KR101508636B1 - 자동 바느질 재봉기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재봉에 적합한 봉제속도를 보다 용이하게 설정할 수 있는 재봉기를 제공하는 것이다.

재봉기(1)는 재봉바늘(2a)이 부착되어 상하로 이동하는 바늘대(2)와, 봉제물을 이동시키는 이동기구(10)와, 재봉기 모터(5)와, 이동기구(10)를 구동시키는 X축 모터(12) 및 Y축 모터(14)와, 주축을 회전시키는 재봉기 모터(5), X축 모터(12) 및 Y축 모터(14)를 제어하는 제어장치(20)와, 주축의 회전각도를 검출하는 주축 인코더(6)와, 이동기구(10)의 위치를 검출하는 X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)와, 봉제 데이터, 주축회전각도 및 이동기구(10)의 위치를 기억하는 EEPROM(24)과, EEPROM(24)의 기억내용으로부터 이동기구(10)의 정정시간(Ts) 및 정정시간(Ts)에 대응된 재봉기 모터(5)의 회전속도와 이동기구(10)의 동작개시각도(θstart)를 산출하는 CPU(21)를 구비한다.

Description

자동 바느질 재봉기{AUTOMATIC NEEDLEWORK SEWING MACHINE}

본 발명은, 재봉바늘의 상하이동위치에 대해 봉제물을 수평이동시켜 봉제물에 소정 형상의 바늘땀을 형성하는 자동 바느질 재봉기에 관한 것이다.

종래부터, 재봉바늘의 상하이동위치에 대하여 천을 유지시키는 유지부재를 수평방향으로 이동시키면서 천에 소정 형상의 바늘땀을 형성하는 자동 바느질 재봉기가 알려져 있다. 자동 바느질 재봉기의 형태의 일례로서는, 해당 수평면 상에 직교하는 2방향(X축 방향, Y축 방향)에 대하여, 각각의 방향으로 구동하는 모터(X축 모터, Y축 모터)를 설치한 이동기구를 구비하고 있는 것을 들 수 있다.

일반적으로, 상기 자동 바느질 재봉기는, 재봉바늘이 봉제물을 찌르고 있지 않은 위상, 즉, 바늘이 상승하여 봉제물로부터 빠져나온 직후부터 다음에 바늘이 하강하여 봉제물을 찌르기 직전까지의 기간에 이동기구를 이동시킨다. 통상은, 봉제물을 일정 간격으로 이동시키는 이송 피치에 맞춘 봉제의 최고속도의 상한값이 결정되어 있기 때문에, 그 제한값 내이면, 봉제물의 이동은 상기 재봉바늘이 봉제물을 찌르고 있지 않은 동안에 이동기구의 이동을 끝마치도록 제어되어 있다. 또한, 이동기구의 시동(始動) 지연을 보정하기 위해 시동이 이루어지기까지의 시간만 큼 빨리 이동명령을 출력하는 재봉기가 알려져 있다.

전술한 이동기구의 동작 타이밍이 어긋났을 경우에는, 봉제물의 이동개시 전에 재봉바늘이 봉제물로부터 빠져나오지 않고 재봉바늘이 봉제물을 찌른 채로 봉제물의 이동이 개시되는 경우가 있는데, 이 때문에 재봉바늘이, 이동하는 피봉제물에 의해 잡아당겨져 구부러진 상태로 하강하여, 이른바 '바늘쏠림현상'을 일으키고, 이로 인해 가마에 의해 실의 루프를 포획하지 못하여, 이른바 '바늘땀 건너뜀 현상'이 발생하거나, 재봉바늘이 재봉기 부품과 걸림결합하여 바늘 끝이 손상됨에 따라 바탕천의 섬유를 손상시키는 등의 경우가 있었다. 또한, 봉제물에 재봉바늘이 찔린 상태로 봉제물이 이동함에 따라, 봉제물에 대한 재봉바늘의 관통구멍이 넓어져 흔적이 남거나, 바늘땀의 위치가 어긋나 상품의 품질이 저하되었다.

이 때문에, 예컨대 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 재봉기의 주축의 회전속도가 고속일 때와 저속일 때에 이동기구를 이동시키는 타이밍이 어긋나지 않도록, 재봉기의 주축의 회전속도를 검출하고, 그 회전속도에 따라서 이동기구에 의한 이동을 개시하는 주축의 위상을 변경함으로써 바늘쏠림현상을 방지하는 재봉기가 알려져 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 제2000-279666호

특허문헌 1에 따른 재봉기는, 재봉기의 주축의 회전속도에 맞추어 이동기구의 이동개시 타이밍만을 변경하는 것이다. 그러나, 상기 이동기구의 봉제물을 유 지시키는 유지부재가 변경되었을 경우에는, 이동기구 전체의 중량이 변화되어 가속도가 변화하기 때문에, 이동기구의 구동 모터에 대한 이동명령이 발생되고 나서 이동기구가 시동되기까지의 시간이 변화하거나, 이동기구가 명령을 받은 이동량에 도달되고 나서 정지하기까지의 시간이 변화하게 된다.

이 때문에, 정지하기까지의 시간이 상기 천 누르개의 변경 전에 비해 길어졌을 경우에는, 봉제물에 바늘이 찔린 후에 이동기구가 이동하여 바늘쏠림현상이 발생한다. 또한, 이동명령의 발생으로부터 시동까지의 시간이 상기 천 누르개의 변경 전에 비해 짧아졌을 경우에는, 봉제물로부터 바늘이 완전히 빠져나오기 전에 이동기구가 이동하여 바늘쏠림현상이 발생한다. 따라서, 특허문헌 1에 따르더라도 종래와 같은 문제점이 발생한다.

또한, 종래의 재봉기에서는, 봉제실적이 없는 신규한 조건(재봉패턴이나 천 누르개의 변경 등)일 경우, 양호한 재봉품질이 얻어질지는 시험재봉을 해보지 않고서는 판단이 불가능하였다.

또, 문제를 해결하기 위한 정보는 시험재봉을 한 봉제물과 재봉바늘에 의해서만 얻어질 수 있으므로, 재봉기의 회전속도 등의 조건을 바꾸어 몇 번이고 시험재봉을 반복할 필요가 있어 생산효율을 저하시킨다. 또한, 시험재봉을 할 때마다 봉제물의 불량품이 발생하여, 봉제불량에 따른 봉제물의 폐기비용이 든다는 문제점이 있다.

본 발명은, 자동 바느질 재봉기의 바늘대 동작 타이밍과 이동기구의 응답상태에 따른 재봉 품질에 영향을 미치는 문제를 해결하기 위하여 유효한 정보를 작업 자에게 제공하고, 더욱이 자동 바느질 재봉기의 봉제속도의 저하에 수반되는 생산성의 저하를 최소한으로 할 수 있는 자동 바느질 재봉기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은, 재봉바늘이 부착되며 주축의 회전에 연동하여 상하이동하는 바늘대와, 상기 바늘대의 상하이동방향에 직교하는 수평면 상에서 봉제물을 이동시키는 이동기구와, 상기 주축을 회전시키는 재봉기 모터와, 상기 이동기구를 구동시키는 구동용 모터와, 구동용 모터를 제어하는 제어수단과, 상기 봉제물에 형성되는 바늘땀의 재봉 피치와 바늘수와 상기 주축의 회전속도를 포함하는 봉제 데이터를 기억하는 제 1 기억수단을 구비하며, 상기 봉제 데이터의 재봉 피치와 바늘수와 상기 주축의 회전속도에 기초하여 상기 바늘대 및 상기 이동기구를 동작시킴으로써 재봉을 행하는 자동 바느질 재봉기로서, 상기 주축의 회전 각도를 검출하는 제 1 검출수단과, 상기 이동기구의 위치를 검출하는 제 2 검출수단과, 상기 봉제 데이터에 기초한 상기 이동기구의 위치명령으로 상기 이동기구를 구동하였을 때 소정 시간마다 상기 제 1 검출수단에 의해 검출된 주축의 회전각도 및 상기 제 2 검출수단에 의해 검출된 이동기구의 위치를 기억하는 제 2 기억수단과, 상기 제 2 기억수단에 기억된 상기 이동기구의 위치로부터 상기 이동기구의 동작소요시간을 산출하는 동작시간 산출수단과, 상기 동작시간 산출수단에 의한 동작소요시간의 산출결과에 기초하여 재봉기 모터의 회전속도를 산출하는 속도산출수단과, 상기 동작시간 산출수단에 의한 동작소요시간의 산출결과에 기초하여 이동기구의 동작개시각 도를 산출하는 동작개시각도 산출수단과, 상기 봉제 데이터의 재봉 피치와 바늘수와 상기 주축의 회전속도에 기초하여 상기 바늘대 및 상기 이동기구를 동작시킬 때, 이전에 상기 봉제 데이터에 기초하여 재봉기를 구동하였을 때 얻어진 상기 속도산출수단에 의한 재봉기 모터의 회전속도의 산출결과와, 이전에 상기 봉제 데이터에 기초하여 재봉기를 구동하였을 때 얻어진 상기 동작개시각도 산출수단에 의한 이동기구의 동작개시각도의 산출결과에 기초하여 상기 재봉기 모터를 구동시키는 봉제제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

