专利名称：自动缝制缝纫机的制作方法目前，己知一种自动缝制缝纫机，其相对于缝针的上下移动位 置， 一边使保持布料的保持部件沿水平方向移动， 一边在布料上形成 规定形状的线迹。作为自动缝制缝纫机的一种方式，具有移动机构， 其对于在该水平面上正交的两个方向(X轴方向、Y轴方向)，设置 有在各自的方向上进行驱动的电动机(X轴电动机、Y轴电动机)。一般地，该自动缝制缝纫机在缝针未刺入缝制物的相位，即缝 针上升而从刚从缝制物拔出之后、直至缝针下一次下降而刚要刺入缝 制物之前的期间，使移动机构移动。通常，由于与以恒定间隔使缝制 物移动的进给间距相对应的缝制最高速度的上限值是确定的，所以只 要处于该限制值内，则控制缝制物的移动，以使得移动机构在上述的 缝针未剌入缝制物的期间结束移动。另外，已知一种缝纫机，其为了 校正移动机构的起动延迟，在起动之前的时间提前输出移动指令。在上述移动机构的动作定时发生偏差的情况下，有时在缝制物 开始移动前，缝针未从缝制物中拔出，而在缝针刺入缝制物的状态下 开始移动缝制物，因此缝针会被移动的被缝制物拉拽，以弯曲的状态 下降，发生所谓的拉针，由此无法通过釜进行针线环的捕捉，有时会 发生所谓的跳针，或缝针与缝纫机部件卡合而损坏针尖，损伤布料的 纤维。另外，由于在缝针刺入缝制物的状态下移动缝制物，使缝针相 对于缝制物的通孔变宽而留下痕迹，或者线迹的位置偏离而使商品的 质量下降。因此，例如如专利文献1的公开所示，已知一种缝纫机，其为了在缝纫机的主轴的旋转速度为高速时和低速时使移动移动机构的 定时不发生偏差，检测缝纫机主轴的旋转速度，通过与该旋转速度对 应地变更移动机构开始移动的主轴相位，从而防止拉针。专利文献l:特开2000-279666号公报
专利文献1所涉及的缝纫机，与缝纫机的主轴的旋转速度相对 应而仅变更移动机构的移动开始定时。但是，在上述移动机构的保持 缝制物的保持部件变更的情况下，由于移动机构整体的重量发生变化 而加速度发生变化，所以从产生向移动机构的驱动电动机发送的移动 指令后直至移动机构起动的时间发生变化，或移动机构从到达指令要 求的移动量直至停止的时间发生变化。因此，在停止前的时间与变更所述布料压脚前相比变长的情况 下，在缝针剌入缝制物后移动机构移动而发生拉针。另外，在从产生 移动指令至起动前的时间与变更所述布料压脚前相比变短的情况下， 在缝针从缝制物拔出前移动机构移动而发生拉针。因此，在专利文献 1中也会发生与以前相同的问题。
另外，当前的缝纫机，在没有缝制历史的新条件(变更缝针图 案或布料压脚等)的情况下，如果不进行试缝制，则无法判断能否得 到良好的缝制质量。
另外，由于仅可以通过进行试缝制后的缝制物和缝针，得到用 于解决问题的信息，所以需要改变缝纫机的旋转速度等条件，反复多 次地进行试缝制，而使生产效率下降。另外，存在每次试缝制中产生 缝制物的不合格品，伴随着缝制不合格产生的缝制物废弃，使成本增 加的问题。
本发明的目的在于提供一种自动缝制缝纫机，其为了解决由自 动缝制缝纫机的针棒动作定时和移动机构的响应状态对缝制质量产 生影响的问题，可以将有效的信息提供给用户，进而将伴随着自动缝 制缝纫机的缝制速度下降而产生的生产性下降抑制为最小限度。
技术方案1所述的发明是， 一种自动缝制缝纫机，其具有针棒，其上安装有缝针，与主轴的旋转联动而进行上下移动；移动机构， 其使缝制物在与所述针棒的上下移动方向正交的水平面上移动；缝纫 机电动机，其使所述主轴旋转；第l检测单元，其检测所述主轴的旋 转角度；驱动用电动机，其驱动所述移动机构；第2检测单元，其检 测所述移动机构的位置；控制单元，其对驱动用电动机进行控制；以 及第1存储单元，其存储缝制数据，该缝制数据包括在所述缝制物上 形成的线迹的缝制间距、针数和所述主轴的旋转速度，该缝纫机基于 所述缝制数据中的缝制间距、针数和所述主轴的旋转速度，通过使所 述针棒以及所述移动机构动作而进行缝制，其特征在于，该缝纫机具 有第2存储单元，其在基于所述缝制数据驱动所述移动机构时，每 隔规定时间存储由所述第1检测单元检测出的主轴的旋转角度、以及 由所述第2检测单元检测出的移动机构的位置；动作时间计算单元， 其根据存储在所述第2检测单元中的所述移动机构的位置，计算所述 移动机构的动作所需时间；速度计算单元，其基于由所述动作时间计 算单元得到的动作所需时间的计算结果，计算缝纫机电动机的旋转速 度；动作开始角度计算单元，其基于所述移动机构的位置和所述主轴 的旋转角度，计算移动机构的动作开始角度；以及缝制控制单元，其 在基于所述缝制数据中的缝制间距、针数和所述主轴的旋转速度，使 所述针棒以及所述移动机构动作时，基于以下计算结果使所述缝纫机 电动机驱动此前基于所述缝制数据驱动缝纫机时得到的所述速度计 算单元对缝纫机电动机的旋转速度的计算结果，以及此前基于所述缝 制数据驱动缝纫机时得到的所述动作开始角度计算单元对移动机构 的动作开始角度的计算结果。
此外，所谓"移动机构的动作开始角度"，是指移动机构开始 动作时的主轴的旋转角度。
技术方案2所述的发明的特征在于，在技术方案l所述的自动 缝制缝纫机的基础上，具有显示单元，其可以使以下数据对应显示 每隔规定时间的针棒的上下移动位置，其基于由所述速度计算单元计 算出的缝纫机电动机的旋转速度；每隔规定时间的移动机构的位置， 其基于由所述动作时间计算单元计算出的所述移动机构的动作所需时间；以及移动机构的动作角度时间，其由动作开始角度计算单元计 算出。
技术方案3所述的发明的特征在于，在技术方案1或2所述的 自动缝制缝纫机的基础上，具有可以与外部计算机连接的接口，由所 述动作时间计算单元进行的所述移动机构的动作所需时间的计算、由 所述速度计算单元进行的所述缝纫机电动机的旋转速度的计算、以及 由所述动作开始角度计算单元进行的所述移动机构的动作开始角度 的计算，由经由所述接口连接的所述外部计算机进行。
