JPH09291461A - 自動刺繍機の枠移動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロステップ駆動方式によるパルスモー
タの加速、減速を汎用のマイクロプロセッサ等により容
易に実現し、枠移動時の振動を防止する。 【解決手段】 加減速パターンに基づき、駆動電流波形
の位相を基準時間毎にどれだけ進めるかを決定する位相
進め値ｍを可変に算定し、この位相進め値ｍ毎に瞬時値
データテーブルＴのアドレスを進めながら、瞬時値デー
タＤ１を瞬時値データテーブルＴから読出す。そして、
瞬時値データＤ１に基づいて駆動パルス信号を生成し、
この駆動パルス信号をパルスモータの各相コイルに向け
て出力する。これにより、加減速パターンに基づき位相
進め値ｍを変化させることで、パルスモータの回転速度
を滑らかに変化させ、移動枠５の振動を軽減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、模様縫いミシン等
の自動刺繍機において、布保持用移動枠の移動を制御す
るための枠移動制御装置に関し、特に、移動枠の移動を
制御するための駆動源としてパルスモータを用い、この
パルスモータをマイクロステップ駆動方式により駆動制
御するようにした枠移動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動刺繍機は、刺繍針が所定の速度で
上，下に往復動する間に、刺繍布が展張状態で保持され
た移動枠をＸ軸方向またはＹ軸方向に移動させることに
より、所望の刺繍柄を前記刺繍布上に実現するものであ
る。そして、前記移動枠の移動を制御するための枠移動
制御装置には、駆動源としてパルスモータ（ステッピン
グモータ）が設けられており、該枠移動制御装置は、当
該自動刺繍機を全般的に制御するための上位制御装置か
ら受け取った駆動パルスに従ってパルスモータの回転を
制御し、移動枠を所定の位置へ移動させる。

【０００３】即ち、該移動制御装置は、駆動パルスの１
パルスに対応して移動枠を単位移動量（例えば０．１ｍ
ｍ）移動させるようにパルスモータの回転角を制御す
る。従って、駆動パルスのパルス数により移動枠の移動
量が決定され、駆動パルスのパルス発生間隔（単位時間
当りのパルス数）によって移動枠の移動速度が決定され
る。

【０００４】ここで、パルスモータは、原則としてパル
ス信号によって励磁条件が変わる度に一定角度回転する
モータであり、パルスモータに向け所定数のパルス信号
を出力することにより回転角を正確に制御することがで
き、また、パルス発生間隔を変化させることにより回転
速度を変えることができる。

【０００５】しかし、パルスモータはパルス信号に追従
してステップ駆動するため、移動枠の移動が断続的にな
り、振動や騒音が発生し易い傾向がある。特に、移動枠
の移動開始時および停止時には、パルスモータの回転速
度がステップ状に急変するため大きな振動が発生するだ
けでなく、移動枠の停止時の振動により移動枠がぶれ、
刺繍縫いの位置に誤差が生じ易く、刺繍品質を劣化させ
る。

【０００６】また、パルスモータを駆動することにより
発生する振動には、複数次の高調波成分が多く含まれて
いるため、パルスモータを低速回転させたときに、前記
高調波成分の周波数が可聴範囲内となり、大きな騒音が
発生する。

【０００７】そこで、このような移動枠の移動時に発す
る振動や騒音を軽減するために、パルスモータをマイク
ロステップ駆動方式（バーニア駆動方式）によって制御
する方法が考えられる。ここで、マイクロステップ駆動
方式とは、パルスモータを駆動するための基本ステップ
を複数のステップに細分割し、この細分割した各ステッ
プに基づいてパルスモータの各相コイルの励磁条件を細
かく変化させることによりパルスモータの回転を制御す
る方式である。

【０００８】このマイクロステップ駆動方式を採用すれ
ば、パルスモータの回転速度を細かく変化させることが
可能となるため、移動枠の移動開始時にはパルスモータ
の回転速度を滑らかに加速させ、移動中にはパルスモー
タを高速回転させ、該移動枠の停止時にはパルスモータ
の回転速度を滑らかに減速させるような処理（以下、
「加減速処理」という）を施すことによって、枠移動時
に生じる振動や騒音の軽減を図ることも可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、パルスモータをマイクロステップ駆動方式
により駆動制御し、移動枠の加減速処理を行うのは実際
上難しいという問題がある。即ち、移動枠の移動に使用
できる時間は刺繍針の往復動との関係で短い時間（例え
ば、５０ｍ秒）に限られているため、この短時間内で移
動枠の加減速処理を行うには、パルスモータを高速（例
えば、２５０ｒｐｍ以上）に回転制御する必要がある。
この結果、マイクロステップ駆動方式を採用してパルス
モータを高速回転で制御するために、毎秒３万〜１０万
パルスに達するようなパルス数の高周波パルス信号をパ
ルスモータに出力し、かつ、この高周波パルス信号のパ
ルス数を移動枠の移動量に応じて可変制御しなければな
らない。

【００１０】このような制御は、前記パルス信号の出力
処理にマイクロプロセッサ等を使用した場合でも実現は
容易でない。即ち、マイクロプロセッサの内部処理にお
いて、移動枠の移動量に応じて前記パルス信号の周波数
を可変制御するのには、複数段階の命令を実行しなけれ
ばならないため、毎秒３万〜１０万パルスの高周波数パ
ルス信号のパルス数を可変制御するには処理が時間的に
間に合わない。

【００１１】以上のように、マイクロステップ駆動方式
を採用して移動枠の加減速処理を行うのは実際上難しい
という問題がある。

【００１２】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、マイクロステップ駆動方式によるパルス
モータの加速，減速を汎用のマイクロプロセッサ等を用
いて容易に実現でき、枠移動時の振動、騒音等の軽減を
実現できるようにした自動刺繍機の枠移動制御装置を提
供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明は、図１の機能ブロック
図に示すように、刺繍針によって刺繍を施すための布を
展張状態で保持する刺繍用移動枠１０１と、該移動枠１
０１を移動させるためのパルスモータ１０２と、該パル
スモータ１０２をマイクロステップ駆動方式により駆動
するために、該パルスモータ１０２の駆動電流波形の位
相とこれに対応した瞬時値を算定し、該瞬時値に対応し
たパルス幅を有するパルス幅変調信号を該パルスモータ
１０２に出力することにより前記駆動電流波形に対応し
た駆動電流を該パルスモータ１０２に供給するモータ駆
動制御手段１０３とを備え、該モータ駆動制御手段１０
３は、前記移動枠１０１の移動量および刺繍速度に基づ
いてパルスモータ１０２の回転速度を算定する回転速度
算定手段１０４と、該回転速度算定手段１０４によるパ
ルスモータ１０２の回転速度に基づき、前記駆動電流波
形の位相を予め決められた基準時間毎に進める位相角を
可変に算定する位相角算定手段１０５と、該位相角算定
手段１０５による位相角毎に前記駆動電流波形の位相に
対応した瞬時値を算定する瞬時値算定手段１０６と、該
瞬時値算定手段１０６による駆動電流波形の瞬時値から
これに対応した前記パルス幅変調信号のパルス幅を設定
するパルス幅設定手段１０７と、該パルス幅設定手段１
０７で設定したパルス幅のパルス幅変調信号を前記パル
スモータ１０２に出力することにより、前記駆動電流波
形に対応した駆動電流を該パルスモータ１０２に供給す
る信号出力手段１０８とから構成している。

【００１４】上記構成において、パルスモータ１０２の
駆動電流波形とは、パルスモータ１０２をマイクロステ
ップ駆動方式により制御するために予め決められた制御
信号の波形である。そして、駆動電流波形の位相を予め
決められた基準時間毎に進めながら、各位相に対応する
駆動電流波形の瞬時値を算定し、該瞬時値に対応するパ
ルス幅を有するパルス幅変調信号をパルスモータ１０２
に出力することにより、パルスモータ１０２のコイルに
駆動電流波形と対応した波形の駆動電流を供給すること
ができる。このようにして、パルスモータ１０２を滑ら
かに回転させることができる。

【００１５】ところで、パルスモータ１０２の回転速度
を変更するには、パルスモータ１０２のコイルに供給す
る駆動電流の周期を変化させる必要がある。

【００１６】そこで、上記構成によれば、位相角算定手
段１０５は、回転速度算定手段１０４により算定された
パルスモータ１０２の回転速度に基づき、駆動電流波形
の位相を予め決められた基準時間毎に進める位相角を可
変に算定する。そして、瞬時値算定手段１０６は、位相
角算定手段１０５により算定された位相角ずつ駆動電流
波形の位相を予め決められた基準時間毎に進め、該位相
に対応する駆動電流波形の瞬時値を算定する。さらに、
パルス幅設定手段１０７は駆動電流波形の瞬時値に対応
するパルス幅を設定し、信号出力手段１０８は該パルス
幅を有するパルス幅変調信号をパルスモータ１０２に出
力する。

【００１７】このように、回転速度算定手段１０４によ
るパルスモータ１０２の回転速度に基づき、駆動電流波
形の位相を基準時間毎に進める位相角を変化させること
により、結果的にパルスモータ１０２のコイルに供給す
る駆動電流の周期を変えることができ、パルスモータ１
０２の回転速度を変更することができる。即ち、駆動電
流波形の位相を進める時間間隔は予め決められた基準時
間であり、一定である。しかし、駆動電流波形の位相を
進めるときの位相角を変化させることによりパルスモー
タ１０２の回転速度を変更することができる。

【００１８】例えば、基準時間毎に進める位相角が小さ
いときには、駆動電流波形の瞬時値が基準時間毎に小さ
く変化するように順次算定される。この結果、パルスモ
ータ１０２のコイルには基準時間毎に瞬時値が小さく変
化するような駆動電流が供給されることとなり、駆動電
流の周期は比較的長くなる。従って、パルスモータ１０
２の回転速度は低速となり、移動枠１０１はゆっくり移
動する。

【００１９】一方、基準時間毎に進める位相角が大きい
ときには、駆動電流波形の瞬時値が基準時間毎に大きく
変化するように順次算定される。この結果、パルスモー
タ１０２のコイルには基準時間毎に瞬時値が大きく変化
するような駆動電流が供給させることとなり、駆動電流
の周期は比較的短くなる。従って、パルスモータ１０２
の回転速度は高速となり、移動枠１０１は速く移動す
る。

