特開 2024-53993 縫製システム、制御装置、制御方法、制御プログラム、非一時的記憶媒体、及び縫製物製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024053993

(43)【公開日】2024-04-16

(54)【発明の名称】縫製システム、制御装置、制御方法、制御プログラム、非一時的記憶媒体、及び縫製物製造方法

(51)【国際特許分類】

   D05B 19/16 20060101AFI20240409BHJP

   D05B 33/02 20060101ALI20240409BHJP

   D05B 69/28 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

D05B19/16

D05B33/02

D05B69/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022160550

(22)【出願日】2022-10-04

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】595105009

【氏名又は名称】株式会社松屋アールアンドディ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古賀 達也

【テーマコード（参考）】

3B150

【Ｆターム（参考）】

3B150AA01

3B150CB03

3B150CC01

3B150CC05

3B150CE01

3B150CE21

3B150CE24

3B150CE27

3B150EB01

3B150EB06

3B150EB13

3B150GD05

3B150GE29

3B150GF01

3B150GG04

3B150JA03

3B150LA12

3B150LA23

3B150LA35

3B150LA85

3B150LB01

3B150MA15

3B150NA11

3B150NA22

3B150NA34

3B150NB09

3B150NB18

3B150NC03

3B150QA06

3B150QA07

(57)【要約】

【課題】縫製前の被縫製材を立体形状に固定することなく、被縫製材を立体的に縫製する。
【解決手段】制御装置１０は、第１ロボット２０が第１被縫製材Ｍ１を縫製点に送り、第２ロボット６０が第２被縫製材Ｍ２を縫製点に送り、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるように第１ロボット２０及び第２ロボット６０を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１被縫製材を保持する第１ロボットと、
第２被縫製材を保持する第２ロボットと、
縫製点で重ねられた前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の縫製を行う縫製装置と、
前記第１ロボット、前記第２ロボット、及び前記縫製装置の各々を制御する制御装置と、
を含む縫製システムであって、
前記制御装置は、
前記第１ロボットが前記第１被縫製材を前記縫製点に送り、
前記第２ロボットが前記第２被縫製材を前記縫製点に送り、
前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御する制御部
を備えた縫製システム。

【請求項2】

前記制御装置は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材のうち一方の被縫製材上の縫い目線に対して、異なる長さ又は形状の縫い目線を他方の被縫製材上に設定する設定部を更に備え、
前記制御部は、各々の前記縫い目線を同じ縫い目数で重ねながら、前記各々の縫い目線の始点と終点とが一致するように前記第１ロボット及び前記第２ロボットの各々の移動を制御する
請求項１に記載の縫製システム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材のうち一方の被縫製材上の縫い目線に対して、異なる長さ又は形状の縫い目線を他方の被縫製材上に設定する設定部を更に備え、
前記制御部は、各々の前記縫い目線を合わせて縫い合わせる際に生じる、縫い目線の相対的な位置ずれを補正するように前記第１被縫製材又は前記第２被縫製材についての移動速度又は移動方向を定める
請求項１に記載の縫製システム。

【請求項4】

前記位置ずれの補正は、前記第１被縫製材の移動方向と前記第２被縫製材の移動方向とが相対的に傾きを持つように行われる
請求項３に記載の縫製システム。

【請求項5】

前記傾きを表す角度には、上限値が設定されており、
前記位置ずれの補正は、前記上限値以下の範囲で行われる
請求項４に記載の縫製システム。

【請求項6】

前記制御装置は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材のうち一方の被縫製材上の縫い目線に対して、異なる長さ又は形状の縫い目線を他方の被縫製材上に設定する設定部を更に備え、
前記制御部は、各々の前記縫い目線の前記縫製点に送る前の部分を表す上流部分における縫い目線の相対的な位置ずれに基づいて、前記縫い目線の位置ずれが前記縫製点で補正されるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットの各々の移動を制御する
請求項１に記載の縫製システム。

【請求項7】

前記制御部は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての連続する縫い目当たりの移動量又は移動方向の変化の絶対値が一定値以下になるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御する
請求項１に記載の縫製システム。

【請求項8】

前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なる前記第１ロボット及び前記第２ロボットの制御は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての移動速度が異なる制御である
請求項１に記載の縫製システム。

【請求項9】

前記縫製装置は、
前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に押える押え部と、
前記押え部と連動して前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に送る送り部と、を備え、
前記制御部は、前記押え部及び前記送り部により送られる前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材のいずれか一方の移動が前記縫製装置の送り方向に沿うように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御する
請求項１に記載の縫製システム。

【請求項10】

前記縫製装置は、
前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に押える押え部と、
前記押え部と連動して前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に送る送り部と、を備え、
前記制御部は、前記押え部及び前記送り部により送られる前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の少なくとも一方が前記送り部の間欠的な送りタイミングに同期して移動するように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御する
請求項１に記載の縫製システム。

【請求項11】

前記縫製装置は、
前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に押える押え部と、
前記押え部と連動して前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に送る送り部と、を備え、
前記制御部は、前記押え部及び前記送り部により送られる前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の少なくとも一方が連続的に移動するように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御する
請求項１に記載の縫製システム。

【請求項12】

前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なる前記第１ロボット及び前記第２ロボットの制御は、前記第１被縫製材に対して前記第２被縫製材を相対的に圧縮又は伸長して前記縫製点に送る制御である
請求項１に記載の縫製システム。

【請求項13】

前記縫製装置は、
前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に押える押え部と、
前記押え部と連動して前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に送る送り部と、を備え、
前記制御部は、前記押え部及び前記送り部により送られる前記第１被縫製材又は前記第２被縫製材を前記縫製点に向けて押し付けながら、又は、前記縫製点から離れる向きに引っ張りながら、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を前記縫製点に移動するように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御する
請求項１２に記載の縫製システム。

【請求項14】

請求項１～請求項１３の何れか１項に記載の縫製システムに含まれる制御装置。

【請求項15】

第１被縫製材を保持する第１ロボットと、
第２被縫製材を保持する第２ロボットと、
縫製点で重ねられた前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の縫製を行う縫製装置と、
を制御する制御装置の制御方法であって、
前記第１ロボットが前記第１被縫製材を前記縫製点に送り、
前記第２ロボットが前記第２被縫製材を前記縫製点に送り、
前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御する
制御方法。

【請求項16】

第１被縫製材を保持する第１ロボットと、
第２被縫製材を保持する第２ロボットと、
縫製点で重ねられた前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の縫製を行う縫製装置と、
を制御する制御装置の制御プログラムであって、
前記第１ロボットが前記第１被縫製材を前記縫製点に送り、
前記第２ロボットが前記第２被縫製材を前記縫製点に送り、
前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御することを、
コンピュータに実行させるための制御プログラム。

