JP2004321771A - ミシン及びパルスモータ制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 ミシンの構成及び制御を複雑にすることなく、パルスモータを正確に
制御し、且つ、パルスモータの出力を略最大トルクに維持すること、消費電力を
削減することが可能なミシン及びミシン用パルスモータ制御プログラムを提供す
ること。
【解決手段】 多針ミシンは、Ｘ方向駆動モータに出力された駆動パルスの駆動
パルス数の第１パルス数Ｐ₁とＸ方向駆動モータに付設されたエンコーダにより
検出されたＸ方向駆動モータの実際の回転量に対応する第２パルス数Ｐ₂との偏
差Ｄが、予め設定された設定偏差ＤoになるようにＸ方向駆動モータに出力され
る駆動パルスが制御され、Ｘ方向駆動モータの脱調を防いでいる。また、加速用
設定偏差Ｄaが、Ｘ方向駆動モータのトルクを略最大になるように設定されてい
る。
【選択図】 図７

Description

本発明は、ミシン及びパルスモータ制御プログラムに関し、特に、パルスモータを備えたミシン及びミシンのパルスモータを制御するためのミシン用パルスモータ制御プログラムに関するものである。

一般的なミシンにおいては、制御手段により出力される駆動パルス数により駆動量を制御することが可能なパルスモータが設けられているものが多い。例えば、刺繍ミシンには、加工布を保持する刺繍枠が装着された枠ホルダーをＸ方向及びＹ方向に所定量駆動させるためのパルスモータが設けられている。それゆえ、枠ホルダーは加工布を保持する刺繍枠と共に正確に所定の位置へと移動駆動されるため、ユーザーにより設定された複雑な刺繍模様を縫製することが可能に構成されている。しかし、パルスモータにおいても、他のモータと同様に、外部からの大きな負荷や、回転しているパルスモータの惰性によって脱調し、制御手段からの駆動パルス数と、パルスモータの回転量に対応する駆動パルス数との間に誤差が生じ、刺繍枠を正確に駆動させることができないために、正確な刺繍縫製を行うことができない場合がある。そこで、パルスモータの脱調を防ぐためのパルスモータの制御手段を備えた種々のミシンが提供されている。

特開平６−８６５９１号（３頁,４頁、図１〜図３）

しかし、特許文献１に記載のミシンでは、パルスモータの脱調を減少させることはできるが、全く脱調が発生しない訳ではないため、パルスモータの駆動量と出力された駆動パルスとの間には誤差が生じる。周波数発生回路からパルスモータへの駆動パルスの出力が停止されている状態においても、情報処理回路からは周波数発生回路へ駆動パルスが送信されているため、情報処理回路から出力される駆動パルスが無駄になることが多く、消費電力が増加する。トルクを比較させるための基準電圧を発生させるための基準電圧発生器が必要となるため、ミシンの構成及び制御が複雑になる。

また、パルスモータは、入力されるパルスにより励磁されるコイルと、ローターとの間に一定の位相差が生じたときに、最大トルクを引き出すことができるが、特許文献１のミシンにおいては、当該位相差を全く考慮していないため、パルスモータの出力を最大限生かすことができず、パルスモータの最大出力を所望の出力に対して余裕を持たす必要があり、ミシンに搭載されるパルスモータの小型化の妨げになっている。逆に、ミシンモータが低速で駆動されている場合などは、パルスモータを略最大トルクで高速に駆動させると、ミシンモータの駆動音が小さいためパルスモータの駆動音が目立つなどの問題が生じている。

本発明の目的は、ミシンの構成及び制御を複雑にすることなく、パルスモータを正確に制御し、且つ、パルスモータの出力を略最大トルクに維持すること若しくはパルスモータを静音化すること、消費電力を削減することが可能なミシン及びミシン用パルスモータ制御プログラムを提供することにある。

請求項１に記載のミシンは、ミシンの駆動対象部を駆動するパルスモータと、パルスモータを駆動する駆動部と、この駆動部を介してパルスモータを制御する制御手段とを備えたミシンにおいて、前記パルスモータに付設されパルスモータの実際の回転量を検出するエンコーダ手段を設け、前記制御手段は、パルスモータを駆動するための駆動パルスの第１パルス数と、エンコーダ手段で検出されたパルスモータの回転量に対応する駆動パルス数である第２パルス数との偏差を演算し、この偏差が予め設定された設定偏差になるようにパルスモータへ出力する駆動パルスを制御するものである。

このミシンによれば、パルスモータに付設されたエンコーダ手段によりパルスモータの実際の回転量が検出され、制御手段によりパルスモータを駆動するための駆動パルスの第１パルス数と、エンコーダ手段により検出されたパルスモータの実際の回転量に対応する駆動パルス数である第２パルス数との偏差が演算され、その偏差が予め設定された設定偏差になるようにパルスモータへ出力する駆動パルスが制御される。

請求項２に記載のミシンは、請求項１に記載のミシンにおいて、前記設定偏差は、少なくともパルスモータ加速時に適用する加速用設定偏差を有するものである。このミシンによれば、少なくともパルスモータが加速される時は、第１パルス数と第２パルス数との偏差が加速用設定偏差になるように、制御手段によりパルスモータへ出力する駆動パルスが制御される。

請求項３に記載のミシンは、請求項１又は２に記載のミシンにおいて、前記設定偏差は、前記パルスモータによる発生トルクを変更するためのものである。このミシンによれば、設定偏差によってパルスモータによる発生トルクが変更される。

請求項４に記載のミシンは、請求項１〜３に記載のミシンにおいて、前記加速用設定偏差はパルスモータのトルクが略最大になる正の値である最大トルク加速用設定偏差である。このミシンによれば、制御手段により第１パルス数と第２パルス数の偏差が、正の値である最大トルク加速用設定偏差になるようにパルスモータに出力する駆動パルスが制御され、このように制御されることでパルスモータのトルクが略最大で維持される。

請求項５に記載のミシンは、請求項１〜４に記載のミシンにおいて、前記加速用設定偏差はパルスモータのトルクが略最大になる最大トルク加速用設定偏差よりも小さく正の値である静音加速用設定偏差に設定可能である。このミシンによれば、第１パルス数と第２パルス数との偏差が、パルスモータのトルクが略最大になる最大トルク加速用設定偏差よりも小さく正の値である静音加速用設定偏差になるようにパルスモータに出力される駆動パルスが制御されて、パルスモータが低速で駆動され、パルスモータの駆動音が抑制される。

請求項６に記載のミシンは、請求項５に記載のミシンにおいて、前記加速用設定偏差を最大トルク加速用設定偏差と静音加速用設定偏差とに択一的に切り換え可能である。このミシンによれば、ユーザーによって手動で若しくは制御手段などによって自動で、最大トルク加速用設定偏差と静音加速用設定偏差とに択一的に切り換えられて、パルスモータが最大トルクで高速に若しくは静かに低速で駆動される。

請求項７に記載のミシンは、請求項６に記載のミシンにおいて、前記パルスモータは加工布を移動させるためのものであって、前記制御手段は、前記加速用設定偏差をミシンモータの回転数に基づいて自動で最大トルク加速用設定偏差と静音加速用設定偏差とに択一的に切り換えるものである。このミシンの制御手段によれば、ミシンモータの回転数に基づいて加速用設定偏差が最大トルク加速用設定偏差若しくは静音加速用設定偏差に自動で択一的に切り換えられて、加工布を移動させるためのパルスモータが最大トルクで高速に若しくは静かに低速で駆動される。

