JPH0492696A - 柄合わせ加工機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、柄合わせ加工機械に関し、例えば２枚の加工
布に描かれた柄が一致するように２枚の加工布を縫合す
る柄合わせミシン等に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の柄合わせミシンとして、特開昭６０−１
５３８９６号公報に記載のものが知られている。この柄
合わせミシンは、重ね合わせた２枚の加工布の縫いつけ
位置より手前に各加工布用の光学式センサを各々設けて
いる。これらのセンサにより２枚の加工布からの反射光
を各々検出する。反射光は、各加工布に描かれた柄に起
因して光度変化を生ずる。従って加工布の送りに同期し
て反射光を検出すると、柄に応じた光度変化パターンが
検出される。このパターンを比較してそのパターンのず
れから柄ずれ量を計算し、その柄ずれ量が減少するよう
に２枚の加工布の相対送り量を調整して自動的に柄合わ
せを行なっている。

一方、特開平１−１９２３８７号公報に記載された柄合
わせ加工機械は、Ｒ，Ｇ、　　Ｂカラーセンサにより各
色の色差信号を検出し、この色差信号から色の有無を抽
出して、柄ずれ量を計算する機構を備えていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の柄合わせ加工機械では、加工布の
柄の光学的情報として、色の明るさを示す明度及び色の
濃さを示す彩度のみしか検出できす、色の種類を示す色
相を検出することができなかった。このため、明度及び
彩度が等しく、色相のみが異なる柄をもつ加工布の柄ず
れ量を正確に検出できないといった問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、色の種類をも判断して柄ずれ量を算出するこ
とにより、明度及び彩度か等しく、色相のみが異なる柄
をもつ加工布に対しても、柄ずれ量を正確に検出する柄
合わせ加工機械を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明の柄合わせ加工機械
は、第１図に例示するように、同一の柄が描かれた２枚
のシート状部材を重ね合わせて結合する加工手段と、 重ね合わせた前記２枚のシート状部材の柄のすれ量を検
出する柄ずれ量検出手段と、 該検出された柄のずれ量に従って、前記２枚のシート状
部材の柄が一致するように、該２枚のシート状部材を前
記加工手段に移送する移送手段と、を備えた柄合わせ加
工機械において、 前記柄ずれ量検出手段は、 前記移送される２枚のシート状部材の一方からの光を受
けて、各々異なった色相の光の強度を検出する第１の検
出手段と、 前記２枚のシート状部材の他方からの光を受けて、各々
異なった色相の光の強度を検出する第２の検出手段と、 前記第１、第２の検出手段によって検出された異なった
光の強度を、色の種類を表わす情報に変換する色相検出
手段と、 該検出された色の種類に関する情報に基づいて前記柄の
ずれ量を算出する柄ずれ量算出手段と、を備えたことを
特徴とする。

［作用］ 上記構成を有する本発明の柄合わせ加工機械は、重ね合
わせた前記２枚のシート状部材の柄のずれ量を検出する
柄ずれ量検出手段により検出し、検出された柄のずれ量
に従って、前記２枚のシート状部材の柄が一致するよう
に、２枚のシート状部材を移送手段により移送し、加工
手段により結合する。しかも、第１、第２の検出手段に
よって検出された異なった光の強度を、色相検出手段に
より色の種類を表わす情報に変換し、検出された色の種
類に関する情報に基づいて　柄ずれ量検出手段により前
記柄のずれ量を算出する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本発明の一実施例である柄合わせミシンの概略
構成図である。１は縫い針であり、ミシンモータ２によ
って駆動されて上下に往復運動されるように構成されて
いる。また、上下運動と水平運動とが組合わさった第３
図に示す矢印Ｂの運動を行なう下送り歯４と、同様に上
下運動と水平運動とが組合わさった図矢印Ｃの運動を行
なう上送り歯６とが設けられており、下送り歯４と上送
り歯６とは、ともに前記ミシンモータ２により駆動され
るようになされている。さらに、布押え足８によって２
枚の加工布１０．１２を上から押さえるようになされて
おり、前記縫い針ｌ、下送り歯４、上送り歯６の各運動
が同期して実行されて、２枚の上下加工布１０．１２が
縫製されて図矢印Ａ方向に送り出されるように構成され
ている。

