JP2009240379A - ボタン穴かがり縫いミシン - Google Patents

Abstract

【課題】作業の邪魔とならず、部品点数を増やすことなく障害物を検出すること。
【解決手段】メスとメス受けとを有するボタン穴かがり縫いミシンは、メス又はメス受けを原点位置と切断終了位置との間で往復移動させるパルスモータ１１と、パルスモータの駆動を制御する制御手段７と、パルスモータの実際の回転パルスを検出するエンコーダ１２と、制御手段からパルスモータに送信される駆動指令パルスと、駆動指令パルスと実際の駆動パルスとの偏差を算出する偏差算出手段７と、メス又はメス受けがその移動経路上に存在する障害物に接触したと判断されるための接触検出偏差を記憶する接触検出偏差記憶手段７２と、メス又はメス受けと障害物との接触を検出する検出範囲を記憶する検出範囲記憶手段７２と、を備え、制御手段は、検出範囲内において偏差算出手段により算出された偏差が接触検出偏差を超えた場合に、メス又はメス受けの移動を停止させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、パルスモータの動作によりボタン穴を形成するボタン穴かがり縫いミシンに関する。

たとえば眠りボタン穴かがり縫いミシンにおいては、被縫物に直線状の切れ目（ボタン穴）を形成するために上下動可能なメスを備えている。
また、鳩目ボタン穴かがり縫いミシンにおいては、被縫製物を切断するメスと、このメスに対向配置され、メスとの間に被縫製物を挟み込んでメスに被縫製物を切断させるメス受けと、を備え、メスまたはメス受けを上下動するようにしている。
上記した眠りボタン穴かがり縫いミシンまたは鳩目ボタン穴かがり縫いミシンは、左右の側縫い部を含むボタン穴かがり縫い目を被縫製物に形成する前又は形成した後に、メス又はメス受けのうち一方を他方に向けて移動させて左右の側縫い部の間にボタン穴を形成する。
そして、前記したようにメスまたはメス受けを上下動する際にパルスモータにより駆動するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２３２０８２号公報

ところで、従来のボタン穴かがり縫いミシンにおいては、メス又はメス受けの移動経路上に障害物が存在すると、メス又はメス受けが障害物に接触してメス又はメス受けが欠損する。しかしながら、従来においては、それを検出することができなかったため、作業者が常に監視している必要があった。この問題を解決すべく、メス又はメス受けの移動経路近傍に障害物を検出するセンサを設けることも考えられるが、作業の邪魔になるほか、部品点数の増加によるコストアップという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、作業の邪魔とならず、部品点数を増やすことなく障害物を検出することができるボタン穴かがり縫いミシンを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被縫製物を切断するメスと、前記メスに対向配置され、前記メスとの間に被縫製物を挟み込んで前記メスに被縫製物を切断させるメス受けと、を有し、左右の側縫い部を含むボタン穴かがり縫い目を被縫製物に形成する前又は形成した後に、前記メス又は前記メス受けのうち一方を他方に向けて移動させて左右の側縫い部の間にボタン穴を形成するボタン穴かがり縫いミシンにおいて、
前記メス又は前記メス受けに連結され、前記メス又は前記メス受けを原点位置と切断終了位置との間で往復移動させるパルスモータと、
ボタン穴形成時に前記パルスモータの駆動を制御する制御手段と、
前記パルスモータに設けられ、当該パルスモータの実際の回転パルスを検出するエンコーダと、
前記制御手段から前記パルスモータに送信される駆動指令パルスと、前記エンコーダで検出された前記パルスモータの実際の駆動パルスとの偏差を算出する偏差算出手段と、
前記メス又は前記メス受けがその移動経路上に存在する障害物に接触したと判断されるための駆動指令パルスと実際の駆動パルスとの接触検出偏差を記憶する接触検出偏差記憶手段と、
前記メス又は前記メス受けと障害物との接触を検出する検出範囲を記憶する検出範囲記憶手段と、を備え、
前記制御手段は、前記検出範囲内において前記偏差算出手段により算出された偏差が前記接触検出偏差を超えた場合に、前記メス又は前記メス受けの移動を停止させることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、制御手段によるパルスモータの駆動制御により、メス又はメス受けは移動する。この移動の際には、エンコーダがパルスモータの実際の駆動パルスを検出している。偏差算出手段は、制御手段からパルスモータに送信される駆動指令パルスと、エンコーダで検出されたパルスモータの実際の駆動パルスとの偏差を算出する。そして、制御手段は、接触検出偏差記憶手段に記憶された検出範囲内において、偏差算出手段により算出された偏差が接触検出偏差記憶手段に記憶された接触検出偏差を超えた場合に、メス又はメス受けが障害物に接触したと判断して、メス又はメス受けの移動を停止させる。
これにより、メス又はメス受けが障害物に接触してパルスモータに負荷がかかり、パルスモータの駆動パルスの遅れが大きくなりすぎると、メス又はメス受けの移動が強制的に停止されるので、メス又はメス受けの欠損を防止することができる。
また、制御手段とパルスモータにより障害物の存在を検出することができるので、メス又はメス受けの近傍に障害物を検出するセンサを設ける必要がなく、作業の邪魔とならず、部品点数を増やすことなく障害物を検出することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のボタン穴かがり縫いミシンにおいて、
前記制御手段は、前記メス又は前記メス受けの移動を停止させた後、前記原点位置に移動させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、メス又はメス受けを原点位置に移動させるので、メス又はメス受けを障害物から離すことができ、障害物の除去作業を容易に行うことができる。