【００２０】請求項２に記載の発明は、図２の機能ブロ
ック図に示すように、刺繍針によって刺繍を施すための
布を展張状態で保持する刺繍用移動枠２０１と、該移動
枠２０１を移動させるためのパルスモータ２０２と、該
パルスモータ２０２をマイクロステップ駆動方式により
駆動するために、該パルスモータ２０２の駆動電流波形
の位相とこれに対応した瞬時値を算定し、該瞬時値に対
応したパルス幅を有するパルス幅変調信号を該パルスモ
ータ２０２に出力することにより前記駆動電流波形に対
応した駆動電流を該パルスモータ２０２に供給するモー
タ駆動制御手段２０３とを備え、該モータ駆動制御手段
２０３は、前記移動枠２０１の移動量データおよび刺繍
速度データを受け取るデータ受取手段２０４と、該デー
タ受取手段２０４による移動量データに基づいて前記パ
ルスモータ２０２の回転角を算定する回転角算定手段２
０５と、該回転角算定手段２０５によるパルスモータ２
０２の回転角と前記データ受取手段２０４による刺繍速
度データとに基づいて、パルスモータ２０２の回転開始
角度から回転終了角度までの加減速パターンを設定する
加減速設定手段２０６と、該加減速設定手段２０６によ
る加減速パターンに基づいて、前記駆動電流波形の位相
を予め決められた基準時間毎に進める位相角を可変に算
定し、パルスモータ２０２の加速時には位相角を増加さ
せ、減速時には位相角を減少させる位相角算定手段２０
７と、該位相角算定手段２０７による位相角毎に前記駆
動電流波形の位相に対応した瞬時値を算定する瞬時値算
定手段２０８と、該瞬時値算定手段２０８による駆動電
流波形の瞬時値からこれに対応した前記パルス幅変調信
号のパルス幅を設定するパルス幅設定手段２０９と、該
パルス幅設定手段２０９で設定したパルス幅のパルス幅
変調信号を前記パルスモータ２０２に出力することによ
り前記駆動電流波形に対応した駆動電流を該パルスモー
タ２０２に供給する信号出力手段２１０とから構成して
いる。

【００２１】上記構成より、データ受取手段２０４は、
例えば、刺繍機全体を制御する主制御装置またはフロッ
ピーディスク装置等のデータ入出力装置等から移動量デ
ータと刺繍速度データとを受取る。ここで、移動量デー
タとは刺繍針が往復動する間に移動枠２０１をどれだけ
移動させるかを指令するデータである。また、刺繍速度
データとは主軸モータの回転速度を示すデータであり、
該刺繍速度データにより刺繍針の往復動周期が求まり、
これに基づいて移動枠２０１の移動時間が求まる。回転
角算定手段２０５は、前記移動量データに従って移動枠
２０１を移動させるのに必要なパルスモータ２０２の回
転角を算定する。

【００２２】そして、加減速設定手段２０６は、パルス
モータ２０２の回転角と刺繍速度データとに基づいてパ
ルスモータ２０２の加減速パターンを算定する。ここ
で、加減速パターンとは、パルスモータ２０２の回転開
始角度から回転終了角度までパルスモータ２０２を回転
させるときに、該パルスモータ２０２の回転速度の変化
を決定するパターンである。

【００２３】さらに、位相角算定手段２０７は、前記加
減速パターンに基づいて駆動電流波形の位相を予め決め
られた基準時間毎に進める位相角を可変に算定する。即
ち、加減速パターンに対応してパルスモータ２０２を加
速させるときには、前記位相角を徐々に増加させるよう
に算定し、減速させるときには、該位相角を徐々に減少
させるように算定する。瞬時値算定手段２０８は前記位
相角毎に駆動電流波形の位相に対応した瞬時値を算定す
る。即ち、駆動電流波形の位相を基準時間毎に前記位相
角ずつ進め、このときの位相に対応する駆動電流波形の
瞬時値を算定する。

【００２４】そして、パルス幅設定手段２０９は駆動電
流波形の瞬時値に対応したパルス幅を設定し、信号出力
手段２１０は該パルス幅を有するパルス幅変調信号をパ
ルスモータ２０２に出力する。

【００２５】このように、加減速パターンに基づき駆動
電流波形の位相を予め決められた基準時間毎に進める位
相角を変化させることにより、パルスモータ２０２の回
転速度を前記加減速パターン通りに変化させることがで
き、移動枠２０１の移動速度を制御できる。

【００２６】請求項３に記載の発明は、図３の機能ブロ
ック図に示すように、刺繍針によって刺繍を施すための
布を展張状態で保持する刺繍用移動枠３０１と、該移動
枠３０１を移動させるためのパルスモータ３０２と、該
パルスモータ３０２をマイクロステップ駆動方式により
駆動するために、該パルスモータ３０２の駆動電流波形
の位相とこれに対応した瞬時値を算定し、該瞬時値に対
応したパルス幅を有するパルス幅変調信号を該パルスモ
ータ３０２に出力することにより前記駆動電流波形に対
応した駆動電流を該パルスモータ３０２に供給するモー
タ駆動制御手段３０３とを備え、該モータ駆動制御手段
３０３は、前記駆動電流波形をそれぞれの位相毎に細か
いステップで分割し、該各ステップ毎の瞬時値データを
記憶した瞬時値テーブル記憶手段３０４と、前記移動枠
３０１の移動量データと刺繍速度データを受け取るデー
タ受取手段３０５と、該データ受取手段３０５による移
動量データに基づいて前記パルスモータ３０２の回転角
を算定する回転角算定手段３０６と、該回転角算定手段
３０６によるパルスモータ３０２の回転角と前記データ
受取手段３０５による刺繍速度データとに基づいて、パ
ルスモータ３０２の回転開始角度から回転終了角度まで
の加減速パターンを設定する加減速設定手段３０７と、
該加減速設定手段３０７による加減速パターンに基づい
て、前記駆動電流波形の位相を予め決められた基準時間
毎に進めるステップ数を可変に算定し、パルスモータ３
０２の加速時にはステップ数を増加させ、減速時にはス
テップ数を減少させるステップ数算定手段３０８と、該
ステップ数算定手段３０８によるステップ数毎に駆動電
流波形の位相に対応した瞬時値データを前記瞬時値テー
ブル記憶手段３０４から読出す瞬時値読出手段３０９
と、該瞬時値読出手段３０９による瞬時値データからこ
れに対応した前記パルス幅変調信号のパルス幅を設定す
るパルス幅設定手段３１０と、該パルス幅設定手段３１
０で設定したパルス幅のパルス幅変調信号を前記パルス
モータ３０２に出力することにより前記駆動電流波形に
対応した駆動電流を該パルスモータ３０２に供給する信
号出力手段３１１とから構成している。

【００２７】上記構成より、データ受取手段３０５によ
り移動量データと刺繍速度データとを受取り、回転角算
定手段３０６により移動量データに従ってパルスモータ
３０２の回転角を算定し、加減速設定手段３０７により
刺繍速度データ等に従ってパルスモータ３０２の加減速
パターンを算定する。

【００２８】そして、ステップ数算定手段３０８は、前
記加減速パターンに基づいて駆動電流波形の位相を予め
決められた基準時間毎に進めるステップ数を可変に算定
する。このとき、ステップ数算定手段３０８は、加減速
パターンに対応してパルスモータ３０２を加速させると
きには前記ステップ数を徐々に増加させるように算定
し、減速させるときには該ステップ数を徐々に減少させ
るように算定する。瞬時値読出手段３０９は前記ステッ
プ数毎に駆動電流波形の位相に対応した瞬時値データを
瞬時値テーブル記憶手段３０４から読出す。ここで、前
記瞬時値テーブル記憶手段３０４とは、パルスモータ３
０２の駆動電流波形をそれぞれの位相毎に細かいステッ
プで分割し、該各ステップ毎の瞬時値データを記憶した
テーブルである。

【００２９】さらに、パルス幅設定手段３１０は駆動電
流波形の瞬時値に対応したパルス幅を設定し、信号出力
手段３１１は該パルス幅を有するパルス幅変調信号をパ
ルスモータに出力する。

【００３０】このように、加減速パターンに基づき駆動
電流波形の位相を基準時間毎に進めるステップ数を変化
させることにより、パルスモータ３０２の回転速度を前
記加減速パターン通りに変化させることができる。

【００３１】ここで、ステップ数算定手段３０８により
ステップ数を可変に算定するとパルスモータ３０２の回
転速度がどのように変化するか説明する。まず、駆動電
流波形の位相を１ステップだけ進めると、パルスモータ
３０２がそれに対応して僅かに回転するが、このときの
パルスモータ３０２の回転角を「単位回転角」と定義す
る。これによれば、駆動電流波形の位相をｍステップだ
け進めると、パルスモータ３０２の回転角は（「単位回
転角」×ｍ）となる。

【００３２】さて、例えばステップ数算定手段３０８に
よるステップ数が「１」のとき、瞬時値読出手段３０９
は基準時間毎に駆動電流波形の位相を１ステップずつ進
めながら、駆動電流波形の瞬時値データを瞬時値テーブ
ル記憶手段３０４から順次読出す。この結果、パルスモ
ータ３０２は基準時間毎に単位回転角ずつ回転する。従
って、パルスモータ３０２の回転速度は比較的低速であ
る。

【００３３】一方、例えばステップ数算定手段３０８に
よるステップ数が「５」のとき、瞬時値読出手段３０９
は基準時間毎に駆動電流波形の位相を５ステップずつ進
めながら、駆動電流波形の瞬時値データを瞬時値テーブ
ル記憶手段３０４から順次読出す。この結果、パルスモ
ータ３０２は基準時間毎に（「単位回転角」×５）ずつ
回転する。従って、パルスモータ３０２の回転速度は前
記低速回転時の５倍となり高速となる。

【００３４】このように、ステップ数算定手段３０８に
よるステップ数が増加するとパルスモータの回転速度は
増加し、移動枠３０１は速く移動する。一方、ステップ
数が減少するとパルスモータ３０２の回転速度は減少
し、移動枠３０１はゆっくり移動する。

【００３５】請求項４に記載の発明は、加減速設定手段
は少なくとも前記移動枠の枠形状および枠移動時の摩擦
抵抗により決定される移動枠の移動特性に基づき、加速
時間に比して減速時間が長くなるように加減速パターン
を設定するようにしたことにある。

【００３６】これにより、パルスモータの回転速度が、
加速時間に比して減速時間が長くなるように制御され、
移動枠をその移動特性に適合するように移動制御するこ
とができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図４
ないし図１８に従って詳説する。

【００３８】図において、１は自動刺繍機の基台を示
し、該基台１の平板２上にはミシンヘッド３が設けら
れ、該ミシンヘッド３の先端側には刺繍針４が針軸（図
示せず）を介して往復動可能に設けられている。

【００３９】５はミシンヘッド３の下側に位置して平板
２上に水平方向に移動可能に設けられた移動枠を示し、
該移動枠５は後述するＸ軸用のパルスモータ２９，Ｙ軸
用のパルスモータ５８によってＸ軸方向（左右方向）お
よびＹ軸方向（前後方向）に移動するようになってい
る。また、該移動枠５の中央部には刺繍布を保持するた
めの保持部６が設けられ、該保持部６に刺繍布を展張し
た状態で保持することにより、刺繍布を移動枠５と一体
に移動させ、刺繍縫いを行うようになっている。

【００４０】７，７はＸ軸用パルスモータ２９，Ｙ軸用
パルスモータ５８の各回転をＸ軸方向の変位，Ｙ軸方向
の変位にそれぞれ変換し、移動枠５の水平移動を実現す
るための枠移動機構である。そして、該各枠移動機構７
近傍には図５に示すようにＸ軸用パルスモータ２９，Ｙ
軸用パルスモータ５８がそれぞれ配設され、該各枠移動
機構７はこのパルスモータ２９，５８とタイミングベル
ト７Ａ，７Ａ，…を介して接続されている。

