(57)【要約】【課題】縫い目の検査を効率良く実施すること。【解決手段】縫い目検査装置は、ミシン針に掛けられる上糸の張力を検出する張力センサと、張力センサの検出値に基づいて、ミシン針によって縫製対象物に形成された縫い目の異常を検出する処理装置と、を備える。【選択図】図１
2019201741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシン針に掛けられる上糸の張力を検出する張力センサと、
前記張力センサの検出値に基づいて、前記ミシン針によって縫製対象物に形成された縫い目の異常を検出する処理装置と、
を備える縫い目検査装置。
【請求項２】
前記処理装置は、
前記張力センサの検出値を解析して、前記検出値の特徴量を示す検出特徴量を算出する検出特徴量解析部と、
前記張力の参照特徴量を記憶する参照特徴量記憶部と、
前記検出特徴量と前記参照特徴量とを照合して、前記異常を判定する判定部と、
を有する、
請求項１に記載の縫い目検査装置。
【請求項３】
前記ミシン針は、モータの回転により往復移動し、
前記張力センサは、前記モータの回転において規定周期で前記検出値を出力し、
前記モータの回転角度を検出する角度センサを備え、
前記判定部は、前記張力センサの検出値及び前記角度センサの検出値に基づいて、前記異常を判定する、
請求項２に記載の縫い目検査装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記モータの回転角度が特定角度のときに導出された前記検出特徴量と前記参照特徴量とを照合して、前記異常を判定する、
請求項３に記載の縫い目検査装置。
【請求項５】
前記検出特徴量は、前記モータの回転における前記検出値の累積値を示す検出累積曲線を含み、
前記参照特徴量は、前記縫い目が正常であるときの前記張力の累積値を示す参照累積曲線を含む、
請求項３に記載の縫い目検査装置。
【請求項６】
前記ミシン針は、モータの回転により往復移動し、
前記張力センサは、前記モータの回転において規定周期で前記検出値を出力し、
前記検出特徴量は、前記モータの回転における前記検出値をフーリエ変換することにより算出される検出周波数スペクトルを含み、
前記参照特徴量は、前記縫い目が正常であるときの前記張力をフーリエ変換することにより算出される参照周波数スペクトルを含む、
請求項２に記載の縫い目検査装置。
【請求項７】
前記処理装置は、
ラベルが付与された前記張力センサの検出値を機械学習して学習モデルを生成する参照特徴量生成部と、
前記張力センサの検出値の検出特徴量と前記学習モデルとに基づいて、前記縫い目の異常のパターンを識別する判定部と、
を有する、
請求項１に記載の縫い目検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縫い目検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
縫製工場においては、ミシンを使用して衣類が生産される。ミシンで形成された縫い目を検査する縫い目検査装置の一例が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０９００７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
縫い目の検査が煩雑である場合、衣類の生産性が低下する可能性がある。衣類の生産性の低下を抑制するために、縫い目の検査を効率良く実施できる技術が要望される。
【０００５】
本発明の態様は、縫い目の検査を効率良く実施することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様に従えば、ミシン針に掛けられる上糸の張力を検出する張力センサと、前記張力センサの検出値に基づいて、前記ミシン針によって縫製対象物に形成された縫い目の異常を検出する処理装置と、を備える縫い目検査装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の態様によれば、縫い目の検査を効率良く実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るミシンを模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態に係る針棒及び天秤のモーションダイアグラムを示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る縫い目検査装置を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、正常な縫い目を模式的に示す図である。
【図５】図５は、異常な縫い目を模式的に示す図である。
【図６】図６は、異常な縫い目を模式的に示す図である。
【図７】図７は、張力センサの検出値を示す図である。
【図８】図８は、張力センサの検出値を示す図である。
【図９】図９は、累積曲線を示す図である。