참고로, 「이동기구의 동작개시각도」란, 이동기구가 동작을 개시할 때의 주축의 회전각도를 말한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 자동 바느질 재봉기에 있어서, 상기 속도산출수단에 의해 산출된 재봉기 모터의 회전속도에 기초한 소정 시간마다의 바늘대의 상하이동위치와, 상기 동작시간 산출수단에 의해 산출된 상기 이동기구의 동작소요시간에 기초한 소정 시간마다의 이동기구의 위치와, 동작개시각도 산출수단에 의한 이동기구의 동작개시각도를 대응시켜 표시할 수 있는 표시수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 자동 바느질 재봉기에 있어서, 외부의 계산기와 접속가능한 인터페이스를 구비하며, 상기 동작시간 산출수단에 의한 상기 이동기구의 동작소요시간의 산출과, 상기 속도산출수단에 의한 상기 재봉기 모터의 회전속도의 산출과, 상기 동작개시각도 산출수단에 의한 상기 이동기구의 동작개시각도의 산출이, 상기 인터페이스를 통해 접속된 상기 외부의 계산기에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 동작시간 산출수단이 산출한 각 바늘마다의 이동기구의 동작소요시간에 따라, 속도산출수단이 해당 시간에 대해 적정한 재봉기 모터의 회전속도 즉 봉제속도를 산출한다. 또한, 동작시간 산출수단에 의한 이동기구의 동작시간의 산출 및 속도산출수단에 의한 재봉기 모터의 회전속도의 산출은 봉제 데이터에 의한 봉제작업이 수행되기 전에 이루어진다. 또한, 소정 시간마다 제 1 검출수단 및 제 2 검출수단이 검출한 상기 주축의 회전각도와 이동기구의 위치, 및 동작시간 산출수단과 속도산출수단과 동작개시각도 산출수단의 산출결과는 제 2 기억수단에 기억된다. 따라서, 한 번 봉제 데이터에 의한 봉제작업이 수행된 이후에, 상기 봉제 데이터에 의한 봉제작업을 수행할 때 제 2 기억수단에 기억된 이동기구의 동작시간 및 재봉기 모터의 회전속도에 따라 봉제작업을 한 경우에는, 봉제물로부터 바늘이 빠지기 전의 타이밍에 이동기구가 동작하거나, 바늘이 봉제물을 찌른 후의 타이밍에 이동기구가 동작하거나 함으로 인해 바늘쏠림현상이 발생하는 일이 없도록 할 수 있게 된다. 이에 따라, 봉제물로부터 바늘이 빠지기 전의 타이밍에 이동기구가 동작하는 바늘쏠림현상으로 인해 재봉상태가 단단하지 못하게 되거나, 봉제물에 대한 재봉바늘 관통구멍의 확대, 바늘땀의 위치 어긋남 등으로 인해 재봉품질이 악화되는 문제점을 해소할 수 있다. 따라서, 재봉품질이 향상된다. 뿐만 아니라, 바늘이 봉제물을 찌른 후의 타이밍에 이동기구가 동작하는 바늘쏠림현상으로 인해 재봉바늘이 부러지는 문제점을 해소할 수 있다. 이에 따라, 재봉기의 신뢰성이 향상된다.

또한, 상술한 바와 같이 동작개시각도 산출수단과 속도산출수단에 의해, 봉제물의 이동에 대응된 적정한 재봉기 모터의 회전속도와, 이동기구의 동작개시각도를 자동적으로 산출하여, 제 2 기억수단에 기억한다. 이에 따라, 종래기술에서는 작업자가 재봉기의 봉제속도를 수동으로 낮춤으로써 대응해 왔던 이동기구의 이송에 따른 재봉품질의 문제인 바늘쏠림현상을 해소하기 위한 재봉기의 봉제속도의 설정과 이동기구의 동작개시각도의 설정을 자동적으로 수행할 수 있게 된다. 따라서, 종래에 비해 바늘쏠림현상을 방지하는 봉제속도의 설정과 이동기구의 동작개시각도의 설정을 매우 용이하면서도 확실하게 수행할 수가 있다. 또한, 이동기구의 이송에 따른 재봉품질의 문제인 바늘쏠림현상에 관하여, 종래기술에서는 재봉기의 바늘대 동작 타이밍과 이동기구의 응답상태가 작업자에게 전혀 제공되지 않았기 때문에 유효한 해소수단을 찾을 수 없었고, 대응방법도 재봉기의 회전속도를 변경할 수 밖에 없었던 문제점을 해소할 수 있으므로, 재봉기의 신뢰성이 향상된다. 뿐만 아니라, 적정한 봉제속도가 자동적으로 산출되기 때문에, 종래기술에서 재봉에 적합한 봉제속도를 찾을 때까지 몇 번이고 재봉기를 동작시켜야 하여, 시간이 소요되었던 문제점을 해소할 수 있으므로, 봉제작업의 준비시간이 단축되어 작업효율이 향상된다. 또한, 종래기술에서는 적정한 봉제속도를 찾을 때까지 수행하는 재봉기의 시험재봉에서 발생하는 경우가 있었던 바늘의 부러짐이나 봉제물의 폐기에 따른 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 제 2 기억수단이 제 2 검출수단에 의해 검출된 이동기구의 위치를 소정 시간마다 기억한다. 이에 따라, 봉제 데이터에 의한 봉제작 업의 종료 후에 동작시간 산출수단에 의해 이동기구의 동작시간을 산출할 수 있게 된다. 즉, 동작시간 산출수단은 제 2 검출수단에 의해 검출되는 이동기구의 위치에 대해 실시간으로 산출처리를 수행할 필요가 없게 된다. 따라서, 동작시간 산출수단이 제 2 검출수단에 의해 검출되는 이동기구의 위치에 대해 실시간으로 산출처리하는 성능을 구비하고 있지 않다 하더라도 이동기구의 동작시간을 산출할 수 있다. 즉, 동작시간 산출수단에 대한 성능요구를 낮게 설정할 수 있어, 동작시간 산출수단을 구성하는 비용을 낮출 수가 있다.

또한, 제 2 기억수단은 제 1 검출수단에 의해 검출된 주축의 회전각도를 소정 시간마다 기억한다. 이에 따라, 봉제 데이터에 의한 봉제작업의 종료 후에 속도산출수단에 의해 재봉기 모터의 회전속도를 산출할 수 있게 된다. 즉, 속도산출수단은 제 2 검출수단에 의해 검출되는 이동기구의 위치에 대해 실시간으로 산출처리를 수행할 필요가 없게 된다. 따라서, 속도산출수단이 제 2 검출수단에 의해 검출되는 이동기구의 위치에 대해 실시간으로 산출처리하는 성능을 구비하고 있지 않다 하더라도 재봉기 모터의 회전속도를 산출할 수 있다. 즉, 속도산출수단에 대한 성능요구를 낮게 설정할 수 있어, 속도산출수단을 구성하는 비용을 낮출 수가 있다.

또한, 전술한 상기 제 2 기억수단에는, 상기 주축의 회전각도를 소정 시간마다 기억한다. 이에 따라, 봉제 데이터에 의한 봉제작업의 종료 후에 동작개시각도 산출수단에 의해 이동기구의 동작개시각도를 산출할 수 있게 된다. 즉, 동작개시각도 산출수단은, 제 1 검출수단에 의해 검출되는 주축의 회전각도와, 제 2 검출수 단에 의해 검출되는 이동기구의 위치에 대해 실시간으로 산출처리를 수행할 필요가 없게 된다. 따라서, 동작개시각도 산출수단이 제 1 검출수단에 의해 검출되는 주축의 회전각도와, 제 2 검출수단에 의해 검출되는 이동기구의 위치에 대해 실시간으로 산출처리하는 성능을 구비하고 있지 않다 하더라도 이동기구의 동작개시각도를 산출할 수 있다. 즉, 동작개시각도 산출수단에 대한 성능요구를 낮게 설정할 수 있어, 동작개시각도 산출수단을 구성하는 비용을 낮출 수가 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 표시수단은, 속도산출수단에 의해 산출된 재봉기 모터의 회전속도에 기초한 소정 시간마다의 바늘대의 상하이동위치와, 동작시간 산출수단에 의해 산출된 상기 이동기구의 동작에 필요한 시간에 기초하는 소정 시간마다의 이동기구의 위치와, 동작개시각도 산출수단에 의한 이동기구의 동작개시각도를 대응시켜 표시한다. 즉, 이동기구의 동작시간에 대해 적정하게 산출된 재봉기 모터의 회전속도에 기초한 재봉기의 바늘대의 상하이동위치와 이동기구의 위치를 대응시켜 표시한다. 이에 따라, 속도산출수단에 의한 재봉기 모터의 회전속도의 산출결과의 효과에 대하여, 재봉기의 동작 전에 시각적으로 파악할 수 있다. 따라서, 작업자는 재봉기의 동작을 보다 명확하게 파악할 수가 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 동작시간 산출수단에 의한 이동기구의 동작에 필요한 시간의 산출과, 속도산출수단에 의한 재봉기 모터의 회전속도의 산출과, 동작개시각도 산출수단에 의한 이동기구의 동작개시각도의 산출을, 인터페이스를 통해 접속된 외부의 계산기가 수행한다. 따라서, 동작시간 산출수단, 속도산출수단 및 동작개시각도 산출수단을 재봉기 제어장치 내에 조립해 넣을 필요가 없게 된다. 이에 따라, 기존의 재봉기에 대해 대폭적으로 설계변경을 가할 필요없이, 동작시간 산출수단, 속도산출수단 및 동작개시각도 산출수단을 구비한 재봉기를 제공할 수가 있다.