請求項１に記載の発明によれば、メス又はメス受けが障害物に接触してパルスモータに負荷がかかり、パルスモータの駆動パルスの遅れが大きくなりすぎると、メス又はメス受けの移動が強制的に停止されるので、メス又はメス受けの欠損を防止することができる。
また、制御手段とパルスモータにより障害物の存在を検出することができるので、メス又はメス受けの近傍に障害物を検出するセンサを設ける必要がなく、作業の邪魔とならず、部品点数を増やすことなく障害物を検出することができる。

請求項２に記載の発明によれば、メス又はメス受けを原点位置に移動させるので、メス又はメス受けを障害物から離すことができ、障害物の除去作業を容易に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るボタン穴かがり縫いミシンの最良の実施形態について、鳩目ボタン穴かがりと眠りボタン穴かがりとを可能としたボタン穴かがり縫いミシンにおいて詳細に説明する。
＜ボタン穴かがり縫いミシンの構成＞
図１は、本実施形態に係るミシンの布切断装置１０を備えたボタン穴かがり縫いミシン（以下、単に「ミシン」という）１の概略構成を説明するための説明図である。
ミシン１は、自動制御により所定形状のボタン穴を形成するとともにボタン穴の周囲にかがり縫いを施すミシンであり、被縫製物としての布が上面側に載置されるベッド部２、ベッド部２から上方に立設された脚柱部３、脚柱部３からベッド部２上にその長手方向に沿って延出したアーム部４、被縫製物を水平面内で移動させる送り台５、送り台５の上面に布を押える布押え６、ボタン穴を形成するための布切断装置１０、ミシン１の動作を制御する制御装置７（図３参照）等から概略構成される。

（布切断装置）
布切断装置１０は、ボタン穴かがり縫いの際に、鳩目ボタン穴や眠りボタン穴を形成するものである。
図１、図２に示すように、布切断装置１０は布切り手段２０を備え、この布切り手段２０は、被縫製物を切断するメス３０と、メス３０に対向配置され、メス３０との間に被縫製物を挟み込んでメス３０に被縫製物を切断させるメス受け５０を備えている。布切り手段２０は、メス３０が上、メス受け５０が下となって対向するように配置されている。

メス３０は、鳩目部を形成する鳩目メス部３０ａと、直線部を形成する直線メス部３０ｂとを刃部として下面に有し、メス取付台３１に上下方向に移動可能に嵌合され固定されている。メス取付台３１は、パルスモータ１１（図３参照）によって上下動可能な上下軸３２にネジ３３にて固定されている。
上下軸３２は、ねじ３５によりアーム部４の下面に取り付けられたメタル３４に対し上下に移動可能に嵌合されている。
すなわち、メス３０は、パルスモータ１１の駆動により上下動する上下軸３２とともに、上死点となる原点位置と下死点となる切断終了位置との間で上下方向に沿った往復移動を行う。
メス取付台３１には継手３６が取り付けられており、継手３６から出たエアは、メス取付台３１に設けられた穴（図示略）、メス３０に設けられた穴（図示略）を通り、切断した布屑が、スムーズにメス受け５０の穴（図示略）、メス土台５２の穴（図示略）を通り、布屑シュートから排出されるようになっている。

メス受け５０は、ベッド部２の上面にねじ５１によって固定されたメス土台５２にメス固定板５３とねじ５４によって固定されている。メス土台５２には、キーＫが２本のねじ５５によって取り付けられ、ベッド部２の上面を図２の奥行き方向（図３の左右方向）に平行に移動可能となっている。また、メス土台５２には布屑シュートボス（図示略）が圧入されており、布屑シュート（図示略）が止めねじによって布屑シュートボスに固定されている。

