JPS6366556B2 - - Google Patents

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制御し、又、前記ペダルの
規定位置への移行に従つて前記ミシンを所定の針
位置へ位置決め停止させるような、いわゆる針定
位置停止機能をもつ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、かかる針定位置停止の方法としては第１
図のタイムチヤ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
通じ前記モーター、さらに前記ミシンの可変速度
制御あるいは前記針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
を所定の距離以上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図に於いて、前記ペダルが最大踏み込み位
置に踏み込まれた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”→“Ｈ”に切り替え、該信号“PN”によ
り前記ミシンはその位置決めのための低速度
“N_L”（以下ポジシヨン速度と呼ぶ）の設定がな
され、急激に減速される。次に前記ポジシヨン速
度“N_L”に達して以後、停止すべき位置を示す
針位置信号“ND”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
シヨン速度“N_L”に達してから前記針位置信号
“ND”を確認するまでの時間“T_L”は、最長前
記ポジシヨン速度に於ける一回転相当の時間を要
するものであり、前記ポジシヨン速度に達する時
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“T_L”は前記ポジシヨン速度“N_L”
が低速度であるため非常に長く、縫製の能率を著
しく低下させる重大な要因となつている。又、前
記時間“T_L”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、前記ポジシヨン速度“N_L”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
つて針位置が定まらず針定位置停止の機能をはた
さなくなつてしまい、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つた。 上述したように、従来の方式は、位置決め時の
最終一針間の縫製に長時間を要し従つて縫製能率
を低下させるという欠点を有しており、一方これ
を解決するための前記ポジシヨン速度の高速化も
針位置の停止精度の点で限界があり、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状
であつた。 発明の目的 本発明は、かかる上述の欠点を除去し、縫製能
率が向上し、しかも針定位置停止精度の良いミシ
ン駆動装置を提供する事を目的とするものであ
る。 発明の構成 本発明は、針定位置停止の過程に於て、まずミ
シンを中速度に設定し、該中速度に達し、かつ前
記針位置を確認した後、前記位置測定手段により
測定された現在の回転角度位置により前記変換手
段の前記速度設定値を選択するよう構成し、かつ
各々の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
に配置しておくこと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、
従つて最終一針の縫製時間は前記速度設定値デー
タの選定により十分短くする事が可能であり、さ
らに目標停止位置直前の速度を従来よりもより低
くしても前記最終一針の縫製時間を従来よりも短
かくでき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、特にデイジタル化し
た速度制御システムをを構成した場合には、例え
ば近年一般に使用されている一チツプマイクロコ
ンピユータ（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、非常に多大なる
利点・効果を有するものとなる。 実施例の説明 以下第２図のブロツク図に従い、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
もつたパルス信号“FP”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、上記周波
数発電機１と同様にミシンの軸端に装着され、ミ
シンの針の上位置あるいは下位置に対応して針位
置信号“ND”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“PN”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
“SV”として出力する。４，５はそれぞれクラツ
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、該クラツチコイル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の回転力をクラツチライニング、出力軸（いず
れも図示せず）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。通常可変速制御は、前
記クラツチコイル４への励磁電流を制御し、前記
クラツチライニング面の圧接力を制御し、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、電子回路をブロツク化したも
のであり、デイスクリートIC等に置換でき、こ
れらについては以下の動作説明に従つて逐次説明
を行なうものとする。 まず速度設定器３により前記ペダルの踏み込み
が検出された信号“PN”が“Ｈ”→“Ｌ”にな
ると停止制御手段７は信号“CLD”を短時間
“Ｌ”→“Ｈ”とし、オアゲート８を介しフリツ
プフロツプ（以下Ｆ／Ｆと呼ぶ）９をセツトし、
ドライバ１０を介してクラツチコイル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、全てデイ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５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から速度指令信号“SV”が４
ビツトデータとして出力され、該速度指令信号
“SV”はＲＭ１１のアドレスデータとして与え
られ、該当するＲＭ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ための分周回数を示
す速度設定値に変換した後、データセレクタ１２