(본 발명에 따른 재봉기의 전체 구성)

이하에서는, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 재봉기(1)는, 재봉바늘(2a)이 부착된 바늘대(2)의 상하이동에 대해 상기 상하이동방향과 직교하는 수평면을 따라 이동가능한 이동기구(10)에 봉제물을 유지시켜 재봉을 행하는 자동 바느질 재봉기이다.

도 1은 본 발명에 따른 재봉기(1)의 구성을 나타낸 사시도이다. 도 2는 제어장치(20)와, 제어장치(20)에 접속되어 있는 각종 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 재봉기(1)는, 재봉기 프레임의 아암부의 하면부에 설치되어 상하이동하는 바늘대(2)와, 바늘대의 상하이동방향에 직교하는 수평면을 따라 봉제물을 이동시키는 이동기구(10)와, 재봉기(1)의 각종 동작을 전환가능하게 선택하는 페달(3)과, 재봉기(1)의 동작에 관한 각종 처리를 수행하는 제어장치(20)와, 재봉기(1)의 동작에 관한 각종 정보가 표시되는 동시에, 작업자에 의해 재봉기(1)의 동작에 관한 각종 입력이 이루어지며, 후술하는 봉제 데이터에 관한 각종 처리를 수행한 제어장치(20)의 CPU(21)의 각종 처리결과를 시각적으로 표시하는 액정표시화면의 전면(前面)에 투명 터치 스위치 패널이 배치되며 표시된 스위치를 가압함으로써 선택지시신호를 출력하는 조작패널 디스플레이(4)와, 제어장치(20)에 설치된 RS-232 포트(25)를 통해 접속되며, 제어장치(20)의 CPU(21)와 마찬가지로 후술하는 봉제 데이터에 관한 각종 처리를 수행할 수 있는 PC(40)와, PC(40)의 각종 처리를 시각적으로 표시하는 모니터(41)를 구비하고 있다.

바늘대(2)는, 그 하단에서 재봉바늘(2a)이 탈부착가능하게 고정된다. 또한, 바늘대(2)는 상하이동기구(도시생략)를 통해 재봉기 프레임의 아암부의 길이방향으로 설치된 주축(7 ; 도시생략)과 연결되어 있다. 상하이동기구는, 주축(7)의 회전을 상하이동운동으로 변환하여 바늘대에 전달한다. 또한, 주축(7)은 재봉기 모터(5)의 구동에 의해 회전한다. 즉, 재봉기 모터(5)의 구동에 의해 바늘대(2)는 상하로 이동한다. 이 때, 주축(7)이 1회전하면 바늘대(2)가 상하로 1회 왕복이동하도록 설치되어 있다. 즉, 주축(7)의 회전각도와 바늘대(2)의 상하이동위치는 일정한 관계를 갖는다. 또한, 주축(7)의 회전각도는 주축 인코더(6)에 의해 검출된다. 즉, 주축 인코더(6)가 검출하는 주축(7)의 회전각도로부터, 바늘대(2)의 상하이동위치 즉 재봉바늘(2a)의 상하이동위치가 검출된다.

또한, 재봉기 모터(5)의 동작은 작업자의 페달(3)에 대한 조작에 의해 이루어지며, 해당 조작에 기초한 재봉기 모터(5)의 구동제어는 후술하는 제어장치(20)에 의해 이루어진다.

(이동기구)

이동기구(10)는, 봉제물을 유지시키는 유지부(11)와, 바늘대(2)의 상하이동방향에 직교하는 수평면 상의 일방향(이후, X축 방향이라 함)을 따른 방향으로 유 지부(11)를 이동시키는 X축 모터(12)와, X축 방향에 있어서의 유지부(11)의 위치를 검출하기 위해 X축 모터(12)의 축각도를 검출하는 X축 위치센서(13)와, 바늘대(2)의 상하이동방향에 직교하는 수평면 상을 따른 방향이자 X축 방향에 직교하는 방향(이후, Y축 방향이라 함)으로 유지부(11)를 이동시키는 Y축 모터(14)와, Y축 방향에 있어서의 이동기구(10)의 위치를 검출하기 위해 Y축 모터(14)의 축각도를 검출하는 Y축 위치센서(15)를 구비하고 있다. X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)는, X축 모터(12) 및 Y축 모터(14)의 축에 설치된 로터리 인코더이며, 각각이 검출할 축의 회전각도를 검출한다.

유지부(11)는 봉제물을 올려놓는 하판과, 하판에 놓인 봉제물을 상방으로부터 가압하여 유지시키는 천 누르개를 갖는다. 천 누르개는 하판에 대해 상하이동이 가능하게 설치되며, 이동기구(10)에 설치된 누르개용 에어 실린더(도시생략)의 구동에 의해 상하이동한다. 천 누르개의 상하이동은 페달(3)에 대한 조작을 통해 누르개용 에어 실린더의 구동에 의해 조작된다.

작업자가 봉제물을 유지부(11)에 설치할 경우, 봉제종료 후에, 천 누르개는 상승위치에 유지되어 있기 때문에, 우선은 천 누르개의 하방에 위치하는 하판의 상면에 봉제물이 놓인다. 이후, 페달(3)에 대한 조작에 의해 천 누르개가 하강하면, 천 누르개는 봉제물에 대해 하강하여, 천 누르개와 하판에 의해 봉제물을 끼워 유지시킨다. 이와 같이 하여 봉제물은 유지부(11)에 유지된다.

X축 모터(12), Y축 모터(14)는 유지부(11)를 X축 방향, Y축 방향을 따라 이동시킴으로써, 유지부(11)에 유지된 봉제물을 바늘대(2)의 상하이동방향에 직교하 는 수평면을 따라 이동시킨다. 즉, 바늘대(2)의 상하이동에 따라 상하이동하는 재봉바늘(2a)에 대하여 봉제물이 이동함으로써 천의 이송이 이루어져, 주지된 바와 같이 바늘땀이 형성된다.

또한, X축 모터(12) 및 Y축 모터(14)의 구동제어는 후술하는 제어장치(20)에 의해 이루어진다. 또한, X축 방향에 있어서의 유지부(11)의 위치는 X축 위치센서(13)에 의해 검출된다. Y축 방향에 있어서의 유지부(11)의 위치는 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된다. 제어장치(20)는, X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의한 검출결과로부터 이동기구(10)의 위치를 검출한다. 따라서, X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)는 '제 2 검출수단'으로서 기능한다.

(제어장치)

도 2에 나타낸 바와 같이, 제어장치(20)는 재봉기(1)의 동작에 관한 각종 처리를 수행하는 CPU(21)와, CPU(21)가 수행하는 각종 처리에 관한 데이터를 저장하는 RAM(22)과, 재봉기(1)의 동작에 관한 각종 프로그램 및 데이터를 기억하는 ROM(23)과, 재봉기(1)의 동작에 관한 각종 프로그램 및 데이터를 기억하는 EEPROM(24)과, PC(40)와 상호 통신이 가능하도록 접속되는 「인터페이스」로서의 RS-232 포트(25)와, 재봉기 모터(5), X축 모터(12) 및 Y축 모터(14)를 각각 구동하는 드라이버(29,30,31)와, 주축 인코더(6) 및 드라이버(29)의 입출력포트(26)와, X축 위치센서(13) 및 드라이버(30)의 입출력포트(27)와, Y축 위치센서(15) 및 드라이버(31)의 입출력포트(28)와, 조작패널 디스플레이(4)와 제어장치(20)를 접속하는 입출력포트(33)를 구비한다. 또한, CPU(21), RAM(22), ROM(23), EEPROM(24), RS- 232 포트(25), 입출력포트(26,27,28,33)는 버스(32)에 의해 서로 접속되어 있다.

