JPS59155283A - 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 - 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 この発明は、自動ししゅ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、自動ししゅう機
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ットパターンを供給する角度符
号器（っま９アブソリユートロークリエンコーダ）を用
いてミシン主軸の角度情報を得、この複数ビット角度情
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
ッ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ットパ
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
題があった。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シ複数ビッ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
ってカウント内容がクリアされてしまうことがあるとい
う問題があった。

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

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は全く考慮されていす、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ベシ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った。

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
軸角度を検出するだ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ュ
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ゅ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シ、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ュートで主
軸角度を特定していることによって停電等に無関係なア
ブソリュ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ィジ
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
力されたディジタル値（これはミシン主軸角度に対応し
ている）に従っ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って
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
ディ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った２つの
前記ディレタル変換値の差を求め、これによシミシン主
軸の回転速度を特定し、特定した速度に応じて前記電気
的位相ずれ分のディ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ィジ
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
シ、速度に応じた要因（例えばすベシ量）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ｃｏｓωｔ）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ｓｉ
ｎ　（ωｔ−θ　）を出力するものである。変換器６は
検出器１から出力されたアナログ交流信号ｓｉｎ　（ω
ｔ−θ）における電気的位相ずれ分θをディジタル変換
するものであり、この電気的位相θに対応するディジタ
ル値Ｄθ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
ものであシ、変換器６の出力ディジタル値Ｄθをアドレ
ス入力ど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っ
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
グであって、この下位置を越えて上記停止位置に至った
とき停止するよう制御するために利用される）、シシゅ
う枠移動開始タイミング（シシゅう枠の移動を開始すべ
き角度タイミング）、シシゅう枠移動停止制限タイミン
グ（少くとも主軸がこの角度を越えたときししゅう枠の
移動を行なってはならないことを示す角度タイミング）
、ジャンプタイミング（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、その他がらり、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ＩＪ（ＲＡＭ）その他記憶回路か
ら成る。ＲＡＭの場合、破線のＪ：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
応するディジタル値ＤθをＲＡＭの書き込みアドレスと
して使用すること（いわゆるティーチング）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（−例として９０度）で
設けられたステータ７と、各種Ａ−Ｄによって囲まれた
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種Ａ−Ｄ
のリラクタンスを変化させる形状を成しており、−例と
して偏心円筒形である。ステータ７の各種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っている。もう一方の
極Ｂ、Ｄの対も同様である。一方の極付Ａ、Ｃの”１次
コイル１Ａ、ｉＣは正弦信号ｓｉｎωｔで励磁され、他
方の極対Ｂ、Ｄの１次コイルｌＢ、１Ｄは余弦信号によ
って励磁、される。その結果、２次コイル２Ａ〜２Ｄの
合成出力Ｙとして、基準信号ｓｉｎωｔ（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（ωを一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
変換器乙の一例も示されている。変換器６では、所定の
高速クロックパルス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５ｉｎωｔと余弦信号ｃｏｓωｔを夫
々発生し、これを前述の通り、１次コイルＩＡ、１Ｃ，
１Ｂ、　１Ｄに夫々印加する。２次コイル２八〜２Ｄの
出力信号Ｙ　＝　ｓｉｎ　（ωｔ−θ）はゼロクロス検
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はラッチ回路１２のラッチパルスと
して使用される。ラッチ回路１２は回路１１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
力をラッチする。カウンタ９のカウント値が１巡する期
間と正弦信号ｓｉｎωｔの１周期とを同期させることが
でき、そうすると、ラッチ回路１２には基準交流信号ｓ
ｉｎωｔ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ッチされ
ることになシ、これがディジタル変換値Ｄθ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６から出力されたディジ
タル値Ｄθはミシン主軸２０角度変化に従ってその値が
時々刻々と変化するので、その時間的変化分に従って速
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つのディジタル値Ｄθの全ビットをストアし得るＮ
段のシフトレジスタ１６の１段目に変換器３の出力ディ
ジタル値Ｄθが与えられる。シフトレジスタ１６はサン
プリングパルスＳによっ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１６の１
段目に変換器６からの現在の変換値Ｄθ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６で求められたディジタル値Ｄθが時間経
過に従っ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１６に記憶される。

変換器乙の出力Ｄθが演算器１４０Ｂ入力に与えられ、
シフトレジスタ１６のＮ段目の出力ＤθＮが演算器１４
の八人力に与えられる。演算器１４はＡ−Ｂつま９Ｄθ
Ｎ−Ｄθなる引算を行ない（この逆にＢ−Ａであっても
よい）、現在のサンプリングタイミングの変換値Ｄθと
そのＮ回前にサンプリングした変換値ＤθＮ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１６の任意の段の出力信号であってもよく、要
するに八人力と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から出力されたディジタル変換値の
差△Ｄθは、サンプリングパルスＳのＮ周期に相当する
単位時間当シのミシン主軸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が設けられておシ、上述の速度情報△Ｄθ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きであってよい）の関数を予め記
憶したものである。この関数特性は、例えばミジン主軸
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）特性に従って設定する。

メモリ１５からは、その都度の速度情報△Ｄθ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ィジタル
変換値Ｄθ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Ｄθ十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ィジタル
値Ｄθ＋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からのディジタル
値Ｄθ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、５Ｂ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
所定クロックまたは変換器３内のラッチ回路１２（第２
図）のランチパルスＬを用いることができる。

第３図の構成によシ、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
際のディジタル値Ｄθ（ミシン主軸２の実際の角度）に
対応する′アドレスよシも進められ、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。従って、例えば、速度が速くなるほど停止位置タ
イミングが早めに設定きれることになシ、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から出力されたディジタル値Ｄθを
主軸２０角度情報として用いれば、ししゅう枠（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０８〜２４０°）に対応してメモリ１７に予め記
憶しておき、変換器３の出力ディジクル値Ｄθ（つまシ
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、その出力をししゅ
う枠のＸ、Ｙ軸駆動速度指令として用いる。この構成に
よって、必らず所定角度範囲全域でししゅう枠が移動さ
れることになシ、その結果、移動量が大きい場合は比較
的す速＜シシゅう枠が動かされ、小さい場合は比較的ゆ
っくシししゅ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った高
速でししゅ５枠を動かすようにしていたので、ししゅう
枠の機械的応力が増し、がたつきを来たす原因となって
いた。この点、上述のような本発明の応用によれば、し
しゅう枠の機械的応力を少なくすることができ、がたっ
酋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
流信号出力線によっ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プンリュート情報。である
ので、アブソリー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シ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ィジタル値をアドレ
ス情報とする考え方を、ししゅう枠の移動制御に導入す
ることによシ枠のがたっ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ック図、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ック図、第３図はこの
発明の別の実施例を示すブロック図、第４図はこの発明
の更に別の実施例を示すブロック図、であ不。 １・・位相シフト型検出器、２・・ミシン主軸、６・・
・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
。 特許出願人　東海工業ミシン株式会社 同　　　株式会社　ニスジー 代理人　飯塚義仁

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ィ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ィ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
   情報に従っ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ゅ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ィジタル変換する変換器と、こ
   の変換器の出力ディ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が隔った２つの前記出
   力ディ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ィジタル値の値を増減変更する進
   角補償手段と、ミジ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
   ディ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っ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ゅうミシン
   その他自動ミシンにおける動作制脚装置。