发明的效果
根据技术方案1所述的发明，根据动作时间计算单元计算出的 每针的移动机构动作所需时间，速度计算单元相对于该时间，计算适 当的缝纫机电动机的旋转速度即缝制速度。此外，由动作时间计算单 元进行的移动机构的动作时间的计算、以及由速度计算单元进行的缝 纫机电动机的旋转速度的计算，在按照缝制数据进行缝制作业之前进 行。另外，每隔规定时间，将第l检测单元以及第2检测单元检测出 的上述主轴的旋转角度和移动装置的位置，以及动作时间计算单元、 速度计算单元和动作开始角度计算单元的计算结果，存储在第2存储 单元中。因而，在进行一次依据缝制数据的缝制作业后，在进行该依 据缝制数据的缝制作业时，按照存储在第2存储单元中的移动机构的 动作时间以及缝纫机电动机的旋转速度进行缝制作业的情况下，可以
避免由在从缝制物拔出缝针前的定时使移动机构动作，或在缝针刺入 缝制物后的定时使移动机构动作而发生拉针。由此，可以解决由在从 缝制物拔出缝针前的定时使移动机构动作而发生的拉针，导致的缝制 收线的恶化、或缝针相对于缝制物的通孔的扩大、线迹的位置偏移等 而引起的缝制质量恶化的问题。由此，提髙缝制质量。而且，可以解 决由在缝针刺入缝制物后的定时使移动机构动作而发生的拉针引起 的断针的问题。由此，提高缝纫机的可靠性。
另外，如上述所示，通过动作开始计算单元和速度计算单元， 自动地计算与缝制物的移动对应的适当的缝纫机电动机的旋转速度、和移动机构的动作开始角度，并存储在第2存储单元中。由此，可以 自动地进行缝纫机的缝制速度的设定和移动进给的动作开始角度的 设定，上述设定在现有技术中是用户通过手动进行的，用于通过降低 缝纫机的缝制速度，解决由对应的移动机构的进给引起的缝制质量问 题中的拉针。由此，与现有技术相比，可以非常容易且可靠地进行防 止拉针的缝制速度的设定和移动机构的动作开始角度的设定。另外， 对于由移动机构的进给引起的缝制质量问题即拉针，在现有技术中， 由于对于用户未提供任何缝纫机的针棒动作定时和移动机构的响应 状态，所以并不是有效的解决方法，应对方法也仅是变更缝纫机的旋 转速度，而本发明解决该问题点，提高缝纫机的可靠性。而且，由于 自动地进行适当的缝制速度的计算，所以可以解决现有技术中，在找 到适合缝制的缝制速度之前必须使缝纫机多次动作而需要时间的问 题，縮短缝制作业的准备时间而提高作业效率。而且，可以降低现有 技术中，在找到适当的缝制速度之前进行的缝纫机的试缝制中伴随有 时产生的断针或缝制物废弃的成本。另外，第2存储单元每隔规定时 间对由第2检测单元检测出的移动机构的位置进行存储。由此，可以 在依据缝制数据的缝制作业结束后，利用动作时间计算单元计算移动 机构的动作时间。S卩，动作时间计算单元不需要对由第2检测单元检
测出的移动机构的位置实时地进行计算处理。由此，即使动作时间计
算单元不具有对由第2检测单元检测出的移动机构的位置实时地进
行计算处理的性能，也可以计算移动机构的动作时间。即，可以设定 较低的对动作时间计算单元的性能要求，可以降低构成动作时间计算
单元的成本。
另外，第2存储单元每隔规定时间存储由第1检测单元检测出 的主轴的旋转角度。由此，可以在依据缝制数据的缝制作业结束后， 由速度计算单元进行缝纫机电动机的旋转速度的计算。即，速度计算 单元不需要对由第2检测单元检测出的移动机构的位置实时地进行 计算处理。由此，即使速度计算单元不具有对由第2检测单元检测出 的移动机构的位置实时地进行计算处理的性能，也可以计算缝纫机电 动机的旋转速度。即，可以设定较低的对速度计算单元的性能要求，可以降低构成速度计算单元的成本。
另外，前述的上述第2存储单元中，每隔规定时间存储上述主 轴的旋转角度。由此，可以在依据缝制数据的缝制作业结束后，由动 作开始角度计算单元计算移动机构的动作开始角度。即，动作开始角 度计算单元不需要对由第1检测单元检测出的主轴的旋转速度、和由 第2检测单元检测出的移动机构的位置实时地进行计算处理。由此， 即使动作开始角度计算单元不具有对由第1检测单元检测出的主轴 的旋转速度和由第2检测单元检测出的移动机构的位置实时地进行 计算处理的性能，也可以计算移动机构的动作开始角度。即，可以设 定较低的对动作开始角度计算单元的性能要求，可以降低构成动作开 始角度计算单元的成本。
根据技术方案2所述的发明，显示单元可以使以下数据对于显 示每隔规定时间的针棒的上下移动位置，其基于由所述速度计算单 元计算出的缝纫机电动机的旋转速度；每隔规定时间的移动机构的位
置，其基于由所述动作时间计算单元计算出的所述移动机构的动作所 需时间；以及移动机构的动作角度时间，其由动作开始角度计算单元 计算出。即，使以对于移动机构的动作时间适当地计算出的缝纫机电 动机的旋转速度为基础的缝纫机针棒的上下移动位置和移动机构的 位置相对应而显示。由此，在缝纫机的动作前，可以可视地掌握由速 度计算单元对缝纫机电动机的旋转速度的计算结果。由此，用户可以
更明确地掌握缝纫机的动作。
根据技术方案3所述的发明，由动作时间计算单元进行的移动 机构的动作所需时间的计算、由速度计算单元进行的缝纫机电动机的 旋转速度的计算、以及由动作开始角度计算单元进行的移动机构的动 作开始角度的计算，由经由接口连接的外部计算机进行。由此，不需 要在缝纫机控制装置中设置动作时间计算单元、速度计算单元，以及 动作开始角度计算单元。由此，可以提供不对原有的缝纫机进行大幅 度地设计变更，而具有动作时间计算单元、速度计算单元，以及动作 开始角度计算单元的缝纫机。


图1是表示本发明所涉及的缝纫机的构成的立体图。