CPU(21)는 ROM(23) 및 EEPROM(24)으로부터 재봉기(1)의 동작에 관한 각종 프로그램 및 데이터를 호출한다. 이 때, CPU(21)가 호출하는 데이터에는, 봉제작업에서의 봉제패턴에 따른 봉제개시위치, 종료위치 및 그 동안의 이송피치와 이송방향, 해당 봉제에서의 봉제속도, 즉 재봉기 모터(5)의 회전속도를 기억한 봉제 데이터가 포함되어 있다. CPU(21)는 상기 봉제 데이터에 기초하여 재봉기 모터(5), X축 모터(12) 및 Y축 모터(14)를 구동하기 위한 처리를 수행한다.

또한, CPU(21)는 상기 처리에 기초하여, 입출력포트(26,27,28)를 통해 드라이버(29,30,31)에 대해 각각 대응하는 모터를 구동하라는 명령을 출력한다. 이렇게 하여 재봉기 모터(5), X축 모터(12) 및 Y축 모터(14)가 구동하며, 바늘대(2)의 상하이동과 이동기구(10)의 이동이 이루어져 봉제된다.

또, 봉제 데이터에 의한 봉제작업시에, 주축 인코더(6)에 의해 검출되는 주축(7)의 회전각도는 입출력 포트(26)를 통해 CPU(21)에 입력된다. 또한, X축 위치센서(13)에 의해 검출되는 X축 모터(12)의 회전각도는 입출력 포트(27)를 통해 CPU(21)에 입력된다. 또, Y축 위치센서(15)로부터 검출되는 Y축 모터(14)의 회전각도는 입출력 포트(28)를 통해 CPU(21)에 입력된다.

더욱이, 봉제 데이터에 의한 봉제동작에 있어서 후술하는 이동기구(10)의 정정(整定)시간의 산출과, 정정시간에 대응된 재봉기 모터(5)의 회전속도 및 이동기구(10)의 동작개시각도의 산출을 수행하는 경우, CPU(21)는 주축 인코더(6), X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)로부터의 입력을 소정 시간마다 EEPROM(24)에 기 억시키는 데이터 입수 프로그램을 동작시키기 위한 타이머 인터럽트를 허가하여, 인터럽트 타이머를 동작시킨다. 인터럽트 타이머에 의한 소정 시간마다의 데이터 입수 프로그램의 동작지시에 따라, 소정 시간마다 주축 인코더(6), X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)로부터의 입력이 EEPROM(24)에 기억된다. 또한, 주축 인코더(6)의 입력은 주축회전각도로서 기억되며, X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의한 입력은 이동기구(10)의 위치로서 EEPROM(24)에 기억된다.

한편, 봉제 데이터에 의한 봉제작업의 종료시에는, 상기 인터럽트 타이머의 타이머 인터럽트가 금지되며 인터럽트 타이머의 동작도 정지된다.

또한, 봉제 데이터는, 재봉패턴마다 다른 봉제 데이터가 복수로 준비되어 EEPROM(24)에 기억되어 있다. 상기 복수의 봉제 데이터의 일람은 재봉기(1)에 의해 봉제작업이 개시되기 전에 조작패널 디스플레이(4)에 표시된다. 작업자에 의해 상기 복수의 봉제 데이터 중 하나가 선택되면, 제어장치(20)는 선택된 봉제 데이터의 재봉패턴에 기초하여 상술한 바와 같이 재봉기 모터(5), X축 모터(12) 및 Y축 모터(14)를 구동하여 재봉을 수행한다.

CPU(21)는 EEPROM(24)에 기억된 주축회전각도와 이동기구의 위치로부터, 상기 주축회전각도와 이동기구의 위치가 검출된 봉제 데이터에 기초한 봉제작업에 있어서의 각종 연산을 수행한다. 즉, 직전의 바늘이 봉제물로부터 빠진 직후의 타이밍으로부터 다음에 바늘이 봉제물을 찌르기 직전의 타이밍까지 수행되는 이동기구의 동작소요시간을 산출하는 연산과, 이동기구의 동작소요시간에 기초하여 적정한 재봉기 모터(5)의 회전속도를 산출하는 연산과, 이동기구의 동작소요시간과 주축회 전각도에 기초하여 이동기구의 동작개시각도를 산출하는 연산을 수행한다. 또, 그 연산결과는 조작패널 디스플레이(4)에 표시된다.

PC(40)는 RS-232포트(25)를 통해 제어장치(20)에 접속되며, 제어장치(20)의 CPU(21)와 마찬가지로 재봉기(1)의 봉제 데이터에 관한 각종 처리를 수행할 수 있는 개인용 컴퓨터이다. 즉, 제어장치(20)의 EEPROM(24)에 기억된 주축회전각도와 이동기구의 위치를 RS-232포트(25)를 통해 PC(40)의 메모리에 읽어 들여, 상기 CPU(21)와 마찬가지로 주축회전각도와 이동기구의 위치로부터, 상기 주축회전각도와 이동기구의 위치가 검출된 봉제 데이터에 기초한 봉제작업에서의 각종 연산을 수행한다. 즉, 직전의 바늘이 봉제물로부터 빠진 직후의 타이밍으로부터 다음에 바늘이 봉제물을 찌르기 직전의 타이밍까지 수행되는 이동기구의 동작소요시간을 산출하는 연산과, 이동기구의 동작소요시간에 기초하여 적정한 재봉기 모터(5)의 회전속도를 산출하는 연산과, 이동기구의 동작소요시간과 주축회전각도에 기초하여 이동기구의 동작개시각도를 산출하는 연산을 수행한다. 또, 그 연산결과는 모니터(41)에 표시된다.

(재봉기의 각종 기능)

다음으로, 재봉기(1)의 각종 기능에 관하여 상세히 설명한다. 도 3은 재봉기(1)의 각종 기능구성을 나타내는 기능 블록도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 재봉기(1)는 주축(7)의 회전각도를 검출하는 주축 인코더(6)와, 이동기구의 위치를 검출하는 X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)와, 봉제 데이터를 기억하는 제 1 기억수단(51)과, 주축 인코더(6)가 검출한 주 축(7)의 회전각도와 X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)가 검출한 이동기구(10)의 위치를 소정 시간마다 기억하는 제 2 기억수단(52)과, 봉제 데이터에 기초한 이동기구의 위치명령에 대하여 X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구의 위치에 기초하여 각 바늘에 있어서의 이동기구의 동작소요시간을 산출하는 동작시간 산출수단(56)과, 동작시간 산출수단(56)에 의해 산출된 이동기구의 동작소요시간과 주축 인코더(6)에 의해 검출된 주축(7)의 회전각도에 따라서 적정한 재봉기 모터(5)의 회전속도를 산출하는 속도산출수단(57)과, 봉제 데이터에 기초한 이동기구의 위치명령에 대하여 X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구의 위치와 주축 인코더(6)에 의해 검출된 주축(7)의 회전각도에 따라서 각 바늘에 있어서의 이동기구의 동작개시각도를 산출하는 동작개시각도 산출수단(58)과, 동작시간 산출수단(56), 속도산출수단(57) 및 동작개시각도 산출수단(58)의 산출결과를 기억하는 제 2 기억수단(52)과, 해당 봉제 데이터에 의한 봉제작업시에 제 2 기억수단(52)에 기억된 각 산출결과에 기초하여 봉제를 수행하는 봉제제어수단(55)과, 봉제제어수단(55)에 의해 재봉기 모터의 회전속도가 증감된 후의 재봉기의 봉제속도에 기초한 소정 시간마다의 바늘대의 상하이동위치, 동작시간 산출수단(56)에 의해 산출된 이동기구의 동작소요시간에 기초한 소정 시간마다의 이동기구의 위치 및 동작개시각도 산출수단(58)에 의해 산출된 이동기구의 동작개시각도를 각각 대응시켜 표시할 수 있는 조작패널 디스플레이(4)를 구비한다.

제 1 기억수단(51)은 봉제 데이터를 기억한다. 즉, 상술한 EEPROM(24)이 제 1 기억수단(51)으로서 기능한다. 제 2 기억수단(52)은 주축 인코더(6)가 검출한 주축(7)의 회전각도와, X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)가 검출한 이동기구의 위치를 소정 시간마다 기억한다. 따라서, 상술한 EEPROM(24)이 제 2 기억수단(52)으로서 기능한다.

(동작시간 산출수단)

동작시간 산출수단(56)은 봉제 데이터에 기초한 이동기구의 위치명령에 대하여 X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구의 위치에 기초하여 각 바늘에 있어서의 이동기구의 동작소요시간을 산출한다. 도 4는 바늘이 봉제물로부터 빠진 직후의 타이밍으로부터 다음에 바늘이 봉제물을 찌르기 직전의 타이밍까지의 기간에 이동기구(10)가 이동하였을 때의, 이동기구(10)의 X축 명령위치(P)와, X축 위치센서(13)에 의해 검출된 이동기구(10)의 X축 검출위치(Q)간의 관계를 나타낸 설명도이다. 도 4의 POS는 이동기구(10)의 X축 명령위치(P)와 이동기구(10)의 X축 검출위치(Q)간의 관계를 나타내는 곡선이다. 도 4의 ERR은 이동기구(10)의 X축 명령위치(P)와 이동기구(10)의 X축 검출위치(Q)간의 편차를 나타내는 곡선이다.