【請求項17】

第１被縫製材を保持する第１ロボットと、
第２被縫製材を保持する第２ロボットと、
縫製点で重ねられた前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の縫製を行う縫製装置と、
を制御する制御装置の制御プログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、
前記第１ロボットが前記第１被縫製材を前記縫製点に送り、
前記第２ロボットが前記第２被縫製材を前記縫製点に送り、
前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御することを、コンピュータに実行させる
非一時的記憶媒体。

【請求項18】

請求項１～請求項１３の何れか１項に記載の縫製システムによる縫製物製造方法であって、
前記第１ロボット、前記第２ロボット、及び前記縫製装置が、前記制御装置による制御に従って、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材から立体的な縫製物を製造する
縫製物製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、縫製システム、制御装置、制御方法、制御プログラム、非一時的記憶媒体、及び縫製物製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、ロボットアームにミシンを搭載した縫製システムが記載されている。この縫製システムは、ミシンと、縫製の基準位置を撮影するカメラと、ミシンとカメラを保持するロボットアームと、制御装置とを備える。制御装置は、ミシンの針落ちにより第一の針落ち位置を形成し、制御装置が記憶する針中心位置を通る回動軸回りに規定の角度でミシンを回動させてから、ミシンの針落ちにより第二の針落ち位置を形成する動作制御を行い、さらに、第一の針落ち位置と第二の針落ち位置とをカメラで撮影して得られた撮影画像の撮影範囲内の第一の針落ち位置と第二の針落ち位置の各位置に基づいて、制御装置が記憶する針中心位置を較正する較正処理を実行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－０４２８８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

被縫製材を立体形状に縫製するためには、上記特許文献１に記載の技術のように、縫製前の被縫製材を立体形状に固定しておく必要があった。

【0005】

本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、縫製前の被縫製材を立体形状に固定することなく、被縫製材を立体的に縫製することができる縫製システム、制御装置、制御方法、制御プログラム、非一時的記憶媒体、及び縫製物製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、第１態様に係る縫製システムは、第１被縫製材を保持する第１ロボットと、第２被縫製材を保持する第２ロボットと、縫製点で重ねられた前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の縫製を行う縫製装置と、前記第１ロボット、前記第２ロボット、及び前記縫製装置の各々を制御する制御装置と、を含む縫製システムであって、前記制御装置は、前記第１ロボットが前記第１被縫製材を前記縫製点に送り、前記第２ロボットが前記第２被縫製材を前記縫製点に送り、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御する制御部を備える。

【0007】

この態様によれば、被縫製材を予め立体形状に固定することなく立体形状に縫い上げることができる。例えば、縫い上がりが重なった曲面形状であれば、曲面を構成する被縫製材のうち曲率半径の大きい側に現れる縫い目の糸の間隔は、曲率半径の小さい側の被縫製材に現れる縫い目の間隔より相対的に長く縫い合わされる。

【0008】

また、前記制御装置は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材のうち一方の被縫製材上の縫い目線に対して、異なる長さ又は形状の縫い目線を他方の被縫製材上に設定する設定部を更に備え、前記制御部は、各々の前記縫い目線を同じ縫い目数で重ねながら、前記各々の縫い目線の始点と終点とが一致するように前記第１ロボット及び前記第２ロボットの各々の移動を制御するようにしてもよい。

【0009】

但し、縫い目線とは、複数の連続する縫い目を繋いだ線である。

【0010】

この態様によれば、複数の縫い目で移動量又は移動方向を異ならせることで、複数の連なった縫い目によって縫い上げられる被縫製材が立体形状となるように縫製することができる。また、縫い上げられる立体形状の複数の連なった縫い目線には、３次元的な曲線、曲面の一部となる２次元平面上の曲線が含まれる。予め縫い目線を設定することで縫製時の処理負担が軽減される。

【0011】

また、前記制御装置は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材のうち一方の被縫製材上の縫い目線に対して、異なる長さ又は形状の縫い目線を他方の被縫製材上に設定する設定部を更に備え、前記制御部は、各々の前記縫い目線を合わせて縫い合わせる際に生じる、縫い目線の相対的な位置ずれを補正するように前記第１被縫製材又は前記第２被縫製材についての移動速度又は移動方向を定めるようにしてもよい。

【0012】

位置ずれの補正には、位置ずれの全量を次の縫い目で補正する場合のほか、一部の量ずつ補正し、複数の縫い目にわたって補正する場合を含む。この態様によれば、位置ずれが生じたときに補正することで予定の縫い目線との乖離を小さくすることができる。

【0013】

また、前記位置ずれの補正は、前記第１被縫製材の移動方向と前記第２被縫製材の移動方向とが相対的に傾きを持つように行われるようにしてもよい。

【0014】

但し、傾きは、縫製点において重なった被縫製材に糸が通る方向に対して垂直な面内に、各々についての移動方向が含まれ、互いに鋭角をなす場合を含む。

【0015】

この態様によれば、直角方向に移動させないので、縫い目が階段状になることを回避することができる。

【0016】

また、前記傾きを表す角度には、上限値が設定されており、前記位置ずれの補正は、前記上限値以下の範囲で行われるようにしてもよい。

【0017】

この態様によれば、１つの縫い目で急激に変化させないので、縫い目線が蛇行したり、こぶ状になったりすることを回避することができる。

【0018】

また、前記制御装置は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材のうち一方の被縫製材上の縫い目線に対して、異なる長さ又は形状の縫い目線を他方の被縫製材上に設定する設定部を更に備え、前記制御部は、各々の前記縫い目線の前記縫製点に送る前の部分を表す上流部分における縫い目線の相対的な位置ずれに基づいて、前記縫い目線の位置ずれが前記縫製点で補正されるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットの各々の移動を制御するようにしてもよい。

【0019】

この態様によれば、縫い目線の位置ずれが生じる前に補正するので、設定した縫い目線との乖離を小さくすることができる。

【0020】

また、前記制御部は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての連続する縫い目当たりの移動量又は移動方向の変化の絶対値が一定値以下になるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御するようにしてもよい。

【0021】

この態様によれば、移動量又は移動方向の変化の度合いが１つの縫い目で大きいほど皺が生じやすいため、複数の縫い目にわたって変化を分散し、皺を低減、防止することができ、縫い目を滑らかに連ならせることができる。

【0022】

また、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なる前記第１ロボット及び前記第２ロボットの制御は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての移動速度が異なる制御であるとしてもよい。

【0023】

但し、移動速度における速度は、速さと方向を含むベクトルである。

【0024】

この態様によれば、移動速度の違いによって縫い目当たりの移動量又は移動方向を異ならせることで、制御が容易、簡略になる場合がある。

【0025】

また、前記縫製装置は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に押える押え部と、前記押え部と連動して前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に送る送り部と、を備え、前記制御部は、前記押え部及び前記送り部により送られる前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材のいずれか一方の移動が前記縫製装置の送り方向に沿うように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御するようにしてもよい。