图2是表示控制装置和与控制装置连接的各种构成的框图。 图3是表示缝纫机的各种功能构成的功能框图。 图4是表示由移动机构驱动缝制物时的移动机构的指令位置和 检测位置的差异的说明图。此外，POS是表示移动机构的指令位置 和检测位置的位置曲线。另外，ERR是表示移动机构的指令位置和 检测位置的偏差的曲线。
图5是表示缝针从缝制物中拔出的定时相同而修正缝纫机电动 机的旋转速度的情况下，缝针的上下移动定时和移动机构的动作定时 之间的对应关系的说明图。此外，图5 (a)是表示在由缝制数据中 的缝纫机电动机的旋转速度而驱动的修正前、和基于由速度计算单元 计算出的缝纫机电动机的旋转速度而驱动的修正后，缝针的上下移动 定时和移动机构的动作定时之间的对应关系的说明图，图5 (b)是 图5 (a)的Z部分的放大说明图。
图6是表示主轴的旋转速度和缝针的上下移动位置之间的对应 关系的说明图。
图7是表示在通过由缝制数据驱动的移动机构的动作开始角度 而驱动的修正前，和基于由动作开始角度计算单元计算出的移动机构 的动作开始角度而驱动的修正后，缝针的上下移动定时和移动机构的 动作定时之间的对应关系的说明图。
图8是表示操作面板显示屏的显示画面的一个例子的说明图。 图9是表示选择计测模式时的缝纫机操作和动作的流程的图。 图IO是表示计测定时器中断的处理流程的处理内容的图。

(本发明的缝纫机的整体构成) 下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细地说明。 本发明所涉及的缝纫机1是下述的自动缝制缝纫机，其在相对 于安装有缝针2a的针棒2的上下移动，沿与该上下移动方向正交的水平面可移动的移动装置10上，保持缝制物而进行缝制。
图1是表示本发明所涉及的缝纫机1的结构的立体图。图2是
表示控制装置20和与控制装置20连接的各种结构的框图。
如图1以及图2所示，缝纫机1具有针棒2，其设置在缝纫机 架的臂部的下表面部上，进行上下移动；移动机构10，其使缝制物 沿着与针棒的上下移动方向正交的水平面移动；踏板3，其可切换地 选择缝纫机1的各种动作；控制装置20，其进行与缝纫机1的动作 相关的各种处理；操作面板显示屏4，其显示与缝纫机1的动作相关 的各种信息，同时由用户进行与缝纫机1的动作相关的各种输入，并 且，通过在下述液晶显示画面的前表面配置透明触摸屏，按下显示出 的开关，输出选择指示信号，该液晶显示画面可视地显示进行与后述 缝制数据相关的各种处理的控制装置20的CPU 21的各种处理结果； PC 40，其经由设置在控制装置20中的RS — 232端口 25与其连接， 与控制装置20的CPU 21相同地，可以进行后述与缝制数据相关的 各种处理；显示器41，其可视地显示PC40的各种处理。
在针棒2的下端，可拆卸地固定缝针2a。另外，针棒2经由上 下移动机构(省略图示)与在缝纫机架的臂部的长度方向上配置连接 的主轴7 (省略图示)连结。上下移动机构将主轴7的旋转变换为上 下移动运动，并传递至针棒。另外，主轴7通过缝纫机电动机5的驱 动而进行旋转。即，通过缝纫机电动机5的驱动，针棒2上下移动。 这时，设定为如果主轴7旋转1周，则针棒2进行1次上下往复移动。 即，主轴7的旋转角度和针棒2的上下移动位置具有恒定的关系。另 外，主轴7的旋转角度通过主轴编码器6进行检测。g卩，根据主轴编 码器6检测出的主轴7的旋转角度，检测针棒2的上下移动位置即缝 针2a的上下移动位置。
此外，缝纫机电动机5的动作，通过用户对踏板3的操作而进 行，基于该操作的缝纫机电动机5的驱动控制，由后述的控制装置 20进行。
(移动机构)
移动机构10具有保持部ll，其保持缝制物；X轴电动机12，其使保持部11沿与针棒2的上下移动方向正交的水平面上的一个方 向(以下称为X轴方向)移动；X轴位置传感器13，其为了检测X 轴方向上的保持部11的位置，而检测X轴电动机12的轴角度；Y 轴电动机14，其使保持部11沿与针棒2的上下移动方向正交的水平 面上的方向、且与X轴方向正交的方向(以下称为Y轴方向)移动；
Y轴位置传感器15，其为了检测Y轴方向上的移动机构10的位置， 而检测Y轴电动机14的轴角度。X轴位置传感器13以及Y轴位置 传感器15是设置在X轴电动机12以及Y轴电动机14的轴上的旋转 编码器，对各自要检测的轴的旋转角度进行检测。
保持部11具有搭载缝制物的下板，以及从上方对搭载在下板上 的缝制物进行压紧并保持的布料压脚。布料压脚相对于下板可上下移 动地设置，通过设置在移动机构IO上的压紧用气缸(省略图示)的 驱动而上下移动。布料压脚的上下移动，经由对踏板3的操作，通过 压紧用气缸的驱动而操作。
在用户将缝制物设置在保持部ll上的情况下，由于缝制结束后， 布料压脚保持在上升位置，所以首先，在位于布料压脚下方的下板的 上表面搭载缝制物。然后，如果通过对踏板3的操作，使布料压脚下 降，则布料压脚相对于缝制物下降，通过布料压脚和下板夹住缝制物 并保持。如上述所示，缝制物保持在保持部11上。
X轴电动机12、Y轴电动机14通过使保持部11沿着X轴方向、 Y轴方向移动，使保持在保持部11上的缝制物沿与针棒2的上下移 动方向正交的水平面移动。即，相对于通过针棒2的上下移动而上下 移动的缝针2a使缝制物移动，从而进行布料进给，以众所周知的方 式形成线迹。
此外，X轴电动机12以及Y轴电动机14的驱动控制，由后述 的控制装置20进行。另外，X轴方向上的保持部11的位置由X轴 位置传感器13检测。Y轴方向上的保持部11的位置由Y轴位置传 感器15检测。控制装置20根据X轴位置传感器13以及Y轴位置传 感器15的检测结果，检测移动机构10的位置。由此，X轴位置传感 器13以及Y轴位置传感器15作为"第2检测单元"起作用。(控制装置)