봉제 데이터에 기초하여 제어장치(20)는 이동기구(10)를 목표위치(B)에 도달할 때까지 구동시키고, X축 모터(12)에는 위치명령(P)이 출력된다. 출력을 받은 X축 모터(12)는 이동기구(10)를 구동시킨다. 이동기구(10)의 X축 방향의 동작위치는 X축 위치센서(13)에 의해 검출된다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 이동기구(10)의 X축 명령위치(P)에 대하여, 이동기구(10)의 X축 검출위치(Q)의 응답은 지연되어 동작한다. 이동기구(10)의 응답 은, X축 명령위치(P)가 정지한 후에 X축 명령위치(P)에 따라붙고, 목표위치(B)에 도달한 후에 진동하면서 목표위치(B)에 수렴되어 간다. 이동기구(10)의 응답이 진동하면서 목표위치(B)에 수렴되어 갈 때, X축 명령위치(P)로부터 이동기구(10)의 X축 검출위치(Q: 응답신호)를 뺀 편차(ERR)를 연산하여, 그 편차(ERR)가 ±dP의 범위 내이면 재봉바늘이 봉제물을 찔러도 문제없을 정도의 오차범위인 것으로 간주하고, 이동기구(10)의 X축 검출위치(Q)가 X축 명령위치(P)의 정정범위 내에 수렴된 것으로 하여, 이동기구(10)는 목표위치(B)로의 이동을 완료한다. 여기서는, X축 모터(12) 및 X축 위치센서(13)를 예로 들어 상기와 같이 설명하였으나, Y축 모터(14) 및 Y축 위치센서(15)에 대해서도 완전히 동일한 처리가 이루어지므로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이 때, 이동기구(10)를 구동하기 위한 명령위치(P)가 출력되고 나서, 그 다음의 재봉바늘이 봉제물을 찔러도 문제가 없을 정도의 오차에 이동기구(10)의 진동동작이 수렴될 때까지 소요되는 동작소요시간을 정정시간(Ts)이라 하며, 동작시간 산출수단(56)은 상기 정정시간(Ts)을 산출한다. 이동기구(10)의 정정시간은 X축과 Y축 양쪽에 대하여 산출한다.

(속도산출수단)

속도산출수단(57)은, 동작시간 산출수단(56)에 의해 산출된 정정시간(Ts)에 따른 적정한 재봉기 모터(5)의 회전속도를 산출한다.

도 5는 재봉바늘(2a)이 봉제물로부터 빠지는 타이밍을 같게 하여 재봉기 모터(5)의 회전속도를 수정한 경우의 재봉바늘(2a)의 상하이동 타이밍과 이동기 구(10)의 동작 타이밍의 대응관계를 나타낸 설명도이다. 또, 도 5(a)는 봉제 데이터의 재봉기 모터(5)의 회전속도에 의해 구동된 수정 전과, 속도산출수단(57)에 의해 산출된 재봉기 모터(5)의 회전속도에 기초하여 구동된 수정 후의, 재봉바늘(2a)의 상하이동 타이밍과 이동기구(10)의 동작 타이밍의 대응관계를 나타내는 설명도이고, 도 5(b)는 도 5(a)의 Z부분에 대한 확대설명도이다. 도 5의 곡선(H,I)은 봉제물에 대한 재봉바늘(2a)의 상하이동위치의 천이를 나타내는 곡선이다. 도 5의 곡선(W)은 곡선(H) 및 곡선(I)과 동일한 시간축에 있어서의 이동기구(10)의 검출위치를 나타내는 곡선이다. 도 5의 곡선(H)은 수정 전의 재봉바늘(2a)의 상하이동위치의 천이를 나타내는 곡선이고, 곡선(I)은 수정 후(속도산출수단(57)에 의한 재봉기 모터(5)의 회전속도로 구동함)의 재봉바늘(2a)의 상하이동위치의 천이를 나타내는 곡선이다.

재봉기 모터(5)의 회전속도에 따라서 바늘대(2)는 상하로 움직이며, 재봉바늘(2a)은 봉제물을 찌르거나 빠져나오는 상하동작을 반복한다. 도 5에 나타낸 상기 곡선(H)에 있어서, 재봉바늘(2a)이 봉제물 상면위치(G)로부터 하강해 있는 동안은, 재봉바늘(2a)이 봉제물에 찔려 있는 구간이다. 재봉바늘(2a)이 봉제물 상면위치(G)로부터 상승해 있는 동안은, 재봉바늘(2a)이 봉제물로부터 빠져나와 있는 구간이다. 이 때, 주축(7)의 1회전에 소요되는 시간은 시간(Ta)이며, 재봉기 모터(5)는 주축(7)의 1회전에 소요되는 시간이 시간(Ta)이 되도록 제어되어 있다.

이에 대하여, 이동기구(10)는 곡선(W)이 나타내는 바와 같이 동작한다. 이 때, 재봉바늘(2a)이 봉제물을 찌른 타이밍에서는, 이동기구(10)는 바늘 관통시의 이송위치(Wa)가 목표위치(B)의 정정범위를 초과한 것에 기인하는 바늘쏠림현상이 발생한다.

따라서, 도 5에 나타낸 바와 같이 이동기구(10)의 정지시 진동에 기인하는 목표위치(B)의 범위에 수렴된 바늘쏠림현상을 일으키지 않는 봉제속도, 즉, 재봉바늘(2a)이 봉제물로부터 빠져나와 있는 구간의 주축(7)의 1회전 시간(Tb)에 기초한 재봉기 모터(5)의 회전속도를 설정한다. 이로써, 재봉바늘(2a)이 봉제물을 찌르는 타이밍 이후의 곡선(I)이 나타내는 바와 같이, 이동기구(10)의 바늘 관통시 이송위치는 목표위치(B)의 정정범위 내에 들어 있기 때문에 재봉바늘이 부러지는 문제의 원인이 되는 바늘쏠림현상은 발생하지 않는다. 속도산출수단(57)은 주축(7)이 1회전하는 시간(Ta)을 바늘쏠림현상이 발생하지 않는 시간(Tb)으로 설정하기 위한 재봉기 모터(5)의 회전속도를 산출한다.

도 6은 주축(7)의 회전각도와 재봉바늘(2a)의 상하이동위치의 대응을 나타내는 설명도이다.

상술한 바와 같이, 주축(7)이 1회전하면 바늘대(2)는 상하로 1회 왕복한다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 재봉바늘(2a)의 상하이동위치와 주축(7)의 회전각도는 일정한 관계를 갖는다. 예컨대, 도 6과 같이 주축(7)의 바늘대(2)의 위치가 상사점일 때의 회전각도를 0도로 하고, 바늘대(2)의 위치가 하사점일 때의 해당 회전각도를 180도로 한다. 재봉바늘(2a)이 봉제물로부터 빠지는 타이밍(Ha)일 때의 주축(7)의 회전각도는 이동기구(10)의 유지부(11)에 봉제물이 유지되는 바늘판 상의 위치 및 봉제물의 두께를 가미한 각도(θb)가 된다. 재봉바늘(2a)이 봉제물을 찌 르는 타이밍(Hb)일 때의 주축(7)의 회전각도는 이동기구(10)의 유지부(11)에 봉제물이 유지되는 바늘판 상의 위치 및 봉제물의 두께를 가미한 각도(θa)가 된다. 통상적으로 주축(7)의 상기 회전각도(θa)와 상기 회전각도(θb)는 동일하게 설정한다. 각도(θa)와 각도(θb)는 예컨대 봉제 데이터 내에 천 두께가 입력되어 있거나, 혹은 봉제 데이터와는 별도로 작업자가 천 두께를 입력하면 적절히 구할 수 있다. 바늘이 봉제물에 찔려 있지 않은 주축(7)의 회전각도(θ1)는 이하의 식(1)에 의해 산출된다.

θ1 = 180°- (θa+θb) …… (1)

계측된 정정시간(Ts)은 주축(7)이 θ1 사이에 회전할 때 소요되는 최소의 시간이기 때문에, 주축(7)이 1회전함에 있어서 최고회전속도의 시간(Tb)은 이하의 식(2)에 의해 산출된다.

Tb = Ts × 360°/θ1…… (2)

식 (2)에 의한 주축(7)의 1회전 시간(Tb)에 의해, 주축(7)의 회전속도(N[rpm])는 이하의 식 (3)에 의해 산출된다.

N = 60/Tb …… (3)

재봉기 모터(5)의 회전속도는 식 (3)에 의한 회전속도(N)의 산출결과와 같은 회전속도가 된다. 이렇게 하여 재봉기 모터(5)의 회전속도가 산출된다. 여기서, 계측된 정정시간(Ts)으로부터 산출된 주축(7)의 최고회전속도(N[rpm])가, 봉제 데이터의 재봉기 모터(5)의 회전속도보다 클 경우에는, 재봉기의 봉제제어프로그램에 의해, 가장 낮은 재봉기 회전속도 제한치(각 조건에 의해 제한되는 최고회전속도 치)가 선택되어 봉제가 이루어진다.

