JP2853055B2 - 自動縫製装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動縫製装置に関するもので、例えば、複数
枚の縫合材料を縫合せる自動車用のシート材料等の、被
縫合材料の端部を二次元曲線に従って縫合するのに好適
な自動縫製装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の自動縫合装置として、例えば、実公昭
62−39835号公報に掲載の技術を挙げることができる。

この公報に掲載の技術は、テーブルの上面のガイドレ
ールにガイドされて縫合方向に移動する縦長のジグベー
スを設け、前記ジグベースの上面に材料位置合せ用のス
トッパーと材料保持ピンと、材料を上面から押圧して保
持するロック孔付きの材料押え蓋とを設けるとともに、
ミシンテーブルの後端部付近には複数の透孔を透設し、
そのテーブル下面にはこれらの透孔からピンを突出させ
て材料をジグベースから押上げる材料はね出し機構を設
けたものである。

このように、前記公報に記載の技術は、縫合する材料
の端縁をほぼ全長にわたり、このジグベースにより保持
させて縫製を行なわせるものであるから、熟練工でなく
てもポイントずれや縫代のばらつきを生じることなく正
確な合せ縫いを行なうことができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記公報に掲載の技術では、一次元的な方
向縫いを行なうことができるものの、二次元的な方向縫
い、所謂、曲線縫いは不可能であった。他に、この種の
公知技術として特公昭60−58678号公報、実公昭60−384
66号公報等に掲載の技術もあるが、これらも曲線縫いは
不可能である。

従来のこの種の曲線縫いには、刺繍ミシンが使用され
ていた。しかし、刺繍ミシンで縫合すると縫目糸に所定
以上のテンションが加わらないから、縫目糸の張りが弱
く、複数の被縫合材料を頑強に縫い合わせることができ
なかった。

そこで、本発明は複数の被縫合材料を頑強に曲線縫合
せができる自動縫製装置の提供を課題とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 請求項１の発明にかかる自動縫製装置は、被縫合材料
を挾持するクランプ手段を連続して複数配設してなるク
ランプ列と、前記クランプ列全体を一体として移動させ
ると共に、この移動方向とは垂直な方向に前記クランプ
列の各クランプ手段を独立して移動可能に配設する移動
部材と、縫針の位置を中心に回動自在な縫合手段と、前
記移動部材と前記縫合手段の縫針との相対位置を二次元
的に変位させるＸ軸移動手段及びＹ軸移動手段とを具備
するものである。

請求項２の発明にかかる自動縫製装置は、被縫合材料
を挾持するクランプ手段を連続して複数配設してなるク
ランプ列と、前記クランプ列全体を一体として移動させ
ると共に、この移動方向とは垂直な方向に前記クランプ
列の各クランプ手段を独立して移動可能に配設する移動
部材と、縫針の位置を中心に回動自在な縫合手段と、前
記移動部材と前記縫合手段の縫針との相対位置を二次元
的に変位させるＸ軸移動手段及びＹ軸移動手段と、前記
Ｘ軸移動手段及びＹ軸移動手段を駆動する移動データか
ら、縫針の進行方向が縫目の接線方向となるように、縫
針を中心に縫合手段の回動角度を調整する回動角度制御
手段とを具備するものである。

［作用］ 請求項１の発明においては、クランプ列の各クランプ
手段を独立して可動自在に配設した移動部材上で、複数
のクランプ手段を用いて被縫合材料を挾持する。前記移
動部材と前記縫合手段の縫針との相対位置は、Ｘ軸移動
手段及びＹ軸移動手段によって二次元的に変位し、縫合
手段によって二次元的な縫合作業を行なう。このとき、
二次元的な縫製ラインの縫合変化が大きくても、縫合手
段が縫針の位置を中心に回動自在であるから、前記縫合
手段の縫針の進行方向を縫合せを行なう縫製ライン方向
にほぼ合致するように角度を調整すれば、縫製ラインに
従った曲線縫いが可能となる。

請求項２の発明においては、Ｘ軸移動手段及びＹ軸移
動手段によって移動部材と縫合手段の縫針との相対位置
を二次元的に変位させ、同時に、前記Ｘ軸移動手段及び
Ｙ軸移動手段の移動データから、縫製ラインを進行する
縫針の進行方向が縫目の接線方向となるように、縫針を
中心に縫合手段の回動角度を調整することにより、縫目
を常に均一とした自動縫製が可能となる。しかも、この
とき、縫合手段の縫針の位置を中心としているから縫合
手段を回動しても、それによって縫針の位置が変位しな
いから、前記Ｘ軸移動手段及びＹ軸移動手段の移動デー
タを補正する必要がない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例である自動縫製装置の全体
構成斜視図で、第２図は本発明の一実施例である自動縫
製装置の縫合手段としてのミシン20を回動させる回動駆
動部の要部構成斜視図である。また、第３図は本発明の
一実施例である自動縫製装置の移動部材30を除去した場
合の要部構成斜視図である。そして、第４図の（ａ）は
本実施例の自動縫製送致で使用しているクランプ手段50
のクランプ動作状態を示す側面からみた要部端面図であ
り、また、（ｂ）は（ａ）における切断線Ｘ−Ｘによる
断面図である。更に、第７図は本発明の一実施例である
自動縫製装置のクランプ手段50の配列及び被縫合材料70
の挾持状態を示す要部平面図である。