【0026】

押え部は、ミシン針を下方に移動させて第１被縫製材及び第２被縫製材に刺すときに第１被縫製材及び第２被縫製材が浮かないように、ミシン針が通る位置の近傍で上方から第１被縫製材及び第２被縫製材へ押し下げて、第１被縫製材及び第２被縫製材の下側にあるテーブル面との間で第１被縫製材及び第２被縫製材を挟み込むようにする場合を含む。また、ミシン針を上方へ移動させて第１被縫製材及び第２被縫製材から抜くときに第１被縫製材及び第２被縫製材の浮きを抑制する場合を含む。また、押え部は、ミシン針を上下させたあと、第１被縫製材及び第２被縫製材を送る間、上方に移動し、押さえ状態を解除する場合を含む。送り部は、押え部と連動して、ミシン針で第１被縫製材及び第２被縫製材に糸を通した後、ミシン針が第１被縫製材及び第２被縫製材から離れている間に、縫い目の距離だけ第１被縫製材及び第２被縫製材を縫い方向へ送る場合を含む。

【0027】

この態様によれば、縫製装置の送り部による被縫製材の移動と共通化できるので制御の負担が軽減される。

【0028】

また、前記縫製装置は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に押える押え部と、前記押え部と連動して前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に送る送り部と、を備え、前記制御部は、前記押え部及び前記送り部により送られる前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の少なくとも一方が前記送り部の間欠的な送りタイミングに同期して移動するように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御するようにしてもよい。

【0029】

この態様によれば、間欠動作する押え部、送り部がある場合に立体形状に縫製することができる。

【0030】

また、前記縫製装置は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に押える押え部と、前記押え部と連動して前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に送る送り部と、を備え、前記制御部は、前記押え部及び前記送り部により送られる前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の少なくとも一方が連続的に移動するように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御するようにしてもよい。

【0031】

この態様によれば、連続的に移動する場合、被縫製材の柔軟性、滑りを利用して制御を単純化することができる。

【0032】

また、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なる前記第１ロボット及び前記第２ロボットの制御は、前記第１被縫製材に対して前記第２被縫製材を相対的に圧縮又は伸長して前記縫製点に送る制御であるとしてもよい。

【0033】

但し、圧縮又は伸長の方向は縫い上がったときの立体形状面に沿って湾曲させる方向に行う。縫製想定の送り方向に沿って圧縮又は伸長させる場合のほか、送り方向に対して傾いた方向に圧縮又は伸長させてもよい。圧縮又は伸長させて状態で被縫製材を保持して縫製装置で縫う場合を含む。一方を圧縮又は伸長させて縫製点に供給するほか、両方の圧縮又は伸長の程度を異ならせてもよい。

【0034】

この態様によれば、被縫製材を予め立体形状に固定することなく立体形状に縫い上げることができる。

【0035】

また、前記縫製装置は、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に押える押え部と、前記押え部と連動して前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を間欠的に送る送り部と、を備え、前記制御部は、前記押え部及び前記送り部により送られる前記第１被縫製材又は前記第２被縫製材を前記縫製点に向けて押し付けながら、又は、前記縫製点から離れる向きに引っ張りながら、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材を前記縫製点に移動するように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御するようにしてもよい。

【0036】

この態様によれば、予め被縫製材を圧縮又は伸長して保持する必要がないので保持が簡略となる。

【0037】

第２態様に係る制御装置は、上記の縫製システムに含まれる制御装置である。

【0038】

第３態様に係る制御方法は、第１被縫製材を保持する第１ロボットと、第２被縫製材を保持する第２ロボットと、縫製点で重ねられた前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の縫製を行う縫製装置と、を制御する制御装置の制御方法であって、前記第１ロボットが前記第１被縫製材を前記縫製点に送り、前記第２ロボットが前記第２被縫製材を前記縫製点に送り、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御する。

【0039】

第４態様に係る制御プログラムは、第１被縫製材を保持する第１ロボットと、第２被縫製材を保持する第２ロボットと、縫製点で重ねられた前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の縫製を行う縫製装置と、を制御する制御装置の制御プログラムであって、前記第１ロボットが前記第１被縫製材を前記縫製点に送り、前記第２ロボットが前記第２被縫製材を前記縫製点に送り、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御することを、コンピュータに実行させる。

【0040】

第５態様に係る非一時的記憶媒体は、第１被縫製材を保持する第１ロボットと、第２被縫製材を保持する第２ロボットと、縫製点で重ねられた前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の縫製を行う縫製装置と、を制御する制御装置の制御プログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、前記制御プログラムは、前記第１ロボットが前記第１被縫製材を前記縫製点に送り、前記第２ロボットが前記第２被縫製材を前記縫製点に送り、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるように前記第１ロボット及び前記第２ロボットを制御することを、コンピュータに実行させる。

【0041】

第６態様に係る縫製物製造方法は、上記の縫製システムによる縫製物製造方法であって、前記第１ロボット、前記第２ロボット、及び前記縫製装置が、前記制御装置による制御に従って、前記第１被縫製材及び前記第２被縫製材から立体的な縫製物を製造する。

【発明の効果】

【0042】

本開示によれば、縫製前の被縫製材を立体形状に固定することなく、被縫製材を立体的に縫製することができる。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】第１の実施形態に係る縫製システムの構成の一例を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る制御装置の電気的な構成の一例を示すブロック図である。

【図3】第１の実施形態に係る制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【図4】実施形態に係る第１縫い目線及び第２縫い目線の一例を示す図である。

【図5】実施形態に係る第１被縫製材及び第２被縫製材のトレース制御の説明に供する図である。

【図6】第１の実施形態に係る制御プログラムによる処理の流れの一例を示すフローチャートである

【図7】第２の実施形態に係る制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【図8】実施形態に第１被縫製材及び第２被縫製材の位置ずれ補正の説明に供する図である。

【図9】（Ａ）は比較例に係る位置ずれ補正を模式的に示す図であり、（Ｂ）は実施形態に係る位置ずれ補正を模式的に示す図である。

【図10】第２の実施形態に係る制御プログラムによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図11】第３の実施形態に係る制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【図12】第３の実施形態に係る制御プログラムによる処理の流れの一例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】

【0044】

以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態の一例について詳細に説明する。なお、動作、作用、機能が同じ働きを担う構成要素及び処理には、全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を適宜省略する場合がある。各図面は、本開示の技術を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本開示の技術は、図示例のみに限定されるものではない。また、本実施形態では、本開示の技術と直接的に関連しない構成や周知な構成については、説明を省略する場合がある。

【0045】

[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態に係る縫製システム１００の構成の一例を示す図である。

