終点位置におけるミシン
ヘッド部２の角度α、βを計算しくステップＳＰ３　　
）、この計算値からステップ内におけるミシンヘッド部
２の旋回量θを算出する（ステップＳＰ４　　）。また
同時に、このステップ内におけるワーク台３２の移動量
、ミシン針７の駆動量をも計算し、このワーク台３２の
移動量に対するミシンヘッド部２の旋回量の割合、つま
り旋回比率Ａを計算する（ステップ５Ｐ５）。

ここで、前述の如く、縫製パターン２０は直線と円弧と
の組み合わせとして入力されているので、１ステツプ内
における縫製パターン２０の曲率が常時一定である。従
って、前記旋回比率Ａは、ｌステップ内では一定値を取
ることが理解できる。

次に、入力されたステップの縫製データ２３に従って、
前記制御装置２１から各駆動回路２７．２９に向って信
号を送出し、ヘッドモータ２８、モータ３０．３１を駆
動することで、ミシンヘッド部２、ワーク台３２をこの
ステップの始点位置へと移動させる（ステップＳＰ６　
　）。この後、人力されたステップの縫製データ２３に
従ってワーク台３２を駆動しつつ（ステップＳＰ７　　
）、一定時間（１／１００秒程度）毎に、前記エンコー
ダー３４．３５．３６によりワーク台３２の実際の移動
量Ｂ、　ミシンヘッド部２の実際の旋回量Ｃを検出する
（ステップＳＰ８、ＳＦ３　　）。更に、前記ワーク台
３２の実際の移動量Ｂから、縫製データ２３上で設定さ
れたミシンヘッド部２の理想旋回量りを計算すると共に
（ステップ５ＰＩＯ）、実際の旋回量Ｃとの偏差を計算
し、この偏差を小さくするように、ヘッドモータ駆動回
路２７に対する補正値を計算する（ステップ５ＰＩＩ）
。この補正値の計算方法は任意であるが、−例として、
前回までに与えられた補正値に対して、実際に補正され
た量を判定し、この傾向を定量化す、ることで、今回の
補正値を決定するような方法が挙げられる。そして、ミ
シンヘッド部２の補正値を含めた旋回量が決定されると
、制御装置２１からヘッドモータ駆動回路２７に向って
信号を送出し、ヘッドモータ２８を駆動する。以上の工
程を、ｌステップ内で繰り返し、ワーク台３２が縫製デ
ータ２３の終点位置にまで達したら、このステップ内で
の縫製が終了する（ステップ５Ｐ１２）。

以上説明した同期制御方法により、ミシンヘッド部２及
びワーク台３２が同期して制御され、よって、被縫製物
上に縫製パターン２０が縫製される。

ここで、各縫製パターン２０は、直線及び円弧の組み合
わせからなる複数個のステップに分割され、制御装置２
１内に縫製データ２３として入力されている。従って、
各々のステップ内での縫製パターン２０の曲率はそれぞ
れ一定値を取り、ミシンヘッド部２の旋回比率Ａも一定
値となるため、前述の如く、旋回比率Ａに従ってミシン
ヘプト部２の旋回量を決定することにより、ミシンヘッ
ド部２の動きが滑らかになると共に、計算すべきデータ
量が削減されることで、スムースかつ能率的な縫製が可
能となる。

また、ミシンヘッド部２旋回量決定の際に、ワーク台３
２の実際の移動量を基準として補正を行っているので、
被縫製物の種類、重厚に拘わらず、安定かつ所望の縫製
パターン２０を得ることができる。

なお、この発明のミシンの同期制御方法は、前記実施例
に限定されない。−例として、ワーク台３２を固定して
、ミシンヘッド部２、ベース部３を水平方向に自在に移
動させるような構成のミシンにおいても、このミシンの
同期制御方法は適用可能である。また、前記データの入
力方法も前記実施例に限定されず、例えば円弧を描くデ
ータの種類は、この円弧の中心及び曲率、そして回転方
向であっても良い。更に言えば、前記被縫製物縫製中に
、制御装置２Ｉにより２つ先のステップの縫製データ２
３を計算、記憶することにより、例えば現在縫製中の次
のステップが空送りのパターンである場合、この空送り
中にミシンヘッド部２を旋回させておけば、空送り終了
後でのミシンヘッド部２の旋回作業が不要となり、縫製
作業の短縮化を図ることができる。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、被縫製
物に縫製されるべき縫製パターンを、直線及び円弧の組
み合わせからなる複数個のステップに分割し、これを制
御装置内に縫製データとじて入力各々のステップ内での
縫製パターンの曲率はそれぞれ一定値を取り、従って移
動手段の移動量に対するミシンヘッド部、ベース部の駆
動量の割合も一定値となるため、この割合に従ってミシ
ンヘッド部、ベース部の駆動量を決定することにより、
ミシンヘッド部、ベース部の動きが滑らかになると共に
、計算すべきデータ量が削減されることで、スムースか
つ能率的な縫製が可能となる。

よって、この発明によれば、制御すべき縫製データのデ
ータ量を少なく抑え、かつ滑らかな縫製が可能なミシン
の同期制御方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるミシンの同期制御方
法が適用されるミシンの構成を示すブロック図、第２図
は同要部を示す概略図、第３図はこの発明の一実施例で
あるミシンの同期制御方法を説明するフローチャート、
第４図は同方法を説明するための図、第５図は従来のミ
シンの制御方法を示す図である。 ２・・・・・・ミシンヘッド部、３・・・・・・ベース
部、２０・・・・・・縫製パターン、２１・・・・・・
制御装置（ミシン制御部）、２３・・・・・・縫製デー
タ、２９・・・・・・ワーク台駆動回路、３０．３１・
・・・・・モータ（以上、２９．３０．３１は移動手段
）、３２・・・・・・ワーク台、３４．３５．３６、・
・・・・・パルスエンコーダ、３７・・・・・・カウン
タ（以上、３４．３５．３６．３７は検知手段）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一体に旋回駆動されるミシンヘッド部及びベース
   部と、前記ミシンヘッド部及びベース部の間に介在され
   、被縫製物が取り付けられるワーク台と、前記ミシンヘ
   ッド部とベース部、もしくは前記ワーク台のうちいずれ
   か一方を水平方向に自在に移動させる移動手段と、前記
   ミシンヘッド部、ベース部及び移動手段を制御、駆動す
   るミシン制御部とを具備してなるミシンにより、設定さ
   れた縫製データに従って前記被縫製物に模様縫いを行う
   際に、前記ミシンヘッド部、ベース部と前記移動手段と
   を同期制御するためのミシンの同期制御方法であって、
   前記被縫製物に縫製されるべき縫製パターンを直線及び
   円弧の組み合わせからなる複数個のステップに分割する
   と共に、前記直線もしくは円弧を描くための縫製データ
   を入力し、この入力された複数ステップの縫製データに
   従って、前記移動手段の移動量に対する前記ミシンヘッ
   ド部、ベース部の駆動量の割合を、前記ミシン制御部に
   より計算し、この駆動量の割合に従って前記ミシンヘッ
   ド部、ベース部及び移動手段を同期制御することを特徴
   とするミシンの同期制御方法。
2. （２）前記ミシンヘッド部、移動手段にその移動量を検
   出する検出手段を設けておくと共に、この検出手段によ
   り検出されたミシンヘッド部の移動量と、前記縫製デー
   タで予め設定されたミシンヘッド部の理想移動量との偏
   差を計算し、この偏差を小さくするように、ミシンヘッ
   ド部の駆動量を補正することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のミシンの同期制御方法。