【００４１】８は平板２上に配設された操作ボックスを
示し、該操作ボックス８には、操作キー９，９，…を有
する後述のキー入力装置１５、フロッピーディスク装置
１６，液晶表示部１７が設けられている。

【００４２】１０は当該自動刺繍機を制御する刺繍制御
装置を示し、該刺繍制御装置１０は平板２の下側等に配
設されている。そして、該刺繍制御装置１０は、当該自
動刺繍機を制御するための種々の制御プログラムを実行
する中央演算処理装置１１（以下、「メインＣＰＵ１
１」という）と、前記各制御プログラムを格納する不揮
発性メモリ１２（以下、「ＲＯＭ１２」という）と、各
種制御用フラグや情報を記憶する第１の揮発性メモリ１
３（以下、「ＲＡＭ１３」という）と、刺繍柄データを
記憶する第２の揮発性メモリ１４（以下、「ＲＡＭ１
４」という）と、各操作キー９による入力を制御するキ
ー入力装置１５と、フロッピーディスクに書き込まれた
刺繍柄データを前記ＲＡＭ１４に転送するためのフロッ
ピーディスク装置１６と、表示情報を表示する液晶表示
部１７と、刺繍針４を往復動させるための主軸モータ１
８と、該主軸モータ１８の主軸位置を検知するための主
軸位置検知器１９と、移動枠５を移動制御するための後
述するモータ制御装置２６，５５とから大略構成されて
いる。

【００４３】また、前記ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３，１
４、主軸位置検知器１９は前記メインＣＰＵ１１に８〜
３２ビットのバス等を介してそれぞれ接続され、前記キ
ー入力装置１５、フロッピーディスク装置１６、液晶表
示部１７はそれぞれインターフェース２０，２１，２２
を介してメインＣＰＵ１１に接続され、前記主軸モータ
１８はインターフェース２３，インバータ２４を介して
メインＣＰＵ１１に接続されている。さらに、モータ制
御装置２６，５５は制御部シリアルインターフェース２
５を介してメインＣＰＵ１１に接続されている。

【００４４】２６は移動枠５をＸ軸方向に移動制御する
モータ制御装置を示し、該モータ制御装置２６はモータ
駆動制御手段を構成する制御部２７および駆動部２８
と、Ｘ軸用のパルスモータ２９とから構成されている。
なお、該モータ制御装置２６のパルスモータ２９には５
相パルスモータが採用されているため、該モータ制御装
置２６は５相パルスモータを駆動するのに適合するよう
に構成されている。

【００４５】そして、制御部２７は、例えば１チップの
マイクロコンピュータによって構成されており、その内
部には、図７に示すように、中央演算処理装置３０（以
下、「サブＣＰＵ３０」という）が設けられ、シリアル
入出力部３１，不揮発性メモリ３２（以下、「ＲＯＭ３
２」という），揮発性メモリ３３（以下、「ＲＡＭ３
３」という），割込み制御回路３４，タイマ３５，カウ
ンタ３６およびパルス発生部３７が８ビットのバスを介
して該サブＣＰＵ３０にそれぞれ接続されている。な
お、該制御部２７は１チップのマイクロコンピュータに
よって構成するものに限らず、サブＣＰＵ３０，ＲＯＭ
３２，ＲＡＭ３３等を個別素子によって構成するもので
あってもよい。

【００４６】３０は制御部２７に設けられたサブＣＰＵ
であり、該サブＣＰＵ３０は枠移動制御専用のＣＰＵで
あり、移動枠５を制御するためのプログラム（図１４中
のパルス幅設定プログラム、図１８中のパルス生成プロ
グラム等）に従ってパルスモータ２９の回転を制御する
ためのデータ演算等を行うものである。なお、枠移動制
御専用のサブＣＰＵ３０を設け、枠移動制御をメインＣ
ＰＵ１１から分離することにより、メインＣＰＵ１１の
動作負担を軽減している。

【００４７】また、該サブＣＰＵ３０には記憶部３０Ａ
が設けられており、該記憶部３０Ａは８ビットのバスを
介してパルス発生部３７の各比較器３８〜４３の一方の
入力端子に接続されている。そして、サブＣＰＵ３０
は、後述するように、パルス幅設定プログラムに従って
パルスモータ２９を駆動制御するための駆動パルス信号
Ｐ１〜Ｐ５のパルス幅の設定等を行う。

【００４８】３１はシリアル入出力部であり、該シリア
ル入出力部３１は、メインＣＰＵ１１から制御部シリア
ルインターフェース２５を介して送信される刺繍速度デ
ータＳ、移動量データΔＸ，ΔＹを前記サブＣＰＵ３０
に入力するためのインターフェースである。また、該シ
リアル入出力部３１は、サブＣＰＵ３０から出力される
各種コマンドをメインＣＰＵ１１側に向けて送信する機
能をも有する。

【００４９】３２は移動枠５を移動制御するためのプロ
グラム（パルス幅設定プログラム，パルス生成プログラ
ム等）や、後述する瞬時値データテーブルＴ、加減速パ
ターン等が格納されたＲＯＭであり、３３はサブＣＰＵ
３０の各レジスタの内容や枠移動制御に関する各種デー
タを記憶するためのＲＡＭである。

【００５０】３４は割込み制御回路、３５はタイマを示
し、該タイマ３５はクロックパルス（サブＣＰＵ３０内
で所定の周波数に分周されたもの）に基づく時間間隔で
サブＣＰＵ３０によって設定されたタイマ値を計数する
ものである。また、前記割込み制御回路３４はタイマ３
５の計数が完了したときに割込み信号を発生し、計数が
完了したことをサブＣＰＵ３０に知らせるものである。
そして、該割込み制御回路３４およびタイマ３５は、後
述するように、パルスモータ２９に供給する駆動電流波
形ｂ１の位相を進ませる周期を決める基準時間ｕを設定
するのに用いられている。

【００５１】３６はカウンタであり、該カウンタ３６は
クロックパルス（サブＣＰＵ３０内で所定の周波数に分
周されたもの）に基づく時間間隔で計数を行うものであ
る。そして、該カウンタ３６の出力端子はパルス発生部
３７の各比較器３８〜４３の他方の入力端子に８ビット
のバスを介して接続され、計数中の該カウンタ３６内の
数値を各比較器３８〜４３に向けて常時出力する。

【００５２】また、該カウンタ３６のリセット入力端子
Ｒはパルス発生部３７のセット用比較器３８の出力端子
が接続され、セット用比較器３８が一致信号を出力する
と、該カウンタ３６の計数値が０にリセットされるよう
になっている。さらに、カウンタ３６がリセットされる
と、割込み制御回路３４からサブＣＰＵ３０に向けて割
込み信号が発生するようになっている。

【００５３】３７は信号出力手段を構成するパルス発生
部を示し、該パルス発生部３７は、図８に示すように、
セット用比較器３８，リセット用比較器３９〜４３，フ
リップフロップ４４〜４８から構成されている。そし
て、前記セット用比較器３８は２つの入力端子を有し、
一方の入力端子には前記カウンタ３６の出力端子が８ビ
ットのバスを介して接続され、他方の入力端子はサブＣ
ＰＵ３０に８ビットのバスを介して接続されている。ま
た、該セット用比較器３８の出力端子は前記カウンタ３
６のリセット入力端子Ｒおよび各フリップフロップ４４
〜４８のセット入力端子Ｓに接続されている。そして、
該セット用比較器３８は、各入力端子に入力された値を
比較し、両値が一致したときに一致信号を出力するもの
である。

【００５４】さらに、前記リセット用比較器３９〜４３
は前記セット用比較器３８と同様に２つの入力端子を有
し、一方の入力端子には前記カウンタ３６の出力端子が
８ビットのバスを介して接続され、他方の入力端子はサ
ブＣＰＵ３０に８ビットのバスを介して接続されてい
る。また、該リセット用比較器３９〜４３の出力端子は
それぞれに対応する各フリップフロップ４４〜４８のリ
セット入力端子Ｒに接続されている。そして、該リセッ
ト用比較器３９〜４３は、各入力端子に入力された値を
比較し、両値が一致したときに一致信号を出力するもの
である。

【００５５】また、各フリップフロップ４４〜４８は少
なくともセット入力端子Ｓ，リセット入力端子Ｒおよび
出力端子Ｑを有し、該各フリップフロップ４４〜４８の
出力端子Ｑは駆動部２８の上段増幅器４９および反転回
路５１にそれぞれ接続されている。

【００５６】そして、該パルス発生部３７は、後述する
ように、パルスモータ２９を回転駆動するための駆動パ
ルス信号Ｐ１〜Ｐ５を出力するものである。

【００５７】次に、駆動部２８は、図９に示すように、
パルスモータ２９のＡ相〜Ｅ相の各コイルに対応するよ
うに、同一構成の５組の駆動回路２８Ａ〜２８Ｅから構
成されており、該各駆動回路２８Ａ〜２８Ｅは、上段増
幅器４９，下段増幅器５０，反転回路５１および電界効
果トランジスタ５２，５３からなり、トーテンポール回
路を構成している。５４はモータ駆動用電源であり、該
モータ駆動用電源５４はパルスモータ２９を駆動するた
めの電源電圧を該パルスモータ２９に供給するものであ
る。

【００５８】次に、パルスモータ２９は５相パルスモー
タであり、一般に、５相パルスモータは電気角１サイク
ルで７．２度回転する構造となっており、基本的には所
定の駆動チャート（パルスシーケンス）を入力すること
により回転するようになっている。そして、５相パルス
モータを駆動する方式には、フルステップ駆動方式，ハ
ーフステップ駆動方式およびマイクロステップ駆動方式
等があるが、本実施例によるパルスモータ２９はマイク
ロステップ駆動方式を採用している。

【００５９】ここで、５相パルスモータの各駆動方式に
ついて述べると、フルステップ駆動方式は、電気角１サ
イクルを１０ステップで実現するもので、１ステップの
回転角は０．７２度である。なお、フルステップ駆動方
式による１ステップを基本ステップという。

【００６０】また、ハーフステップ駆動方式は、電気角
１サイクルを２０ステップで実現するものであり、１ス
テップの回転角は０．３６度である。なお、当該モータ
制御装置２６では、パルスモータ２９が０．３６度回転
すると、移動枠５が０．１ｍｍ移動するように設定され
ている。

【００６１】そして、図１０はハーフステップ駆動方式
の電気角１サイクル分の駆動チャートの一例を示してい
る。図１０中のパルスｐはハーフステップのパルス列を
示し、同図中のパルスａ１〜ａ５は５相パルスモータの
各相コイルに出力するためのパルス列を示し、パルスａ
１〜ａ５の各パルス列を５相パルスモータのＡ相〜Ｅ相
コイルに出力することにより、該５相パルスモータが電
気角１サイクル分（７．２度）回転する。

