JPS6082080A - ミシン制御装置 - 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 本発明は、ペダルの踏み込み量に従った所定の速度でだ
シンを駆動するような、いわゆる可変速機能をもっだε
シン制御装置に係る〇 従来例の構成とその問題点 従来より長期間この種の制御装置としては、速度発電機
の信号を実７１１１１回転速度の函数である振幅をもっ
た交流電圧信号として取り出し、全波整流した後の信号
を、あるいはさらにＲＣ回路により平滑化された信号を
、クラッチあるいはブレーキの適当な基準電圧と比較す
ることにより、クラッチ・ブレーキコイルを励磁あるい
は遮断させる如く作動させ速度制御を行なうようないわ
ゆるアナログ速度制御方式が、例えば特公昭４７−２８
３７６号公報、米国特許第３４０７９１０号明細書等に
見られるように採用されてきた。

しかし、近年マイクロコンピュータを始めとする半導体
制御素子の発達にともないディジタル別間 御方式が開発され、例えば特公昭５６−６３３９３号公
報に見られるよりな一信頼性の向上あるいはコストメＩ
Ｊットをねらった、いわゆるディジタル速度制御が行な
われるようになってきた。

上記、ディジタル速度制御は種々の長所を有するが、い
まだ完全なものは提供されておらず一特ニペダルの踏み
込み量に従って段階的にミシンの回転速度を変化させる
ような制御方式の場合、通常ミシンの最低速度を基準速
度とし速度発電機からの速度信号を分周することにより
前記基準速度かかる従来の方式のものは、例えば」二記
基檗速度として２０　Ｏｒｐｍを採用した場合〜最高６
０００ｒｐｎ以上の高速ミシンに対してはペダルの踏み
込みに従った約２０　Ｏｒｐｍの整数倍の回転速度（各
段間の速度差は最低２０　Ｏｒｐｍ　）は余り気になら
ないが、最高６００ｒｐｍ以下のような低速ミシンに於
ては、本来低速で微妙な縫製作業を行なう目的のもので
あり、従って最低２０　Ｏｒｐｍの各段間速度では速度
が急に変化し過ぎて縫製作業を行ないにくいという欠点
を有していた。

発明の目的 本発明は、かかる上述の欠点を除去し、高速用ミシン、
あるいは低速用ミシンのいずれに対しても作業性の良い
ミシン制御装置を提供する事を目的とするものである。

発明の構成 本発明は、可変周波数発振器からのクロックパルスの周
波数を切りかえる事により、前記速度設定器からの指令
に応じて分周器により分周された前記速度発電機からの
パルス信号の一周期間にわたる前記クロックパルスの計
数値を、たとえ一定Ｌ　の周期である場合に於ても変化
させ、該計数値をもとに所定の演算式に代入演算し、モ
ータの駆動制御部を制御することにより一定の速度を得
るように構成したものであり、分周回数が同じであって
も発掘器からのクロックパルスの周波数を変化させる事
により速度を可変できるようにし、さらにペダルの踏み
込み量に対するばシンの回転速度の推移カーブを可変で
きるようにし一上述したものである。

実施例の説明 以下、第１図のブロック図に従い、本発明の実施例につ
いて説明する。

図において、１はモータ（図示せず）により駆動される
ミシンを表わし、縫製作業を行なう部分である。該ミシ
ン１には速度発電機２が取りつけられ、該速度発電機２
は一定角度毎に等間隔なパルス信号をばシン１回転当り
複数個発生する。波形整形回路３は一前記パルス信号を
矩形波に整形するため、ＯＰアンプあるいはＩＣなど簡
単な制御素子で構成される。分周器４は速度設定器５か
らの速度設定信号により分周比を切り換えるととが可能
なＩＣによる回路である。速度設定器５はミシンペダル
の踏み込み位置に対応し、た有段の位置信号を速度設定
信号として出力する部分であり、位置に配置した数対の
発光・受光素子によシ構成される。６はカウンタ、７は
可変抵抗器とコンデ演算器、１０はタイｌ−をそれぞれ
示し、いずれもＩＣ回路で構成され−特にこれら機能を
すべて内蔵している１チツプマイクロコンピユータによ
っても容易に構成できる。ドライバ１１はトランジスタ
および抵抗素子により構成され、モータの駆動制御部を
構成するクラッチ・ブレーキコイル１２はモータの電磁
クラッチ・ブレーキカップリング部にあり一磁気回路・
ライニング部を経て出力ｉ１ｍ＋にモータの回転力が伝
達されるように構成されている。なお、モータの出力！
咄はその軸端にプーリーが取りつけられ一該プーリーお
よびベルトを介して前記ミシン１に連動している。

