JPS6366226B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ミシン速度を設定する調整手段の位
置に応じてミシンの起動・停止あるいは可変速制
御を行なうミシン制御装置に係る。 従来、上記ミシン制御装置として、前記調整手
段の位置をアナログ信号に変換し、該アナログ信
号を速度設定信号とし、この速度制御部をＰア
ンプ回路を中心としたアナログ演算処理で構成し
た方式が主として採用されていた。 しかし乍ら、近年特にマイクロコンピユータ
（以下マイコンと言う）を中心としたデイジタル
IC類の開発には目ざましいものがあり、速度制
御部に於いても価格的あるいは信頼性の優位性の
故にデイジタル化が着々となされているのが現状
である。ここに於て、前記調整手段の検出信号も
当然デイジタル化される必要があり、前記調整手
段として足踏みペダルを用いた場合、前記デイジ
タル化の手段として、数ビツトのスイツチを前記
ペダルに連動させたもの、あるいは数ビツトの発
光・受光素子の間に、前記ペダルに連動し前記数
ビツトの組み合わせ信号が変化するように穴あけ
を行なつた遮蔽板を配置したもの、さらには磁石
を前記ペダルに連動させその距離の変化あるいは
磁束の方向の変化をホール素子あるいは磁気抵抗
素子で検出しさらに該アナログ信号をＡ／Ｄ変換
しデイジタル信号を得るようにしたものなど種々
の方式が採用されている。 ここで、上記各種方式に共通してデイジタル方
式では必ずその信号が変化する境界が存在し、該
境界の状態に前記ペダルを位置した場合には、ミ
シンの振動などにより、相隣り合う２つの信号値
間で変化してしまい、従つてミシンの速度が大幅
に変動して実用上使用できないという致命欠点を
有している。 本発明は上記欠点を除去し、前記調整手段の位
置に応じてスムーズに速度設定が切り換わり、ミ
シン振動などに影響されない安定した速度運転が
なされるミシン制御装置を提供するものである。 第１図に本発明をブロツク図で示しており、以
下同図に従い説明する。 １はペダル位置検出回路であり、前記ペダル
（図示せず）の基準位置からの踏み込み量を電気
信号に変換する部分であり、例えば前記ペダルの
往復動作を回転動作に変換し、その中心部に磁石
を配置し連動させ、該磁石の回転角度を磁気抵抗
素子で検出し増幅するといつた手段が用いられ
る。従つてその出力信号P_Aはアナログ信号とし
て出力される。２はＡ／Ｄ変換器であり、アナロ
グ信号P_Aを５ビツトのデイジタル信号P_Dに変換
するものである。３はマイコンを示し、ミシンの
制御の中枢部である。４および５はクラツチコイ
ル６およびブレーキコイル７のドライバを示す。
ここでモーター（図示せず）は、常時高速回転を
行なつているモーター本体部の回転力をクラツチ
コイル６の励磁によりその磁気回路を通じて出力
軸に伝達し、かつその励磁電流の大きさによりモ
ーター本体の回転部との間のすべり速度を変化さ
せ速度制御を行ない、一方前記ブレーキコイル７
の励磁によりその磁気回路を通じて前記出力軸を
停止させようとするような、いわゆる電磁カツプ
リング構造を有したものである。８はミシンを示
し、通常前記モーターの出力軸とプーリー、ベル
トを介して連結される。９は針位置検出回路であ
り、前記ミシンの軸端に装着した磁石片を針上位
置に対応するように調整し前記ミシン軸の回転に
同期して回転させ、前記磁石片に対向する静止位
置に配置したホールICで前記針上位置を検出し
針上信号NUを出力するような構成である。１０
は周波数発電機であり、通常前記ミシン軸端に装
着され、前記ミシンの回転速度に応じて変化する
周期をもつた信号を出力する。１１は波形整形回
路であり、コンパレータを中心とした回路で構成
され、前記信号を矩形波のパルス信号FGに整形
する回路であり、該パルス信号FGは前記マイコ
ン３の割込端子iNTに入力される。 以上のように構成された動作について以下に述
べる。 まずペダルが基準位置から踏み込まれると、そ
の移動量がペダル位置検出回路１により検出さ
れ、アナログ信号P_Aが出力される。該アナログ
信号P_AはＡ／Ｄ変換器２により５ビツトのデイ
ジタル値である設定位置信号P_Dに変換されマイ
コン３に出力される。 前記マイコン３は前記設定位置信号P_Dの値が
規定値以上であれば、前記設定位置信号P_Dを後
述するようなＲＭテーブルにより前記パルス信
号FGの分周回数を示す数値…速度設定信号Ｓ…
に変換し分周回数値として内蔵RAM（RAM₁）
にセツトするとともに信号CLを出力しドライバ
