JP4464800B2 - sewing machine - Google Patents
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Description
本発明は、被縫製物の布厚を検出しながら縫製を行うミシンに関する。 The present invention relates to a sewing machine that performs sewing while detecting the cloth thickness of a workpiece.
従来のミシンにあっては、針板上の被縫製物を上方から押圧する布押さえをその支持棒の下端部に揺動可能に支持させ、当該布押さえの近傍にポテンショメータを設けると共に当該ポテンショメータの検出部を布押さえと連結することで、布押さえの姿勢変化量を検出し、その検出量から被縫製物の布厚変化を検出していた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来のミシンにあっては、ポテンショメータにより被縫製物の厚さが一回検出されると、布厚を反映して制御すべき構成に対して、一回の制御で検出布厚値に基づく制御が行われており、ノイズその他の誤検出が生じた場合でも、そのまま反映されて制御が行われ得るという不都合があった。
本発明は、布厚の誤検出の影響を低減することをその目的とする。
However, in the above-described conventional sewing machine, when the thickness of the sewing object is detected once by the potentiometer, the detected cloth thickness value can be controlled by one control with respect to the configuration that should be controlled by reflecting the cloth thickness. Therefore, even when noise or other erroneous detection occurs, there is a disadvantage that the control can be performed while being reflected as it is.
An object of the present invention is to reduce the influence of erroneous detection of the fabric thickness.
請求項1記載の発明は、針板上の被縫製物の厚さを検出する布厚検出手段と、布厚検出手段による検出厚さを順次記憶する記憶手段と、複数の記憶された検出厚さを平均化処理する算出手段と、平均化により求められた被縫製物の厚さと、その次に布厚検出手段により検出された厚さとを比較して、その差が所定の許容範囲内かを判定する判定手段と、判定手段により許容範囲内とされた検出厚さに基づいて、被縫製物に対して縫製に関わる作業を行う作業手段の動作制御を行う動作制御手段と、を備え、作業手段は、縫い込まれる縫い糸の糸長を縫い目ごとに被縫製物の厚さに応じて確保する糸緩め部材を被縫製物から接離させる糸緩め機構であって、動作制御手段は、糸緩め機構に対して、判定手段により許容範囲内とされた検出厚さに基づいて被縫製物に対する糸緩め部材の接離距離を調整する動作制御を行う、という構成を採っている。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a cloth thickness detecting means for detecting the thickness of the workpiece on the needle plate, a storage means for sequentially storing the thicknesses detected by the cloth thickness detecting means, and a plurality of stored detected thicknesses. Comparing the calculation means for averaging the thickness with the thickness of the workpiece obtained by the averaging and the thickness detected by the cloth thickness detection means, and whether the difference is within a predetermined allowable range And a control means for controlling the operation of the work means for performing work related to sewing on the sewing object based on the detected thickness within the allowable range by the determination means , The working means is a thread loosening mechanism that secures the thread length of the sewing thread to be sewn according to the thickness of the sewing product for each stitch, and makes the thread loosening member contact and separate from the sewing product. With respect to the loosening mechanism, the detected thickness is within the allowable range by the judging means. Controlling the operation of adjusting the contact and separation distance of the thread tension releasing member against workpiece by Zui, it adopts a configuration that.
上記構成では、布厚検出手段により被縫製物の厚さ検出が行われると、順次それらの検出結果が記憶手段に記憶される。そして、それら検出された複数の布厚値が算出手段により平均化され、その次に検出された布厚値と比較される。その結果、差が許容範囲内にあるか否かが判定され、許容範囲内である場合に限り、検出された布厚値が糸緩め機構の制御に採用される。
なお、被縫製物の厚さを検出するタイミングは、縫い針の上下動周期に同期させても良いが特にこれに限定されず、別個の周期或いは周期ではない別のタイミングで行っても良い。
In the above configuration, when the thickness of the sewing product is detected by the cloth thickness detection means, the detection results are sequentially stored in the storage means. Then, the detected plurality of cloth thickness values are averaged by the calculating means, and then compared with the detected cloth thickness value. As a result, it is determined whether or not the difference is within the allowable range. Only when the difference is within the allowable range, the detected cloth thickness value is adopted for controlling the yarn loosening mechanism .
Note that the timing for detecting the thickness of the workpiece may be synchronized with the vertical movement cycle of the sewing needle, but is not particularly limited thereto, and may be performed at a different timing that is not a separate cycle or cycle.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明と同様の構成を備えると共に、判定手段による許容範囲内かを判定するための値を設定入力する設定手段を備える、という構成を採っている。
上記構成では、設定手段により、複数の検出布厚値の平均値と新たな検出布厚値との差の許容範囲を任意に設定することができる。
The invention described in claim 2 has the same configuration as that of the invention described in
In the above configuration, the setting means can arbitrarily set the allowable range of the difference between the average value of the plurality of detected cloth thickness values and the new detected cloth thickness value.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明と同様の構成を備えると共に、判定手段による許容範囲内ではないとの判定が所定回数行われたときに異常状態を報知する報知手段を備える、という構成を採っている。
上記構成において、許容範囲内ではないとの判定回数に限定はなく、予め適宜設定することが望ましい。また、許容範囲内ではないとの判定は連続的に行われた場合であることが望ましいが、断続的であって蓄積回数が許容値を超えた場合に報知を行っても良い。
The invention described in claim 3 has the same configuration as that of the invention described in
In the above configuration, the number of determinations that it is not within the allowable range is not limited, and it is desirable to set the number appropriately in advance. Further, it is desirable that the determination that the value is not within the allowable range is made continuously, but notification may be made when the number of accumulations exceeds the allowable value intermittently.