（制御装置）
図３に示すように、制御装置７は、ミシン１の駆動に関する演算処理を行って駆動源の制御を行うＣＰＵ７１と、縫製や布切りに関して必要なデータやパラメータ、ミシン１の駆動制御に必要なプログラムが記憶されるとともに、ＣＰＵ７１の作業場ともなるメモリ７２と、を備えている。

制御装置７には、メス３０に連結され、メス３０を原点位置と切断終了位置との間で往復移動させるパルスモータ１１が連結されている。このパルスモータ１１には、回転時の回転パルスを検出するエンコーダ１２が接続されており、パルスモータ１１の実際の回転パルスをリアルタイムで検出することができる。パルスモータ１１は、上下軸５９を介して布切断装置１０のメス３０に連結されており、メス３０の駆動源となる。
制御装置７には、糸に張力を付与する糸調子装置１５のソレノイド（図示略）に接続されている。
制御装置７には、布を送り方向に送る送り装置１６の送りモータ（図示略）に接続されている。

メモリ７２には、制御装置７からパルスモータ１１に送信される駆動指令パルスと、エンコーダ１２で検出されたパルスモータ１１の実際の駆動パルスとの偏差を算出する偏差算出プログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ７１が偏差算出プログラムを実行することにより、制御装置７は、偏差算出手段として機能する。
メモリ７２には、ボタン穴形成時にパルスモータの駆動を制御する制御プログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ７１が制御プログラムを実行することにより、制御装置７は、制御手段として機能する。また、制御プログラムは、原点位置から検出範囲パルスｃ０（後述する）に相当する高さの範囲内において、偏差算出プログラムの実行により算出された偏差が接触検出偏差ｆ０（後述する）を超えた場合に、メス３０の移動を停止させる機能を有する。
また、制御プログラムは、メス３０の移動を停止させた後、原点位置に移動させる機能を有する。

メモリ７２には、メス３０がその移動経路上に存在する障害物に接触したと判断されるための駆動指令パルスＰ１と実際の駆動パルスＰ２との接触検出偏差ｆ０が記憶されている。すなわち、メモリ７２は、接触検出偏差記憶手段として機能する。
メモリ７２には、メス３０と障害物との接触を検出する検出範囲パルスｃ０が記憶されている。すなわち、メモリ７２は、検出範囲記憶手段として機能する。
従って、制御装置７のＣＰＵ７１は、メス３０の原点位置から検出範囲パルスｃ０に相当する高さ位置までの範囲内で障害物の有無を検出することができ、その障害物か否かの判断は、駆動指令パルスＰ１と実際の駆動パルスＰ２のパルスの偏差が接触検出偏差ｆ０を超えるか否かによって行われる。

メモリ７２には、駆動指令パルスＰ１と実際の駆動パルスＰ２との許容偏差ａ０が記憶されている。
具体的には、パルスモータ１１の性質上、制御装置７からパルスモータ１１に送信される駆動指令パルスに対して実際のパルスモータ１１の動作には遅れが生じる。そのため、駆動指令パルスＰ１と実際の駆動パルスＰ２との差がどの程度までずれることが許容されるかの閾値となるのが許容偏差ａ０である。従って、駆動指令パルスＰ１と実際の駆動パルスＰ２との偏差が許容偏差ａ０を超えた場合には、この偏差を解消すべく、制御プログラムにより駆動指令パルスが補正される。
メモリ７２には、メス３０を原点位置から切断終了位置まで移動させるのに必要な移動パルス数ｂ０が記憶されている。
メモリ７２には、算出された偏差が許容偏差ａ０を超えた場合に、メス３０が切断終了位置に到達するまでの間、駆動指令パルスＰ１を実際の駆動パルスＰ２に近づけるように補正してパルスモータ１１に送信する機能を有するモータ制御プログラムが記憶されている。