如图2所示，控制装置20具有CPU 21，其进行与缝纫机l的
动作相关的各种处理；RAM 22，其存储与CPU 21进行的各种处理 相关的数据；ROM 23，其存储与缝纫机1的动作相关的各种程序以 及数据；EEPROM 24，其存储与缝纫机1的动作相关的各种程序以 及数据；作为"接口"的RS — 232端口 25，其与PC 40可彼此通信 地连接；驱动器29、 30、 31，其分别驱动缝纫机电动机5、 X轴电动 机12以及Y轴电动机14;主轴编码器6以及驱动器29的输入输出 端口26; X轴位置传感器13以及驱动器30的输入输出端口 27; Y 轴位置传感器15以及驱动器31的输入输出端口 28;以及连接操作 面板显示屏4和控制装置20的输入输出端口 33。另外，CPU 21、 RAM 22、 ROM 23、 EEPROM 24、 RS — 232端口25、输入输出端口 26、 27、 28、 33通过总线32彼此连接。
CPU 21从ROM 23以及EEPROM 24调用与缝纫机1的动作相 关的各种程序以及数据。这时，CPU21调用的数据中包含缝制数据， 该缝制数据中存储有与缝制作业中的缝制图案对应的缝制开始位 置、结束位置以及之间的进给间距和进给方向、该缝制中的缝制速度 即缝纫机电动机5的旋转速度。CPU 21基于该缝制数据，进行用于 驱动缝纫机电动机5、 X轴电动机12以及Y轴电动机14的处理。
另外，CPU 21基于该处理，经由输入输出端口 26、 27、 28分 别向驱动器29、 30、 31输出对应的驱动电动机的命令。
这样，缝纫机电动机5、 X轴电动机12以及Y轴电动机14进 行驱动，进行针棒2的上下移动和移动机构10的移动，从而进行缝 制。
另外，在依据缝制数据的缝制作业时，由主轴编码器6检测出 的主轴7的旋转角度，经由输入输出端口 26输入至CPU21。另夕卜， 由X轴位置传感器13检测出的X轴电动机12的旋转角度，经由输 入输出端口 27输入至CPU21。另外，由Y轴位置传感器15检测出 的Y轴电动机14的旋转角度，经由输入输出端口 28输入至CPU21。
另外，在依据缝制数据的缝制作业中，在进行后述的移动机构10的稳定时间的计算、和与稳定时间对应的缝纫机电动机5的旋转
速度以及移动机构10的动作开始角度的计算的情况下，CPU21允许
用于使下述数据读取程序进行动作的定时器中断，使中断定时器动
作，该数据读取程序每隔规定时间将来自主轴编码器6、 X轴位置传 感器13以及Y轴位置传感器15的输入存储在EEPROM24中。按照 由中断定时器每规定时间的数据读取程序的动作指示，每隔规定时间 将来自主轴编码器6、X轴位置传感器13以及Y轴位置传感器15的 输入存储在EEPROM24中。此外，主轴编码器6的输入作为主轴旋 转角度进行存储，X轴位置传感器13以及Y轴位置传感器15的输 入作为移动机构10的位置，存储在EEPROM24中。
此外，在依据缝制数据的缝制作业结束时，禁止该中断定时器 的定时器中断，中断定时器的动作也停止。
此外，作为缝制数据，对于各个缝制图案准备多个不同的缝制 数据，存储在EEPROM 24中。该多个缝制数据的一览，在缝纫机1 的缝制作业开始前，显示于操作面板显示屏4上。如果用户选择该多 个缝制数据中的一个，则控制装置20基于被选择的缝制数据的缝制 图案，如上述所示，驱动缝纫机电动机5、 X轴电动机12以及Y轴 电动机14而进行缝制。
CPU 21，根据存储在EEPROM 24中的主轴旋转角度和移动机 构的位置，进行基于检测出该主轴旋转角度和移动机构的位置的缝制 数据的缝制作业中的各种运算。即，进行如下运算计算从此前缝针 刚从缝制物拔出之后的定时直至缝针下次刚要刺入缝制物之前的定 时为止进行的移动机构的动作所需时间；基于移动机构的动作所需时
间计算适当的缝纫机电动机5的旋转速度；以及基于移动机构的动作
所需时间和主轴旋转角度计算移动机构的动作开始角度。另外，该运
算结果在操作面板显示屏4上显示。
PC 40是个人计算机，其经由RS — 232端口 25与控制装置20 连接，与控制装置20的CPU 21相同地，可以进行与缝纫机l的缝 制数据相关的各种处理。
艮P ，经由RS — 232端口 25将存储在控制装置20的EEPROM 24中的主轴旋转角度和移动机构的位置，读入PC40的存储器中，与上 述CPU21相同地，根据主轴旋转角度和移动机构的位置，进行基于 检测出该主轴旋转角度和移动机构的位置的缝制数据的缝制作业中 的各种运算。即，进行如下运算计算从此前缝针刚从缝制物拔出之 后的定时直至缝针下次刚要刺入缝制物之前的定时为止进行的移动 机构的动作所需时间；基于移动机构的动作所需时间计算适当的缝纫 机电动机5的旋转速度；以及基于移动机构的动作所需时间和主轴旋 转角度计算移动机构的动作开始角度。另外，该运算结果在显示器 41上显示。
(缝纫机的各种功能)
下面，对缝纫机1的各种功能详细地进行说明。图3是表示缝 纫机的各种功能构成的功能框图。
