缝纫机的制作方法

专利名称：缝纫机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种缝纫机，其与使被缝制物移动的移动机构的移动用马达的负载、
或者位置偏移、或者动作延迟(下称"负载等")相对应，进行使缝纫机马达的转速降低的控 制。
背景技术：
已知一种缝纫机，其根据记录有落针位置图案的缝制数据，使保持被缝制物的移 动机构沿针板一针一针地水平移动，相对于针棒使被缝制物移动而进行缝制。在这种缝纫 机中，必须在缝针没有剌入被缝制物的时候进行被缝制物的移动，所以要控制使得移动机 构在预先确定的主轴角度区间移动。 此时，作为用于使针棒的上下移动定时和由移动机构使被缝制物移动的定时同步 的处理，已知如下方法测定驱动移动机构的脉冲马达进行一针的预定驱动量的一半驱动 所需要的时间，求出驱动预定的全部驱动量的所需时间，从而检测移动机构的动作延迟，在 预测该延迟要发生的情况下，通过使缝纫机马达减速，使得在缝针剌入被缝制物之前完成 移动机构的移动动作。另外还已知如下方法测量脉冲马达在预定的时间内实际驱动的驱 动量，预测驱动预定的全部驱动量的所需时间而检测移动机构的动作延迟，在预测该延迟 要发生的情况下，通过使缝纫机马达的转速降低，完成移动机构的移动动作(例如专利文 献l)。[专利文献1]日本特开2005-87251号公报

发明内容
但是，在现有技术的缝纫机中，对于与移动机构的动作延迟对应而减速的缝纫机 马达的转速，没有使其恢复至减速前速度的方法。因此，即使在移动机构的动作延迟解除而 不需要使缝纫机马达转速降低的情况下，缝纫机马达的转速还是维持减速状态。在进行这 样控制的缝纫机中，一旦缝纫机马达的转速减速，则之后的缝制作业中缝纫机马达保持减 速的状态运行，会存在缝制作业的效率大幅降低的问题。 另外，移动机构的动作延迟发生原因多种多样。例如包括由于落针和下次落针之 间移动机构的动作量大，因而要求移动用马达的转速上升的情况；以提高缝制质量为目的， 由操作员一边用手延展由移动机构的布料压脚保持的被缝制物， 一边进行缝制作业，因而 移动用马达的负载等增加的情况；以及因为被缝制物厚重，所以使保持该被缝制物的移动 机构的重量大幅增加的情况等。根据这些情况，如果要使已减速的缝纫机马达的转速再次 加速，则其适当的定时各有不同，前述缝纫机马达是对应于使移动机构动作的移动用马达 的负载等而减速的。例如，在因某个落针和下次落针之间的移动机构的动作量大，因而移动 用马达所要求的转速上升的情况下，在移动机构的动作量小的落针的缝制期间，由于缝纫 机马达不需要减速，所以希望缝纫机马达的转速在此期间加速。另一方面，在因被缝制物厚 重而使移动机构的重量大幅增加的情况下，移动用马达的负载等在缝制作业中一直较大，因此希望缝纫机马达的转速保持减速状态。在现有的缝纫机中，存在无法对应这些状况而 设定缝纫机马达转速的适当加速定时的问题。 本发明的目的在于，鉴于上述问题，提供一种能更有效率地进行缝制作业的缝纫 机。(技术方案) 技术方案1所述的发明为，一种缝纫机，其具有
针棒，其保持缝针，设置为可上下移动； 上下移动机构，其将前述针棒和缝纫机的主轴连结，将旋转运动变换为上下移动 运动； 缝纫机马达，其使前述主轴旋转； 移动机构，其保持被缝制物，使被缝制物沿与前述针棒的上下移动正交的水平面 移动； 移动用马达，其驱动前述移动机构； 第1存储单元，其可以存储缝制数据，该缝制数据包含用于根据预先设定的缝制 图案，在前述被缝制物上实施缝制的运针次序； 控制单元，其按照前述缝制数据，驱动前述缝纫机马达和前述移动用马达，以使每 一针成为前述缝制图案的运针次序所确定的落针位置；以及 减速单元，其检测前述移动用马达的负载或者位置偏移或者动作延迟，在该检测 负载等是满足预先确定的减速条件的过度负载或者位置偏移或者动作延迟的情况下，使前 述缝纫机马达的转速从通常转速减速至限制速度，
其特征在于 具有速度恢复单元，其使减速至前述限制速度的前述缝纫机马达的转速恢复至前 述通常转速。 技术方案2所述的发明为，根据技术方案1所述的缝纫机，其特征在于，前述速度 恢复单元，在根据前述缝制数据的缝制作业结束的情况下，使前述缝纫机马达的转速恢复。
技术方案3所述的发明为，根据技术方案1所述的缝纫机，其特征在于，前述速度 恢复单元，在前述移动用马达的检测负载或者位置偏移或者动作延迟不满足前述减速条件 的状态持续规定针数以上的情况下，使前述缝纫机马达的转速恢复。 技术方案4所述的发明为，根据技术方案1所述的缝纫机，其特征在于，前述速度
恢复单元，在重新接通缝纫机电源的情况下，使前述缝纫机马达的转速恢复。 技术方案5所述的发明为，根据技术方案1所述的发明，其特征在于，第2存储单
元，其存储前述限制速度；以及 设定单元，其进行限制速度向前述第2存储单元的存储和删除的设定输入；
前述速度恢复单元，在前述第2存储单元的限制速度被删除的情况下，恢复至通 常转速。 技术方案6所述的发明为，根据技术方案5所述的发明，其特征在于，前述第2存 储单元，存储与每个前述缝制数据分别对应的前述限制速度。 技术方案7所述的发明为，根据技术方案1 4中任一项所述的发明，其特征在 于，前述缝制数据中包含该缝制数据的前述限制速度，作为该缝制数据的一部分。
