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発明の名称 ミシンの制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−38085(P2001−38085A)
公開日 平成13年2月13日(2001.2.13)
出願番号 特願平11−215517
出願日 平成11年7月29日(1999.7.29)
代理人 【識別番号】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司 (外1名)
【テーマコード(参考)】
3B150
5H572
【Fターム(参考)】
3B150 AA01 CB14 CB15 CE01 CE17 CE23 CE24 CE27 KA04 LA02 LA10 LA85 LA88 LA89 LB01 LB02 MA17 NA67 NA76 NB03 NB07 NB16 NC11 QA02 QA04 QA05 QA07 
5H572 AA20 BB10 CC05 DD02 EE04 EE08 FF01 FF06 GG01 HA01 HA05 HA08 HB07 HC07 JJ03 JJ16 JJ17 JJ18 JJ26 KK05 LL22 LL33 LL50 MM02
発明者 田内 司
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】ミシンに装着されたアクチュエータを含む電気的駆動手段の動作タイミング等を制御するミシンの制御プログラムが記憶されたプログラム記憶手段を備えたミシンの制御装置において、前記アクチュエータに流れる電流を検出する電流検出手段と、非駆動状態から通電開始されたときの前記アクチュエータの駆動動作完了時期、または、駆動状態から通電遮断されたときの前記アクチュエータの開放動作完了時期を、前記電流検出手段から検出される電流波形によって検出する動作完了時期検出手段と、該動作完了時期検出手段によって検出された駆動動作完了時期、または、開放動作完了時期に基づいて、前記プログラム記憶手段に記憶されたこのアクチュエータまたはこのアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作タイミングを設定する設定手段と、を備えることを特徴とするミシンの制御装置。
【請求項2】前記アクチュエータの通電開始または通電遮断から前記動作完了時期検出手段によって検出された動作完了時期までの時間により前記アクチュエータの応答時間を計測するアクチュエータ応答時間計測手段と、該アクチュエータ応答時間計測手段によって計測された前記アクチュエータ応答時間を記憶するアクチュエータ応答時間記憶手段と、該アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶されている応答時間と、前記アクチュエータ応答時間検出手段によって新たに検出された応答時間とを比較し、その差が所定値を越える場合には前記アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶されている値を新たに検出された値に変更する変更手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載のミシンの制御装置。
【請求項3】前記ミシンの制御装置は、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手段と、ミシンの布送り方向を逆転させる返し縫い機構を駆動する返し縫い用アクチュエータと、止め縫いの針数を設定する止め縫い設定部と、止め縫い設定部で設定された針数となるように、前記針位置検出手段より出力された針位置信号と、前記アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶された前記返し縫い用アクチュエータの応答時間とに基づいて、前記返し縫い用アクチュエータの駆動、または開放の少なくとも何れか一方のタイミングを設定し、止め縫いを実行する自動止め縫い手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項2記載のミシンの制御装置。
【請求項4】前記ミシンの制御装置は、通電にて布押えを下降動作させ、通電遮断にて布押えを上昇動作させる布押え上げ機構を駆動する布押え用アクチュエータと、前記動作完了時期検出手段によって検出された前記布押え用アクチュエータの動作完了時期に基づいて、前記布押えが下降動作を完了した後の前記電気的駆動手段であるミシン主軸モータの起動タイミングを設定するミシン主軸モータ起動手段と、を更に備えることを特徴とする請求項1記載のミシンの制御装置。
【請求項5】通電にて布押えを上昇動作させ、通電遮断にて布押えを下降動作させる布押え上げ機構を駆動する布押え用アクチュエータと、前記布押え用アクチュエータの通電開始から前記動作完了時期検出手段により前記布押え用アクチュエータの駆動完了時期が検出されるまでの間は、次のミシン起動を禁止する起動禁止手段と、を更に備えることを特徴とする請求項1記載のミシンの制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工業用ミシンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、工業用ミシンにおいて、ミシン本体にアクチュエータを装備し、糸切りや返し縫い等の縫製動作を自動化している。
【0003】図1において、工業用ミシン100は、ミシン本体1、ミシンモータ2、制御ボックス3、電源スイッチ4、ペダル5、および操作パネル6によって概略構成されている。
【0004】ミシン本体1は、糸切りアクチュエータ11、返し縫いアクチュエータ12、押え上げアクチュエータ13、およびワイパーアクチュエータ14のような、複数のアクチュエータ(図2参照)、針棒位置センサ15、およびミシン上軸角度検出手段を装備している。ミシン本体1は、複数のアクチュエータによって糸切りや返し縫い等の各種縫製動作を自動で実行する。ここで、上記各アクチュエータは、電磁ソレノイド、エアーシリンダ等(図示略)によって構成されている。
【0005】ミシンモータ2は、モータ軸の回転位置を検出してモータ回転位置信号をCPU40に出力するモータ回転位置検出部20を備えており、ミシンの針棒位置制御および回転速度制御を実行する、例えば、インバータモータやACサーボモータである。これらのモータは、故障が少なくメンテナンスフリーな点、寿命が長い点、工業用ミシン100にとって快適な作業環境を提供する点等によって、一般的に使用されている。
【0006】制御ボックス3は、マイクロコンピュータ(図示略)を内蔵し、外部に設けられた電源からミシンモータ2に電力を供給する。また、縫製者(以下オペレータとする。)によりペダル5から入力される信号によって、ミシン本体1に装備された各アクチュエータを駆動して、各種縫製動作を実行させる。
【0007】電源スイッチ4は、外部に設けられた電源(図示略)に接続され、そのON/OFF切換動作によって、制御ボックス3への電源の接続または切断を実行する。
【0008】ペダル5は、オペレータが、工業用ミシン100を制御するために用いられる。また、ペダル5はセンサ(図示略)を備えており、このセンサによってペダル5の動きが電気信号に変換され、制御ボックス3に送られる。