請求項８に記載のミシンは、請求項６に記載のミシンにおいて、前記パルスモータは加工布を移動させるためのものであって、前記制御手段は、前記加速用設定偏差を１針分の布送り量に基づいて自動で最大トルク加速用設定偏差と静音加速用設定偏差とに択一的に切り換える。このミシンの制御手段によれば、１針分の布送り量に基づいて加速用設定偏差が最大トルク加速用設定偏差若しくは静音加速用設定偏差に自動で択一的に切り換えられて、加工布を移動させるためのパルスモータが最大トルクで高速に若しくは静かに低速で駆動される。

請求項９に記載のミシンは、請求項１〜８の何れかに記載のミシンにおいて、前記設定偏差は、パルスモータ減速時に適用する減速用設定偏差を有するものである。このミシンによれば、パルスモータ減速時に第１パルス数と第２パルス数の偏差が減速用設定偏差になるように、制御手段によりパルスモータへ出力する駆動パルスが制御される。

請求項１０に記載のミシンは、請求項９に記載のミシンにおいて、前記減速用設定偏差は、少なくとも減速前期の第１減速用設定偏差と、減速後期の第２減速用設定偏差とを有するものである。このミシンによれば、減速前期においては第１パルス数と第２パルス数との偏差が第１減速用設定偏差になるように制御手段によりパルスモータへ出力される駆動パルスが制御され、減速後期には前記偏差が第２減速用設定偏差になるように制御手段によりパルスモータへ出力される駆動パルスが制御される。

請求項１１に記載のミシンは、請求項１０に記載のミシンにおいて、前記第１減速用設定偏差の大きさは、前記第２減速用設定偏差の大きさよりも小さいものである。このミシンによれば、第１減速用設定偏差の大きさが第２減速用設定偏差の大きさよりも小さいため、減速後期は減速前期に比べ、パルスモータがゆっくりと減速される。

請求項１２に記載のミシンは、請求項１〜１１の何れかに記載のミシンにおいて、縫針を上下駆動するミシンモータと、このミシンモータを駆動制御する駆動制御手段と、前記パルスモータの動作中のパルスモータの負荷を直接的又は間接的に検知する負荷検知手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記負荷検知手段で検知した負荷に応じてミシンモータの回転数を調整するものである。このミシンによれば、負荷検知手段により直接的又は間接的に検知されたパルスモータの負荷に基づいて、駆動制御手段により縫針を上下駆動させるミシンモータの回転数が調整される。

請求項１３に記載のミシンは、請求項１２に記載のミシンにおいて、前記負荷検出手段は、一定時間における前記パルスモータの駆動量、若しくは、パルスモータが一定量駆動するまでの時間に基づいてパルスモータの負荷を検知するものである。このミシンによれば、負荷検出手段により、一定時間におけるパルスモータの駆動量、例えば、縫針が上下駆動の縫針上死点近傍に達する時間におけるパルスモータの駆動量に基づいてパルスモータの負荷が検知されるか、若しくは、パルスモータが一定量駆動するまでの時間、例えば、パルスモータが１ステッチの中央部近傍まで移動駆動されるのに要した時間に基づいてパルスモータの負荷が検出される。

請求項１４に記載のミシンは、請求項１〜１３の何れかに記載のミシンにおいて、前記設定偏差は、前記パルスモータの駆動速度に基づいて設定されるものである。このミシンによれば、第１パルス数と第２パルス数との偏差がパルスモータの駆動速度に基づいて設定される設定偏差になるように、制御手段によりパルスモータへ出力する駆動パルスが制御される。

請求項１５に記載のミシンは、請求項１４に記載のミシンにおいて、前記設定偏差は、前記パルスモータの駆動速度が増加するのに応じて、増加するものである。このミシンによれば、パルスモータが加速している状態では、制御手段により、設定偏差がパルスモータの駆動速度の増加に応じて増加され、その設定偏差に基づいてパルスモータへ出力する駆動パルスが制御される。

請求項１６に記載のミシン用パルスモータ制御プログラムは、ミシンの駆動対象部を駆動するパルスモータと、パルスモータを駆動する駆動部と、この駆動部を介してパルスモータを制御する制御手段とを備えたミシンにおける、前記制御手段のコンピュータに実行させるためのパルスモータ制御プログラムであって、前記パルスモータを駆動するための駆動パルスの第１パルス数と、パルスモータに付設されたエンコーダ手段により検出されたパルスモータの実際の回転量に対応する駆動パルス数である第２パルス数との偏差を求める偏差演算ルーチンと、前記偏差演算ルーチンにより演算された偏差と、予め設定された設定偏差とを比較する偏差比較ルーチンと、前記偏差比較ルーチンでの比較に基づいてパルスモータへ駆動パルスを出力させるパルス出力ルーチンとを備えたものである。

このミシン用パルスモータ制御プログラムによれば、偏差演算ルーチンにおいて、パルスモータを駆動するための駆動パルスの第１パルス数と、パルスモータに付設されたエンコーダ手段により検出されたパルスモータの実際の回転量に対応する駆動パルス数である第２パルス数との偏差が求められる。次に、偏差比較ルーチンにおいて、偏差演算ルーチンにおいて演算されて求められた偏差と、予め設定された設定偏差とが比較され、次に、パルス出力ルーチンにおいて、偏差比較ルーチンでの比較に基づいてパルスモータへ出力する駆動パルスが制御される。

請求項１に記載のミシンによれば、パルスモータの実際の回転量に基づいた第２パルス数と第１パルス数との偏差が設定偏差になるようにパルスモータへ駆動パルスを出力するので、パルスモータの脱調を防ぐことができる。即ち、パルスモータにエンコーダを付設するだけの簡単な構成と、第１パルス数と第２パルス数との偏差を設定偏差にするように駆動パルスを出力する簡単な制御のみで、パルスモータの脱調を防ぐことができる。パルスモータの脱調を防ぐことで、パルスモータへ出力された駆動パルスの無駄を防げるので、パルスモータにおける消費電力を削減することができる。エンコーダ手段により、パルスモータの実際の回転量を検出するので、パルスモータにより駆動される駆動対象部の駆動量に誤差が生じることがなく、正確に所望の駆動量で駆動対象部を駆動させることができる。

請求項２に記載のミシンによれば、少なくともパルスモータが加速している状態では、パルスモータの脱調を防ぐことができ、パルスモータの実際の回転量を正確に制御することができる。その他、請求項１と同様の効果を奏することができる。

請求項３に記載のミシンによれば、駆動対象部の重量など、パルスモータに作用する負荷に応じてパルスモータの発生トルクを変更させることができ、１つのパルスモータでも作用する負荷に影響されることなく正確に駆動させることができる。その他、請求項１又は２と同様の効果を奏することができる。

請求項４に記載のミシンによれば、パルスモータのトルクが最大になるように最大トルク加速用設定偏差である加速用設定偏差が設定され、その加速用設定偏差に偏差がなるように駆動パルスがパルスモータへ出力されるので、パルスモータは常にトルクを略最大に維持することができる。また、パルスモータのトルクを略最大に維持することができるので、最大トルクの小さなパルスモータをミシンに適用することができ、小型のパルスモータをミシンに搭載することができる。その他、請求項１〜３と同様の効果を奏することができる。

請求項５に記載のミシンによれば、パルスモータのトルクが低速で駆動するように静音加速用設定偏差である加速用設定偏差が設定され、その加速用設定偏差に偏差がなるように駆動パルスがパルモータへ出力されるので、パルスモータを低速で静かに駆動させることができる。従って、ミシンモータが低速で駆動されている場合などは、このようにパルスモータを低速で駆動させてもミシンモータに追随できるので、ミシンモータ及びパルスモータの両方を低速で且つ静かに駆動させることができ、ミシンを大幅に静音化することができる。その他、請求項１〜４と同様の効果を奏することができる。