技术方案8所述的发明为，根据技术方案1所述的发明，其特征在于，前述速度恢 复单元选择性地进行以下控制在根据前述缝制数据的缝制作业结束的情况下，使前述缝 纫机马达的转速恢复的控制；在前述移动用马达的检测负载或者位置偏移或者动作延迟不 满足前述减速条件的状态持续规定针数以上的情况下，使前述缝纫机马达的转速恢复的控 制；以及在切断缝纫机电源后再次接通缝纫机电源的情况下，使前述缝纫机马达的转速恢 复的控制， 具有选择单元，其可以从前述速度恢复单元所具有的多个控制中任意选择一个。
技术方案9所述的发明为，根据技术方案8所述的发明，其特征在于，具有第2存 储单元，其存储前述限制速度；以及 设定单元，其进行限制速度向前述第2存储单元的存储和删除的设定输入，
前述速度恢复单元，还选择性地进行以下控制，即，在前述第2存储单元的限制速 度被删除的情况下，恢复至通常转速。
(发明的效果) 根据技术方案1所述的发明，对于由减速单元减速到限制速度的缝纫机马达的转 速，由速度恢复单元恢复至通常的转速。由此，在缝纫机马达的转速没有必要减速的情况 下，可以使缝纫机马达的转速恢复至通常的转速。即，在为了使移动机构不产生延迟而将缝 纫机马达减速以后，可以自由地使缝纫机马达恢复至通常的转速，可以通过缝制速度的迅 速化以及设定作业的取消而实现效率化，使缝纫机的生产性大幅提高。 另外，"对移动用马达的负载或者位置偏移或者动作延迟的检测"，可以设置检测 移动用马达的轴角度、转速、被缝制物的位置的单元而检测位置偏移，也可以设置检测移动 速度的单元而检测动作的延迟，也可以通过设置在移动用马达的输出轴上的扭矩检测单元 检测扭矩输出，也可以通过在控制移动用马达通电的电路中监测通电电流值而检测负载 (扭矩)。 根据技术方案2所述的发明，如果按照缝制数据的缝制作业结束，则速度恢复单 元在该结束时使缝纫机马达的转速恢复。即，在对一个被缝制物的缝制结束，下一个被缝制 物开始时，缝纫机马达的转速恢复至通常的转速。或者，也可以在下一个缝制开始时之前使 之恢复。由此，对一个被缝制物的缝制作业中设定的限制速度的影响，可以不遗留到对下一 个被缝制物的缝制作业中而进行缝制作业。这样，缝制作业的效率提高，使缝纫机的生产性 进一步提高。 例如，在频繁更换缝制图案而进行缝制的情况下，或者频繁更换因材料等不同而 重量不同的被缝制物进行缝制等情况下，上述构成更为有效。 根据技术方案3所述的发明，速度恢复单元在判断移动用马达的检测负载等不满 足缝纫机马达的减速条件的状态持续规定针数以上的情况下，使前述缝纫机马达的转速恢 复。即，在对一个被缝制物的缝制作业中，缝纫机马达的转速减速到限制速度以后，在规定 针数以上的缝制中，移动用马达的负载等成为在通常转速下进行缝制作业也没有问题的程 度的负载等情况下，使缝纫机马达的转速恢复。由此，在对一个被缝制物的缝制作业中，不 会存在由于缝纫机马达的转速以不必要的减速状态持续缝制作业而导致缝制作业的效率 降低的情况，成为进行更细致的减速的必要性判断。这样，缝制作业的效率提高，使缝纫机 的生产性进一步提高。
例如，当缝制图案中有一部分存在移动量大的部分，且仅该部分会产生过度的负 载等的情况下，上述构成特别有效。 根据技术方案4所述的发明，速度恢复单元，在缝纫机的电源被切断后再次接通 缝纫机电源的情况下，使缝纫机马达的转速恢复。即，只要缝纫机电源没有被切断，就继续 按限制速度进行缝制作业。由此，在制作多个同样种类的被缝制物等情况时，只要缝纫机的 电源没有切断，在第一次缝制作业中设定了不会降低被缝制物的质量的适当的限制速度的 情况下，维持该限制速度继续缝制作业，可以制作质量稳定的被缝制物。即，没有必要对每 个被缝制物设定限制速度。并且，在被缝制物的种类变化的时候，只要切断缝纫机的电源， 再次接通电源，缝纫机马达的转速就恢复到通常的转速。即，可以容易地对于每个被缝制物 的种类，以适当的缝制速度进行缝制作业。这样，在提高缝制质量同时，缝纫机的操作也变 得容易，缝纫机的生产性进一步提高。 例如，在连续缝制相同的缝制图案，偶尔产生变更为其他缝制图案的情况，或者连 续缝制相同的被缝制物，偶尔产生变更为重量不同的被缝制物等情况下，上述构成更为有 效。 根据技术方案5所述的发明，第2存储单元存储限制速度。由此，速度恢复单元根 据第2存储单元是否存储有限制速度而进行判断。即，可以使得在第2存储单元存储有限 制速度的情况下，不进行由速度恢复单元对缝纫机马达的转速的恢复，在第2存储单元存 储的限制速度被删除的情况下，由速度恢复单元对缝纫机马达的转速进行恢复。这样，就可 以简单地设定速度恢复单元的动作条件。 根据技术方案6所述的发明，第2存储单元，存储分别对应于每个缝制数据的限制
速度。这样，不会基于在其它缝制数据的缝制作业中设定的限制速度进行缝制作业。即，在
缝纫机马达的转速不减速进行缝制也不会引起缝制质量问题的缝制数据的缝制作业中，不
会由于使用了其他缝制数据的缝制作业中设定的限制速度，使缝制速度不必要地降低，而
引起生产效率下降。这样，缝制作业的效率提高，缝纫机的生产性进一步提高。 根据技术方案7所述的发明，缝制数据中包含该缝制数据的限制速度，作为该缝
制数据的一部分。即，限制速度对于每个缝制数据而设置，作为该缝制数据的一部分被存
储。由此，不必另外准备用于存储限制速度的存储介质，而可以在根据缝制数据的缝制作
业中，根据限制速度进行缝制作业。这样，可以削减为了存储限制速度而设置存储介质的成