【図１０】図１０は、張力の周波数スペクトルを示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態に係る縫製方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施形態に係る縫製方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１０】
［第１実施形態］
＜ミシン＞
本実施形態に係るミシン１について説明する。本実施形態においては、ミシン１に規定されたローカル座標系に基づいて各部の位置関係について説明する。ローカル座標系は、ＸＹＺ直交座標系により規定される。所定面内のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸と直交する所定面内のＹ軸と平行な方向をＹ軸方向とする。所定面と直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸を中心とする回転方向をθＸ方向とする。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るミシン１を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、ミシン１は、ミシンヘッド２と、針棒４と、天秤５と、糸調子器６と、針板７と、押え部材８と、釜９と、モータ１０と、縫い目検査装置２０とを備える。
【００１２】
針棒４は、ミシン針３を保持してＺ軸方向に往復移動する。針棒４は、ミシン針３とＺ軸とが平行となるようにミシン針３を保持する。針棒４は、ミシンヘッド２に支持される。針棒４は、針板７の上方に配置され、縫製対象物Ｓの表面と対向可能である。ミシン針３に上糸ＵＴが掛けられる。ミシン針３は、上糸ＵＴが通過する糸通し孔を有する。ミシン針３は、糸通し孔の内面で上糸ＵＴを保持する。針棒４がＺ軸方向に往復移動することにより、ミシン針３は、上糸ＵＴを保持した状態でＺ軸方向に往復移動する。
【００１３】
天秤５は、ミシン針３に上糸ＵＴを供給する。天秤５は、ミシンヘッド２に支持される。天秤５は、上糸ＵＴが通過する天秤孔を有する。天秤５は、天秤孔の内面で上糸ＵＴを保持する。天秤５は、上糸ＵＴを保持した状態でＺ軸方向に往復移動する。天秤５は、針棒４に連動して往復移動する。天秤５は、Ｚ軸方向に往復移動することによって、上糸ＵＴを繰り出したり引き上げたりする。
【００１４】
糸調子器６は、上糸ＵＴに張力を付与する。糸供給源から糸調子器６に上糸ＵＴが供給される。上糸ＵＴが通過する経路において、天秤５は、ミシン針３と糸調子器６との間に配置される。糸調子器６は、天秤５を介してミシン針３に供給される上糸ＵＴの張力を調整する。
【００１５】
針板７は、縫製対象物Ｓを支持する。針棒４に保持されているミシン針３と針板７とは対向する。針板７は、ミシン針３が通過可能な針孔を有する。針板７に支持される縫製対象物Ｓを貫通したミシン針３は、針孔を通過する。
【００１６】
押え部材８は、縫製対象物Ｓを上方から押える。押え部材８は、ミシンヘッド２に支持される。押え部材８は、針板７の上方に配置され、針板７との間で縫製対象物Ｓを保持する。
【００１７】
釜９は、ボビンケースに収容されたボビンを保持する。釜９は、針板７の下方に配置される。釜９は、θＸ方向に回転する。釜９は、針棒４に連動して回転する。釜９は、下糸ＬＴを供給する。釜９は、針板７に支持されている縫製対象物Ｓを貫通し、針板７の針孔を通過したミシン針３から上糸ＵＴをすくい取る。
【００１８】
モータ１０は、動力を発生する。モータ１０は、ミシンヘッド２に支持されるステータと、ステータに回転可能に支持されるロータとを有する。ロータが回転することにより、モータ１０は動力を発生する。モータ１０で発生した動力は、動力伝達機構（不図示）を介して、針棒４、天秤５、及び釜９のそれぞれに伝達される。針棒４と天秤５と釜９とは連動する。モータ１０で発生した動力が針棒４に伝達されることにより、針棒４及び針棒４に保持されているミシン針３は、Ｚ軸方向に往復移動する。モータ１０で発生した動力が天秤５に伝達されることにより、天秤５は、針棒４に連動してＺ軸方向に往復移動する。モータ１０で発生した動力が釜９に伝達されることにより、釜９は、針棒４及び天秤５に連動してθＸ方向に回転する。ミシン１は、針棒４に保持されているミシン針３と釜９との協働により縫製対象物Ｓを縫製する。
【００１９】
以下の説明においては、ロータが回転することを、モータ１０が回転する、という。また、ロータの回転角度を、モータ１０の回転角度、という。ミシン針３は、モータ１０の回転により往復移動する。天秤５は、モータ１０の回転によりミシン針３に連動して往復移動する。釜９は、モータ１０の回転によりミシン針３及び天秤５に連動して回転する。
【００２０】
糸供給源からの上糸ＵＴは、糸調子器６に掛けられた後、天秤５を経由して、ミシン針３に掛けられる。モータ１０が回転し、針棒４が下降すると、針棒４に保持されているミシン針３が縫製対象物Ｓを貫通し、針板７に設けられている針孔を通過する。ミシン針３が針板７の針孔を通過すると、ミシン針３に掛けられている上糸ＵＴに釜９から供給された下糸ＬＴが掛けられる。上糸ＵＴに下糸ＬＴが掛けられた状態で、ミシン針３が上昇して、縫製対象物Ｓから退去する。ミシン針３が縫製対象物Ｓを貫通しているとき、ミシン１は、縫製対象物Ｓを停止させる。ミシン針３が縫製対象物Ｓから退去したとき、ミシン１は、縫製対象物Ｓを＋Ｙ方向に移動させる。ミシン１は、縫製対象物Ｓの＋Ｙ方向の移動と停止とを繰り返しながらミシン針３を往復移動させて縫製対象物Ｓに縫い目ＳＥを形成する。縫製対象物Ｓに形成された縫い目ＳＥは、Ｙ軸方向に延在する。