【００６２】一方、マイクロステップ駆動方式は、例え
ば、図１１に示すような駆動電流波形ｂ１〜ｂ５を５相
パルスモータのＡ相〜Ｅ相コイルにそれぞれ流すことに
より、５相パルスモータを滑らかに回転させるものであ
る。そして、図１１中の駆動電流波形ｂ１〜ｂ５の１周
期分を５相パルスモータの各相コイルに供給することに
より、該５相パルスモータが電気角１サイクル分（７．
２度）だけ回転する。

【００６３】また、本実施例では、図１１中の駆動電流
波形ｂ１〜ｂ５をパルスモータ２９の各相コイルに供給
するために、いわゆるパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）
を行っている。即ち、図１１中の駆動電流波形ｂ１の瞬
時値に対応するパルス幅を有する一定振幅のパルス幅変
調信号（以下、「駆動パルス信号Ｐ１」という）を、パ
ルスモータ２９のＡ相コイルに出力する。これにより、
該パルスモータ２９のＡ相コイルには、実質的にサイン
カーブの駆動電流が流れるようになる。

【００６４】これについて具体的に説明すると、前記制
御部２７のＲＯＭ３２内には、図１２に示すように、駆
動電流波形ｂ１の１周期分を３６０のステップに細分割
し、各位相の瞬時値に対応した相対的な数値（以下、
「瞬時値データＤ１」という）を配列した瞬時値テーブ
ル記憶手段としての瞬時値データテーブルＴが予め記憶
されている。そして、この瞬時値データテーブルＴに記
憶された駆動電流波形ｂ１の瞬時値データＤ１は、直
接、駆動パルス信号Ｐ１のパルス幅に相当する数値とな
っている。

【００６５】ここで、前記瞬時値データテーブルＴの瞬
時値データＤ１は、駆動電流波形ｂ１の各位相の瞬時値
に対応して０〜２５４の範囲の数値であり、例えば、駆
動電流波形ｂ１の位相が０度のときに瞬時値データＤ１
は「１２７」となり、駆動電流波形ｂ１の位相が９０度
のときに瞬時値データＤ１は「２５４」になり、駆動電
流波形ｂ１の位相が２７０度のときに瞬時値データＤ１
は「０」になるように対応付けられている。

【００６６】また、瞬時値データＤ１が「１２７」のと
きには、図１３中のパルスｄ１に示すように、１周期の
５０％がＯＮ状態の駆動パルス信号Ｐ１が生成され、瞬
時値データＤ１が「２５４」のときには、図１３中のパ
ルスｄ２に示すように、１周期のほぼ１００％がＯＮ状
態の駆動パルス信号Ｐ１が生成され、瞬時値データＤ１
が「０」のときには、図１３中のパルスｄ３に示すよう
に、１周期のほぼ０％がＯＮ状態の駆動パルス信号Ｐ１
が生成される。

【００６７】そして、前記瞬時値データテーブルＴから
瞬時値データＤ１を読出し、該瞬時値データＤ１に対応
するパルス幅の駆動パルス信号Ｐ１をパルスモータ２９
のＡ相コイルに出力する。このように、瞬時値データＤ
１の読出しから駆動パルス信号Ｐ１の出力までの一連の
処理を基準時間ｕの周期で繰返し行い、この一連の処理
を１回行う度に、瞬時値データテーブルＴのアドレスを
少しずつ進ませながら瞬時値データＤ１を読出すことに
より、駆動パルス信号Ｐ１のパルス幅が駆動電流波形ｂ
１の略々サインカーブに沿うようにして順次変化し、こ
の結果、パルスモータ２９のＡ相コイルには、図１３に
示すような駆動電流ｉが供給されるようになる。

【００６８】即ち、上述した一連の処理は、パルスモー
タ２９の電気角１サイクルを３６０の細かいステップ
（以下、「細分ステップ」という）に分割してマイクロ
ステップ駆動しているに等しく、この場合、瞬時値デー
タテーブルＴの１アドレスが１細分ステップに相当す
る。そして、基準時間ｕの周期で瞬時値データテーブル
Ｔのアドレスを１ずつ進ませながら瞬時値データＤ１を
読出すということは、基準時間ｕの周期で駆動電流波形
ｂ１の位相を１細分ステップずつ進ませることに等し
い。

【００６９】さらに、パルスモータ２９は、電気角１サ
イクルで７．２度回転するから、１細分ステップで、
７．２÷３６０＝０．０２度回転することになる。従っ
て、基準時間ｕの周期で駆動電流波形ｂ１の位相を１細
分ステップずつ進ませることによって、パルスモータ２
９は基準時間毎に０．０２度ずつ回転することになる。

【００７０】なお、上記説明では、パルスモータ２９の
Ａ相コイルに駆動電流波形ｂ１を供給する場合について
述べたが、パルスモータ２９のＢ相〜Ｅ相コイルには、
駆動電流波形ｂ１に対して所定位相ずらした駆動電流波
形ｂ２〜ｂ５を供給する必要があるが、これについては
後述する。

【００７１】次に、パルスモータ２９の回転速度Ｖを変
更する場合について説明する。前述したように、基準時
間ｕの周期で駆動電流波形ｂ１の位相を１細分ステップ
ずつ進ませることによって、パルスモータ２９は基準時
間ｕ毎に０．０２度ずつ回転することになる。この場
合、パルスモータ２９は比較的低速で回転し、例えば基
準時間ｕが５０μ秒のときは約６７ｒｐｍで回転する。

【００７２】そして、基準時間ｕの周期で駆動電流波形
ｂ１の位相を２細分ステップずつ進ませると、パルスモ
ータ２９は基準時間ｕ毎に０．０２×２＝０．０４度ず
つ回転するので、パルスモータ２９は前記低速時の２倍
の速度で回転し、例えば基準時間ｕが５０μ秒のときは
約１３３ｒｐｍで回転する。

【００７３】さらに、基準時間ｕの周期で駆動電流波形
ｂ１の位相を３細分ステップずつ進ませると、パルスモ
ータ２９は基準時間ｕ毎に０．０２×３＝０．０６度ず
つ回転するので、パルスモータ２９は前記低速時の３倍
の速度で回転し、例えば基準時間ｕが５０μ秒のときは
約２００ｒｐｍで回転する。

【００７４】このように、基準時間ｕの周期で駆動電流
波形ｂ１の位相を何細分ステップずつ進ませるかによっ
てパルスモータ２９の回転速度Ｖを変更することができ
る。

【００７５】一方、図６中の５５は移動枠５をＹ軸方向
に移動制御するモータ制御装置を示し、該モータ制御装
置５５は、前述したＸ軸用のモータ制御装置２６と同様
に、モータ駆動制御手段を構成する制御部５６および駆
動部５７と、Ｙ軸用パルスモータ５８とから構成されて
いる。なお、Ｙ軸用のモータ制御装置５５については、
前述したＸ軸用のモータ制御装置２６と同様であるため
説明を省略する。

【００７６】本実施例による自動刺繍機の枠移動制御装
置は上述したような構成を有するものであり、次にその
動作について説明すると、まず、フロッピーディスクに
予め記憶された刺繍柄データをフロッピーディスク装置
１６によって刺繍制御装置１０のＲＡＭ１４に読込む。
そして、メインＣＰＵ１１は、この刺繍柄データに基づ
いて主軸モータ１８の回転を制御して刺繍針４を往復動
させると共に、モータ制御装置２６，５５を作動させて
移動枠５の移動を制御することで刺繍縫いを行う。

【００７７】即ち、刺繍針４の往復動周期に同期するよ
うに、モータ制御装置２６がＸ軸用のパルスモータ２９
を、モータ制御装置５５がＹ軸用のパルスモータ５８を
それぞれ所望の角度だけ回転させる。これにより、移動
枠５がＸ−Ｙ平面上の所望の位置に移動し、移動前の針
落ち点から移動後の針落ち点までの間に刺繍糸が縫いつ
けられる。

【００７８】次に、Ｘ軸用のモータ制御装置２６の動作
について具体的に詳説する。ここで、当該モータ制御装
置２６による枠移動制御は、パルス幅設定処理とパルス
生成処理との２つの処理に大別され、これら２つの処理
が実質並列に実行されることにより枠移動制御が行われ
る。以下、パルス幅設定処理とパルス生成処理とを順に
説明する。

【００７９】まず、パルス幅設定処理について、図１４
ないし図１６に示すフローチャートに沿って詳細に説明
する。

【００８０】図１４中のステップ１では、メインＣＰＵ
１１から制御部シリアルインターフェース２５を介して
サブＣＰＵ３０に出力される刺繍速度データＳと移動量
データΔＸを受け取り、これを制御部２７のＲＡＭ３３
に記憶する。

【００８１】ここで、刺繍速度データＳとは主軸モータ
１８の回転速度を示すデータであり、この刺繍速度デー
タＳに基づいて刺繍針４の往復動周期が求められ、この
往復動周期の１／４〜１／２の時間が移動枠５の移動に
用いる時間（以下、「移動時間ｔ」という）として算出
される。また、移動量データΔＸとは移動時間ｔ内に移
動枠５をＸ軸方向に移動させる量を示すデータである。

【００８２】ステップ２では移動量データΔＸに基づい
てパルスモータ２９の回転角θを求める。例えば、移動
量データΔＸが移動枠５をＸ軸方向に１０ｍｍだけ移動
させることを示していた場合には、パルスモータ２９を
３６度回転させる必要がある。即ち、前述したようにパ
ルスモータ２９を０．３６度回転させると、移動枠５が
０．１ｍｍ移動するように設定されているので、移動量
が１０ｍｍのときのパルスモータ２９の回転角θは、

【００８３】

【数１】θ＝０．３６×（１０÷０．１）＝３６［度］ となる。

【００８４】ステップ３ではパルスモータ２９の回転角
θだけ回転させるのに必要な細分ステップ総数Ｍを求め
る。即ち、パルスモータ２９を回転角θだけ回転させる
には前記駆動電流波形ｂ１の位相を何細分ステップだけ
進めるかを求め、このときの細分ステップの総数Ｍを求
める。例えば、パルスモータ２９を３６度だけ回転させ
るのに必要な細分ステップ総数Ｍは下記に示す数２の演
算式によって求まる。即ち、パルスモータ２９は電気角
１サイクルで７．２度回転し、電気角１サイクルを３６
０分割しているから、

【００８５】

【数２】Ｍ＝（３６÷７．２）×３６０＝１８００ となる。即ち、これは瞬時値データテーブルＴのアドレ
スを１８００回進めることを意味する。

【００８６】さらに、付言すると、パルスモータ２９
は、前述したように、１細分ステップで０．０２度回転
するため、パルスモータ２９を３６度回転させるために
必要な細分ステップ総数Ｍは、Ｍ＝３６÷０．０２＝１
８００なる演算で求めることもできる。

【００８７】なお、瞬時値データテーブルＴのアドレス
は図１２に示すように０〜３５９であるが、アドレス３
５９の次はアドレス０となり、０〜３５９の範囲で巡回
するようになっている。