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、算出手段は、複数の検出厚さについて、新しいものから順に重くなる重み付けを行った上で平均化処理する、という構成を採っている。
上記構成では、算出手段が複数の検出厚さについて、新しいものから順に重くなる重み付けを行った上で平均値を求めるので、直近の布厚の傾向から逸脱しているか否かの判定がより精細に行われる。
The invention according to claim 4 has the same configuration as the invention according to any one of
In the above configuration, the calculation means weights the plurality of detected thicknesses in order of increasing weight, and then obtains an average value. Therefore, the determination as to whether or not there is a deviation from the latest cloth thickness tendency is more precise. To be done.
請求項1記載の発明は、それまでの複数の検出布厚値の平均値の差が許容範囲内となる場合に限り新たな検出布厚値を制御の対象とするため、誤検出によるそれまでの傾向から逸脱した検出値を制御に採用されることを回避することができるため、被縫製物の本来の厚さに応じた縫製ができ、縫い品質の向上を図ることが可能となる。 In the first aspect of the invention, since a new detected cloth thickness value is an object of control only when the difference between the average values of a plurality of detected cloth thickness values within the allowable range is within the allowable range, the error detection until that time Since it is possible to avoid the detection value deviating from the above tendency from being adopted in the control, it is possible to perform sewing according to the original thickness of the workpiece, and it is possible to improve the sewing quality.
特に、糸緩め機構は被縫製物の厚さに追従させるべき要請が大きく、これに対して制御の基準となる布厚の誤検出を低減するので、さらなる縫い品質の向上を図ることが可能となる。 In particular, there is a great demand for the thread loosening mechanism to follow the thickness of the workpiece, and in contrast to this, the false detection of the fabric thickness, which is the control standard, is reduced, which makes it possible to further improve the sewing quality. Become.
請求項2記載の発明は、設定手段により、複数の検出布厚値の平均値と新たな検出布厚値との差の許容範囲を任意に設定することができることから、理論的に適正な許容範囲だけに限らず、具体的、実際的な許容範囲をも設定することが可能となり、さらなる縫い品質の向上を図ることが可能となる。 In the invention described in claim 2 , the setting means can arbitrarily set the allowable range of the difference between the average value of the plurality of detected cloth thickness values and the new detected cloth thickness value. Not only the range but also a specific and practical allowable range can be set, and the sewing quality can be further improved.
請求項3記載の発明は、判定手段による許容範囲内ではないとの判定が所定回数行われたときに異常状態を報知する報知手段を備えているので、誤検出の影響の低減に限られず、誤検出の原因となる異常の発生をミシンユーザーに報知することが可能となる。 The invention according to claim 3 includes notifying means for notifying the abnormal state when the determination that the determination means does not fall within the allowable range is performed a predetermined number of times, and is not limited to reducing the influence of false detection, It is possible to notify the sewing machine user of the occurrence of an abnormality that causes erroneous detection.
請求項4記載の発明では、算出手段が複数の検出厚さについて、新しいものから順に重くなる重み付けを行った上で平均値を求めるので、直近の布厚の傾向から逸脱しているか否かの判定をより精細且つ適正に行うことができ、さらなる縫い品質の向上を図ることが可能となる。 In the invention according to claim 4 , since the calculating means obtains the average value after weighting the plurality of detected thicknesses in order from the newest one, whether or not it deviates from the tendency of the latest cloth thickness The determination can be made more finely and appropriately, and the sewing quality can be further improved.
(実施の形態の全体構成)