第１図から第３図において、テーブル10は基台11によ
って所定の高さの作業位置が設定されている。前記テー
ブル10には本実施例の縫合手段としてのミシン20が配設
されている。また、前記テーブル10にはその上面を摺動
する移動部材30がテーブル10の平面を摺動自在に配設さ
れている。

前記本実施例の縫合手段としてのミシン20自体は、公
知の工業用ミシンであるが本実施例においては、第２図
に示すように、ミシン受台21に載置され、一体に取付け
られている。また、前記ミシン受台21には回転歯車22が
一体に取付けられており、前記回動歯車22は前記受台21
と別体に並設されたベース板25に取付けられたミシン用
サーボモータ24で駆動される駆動歯車23と噛合ってい
る。前記ベース板25は基台11に固着されており、しか
も、前記テーブル10に並設して配設されている。前記ミ
シン受台21には補助ローラ26が配設されており、前記ミ
シン受台21の荷重を補助ローラ26を介してベース板25に
伝達させている。なお、回転歯車22の中央部は軸受27に
よって前記ミシン受台21を回動自在に支持している。

したがって、前記ミシン用サーボモータ24が駆動する
と、前記ミシン用サーボモータ24で駆動される駆動歯車
23が回転し、駆動歯車23と噛合っている回動歯車22がそ
の中心を軸として左右に回動自在となり、結果的に、ミ
シン20の縫針28の中心を回動歯車22の中心に一致させれ
ば、ミシン20は縫針28を中心として回動する。これらミ
シン用サーボモータ24、それに回動される駆動歯車23、
駆動歯車23と噛合っている回動歯車22は、本実施例のミ
シン20を縫針28を中心として回動する縫製手段の回動駆
動部を構成する。

また、第３図に示すように、ベース板25には、平面が
略コ字状のサーボモータ取付台13が固着されていて、そ
の両端部にＹ軸用ボールネジ14が架設されており、その
Ｙ軸用ボールネジ14の一端にはＹ軸用サーボモータ15が
配設されている。前記Ｙ軸用ボールネジ14にはＹ軸用可
動体16が螺合していて、Ｙ軸用ボールネジ14の回転によ
ってＹ軸用可動体16がサーボモータ取付台13によって回
動を規制されながら、Ｙ軸用ボールネジ14に沿って移動
する。前記Ｙ軸用可動体16の上面にはテーブル10の上面
をＹ軸方向、即ち、前後方向に摺動する移動部材30が摺
動保持部材17に嵌合し、その摺動保持部材17に対して移
動部材30がＹ軸方向に移動するのを拘束し、しかも、テ
ーブル10の上面をＸ軸方向、即ち、左右方向に移動可能
としている。

したがって、Ｙ軸用サーボモータ15がＹ軸用ボールネ
ジ14を回転させると、Ｙ軸用ボールネジ14と螺合するＹ
軸用可動体16が、その回転方向によって、摺動保持部材
17を介して移動部材30をＹ軸方向に移動でき、これらは
本実施例のＹ軸移動手段を構成する。

そして、第１図に示すテーブル10には、平面が略コ字
状のサーボモータ取付台33が固着されていて、両端部に
Ｘ軸用ボールネジ34が架設されており、その一端にはＸ
軸用サーボモータ35が配設されている。前記Ｘ軸用ボー
ルネジ34にはＸ軸用可動体36が螺合されていて、Ｘ軸用
ボールネジ34の回転によってサーボモータ取付台33に配
設したガイド杆37で回動を規制されながら、Ｘ軸用ボー
ルネジ34に沿って移動する。前記Ｘ軸用可動体36は接続
補助部材31を介して、前記移動部材30の一端に取付けら
れている。Ｙ軸方向の移動を摺動保持部材17との嵌合で
拘束した移動部材30は、テーブル10の上面をＸ軸方向、
即ち、左右方向のみに移動可能に嵌合している。

したがって、Ｘ軸用サーボモータ35がＸ軸用ボールネ
ジ34を回転させると、Ｘ軸用ボールネジ34と螺合してい
るＸ軸用可動体16が、その回転方向によって、摺動保持
部材17を摺動して移動部材30をＸ軸用ボールネジ34に沿
ってＸ軸方向に移動する。これらは本実施例のＸ軸移動
手段を構成する。