【００２１】
＜モーションダイアグラム＞
図２は、本実施形態に係る針棒４及び天秤５のモーションダイアグラムを示す図である。図２において、横軸は、針棒上死点を基準としたときのモータ１０の回転角度［°］を示す。縦軸は、針棒ストローク及び天秤ストロークを示す。図２に示すモーションダイアグラムは、針棒運動曲線及び天秤糸供給曲線を示す。
【００２２】
針棒上死点とは、Ｚ軸方向における針棒４の可動範囲において最も＋Ｚ側の針棒４の位置をいう。針棒下死点とは、Ｚ軸方向における針棒４の可動範囲において最も−Ｚ側の針棒４の位置をいう。天秤上死点とは、Ｚ軸方向における天秤５の可動範囲において最も＋Ｚ側の天秤５の位置をいう。天秤下死点とは、Ｚ軸方向における天秤５の可動範囲において最も−Ｚ側の天秤５の位置をいう。
【００２３】
針棒ストロークとは、Ｚ軸方向における針棒４の位置をいう。天秤ストロークとは、Ｚ軸方向における天秤５の位置をいう。天秤糸供給量とは、天秤５がミシン針３に供給する上糸ＵＴの量をいう。
【００２４】
針棒４及び天秤５のそれぞれは、モータ１０の回転に連動してＺ軸方向に往復移動する。モータ１０の回転角度が０［°］のとき、針棒４は針棒上死点に配置される。モータ１０の回転角度が約７０［°］のとき、天秤５は天秤上死点に配置される。モータ１０の回転角度が約１８０［°］のとき、針棒４は針棒下死点に配置される。モータ１０の回転角度が約３２０［°］のとき、天秤５は天秤下死点に配置される。Ｚ軸方向における針棒４の位置と天秤５の位置との差に基づいて、上糸ＵＴの張力が変化する。
【００２５】
＜縫い目検査装置＞
縫い目検査装置２０は、縫製対象物Ｓに形成された縫い目ＳＥを検査する。縫い目検査装置２０は、縫製対象物Ｓが針板７に支持されている状態で、縫製対象物Ｓに形成された縫い目ＳＥを検査する。縫い目検査装置２０は、ミシン１による縫い目ＳＥの形成と並行して、縫い目ＳＥを検査する。縫い目検査装置２０は、縫製対象物Ｓに形成された縫い目ＳＥの異常の有無を検出する。また、縫い目検査装置２０は、縫い目ＳＥの異常のパターンを検出する。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る縫い目検査装置２０を示す機能ブロック図である。図１及び図３に示すように、縫い目検査装置２０は、ミシン針３に掛けられる上糸ＵＴの張力を検出する張力センサ２１と、モータ１０の回転角度を検出する角度センサ２２と、張力センサ２１の検出値に基づいて、ミシン針３によって縫製対象物Ｓに形成された縫い目ＳＥの異常を検出する処理装置３０と、処理装置３０の検出結果を出力する出力装置２３と、作業者に操作される入力装置２４とを備える。
【００２７】
処理装置３０は、コンピュータシステムを含む。処理装置３０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなプロセッサを含む演算装置３０Ａと、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）又はストレージのような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）のような揮発性メモリを含む記憶装置３０Ｂと、信号及びデータを入出力可能な入出力回路を含む入出力インターフェース３０Ｃとを有する。
【００２８】
張力センサ２１は、ミシン針３に供給される上糸ＵＴの張力を検出する。張力センサ２１は、例えば歪ゲージや、圧電素子を含む。図１に示すように、張力センサ２１は、上糸ＵＴが通過する経路において、天秤５とミシン針３との間に配置される。張力センサ２１は、天秤５とミシン針３との間において上糸ＵＴの張力を検出する。張力センサ２１は、入出力インターフェース３０Ｃに接続される。張力センサ２１は、上糸ＵＴの張力の検出値を処理装置３０に出力する。
【００２９】
角度センサ２２は、モータ１０の回転角度を検出する。角度センサ２２は、例えばエンコーダを含む。角度センサ２２は、針棒４が針棒上死点に配置されているときのモータ１０の回転角度を０［°］として、モータ１０の回転角度を検出する。角度センサ２２は、入出力インターフェース３０Ｃに接続される。角度センサ２２は、モータ１０の回転角度の検出値を処理装置３０に出力する。
【００３０】
出力装置２３は、処理装置３０の検出結果を出力する。出力装置２３は、入出力インターフェース３０Ｃに接続される。出力装置２３として、表示装置及び印刷装置の少なくとも一つが例示される。表示装置は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid  Crystal  Display）又は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic  Electroluminescence  Display）のようなフラットパネルディスプレイを含む。
【００３１】