속도산출수단(57)에 의한 재봉기 모터(5)의 회전속도의 산출은, 봉제 데이터에 의한 봉제동작이 종료된 후에, 소정 시간마다 EEPROM(24)에 기억된 주축 인코더(6), X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)의 데이터를 판독하여 상술한 바와 같이 계산한다. 또, 재봉기 제어장치(20)의 CPU(21)의 처리시간에 여유가 있는 경우에는, 봉제 데이터에 의한 봉제동작중에 계산하여도 무방하다.

(동작개시각도 산출수단)

동작개시각도 산출수단(58)은 봉제 데이터에 기초한 이동기구(10)의 X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구(10)의 위치와, 주축 인코더(6)에 의해 검출된 주축(7)의 회전각도에 기초하여 각 바늘에 있어서의 이동기구(10)의 동작개시각도(θstart)를 산출한다.

도 7은 봉제 데이터에 의해 구동된 이동기구(10)의 동작개시각도에 의해 구동된 수정 전과, 동작개시각도 산출수단(58)에 의해 산출된 이동기구(10)의 동작개시각도에 기초하여 구동된 수정 후의, 재봉바늘(2a)의 상하이동 타이밍과 이동기구(10)의 동작타이밍의 대응관계를 나타내는 설명도이다. 도 7의 곡선(H)은 봉제물에 대한 재봉바늘(2a)의 상하이동위치의 천이를 나타내는 곡선이다. 도 7의 곡선(W)과 곡선(WA)은 곡선(H)과 동일한 시간축에서의 이동기구(10)의 검출위치를 나타내는 곡선이다. 도 7의 곡선(W)은 수정 전의 이동기구(10)의 검출위치의 천이를 나타내는 곡선이며, 곡선(WA)은 수정 후(동작개시각도 산출수단(58)에 의한 이동기구(10)의 동작개시각도로 구동함)의 이동기구(10)의 검출위치의 천이를 나타내는 곡선이다.

동작개시각도 산출수단(58)은 바늘이 봉제물로부터 빠지기 직전의 타이밍(Ha)으로부터 이동기구(10)가 동작을 개시하도록 이동기구(10)의 동작개시각도를 설정한다. 즉, 봉제 데이터에 의해 이동기구(10)를 구동하였을 때, 이동기구(10)의 검출위치로부터 이동기구(10)가 이동하기 시작했을 때의 주축 인코더(6)에 의해 검출된 주축(7)의 회전각도(θA)로부터, 재봉바늘(2a)이 봉제물에서 빠지는 타이밍의 주축(7)의 회전각도(θB)로의 각도차를 봉제 데이터에 의해 이동기구(10)를 구동하였을 때의 동작개시각도에 더한 동작개시각도(θstart)를 설정한다. 봉제 데이터에 의해 이동기구(10)를 구동하였을 때의 동작개시각도를 θ0으로 하면, 동작개시각도(θstart)는 이하의 식 (4)에 의해 산출된다.

θstart = θ0 + (θB - θA) …… (4)

동작개시각도 산출수단(58)에 의한 동작개시각도(θstart)의 산출은, 봉제 데이터에 의한 봉제동작이 종료된 후에, 소정 시간마다 EEPROM(24)에 기억된 주축 인코더(6), X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)의 데이터를 판독하여 상술한 바와 같이 계산한다.

또, 재봉기 제어장치(20)의 CPU(21)의 처리시간에 여유가 있는 경우에는 봉제 데이터에 의한 봉제동작중에 계산하여도 무방하다.

또한, 동작시간 산출수단(56), 속도산출수단(57) 및 동작개시각도 산출수단(58)은 제어장치(20)의 CPU(21)의 EEPROM(24)에 기억된 봉제 데이터와, 상기 봉제 데이터에 기초한 봉제동작에 있어서 X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구(10)의 위치와, 주축 인코더(6)에 의해 검출된 주축(7)의 회전각도에 기초하여 산출한다. 이 때, X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구(10)의 위치는, X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구(10)의 위치가 소정 시간마다 기억된 제 2 기억수단으로서의 EEPROM(24)의 이동기구(10)의 위치를 읽어들인다. 또한, 주축 인코더(6)에 의해 검출된 주축(7)의 회전각도는, 주축 인코더(6)에 의해 검출된 주축(7)의 회전각도가 소정 시간마다 기억된 EEPROM(24)의 주축(7)의 회전각도를 읽어들인다.

(제 2 기억수단)

제 2 기억수단(52)은 주축 인코더의 주축회전각도, X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의한 이동기구(10)의 위치와, 동작시간 산출수단(56), 속도산출수단(57) 및 동작개시각도 산출수단(58)의 산출결과를 기억한다. 구체적으로는, 제어장치(20)의 재봉기 모터(5)의 인코더(6)에 의해 검출된 주축(7)의 회전각도, X축 모터(12)의 X축 위치센서(13)에 의해 검출된 이동기구(10)의 X축 방향의 위치, Y축 모터(14)의 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구(10)의 Y축 방향의 위치는 EEPROM(24)에 기억된다. 또한, 제어장치(20)의 CPU(21)에 의해 산출된 정정시간, 정정시간에 대응된 재봉기 모터(5)의 회전속도 및 동작개시각도(θ)는 EEPROM(24)에 기억된다. 이로써, 상술한 EEPROM(24)이 제 2 기억수단(52)으로서 기능한다.

또한, 기억된 정정시간에 대응된 재봉기 모터(5)의 회전속도 및 동작개시각도는 어느 봉제 데이터에 대응하는 것인지 식별이 가능하도록 기억된다.

(봉제제어수단)

봉제제어수단(55)은 해당 봉제 데이터에 의한 봉제작업시에 제 2 기억수단(52)에 기억된 각 산출결과에 기초하여 봉제를 수행한다.

즉, 해당 봉제 데이터에 의한 봉제작업시에 속도산출수단(57)의 산출결과에 따른 회전속도로 재봉기 모터(5)를 구동하며, 동작시간 산출수단(56) 및 동작개시각도 산출수단(58)의 산출결과에 따른 정정시간 및 동작개시각도에 따라서 이동기구(10)를 동작시켜 봉제작업을 수행한다. 이로써, 한 번 봉제 데이터에 의한 봉제작업이 이루어진 후에는, 동작시간 산출수단(56)에 의한 이동기구(10)의 동작시간에 기초하여 속도산출수단(57)에 의해 산출된 재봉기 모터(5)의 회전속도와, 동작개시각도 산출수단(58)에 의해 산출된 이동기구(10)의 동작개시각도에 기초하여 재봉기(1)를 동작시킬 수가 있다.

또한, 봉제제어수단(55)은 EEPROM(24)에 기억된 봉제 데이터와, 동작시간 산출수단, 속도산출수단 및 동작개시각도 산출수단에 의한 각 산출결과를 제어장치(20)의 CPU(21)에 읽어들여 처리함으로써 기능한다.

(표시수단)

도 8은 조작패널 디스플레이(4)에 의한 표시화면의 일례를 나타내는 설명도이다.

조작패널 디스플레이(4)는 봉제제어수단(55)에 의해 재봉기 모터의 회전속도가 증감된 후의 재봉기의 봉제속도에 기초한 소정 시간마다의 바늘대의 상하이동위치, 동작시간 산출수단(56)에 의해 산출된 이동기구의 동작에 필요한 시간에 기초하는 소정 시간마다의 이동기구의 위치 및 동작개시각도 산출수단(58)에 의해 산출 된 이동기구의 동작개시각도를 각각 대응시켜 표시한다. 즉, 도 8에 나타낸 바와 같이 재봉기(1)의 바늘대(2)의 상하이동, 즉 재봉바늘(2a)의 상하이동위치와 이동기구(10)의 동작간의 대응관계를 동일 시간축 상에서 시각적으로 파악할 수 있게 된다. 이로써, 속도산출수단(57) 및 동작개시각도 산출수단(58)에 의한 재봉기 모터의 회전속도의 산출결과의 효과에 대하여, 재봉기의 동작 전에 시각적으로 파악할 수가 있다. 따라서, 조작패널 디스플레이(4)는 「표시수단」으로서 기능한다.

또, 조작패널 디스플레이(4)는 이동기구(10)의 동작시간, 재봉기 모터(5)의 회전속도에 기초한 재봉바늘(2a)의 상하이동위치 및 이동기구(10)의 동작개시각도가 동일한 시간축 상에서 대응지어진 상태로 제어장치(20)의 조작패널 디스플레이(4)에 표시됨으로써 기능한다. 또, PC(40)에서도, 제어장치(20)의 봉제제어수단(55)에 의해 재봉기 모터의 회전속도가 증감된 후의 재봉기의 봉제속도에 기초한 소정 시간마다의 바늘대의 상하이동위치, 동작시간 산출수단(56)에 의해 산출된 이동기구의 동작에 필요한 시간에 기초하는 소정 시간마다의 이동기구의 위치 및 동작개시각도 산출수단(58)에 의해 산출된 이동기구의 동작개시각도를 읽어들임으로써, 조작패널 디스플레이(4)와 마찬가지로 모니터(41)에 표시할 수가 있다.