本，可以提供更便宜的缝纫机。 另外，存储有限制速度的缝制数据在进行同样控制的任意一台缝纫机上使用，均 可以以同样的限制速度动作。这样，通过设定该限制速度，以成为不会引起缝制质量问题的 适当的缝纫机缝制速度，不必对每台缝纫机分别设定缝制速度，可以以稳定的缝制质量进 行缝制作业。这样，因为可以省略缝纫机的设定作业中繁杂的作业，所以缝纫机的便利性以 及缝制作业的效率提高，缝纫机的生产性进一步提高。另外，因为缝制质量稳定，缝纫机的 生产性以及可靠性也会进一步提高。 此外，限制速度按每个缝制数据存储。由此，不会按在其他缝制数据的缝制作业中 设定的限制速度进行缝制作业。即，在缝纫机马达的转速不减速进行缝制也不会引起缝制 质量问题的缝制数据的缝制作业中，不会由于使用了其他缝制数据的缝制作业中设定的限 制速度使缝制速度不必要的降低，引起生产效率下降。这样，缝制作业的效率提高，缝纫机的生产性进一步提高。 根据技术方案8所述的发明，选择单元，可以分别任意选择速度恢复单元所具有 的多个控制。即，对一个被缝制物的缝制作业结束、开始对下一个被缝制物的缝制作业的情 况，或者不满足减速条件的状态持续到规定针数以上的情况，或者再次接通缝纫机的电源 的情况，均可以按任意一个条件使缝纫机马达的转速恢复。由此，可以对应于缝制作业的内 容，选择便利性高的缝纫机马达的速度恢复次序。 根据技术方案9所述的发明，由设定单元写入第2存储单元的限制速度被删除的 情况下，也可以使缝纫机马达的转速恢复。由此，可以对应缝制作业的内容，选择利便性更 高的缝纫机马达的速度恢复次序。 例如，在频繁更换缝制图案进行缝制的情况，或频繁更换因材料等不同而重量不 同的被缝制物进行缝制等情况下，选择缝制作业结束后从下一个缝制作业开始，进行使缝 纫机马达的转速恢复的控制。或者，缝制图案中有一部分存在移动量大的部分，且仅有该部 分会产生过度的负载等的情况下，选择不满足减速条件的状态持续到规定针数以上的情况 时，进行使缝纫机马达的转速恢复的控制。或者，连续缝制相同的缝制图案，偶尔产生变更 为其他缝制图案的情况，或连续缝制相同的被缝制物，偶尔产生变更为重量不同的被缝制 物的情况下，选择再次接通缝纫机的电源的情况下，进行使缝纫机马达的转速恢复的控制。 此外，在希望任意决定转速恢复的情况下，可以通过删除写入第2存储单元的限制速度而 恢复转速。 这样，可以根据情况选择缝纫机马达的转速恢复的控制，使缝纫机的便利性大幅 提高。


图1是表示本发明的一个实施方式的缝纫机的构成模块图。
图2是表示缝制数据的表构造说明图。 图3是表示主控制器、缝纫机马达速度控制器的构成和X轴马达、Y轴马达、缝纫 机马达以及周边设备的构成关系的功能模块图。图4是表示进行第一处理时缝纫机动作的流程图。图5是表示进行第二处理时缝纫机动作的流程图。图6是表示进行第三处理时缝纫机动作的流程图。图7是表示进行第四处理时缝纫机动作的流程图。[标号说明]10主控制器(控制单元、减速单元)14EEPR0M(第1存储单元、第2存储单元)21X轴马达(移动用马达)23Y轴马达(移动用马达)30缝纫机马达速度控制器41缝纫机马达52操作面板(选择单元、设定单元)60缝制数据
71指令转速计算单元 75负载计算单元 76限制判断单元 77限制转速存储单元 78整体转速存储单元 79速度恢复单元
具体实施例方式(本发明的一个实施方式的整体构成) 本发明的缝纫机l具有针棒(图示省略)，其设置在缝纫机l的臂部(图示省略) 上，保持缝针而进行上下移动；以及针上下移动机构(图示省略)，其利用缝纫机马达41使 针棒上下移动，此外，缝纫机1具有移动机构(图示省略)，该移动机构具有保持被缝制物 的布料保持框(图示省略)，该布料保持框可沿与针棒的上下移动方向正交的水平面(缝 纫机设置在水平面上的状态下为水平的面)移动地被保持。另外，在移动机构中，分别设置 作为"移动用马达"的X轴马达21和Y轴马达23，它们用于在沿前述水平面的相互垂直的 X轴方向和Y轴方向上，对布料保持框进行移动定位。另外，进行反馈控制，即，对应于X轴 马达21和Y轴马达23的负载使缝纫机马达41的转速降低。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。 图1中，缝纫机l具有前述X轴马达21以及Y轴马达23 ;X轴编码器22，其检测 X轴马达的旋转角度A2 ;Y轴编码器24，其检测Y轴马达的旋转角度A3 ;缝纫机马达41 ，其 使缝纫机1的主轴(图示省略)旋转；主轴编码器42，其通过检测主轴的旋转角度，从而检 测缝纫机马达41的旋转角度；主控制器IO，其进行缝纫机1的各种处理以及缝纫机1的各 个部分的动作控制；缝纫机马达速度控制器30，其进行缝纫机马达41的驱动速度控制；作 为开关的操作踏板51，其由操作员操作而切换缝纫机1的动作；以及作为接口的操作面板 52，其进行缝纫机1的各种信息的输入输出。其中，X轴马达21、Y轴马达23以及缝纫机马 达41是脉冲马达。 另外，虽未图示，但缝纫机1还具有缝制所需的一般的机构，包括夹线器，其在缝 制开始后直至数针线迹形成为止，夹住缝线而使缝线保持一定张力；切线器，其切断从线迹 延伸出的缝线；拨线器，其在切线器的线切断作业后拨开缝线；以及向缝线施加线张力的 线张力盘等。 主控制器10具有CPUll，其进行缝纫机1的各种处理以及缝纫机1的各个部分的 动作控制；RAM12，其保存CPU11进行处理时临时产生的数据以及参数；R0M13，其存储CPU11 进行处理的各种程序以及数据；以及EEPR0M14，其可改写地存储缝制数据60或缝纫机的缝 制作业等中使用的各种程序以及数据。 