＜布切断処理＞
（障害物検出）
図４に示す布切断処理における障害物検出の制御がＣＰＵ７１により実行される。
布切断装置１０による布の切断を行う際には、まず、メス３０の移動経路上に障害物があるか否かが判断される。
メモリ７２に記憶された接触検出偏差ｆ０及び検出範囲パルスｃ０を読み込む（ステップＳ１）。
次いで、パルスモータ１１に駆動指令パルスＰ１を送信する。駆動指令パルスＰ１を受信したパルスモータ１１は、メス３０を下降させる（ステップＳ２）。
次いで、パルスモータ１１に駆動指令パルスＰ１を送信したときのパルスモータ１１の実際の駆動パルスＰ２をエンコーダ１２から受信する（ステップＳ３）。
次いで、偏差算出プログラムを実行することにより、駆動指令パルスＰ１と実際の駆動パルスＰ２との偏差を算出し、算出された偏差がメモリ７２に記憶されている接触検出偏差ｆ０よりも大きいか否かが判断される（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、算出された偏差が接触検出偏差ｆ０を超えたと判断された場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、メス３０が移動経路上で障害物に接触したと判断されるので、制御プログラムを実行してパルスモータ１１の駆動を停止させ、メス３０の移動を停止させる（ステップＳ５）。また、ステップＳ５においては、メス３０の停止後にメス３０を原点位置に戻すように上昇させる。
一方、ステップＳ４において、算出された偏差が接触検出偏差ｆ０を超えていないと判断された場合（ステップＳ４：ＮＯ）、メス３０の位置が原点位置から検出範囲パルスｃ０に相当する高さ位置の間の検出範囲から脱しているか否かをエンコーダ１２から検出される実際の駆動パルスＰ２により判断される（ステップＳ６）。すなわち、検出された実際の駆動パルスＰ２がメモリ７２に記憶された検出範囲パルスｃ０を超えているか否かにより判断される。

ステップＳ６において、メス３０の位置が原点位置から検出範囲パルスｃ０に相当する高さ位置の間の検出範囲から脱していると判断された場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、布の切断を行う（ステップＳ７）。
一方、ステップＳ６において、メス３０の位置が原点位置から検出範囲パルスｃ０に相当する高さ位置の間の検出範囲から脱していないと判断された場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ＣＰＵ７１は、再度、ステップＳ２の処理に戻る。

（布切断）
続いて、ステップＳ７における布の切断動作について説明する。
図５に示すように、布切断装置１０による布の切断を行う際には、ＣＰＵ７１は、メモリ７２に記憶された許容偏差ａ０及び移動パルス数ｂ０を読み込む（ステップＳ１１）。
次いで、パルスモータ１１に駆動指令パルスＰ１を送信する。駆動指令パルスＰ１を受信したパルスモータ１１は、メス３０を下降させる（ステップＳ１２）。
次いで、パルスモータ１１に駆動指令パルスＰ１を送信したときのパルスモータ１１の実際の駆動パルスＰ２をエンコーダ１２から受信する（ステップＳ１３）。
次いで、駆動指令パルスＰ１と実際の駆動パルスＰ２との偏差を算出し、算出された偏差がメモリ７２に記憶されている許容偏差ａ０よりも大きいか否かを判断される（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４において、算出された偏差が許容偏差ａ０を超えたと判断された場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、エンコーダ１２から検出された実際の駆動パルスＰ２とメモリ７２に記憶された移動パルス数ｂ０を比較し、メス３０が切断終了位置まで達しているか否かが判断される（ステップＳ１５）。
一方、ステップＳ１４において、算出された偏差が許容偏差ａ０を超えていないと判断された場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、再度、ステップＳ１２の処理を行う。

ステップＳ１５において、メス３０が切断終了位置まで達していないと判断された場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、モータ制御プログラムを実行して、駆動指令パルスＰ１を実際の駆動パルスＰ２に近づけるように補正してパルスモータ１１に送信する（ステップＳ１６）。具体的には、メス３０がメス受け５０上の布Ｃに接触すると、メス３０に切断抵抗がかかるため、駆動指令パルスＰ１どおりにパルスモータ１１が動かず、実際には駆動パルスＰ２の分しか下降しないため、メス３０の下降に遅れが生じる。この場合には、メス３０を上昇させるように、パルスモータ１１を一時的に逆転させる駆動指令パルスＰ１を送信する。これにより、駆動指令パルスＰ１と実際の駆動パルスＰ２との偏差を小さくすることができる。ステップＳ１６の処理後、再度、ステップＳ１３の処理を行う。

一方、ステップＳ１５において、メス３０が切断終了位置まで達していると判断された場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、メス３０を上昇させる駆動指令パルスＰ１をパルスモータ１１に送信する（ステップＳ１７）。具体的には、実際の駆動パルスＰ２と移動パルスｂ０が等しい場合には、メス３０の下端が布Ｃを貫通してメス受け５０の上端に当接する位置にある。この場合には、メス３０は、原点位置に戻るように上昇する。
そして、メス３０が原点位置に達すると、パルスモータ１１への駆動指令パルスの送信を停止し（ステップＳ１８）、これをもって本処理を終了させる。