【0009】操作パネル6は、オペレータによって各種縫製パターン等の設定が行われる。また、オペレータによって設定された各種設定情報は、制御ボックス3に送られる。
【0010】図2において、制御ボックス3は、フィルタ部31、整流部32、突入電流制限部33、平滑部34、モータドライバ35、DC−DCコンバータ36、モータ制御部37、電源トランス38、CPU40、ROM41、RAM42、アクチュエータドライバ60、およびアクチュエータ電源回路80によって構成されている。
【0011】フィルタ部31は、電源スイッチ4を介して外部の電源から供給された電力からノイズ成分を除去し、ノイズ成分が除去された電力を整流部32および電源トランス38に供給する。
【0012】整流部32は、整流素子を用いたブリッジ式全波整流回路であり、フィルタ部31から供給された交流電流を直流電流に変換し、突入電流制限部33に供給する。
【0013】突入電流制限部33は、例えば、抵抗によって構成され、電源スイッチ4をONする電源投入時に、平滑部34に流れ込む過大電流を制限する保護回路である。
【0014】平滑部34は、整流部32によって整流された直流電圧を、リップル電圧の小さい直流電圧に平滑し、この平滑した直流電圧をモータドライバ35およびDC−DCコンバータ36に供給する。
【0015】モータドライバ35は、モータ制御部37から入力されるモータの励起タイミングに従って、平滑部34から供給される電力をミシンモータ2に供給する。
【0016】DC−DCコンバータ36は、平滑部34から供給される電圧を、例えば、+5V,+12V等の、制御電圧に変換して、CPU40および周辺機器(図示略)に供給する。
【0017】モータ制御部37は、CPU40から入力された制御信号を基にして「モータ励起タイミング信号」を生成し、生成した「モータ励起タイミング信号」をモータドライバ35に出力して、ミシンモータ2を回転させる。
【0018】電源トランス38は、フィルタ部31から供給される電圧を、例えば、AC20〜30V程度の、アクチュエータ駆動用の電圧に変換して、アクチュエータ電源回路50に供給する。
【0019】CPU(Central Processing Unit)40は、マイクロコンピュータであり、オペレータによる電源スイッチ4のON動作に伴って、ROM41から縫製動作制御プログラムを読み出してRAM42に展開する。また、CPU40は、操作パネル6から入力されるパターン設定等に対応した縫製動作に必要な各種データ(縫製パターンデータ、アクチュエータの応答時間等)をROM41から読み出してRAM42に展開する。
【0020】そして、CPU40は、ペダル5のセンサから入力されるペダル5の踏み量を示す電気信号や、ミシン本体1内の針棒位置センサ15及びミシン上軸角度検出手段16から入力される信号等によって各種制御信号を生成する。
【0021】さらに、CPU40は、生成した制御信号をモータ制御部37、アクチュエータ電源回路50およびアクチュエータドライバ60に出力して、ミシンモータ2の速度や停止位置を最適なタイミングで制御し、またミシン本体1に装備されたアクチュエータの駆動タイミング制御を最適に行うことで、オペレータによって指示される縫製動作を実行する。
【0022】また、CPU40は、アクチュエータ電源回路80内の電流値比較部86(図10)から「アクチュエータ故障(ショート)信号」が入力されると、アクチュエータがショート等により故障してアクチュエータに流れる電流値が高くなったと判断して、アクチュエータの駆動を中止し、さらに、アクチュエータ電源回路50の出力停止等の処理を実行することによって、アクチュエータ電源回路50を保護する一方、オペレータに工業用ミシン100の異常を報知する。
【0023】ROM(Read Only Memory)41は、工業用ミシン100の縫製動作を制御する縫製動作制御プログラム、及びアクチュエータの駆動タイミング等の設定データ、縫製パターンデータ等の縫製動作に必要な各種データを格納している。
【0024】RAM(Random Access Memory)42は、CPU40が上記プログラムを実行する際に、ROM41から読み出したプログラム及び各種データを展開するメモリ領域を形成する。
【0025】アクチュエータドライバ60は、アクチュエータ電源回路80から供給された直流電圧を、CPU40から入力される制御信号によって、ミシン本体1に装備された糸切りアクチュエータ11、返し縫いアクチュエータ12、押え上げアクチュエータ13、およびワイパーアクチュエータ14に電力供給する。
【0026】アクチュエータ電源回路80は、電源トランス38から供給された交流電圧を、整流平滑して直流電源電圧に変換し、CPU40から入力される制御信号によって、アクチュエータドライバ60に電力供給する。
【0027】図10において、アクチュエータ電源回路80は、アクチュエータ電源整流部81、アクチュエータ電源平滑部82、アクチュエータ電源制御部83、過電流検出部85、および電流値比較部86によって概略構成されている。
【0028】アクチュエータ電源整流部81は、整流素子を用いたブリッジ式全波整流回路であり、電源トランス38から供給された交流電流を直流電流に変換し、変換した直流電流をアクチュエータ電源平滑部82に供給する。
【0029】アクチュエータ電源平滑部82は、アクチュエータ電源整流部81によって整流された直流電圧を、リップル電圧の小さい直流電圧に平滑して、アクチュエータ電源制御部83に供給する。
【0030】アクチュエータ電源制御部83は、内部にトランジスタ84を有しており、トランジスタ84のエミッタは、アクチュエータ電源平滑部82に接続され、コレクタは、各アクチュエータを介してアクチュエータドライバ60内の複数のトランジスタ61,62,…,64の各コレクタに接続されている。また、ベースには、CPU40から制御信号が入力される。
【0031】そして、工業用ミシン100において異常が発生していない場合、トランジスタ84のベースに、CPU40から入力されている「アクチュエータ電源供給信号」が“ON”であり、アクチュエータ電源制御部83は、電力を供給している。
【0032】過電流検出部85は、一端部が、アクチュエータドライバ60内の複数のトランジスタ61,62,…,64の各エミッタに接続され、他端部が、接地された抵抗である。過電流検出部85は、アクチュエータに流れている電流を検出して、電流値比較部86に出力する。
【0033】電流値比較部86は、過電流検出部85から入力された電流値と、予め定められた所定値(図中Ref)とを比較する。そして、過電流検出部85から入力された電流値が所定値以上の場合は、CPU40に、「アクチュエータ故障(ショート)信号」を出力する。
【0034】また、図10において、アクチュエータドライバ60は、内部に複数のトランジスタ61,62,…,64を有しており、このトランジスタ61,62,…,64は、ミシン本体1に装備された複数のアクチュエータにそれぞれ対応している。例えば、トランジスタ61は、糸切りアクチュエータ11に対応しており、トランジスタ62は、返し縫いアクチュエータ12に対応している。