如图3所示，缝纫机l具有主轴编码器6，其检测主轴7的旋 转角度；X轴位置传感器13以及Y轴位置传感器15，其检测移动机 构10的位置；第1存储单元51，其存储缝制数据；第2存储单元52， 其每隔规定时间，存储由主轴编码器6检测出的主轴7的旋转角度、 以及由X轴位置传感器13以及Y轴位置传感器15检测出的移动机 构10的位置；动作时间计算单元56，其针对基于缝制数据的移动机 构的位置指令，根据由X轴位置传感器13以及Y轴位置传感器15 检测出的移动机构的位置，计算各针中的移动机构的动作所需时间； 速度计算单元57，其根据由动作时间计算单元56计算出的移动机构 的动作所需时间、和由主轴编码器6检测出的主轴7的旋转角度，计 算适当的缝纫机电动机5的旋转速度；动作开始角度计算单元58， 其针对基于缝制数据的移动机构的位置指令，根据由X轴位置传感 器13以及Y轴位置传感器15检测出的移动机构的位置、和由主轴 编码器6检测出的主轴7的旋转角度，计算各针中的移动机构的动作 开始角度；第2存储单元52，其存储动作时间计算单元56、速度计 算单元57以及动作开始角度计算单元58的计算结果；缝制控制单元 55，其在依据该缝制数据的缝制作业时，基于存储在第2存储单元 52中的各计算结果进行缝制；以及操作面板显示屏4，其可以分别与以下数据相对应而进行显示每隔规定时间的针棒的上下移动位置， 其基于由缝制控制单元55对缝纫机电动机的旋转速度进行增减后的 缝纫机缝制速度；每隔规定时间的移动机构的位置，其基于由动作时 间计算单元56计算出的移动机构的动作所需时间；以及移动机构的
动作开始角度，其由动作开始角度计算单元58计算出。
第1存储单元51存储缝制数据。艮卩，上述的EEPROM 24作为 第1存储单元51起作用。第2存储单元52每隔规定时间存储主轴编 码器6检测出的主轴7的旋转角度、和X轴位置传感器13以及Y轴 位置传感器15检测出的移动机构的位置。由此，上述的EEPROM24 作为第2存储单元52起作用。 (动作时间计算单元)
动作时间计算单元56针对基于缝制数据的移动机构的位置指 令，根据由X轴位置传感器13以及Y轴位置传感器15检测出的移 动机构的位置，计算各针中的移动机构的动作所需时间。图4是表示 在从缝针刚从缝制物拔出之后的定时直至缝针下次刚要刺入缝制物 为止的定时的期间，移动机构IO移动时的移动机构10的X轴指令 位置P、和由X轴位置传感器13检测出的移动机构10的X轴检测 位置Q的关系的说明图。图4的POS是表示移动机构10的X轴指 令位置P和移动机构10的X轴检测位置Q的关系的曲线。图4的 ERR是表示移动机构10的X轴指令位置P和移动机构10的X轴检 测位置Q的偏差的曲线。
基于缝制数据，控制装置20驱动移动机构10，直至到达目标位 置B，向X轴电动机12输出位置指令P。接受输出的X轴电动机12 驱动移动机构10。移动机构10的X轴方向的动作位置由X轴位置 传感器13检测。
如图4所示，相对于移动机构IO的X轴指令位置P，移动机构 10的X轴检测位置Q的响应延迟地进行动作。移动机构10的响应， 在X轴指令位置P停止后追随X轴指令位置P，在到达目标位置B 后， 一边振荡一边逐渐向目标位置B收敛。在移动机构10的响应一 边振荡一边逐渐向目标位置B收敛时，对从X轴指令位置P减去移动机构10的X轴检测信号Q (响应信号)后的偏差ERR进行运算， 如果该偏差ERR处于± dP的范围内，则作为即使缝针刺入缝制物也 没关系的程度的允许误差范围，认为移动机构10的X轴检测信号Q 已经收敛在X轴指令位置P的稳定范围内，移动机构IO结束向目标 位置B的移动。在这里，以X轴电动机12以及X轴位置传感器13 为例进行上述的说明，但由于对Y轴电动机14以及Y轴位置传感器 15进行完全相同的处理，所以省略说明。
这时，将从输出用于驱动移动机构IO的指令位置P后，至移动 装置10的振荡动作收敛在即使缝针下一次剌入缝制物也没关系的允 许误差范围内的动作所需时间，作为稳定时间Ts，动作时间计算单 元56计算上述稳定时间Ts。对于移动机构10的稳定时间，计算X 轴和Y轴这两者。
(速度计算单元)
速度计算单元57计算与由动作时间计算单元56计算出的稳定 时间Ts对应的适当的缝纫机电动机5的旋转速度。
图5是表示为了与缝针2a从缝制物中拔出的定时相同而修正缝 纫机电动机5的旋转速度的情况下，缝针2a的上下移动定时和移动 机构10的动作定时之间的对应关系的说明图。此外，图5 (a)是表 示由缝制数据中的缝纫机电动机5的旋转速度而驱动的修正前，和基 于由速度计算单元57计算出的缝纫机电动机5的旋转速度而驱动的 修正后，缝针2a的上下移动定时和移动机构10的动作定时之间的对 应关系的说明图，图5 (b)是图5 (a)的Z部分的放大说明图。图 5的曲线H、 I是表示缝针2a相对于缝制物的上下移动位置的转换的 曲线。图5的曲线W是表示与曲线H和曲线I在同一时间轴上的移 动机构10的检测位置的曲线。图5的曲线H是表示修正前的缝针2a 的上下移动位置的转换的曲线，曲线I是表示修正后(以由速度计算 单元57计算出的缝纫机电动机5的旋转速度驱动)的缝针2a的上下 移动位置的转换的曲线。
按照缝纫机电动机5的旋转速度，针棒2上下移动，缝针2a反 复进行刺入缝制物或从其拔出的上下动作。在图5所示的上述曲线H中，缝针2a从缝制物上面位置G下降的期间，是缝针2a刺入缝制 物中的区间。缝针2a从缝制物上面位置G上升的期间，是缝针2a 从缝制物拔出的区间。这时，主轴7旋转一周所需的时间是时间Ta, 缝纫机电动机5进行控制，以使得主轴7旋转一周所需的时间成为时 间Ta。
与此相对，移动机构IO如曲线W所示进行动作。这时会拉针， 该拉针是由于在缝针2a刺入缝制物后的定时，移动机构10的针贯穿 时进给位置Wa超过目标位置B的稳定范围而引起的。
因此，如图5所示，根据收敛在因移动机构10的停止时振荡而 引起的目标位置B的范围内的、不会导致拉针的缝制速度，即缝针 2a从缝制物拔出的区间的主轴7旋转一周的时间Tb，设定缝纫机电 动机5的旋转速度。由此，如缝针2a刺入缝制物的定时以后的曲线 I所示，由于移动机构10的缝针贯穿时进给位置进入目标位置B的 稳定范围内，所以不会发生成为断针问题的原因的拉针。速度计算单 元57计算用于将主轴7旋转一周的时间Ta设定为不发生拉针的时 间Tb的缝纫机电动机5的旋转速度。