【００８８】ステップ４では、刺繍速度データＳに基づ
き、移動枠５の移動時間ｔを求め、移動枠５をこの移動
時間ｔ内に所望の位置に移動させるときの加減速パター
ンを設定する。そして、この加減速パターンに従ってパ
ルスモータ２９の回転速度を変化させるための加速係数
Ａ１，減速係数Ａ２を求める。

【００８９】ここで、加減速パターンとは、パルスモー
タ２９の回転開始角度から回転終了角度までの加速，減
速のパターンである。即ち、該加減速パターンは、枠移
動時の振動、騒音を防止するために、移動枠５を最初は
ゆっくりと移動させ、移動中は素早く移動させ、停止時
にはゆっくり停止させるように、パルスモータ２９の回
転速度Ｖを変化させるためのパターンである。

【００９０】また、加減速パターンは、移動枠５の枠形
状、大きさ、各タイミングベルト７Ａの長さ、枠移動時
の慣性負荷、摩擦抵抗等に基づいて決定される。即ち、
枠移動時に発生する振動の特性は、移動枠５の枠形状、
大きさ、各タイミングベルト７Ａの長さ、枠移動時の慣
性負荷、摩擦抵抗等により異なる。従って、このうよう
な要因を考慮して移動枠５の最適移動特性を求め、この
最適移動特性に基づいて加減速パターンを定めることに
より、枠移動時の振動、騒音を軽減している。なお、該
加減速パターンはＲＯＭ３２に複数種類記憶されてお
り、移動枠５の種類や刺繍速度データＳ、移動量データ
ΔＸ等に基づいて適宜選択的に読出されるようになって
いる。

【００９１】そこで、本実施例では、図１７中の特性線
αに示す加減速パターンを例に挙げて説明する。即ち、
図１７において、移動時間ｔのうち、移動開始時点から
パルスモータ２９の回転速度Ｖが最大になる時点までを
加速時間ｔ１とし、パルスモータ２９の回転速度Ｖが最
大になる時点から移動終了時点までを減速時間ｔ２とす
ると、該加減速パターンは加速時間ｔ１に比して減速時
間ｔ２が長く、加速時間ｔ１と減速時間ｔ２との比率が
例えば２：３である。また、図１７に示す加減速パター
ンの例では、加速時間ｔ１内においてパルスモータ２９
の回転速度Ｖを直線状に加速させ、減速時間ｔ２内にお
いてパルスモータ２９の回転速度Ｖを直線状に減速させ
るパターンとなっている。

【００９２】さて、パルスモータ２９の回転速度Ｖを、
図１７中の特性線αに従って直線状に加速させるために
は、一定時間毎にパルスモータ２９の回転を一定の割合
で増加させればよい。前述したように、パルスモータ２
９の回転速度Ｖは、基準時間ｕ毎に駆動電流波形ｂ１の
位相を進める細分ステップ数により決定されるから、パ
ルスモータ２９の回転速度Ｖを一定時間毎に一定の割合
で加速させるには、基準時間ｕ毎に駆動電流波形ｂ１の
位相を進める細分ステップ数を一定の割合で増加させれ
ばよい。また、同様にして、パルスモータ２９の回転速
度Ｖを、図１７中の特性線αに従って直線状に減速させ
るためには、基準時間ｕ毎に駆動電流波形ｂ１の位相を
進める細分ステップ数を一定の割合で減少させればよ
い。

【００９３】このような演算処理を実行するためにステ
ップ４では、加速係数Ａ１および減速係数Ａ２を算定す
る。即ち、加速係数Ａ１は、図１７中の特性線αに沿っ
てパルスモータ２９を一定割合で加速させるために、基
準時間ｕ毎に前記細分ステップ数をどれくらいの割合で
増加させるかを決定する係数である。また、減速係数Ａ
２は、図１７中の特性線αに沿ってパルスモータ２９を
一定割合で減速させるために、基準時間ｕ毎に前記細分
ステップ数をどれくらいの割合で減少させるかを決定す
る係数である。

【００９４】以下、この加速係数Ａ１，減速係数Ａ２を
算定する方法を具体的に説明する。なお、移動時間ｔ＝
５０ｍ秒、基準時間ｕ＝５０μ秒，細分ステップ総数Ｍ
＝１８００（パルスモータ２９の回転角が３６度）とす
る。

【００９５】図１７中の特性線αに示す加減速パターン
は加速時間ｔ１と減速時間ｔ２との比が２：３だから、
移動時間ｔ（５０ｍ秒）のうち、加速時間ｔ１＝２０ｍ
秒であり、減速時間ｔ２＝３０ｍ秒である。

【００９６】そして、加速時間ｔ１内に細分ステップ数
を増加させる回数を加速回数ｎ１とすると、この加速回
数ｎ１は、加速時間ｔ１を基準時間ｕで割ることで求め
ることができるから、下記の数３により求まる。

【００９７】

【数３】 ｎ１＝ｔ１÷ｕ ＝２０÷０．０５ ＝４００（回） 同様にして、減速時間ｔ２内に細分ステップ数を減少さ
せる回数を減速回数ｎ２とすると、この減速回数ｎ２
は、減速時間ｔ２を基準時間ｕで割ることで求めること
ができるから、下記の数４により求まる。

【００９８】

【数４】 ｎ２＝ｔ２÷ｕ ＝３０÷０．０５ ＝６００（回）

【００９９】一方、前述したように細分ステップ総数Ｍ
＝１８００であり、加減速パターンは加速時間ｔ１と減
速時間ｔ２との比が２：３であるから、加速時間ｔ１内
に進めなければならない細分ステップの総数Ｍ１は、下
記の数５により求められる。

【０１００】

【数５】 同様にして、減速時間内に進めなけれなならない細分ス
テップの総数Ｍ２は、下記の数６により求められる。

【０１０１】

【数６】

【０１０２】このように、図１７中の特性線αに示す加
減速パターンに対応するようにパルスモータ２９の回転
速度Ｖを制御するには、加速時間ｔ１内に細分ステップ
数を一定の割合で４００回増加させた後、減速時間ｔ２
内に細分ステップ数を一定の割合で６００回で減少させ
る。さらに、加速時間ｔ１内に細分ステップ数を一定の
割合で４００回増加させたときに細分ステップの総数Ｍ
１＝７２０となり、減速時間ｔ２内に細分ステップ数を
一定の割合で６００回減少させたときに細分ステップの
総数Ｍ２＝１０８０となるようにする。このような条件
を満たすように加速係数Ａ１，減速係数Ａ２を求める。

【０１０３】まず、加速係数Ａ１を求めるため、例え
ば、下記の数７に示すように、一定の割合で４００回増
加する数列を想定する。

【０１０４】

【数７】１，２，３，……，３９９，４００ そして、細分ステップ数を一定の割合で４００回増加さ
せ、かつ細分ステップの総数Ｍ１＝７２０となるような
条件を満たすように、加速係数Ａ１と細分ステップの総
数Ｍ１との関係を数７の数列を用いて表すと下記の数８
のようになる。

【０１０５】

【数８】Ｍ１＝（Ａ１×１）＋（Ａ１×２）＋（Ａ１＋
３）＋…………＋（Ａ１×３９９）＋（Ａ１×４００） そして、上記数８をまとめると数９のようになる。

【０１０６】

【数９】 よって、加速係数Ａ１は下記の数１０により求まる。

【０１０７】

【数１０】 Ａ１＝Ｍ１÷８０２００ ＝７２０÷８０２００ ≒０．００８９７

【０１０８】次に、減速係数Ａ２を求めるため、例え
ば、下記の数１１に示すように一定の割合で６００回減
少する数列を想定する。

【０１０９】

【数１１】６００，５９９，……，３，２，１ そして、細分ステップ数を一定の割合で６００回減少さ
せ、かつ細分ステップの総数Ｍ２＝１０８０となるよう
な条件を満たすように、減速係数Ａ２と細分ステップの
総数Ｍ２との関係を数１１の数列を用いて表すと下記の
数１２のようになる。

【０１１０】

【数１２】Ｍ２＝（Ａ２×６００）＋（Ａ２×５９９）
＋…………＋（Ａ２×３）＋（Ａ２×２）＋（Ａ２×
１） そして、この数１２を満たすような減速係数Ａ２を上記
数９および数１０とほぼ同様の手順で求めると、減速係
数Ａ２≒０．００５９９となる。

【０１１１】ステップ５では、ステップ４で求めた加速
係数Ａ１に基づいて加速処理を行うべく、図１５に示す
加速処理ルーチンを起動する。これより、この加速処理
ルーチンについて図１５中のフローチャートに沿って説
明する。

【０１１２】まず、ステップ２１では初期化のために、
計数値Ｃｎを１にすると共に、累加値Ｚｎを０にする。
なお、前記計数値Ｃｎは加速の回数を計数するものであ
り、前記累加値Ｚｎはステップ２３で加速係数Ａ１と計
数値Ｃｎとの乗算結果を累加するものである。

【０１１３】ステップ２２では、タイマ３５に基準時間
ｕをセットし、該タイマ３５をスタートさせる。これに
より、タイマ３５はこの時点から基準時間ｕが経過する
までの間、計数を行う。

【０１１４】ステップ２３では、加速係数Ａ１と計数値
Ｃｎとに基づいて、駆動電流波形ｂ１の位相を何細分ス
テップ進めるかを決定する位相進め値ｍを求める。即
ち、下記の数１３に示すように、加速係数Ａ１と計数値
Ｃｎを乗算し、その結果を前回の累加値Ｚｎ′に累加し
て新たな累加値Ｚｎを算出する。

【０１１５】

【数１３】Ｚｎ＝Ｚｎ′＋Ａ１×Ｃｎ そして、下記の数１４に示すように、新たな累加値Ｚｎ
の整数部分から前回の累加値Ｚｎ′の整数部分を引き算
することにより位相進め値ｍを算出する。

【０１１６】

【数１４】 ｍ＝（Ｚｎの整数部分）−（Ｚｎ′の整数部分）

【０１１７】例えば、上述した例のように、加速係数Ａ
１が０．００８９７であり、計数値Ｃｎが１から４００
に向けて１づつ増加する場合には、上記数１３および数
１４により、位相進め値ｍが０→１→２→３→４と実質
的に直線を描くように増加するようになる。

【０１１８】なお、ステップ２３で実際に数１３および
数１４により位相進め値ｍを演算すると、計数値Ｃｎが
１〜１４の間では、連続して位相進め値ｍ＝０と算定さ
れ、計数値Ｃｎ＝１５になったときに初めて位相進め値
ｍ＝１となる。このため、計数値Ｃｎ＝１５になってか
らパルスモータ２９が回転し始める結果となり、計数値
Ｃｎが１〜１４の間は無駄に時間が経過することにな
る。そこで、実際には当該加速処理ルーチンを実行する
前に位相進め値ｍが初めて「１」になる計数値Ｃｎ、即
ち、計数値Ｃｎ＝１５を算定しておき、図１５中のステ
ップ１で計数値Ｃｎ＝１とせずに計数値Ｃｎ＝１５とし
て当該加速処理ルーチンを実行するようにしている。こ
れにより、当該加速処理を効率よく行うことができる。

