(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工布を挟持する布押え部材と、前記布押え部材を駆動するステッピングモータと、縫製データに基づいて前記ステッピングモータを回転角３６０゜の制御範囲内で回転制御することにより布押え部材をその制御範囲に対応する可動領域内で移動駆動する制御手段とを備えたミシンにおいて、
前記ステッピングモータの駆動軸に設けられた回転盤であって、前記制御範囲のうちの所定の第１回転角にわたる切り欠き部と前記制御範囲のうちの前記第１回転角以外の所定の第２回転角にわたる非切り欠き部を有する回転盤と、
その回転盤の回転に応じて前記切り欠き部と非切り欠き部を検出する原点センサと、
前記原点センサの検出信号を受け、前記検出信号のオン、オフに応じて予め設定した方向へステッピングモータを所定時間駆動する途中で前記検出信号が切換わった場合にはその位置を布押え部材の原点位置とし、前記所定時間駆動する途中で検出信号が切換わらない場合には前記所定時間駆動後にステッピングモータの回転方向を切換えて駆動し、その後前記検出信号が２回切換わった場合にその位置を布押え部材の原点位置とする原点検出制御手段と、
を備えたことを特徴とするミシンにおける原点検出装置。
【請求項２】
前記原点センサは、投光部と受光部とを有することを特徴とする請求項１に記載のミシンにおける原点検出装置。
【請求項３】
前記ステッピングモータの回転方向を切換えた後にステッピングモータを所定時間駆動しても前記検出信号が切換わらない場合には、エラー処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のミシンにおける原点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステッピングモータによって駆動制御される布押え部材を備えたミシンを対象として、特に、前記布押え部材の特定の位置を原点位置として検出するようにしたミシンにおける原点検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のミシンにおける原点検出装置において、ステッピングモータの３６０゜以下の制御範囲で回転させることによって布押え部材を駆動するようにしたミシンは、ステッピングモータの３６０゜を越える回転によって前記布押え部材が駆動されないように、例えば、ステッピングモータの軸を機械的な停止装置によって直接もしくは間接的に停止させるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のミシンにおける原点検出装置によれば、前記機械的な停止装置を備えているために、その装置が高価なものになっていた。
【０００４】
然るに、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、原点位置を検出する際に、機械的な停止装置を用いずに、ソフトウエア的に処理することができるようにして、装置を安価にすることができるミシンの原点検出装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のミシンの原点検出装置は、加工布を挟持する布押え部材と、前記布押え部材を駆動するステッピングモータと、縫製データに基づいて前記ステッピングモータを回転角３６０゜の制御範囲内で回転制御することにより布押え部材をその制御範囲に対応する可動領域内で移動駆動する制御手段とを備えたミシンにおいて、前記ステッピングモータの駆動軸に設けられた回転盤であって、前記制御範囲のうちの所定の第１回転角にわたる切り欠き部と前記制御範囲のうちの前記第１回転角以外の所定の第２回転角にわたる非切り欠き部を有する回転盤と、その回転盤の回転に応じて前記切り欠き部と非切り欠き部を検出する原点センサと、前記原点センサの検出信号を受け、前記検出信号のオン、オフに応じて予め設定した方向へステッピングモータを所定時間駆動する途中で前記検出信号が切換わった場合にはその位置を布押え部材の原点位置とし、前記所定時間駆動する途中で検出信号が切換わらない場合には前記所定時間駆動後にステッピングモータの回転方向を切換えて駆動し、その後前記検出信号が２回切換わった場合にその位置を布押え部材の原点位置とする原点検出制御手段とを備えている。従って、原点位置設定に際して、ステッピングモータを所定時間駆動する途中で原点センサからの検出信号が切換わった場合、布押え部材は可動領域内に停止している場合であるため、その位置を布押え部材の原点位置に設定される。一方、ステッピングモータを所定時間駆動する途中で原点センサからの検出信号が切換わらない場合には、布押え部材は可動領域の付近の可動領域外に停止している場合であるため、ステッピングモータの回転方向を切換えて駆動し、検出信号が２回切換わったその位置を布押え部材の原点位置に設定される。
【０００６】
【０００７】
