專利名稱：縫紉機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有中間壓腳的縫紉機。
背景技術(shù)：
當前，對于一邊使保持布料的框狀布料保持部件相對于縫針的上下移動位置進行
移動、一邊形成規(guī)定形狀的線跡的縫紉機，由于在布料保持部件的框中心附近，布料保持部
件對被縫制物的保持力不足，所以在縫針上升時，通過與縫針之間的摩擦阻力而使被縫制
物拉起，產(chǎn)生所謂抖動現(xiàn)象，導(dǎo)致線跡的縫線張力不適當，縫制品質(zhì)降低。 因此，為了在縫針上升時不會使被縫制物被拉起，從而設(shè)置了中間壓腳，其以與縫
針相比較小的行程進行上下移動，同時利用彈力按壓被縫制物。但是，因為中間壓腳在比
縫針低的位置上進行上下移動，所以在具有一定厚度的被縫制物的情況下，產(chǎn)生下述問題，
即，中間壓腳超過規(guī)定而進行下降，中間壓腳以超過規(guī)定的力按壓被縫制物，在被縫制物上
殘留中間壓腳的按壓部的痕跡等，使產(chǎn)品的品質(zhì)下降。 因此，例如專利文獻1的記述所示，在縫紉機電動機之外設(shè)置用于對中間壓腳基 準位置的上下位置進行調(diào)節(jié)的步進電動機，預(yù)先存儲被縫制物的厚度數(shù)據(jù)，在縫制中，根據(jù) 該厚度數(shù)據(jù)使步進電動機進行動作，對中間壓腳基準位置的上下位置進行調(diào)節(jié)，從而使中 間壓腳在與被縫制物厚度相對應(yīng)的位置處進行上下移動。 另外，在專利文獻1中記載了下述縫紉機，其設(shè)置由光學(xué)元件構(gòu)成的布料厚度檢 測器，用于在縫制時檢測厚度，根據(jù)檢測到的布料厚度，利用步進電動機調(diào)整中間壓腳的下 死點高度。 專利文獻1 :日本國專利公告平7-44983號公報(圖5)

發(fā)明內(nèi)容
但是，對于專利文獻l中的現(xiàn)有縫紉機，存在下述問題，S卩，需要用于預(yù)先生成被 縫制物的厚度數(shù)據(jù)的作業(yè)工時，所以生產(chǎn)率低。 另外，在沒有預(yù)先生成被縫制物的厚度數(shù)據(jù)的情況下，需要專用的布料厚度檢測 器，從而存在部件數(shù)量增加而導(dǎo)致生產(chǎn)率降低的問題。 另外，必須在被縫制物所位于的針棒周圍配置布料厚度檢測器，但是對于具有中 間壓腳的縫紉機來說，因為設(shè)有該中間壓腳及其上下移動機構(gòu)，所以還存在難以確保在針 棒周圍配置布料厚度檢測器的空間的問題。 此外，在縫制羊毛材料這樣具有柔軟性的被縫制物的情況下，被縫制物處于所謂 的松軟狀態(tài)(蓬松狀態(tài))，布料厚度檢測器無法檢測這種處于暄軟狀態(tài)的布料厚度，對于中 間壓腳高度調(diào)整的精度出現(xiàn)問題。 另外，由于在縫制過程中，無法針對每一針進行布料厚度檢測器的布料厚度檢測、 以及根據(jù)該檢測到的布料厚度調(diào)整中間壓腳高度的步進電動機控制，而是響應(yīng)會延遲大于 或等于一個線跡，所以在被縫制物的縫制區(qū)域中存在較厚的臺階部等的情況下，產(chǎn)生中間
3壓腳的高度調(diào)整無法跟隨厚度急劇減少的變化，從而損壞被縫制物的問題。 另外，本應(yīng)優(yōu)選中間壓腳僅與被縫制物的表面卡合而使其不會浮起，而并不是按
壓被縫制物，但由于現(xiàn)有的中間壓腳如上所述，利用彈力而使中間壓腳按壓被縫制物，所以
無法形成優(yōu)選狀態(tài)。 本發(fā)明的目的在于，與被縫制物的種類或縫制狀態(tài)的變化無關(guān)地，始終穩(wěn)定地利用中間壓腳防止被縫制物浮起，并且降低價格。 技術(shù)方案1記載的發(fā)明為一種縫紉機，其具有框狀的布料保持部件，其保持布料；針上下移動機構(gòu)，其利用縫紉機電動機使主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而使縫針上下移動；移動單元，其使布料保持部件移動，以使得前述縫針在前述布料保持部件的框內(nèi)上下移動；中間壓腳，其與被縫制物接觸，以防止被縫制物在縫制時浮起；中間壓腳上下移動機構(gòu)，其從前述縫紉機電動機獲得動力，使前述中間壓腳與前述縫針的上下移動同步而上下移動；以及中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)，其具有中間壓腳電動機，通過將中間壓腳電動機的旋轉(zhuǎn)角度變更為任意角度而將前述中間壓腳的下死點高度變更為任意高度，通過對中間壓腳電動機施加用于維持旋轉(zhuǎn)角度的保持扭矩而維持前述中間壓腳的下死點高度，該縫紉機的特征在于，具有中間壓腳高度控制單元，其進行以下控制高度可變控制，其在從前述中間壓腳的下降開始或下降途中直至下死點為止的區(qū)間，控制前述中間壓腳電動機的扭矩，使其成為相對于從外部承受的的扭矩達到平衡的輸出，以使得中間壓腳電動機的輸出軸不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，在前述中間壓腳的下降過程中，基于中間壓腳因與被縫制物抵接而從該被縫制物承受的反作用力，前述中間壓腳電動機的輸出軸的角度發(fā)生變化，從而中間壓腳在與被縫制物的厚度相對應(yīng)的高度中途停止；以及高度維持控制，其在從前述中間壓腳的下死點直至下一次下降開始或下降途中為止的區(qū)間，對前述中間壓腳電動機施加前述保持扭矩，以將前述中間壓腳維持在與前述被縫制物的厚度相對應(yīng)的高度上。 技術(shù)方案2記載的發(fā)明的特征在于，具有與技術(shù)方案1記載的縫紉機相同的結(jié)構(gòu)，
并且，設(shè)有區(qū)間設(shè)定單元，其設(shè)定進行前述高度可變控制的區(qū)間的起始主軸角度。 技術(shù)方案3記載的發(fā)明的特征在于，具有與技術(shù)方案1或2記載的發(fā)明相同的結(jié)
構(gòu)，并且，前述中間壓腳高度控制單元在前述高度維持控制中控制中間壓腳電動機，以使得
在每一針中，在前述中間壓腳上升至比被縫制物更高的位置上，使中間壓腳的下死點高度
恢復(fù)為一定高度。 技術(shù)方案4記載的發(fā)明的特征在于，具有與技術(shù)方案1或2記載的發(fā)明相同的結(jié)構(gòu)，并且，還具有電動機軸角度檢測單元，其檢測前述中間壓腳電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度，前述中間壓腳高度控制單元在前述高度維持控制中，控制中間壓腳電動機，以對于在前述高度可變控制結(jié)束時由前述電動機軸角度檢測單元檢測到的前述中間壓腳電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度進行維持。 技術(shù)方案5記載的發(fā)明的特征在于，具有與技術(shù)方案1的發(fā)明相同的結(jié)構(gòu)，并且，還具有電動機軸角度檢測單元，其檢測前述中間壓腳電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度，前述中間壓腳高度控制單元在前述高度維持控制中，使前述中間壓腳電動機的扭矩恢復(fù)為前述保持扭矩，以將前述中間壓腳維持在與前述電動機軸角度檢測單元檢測到的旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的高度上。 發(fā)明的效果
技術(shù)方案1記載的發(fā)明在進行上下移動的中間壓腳下降時，進行中間壓腳的高度 可變控制。因此，如果中間壓腳通過利用縫紉機電動機進行下降而與被縫制物接觸，從而 承受反作用力而使由中間壓腳上下移動結(jié)構(gòu)決定的中間壓腳的下死點上升，則由于使中間 壓腳的下死點高度上下移動的中間壓腳電動機輸出的扭矩與此前從外部承受的扭矩達到 平衡，所以無法維持當前的下死點高度(將輸出軸維持為一定角度)，所以中間壓腳電動機 的輸出軸在將中間壓腳向上方推回的方向上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)(因為縫紉機電動機施加下降移動， 中間壓腳電動機向上升的方向進行旋轉(zhuǎn)，所以實際上中間壓腳維持與被縫制物接觸時的高 度)。
因此，在被縫制物較厚的情況下，即使下降的中間壓腳進行抵接，中間壓腳也會維
持與被縫制物接觸時的高度，所以可以避免按壓被縫制物而形成傷痕的情況。 此外，在高度維持控制中，在中間壓腳到達下死點之后，使扭矩值恢復(fù)保持扭矩，
維持位于下死點處的軸角度，可以充分實現(xiàn)中間壓腳應(yīng)有的功能，即，防止被縫制物被上升
的縫針拉拽而浮起的功能。 S卩，根據(jù)上述發(fā)明，即使布料厚度發(fā)生變化，也無需中斷縫制，在縫制過程中，針對 每一針而將中間壓腳準確地調(diào)整至與被縫制物厚度相對應(yīng)的高度，解決預(yù)先進行中間壓腳 的干涉等確認作業(yè)的負擔，并且，不限于預(yù)先設(shè)定縫制圖案的縫紉機，都可以與被縫制物的 厚度相對應(yīng)。 另外，上述發(fā)明因為進行控制，使中間壓腳在與被縫制物抵接后停止，所以可以根 據(jù)與被縫制物的松軟狀態(tài)相對應(yīng)的布料厚度對被縫制物進行按壓，有效減少中間壓腳的現(xiàn) 有功能中的被縫制物的抖動。另外，上述發(fā)明因為進行控制，在使中間壓腳下降而進行抵接 時，維持其高度，所以，與例如從檢測到布料厚度之后，對中間壓腳的高度進行控制以使其 位于適當?shù)南滤傈c高度的情況這樣，進行"檢測""控制"的兩步處理的情況不同，可以避免 發(fā)生大于或等于一個線跡的響應(yīng)延遲，在每一針中都將中間壓腳調(diào)節(jié)為適當?shù)母叨取?