を出力する。前記データセレクタ１２はそのセレ
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、従つて前記速度設定器
３からの速度指令信号“SV”に基づいた速度設
定値“DV”が出力され分周器１３にセツトされ
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“FP”をセツトされた前記
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“PD”の一周期に亘るクロツク発振器
１５からのクロツクパルス信号を計数し、該計数
結果をラツチ回路１６により保持し、８ビツトの
周期データ“TP”として演算器１７に出力する。
なお、上記クロツクパルス信号は前記分周後の出
力信号“PD”に対して十分短い周期をもつた発
振信号を採用し、その測定誤差等による例えば一
パルス分の周期のバラツキ等によつても速度制御
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１７は後述する演算を行なつた後、
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を介してクラツチコイル
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）、オアゲート１８、
Ｆ／Ｆ１９、ドライバ２０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による一演算結果データをプリセ
ツトカウンタ２１に８ビツトデータとしてプリセ
ツトし、該データ回数だけ前記クロツクパルス信
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
リセツトされ、前記クラツチコイル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から出力
されるパルス信号“FP”の分周後のデータ
“TP”を実測し、演算を行なつた後、次の分周後
の周期間に於いてクラツチコイル４またはブレー
キコイル５の制御を行なう如く、逐次実測・制御
が繰り返され速度制御がなされるが、ここで、さ
らにその詳細について第３図〜第５図に示してお
り、以下同図に従つて述べる。 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＝AT_P−Ｂ
……(1)（但しＡ，Ｂ；常数，T_P；実測周期，
T_CB；クラツ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は実測周期T_Pに対す
るクラツチ・ブレーキ投入時間T_CBの変化割合を
決定するものであり、従つ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０
に於ける速度（以下基準速度と呼ぶ）をいくらに
するか決定すれば一義的に定まるものである。 もし、同図に示すα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T_P1
に於いてT_CB1なるデユーテイサイクルに従つたク
ラツチ電流ICが流れ、ミシンの負荷と釣り合う
ことになる。 第４図ｂ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、
従つて前記演算式による演算結果もT_C1，T_C2，
T_C3と次第に減じられ、クラツチ電流ICは低下し
ミシン負荷と釣り合う安定状態に移行するまで上
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“TP”の増大と共に
ブレーキオン時間がT_B1，T_B2と減じ、さらにク
ラツチオン時間がT_C1，T_C2，T_C3と増大し、従つ
てブレーキ電流I_Bの低下からクラツチ電流I_Cに増
大へと切りかわる過程を表わしている。 以上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だけの分周を行なつ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れ
る。 N_S＝（ｎ＋１）N_L ……(2) （但し、ｎ；分周回数、N_S；ミシン速度、
N_L；基準速度） 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ＲＭ１１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５図にその一例を示している。な
お、（ ）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
駆動中に於て、一回転毎に前記針位置信号
“ND”の前エツジでリセツトされつつ、前記周
波数発電機１からのパルス信号“FP”の計数を
繰に返しており、従つてその出力“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”は８ビツトのバイナ
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ＲＭ２
３のアドレスを指示し、前記ＲＭ２３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。 上記各ＲＭへのデータ一割付の例を第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”として前述のような０〜160の８ビツト
データのうち上位３ビツトのみを採用し、従つて
“０”〜“５”の位置データ“Ｐ”が示す各アド
レスに対して（ ）内のデータを割付けている。
すなわち、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５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、まず速度設定器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に対して針定位置停止制御
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図にフローチヤ
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ペダルが踏み込まれている
場合には24でプラグ類はリセツトされている。次
にペダルが中立にされ前記信号“PN”が“Ｌ”
→“Ｈ”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25に示すよう
にまず出力“NS”を“Ｈ”にする。ここで、前
記出力“NS”は前記ＲＭ２３のアドレスのビ
ツト３に出力されており、前記ＲＭ２３のデー