入力装置２４は、作業者に操作されることにより入力データを生成する。入力装置２４は、入出力インターフェース３０Ｃに接続される。入力装置２４は、生成した入力データを処理装置３０に出力する。入力装置２４として、操作ボタン、タッチパネル、及びコンピュータ用キーボードの少なくとも一つが例示される。
【００３２】
演算装置３０Ａは、検出値取得部３１と、検出特徴量解析部３２と、判定部３３と、出力部３４と、参照特徴量生成部３５とを有する。記憶装置３０Ｂは、参照特徴量記憶部３６を有する。
【００３３】
検出値取得部３１は、張力センサ２１の検出値を取得する。また、検出値取得部３１は、角度センサ２２の検出値を取得する。
【００３４】
検出特徴量解析部３２は、検出値取得部３１により取得された張力センサ２１の検出値を解析して、張力センサ２１の検出値の特徴量を示す検出値特徴量を算出する。検出特徴量は、上糸ＵＴの張力の実際の特徴量を示す。
【００３５】
判定部３３は、検出特徴量解析部３２の解析結果に基づいて、縫い目ＳＥの異常の有無を判定する。また、判定部３３は、検出特徴量解析部３２の解析結果に基づいて、縫い目ＳＥの異常のパターンを判定する。
【００３６】
出力部３４は、検出値取得部３１により取得された検出値、検出特徴量解析部３２の解析結果、及び判定部３３の判定結果の少なくとも一つを含む出力データを出力装置２３に出力する。出力装置２３は、出力部３４からの出力データを出力する。
【００３７】
参照特徴量生成部３５は、正常な縫い目ＳＥが形成されたときの張力センサ２１の検出値に基づいて、正常な縫い目ＳＥが形成されたときの上糸ＵＴの張力の特徴量を示す参照特徴量を算出する。すなわち、本実施形態において、参照特徴量は、正常な縫い目ＳＥが形成されたときの上糸ＵＴの張力の特徴量を示す正常特徴量を含む。
【００３８】
参照特徴量記憶部３６は、参照特徴量生成部３５により生成された張力の参照特徴量を記憶する。
【００３９】
判定部３３は、検出特徴量解析部３２において算出された検出特徴量と、参照特徴量記憶部３６に記憶されている参照特徴量とを照合して、縫い目ＳＥの異常を判定する。縫い目ＳＥの異常の判定は、縫い目ＳＥの異常の有無の判定及び縫い目ＳＥの異常のパターンの判定を含む。
【００４０】
＜縫い目の異常＞
図４は、正常な縫い目ＳＥを模式的に示す図である。図５及び図６は、異常な縫い目ＳＥを模式的に示す図である。
【００４１】
本実施形態において、ミシン１は、本縫いを実施する本縫いミシンである。図４に示すように、本縫いにおける正常な縫い目ＳＥは、Ｙ軸方向に直線状に形成される。正常な１つの縫い目ＳＥは、正常長さＰｎで形成される。複数の縫い目ＳＥのそれぞれが、正常長さＰｎで形成される。
【００４２】
縫い目ＳＥの異常のパターンは、複数存在する。縫い目ＳＥの異常のパターンとして、縫い目ＳＥの少なくとも一つの長さが長くなる第１パターンの異常、縫い目ＳＥの少なくとも一部が無くなる第２パターンの異常、及び縫製対象物Ｓにおいて上糸ＵＴ及び下糸ＬＴの少なくとも一方が弛む第３パターンの異常が例示される。第１パターンの異常は「目飛び」と呼ばれる。第２パターンの異常は「糸切れ」と呼ばれる。第３パターンの異常は「ちょうちん」と呼ばれる。
【００４３】
図５は、第１パターンの異常である「目飛び」の一例を示す図である。「目飛び」とは、一定の正常長さＰｎで縫い目ＳＥが形成されずに、正常長さＰｎよりも長い異常長さＰｕで縫い目ＳＥが形成される現象をいう。「目飛び」のパターンとして、図５（Ａ）に示すような異常長さＰｕ１の縫い目ＳＥが単発的に発生する「単発目飛び」、図５（Ｂ）に示すような異常長さＰｕ１の縫い目ＳＥが連続的に発生する「連続目飛び」、及び図５（Ｃ）に示すような異常長さＰｕ１よりも長い異常長さＰｕ２の縫い目ＳＥが発生する「長尺目飛び」が例示される。
【００４４】
図６は、第３パターンの異常である「ちょうちん」の一例を示す図である。「ちょうちん」とは、上糸ＵＴと下糸ＬＴとが掛かっているものの、縫製対象物Ｓの表面において上糸ＵＴが弛んだり縫製対象物Ｓの裏面において下糸ＬＴが弛んだりする現象をいう。図６は、縫製対象物Ｓの裏面において下糸ＬＴが弛んでいる例を示す。
【００４５】
＜縫い目の異常検出の第１の方法＞
縫い目ＳＥの異常検出の第１の方法について説明する。第１の方法において、判定部３３は、張力センサ２１の検出値及び角度センサ２２の検出値に基づいて、縫い目ＳＥの異常を判定する。
【００４６】
張力センサ２１は、モータ１０の回転において、規定周期で（例えば０．１［ｍｓ］毎に）上糸ＵＴの張力の検出値を出力する。すなわち、張力センサ２１は、モータ１０が複数の回転角度のそれぞれに回転したときに、複数の回転角度のそれぞれにおいて、検出値を出力する。
【００４７】
参照特徴量は、図４に示したような正常な縫い目ＳＥが形成されたときにおいて、モータ１０が複数の回転角度のそれぞれに回転したときに、複数の回転角度のそれぞれにおいて張力センサ２１から出力された張力の検出値を含む。参照特徴量は、予備実験（シミュレーション実験を含む）などに基づいて導出され、参照特徴量記憶部３６に予め記憶される。
【００４８】
検出特徴量は、実際に縫い目ＳＥが形成されたときにおいて、モータ１０が複数の回転角度のそれぞれに回転したときに、複数の回転角度のそれぞれにおいて張力センサ２１から出力された実際の張力の検出値を含む。