【０１１９】次に、ステップ２４では、現時点の駆動電
流波形ｂ１の位相に対応する瞬時値データテーブルＴ上
のアドレスを前記位相進め値ｍだけ進ませ、ステップ２
５では、瞬時値データテーブルＴから当該アドレスに記
憶された瞬時値データＤ１を読出す。例えば、ｍ＝１の
ときには、アドレスは１進むから、前回より１細分ステ
ップ進んだ瞬時値データＤ１が瞬時値データテーブルＴ
から読出されるため、パルスモータ２９は０．０２度回
転する。また、ｍ＝２のときは前回より２細分ステップ
進んだ瞬時値データＤ１が読出されるため、パルスモー
タ２９は０．０４度回転する。さらに、ｍ＝３のときは
前回より３細分ステップ進んだ瞬時値データＤ１が読出
され、パルスモータ２９は０．０６度回転する。さら
に、ｍ＝４のときは前回より４細分ステップ進んだ瞬時
値データＤ１が読出されるため、パルスモータ２９は
０．０８度回転する。このように、ｍが増加することに
より、細分ステップを進ませる数が増加し、パルスモー
タ２９の基準時間ｕ毎の回転角が増加する。この結果、
パルスモータ２９の回転速度Ｖが増加する。

【０１２０】ステップ２６では、瞬時値データＤ１に基
づいて瞬時値データＤ２〜Ｄ５を算出し、該瞬時値デー
タＤ１〜Ｄ５をサブＣＰＵ３０の記憶部３０Ａにセット
する。即ち、図１１に示すように、パルスモータ２９に
供給する駆動電流波形ｂ２〜ｂ５は、駆動電流波形ｂ１
に対して所定の位相ずれをもった波形である。そこで、
瞬時値データＤ１を基準にして、駆動電流波形ｂ１に対
する駆動電流波形ｂ２〜ｂ５の位相ずれ分をそれぞれ演
算することにより瞬時値データＤ２〜Ｄ５を算出する。
なお、前記瞬時値データＤ２〜Ｄ５は、駆動電流波形ｂ
２〜ｂ５をパルスモータ２９のＢ相〜Ｅ相コイルに供給
するための駆動パルス信号Ｐ２〜Ｐ５の各パルス幅に相
当する数値である。

【０１２１】ステップ２７では、タイマ３５が計数を完
了し割込み制御回路３４からの割込み信号が発生するの
を待つ。

【０１２２】そして、割込み制御回路３４からの割込み
信号が発生するとステップ２８に進み、ステップ２８で
は計数値Ｃｎを１増加させ、ステップ２９では計数値Ｃ
ｎが加速回数ｎ１以上となったか否かを調べる。そし
て、計数値Ｃｎが加速回数ｎ１以上でない場合には「Ｎ
Ｏ」となり、ステップ２２に処理が戻る。一方、計数値
Ｃｎが加速回数ｎ１以上の場合には、「ＹＥＳ」となっ
てリターンし、パルス幅設定プログラムのステップ６に
移行する。

【０１２３】そして、パルス幅設定プログラムのステッ
プ６（図１４）では、ステップ４で求めた減速係数Ａ２
に基づいて減速処理を行うべく、図１６に示す減速処理
ルーチンを起動する。これより、この減速処理ルーチン
について図１６中のフローチャートに沿って説明する。

【０１２４】まず、ステップ４１では計数値Ｃｎに減速
回数ｎ２を代入し、ステップ４２では、タイマ３５に基
準時間ｕをセットし、該タイマ３５をスタートさせる。
これにより、タイマ３５はこの時点から基準時間ｕ経過
するまでの間、計数を行う。なお、累加値Ｚｎは加速処
理ルーチンが終了した段階の値を保持している。

【０１２５】ステップ４３では、減速係数Ａ２，計数値
Ｃｎおよび累加値Ｚｎに基づき、前述した数１３および
数１４の演算式を用いて前記駆動電流波形ｂ１の位相を
何細分ステップ進めるかを決定する位相進め値ｍを求め
る。

【０１２６】ステップ４４では、現時点の駆動電流波形
ｂ１の位相に対応する瞬時値データテーブルＴ上のアド
レスを前記位相進め値ｍだけ進ませ、ステップ４５で
は、瞬時値データテーブルＴにおいて当該アドレスに記
憶された瞬時値データＤ１を読出す。

【０１２７】ステップ４６では、瞬時値データＤ１に基
づいて瞬時値データＤ２〜Ｄ５を算出し、該瞬時値デー
タＤ１〜Ｄ５をサブＣＰＵ３０の記憶部３０Ａにセット
する。ステップ４７では、タイマ３５が計数を完了し、
割込み制御回路３４からの割込み信号が発生するまで待
つ。

【０１２８】そして、割込み制御回路３４からの割込み
信号が発生したらステップ４８に進み、ステップ４８で
は累加値Ｚｎが細分ステップ総数Ｍ以上か否かを調べ
る。そして、累加値Ｚｎが細分ステップ総数Ｍ以上の場
合には「ＹＥＳ」となり、ステップ５１に移行して当該
減速処理ルーチンを終了させる。即ち、上記ステップ４
３で数１３および数１４により位相進め値ｍを求めると
き、数１４ではＺｎ、Ｚｎ′のそれぞれの小数点以下を
切り捨て、Ｚｎの整数部分からＺｎ′の整数部分を引き
算しているため、事実上累加値Ｚｎが細分ステップ総数
Ｍを超えてしまう場合がある。これを防止するためにス
テップ４８で、累加値Ｚｎが細分ステップ総数Ｍ以上と
なった時点で、減速処理ルーチンを終了させる。

【０１２９】なお、累加値Ｚｎが細分ステップ総数Ｍに
近い値となるときは、計数値Ｃｎが「０」に近い値にな
るときであり、ステップ４３では連続して位相進め値ｍ
＝０と算定される。即ち、このときパルスモータ２９は
回転角θの回転を既に完了している。従って、ステップ
４８の処理を行っても、パルスモータ２９は確実に回転
角θ、回転する。即ち、パルスモータ２９が回転角θ、
回転する前にステップ４８によって減速処理ルーチンが
強制終了されることはない。

【０１３０】また、上述したように計数値Ｃｎが「０」
に近い値になると、パルスモータ２９は回転角θの回転
を既に完了しており、ステップ４３では連続して位相進
め値ｍ＝０が算定されだけで、パルスモータ２９はこれ
以上回転しない。これにも拘らず、計数値Ｃｎ＝０にな
るまで減速処理ルーチンを続行するのは時間の無駄であ
る。従って、位相進め値ｍ＝０となり、かつ、これ以降
位相進め値ｍが「０」以外の値となることはないと判定
できる時点（例えば、計数値Ｃｎ＝１７程度になった時
点）で減速処理ルーチンを終了させるようにしてもよ
い。

【０１３１】一方、ステップ４８で累加値Ｚｎが細分ス
テップ総数Ｍ以上でない場合には「ＮＯ」となり、ステ
ップ４９に移行する。ステップ４９では計数値Ｃｎを１
減少させ、ステップ５０では計数値Ｃｎが０以下となっ
たか否かを調べる。そして、計数値Ｃｎが０以下でない
場合には「ＮＯ」となり、ステップ４２に処理を戻す。
一方、計数値Ｃｎが０以下の場合には、「ＹＥＳ」とな
り、パルス幅設定プログラムのステップ７に移行し、パ
ルス幅設定プログラムは終了する。

【０１３２】次に、パルス生成処理について、図１８に
示すフローチャートに沿って詳細に説明する。

【０１３３】ステップ６１では、カウンタ３６およびパ
ルス発生部３７の初期化を行う。即ち、カウンタ３６を
リセットして該カウンタ３６の計数値を「０」にする。
そして、パルス発生部３７のフリップフロップ４４〜４
８をセット状態（出力端子Ｑの出力がハイレベルの状
態）にする。

【０１３４】ステップ６２では、駆動パルス信号Ｐ１〜
Ｐ５の周期（パルス発生間隔）を設定するためのセット
値として例えば「２５４」をセット用比較器３８に設定
する。ステップ６３では、瞬時値データＤ１〜Ｄ５をサ
ブＣＰＵ３０の記憶部３０Ａから出力し、該瞬時値デー
タＤ１〜Ｄ５をリセット用比較器３９〜４３にそれぞれ
設定する。

【０１３５】そして、ステップ６４では、リセットされ
た状態のカウンタ３６をスタートさせる。これにより、
カウンタ３６は「０」からカウント値を１づつ歩進させ
る一方、該カウンタ３６の計数値はセット用比較器３８
と、リセット用比較器３９〜４３とにそれぞれ入力され
る。そして、リセット用比較器３９〜４３は瞬時値デー
タＤ１〜Ｄ５と計数値とを比較し、両者が一致したとき
に一致信号をフリップフロップ４４〜４８のリセット入
力端子Ｒに向けてそれぞれ出力する。これにより、フリ
ップフロップ４４〜４８がリセットされる。

【０１３６】一方、セット用比較器３８はセット値「２
５４」と計数値とを比較し、両者が一致したときに一致
信号をフリップフロップ４４〜４８のセット入力端子Ｓ
およびカウンタ３６に向けて出力する。これにより、フ
リップフロップ４４〜４８がセットされると共に、カウ
ンタ３６がリセットされる。そして、カウンタ３６がリ
セットされると同時に、割込み制御回路３４からサブＣ
ＰＵ３０に向けて割込み信号が出力される。そして、ス
テップ６５では、この割込み信号を受信しステップ６２
に処理を戻す。

【０１３７】このように、カウンタ３６が０〜２５４を
計数する毎にステップ６２〜ステップ６５の処理を繰り
返されることにより、瞬時値データＤ１〜Ｄ５に対応し
てパルス幅が変化する駆動パルス信号Ｐ１〜Ｐ５がフリ
ップフロップ４４〜４８の出力端子Ｑから出力される。

【０１３８】なお、該駆動パルス信号Ｐ１〜Ｐ５の周期
はカウンタ３６が０〜２５４を計数する周期等によって
決まるが、この周期を前記基準時間ｕと等しくなるよう
に、例えば５０μ秒に設定すれば、前記パルス幅設定処
理とこのパルス発生処理を同期させることができる。

【０１３９】そして、フリップフロップ４４〜４８の出
力端子Ｑから出力された駆動パルス信号Ｐ１〜Ｐ５は、
駆動部２８の各上段増幅器４９によって増幅され、電界
効果トランジスタ５２のゲート端子に入力される。これ
と並列に、駆動パルス信号Ｐ１〜Ｐ５は、各反転回路５
１によって反転された後、各下段増幅器５０によって増
幅され、電界効果トランジスタ５３のゲート端子に入力
される。これにより、駆動パルス信号Ｐ１〜Ｐ５に基づ
く信号がパルスモータ２９の各相コイルに出力され、パ
ルスモータ２９の各相コイルには駆動電流が供給され
る。