本発明の実施の形態を図1〜図8に基づいて説明する。図1は本実施形態たるミシン10の正面図、図2はミシン10の要部構成を示す斜視図である。
ここで、後述する縫い針11が上下動を行う方向をZ軸方向(上下方向)とし、これと直交する一の方向(被縫製物の送り方向)をX軸方向(前後方向)とし、X軸方向とZ軸方向の両方に直交する方向をY軸方向(左右方向)と定義する。また、ミシン10において、ミシンベッド部21の上側に設けられた針板13はX−Y平面に平行に配設されているものとする。
(Overall configuration of the embodiment)
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of a
Here, a direction in which a
本実施形態たるミシン10は、被縫製物たる布地に対して厚手の材料、例えばパット等を縫い付けるミシンであって、通常よりも厚物縫いに適した構成となっている。以下の説明において、単に「被縫製物」という場合には、布地とパットを重ねた状態の物を示すものとする。
ミシン10は、テーブル1の上面に載置され、そのほぼ全体の構成を支持格納する本体フレーム20と、縫い針11を保持すると共に本体フレーム20に上下動可能に支持された針棒と、ミシンモータ61の駆動により針棒を上下動させる上下動機構と、針板13に載置された被縫製物をX軸方向に沿って送る送り機構と、針板13上の被縫製物を上方から押圧して押さえる布押さえ12と、針板13上の被縫製物の厚さを検出する布厚検出手段30と、布厚検出手段30により検出された検出厚さに応じて縫い糸の糸緩めを行う作業手段としての糸緩め機構40と、上記各構成に対して動作制御を行う動作制御手段80とを備えている。
The
The
(本体フレーム)
本体フレーム20は、その一端部の上面に針板13を備えたミシンベッド部21と、ミシンベッド部21の他端部側から立設された縦胴部22と、縦胴部22の上端からミシンベッド部21と同じ方向に延出されたミシンアーム部23とを備え、全体的には略コ字状に形成されている。
(Body frame)
The
(縫い針)
上記縫い針11は、本体フレームに支持された図示しない針棒を介して上下動機構によりZ軸方向に沿って往復駆動する。縫い針11はその先端近傍に図示しない上糸が通されており、Z軸方向の往復動作により針板13の上面の被縫製物を貫通して針板13の下側まで上糸を送り、図示しない釜の繰る下糸に絡げて縫製を行う。
(Sewing needle)
The
(上下動機構)
図示しない上下動機構は、本体フレームに固定され、針棒の上下端部をそれぞれ滑動可能に支持する上下のメタル軸受けと、ミシンアーム部23内でY軸方向に沿って回転可能に配設されたミシン主軸と、ミシン主軸を回転駆動するミシンモータ61と、このミシン主軸の端部に固定装備された回転錘と、回転錘の回転中心から偏心した部位と針棒とを連結するクランクロッドとを備えている。
そして、ミシン主軸及び回転錘がミシンモータ61により回転駆動されると、クランクロッドは針棒に対して回転駆動力を上下動駆動力に変換して伝達し、上下方向に往復駆動させることが可能となっている。
(Vertical movement mechanism)
A vertical movement mechanism (not shown) is fixed to the main body frame, and is arranged so as to be able to rotate along the Y-axis direction within the sewing
When the sewing machine spindle and the rotary weight are rotationally driven by the
(布押さえ)
図3は布押さえ12の周囲の構成を示す拡大斜視図である。布押さえ12は、四角い枠状で内側は上下に貫通している。そして、縫い針は布押さえ12の内側で針落ちを行い、布押さえ12の内側で縫製を行うようになっている。また、糸緩め部材41も、布押さえ12の枠内でY軸方向に移動を行う。
布押さえ12は、ミシンアーム部23の先端部の下部においてZ軸方向に沿って移動可能に支持された布押さえ支持棒14の下端部に保持されており、この布押さえ支持棒14は押さえ用モータ62により上下動を行うようになっている。
つまり、動作制御手段80が、縫製時において布厚検出手段30により検出された布厚に応じて押さえ用モータ62を制御して布押さえ12の高さ調節を行い、適正な高さから布押さえが行われるようになっている。
(Cloth presser)
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a configuration around the
The
That is, the operation control means 80 controls the
(送り機構)
図示しない送り機構は、針板13の下方にあって針板上面に出没する送り歯と、送り歯をX軸方向に沿った送り方向に移動させる伝達機構とを有している。かかる伝達機構は、ミシンモータ61の駆動により、送り歯を針板13の上面に出現させながらX軸方向の一定方向(正送り方向)に縫いピッチ分移動させる。また、伝達機構の送り動作は、縫い針11の上下動と同期して周期的に行われる。これにより、送り機構は、針板13上の被縫製物を縫いピッチ単位で送るようになっている
(Feeding mechanism)
A feed mechanism (not shown) includes a feed dog that is below the
(布厚検出手段)
布厚検出手段30は、布押さえ12の近傍においてその先端部が針板13上の被縫製物に上方から接する検出アーム31と、検出アーム31の揺動角度を検出する角度検出手段であるポテンショメータ32とを備えている。当該ポテンショメータ32は、ミシンアーム部23の先端下部に配置されている。
(Cloth thickness detection means)
The cloth thickness detection means 30 is a potentiometer which is a detection arm 31 whose tip is in contact with the workpiece on the
ポテンショメータ32は、回転可能な検出軸を備えており、当該検出軸が本体フレーム20の内側で支持されている。かかるポテンショメータ32は、検出軸に生じた回転角度に応じた信号を動作制御手段80に出力する機能を備えると共に、当該検出軸により検出アーム31の基端部を軸支している。
検出アーム31は、その基端部がポテンショメータ32の検出軸に支持され、その先端部が検出軸と直交する方向であって斜め下方に向かって垂下されている。かかる検出アーム31の先端部は、針板13上面における布押さえ12のY軸方向に隣接した位置に着地しており、縫製時には針板13の上面にセットされた被縫製物の上に当接する配置となっている。従って、縫製時には被縫製物の厚さに応じて検出アーム31は回動せしめられ、基端部側のポテンショメータ32の検出軸は厚さに応じた回転角度分だけ動作制御手段80に信号出力を行う。そして、動作制御手段80では、検出回転角度と既知である検出アーム31の長さから被縫製物の厚さを算出するようになっている。