故に、Ｙ軸用サーボモータ15によって移動するＹ軸用
可動体16は、前記縫合手段としてのミシン20が具備する
針28との相対距離を、その回転方向によって、Ｙ軸用ボ
ールネジ14に沿ってＹ軸方向に変位し、また、Ｘ軸用サ
ーボモータ35によって移動するＸ軸用可動体16は、前記
縫合手段としてのミシン20が具備する針28との相対距離
を、その回転方向によって、Ｘ軸用ボールネジ34に沿っ
てＸ軸方向に変位可能となり、本実施例の前記移動部材
30と前記縫合手段としてのミシン20が具備する縫針28と
の相対位置を二次元で変位させ、Ｙ軸用サーボモータ15
及び／またはＸ軸用サーボモータ35で駆動するＸ軸移動
手段及びＹ軸移動手段を構成する。

そして、移動部材30に平行してレバー押圧部材41が配
設されており、レバー押圧部材41はその両端が支点軸42
に支持されたクランプ作動体43に固着されており、ま
た、クランプ作動体43は移動部材30の両端に配設されて
いるエアーシリンダ44によって駆動され、クランプ作動
体43はレバー押圧部材41と共に支点軸42を中心に回動す
る。

前記移動部材30には、第４図に示すように、断面略コ
字状のクランプ基体51が配置されている。前記クランプ
基体51の端部はテーブル10の上面に平行して接触配置さ
れるワーク受部51aと、そのワーク受部51aから垂直に立
上って形成された位置決定規部51bと、テーブル10の上
面に平行し、位置決定規部51bの高さだけテーブル10の
面から離れ、移動部材30の上面に接触するベース部51c
からなる。また、ワーク受部51aには離脱防止用の針51d
が設けられている。このクランプ基体51は２個を一対と
し、その間及びその両外側にはガイド部材52が移動部材
30に接触されており、前記一対のクランプ基体51が移動
部材30の長さ方向に移動するのを防止している。そし
て、前記一対のクランプ基体51は移動部材30の上面から
離れないように、固定ネジ54の螺着によってクランプ押
圧片53で押圧している。これによって、クランプ基体51
は移動部材30の長さ方向に対して垂直方向のみの摺動が
可能となる。

前記クランプ基体51の端部にはクランプ可動体55の端
部が軸支されており、その間にスプリング56が介在され
ている。前記スプリング56の弾性力によって、前記クラ
ンプ基体51と前記クランプ可動体55は、軸支された位置
を中心としてワーク受部51a側が開口する。前記クラン
プ可動体55の端部には側面略Ｌ字状のクランプ片55Aが
ネジ止め接続されていて、クランプ片55Aの下端部の位
置がワーク受部51aの離脱防止用の針51dに対向するよう
に位置決めされている。

前記クランプ可動体55の中央部には開口部55aが設け
られていて、そこから前記クランプ基体51の前部にラチ
ェットピン58で軸支されたレバー57が突出配置されてい
る。前記クランプ基体51と軸支されたレバー57との間に
はスプリング59が配設されていて、前記クランプ可動体
55の開口部55aからレバー57が突出する方向に弾性力が
付勢されている。

前記レバー57は、その前方には下から上方向の移動を
拘束するラチェット57aが形成されており、また、前記
クランプ可動体55には、開口部55a側に自由端が位置す
る係合片60が取付けられており、前記ラチェット57aと
係合可能になっている。

前記移動部材30の両端に配設されているエアーシリン
ダ44によって駆動されると、レバー押圧部材41が支点軸
42を中心に回動するとき、クランプ作動体43がレバー押
圧部材41と共に回動し、前記レバー57はレバー押圧部材
41と当接し、その押圧力を受けて回動し、ラチェット57
aと係合片60との係合が解除され、クランプ可動体55は
スプリング56の弾性力によって、クランプ片55aが上昇
し、所謂、開口状態となる。これら、前記クランプ基体
51、それに軸支されたクランプ可動体55、クランプ可動
体55に取付けられたクランプ片55A、レバー57等は本実
施例の被縫合材料70を挾持するクランプ手段50を構成す
る。また、前記クランプ手段50は第７図に示すように、
複数連続的に移動部材30上に配列してクランプ列を構成
している。

この種のクランプ手段50及びそれを複数連続的に移動
部材30上に配列したクランプ列は、次のように動作す
る。

第５図の（ａ）は本実施例の自動縫製装置で使用して
いるクランプ手段50の開口動作状態を示す側面からみた
要部端面図であり、（ｂ）は（ａ）における切断線Ｘ−
Ｘによる断面図である。また、第６図の（ａ）は本実施
例の自動縫製装置で使用しているクランプ手段50の解除
動作状態を示す側面からみた要部端面図であり、また、
（ｂ）は（ａ）における切断線Ｘ−Ｘによる断面図であ
る。