【００４９】
本実施形態において、判定部３３は、モータ１０の回転角度が特定角度のときに導出された検出特徴量と参照特徴量とを照合して、縫い目ＳＥの異常を判定する。
【００５０】
「目飛び」が発生したか否かを判定する場合、判定部３３は、モータ１０の回転角度が２７０［°］以上３６０［°］以下の特定角度のときに取得された張力センサ２１の検出値から導出される検出特徴量と参照特徴量記憶部３６に記憶されている参照特徴量とを照合して、「目飛び」が発生しているか否かを判定する。
【００５１】
図７は、張力センサ２１の検出値を示す図である。図７において、横軸はモータ１０の回転角度を示し、縦軸は張力センサ２１の検出値を示す。図７において、範囲Ｓａ及び範囲Ｓｎは、モータ１０の回転角度が特定角度である２７０［°］以上３６０［°］以下の範囲を示す。判定部３３は、モータ１０の回転角度が２７０［°］以上３６０［°］以下のときに導出された検出特徴量と参照特徴量とを照合して、「目飛び」が発生したか否かを判定する。
【００５２】
正常な縫い目ＳＥが形成された場合、張力センサ２１は、範囲Ｓｎに示すような検出値を出力する。「目飛び」が発生した場合、張力センサ２１は、範囲Ｓａに示すような検出値を出力する。図７に示すように、範囲Ｓｎにおける張力センサ２１の検出値と範囲Ｓａにおける張力センサ２１の検出値とは異なる。モータ１０の回転角度が２７０［°］以上３６０［°］以下の範囲において、「目飛び」が発生したときの上糸ＵＴの張力は、正常な縫い目ＳＥが形成されるときの上糸ＵＴの張力によりも小さくなる。
【００５３】
本実施形態においては、範囲Ｓｎに示すような検出値が参照特徴量として参照特徴量記憶部３６に記憶される。検出特徴量解析部３２は、検出値取得部３１により取得された張力センサ２１の検出値からモータ１０の回転角度が２７０［°］以上３６０［°］以下の範囲における検出値を抽出して、「目飛び」を判定するための検出特徴量を導出する。判定部３３は、検出特徴量解析部３２により算出された検出特徴量と参照特徴量記憶部３６に記憶されている参照特徴量とを照合して、「目飛び」が発生しているか否かを判定する。検出特徴量が範囲Ｓａに示すような検出値を含む場合、判定部３３は、検出特徴量と参照特徴量との照合結果に基づいて、「目飛び」が発生していると判定することができる。検出特徴量が範囲Ｓｎに示すような検出値を含む場合、判定部３３は、検出特徴量と参照特徴量との照合結果に基づいて、「目飛び」が発生していないと判定することができる。
【００５４】
「糸切れ」が発生したか否かを判定する場合、判定部３３は、モータ１０の回転角度が０［°］以上９０［°］以下の特定角度のときに取得された張力センサ２１の検出値から導出される検出特徴量と参照特徴量記憶部３６に記憶されている参照特徴量とを照合して、「糸切れ」が発生しているか否かを判定する。
【００５５】
図８は、張力センサ２１の検出値を示す図である。図８において、横軸はモータ１０の回転角度を示し、縦軸は張力センサ２１の検出値を示す。図８において、範囲Ｓａ及び範囲Ｓｎは、モータ１０の回転角度が特定角度である０［°］以上９０［°］以下の範囲を示す。判定部３３は、モータ１０の回転角度が０［°］以上９０［°］以下のときに導出された検出特徴量と参照特徴量とを照合して、「糸切れ」が発生したか否かを判定する。
【００５６】
正常な縫い目ＳＥが形成された場合、張力センサ２１は、範囲Ｓｎに示すような検出値を出力する。「糸切れ」が発生した場合、張力センサ２１は、範囲Ｓａに示すような検出値を出力する。図８に示すように、範囲Ｓｎにおける張力センサ２１の検出値と範囲Ｓａにおける張力センサ２１の検出値とは異なる。モータ１０の回転角度が０［°］以上９０［°］以下の範囲において、「糸切れ」が発生したときの上糸ＵＴの張力は、正常な縫い目ＳＥが形成されるときの上糸ＵＴの張力よりも小さくなる。
【００５７】
本実施形態においては、範囲Ｓｎに示すような検出値が参照特徴量として参照特徴量記憶部３６に記憶される。検出特徴量解析部３２は、検出値取得部３１により取得された張力センサ２１の検出値からモータ１０の回転角度が０［°］以上９０［°］以下の範囲における検出値を抽出して、「糸切れ」を判定するための検出特徴量を導出する。判定部３３は、検出特徴量解析部３２により算出された検出特徴量と参照特徴量記憶部３６に記憶されている参照特徴量とを照合して、「糸切れ」が発生しているか否かを判定する。検出特徴量が範囲Ｓａに示すような検出値を含む場合、判定部３３は、検出特徴量と参照特徴量との照合結果に基づいて、「糸切れ」が発生していると判定することができる。検出特徴量が範囲Ｓｎに示すような検出値を含む場合、判定部３３は、検出特徴量と参照特徴量との照合結果に基づいて、「糸切れ」が発生していないと判定することができる。
【００５８】
＜縫い目の異常検出の第２の方法＞
縫い目ＳＥの異常検出の第２の方法について説明する。第２の方法においても、判定部３３は、張力センサ２１の検出値及び角度センサ２２の検出値に基づいて、縫い目ＳＥの異常を判定する。
【００５９】