請求項６に記載のミシンによれば、加速用設定偏差を最大トルクと静音加速用設定偏差とに択一的に切り換えることができるので、ミシンの駆動状況に合わせてパルスモータを最大トルクで高速に駆動させたり、低速で静かに駆動させたりすることができる。その他、請求項５と同様の効果を奏することができる。

請求項７に記載のミシンによれば、制御手段がミシンモータの回転数に基づいて加速用設定偏差を最大トルク加速用設定偏差と静音加速用設定偏差とに自動で切り換えるので、ミシンモータを高速で駆動させている場合には、パルスモータもミシンモータに追随できるように最大トルクで高速に駆動させ、ミシンモータを低速で駆動させている場合にはパルスモータを高速で駆動させる必要がないため静かに低速で駆動させるなど、ミシンモータの駆動状況に合わせてパルスモータを最適な状態で駆動させることができる。その他、請求項６と同様の効果を奏することができる。

請求項８に記載のミシンによれば、制御手段が１針分の布送り量に基づいて加速用設定偏差を最大トルク加速用設定偏差と静音加速用設定偏差とに自動で切り換えるので、１針分の布送り量が少ない場合にはパルスモータを低速で静かに駆動させ、１針分の布送り量が多い場合にはパルスモータを最大トルクで高速に駆動させるなど、縫製する縫製模様などの布送り量に応じてパルスモータを最適な状態で駆動させることができる。その他、請求項６と同様の効果を奏することができる。

請求項９に記載のミシンによれば、パルスモータが減速している状態では、パルスモータの脱調を防ぎ、パルスモータの実際の回転量を正確に制御することができる。その他、請求項１〜８の何れかと同様の効果を奏することができる。

請求項１０に記載のミシンによれば、減速前期と減速後期のとのパルスモータの回転速度を変えて減速させることができる。その他、請求項９と同様の効果を奏することができる。

請求項１１に記載のミシンによれば、減速前期に比べ減速後期の方がパルスモータをゆっくりと回転駆動させつつ減速させることができ、円滑にパルスモータを減速させることができる。その他、請求項１０と同様の効果を奏することができる。

請求項１２に記載のミシンによれば、パルスモータの負荷に応じてミシンモータの回転数を調整するので、縫針の針落ち位置に誤差が生じることがない。その他、請求項１〜１１と同様の効果を奏することができる。

請求項１３に記載のミシンによれば、一定時間におけるパルスモータの駆動量、若しくは、パルスモータが一定量駆動するまでの時間を、エンコーダ手段により検出したパルスモータの実際の回転量に基づいて演算することができるので、ミシンの構成部品を増やすことなく、簡単な制御で、パルスモータの負荷を検出することができる。その他、請求項１２と同様の効果を奏することができる。

請求項１４に記載のミシンによれば、加速時及び減速時に最大トルクを維持し且つ脱調を防ぎつつ、パルスモータを短時間で所望の回転速度で駆動することができる。その他、請求項１〜１３と同様の効果を奏することができる。

請求項１５に記載のミシンによれば、パルスモータが加速している状態では、駆動速度の増加に応じて、設定偏差を増加させることで、パルスモータの出力を最大トルクに維持しつつ、回転速度を急速に上昇させることができるので、パルスモータが駆動対象部を短時間で所定量駆動させることができる。その他、請求項１４と同様の効果を奏することができる。

請求項１６に記載のミシン用パルスモータ制御プログラムによれば、第１パルス数と第２パルス数の偏差と、設定偏差とを比較し、その比較に基づいてパルスモータへ駆動パルスを出力するので、パルスモータの脱調を防ぐことができ、パルスモータの実際の回転量を正確に制御することができる。また、脱調を防ぐことで、パルスモータに出力される駆動パルスが無駄になることがなく、パルスモータにおける消費エネルギーを削減することができる。

ミシンの構成及び制御を複雑にすることなく、パルスモータを正確に制御し、且つ、パルスモータの出力を略最大トルクに維持すること、消費電力を削減することが可能なミシン及びミシン用パルスモータ制御プログラムを提供するという本発明の目的を、ミシンの駆動対象部を駆動するパルスモータと、パルスモータを駆動する駆動部と、この駆動部を介してパルスモータを制御する制御手段とを備えたミシンにおいて、前記パルスモータに付設されパルスモータの実際の回転量を検出するエンコーダ手段を設け、前記制御手段は、パルスモータを駆動するための駆動パルスの第１パルス数と、エンコーダ手段で検出されたパルスモータの回転量に対応する駆動パルス数である第２パルス数との偏差を演算し、この偏差が予め設定された設定偏差になるようにパルスモータへ出力する駆動パルスを制御することで実現した。

本発明の実施例について図面を参照して説明する。本実施例は、刺繍枠が装着される枠ホルダーを有し、該枠ホルダーが配設されたキャリッジをＸ方向及びＹ方向に駆動させる為のパルスモータを備えた刺繍用の多針ミシンに本発明を適用した一例である。尚、図１に矢印で示すように作業者が位置する方向を前方(Ｙ方向)とし、作業者から見て左右方向を左右方向(Ｘ方向)とする。

図１に示すように、多針ミシンＭは、多針ミシンＭを支持する左右１対の支持脚１と、支持脚１の後端部から立設する脚柱部２と、脚柱部２の上端部から前方に延びるアーム部３と、アーム部３の先端部に左右方向へ移動可能に配設された針棒ケース４と、脚柱部２の下端部から前方に延びるシリンダベッド部５と、シリンダベッド部５の直ぐ上方に位置し枠ホルダー２０と共にＸ方向及びＹ方向へと移動移動するためのキャリッジ６(駆動対象部に相当)と、ユーザーがタッチパネル８ａを介して種々の操作をするための操作パネル８と、多針ミシンＭの制御全般を司る制御装置４０などを有する。

針棒ケース４には、下端部に縫針１０が装着された６本の針棒(図示略)と、その針棒と対応するように配置された天秤１１と、針棒ケース４の上端部に設けられた糸調子器台１２と、糸調子器台１２に配設された６個の糸調子器１３などを有する。

アーム部３には、脚柱部２に設けられたミシンモータ５０(図３参照)の駆動力を縫針１０及び天秤１１に伝達する為の駆動力伝達機構(図示略)と、駆動力伝達機構により伝達されたミシンモータ５０の駆動力により縫針１０及び天秤１１を夫々駆動する縫針上下駆動機構及び天秤揺動機構(図示略)と、針棒ケース駆動モータ５５(図３参照)により針棒ケース４を左右に移動させて所望の針棒及び天秤１１を駆動力伝達可能な位置に切換える針棒天秤切換え機構(図示略)などを有するが、一般的な構成を適用しているため説明は省略する。

アーム部３の上面の後半部には、合計６個の糸駒(図示略)が載置可能な１対の糸駒台１４と、糸駒台１４と対応するように案内機構１５が設けられている。糸駒台１４は、後方に向かって開くＶ字形状に伸展させることが可能に構成され、案内機構１５も対応するように同じＶ字形状に伸展させることが可能に構成されている。各糸駒から延びる上糸は糸駒台１４の上方に位置する案内機構１５、糸調子器１３、天秤１１などを経由して各縫針１０に供給される。

図２に示すように、キャリッジ６には、枠ホルダー２０が装着されたＸ方向キャリッジ２１と、パルスモータであってＸ方向キャリッジ２１を駆動するためのＸ方向駆動モータ２２と、Ｘ方向駆動モータ２２の駆動力をＸ方向キャリッジ２１に伝達する為のタイミングベルト２３と、パルスモータであって脚柱部２に設けられたＹ方向駆動モータ５３(図３参照)の駆動力が伝達されるガイド脚２４等が設けられている。

Ｘ方向駆動モータ２２は、両軸タイプのものであって、上方に延びる出力軸２５にはタイミングベルト２３の一端が掛けられ、下方に延びる出力軸２５にはエンコーダ５７(図３参照)が付設されている。