第５図に示す状態は、移動部材30の両端に配設されて
いるエアーシリンダ44の駆動を解除（通常状態でこの状
態が維持されている）して、レバー押圧部材41をレバー
57から離れる方向に回動させる。これにより、レバー押
圧部材41はレバー57から離れた状態となる。しかし、ス
プリング56の弾性力によってクランプ可動体55が上方に
回動し、また、スプリング59の弾性力によってレバー57
も上方に回動し、レバー押圧部材41が停止状態となる略
平行な状態下で、レバー押圧部材41がクランプ可動体55
とレバー57の上昇回動を停止させる。

このとき、全クランプ手段50は開口し、クランプ片55
Aと針51dは最大限の離間距離となる。そこで、ワークと
しての被縫合材料70の端部をワーク受部51aの上に持ち
込み、その端部を位置決定規部51bに当接させ、その状
態で前記被縫合材料70の端部を押え、ワーク受部51aに
配設した針51dに刺し、縫製ラインに従った被縫合材料7
0の仮位置決めを行なう。そして、各々クランプ片55Aの
上部を指で押下げ、第４図の状態にクランプ片55Aの下
端部を被縫合材料70に食込ませ、所定の圧力を加えた状
態とする。この間、レバー57に形成されたラチェット57
aは、係合片60が弾接しながらクランプ片55Aが下方に相
対変位することを許容する。前記クランプ片55Aの上部
を押下げた押圧力を解除すると、係合片60とラチェット
57aとが係合し、クランプ可動体55の上昇を防止する。
したがって、前記被縫合材料70の端部はクランプ片55A
の下端部とワーク受部51aとの間で所定の押圧力で保持
されることになり、更に、ワーク受部51aに配設した針5
1dはそれを補助する。

このように、移動部材30の上に配列した各クランプ手
段50で被縫合材料70の端部を挾持することによって、被
縫合材料70は各クランプ手段50で支持されれる。しか
も、前記各クランプ手段50は移動部材30の長さ方向に対
して垂直方向の移動が可能であるから、被縫合材料70の
端部の形状に応じた被縫合材料70の支持が可能となる。
また、各クランプ手段50で列状に被縫合材料70の端部を
挾持し、その挾持したクランプ片55Aとワーク受部51aの
付近で縫合せが可能であるから、縫合糸のテンションを
上げることができ、縫合せ個所を強くすることができ
る。

一方、縫合せ等の作業が終了し、移動部材30の両端に
配設されているエアーシリンダ44を駆動して、レバー押
圧部材41をレバー57の方向に回動させると、前記レバー
押圧部材41はレバー57を押圧する。これによって、前記
スプリング59の弾性力に抗してレバー57が下方に回動
し、それまで、クランプ可動体55の移動が拘束されてい
た係合片60とラチェット57aとの係合を解除し、クラン
プ可動体55の上昇を許容する。即ち、第６図に示す状態
となる。

係合片60とラチェット57aとの係合の解除により、ス
プリング56の弾性力によってクランプ可動体55が上方に
回動し、前記クランプ可動体55はレバー押圧部材41と当
接するまで回動し、クランプ片55Aも上昇し、ワーク受
部51aとの間が開口状態となる。したがって、この状態
で、被縫合材料70の端部をワーク受部51aの針51dから取
外すことができる。

第８図は本実施例の自動縫製装置を制御する全体構成
を示すブロック図である。

第８図において、制御回路90はマイクロコンピュータ
等で構成されたメモリ機能を有し、プログラム制御され
るもので、詳しくは、外部のキーボード95で入力された
Ｘ軸データ及びＹ軸データに従ってプログラム制御を行
なうものである。なお、キーホード95で入力するデータ
は、Ｘ軸方向の移動距離に対してＹ軸方向の何れの位置
を縫目72とし、何れを最終データとするかのデータを格
納するものである。前記制御回路90には制御プログラム
をスタートさせるスタートスイッチ91、エアーシリンダ
42をマニュアル制御する開閉スイッチ92、Ｘ軸用サーボ
モータ35で移動するＸ軸用可動体36及びＹ軸用サーボモ
ータ15で移動するＹ軸用可動体16のホールポジションで
あるＸ軸スタート位置及びＹ軸スタート位置に、Ｘ軸用
可動体16及びＹ軸用可動体36があることを検出するＸ軸
リミッタ93及びＹ軸リミッタ94が夫々入力されている。

また、前記制御回路90の出力はドライバ96を介してエ
アーシリンダ42を駆動、また、ドライバ97を介してＸ軸
用サーボモータ35、ドライバ98を介してＹ軸用サーボモ
ータ15を各々駆動、ドライバ99を介してミシン用サーボ
モータ24を駆動するように回路構成されている。