(재봉기의 동작)

다음으로, 재봉기(1)의 동작에 대하여 상세히 설명한다.

재봉기(1)의 동작은 재봉기 모터(5)의 인코더(6)에 의해 검출된 주축 회전각도와, X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구(10)의 위치를 계측할 때에는, 계측모드가 선택되어 봉제동작을 수행한다. 도 9는 계측모드가 선택되었을 때의 재봉기 조작과 동작의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 10은 계측 타이머 인터럽트의 처리루틴의 처리내용을 나타내는 도면이다.

먼저, 작업자에 의해 계측모드가 선택되면(단계 S1), 재봉기(1)는 통상적인 봉제동작에 추가하여, 주축 인코더(6)에 의해 검출된 주축회전각도와, X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구(10)의 위치를 계측하는 계측모드로서 동작한다. 계측모드로 재봉기(1)를 구동할 경우에 바늘쏠림현상이 발생하면, 재봉바늘(2a)이 부러지거나 봉제품질이 저하된 바늘땀이 형성되어 봉제물을 파기해야 하는 낭비가 발생할 가능성이 있기 때문에, 통상적으로는 봉제물을 설치하지 않고 봉제동작을 수행한다.

다음으로, 조작패널 디스플레이(4)에서의 표시 및 입력을 통해 작업자에 의해 봉제 데이터가 선택된다. 그 후, 작업자에 의해 페달(3)이 조작되면(단계 S2), 제어장치(20)는 보존 데이터의 초기화를 수행하고(단계 S3), 더욱이 계측 타이머의 인터럽트를 허가하여, 계측 타이머의 동작을 개시시킨다(단계 S4). 그 후, 재봉기(1)는 선택된 봉제 데이터에 기초한 봉제동작을 개시한다(단계 S5).

계측모드시의 상기 봉제동작이 개시되면, 계측 타이머의 소정의 카운트 주기마다 인터럽트신호가 발생하여, 도 10에 도시된 계측 타이머 인터럽트의 처리루틴의 처리가 실행되며, 제어장치(20)는 주축 인코더(6)에 의해 검출된 주축 회전각도와, X축 위치센서(13) 및 Y축 위치센서(15)에 의해 검출된 이동기구(10)의 위치를 입수하여, 그 데이터와 계측 카운트값을 EEPROM(24)에 기억한다(단계 S6). 봉제 데이터에 기초한 봉제동작이 종료되면(단계 S7), 제어장치(20)는 계측 타이머의 인 터럽트를 금지하고 계측 타이머의 동작을 정지시킨다(단계 S8).

그 후, 제어장치(20)의 CPU(21)는 EEPROM(24)에 기억된 주축회전각도 및 이동기구(10)의 위치와 계측 카운트값을 판독하고, 상기 계측 카운트값, 주축회전각도 및 이동기구(10)의 위치로부터 이동기구(10)의 정정시간(Ts)과, 정정시간(Ts)에 따른 재봉기 모터(5)의 최고회전속도(N)와, 이동기구(10)의 동작개시각도(θstart)를 산출하며, 정정시간(Ts), 주축(7)의 회전속도(N)에 대응된 재봉기 모터(5)의 회전속도 및 동작개시각도(θstart)를, EEPROM(24)에 기억하고(단계 S9) 계측모드의 동작을 종료한다.

계측모드의 동작이 종료된 후에, 작업자에 의해 조작패널 디스플레이(4)에서 상술한 산출결과의 표시가 선택되면, 제어장치(20)의 CPU(21)에 의해 정정시간(Ts), 주축(7)의 회전각도(N) 및 동작개시각도(θstart)에 대응된 재봉바늘(2a)의 상하이동위치와 이동기구(10)의 위치간의 대응관계가 조작패널 디스플레이(4)에 표시된다.

그 후, 작업자에 의해 통상적인 봉제모드가 선택되고 해당 봉제 데이터에 의한 봉제동작이 수행되면, 봉제제어수단(55)에 의한 재봉이 이루어진다. 즉, 제어장치(20)의 CPU(21)는 EEPROM(24)에 기억된 정정시간(Ts)에 대응된 재봉기 모터(5)의 최고회전속도(N) 및 동작개시각도(θstart)에 기초하여 재봉기(1)의 각 부를 동작시키는 봉제동작이 이루어진다. 이로써, 바늘쏠림현상으로 인해 봉제품질이 저하되거나 바늘이 부러지는 등의 문제점을 일으키지 않고서 해당 봉제 데이터에 의한 봉제동작을 수행할 수가 있다.

(본 발명에 의한 재봉기의 효과)

상술한 실시예에 따르면, 봉제 데이터에 의한 봉제동작시에 동작시간 산출수단(56)에 의해 산출된 이동기구(10)의 정정시간(Ts), 속도산출수단(57)에 의해 산출된 주축(7)의 회전속도(N)에 대응된 재봉기 모터(5)의 회전속도 및 동작개시각도 산출수단(58)에 의해 산출된 동작개시각도는 제 2 기억수단(52)에 기억된다.

또, 그 후에 상기 봉제 데이터에 의한 봉제작업이 이루어졌을 경우, 봉제제어수단(55)은 제 2 기억수단(52)에 기억된 재봉기 모터(5)의 회전속도로 재봉기 모터(5)를 구동하고, 정정시간(Ts) 및 동작개시각도(θstart)에 따라서 이동기구(10)를 동작시킨다. 이로써, 재봉바늘(2a)이 봉제물로부터 빠진 직후의 타이밍 및 재봉바늘(2a)이 봉제물을 찌르기 직전의 타이밍은 이동기구(10)의 정정시간(Ts)에 맞추어 적정하게 제어된다. 따라서, 재봉바늘(2a)이 봉제물로부터 빠진 직후의 타이밍 이전에 이동기구(10)가 동작하거나, 재봉바늘(2a)이 봉제물을 찌르기 직전의 타이밍 이후에 이동기구(10)가 동작함에 따라 바늘쏠림현상이 발생하는 일이 없게 된다. 이로써, 봉제물로부터 바늘이 빠지기 전의 타이밍에 이동기구가 동작하는 바늘쏠림현상으로 인해, 재봉상태가 단단하지 못하게 되거나, 봉제물에 대한 재봉바늘 관통구멍의 확대, 바늘땀의 위치 어긋남 등으로 인해 재봉품질이 악화되는 문제점을 해소할 수가 있다. 따라서, 재봉품질이 향상된다. 더불어, 바늘이 봉제물을 찌른 후의 타이밍에 이동기구가 동작하는 바늘쏠림현상으로 인해 재봉바늘이 부러지는 문제점을 해소할 수 있다. 따라서, 재봉기의 신뢰성이 향상된다.

또한, 상술한 바와 같이 동작시간 산출수단(56)과 속도산출수단(57)에 의해, 이동기구(10)의 동작에 따른 봉제물의 이동에 대응된 적정한 재봉기 모터(5)의 회전속도를 자동적으로 산출하여 제 2 기억수단(52)에 기억한다. 이로써, 종래기술에서는 작업자가 재봉기의 봉제속도를 수동으로 낮춤으로써 대응해 왔던 이동기구의 이송에 따른 재봉품질의 문제인 바늘쏠림현상을 해소하기 위한 재봉기의 봉제속도의 설정과 이동기구의 동작개시각도의 설정을 자동적으로 수행할 수 있게 된다. 따라서, 종래에 비해 바늘쏠림현상을 방지하는 봉제속도의 설정과 이동기구의 동작개시각도의 설정을 매우 용이하고도 확실하게 수행할 수가 있다.

또한, 이동기구의 이송에 따른 재봉품질의 문제인 바늘쏠림현상에 관하여, 종래기술에서는 재봉기의 바늘대 동작 타이밍과 이동기구의 응답상태가 작업자에게 전혀 제공되지 않았기 때문에 유효한 해소수단을 찾을 수 없었고, 대응방법도 재봉기의 회전속도를 변경할 수 밖에 없었던 문제점을 해소할 수 있으므로, 재봉기의 신뢰성이 향상된다. 더욱이, 종래기술에서는 봉제속도의 설정을 작업자의 경험칙에 의존하였기 때문에, 범용적인 해소수단이 될 수 없었던 문제점을 해소할 수 있어, 재봉기의 신뢰성이 더욱 향상된다. 뿐만 아니라, 적정한 봉제속도가 자동적으로 산출되기 때문에, 종래기술에서 재봉에 적합한 봉제속도를 찾을 때까지 몇 번이고 재봉기를 동작시켜야만 하여 시간이 소요되었던 문제점을 해소할 수 있으므로, 봉제작업의 준비시간이 단축되어 작업효율이 향상된다. 더욱이, 종래기술에서는 적정한 봉제속도를 찾을 때까지 수행하는 재봉기의 시험재봉에서 발생하는 경우가 있었던 바늘의 부러짐이나 봉제물의 폐기에 수반되는 비용을 삭감할 수가 있다.