图6是表示主轴7的旋转速度和缝针2a的上下移动位置之间的 对应关系的说明图。
如上述所示，如果主轴7旋转1周，则针棒2进行1次上下往 复移动。如图6所示，缝针2a的上下移动位置和主轴7的旋转角度 具有恒定的关系。例如如图6所示，将主轴7的针棒2位置位于上止 点时的旋转角度设为0度，针棒2位置位于下止点时的其旋转角度设 为180度。缝针2a从缝制物拔出的定时Ha时的主轴7的旋转角度 为角度^b，该角度0b是根据将缝制物保持在移动机构10的保持部 11上的针板上的位置以及缝制物的厚度而得到的。缝针2a刺入缝制 物的定时Hb时的主轴7的旋转角度为角度^a，该角度0a是根据将 缝制物保持在移动机构10的保持部11上的针板上的位置以及缝制物 的厚度而得到的。通常，主轴7的上述旋转角度0a和上述旋转角度0b 设定为相同。对于角度^a和角度^b，如果例如向缝制数据中输入布料 厚度，或者在缝制数据以外另外由用户进行布料厚度的输入，则可适当地求出。缝针未刺入缝制物时，主轴7的旋转角度01，通过以下的
算式(1)计算。
<formula>formula see original document page 19</formula> (1)
由于计测出的稳定时间Ts是主轴7在01的期间进行旋转时所需 的最小时间，所以对于主轴7旋转一周，最高旋转速度的时间Tb通过 以下的算式(2)计算。
<formula>formula see original document page 19</formula>(2)
根据由算式(2)求出的主轴7旋转一周的时间Tb，主轴7的 旋转速度N[rpm]通过以下的算式(3)计算。 iV = 60m (3)
缝纫机电动机5的旋转速度成为与由算式(3)求出的旋转速度 N的计算结果相同的旋转速度。如上述所示，计算缝纫机电动机5 的旋转速度。在这里，在根据测定出的稳定时间Ts计算出的主轴7 的最高旋转速度N[rpm]，比缝制数据中的缝纫机电动机5的旋转速 度大的情况下，通过缝纫机的缝制控制程序，选择最低的缝纫机旋转 速度限定值(由各条件限制的最高旋转速度值)而进行缝制。
由速度计算单元57进行的缝纫机电动机5的旋转速度的计算， 在依据缝制数据的缝制动作结束后，读取每隔规定时间存储在 EEPROM 24中的主轴编码器6、X轴位置传感器13以及Y轴位置传 感器15的数据，进行上述的计算。此外，在缝纫机的控制装置20 的CPU 21的处理时间充裕的情况下，也可以在依据缝制数据的缝制 动作中，进行计算。
(动作开始角度计算单元)
动作开始角度计算单元58，根据基于缝制数据的由移动机构10 的X轴位置传感器13以及Y轴位置传感器15检测出的移动机构10 的位置，和由主轴编码器6检测出的主轴7的旋转角度，计算各针中 的移动机构10的动作开始角度0start。
图7是表示在通过依据缝制数据而驱动的移动机构IO的动作开始角度而驱动的修正前，和基于由动作开始角度计算单元58计算出
的移动机构10的动作开始角度而驱动的修正后，缝针2a的上下移动 定时和移动机构10的动作定时之间的对应关系的说明图。图7的曲 线H是表示缝针2a相对于缝制物的上下移动位置的转换的曲线。图 7的曲线W和曲线WA是表示与曲线H在同一时间轴上的移动机构 10的检测位置的曲线。图7的曲线W是表示修正前的移动机构10 的检测位置的转换的曲线，曲线WA是表示修正后(以由动作开始 角度计算单元58计算出的移动机构10的动作开始角度驱动)的移动 机构10的检测位置的转换的曲线。
动作开始角度计算单元58，根据缝针刚要从缝制物拔出之前的 定时Ha，为了使移动机构10开始动作而设定移动机构IO的动作开 始角度。即，在依据缝制数据驱动移动机构10时，设定动作开始角 度&tart，该动作开始角度^start是将从移动机构10开始从移动机构 10的检测位置移动时的由主轴编码器6检测出的主轴7的旋转角度 ^A、到缝针2a从缝制物拔出的定时的主轴7的旋转角度^B之间的 角度差，与依据缝制数据驱动移动机构10时的动作开始角度相加而 得到的。如果使依据缝制数据驱动移动机构IO时的动作开始角度为 卯，则动作开始角度&tart通过以下的算式(4)进行计算。
肠rk齡(6B—傲) (4)
在依据缝制数据的缝制动作结束后，读取每隔规定时间存储在 EEPROM24中的主轴编码器6、 X轴位置传感器13以及Y轴位置传 感器15的数据，进行上述由动作开始角度计算单元58进行的动作开 始角度0start的计算。
此外，在缝纫机的控制装置20的CPU 21的处理时间充裕的情 况下，也可以在依据缝制数据的缝制动作中进行计算。
此外，对于动作时间计算单元56、速度计算单元57以及动作开 始角度计算单元58，控制装置20的CPU 21根据存储在EEPROM24 中的缝制数据、基于该缝制数据的缝制动作中由X轴位置传感器13以及Y轴位置传感器15检测出的移动机构10的位置、以及由主轴
编码器6检测出的主轴7的旋转角度进行计算。这时，由X轴位置 传感器13以及Y轴位置传感器15检测出的移动机构IO的位置，是 读取作为每隔规定时间存储由X轴位置传感器13以及Y轴位置传感 器15检测出的移动机构10的位置的第2存储单元的EEPROM 24中 的移动机构10的位置。另外，由主轴编码器6检测出的主轴7的旋 转角度，是读取每隔规定时间存储由主轴编码器6检测出的主轴7 的旋转角度的EEPROM 24中的主轴7的旋转角度。 (第2存储单元)