在EEPR0M14中存储有缝制数据60 (参考图2)，该缝制数据包含用于确定与缝制图 案的总针数对应的落针位置的各马达21、23在X轴和Y轴方向的移动量，和作为缝制速度 (缝制时主轴的转速)的第一主轴转速Z。对应于多个缝制图案，存储有多个缝制数据60， 由操作员通过操作面板52选择。然后，由操作员通过操作操作踏板51发出缝制作业指示， 主控制器10的CPU11根据与该选择的缝制数据60的第一主轴转速Z(或者后述第二主轴转速)对应的缝纫机马达41的转速，通过缝纫机马达速度控制器30，驱动缝纫机马达41。 如果通过缝纫机马达41的驱动而主轴旋转，则通过上下移动机构变换为上下移动，传递至 针棒，针棒进行上下移动。另外，主控制器10的CPU11，根据该选择的缝制数据60的落针位 置，驱动X轴马达21以及Y轴马达23，使移动机构移动。这样，针棒的上下移动和移动机构 进行动作，如众所周知进行缝制。这样，主控制器10起到作为"控制单元"的功能。存储缝 制数据60的EEPR0M14起到作为"第1存储单元"的功能。 此外，在由布料保持框保持被缝制物时，操作员通过操作操作踏板51而将框先抬 起，插入被缝制物后使其下降，从而保持被缝制物。另外，因为缝制刚开始之后，缝线容易从 被缝制物脱开，线迹形成时有时缝线会从之前的线迹处被拉拽而使线迹散开，所以通过夹 线器夹住缝制开始时的线迹一侧的缝线，防止这种情况发生。另外，在缝制作业结束时等， 切断从被缝制物延伸出的缝线时，由切线器动作切断缝线。此时，会产生切断缝线的断线线 头，但通过拨线器动作而将缝线的断线线头从被缝制物拨开。布料压脚、夹线器、切线器以 及拨线器，分别由未图示的各个马达或者致动器驱动，这些未图示的各个马达或者致动器 通过主控制器IO控制驱动。
(缝制数据)
下面，详细说明缝制数据60。 如图2所示，缝制数据60是表数据，至少包含有X移动量，其表示由X轴马达21 使移动机构在X轴方向上移动的量；Y移动量，其表示由Y轴马达23使移动机构在Y轴方 向上移动的量；以及第一主轴转速Z，其表示缝纫机1的主轴转速。 X移动量和Y移动量是相对于之前一个的X移动量以及Y移动量的相对移动量参 数。就是说，X移动量Xa和Y移动量Ya是移动机构从规定原点开始的X轴方向以及Y轴方 向的移动量。而X移动量Xb和Y移动量Yb是相对于移动机构进行了 X移动量Xa和Y移 动量Ya的移动之后的位置的X轴方向以及Y轴方向的移动量。 第一主轴转速Z是用于将缝纫机马达41控制为与X移动量和Y移动量对应的适 当主轴转速的参数。例如，根据缝制数据60，在第一针时，缝纫机马达41由缝纫机马达速度 控制器30控制，以使得移动机构以X移动量Xa、Y移动量Ya动作时的主轴转速小于或等于 主轴转速Za。缝纫机马达速度控制器30对缝纫机马达41的速度控制，在后面详细记述。
第一主轴转速Z根据对应的X移动量和Y移动量而确定。例如在被缝制物必须大 幅移动的情况下，X移动量或Y移动量或者这两者的值变大。此时，设定为通过使第一主轴 转速Z变小而使针棒的上下移动速度减小。由此，缝纫机1被控制为，可以确保线迹和线迹 之间产生的前一个抽针到下一个落针之间的移动机构的动作时间。另一方面，在X移动量 和Y移动量较小的情况下，即移动机构的动作量较小的情况下，将第一主轴转速Z设定得较 大。由此针棒的上下移动速度增大，缝制速度提高。即，缝纫机1在根据缝制数据60的第一 主轴转速Z决定缝制速度的情况下，在移动机构的动作量大时，控制为使缝制速度下降，以 确保每个落针的移动机构的动作时间，在移动机构的动作量小时，控制为使缝制速度上升， 以提高缝制作业效率。
(缝纫机的控制系统) 在图3中，主控制器10具有整体转速存储单元78，其存储缝纫机马达41的第二 主轴转速B ;指令转速计算单元71，其计算缝纫机马达41的指令转速VI ;驱动样式选择单元72，其计算驱动X轴马达21和Y轴马达23的驱动样式P2、 P3 ;X轴马达反馈控制单元 73，其在X轴马达21的驱动中进行反馈控制；Y轴马达反馈控制单元74，其在Y轴马达的驱 动中进行反馈控制；负载计算单元75，其计算X轴马达21、 Y轴马达23所产生的负载R2、 R3 ;限制判断单元76，其根据负载R2、R3，判断是否限制缝纫机马达41的转速；限制转速存 储单元77，其存储通过操作面板52设定的限制转速L(限制速度)；以及速度恢复单元79， 其在缝制动作开始时进行将限制转速L恢复的处理。 另外，缝纫机马达速度控制器30，具有在缝纫机马达41的驱动中进行反馈控制的 缝纫机马达反馈控制单元80。 整体转速存储单元78存储作为缝纫机的缝制速度的第二主轴转速B。缝制数据 60中也设定有与缝纫机马达41相关的第一主轴转速Z，但缝纫机马达41以主轴转速Z、 B 的哪一个进行驱动，由后述的指令转速计算单元71的处理而适当选择。另外，该第二主轴 转速B的设定，由操作员通过操作面板52进行。 驱动样式选择单元72，根据缝制数据60的X移动量和Y移动量，计算驱动样式P2、 P3，向X轴马达反馈控制单元73、Y轴马达反馈控制单元74输出。另外，输出驱动样式P2、 P3的定时，是主轴编码器42检测到的主轴角度A1位于针上位置的定时。S卩，在缝针从前一 个抽针到下一个落针为止的动作中的主轴旋转角度时，输出驱动样式P2、P3。