此外，上述發(fā)明可以不使用進行接觸位置檢測或距離檢測等的布料厚度檢測器， 而使中間壓腳與布料厚度相對應(yīng)，通過減少部件數(shù)量而提高生產(chǎn)率。 此外，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中也可以增加中間壓腳電動機的電動機軸角度檢測單元。 中間壓腳電動機的電動機軸角度檢測單元并不限于布料厚度檢測，其用途的通用性很高， 例如可以同時用于為了防止中間壓腳電動機失調(diào)等進行的動作控制，或監(jiān)視偏差而切換扭 矩大小等的省電力控制等其它用途，所以通過將電動機軸角度檢測單元用于上述用途，不 會背離實現(xiàn)部件數(shù)量減少的主旨。 此外，本發(fā)明因為無需布料厚度檢測器這樣設(shè)置于針棒周圍的結(jié)構(gòu)，所以可以確 保針棒周圍的空間擴大而作為作業(yè)空間，并且不會妨礙在縫紉機的針棒周圍搭載其它機構(gòu) 或部件。 并且，根據(jù)本發(fā)明，可以不采用現(xiàn)有的中間壓腳機構(gòu)，實現(xiàn)不利用彈力的中間壓腳 機構(gòu)，其中，現(xiàn)有的中間壓腳機構(gòu)使中間壓腳利用彈力按壓被縫制物。 此外，高度可變控制中的起始主軸角度只要是從中間壓腳的下降開始位置即上死 點位置的下方即可，并不限制處于下降中的哪個角度，但優(yōu)選主軸角度成為，使高度可變控 制的開始主軸角度下的中間壓腳的高度與成為縫制對象的被縫制物的厚度的采樣值相比 更高。
此外，在高度可變控制中進行"使中間壓腳電動機的扭矩相對于從外部承受的扭矩達到平衡的輸出"，是指相當于下述情況，即，例如在中間壓腳被后述的壓腳彈簧30 (參照圖5)這樣始終向下方按壓的情況下，抵抗由該按壓彈簧30施加在中間壓腳電動機輸出軸上的下降方向的外部扭矩而達到平衡的上升方向的扭矩輸出。另外，對于不存在按壓彈簧這樣的結(jié)構(gòu)的縫紉機，與下述情況相當，即，例如抵抗由中間壓腳及支撐該中間壓腳的各部件重量形成的施加在中間壓腳電動機輸出軸上的下降方向的外部扭矩而達到平衡的的上
升方向的扭矩輸出。 另一方面，對于在高度可變控制之外的期間內(nèi)的中間壓腳電動機的扭矩，其值設(shè)定為比高度可變控制時的值大，并且在將縫針從被縫制物中拔出時，可以充分按壓被縫制物。 技術(shù)方案2記載的發(fā)明，因為具有區(qū)間設(shè)定單元，其對進行高度可變控制的區(qū)間的起始主軸角度進行設(shè)定，所以可以與被縫制物的厚度相對應(yīng)而在適當?shù)亩〞r開始高度可變控制。 技術(shù)方案3記載的發(fā)明，如果發(fā)生對被縫制物的壓入，則可以進行中間壓腳電動機的控制，通過高度可變控制，使由縫紉機電動機決定的中間壓腳上下移動的范圍整體向上方提升，但高度維持控制進行使通過高度可變控制而被提升的中間壓腳的上下移動范圍恢復(fù)為一定高度的控制。由此，可以防止通過上一次的高度可變控制將下死點向上方修正，而中間壓腳在在下一次下降時與被縫制物分離過遠的情況，在每一針中良好地按壓被縫制物，以防止其浮起。 此外，所謂"一定高度"，優(yōu)選中間壓腳的上死點為比作為縫制對象的較厚被縫制
物的厚度更高的位置，優(yōu)選中間壓腳的下死點處于盡可能接近針板上表面的高度。 另外，使上述中間壓腳的下死點下降的控制，優(yōu)選從縫針從被縫制物中拔出(并
非表示縫針的下端部處于被縫制物上表面的上方即完全拔出的狀態(tài)，而是表示縫針從由于
摩擦而與被縫制物一起拉起的狀態(tài)中脫離的階段下的狀態(tài))且超過中間壓腳上升的主軸
角度至開始高度可變控制的主軸角度為止的期間進行。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的縫紉機的斜視圖。
圖2是表示縫紉機的保持框及中間壓腳附近的放大斜視圖。 圖3是表示縫紉機的中間壓腳裝置的側(cè)視圖。 圖4是中間壓腳裝置的分解斜視圖。 圖5是中間壓腳裝置的分解斜視圖。 圖6是關(guān)于中間壓腳裝置的中間壓腳高度調(diào)節(jié)的說明圖，圖6 (a)表示將下死點向下方調(diào)節(jié)的情況，圖6(b)表示將下死點調(diào)節(jié)為抵接的情況。 圖7是表示本發(fā)明所涉及的縫紉機的控制裝置的框圖。 圖8是表示縫制圖案數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖9是表示相對于通過轉(zhuǎn)動驅(qū)動引起的主軸角度變化，由中間壓腳上下移動機構(gòu)及中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)進行上下移動及高度調(diào)整的中間壓腳所產(chǎn)生的高度變化的曲線圖(上圖)，及表示由CPU 73所控制的中間壓腳電動機42的軸角度變化的曲線圖(下圖)。
圖IO是表示各個主軸角度下的中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)的動作狀態(tài)的示意圖，其 中圖10(A)表示圖9的點b-c區(qū)間，圖10(B)表示圖9的點c，圖10(C)表示圖9的點c-d， 圖19(D)表示圖9的點e，圖10(E)表示圖9的點f。 圖11是表示主軸角度與CPU進行的中間壓腳電動機的控制種類之間的關(guān)系的說 明圖。 圖12是用于說明中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)的按壓彈簧在中間壓腳電動機上產(chǎn)生的 扭矩負載的示意圖。 圖13是表示本發(fā)明所涉及的縫紉機縫制中的動作控制的流程圖。 圖14是表示本發(fā)明所涉及的縫紉機的中間壓腳高度控制中的處理的流程圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對于本發(fā)明所涉及的縫紉機的實施方式詳細地進行說明。 此外，在本實施方式中，作為縫紉機以電子循環(huán)縫縫紉機為例進行說明。
電子循環(huán)縫縫紉機具有框狀的保持框lll(布料保持部件)，其對作為進行縫制
的被縫制物即布料進行保持；以及后述的移動單元，其利用步進電動機使保持框在X-Y方
向上移動，該縫紉機通過使保持框相對于縫針進行相對移動，而在由保持框保持的布料上
基于規(guī)定的縫制數(shù)據(jù)(縫制圖案)形成線跡。 在這里，將后述的縫針108進行上下移動的方向設(shè)為Z軸方向(上下方向)，將與 Z軸方向正交的一個方向設(shè)為X軸方向(左右方向)，將與Z軸方向和X軸方向這兩者正交 的方向定義為Y軸方向(前后方向)。 電子循環(huán)縫縫紉機100 (下面稱為縫紉機100)如圖1所示，具有下述部件等縫紉
機主體101，其設(shè)置在縫紉機工作臺T的上表面上；踏板R，其設(shè)置在縫紉機工作臺T的下
部，用于操作縫紉機主體IOI ;以及操作面板74，其設(shè)置在縫紉機工作臺T的上部，用于由用
戶進行輸入操作。(縫紉機架及主軸) 如圖1、圖2所示，縫紉機主體101具有在側(cè)面觀察下外形呈大致-字狀的縫紉機 架102。該縫紉機架102具有縫紉機臂部102a ;縫紉機底座部102b，其構(gòu)成縫紉機主體 101的下部；以及縱向機體部102c，其連結(jié)縫紉機臂部102a和縫紉機底座部102b。
該縫紉機主體101在縫紉機架102內(nèi)配置動力傳遞機構(gòu)，具有可自由轉(zhuǎn)動地沿前 后方向延伸的主軸2(參照圖4)及未圖示的下軸。主軸2配置在縫紉機臂部102a的內(nèi)部， 下軸(省略圖示)配置在縫紉機底座部102b的內(nèi)部。 主軸2與縫紉機電動機2a(參照圖8)連接，由該縫紉機電動機2a施加旋轉(zhuǎn)力。另 外，下軸(省略圖示)經(jīng)由縱軸(省略圖示)與主軸2連結(jié)，如果主軸2旋轉(zhuǎn)，則主軸2的 動力經(jīng)由縱軸向下軸側(cè)傳遞，從而使下軸旋轉(zhuǎn)。 在主軸2的前端連接有針棒108a，其利用主軸2的旋轉(zhuǎn)而在Z軸方向上下移動，在 該針棒108a的下端設(shè)置有可以更換的縫針108。 S卩，通過主軸2的旋轉(zhuǎn)，縫針108在Z軸方 向上上下移動。 由所述的主軸2、縫紉機電動機2a、針棒108a和未圖示的傳動機構(gòu)構(gòu)成縫針上下 移動機構(gòu)，其中，該傳動機構(gòu)從主軸2向針棒108a施加上下移動的驅(qū)動力。