【0046】

図１に示す縫製システム１００は、制御装置１０、第１ロボット２０、ミシン３０、カメラ４０、及び第２ロボット６０を備えている。ミシン３０は、縫製装置の一例である。縫製システム１００は、第１ロボット２０、第２ロボット６０、及びミシン３０を用いて第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の縫製を自動的に行う。第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２は、ミシン針が貫通する材質であれば特に限定されるものではないが、例えば、布、革等、柔軟性を有する材質とされる。図１において、Ｙ方向は紙面奥行き方向を示し、Ｘ方向は紙面左右方向を示し、Ｚ方向は紙面上下方向を示す。

【0047】

ミシン３０は、ミシンテーブル５０上に設置されている。ミシン３０は、ミシン本体部３１、ミシン制御機構３２、ミシン針３３、押え部３４、及び送り部３５を備えている。ミシン本体部３１は、ミシン針３３を定位置（縫製点）で上下動させて、ミシンテーブル５０に重ねて載置された第１被縫製材Ｍ１と第２被縫製材Ｍ２を縫製する。なお、縫製点とは、例えば、ミシン３０のミシン針３３が縫うために下がったときに第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２に刺さる位置とされる。縫製点は、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を縫う瞬間に第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２が載置されたミシンテーブル５０の上面をミシン針３３が通過する位置としてもよい。ミシン制御機構３２は、例えば、モータであり、制御装置１０からミシン３０の送り速度を指示するためのミシン指令信号が入力されると、当該ミシン指令信号に基づいて、ミシン針３３の上下動の速度を調整可能とする。

【0048】

ミシン３０は、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の送り機構及びミシン針３３の動作機構を有している。これらの機構は、同一のモータによって一定比の速度で連動して動作する。実際の動作では、ミシン針３３の上下動作（縫い動作）と、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の送り動作とが交互に行われる。押え部３４は、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を間欠的に押さえて第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の浮き抑止を行う。つまり、押え部３４は、ミシン針３３を下方に移動させて第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２に刺すときに第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２が浮かないように、ミシン針３３が通る位置の近傍で上方から第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２へ押し下げて、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の下側にあるテーブル面との間で第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を挟み込む。また、押え部３４は、ミシン針３３を上方へ移動させて第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２から抜くときに第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の浮きを抑制する。また、押え部３４は、ミシン針３３を上下させたあと、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を送る間、上方に移動し、押さえ状態を解除する。送り部３５は、上記送り機構として構成され、押え部３４と連動して、ミシン針３３で第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２に糸を通した後、ミシン針３３が第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２から離れている間に、縫い目の距離だけ第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を縫い方向へ送る。

【0049】

ミシン３０は、押え部３４及び送り部３５により第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を間欠的に押さえながら間欠送り動作を行う。本実施形態において、ミシン３０の送り速度は、ミシン３０が第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を送る速度であり、例えば、送り部３５の送り時の速度、ミシン３０のモータの速度に同期して動くミシン針３３の速度としてもよいし、それらの平均速度でもよい。あるいは、間欠送り動作における移動、停止を考慮した間欠送り動作の動作時の速度でもよいし全体としての平均速度としてもよい。

【0050】

ミシン３０は、第１ロボット２０が保持する第１被縫製材Ｍ１及び第２ロボット６０が保持する第２被縫製材Ｍ２を縫製点に送り、縫製点で重なる第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の縫製を行う。

【0051】

第１ロボット２０は、第１被縫製材Ｍ１を保持する。第１ロボット２０は、支持台２１、ロボットコントローラ２２、ロボットアーム部２３、及びロボットハンド部２４を備えている。ロボットハンド部２４は、第１ロボット２０の先端部に設けられる。ロボットアーム部２３は、多関節のアームであり、一端に支持台２１が接続され、他端にロボットハンド部２４が接続される。支持台２１は、ロボットアーム部２３を支持し、ロボットコントローラ２２を内蔵する。ロボットハンド部２４は、ミシンテーブル５０の上に載置された第１被縫製材Ｍ１を保持して動かしながらミシン３０のミシン針３３に供給する。なお、ロボットハンド部２４は、第１被縫製材Ｍ１をミシンテーブル５０上で滑らせながら移動させてミシン３０のミシン針３３に供給してもよい。

【0052】

ロボットコントローラ２２は、制御装置１０から第１ロボット２０の動作を指示するためのロボット指令信号が入力されると、当該ロボット指令信号に基づいて、ロボットアーム部２３及びロボットハンド部２４を動作させる。これにより、ミシンテーブル５０上の第１被縫製材Ｍ１がロボットハンド部２４によって保持される。そして、この状態で、ロボットハンド部２４が第１被縫製材Ｍ１を移動させる方向に動作することで、第１被縫製材Ｍ１がミシンテーブル５０上を動きながらミシン３０のミシン針３３に対して移動する。

【0053】

第２ロボット６０は、第２被縫製材Ｍ２を保持する。第２ロボット６０は、支持台６１、ロボットコントローラ６２、ロボットアーム部６３、及びロボットハンド部６４を備えている。ロボットハンド部６４は、第２ロボット６０の先端部に設けられる。ロボットアーム部６３は、多関節のアームであり、一端に支持台６１が接続され、他端にロボットハンド部６４が接続される。支持台６１は、ロボットアーム部６３を支持し、ロボットコントローラ６２を内蔵する。ロボットハンド部６４は、ミシンテーブル５０の上に載置された第２被縫製材Ｍ２を保持して動かしながらミシン３０のミシン針３３に供給する。なお、ロボットハンド部６４は、第２被縫製材Ｍ２をミシンテーブル５０上で滑らせながら移動させてミシン３０のミシン針３３に供給してもよい。

【0054】

ロボットコントローラ６２は、制御装置１０から第２ロボット６０の動作を指示するためのロボット指令信号が入力されると、当該ロボット指令信号に基づいて、ロボットアーム部６３及びロボットハンド部６４を動作させる。これにより、ミシンテーブル５０上の第２被縫製材Ｍ２がロボットハンド部６４によって保持される。そして、この状態で、ロボットハンド部６４が第２被縫製材Ｍ２を移動させる方向に動作することで、第２被縫製材Ｍ２がミシンテーブル５０上を動きながらミシン３０のミシン針３３に対して移動する。

【0055】

つまり、ロボットハンド部２４は第１被縫製材Ｍ１を保持して動かし、ロボットハンド部６４は第２被縫製材Ｍ２を保持して動かす。図１の例では、第１ロボット２０が縫製点において第１被縫製材Ｍ１を第２被縫製材Ｍ２の下側に位置するように保持し、第２ロボット６０が縫製点において第２被縫製材Ｍ２を第１被縫製材Ｍ１の上側に位置するように保持する制御を行う。なお、２つの被縫製材を上下に重ねた状態での保持は、準備段階で予め２つの被縫製材を重ねた状態にしてからロボットが保持してもよいし、ロボットが各々の被縫製材を保持してから重ねるようにロボットを動かしてもよい。

