JPH0156796B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動ししゆうミシンその他自動ミ
シンにおける動作制御装置に関し、特に様々な特
殊動作の切換え時点を制御するものに関する。

従来技術 特公昭57−30414号においては、自動ししゆう
機等における特殊動作切換え時点を決定する方法
が開示されている。そこでは、ミシン主駆動軸の
角度増分に応じて常に変化する複数のビツトパタ
ーンを供給する角度符号器（つまりアブソリユー
トロータリエンコーダ）を用いてミシン主軸の角
度情報を得、この複数ビツト角度情報と予めプロ
グラムした種々の角度位置を表わす複数ビツトパ
ターンとを比較し、これらのパターンが一致した
とき、それに対応する特殊動作を命令する信号を
送出するようにしている。しかし、この方法では
複数ビツトパターンを供給する角度符号器を用い
ているため、角度符号器と電子制御装置との間の
配線数が増加す、という問題があつた。また、回
転パルス信号発生器（インクリメンタルロータリ
エンコーダ）を用いてこの出力パルスをカウント
することにより複数ビツトの角度情報を得ること
も示されているが、この場合は配線数を節約する
ことができるにしても、停電あるいは瞬時的な電
源切れによつてカウント内容がクリアされてしま
うことがあるという問題があつた。

また、上述の従来装置では、予めプログラムし
た複数ビツトパターンを記憶する記憶装置と、ビ
ツトパターンの一致を検出するための比較装置の
両方が必要であつたため、回路構成が増し、コス
ト高になるという問題があつた。

更に、従来の装置では、特殊動作の切換え時点
決定に際してミシン主駆動軸の速度を全く考慮さ
れていず、そのため例えば主駆動軸の停止制御に
おいては速度が変動すると実際に停止するまでの
すべり量も変動するため停止位置決めが不正確に
なるという問題があつた。

発明の目的 この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、
ミシン主軸角度を検出するための検出器と制御装
置との間の電気的接続を簡素化すると共に、停電
に無関係にアブソリユートな角度検知を可能に
し、かつ、格別の比較装置を必要とすることなく
特殊動作切換え時点の決定を行ない得るようにし
た自動ししゆうミシンその他自動ミシンにおける
動作制御装置を提供しようとするものである。

発明の概要 この発明に係る動作制御装置は、基準交流信号
に対して前記ミシン主軸の角度に応じた電気的位
相ずれを示すアナログ交流信号を出力する位相シ
フト型検出器を用いてミシン主軸の角度を検知す
ることにより、検出器から制御装置への電気的接
続を１本のアナログ交流信号出力線で実現すると
共に、この出力アナログ交流信号の基準交流信号
に対する電気的位相ずれ量がアブソリユートで主
軸角度を特定していることによつて停電等に無関
係なアブソリユートな角度検知を可能にしたもの
である。検出器の出力アナログ交流信号の電気的
位相ずれ分はデイジタル変換され、記憶装置のア
ドレス入力として用いられる。この記憶装置は、
ミシンの各種動作を命令する情報を夫々所定のア
ドレスに予め記憶しており、アドレス入力された
デイジタル値（これはミシン主軸角度に対応して
いる）に従つて対応するアドレスから動作命令情
報を読み出す。こうして読み出された動作命令情
報に従つてミシンの動作が制御される。

この発明の別の観点によれば、前記電気的位相
ずれ分のデイジタル変換値をサンプリングして一
時記憶し、この記憶を利用してサンプリングタイ
ミングが隔つた２つの前記デイジタル変換値の差
を求め、これによりミシン主軸の回転速度を特定
し、特定した速度に応じて前記電気的位相ずれ分
のデイジタル変換値を増減変更し、速度に応じた
進角補償を行なう。こうして進角補償したデイジ
タル変換値を動作命令語のアドレス入力として用
いる。これにより、動作命令語の読み出し角度が
速度に応じて進められる（進角）または遅らされ
る（遅角）ことになり、速度に応じた要因（例え
ばすべり量）が考慮されて動作切換時点が決定さ
れる。このような速度に応じた進角（尚、進角と
いう用語には事実上の遅角も含めるものとする）
補償はミシン主軸の停止制御に適している。

実施例 以下添付図面を参照してこの発明の一実施例を
詳細に説明しよう。

第１図において、位相シフト型検出器１はミシ
ン主軸２に直接または間接的に連結され、該主軸
２の回転角度をアナログ的に検知する。すなわ
ち、基準交流信号sin ωt（またはcos ωt）に対し
てミシン主軸２の角度θに応じた電気的位相ずれ
を示すアナログ交流信号sin（ωt−θ）を出力する
ものである。変換器３は検出器１から出力された
アナログ交流信号sin（ωt−θ）における電気的位
相ずれ分θをデイジタル変換するものであり、こ
の電気的位相θに対応するデイジタル値D〓を出
力する。記憶装置４は、ミシンの各種動作を命令
する情報を夫々所定のアドレスに予め記憶したも
のであり、変換器３の出力デイジタル値D〓をア
ドレス入力としてそれに対応するアドレスから動
作命令情報を読み出す。記憶装置４から読み出さ
れた動作命令情報はデコーダ５でデコードされ、
そのデコード出力に従つて命令語に対応する動作
が実行される。