尚、１周期あたりの下送り歯４の図矢印Ａ方向の下送り
量は、図示しない調整機構によって調整できるように構
成されており、この下送り歯４の下送り量は、ポテンシ
ョメータ１４によって検出される。１周期当りの上送り
歯６の図矢印へ方向の上送り量は、ステップモータ１５
の回転に応じて調整できるように構成されている。即ち
、下送り歯４の下送り量を変更して、縫製ピッチを調整
し、これに対して、上送り歯６の上送り量をステップモ
ータ１５により変更して、上加工布１０の送り速度を上
加工布１２の送り速度に対して相対的に変更し、雨上下
加工布１０．１２の送り速度を相対的に調整できるよう
になしている。

また、縫い針１の針下信号、針上信号を出力する針位置
検出センサ１６．１８と、前記ミシンモータ２の回転に
同期して信号を出力する回転同期センサ２０も設けられ
ている。さらに、足踏みペダル２２の踏み込みに応じた
信号を発生する発生回路２４が設けられている。この発
生回路２４からは、足踏みペダル２２の前が踏まれたと
きには起動信号が、足踏みペダル２２が踏み込まれてい
ないときには停止信号が、そして足踏みペダル２２の後
ろが踏まれたときには周知の糸切り動作実行を指令する
糸切り信号がそれぞれ出力される。

前記上下加工布１０．１２は、所定間隔で積層された３
枚の布ガイド板２６．２８．３０をそれぞれ通過するよ
うになされている。下の布ガイド板２６には、その他の
布ガイド板２８．３０にそれぞれ形成された長穴を挿通
ずるピン３２．３４か立設されており、ピン３２．３４
は２枚の上下加工布１０．１２の端縁に当接して送り方
向に対する横方向のずれを規制する。

そして、真ん中の布ガイド板２８には、上下加工布１０
．１２の柄情報を検出するための検出部３６が組み込ま
れている。この検出部３６の先端部は、第４図に示すよ
うに、プリズム体３８．４０を備えており、プリズム体
３８．４０の反射を利用して上下加工布１０．１２に対
して光を投射するとともに、上下加工布１０．１２表面
で反射された光を同じくプリズム体３８．４０の反射を
利用して入射するものである。また、検出部３６は、第
５図に示すように、内部に光ファイバ束４２を備えてお
り、検出部３６端部からの光ファイバ束４２は制御ボッ
クス４４に接続されている。

光ファイバ束４２は一組の投光用ファイバ４６、二組の
受光用ファイバ４８．５０から構成されており、それぞ
れ投光部５２、受光部５４に通じている。投光用のファ
イバ４８．５０はそれぞれ上加工布１０用、上加工布１
２用のものである。投光部５２には、投光用ファイバ４
６の端面にレンズ５６を介して白色光を投射する光源５
８が設けられている。受光部５４には、受光用ファイバ
４８．５０端面からの光をそれぞれ受光する上加工布１
０用のカラーセンサ６０及び上加工布１２用のカラーセ
ンサ６２が設けられている。これらのカラーセンサ６０
．６２は、第６図に示すように、入射窓に赤色（Ｒ）、
青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）の光を高い感度で透過する色フ
ィルタが設けられた複数のフォトダイオードから構成さ
れる。色フィルタは受光範囲が広がるように同じ色相の
ものを離して配置されているので、受光用ファイバ４８
．５０端面からの光か多少ずれてカラーセンサ６０゜６
２に投射されても、各色相の光を効率よく検出できる。

従って、光源５８から投射された白色光は、投光用ファ
イバ４６を介して検出部３６先端のプリズム体３８．４
０で反射されて上下の加工布１０゜１２に投射される。

上下の加工布１０．１２で反射された光は投射と同じ光
路を逆にだとってカラーセンサ６０．６２で３原色に分
解されて受光される。カラーセンサ６０．６２の出力は
同じく制御ボックス４４内に設けられた電子制御回路１
００に入力される。

