JPH0632743B2 - ミシン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、モータとミシンをベルトで結合し、前記モー
タの回転力を前記ミシンに伝達するようないわゆるベル
ト駆動形のミシンの制御装置に関するものである。

従来の技術 以下第７図を参照しながら、上述した従来のベルト駆動
形のミシン駆動システムについて説明する。

第７図において１はミシンでありモータ２とミシンプー
リ３、ベルト４、モータプーリ５を介して連結してい
る。６は制御装置、７はペダル、８は針位置を検出する
ための針位置検出器である。

以上のように構成されたミシン駆動システムの動作につ
いて以下に説明する。

まず、ペダル７が踏み込まれると、制御装置６は内蔵す
るペダルセンサー回路により前記ペダル７の踏み込み位
置を検出し、一定の踏み込み位置以上となった時点でモ
ータ２を起動し、さらに前記踏み込み位置に応じた速度
設定を行い、前記モータ２に内蔵された速度検出器から
の実速度との偏差が小さくなるように速度制御を行う。

前記モータ２の回転力はモータプーリ５、ベルト４、ミ
シンプーリ３を介してミシン１に伝達され、ミシンは起
動し、前記ペダル７の踏み込み位置に従った速度で運転
される。

次に、前記ペダル７を元の位置（以下中立位置と言う）
に戻すと、前記制御装置６は前記針位置検出器８により
検出された所定の針位置（針上位置または針下位置）に
前記ミシン１を停止させる。

発明が解決しようとする問題点 上述したように、従来のものは、前記ペダル７の操作に
従って前記モータ２の速度を制御するものであり、当然
の結果としてミシンプーリ３とモータプーリ５の大きさ
の比率によって前記ペダル７による速度設定が一定であ
っても前記ミシン１の速度は変化してしまうものであっ
た。従って、通常、前記ミシンプーリ径を測定した後に
所望のミシン速度からモータプーリ径を選択し決定する
という作業をともなう点、あるいは決定したモータプー
リの入手の困難さにより所望のミシン速度が得られない
場合があるなどの問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、前記モータプーリとミシン
プーリの比率がいかなる値であっても前記ペダルの踏み
込み位置に対するミシン速度の関係が一定となるような
ミシン制御装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のミシン制御装置
は、前記針位置信号の発生間の前記速度検出器からの速
度検出信号を計数するカウンタと、前記ペダルの踏み込
み位置に応じた速度指令信号に設定可能な乗数値を乗じ
速度設定値を出力する乗算器と、前記速度設定値に従っ
た速度になるよう制御する速度制御手段と、演算手段、
補正手段という構成を備えている。

作用 本発明は、上記した構成によって、前記演算手段が前記
カウンタの計数結果により前記ミシンプーリ径とモータ
プーリ径とのプーリ比率を算出し、さらに該プーリ比率
を前記乗数値として前記乗算器に設定し、その結果前記
速度指令信号はミシン速度を指令するようになり、前記
速度制御手段は前記速度設定値に従ったモータ速度にな
るように制御するので、いかなるプーリ比率であっても
前記速度指令信号に対してミシン速度を自動的に一定と
するような作用を有するものとなる。また、演算手段は
初期状態においては固定値を、計数が終了した時点では
演算を行い演算結果値を補正手段に与え、この補正手段
は固定値または演算結果値にモータの速度に関連した補
正値を加算し、乗算値を出力し、プーリ比率の定測が完
了する間のミシンの起動を確保する。

実施例 以下本発明の一実施例のミシン制御装置について図面を
参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例として、ミシン制御装置のブ
ロック構成図を示すものである。第１図において９は速
度設定器であり、ペダルの踏み込み量を検出しミシンの
起動指令信号Ｓ_Ｄおよびミシンの速度指令信号Ｐ_Ｓをデ
ィジタル値として出力する。１０は乗算器、１１は速度
制御回路、１２はモータ、１３は前記モータ１２の軸の
速度を検出しパルス状の速度検出信号Ｐ_Ｅを出力する速
度検出器、１４は前記モータ１２とベルトを介して連結
されているミシン、１５は前記ミシン１４の軸に連結し
針位置を検出し（針上位置または針下位置）針位置信号
Ｎ_Ｄを出力する針位置検出器、１６はカウンタ、１７は
Ｄフリップフロップから成るラッチ回路、１８は演算回
路をそれぞれ示す。