第2存储单元52存储主轴编码器的主轴旋转角度、由X轴位置 传感器13和Y轴位置传感器15检测出的移动机构IO的位置、动作 时间计算单元56、速度计算单元57以及动作开始角度计算单元58 的计算结果。具体地说，由控制装置20的缝纫机电动机5的主轴编 码器6检测出的主轴7的旋转角度、由X轴电动机12的X轴位置传 感器13检测出的移动机构10的X轴方向的位置、以及由Y轴电动 机14的Y轴位置传感器15检测出的移动机构10的Y轴方向的位置， 存储在EEPROM 24中。另外，由控制装置20的CPU21计算出的稳 定时间、与稳定时间对应的缝纫机电动机5的旋转速度以及动作开始 角度0start，存储在EEPROM 24中。由此，上述的EEPROM 24作为 第2存储单元52其作用。
此外，与存储的稳定时间对应的缝纫机电动机5的旋转速度以 及动作开始角度，存储为可以识别出与哪个缝制数据对应。 (缝制控制单元)
缝制控制单元55，在依据该缝制数据的缝制作业时，基于存储 在第2存储单元52中的各计算结果进行缝制。
艮P，在依据该缝制数据的缝制作业时，以由速度计算单元57的 计算结果得到的旋转速度驱动缝纫机电动机5，按照由动作时间计算 单元56以及动作开始角度计算单元58的计算结果得到的稳定时间以 及动作开始角度，使移动机构IO动作而进行缝制。由此，可以在进 行一次依据缝制数据的缝制作业后，基于由动作时间计算单元56计算出的移动机构10的动作时间，根据由速度计算单元57计算出的缝
纫机电动机5的旋转速度，和由动作开始角度计算单元58计算出的 移动机构10的动作开始角度，使缝纫机l动作。
此外，缝制控制单元55，通过将存储在EEPROM 24中的缝制 数据、由动作时间计算单元、速度计算单元以及动作开始角度计算单 元得出的各计算结果读入控制装置20的CPU 21并进行处理，从而 起作用。
(显示单元)
图8是表示操作面板显示屏4的显示画面的一个例子的说明图。 操作面板显示屏4，其可以分别与以下数据相对应而进行显示 每隔规定时间的针棒的上下移动位置，其基于由缝制控制单元55对 缝纫机电动机的旋转速度进行增减后的缝纫机的缝制速度；每隔规定 时间的移动机构的位置，其基于由动作时间计算单元56计算出的移 动机构的动作所需时间；以及移动机构的动作开始角度，其由动作开 始角度计算单元58计算出。即，如图8所示，可以在同一时间轴上， 可视地掌握缝纫机1的针棒2的上下移动即缝针2a的上下移动位置、 和移动机构10的动作之间的对应关系。由此，可以在缝纫机动作前， 可视地掌握由速度计算单元57以及动作开始角度计算单元58得出的 缝纫机电动机的旋转速度的计算结果的效果。由此，操作面板显示屏 4作为"显示单元"起作用。
此外，移动机构10的动作时间、基于缝纫机电动机5的旋转速 度的缝针2a的上下移动位置以及移动机构IO的动作开始角度在同一 时间轴上相对应的状态下，显示在控制装置20的操作面板显示屏4 上，操作面板显示屏4由此起作用。另外，PC40还可以通过读取每 隔规定时间的针棒的上下移动位置、每隔规定时间移动的移动机构的 位置、以及移动机构的动作开始时间，与操作面板显示屏4相同地， 在显示器41上进行显示，其中，该针棒的上下移动位置基于由控制 装置20的缝制控制单元55对缝纫机电动机的旋转速度进行增减后的 缝纫机的缝制速度，该移动机构的位置基于由动作时间计算单元56 计算出的移动机构的动作所需时间，该移动机构的动作开始角度由动作开始角度计算单元58计算出。 (缝纫机的动作) 下面，对缝纫机1的动作详细地进行说明。
对于缝纫机1的动作，在计测由缝纫机电动机5的主轴编码器6
检测出的主轴旋转角度、和由X轴位置传感器13以及Y轴位置传感 器15检测出的移动机构IO的位置时，选择计测模式而进行缝制动作。 图9是表示选择计测模式时的缝纫机操作和动作流程的图。图IO是 表示计测定时器中断的处理流程的处理内容的图。
首先，如果用户选择计测模式(步骤S1)，则缝纫机l除了通 常的缝制动作以外，作为计测模式而动作，即，计测由主轴编码器6 检测出的主轴旋转角度、和由X轴位置传感器13以及Y轴位置传感 器15检测出的移动机构10的位置。由于如果在以计测模式驱动缝纫 机的情况下发生拉针，则有可能发生缝针2a断针，或形成缝制质量 低下的线迹而产生废弃缝制物的浪费，所以通常不设置缝制物而进行 缝制动作。
此外，经由操作面板显示屏4上的显示以及输出，用户对缝制 模式进行选择。然后，如果用户操作踏板3 (步骤S2)，则控制装 置20进行保存数据初始化(步骤S3)，进而，允许计测定时器中断， 使计测定时器开始动作(步骤S4)。然后，缝纫机1开始基于选择 出的缝制数据的缝制动作(步骤S5)。
如果开始计测模式时的该缝制动作，则每隔计测定时器的规定 的计数周期，产生中断信号，执行图IO所示的计测定时器中断处理 的处理流程的处理，控制装置20读取由主轴编码器6检测出的主轴 旋转角度、和由X轴位置传感器13以及Y轴位置传感器15检测出 的移动机构10的位置，将该数据和计测计数值存储到EEPROM 24 中(步骤S6)。
如果基于缝制数据的缝制动作结束(步骤S7)，则控制装置20 禁止计测定时器中断，使计测定时器的动作停止(步骤S8)。
然后，控制装置20的CPU21,读取存储在EEPROM24中的主 轴旋转角度以及移动机构IO的位置和计测计数值，根据该计测计数值、主轴旋转角度以及移动机构10的位置，计算移动机构10的稳定
时间Ts、与稳定时间Ts对应的缝纫机电动机5的最高旋转速度N、 以及移动机构10的动作开始角度6start，将稳定时间Ts、与主轴7 的旋转速度N对应的缝纫机电动机5的旋转速度以及动作开始角度 ^start，存储到EEPROM24中(步骤S9)，结束计测模式的动作。
计测模式的动作结束后，如果用户通过操作面板显示屏4选择 上述的计算结果的显示，则利用控制装置20的CPU21，将与稳定时 间Ts、主轴7的旋转速度N以及动作开始角度^start对应的缝针2a 的上下移动位置和移动机构10的位置之间的对应关系，显示在操作 面板显示屏4上。