The
The detection arm 31 has a base end portion supported by the detection shaft of the
(糸緩め機構)
糸緩め機構40は、縫い針11の上下動経路を横切ることで被縫製物に縫い込まれる縫い糸に一時的に絡んで糸緩めを行う糸緩め部材41と、布押さえ支持棒14に対して回動と上下動とを可能に支持された糸緩め部材41の保持体42と、保持体42を介してZ軸方向を軸として糸緩め部材41を回動させる左右駆動機構44と、保持体42を介してZ軸方向に沿って糸緩め部材41を移動させる上下駆動機構51とを備えている。
(Thread loosening mechanism)
The
上記保持体42は、布押さえ支持棒14の下端部近傍であって布押さえ12よりも幾分上側に配置されている。この保持体42は貫通穴が形成され、当該貫通穴に布押さえ支持棒14を挿通させることで当該布押さえ支持棒14に沿って移動が可能であり、布押さえ支持棒14を中心とする回動が可能となっている。
The holding
糸緩め部材41は、その基端部が保持体42に固定装備されており、当該基端部から布押さえ支持棒14と直交する方向に向かって一旦延設されると共に途中からUターンを全く逆方向に向かってその先端部が延設されている。さらに、糸緩め部材41は、折り返し部分を境にその先端側部分41bと基端側部分41aとが互いに平行ではあるが、互いにY軸方向とZ軸方向についてずれるように配置されている。
前述したように、保持体42は布押さえ支持棒14を中心に回動可能に支持されているため、糸緩め部材41も同様に支持棒14を中心に回動を行う。そして、糸緩め部材41はその回動により、縫い針11の上下動経路を通過するように配置されている。
なお、糸緩め部材41は、左右駆動機構44により、縫い針11の上下動経路を横切る一定の角度範囲で往復回動が行われるが、糸緩め部材41がおおむねX軸方向に沿った状態(少なくともY軸方向よりもX軸方向に沿った状態となる範囲)を維持する角度範囲で往復回動が行われる。
The base end portion of the
As described above, since the holding
The
左右動機構44は、糸緩め部材41の回動の駆動源となる左右駆動モータ45と、左右駆動モータ45の出力軸の基端部が連結された駆動アーム46と、図示しない支持部材により本体フレーム20に回動可能に支持された支軸47と、支軸47の上端部に固定装備された入力アーム48と、支軸47の下端部に固定装備された出力アーム49と、入力アーム48の回動端部と駆動アーム46の回動端部とを連結する連結リンク体50とを備えている。
The left / right moving
上記左右駆動モータ45は、その出力軸がZ軸方向に沿うように本体フレーム20に固定装備されている。そして、駆動アーム46は駆動モータ45の出力軸に対して直交する方向に延設されている。
支軸47は、Z軸方向に平行となるように本体フレーム20に支持されている。そして、入力アーム48と出力アーム49とは、支軸47の上端部と下端部とにおいてそれぞれ支軸47と直交する方向に延設されている。さらに、駆動アーム46と入力アーム48とは各々の回動端部が連結リンク体50により連結されているため、左右駆動モータ45の駆動により、各アーム46,48とリンク体50を介して支軸47及び出力アーム49を回動させることができるようになっている。
The left and
The
出力アーム49は、その延設された回動端部が二叉に分離された形状に形成されており、保持体42から上方に突出した係合突起43が内側に入り込んだ状態で係合するようにになっている。この係合突起43は、保持体42の貫通穴に挿通された布押さえ支持棒14と平行となるように保持体42に突設されており、貫通穴を挟んで糸緩め部材41とは逆側の端部に設けられている。かかる配置により、出力アーム49が左右駆動モータ45の駆動により揺動を行うと、係合突起43を介して保持体42及び糸緩め部材41が布押さえ支持棒14を軸として回動し、さらには、糸緩め部材41の先端側部分41bをY軸方向に沿って移動させることが可能となっている。
The
上下動機構51は、糸緩め部材41の上下動の駆動源となる上下駆動モータ52と、上下駆動モータ52の出力軸の基端部が連結された駆動アーム53と、図示しない支持部材により本体フレーム20に一端部が回動可能に支持された作用リンク体54と、作用リンク体54の長手方向中間位置と駆動アーム53の回動端部とを連結する連結リンク体55とを備えている。
The vertical movement mechanism 51 includes a
上記上下駆動モータ52は、その出力軸がY軸方向に沿うように本体フレーム20に固定装備されている。そして、駆動アーム53は駆動モータ52の出力軸に対して直交する方向に延設されている。さらに、駆動アーム53の回動端部には連結リンク体55の一端部が連結されているので、上下駆動モータ52の駆動により駆動アーム53が回動を行うと、連結リンク体55を長手方向に沿って往動させることができる。
The
作用リンク体54は、前述したようにその一端部が図示しない支持部材により本体フレーム20に軸支されている。そして、作用リンク体54の他端部には、その長手方向に直交する方向に突出したボス状の突起56が設けられている。前述した保持体42の側面には糸緩め部材41が延設されている方向(略X軸方向)と平行に溝部57が形成されており、突起56が溝部57の内側に挿入された状態で作用リンク体54と保持体42との係合が図られている。さらに、作用リンク体54の長手方向中間位置には連結リンク体55が連結されているので、上下駆動モータ52が駆動を行うと、駆動アーム53及び連結リンク体55を介して作用リンク体54をその一端部を中心として回動させることができ、その結果、作用リンク体55の他端部において突起56を介して支持体42及び糸緩め部材41を布押さえ支持棒14に沿わせて上下動させることができる。
As described above, one end of the
図4は、糸緩め機構40の作用を説明するための動作説明図である。これに基づいて、糸緩め動作の説明を行う。図4(A)〜(G)は、糸緩め部材41の先端側部分41bをZ軸方向上側から見た状態を示しており、各部の下から上に向かって被縫製物が送られるものとする。縫製開始当初は、第一の針落ち位置a1に対して、糸緩め部材41の先端側部分41bは左方に位置している(図4(A))。次いで、縫い針11が上死点近傍に上昇してから糸緩め部材41の先端側部分41bが右方に揺動すると、第一の針落ち位置a1から縫い針11に渡っている縫い糸が糸緩め部材41に押しのけられて糸経路が迂回された状態となる。さらに、その状態から第二の針落ち位置a2に針落ちが行われると、第一の針落ち位置a1から先端側部分41bを跨いだ状態で第二の針落ち位置a2に縫い糸が渡った状態となる(図4(B))。これにより、縫い糸は大きく迂回されてその分だけ弛められた状態となる。さらに、その弛め量は、糸緩め部材41のY軸方向に沿って揺動ストロークと糸緩め部材41の布地からの高さに対応して大きくなることになる。