４を介してクラツチコイル６を励磁し、ミシン８
を駆動する。 上記のようにして、ミシン８が加速すると周波
数発電機１０さらに波形成形回路１１を通じパル
ス信号FGが前記マイコン３の割込入力端子iNT
に出力されるようになり、前記マイコン３は前記
割込入力を前述のRAM₁に記憶された回数だけ分
周し、該分周した周期を実測し後述の演算式に代
入演算し、次のパルス信号FGの区間のクラツ
チ・ブレーキの励磁時間を制御し、このようにし
て実測・制御を繰り返しつつ速度制御が行なわれ
る。 前述のようにして、前記ペダル位置検出回路１
により検出し出力された前記アナログ信号P_Aに
従つて速度でミシン８は運転される。 次に、前記ペダルが基準位置の方に戻され前記
設定位置信号P_Dが前記規定値より小さくなると、
まず低速度設定がなされ、ドライバ５を介してブ
レーキコイル７が励磁され、ミシン８は低速度ま
で急激に減速する。ミシンが低速度になると、次
に針位置検出回路９からの前記針上信号NUが出
力された時点で前記クラツチコイル６をオフし前
記ブレーキコイル７を一定時間励磁し、従つて針
上位置への停止がなされることになる。 このようにして、縫製物を縫い終え、新しい縫
製物ととりかえて次に縫い始めるという一連の作
業が行なわれる事になるが、以上は動作の概要で
あり、さらに詳細なる本発明の特徴について第２
図以後の図に従い述べる。 第２図及び第３図は速度制御の原理を示す図で
あり以下同図に従い説明を行なう。 第２図に示した演算式は演算の簡略化のため直
線式を用いておりＡは通常系のゲインに対応する
常数であり、又Ｂは速度の微調整ができる常数で
あり、系の安定性・応答性を考慮して決定され
る。 同図に於て、前記パルス信号FGの前記分周後
の実測周期T_Pをまず実測し、前記演算式に代入
し、演算結果が正であればクラツチコイルを負で
あればブレーキコイルを、前記演算結果の時間だ
け、次のパルス信号FGの分周後の同期間に対し
て励磁するという制御がなされる。すなわち前記
実測周期T_Pが小さい方向に変化した場合、すな
わちミシンが高速側に変化した場合にはクラツチ
のオンデイユーテイが減じられ、場合によつては
（T_P2以下となると）ブレーキが投入され速度の
上昇を抑さえる様に動作し、逆に前記実測周期
T_Pが大きい方向に変化した場合、すなわち低速
側に変化した場合にはクラツチのオンデユーテイ
が増加され、速度の低下を抑えるという具合に制
御され、このようにしてミシン負荷とちようど釣
り合つたα点（実測周期T_P1、クラツチオン時間
T_C1）で安定運転が行なわれる。 上記安定状態を第３図に示している。同図に於
ては低速N_Pでの安定運転状態を示しており、前
記パルス信号FGの周期T_P1に対し、クラツチコ
イル励磁信号CLがT_C1だけ出力されるようなデユ
ーテイで安定運転が行なわれる。 ここで、前記の如く前記パルス信号FGを前記
マイコン３の内部で分周した場合、まず前記実測
周期T_Pは急激に増加し、従つてクラツチの投入
割合が増加しミシンは加速され、上昇した速度に
おけるミシン負荷トルクが余り変化しないと仮定
すれば、最終のクラツチオンデユーテイは前記低
速N_Pの運転時と同様になり、ほぼα点で運転す
ることになる。すなわち、例えば分周回数を１と
すれば、前記低速N_Pの２倍の速度で運転される
事になる。 前述の設定位置信号P_Dから前記速度設定信号
Ｓ（分周回数値）への変換用の前記ＲＭテーブ
ルの構成例を第１表及び第２表に示す。

【表】

【表】

【表】

【表】 第１表および第２表に示したようにＲＭテー
ブルは２種類用意しており、この２種類のＲＭ
テーブルは＊＊印で示した部分、すなわち速度設
定信号Ｓが切りかわる部分のみ異なつている。な
お、同表に於いて＊印部の速度設定信号（Ｏ）は
駆動状態から停止への移行時のみに必要であり、
該＊印部に相当する前記設定位置信号P_Dの０〜
５は別途プログラムにより停止指令領域として区
別される。 前記設定位置信号P_Dに対するミシン速度の関
係をグラフ化して第４図に示す。同図において、
実線で表わしたのは前記ＲＭテーブル１に基づ
くものであり、破線で示したのは前記ＲＭテー
ブル１に基づくものである。 ここで示したミシン速度N_Mは前述の原理によ
りほぼ下式で表わされることになる。 N_M＝N_P×（Ｓ＋１） (1) 前記２つのＲＭテーブルの選択手段を第５図
フローチヤートに示しており、以下同図に従いそ
の動作を述べる。 まず、１２で前記設定位置信号P_D1を新しく読
み込み、１３で前記P_D1が０〜５の停止指令範囲