7
此外，在主軸2上設(shè)置作為主軸角度檢測單元的編碼器2b(參照圖7)。編碼器2b對縫紉機電動機2a的主軸2的旋轉(zhuǎn)角度進行檢測，例如在通過縫紉機電動機2a而使主軸2每旋轉(zhuǎn)r時，就向控制裝置1000輸出脈沖信號。另外，伴隨著主軸2旋轉(zhuǎn)l次，針棒108a進行1次往復(fù)運動。 另外，在下軸(省略圖示)的前端設(shè)置有釜(省略圖示)。如果下軸與主軸2—起旋轉(zhuǎn)，則通過縫針108和釜(省略圖示)的協(xié)同動作形成線跡。 此外，縫紉機電動機2a、主軸2、針棒108a、縫針108、下軸(省略圖示)、釜(省略
圖示)等之間的連接結(jié)構(gòu)因為與現(xiàn)有公知的結(jié)構(gòu)相同，所以在這里不進行詳細記述。
(定位單元) 如圖1、圖2所示，在縫紉機底座部102b上方配置針板IIO，在該針板110的上方配置作為布料保持部的保持框111及縫針108。 保持框111安裝在配置于縫紉機臂部102a的前端部的安裝部件113上，該安裝部件113與配置于縫紉機底座部102b內(nèi)的作為驅(qū)動單元(移動單元)的X軸電動機76a及Y軸電動機77a連結(jié)(參照圖7)。 保持框111保持被縫制物即主布料，隨著X軸電動機76a及Y軸電動機77a的驅(qū)動，將所保持的主布料與保持框111 一起在前后左右方向上移動。并且，通過使縫針108和釜(省略圖示)的動作與保持框lll的移動連動，在主布料上基于規(guī)定的縫制圖案數(shù)據(jù)的縫制數(shù)據(jù)而形成線跡。 另外，保持框lll由布料壓腳(省略圖示)和下板(省略圖示)構(gòu)成，安裝部件113可以由配置于縫紉機臂部102a內(nèi)的布料壓腳電動機79b的驅(qū)動進行上下驅(qū)動，在布料壓腳下降時，在與下板之間夾持布料而進行保持。 并且，上述保持框111、安裝部件113、X軸電動機76a及Y軸電動機77a作為定位單元起作用，其使縫針和主布料在X軸方向及Y軸方向上相對定位。 踏板R作為用于驅(qū)動縫紉機100，使針棒108a(縫針108)上下移動，使保持框111進行動作的操作踏板進行動作。即，在踏板R上組裝了傳感器，其用于對踏板R被踩入的踩入操作位置進行檢測，來自傳感器的輸出信號作為踏板R的操作信號被輸出至后述的控制裝置IOOO，控制裝置1000構(gòu)成為，與上述操作位置、操作信號對應(yīng)而驅(qū)動縫紉機IOO，使其進行動作。 另外，在縫紉機100上設(shè)置用于由用戶進行操作輸入的操作面板74，輸入至操作面板74的各種數(shù)據(jù)及操作信號向后述的控制裝置1000輸出。 此外，操作面板74具有液晶顯示面板和設(shè)置于該液晶顯示面板的顯示畫面上的觸摸面板而構(gòu)成，通過對顯示在液晶顯示面板上的各種操作鍵進行觸摸操作等，觸摸面板對進行觸摸指示的位置進行檢測，將對應(yīng)于檢測出的位置的操作信號向后述的控制裝置1000輸出。(中間壓腳裝置) 在縫紉機臂部102a上設(shè)置有中間壓腳裝置l(參照圖3)，其具有中間壓腳29，該中間壓腳29與針棒108a的上下移動連動而上下移動，將縫針108周圍的布料向下方按壓，以用于防止由于縫針108的上下移動導(dǎo)致布料浮起。此外，中間壓腳裝置1的主體配置于縫紉機臂部102a的內(nèi)部，縫針108插入到形成于中間壓腳29前端側(cè)的通孔中。
中間壓腳裝置1如圖3至圖5所示，具有中間壓腳29，其在縫制時將布料按壓在 針板110側(cè)；中間壓腳上下移動機構(gòu)Ml，其與通過主軸2的旋轉(zhuǎn)而上下移動的縫針108相 配合，使中間壓腳29上下移動；預(yù)緊機構(gòu)M2，其在中間壓腳29的下降動作受到阻礙時，進 行退讓動作，并且在進行退讓動作時，將中間壓腳29向針板110側(cè)預(yù)緊；中間壓腳退避機構(gòu) M3，其使中間壓腳29在縫制結(jié)束后上升至退避高度位置；以及中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)M4， 其調(diào)節(jié)中間壓腳29的高度。 中間壓腳上下移動機構(gòu)Ml通過主軸2(參照圖4)的旋轉(zhuǎn)，使中間壓腳29上下移 動，其中，主軸2也對前端具有縫針108的針棒108a在上下方向上進行驅(qū)動。
如圖4所示，在主軸2上固定偏心凸輪3，該偏心凸輪3連結(jié)連接桿4。連接桿4 與擺動軸抱持部5連結(jié)，擺動軸抱持部5與擺動軸6的一端部連結(jié)。 如圖5所示，在擺動軸6的另一端部上固定有中間壓腳調(diào)節(jié)腕7的基端部，該中間 壓腳調(diào)節(jié)腕7對中間壓腳的上下方向Dl的移動量進行調(diào)節(jié)。在中間壓腳調(diào)節(jié)腕7上形成 槽凸輪7a。該槽凸輪7a形成弧狀的長孔，在該槽凸輪7a的期望位置上，第1連桿8的一端 部由調(diào)節(jié)螺母9和階梯螺釘10進行軸支撐。第1連桿8的一端部的固定位置可以相對于 擺動軸6的中心接觸/分離移動地進行調(diào)節(jié)，可以與相對于中心的距離成正比而對施加在 第1連桿8上的往復(fù)動作量進行增減調(diào)節(jié)。 如圖5所示，第1連桿8的另一端部在第2連桿11的長度方向大致中間，利用階梯 螺釘12可自由轉(zhuǎn)動地連結(jié)。在這里，調(diào)節(jié)螺母9進行卡合的槽凸輪7a形成為，在中間壓腳 29處于上下往復(fù)運動的下死點時，成為以階梯螺釘12的軸心為中心的圓弧的一部分。艮卩， 在上軸2的角度為使中間壓腳29移動至下死點的相位時，通過對槽凸輪7a中的第1連桿 8進行位置調(diào)節(jié)，可以在中間壓腳29的下死點位置保持不動的狀態(tài)下進行行程調(diào)節(jié)。
并且，第2連桿11的一端部軸支撐在后述的定位連桿13上。通過第2連桿11的 一端部軸支撐在定位連桿13上，而在通?？p制時的中間壓腳29進行上下移動時，維持利用 拉伸彈簧16的彈力將第2連桿11的一端部按壓在限制部件19上的狀態(tài)。另外，在中間壓 腳29壓在布料上或由于某種原因而無法下降至預(yù)定的下死點位置的情況下，通過使定位 連桿13抵抗拉伸彈簧16的彈力而進行旋轉(zhuǎn)，使第2連桿11的一端部支點抵抗拉伸彈簧16 進行下降，從而可以使中間壓腳29向上方退讓。由此，可以防止中間壓腳上下移動機構(gòu)M1 損壞。 第2連桿11的另一端部如圖5所示，利用階梯螺釘21可自由旋轉(zhuǎn)地與第3連桿 20的一端部連結(jié)。在第3連桿20的另一端部上，第4連桿22的一端部利用階梯螺釘23可 自由旋轉(zhuǎn)地連結(jié)，該第4連桿22在第3連桿20的長度方向上排列。另外，在本實施方式中， 由該第3連桿20和第4連桿22構(gòu)成中間壓腳連桿部件24。 在第4連桿22的另一端部上，利用階梯螺釘26與連桿中間板25連結(jié)。在連桿中 間板25上固定中間壓腳棒抱持部27，在中間壓腳棒抱持部27上，保持沿上下方向延伸的中 間壓腳棒28。在中間壓腳棒28的下端部安裝有中間壓腳29，其在縫制時將主布料按壓在 針板110側(cè)。在中間壓腳棒28的上端部設(shè)置按壓彈簧30，利用螺栓31及螺母32安裝在中 間壓腳棒抱持部27上。按壓彈簧30在縫制時中間壓腳29與縫針108同步地進行上下移 動時，將中間壓腳29始終向下方按壓。 另外，在本實施方式中，由第1連桿8、第2連桿11、第3連桿20、第4連桿22等構(gòu)
9成中間壓腳上下移動機構(gòu)Ml 。 階梯螺釘23將方形滑塊33及引導(dǎo)部件34 —體地與第3連桿20和第4連桿22連結(jié)。即，在第4連桿22的正面?zhèn)仍O(shè)置引導(dǎo)部件34，在該引導(dǎo)部件34的正面?zhèn)仍O(shè)置方形滑塊33，第3連桿20、第4連桿22、方形滑塊33及引導(dǎo)部件34由一個階梯螺釘23連結(jié)。