X轴马达反馈控制单元73在X轴马达21的驱动控制中，根据驱动样式P2和X轴 编码器22检测到的X轴马达21的旋转角度A2之间的偏差，通过PI控制或PID控制进行 反馈控制。X轴马达反馈控制单元73将根据该反馈控制计算出的输出扭矩T2输出至驱动 电路25。驱动电路25向X轴马达21供给与输出扭矩T2相对应的电力。这样，驱动X轴马 达21。 此外，Y轴马达反馈控制单元74在Y轴马达23的驱动控制中，根据Y轴编码器24 检测到的Y轴马达23的旋转角度进行反馈控制。该反馈控制的构成与上述X轴马达反馈 控制单元73相同，由驱动样式P3和Y轴编码器24检测出的Y轴马达23的旋转角度A3，计 算输出扭矩T3，由驱动电路26供给与输出扭矩T3相对应的电力，从而驱动Y轴马达23。
另外，输出扭矩T2、 T3被输出至负载计算单元75。 负载计算单元75在规定时间内对输出扭矩T2、T3分别进行累积运算，计算出X轴 马达21、 Y轴马达23产生的负载R2、 R3。负载R2、 R3被输出到限制判断单元76。
限制判断单元76，在负载R2、R3中的任意一个或者两个都超过预先确定的规定临 界值的情况下，根据超出的程度，向指令转速计算单元71输出使缝纫机马达41的转速减小 的限制指令。 S卩，伴随着移动机构的动作，限制判断单元76通过判断各负载R2、 R3是否超过了 规定临界值，从而判断X轴马达21和Y轴马达23所产生的负载是否已经高到移动机构的 动作可能产生延迟的程度，在任意一个负载R2或者R3超过了临界值的情况下，向指令转速 计算单元71输出减速指令。 指令转速计算单元71，计算用于驱动缝纫机马达41的指令转速VI，向缝纫机马达 速度控制器30输出。指令转速VI在通常时，即前述限制判断单元76中判断X轴马达21 和Y轴马达23的负载R2、R3这两者都没有超出预先确定的规定临界值的情况下，选择缝制 数据60的第一主轴转速Z和存储在整体转速存储单元78的第二主轴转速B中数值较小的值，作为指令转速V1输出。 另外，该指令转速计算单元71，在判断X轴马达21或Y轴马达23的负载R2、 R3 中的任意一个超过规定临界值的情况下，选择存储在限制转速存储单元77中的限制转速L 的值，作为指令转速V1输出。另外，指令转速计算单元71，在选择该限制转速L的情况下， 将进行了选择的设定状态记录到非易失性的EEPR0M14中。由此，如果有一次记录了限制转 速L的选择，则一直到后述的速度恢复单元79进行设定的清除处理为止，即使切断缝纫机 的主电源，限制转速L的选择设定状态仍然持续。 缝纫机马达反馈控制单元80在缝纫机马达41的驱动控制中，根据来自指令转速 计算单元71的指令转速VI和根据由主轴编码器42检测到的主轴旋转角度Al计算出的缝 纫机马达41的旋转角度之间的偏差，通过PI控制或PID控制进行反馈控制。缝纫机马达 反馈控制单元80将由该反馈控制计算出的输出扭矩Tl输出到驱动电路43。驱动电路43 向缝纫机马达41供给对应于输出扭矩T1的电力。这样驱动缝纫机马达41。另外，由主轴 编码器42检测到的主轴旋转角度Al，还同时向驱动样式选择单元72输出。
另外，分别与指令转速计算单元71、驱动样式选择单元72、X轴马达反馈控制单元 73、Y轴马达反馈控制单元74、负载计算单元75以及限制判断单元76和后述的速度恢复单 元79的功能相对应的程序以及数据，存储在主控制器10的R0M13或者EEPR0M14里，CPUll 通过执行该程序而实现它们的功能。因此，如上所述对应于X轴马达21、 Y轴马达23的负 载R2、 R3，选择限制转速L而使缝纫机马达41的转速减小的主控制器IO，起到作为"减速 单元"的功能。 另外，限制转速存储单元77以及整体转速存储单元78，通过在主控制器10的 EEPR0M14中存储限制转速L以及第二主轴转速B而实现其功能。因此，作为限制转速存储 单元77实现功能的EEPR0M14，作为"第2存储单元"实现功能。另外，向限制转速存储单元 77输入限制转速L的操作面板52，实现作为"设定单元"的功能。 另外，与缝纫机马达反馈控制单元80的功能对应的程序以及数据，存储在缝纫机 马达速度控制器30的R0M33中，CPU31执行该程序而实现其功能。
(速度恢复单元) 此外，作为速度恢复单元79将基于限制速度即限制转速L进行旋转驱动的缝纫机 马达41的转速，恢复到清除限制转速L而根据通常转速即缝制数据60的第一主轴转速或 第二主轴转速B的转速的情况，存在以下(1) (4)的情况(规定条件)。S卩，(1)根据缝 制数据的一次缝制动作结束时的情况(第一处理)；(2)从缝制中的缝纫机马达41的减速 控制开始，X轴和Y轴马达21、23的负载R2、R3中的任一个变为规定的临界值以下的状态， 达到预先设定的恢复针数的情况(第二处理)；(3)减速控制后切断缝纫机的主电源而再次 接通缝纫机的主电源的情况(第三处理)；(4)限制转速存储单元77中存储的限制转速L 被操作员通过操作面板52进行删除操作的情况(第四处理)。 执行上述第一 第四处理的哪一个，可以由操作员预先通过操作面板52任意选 择。由此，操作面板52实现"选择单元"的功能。 此外，与速度恢复单元79的功能对应的程序以及数据存储在主控制器10的R0M13 或EEPR0M14中，CPU11执行该程序实现其功能。
(缝纫机马达的转速控制)