【0056】

カメラ４０は、ミシンテーブル５０上に載置された第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の縫製部分を上方から撮影して、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の縫製部分の縫製状態を撮影するためのカメラである。但し、カメラ４０の設置位置、第１ロボット２０の設置位置、第２ロボット６０の設置位置、及びミシン３０の設置位置は、一定の位置関係に保持されている。なお、下方から撮影するカメラを追加し、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を下方から撮影するようにしてもよい。

【0057】

制御装置１０は、第１ロボット２０、第２ロボット６０、ミシン３０、及びカメラ４０の各々が接続され、カメラ４０から得られた画像の画像処理を行うと共に、第１ロボット２０、第２ロボット６０、及びミシン３０の各々を制御するコントローラである。制御装置１０には、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ:Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の汎用的なコンピュータ装置が適用される。

【0058】

図２は、第１の実施形態に係る制御装置１０の電気的な構成の一例を示すブロック図である。

【0059】

図２に示すように、本実施形態に係る制御装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）１４と、記憶部１５と、接続部１６と、を備えている。

【0060】

ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、及びＩ／Ｏ１４は、バスを介して各々接続されている。Ｉ／Ｏ１４には、記憶部１５と、接続部１６と、を含む各機能部が接続されている。これらの各機能部は、Ｉ／Ｏ１４を介して、ＣＰＵ１１と相互に通信可能とされる。

【0061】

ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、及びＩ／Ｏ１４によって制御ユニットが構成される。制御ユニットは、制御装置１０の一部の動作を制御するサブ制御ユニットとして構成されてもよいし、制御装置１０の全体の動作を制御するメイン制御ユニットの一部として構成されてもよい。制御ユニットの各ブロックの一部又は全部には、例えば、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路又はＩＣチップセットが用いられる。上記各ブロックに個別の回路を用いてもよいし、一部又は全部を集積した回路を用いてもよい。上記各ブロック同士が一体として設けられてもよいし、一部のブロックが別に設けられてもよい。また、上記各ブロックのそれぞれにおいて、その一部が別に設けられてもよい。制御ユニットの集積化には、ＬＳＩに限らず、専用回路又は汎用プロセッサを用いてもよい。

【0062】

記憶部１５としては、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等が用いられる。記憶部１５には、本実施形態に係る制御プログラム１５Ａが記憶される。なお、この制御プログラム１５Ａは、ＲＯＭ１２に記憶されていてもよい。

【0063】

制御プログラム１５Ａは、例えば、制御装置１０に予めインストールされていてもよい。制御プログラム１５Ａは、不揮発性の非一時的記憶媒体に記憶して、又はネットワークを介して配布して、制御装置１０に適宜インストールすることで実現してもよい。なお、不揮発性の非一時的記憶媒体の例としては、ＣＤ-ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、光磁気ディスク、ＨＤＤ、ＤＶＤ-ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、メモリカード等が想定される。

【0064】

接続部１６は、第１ロボット２０のロボットコントローラ２２、第２ロボット６０のロボットコントローラ６２、ミシン３０のミシン制御機構３２、及びカメラ４０の各々を接続するためのインタフェースである。

【0065】

ところで、被縫製材を立体的に縫製する場合、縫い合わせればよいように予め立体形状にして固定配置しておくことが一般的であった。そのために型を用意し、被縫製材を装着する場合があった。

【0066】

これに対して、本実施形態に係る縫製システム１００では、予め立体形状に固定配置する必要がなく、第１ロボット２０、第２ロボット６０、及びミシン３０を制御することにより第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を立体的に縫製できるようにする。

【0067】

ここで、立体的な縫製を行う際に、第１被縫製材Ｍ１に予め設定された縫い目線（以下、「第１縫い目線」という。）及び第２被縫製材Ｍ２に予め設定された縫い目線（以下、「第２縫い目線」という。）を重ねて縫い合わせる。立体的な縫製の制御には、立体形状に縫製を行えるように予め定めた条件に従って縫製を行うトレース制御、縫い目線の位置ずれを補正しながら縫製を行うフィードバック制御、及び、縫い目線が位置ずれしないように予測して縫製を行うフィードフォワード制御等が挙げられる。以下、本実施形態では、トレース制御について説明する。

【0068】

具体的に、第１の実施形態に係る制御装置１０のＣＰＵ１１は、記憶部１５に記憶されている制御プログラム１５ＡをＲＡＭ１３に書き込んで実行することにより、図３に示す各部として機能する。

【0069】

図３は、第１の実施形態に係る制御装置１０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【0070】

図３に示すように、本実施形態に係る制御装置１０のＣＰＵ１１は、設定部１１Ａ及び制御部１１Ｂとして機能する。

【0071】

設定部１１Ａは、第１被縫製材Ｍ１上に第１縫い目線を設定し、第２被縫製材Ｍ２上に第２縫い目線を設定する。なお、設定対象とするのは、第１縫い目線及び第２縫い目線のいずれか一方としてもよい。第１縫い目線の長さ又は形状は、第２縫い目線の長さ又は形状と異なる。第１縫い目線及び第２縫い目線の各々は、連続した点の集合として表される。この連続した点の集合は、縫い目に対応する。つまり、第１縫い目線の縫い目と第２縫い目線の縫い目を合わせて縫製することで予め定めた立体形状となるように第１縫い目線の縫い目及び第２縫い目線の縫い目が設定される。第１縫い目線及び第２縫い目線の各々は、例えば、カメラ４０で第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の縫製部分を撮影して得られた画像をモニタに表示しながら設定される。第１縫い目線の縫い目及び第２縫い目線の縫い目は、例えば、被縫製材上の目印、端部（エッジ）を基準として、２次元又は３次元の座標として表すことができる。具体的には、制御装置１０がマウス、キーボード等の入力装置を備え、この入力装置を用いて、例えば、縫製範囲（縫製の開始点、終了点）、縫い代（エッジからの距離）、縫いピッチ等の種々の縫製条件を入力できるようにしておく。これにより第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の各々に対して適切な縫い目線が設定される。

【0072】

図４は、本実施形態に係る第１縫い目線Ｌ１及び第２縫い目線Ｌ２の一例を示す図である。

【0073】

図４に示すように、第１被縫製材Ｍ１上に設定された第１縫い目線Ｌ１の長さ又は形状は、第２被縫製材Ｍ２上に設定された第２縫い目線Ｌ２の長さ又は形状と異なる。第１縫い目線Ｌ１は、複数の縫い目ａ１～ａ７の集合として表される。同様に、第２縫い目線Ｌ２は、複数の縫い目ｂ１～ｂ７の集合として表される。第１縫い目線Ｌ１の複数の縫い目ａ１～ａ７と第２縫い目線Ｌ２の複数の縫い目ｂ１～ｂ７を合わせて縫製することで予め定めた立体形状となるように第１縫い目線Ｌ１の複数の縫い目ａ１～ａ７及び第２縫い目線Ｌ２の複数の縫い目ｂ１～ｂ７が設定される。尚、図４では長さや形状の違いを分かり易さのために誇張して図示している。実際には見た目には僅かな違いであり、特に縫い目一つ当たりでの差は僅かであるが、この差によって縫い上がったときに立体形状となる。