引導(dǎo)部件34是大致F字狀的板材，上端部34t利用階梯螺釘35可自由轉(zhuǎn)動地安裝在縫紉機框體(縫紉機架102)上。在引導(dǎo)部件34的下端部附近，沿上下方向形成長條形的長孔34a。該長孔34a在內(nèi)側(cè)嵌入方形滑塊33，使方形滑塊33可以滑動，引導(dǎo)部件34使第3連桿20和第4連桿22的連接部P可以沿中間壓腳29的上下方向Dl移動，并且，限制其向橫切第3連桿20和第4連桿22的排列方向D2的方向D3移動。
另外，如圖5所示，在引導(dǎo)部件34上，移動連桿36的一端部利用階梯螺釘37可自由轉(zhuǎn)動地與長孔34a的上部附近連結(jié)，前述移動連桿36使該引導(dǎo)部件34沿橫切第3連桿20與第4連桿22的排列方向D2的方向D3移動。在移動連桿36的另一端部連結(jié)偏心凸輪38，在該偏心凸輪38上連結(jié)可變軸39的一端部。 可變軸39的另一端部如圖4所示，經(jīng)由軸承40、錐齒輪41與中間壓腳電動機42
連結(jié)。即，中間壓腳電動機42的驅(qū)動以可變軸39、偏心凸輪38、移動連桿36的順序傳遞，
移動連桿36使移動引導(dǎo)部件34的旋轉(zhuǎn)角度的傾角進行變化 調(diào)整移動。 中間壓腳電動機42可在正反方向上自由旋轉(zhuǎn)，并且可以利用控制裝置1000控制
其轉(zhuǎn)動量及驅(qū)動定時。 并且，移動連桿36、引導(dǎo)部件34和方形滑塊33等構(gòu)成為中間壓腳上下移動機構(gòu)的動作傳遞部件，作為中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)M4起作用，S卩，通過將中間壓腳電動機42的旋轉(zhuǎn)角度變更為任意角度，使動作傳遞部件的傾角變化，從而將由后述的中間壓腳上下移動機構(gòu)M1形成的中間壓腳29的下死點高度變更為任意高度，此外，通過對中間壓腳電動機42施加維持旋轉(zhuǎn)角度的保持扭矩，而對由前述中間壓腳上下移動機構(gòu)Ml形成的中間壓腳29的下死點高度進行維持。 定位連桿13在其中央部附近，利用階梯螺釘14可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在作為縫紉機框體的縫紉機架102上，階梯螺釘14的位置與中間壓腳29位于下死點時的階梯螺釘12的
位置一致。 定位連桿13的一端部朝向縫紉機面部側(cè)折返為大致-字狀，在折返的前端部形成彈簧鉤掛部13a。本實施方式中的定位連桿13形成為，其一端的彈簧鉤掛部13a折返至該定位連桿13的轉(zhuǎn)動中心即階梯螺釘14附近，使得從轉(zhuǎn)動中心至彈簧鉤掛部13a的距離變短。在彈簧鉤掛部13a上連結(jié)拉伸彈簧16的一端(上端)，拉伸彈簧16的另一端(下端)與固定在縫紉機架上的彈簧鉤掛部15連結(jié)。 拉伸彈簧16將形成彈簧鉤掛部13a的定位連桿13的一端部以向下方拉拽的方式預(yù)緊。即，在第2連桿11的與第3連桿20連接的連接部位受到反作用力的情況下，即在中間壓腳29壓入布料而受到向上方的反作用力的情況下，拉伸彈簧16對該連接部位以向下方拉拽的方式預(yù)緊。即，拉伸彈簧16和定位連桿13作為預(yù)緊機構(gòu)M2起作用，S卩，在中間壓腳29的下降動作受到阻礙時，可以進行用于避免對中間壓腳上下移動機構(gòu)M1作用過大負載的退讓動作，并且，在退讓動作時，將中間壓腳29向針板110側(cè)預(yù)緊。并且，拉伸彈簧16作為用于避免過大負載的壓腳彈簧起作用。
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此外，通過使定位連桿13與第2連桿11連結(jié)，而使預(yù)緊機構(gòu)M2與中間壓腳上下 移動機構(gòu)M1連接。 在定位連桿13的另一端部連結(jié)止動器17，第2連桿11的一端部與定位連桿13的 另一端部利用一個階梯螺釘18連結(jié)。另外，止動器17利用階梯螺釘14而與定位連桿13 一起可自由轉(zhuǎn)動地安裝在縫紉機架102上。在止動器17的一端部17a的上方設(shè)置限制部 件19，其限制該止動器17的一端部向上方移動。此外，該限制部件19也可以利用縫紉機架 102的一部分進行代替。 如圖4所示，錐齒輪41與錐齒輪43嚙合，可以將中間壓腳電動機42的驅(qū)動向與 可變軸39的軸向正交的方向D4輸出。在錐齒輪43的后端上，同軸地連結(jié)有軸承44、中間 壓腳升降凸輪45等。 中間壓腳升降凸輪45是在軸向端面上具有未圖示的槽的槽凸輪。
中間壓腳升降凸輪45的槽成為凸輪部，該中間壓腳升降凸輪45的轉(zhuǎn)動范圍中的 一半形成為從轉(zhuǎn)動中心至槽的距離大致相同的圓弧狀(以下稱為維持部)，剩余的一半形 成為，從轉(zhuǎn)動中心至槽的距離比該維持部中的從轉(zhuǎn)動中心至槽的距離大，并且，具有平滑地 進行變化的形狀(以下稱為變化部)。 該中間壓腳升降凸輪45使中間壓腳上升部件46的一端部46a上下升降，所述中 間壓腳上升部件46使中間壓腳29上升至縫制結(jié)束后的退避位置，在該中間壓腳升降凸輪 45的槽的內(nèi)部可自由轉(zhuǎn)動地嵌合有圓筒狀的滾軸47，該滾軸47設(shè)置于中間壓腳上升部件 46的另一端部上。并且，在滾軸47沿中間壓腳升降凸輪45的維持部進行移動時，中間壓 腳上升部件46的一端部46a不進行升降，在滾軸47沿中間壓腳升降凸輪45的變化部移動 時，中間壓腳上升部件46的一端部46a進行升降。 因為在這種作為槽凸輪的中間壓腳升降凸輪45的未圖示的槽的內(nèi)側(cè)，經(jīng)由滾軸 47與中間壓腳上升部件46的另一端部卡合，所以只要中間壓腳升降凸輪46不進行轉(zhuǎn)動，中 間壓腳上升部件46就不會進行擺動，可以維持一定狀態(tài)。并且，由中間壓腳升降凸輪45、中 間壓腳上升部件46及滾軸47構(gòu)成中間壓腳退避機構(gòu)M3。 中間壓腳上升部件46在其中腹部，利用軸部件即銷釘48可自由轉(zhuǎn)動地安裝在縫 紉機架102上，被縫紉機架102支撐。所述的中間壓腳上升部件46設(shè)置為其一端部46a位 于中間壓腳棒抱持部27下方，可以通過滾軸47沿中間壓腳升降凸輪45的變化部移動，使 中間壓腳上升部件46的一端部46a上升，從而使中間壓腳棒抱持部27上升，使中間壓腳29 上升至退避位置。(縫制時的中間壓腳的動作) 下面，對于具有上述結(jié)構(gòu)的中間壓腳裝置1的中間壓腳上下移動機構(gòu)M1的動作進 行說明。 如果通過縫紉機電動機2a的驅(qū)動而使主軸2旋轉(zhuǎn)，使偏心凸輪3旋轉(zhuǎn)，則連接桿 4的前端沿與主軸2的軸線大致正交的方向(橫切第3連桿20和第4連桿22的排列方向 D2的方向D3)擺動，與連接桿4連結(jié)的擺動軸抱持部5也向相同方向擺動。因為通過該擺 動軸抱持部5擺動，擺動軸6也進行擺動，所以第1連桿8的一端部成為擺動支點，第1連 桿8的另一端部在與擺動軸6的軸線大致正交的方向(橫切第3連桿20和第4連桿22的 排列方向D2的方向D3)上擺動。隨著第1連桿8的另一端部的擺動，第2連桿11的另一端部向第3連桿20和第4連桿22的排列方向D2擺動，與第2連桿11另一端部連結(jié)的第3連桿20及第4連桿22在其排列方向(上下方向)D2上擺動。因為隨著第3連桿20和第4連桿22的擺動，與第4連桿22連結(jié)的中間壓腳棒28沿上下方向Dl移動，所以中間壓腳29在上下方向上移動。另外，因為通過主軸2的旋轉(zhuǎn)而使縫針108上下移動，所以與該縫針108的上下移動連動而中間壓腳29上下移動。 此外，在以下的說明中，在主軸2的角度為O。時，設(shè)為縫針108及中間壓腳29位于上死點，在主軸2的角度為180°時，設(shè)為縫針108及中間壓腳29位于下死點。