【０１４０】以上のような処理により、Ｘ軸用のモータ
制御装置２６は、例えば図１７中の加減速パターンに基
づき、移動枠５を、移動時間ｔ内に移動量データΔＸに
よって指定された距離だけＸ軸方向に移動させるよう
に、パルスモータ２９を制御する。

【０１４１】一方、Ｙ軸用のモータ制御装置５５も前記
モータ制御装置２６と同様に、加減速パターンに基づ
き、移動枠５を移動時間ｔ内に移動量データΔＹによっ
て指定された距離だけＹ軸方向に移動させるように、パ
ルスモータ５８を制御する。

【０１４２】ここで、移動量データΔＸとΔＹが異なる
場合、即ち、移動枠５のＸ軸方向の移動量とＹ軸方向の
移動量が異なる場合等には、移動枠５のＸ軸方向の移動
時間とＹ軸方向の移動時間とが一致しない。しかし、刺
繍の品質を高めるためにはＸ軸方向の移動時間とＹ軸方
向の移動時間を一致させ、移動枠５を所望の位置へ同時
終着させる必要がある。

【０１４３】そこで、このような場合には、移動量デー
タΔＸとΔＹとを比較して、ΔＸ＞ΔＹのときには、Ｘ
軸用のモータ制御装置２６によって設定された移動時間
を用いてＸ軸方向およびＹ軸方向の枠移動制御を行う。
一方、ΔＸ＜ΔＹのときには、Ｙ軸用のモータ制御装置
５５により設定された移動時間を用いてＸ軸方向および
Ｙ軸方向の枠移動制御を行う。このように、枠移動量の
大きい方の移動時間に枠移動量の小さい方の移動時間を
合わせ込むことにより、移動枠５を所望の位置へ同時終
着させるようにパルスモータ２９，５８を制御する。

【０１４４】さらに、移動枠５を同時終着させるときに
は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで移動時間を一致させるだけ
でなく、両者の加減速パターンも同様にＸ軸方向または
Ｙ軸方向のいずれか一方のパターンに合わせる。例え
ば、Ｘ軸方向の移動量がＹ軸方向の移動量より大きい場
合には、移動枠５をＸ軸方向に移動させるときの加減速
パターンを図１７中の特性線αに示すように、移動枠５
をＹ軸方向に移動させるときの加減速パターンを図１７
中の特性線βに示すようにそれぞれ設定する。

【０１４５】かくして、本実施例によれば、図１７に示
すような加減速パターンに基づいて駆動電流波形ｂ１の
位相を基準時間ｕ毎に進める細分ステップ数（位相進め
値ｍ）を可変に算定し、該細分ステップ数毎に駆動電流
波形ｂ１の位相に対応した瞬時値データＤ１を瞬時値デ
ータテーブルＴから読出す構成としたから、パルスモー
タ２９（５８）をマイクロステップ駆動方式により制御
し、移動枠５の加減速処理を実現できる。即ち、刺繍針
４が１往復動する間の短時間内に、移動枠５を最初はゆ
っくりと移動させ、移動中は素早く移動させ、停止時は
ゆっくり停止させるといった加減速処理を実現でき、移
動枠５の振動，騒音等を軽減することができる。

【０１４６】特に、本実施例によれば、駆動電流波形ｂ
１の位相を基準時間ｕ毎に進める細分ステップ数を増加
させることにより、パルスモータ２９（５８）を加速さ
せることができる。このような処理は、汎用のマイクロ
プロセッサの通常の処理能力で十分に実現可能である。

【０１４７】即ち、パルスモータ２９（５８）の回転速
度Ｖを増加させても、駆動電流波形ｂ１の瞬時値データ
Ｄ１を読出す時間間隔は常に「基準時間ｕ」であり、一
定である。これにより、従来技術のように、パルスモー
タの回転速度を増加させるに従ってモータ制御処理が高
速になり汎用のマイクロプロセッサの処理能力を越える
といった不都合は生じない。

【０１４８】従って、本実施例で述べたように、例えば
刺繍針４が高速で１往復動する間に、パルスモータ２９
（５８）の回転速度Ｖを０ｒｐｍから２５０ｒｐｍまで
素早くかつ連続的に加速するといった処理を、汎用のマ
イクロプロセッサを用いて容易に実現することができ
る。

【０１４９】さらに、本実施例によれば、移動枠５の枠
形状、大きさ、枠移動時の摩擦抵抗等によって決まる移
動枠５の移動特性に基づいて加減速パターンを設定する
構成としたから、移動枠５の移動特性に適合するように
枠移動制御を行うことができる。これにより、移動枠５
のＸ軸方向とＹ軸方向とで移動特性が異なる場合や、移
動枠５を他の移動枠に交換した場合でも、常に最適な加
減速パターンを設定してパルスモータ２９（５８）の加
速，減速を制御し、枠移動時の振動や騒音等を軽減する
ことができる。

【０１５０】また、パルスモータ２９（５８）に出力す
る駆動パルス信号Ｐ１〜Ｐ５の周期はパルスモータ２９
（５８）の回転速度Ｖに拘らず一定の例えば５０μ秒で
あり、１秒当りのパルス数は例えば２００００である。
従って、パルスモータ２９（５８）駆動時の振動に含ま
れる高調波成分の周波数が可聴範囲外となり、騒音が発
生するのを効果的に防止できる。

【０１５１】なお、前記実施例において、図１４ないし
図１６に示すプログラムのうち、ステップ１ないしステ
ップ４が請求項１に記載する発明の特定事項である回転
速度算定手段の具体例であり、ステップ２３、ステップ
４３が位相角算定手段の具体例であり、ステップ２４お
よびステップ２５、ステップ４４およびステップ４５が
瞬時値算定手段の具体例である。また、図１８に示すパ
ルス生成処理プログラムがパルス幅設定手段、信号出力
手段の具体例である。

【０１５２】また、前記実施例において、図１４ないし
図１６に示すプログラムのうち、ステップ１が請求項２
に記載する発明の構成要件であるデータ受取手段の具体
例であり、ステップ２が回転角算定手段の具体例であ
り、ステップ３およびステップ４が加減速設定手段の具
体例である。そして、ステップ２３、ステップ４３が位
相角算定手段の具体例であり、ステップ２４およびステ
ップ２５、ステップ４４およびステップ４５が瞬時値算
定手段の具体例である。また、図１８に示すパルス生成
処理プログラムがパルス幅設定手段、信号出力手段の具
体例である。

【０１５３】さらに、前記実施例において、図１４ない
し図１６に示すプログラムのうち、ステップ１が請求項
３に記載する発明の構成要件であるデータ受取手段の具
体例であり、ステップ２が回転角算定手段の具体例であ
り、ステップ３およびステップ４が加減速設定手段の具
体例である。そして、ステップ２３、ステップ４３がス
テップ数算定手段の具体例であり、ステップ２４および
ステップ２５、ステップ４４およびステップ４５が瞬時
値読出手段の具体例である。また、図１８に示すパルス
生成処理プログラムがパルス幅設定手段、信号出力手段
の具体例である。

【０１５４】また、前記実施例では、パルスモータ２９
（５８）の駆動電流波形ｂ１を３６０分割するものとし
て述べたが、本発明はこれに限らず、駆動電流波形ｂ１
を３００分割〜４００分割、例えば３２０分割または４
００分割にしてもよい。

【０１５５】さらに、前記実施例では、駆動電流波形ｂ
１の瞬時値データを瞬時値データテーブルＴから読出す
ものとして説明したが、本発明はこれに限らず、駆動電
流波形ｂ１を駆動関数としてＲＯＭ３２に記憶し、該駆
動関数を用いて演算することにより、駆動電流波形ｂ１
の瞬時値を算出するようにしてもよい。

【０１５６】また、前記実施例では、５相のパルスモー
タ２９（５８）を有する自動刺繍機の枠移動制御装置を
例に挙げたが、本発明はこれに限らず、３相パルスモー
タ等、その他の相数のパルスモータを有するものにも適
用できる。

【０１５７】また、前記実施例では、一頭式の自動刺繍
機の枠移動制御装置を例に挙げて説明したが、本発明は
これに限らず、多頭式の自動刺繍機の枠移動制御装置に
も適用することができる。

【０１５８】さらに、本発明は自動刺繍機の枠移動制御
装置に限らず、パルスモータを用いた他の縫製機におけ
る布送り機構に適用することも可能である。自動刺繍機
の枠移動制御装置

【０１５９】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の発
明によれば、モータ駆動制御手段を、前記移動枠の移動
量および刺繍速度に基づいてパルスモータの回転速度を
算定する回転速度算定手段と、該回転速度算定手段によ
るパルスモータの回転速度に基づき、前記駆動電流波形
の位相を予め決められた基準時間毎に進める位相角を可
変に算定する位相角算定手段と、該位相角算定手段によ
る位相角毎に前記駆動電流波形の位相に対応した瞬時値
を算定する瞬時値算定手段と、該瞬時値算定手段による
駆動電流波形の瞬時値からこれに対応した前記パルス幅
変調信号のパルス幅を設定するパルス幅設定手段と、該
パルス幅設定手段で設定したパルス幅のパルス幅変調信
号を前記パルスモータに出力することにより、前記駆動
電流波形に対応した駆動電流を該パルスモータに供給す
る信号出力手段とから構成したから、マイクロステップ
駆動方式を採用して、パルスモータの回転速度を細か
く、かつ広範囲に可変制御することができる。

【０１６０】特に、前記位相算定手段により駆動電流波
形の位相を予め決められた基準時間毎に進める位相角を
増加させることで、パルスモータを加速して高速回転さ
せることができる。即ち、パルスモータを高速制御する
ときでも、駆動電流波形の位相を進める時間間隔は予め
決められた基準時間であり、不変である。これにより、
パルスモータの高速制御を汎用のマイクロプロセッサの
処理能力で容易に実現することができる。

【０１６１】従って、刺繍針が１往復動する間の短い時
間内で、移動枠を最初はゆっくりと移動させ、移動中は
素早く移動させ、停止時にはゆっくり停止させるといっ
た加減速処理を容易に実現でき、移動枠の振動，騒音等
を軽減することができる。

【０１６２】請求項２に記載の発明によれば、モータ駆
動制御手段を、前記移動枠の移動量データおよび刺繍速
度データを受け取るデータ受取手段と、該データ受取手
段による移動量データに基づいて前記パルスモータの回
転角を算定する回転角算定手段と、該回転角算定手段に
よるパルスモータの回転角と前記データ受取手段による
刺繍速度データとに基づいて、パルスモータの回転開始
角度から回転終了角度までの加減速パターンを設定する
加減速設定手段と、該加減速設定手段による加減速パタ
ーンに基づいて、前記駆動電流波形の位相を予め決めら
れた基準時間毎に進める位相角を可変に算定し、パルス
モータの加速時には位相角を増加させ、減速時には位相
角を減少させる位相角算定手段と、該位相角算定手段に
よる位相角毎に前記駆動電流波形の位相に対応した瞬時
値を算定する瞬時値算定手段と、該瞬時値算定手段によ
る駆動電流波形の瞬時値からこれに対応した前記パルス
幅変調信号のパルス幅を設定するパルス幅設定手段と、
該パルス幅設定手段で設定したパルス幅のパルス幅変調
信号を前記パルスモータに出力することにより前記駆動
電流波形に対応した駆動電流を該パルスモータに供給す
る信号出力手段とから構成したから、請求項１に記載の
発明と同様に、パルスモータの回転速度を滑らかに、か
つ広範囲に変更するといった制御を汎用のマイクロプロ
セッサを用いて容易に実現でき、枠移動時に発生する振
動，騒音を軽減することができる。