以上のように構成さｉｚでおり以下その動作について説
明する。

寸ずミシン１が回転している状態に於て、速度尭４Ｒバ
↓９け→゛シン内回ｎ戻；ボＩＩＪＦ　Ｖ　ｌ−に仏１
１１今固ガυｇ＋冬もった信号を出力し、波形整形回路
３は該信号を波形整形し、矩形波としてパルス信号列を
出力する。このパルス信号列は分周器４により速度設定
器５からの設定量に応じ、例えば設定量が２倍であれば
歿に、４倍であれば具という具合に分周され、分局パル
ス列ＰＤが出力される。カウンタ６は可変周波数発振器
７からのクロックパルスを前記分周パルス列Ｐｎの一周
期間にわたり計数し、制御対象であるパルス区間の一つ
手前の区間の実測周期としてラッチ８によりラッチし、
該実測周期Ｔｐを演算器９に出力する。演算器９は所定
の演算式に、前記実測周期Ｔｐを代入することにより−
クラッチコイルあるいはブレーキコイルの励磁時間を演
算し、タイマ１０に演算結果値Ｔａｃをセットし、ドラ
イバ１１を介してクラッチ・ブレーキコイル１２を演算
された時間だけ励磁することにより制御対象範囲である
パルス区間の制御を行ない、さらに上記を繰り返すこと
により平均化された回転力がミシンヘッドに伝達され、
εシンは速度設定器５によって定められた速度で運転す
ることになる。

ここで、前記可変周波数発振器７のクロックパルスの周
波数を変化さぜノζ場合、前記カウンタ６の出力値は前
記分周パルス列ＰＤの周期がたとえ一定であっても変化
し、従って前記所定の演算式に代入演算した結果も変化
し、好シン速度を新しい安定速度に移行することが可能
となる。

次に、第１図のブロック図における演算器９による具体
的演算実施例について第２図に従って述べる。この例は
演算曲線を最も単純な直線で表わしているが、他の演算
可能なすべての曲線を採用し得るものである。

直線の式は下式にて表わされる。

ＴＣＢ　＝＝　Ａ　Ｔｐ　−Ｂ 但し、 第２図において、Ｘ軸は速度発電機パルス列の制御対象
区間の１つ手前の区間の実測周期を表わし、Ｙ軸は上記
制御対象区間におけるクラッチ電流の投入時間（正の場
合）、あるいはブレーキ電流の投入時間（負の場合）を
表わし、曲線は常数Ａ、Ｂを固定としている。

例えば、前記可変周波数発振冊子からのクロックパルス
が所定の周期である場合には、同図に示すような演算式
が採用され、α点で示すように周期がＴｐ＋のうち、’
［’ｉ１の時間だけクラッチが投入されるようなデユー
ティサイクルでクラッチコイルが励磁され、ミシン負荷
を吸収し一定速を維持するように動作する。

このような通常の負荷における定速度運転から、例えば
負荷が重くなったような場合にはミシン回転速度の低下
にともない実測周期が長くなり、従ってクラッチ電流の
投入割合が増加し−とｈ、らがつり合ったところで一定
速度運転が行なわれる。

逆に負荷が軽くなったような場合にはクラッチ電流の投
入割合が減少し回転速度を下げようとし、これらがつり
合ったところで一定速度運転が行なわれる。さらに何ら
かの外乱あるいは過渡的な速度のオーバ・シュートなど
により回転速度が設定よりも極端に超えたような場合に
は、演算結果が負になり、ブレーキ電流を投入すること
により、迅速な速度の低下をはかっている。

ここで、上記演算式における係数人は系のゲインを決定
するものであり、系の応答性・安定性等を考慮して任意
に決定されるものである。寸だ、常数Ｂは通常のミシン
負荷状態において設定された速度を維持するに必要なり
ラノｙ−電流の投入割合により決定される。

次に、前記クロックパルスの周波数が変化し、例えばそ
の周期か小さくなったような場合には、前記カウンタ６
による計数値は大きくなり、同図に示すようにカウンタ
の値としてはＴＰ２に変化し、クラッチ投入時間の演算
結果はＴＣＢ２（Ｆ点）へと移行し、Ｙ　！Ｉ１１は実
時間を示しているのてクラッチ投入のデユーティサイク
ルは一時的に大きくなり急激に加速し従来の安定速度よ
りも高い速度で安定することになり、逆に前記クロック
パルスの周期が大きくなると、前記カウンタ６による３
−１数値は小さくなシ、一時的に４点へと移行しクラッ
チ投入デユーティサイクルは減じられ減速し従来の安定
速度よりも低い速度で安定することになる。