(中間壓腳裝置進行的中間壓腳下死點高度的調(diào)節(jié)動作) 下面，對于通過具有上述結(jié)構(gòu)的中間壓腳裝置1的中間壓腳高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)M4進行的中間壓腳29的高度調(diào)節(jié)動作進行說明。 中間壓腳電動機42的驅(qū)動經(jīng)由錐齒輪41、軸承40傳遞至可動軸39，可動軸39開始旋轉(zhuǎn)。通過可動軸39的旋轉(zhuǎn)，偏心凸輪38也旋轉(zhuǎn)，移動連桿36在與可動軸39的軸線大致正交的方向(橫切第3連桿20和第4連桿22的排列方向D2的方向D3)上擺動。通過移動連桿36的擺動，引導(dǎo)部件34在橫切第3連桿20和第4連桿22的排列方向D2的方向D3上擺動。 此時，如圖6(a)、 (b)所示，由于利用引導(dǎo)部件34的長孔34a進行連結(jié)的第3連桿20和第4連桿22的連結(jié)部P的階梯螺釘23 (方形滑塊33)，其螺釘部分通過長孔34a而被限制了向橫切第3連桿20和第4連桿22的排列方向D2的方向D3移動(參照圖5、圖6 (a))，所以通過擺動而傳遞來的力沒有損失，伴隨著階梯螺釘23 (方形滑塊33)沿長孔34a向上方移動，階梯螺釘23 (方形滑塊33)追隨引導(dǎo)部件34進行移動，串接排列而連結(jié)的第3連桿20和第4連桿22之間形成的角度變化，中間壓腳連桿部件24成為大致夂字狀(參照圖6(b))。如果中間壓腳連桿部件24成為大致夂字狀，則中間壓腳29沿上下方向D1向上方移動。由此，通過將中間壓腳電動機42的旋轉(zhuǎn)角度變更為任意角度，可以將中間壓腳29距離針板110的下死點高度調(diào)節(jié)為任意高度。此外，通過對中間壓腳電動機42施加維持旋轉(zhuǎn)角度的保持扭矩，從而對變更為前述任意角度后的由中間壓腳上下移動機構(gòu)M1形成的中間壓腳29的下死點高度進行維持。[cmo](縫紉機的控制系統(tǒng)控制裝置) 另外，縫紉機100如圖7所示，具有上述各部件和用于對各部件的動作進行控制的作為動作控制單元的控制裝置1000。并且，控制裝置1000具有程序存儲器70，其存儲縫制程序70a、中間壓腳高度控制程序70b ;作為存儲單元的數(shù)據(jù)存儲器71，其存儲縫制圖案數(shù)據(jù)71a及各種設(shè)定信息(省略圖示)；以及CPU 73，其執(zhí)行程序存儲器70內(nèi)的各個程序70a、70b。 另外，CPU 73經(jīng)由接口 74a與操作面板74連接。所述的操作面板74作為各種信息的輸入輸出單元起作用，其具有顯示各種畫面和輸入按鈕的顯示部74b、和設(shè)置在顯示部74b的表面上而對接觸位置進行檢測的觸摸傳感器74c。在操作面板74中使用的輸入按鈕及輸入開關(guān)，均由顯示部74b進行顯示，通過利用觸摸傳感器74c對輸入進行檢測而與下壓式按鈕或開關(guān)相同地起作用。 另外，CPU 73經(jīng)由接口 75與驅(qū)動縫紉機電動機2a的縫紉機電動機驅(qū)動電路75b連接，控制縫紉機電動機2a的旋轉(zhuǎn)。此外，縫紉機電動機2a具有編碼器2b，驅(qū)動縫紉機電動機2a的縫紉機電動機驅(qū)動電路75b，將縫紉機電動機2a每旋轉(zhuǎn)一周而從編碼器2b輸出的Z相信號，經(jīng)由接口 75輸入CPU 73，根據(jù)該信號，CPU 73可以識別主軸2旋轉(zhuǎn)一周的原點(0°位置)。另外，縫紉機電動機2a每旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度1°而從編碼器2b輸出的A相信號，經(jīng)由接口 75輸入CPU 73，通過以前述Z相信號為基準而對A相信號的脈沖數(shù)進行計數(shù)，CPU 73可以識別主軸2的當前旋轉(zhuǎn)角度。
此外，縫紉機電動機2a可以使用例如伺服電動機。 另外，CPU 73經(jīng)由接口 76及接口 77與X軸電動機驅(qū)動電路76b及Y軸電動機驅(qū)動電路77b連接，控制保持框111在X軸方向及Y軸方向上的動作，其中，X軸電動機驅(qū)動電路76b及Y軸電動機驅(qū)動電路77b分別對設(shè)置在保持要縫制的布料的保持框111上的X軸電動機76a及Y軸電動機77a進行驅(qū)動。 另夕卜，CPU 73經(jīng)由接口 78與驅(qū)動中間壓腳電動機42的中間壓腳電動機驅(qū)動電路78b連接，控制中間壓腳機構(gòu)1的動作，其中，中間壓腳29在由縫紉機電動機2a進行的上下移動之外，還可以由該中間壓腳電動機42進行上下移動。此夕卜，在中間壓腳電動機42的輸出軸上設(shè)置作為電動機軸角度檢測單元的編碼器81，驅(qū)動中間壓腳電動機42的中間壓腳電動機驅(qū)動電路79b，將中間壓腳電動機42每旋轉(zhuǎn)一周時而從編碼器81輸出的Z相信號，經(jīng)由接口 78輸入CPU 73，根據(jù)該信號，CPU 73可以識別中間壓腳電動機42的輸出軸旋轉(zhuǎn)一周的原點(0°位置)。另外，中間壓腳電動機42每旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度r而從編碼器81輸出的A相信號，經(jīng)由接口 78輸入CPU 73，通過以前述Z相信號為基準而對A相信號的脈沖數(shù)進行計數(shù)，CPU 73可以識別中間壓腳電動機輸出軸的當前旋轉(zhuǎn)角度。 另外，CPU 73經(jīng)由接口 79與驅(qū)動布料壓腳電動機79a的布料壓腳電動機驅(qū)動電路79b連接，控制布料壓腳的動作，該布料壓腳電動機79a使布料壓腳(省略圖示)上下移動。 此外，對于X軸電動機76a及Y軸電動機77a、中間壓腳電動機42、布料壓腳電動機79a，例如可以使用步進電動機。 存儲于上述數(shù)據(jù)存儲器71中的縫制圖案數(shù)據(jù)71a如圖8所示，組合有示出在使保
持框111移動時的X方向移動量、Y方向移動量的數(shù)據(jù)(表示落針位置的線跡數(shù)據(jù))的布
料進給命令及空進給命令、切線命令、結(jié)束命令，用于在進行縫制時執(zhí)行運針圖案。 并且，通過依照排列順序執(zhí)行各種命令，可以執(zhí)行根據(jù)任意圖案(樣式)的縫制。 在圖8所示的縫制圖案數(shù)據(jù)中，在"縫制"和"空進給"命令中，包含使保持框111
移動時的X方向移動量、Y方向移動量的數(shù)據(jù)(參數(shù))，X軸電動機76a和Y軸電動機77a
的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動量由其決定。 另外，"切線"是使切線裝置(省略圖示)動作的命令，"結(jié)束"是使縫紉機100的布料壓腳電動機79驅(qū)動而松開布料的命令，并且，因為不需要對上述動作進行數(shù)值設(shè)定，所以無需設(shè)定數(shù)值數(shù)據(jù)(在圖8中標記為(O))。 此外，圖8的X移動量、Y移動量、中間壓腳移動量的數(shù)值數(shù)據(jù)是用IO倍數(shù)值表示的，例如"15"表示"1. 5mm"。(通過中間壓腳高度控制程序進行的處理) 存儲于程序存儲器70中的中間壓腳高度控制程序70b為下述程序，即，在縫制時與被縫制物的厚度對應(yīng)而控制中間壓腳電動機42，將中間壓腳29調(diào)整為適當?shù)母叨取?br> 13
根據(jù)圖9至圖12，對于CPU 73根據(jù)所述的中間壓腳高度控制程序70b進行的控 制，詳細地進行說明。 圖9是表示相對于由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動引起的主軸角度變化，利用中間壓腳上下移動機構(gòu) Ml及中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)M4進行上下移動及高度調(diào)整的中間壓腳29所產(chǎn)生的高度變 化的曲線圖(上圖)，以及表示由CPU 73控制的中間壓腳電動機42的軸角度變化的曲線 圖(下圖)。另外，圖10是表示各個主軸角度下的中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)M4的動作狀態(tài)的 示意圖，圖10(A)表示圖9的點b-c區(qū)間、圖10(B)表示圖9的點c、圖10(C)表示圖9的 點c-d區(qū)間、圖10(D)表示圖9的點e、圖10(E)表示圖9的點f。此外，在圖IO中，為了避 免各個結(jié)構(gòu)重合，為了方便而將連桿20、22的彎曲方向和中間壓腳電動機42的配置左右顛 倒，但對下面的原理說明沒有任何影響。 中間壓腳29如前所述，利用中間壓腳上下移動機構(gòu)Ml與縫針108同步進行上下 移動，以在主軸角度為O。時位于上死點，在主軸角度為180°時位于下死點。另外，設(shè)定中 間壓腳29配置在縫針108的下方，其上下往復(fù)的行程也比縫針108短。