操作パネル６４には、文字や数字等を表示する液晶表示
部６６、柄ピッチの変更を指示する柄ピッチ変更キー７
４、柄ピッチの変更が指示されたときに液晶表示６６に
表示される数字をインクリメントするインクリメントキ
ー７６及びデクリメントするデクリメントキー７８が設
けられている。

前記ミシンモータ２、ステップモータ１５、回転同期セ
ンサ２０、ポテンショメータ１４、針位置検出センサ１
６．１８、発生回路２４、カラーセンサ６０．６２、操
作パネル６４は電子制御回路１００に接続されている。

この電子制御回路１００は、周知のＣＰＵ１０２、制御
用のプログラムやデータを予め格納するＲＯＭ１０４．
読み書き可能なＲＡＭ１０６に、入出力回路としての駆
動回路１０８．１１０、アナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータ１１２がコモンバス１１４を
介して相互に接続されて構成されている。ＣＰＵ１０２
は、回転同期センサ２０、ポテンショメータ１４、針位
置検出センサ１６．１８、発生回路２４、カラーセンサ
６０．６２、操作パネル６４からの信号を入力し、これ
らの信号、ＲＯＭ１０４．ＲＡＭ１０６内のプログラム
やデータ等に基づいてＣＰＵ１０２は、駆動回路１０８
．１１０を介してミシンモータ２、ステップモータ１５
に駆動信号を出力する。

次に、電子制御回路１００で行なわれる柄合わせ制御ル
ーチンについて、第７図及び第８図に示すフローチャー
トによって説明する。

はじめに、回転同期センサ２０の同期信号の立ち下がり
によって実行される第８図の割り込み処理ルーチンから
説明する。回転同期センサ２０からは縫い針１、下送り
歯４等の動作に同期した所定のパルス信号が出力され、
このパルス信号に基づいて割り込み処理ルーチンが繰り
返し実行される。

割り込み処理ルーチンでは、回転同期センサ２０からの
同期信号が上下加工布１０．１２の送り作動範囲内のも
のであるかとうか、即ち縫い針１が上昇して下送り歯４
、上送り歯６により上下加工布１０．１２を送給中であ
る送り作動範囲内であるかとうかを調べ、送り作動範囲
内のものでないときは、何も実行せず、本ルーチンを終
えて柄合わせ制御ルーチンの処理に戻る（ステップ２０
０、以下５２００という。以下同様）。回転同期センサ
２０からの同期信号が送り動作範囲内の時には、カラー
センサ６０，６２で検出されてＡ／Ｄコンバータ１１２
でアナログ−デジタル変換された６個の色信号（上加工
布１０の赤、青、緑の色信号と上加工布１２の赤、青、
緑の色信号）を１組の色信号データとしてＲＡＭ１０６
に記憶しく５２０３）、色信号データ個数Ｃの値を１イ
ンクリメントしてから（Ｓ２０６）、メインルーチンに
戻る。この結果、下送り歯４と上送り歯６とにより上下
加工布１０，１２が第１図矢印へ方向に送給中であると
きに検出された色信号データのみが、ＲＡＭ１０６の所
定の領域に蓄積される。

次に、柄合わせ制御ルーチンについて第７図によって説
明する。この柄合わせ制御ルーチンは適時繰り返し実行
される。

まず、縫製者は、予め柄ピッチ変更キー７４をオンして
からインクリメントキー７６、デクリメントキー７８を
操作することにより、任意の規定長さＬｇを設定するこ
とができる（通常、この規定長さＬｇは実際のからピッ
チより若干長めに設定される）。そして、柄合わせ制御
ルーチンを実行し、柄ピッチ変更キー７４の状態を読み
込み、柄ピッチ変更キー７４がオンされていないときに
は規定長さＬｇの変更を行わずに次の処理に進むが、オ
ンされているときには（Ｓ３００）、縫製者によって設
定された規定長さＬｇを読み込み（Ｓ３１０）、規定個
数Ｃｍの演算を行う（Ｓ３２０）。この規定個数Ｃｍは
、規定長さＬｇを３０　［ｍｍ］　、送り量を２　［ｍ
ｍ］に設定したとき、送り作動範囲内の同期信号の数が
１０［パルス］であることから、 １０　［パルスコＸ３０　［ｍｍ］　／２　［ｍｍ］を
演算することによって１５０個と決定される。