第９図は本実施例の自動縫製装置を制御するメイン制
御プログラムのフローチャートであり、第10図は本実施
例の自動縫製装置を制御するミシン制御プログラムのフ
ローチャートである。

まず、ステップS0で初期化を行ない、このとき、エア
ーシリンダ42を所定時間駆動し、クランプ手段50を開放
状態とする。ステップS1でデータ格納アドレスを指定す
るパラメータメモリ「ｎ」に「０」をセットする。ステ
ップS2でＸ軸用サーボモータ35で移動するＸ軸用可動体
36及びＹ軸用サーボモータ15で移動するＹ軸用可動体16
がホームポジションであるかＸ軸リミッタ93及びＹ軸リ
ミッタ94によって検出し、ホームポジションにないと
き、ステップS3でＸ軸用サーボモータ35及び／またはＹ
軸用サーボモータ15を駆動し、ホームポジション待機と
する。

Ｘ軸用サーボモータ35で移動するＸ軸用可動体36及び
Ｙ軸用サーボモータ15で移動するＹ軸用可動体16がホー
ムポジション位置にあることが判断されると、ステップ
S4でスタートスイッチ91がオンとなるのを待機するステ
ップS1、ステップS2、ステップS4のルーチンに止まる。

この間、エアーシリンダ42により、レバー押圧部材41
をレバー57から離れる方向に回動しており、レバー押圧
部材41が停止状態となる略平行な状態下で、レバー押圧
部材41がクランプ可動体55とレバー57の回動停止状態と
なる。

このとき、作業者は被縫合材料70の端部をワーク受部
51aの上に持ち込み、その端部を位置決定規部51bに当接
させ、その状態で前記被縫合材料70の端部を押え、ワー
ク受部51aに配設した針51dに刺し、必要個所の全クラン
プ手段50の仮位置決めを行なった後、必要な全クランプ
片55Aの上部を指で押下げ、クランプ片55Aの下端部を被
縫合材料70に食込ませ、所定の圧力を加えた状態で係合
片60とラチェット57aと係合状態とし、必要個所の全ク
ランプ手段50で被縫合材料70の挾持を行なう。

そこで、スタートスイッチ91をオンとすると、ステッ
プS5でデータ格納アドレスを指定するパラメータメモリ
「ｎ」に「ｎ＋１」を入れる。

ステップS6で縫針28が進むＸ軸データXnでアドレス指
定してＹ軸データYnを読込み、ステップS7で前記Ｘ軸デ
ータXn及びＹ軸データYnに応じてＸ軸用サーボモータ35
で移動するＸ軸用可動体36及びＹ軸用サーボモータ15で
移動するＹ軸用可動体16を移動させる。そして、ステッ
プS8で『ミシン制御ルーチン』をコールする。

『ミシン制御ルーチン』がコールされると、第10図の
フローチャートの処理に入る。

ステップS21で今回のＸ軸データXnから前回のＸ軸デ
ータXn−１を減算することにより、Ｘ軸方向の微小移動
距離ΔＸ、また、ステップS22で今回のＹ軸データYnか
ら前回のＹ軸データYn−１を減算することにより、Ｙ軸
方向の微小移動距離ΔＹとＸ軸方向の微小移動距離ΔＸ
によって、Tan^-1θ＝（ΔY/ΔＸ）を計算し、ステップS
24でミシン用サーボモータ15を駆動して、ミシン受台21
を基準位置からθ度だけ回動させ、ミシン20に回動角度
を持たせ、縫針28の移動方向を縫合せ方向の接線方向と
している。そして、ステップS25で公知の『縫合せ制御
ルーチン』をコールし、それを実行する。なお、この
『縫合せ制御ルーチン』は公知のミシン縫いの制御を意
味するものであり、本発明の要旨と直接関係がないの
で、その説明を省略する。この『縫合せ制御ルーチン』
では、第７図が示すように、ミシン20はその縫針28を中
心に回動し、縫製ライン71に対してミシン20の中心線は
直角となり、即ち、縫針28の進行方向は縫製ライン71の
接線方向となり、Ｘ軸用サーボモータ35で移動するＸ軸
用可動体36及びＹ軸用サーボモータ15で移動するＹ軸用
可動体16が所定の二次元的な縫製ラインデータで駆動さ
れるとき、縫目72が前記縫製ライン71上に沿った均一ス
テップ幅となる。

また、移動部材30の上に配列した各クランプ手段50で
被縫合材料70の端部を挾持することによって、被縫合材
料70は各クランプ手段50で支持されれ、しかも、前記各
クランプ手段50は移動部材30の長さ方向に対して垂直方
向の移動が可能であるから、被縫合材料70の反歩の形状
に応じた被縫合材料70の支持が可能となる。