并且，對中間壓腳電動機42進行控制，以使得在縫制開始時，作為初始位置，在中 間壓腳29位于下死點時，該中間壓腳29的底面成為與針板上表面相同的高度。此外，將此 時的中間壓腳電動機42的輸出軸的軸角度作為O。(原點)而進行下面的說明。
圖ll是表示主軸角度與CPU 73進行的中間壓腳電動機的控制種類的關(guān)系的說明 圖。CPU 73如圖9及圖11所示，將中間壓腳29上下移動的1個行程(主軸2旋轉(zhuǎn)1周) 大致分為進行高度可變控制的區(qū)間(高度可變控制區(qū)間)K1和進行維持控制(高度維持控 制)的區(qū)間(維持控制區(qū)間)這兩個區(qū)間而進行控制，其中，高度可變控制是指如果中間壓 腳29由于壓入被縫制物而受到反作用力，則使中間壓腳電動機42的輸出軸旋轉(zhuǎn)，以使中間 壓腳29向上方移動，維持控制是指無論外力如何，都將中間壓腳電動機42的軸角度維持為 一定。 另外，維持控制區(qū)間分為第一維持控制區(qū)間K2和第二維持控制區(qū)間K3，所述第一 維持控制區(qū)間K2在從主軸角度為0° (上死點)開始至高度可變控制區(qū)間Kl的起始主軸 角度為止的期間內(nèi)，將中間壓腳電動機42的軸角度維持為原點，第二維持控制區(qū)間K3在高 度可變控制區(qū)間K1的結(jié)束主軸角度(180° )(下死點)以后，從結(jié)束主軸角度(180° )至 主軸角度為0°的期間內(nèi)，將中間壓腳電動機42的軸角度維持為通過高度可變控制而最終 修正后的中間壓腳電動機42的軸角度，在成為第一維持控制區(qū)間K2和第二維持控制區(qū)間 K3之間的主軸角度(0。)，進行使中間壓腳電動機42的軸角度恢復(fù)為原點的控制。此外， 使所述中間壓腳電動機42的軸角度恢復(fù)為原點的控制，可以在縫針從被縫制物中拔出至 開始高度可變控制為止期間內(nèi)的任意定時進行。 此外，作為高度可變控制區(qū)間K1、第一維持控制區(qū)間K2及第二維持控制區(qū)間K3各 個區(qū)間的起始、結(jié)束的主軸角度通過預(yù)先設(shè)定而存儲在數(shù)據(jù)存儲器71中，CPU 73利用編碼 器2b監(jiān)視各個作為起始角度的主軸角度，開始對各個區(qū)間的控制。 CPU 73通過執(zhí)行中間壓腳高度控制程序70b而作為中間壓腳高度控制單元起作 用，在高度可變控制區(qū)間K1中進行高度可變控制，在第一維持控制區(qū)間K2及第二維持控制 區(qū)間K3中進行高度維持控制。(中間壓腳高度控制高度可變控制區(qū)間)
在高度可變控制中，在中間壓腳29發(fā)生壓入被縫制物的情況下，中間壓腳電動機 42進行使中間壓腳29向上升方向移動的旋轉(zhuǎn)，以抵消縫紉機電動機2向中間壓腳29施加 的下降移動，從而進行減小對被縫制物按壓的控制。 S卩，中間壓腳電動機42對于向其輸出軸施加的朝向使中間壓腳29下降的方向的 外部扭矩，輸出向使中間壓腳29上升的方向的扭矩，通過達到平衡而保持中間壓腳29的下 死點高度，如果中間壓腳29在下降時由于壓入被縫制物的較厚的臺階部而中途停止，并受 到向上方的反作用力，則因為施加在中間壓腳電動機42的輸出軸上的扭矩的平衡傾向于 上升側(cè)，所以輸出軸向上升側(cè)旋轉(zhuǎn)，通過縫紉機電動機2和中間壓腳電動機42施加相互抵 消的上下移動，而將中間壓腳29維持在接觸位置。 高度可變控制區(qū)間Kl的起始主軸角度(圖9的點b)和結(jié)束主軸角度(圖9的點 d)，都可以從操作面板74進行輸入設(shè)定。 高度可變控制的起始角度為大于或等于O。而小于或等于180。的范圍，例如可 以在從中間壓腳29開始下降或下降途中至下死點為止的區(qū)間內(nèi)進行設(shè)定，至少將主軸角 度設(shè)定為中間壓腳29位于大于或等于被縫制物具有的厚度的高度上。
另外，結(jié)束角度原則上為由縫紉機電動機2進行上下移動的下死點(主軸角度 180° )，但也可以在180。之后的例如190。左右的范圍中進行微調(diào)。 此外，由此，操作面板74作為"對進行高度可變控制的區(qū)間的起始和結(jié)束主軸角 度進行設(shè)定的區(qū)間設(shè)定單元"起作用。 如果進行下降的中間壓腳29由于與被縫制物接觸而受到反作用力，則高度可變 控制利用中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)M4對中間壓腳29的上下位置調(diào)節(jié)功能，根據(jù)外力控制中 間壓腳電動機42，使中間壓腳29以與由縫紉機電動機2引起的下降移動相抵消的方式進行 上升移動，從而盡力不在被縫制物側(cè)產(chǎn)生按壓力。 中間壓腳上下移動機構(gòu)Ml具有按壓彈簧30，其將中間壓腳29始終向下方按壓。
從開始高度可變控制至中間壓腳29與被縫制物抵接為止的期間，如圖10(A)所 示，利用按壓彈簧30的按壓力f，對第4連桿22施加逆時針方向的扭矩Tl，由此，在引導(dǎo)部 件34上作用順時針方向的扭矩T2。因此，在中間壓腳電動機42的輸出軸上，經(jīng)由移動連桿 36及偏心凸輪38，施加順時針方向的外部扭矩Tf作為"從外部承受的扭矩"。
CPU 73進行控制，以與Tf大致相同的大小輸出反方向(逆時針方向)的驅(qū)動扭矩 Tm，以相對于外部扭矩Tf達到平衡。由此，可以在中間壓腳29下降時，使中間壓腳電動機 42的輸出軸不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。 并且，如圖10(B)及圖12所示，在中間壓腳上下移動機構(gòu)M1中，利用縫紉機電動 機2進行往復(fù)轉(zhuǎn)動的第2連桿11的圖3中的左端部，由拉伸彈簧16按壓在上方的限制部 件19上而使其位置固定，從而該左端部成為轉(zhuǎn)動中心。此外，拉伸彈簧16實際上通過經(jīng)由 定位連桿13施加張力而將第2連桿11的左端部按壓在限制部件19上，在圖12中，為了便 于說明而省略定位連桿13的圖示，并將拉伸彈簧16作為按壓彈簧進行圖示。
并且，第2連桿11從與其中間位置連結(jié)的第1連桿8被施加往復(fù)轉(zhuǎn)動力。
在所述構(gòu)造中，如果中間壓腳29壓入被縫制物，則此前進行轉(zhuǎn)動的第2連桿11的 右端部被阻止下降，因此，從縫紉機電動機2經(jīng)由第1連桿8施加的向下方的按壓力作用于 第2連桿11的左端部上，抵抗拉伸彈簧16而將左端部壓下。
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此時，第2連桿11的左端部瞬時離開限制部件19，以與第1連桿8的連結(jié)點為中 心，從拉伸彈簧16承受Yl方向的扭矩，其結(jié)果，第3連桿部件20承受箭頭Y2的扭矩，將方 形滑塊33向箭頭Y3的方向按壓。并且，對引導(dǎo)部件34沿箭頭Y4方向施加旋轉(zhuǎn)力，將移動 連桿36向箭頭Y5方向按壓，經(jīng)由偏心凸輪38，對中間壓腳電動機42的輸出軸施加箭頭Y6 方向的扭矩TF。此外，與該拉伸彈簧16產(chǎn)生的扭矩TF的大小相比，由前述按壓彈簧30產(chǎn) 生的外部扭矩Tf及驅(qū)動扭矩Tm的大小設(shè)定為足夠小。 另一方面，因為通過中間壓腳29抵接而成為來自按壓彈簧30的上方扭矩Tf不向
輸出軸施加的狀態(tài)，所以中間壓腳電動機42受到該驅(qū)動扭矩Tm和由上述拉伸彈簧16產(chǎn)生
的扭矩TF這兩者的作用，容易向中間壓腳29上方方向(逆時針方向)進行旋轉(zhuǎn)。 即，對于中間壓腳29，利用縫紉機電動機2a施加下降移動，通過由中間壓腳電動
機42施加上方移動以抵消上述下降移動，從而中間壓腳29在被縫制物的上表面靜止，幾乎