続いて、ＲＡＭ１０６に割り当てられた制御回数に２魚
信号データ個数Ｃ１前回の柄ずれ量Ｄｐの値をクリアす
る（Ｓ３３０，５３４０，５３５０）。その後、ＣＰＵ
１０２は、上下２枚の加工布１９．１２がセットされ（
３３６０）、操作ペダル２２の前が踏み込まれ発生回路
２４を介して起動信号が入力されるまで待ち続け（Ｓ　
３７０）　。

上下２枚の加工布１０，１２かセットされ操作ペダル２
２が踏み込まれると、ミシンモータ２を駆動してミシン
を運転する（Ｓ　３８０）。

縫い針ｌに糸を通してミシンを運転しているときには、
上下加工布１０．１２が重ね合わされて縫製される。そ
して、ミシン運転中には、ミシンモータ２の回転に同期
して前述した割り込み処理ルーチンが実行され、ＲＡＭ
１０６の所定の領域に順次新しい色データか蓄積される
。後述する処理の実行により設定される制御回数ＫがＯ
であって（Ｓ３９０）、色信号データ個数Ｃが規定個数
Ｃｍに達していないときには（Ｓ４００）、前記３６０
〜４００の処理を繰り返し実行し、上下加工布１０，１
２をそのまま重ねて縫製して、色信号データを蓄積する
。規定個数Ｃｍに達すると初めて次の柄合わせ処理に移
行する（Ｓ３９０，５４００）。後述する処理の実行に
より、蓄積した色信号データから柄ずれｉＤが算出され
ると（Ｓ４６０）、前記５３８０の処理の実行で、この
柄ずれｉＤの絶対値が減少する方向に、ステップモータ
１５を駆動して上送り歯６の上送り量を調整する。例え
ば、上加工布１０が上加工布１２よりも進んでいるとき
には、上送り歯６の上送り量を減らして上下加工布１０
．１２の柄が重なり合うように制御する。

次に、ＲＡＭ１０６の所定領域に蓄積されている最新の
色信号データから規定個数Ｃｍ手前までの色信号データ
を読み込み（Ｓ４１０）、カラーセンサ６０によって検
出されたＲ、Ｇ、Ｂの色信号データから、以下の演算に
より色信号の明度成分り及び色相と彩度を含んだ成分Ａ
、Ｂを抽出する（Ｓ　４２０）。

Ｘ＝　（０，６２＊Ｒ＋０．１７＊Ｇ＋０．１８＊Ｂ）
１０．９８ Ｙ＝　（０，３１＊Ｒ＋０．５９＊Ｇ＋０，１１＊Ｂ）
／１．　１８ Ｚ＝０．０６６＊Ｇ＋１．０２＊Ｂ Ｌ＝１１６＊Ｙ１／３−１６ Ａ＝５００　＊　（ＸＩ／３−Ｙｌ／３）Ｂ＝２００＊
　（Ｙｌ／３−Ｚｌ／３）ここで、カラーセンサ６０に
よりとらえられた上加工布１０上のある一領域の色３０
０か人間の目に与える色成分は、第９図に示すように、
加工布の明るさ、いわゆる明度成分り、加工布の色の濃
さ、いわゆる彩度成分５＝ （Ａ２＋Ｂ２）　１／２．及び加工布の色の種類、いわ
ゆる色相成分θ（＝　ｊ　ａ　ｎ−１（Ｂ／Ａ）　）の
３要素により表わされ、上述の演算により得られた明る
さ成分、色の濃さ成分、色の種類成分は人間の目に対し
独立な色要素として認識される。従って、前記の上加工
布１０の色３００と上加工布１２の色３０１の色の違い
はり、Ａ、Ｈの３つの直交軸で構成される３次元空間に
おける距離３０２として表わされる。