かどうかチエツクし、停止指令範囲であれば停止
処理ルーチンへ、そうでなければミシンの駆動状
態を続行する。次に１４で、新しく読み込んだ前
記設定位置信号P_D1が前記第１表および第２表に
＊＊印で示した値と等しいかどうかチエツクし、
もしそうであれば１５で前回読み込んだP_D2より
も１だけ小さい値かどうかチエツクし、そうであ
ればＲＭテーブル２により、前記速度設定信号
Ｓに変換する。また、前記１４で前記P_D1が＊＊
印で示した値以外であつた場合は、１７で従来記
憶していたP_D2のデーターをP_D1に新しくセツト
し、18でＲＭテーブル１により前記速度設定信
号Ｓに変換され、次の処理に移行する。 上記フローチヤートで示した処理は、ミシン駆
動中の制御処理ループの一部に挿入されるもので
あり、上記動作を要約すれば、新しく読み込んだ
前記設定位置信号P_D1がもし従来の設定位置信号
P_D2の１だけ小さい隣りでありかつ前記速度信号
の切りかわり部（第１、２表の＊＊印の値）であ
つた場合のみＲＭテーブル２を採用することに
より第４図破線のミシン速度を得、上記以外はＲ
ｏＭテーブル１を採用することにより第４図実線
のミシン速度を得るものである。即ち上述した動
作は言いかえれば次のように表わされる。任意の
相互に隣接する設定位置信号P_D2，P_D1，P_D0対応
する速度設定信号をS₂，S₁，S₀としS₂とS₀が異な
る値のときは設定位置信号P_D1は前記第１表およ
び第２表に＊＊印で示した値に相当し、一方、前
記記憶手段には設定位置信号の値が＊＊印以外で
あれば記憶値が常に更新されており、従つて設定
位置信号がP_D2からP_D1と変化した場合においては
前記記憶値はP_D2となつているのでP_D2に相当する
S₂が速度設定信号として採用され、逆にP_D0から
P_D1に変化した場合には前記記憶値はP_D0となつて
いるのでP_D0に相当するS₀が採用されることにな
る。 上記の如く構成することにより、ミシン速度の
切りかわり部の、前記第１、２表に＊＊印で示し
た前記設定位置信号部がヒステリシス作用をな
し、従つて、前記＊＊印の値に相当する前記アナ
ログ信号P_Aの範囲を十分大きくしておけば、前
記ミシンの振動等によつて、前記ミシン速度が全
く影響を受けないようにすることができる。 前記はミシン速度を設定する調整手段としてペ
ダルを利用した場合について述べたが、例えばミ
シンの最高速度を制限するための可変ボリユーム
を前記調整手段として用い、さらにＡ／Ｄ変換し
て前記設定位置信号を得る場合、あるいは直接コ
ードスイツチで前記設定位置信号を得るように構
成した場合も当然の事乍ら本発明は有効である。 以上述べたことから明らかなように、本発明に
よれば、デイジタル速度制御において、ミシンの
振動あるいは電源電圧の変動にともなう前記ペダ
ル位置信号P_Aの変動により、ミシン速度が影響
をうけないミシン制御装置を提供するものであ
り、ミシン速度の段階的な切りかわり点において
も速度変動のないスムーズな速度の切り換わりが
実現でき、その効果は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブロツクダイヤグラム、第２
図は速度制御の原理図、第３図は低速度運転状態
を示すタイムチヤート、第４図はペダル位置に対
するミシン速度の説明図、第５図は本発明の速度
設定処理を示すフローチヤートである。 １……ペダル位置検出回路、２……Ａ／Ｄ変換
器、３……マイクロコンピユータ、６……クラツ
チコイル、７……ブレーキコイル、８……ミシ
ン、９……針位置検出回路、１０……周波数発電
機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ミシン速度を設定する調整手段と、この調整
   手段の位置をデイジタル値である設定位置信号に
   変換する設定位置検出手段と、前記設定位置信号
   を速度設定信号に変換する速度変換手段と、前記
   速度設定信号に応じて可変速制御されるモーター
   と、このモーターにより駆動されるミシンと、こ
   のミシンの制御を行なう制御手段と、前記設定位
   置信号を記憶する記憶手段とより成り、任意の相
   互に隣接する設定位置信号P_D2，P_D1，P_D0に対す
   る前記速度設定信号がS₂，S₁，S₀であり、S₂とS₀
   が異なる場合、前記速度設定信号S₁を、前記記憶
   手段の内容がP_D2であればS₂とし、P_D0であればS₀
   とするようにしたミシン制御装置。