【0074】

制御部１１Ｂは、ロボットコントローラ２２に対して、第１ロボット２０の動作を指示するためのロボット指令信号を出力し、ロボットコントローラ６２に対して、第２ロボット６０の動作を指示するためのロボット指令信号を出力し、ミシン制御機構３２に対して、ミシン３０の送り速度を指示するためのミシン指令信号を出力する。制御部１１Ｂは、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を縫製点に送る場合に、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の各々についての縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるように第１ロボット２０及び第２ロボット６０を制御する。ここで、縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるとは、例えば、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の各々についての移動速度が異なることを含む。つまり、相対的に移動する速度に差があればよい。この場合、例えば、制御部１１Ｂは、押え部３４及び送り部３５により送られる第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２のいずれか一方の移動がミシン３０の送り方向に沿うように第１ロボット２０及び第２ロボット６０を制御してもよい。

【0075】

図５は、本実施形態に係る第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２のトレース制御の説明に供する図である。

【0076】

図５に示すように、制御部１１Ｂは、設定部１１Ａにより設定された縫い目線Ｌ１及び縫い目線Ｌ２を同じ縫い目数で重ねながら、縫い目線Ｌ１及び縫い目線Ｌ２の始点と終点とが一致するように第１ロボット２０及び第２ロボット６０の各々の移動を制御する。トレース制御では、縫い上がりが立体形状になるように、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の各々に予め縫い目が設定されている。

【0077】

つまり、縫い目線Ｌ１の始点である縫い目ａ１と縫い目線Ｌ２の始点である縫い目ｂ１とを縫製点Ｐで重ねて縫製し、同様に、縫い目線Ｌ１の縫い目ａ２～ａ６と縫い目線Ｌ２の縫い目ｂ２～ｂ６とを縫製点Ｐで順番に重ねて縫製し、最後に、縫い目線Ｌ１の終点である縫い目ａ７と縫い目線Ｌ２の終点である縫い目ｂ７とを縫製点Ｐで重ねて縫製する。この結果、縫い上がりが立体形状となる。縫い目線を、上述のように縫い目となる点の集合とすることに替えて、これらの縫い目のすべてを通る線として設定してもよい。この場合は、始点を最初の縫い目とし、終点を最後の縫い目とし、線の長さに応じた速度で縫い目線に沿って移動させる制御を行えばよい。

【0078】

ここで、縫い目当たりの移動量又は移動方向が異なるとは、第１被縫製材Ｍ１に対して第２被縫製材Ｍ２を相対的に圧縮又は伸長することを含む。つまり、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の少なくとも一方を圧縮又は伸長して縫製することで、縫い上がりが立体形状になるように制御する。なお、第１被縫製材Ｍ１に対して第２被縫製材Ｍ２を相対的に圧縮又は伸長した状態で保持しておき、第１被縫製材Ｍ１を第２被縫製材Ｍ２に対して相対的に移動させて縫製する形態も含む。圧縮又は伸長の方向は、例えば、縫い上がったときの立体形状面に沿って湾曲させる方向とする。縫製想定の送り方向に沿って圧縮又は伸長させる場合のほか、送り方向に対して傾いた方向に圧縮又は伸長させてもよい。また、圧縮又は伸長させた状態で第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を保持してミシン３０で縫う場合を含む。第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２のうち一方を圧縮又は伸長させて縫製点Ｐに供給するほか、両方の圧縮又は伸長の程度を異ならせてもよい。

【0079】

この場合、一例として、制御部１１Ｂは、押え部３４及び送り部３５により送られる縫製点Ｐに向けて押し付ける（圧縮）、又は、縫製点Ｐから離れる向きに引っ張って（伸長）第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２を縫製点Ｐに移動するように第１ロボット２０及び第２ロボット６０を制御する。つまり、第１被縫製材Ｍ１又は第２被縫製材Ｍ２を動かした場合に、押え部３４によって第１被縫製材Ｍ１又は第２被縫製材Ｍ２が圧縮又は伸長された状態とされ、圧縮又は伸長された状態で第１被縫製材Ｍ１又は第２被縫製材Ｍ２が縫製点Ｐに供給される。このため、縫い上がったときに立体形状とすることができる。

【0080】

また、制御部１１Ｂは、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の各々についての連続する縫い目当たりの移動量又は移動方向の変化の絶対値が一定値以下になるように第１ロボット２０及び第２ロボット６０を制御するようにしてもよい。なお、一定値には、ユーザにより適切な値が設定される。つまり、縫い目当たりの移動量又は移動方向の変化が比較的小さくなるように立体的に縫製する。移動量又は移動方向の変化の度合いが１つの縫い目で大きいほど皺が生じやすくなる。このため、１つの縫い目での変化を小さくし、複数の縫い目にわたって変化を分散させることで、皺になり難く、滑らかな縫い目線に縫い上げることが可能となる。

【0081】

また、制御部１１Ｂは、押え部３４及び送り部３５により送られる第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の少なくとも一方が送り部３５の間欠的な送りタイミングに同期して移動するように第１ロボット及び前記第２ロボットを制御するようにしてもよい。

【0082】

また、制御部１１Ｂは、押え部３４及び送り部３５により送られる第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の少なくとも一方が連続的に移動するように第１ロボット２０及び第２ロボット６０を制御するようにしてもよい。

【0083】

次に、図６を参照して、第１の実施形態に係る制御装置１０の作用について説明する。

【0084】

図６は、第１の実施形態に係る制御プログラム１５Ａによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図６の例では、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２のトレース制御の場合について説明する。

【0085】

まず、制御装置１０に対して、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２のトレース制御の実行が指示されると、ＣＰＵ１１により制御プログラム１５Ａが起動され、以下のステップを実行する。

【0086】

図６のステップＳ１０１では、ＣＰＵ１１が、一例として、上述の図５に示すように、縫い目線Ｌ１の始点である縫い目ａ１と縫い目線Ｌ２の始点である縫い目ｂ１とを縫製点Ｐで合わせる。ここで、始点の位置合わせは、予めユーザが合わせて配置しておいてもよいし、カメラ４０で撮影しながら被縫製材上の目印を基準に始点を配置して合わせてもよい。

【0087】

ステップＳ１０２では、ＣＰＵ１１が、第１ロボット２０及び第２ロボット６０を制御して、縫い目線Ｌ１の次の縫い目ａ２と縫い目線Ｌ２の次の縫い目ｂ２とを縫製点Ｐで合わせる。この場合、次の縫い目の位置合わせは、例えば、被縫製材の端部（エッジ）からの距離を縫い代にすると共に、始点、縫製済みの縫い糸、又は縫い目からの距離に基づいて行う。