第１０図（ａ）　〜（ｍ）は上下加工布１０．１２が同
一の明るさ及び色の濃さをもつ柄で構成された場合にお
ける、色要素及び柄ずれ量の演算方法を示したものであ
る。

第１０図（ａ）は同一の明るさ及び色の濃さをもつ上下
加工布１０．１２において、上加工布１２に対し上加工
布１０が進み方向にずれている場合を表わしており、上
記演算により上加工布１０のり、　Ａ、　　Ｂの波形（
これをＬｕ、Ａｕ、Ｂｕと表す）はそれぞれ同図（ｂ）
、　　（ｃ）、　　（ｄ）のように得られる。ここで、
上加工布１０の色の彩度は同図（ｅ）に示すように柄検
出領域において一定値となる。同様に上加工布１２に対
してもＬｄ、Ａｄ、Ｂｄの波形が上記演算により生成さ
れる。

こうして上下加工布１０．１２毎に得られたＬＡ、Ｂの
波形に基ついて、柄ずれ量の計算を次のようにして行な
う（Ｓ　４６０）。

まず、上加工布１０と上加工布１２の各成分の差を以下
のように算出する。

△Ｌ＝Ｌｕ−Ｌｄ　　　　△Ａ＝Ａｕ−ＡｄΔＢ＝Ｂｕ
−Ｂｄ 第１０図（ｆ）、　　（ｇ）、（ｈ）にはそれぞれ△Ｌ
、△Ａ２△Ｂの大きさが、規定個数だけのデータについ
て、斜線で示されている。

次に、上下加工布１０．１２間の色の違い、すなわち色
の差は、Ｌ、Ａ、Ｂの直交軸で構成される空間の距離 Ｄｃ＝　（ｐ＊△Ｌ２＋ｑ＊△Ａ２＋ｒ＊△Ｂ２）１／
２ により演算される。ここで、ｐ、ｑ、ｒは正の補正係数
で、これらの値は予め実験により求められる。さらに、
上記Ｄｃを８４２０で得られた規定個数だけのデータの
それぞれについて計算し、その総和ＳＤｃが求められる
。

次に、上加工布１０のＬｕ、Ａｕ、Ｂｕと、上加工布１
２のＬｄ、Ａｄ、Ｂｄのデータを相対的にずらしながら
上記総和ＳＤｃが繰り返し計算され、この総和ＳＤｃか
最小となる場合に上下加工布１０，１２をずらした距離
から、ずれの方向及びずれ量りが計算される。第１０図
に示す加工布の場合では、同図（ｊ）〜（ｍ）に示すよ
うに、上加工布１２に対して上加工布１０を距離りだけ
右にすらした場合にＬｕ、Ａｕ、ＢｕとＬｄ、　Ａｄ、
Ｂｄが重なって上記総和ＳＤｃか最小となり、これによ
り上加工布１２に対し上加工布１０がずれ量りだけ進ん
でいると計算される。

５４６０で求められたずれ量りを小さくするように、こ
こでは上加工布１０の送り量が調節される。つまり、ず
れ！ＬＤに対するＰＩＤ制御にてステップモータ１５の
回転位相が調節され、上加工布１０の送り量が調整され
る。即ち、ずれ量に比例したＰ成分、ずれ量の積算に比
例した■成分及びずれ量の変化に比例したＤ成分からな
る送り量を計算し、ステップモータ１５の回転位相をそ
の送り量に相当する位置に回転させることにより送り量
を設定する（Ｓ４７０）。

次に今回の制御が完了したので制御回数Ｋをインクリメ
ントする（８４８０）。次に処理はステップ８３６０に
戻る。以下上述の処理か繰り返し行なわれる。

以上詳述したように、本実施例では、明度、彩度、色相
情報といったような人間の目の色に対する感覚を表わす
情報に基づいて上下加工布の柄ずれ量を算出するよう構
成されているので、作業者は、柄ずれ検出に対する光学
的情報を選択する必要がなく、無調整で柄ずれ検出が可
能となる効果がある。