ミシンの各種特殊動作に対応する主軸角度タイ
ミングとしては、上糸切れ検査タイミング（上糸
が切れているか否かを調べるべき主軸角度タイミ
ング）、下糸切れ検査タイミング（下糸に関する
上記と同様のタイミング）、停止位置タイミング
（主軸を停止すべきときその停止角度、例えば上
死点、を示す角度タイミング）、下位置タイミン
グ（主軸を停止すべきとき利用する角度タイミン
グ）であつて、この下位置を越えて上記停止位置
に至つたとき停止するよう制御するために利用さ
れる）、ししゆう枠移動開始タイミング（ししゆ
う枠の移動を開始すべき角度タイミング）、しし
ゆう枠移動停止制御タイミング（少くとも主軸が
この角度を越えたときししゆう枠の移動を行なつ
てはならないことを示す角度タイミング）、ジヤ
ンプタイミング（主軸から針棒をフリーにすると
き針棒の動きを停止する角度タイミング）、ゼロ
位置タイミング、その他があり、これらの角度タ
イミングに対応するアドレス位置にそれに対応す
る上述の如き特殊動作を命令する情報が記憶装置
４において記憶されている。記憶装置４はリード
オンリーメモリ（ROM）またはランダムアクセ
スメモリ（RAM）その他記憶回路から成る。
RAMの場合、破線のようにプログラマ６を書き
込み時に取付け、任意の各種動作に対応する情報
を任意のアドレス（角度）にプログラムすること
ができる。その場合、所望の角度に設定した主軸
２の角度に対応するデイジタル値D〓をRAMの書
き込みアドレスとして使用すること（いわゆるテ
イーチング）もできる。

位相シフト型検出器１としては、第２図に示す
ような可変磁気抵抗型のものや、あるいはシンク
ロ、レゾレバなどを用いることができる。

第２図において一例として示された検出器１
は、複数の極Ａ〜Ｄが円周方向に所定間隔（一例
として90度）で設けられたステータ７と、各極Ａ
〜Ｄによつて囲まれたステータ空間内に挿入され
たロータ（可動鉄心）８とを具えており、ミシン
主軸２に連動する回転がロータ８に与えられる。
ロータ８は、回転角度に応じて各極Ａ〜Ｄのリラ
クタンスを変化させる形状を成しており、一例と
して偏心円筒形である。ステータ７の各極Ａ〜Ｄ
には１次コイル１Ａ〜１Ｄ及び２次コイル２Ａ〜
２Ｄが夫々巻回されている。半径方向で対向する
２つの極ＡとＣは差動的に動作するようにコイル
が巻かれ、かつ差動的なリラクタンス変化が生じ
るようになつている。もう一方の極Ｂ，Ｄの対も
同様である。一方の極対Ａ，Ｃの１次コイル１
Ａ，１Ｃは正弦信号sin ωtで励磁され、他方の極
付Ｂ，Ｄの１次コイル１Ｂ，１Ｄは余弦信号によ
つて励磁される。その結果、２次コイル２Ａ〜２
Ｄの合成出力Ｙとして、基準信号sin ωt（または
cos ωt）をロータ８の回転角度θに応じた角度
だけ位相シフトした信号Ｙ＝sin（ωt−θ）が得ら
れるようにすることができる。

第２図には、この可変磁気抵抗型の検出器１に
対応する変換器３の一例も示されている。変換器
３では、所定の高速クロツクパルスCPをカウン
タ９でカウントし、このカウンタ９の出力にもと
づきサイン・コサイン発生回路１０で正弦信号
sin ωtと余弦信号cos ωtを夫々発生し、これを
前述の通り、１次コイル１Ａ，１Ｃ，１Ｂ，１Ｄ
に夫々印加する。２次コイル２Ａ〜２Ｄの出力信
号Ｙ＝sin（ωt−θ）はゼロロクス検出回路１１に
与えられ、この信号Ｙの電気位相角ゼロのタイミ
ングに同期してパルスＬが出力される。この回路
１１の出力パルスＬはラツチ回路１２のラツチパ
ルスとして使用される。ラツチ回路１２は回路１
１から与えられたパルスＬの立上りに応じてカウ
ンタ９のカウント出力をラツチする。カウンタ９
のカウント値が１巡する期間と正弦信号sin ωtの
１周期とを同期させることができ、そうすると、
ラツチ回路１２には基準交流信号sin ωtとセンサ
部出力信号Ｙ＝sin（ωt−θ）との電気的位相差θ
に対応するカウント値がラツチされることにな
り、これがデイジタル変換値D〓として出力され
る。