下面，结合图4，详细说明随着缝纫机1的缝制动作而对缝纫机马达41的转速的控 制。 接通缝纫机1的主电源后，主控制器10首先进入设定输入模式。在设定输入模 式下，操作员通过操作面板52设定第二主轴转速B，存储到整体转速存储单元78中(步骤 SIO)。之后，操作员通过操作面板52选择进行缝制作业的缝制数据60(步骤S20)。之后， 如果按下操作面板52的设定完成开关(图示省略)，则缝纫机1成为可以进行缝制作业的 状态。在该状态下，操作员将被缝制物设置到布料保持框上(步骤S30)，成为缝制开始等待 状态(步骤S40)。然后，如果操作操作踏板51 (步骤S40 :是)，则缝纫机1的缝制动作开 始。 通过缝制动作开始，首先，由指令转速计算单元71读入已选择的缝制数据60的第 一主轴转速Z和整体转速存储单元78的第二主轴转速B，选择其中较慢的一个转速，并且根 据该转速，向缝纫机马达速度控制器30输入指令转速V1。由此，缝纫机马达41的驱动开 始，通过控制器30的缝纫机马达反馈控制单元80，控制缝纫机马达41，以达到所选择的主 轴转速(步骤S50)。 另外，如果缝纫机马达41的驱动开始，则驱动样式选择单元72，读入缝制数据60 的X、Y移动量，计算当前针数的驱动样式P2、P3。另外，监视主轴编码器42的输出，当达到 进行布料保持框的移动的规定主轴角度时，将驱动样式P2、P3分别输入至X轴、Y轴反馈控 制单元73、74。由此，X轴马达21和Y轴马达23，分别按照由缝制数据60设定的移动量进 行驱动(步骤S60)。 另外，如果进行X轴马达21和Y轴马达23的驱动，在各自的反馈控制过程中得 到的输出扭矩T2和T3，被输入至负载计算单元75，计算出各马达21、23的负载R2、R3。进 而，计算出的负载R2、R3，通过限制判断单元76与临界值相比较(步骤S70)。然后，在负载 R2、 R3这两个都没有超过临界值的情况下(步骤S70 :否)，处理进入步骤S90，在任意一个 负载R2、R3超过临界值的情况下(步骤S70 :是)，存储在限制转速存储单元77中的限制转 速L，被读入指令转速计算单元71中。 然后，利用指令转速计算单元71，将基于限制转速L的指令转速VI输入至缝纫机 马达速度控制器30。由此，通过控制器30的缝纫机马达反馈控制单元80控制缝纫机马达 41，以成为限制转速L(步骤S80)。然后，在步骤S90中，进行缝制数据60的所有针数的缝制是否已经结束的判断，在 没有结束的情况下，处理返回到步骤S60，在已经结束的情况下，速度恢复单元79向指令转 速计算单元71输入恢复指令，以恢复至通常的主轴转速。由此，指令转速计算单元71，清除 限制转速L的选择(步骤S91)。
然后，缝制结束。 此时，在缝制结束时，因为限制转速L的选择已经被清除，所以下一个缝制开始 时，指令转速计算单元71 ，将基于缝制数据60的第一主轴转速Z和整体转速存储单元78的 第二主轴转速B中任一个较慢的转速的指令转速V1输入至缝纫机马达速度控制器30中。 即，按照通常的设定转速驱动缝纫机马达41而执行缝制。
结合图5，说明执行第二处理的情况。 该处理中，对于与前述图4的流程图相同处理的工序，标注相同的步骤序号，不再重复说明。 步骤S10 S70进行相同的处理。 然后，在步骤S70中，在X轴、Y轴马达21、23的负载R2、R3的任意一个，被限制判 断单元76判断超过临界值的情况下，由指令转速计算单元71读入限制转速L而控制缝纫 机马达41，以成为该限制转速L(步骤S80)。 然后，根据限制转速L开始缝纫机马达41的减速驱动，同时，对从减速开始的针数 开始计数，进行减速针数=0的设定(步骤S81)。然后，进行缝制数据60的所有针数的缝 制是否已结束的判断(步骤S90)，没有结束的情况下，返回步骤S60的处理。
另一方面，在步骤S70中，判断任意一个负载R2、 R3都没有超过临界值的情况下 (步骤S70.否)，判断当前的缝纫机马达41是否以限制转速L进行旋转(步骤S82)。艮卩， 判断是否已经经过步骤S80、 S81的处理，在没有根据限制转速L进行减速的情况下(步骤 S82 :否)，进入步骤S90的处理。 此外，在处于减速中的情况下，判断减速针数计数一次后主轴是否旋转了 1周(主 轴是否达到0° )(步骤S83)，在未进行一周旋转的情况下(步骤S83 :否)，进入步骤S90 的处理。 并且，在减速针数计数一次后，主轴旋转了 l周的情况下(步骤S83:是)，将针数 计数进一步加1 (步骤S84)。 然后，判断当前的减速针数是否已经达到了用于进行速度恢复的恢复针数(步骤 S85)，在还没有达到的情况下(步骤S85 :否)，进入步骤S90的处理。 另一方面，在当前的减速针数达到了恢复针数的情况下(步骤S85 :是)，速度恢复 单元79向指令转速计算单元71输入恢复指令，以恢复通常的主轴转速。由此，指令转速计 算单元71，清除限制转速L的选择(步骤S86)。 因此，指令转速计算单元71，选择缝制数据60的第一主轴转速Z和整体转速存储 单元78的第二主轴转速B之中任意一个较慢的转速，将基于该转速的指令转速VI输入至 缝纫机马达速度控制器30。由此，缝纫机马达41加速到通常的缝制速度(步骤S87)。之 后，处理进入步骤S90。 步骤S90中，判断缝制数据60的所有针数的缝制是否已经结束，没有结束的情况 下，返回到步骤S60的处理，在结束的情况下，缝制结束。在该第二处理中，由于限制转速L 的选择已经被清除，所以不进行前述步骤S91的处理而结束。
结合图6，说明执行第三处理的情况。 此处理中，与前述图4的流程图相同处理的工序，标注有相同的步骤序号，不再重 复说明。 该第三处理中，在接通主电源后，首先清除限制转速L的选择(步骤S1)。由此，在