第２の方法において、検出特徴量は、モータ１０の回転における張力センサ２１の検出値の累積値を示す検出累積曲線を含む。参照特徴量は、縫い目ＳＥが正常であるときの張力の累積値を示す参照累積曲線を含む。
【００６０】
判定部９３は、モータ１０の回転における張力センサ２１の検出値の累積値を示す検出累積値曲線と、縫い目ＳＥが正常であるときの上糸ＵＴの張力の累積値を示す参照累積曲線とを照合して、縫い目ＳＥの異常を判定する。本実施形態において、判定部９３は、検出累積曲線と参照累積曲線とを照合して、「ちょうちん」が発生したか否かを判定する。
【００６１】
上述のように、張力センサ２１は、モータ１０の回転において、規定周期で上糸ＵＴの張力の検出値を出力する。すなわち、張力センサ２１は、モータ１０が複数の回転角度のそれぞれに回転したときに、複数の回転角度のそれぞれにおいて、検出値を出力する。
【００６２】
累積値とは、モータ１０の複数の回転角度のそれぞれにおいて張力センサ２１により検出された張力の検出値の累積値をいう。張力センサ２１の検出時間が長いほど累積値は大きくなる。累積曲線とは、モータ１０の複数の回転角度と複数の回転角度のそれぞれにおける張力の累積値との関係を示す曲線をいう。
【００６３】
参照累積曲線は、正常な縫い目ＳＥが形成されたときの張力の累積値を示す累積曲線であり、参照特徴量記憶部３６に予め記憶される。
【００６４】
検出累積曲線は、実際の検出値の累積値を示す累積曲線であり、検出特徴量解析部３２により算出される。
【００６５】
判定部９３は、検出累積曲線と参照累積曲線とを照合して、縫い目ＳＥの異常を判定する。
【００６６】
図９は、累積曲線を示す図である。図９において、横軸はモータ１０の回転角度を示し、縦軸は張力の累積値を示す。図９は、モータ１０が例えば１０００回転/分のときの累積曲線を示す。例えばモータ１０の回転角度が１８０［°］のときの張力の検出値を取得し、次に１８１[°]のときの張力の検出値を取得し、前記１８０[°]の検出値に加算する。同様に、１８２[°]、１８３[°]、…、０[°]、…、３５９[°]と順次加算することにより、累積値が算出される。
【００６７】
正常な縫い目ＳＥが形成された場合、曲線Ｌｎで示すような累積曲線が生成される。「ちょうちん」が発生した場合、曲線Ｌａで示すような累積曲線が生成される。図９に示すように、曲線Ｌｎの傾きと曲線Ｌａの傾きとは異なる。「ちょうちん」が発生したときの累積曲線（曲線Ｌａ）の傾きは、正常な縫い目ＳＥが形成されたときの累積曲線（曲線Ｌｎ）の傾きよりも大きくなる。
【００６８】
本実施形態においては、曲線Ｌｎで示すような累積曲線が参照累積曲線として参照特徴量記憶部３６に記憶される。検出特徴量解析部３２は、検出値取得部３１により取得された張力センサ２１の検出値に基づいて、「ちょうちん」を判定するための検出累積曲線を算出する。判定部３３は、検出特徴量解析部３２により算出された検出累積曲線と参照特徴量記憶部３６に記憶されている参照累積曲線とを照合して、「ちょうちん」が発生しているか否かを判定する。検出累積曲線が曲線Ｌａで示すような累積曲線である場合、判定部３３は、検出累積曲線と参照累積曲線との照合結果に基づいて、「ちょうちん」が発生していると判定することができる。検出累積曲線が曲線Ｌｎで示すような累積曲線である場合、判定部３３は、検出累積曲線と参照累積曲線との照合結果に基づいて、「ちょうちん」が発生していないと判定することができる。
【００６９】
＜縫い目の異常検出の第３の方法＞
縫い目ＳＥの異常検出の第３の方法について説明する。第３の方法において、検出特徴量は、モータ１０の回転における張力センサ２１の検出値をフーリエ変換することにより算出される検出周波数スペクトルを含む。参照特徴量は、縫い目ＳＥが正常であるときの張力をフーリエ変換することにより算出される参照周波数スペクトルを含む。
【００７０】
判定部９３は、モータ１０の回転における張力センサ２１の検出値をフーリエ変換することにより算出される検出周波数スペクトルと、縫い目ＳＥが正常であるときの上糸ＵＴの張力をフーリエ変換することにより算出される参照周波数スペクトルとを照合して、縫い目ＳＥの異常を判定する。判定部９３は、検出周波数スペクトルと参照周波数スペクトルとを照合して、例えば「ちょうちん」が発生したか否かを判定することができる。
【００７１】
図１０は、張力の周波数スペクトルを示す図である。図１０において、横軸は張力の検出値の周波数を示し、縦軸は張力の検出値の振幅を示す。図１０は、モータ１０を例えば１０００回転/分のときに検出された張力の検出値を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast  Fourier  Transform）した結果を示す。
【００７２】
正常な縫い目ＳＥが形成された場合、図１０（Ａ）に示すような周波数スペクトルが生成される。「ちょうちん」が発生した場合、図１０（Ｂ）に示すような周波数スペクトルが生成される。図１０に示すように、「ちょうちん」が発生すると、特定の周波数においてピークＰＫが形成される。「ちょうちん」が発生した場合、上糸ＵＴの張力が微振動するため、ピークＰＫが形成される。
【００７３】