さらに、請求項２に記載のミシンにおける原点検出装置に有する原点センサは、投光部と受光部とを有する。従って、前記原点センサの受光部は、前記回転盤の切り欠き部に対応したときに前記投光部からの光を検出し、また、回転盤の非切り欠き部に対応したときには前記光が遮られるのでその光を検出しない。請求項３に記載のミシンにおける原点検出装置においては、前記ステッピングモータの回転方向を切換えた後にステッピングモータを所定時間駆動しても前記検出信号が切換わらない場合には、エラー処理を行う。それ故、そのエラー処理により、ステッピングモータの駆動異常、或いは原点センサの不良を発見することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のミシンにおける原点検出装置を具体化した実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０００９】
本実施の形態は、一般的な工業用電子制御模様縫いミシン（以下、ミシンという）に本発明を適用した場合の一例である。
【００１０】
図１に示すように、ミシンテーブル１上には、ベッド部３及びアーム部４を有するミシン２が固定的に載置されている。前記ベッド部３の前側上部には針板５が設けられ、その針板５上には互いに直交するＸ軸・Ｙ軸の２方向に独立に移動駆動されて位置制御される保持枠７が設けられている。前記保持枠７は、本発明の布押え部材を構成するものであって、ミシン制御装置８の駆動回路２４の指令を受けたＸ軸方向駆動用ステッピングモータ２１によりＸ軸方向に移動され、また、ミシンン制御装置８の駆動回路２５の指令を受けたＹ軸方向駆動用ステッピングモータ２２によりＹ軸方向に移動駆動される。そして、加工布が保持枠７に狭持された状態でミシン２の針棒の下端に支持された縫い針９を上下に往復動させつつ、保持枠７のＸ軸・Ｙ軸の２方向の位置を制御することにより、加工布上に縫製データに従ったパターンを自動的に縫製するようになっている。
【００１１】
また、前記保持枠７の特定の位置（本実施の形態では保持枠７の平面上の可動領域の中央位置）を原点位置として検出するために、前記Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１及びＹ軸方向駆動用ステッピングモータ２２の各軸２１ａ，２２ａには、１８０゜（所定の第１回転角に相当する）に亙って切り欠き部３５ａ，３６ａ形成されると共に、１８０゜（第１回転角以外の第２回転角に相当する）に亙って半月板（非切り欠き部に相当する）３５ｂ，３６ｂが形成された回転盤３５，３６が固定され、また、前記各回転盤３５，３６を挟んでそれぞれその一側に発光素子３３ａ，３４ａ（これが投光部に相当する）が固定的に配置されると共に、それぞれ反対側に前記発光素子３３ａ，３４ａの光を受光する原点センサ（これが受光部に相当する）３３ｂ，３４ｂが固定的に配置される。なお、前記回転盤３５及び原点センサ３３ｂ，３４ｂが、本発明の原点検出制御手段を構成するものである。
【００１２】
次に、ミシン２を電気的に制御するミシン制御装置８（これが制御手段に相当）について、図２のブロック図に基づいて説明する。
【００１３】
前記ミシン２の主軸を駆動するためのミシンモータ２０と、前記Ｘ軸方向駆動用及びＹ軸方向駆動用ステッピングモータ２１、２２とは、それぞれ駆動回路２３、２４、２５を介して入出力インターフェース２６にそれぞれ接続される。また、前記保持枠７を開閉する押えソレノイド２７も駆動回路２８を介して入出力インターフェース２６に接続されている。さらに、縫製開始スイッチ１５も入出力インターフェース２６に接続されている。入出力インターフェース２６は、バス２９を介してＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１、ＲＡＭ３２に接続されている。
【００１４】
原点位置決めを行うための原点センサ３３ｂ、３４ｂも同様に入出力インターフェース２６に接続されている。
【００１５】
以下、このように構成されたミシンの原点検出制御の動作について図３のフローチャートを参照して説明する。
【００１６】
先ず、電源を投入すると、ＣＰＵ３０、入出力インターフェース２６、ＲＡＭ３２の初期設定が行われる（Ｓ０、Ｓはステップを示す。以下同様）。続いて、縫製開始スイッチ１５の入力待ちの状態（縫製待ち状態）になる（Ｓ１）。この状態で、縫製開始スイッチ１５が押されると、原点位置決め処理が終了したか否かが調べられる（Ｓ２）。既に原点位置決め処理が終了しているならば（Ｓ２、ＹＥＳ）、縫製またはテスト処理が行われ（Ｓ３）、その後、縫製開始スイッチ１５の入力待ちの状態に戻る（Ｓ１）。原点位置決め処理が終了していない場合は（Ｓ２、ＮＯ）、Ｘ軸の原点位置決め処理を行って（Ｓ４）、再び縫製開始スイッチ１５の入力待ちの状態（Ｓ１）に戻る。
【００１７】
Ｘ軸の原点位置決め処理（Ｓ４）を図４のフローチャートを参照しながらさらに詳細に説明する。
【００１８】