【0035】そして、各トランジスタのコレクタは各アクチュエータ及び逆起電力吸収部70に接続され、エミッタは過電流検出部85に接続されている。また、各トランジスタのベースには、CPU40から制御信号が入力される。
【0036】そして、オペレータによって各種縫製動作を実行する際に、CPU40からの制御信号が該当するトランジスタのベースに入力されることによって、該当するアクチュエータに電力が供給される。
【0037】次に、返し縫いアクチュエータ12内にある返し縫いソレノイド12aの駆動について、説明する。
【0038】アクチュエータドライバ60内にあるトランジスタ62のベースにCPU40から入力されている「返し縫いソレノイド動作信号」が“ON”されると、トランジスタ62が“ON”となり、返し縫いソレノイド12aに電流が供給され、返し縫いを実行する。
【0039】また、「返し縫いソレノイド動作信号」が“OFF”されると、トランジスタ62が“OFF”となり、返し縫いソレノイド12aへの電流の供給が遮断され、返し縫いを実行しない。
【0040】このように、CPU40からアクチュエータドライバ60内のトランジスタ62のベースに入力される「返し縫いソレノイド動作信号」のON/OFFによって、返し縫いアクチュエータ12の返し縫いソレノイド12aへの電流の供給または遮断が制御され、返し縫いが自動で実行される。
【0041】また、返し縫いソレノイド12aに供給されていた電流が遮断されると、返し縫いソレノイド12aのインダクタンス成分によって逆起電力が発生し、これがトランジスタ62の耐電圧を超える場合には、トランジスタ62の破損が考えられるため、逆起電力吸収部70によって逆起電力を吸収して、トランジスタ62を保護している。
【0042】図11において、(a)は返し縫いソレノイド12aの動作タイミングを示したタイミングチャートであり、(b)は返し縫いによる実際の縫い目を示す図である。同図を参照して、従来の返し縫い機構の動作について説明する。ここで、返し縫い機構の動作例として、操作パネル6等によって設定される始め返し縫いが一般的であるので、ここでは、始め返し縫いについて説明する。
【0043】図11の時刻t0において、工業用ミシン100は、縫製を開始する。それと同時に、CPU40は、針棒位置センサ15から入力される「針棒上位置信号」および「針棒下位置信号」、ミシン上軸角度検出手段16から入力される「ミシン上軸角度検出信号」を監視する。この時、トランジスタ62のベースに入力される「返し縫いソレノイド動作信号」は“OFF”であり、返し縫いソレノイド12aには電流が供給されていない。
【0044】次に、時刻t1において、1針目の縫製を開始して、時刻t2において、1針分の縫製が終了する。続いて、時刻t3において、3針分の縫製が終了する。そして、時刻t3から「ミシン上軸角度検出信号」の“aパルス分”だけ時間が経過した時刻t4において、CPU40は、「返し縫いソレノイド動作信号」を“ON”にして、返し縫いソレノイド12aが“ON”となる。
【0045】次に、時刻t5において、「返し縫いソレノイド動作信号」が“OFF”状態での縫製が設定針分(例では、4針分)に達すると、返し縫いでの縫製が開始する。そして、時刻t6において、「返し縫いソレノイド動作信号」が“ON”状態で3針分が縫製され、この時刻t6から「ミシン上軸角度検出信号」の“bパルス分”だけ時間が経過した時刻t7において、CPU40は、「返し縫いソレノイド動作信号」を“OFF”にし、返し縫いソレノイド12aが“OFF”となる。次に、時刻t8において、返し縫いでの縫製が設定針分(ここでは、4針分)に達すると、通常の縫製を開始する。
【0046】図11に示すように、始め返し縫いは、縫い始めから針数をカウントしながら、返し縫いソレノイド12aのON/OFF切り換えを「返し縫いソレノイド動作信号」により自動制御することによって、オペレータの技能とは関係なく美しい縫い目にて止め縫いを実行することができる。
【0047】ただし、上述したように「返し縫いソレノイド動作信号」のON/OFF切り換えのタイミングは、返し縫いアクチュエータ12自体の機械的応答時間や、返し縫いソレノイド12aの電気的応答時間等を考慮したものである。縫製動作を実行すると同時に「針棒上位置信号」「針棒下位置信号」「ミシン上軸角度検出信号」を監視して、この応答時間を考慮した、例えば、3針分の縫製完了(時刻t3)から“aパルス分”経過したタイミング(時刻t4)のような、タイミングにて返し縫いアクチュエータ12を制御して、縫い目にずれが生じない様にしている。
【0048】ここで、返し縫いアクチュエータ12を制御するタイミングを補正する補正パルス数a,bは、ミシンの特性に合わせて出荷時に設定されていて、ROM41に保存されており、不具合が生じた場合はオペレータによって設定が変更される。
【0049】次に、押え上げアクチュエータ13内にある押え上げソレノイド13aの駆動について、説明する。
【0050】押え上げソレノイド13aの駆動回路は、上述した返し縫いソレノイド12aと同様で、CPU40から「押え上げソレノイド動作信号」がアクチュエータドライバ60内にあるトランジスタ63のベースに入力されると、押え上げソレノイド13aが駆動され、押え上げアクチュエータ13が動作し、布押え(図示略)を上昇下降させる。
【0051】通常この押え上げアクチュエータ13は次のように制御駆動される。まず、オペレータが一連の縫製を終了してペダル5を踏み返すとCPU40より糸切り信号がトランジスタ61に出力され糸切りアクチュエータ11が駆動され糸切りが行われる。次に、糸きりが終了して針棒位置センサ15が針上位置を検出した時点でミシンが停止する。この時ミシンの停止とともにCPU40より押え上げ信号が押え上げアクチュエータ13に出力され、オペレータが縫製終了後の布の取り出しが容易なように布押えが自動的に上昇される。
【0052】さらにオペレータが次の縫製の為、ペダル5を踏み込み操作すると上昇していた布押えを下降させるためにCPU40から押え上げ信号が押え上げアクチュエータ13に出力され、布押えを下降させ、その後ミシンが回転し縫製が開始される。
【0053】このように、押え上げアクチュエータ13は、ミシン糸切りによって糸切り動作を行い縫製工程が終了すると、布押えを上昇させ縫製物を取り出しやすくし、縫製物を取り出した後で次の縫製物をミシンにセットすると、布押えを下降させ縫製を開始する。
【0054】次に、図12を参照して、従来の押え上げの機構の動作について説明する。先ず、時刻t1において、「ミシン起動信号」が“ON”されると、「押え上げソレノイド動作信号」がLOWレベルとなり、布押え下降指令として出力され、押え上げソレノイド13aによって、布押えが下降する。
【0055】次に、時刻t1から時間cが経過した時刻t2において、ミシンの回転が開始し縫製を開始する。そして、時刻t3において、「ミシン起動信号」が“OFF”となり、糸切りを実行する。
【0056】次に、時刻t4において、糸切りが完了し、「押え上げソレノイド動作信号」がHIGHレベルとなり布押え上昇指令として出力されると、押え上げソレノイド13aによって、布押えが上昇する。そして、時刻t4から時間dが経過した時刻t5において、次のミシン起動が可能となる。