エンコーダ５７は、Ｘ方向駆動モータ２２の実際の回転量を検出するためのものである。図示しないが、エンコーダ５７は、出力軸２５と共に回転可能に固定され周方向適当間隔にスリットが形成されたディスクと、発光部と受光部とを有する検出器とを備えている。エンコーダ５７は、発光部で発光された光が、ディスクのスリットを通過して受光部で検出されると、その検出された信号を制御装置４０に出力し、その制御装置４０によりＸ方向駆動モータ２２の出力軸２５の回転角度が検出される。

タイミングベルト２３の一端はＸ方向駆動モータ２２の出力軸２５に支持され、他端はキャリッジ右端部に設けられた回転軸２６に支持され、中間部ではＸ方向キャリッジ２１の２箇所に連結部材２７により連結されている。Ｘ方向駆動モータ２２の駆動力は、このタイミングベルト２３を介してＸ方向キャリッジ２１に伝達される。

ガイド脚２４は、Ｙ方向駆動モータ５３により支持脚１に形成されたガイド溝２８に沿って、キャリッジ６,枠ホルダー２０と共に移動される。尚、図示しないがＸ方向駆動モータ２２に装着されているエンコーダ５７と同じものが、Ｙ方向駆動モータ５３の出力軸にも装着されている。

枠ホルダー２０は、加工布を保持する刺繍枠２９が装着されるものである。この枠ホルダー２０は、左右１対の腕部３０ａ,３０ｂにより刺繍枠２９を支持するが、左側の腕部３０ａは、左右方向に移動可能に構成され、複数種の刺繍枠２９を支持することができる。

多針ミシンＭにより刺繍縫製する際には、Ｘ方向駆動モータ２２及びＹ方向駆動モータ５３により加工布が移動されつつ、ミシンモータ５０の駆動力が駆動力伝達機構により縫針上下駆動機構により所望の針棒に伝達され、その針棒が縫針１０と共に上下駆動され、その縫針１０に対応する天秤１１も上下に揺動され、シリンダベッド部５に設けられた糸輪捕捉器(図示略)との協動により、刺繍縫製される。

次に、この多針ミシンＭの制御系について図３を参照して説明する。図３に示すように、制御装置４０は、多針ミシンＭの制御全般を司るものである。制御装置４０は、ＣＰＵ４１とＲＯＭ４２とＲＡＭ４３とこれらを接続するバス４４などを含むコンピュータ４５と、コンピュータ４５に入出力するための入出力インターフェース４６などを有する。

入出力インターフェース４６には、ミシンモータ５０を駆動するための駆動回路５１と、Ｘ方向駆動モータ２２を駆動するための駆動回路５２(駆動部に相当)と、Ｙ方向駆動モータ５３を駆動するための駆動回路５４と、針棒ケース駆動モータ５５を駆動するための駆動回路５６と、操作パネル８と、エンコーダ５７などが接続され、夫々の駆動回路を介して制御対象を制御する。

ＣＰＵ４１では、エンコーダ５７で検出された駆動モータ２２(５３)の回転量に対応する駆動パルス数である第２パルス数Ｐ₂を求める演算や、駆動回路５２,(５４)から駆動モータ２２(５３)に出力された駆動パルス数の第１パルス数Ｐ₁と第２パルス数Ｐ₂との偏差Ｄを求める演算などが行われる。

ＲＯＭ４２には、駆動モータ２２,５３を制御するための駆動モータ制御プログラム(パルスモータ制御プログラムに相当)や、駆動モータ制御プログラムなどが実行される際に用いられる各パラメータや、刺繍縫製のイメージデータなどが読出し可能に予め記録されている。ＲＡＭ４３には、エンコーダ５７から送信されるパルスモータの回転量に対応する第２パルス数Ｐ₂や、駆動モータ２２,５３に出力された第１パルス数Ｐ₁などの各種データが格納される。

次に、駆動モータ制御プログラムを説明する前に、パルスモータを最大トルクで制御するために必要な、ローターの回転角度と励磁されるコイルとの回転角度の差と、最大トルクとの関係について、図４に示すような４相のパルスモータ６０を例にし、図５も参照しつつ説明する。パルスモータ６０は、４つのコイルＣ1,Ｃ2,Ｃ3,Ｃ4と、永久磁石であって励磁されたコイルＣ1,Ｃ2,Ｃ3,Ｃ4により回転軸６２の周りを回転されるローター６３で構成されている。図５のグラフに示す各曲線は、各コイルＣ1,Ｃ2,Ｃ3,Ｃ4に駆動パルスが出力された際の、ローター６３の回転角度と出力トルクとの関係を示している。尚、以下の説明で、コイルＣ1,Ｃ2,Ｃ3,Ｃ4に出力される駆動パルスは、コイルＣ1,Ｃ2,Ｃ3,Ｃ4に「Ｎ」,「Ｓ」で示すように、ローター６３のＮ極と駆動パルスが出力されたコイルＣ1,Ｃ2,Ｃ3,Ｃ4との間に引力が作用する方向にコイルＣ1,Ｃ2,Ｃ3,Ｃ4を流れるものとする。また、図４に示すローター６３の位置を「０°」とし、平面視にて反時計周りを正の角度とする。

図４に示すローター６３の位置では、コイルＣ1に駆動パルスが出力されているため、ローター６３に作用するトルクは「０」である。次に、コイルＣ2に１つ目の駆動パルスが出力されると、ローター６３のＮ極がコイルＣ2に引かれるため、ローター６３は、回転軸６２の周りを平面視にて反時計周りに回転される。次に、ローター６３が４５°回転されると、図５のＣ２の曲線で示すように、ローター６３に作用するトルクが小さくなるので、コイルＣ2が消磁されて、コイルＣ3に２つ目の駆動パルスが出力される。コイルＣ3に駆動パルスが出力されると、図５のＣ３の曲線で示すように、ローター６３に作用するトルクが再び増加する。次に、ローター６３の回転角度が１３５°になるとローター６３に作用するトルクが小さくなるので、コイルＣ3が消磁され、コイルＣ4に３つめのパルスが出力され、図５のＣ４の曲線で示すように、ローター６３に作用するトルクが増加する。後は、上記と同じように繰り返すことでパルスモータ６０の出力が略最大トルクに維持される。

このように、パルスが出力されるコイルとローター６３との間に１３５°の角度差が維持されると、パルスモータ６０の出力が略最大トルクに維持されつつ、ロータ６３を回転させることができる。即ち、４つのコイルＣ1,Ｃ2,Ｃ3,Ｃ4でパルスモータ６０が形成されているため、１駆動パルスが回転角度が９０°に対応するので、コイルＣ1,Ｃ2,Ｃ3,Ｃ4に出力される駆動パルス数とローター６３の回転角度に対応する駆動パルス数との間の偏差が、１.５パルス数(設定偏差)に維持されると、パルスモータ６０の出力が常に略最大トルクに維持される。

次に、駆動モータ制御プログラムにより実行される処理について、図６〜図９を参照して説明する。この駆動モータ制御プログラムは、ミシンモータ５０により縫針１０が１周期上下駆動する際に、加工布を１ステッチ分移動させる際に実行されるものである。駆動モータ制御プログラムは、Ｘ方向駆動モータ２２及びＹ方向駆動モータ５３が夫々駆動される際に実行されるものであるが、以下の説明においてはＸ方向駆動モータ２２が駆動される場合を例にして説明する。以下の説明において、Ｓｉ(ｉ＝１,２,３‥)は、ステップ数を示す。