一方、上述したように系は分周器４からの分周パルス信
号Ｐｎの周期が常に一定となるように動作し、従って例
えば分周比が速度設定器５により１からＶ２に減じられ
たような場合には、寸ず実測周期が２倍となるが上述の
如く周期が一定となるように作動し、従って最終のばシ
ン回転速度は約２倍に安定する如く動作する。このよう
に、速度設定の切り換えは有段階にて行なわれ、さらに
設定速度としては分周比がλになった」場合は、それが
１であるときの基準設定速度に対しｎ倍の値をとり得る
。（但しｎ＝１．２．・・・・・・）ここで、上述した
ように前記分周パルス信号Ｐｎの周期は前記クロックパ
ルスのカウント値で表わされるので、前記可変周波数発
振器７の調整により上記カウント値を連続的に可変でき
、従って前記可変周波数発振器子の調整によりペダルの
踏み込みストロークに応じた設定速度を定められた分周
回数のもとて可変することが可能となる。

次に、第３図に従い、本発明の適用に基づく踏み込みス
トロークとミシン回転速贋の関係について述べる。

同図に於いて、０内の数値は分局比を示しており、該分
周比を％とし、基準回転速度をＮ＋（ｒｐｍ）］とする
とミシンの回転速度はＮ　１Ｘ　ｎ　Ｃｒｐｍ）で計算
される。

同図に示す曲線Ｉ（実線）、曲線ｌＩ（破線）−曲線Ｉ
１１．’（２点鎖線）はそれぞれ前記クロックパルスの
周波数を、通常の場合、低くしだ場合、高くした場合に
相当し、従って前記可変周波数発振器の調整によりペダ
ルの踏み込みストロークに対する設定速度を連続的に任
意に選定できることは明らかである。

発明の効果 以上に本発明の一実施例について述べたが、このことか
ら明らかなように、本発明は速度発電機からの実速度を
示すパルス信号を分周器により、ペダルの踏み込み量に
応じた速度設定器からの速度設定信号に基づき決定され
た分周比だけ分周することによって、有段の速度切り換
えを行なうと共に、前記可変周波数発振器からのクロッ
クパルス出力の周波数の設定に従ってペダルの踏み込み
に対する各段の設定速度の比率を変化させ、所定の変速
カーブを得ようとするものであり、本発明によれば、高
速用ミシン、中速用ばシン、あるいは低速用ミシンなど
の種類に応じ、前記可変周波数発振器の調整により各段
間の速度差を連続的に変更でき、縫製作業を行ない易く
、作業性の良いミシン制御装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一適用例としてのブロックダイヤグラ
ム−第２図は演算曲線を示す図、第３図はペダルの踏み
込みストロークとミシンの回転速度の関係をそれぞれ示
す図である。 １・・・・・・εシン、２・・・・・・速度発電機、４
・・・・・・分周器、５・・・・・・速度設定器、６・
・・・・・カウンタ、７・・・・・・可変周波数発振器
、９・・・・・・演算器、１２・・・・・・クラッチ・
ブレーキコイル（駆動制御部）８第１図 ５ 第３図 畜腎み込みストロプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ミシンを駆動するモータと、前記ミシンが一回転する毎
   に複数個のパルス信号を発生する速度発電機と、ペダル
   の移動量に応じて速度設定信号を発生する速度設定器と
   、前記速度発電機からのパルス信号を分周するだめの分
   周器と、分周後のパルス信号の一周期間にわたり発振器
   からのクロックパルスを計数するカウンタと、演算器と
   、前記モータの駆動制御部とで構成し、前記速度設定信
   号に応じて前記分周器の分周比を変化させることにより
   前記分周器の出力として前記分周比に応じた基準パルス
   を得、さらに前記演算器は前記カウンタにより実測され
   た前記基準パルスの一周期間の計数値をもとに所定の演
   算式に代入演算し、前記基準パルスの周期が一定となる
   ように前記駆動制御部を制御することによシ前記モータ
   に対しペダルの危正りｔ帯に従っ今右爵可安運引■１加
   １かン子りらμ共に、前記発振器を可変周波数発振器で
   構成し、前記クロックパルスの周波数を可変とし、速度
   論釜を可能にしたεシン制御装置。