【0057】このように、押え上げ機構にも、前述の返し縫い機構と同様に、機械的および電気的応答時間が存在するため、押え上げソレノイド13aに対し下降指令が出力される時刻t1から応答時間cの間は、布押えが完全に下降していないと判断して、CPU40は、ミシンの起動を遅延させる処理を実行する。
【0058】また、押え上げソレノイド13aに対し上昇指令が出力される時刻t4から応答時間dの間は、布押えが完全に上昇していないと判断して、CPU40は、次回のミシンの起動禁止、および各種縫製の設定禁止等の処理を実行する。
【0059】これらの処理によって、布が完全に押さえられずにミシンが回転して、縫い不良等が発生しないようにしている。
【0060】また、応答時間c,dは、ミシンの特性に合わせて出荷時に設定されていて、ROM41に保存されており、不具合が生じた場合はオペレータによって設定が変更される。
【0061】なお、ミシンには、ミシンの種類によって、布押え用アクチュエータへの通電によって布押えが上昇し通電遮断によって布押えが下降する押え上げ機構を備えたミシンと、布押え用アクチュエータへの通電によって布押えが下降し通電遮断によって布押えが上昇する押え上げ機構を備えたミシンがあるが、何れの場合も上記応答時間c,dが設定されている。
【0062】また、ワイパーアクチュエータ14も同様に、ワイパーソレノイド14aが“ON”の時には、様々な要因が発生してもワイパーアクチュエータ14が確実に動作するように、十分に余裕のある駆動時間にて駆動している。
【0063】また、ワイパーソレノイド14aが“OFF”の時には、ワイパーアクチュエータ14が動作した後に引き続く布押えの上昇時に、ワイパーアクチュエータ14と押え上げアクチュエータ13が機械的に干渉しないように、ワイパーソレノイド14aを“OFF”した後、ROM41内に格納された規定の応答時間経過後に、押え上げソレノイド13aを“ON”させる制御を実行している。
【0064】また、糸切りアクチュエータ11内の糸切りソレノイド11aも、同様に機械的および電気的応答時間を考慮したタイミング制御を行っているが、説明は省略する。
【0065】以上説明したとおり、各アクチュエータには、応答時間があり、この時間またはそれに相当するミシン上軸角度信号のパルス数等を、CPU40は、ROM41からRAM42に展開して、各アクチュエータのON/OFF切り換えのタイミング制御や、ミシンの起動遅延等を行うことで、ミシンを自動化して確実な縫製動作やオペレータの脱技能化を図っていた。
【0066】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来のミシンの制御装置は、各アクチュエータの電気特性のばらつき、各機構の組付け具合、ミシンの縫製環境、ミシンの付帯装置の追加に伴う機構の負荷変動等によって応答時間が変化するため、RAM42内に記憶された設定データで動作させても目的とする機能が果たせないという問題があった。
【0067】上記各アクチュエータの電気特性のばらつきは、各アクチュエータ自体がもつ特性であり、±10%程度のばらつきは必ず存在する。
【0068】各機構の組付け具合は、ミシン製造時の組付け具合によって機構自体の負荷が変化することによるもので、また、ミシンの使用状況にしたがって機構の負荷は変化するのが一般的である。
【0069】ミシンの縫製環境は、使用温度(室温)および電源電圧の変動が大きく影響する。使用温度の変動によって、ソレノイドの抵抗成分が変化し、ソレノイドに流れる電流値が変化するため応答時間が変化する。また、電源電圧の変動によって、アクチュエータの電源電圧が変化して、同様に応答時間が変化する。
【0070】一般に、使用温度が低い(抵抗成分が小さくなる)、または電圧が高い場合は、電流値が増加するため応答が速くなり、また、使用温度が高い(抵抗成分が大きくなる)、または電圧が低い場合は、電流値が減少するため応答は遅くなる。
【0071】さらに、使用温度(室温)や電源電圧の変動による応答時間の変化は、ソレノイドに流れる電流の立ち上がりに直接影響するため、ソレノイドを駆動(ON)した時の方が、ソレノイドをOFFした時よりも、大きく現れる。また、ソレノイドのOFF時には、縫製環境の変化よりも、アクチュエータ駆動方向の反対方向に接続されたばね等(図示略)の負荷定数による応答時間の変化が大きい。
【0072】ミシンの付帯装置追加に伴う機構の負荷は、ミシン出荷後各ユーザが生産性を向上させるために各ユーザの縫製工場にて取り付けられた各付帯設備の影響で、付帯設備を取り付けられた機構の負荷が変動する場合がある。工業用ミシンの出荷時には取り付ける付帯設備の仕様が未決定であることが多く、実際には付帯設備を取り付けた後で、各種縫製作業に関する設定値の調整を行っていた。
【0073】以上のように応答時間が変化することによって、各機構において次のような問題があった。
【0074】押え上げ機構において、出荷時に押え上げソレノイドの応答時間cを150(msec)として出荷しても、上記理由によって実際の使用時には200(msec)に変動している場合は、前記説明したとおり、布を完全に押える前にミシンが回転してしまうため、縫い不良が発生する。このため、応答時間の余裕分を大きくする必要があった。また、応答時間dについても設定時間よりも応答時間が長くなると、布押えが上昇しきっていないうちにミシンが起動されてしまい布を取り出すことができないという問題があった。
【0075】これらの現象は、前述のようにソレノイドを駆動(ON)した時が大きく現れる。即ち、応答時間dの変動については、布押えが押え上げアクチュエータの通電によって下降するタイプの押え上げ機構を備えるミシンにおいて多く発生し、応答時間Cが長くなる問題については、逆に布押えが押え上げアクチュエータの通電によって上昇するタイプの押え上げ機構を備えるミシンにおいて多く発生する。
【0076】返し縫い機構において、補正パルス数a,bはミシン標準状態(平均的な負荷、平均的な温度等)にて、縫い目が合う様に調整されているため、応答時間が変化すると縫い目が合わない等の不具合が発生する。この不具合は、押え上げ機構のように、余裕分を大きくして対応することができないため、オペレータがその設定値を修正しなければならず、この修正作業に煩わしさがあった。
【0077】以上のように、各アクチュエータや各機構の応答時間の変化をミシンの出荷時に完全に予測するのは難しく、実際には応答時間は多くの余裕分を加えて長く設定して対応しているが、応答時間を長く設定するとサイクルタイムが長くなるため、ミシンの生産性が低下するという問題があった。また、余裕分を少なくして応答時間を短く設定すると、様々なトラブル要因となる問題があった。
【0078】本発明の課題は、ミシンの作業環境が変化する度にオペレータによって設定の変更をする必要がなく、また、最短のサイクルタイムでミシンを稼動させることができるミシンの制御装置を提供することである。