之前一个缝制中进行了限制转速L的选择而结束缝制的情况下，该设定被解除。 此后，与第一处理同样地，从步骤S10 S90为止进行相同的处理。另外，该第三
处理中，步骤S90之后不再进行清除限制转速L的选择的处理而结束缝制。 结合图7，说明执行第四处理的情况。 该第四处理是独立于缝制的动作控制，周期地进行的中断处理。而且，该第四处理 是在缝制的动作控制过程中，仅在进行了限制转速L的选择设定的情况下执行的处理。艮卩，缝制处理与第一处理同样地，从步骤S10 S90为止进行同样的处理。但是，选择了第四处 理的情况下，不进行步骤S91的限制速度清除处理。 并且，该第四处理中，速度恢复单元79周期地执行如下的判断存储在限制转速 存储单元77中的限制转速L的记录数据，是否被操作员通过操作面板52的删除操作而删 除(步骤S92)。 并且，在进行了删除的情况下(步骤S92 :是)，速度恢复单元79向指令转速计算 单元71输入恢复至通常的主轴转速的恢复指令。由此，指令转速计算单元71清除限制转 速L的选择(步骤S93)。
(本发明实施方式的作用效果) 在上述缝纫机1中，速度恢复单元79根据规定条件，将由主控制器IO减速至限制 速度的缝纫机马达41的转速，恢复至通常的转速。由此，在没有必要使缝纫机马达41的转 速降低的情况下，缝纫机马达41的转速可以恢复到通常的转速。即，即使在为了避免产生 移动机构的延迟而使缝纫机马达41减速以后，也可以自由地将缝纫机马达41恢复至通常 的转速，可以通过缝制速度的迅速化以及取消设定作业而实现效率化，使缝纫机的生产性 大幅提高。 速度恢复单元79通过第一处理，在缝制数据60的缝制作业结束的情况下，在结束 时使缝纫机马达41的转速恢复。由此，对一个被缝制物的缝制作业中设定的限制速度的影 响，可以不遗留到对下一个被缝制物的缝制作业中，而进行缝制作业。这样，缝制作业的效 率提高，使缝纫机的生产性进一步提高。 例如，在频繁更换缝制图案进行缝制的情况下，或者频繁更换因材料等不同而重 量不同的被缝制物进行缝制等情况下，上述构成更为有效。 速度恢复单元79通过第二处理，在减速后，X轴马达21、 Y轴马达23的检测负载
不满足缝纫机马达的减速条件的状态持续规定针数以上的情况下，使缝纫机马达41的转
速恢复。由此，在对一个被缝制物的缝制作业中，不会存在由于缝纫机马达的转速以不必要
的减速状态持续进行缝制作业，因而导致缝制作业的效率降低的情况，可以进行更细致的
减速的必要性判断。这样，缝制作业的效率提高，缝纫机的生产性进一步提高。 例如，在缝制图案中有一部分存在移动量大的部分，且仅有该部分会产生过度的
负载等的情况下，上述构成特别有效。 速度恢复单元79通过第三处理，在缝纫机的电源被切断后再次接通缝纫机电源 的情况下，使缝纫机马达的转速恢复。由此，在制作多个同样种类的被缝制物等情况时，只 要缝纫机的电源没有切断，在第一次缝制作业中设定了不会降低被缝制物的质量的适当的 限制速度的情况下，维持该限制速度而继续缝制作业，从而可以制作质量稳定的被缝制物。 即，没有必要对每个被缝制物设定限制速度。并且，当被缝制物的种类变化时，只要切断缝 纫机的电源，再次接通电源，就可以使缝纫机马达的转速恢复到通常的转速。即，可以容易 地根据每个被缝制物的种类，以适当的缝制速度进行缝制作业。 速度恢复单元79通过第四处理，在限制转速存储单元77存储的限制速度L被删
除的情况下，执行速度恢复。由此，可以简单地设定速度恢复单元的动作条件。 另外，速度恢复单元79的各处理，可以通过操作面板52任意选择。由此，可以根
据缝制作业的内容选择便利性最高的缝纫机马达的速度恢复的次序，使缝纫机的便利性大幅提高。(其他) 此外，限制判断单元76对缝纫机马达41的转速限制是否执行，通过X轴、Y轴马 达的负载来判断，但不限于此。例如，可以设置监测各编码器22、24的输出而检测移动用马 达的轴角度、转速、被缝制物的位置的单元而检测位置偏移，也可以设置检测移动速度的单 元，检测相对于动作指令的动作延迟，根据其大小(偏差)来判断，也可以根据设置在各马 达21、23的输出轴上的扭矩检测单元检测扭矩输出，也可以在控制各马达21、23的通电的 电路中监测通电电流，从而检测负载(扭矩)。 另外，在上述实施方式中，缝制数据60存储在主控制器10的EEPR0M14中，但也可 以在缝纫机1上设置可以与外部存储介质连接的接口，使用存储在与该接口连接的外部存 储介质中的缝制数据60。 这样的情况下，限制转速L对应于存储在该外部存储介质中的缝制数据60而存 储，而与各个缝制数据60分别对应的限制转速L可以存储在主控制器10的EEPR0M14中， 也可以作为缝制数据60的数据的一部分而存储在该外部存储介质中。
在前者的情况下，不会根据在其他缝制数据的缝制作业中存储的限制转速L进行 缝制作业。即，在缝纫机马达41的转速不减速进行缝制也不会引起缝制质量问题这样的缝 制数据60的缝制作业中，不会由于使用其他缝制数据的缝制作业中计算、存储的限制转速 L，使缝制速度不必要的降低，而引起生产效率下降。这样，缝制作业的效率提高，缝纫机的 生产性进一步提高。 在后者的情况下，在前者的效果的基础上，将限制转速L设置到每个缝制数据60 中，作为该缝制数据的一部分进行存储。由此，不需要占用用于存储限制转速L的EEPR0M14 的存储容量，在根据缝制数据60的缝制作业中，可以根据限制转速L进行缝制作业。这样， 对与外部的存储介质相比较每单位存储容量的单价较高的主控制器10的EEPR0M14的性能 要求(存储容量)可以降低，所以可以削减缝纫机1的制造成本，从而可以提供更便宜的缝 纫机。 另外，在多台的缝纫机1共用存储有限制转速L的缝制数据60情况下，可以使多 台缝纫机1按照相同的限制转速L动作。这样，将不会引起缝制质量问题的适当的缝纫机 1的缝制速度，作为限制转速L，存储到缝制数据60中，从而不需要在多台缝纫机1上分别 设定缝制速度，而可以以稳定的缝制质量进行缝制作业。这样，多台缝纫机1分别计算、存 储限制转速L的处理可以省略，缝纫机的便利性和缝制作业的效率提高，缝纫机的生产性 进一步提高。另外，因为缝制质量稳定，缝纫机的生产性以及可靠性也会进一步提高。