最初に、図７のフローチャートに沿って実行される処理を説明する前に、図６に示すグラフついて簡単に説明する。このグラフは、第１パルス数Ｐ₁と第２パルス数Ｐ₂の時間変化を示すものであり、加速、減速前期、減速後期、停止の夫々において、第１パルス数Ｐ₁と第２パルス数Ｐ₂の間隔、即ち、偏差Ｄ(＝第１パルス数Ｐ₁−第２パルス数Ｐ₂)が、加速、減速前期、減速後期、停止の夫々の設定偏差Ｄoを保ちつつ、両パルス数Ｐ₁,Ｐ₂が停止終了パルス数Ｐlまで増加する様子を示している。

まず、駆動モータ制御プログラムが実行されると、各パラメータＤa,Ｄb₁,Ｄb₂,Ｐa,Ｐb₁,Ｐb₂,Ｐl,Ｎ,dＮ₁,Ｔa,Ｔb,ＴcがＲＯＭ４２から読み込まれ、ＲＡＭ４３に格納される(Ｓ１)。尚、各パラメータの詳細については、夫々のパラメータが用いられる各ステップにおいて説明する。次に、設定偏差Ｄoが加速用設定偏差である最大トルク加速用設定偏差Ｄaに設定され、設定パルス数Ｐsが加速終了パルス数Ｐaに設定され、第１,第２パルス数Ｐ₁,Ｐ₂及び時間ｔが夫々「０」に設定される(Ｓ２)。

加速終了パルス数Ｐaは、加速を終了させるためのパルス数であって、第１パルス数Ｐ₁がこの加速終了パルス数Ｐaに達すると加速が終了される。尚、加速終了パルス数Ｐaは、１ステッチが終了する停止終了パルス数Ｐlの略６０％程度である。最大トルク加速用設定偏差Ｄaは、Ｘ方向駆動モータ２２のトルクを略最大で維持するためのパラメータであって、加速時に、偏差Ｄを最大トルク加速用設定偏差Ｄaに維持することで、Ｘ方向駆動モータ２２のトルクが略最大で維持される。

第１パルス数Ｐ₁は、制御装置４０により駆動回路５２を介して出力された駆動パルス数である。第２パルス数Ｐ₂は、エンコーダ５７により検出されたＸ方向駆動モータ２２の実際の回転量に対応する駆動パルス数である。時間ｔは、このパルスモータ制御処理がスタートしてからの経過時間である。

次に、第１パルス数Ｐ₁と、第２パルス数Ｐ₂との偏差Ｄが、「Ｄ＝Ｐ₁−Ｐ₂」に基づいて演算される(Ｓ３)。次に、「設定偏差Ｄo≧偏差Ｄ」に基づいて設定偏差Ｄoと偏差Ｄが比較され、設定偏差Ｄoより偏差Ｄが大きい場合には(Ｓ４；No)、Ｓ３に戻り、設定偏差Ｄoより偏差Ｄが小さい場合には(Ｓ４；Yes)、その他の種々のデータが参照され、駆動パルスの出力タイミングと判定されるまでＳ５が繰り返され(Ｓ５；No)、駆動パルスの出力タイミングと判定されたら(Ｓ５；Yes)、１パルスがＸ方向駆動モータ２２に出力される(Ｓ６)。尚、Ｓ５における種々のデータは、本願発明とは直接関係がないので説明を省略するが、特定のデータに限定するものではない。

次に、この加速時のＸ方向駆動モータ２２の動作について簡単に説明する。Ｘ方向駆動モータ２２に駆動パルスが出力されると、第１パルス数Ｐ₁は出力された駆動パルス数だけ増加するが、第２パルス数Ｐ₂はＸ方向駆動モータ２２の出力軸２５に作用する負荷などの影響により第１パルス数Ｐ₁よりは遅れて増加するため、偏差Ｄは増大する。従って、設定偏差Ｄoより偏差Ｄが小さい場合には、偏差Ｄを増加させて、偏差Ｄが設定偏差Ｄoになるように、駆動パルスがＸ方向駆動モータ２２へ出力される。

一方、Ｘ方向駆動モータ２２への駆動パルスが出力されないと、第１パルス数Ｐ₁は一定値を保つが、回転しているＸ方向駆動モータ２２は惰性によって回転駆動を続けるため、第２パルス数Ｐ₂のみが増大し、偏差Ｄは減少する。従って、設定偏差Ｄoより偏差Ｄが大きい場合には、偏差Ｄを減少させて、偏差Ｄが設定偏差Ｄoになるように、駆動パルスの出力が行われない。

次に、第１パルス数Ｐ₁が、設定パルス数Ｐs(加速終了パルス数Ｐa)か否かが判定され、設定パルス数Ｐsでないならば(Ｓ７；No)、Ｓ３に移行する。一方、設定パルス数Ｐsならば(Ｓ７；Yes)、Ｘ方向駆動モータ２２の加速を終了し、Ｓ８に移行し、Ｐs＝Ｐaか否かが判定され、Ｐs＝Ｐaなので(Ｓ８；Yes)、ミシンモータ制御処理に移行する。

次に、ミシンモータ制御処理について、図８,図９を参照して説明する。このミシンモータ制御処理は、Ｘ方向駆動モータ２２が加速終了パルス数Ｐaに至るまでの時間に基づいてＸ方向駆動モータ２２の負荷を検知し、Ｘ方向駆動モータ２２により駆動される刺繍枠２９、枠ホルダー２０,Ｘ方向キャリッジ２１などに大きな負荷が作用していると検知された場合には、Ｘ方向駆動モータ２２が、縫針１０の上下駆動の１周期Ｔc内に所定の回転角度を回転することができないと判断され、ミシンモータ５０の回転数Ｎを所定の回転数減少させるためのものである。尚、前述したように、加速終了パルス数Ｐaは停止終了パルス数Ｐlの約６０％なので、ミシンモータ制御処理は、縫針１０が縫針上死点位置から所定量下がった位置であって、縫針１０が加工布に刺さっていない状態で実行される。図９に示すように、第１判定時間Ｔa＜第２判定時間Ｔbとする。

ミシンモータ制御処理がスタートすると、まず、時間ｔ、即ち、第１パルス数Ｐ₁が設定パルス数Ｐsになるのに要した時間が判定用時間Ｔに設定される(Ｓ２０)。次に、Ｔ≦Ｔaならば(Ｓ２１；Yes)、縫針１０の上下駆動１周期Ｔc内に第１パルス数Ｐ₁が停止終了パルス数Ｐlに達することができると判断され、ミシンモータ５０の回転数Ｎが維持されたまま、ミシンモータ制御処理は終了し、Ｓ１０に移行する。

一方、Ｔ≧Ｔaならば(Ｓ２１；No)、縫針１０の上下駆動１周期Ｔc内に第２パルス数Ｐ₂が停止終了パルス数Ｐlに達することができないと判断され、ミシンモータ５０の回転数Ｎを減少させるために、Ｓ２２に移行する。Ｓ２２において、Ｔ≦Ｔbならば(Ｓ２２；Yes)、ミシンモータ５０の回転数Ｎが所定量ｄＮ₁減少されて(Ｓ２３)、ミシンモータ制御処理が終了し、Ｓ１０に移行する。一方、Ｔ≦Ｔbでないならば(Ｓ２２；No)、非常に大きな負荷がＸ方向駆動モータ２２などに作用しているものと判断されて、ミシンモータ５０など多針ミシンＭが停止される(Ｓ２４)。

次に、Ｓ１０において、減速前期を行うために、減速前期初期値として、設定パルス数Ｐsが減速前期終了パルス数Ｐb₁に、設定偏差Ｄoが第１減速用設定偏差Ｄb₁に夫々設定される(Ｓ１０)。減速前期終了パルス数Ｐb₁は、減速前期を終了させるための駆動パルス数であって、第１パルス数Ｐ₁がこの減速前期終了パルス数Ｐb₁に達すると、減速前期が終了される。第１減速用設定偏差Ｄb₁は負の数である。