また、第２図は前記演算回路１８の具体的構成例を示し
ている。第２図において１９は中央処理装置（以下ｃｐ
ｕという）であり、発振回路２０からのクロック信号に
同して、入力ポート２１からの入力、出力ポート２２か
らの出力、ＲＡＭ２３への入出力、ＲｏＭ２４からの命
令の読み出しを行う部分である。また２５はリセット回
路を示しており、電源を投入後、上記回路を動作させる
ための動作電圧が安定した後で自動的に“Ｌ”から
“Ｈ”に切りかわり、この時点から前記ｃｐｕ１９の処
理が開始されるようになっている。

以上のように構成されたミシン制御装置について、特に
第２図の部分においては第３図、第４図を用いてその動
作を以下に説明する。

まず第１図に於いて、ペダルが一定以上踏み込まれると
速度設定器９から起動指令信号Ｓ_Ｄが出力され、速度制
御回路１１はモータ１２を起動し、従ってベルトで連結
されたミシン１４も同時に起動する。一方、前記速度設
定器９は、ペダルの踏み込み位置に応じた速度指令信号
Ｐ_Ｓを出力し、乗算器１０は演算回路１８からの設定値
Ｄ_Ｐを乗じて速度設定値Ｐ_Ｍを前記速度制御回路１１に
与え、前記速度制御回路１１は前記モータ１２の速度を
検出する速度検出器１３からの速度検出信号Ｐ_Ｅが前記
速度設定値Ｐ_Ｍと等しくなるようなフィードバック制御
動作を行い、従って前記モータ１２は前記速度設定値Ｐ
_Ｍにより指示された回転速度となるように速度制御され
る。

次に、ペダルが中立に戻されると前記速度設定器９は前
記起動指令信号Ｓ_Ｄをオフし、前記速度制御回路１１は
まず前記速度指令信号Ｐ_Ｓに従って針の位置決めのため
の十分低い速度設定を行い、前記速度検出信号Ｐ_Ｅを測
定し、実際の速度が前記位置決め速度に達し、さらに前
記針位置信号Ｎ_Ｄが出力された時点で前記モータ１２を
停止させ、ミシン１４を所定の針位置に停止させる。

上述のように、ペダル踏み込みによる可変速度運転とペ
ダル中立による針の定位置停止制御がくり返し行われ縫
製が行われることになるが、ここで以下に本発明の主旨
である前記設定値Ｄ_Ｐについて述べる。

なお、カウンタ１６は前記針位置信号Ｎ_Ｄが“Ｈ”から
“Ｌ”に切りかわる後エッジでリセットされた後前記速
度検出信号Ｐ_Ｅを計数するよう動作し、ラッチ回路１７
は前記カウンタ１６の出力データＤ_Ｃを前述と同様に、
針位置信号Ｎ_Ｄの“Ｈ”→“Ｌ”への切りかわり時点で
ラッチし、前記演算回路１８に出力するように動作す
る。

第２図において、まず電源がオンされ、前記リセット回
路２５からのリセット信号が“Ｌ”→“Ｈ”に切りかわ
った時点からｃｐｕ１９は動作を開始し、ＲｏＭ２４か
らの命令語をフェッチし実行を開始する。

第３図において、上記リセット信号が“Ｌ”→“Ｈ”に
切りかわった直後の初期状態で、まず設定値Ｄ_Ｐ１を設
定する。次にペダルが踏み込まれ前記起動指令信号Ｓ_Ｄ
が“Ｌ”→“Ｈ”に切りかわった時点から割込みを許可
し、前記針位置信号Ｎ_Ｄの２回目の“Ｈ”→“Ｌ”への
切りかわり点で、すなわち前記ミシン１４が１回転した
時点で、前記ラッチ回路１７のデータＤ_Ｅ、すなわち前
記ミシン１４の１回転する間の前記モータ１２の回転角
度を示す前記速度検出信号Ｐ_Ｅのパルス数を入力し下記
(1)式に代入演算する。