その後、縫い針11の二往復の上下動に対して糸緩め部材41は左右に一往復する、という比率で、片側方向に移動するたびに、縫い目一針ごとに糸緩め動作が実行される(図4(C)〜(G))。そして、糸緩め部材41の先端側部分41bは、布送り方向下流側となる端部が自由端となっているので、布送り動作に従って、各針落ち位置a1〜a7ごとの縫い目ごとに糸緩め部材41の先端側部分41bに引っかかっていた縫い糸の三角形のループは、先端側部分から脱落する。その結果、縫い糸のループ状態は、被縫製物の弾性的な復帰力で解消され、二つの被縫製物がふくらみを維持して縫い合わされた状態となる。
FIG. 4 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the
After that, the
(ミシンの制御系)
図5はミシン10の制御系を示すブロック図である。これにより、ミシン10の制御系について説明する。
ミシン10の動作制御手段80は、操作パネル15の制御を行うパネル制御用マイコン81と、ミシン10に装備された各種構成の制御を行うメイン制御用マイコン82と、ミシンモータ61の制御を行う主軸制御用マイコン83とを有しており、各マイコンはシリアル通信やその他の信号の送受が可能に連絡されている。
また、各マイコン81〜83は、ミシン10の後述する各種機能,動作を実行させる制御プログラム,制御データ又は各種縫製データが書き込まれているROMと、制御プログラムと制御データとに従って各マイコンの制御対象の動作を制御するCPUと、CPUの処理に関する各種データをワークエリアに格納するRAMとを備えている。
(Sewing machine control system)
FIG. 5 is a block diagram showing a control system of the
The operation control means 80 of the
Each of the
パネル制御用マイコン81には、操作パネル15が接続されている。この操作パネル15は、所定の文字又は画像情報を表示する液晶表示手段16とその表示画面上に設けられたパネル入力スイッチ17とを備える入出力装置である。かかる液晶表示手段16にはパネル制御用マイコン81の制御に従い種々の縫製情報や各種設定ボタン等が表示され、パネル入力スイッチ17は各種のスイッチやボタンの表示に対する入力操作を感知し、接触操作による入力指示位置の座標情報をパネル制御用マイコン81に出力する。パネル制御用マイコン81は、表示エリアにおける位置データを記憶しており、パネル入力スイッチ17で感知された入力位置と表示の位置データとを照らし合わせて、表示中の各種のスイッチやボタンの入力が行われたかを認識することができる。
また、パネル制御用マイコン81は、メイン制御用マイコン82や主軸制御用マイコン83との通信により、各種の表示に要するデータの受信を行う一方で、各構成の制御に要する入力内容のデータを送信する。
An
In addition, the
主軸制御用マイコン83は、テーブル1の下部に設けられたペダルスイッチ63,ミシンモータ61,糸切りソレノイド64と接続されている。ペダルスイッチ63は、一定方向に踏み込むことで、その踏量に応じたミシンモータ61の回転速度を指示入力することができると共に、逆方向に踏み込むことで糸切りの指示入力を行うことができる。
ミシンモータ61はいわゆるサーボモータであり、出力軸の現在の回転角度を検出するための信号を主軸制御用マイコン83に出力するエンコーダを備えると共に、制御信号に応じた回転速度或いは回転角度で駆動が行われる。
かかるミシンモータ61に対して、主軸制御用マイコン83は、ペダルスイッチ63の踏量に応じて、エンコーダの出力を参照しながらミシンモータ61が適正な回転速度となるように制御を行う。また、エンコーダの出力はパネル制御用マイコン81及びメイン制御用マイコン82にも出力されている。
糸切りソレノイド64は、図示しない糸切りを行うためのメスの駆動源であり、主軸制御用マイコン83は、ペダルスイッチ63の逆踏みを検出すると、糸切りソレノイド64に対して所定の糸切り動作を行うように駆動制御を行う。
The
The
The
The
メイン制御用マイコン82は、糸緩め機構40の左右駆動モータ45,上下駆動モータ52,布厚検出手段30のポテンショメータ32、布押さえ12の押さえ用モータ62,布押さえ12の高さ検出を行う押さえ高さセンサ68,押さえ用モータ62の原点位置を求める押さえ上位置原点センサ65,上下駆動モータ52の原点位置を求める糸緩め上位置原点センサ66,左右駆動モータ45の左右両側の許容範囲位置を求める糸緩め左右範囲検出センサ67とに接続されている。
かかる構成により、メイン制御用マイコン83は、各センサ65,66,67の出力から各モータ62,52,45の原点位置を求め認識する。また、左右駆動モータ45については、糸緩め左右範囲検出センサ67の出力から糸緩め部材41の左右(Y軸方向)への揺動における限界位置をそれぞれ求め認識することができる。
The
With this configuration, the
また、メイン制御用マイコン82は、所定のプログラムを実行することにより、ポテンショメータ32の検出出力から針板13上の被縫製物の厚さを算出し、押さえ高さセンサ68により布押さえ12の高さを求めて、被縫製物の厚さに応じて適正な高さとなるように押さえ用モータ62を駆動して、布押さえ12の高さ調節を行う処理を行う。
さらに、メイン制御用マイコン82は、所定のプログラムを実行することにより、ポテンショメータ32の検出出力から算出した針板13上の被縫製物の厚さに基づいて、上下駆動モータ52を駆動して、糸緩め動作の際の糸緩め量を適正な値となるように調整する処理を行う。
また、メイン制御用マイコン82は、所定のプログラムを実行することにより、ミシンモータ61の回転角度の検出信号を主軸制御用マイコン83から受信して、所定のタイミングで左右駆動モータ45を駆動させる制御を行う。
Further, the
Further, the
Further, the
さらに、メイン制御用マイコン82による布厚検出処理について詳説する。図6はメイン制御用マイコン82による布厚検出処理を説明するための概念図である。
図6に示す線図の部分は、ミシンモータ61のエンコーダ出力に基づく回転角度と縫製時の縫い針11の高さ変化との関係を示している。
Further, the cloth thickness detection process by the
6 shows the relationship between the rotation angle based on the encoder output of the
図示のように、メイン制御用マイコン82は、所定の処理プログラムにより、エンコーダ出力からミシンモータ61の角度検出を行い、予め設定された所定の角度(例えば針上死点を0度としたときに180度)が検出されるたびに布厚検出手段30のポテンショメータ32から布厚を算出する処理を行う。
さらに、メイン制御用マイコン82は、所定の処理プログラムにより、順番に取得された三つの布厚データから平均値を算出し、記憶する算出手段としての処理を行う。
さらに、メイン制御用マイコン82は、所定の処理プログラムにより、布厚データの平均値を算出した後に新たに布厚検出手段30のポテンショメータ32から被縫製物の布厚の検出が行われると、算出された平均値と検出布厚値とを比較して、その差が予め設定された許容値の範囲内であれば、検出された布厚値に応じて糸緩め機構40の各モータ45,52の駆動量を制御する処理を行う。