【0079】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、ミシンに装着されたアクチュエータを含む電気的駆動手段の動作タイミング等を制御するミシンの制御プログラムが記憶されたプログラム記憶手段を備えたミシンの制御装置において、前記アクチュエータに流れる電流を検出する電流検出手段(例えば、図3に示すアクチュエータ電流検出部53に対応する。)と、非駆動状態から通電開始されたときの前記アクチュエータの駆動動作完了時期、または、駆動状態から通電遮断されたときの前記アクチュエータの開放動作完了時期を、前記電流検出手段から検出される電流波形によって検出する動作完了時期検出手段(例えば、図3に示すCPU40;図6に示すフローチャートのステップS8;図8に示すフローチャートのステップS28に対応する。)と、動作完了時期検出手段によって検出された駆動動作完了時期または、開放動作完了時期に基づいて、前記プログラム記憶手段に記憶されたこのアクチュエータまたはこのアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作タイミングを設定する設定手段(例えば、図3に示すCPU40に対応する。)と、を備えたことを特徴としている。
【0080】この請求項1記載の発明によれば、ミシンに装着されたアクチュエータを含む電気的駆動手段の動作タイミング等を制御するミシンの制御プログラムが記憶されたプログラム記憶手段を備えたミシンの制御装置において、電流検出手段は、アクチュエータに流れる電流を検出し、動作完了時期検出手段は、この電流検出手段から検出される電流波形によって、非駆動状態から通電開始されたときのアクチュエータの駆動動作完了時期、または、駆動状態から通電遮断されたときのアクチュエータの開放動作完了時期を検出し、これに基づいて、プログラム記憶手段に記憶手段に記憶されたアクチュエータまたはこのアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作タイミングを設定する。
【0081】したがって、アクチュエータの駆動または開放動作時に検出されたアクチュエータの実際の動作完了時期を、このアクチュエータの動作、またはこのアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作の制御に活用させることによって、最短のサイクルタイムでミシンを稼動させることができ、ミシンの稼働率を向上させることができる。
【0082】請求項2記載の発明は、請求項1記載のミシンの制御装置は、前記アクチュエータの通電開始または通電遮断から前記動作完了時期検出手段によって検出された動作完了時期までの時間により前記アクチュエータの応答時間を計測するアクチュエータ応答時間計測手段(例えば、図8に示すフローチャートのステップS29に対応する。)と、該アクチュエータ応答時間計測手段によって計測された前記アクチュエータ応答時間を記憶するアクチュエータ応答時間記憶手段と、該アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶されている応答時間と、前記アクチュエータ応答時間検出手段によって新たに検出された応答時間とを比較し、その差が所定値を越える場合には前記アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶されている値を新たに検出された値に変更する変更手段(例えば、図3に示すCPU40;図8に示すフローチャートのステップS30、ステップS31に対応する。)を更に備えたことを特徴としている。
【0083】この請求項2記載の発明によれば、請求項1記載のミシンの制御装置において、変更手段は、アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶されている応答時間と、アクチュエータ応答時間計測手段によって新たに計測された応答時間とを比較し、その差が所定値を越える場合にはアクチュエータ応答時間記憶手段に記憶されている値を新たに検出された値に変更する。
【0084】したがって、アクチュエータの駆動または開放動作時に検出されたアクチュエータの応答時間を、次回のアクチュエータの動作、またはこのアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作の制御に活用させることによって、機構負荷変動、室温変化、および電圧変化等のように作業環境が変化する度にオペレータによって設定の変更をする必要がなく、また、最短のサイクルタイムでミシンを稼動させることができるため、ミシンの稼働率を向上させることができる。
【0085】請求項3記載の発明は、請求項2記載のミシンの制御装置において、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手段(例えば、図2に示す針棒位置センサ15に対応する。)と、ミシンの布送り方向を逆転させる返し縫い機構を駆動する返し縫い用アクチュエータ(例えば、図3に示す返し縫いアクチュエータ12に対応する。)と、止め縫いの針数を設定する止め縫い設定部(例えば、図1に示す操作パネル6に対応する。)と、止め縫い設定部で設定された針数となるように、前記針位置検出手段より出力された針位置信号と、前記アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶された前記返し縫い用アクチュエータの応答時間とに基づいて、前記返し縫い用アクチュエータの駆動、または開放の少なくとも何れか一方のタイミングを設定し、止め縫いを実行する自動止め縫い手段(例えば、図3に示すCPU40に対応する。)と、を更に備えたことを特徴としている。
【0086】この請求項3記載の発明によれば、請求項2記載のミシンの制御装置において、針位置検出手段は、所定の針位置を検出して、針位置信号を出力し、返し縫い用アクチュエータは、ミシンの布送り方向を逆転させる返し縫い機構を駆動し、止め縫い設定部は、止め縫いの針数を設定し、自動止め縫い手段は、止め縫い設定部で設定された針数となるように、前記針位置検出手段より出力された針位置信号と、前記アクチュエータ応答時間記憶手段に記憶された前記返し縫い用アクチュエータの応答時間とに基づいて、前記返し縫い用アクチュエータの駆動、または開放の少なくとも何れか一方のタイミングを設定し、止め縫いを実行する。
【0087】したがって、返し縫いアクチュエータの応答時間を、次回の返し縫いアクチュエータの動作の制御に活用させることによって、機構負荷変動、温度変化、および電圧変化等の環境変化に追従したタイミング補正等の制御が可能となり、オペレータによる面倒な設定変更を伴わずに、美しい縫い目を常に提供することができる。
【0088】請求項4記載の発明は、請求項1記載のミシンの制御装置において、通電にて布押えを下降動作させ、通電遮断にて布押えを上昇動作させ布押え上げ機構を駆動する布押え用アクチュエータ(例えば、図3に示す押え上げアクチュエータ13に対応する。)と、前記動作完了時期検出手段によって検出された前記布押えアクチュエータの動作完了時期に基づいて、前記布押えが下降動作を完了した後の前記電気的駆動手段であるミシン主軸モータの起動タイミングを設定するミシン主軸モータ起動手段(例えば、図3に示すCPU40に対応する。)と、を更に備えたことを特徴とする。
【0089】この請求項4記載の発明によれば、請求項1記載のミシンの制御装置において、布押え用アクチュエータは、布押えを上昇または下降動作させる布押え上げ機構を駆動し、ミシン主軸モータ起動手段は、前記動作完了時期検出手段によって検出された前記布押え用アクチュエータぼ動作完了時期に基づいて、布押えが下降動作を完了した後の電気的駆動手段であるミシン主軸モータの起動タイミングを設定する。