Ｄ_Ｐ＝Ｄ_Ｅ÷Ｒ …(1) （但しＲ：モータ一回転の速度検出信号Ｐ_Ｅのパルス
数） すなわち、(1)式における結果Ｄ_Ｐは、ミシン軸に対す
るモータ軸の回転角度比率すなわち、ミシンプーリ径と
モータプーリ径との比率（以後プーリ比率と言う）を表
している。従って、ミシンの速度指令値をＮ_ＳＭとし、
モータの速度指令値をＮ_ＭＴとすれば、(2)式が成立す
る。

Ｎ_ＭＴ＝Ｎ_ＳＭ×Ｄ_Ｐ …(2) (2)式におけるモータの速度指令値Ｎ_ＭＴは第２図にお
ける前記速度設定値Ｐ_Ｍに対応し、従って速度指令信号
Ｐ_Ｓはミシンの速度指令値を示していると言える。従っ
て、上記は、いかなるプーリ比率に対しても一定のミシ
ン速度となるような補正の手段を示していると言える。

ここで、前述した、初期設定時の前記プーリ比率Ｄ_Ｐ１
は電源オン直後は実測できないので、適当な値が設定さ
れるが、前述したような針の位置決めの時の低速度が
（ペダル中立時においても速度設定信号Ｐ_Ｓとして与え
られる）、高くなりすぎた場合には針の停止位置のすべ
り角度が大きくなりその停止精度が悪くなる等の問題が
あるので、通常考えられる前記プーリ比率のうちで小さ
い値、例えば1/3〜1/4等の値が選ばれる。

また、第３図(b)に破線に示した部分は、異常な場合の
処理を示している。すなわち、２６は、ノイズなどによ
り擬似針位置信号Ｎ_Ｄが“Ｈ”から“Ｌ”に連続して入
力されたような場合、前記ラッチ出力Ｄ_Ｅが非常に小さ
な値になるのでその場合には演算を行わず、また２７は
前記速度検出信号Ｐ_Ｅにノイズが加わり前記ラッチ出力
Ｄ_Ｅが非常に大きな値になった場合に演算を行わないよ
うな、禁止手段について示している。

第４図は、前記プーリ比率の演算を終了するまでの間設
定値Ｄ_Ｐを補正する補正手段について詳述しており以下
同図に従って説明する。通常前記ｃｐｕ１９に内蔵のタ
イマーによって、一定周期ｔ１毎に割込処理が行なわれ
る。第３図において起動指令信号Ｓ_Ｄが出力された時に
上記タイマー処理が有効となり、前記速度検出信号Ｐ_Ｅ
のパルス信号による割込処理（“Ｈ”→“Ｌ”）と共
に、前記タイマー割込処理により前記速度検出信号Ｐ_Ｅ
の周期を測定し、その周期がｔ_１×Ｔ_Ｍ１を越えた場合
には前記プーリ比率Ｄ_Ｐにわずかの値△Ｄ_Ｐを加えるよ
うな制御を逐次くり返す。すなわち、前記モータ１２の
制御においては一般に負荷トルクが増大すると速度も低
下する特性を有しており、あまりに低速度の設定を行っ
た場合に起動できない場合が考えられ、そのため前述し
たように逐次設定値Ｄ_Ｐを大きくしていくような手段が
有効となる。なお、前述のＴ_Ｍ１は前記モータ１２が起
動したかどうかの判定ができるだけの十分低い速度に相
当する値を設定しておけば良い。

上述した、第３図および第４図の動作に対するタイムチ
ャートの例をそれぞれ第５図および第６図に示してお
り、以下同図に従って説明を加える。

第５図のように、前記ミシン１４の一回転毎に一回発生
する針位置信号Ｎ_Ｄが２回通過するまでの間は、前記設
定値Ｄ_Ｐとして十分小さいＤ_Ｐ１が設定され、モータ速
度は低い速度で運転を開始するが、前述の如くプーリ比
率の演算を行った後は正規の速度設定に切りかわり、以
後演算結果値であるＤ_Ｐ２に基づくモータ速度が得られ
ることになる。

次に第６図に示すように、起動指令信号Ｓ_Ｄが出力され
た直後にミシン負荷が大きくて前記モータ１２が起動で
きなかったような場合には、時間ｔ１毎に△Ｄ_Ｐづつ前
記設定値を上昇しｔｓにおいて起動し、その後上述した
動作に続く如く作動する。