本実施形態においては、図１０（Ａ）に示すような周波数スペクトルが参照周波数スペクトルとして参照特徴量記憶部３６に記憶される。検出特徴量解析部３２は、検出値取得部３１により取得された張力センサ２１の検出値に基づいて、「ちょうちん」を判定するための検出周波数スペクトルを算出する。判定部３３は、検出特徴量解析部３２により算出された検出周波数スペクトルと参照特徴量記憶部３６に記憶されている参照周波数スペクトルとを照合して、「ちょうちん」が発生しているか否かを判定する。検出周波数スペクトルが図１０（Ｂ）に示すような周波数スペクトルである場合、判定部３３は、検出周波数スペクトルと参照周波数スペクトルとの照合結果に基づいて、「ちょうちん」が発生していると判定することができる。検出周波数スペクトルが図１０（Ａ）に示すような周波数スペクトルである場合、判定部３３は、検出周波数スペクトルと参照周波数スペクトルとの照合結果に基づいて、「ちょうちん」が発生していないと判定することができる。
【００７４】
＜縫製方法＞
次に、本実施形態に係る縫製方法について説明する。図１１は、本実施形態に係る縫製方法を示すフローチャートである。図１１に示すように、本実施形態に係る縫製方法は、参照特徴量算出処理と、縫い目検査処理とを含む。
【００７５】
参照特徴量算出処理について説明する。縫製対象物Ｓがミシン１の針板７に設置される。ミシン１は、縫製対象物Ｓの縫製を開始する。張力センサ２１は、縫製対象物Ｓの縫製と並行して、上糸ＵＴの張力を検出する。張力センサ２１は、上糸ＵＴの張力の検出値を処理装置３０に出力する。参照特徴量生成部３５は、検出値取得部３１を介して張力センサ２１の検出値を取得する（ステップＳＡ１）。
【００７６】
縫製対象物Ｓに形成された縫い目ＳＥが確認される。正常な縫い目ＳＥが形成された場合、正常な縫い目ＳＥが形成されたことを示す入力データが生成されるように、入力装置２４が作業者に操作される。参照特徴量生成部３５は、正常な縫い目ＳＥが形成されたことを示す入力データを取得する（ステップＳＡ２）。
【００７７】
参照特徴量生成部３５は、張力センサ２１の検出値と入力データとに基づいて、正常な縫い目ＳＥが形成されたときの上糸ＵＴの張力の特徴量を示す参照特徴量を算出する（ステップＳＡ３）。
【００７８】
参照特徴量生成部３５は、算出した参照特徴量を参照特徴量記憶部３６に記憶させる（ステップＳＡ４）。
【００７９】
次に、縫い目検査処理について説明する。縫製対象物Ｓがミシン１の針板７に設置される。ミシン１は、縫製対象物Ｓの縫製を開始する。張力センサ２１は、縫製対象物Ｓの縫製と並行して、上糸ＵＴの張力を検出する。張力センサ２１は、上糸ＵＴの張力の検出値を処理装置３０に出力する。検出特徴量解析部３２は、検出値取得部３１を介して、張力センサ２１の検出値を取得する（ステップＳＢ１）。
【００８０】
検出特徴量解析部３２は、張力センサ２１の検出値を解析して、検出値の検出特徴量を算出する（ステップＳＢ２）。
【００８１】
判定部３３は、検出特徴量解析部３２により算出された検出特徴量と、参照特徴量記憶部３６に記憶されている参照特徴量とを照合して、縫い目ＳＥの異常を判定する（ステップＳＢ３）。
【００８２】
判定部３３は、縫い目ＳＥの異常検出の第１の方法、第２の方法、及び第３の方法の少なくとも一つに基づいて、縫い目ＳＥの異常を判定する。出力部３４は、判定部３３の判定結果を出力装置２３に出力させる（ステップＳＢ４）。
【００８３】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、上糸ＵＴの張力が張力センサ２１により検出される。上糸ＵＴの張力の検出値に基づいて、縫い目ＳＥの異常を簡単に検出することができる。そのため、縫い目ＳＥの検査を効率良く実施することができる。
【００８４】
本実施形態においては、正常な縫い目ＳＥが形成されたときの張力の検出値に基づいて、参照特徴量が予め導出される。これにより、参照特徴量と検出特徴量とを照合するだけで、縫い目ＳＥの異常を効率良く判定することができる。
【００８５】
縫い目ＳＥの異常検出の第１の方法及び第２の方法のように、張力センサ２１の検出値のみならず、角度センサ２２の検出値も取得されることにより、張力センサ２１の検出値及び角度センサ２２の検出値に基づいて、縫い目ＳＥの異常を高精度に判定することができる。
【００８６】
また、縫い目ＳＥの異常検出の第２の方法のように、張力の累積値に基づいて累積曲線が生成されることにより、張力センサ２１の検出値にノイズが含まれても、そのノイズの影響が軽減される。したがって、縫い目ＳＥの異常を高精度に判定することができる。
【００８７】
また、縫い目ＳＥの異常検出の第３の方法のように、張力の検出値の周波数スペクトルが生成されることにより、角度センサ２２の検出値を用いなくても、縫い目ＳＥの異常を高精度に判定することができる。
【００８８】
＜変形例＞
なお、上述の実施形態においては、検出特徴量と参照特徴量とを照合して、縫い目ＳＥの異常を検出することとした。張力の検出値に係る閾値を設け、検出値と閾値との比較結果に基づいて、縫い目ＳＥの異常を検出してもよい。
【００８９】
［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００９０】