次に、加速時と同様に、Ｓ３からＳ７までが繰り返される。特に、減速前期が開始された直後は、第１減速用設定偏差Ｄb₁が負の数のため、惰性により出力軸２５が回転して、第２パルス数Ｐ₂が第１パルス数Ｐ₁を超え、偏差Ｄが負の数になり、偏差Ｄが設定偏差Ｄo(第１減速用設定偏差Ｄb₁)以下になるまで、駆動パルスがＸ方向駆動モータ２２に出力されない。偏差Ｄが設定偏差Ｄo以下になると(Ｓ４；Yes)、駆動パルスがＸ方向駆動モータ２２に出力されるが(Ｓ６)、第１パルス数Ｐ₁は第２パルス数Ｐ₂よりも少ないため、出力軸２５には制動力が作用することになる。次に、駆動パルスが所定数出力され、第１パルス数Ｐ₁が設定パルス数Ｐs(減速前期終了パルス数Ｐb₁)になると(Ｓ７；Yes)、減速前期が終了し、Ｐs＝Ｐbなので、(Ｓ８；No),(Ｓ１１；Yes)で処理されて、Ｓ１２に移行する。

次に、Ｓ１２において、減速後期を行うために、減速後期初期値として、設定パルス数Ｐsが減速後期終了パルス数Ｐb₂に、設定偏差Ｄoが第２減速用設定偏差Ｄb₂に設定される(Ｓ１２)。減速後期終了パルス数Ｐb₂は、減速後期を終了させるための駆動パルス数であって、第１パルス数Ｐ₁が減速後期終了パルス数Ｐb₂なると、減速後期が終了する。

第２減速用設定偏差Ｄb₂は、第１減速用設定偏差Ｄb₁と同様に負の数ではあるが、第２減速用設定偏差Ｄb₂の大きさが第１減速用設定偏差Ｄb₁の大きさよりも大きいので、図６のグラフの点線の曲線で示すように、減速前期に比べ減速後期の方が、Ｘ方向駆動モータ２２がゆっくりと回転されつつ減速される。加速時と同様に、Ｓ３からＳ７までのステップが繰り返される。所定数の駆動パルスが出力されて、第１パルス数Ｐ₁が設定パルス数Ｐs(減速後期終了パルス数Ｐb₂)になると(Ｓ７；Yes)、減速後期が終了し、Ｐs＝Ｐb₂なので、(Ｓ８；No),(Ｓ１１；No),(Ｓ１３；Yes)で処理されて、Ｓ１４に移行する。

次に、Ｘ方向駆動モータ２２の回転を停止させるために、停止初期値として設定パルス数Ｐsが停止終了パルス数Ｐlに設定され、設定偏差Ｄoが「０」に設定される(Ｓ１４)。停止終了パルス数Ｐlは、駆動モータ制御を終了させるためのパルス数であって、停止終了パルス数Ｐlに対応するＸ方向駆動モータ２２の回転量が、１ステッチ分の回転量に相当する。次に、加速時と同様にＳ３からＳ７までのステップが繰り返され、第１パルス数Ｐ₁が設定パルス数Ｐs(停止終了パルス数Ｐl)になると(Ｓ７；Yes)、(Ｓ８；No),(Ｓ１１；No),(Ｓ１３；No)で処理されて、駆動モータ制御が終了する。このように停止時の設定偏差Ｄoが「０」に設定され、且つ、既に脱調を起こすことが無い程度まで減速されているので、第１パルス数Ｐ₁と第２パルス数Ｐ₂とが確実に一致される、即ち、確実に所望の駆動量で出力軸２５が停止される。

次に上述した実施例の作用及び効果について説明する。この多針ミシンＭにおいては、Ｘ方向駆動モータ２２に出力された駆動パルスの第１パルス数Ｐ₁とエンコーダ５７により実際に検出されたＸ方向駆動モータ２２の回転量に対応する第２パルス数Ｐ₂との偏差Ｄ(＝Ｐ₁−Ｐ₂)を正の設定偏差Ｄoになるように、制御装置４０がＸ方向駆動モータ２２に駆動パルスを出力するので、エンコーダ５７と制御装置４０による簡単な制御のみで、Ｘ方向駆動モータ２２の脱調を防ぐことができ、正確に駆動量を制御することができる。また、脱調を防ぐことで、無駄な駆動パルスを無くし消費電力を削減することができる。エンコーダ５７によりＸ方向駆動モータ２２の実際の回転量を検出しているので、Ｘ方向駆動モータ２２の回転量を正確に制御することができる。

Ｘ方向駆動モータ２２の加速時、偏差ＤがＸ方向駆動モータ２２の出力が略最大トルクになるように設定された最大トルク加速用設定偏差Ｄaになるように駆動パルスがＸ方向駆動モータ２２に出力されるので、所望のトルクに対してＸ方向駆動モータ２２の最大トルクに余裕を持たす必要がないので、Ｘ方向駆動モータ２２に小型のパルスモータを適用することができる。Ｘ方向駆動モータ２２の減速時、減速前期と減速後期で、設定偏差Ｄoを別に設定し、第１減速用設定偏差Ｄb₁の大きさが第２減速用設定偏差Ｄb₂の大きさに比べ、小さく設定されているので、減速前期に比べ減速後期はゆっくりＸ方向駆動モータ２２が回転されつつ減速されるので、減速が円滑に行われ、停止精度が向上する。縫針１０が加工布に刺さる前の加速終了時までに要した判定用時間Ｔに基づいて、ミシンモータ５０の負荷を演算し、ミシンモータ５０の１周期Ｔc内に１ステッチ分Ｘ方向駆動モータ２２が回転するか否かが判定されるので、多針ミシンＭの構成部品を増やすことなく、また、制御を複雑にすることなく、正確な刺繍縫製をすることができる。

尚、上記の実施例において、制御装置４０は特許請求の範囲における制御手段,駆動制御手段に相当し、エンコーダ５７及び制御装置４０は特許請求の範囲における負荷検知手段に相当する。

次に、設定偏差を静音加速用設定偏差に設定した場合の実施例２について図１０を参照して説明する。上述した実施例１と同様の構成については同じ符号を付けて説明を省略する。また、実施例１の駆動モータ制御プログラムと、この実施例２における駆動モータ制御プログラムに関しては、減速用設定偏差が１つになったこと以外は夫々の設定値の値が変化しただけなのでフローチャートに関しても省略する。以下、実施例２の駆動モータ制御プログラムについて簡単に説明する。

この実施例２の駆動モータ制御プログラムにおいては、加速時に、設定偏差Ｄoが、最大トルク加速用設定偏差Ｄaの約半分程度の静音加速用設定偏差Ｄsに設定され、偏差Ｄが設定偏差Ｄo以下になると駆動パルスが出力されて、Ｘ方向駆動モータ２２が加速される。次に、第１パルス数Ｐ₁が加速終了パルス数Ｐaまで達すると、ミシンモータ制御処理が実行され、設定偏差Ｄoが減速用設定偏差Ｄbに設定されて、偏差Ｄが設定偏差Ｄo以下になると駆動パルスが出力されて、Ｘ方向駆動モータ２２が減速される。次に、第１パルス数Ｐ₁が減速終了パルス数Ｐbまで達すると、設定偏差Ｄoが「０」に設定されて、Ｘ方向駆動モータ２２が停止される。