タを下表の如く構成する事により前記ビツト３へ
の入力が“Ｈ”の場合には一定の速度設定値を出
力することになる。

【表】 注、×は未使用なのでデータは何でも
良い。
すなわち、上記に於てアドレスのビツト３が
“Ｈ”の場合はデータは一定値“５”であり、
“Ｌ”である場合は前述の如く前記位置データ
“Ｐ”に対して第６図に示す値を出力する事にな
る。 上記の様にして前記ＲＭ２３の一定のデータ
が前記データセレクタ１２を介して前記分周器１
３にセツトされ、前記パルス信号“FP”は設定
された分周回数“DV”だけ分周された後、その
周期が実測され“TP”として次のサイクルで再
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”が設定値TP₁以上かど
うかを26で判定し、該周期がTP₁以上すなわち設
定されている一定の中速度以下となつた後、27で
前記針下信号“ND”の前エツジを確認した時点
で28に示すようにFLNLをセツトすると共に出力
“NS”を“Ｌ”にし、前記位置データ“Ｐ”に従
つて第６図に示すように逐次速度設定を下げてい
くように制御がなされる。 上記の如くして、第６図に於けるＲＭ２３の
速度設定値の“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、29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“BRD”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た針位置に停止させ、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一定の中
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り、さらに前記針位置
信号を確認した時点以後逐次設定速度を低下し、
前記針位置信号“ND”の手前で基準速度の設定
速度にした後、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。 上述の高速からの停止の過程をタイムチヤート
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つた場合について
示しており、この様な場合には、一定の中速度
“NM”設定が繰り返されており、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）でもつてミシンは減速され、前記所定の
設定速度“NM”に達した“P₁”点に於てミシン
はさらに前記針位置信号“ND”の前エツジの検
出を開始し、該検出がなされた“P₂”点からＲ
ＯＭ２３によつて設定された制動曲線に従つてミ
シンの速度は低下し、最終的に定められた針位置
に停止する事になる。 第８図に於ける停止前の一針の縫製に要する時
間T_EはＲＭ２３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。 また、針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
“N_L”を低下させる事により上記変動幅を小さく
できることは一般的に明らかであり、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、従つて
前記基準速度N_Lを低くするようにして容易に実
現できる。 また、前記中速度“NM”は、一針で停止し得
る速度以下の適当な速度を選定すれば良いと言
え、その範囲で、できる限り高速度とする事によ
り、停止の２針手前の時間“T_A”を十分短くす
ることができる。 なお、上述した実施例の構成はすべてデイジタ
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
ンの針の目標位置に停止させる過程に於いて、ま
ずミシンを中速度にし、さらに前記針位置信号を
確認した後、回転角度位置の実測を開始し、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に従い速度設定を行な
いつつ、停止前の一針間を前記制動曲線に従つて
ミシンを駆動し、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つて、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一定にすることができ、
従つ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
可能となり、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ツク図、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
シ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……針位置検出器、３
……速度設定器、４……クラツチコイル、５……
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……プリセツトカ
ウンタ、２２……位置カウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   もつ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於て
   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、前記針位置信号によりリセツトされると共に
   前記パルス信号を計数し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つて作動し、前記
   停止指令信号が出力された場合の定位置停止過程
   に於いては、まず規定の中速度設定を行ない、前
   記実速度信号が前記中速度以下を示し、さらに前
   記針位置信号を検出した時点から前記変換手段か
   らの速度設定値に従つて作動した後、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 速度検出手段は、クロツクパルス信号を発生
   するクロツ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
   ツクパルス信号数を計数し、該計数結果を実速度
   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。 ３ 変換手段に含まれる変換素子をROMで構成
   し、位置信号に従つて前記ROMのアドレスを指
   定し、各アドレスに速度設定値を示すデータを割
   りつけた特許請求の範囲第１項記載のミシン駆動
   装置。