As shown in the figure, the
Further, the
Further, the
即ち、メイン制御用マイコン82は、順番に取得布厚データを記憶するための記憶手段としての検出格納バッファ91〜93を有しており、取得された順番で各バッファ91〜93に検出厚さデータを格納する処理を行う。バッファは三つで、四番目以降に取得されたデータは、古いデータが入っているバッファから順番に上書する。三つの検出格納バッファ91〜93に格納された布厚データに基づく値は、メイン制御用マイコン82により、平均化され、平均布厚データとして平均格納バッファ94に格納される処理が行われる。
さらに、メイン制御用マイコン82は、所定の処理プログラムにより、縫製開始から四番目以降に検出された布厚値については、前回までの検出で平均格納バッファ94に格納されたデータに基づく平均布厚値を基準として予め定められた上下の許容誤差の範囲内かを判定し、範囲内である場合に限り最も古いデータが格納されたいずれかの検出格納バッファ91〜93に対して布厚データの更新を行う判定手段としての機能を備えている
なお、検出された布厚が有効か否かを判定するための上下の許容誤差は、パネル制御用マイコン81が、所定の処理プログラムを実行することにより、操作パネル15の液晶表示手段16で設定画面を表示し、当該表示中にパネル入力スイッチ17から上下の各許容値が数値入力されることで設定される。かかる設定入力された判定するための上下の各許容値は、メイン制御用マイコン82に記憶される。
That is, the
Further, the
また、メイン制御用マイコン82には、検出格納バッファカウンタ95が設けられており、縫製開始から各バッファ91〜93に厚さデータが格納される度にカウント値の加算を行っている。メイン制御用マイコン82は、所定の処理プログラムにより、検出により布厚データが取得されると、検出格納バッファカウンタ95が「3」であることを確認してから平均処理を実行する。つまり、カウント値が3になってから平均値の算出を行うようにしている。
Further, the
さらに、メイン制御用マイコン82は、予め用意された検出格納バッファ91〜93に取得された布厚データを格納する前に、所定の処理プログラムにより、検出された布厚が有効か否かを判定するために予め定められた上限値と下限値の間の範囲内かを判定し、範囲内である場合に限り検出格納バッファ91〜93への格納を行う機能を備えている。
即ち、メイン制御用マイコン82は、誤検出カウンタ96を備えており、所定の処理プログラムにより、上述の上限値から下限値の範囲から外れた布厚値が検出された場合には誤検出カウンタ96のカウント値を1加算し、範囲内であればリセットする処理を行う。そして、メイン制御用マイコン82は、所定の処理プログラムにより、誤検出カウンタ96のカウント値が所定値を越えた場合(即ち、規定外の値が連続して所定回数検出された場合)に、エラー内容をパネル制御用マイコン81に通信出力する処理を行う。なお、パネル制御用マイコン81は、エラー内容の表示データを保有しており、所定の処理プログラムにより、メイン制御用マイコン82からのエラー内容を受けると、液晶表示画面16にエラー内容に応じた画面表示を行う処理を実行する。つまり、この場合の液晶表示手段16は、報知手段として機能する。
なお、検出された布厚が有効か否かを判定するための上限値及び下限値は、パネル制御用マイコン81が、所定の処理プログラムを実行することにより、操作パネル15の液晶表示手段16で設定画面を表示し、当該表示中にパネル入力スイッチ17から上限値及び下限値が数値入力されることで設定される。ここで設定入力された判定するための上限値及び下限値は、メイン制御用マイコン82に記憶される。
なお、検出された布厚が有効か否かを判定するために予め定められた上限値と下限値とは、布押さえ12の物理的な支持構造により被縫製物を押さえることが可能な上限値及び下限値に設定しても良い。
Further, the
That is, the
The upper limit value and the lower limit value for determining whether or not the detected cloth thickness is valid are determined by the liquid crystal display means 16 of the
Note that the upper limit value and the lower limit value set in advance for determining whether or not the detected cloth thickness is valid are the upper limit values at which the workpiece can be pressed by the physical support structure of the
(ミシンの全体処理及びこれに基づく動作説明)
図7はミシン10の縫製時における各種構成のタイミングチャートであり、図8は縫製時におけるミシン全体構成の動作フローチャートであり、図9は図8中の布厚検出時における処理フローチャートである。
図7において、最も上位の線図はミシンモータ61のエンコーダ出力に基づくミシン主軸の回転角度を示し、その下の線図はポテンショメータ32の出力に基づく検出布厚を示し、その下の線図は押さえ高さセンサ68の出力に基づく検出押さえ高さを示し、その下の線図は上下駆動モータ52に対する回転駆動の指令信号出力状態を示し(低位置は非駆動、高位置は駆動状態を示す)、さらにその下の線図は左右駆動モータ45に対する回転駆動の指令信号出力状態を示す(低位置は非駆動、高位置は駆動状態を示す)。
(Whole processing of sewing machine and explanation of operation based on this)
FIG. 7 is a timing chart of various configurations during sewing of the
In FIG. 7, the uppermost diagram shows the rotation angle of the main spindle based on the encoder output of the
ミシン10の縫製時には、まず、図8に示すように、電源がオン状態となると、各制御用マイコン81〜83のCPUは、例えば前回の縫製時での設定データや変数等の初期化処理が行われる(ステップS1)。
ペダルスイッチ63の正方向の踏み込みの有無を判断し(ステップS2)、踏み込み状態が検出されないとき(ステップS2:NO)には、既にミシンモータ61が駆動中であればこれを停止させ、まだ非駆動状態であれば停止状態を維持する(ステップS3)。そして、ステップS2の処理に戻る。
At the time of sewing of the
It is determined whether or not the
また、ペダルスイッチ63の正方向の踏み込みが検出されたとき(ステップS2:YES)には、主軸制御用マイコン83は、ミシンモータ61の回転駆動を開始する制御を行い(ステップS4)、さらに、ミシンモータ61のエンコーダの出力から現在回転角度を検出する(ステップS5)。