＜作用効果＞
このようにボタン穴かがり縫いミシン１によれば、ＣＰＵ７１によるパルスモータ１１の駆動制御により、メス３０は移動する。この移動の際には、エンコーダ１２がパルスモータ１１の実際の駆動パルスＰ２を検出している。ＣＰＵ７１は偏差算出プログラムを実行することにより、制御装置７からパルスモータ１１に送信される駆動指令パルスＰ１と、エンコーダ１２で検出されたパルスモータ１１の実際の駆動パルスＰ２との偏差を算出する。そして、ＣＰＵ７１は、メモリ７２に記憶された検出範囲ｃ０内において、算出された偏差がメモリ７２に記憶された接触検出偏差ｆ０を超えた場合に、メス３０が障害物に接触したと判断して、メス３０の移動を停止させる。
これにより、メス３０が障害物に接触してパルスモータ１１に負荷がかかり、パルスモータ１１の駆動パルスの遅れが大きくなりすぎると、メス３０の移動が強制的に停止されるので、メス３０又はメス受け５０の欠損を防止することができる。
また、制御装置７とパルスモータ１１により障害物の存在を検出することができるので、メス３０又はメス受け５０の近傍に障害物を検出するセンサを設ける必要がなく、作業の邪魔とならず、部品点数を増やすことなく障害物を検出することができる。
また、メス３０が障害物に接触してＣＰＵ７１がメス３０の移動を停止させた後は、ＣＰＵ７１はパルスモータ１１を駆動させてメス３０を原点位置に移動させるので、メス３０を障害物から離すことができ、障害物の除去作業を容易に行うことができる。

＜その他＞
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。上記実施形態においては、メスとメス受けを設けた鳩目ボタン穴かがり縫いミシンにおいて説明したが、メスのみを備えた眠りボタン穴かがり縫いミシンにおいて実施しても良い。また、上方に位置するメスを下方に位置するメス受けに向けて移動させていたが、メスとメス受けの配置は逆にしてもよく、また、メスを固定させてメス受けを移動させるようにしてもよい。
また、検出範囲パルスｃ０及び接触検出偏差ｆ０の設定は任意であり、自由に変更可能である。すなわち、広範囲で障害物の検出を行いたい場合には、検出範囲パルスｃ０を切断終了位置に相当するパルスｂ０に近づければよいし、比較的小さな障害物をも検出したい場合には、接触検出偏差ｆ０を小さい値に設定すればよい。

ボタン穴かがり縫いミシンの正面図。 メスが原点位置にある場合の布切断装置の正面図。 制御装置まわりの構成を示すブロック図。 布切断処理における障害物の検出処理を示すフローチャート。 布切断処理における布の切断処理を示すフローチャート。

符号の説明

１ ボタン穴かがり縫いミシン
７ 制御装置（制御手段、偏差算出手段）
７２ メモリ（接触検出偏差記憶手段、検出範囲記憶手段）
１０ 布切断装置
１１ パルスモータ
１２ エンコーダ
３０ メス
５０ メス受け
ｃ０ 検出範囲パルス
ｆ０ 接触検出偏差
Ｃ 布（被縫製物）

Claims (2)

1. 被縫製物を切断するメスと、前記メスに対向配置され、前記メスとの間に被縫製物を挟み込んで前記メスに被縫製物を切断させるメス受けと、を有し、左右の側縫い部を含むボタン穴かがり縫い目を被縫製物に形成する前又は形成した後に、前記メス又は前記メス受けのうち一方を他方に向けて移動させて左右の側縫い部の間にボタン穴を形成するボタン穴かがり縫いミシンにおいて、
   前記メス又は前記メス受けに連結され、前記メス又は前記メス受けを原点位置と切断終了位置との間で往復移動させるパルスモータと、
   ボタン穴形成時に前記パルスモータの駆動を制御する制御手段と、
   前記パルスモータに設けられ、当該パルスモータの実際の回転パルスを検出するエンコーダと、
   前記制御手段から前記パルスモータに送信される駆動指令パルスと、前記エンコーダで検出された前記パルスモータの実際の駆動パルスとの偏差を算出する偏差算出手段と、
   前記メス又は前記メス受けがその移動経路上に存在する障害物に接触したと判断されるための駆動指令パルスと実際の駆動パルスとの接触検出偏差を記憶する接触検出偏差記憶手段と、
   前記メス又は前記メス受けと障害物との接触を検出する検出範囲を記憶する検出範囲記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記検出範囲内において前記偏差算出手段により算出された偏差が前記接触検出偏差を超えた場合に、前記メス又は前記メス受けの移動を停止させることを特徴とするボタン穴かがり縫いミシン。
2. 前記制御手段は、前記メス又は前記メス受けの移動を停止させた後、前記原点位置に移動させることを特徴とする請求項１に記載のボタン穴かがり縫いミシン。

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