原点位置決め処理である原点検出制御が開始されると、原点センサ３３ｂの検出信号がオンか否か、つまり、原点センサ３３ｂが回転盤３５の切り欠き部３５ａに対応しているか否かを検出する（Ｓ５）。原点センサ３３ｂがオフの状態、つまり、原点センサ３３ｂが回転盤３５の半月板３５ｂに対応して発光素子３３ａからの光が遮られていれば（Ｓ５、ＮＯ）、Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１を原点センサ３３ｂがオンする方向へ駆動する（Ｓ６）。そして、所定時間経過したか否かを計測しつつ（Ｓ７）、原点センサ３３ｂがオンか否かを調べる（Ｓ８）。もし、原点センサ３３ｂがオンすれば（Ｓ８、ＹＥＳ）、保持枠７が可動領域内に停止している場合でるため、原点位置決め処理は正常に終了する（Ｓ９）。
【００１９】
一方、未だに原点センサ３３ｂがオンしない状態で（Ｓ８、ＮＯ）、所定時間が経過した場合（Ｓ７、ＹＥＳ）、保持枠７が可動領域の付近の可動領域外に停止している場合であるため、原点センサ３３ｂがオフする方向へＸ軸方向駆動用ステッピングモータ２１を駆動する（Ｓ１０）。そして、所定時間経過したか否かを計測しつつ（Ｓ１１）、原点センサ３３ｂがオンしたか否かを調べ（Ｓ１２）、オフ状態であれば（Ｓ１２、ＮＯ）、前記所定時間内でオンするまで繰り返し調べる。もしも、原点センサ３３ｂがオンすれば（Ｓ１２、ＹＥＳ）、その後、所定時間経過したか否かを計測しつつ（Ｓ１３）、原点センサ３３ｂがオフしたか否かを調べる（Ｓ１４）。もし、所定時間が経過する前に原点センサ３３ｂがオフすれば（Ｓ１４、ＹＥＳ）、原点位置決め処理は正常に終了する（Ｓ１５）。
【００２０】
一方、原点センサ３３ｂがオフしない状態で（Ｓ１４、ＮＯ）、所定時間が経過してしまった場合（Ｓ１３、ＹＥＳ）、Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１の駆動異常や、原点センサ３３ｂの不良が考えられるので、エラー処理を行う（Ｓ１６）。
【００２１】
ところで、最初の段階で、既に原点センサ３３ｂがオンしている場合（Ｓ５、ＹＥＳ）、Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１を原点センサ３３ｂがオフする方向へ駆動する（Ｓ１７）。そして、所定時間経過したか否かを計測しつつ（Ｓ１８）、原点センサ３３ｂがオフしたか否かを調べる（Ｓ１９）。所定時間が経過する前に（Ｓ１８、ＮＯ）、原点センサ３３ｂがオフすれば（Ｓ１９、ＹＥＳ）、保持枠７が可動領域内に停止している場合であるため、原点位置決め処理は正常に終了する（Ｓ２０）。
【００２２】
しかしながら、原点センサ３３ｂがオフしない状態で（Ｓ１９、ＮＯ）、所定時間が経過した場合（Ｓ１８、ＹＥＳ）、保持枠７が可動領域の付近の可動領域外に停止している場合であるため、原点センサー３３ｂがオンする方向へＸ軸方向駆動用ステッピングモータ２１を駆動する（Ｓ２１）。そして、その後、所定時間経過したか否かを計測しつつ（Ｓ２２）、原点センサー３３ｂがオフしたか否かを調べる（Ｓ２３）。未だにオフしない状態であれば（Ｓ２３、ＮＯ）、前記所定時間内でオフするまで繰り返し調べる。繰り返し調べる間に、所定時間が経過した場合（Ｓ２２、ＹＥＳ）、Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１の駆動異常や、原点センサ３３ｂの不良が考えられるので、エラー処理を行う（Ｓ２７）。
【００２３】
もし、原点センサ３３ｂがオフすれば（Ｓ２３、ＹＥＳ）、その後、所定時間経過したか否かを計測しつつ（Ｓ２４）、原点センサ３３ｂがオンしたか否かを調べる（Ｓ２５）。もし、所定時間が経過する前に原点センサ３３ｂがオンすれば（Ｓ２５、ＹＥＳ）、原点位置決め処理は正常に終了する（Ｓ２６）。
【００２４】
一方、原点センサ３３ｂがオンしない状態で（Ｓ２５、ＮＯ）、所定時間が経過してしまった場合（Ｓ２４、ＹＥＳ）、Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１の駆動異常や、原点センサ３３ｂの不良が考えられるので、エラー処理を行う（Ｓ２７）。
【００２５】
以下に、具体的な例を図５を参照しながら説明する。
【００２６】
（Ｓ５）において、Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１と原点センサ３３ｂとの出力の関係が制御範囲外（保持枠７が可動領域の付近）のａ点にあったとする。制御は原点センサ３３ｂの出力がオンなので、（Ｓ１７）へ移る。ここで、原点センサ３３ｂがオフする方向とは、保持枠７が可動領域内に有るものとして、図５における左方向を示す。
【００２７】
しかし、現在位置は制御範囲の直ぐ左側（可動領域の左側付近）にいるので、（Ｓ１８），（Ｓ１９）を経て（Ｓ２１）へ制御が移る。ここでの原点センサ３３ｂがオンする方向とは、保持枠７が可動領域内に有るものとして、図５における右方向である。
【００２８】
その後、（Ｓ２２），（Ｓ２３），（Ｓ２４），（Ｓ２５）を経て処理は終了する。
【００２９】