不產(chǎn)生對被縫制物的按壓力(圖10(C))。(中間壓腳高度控制維持控制區(qū)間) 維持控制區(qū)間例如是從中間壓腳29的下死點至下一次開始下降或下降中途的區(qū) 間，將該區(qū)間分為2個區(qū)間，即，第一維持控制區(qū)間K2，其在從主軸角度為0° (圖9的點a) 開始至高度可變控制區(qū)間Kl的起始主軸角度(圖9的點b)的期間內(nèi)，將中間壓腳電動機 42的軸角度維持為初始位置；以及第二維持控制區(qū)間K3，其在高度可變控制區(qū)間K1的結(jié)束 主軸角度(原則上是180。圖9的點d)至主軸角度為0。(圖9的點e、f)的期間內(nèi)，將 中間壓腳電動機42的軸角度維持在通過高度可變控制而最終修正后的中間壓腳電動機42 的軸角度，在從第二維持控制區(qū)間K3進入第一維持控制區(qū)間K2時，在主軸角度(0° )進行 使中間壓腳電動機42的軸角度恢復(fù)為初始位置的控制。 此外，對于高度可變控制區(qū)間Kl、第一維持控制區(qū)間K2及第二維持控制區(qū)間K3， 通過預(yù)先設(shè)定而規(guī)定各個區(qū)間的起始、結(jié)束的主軸角度，CPU 73利用編碼器2b對成為各個 起始角度的主軸角度進行監(jiān)視，開始對各個區(qū)間的控制。 在第一維持控制區(qū)間K2中，CPU 73進行將中間壓腳電動機42的指令角度維持為 初始位置值即0° (例如，該中間壓腳電動機42的軸角度使中間壓腳29在下死點上成為 剛好與針板的上表面接觸的高度)的控制。另外，CPU 73進行電流控制，使此時的中間壓 腳電動機42的輸出扭矩成為比由拉伸彈簧16產(chǎn)生的負載扭矩更大的扭矩，作為保持扭矩 T0。由此，在第一維持控制區(qū)間內(nèi)，即使中間壓腳29意外地由于某種物體插入等而發(fā)生下 降阻止狀態(tài)，也可以將中間壓腳電動機42維持在初始位置，并且在拉伸彈簧16伸長而使中 間壓腳29在下降動作被阻礙時進行退避動作。 另外，在第二維持控制區(qū)間K3中，CPU 73在達到上死點之前，進行將中間壓腳電 動機42維持為在高度可變控制區(qū)間Kl內(nèi)最終到達的角度的控制(圖10(D))。在這種情 況下，CPU 73進行電流控制，使中間壓腳電動機42的輸出扭矩成為與第一維持控制區(qū)間K2 中相同值的扭矩，作為保持扭矩T0。 由此，在通過下死點的縫針108以剌入被縫制物的狀態(tài)下開始上升的情況下，被 縫制物被縫針108拉升而與中間壓腳29按壓接觸，但由于中間壓腳29抵抗該按壓力而維 持一定高度，所以可以防止被縫制物浮起。 此外，在第二維持控制區(qū)間K3內(nèi)，如果中間壓腳20到達上死點(圖9的點e)，則CPU 73進行使中間壓腳電動機42恢復(fù)為初始位置值即0。的控制(圖9的點f，圖10(D))。 即，在高度可變控制區(qū)間Kl中，在中間壓腳29與被縫制物接觸而中間壓腳電動機42的軸 角度發(fā)生變化的情況下，使軸角度恢復(fù)為原點位置。由此，即使在下一次高度可變控制時被 縫制物的厚度變薄的情況下，中間壓腳29也可以避免無法到達被縫制物的情況，可以形成 適當?shù)南滤傈c高度，因此，在其后的第二維持控制區(qū)間K3中，可以防止被縫制物浮起。
(通過縫制程序進行的縫制處理) 存儲在程序存儲器70中的縫制程序70a，順次讀取上述縫制圖案數(shù)據(jù)71a中的各 個命令，與命令對應(yīng)而指定控制對象，根據(jù)命令內(nèi)的設(shè)定數(shù)值進行縫紉機電動機2a、 X軸電 動機76a、 Y軸電動機77a的動作控制，基于縫制圖案數(shù)據(jù)71a執(zhí)行縫制。 [OWO](縫制動作說明) 下面，根據(jù)圖13的流程圖，說明基于縫制程序70a而CPU 73進行的縫制控制。
如果按下設(shè)置于操作面板74上的、指示縫制控制開始的準備鍵(步驟Sll)，則 CPU 73讀入縫制圖案數(shù)據(jù)71a(步驟S12)，執(zhí)行將操作面板74的顯示部74b切換至縫制畫 面的控制(步驟S13)。 然后，如果檢測到操作面板上的表示由操作者已將被縫制物設(shè)置在保持框111上 的啟動按鈕被按下，則CPU 73利用布料壓腳電動機79a使保持框111下降，進行對被縫制 物的按壓(步驟S14)。并且，開始驅(qū)動縫紉機電動機2a(步驟S15)。 然后，利用編碼器2b檢測主軸角度，CPU 73判定是否為將被縫制物向X、Y軸方向 進給的角度(步驟S16)。 其結(jié)果，在是進給角度的情況下，根據(jù)從縫制圖案數(shù)據(jù)71a中讀出的X方向移動 量、Y方向移動量，進行X軸電動機76a及Y軸電動機77a的驅(qū)動，執(zhí)行被縫制物的移動動作 (步驟S17)。另外，在不是進給角度的情況下，執(zhí)行后述的中間壓腳高度控制(步驟S18)。
然后，經(jīng)過步驟S17或S18，CPU 73對是否直至縫制圖案數(shù)據(jù)71a的最后一針為止 完成了被縫制物的進給進行判定(步驟S19)，在還未完成最后一針的情況下，返回步驟S16 進行處理。中間壓腳每隔數(shù)msec單位的微小時間重復(fù)進行該步驟S16 S19的循環(huán)。
另外，在完成了直至最后一針的進給的情況下，CPU 73使未圖示的切線裝置動作 而執(zhí)行切線，利用布料壓腳電動機79a使保持框111上升，松開被縫制物，結(jié)束縫制(步驟 S20)。 下面，根據(jù)圖14的流程圖，對于在上述步驟S18中進行的中間壓腳高度控制，將 CPU 73基于中間壓腳高度控制程序70b而進行的控制進行說明。 在中間壓腳高度控制中，CPU 73對編碼器2b檢測出的主軸角度是否在高度可變 控制區(qū)間K1內(nèi)進行判定(步驟S31)，在處于高度可變控制區(qū)間K1內(nèi)的情況下，進行電流控 制，使中間壓腳電動機42的輸出扭矩成為前述逆時針方向的驅(qū)動扭矩Tm(步驟S32)。
然后，根據(jù)編碼器2b求出主軸角度，對是否為高度可變控制區(qū)間Kl的結(jié)束角度 (180° )進行判定(步驟S33)。 其結(jié)果，在是高度可變控制區(qū)間K1的結(jié)束角度的情況下，由編碼器81檢測中間壓 腳電動機42的輸出軸的角度，進行將該檢測角度指定為指令角度的控制(步驟S34)。由 此，在從高度可變控制區(qū)間Kl進入第二維持控制區(qū)間K3時，進行中間壓腳電動機42的控 制，以維持高度可變控制區(qū)間K1的最終軸角度。然后，結(jié)束中間壓腳高度控制。
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另一方面，在編碼器2b的檢測主軸角度沒有位于高度可變控制區(qū)間Kl內(nèi)的情況 下，因為這意味著當前的主軸角度位于維持控制區(qū)間K2、K3中，所以CPU 73進行電流控制， 使中間壓腳電動機42的輸出扭矩成為可以抵抗拉伸彈簧16的負載扭矩T1的高扭矩值(保 持扭矩TO)(步驟S35)。 此外，對編碼器2b檢測出的主軸角度是否為0。進行判定，在主軸角度為O。的情 況下，CPU 73通過將中間壓腳電動機42的指令角度變更為原點，而進行使中間壓腳電動機 42恢復(fù)為原點位置的控制。然后，結(jié)束中間壓腳高度控制。
(實施方式的效果) 在電子循環(huán)縫縫紉機100中，因為在主軸旋轉(zhuǎn)一周中的高度可變控制區(qū)間K1內(nèi)， 進行控制以使中間壓腳電動機42的輸出扭矩成為與外部扭矩Tf抵消的驅(qū)動扭矩Tm，所以 如果由于被縫制物的厚度使中間壓腳29與被縫制物上表面接觸，則因來自被縫制物的反 作用力，中間壓腳電動機42很容易使連桿20、22的狀態(tài)向下死點提高的方向變化，因此可 以基本消除中間壓腳29向被縫制物側(cè)施加的壓力。另一方面，如果進入第二維持控制區(qū)間 K3，則因為對在高度可變控制區(qū)間K1內(nèi)到達的中間壓腳電動機42的最終軸角度進行維持， 所以可以在中間壓腳29通過下死點后維持該下死點高度，可以將由縫針108拉起的被縫制 物向下方按壓，有效地抑制被縫制物浮起或抖動。 因此，可以在執(zhí)行縫制中即時進行中間壓腳29的高度調(diào)節(jié)，解決預(yù)先進行預(yù)縫制 以確認中間壓腳與被縫制物之間發(fā)生干涉等的負擔，并且可以進行與被縫制物的厚度相對 應(yīng)的縫制。 此外，無需使用與被縫制物接觸、或檢測與該被縫制物之間的距離而檢測布料厚 度的檢測器，就可以使中間壓腳29的高度與布料厚度相對應(yīng)，可以減少部件數(shù)量而實現(xiàn)生 產(chǎn)率的提高。另外，因為不需要在縫紉機IOO的針棒周圍設(shè)置檢測器，所以可以增大針棒 周圍的空間而確保作為作業(yè)空間，同時不會妨礙在針棒周圍搭載縫制所需的其它機構(gòu)或部 件。 另外，電子循環(huán)縫縫紉機100因為可以通過操作面板74任意設(shè)定高度可變控制區(qū) 間K1的起始和結(jié)束的主軸角度，所以可以與被縫制物的厚度對應(yīng)而在適當?shù)亩〞r開始高 度可變控制，在抑制被縫制物抖動的適當定時使高度可變控制結(jié)束。 另外，在電子循環(huán)縫縫紉機100中，因為控制裝置1000在每一針中，在開始高度可 變控制之前的主軸角度0°的位置上，進行使中間壓腳電動機42的軸角度恢復(fù)為初始位置 的控制，所以如圖9的點g、 h所示，在下一個落針位置由于臺階差而位于較低位置的情況 下，可以防止由于前一個高度可變控制將下死點向上方修正，而在下一個中間壓腳29下降 時無法到達被縫制物的情況，在每一針中適當?shù)馗轮虚g壓腳的下死點，可以有效地抑制 被縫制物浮起。