尚、本発明は、以上詳述した実施例に限定されることな
く、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加
えることかできる。

例えば、本実施例では上下加工布１０．１２間の色の差
をり、Ａ、Ｂで表わされた空間での距離でＤｃとして演
算していたが、この距離としてＤＣの二乗を用いたり、
△Ｌ、△Ａ、ΔＢ各々の絶対値の総和、等を用いたりし
てもよい。また、色の差を演算する際に、補正係数ｐ、
ｑ、ｒの大きさを適当に選ぶことにより明度成分の柄ず
れを主として検出したり、色成分の柄ずれを主として検
出したり、色成分として、Ａ、　　Ｂを彩度Ｓと色相θ
とに分解して表現し、上下加工布１０．１２の彩度の差
、色相の角度差で、彩度または色相成分の柄ずれを主と
して検出したりする構成としてもよい。

また、色信号データから、Ｌ、Ａ、Ｂ成分への変換を８
４２０で行うかわりに割り込みルーチンの８２０３で行
なったり、５４２０の前に色信号データを平滑化するこ
とにより柄検出時のノイズ等を低減するよう構成しても
よい。

本実施例では、人間の目に与える色に対する感覚を示す
色要素を、Ｌ、Ａ、Ｈの座標を用いて表わしだが、これ
と類似の座標を用いて色の違いを演算するように構成し
てもよい。

更に、カラーセンサにより検出された色信号から前記色
要素への変換を本実施例のようにソフトウェアにより行
なうかわりに、ハードウェアまたは光学的に行なう構成
とすることも可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、色の種類に関する情報に基づいて上下加工布の柄ずれ
量を算出するよう構成されているので、明度及び彩度が
等しく、色相のみが異なる柄をもつ加工布であっても、
加工布の柄ずれ量を正確に検出でき、正確に柄を合わせ
て２枚の加工布を結合できるという優れた効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図から第１０図までは本発明を具体化した実施例を
示すもので、第１図は、本発明のクレーム対応図、第２
図は本実施例の柄合わせミシンの概略構成図、第３図は
本実施例の柄合わせミシンの縫製の要部を説明する拡大
断面図、第４図は検出部先端構造の説明図、第５図は検
出部内部構造の説明図、第６図はカラーセンサの色フィ
ルタの説明図、第７図（ａ）、　　（ｂ）は本電子制御
回路において行われる柄合わせ制御ルーチンを示すフロ
ーチャート、第８図は割り込みルーチンを示すフローチ
ャート、第９図は人間の目に与える色要素及び色の違い
を説明する説明図、第１０図（ａ）は上下加工布の柄の
状態を示した説明図、同図（ｂ）〜（ｅ）は上加工布の
色要素のデータ、同図（ｆ）〜（ｍ）は上下加工布の色
要素のデータ及びずれ量の演算方法を示した説明図であ
る。 図中、 １　・ ６・ １２・ １００・ である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、同一の柄が描かれた２枚のシート状部材を重ね合わ
   せて結合する加工手段と、 重ね合わせた前記２枚のシート状部材の柄のずれ量を検
   出する柄ずれ量検出手段と、 該検出された柄のずれ量に従って、前記２枚のシート状
   部材の柄が一致するように、該２枚のシート状部材を前
   記加工手段に移送する移送手段と、を備えた柄合わせ加
   工機械において、 前記柄ずれ量検出手段は、 前記移送される２枚のシート状部材の一方からの光を受
   けて、各々異なった色相の光の強度を検出する第１の検
   出手段と、 前記２枚のシート状部材の他方からの光を受けて、各々
   異なった色相の光の強度を検出する第２の検出手段と、 前記第１、第２の検出手段によって検出された異なった
   光の強度を、色の種類を表わす情報に変換する色相検出
   手段と、 該検出された色の種類に関する情報に基づいて前記柄の
   ずれ量を算出する柄ずれ量算出手段と、を備えることを
   特徴とする柄合わせ加工機械。