【0090】したがって、布押え用アクチュエータの応答時間を、ミシン主軸モータの起動制御に活用させることによって、オペレータによる面倒な設定変更を伴わずに、機構負荷変動、温度変化、および電圧変化等の環境変化に追従した起動タイミングの補正等の制御が可能となる。また、布押えが下降動作を完了した後にミシン主軸モータが起動するので、布を完全に押さえる前にミシンが回転し縫い不良等を起こさないため、より確実な縫製動作を実行することができる。
【0091】請求項5記載の発明は、請求項1記載のミシンの制御装置において、通電にて布押えを上昇動作させ、通電遮断にて布押えを下降動作させる布押え上げ機構を駆動する布押え用アクチュエータと、前記布押え用アクチュエータの通電開始から前記動作完了時期検出手段により前記布押え用アクチュエータの駆動完了時期が検出されるまでの間は、次のミシン起動を禁止する起動禁止手段と(例えば、図3に示すCPU40に対応する。)、を更に備えることを特徴とする請求項1記載のミシンの制御装置。
【0092】この請求項5記載の発明によれば、請求項1記載のミシンの制御装置において、布押え用アクチュエータは、布押えを上昇または下降動作させる布押え上げ機構を駆動し、起動禁止手段は、布押え用アクチュエータの駆動完了時期検出までの時間内は、次のミシン起動を禁止する。
【0093】したがって、縫製終了後において、布押え上昇動作中に誤ってミシンペダルを踏み込んでもミシンが起動されないため、針が布に貫通して縫製が終了した布を取り出せなくなるという問題の発生を防ぐことができ、より確実な縫製が可能となる。
【0094】
【発明の実施の形態】以下、図3〜図9を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図3〜図9は、本発明を適用したミシンの制御装置の一実施の形態を示す図である。
【0095】まず、構成を説明するが、本実施の形態の工業用ミシンの要部構成は、図1および図2に示した従来の工業用ミシン100の要部構成とほぼ同一であるため、その図示と説明を省略するとともに、従来の工業用ミシンの要部と同一の符番を用いて説明する。また、従来の工業用ミシン100との相違点は、制御ボックス3内の、アクチュエータ電源回路50(従来の工業用ミシンのアクチュエータ電源回路80に対応する。)である。
【0096】図3は、アクチュエータ電源回路50の構成を示す回路図である。同図において、アクチュエータ電源回路50は、アクチュエータ電源整流部51、アクチュエータ電源平滑部52、アクチュエータ電流検出部53、アクチュエータ電源制御部54、増幅部55、およびA/D変換部56によって構成されている。
【0097】アクチュエータ電源整流部51は、整流素子を用いたブリッジ式全波整流回路であり、電源トランス38から供給された交流電流を直流電流に変換する。
【0098】アクチュエータ電源平滑部52は、アクチュエータ電源整流部51によって整流された直流電圧を、リップル電圧の小さい直流電圧に平滑する。
【0099】アクチュエータ電流検出部53は、アクチュエータに流れる電流(以下、アクチュエータ電流とする。)を検出して、その電流値に比例した電圧値を示すアナログ信号である「アクチュエータ電流検出信号」を、増幅部55に出力する。
【0100】アクチュエータ電源制御部54は、内部にトランジスタ54aを有しており、トランジスタ54aのエミッタは、アクチュエータ電流検出部53に接続され、コレクタは、各アクチュエータのソレノイドを介してアクチュエータドライバ60内の複数のトランジスタ61,62,…,64の各コレクタに接続されている。また、ベースには、CPU40から制御信号が入力される。
【0101】そして、工業用ミシン100において異常が発生していない場合、トランジスタ54aのベースに、CPU40から入力されている「アクチュエータ電源供給信号」が“ON”であり、アクチュエータ電源制御部54は、各アクチュエータに電力を供給している。
【0102】増幅部55は、アクチュエータ電流検出部53から入力された「アクチュエータ電流検出信号」を、A/D変換可能なレベルまで差動増幅して、A/D変換部56に出力する。
【0103】A/D(アナログ/デジタル)変換部56は、増幅部55から入力された「アクチュエータ電流検出信号」の増幅信号を、デジタル信号である「アクチュエータ電流検出信号(デジタル)」に変換し、この信号をCPU40に出力する。
【0104】また、アクチュエータドライバ60については、図10において示した従来の技術と同様であるため、説明を省略する【0105】図4は、アクチュエータのソレノイドを駆動(ON)した時の、アクチュエータ電流の波形を示した図である。同図を参照して、アクチュエータ駆動時のアクチュエータ電流の電流値の変化について説明する。
【0106】先ず、時刻t1において、CPU40によって、例えば、「押え上げソレノイド動作信号」のような、アクチュエータ駆動信号が“ON”されると、ソレノイドに電流が流れ始める。それと同時に、CPU40は、A/D変換部56から入力される「アクチュエータ電流検出信号(デジタル)」を監視する。ここで、アクチュエータは、インダクタンス成分を含んでいるため、電流値は徐々に増加する。
【0107】次に、時刻t2において、アクチュエータが動作を開始すると、ソレノイドのプランジャ鉄心(図示略)の移動に伴って逆起電力が発生し、電流値は一時的に減少する。ここで、CPU40は、電流値が増加から減少に変化した時刻t2をポイントAとして検出する。
【0108】そして、時刻t3において、アクチュエータの動作が完了すると、電流値は再び上昇する。ここで、CPU40は、電流値が減少から増加に変化した時刻t3をポイントB(駆動動作完了時期)として検出する。
【0109】さらに、時刻t5において、電流値がアクチュエータの抵抗値によって制限される電流値まで増加すると、電流値は飽和する。ここで、CPU40は、電流値が飽和した時刻t5をポイントCとして検出する。
【0110】ここで、各ポイントの検出は、CPU40内にある動作完了時期検出手段によって実行されている。そして、この動作完了時期検出手段は、実際のアクチュエータが非駆動状態から通電開始されたときの駆動動作完了時期であるポイントBを検出し、この後、RAM42に保存されている余裕分の時間α(sec)経過後に、この動作完了タイミングに基づいてROM41に記憶されたこのアクチュエータ、または、このアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作タイミングを設定する。
【0111】上述したように、ソレノイドのプランジャー鉄心が移動することで発生する逆起電力によるアクチュエータ電流の電流値の変化を利用することによって、各ポイントの検出を行っている。
【0112】図5を参照して、ソレノイドのOFF時のアクチュエータ電流の電流値の変化について説明する。
【0113】先ず、時刻t1において、CPU40によってアクチュエータ駆動信号が“OFF”されると、アクチュエータへの電力供給が遮断される。それと同時に、CPU40は、「アクチュエータ電流検出信号(デジタル)」を監視する。また、電力供給の遮断後、アクチュエータのインダクタンス成分によってしばらく電流が流れ続け、逆起電力吸収部70からアクチュエータ電流検出部53を通り還流する。