そして、メイン制御用マイコン82は、主軸制御用マイコン83が検出するミシンモータ61の回転角度信号から、予め定められた布厚の検出角度であるかを判定し(ステップS6)、布厚検出角度時には(ステップS6:YES)、布厚保検出処理を実行する(ステップS7)。そして、布厚の検出処理が完了すると、ステップS2の処理に戻り、ペダルスイッチ63の踏み込み状態の継続やミシンモータの回転角度検出がまた行われる。
When the depression of the
Then, the
また、ミシンモータ61の回転角度が布厚の検出角度ではないとの判定時には(ステップS6:NO)、ミシンモータ61の回転角度が糸緩めの実行角度であるかの判定が行われ(ステップS8)、実行角度ではないときには(ステップS8:NO)、ステップS2の処理に戻される。
また、実行角度の時には(ステップS8:YES)、メイン制御用マイコン82は、布厚検出処理において平均格納バッファ94に記憶された平均値との比較で有効とされた検出布厚値をいずれかの検出格納バッファ91〜93から読み出し、糸緩めの必要性を判断する(ステップS9)。即ち、有効とされた検出布厚値が糸緩めの実行を必要とする予め設定された所定の値に満たないときには(ステップS9:NO)、糸緩めを実行せずにステップS2の処理に戻される。
さらに、有効とされた検出布厚値が糸緩めの実行を必要とする予め設定された所定の値以上のときには(ステップS9:YES)、メイン制御用マイコン82は、左右駆動モータ45と上下駆動モータ52とが駆動するように動作制御を実行し、糸緩めを実行する(ステップS10)。
そして、糸緩め機構40の動作後には再びステップS2の処理に戻される。
When it is determined that the rotation angle of the
At the execution angle (step S8: YES), the
Further, when the effective detected cloth thickness value is equal to or greater than a predetermined value that requires execution of thread loosening (step S9: YES), the
After the operation of the
なお、糸緩めに際して、左右駆動モータ45は、一回の糸緩めごとにその駆動回転方向は正逆が切り替えられ、糸緩め部材41は縫い針11の上下動経路を通過可能な回転量で駆動される。その回転量は、予め設定された値でも良いし、検出された布厚の値に応じて計算で求められる値を採用しても良い。また、上下駆動モータ52の回転量についても、検出された布厚の値に応じて計算で求められる値を採用しても良い。
When the thread is loosened, the left and
さらに、上述した布厚検出処理について、図9に基づいて詳説する。
まず、ミシンモータ61のエンコーダの出力により、布厚の検出を行う角度が検出されると、メイン制御用マイコン82は、ポテンショメータ32の検出により布厚を算出する(ステップS21)。
Further, the cloth thickness detection process described above will be described in detail with reference to FIG.
First, when the angle at which the cloth thickness is detected is detected by the output of the encoder of the
次いで、取得された布厚が適正な範囲を示す上限値と下限値の間の値か判断され、範囲外の時には(ステップS22:NO)、誤検出カウンタ96のカウント値を1加算する共に(ステップS33)、加算後のカウント値が3以上か判断される(ステップS34)。3以上の時には、検出エラー処理、即ち、メイン制御用マイコン82からパネル制御用マイコン81にエラー内容が通信出力され、これに応じて、パネル制御用マイコン81は操作パネル15の液晶表示手段16によりエラーの発生を示す表示を行い(ステップS35)、布厚検出処理を終了する。
また、誤検出カウンタ96のカウント値が3未満の時には(ステップS34:NO)、検出エラー処理を行うことなく布厚検出処理を終了する。
Next, it is determined whether the acquired cloth thickness is between the upper limit value and the lower limit value indicating an appropriate range. When the cloth thickness is outside the range (step S22: NO), the count value of the
When the count value of the
また、ステップS22の処理において、取得された布厚が適正な範囲内と判断された時には(ステップS22:YES)、メイン制御用マイコン82により、検出格納バッファカウンタ95が3未満か判断される(ステップS23)。
そして、3未満と判断されたときには(ステップS23:YES)、検出格納バッファ91〜93に対して未だ検出布厚データが未格納なバッファに対してその順番に従って、格納が行われる(ステップS24)。
そして、検出格納バッファカウンタ95のカウント値が1加算される(ステップS25)。
また、誤検出カウンタ96は0にクリアされる(ステップS26)。かかる処理により、不適正値な布厚値が連続して検出されなければエラー処理は行われないようになっている。
そして、ステップS25の処理により検出格納バッファカウンタ95のカウント値が3となったかが、メイン制御用マイコン82により判断される(ステップS27)。そして、カウント値が3となっていなければ布厚検出処理はそのまま終了し(ステップS27:NO)、カウント値が3となっていれば(ステップS27:YES)、各検出格納バッファ91〜93に格納された今回、前回、前々回の検出布厚の値が平均化され、平均格納バッファ94に格納される処理が行われる(ステップS28)。
When it is determined in step S22 that the acquired cloth thickness is within the appropriate range (step S22: YES), the
When it is determined that the number is less than 3 (step S23: YES), the detected cloth thickness data is not yet stored in the detection storage buffers 91 to 93 according to the order (step S24). .
Then, 1 is added to the count value of the detection storage buffer counter 95 (step S25).