そして、各クランプ手段50で列状に被縫合材料70の端
部を挾持し、その挾持したクランプ片55Aとワーク受部5
1aの付近で縫合せが可能であるから、縫合糸のテンショ
ンを上げることができ、縫合せ個所を強くすることがで
きる。

そして、ステップS9で所定の全データの縫合せが終了
したかを、データの存在で判断し、所定の全データの縫
合せが終了するまで、ステップS5からステップS9のルー
チンを処理する。

ステップS9で所定の全データの縫合せが終了したこと
を判断すると、ステップS10でＸ軸用サーボモータ35及
びＹ軸用サーボモータ15を駆動し、ホームポジションに
戻し、ステップS1でエアーシリンダ44を所定時間駆動し
て、レバー押圧部材41をレバー57の方向に回動させ、レ
バー押圧部材41でレバー57を押圧する。それによって、
スプリング59の弾性力に抗してレバー57が下方に回動
し、係合していた係合片60とラチェット57aとの関係を
解除し、クランプ可動体55を上昇させる。したがって、
クランプ片55Aとワーク受部51aとの間が開口状態とな
り、被縫合材料70の端部をワーク受部51aの針51dから取
外すことができる。

このように、本実施例の自動縫製装置は、被縫合材料
70を挾持するクランプ手段50を連続して複数配設してな
るクランプ列と、前記クランプ列の各クランプ手段50を
独立して移動可能に配設すると共に、前記クランプ列全
体を一体に移動させる移動部材30と、縫針28の位置を中
心に回動自在なミシン20等からなる縫合手段20と、前記
移動部材30と前記ミシン20等からなる縫合手段の縫針28
との相対位置を二次元的に変位させるＸ軸用サーボモー
タ35が駆動するＸ軸用ボールネジ34及びＸ軸用可動体16
からなるＸ軸移動手段並びにＹ軸用サーボモータ15が駆
動するＹ軸用ボールネジ14及びＹ軸用可動体16からなる
Ｙ軸移動手段とを具備するものとすることができる。こ
れを請求項１の発明の実施例の自動縫製装置とすること
ができる。

この種の発明の実施例では、縫針28の位置を中心に回
動自在なミシン20等からなる縫合手段20とＸ軸移動手段
及びＹ軸移動手段との関係を電気的または機械的に定め
ておけば、二次元的な縫製ラインの縫合変化が大きくて
も、縫合手段が縫針の位置を中心に回動自在であるか
ら、前記縫合手段の縫針の進行方向を縫合せを行なう縫
製ライン方向にほぼ合致するように角度調整でき、刺繍
ミシンと同様の二次元模様の刺繍縫いが可能となり、し
かも、刺繍と違って縫糸に所定のテンションを加えるこ
とができ、二次元模様形成と同時に被縫合材料としての
布、発泡性合成樹脂等の重ね縫いができる。

また、縫製ラインの変化が緩慢な場合には、マニュア
ル制御を行なっても、二次元模様形成と同時に被縫合材
料としての布、発泡性合成樹脂等の重ね縫いができる。

そして、本実施例の移動部材30と前記ミシン20等から
なる縫合手段の縫針28との相対位置を二次元的に変位さ
せるＸ軸用サーボモータ35が駆動するＸ軸用ボールネジ
34及びＸ軸用可動体16からなるＸ軸移動手段並びにＹ軸
用サーボモータ15が駆動するＹ軸用ボールネジ14及びＹ
軸用可動体16からなるＹ軸移動手段は、Ｘ軸用サーボモ
ータ35及びＸ軸用ボールネジ34並びにＹ軸用サーボモー
タ15及びＹ軸用ボールネジ14を省略して、Ｘ軸移動手段
及びＹ軸移動手段を移動自在とし、縫合手段の持つ送り
のみで、縫合せ制御を行なうこともできる。

更に、被縫合材料70に厚みがあっても、クランプ手段
50の挾持部に近い個所で縫い合せができるから、縫針28
に折れが生じない。

本実施例の自動縫製装置は、被縫合材料70を挾持する
クランプ手段50を連続して複数配設してなるクランプ列
と、前記クランプ列の各クランプ手段50を独立して移動
可能に配設すると共に、前記クランプ列全体を一体に移
動させる移動部材30と、縫針28の位置を中心に回動自在
なミシン20等からなる縫合手段20と、前記移動部材30と
前記ミシン20等からなる縫合手段の縫針28との相対位置
を二次元的に変位させるＸ軸用サーボモータ35が駆動す
るＸ軸用ボールネジ34及びＸ軸用可動体16からなるＸ軸
移動手段並びにＹ軸用サーボモータ15が駆動するＹ軸用
ボールネジ14及びＹ軸用可動体16からなるＹ軸移動手段
と、前記Ｘ軸移動手段及びＹ軸移動手段を駆動する縫製
ライン71の移動データから、縫針28の進行方向が縫目72
の接線方向となるように、縫針28を中心に縫合手段の回
動角度θを調整する制御回路90及びミシン用サーボモー
タ24、それに回動される駆動歯車23、駆動歯車23と噛合
っている回動歯車22からなる回動駆動部からなる回動角
度制御手段とを具備するものとすることができる。これ
を請求項２の発明の実施例の自動縫製装置とすることが
できる。