더욱이, 봉제 데이터에 기초한 봉제작업시의 주축(7)의 회전각도 및 이동기 구(10)의 위치는 소정 시간마다 EEPROM(24)에 기억된다. 따라서, 동작시간 산출수단(56)에 의한 정정시간(Ts)의 산출이나, 속도산출수단(57)에 의한 주축(7)의 회전속도(N)에 대응된 재봉기 모터(5)의 회전속도의 산출이나, 동작개시각도 산출수단(58)에 의한 동작개시각도(θstart)의 산출과 같은 각종 산출을 봉제작업의 종료 후에 수행할 수 있게 된다. 즉, 이러한 각종 산출을 실시간으로 산출처리할 필요가 없게 된다. 따라서, 제어장치(20)의 CPU(21)가 주축 인코더(6)에 의해 검출되는 이동기구의 위치에 대하여 실시간으로 산출처리하는 성능을 구비하고 있지 않다 하더라도 이러한 각종 산출을 수행할 수가 있다. 즉, 제어장치(20)의 CPU(21)에 대한 성능요구를 낮게 설정할 수 있어 비용을 낮출 수가 있다.

더욱이, 조작패널 디스플레이(4)는, 이동기구(10)의 정정시간(Ts)에 대하여 적정하게 산출된 주축(7)의 회전속도(N)에 대응된 재봉기 모터(5)의 회전속도에 기초하는 재봉바늘(2a)의 상하이동위치와, 동작개시각도(θstart)로 동작을 개시하여 정정시간(Ts)으로 동작하는 이동기구(10)의 위치를 대응시켜 표시한다. 이로써, 봉제제어수단(55)에 의한 바늘쏠림현상의 방지효과에 대하여, 재봉기(1)의 봉제 전에 시각적으로 파악할 수 있다. 따라서, 작업자는 재봉기(1)의 동작을 보다 명확하게 파악할 수가 있다.

(기타)

또한, 상술한 실시형태에서는 동작시간 산출수단(56), 속도산출수단(57) 및 동작개시각도 산출수단(58)이 재봉기(1)의 제어장치(20)의 CPU(21)에 의한 산출에 의해 기능하고 있으나, 외부 PC(40)에 의한 산출에 의해 기능하여도 무방하다.

또, 상술한 실시형태에서의 모니터(41)는 PC(40)의 모니터(41)이지만, 별도로 전용 표시장치를 이용하여도 무방하다.

또, 본 발명의 실시는 상술한 실시형태에서의 재봉기(1)에 한정되는 것은 아니며, 바늘대의 상하이동에 대하여 상기 상하이동과 수직인 수평면을 따라 이동기구가 동작하는 재봉기로서, 봉제 데이터에 기초하여 이동기구가 동작함으로써 재봉을 수행하는 재봉기라면 어느 것이어도 무방하다.

도 1은 본 발명에 따른 재봉기의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 2는 제어장치와, 제어장치에 접속되어 있는 각종 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3은 재봉기의 각종 기능구성을 나타내는 기능블록도이다.

도 4는 봉제물을 이동기구에 의해 구동하였을 때의, 이동기구의 명령위치와 검출위치의 상위(相違)를 나타내는 설명도로서, POS는 이동기구의 명령위치와 검출위치를 나타내는 위치곡선이며, ERR은 이동기구의 명령위치와 검출위치의 편차를 나타내는 곡선이다.

도 5는 재봉바늘이 봉제물로부터 빠지는 타이밍을 동일하게 하여 재봉기 모터의 회전속도를 수정한 경우의 재봉바늘의 상하이동 타이밍과 이동기구의 동작 타이밍의 대응관계를 나타내는 설명도로서, (a)는 봉제 데이터의 재봉기 모터의 회전속도에 의해 구동된 수정 전과, 속도산출수단에 의해 산출된 재봉기 모터의 회전속도에 기초하여 구동된 수정 후의, 재봉바늘의 상하이동 타이밍과 이동기구의 동작 타이밍간의 대응관계를 나타내는 설명도이고, (b)는 (a)의 Z부분에 대한 확대설명도이다.

도 6은 주축의 회전각도와 재봉바늘의 상하이동위치의 대응을 나타내는 설명도이다.

도 7은 봉제 데이터에 의해 구동된 이동기구의 동작개시각도에 의해 구동된 수정 전과, 동작개시각도 산출수단에 의해 산출된 이동기구의 동작개시각도에 기초 하여 구동된 수정 후의, 재봉바늘의 상하이동 타이밍과 이동기구의 동작 타이밍간의 대응관계를 나타내는 설명도이다.

도 8은 조작패널 디스플레이에 의한 표시화면의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 9는 계측모드가 선택되었을 때의 재봉기 조작과 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 10은 계측 타이머 인터럽트의 처리루틴의 처리내용을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

5 : 재봉기 모터 6 : 주축 인코더

7 : 주축 10 : 이동기구

12 : X축 모터 13 : X축 위치센서

14 : Y축 모터 15 : Y축 위치센서

20 : 제어장치 21 : CPU

24 : EEPROM 25 : RS-232포트

40 : PC 41 : 모니터

55 : 봉제제어수단 56 : 동작시간 산출수단

57 : 속도산출수단 58 : 동작개시각도 산출수단

Claims (3)

1. 재봉바늘이 부착되며 주축의 회전에 연동하여 상하이동하는 바늘대,

   상기 바늘대의 상하이동방향에 직교하는 수평면 상에서 봉제물을 이동시키는 이동기구,

   상기 주축을 회전시키는 재봉기 모터,

   상기 주축의 회전 각도를 검출하는 제 1 검출수단,

   상기 이동기구를 구동시키는 구동용 모터,

   상기 이동기구의 위치를 검출하는 제 2 검출수단,

   구동용 모터를 제어하는 제어수단, 및

   상기 봉제물에 형성되는 바늘땀의 재봉 피치와 바늘수와 상기 주축의 회전속도를 포함하는 봉제 데이터를 기억하는 제 1 기억수단을 구비하며,

   상기 봉제 데이터의 재봉 피치와 바늘수와 상기 주축의 회전속도에 기초하여 상기 바늘대 및 상기 이동기구를 동작시킴으로써 재봉을 행하는 자동 바느질 재봉기로서,

   상기 봉제 데이터에 기초하여 상기 이동기구를 구동하였을 때 소정 시간마다 상기 제 1 검출수단에 의해 검출된 주축의 회전각도 및 상기 제 2 검출수단에 의해 검출된 이동기구의 위치를 기억하는 제 2 기억수단과,

   상기 제 2 기억수단에 기억된 상기 이동기구의 위치로부터 상기 이동기구의 동작소요시간을 산출하는 동작시간 산출수단과,

   상기 동작시간 산출수단에 의한 동작소요시간의 산출결과에 기초하여 재봉기 모터의 회전속도를 산출하는 속도산출수단과,

   상기 이동기구의 위치와 상기 주축의 회전각도에 기초하여 이동기구의 동작개시각도를 산출하는 동작개시각도 산출수단과,

   상기 봉제 데이터의 재봉 피치와 바늘수와 상기 주축의 회전속도에 기초하여 상기 바늘대 및 상기 이동기구를 동작시킬 때, 이전에 상기 봉제 데이터에 기초하여 재봉기를 구동하였을 때 얻어진 상기 속도산출수단에 의한 재봉기 모터의 회전속도의 산출결과에 따른 회전속도로 재봉기 모터를 구동하고, 이전에 상기 봉제 데이터에 기초하여 재봉기를 구동하였을 때 얻어진 상기 동작개시각도 산출수단에 의한 이동기구의 동작개시각도의 산출결과에 따른 동작개시각도에 따라서 이동기구를 동작시켜, 해당 봉제 데이터에 의한 봉제작업을 수행하도록 제어하는 봉제제어수단

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 바느질 재봉기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 속도산출수단에 의해 산출된 재봉기 모터의 회전속도에 기초한 소정 시간마다의 바늘대의 상하이동 위치와, 상기 동작시간 산출수단에 의해 산출된 상기 이동기구의 동작소요시간에 기초한 소정 시간마다의 이동기구의 위치와, 동작개시각도 산출수단에 의한 이동기구의 동작개시각도를 대응시켜 표시할 수 있는 표시수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 바느질 재봉기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   외부의 계산기와 접속가능한 인터페이스를 구비하며,

   상기 동작시간 산출수단에 의한 상기 이동기구의 동작소요시간의 산출과, 상기 속도산출수단에 의한 상기 재봉기 모터의 회전속도의 산출과, 상기 동작개시각도 산출수단에 의한 상기 이동기구의 동작개시각도의 산출은 상기 인터페이스를 통해 접속된 상기 외부의 계산기에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 바느질 재봉기.

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