Further, the
Then, the
また、ステップS23の処理において、検出格納バッファカウンタ95が3未満ではないと判断されたときには(ステップS23:NO)、検出布厚値と一回転前の平均検出布厚値とを比較して、予め設定された許容値以上の差が生じているかがメイン制御用マイコン82により判定される(ステップS29)。
即ち、検出格納バッファカウンタ95が既に3であるということは、少なくとも4針目以降であること意味するので、平均格納バッファ94には前回(一回転前)の各検出布厚の平均値データが格納されている。従って、このデータに基づく平均布厚値と今回の検出布厚値とを減算し、その差の値の大きさから検出布厚値が誤検出か否かの判断を行っている。
その結果、メイン制御用マイコン82により、検出布厚値が有効ではないと判断されると、ステップS22で規定範囲外と判定された場合と同様に、処理はステップS33に移行される(ステップS29:NO)。
また、メイン制御用マイコン82により、検出布厚値が有効であると判断されると(ステップS29:YES)、検出格納バッファ91〜93の最も古い検出布厚値を記憶していたバッファに対して、今回の検出布厚値の格納が行われる(ステップS30)。そして、各検出格納バッファ91〜93に格納された今回、前回、前々回の検出布厚の値が平均化され、平均格納バッファ94に格納される処理が行われる(ステップS31)。また、誤検出カウンタ96は0にクリアされ(ステップS32)、布厚検出処理は終了する。そして、各モータ45,52に対する駆動指令信号が出力され、有効である認められた検出布厚値に基づいて糸緩め機構40の動作制御が行われる。
When it is determined in step S23 that the detection
That is, since the detection
As a result, if the
If the
(実施形態の効果)
ミシン10は動作制御手段80が、それまでの複数の検出布厚値の平均値の差が許容範囲内となる場合に限り、新たな検出布厚値を糸緩め機構40の制御の対象とするため、誤検出によるそれまでの傾向から逸脱した検出値を制御に採用されることを回避することができるため、糸緩め機構40による糸緩め量を正確に確保することが可能となり、被縫製物の本来の厚さに応じた縫製ができ、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
(Effect of embodiment)
The
また、上記ミシン10は、操作パネル15から、複数の検出布厚値の平均値と新たな検出布厚値との差の許容範囲を任意に設定することができ、その設定値は動作制御手段80に記憶する構成のため、理論的に適正な許容範囲だけに限らず、具体的、実際的な許容範囲をも設定することが可能となり、さらなる縫い品質の向上を図ることが可能となる。
Further, the
また、上記ミシン10は、メイン制御用マイコン82による布厚の平均値と検出布厚値との差が許容範囲内ではないとの判定が3回行われたときに異常状態を報知する液晶表示手段16を備えているので、誤検出の影響の低減に限られず、誤検出の原因となる異常の発生をミシンユーザーに報知することが可能となる。
The
(その他)
なお、上述した実施形態のミシン10では、糸緩め機構40の制御において、三回分の検出布厚値を平均化して制御の基準値に採用しているが、三回に限らず、より少なく或いはより多くの検出布厚値を採用しても良い。
また、平均値の算出において、メイン制御用マイコン82では、複数の検出値を均等の重みで平均化しているが、新しい検出値ほど重い比率として平均化処理しても良い。
その場合、直近の布厚の傾向から逸脱しているか否かの判定をより精細且つ適正に行うことができ、さらなる縫い品質の向上を図ることが可能となる。
(Other)
In the
In calculating the average value, the
In that case, it can be determined more precisely and appropriately whether or not it is deviated from the latest tendency of the fabric thickness, and it is possible to further improve the sewing quality.
上記実施形態では、布押さえ12の押さえ用モータ62による上下動の制御は、検出される布厚に従って順次行う構成となっているが、布押さえ12の高さ制御も、糸緩め機構40の制御と同様に、複数回の検出布厚値の平均値に基づいて行っても良い。
In the above-described embodiment, the vertical movement control by the
また、布厚検出手段30では、ポテンショメータを用いて布厚検出を行っているが、特にこれに限定されるものではなく、数量的なデータとして針板上の被縫製物の厚さを求めることができれば他の手段でも良い。他の例として、被縫製物に接触させてその運動変化量求めるセンサ形式の他に、接触圧力で検出するセンサ、光学的に被縫製物までの距離検出を行うセンサ、その他の測距センサであっても良い。
Further, the cloth
10 ミシン
11 縫い針
12 布押さえ
13 針板
15 操作パネル(設定手段)
16 液晶表示手段(報知手段)
17 パネル入力スイッチ
30 布厚検出手段
31 検出アーム
32 ポテンショメータ(角度検出手段)
40 糸緩め機構
41 糸緩め部材
41a 基端側部分
41b 先端側部分
45 左右駆動モータ
52 上下駆動モータ
53 駆動アーム
61 ミシンモータ
80 動作制御手段
81 パネル制御用マイコン
82 メイン制御用マイコン
83 主軸制御用マイコン
91〜93 検出格納バッファ(記憶手段)
94 平均格納バッファ
95 検出格納バッファカウンタ
96 誤検出カウンタ
10
16 Liquid crystal display means (notification means)
17
40
94
Claims (4)
前記布厚検出手段による検出厚さを順次記憶する記憶手段と、
複数の前記記憶された検出厚さを平均化処理する算出手段と、
平均化により求められた被縫製物の厚さと、その次に前記布厚検出手段により検出された厚さとを比較して、その差が所定の許容範囲内かを判定する判定手段と、
前記判定手段により許容範囲内とされた検出厚さに基づいて、前記被縫製物に対して縫製に関わる作業を行う作業手段の動作制御を行う動作制御手段と、を備え、
前記作業手段は、縫い込まれる縫い糸の糸長を縫い目ごとに被縫製物の厚さに応じて確保する糸緩め部材を前記被縫製物から接離させる糸緩め機構であって、
前記動作制御手段は、前記糸緩め機構に対して、前記判定手段により許容範囲内とされた検出厚さに基づいて前記被縫製物に対する糸緩め部材の接離距離を調整する動作制御を行うことを特徴とするミシン。 Cloth thickness detection means for detecting the thickness of the sewing material on the needle plate;
Storage means for sequentially storing the thicknesses detected by the cloth thickness detection means;
Calculating means for averaging a plurality of the stored detected thicknesses;
A determination means for comparing the thickness of the workpiece obtained by averaging with the thickness detected by the cloth thickness detection means and determining whether the difference is within a predetermined allowable range;
On the basis of the detected thickness is within the allowable range by the determination unit, and an operation control means for controlling the operation of the working unit to perform tasks involved in sewing to the workpiece,
The working means is a thread loosening mechanism that makes a thread loosening member that secures the thread length of a sewing thread to be sewn according to the thickness of the sewing object for each stitch from the sewing object,
The operation control means controls the thread loosening mechanism to adjust a contact / separation distance of the thread loosening member with respect to the sewing product based on a detected thickness within an allowable range by the determination means. A sewing machine characterized by
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