この種の発明の実施例によれば、縫製ライン71の移動
データから、縫針28の進行方向が縫目72の接線方向とな
るように、縫針28を中心に縫合手段の回動角度θを調整
しているから、縫目を常に均一とした自動縫製が可能と
なる。しかも、このとき、縫合手段の縫針28の位置を中
心としているから縫合手段を回動しても、ミシン20の本
体基部を中心に回動するのと異なり、それによって縫針
28の位置が変位しないから、前記Ｘ軸移動手段及びＹ軸
移動手段の移動データを補正する必要がない。また、被
縫合材料70に厚みがあっても、クランプ手段50の挾持部
に近い個所で縫い合せができるから、縫針28に折れが生
じない。

ところで、上記実施例の被縫合材料を挾持するクラン
プ手段を連続して複数配設してなるクランプ列は、一列
の事例で説明したが、本発明を実施する場合には、複数
列にすることもできる。

また、上記実施例のクランプ列の各クランプ手段を独
立して移動可能に配設すると共に、前記クランプ列全体
を一体に移動させる移動部材は、棒状の部材として説明
したが、本発明を実施する場合には、板状としてもよ
い。

そして、上記実施例の縫針の位置を中心に回動自在な
縫合手段は、工業用ミシンを使用しているが、本発明を
実施する場合には、被縫合材料を縫合できる手段であれ
ばよい。

更に、上記実施例の移動部材と縫合手段の縫針との相
対位置を二次元的に変位させるＸ軸移動手段及びＹ軸移
動手段は、サーボモータで駆動しているが、ステッピン
グモータを使用してもよいし、他の直流または交流また
は超音波モータとエンコーダとの対を用いてもよい。或
いは実施例によっては駆動源を有せず、二次元的に自在
に移動できればよい。

更にまた、上記実施例のＸ軸移動手段及びＹ軸移動手
段を駆動する移動データから、縫針の進行方向が縫目の
接線方向となるように、縫針を中心に縫合手段の回動角
度を調整する回動角度制御手段は、縫製ラインのデータ
からそのデータを得ているが、本発明を実施する場合に
は、クランプ列の各クランプ手段の間隔から、またはＸ
軸移動手段及び／またはＹ軸移動手段の移動を検出する
エンコーダ等から検出したデータを使用してもよい。

なお、上記実施例のクランプ可動体55が有するクラン
プ片55Aは、クランプ可動体55と別体に形成して、一体
化したものであるが、本発明を実施する場合には、クラ
ンプ可動体55とクランプ片55Aを一体形成してもよい。
また、クランプ片55Aの下端は、被縫合材料70との接触
圧の増加または被縫合材料70の移動を阻止するために、
接触抵抗を増加させる鋸歯状、波状の形状または針端の
配設したりする構成を採用することができる。当然その
反対面側にも同様に対応することが望ましい。

また、上記実施例の移動部材30と縫合手段の縫針との
相対位置を二次元的に変位させるＸ軸移動手段及びＹ軸
移動手段は、移動部材30側を移動させているが、本発明
を実施する場合には、縫合手段側を移動させることもで
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように、請求項１の自動縫製装置は、ク
ランプ列全体を一体として移動させると共に、この移動
方向とは垂直な方向にクランプ列の各クランプ手段を独
立して移動可能に配設する移動部材と、縫針の位置を中
心に回動自在な縫合手段と、移動部材と縫合手段の縫針
との相対位置を二次元的に変位させるＸ軸移動手段及び
Ｙ軸移動手段とを具備し、縫針を中心に回動自在な縫合
手段とＸ軸移動手段及びＹ軸移動手段との関係を、前記
縫合手段の縫針の進行方向を縫合せを行なう縫製ライン
方向にほぼ合致するように電気的または機械的に定める
ことが可能であるから、二次元的な縫製ラインの縫合変
化が大きくても、縫製ライン方向にほぼ合致するように
角度調整でき、刺繍ミシンと同様の二次元模様の刺繍縫
いが可能となり、しかも、刺繍ミシンと違って縫糸に所
定のテンションを加えることができ、二次元模様形成と
同時に被縫合材料としての布、発泡性合成樹脂等の重ね
縫いができ、複数の被縫合材料を頑強に曲線縫合せがで
きる。また、移動部材と縫合手段の縫針との相対位置を
二次元的に変位させるＸ軸移動手段及びＹ軸移動手段を
移動自在とすれば、縫合手段の持つ送りのみで、縫合せ
を行なうこともできる。そして、被縫合材料に厚みがあ
っても、クランプ手段の挾持部に近い個所で縫い合せが
できるから、縫針に折れが生じない。