【0114】そして、電流値は徐々に減少してゆき、時刻t2において、アクチュエータが復帰(戻り)動作を開始すると、ソレノイドの鉄心の移動に伴い逆起電力が発生し、電流値は一時的に増加する。ここで、CPU40は、電流値が減少から増加に変化した時刻t2をポイントDとして検出する。
【0115】次に、時刻t3において、アクチュエータの復帰動作が完了すると、電流値は再び減少する。ここで、CPU40は、電流値が増加から減少に変化した時刻t3をポイントE(開放動作完了時期)として検出する。そして、電流値はさらに減少して0となる。
【0116】ここで、各ポイントの検出は、CPU40内にある動作完了時期検出手段によって実行されている。そして、この動作完了時期検出手段は、実際のアクチュエータが駆動状態から通電遮断されたときの開放動作完了時期であるポイントEを検出し、この後、RAM42に保存されている余裕分の時間β(sec)経過後にROM41に記憶されたこのアクチュエータ、または、このアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作タイミングを設定する。
【0117】この場合も、上記で説明したソレノイドをONした時と同様に、ソレノイドのプランジャー鉄心が移動することで発生する逆起電力による電流値の変化を利用して動作完了時期の検出を行って、その後余裕分の時間を経過した後、アクチュエータの動作完了判定を行っている。
【0118】また、上記のような動作完了判定は、ミシンに装着されたアクチュエータの中でもストロークが大きく、動作時間も大きい布押え用アクチュエータや、返し縫いアクチュエータに対して行うと、これらのアクチュエータは環境による応答時間の変動も大きいので、サイクルタイムの短縮や縫い品質の向上の上で特に効果的である。
【0119】次に、縫製環境の変化による応答時間の変化が大きい、ソレノイドを“ON”した時の具体例について説明する。
【0120】図6は、を参照して、押え上げソレノイド13aを“ON”した時の、応答時間の計測処理について説明する。
【0121】先ず、押え上げソレノイド13aが“ON”される(ステップS1)。次に、CPU40は、アクチュエータ電流の電流値が増加しているか否かを判別し(ステップS2)、電流値が増加している場合(ステップS2;Yes)、CPU40は、電流値が予め設定された所定値以上か否かを判別する(ステップS3)。
【0122】ここで、電流値が所定値以上の場合(ステップS3;Yes)、CPU40は、押え上げアクチュエータ13が故障していると判断し、アクチュエータ電源回路50に出力を停止させ(ステップS4)、処理を終了する。また、電流値が所定値に達しない場合(ステップS3;No)、ステップS2に戻る。
【0123】また、ステップS2において、アクチュエータ電流の電流値が増加していない場合(ステップS2;No)、CPU40は、ポイントAを検出し(ステップS5)、アクチュエータ電流の電流値が減少しているか否かを判別する(ステップS6)。
【0124】ここで、アクチュエータ電流の電流値が減少している場合(ステップS6;Yes)、ステップS6を繰り返し実行し、また、アクチュエータ電流の電流値が減少していない場合(ステップS6;No)、CPU40は、ポイントBを検出する(ステップS7)。
【0125】次に、CPU40は、余裕分α(sec)だけタイマカウントする(ステップS8)。そして、CPU40は、アクチュエータ動作の完了判定をして(ステップS9)、処理を終了する。
【0126】図7(a)は、アクチュエータON時に布押えが上昇するミシンにおいて、動作完了時期検出処理を示すタイミングチャートである。図7(a)の時刻t1において、オペレータのペダル踏み返し操作による糸切り指令により「ミシン起動信号」が“OFF”となると、糸切りが実行開始される。そして、時刻t2において、糸切りの完了によって縫製工程が終了する。次に、時刻t3において、「押え上げソレノイド動作信号」を“ON”して、押え上げ機構が布押えを上昇させる。
【0127】そして、時刻t4において、CPU40の動作完了時期検出手段によって駆動動作完了時期であるポイントBが検出される。次に、ポイントBから余裕分の時間α(sec)が経過した時刻t5において、工程完了となり、次回のミシンの起動が可能となる。
【0128】なお、ここでは、押え上げソレノイド13aの駆動時においての、動作完了時期検出処理について説明したが、他のソレノイドの駆動時においても、同様の駆動完了時期検出処理が実施できる。
【0129】また、CPU40の動作完了時期検出手段は、各アクチュエータ(ソレノイド)を“ON”した時、各アクチュエータの動作完了時期をそれぞれ検出可能であり、アクチュエータを“ON”する度に実際のアクチュエータの動作完了時期を検出することができるため、各機構の負荷変動や環境変化に追従した制御が可能となる。
【0130】また、図7(b)は、アクチュエータへの通電時に布押えが下降するミシンにおいて、動作完了時期検出処理を示すタイミングチャートである。
【0131】図7(b)の時刻t1において、オペレータが縫製物をミシンにセットし、オペレータによるペダル前踏みにより「ミシン起動信号」が“ON”されると、「押え上げソレノイド動作信号」が“ON”となり、押え上げ機構が布押えを下降させる。
【0132】そして、時刻t2において、CPU40の動作完了時期検出手段によって駆動動作完了時期であるポイントBが検出される。次に、ポイントBから余裕分の時間α(sec)が経過した時刻t3において、ミシン回転が開始となる。
【0133】図8は、返し縫いソレノイド12aを“ON”した時の、CPU40のアクチュエータ応答時間計測処理を示すフローチャートである。同図を参照して、返し縫いソレノイド12aを“ON”した時の、アクチュエータの応答時間の計測処理について説明する。
【0134】先ず、返し縫いソレノイド12aが“ON”されると(ステップS21)、CPU40は、タイマカウントを開始する(ステップS22)。
【0135】次に、CPU40は、アクチュエータ電流の電流値が増加しているか否かを判別し(ステップS23)、電流値が増加している場合(ステップS23;Yes)、CPU40は、電流値が所定値以上か否かを判別する(ステップS24)。
【0136】ここで、電流値が所定値以上の場合(ステップS24;Yes)、CPU40は、返し縫いアクチュエータ12が故障していると判断し、アクチュエータ電源回路50に出力を停止させ(ステップS25)、処理を終了する。また、電流値が所定値に達しない場合(ステップS24;No)、ステップS23に戻る。
【0137】また、ステップS23において、アクチュエータ電流の電流値が増加していない場合(ステップS23;No)、CPU40は、ポイントAを検出し(ステップS26)、アクチュエータ電流の電流値が減少しているか否かを判別し(ステップS27)する。
【0138】ここで、アクチュエータ電流の電流値が減少している場合(ステップS27;Yes)、ステップS27を繰り返し実行し、また、アクチュエータ電流の電流値が減少していない場合(ステップS27;No)、CPU40は、ポイントBを検出し(ステップS28)、応答時間であるタイマカウントB(sec)を確定する(ステップS29)。