第３図にはミシン主軸２の速度に応じた進角補
償を行なう一例が示されている。変換器３から出
力されたデイジタル値D〓はミシン主軸２の角度
変化に従つてその値が時々刻々と変化するので、
その時間的変化分に従つて速度を特定することが
できる。速度検出のために、シフトレジスタ１３
と演算器１４が設けられている。１段につき１つ
のデイジタル値D〓の全ビツトをストアし得るＮ
段のシフトレジスタ１３の１段目に変換器３の出
力デイジタル値D〓が与えられる。シフトレジス
タ１３はサンプリングパルスＳによつてシフト制
御される。サンプリングパルスＳが発生したと
き、シフトレジスタ１３の１段目に変換器３から
の現在の変換値D〓がサンプリングされ、同時に
各段のデータが次段にシフトされる。こうして、
変換器３で求められたデイジタル値D〓が時間経
過に従つて次々にサンプリングされ、サンプリン
グされたものが相次いでシフトレジスタ１３に記
憶される。

変換器３の出力D〓が演算器１４のＢ入力に与
えられ、シフトレジスタ１３のＮ段目の出力D〓_N
が演算器１４のＡ入力に与えられる。演算器１４
はＡ−ＢつまりD〓_N−D〓なる引算を行ない（この
逆にＢ−Ａであつてもよい）、現在のサンプリン
グタイミングの変換値D〓とそのＮ回前にサンプ
リングした変換値D〓_Nとの差を求める。尚、演算
器１４のＢ入力に与えるデータはシフトレジスタ
１３の任意の段の出力信号であつてもよく、要す
るにＡ入力とＢ入力に加わるデータのサンプリン
グタイミングが所定回ずれていればよい。

こうして演算器１４から出力されたデイジタル
変換値の差△D〓は、サンプリングパルスＳのＮ
周期に相当する単位時間当りのミシン主軸２の角
度変位量を表わしており、速度に対応している。

進角補償のために、進角補償データメモリ１５
と加減演算器１６が設けられており、上述の速度
情報△D〓が進角補償データメモリ１５にアドレ
ス入力される。進角補償データメモリ１５は速度
を変数とする進角補償データ（この値は正負符号
付であつてよい）の関数を予め記憶したものであ
る。この関数特性は、例えばミシン主軸の速度対
慣性（停止制御開始から実際に停止するまでのす
べり量）特性に従つて設定する。

メモリ１５からは、その都度の速度情報△D〓
に応じて進角補償データｄが正負符号付きで読み
出される。演算器１６では、変換器３から出力さ
れた現在のデイジタル変換値D〓とメモリ１５か
ら読み出された補償データｄとを加算または減算
する。その結果、速度に応じた補償量だけ現在値
よりも進んだまたは遅れた見かけ上の角度情報
D〓＋ｄが演算器１６から出力される。

速度に応じた進角補償を行なうことが好ましい
特殊動作（例えばミシン主軸の停止制御に関連す
る動作）に対応する動作命令情報が第１の記憶装
置４Ａに記憶され、その必要のない動作に対応す
る情報は第２の記憶装置４Ｂに記憶される。第１
の記憶装置４Ａのアドレス信号として演算器１６
から出力された進角補償済みのデイジタル値D〓
＋ｄが用いられ、第２の記憶装置４Ｂのアドレス
信号としては第１図と同様に変換器３からのデイ
ジタル値D〓が直接用いられる。各記憶装置４Ａ，
４Ｂから読み出された命令語はデコーダ５Ａ，５
Ｂで夫々デコードされる。尚、サンプリングパル
スＳとしては所定クロツクまたは変換器３内のラ
ツチ回路１２（第２図）のラツチパルスＬを用い
ることができる。

第３図の構成により、ミシン主軸２の速度に応
じた補償データｄの分だけ記憶装置４Ａの読み出
しアドレスが実際のデイジタル値D〓（ミシン主軸
２の実際の角度）に対応するアドレスよりも進め
られ、その結果、特殊動作命令が速度に応じて早
めの角度タイミングで出力される。従つて、例え
ば、速度が早くなるほど停止位置タイミングが早
めに設定されることになり、速度に応じたすべり
量を考慮して早めに停止制御がなされ、その結
果、速度にかかわらず常にほぼ所定の停止位置で
ミシン主軸２を停止させることができるようにな
る。