請求項２の自動縫製装置は、クランプ列全体を一体と
して移動させると共に、この移動方向とは垂直な方向に
クランプ列の各クランプ手段を独立して移動可能に配設
する移動部材と、縫針の位置を中心に回動自在な縫合手
段と、移動部材と縫合手段の縫針との相対位置を二次元
的に変位させるＸ軸移動手段及びＹ軸移動手段と、Ｘ軸
移動手段及びＹ軸移動手段を駆動する移動データから、
縫針の進行方向が縫目の接線方向となるように、縫針を
中心に縫合手段の回動角度を調整する回動角度制御手段
とを具備するものであるから、縫製ラインの移動データ
から、縫針の進行方向がその接線方向となるように調整
できるから、縫目を常に均一とした自動縫製が可能とな
る。しかも、このとき、縫合手段の縫針を中心としてい
るから縫合手段を回動しても、それによって縫針の位置
が変位しないから、前記Ｘ軸移動手段及びＹ軸移動手段
の移動データを補正する必要がない。また、被縫合材料
に厚みがあっても、クランプ手段の挾持部に近い個所で
縫い合せができるから、縫針に折れが生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自動縫製装置の全体構
成斜視図、第２図は本発明の一実施例である自動縫製装
置の縫合手段の回動駆動部の要部構成斜視図、第３図は
本発明の一実施例である自動縫製装置の移動部材を除去
した場合の要部構成斜視図、第４図は本発明の一実施例
の自動縫製装置で使用しているクランプ手段のクランプ
動作状態を示す側面からみた要部断面図及び切断線Ｘ−
Ｘによる断面図、第５図は本発明の一実施例の自動縫製
装置で使用しているクランプ手段の開口動作状態を示す
側面からみた要部断面図及び切断線Ｘ−Ｘによる断面
図、第６図は本発明の一実施例の自動縫製装置で使用し
ているクランプ手段の解除動作状態を示す側面からみた
要部断面図及び切断線Ｘ−Ｘによる断面図、第７図は本
発明の一実施例である自動縫製装置のクランプ手段の配
列及び被縫合材料の挾持状態を示す要部平面図、第８図
は本発明の一実施例の自動縫製装置を制御する全体構成
を示すブロック図、第９図は本発明の一実施例の自動縫
製装置を制御するメイン制御プログラムのフローチャー
ト、第10図は本発明の一実施例の自動縫製装置を制御す
るミシン制御プログラムのフローチャートである。 図において、 10:テーブル、14:Y軸用ボールネジ 15:Y軸用サーボモータ 16:Y軸用可動体、20:ミシン（縫合手段） 24:ミシン用サーボモータ 28:縫針、30:移動部材 34:X軸用ボールネジ 35:X軸用サーボモータ 36:X軸用可動体、50:クランプ手段 70:被縫合材料、71:縫製ライン 72:縫目、90:制御回路 である。 なお、図中、同一符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−153979（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−54033（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−47792（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D05B 1/00 - 83/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被縫合材料を挾持するクランプ手段を連続
   して複数配設してなるクランプ列と、 前記クランプ列全体を一体として移動させると共に、こ
   の移動方向とは垂直な方向に前記クランプ列の各クラン
   プ手段を独立して移動可能に配設する移動部材と、 縫針の位置を中心に回動自在な縫合手段と、 前記移動部材と前記縫合手段の縫針との相対位置を二次
   元的に変位させるＸ軸移動手段及びＹ軸移動手段と、 を具備することを特徴とする自動縫製装置。
2. 【請求項２】被縫合材料を挾持するクランプ手段を連続
   して複数配設してなるクランプ列と、 前記クランプ列全体を一体として移動させると共に、こ
   の移動方向とは垂直な方向に前記クランプ列の各クラン
   プ手段を独立して移動可能に配設する移動部材と、 縫針の位置を中心に回動自在な縫合手段と、 前記移動部材と前記縫合手段の縫針との相対位置を二次
   元的に変位させるＸ軸移動手段及びＹ軸移動手段と、 前記Ｘ軸移動手段及びＹ軸移動手段を駆動する移動デー
   タから、縫針の進行方向が縫目の接線方向となるよう
   に、縫針を中心に縫合手段の回動角度を調整する回動角
   度制御手段と を具備することを特徴とする自動縫製装置。