【0088】

ステップＳ１０３では、ＣＰＵ１１が、縫製点Ｐにおいて、縫い目線Ｌ１の終点である縫い目ａ７と縫い目線Ｌ２の終点である縫い目ｂ７とを合わしたか否かを判定する。ここで、終点の位置合わせは、カメラ４０で撮影しながら被縫製材上の目印を基準に終点を配置して合わせてもよい。縫い目ａ７と縫い目ｂ７とを合わしていないと判定した場合（否定判定の場合）、ステップＳ１０２に戻り処理を繰り返し、縫い目ａ７と縫い目ｂ７とを合わしたと判定した場合（肯定判定の場合）、本制御プログラム１５Ａによる一連の処理を終了する。なお、予め設定された縫い目の数だけ縫製が完了したことをもって処理を終了してもよい。

【0089】

また、縫製システム１００による縫製物製造方法の形態としてもよい。つまり、第１ロボット２０、第２ロボット６０、及びミシン３０が、上記で説明した制御装置１０によるトレース制御に従って、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２から立体的な縫製物を製造する。

【0090】

このように本実施形態によれば、立体形状に縫製を行えるように予め定めた条件に従って縫製を行うトレース制御により、予め第１被縫製材及び第２被縫製材を立体形状に固定することなく、第１被縫製材及び第２被縫製材を立体的に縫製することができる。

【0091】

[第２の実施形態]
第２の実施形態では、縫い目線の位置ずれを補正しながら縫製を行うフィードバック制御の形態について説明する。

【0092】

図７は、第２の実施形態に係る制御装置１０Ａの機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【0093】

図７に示すように、本実施形態に係る制御装置１０ＡのＣＰＵ１１は、設定部１１Ａ及び制御部１１Ｃとして機能する。なお、上記第１の実施形態で説明した制御装置１０が有する構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付与し、その繰り返しの説明は省略する。

【0094】

制御部１１Ｃは、設定部１１Ａにより設定された各々の縫い目線を合わせて縫い合わせる際に生じる、縫い目線の相対的な位置ずれを補正するように第１被縫製材Ｍ１又は第２被縫製材Ｍ２についての移動速度又は移動方向を定める。位置ずれの補正は、例えば、第１被縫製材Ｍ１の移動方向と第２被縫製材Ｍ２の移動方向とが相対的な傾きを持つように行われる。なお、フィードバック制御では、縫い目線が始点と終点が決まった線であればよく、必ずしも離散点（縫い目）の集合でなくてもよい。以下、図８を参照して、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の位置ずれ補正について具体的に説明する。

【0095】

図８は、本実施形態に第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の位置ずれ補正の説明に供する図である。なお、図８では、第１被縫製材Ｍ１の図示を省略するが、第１被縫製材Ｍ１についても同様の位置ずれ補正を行うことが可能である。

【0096】

図８に示すように、第２縫い目線Ｌ２からずれた位置に縫製点Ｐが位置する場合、位置ずれを補正するために、第２被縫製材Ｍ２をＸ方向に直接動かそうとすると、ミシン３０の押え部３４に押えられているため簡単に動かすことができない。また、押え部３４が上昇した間にＸ方向に急激に大きな変位量で動かすと、縫い目が階段状になってしまい、望ましくない。

【0097】

そこで、カメラ４０により第２被縫製材Ｍ２を撮影して得られた画像から、第２被縫製材Ｍ２の送り方向に対する、ミシン３０の縫製点Ｐの最近傍に位置するエッジ部分Ｅｄの傾き（＝θ）、及び、ミシン３０の縫製点Ｐと縫製点Ｐの最近傍に位置するエッジ部分Ｅｄとの距離（＝ｘ）を算出する。そして、傾きθ及び距離ｘの各々が各々の目標値に近づくように第２ロボット６０を制御する。具体的には、以下のように制御を行う。

【0098】

ロボットの並進（Ｘ方向）＝０（動かさない）
ロボットの回転＝（θ－θｉ）＋ｆ（ｘ－ｘｉ）

【0099】

但し、θｉは傾きθの目標値を示し、ｘｉは距離ｘの目標値を示す。これらの目標値θｉ、ｘｉは、第２縫い目線Ｌ２上の値とされる。関数ｆは、距離ｘを傾きθに変換する関数である。関数ｆは、例えば、以下のように定義される。

【0100】

ｘ＜０、ｆ（ｘ）＝α（ユーザ定義定数）
ｘ＞０、ｆ（ｘ）＝－α（ユーザ定義定数）

【0101】

つまり、距離ｘが０より小さい場合、ユーザ定義定数αを正とし、距離ｘが０より大きい場合、ユーザ定義定数αを負とする。ユーザ定義定数αが大きくなれば急激に元の縫い目線に戻り、ユーザ定義定数αが小さいと徐々に元の縫い目線に戻る制御となる。ユーザ定義定数αは、例えば、記憶部１５に予め記憶されている。

【0102】

本実施形態に係る位置ずれ補正におけるロボット制御は、第２ロボット６０を並進方向（Ｘ方向）には動かさず、回転方向に動かす制御とされる。但し、回転方向に動かす傾きθは９０度未満とすることが望ましい。

【0103】

また、第２被縫製材Ｍ２の傾きθを表す角度に予め上限値を設定しておいてもよい。この場合、位置ずれの補正は、上限値以下の範囲で行われる。これにより、一度に大きく回転させずに比較的滑らかに複数の縫い目で位置ずれ補正を行うことができる。一度に大きく回転させると、蛇行したり、こぶ状になったりするため望ましくない。

【0104】

図９（Ａ）は比較例に係る位置ずれ補正を模式的に示す図であり、図９（Ｂ）は本実施形態に係る位置ずれ補正を模式的に示す図である。

【0105】

図９（Ａ）に示す比較例では、被縫製材Ｍにおいて縫製点Ｐの位置ずれが発生したら、その方向に被縫製材Ｍを押圧することにより目標の縫い目線Ｌに戻すように制御される。この場合、被縫製材Ｍがたわむだけで全く被縫製材Ｍが動かない、あるいは、動いたとしても目ずれが発生するおそれがある。

【0106】

これに対して、図９（Ｂ）の例では、被縫製材Ｍの縫製点Ｐにおいて被縫製材Ｍを所定の回転方向に回転させることにより目標の縫い目線Ｌに戻すように制御される。所定の回転方向にミシン針を中心に回転するため、滑らかに目標の縫い目線Ｌに戻すことができる。

【0107】

次に、図１０を参照して、第２の実施形態に係る制御装置１０Ａの作用について説明する。

【0108】

図１０は、第２の実施形態に係る制御プログラム１５Ａによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１０の例では、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２のフィードバック制御の場合について説明する。

【0109】

まず、制御装置１０Ａに対して、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２のフィードバック制御の実行が指示されると、ＣＰＵ１１により制御プログラム１５Ａが起動され、以下のステップを実行する。