また、Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１と原点センサ３３ｂとの出力の関係が制御範囲内（保持枠７が可動領域内）のｂ点の位置ならば、（Ｓ５），（Ｓ６），（Ｓ７），（Ｓ８）を経て終了する。
【００３０】
また、Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１と原点センサ３３ｂとの出力の関係が制御範囲内（保持枠７が可動領域内）のｃ点の位置ならば、（Ｓ５），（Ｓ１７），（Ｓ１８），（Ｓ１９）を経て終了する。
【００３１】
さらに、Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１と原点センサ３３ｂとの出力の関係が制御範囲外（保持枠７が可動領域の付近）のｄ点の位置であれば、（Ｓ５），（Ｓ６），（Ｓ７），（Ｓ８），（Ｓ１０）、（Ｓ１１），（Ｓ１２），（Ｓ１３），（Ｓ１４）を経て終了する。
【００３２】
【００３３】
Ｙ軸の原点位置決め処理も前記したＸ軸の原点位置決め処理と全く同様の方法によって処理が行われる。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、前記Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ２１及びＹ軸方向駆動用ステッピングモータ２２の各軸２１ａ，２２ａにこれと一体的に回転する回転盤３５，３６を設け、この回転盤３５，３６の回転状態を原点センサ３３ｂ，３４ｂによって検出するようにしたが、例えば、前記各軸２１ａ，２２ａの回転を直線運動に変換して、この直線運動する部材に前記回転盤３５，３６に代わる部材を支持し、この部材の直線運動を適宜のセンサによって検出するようにしてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態においては、原点センサ３３ｂ，３４ｂとして、光学式のセンサを用いたが、これに代えて、例えば、所謂ホール素子と言われる磁気センサや、マイクロスイッチ等の接触型のセンサを用いてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したことから明かなように、本発明の請求項１に記載のミシンにおける原点検出装置によれば、布押え部材とステッピングモータと制御手段とを備え、回転盤と、原点センサと、原点検出制御手段とを設けたので、原点位置設定に際して、ステッピングモータを所定時間駆動する途中で原点センサからの検出信号が切換わった場合、布押え部材は可動領域内に停止している場合であるため、その位置を布押え部材の原点位置に設定することができる。一方、ステッピングモータを所定時間駆動する途中で原点センサからの検出信号が切換わらない場合には、布押え部材は可動領域の付近の可動領域外に停止している場合であるため、ステッピングモータの回転方向を切換えて駆動し、検出信号が２回切換わったその位置を布押え部材の原点位置に設定することができ、従来のような機械的な停止装置を不要とした極めて安価な原点検出装置を提供することができる。
【００３７】
【００３８】
さらに、請求項２に記載のミシンにおける原点検出装置によれば、原点センサは、投光部と受光部とを有するので、原点センサの受光部は、前記回転盤の切り欠き部もしくは非切欠き部を無接触で検出することができるので、その検出装置の耐久寿命を延長することができる。請求項３に記載のミシンにおける原点検出装置によれば、前記ステッピングモータの回転方向を切換えた後にステッピングモータを所定時間駆動しても前記検出信号が切換わらない場合には、エラー処理を行うので、そのエラー処理により、ステッピングモータの駆動異常、或いは原点センサの不良を容易に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の電子制御式模様縫いミシンの斜視図である。
【図２】本実施の形態の電子制御式模様縫いミシンの制御系のブロック図である。
【図３】本実施の形態のミシンの動作を示すフローチャートである。
【図４】本実施の形態の原点検出動作を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態におけるセンサの出力状態を示す図である。
【符号の説明】
２      ミシン
７      保持枠
２１    Ｘ軸方向駆動用ステッピングモータ
２１ａ  軸
２２    Ｙ軸方向駆動用ステッピングモータ
２２ａ  軸
３０    ＣＰＵ
３３ｂ  原点センサ
３４ｂ  原点センサ
３５    回転盤
３５ａ  切り欠き部
３５ｂ  半月板
３６    回転盤
３６ａ  切り欠き部
３６ｂ  半月板
【図１】
0003591095.tif 000002
【図２】
0003591095.tif 000003
【図３】
0003591095.tif 000004
【図４】
0003591095.tif 000005
【図５】
0003591095.tif 000006