另外，也可以在将多个缝制数据60、60、60、…存储到EEPR0M14中，根据从其中选 择的数据进行缝制的情况下，在限制转速存储单元77中准备分别对应于各缝制数据的限 制转速L、L、L，…，在主控制器10中设置存储了各缝制数据60、60、60、…和限制转速L、 L、L、…的对应关系的存储表的表存储部，如果选择要进行缝制的缝制数据60，则参考相对 应的表选择限制转速L，进行缝纫机马达41的减速。此外，表存储部在实际中优选存储在 EEPR0M14中。 由此，对每个缝制数据进行适当的减速控制，缝制质量和缝制作业效率提高，缝纫 机的生产性进一步提高。
另外，也可以取代主控制器10的限制转速存储单元77，使缝制数据60形成为，内 部含有适合该缝制数据的限制转速L的整体形式的数据。由此，不要存储限制速度的限制 转速存储单元77，并且在其他的缝纫机上使用缝制数据60的情况下，也因为已经含有存储 了适当的限制转速L，所以可以不需要对每个缝纫机进行限制转速的设定作业。
权利要求
一种缝纫机，其具有针棒，其保持缝针，设置为可上下移动；上下移动机构，其将前述针棒和缝纫机的主轴连结，将旋转运动变换为上下移动运动；缝纫机马达，其使前述主轴旋转；移动机构，其保持被缝制物，使被缝制物沿与前述针棒的上下移动正交的水平面移动；移动用马达，其驱动前述移动机构；第1存储单元，其可以存储缝制数据，该缝制数据包含用于根据预先设定的缝制图案，在前述被缝制物上实施缝制的运针次序；控制单元，其按照前述缝制数据，驱动前述缝纫机马达和前述移动用马达，以使每一针成为前述缝制图案的运针次序所确定的落针位置；以及减速单元，其检测前述移动用马达的负载或者位置偏移或者动作延迟，在该检测负载等是满足预先确定的减速条件的过度负载或者位置偏移或者动作延迟的情况下，使前述缝纫机马达的转速从通常转速减速至限制速度，其特征在于具有速度恢复单元，其使减速至前述限制速度的前述缝纫机马达的转速恢复至前述通常转速。
2. 根据权利要求l所述的缝纫机，其特征在于，前述速度恢复单元，在根据前述缝制数据的缝制作业结束的情况下，使前述缝纫机马 达的转速恢复。
3. 根据权利要求l所述的缝纫机，其特征在于，前述速度恢复单元，在前述移动用马达的检测负载或者位置偏移或者动作延迟不满足 前述减速条件的状态持续规定针数以上的情况下，使前述缝纫机马达的转速恢复。
4. 根据权利要求l所述的缝纫机，其特征在于，前述速度恢复单元，在重新接通缝纫机电源的情况下，使前述缝纫机马达的转速恢复。
5. 根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，具有第2存储单元，其存储前述限制速度；以及设定单元，其进行限制速度向前述第2存储单元的存储和删除的设定输入， 前述速度恢复单元，在前述第2存储单元的限制速度被删除的情况下，恢复至通常转速。
6. 根据权利要求5所述的缝纫机，其特征在于，前述第2存储单元，存储与每个前述缝制数据分别对应的前述限制速度。
7. 根据权利要求1至4中任一项所述的缝纫机，其特征在于， 前述缝制数据中包含该缝制数据的前述限制速度，作为该缝制数据的一部分。
8. 根据权利要求l所述的缝纫机，其特征在于，前述速度恢复单元选择性地进行以下控制在根据前述缝制数据的缝制作业结束的情 况下，使前述缝纫机马达的转速恢复的控制；在前述移动用马达的检测负载或者位置偏移 或者动作延迟不满足前述减速条件的状态持续规定针数以上的情况下，使前述缝纫机马达的转速恢复的控制；以及在切断缝纫机电源后再次接通缝纫机电源的情况下，使前述缝纫 机马达的转速恢复的控制，具有选择单元，其可以从前述速度恢复单元所具有的多个控制中任意选择一个。
9.根据权利要求8所述的缝纫机，其特征在于，具有第2存储单元，其存储前述限制速度；以及设定单元，其进行限制速度向前述第2存储单元的存储和删除的设定输入， 前述速度恢复单元，还选择性地进行以下控制，即，在前述第2存储单元的限制速度被 删除的情况下，恢复至通常转速。
全文摘要
本发明的目的是提供一种能够更有效率地进行缝制作业的缝纫机。缝纫机1具有针棒；针棒的上下移动机构；缝纫机马达41；移动机构；移动用马达21、23，它们驱动移动机构；控制单元10，其驱动缝纫机马达和移动用马达，以根据缝制数据60，在每一针时成为缝制图案的规定落针位置；减速单元30，其在移动用马达的负载过度的情况下使缝纫机马达的转速降低；以及速度恢复单元79，其根据规定条件使减速后的缝纫机马达的转速恢复。
文档编号D05B19/16GK101781834SQ20101000166
公开日2010年7月21日 申请日期2010年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者植田昌彦 申请人:Juki株式会社