【０１６３】請求項３に記載の発明によれば、モータ駆
動制御手段を、前記駆動電流波形をそれぞれの位相毎に
細かいステップで分割し、該各ステップ毎の瞬時値デー
タを記憶した瞬時値テーブル記憶手段と、前記移動枠の
移動量データと刺繍速度データを受け取るデータ受取手
段と、該データ受取手段による移動量データに基づいて
前記パルスモータの回転角を算定する回転角算定手段
と、該回転角算定手段によるパルスモータの回転角と前
記データ受取手段による刺繍速度データとに基づいて、
パルスモータの回転開始角度から回転終了角度までの加
減速パターンを設定する加減速設定手段と、該加減速設
定手段による加減速パターンに基づいて、前記駆動電流
波形の位相を予め決められた基準時間毎に進めるステッ
プ数を可変に算定し、パルスモータの加速時にはステッ
プ数を増加させ、減速時にはステップ数を減少させるス
テップ数算定手段と、該ステップ数算定手段によるステ
ップ数毎に駆動電流波形の位相に対応した瞬時値データ
を前記瞬時値テーブル記憶手段から読出す瞬時値読出手
段と、該瞬時値読出手段による瞬時値データからこれに
対応した前記パルス幅変調信号のパルス幅を設定するパ
ルス幅設定手段と、該パルス幅設定手段で設定したパル
ス幅のパルス幅変調信号を前記パルスモータに出力する
ことにより前記駆動電流波形に対応した駆動電流を該パ
ルスモータに供給する信号出力手段とから構成したか
ら、請求項１に記載の発明と同様に、パルスモータの回
転速度を滑らかに、かつ広範囲に変更するといった制御
を汎用のマイクロプロセッサを用いて容易に実現でき、
枠移動時に発生する振動，騒音を軽減することができ
る。

【０１６４】特に、ステップ数算定手段によって駆動電
流波形の位相を基準時間毎に進めるステップ数を大きく
することによってパルスモータを高速回転させることが
できる。これにより、パルスモータに供給するパルス信
号の１秒当りのパルス数が３万〜１０万程度となってし
まいマイクロプロセッサの処理が時間的に間に合わない
といった不都合をなくし、マイクロステップ駆動方式を
採用しつつ、パルスモータの高速回転（例えば、２５０
ｒｐｍ以上）制御を実現することができる。

【０１６５】請求項４に記載の発明によれば、加減速設
定手段は、少なくとも前記移動枠の枠形状および枠移動
時の摩擦抵抗により決定される移動枠の移動特性に基づ
き、加速時間に比して減速時間が長くなるように加減速
パターンを設定してなる構成としたから、個々の移動枠
が有する移動特性に適合するように枠移動制御を行うこ
とができ、移動枠の固有の振動や騒音等を軽減すること
ができると共に、移動枠の停止時に該移動枠が振動して
刺繍針の縫い位置がぶれるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載する発明の構成を示す機能ブロ
ック図である。

【図２】請求項２に記載する発明の構成を示す機能ブロ
ック図である。

【図３】請求項３に記載する発明の構成を示す機能ブロ
ック図である。

【図４】本発明の実施例による自動刺繍機を示す外観図
である。

【図５】図４中の移動枠および枠移動機構等を示す部分
横断面図である。

【図６】刺繍制御装置の全体構成を示す制御ブロック図
である。

【図７】図６中のモータ制御装置を示す制御ブロック図
である。

【図８】図７中のパルス発生部を示す制御ブロック図で
ある。

【図９】図７中の駆動部を示す回路図である。

【図１０】パルスモータをハーフステップ駆動方式によ
り駆動する場合の駆動チャートを示す波形図である。

【図１１】パルスモータをマイクロステップ駆動方式に
より駆動する場合の駆動電流波形を示す波形図である。

【図１２】瞬時値データテーブルを示す説明図である。

【図１３】駆動パルス信号およびパルスモータのコイル
に流れる駆動電流を示す波形図である。

【図１４】パルス幅設定プログラムを示す流れ図であ
る。

【図１５】加速処理ルーチンを示す流れ図である。

【図１６】減速処理ルーチンを示す流れ図である。

【図１７】移動時間に対する移動枠の加速、減速の特性
を示す特性線図である。

【図１８】パルス生成プログラムを示す流れ図である。

【符号の説明】

４ 刺繍針 ５ 移動枠 １０ 刺繍制御装置 １１ メインＣＰＵ ２６，５５ モータ制御装置 ２７，５６ 制御部（モータ駆動制御手段） ２８，５７ 駆動部（モータ駆動制御手段） ２９，５８ パルスモータ ３０ サブＣＰＵ ３２ ＲＯＭ ３４ 割込み制御回路 ３５ タイマ ３６ カウンタ ３７ パルス発生部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 刺繍針によって刺繍を施すための布を展
   張状態で保持する刺繍用移動枠と、該移動枠を移動させ
   るためのパルスモータと、該パルスモータをマイクロス
   テップ駆動方式により駆動するために、該パルスモータ
   の駆動電流波形の位相とこれに対応した瞬時値を算定
   し、該瞬時値に対応したパルス幅を有するパルス幅変調
   信号を該パルスモータに出力することにより前記駆動電
   流波形に対応した駆動電流を該パルスモータに供給する
   モータ駆動制御手段とを備え、 該モータ駆動制御手段は、前記移動枠の移動量および刺
   繍速度に基づいてパルスモータの回転速度を算定する回
   転速度算定手段と、 該回転速度算定手段によるパルスモータの回転速度に基
   づき、前記駆動電流波形の位相を予め決められた基準時
   間毎に進める位相角を可変に算定する位相角算定手段
   と、 該位相角算定手段による位相角毎に前記駆動電流波形の
   位相に対応した瞬時値を算定する瞬時値算定手段と、 該瞬時値算定手段による駆動電流波形の瞬時値からこれ
   に対応した前記パルス幅変調信号のパルス幅を設定する
   パルス幅設定手段と、 該パルス幅設定手段で設定したパルス幅のパルス幅変調
   信号を前記パルスモータに出力することにより、前記駆
   動電流波形に対応した駆動電流を該パルスモータに供給
   する信号出力手段とから構成してなる自動刺繍機の枠移
   動制御装置。
2. 【請求項２】 刺繍針によって刺繍を施すための布を展
   張状態で保持する刺繍用移動枠と、該移動枠を移動させ
   るためのパルスモータと、該パルスモータをマイクロス
   テップ駆動方式により駆動するために、該パルスモータ
   の駆動電流波形の位相とこれに対応した瞬時値を算定
   し、該瞬時値に対応したパルス幅を有するパルス幅変調
   信号を該パルスモータに出力することにより前記駆動電
   流波形に対応した駆動電流を該パルスモータに供給する
   モータ駆動制御手段とを備え、 該モータ駆動制御手段は、前記移動枠の移動量データお
   よび刺繍速度データを受け取るデータ受取手段と、 該データ受取手段による移動量データに基づいて前記パ
   ルスモータの回転角を算定する回転角算定手段と、 該回転角算定手段によるパルスモータの回転角と前記デ
   ータ受取手段による刺繍速度データとに基づいて、パル
   スモータの回転開始角度から回転終了角度までの加減速
   パターンを設定する加減速設定手段と、 該加減速設定手段による加減速パターンに基づいて、前
   記駆動電流波形の位相を予め決められた基準時間毎に進
   める位相角を可変に算定し、パルスモータの加速時には
   位相角を増加させ、減速時には位相角を減少させる位相
   角算定手段と、 該位相角算定手段による位相角毎に前記駆動電流波形の
   位相に対応した瞬時値を算定する瞬時値算定手段と、 該瞬時値算定手段による駆動電流波形の瞬時値からこれ
   に対応した前記パルス幅変調信号のパルス幅を設定する
   パルス幅設定手段と、 該パルス幅設定手段で設定したパルス幅のパルス幅変調
   信号を前記パルスモータに出力することにより前記駆動
   電流波形に対応した駆動電流を該パルスモータに供給す
   る信号出力手段とから構成してなる自動刺繍機の枠移動
   制御装置。
3. 【請求項３】 刺繍針によって刺繍を施すための布を展
   張状態で保持する刺繍用移動枠と、該移動枠を移動させ
   るためのパルスモータと、該パルスモータをマイクロス
   テップ駆動方式により駆動するために、該パルスモータ
   の駆動電流波形の位相とこれに対応した瞬時値を算定
   し、該瞬時値に対応したパルス幅を有するパルス幅変調
   信号を該パルスモータに出力することにより前記駆動電
   流波形に対応した駆動電流を該パルスモータに供給する
   モータ駆動制御手段とを備え、 該モータ駆動制御手段は、前記駆動電流波形をそれぞれ
   の位相毎に細かいステップで分割し、該各ステップ毎の
   瞬時値データを記憶した瞬時値テーブル記憶手段と、 前記移動枠の移動量データと刺繍速度データを受け取る
   データ受取手段と、 該データ受取手段による移動量データに基づいて前記パ
   ルスモータの回転角を算定する回転角算定手段と、 該回転角算定手段によるパルスモータの回転角と前記デ
   ータ受取手段による刺繍速度データとに基づいて、パル
   スモータの回転開始角度から回転終了角度までの加減速
   パターンを設定する加減速設定手段と、 該加減速設定手段による加減速パターンに基づいて、前
   記駆動電流波形の位相を予め決められた基準時間毎に進
   めるステップ数を可変に算定し、パルスモータの加速時
   にはステップ数を増加させ、減速時にはステップ数を減
   少させるステップ数算定手段と、 該ステップ数算定手段によるステップ数毎に駆動電流波
   形の位相に対応した瞬時値データを前記瞬時値テーブル
   記憶手段から読出す瞬時値読出手段と、 該瞬時値読出手段による瞬時値データからこれに対応し
   た前記パルス幅変調信号のパルス幅を設定するパルス幅
   設定手段と、 該パルス幅設定手段で設定したパルス幅のパルス幅変調
   信号を前記パルスモータに出力することにより前記駆動
   電流波形に対応した駆動電流を該パルスモータに供給す
   る信号出力手段とから構成してなる自動刺繍機の枠移動
   制御装置。
4. 【請求項４】 前記加減速設定手段は、少なくとも前記
   移動枠の枠形状および枠移動時の摩擦抵抗により決定さ
   れる移動枠の移動特性に基づき、加速時間に比して減速
   時間が長くなるように前記加減速パターンを設定してな
   る請求項２または３に記載の自動刺繍機の枠移動制御装
   置。