【0139】次に、CPU40は、時間Bと時間Tonとの差の絶対値X(msec)が予め定められた所定値Y(msec)より大きいか否かを判別する(ステップS30)。ここで、時間Tonは、前回ソレノイドをONした際の応答時間、または平均的な負荷及び温度環境である標準状態での応答時間であり、所定値Y(msec)と同様にRAM42内に記憶されている。
【0140】そして、時間Bと時間Tonとの差の絶対値X(msec)が所定値Y(msec)より大きい場合(ステップS30;Yes)は、その機構において負荷変動や温度変動等の環境変化があったと判断して、CPU40は、時間Tonを時間Bに書き換え、また前記補正パルス数aをa’に書き換えて(ステップS31)、処理を終了する。また、時間Bと時間Tonとの差の絶対値Xが所定値Y以下の場合(ステップS30;No)、処理を終了する。
【0141】ここで、a’は、時間Bと時間Tonとの差X(msec)に相当するパルス数を補正した値であり、B<Tonの時は、例えば、以下の式(1)によってa’が求められる。
「a’=X(msec)/(ミシン速度*1回転あたりのミシン上軸角度検出信号のパルス数)+a」…式(1)
【0142】また、B>Tonの時は、例えば、以下の式(2)によってa’が求められる。
「a’=−X(msec)/(ミシン速度*1回転あたりのミシン上軸角度検出信号のパルス数)+a」…式(2)
【0143】以上の制御によって、RAM42内に記憶されている時間Tonには、実際の応答時間が記録され、また、補正パルス数aも実際の応答時間に合わせた値が記録されて次回の制御に活用される。この様にアクチュエータの応答時間が遅くなった場合は、パルス数が小さくなり早めにソレノイドをONし、応答時間が早くなった場合は、パルス数が大きくなり遅めにソレノイドをONすることで常に止め縫いの縫い目が合うように返し縫い機構を制御できる。
【0144】以上、環境変化に対する応答時間の変化が大きいソレノイドをONする場合について説明した。同様に、ソレノイドをOFFする際においても、上述したような処理は可能であるが、説明は省略する。
【0145】図9を参照して、返し縫いアクチュエータ12の返し縫いソレノイド12aの動作について説明する。
【0146】時刻t1において、縫い始めから設定した針数(例では、4針)の1針手前の針棒下位置信号からミシン上軸角度検出信号のパルス数をカウントし始める。そして、時刻t1からRAM42に保存された補正パルス数aをカウントした時刻t2において、CPU40は、「返し縫いソレノイド動作信号」を“ON”にして、返し縫い機構を動作させる。
【0147】次に、時刻t3において、CPU40のアクチュエータ応答時間計測手段によって時刻t2からポイントBまでの時間(応答時間B)が計測される。ここで、応答時間Bと時間Tonとの差の絶対値と、RAM42内に保存されている所定値とが比較され、その差が所定値よりも大きければ、RAM42内のTonと補正パルス数aを書き換える。そして、時刻t4において、返し縫い機構を動作後、設定した針数(例では、4針)の1針手前の針棒下位置信号からミシン上軸角度検出信号のパルス数をカウントし始める。
【0148】さらに、時刻t4からRAM42に保存された補正パルス数b分だけ時間が経過した時刻t5において、CPU40は、「返し縫いソレノイド動作信号」を“OFF”にして、返し縫い機構を復帰(戻し)動作させる。
【0149】以上のように、CPU40は、「アクチュエータ駆動信号」の“ON”からのアクチュエータ応答時間と、RAM42内に記憶された時間Tonとの差が、所定値よりも大きければ、機構負荷変動、室温変化、および電圧変化等のように作業環境が変化したとして、RAM42内の所定値を書き換えるため、次回のアクチュエータの動作、またはこのアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作の制御に活用させることができる。さらに、作業環境が変化する度にオペレータによって設定の変更をする必要がなく、また、最短のサイクルタイムでミシンを稼動させることができるため、ミシンの稼働率を向上させることができる。
【0150】なお、本実施の形態においては、一般的な工業用ミシンの、押え上げ機構および返し縫い機構について説明したが、家庭用ミシンを含む種々のミシンにおけるアクチュエータ(ソレノイド)を使用した機構に対して適用することが可能である。
【0151】また、工業用ミシンにおいて、具体的な細部構造においても適宜変更可能である。例えば、図3ではアクチュエータ電流検出部53をアクチュエータ電源平滑部52とアクチュエータ電源制御部54の間に配置しているが、アクチュエータ電流を検出可能な場所ならばどこに配置しても良い。
【0152】また、前記説明では一般的なミシンを例としたため、各アクチュエータが同時に駆動されることが無いために、1個のアクチュエータ電流検出部53によって全てのアクチュエータの電流を検出しているが、各アクチュエータ毎に電流検出部を設けることも可能である。
【0153】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、アクチュエータの駆動または開放動作時に検出されたアクチュエータの動作完了時期を、アクチュエータの動作、またはこのアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作の制御に活用させることによって、最短のサイクルタイムでミシンを稼動させることができ、ミシンの稼働率を向上させることができる。
【0154】請求項2記載の発明によれば、アクチュエータの駆動または開放動作時に計測されたアクチュエータの応答時間を、次回のアクチュエータの動作、またはこのアクチュエータの動作に続く他の電気的駆動手段の動作の制御に活用させることによって、機構負荷変動、室温変化、および電圧変化等のように作業環境が変化する度にオペレータによって設定の変更をする必要がなく、また、最短のサイクルタイムでミシンを稼動させることができるため、ミシンの稼働率を向上させることができる。
【0155】請求項3記載の発明によれば、返し縫いアクチュエータの応答時間を、次回の返し縫いアクチュエータの動作の制御に活用させることによって、機構負荷変動、温度変化、および電圧変化等の環境変化に追従したタイミング補正等の制御が可能となり、オペレータによる面倒な設定変更を伴わずに、美しい縫い目を常に提供することができる。
【0156】請求項4記載の発明によれば、布押え用アクチュエータの動作完了時期を、ミシン主軸モータの起動制御に活用させることによって、オペレータによる面倒な設定変更を伴わずに、機構負荷変動、温度変化、および電圧変化等の環境変化に追従した起動タイミングの補正等の制御が可能となる。
【0157】また、布押えが下降動作を完了した後にミシン主軸モータが起動するので、布を完全に押さえる前にミシンが回転し縫い不良等を起こさないため、より確実な縫製動作を実行することができる。
【0158】請求項5記載の発明によれば、布押えの上昇が終了するまでは次のミシンの起動が禁止されるので、布押え上昇動作中に誤ってミシンペダルを踏み込んでもミシンが起動されないため、針が布に貫通して縫製が終了した布を取り出せなくなるという問題の発生を防ぐことができ、より確実な縫製が可能となる。




 

 


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