図１０に示すように、実施例２の駆動モータ制御プログラムにおいては、加速時に設定偏差Ｄoが、最大トルク設定偏差Ｄaの約半分程度の静音加速用設定偏差Ｄsに設定されているので、駆動モータ２２,５３がゆっくりと低速で駆動される。従って、Ｘ方向駆動モータ２２の駆動音を抑制することができる。特に、ミシンモータ５０の回転数が低い時は、ミシンモータ５０の駆動音が小さくＸ方向駆動モータ２２の駆動音が目立っていたが、このような場合でも上述のように静音加速用設定偏差Ｄsを採用することで、Ｘ方向駆動モータ２２の駆動音を目立たなくすることができ、多針ミシンＭを大幅に静音化することができる。尚、この実施例２においてもＸ方向駆動モータ２２と同様の駆動モータ制御プログラムをＹ方向駆動モータ５３に適用することができる。

上述の実施例２においては、静音加速用設定偏差Ｄsを１つだけ備えた設定で説明したが、静音加速用設定偏差Ｄsを複数備えてもよい。例えば、ミシンモータ５０の回転数や１針分の布送り量に対応して複数の静音加速用設定偏差Ｄsを設定可能に構成してもよい。即ち、ミシンモータ５０の回転数が高い場合などには値の大きい静音加速用設定偏差Ｄsを設定してミシンモータ５０に駆動モータ２２,５３が追随できるようにし、一方、ミシンモータ５０の回転数が低い場合には値の小さい静音加速用設定偏差Ｄsを設定して更に駆動モータ２２,５３の駆動音を低減するように構成することが可能である。

加速用設定偏差を最大トルク加速用設定偏差に設定する最大トルクモードと静音加速用設定偏差に設定する静音モードとにモード切り換え可能な実施例３について説明する。この実施例においては、以下の４つの方法によってモード切換が実行される。

（１） 操作パネル８にモード切換キー(図示略)を設け、ユーザーによって手動で切り換え可能に構成してもよい。但し、ユーザーが静音モードを所望してモード切換キーを操作しても、設定されているミシンモータ５０の回転数や１針分の布送り量によっては、駆動モータ２２,５３を最大トルクで駆動させなくてはならない場合もあるので、このような場合にはタッチパネル８ａに警告メッセージなどを表示して、制御装置４０により自動で最大トルクモードに設定するように構成するのが望ましい。

（２） ミシンモータ５０の回転数に基づいて制御装置４０により自動でモードを切り換えるように構成してもよい。例えば、ミシンモータ５０の回転数が１５００rpm未満の場合には静音モードに設定し、１５００rpm以上の場合には最大トルクモードに切り換えるように構成する。このように構成すると、ミシンモータ５０の回転数が低く駆動モータ２２,５３を低速で駆動させてもミシンモータ５０に追随できる場合には、駆動モータ２２,５３をも低速で駆動させて、ミシンモータ５０及び駆動モータ２２,５３の駆動音を共に小さくすることができ、多針ミシンＭ全体の駆動音を大幅に抑制することができる。また、ミシンモータ５０の回転数が大きい場合には、ミシンモータ５０やミシンモータ５０により駆動される針棒などの駆動音が大きいため、駆動モータ２２,５３を最大トルクで駆動させても駆動モータ２２,５３の駆動音が目立たせることなく、駆動モータ２２,５３を高速で駆動させることができる。

（３） １針分の布送り量に基づいて制御装置４０により自動でモードを切り換えるように構成してもよい。例えば、１針分の布送り量が３.０ｍｍ未満ならば静音モードに設定し、３.０ｍｍ以上ならば最大トルクモードに設定するように構成してもよい。このように構成すると、布送り量が小さい場合には駆動モータ２２,５３を低速で駆動させて駆動音を小さくすることができ、布送り量が大きい場合にはミシンモータ５０に追随できるように駆動モータ２２,５３を最大トルクで駆動し、針落ち位置の位置ずれをなくし縫製品質を向上させることができる。

（４） 上述した(１)〜(３)を組み合わせてもよい。例えば、上述の(１)のように手動で静音モード及び最大トルクモードに切り換え可能な手動モードと、上述の(２),(３)のように制御装置４０によって自動で静音モード及び最大トルクモードに切り換え可能な自動モードとに切り換え可能に構成してもよい。特に、自動モードにおいては、ミシンモータ５０の回転数と１針分の布送り量の両方の値に基づいて静音モード若しくは最大トルクモードに切り換えるように構成してもよい。即ち、ミシンモータ５０の回転数から演算された縫針１０の上下駆動１周期の内の布送り可能な時間と、１針分の布送り量から駆動モータ２２,５３を最大トルクで駆動させなければならないか否かを判断し、その結果に基づいて、最大トルクモードと静音モードとに自動で切り換えてもよい。このように構成することで、多針ミシンＭの駆動状況やユーザーの要望に合わせて駆動モータ２２,５３を最大トルクで高速に駆動させたり、低速で静かに駆動させることができる。

次に上述した実施例を部分的に変更した変更の形態について説明する。
１) 上述の実施例１においては、減速用設定偏差が２つの設定偏差である第１減速用偏差Ｄb₁と第２減速用偏差Ｄb₂とで構成し、実施例２においては１つの減速用設定偏差Ｄbで構成したが、減速用設定偏差を２つ若しくは１つの設定偏差で構成することに限定するものではなく、1つ若しくは３つ以上の設定偏差で減速用設定偏差を構成してもよい。また、同様に、最大トルク加速用設定偏差Ｄa及び静音トルク加速用設定偏差Ｄsは、１つの設定偏差で構成したが、複数の設定偏差で構成してもよい。

２)上述の実施例においては、減速する際にも減速用設定偏差を設定し、その減速用設定偏差に従って駆動モータ２２,５３へ駆動パルスが出力されたが、ＲＯＭ４２に、図１１に示すような減速用タイムテーブルを記憶し、減速の際には、そのタイムテーブルに従って、駆動パルスを出力するようにしてもよい。図１１に示す減速用タイムテーブルは、例えば、減速に要する駆動パルス数が、「５」の場合には、各駆動パルスが、「0.8」,「0.8」,「1.0」,「1.0」(単位はms)の間隔で出力されることを示している。このように減速する際には、タイムテーブルに基づいて駆動パルスを出力することで、減速の制御を簡単化することができる。

３)上述の実施例のミシンモータ制御処理においては、Ｘ方向駆動モータ２２が一定量駆動するまで、即ち、加速終了時までの時間に基づいてミシンモータ５０の負荷を検知したが、一定時間におけるＸ方向駆動モータ２２の駆動量に基づいてミシンモータ５０の負荷を検知してもよい。例えば、縫針１０が縫針下死点から縫針上死点に至るまでの時間におけるＸ方向駆動モータ２２の駆動量が、所定の閾値以上か否かで、ミシンモータ５０の負荷を検知してもよい。

４)上述の実施例においては、加速終了時にミシンモータ制御処理が実行されたが、このミシンモータ制御処理は、絶対不可欠な処理ではなく、適宜省略してもよく、また、加速終了時以外に、ミシンモータ制御処理を適宜変更した処理を行ってもよい。例えば、エンコーダ５７から送られるパルスの間隔を常に監視し、その間隔が理論値と大きくずれている場合には、ミシンモータ５０を停止するようにしてもよい。
５)上述の実施例においては、キャリッジ６を駆動するための駆動モータ２２,５３にパルスモータ制御プログラムである駆動モータ制御プログラムを適用したが、ミシンに設けられる他のパルスモータを制御するためにパルスモータ制御プログラムを適用してもよい。

６)上述の実施例においては、設定偏差Ｄoを複数の定数であるＤa,Ｄb₁,Ｄb₂で構成したが、加速、減速前期、減速後期の夫々の設定偏差の初期値のみ定数にし、その後は、パルスモータの回転速度をエンコーダ５７により検出し、その回転速度に応じて、設定偏差を所定の演算により変化させてもよい。特に、加速時の設定偏差は、パルスモータの駆動速度に基づいて設定偏差を大きくすることで、パルスモータを加速させつつ、パルスモータのトルクを略最大で維持することができ、また、短時間でパルスモータを所望の回転角度回転させることができる。尚、このように加速を行う場合には、所定の速度になるとパルスモータが脱調するために、設定偏差がその所定の速度に対応した設定偏差に収束する。