図１２は、本実施形態に係る縫製方法を示すフローチャートである。図１２に示すように、本実施形態に係る縫製方法は、学習処理と、識別処理とを含む。
【００９１】
学習処理について説明する。縫製対象物Ｓがミシン１の針板７に設置される。ミシン１は、縫製対象物Ｓの縫製を開始する。張力センサ２１は、縫製対象物Ｓの縫製と並行して、上糸ＵＴの張力を検出する。張力センサ２１は、上糸ＵＴの張力の検出値を処理装置３０に出力する。参照特徴量生成部３５は、検出値取得部３１を介して、張力センサ２１の検出値を取得する（ステップＳＣ１）。
【００９２】
参照特徴量生成部３５は、張力センサ２１の検出値にラベルを付与する（ステップＳＣ２）。ラベルは、正常な縫い目ＳＥが形成されたことを示す正解ラベル、第１パターンの異常である「目飛び」が発生したことを示す第１異常ラベル、第２パターンの異常である「糸切れ」が発生したことを示す第２異常ラベル、及び第３パターンの異常である「ちょうちん」が発生したことを示す第３異常ラベルを含む。参照特徴量生成部３５は、正常な縫い目ＳＥが形成されたときに取得された張力センサ２１の検出値に正解ラベルを付与する。参照特徴量生成部３５は、第１パターンの異常が発生したときに取得された張力センサ２１の検出値に第１異常ラベルを付与する。参照特徴量生成部３５は、第２パターンの異常が発生したときに取得された張力センサ２１の検出値に第２異常ラベルを付与する。参照特徴量生成部３５は、第３パターンの異常が発生したときに取得された張力センサ２１の検出値に第３異常ラベルを付与する。
【００９３】
参照特徴量生成部３５は、ラベルが付与された検出値を規定の機械学習アルゴリズムで機械学習する（ステップＳＣ３）。機械学習アルゴリズムとして、決定木（Decision  Tree）、ランダムフォレスト（Random  Forest）、及びニューラルネットワーク（Neural  Network）の少なくとも一つが例示される。
【００９４】
ラベルが付与された検出値を機械学習することにより学習モデルが生成される（ステップＳＣ４）。生成された学習モデルは参照特徴量記憶部３６に記憶される。
【００９５】
次に、識別処理について説明する。縫製対象物Ｓがミシン１の針板７に設置される。ミシン１は、縫製対象物Ｓの縫製を開始する。張力センサ２１は、縫製対象物Ｓの縫製と並行して、上糸ＵＴの張力を検出する。張力センサ２１は、上糸ＵＴの張力の検出値を処理装置３０に出力する。検出特徴量解析部３２は、検出値取得部３１を介して、張力センサ２１の検出値を取得する（ステップＳＤ１）。
【００９６】
検出特徴量解析部３２は、張力センサ２１の検出値を解析して、検出値の検出特徴量を算出する。判定部３３は、検出特徴量解析部３２により算出された検出特徴量と、参照特徴量記憶部３６に記憶されている学習モデルとに基づいて、縫い目ＳＥの異常のパターンを識別する（ステップＳＤ２）。
【００９７】
出力部３４は、判定部３３の識別結果を出力装置２３に出力させる（ステップＳＤ３）。例えば、縫い目ＳＥの異常のパターンが第１パターンであると識別されたとき、出力部３４は、第１パターンの異常である「目飛び」が発生したことを示す出力データを出力装置２３に出力させる。縫い目ＳＥの異常のパターンが第２パターンであると識別されたとき、出力部３４は、第２パターンの異常である「糸切れ」が発生したことを示す出力データを出力装置２３に出力させる。縫い目ＳＥの異常のパターンが第３パターンであると識別されたとき、出力部３４は、第３パターンの異常である「ちょうちん」が発生したことを示す出力データを出力装置２３に出力させる。正常な縫い目ＳＥであると識別されたとき、出力部３４は、縫い目ＳＥが正常であることを示す出力データを出力装置２３に出力させる。
【００９８】
以上説明したように、張力センサ２１の検出値に基づいて機械学習（教師あり学習）が実施され、生成されたモデルに基づいて、縫い目ＳＥの異常が検出されてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…ミシン、２…ミシンヘッド、３…ミシン針、４…針棒、５…天秤、６…糸調子器、７…針板、８…押え部材、９…釜、１０…モータ、２０…縫い目検査装置、２１…張力センサ、２２…角度センサ、２３…出力装置、２４…入力装置、３０…処理装置、３０Ａ…演算装置、３０Ｂ…記憶装置、３０Ｃ…入出力インターフェース、３１…検出値取得部、３２…検出特徴量解析部、３３…判定部、３４…出力部、３５…参照特徴量生成部、３６…参照特徴量記憶部、ＬＴ…下糸、Ｓ…縫製対象物、ＳＥ…縫い目、ＵＴ…上糸。
【図１】
2019201741.tif 000003
【図２】
2019201741.tif 000004
【図３】
2019201741.tif 000005
【図４】
2019201741.tif 000006
【図５】
2019201741.tif 000007
【図６】
2019201741.tif 000008
【図７】
2019201741.tif 000009
【図８】
2019201741.tif 000010
【図９】
2019201741.tif 000011
【図１０】
2019201741.tif 000012
【図１１】
2019201741.tif 000013
【図１２】
2019201741.tif 000014