ところで、変換器３から出力されたデイジタル
値D〓を主軸２の角度情報として用いれば、しし
ゆう枠（図示せず）をそのＸ−Ｙ移動量にかかわ
らず常に一定の好ましい主軸角度範囲で移動させ
るようにすることができる。そのためには、例え
ば第４図のように、枠移動速度の加減速特性を含
む関数枠移動を行なうべき一定角度範囲（例えば
0°〜240°）に対応してメモリ１７に予め記憶して
おき、変換器３の出力デイジタル値D〓（つまりミ
シン主軸２の角度情報）をアドレス入力としてこ
の関数を読み出す。読み出された関数値に乗算器
１８，１９でＸ、Ｙ移動量設定係数を夫々掛け、
その出力をししゆう枠のＸ、Ｙ軸駆動速度指令と
して用いる。この構成によつて、必らず所定角度
範囲全域でししゆう枠が移動されることになり、
その結果、移動量が大きい場合は比較的す速くし
しゆう枠が動かされ、小さい場合は比較的ゆつく
りししゆう枠が動かされることになる。従来は、
移動設定値の大小にかかわりなく最大移動量に見
合つた高速でししゆう枠を動かすようにしていた
ので、ししゆう枠の機械的応力が増し、がたつき
を来たす原因となつていた。この点、上述のよう
な本発明の応用によれば、ししゆう枠の機械的応
力を少なくすることができ、がたつきをおさえる
ことができる。

発明の効果 この発明によれば、ミシン主軸側に設けた検出
器から電気・電子的制御装置への電気的接続が１
本のアナログ交流信号出力線によつてまかなわれ
るため、配線の簡素化に寄与する。また、検出器
出力アナログ交流信号における電気位相ずれは実
質的にアブソリユート情報であるので、アブソリ
ユートにミシン主軸角度検出を行なうことができ
る。また、格別の比較装置が不要であるため、電
気回路構成が簡素化できる。更に、速度に応じた
進角補償を導入したことにより正確な主軸停止制
御が可能となる。また、主軸角度に対応したデイ
ジタル値をアドレス情報とする考え方を、ししゆ
う枠の移動制御に導入することにより枠のがたつ
きを抑制した好適な枠移動制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図、第２図は第１図で用いる検出器及び変換器の
一例を示す検出器正面略図及び変換器の電気的ブ
ロツク図、第３図はこの発明の別の実施例を示す
ブロツク図、第４図はこの発明の更に別の実施例
を示すブロツク図、である。 １……位相シフト型検出器、２……ミシン主
軸、３……変換器、４，４Ａ，４Ｂ……記憶装
置、５，５Ａ，５Ｂ……デコーダ、６……プログ
ラマ、７……ステータ、８……ロータ、１３……
シフトレジスタ、１４，１６……演算器、１５…
…進角補償データメモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ミシン主軸に関連して設けられ、基準交流信
   号に対して前記ミシン主軸の角度に応じた電気的
   位相ずれを示すアナログ交流信号を出力する位相
   シフト型検出器と、この検出器から出力されたア
   ナログ交流信号における前記電気的位相ずれ分を
   デイジタル変換する変換器と、ミシンの各種動作
   を命令する情報を夫々所定のアドレスに予め記憶
   し、前記変換器の出力デイジタル値をアドレス入
   力としてそれに対応するアドレスから前記動作命
   令情報を読み出す記憶装置とを具え、読み出され
   た動作命令情報に従つてミシンの動作を制御する
   ようにしたことを特徴とする自動ししゆうミシン
   その他自動ミシンにおける動作制御装置。 ２ ミシン主軸に関連して設けられ、基準交流信
   号に対して前記ミシン主軸の角度に応じた電気的
   位相ずれを示すアナログ交流信号を出力する位相
   シフト型検出器と、この検出器から出力されたア
   ナログ交流信号における前記電気的位相ずれ分を
   デイジタル変換する変換器と、この変換器の出力
   デイジタル値をサンプリングして一時記憶する一
   時記憶回路と、この一時記憶回路の記憶内容を利
   用してサンプリングタイミングを隔つた２つの前
   記出力デイジタル値の差を求めることにより前記
   ミシン主軸の回転速度を特定する演算回路と、特
   定した速度に応じて前記変換器の出力デイジタル
   値の値を増減変更する進角補償手段と、ミシンの
   各種動作を命令する情報を夫々所定のアドレスに
   予め記憶し、前記進角補償手段の出力デイジタル
   値をアドレス入力としてそれに対応するアドレス
   から前記動作命令情報を読み出す記憶装置とを具
   え、読み出された動作命令情報に従つてミシンの
   動作を制御するようにしたことを特徴とする自動
   ししゆうミシンその他自動ミシンにおける動作制
   御装置。