７）駆動対象部による負荷など、パルスモータに作用する負荷に応じて設定偏差を変更してもよい。例えば、駆動対象部が重くパルスモータに作用する負荷が大きい場合には、最大トルク若しくはそれに近い高トルクを発生させるための設定偏差が設定されるように構成し、駆動対象部が軽くパルスモータに作用する負荷が小さい場合には、パルスモータを低トルクで駆動させるための設定偏差が設定されるように構成してもよい。このように構成することで、負荷が大きい場合に生じることが多い駆動対象部のダンピングを防ぎ、その結果、騒音や縫いずれを防ぐことができ、一方、負荷が小さい場合にはパルスモータの駆動音を削減することができる。

尚、駆動対象部の重量を以下の方法により検出してもよい。
ａ）移動が開始してから所定速度若しくは所定距離に達するまでの時間に基づいて制御手段により演算する。
ｂ）駆動対象部の取り付け位置に重量計測手段を設け、その重量計測手段を介して制御手段により駆動対象部の重量を測定する。
ｃ）刺繍枠や布押えのサイズ若しくは種類を検出若しくはユーザーが入力し、そのサイズや種類に応じて予めＲＯＭなどに記憶されたデータから刺繍枠や布押えの重量を読み出す。
ｄ）ユーザーが駆動対象部の重量を測定し、操作パネルからその値を入力する。

７)上述の実施例においては、エンコーダ５７によりＸ方向駆動モータ２２の間接的に負荷を検出したが、Ｘ方向駆動モータのトルク検出器を設け直接的にＸ方向駆動モータのトルクを検出してもよい。
８)上述の実施例においては、多針ミシンＭに本発明を適用したが、縫針が１本の単針ミシンに適用してもよい。
９)上述の実施例においては、駆動パルスを１パルスずつ出力したが、複数パルスずつ出力してもよい。
１０)パルスモータの例として、図４における４相型のパルスモータを上げたが、このようなパルスモータに限定するものではなく、あらゆるパルスモータに本願発明を適用することができる。

尚、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更例をも包含するものである。

本発明の実施例に係る多針ミシンの全体図である。 多針ミシンのキャリッジ周辺の平面図である。 多針ミシンの制御系の全体構成図である。 パルスモータのコイルとローターの概略図である。 各コイルに電流を流した時のパルスモータのトルクカーブのグラフである。 第１パルス数,第２パルス数と時間との関係を示すグラフである。 駆動モータ制御プログラムを説明するフローチャートである。 ミシンモータ制御処理を説明するフローチャートである。 ミシンモータの負荷の判別を説明するためのグラフである。 最大トルクモードと静音モードとを比較するための図６相当図である。 変更例における、減速時に用いられるタイムテーブルである。

符号の説明

Ｍ 多針ミシン
２０ 枠ホルダー
２２ Ｘ方向駆動モータ
４０ 制御装置
４５ コンピュータ
５０ ミシンモータ
５３ Ｙ方向駆動モータ
５７ エンコーダ
６０ パルスモータ
Ｄ 偏差
Ｄo 設定偏差
Ｄa 最大トルク加速用設定偏差
Ｄb₁ 第１減速用設定偏差
Ｄb₂ 第２減速用設定偏差
Ｎ 回転数
Ｐ₁ 第１パルス数
Ｐ₂ 第２パルス数
Ｔ 判定用時間
Ｄs 静音加速用設定偏差

Claims (16)

1. ミシンの駆動対象部を駆動するパルスモータと、パルスモータを駆動する駆動部と、この駆動部を介してパルスモータを制御する制御手段とを備えたミシンにおいて、
   前記パルスモータに付設されパルスモータの実際の回転量を検出するエンコーダ手段を設け、
   前記制御手段は、パルスモータを駆動するための駆動パルスの第１パルス数と、エンコーダ手段で検出されたパルスモータの回転量に対応する駆動パルス数である第２パルス数との偏差を演算し、この偏差が予め設定された設定偏差になるようにパルスモータへ出力する駆動パルスを制御することを特徴とするミシン。
2. 前記設定偏差は、少なくともパルスモータ加速時に適用する加速用設定偏差を含むことを特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 前記設定偏差は、前記パルスモータによる発生トルクを変更するためのものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のミシン。
4. 前記加速用設定偏差はパルスモータのトルクが略最大になる正の値である最大トルク加速用設定偏差であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のミシン。
5. 前記加速用設定偏差はパルスモータのトルクが略最大になる最大トルク加速用設定偏差よりも小さく正の値である静音加速用設定偏差に設定可能であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のミシン。
6. 前記加速用設定偏差を最大トルク加速用設定偏差と静音加速用設定偏差とに択一的に切り換え可能であることを特徴とする請求項５に記載のミシン。
7. 前記パルスモータは加工布を移動させるためのものであって、
   前記制御手段は、前記加速用設定偏差をミシンモータの回転数に基づいて自動で最大トルク加速用設定偏差と静音加速用設定偏差とに択一的に切り換えることを特徴とする請求項６に記載のミシン。
8. 前記パルスモータは加工布を移動させるためのものであって、
   前記制御手段は、前記加速用設定偏差を１針分の布送り量に基づいて自動で最大トルク加速用設定偏差と静音加速用設定偏差とに択一的に切り換えることを特徴とする請求項６に記載のミシン。
9. 前記設定偏差は、パルスモータ減速時に適用する減速用設定偏差を有することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のミシン。
10. 前記減速用設定偏差は、少なくとも減速前期の第１減速用設定偏差と、減速後期の第２減速用設定偏差とを有することを特徴とする請求項９に記載のミシン。
11. 前記第１減速用設定偏差の大きさは、前記第２減速用設定偏差の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１０に記載のミシン。
12. 縫針を上下駆動するミシンモータと、このミシンモータを駆動制御する駆動制御手段と、前記パルスモータの動作中のパルスモータの負荷を直接的又は間接的に検知する負荷検知手段とを備え、
    前記駆動制御手段は、前記負荷検知手段で検知した負荷に応じてミシンモータの回転数を調整することを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載のミシン。
13. 前記負荷検出手段は、一定時間における前記パルスモータの駆動量、若しくは、パルスモータが一定量駆動するまでの時間に基づいてパルスモータの負荷を検知することを特徴とする請求項１２に記載のミシン。
14. 前記設定偏差は、前記パルスモータの駆動速度に基づいて設定されることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載のミシン。
15. 前記設定偏差は、前記パルスモータの駆動速度が増加するのに応じて、増加することを特徴とする請求項１４に記載のミシン。
16. ミシンの駆動対象部を駆動するパルスモータと、パルスモータを駆動する駆動部と、この駆動部を介してパルスモータを制御する制御手段とを備えたミシンにおける、前記制御手段のコンピュータに実行させるためのパルスモータ制御プログラムであって、
    前記パルスモータを駆動するための駆動パルスの第１パルス数と、パルスモータに付設されたエンコーダ手段により検出されたパルスモータの実際の回転量に対応する駆動パルス数である第２パルス数との偏差を求める偏差演算ルーチンと、
    前記偏差演算ルーチンにより演算された偏差と、予め設定された設定偏差とを比較する偏差比較ルーチンと、
    前記偏差比較ルーチンでの比較に基づいてパルスモータへ駆動パルスを出力させるパルス出力ルーチンと、
    を備えたことを特徴とするミシン用パルスモータ制御プログラム。