然后，如果用户选择通常的缝制模式，进行依据该缝制数据的 缝制动作，则通过缝制控制单元55进行缝制。即，控制装置20的 CPU 21基于存储在EEPROM 24中的与稳定时间Ts对应的缝纫机电 动机5的最高旋转速度N以及动作开始角度0start，进行使缝纫机1 的各部分动作的缝制动作。由此，不会产生由拉针引起的缝制质量的 下降或断针等问题，而可以进行依据该缝制数据的缝制动作。 (本发明所涉及的缝纫机的效果)
根据上述的实施例，在依据缝制数据的缝制动作时，由动作时 间计算单元56计算出的移动机构10的稳定时间Ts、由速度计算单 元57计算出的与主轴7的旋转速度N对应的缝纫机电动机5的旋转 速度、以及由动作开始角度计算单元58计算出的动作开始角度，存 储在第2存储单元52中。
另外，在其之后，进行依据该缝制数据的缝制作业的情况下， 缝制控制单元55，以存储在第2存储单元52中的缝纫机电动机5的 旋转速度驱动缝纫机电动机5，根据稳定时间Ts以及动作开始角度 0start，使移动机构10动作。由此，与移动机构10的稳定时间Ts 相对应地，对缝针2a刚从缝制物拔出之后的定时以及缝针2a刚要剌 入缝制物之前的定时进行适当的控制。由此，通过在缝针2a刚从缝 制物拔出之后的定时前，使移动机构IO动作，或在缝针2a刚要刺入 缝制物之前的定时后，使移动机构10动作，从而不会发生拉针。由此，可以解决由在从缝制物拔出缝针前的定时使移动机构动作而发生 的拉针，导致的缝制收线的恶化、或相对于缝制物的缝针通孔的扩大、 线迹的位置偏移等而引起的缝制质量恶化的问题。由此，提高缝制质 量。而且，可以解决由在缝针刺入缝制物后的定时使移动机构动作而 发生的拉针，所引起的断针的问题。由此，提高缝纫机的可靠性。
另外，如上述所示通过动作时间计算单元56和速度计算单元 57，自动地计算与由移动机构IO动作的缝制物的移动所对应的适当
的缝纫机电动机5的旋转速度，并存储在第2存储单元52中。由此， 可以自动地进行缝纫机的缝制速度的设定和移动进给的动作开始角 度的设定，上述设定在现有技术中是用户通过手动进行的，用于通过 降低缝纫机的缝制速度，解决由对应的移动机构的进给引起的缝制质 量问题中的拉针。由此，与现有技术相比，可以非常容易且可靠地进 行防止拉针的缝制速度的设定和移动机构的动作开始角度的设定。
另外，对于由移动机构的进给引起的缝制质量问题即拉针，在 现有技术中，由于对于用户未提供任何缝纫机的针棒动作定时和移动 机构的响应状态，所以并不是有效的解决方法，应对方法也仅是变更 缝纫机的旋转速度，而本发明解决该问题点，提高缝纫机的可靠性。 而且，在现有技术中，由于缝制速度的设定依赖于用户的经验，所以 不能找到通用的解决方法，而本发明解决该问题点，进一步提高缝纫 机的可靠性。而且，由于自动地进行适当的缝制速度的计算，所以可 以解决现有技术中，在找到适合缝制的缝制速度之前必须使缝纫机多 次动作而需要时间的问题，縮短缝制作业的准备时间而提高作业效 率。而且，可以降低现有技术中，在找到适当的缝制速度之前进行的 缝纫机的试缝制中伴随有时产生的断针或缝制物废弃的成本。
另外，基于缝制数据的缝制作业时的主轴7的旋转角度以及移 动机构10的位置，每隔规定时间存储在EEPROM 24中。由此，对 于由动作时间计算单元56进行的稳定时间Ts的计算、由速度计算单 元57进行的与主轴7的旋转速度N对应的缝纫机电动机5的旋转速 度的计算、以及由动作开始角度计算单元58进行的动作开始角度 ^start的计算等各种计算，可以在缝制作业结束后进行。即，不需要对该各种计算实时地进行计算处理。由此，即使控制装置20的CPU21 不具有对由主轴编码器6检测出的移动机构的位置实时地进行计算 处理的性能，也可以进行该各种的计算。即，可以设定较低的对于控
制装置20的CPU21的性能要求，可以降低成本。
另外，操作面板显示屏4，可以与以下数据相对应地进行显示
以相对移动机构10的稳定时间Ts而适当地计算出的与主轴7的旋转 速度N对应的缝纫机电动机5的旋转速度为基础的缝针2a的上下移 动位置；以及在动作开始角度Sstart开始动作，以稳定时间Ts进行动 作的移动装置10的位置。由此，可以在缝纫机1的缝制前，可视地 掌握由缝制控制单元55得到的防止拉针的效果。由此，用户可以更 明确地掌握缝纫机1的动作。 (其它)
另外，在上述实施方式中，动作时间计算单元56、速度计算单 元57以及动作开始角度计算单元58，通过缝纫机I的控制装置20 的CPU 21的计算而起作用，但也可以通过外部的PC 40的计算而进 行动作。
另外，上述实施方式中的显示器41是PC40的显示器41，但也
可以使用其他的专用的显示装置。
另外，本发明的实施，不限于上述实施方式中的缝纫机1，只要 是相对针棒的上下移动，沿着与该上下移动垂直的水平面使移动机构 动作的缝纫机，且基于缝制数据使移动机构动作进行缝制的缝纫机即 可。


本发明提供一种自动缝制缝纫机，其可以更容易地设定适合于缝制的缝制速度。缝纫机具有针棒，其安装有缝针并上下运动；移动机构，其使缝制物移动；缝纫机电动机；X轴电动机以及Y轴电动机，其驱动移动机构；控制装置，其对使主轴旋转的缝纫机电动机、X轴电动机以及Y轴电动机进行控制；主轴编码器，其检测主轴的旋转角度；X轴位置传感器以及Y轴位置传感器，其检测移动机构的位置；EEPROM，其存储缝制数据、主轴旋转角度以及移动机构的位置；CPU，其根据EEPROM的存储内容，计算移动机构的稳定时间以及与稳定时间对应的缝纫机电动机的旋转速度和移动机构的动作开始角度。