以上述べたように、本発明によれば前記演算回路１８と
乗算器１０を設けることにより、初期状態においては、
小さいプーリ比率を前記乗算器１０に設定するが、引き
続きミシンプーリ径とモータプーリ径との比率を実測
し、前記乗算器１０により前記速度指令信号Ｐ_Ｓに前記
実測したプーリ比率を乗じて前記モータ１２の速度設定
値Ｐ_Ｍを出力するので、前記プーリ比率を実測した後に
おいて前記速度指令信号Ｐ_Ｓはミシン速度を指令するこ
とになる。即ち、換言すれば、本発明によれば、電源オ
ン後は所定の低プーリ比率に相当する前記乗算値でミシ
ンを運転するが、引き続きミシンプーリ径とモータプー
リ径を実測し、自動的に補正を行うので、上記実測を終
了した以後はいかなるプーリ比率においても設定通りの
ミシン速度が得られることになる。

また、本発明によれば上述のようにプーリ比率の実測が
完了するまでは、一般に小さいプーリ比率に相当する前
記設定値Ｄ_Ｐ１を設定するが、この間におけるミシンの
起動ができないというような問題点を第４図に示す補正
手段により、もしも前記速度検出信号の周期が規定値を
こえた場合、前記設定値Ｄ_Ｐ１の補正値△Ｄ_Ｐを加算し
設定するという方法により解決している。

なお、前述した針位置信号Ｎ_Ｄは１回転毎に１回発生す
るとしたが、当然のこと乍ら１回転に複数個、角度的に
等間隔に配置しても本発明の目的は達せられるものとな
る。即ち、上記検出信号の数をＭとすれば演算式として
下記(3)式に従えば良いと言える。（(1)式の代わり） 発明の効果 以上のように本発明は、針位置信号の発生信号間に速度
検出信号を計数し計数結果値を出力するカウンタと、速
度指令信号に設定可能な乗数値を乗じ速度設定値を出力
する乗算器と、初期状態においては固定値を、計数が終
了した時点では演算計果値を補正手段に与える演算手段
と、演算手段の出力にモータの速度に関連した補正値を
加算し、乗算値を出力する補正手段とを備えることによ
り、ミシンプーリ径とモータプーリ径との比率を実測
し、自動的に補正を行うように作用するので、いかなる
プーリ比率に対しても設定された通りのミシンの速度が
得られるという効果を有するものとなる。また、プーリ
比率の実測が完了するまでは、補正手段により演算手段
の出力を補正するため、この間におけるミシンの起動が
できなくなるという問題を解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるミシン制御装置のブ
ロック図、第２図は同装置における演算回路のブロック
図、第３図および第４図は演算動作を示すフローチャー
ト、第５図および第６図は動作を示すタイムチャート、
第７図は従来例を示すミシンの正面図である。 ９……速度設定器、１０……乗算器、１１……速度制御
回路、１２……モータ、１３……速度検出器、１４……
ミシン、１５……針位置検出器、１６……カウンタ、１
８……演算回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土肥 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−92585（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−111155（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−257686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−257689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−52174（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−257688（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−257687（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】速度指令信号を発生する速度設定器と、モ
   ータと、一回転当りＲ個の速度検出信号を発生して前記
   モータの速度を検出する速度検出手段と、速度設定値と
   前記速度検出信号とにより前記モータの速度を制御する
   速度制御手段と、前記ミシンの針位置を検出し針位置信
   号を発生する針位置検出器と、前記針位置信号の発生信
   号間に前記速度検出信号を計数し計数結果値Ｃを出力す
   るカウンタと、前記速度指令信号に設定可能な乗数値を
   乗じ前記速度設定値を出力する乗算器と、演算手段と、
   補正手段とより成り、前記演算手段は初期状態に於いて
   は固定値Ａを、前記計数が終了した時点ではC/Rなる演
   算を行い該演算結果値を、前記補正手段に与え、該補正
   手段は前記固定値Ａまたは演算結果値に前記モータの速
   度に関連した補正値Ｂを加算し、前記乗数値を出力する
   ようにしたミシン制御装置。
2. 【請求項２】補正手段は、内蔵するタイマーにより速度
   検出信号の周期を測定し、この結果が規定値以下のとき
   は補正を行わず、規定値を越えたときに固定値Ｂを加算
   するようにした特許請求の範囲第(1)項記載のミシン制
   御装置。