JPS6366227B2 - - 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
御が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
段としてミシンの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内蔵
したコード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図に本発明の適用例をブロツク図で示して
おり、以下同図に従い説明を加える。 １はペダル位置検出回路であり、足踏みペダル
（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、ペダル
位置検出回路１から出力されるアナログ信号P_A
を４ビツトのデイジタル信号P_Dに変換するもの
である。３はミシンの制御を行なう制御手段を構
成するマイコンであり、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前記クラツチコイル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４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）
にセツトすると共に信号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、速度の低下を抑さえるという具合に
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
ルの構成例を下表に示す。

【表】 なお上表の※印部の速度設定信号（Ｏ）は駆動
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、１、２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。 上表の如く変換された速度設定信号Ｓに基づく
ミシン速度に対する前記設定位置信号P_Dの関係
をグラフ化して第４図に示す。 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) 第４図に於て、前述した制御に於ては設定位置
信号P_Dの特に３以上の領域（駆動指令領域）で
は、例えば５と６あるいは７と８の境界において
急にミシン速度は基準速度N_Pの一段分が変化す
る事になり、もしも前記ペダルが前記境界となる
ように位置された場合、ミシンの振動あるいは、
わずかの電源電圧の変動によつて前記基準速度
N_Pというかなり大きい速度変動が生じてしまう。
本発明の一つの特徴であるタイマーを用いた前記
速度変動の対策実施例を第５図にフローチヤート
で示している。 第５図に於いて、まず12で前記設定位置信号
P_D1を新しく読み込み、13で０〜２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、前回読み込んだ設定
位置信号P_D2と比較し、相隣りあう値でない場合
あるいは相隣りあう値であつても時間“Ｔ”だけ
経過しておれば15でタイマーを停止すると共に新
しく読み込んだ前記設定位置信号P_D1を採用し、
そうでない場合は17でタイマーに時間“Ｔ”をプ
リセツトしタイマーを起動し前回読み込んだ設定
位置信号P_D2を採用する。なお、上述のタイマー
は起動された後は別途タイマー割込の処理ルーチ
ン（図示せず）によりプリセツトされ起動された
時には常時計時が行なわれる。 さらに18で、前述の通り採用された設定位置信
号P_D1またはP_D2から前記ＲＭテーブルにより前
記速度設定信号Ｓに変換され、即ち設定位置信号
がP_D1であればS₁に、P_D2であればS₂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、従つて上
記は、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の隣りの値であれば
その状態が時間Ｔ以上続いた時に始めて有効と
し、それ以外の場合は即有効とするという処理内
容を示すものである。 前記時間Ｔの設定は、余り長い時間を設定する
と、相隣り合う前記ペダル位置相互への移行の応
答が遅れるが、通常のミシン動作において振動あ
るいは電源変動による瞬時の前記アナログ信号
P_Aの変化などの影響をうけなくて、かつ応答の
遅れが問題にならない時間Ｔを設定するのは容易
であると考えられる。また、通常の縫製作業にお
いて特に応答性が要求されるような縫製として
は、前記設定位置信号P_Dの値が大きく変化する
ような操作が行なわれる場合が一般的であり、そ
ういつた場合は前記時間Ｔは無視され即応答でき
るので、前記時間Ｔは十分長い時間を設定するこ
とが可能であると考えられる。 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、プリセツト
   できるタイマーとより成り、任意の設定位置信号
   P_D2にもとづく速度設定信号S₂から任意の設定位
   置信号P_D1にもとづく速度設定信号S₁への移行条
   件を、前記設定位置信号P_D2およびP_D1が相隣り合
   う値を持つ場合には前記タイマーにプリセツトし
   た時間Ｔの間中、前記設定位置信号P_D1が持続し
   た場合に制限し、相隣り合う値を持たない場合に
   は前記制限をなくしたミシン制御装置。