(其它) 此外，圖11所示的高度可變控制區(qū)間K1、第一維持控制區(qū)間K2及第二維持控制區(qū) 間K3的起始、結(jié)束的主軸角度僅不過是一個例子，并不限定于此。 例如，對于高度可變控制區(qū)間Kl的起始主軸角度，也可以省略第一維持控制區(qū)間 K2而在中間壓腳29恢復(fù)為原點后立刻開始。此外，在已知作為縫制對象的被縫制物的厚度 的可采樣值的最大值(例如圖11的高度H1)的情況下，優(yōu)選在中間壓腳電動機42處于原點的狀態(tài)下，將起始主軸角度設(shè)置為中間壓腳29到達高度H1的主軸角度之前的主軸角度，
更優(yōu)選設(shè)置為即將達到該高度HI對應(yīng)的的主軸角度之前的主軸角度。 另外，高度可變控制區(qū)間K1的結(jié)束主軸角度是180。或大于180° ，優(yōu)選將其設(shè)為
被縫針108拉起的被縫制物開始與中間壓腳29壓接的主軸角度之前的角度。 此外，第二維持控制區(qū)間K3的起始主軸角度與高度可變控制區(qū)間Kl的結(jié)束主軸
角度相同。 另外，第二維持控制區(qū)間K3的結(jié)束主軸角度及使中間壓腳電動機29恢復(fù)為原點 的主軸角度，在已知縫針108從被縫制物拔出的主軸角度(在這里，所謂"拔出"并非完全 脫離的狀態(tài)，而是表示縫針108從將被縫制物向上方拉起的狀態(tài)中脫離的狀態(tài))的情況下， 只要是該主軸角度之后的角度即可，也可以是其它角度，無論在該主軸角度未知、已知的任 一種情況下，都可以將即將達到高度可變控制區(qū)間Kl的起始主軸角度之前的角度作為第 二維持控制區(qū)間的結(jié)束主軸角度及恢復(fù)為原點的主軸角度。 另外，使中間壓腳電動機29的軸角度恢復(fù)為原點的控制不限于瞬時進行的情況， 也可以直至高度可變控制開始為止慢慢恢復(fù)為原點。 另外，針對使高度可變控制區(qū)間K1中的中間壓腳電動機42的驅(qū)動扭矩Tm與按壓 彈簧30產(chǎn)生的外部扭矩Tf方向相反且大小相等的情況進行了說明，但也有不設(shè)置按壓彈 簧30的中間壓腳上下移動機構(gòu)M1。在這種情況下，優(yōu)選在高度可變控制區(qū)間K1中，對中間 壓腳電動機42進行控制而輸出逆時針方向的驅(qū)動扭矩，以與由于中間壓腳20等的自重產(chǎn) 生的在中間壓腳電動機42的輸出軸上沿順時針方向作用的外部扭矩達到平衡。
權(quán)利要求
一種縫紉機，其具有框狀的布料保持部件，其保持布料；針上下移動機構(gòu)，其利用縫紉機電動機使主軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而使縫針上下移動；移動單元，其使布料保持部件移動，以使前述縫針在前述布料保持部件的框內(nèi)上下移動；中間壓腳，其與被縫制物接觸，以防止被縫制物在縫制時浮起；中間壓腳上下移動機構(gòu)，其從前述縫紉機電動機獲得動力，使前述中間壓腳與前述縫針的上下移動同步而上下移動；以及中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)，其具有中間壓腳電動機，通過將中間壓腳電動機的旋轉(zhuǎn)角度變更為任意角度而將前述中間壓腳的下死點高度變更為任意高度，通過對中間壓腳電動機施加用于維持旋轉(zhuǎn)角度的保持扭矩而維持前述中間壓腳的下死點高度，其特征在于，具有中間壓腳高度控制單元，其進行以下控制高度可變控制，其在從前述中間壓腳的下降開始或下降途中直至下死點為止的區(qū)間，控制前述中間壓腳電動機的扭矩，使其成為相對于從外部承受的的扭矩達到平衡的輸出，以使得中間壓腳電動機的輸出軸不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，在前述中間壓腳的下降過程中，基于中間壓腳因與被縫制物抵接而從該被縫制物承受的反作用力，前述中間壓腳電動機的輸出軸的角度發(fā)生變化，從而中間壓腳在與被縫制物的厚度相對應(yīng)的高度中途停止；以及高度維持控制，其在從前述中間壓腳的下死點直至下一次下降開始或下降途中為止的區(qū)間，對前述中間壓腳電動機施加前述保持扭矩，以將前述中間壓腳維持在與前述被縫制物的厚度相對應(yīng)的高度上。
2. 如權(quán)利要求l所述的縫紉機，其特征在于，設(shè)有區(qū)間設(shè)定單元，其設(shè)定進行前述高度可變控制的區(qū)間的起始主軸角度。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的縫紉機，其特征在于，前述中間壓腳高度控制單元在前述高度維持控制中控制中間壓腳電動機，以使得在每一針中，在前述中間壓腳上升至比被縫制物更高的位置上，使中間壓腳的下死點高度恢復(fù)為一定高度。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的縫紉機，其特征在于，還具有電動機軸角度檢測單元，其檢測前述中間壓腳電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度，前述中間壓腳高度控制單元在前述高度維持控制中，控制中間壓腳電動機，以對于在前述高度可變控制結(jié)束時由前述電動機軸角度檢測單元檢測到的前述中間壓腳電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度進行維持。
5. 如權(quán)利要求l所述的縫紉機，其特征在于，還具有電動機軸角度檢測單元，其檢測前述中間壓腳電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度，前述中間壓腳高度控制單元在前述高度維持控制中，使前述中間壓腳電動機的扭矩恢復(fù)為前述保持扭矩，以將前述中間壓腳維持在與前述電動機軸角度檢測單元檢測到的旋轉(zhuǎn)角度相對應(yīng)的高度上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種縫紉機，其可以不損壞布料而使中間壓腳上下移動。該縫紉機具有主軸角度檢測單元(2b)，其對利用使縫針(108)上下移動的縫紉機電動機(2a)進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的主軸(2)的角度進行檢測；中間壓腳(29)，其在縫制時防止被縫制物浮起；中間壓腳上下移動機構(gòu)(M1)，其與縫針同步地使中間壓腳上下移動；中間壓腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)(M4)，其利用中間壓腳電動機(42)調(diào)整中間壓腳的高度；以及中間壓腳高度控制單元(73)，其控制中間壓腳電動機。中間壓腳高度控制單元在中間壓腳進行下降的規(guī)定旋轉(zhuǎn)區(qū)間內(nèi)進行高度可變控制，輸出與外部扭矩(Tf)平衡的驅(qū)動扭矩(Tm)，并且，在高度可變控制后追蹤控制中間壓腳電動機，維持高度可變控制區(qū)間的最終輸出軸角度。
文檔編號D05B29/00GK101748566SQ20091025203
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者坂井克秋, 山平敦史, 春日俊明, 植田昌彥 申請人:Juki株式會社