【0110】

図１０のステップＳ１１１では、ＣＰＵ１１が、一例として、上述の図８に示すように、カメラ４０から、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の縫製部分の画像を取得する。

【0111】

ステップＳ１１２では、ＣＰＵ１１が、ステップＳ１１１で取得した画像から、一例として、上述の図８に示すように、縫製部分の送り方向に対する、ミシン３０の縫製点Ｐの最近傍に位置するエッジ部分Ｅｄの傾き（＝θ）、及び、ミシン３０の縫製点Ｐと縫製点Ｐの最近傍に位置するエッジ部分Ｅｄとの距離（＝ｘ）を算出する。

【0112】

ステップＳ１１３では、ＣＰＵ１１が、ステップＳ１１２で算出した傾きθ及び距離ｘの各々が各々の目標値に近づくように縫製部分についての移動速度又は移動方向を定める。

【0113】

ステップＳ１１４では、ＣＰＵ１１が、ステップＳ１１３で定めた移動速度又は移動方向に基づいて、ロボット（上述の図８の例では第２ロボット６０）を制御し、本制御プログラム１５Ａによる一連の処理を終了する。

【0114】

また、縫製システム１００による縫製物製造方法の形態としてもよい。つまり、第１ロボット２０、第２ロボット６０、及びミシン３０が、上記で説明した制御装置１０Ａによるフィードバック制御に従って、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２から立体的な縫製物を製造する。

【0115】

このように本実施形態によれば、縫い目線の位置ずれを補正しながら縫製を行うフィードバック制御により、予め第１被縫製材及び第２被縫製材を立体形状に固定することなく、第１被縫製材及び第２被縫製材を立体的に縫製することができる。

【0116】

[第３の実施形態]
第３の実施形態では、縫い目線が位置ずれしないように予測して縫製を行うフィードフォワード制御の形態について説明する。

【0117】

図１１は、第３の実施形態に係る制御装置１０Ｂの機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【0118】

図１１に示すように、本実施形態に係る制御装置１０ＢのＣＰＵ１１は、設定部１１Ａ及び制御部１１Ｄとして機能する。なお、上記第１の実施形態で説明した制御装置１０が有する構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付与し、その繰り返しの説明は省略する。

【0119】

制御部１１Ｄは、設定部１１Ａにより設定された各々の縫い目線の上流部分における相対的な位置ずれに基づいて、縫い目線の位置ずれが縫製点で補正されるように第１ロボット２０及び第２ロボット６０の各々の移動を制御する。なお、フィードフォワード制御では、上述のフィードバック制御と同様に、縫い目線が始点と終点が決まった線であればよく、必ずしも離散点（縫い目）の集合でなくてもよい。

【0120】

ここで、上流部分とは、第１縫い目線Ｌ１及び第２縫い目線Ｌ２の各々において縫製点Ｐにまだ送られていない部分をいう。縫製点Ｐでは予定通りの位置で縫えていても、立体形状になるように向きを変えながら縫っていくと、第１縫い目線Ｌ１及び第２縫い目線Ｌ２の上流部分では縫い目線の位置ずれが生じる場合がある。ここでいう位置ずれとは、第１縫い目線Ｌ１と対応する第２縫い目線Ｌ２とがずれることをいう。そこで、第１縫い目線Ｌ１及び第２縫い目線Ｌ２の上流部分における縫い目線の位置ずれに基づいて、縫い目線の位置ずれが縫製点Ｐで補正される、つまり、第１縫い目線Ｌ１と対応する第２縫い目線Ｌ２が一致するように第１ロボット２０及び第２ロボット６０の各々を制御する。これにより常に位置ずれのない縫い目線となるようにする。

【0121】

次に、図１２を参照して、第３の実施形態に係る制御装置１０Ｂの作用について説明する。

【0122】

図１２は、第３の実施形態に係る制御プログラム１５Ａによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１２の例では、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２のフィードフォワード制御の場合について説明する。

【0123】

まず、制御装置１０Ｂに対して、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２のフィードフォワード制御の実行が指示されると、ＣＰＵ１１により制御プログラム１５Ａが起動され、以下のステップを実行する。

【0124】

図１２のステップＳ１２１では、ＣＰＵ１１が、カメラ４０から、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２の縫製部分の画像を取得する。

【0125】

ステップＳ１２２では、ＣＰＵ１１が、ステップＳ１２１で取得した画像から、第１縫い目線Ｌ１及び第２縫い目線Ｌ２の上流部分における相対的な位置ずれを算出する。

【0126】

ステップＳ１２３では、ＣＰＵ１１が、ステップＳ１２２で算出した上流部分の位置ずれに基づいて、縫い目線の位置ずれが縫製点で補正されるように第１ロボット２０及び第２ロボット６０の各々の移動を制御し、本制御プログラム１５Ａによる一連の処理を終了する。

【0127】

また、縫製システム１００による縫製物製造方法の形態としてもよい。つまり、第１ロボット２０、第２ロボット６０、及びミシン３０が、上記で説明した制御装置１０Ｂによるフィードフォワード制御に従って、第１被縫製材Ｍ１及び第２被縫製材Ｍ２から立体的な縫製物を製造する。

【0128】

このように本実施形態によれば、縫い目線が位置ずれしないように予測して縫製を行うフィードフォワード制御により、予め第１被縫製材及び第２被縫製材を立体形状に固定することなく、第１被縫製材及び第２被縫製材を立体的に縫製することができる。

【0129】

なお、上記各実施形態において、ＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した縫製処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。

【0130】

また、上記各実施形態におけるプロセッサの動作は、１つのプロセッサによって成すのみでなく、物理的に離れた位置に存在する複数のプロセッサが協働して成すものであってもよい。また、プロセッサの各動作の順序は、上記各実施形態において記載した順序のみに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

【0131】

以上、実施形態に係る縫製システム、制御装置を例示して説明した。実施形態は、制御装置が備える各部の機能をコンピュータに実行させるためのプログラムの形態としてもよい。実施形態は、これらのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な非一時的記憶媒体の形態としてもよい。

【0132】

その他、上記実施形態で説明した制御装置の構成は、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更してもよい。

【0133】

また、上記実施形態で説明したプログラムの処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。

【0134】

また、上記実施形態では、プログラムを実行することにより、実施形態に係る処理がコンピュータを利用してソフトウェア構成により実現される場合について説明したが、これに限らない。実施形態は、例えば、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成との組み合わせによって実現してもよい。

【符号の説明】

【0135】

１０、１０Ａ、１０Ｂ 制御装置
１１ ＣＰＵ
１１Ａ 設定部
１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ 制御部
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ Ｉ／Ｏ
１５ 記憶部
１５Ａ 制御プログラム
１６ 接続部
２０ 第１ロボット
３０ ミシン
４０ カメラ
５０ ミシンテーブル
６０ 第２ロボット
１００ 縫製システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】