特開 2024-53997 縫製装置、縫製方法、及び縫製システム

(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】P2024053997

(43)【公開日】2024-04-16

(54)【発明の名称】縫製装置、縫製方法、及び縫製システム

(51)【国際特許分類】

   D05B 29/02 20060101AFI20240409BHJP

【ＦＩ】

D05B29/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022160554

(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

(72)【発明者】

【氏名】後藤 秀隆

(72)【発明者】

【氏名】佐子 辰男

【テーマコード（参考）】

3B150

【Ｆターム（参考）】

3B150EA04

3B150EA11

3B150EA13

3B150GD05

3B150LA35

3B150NB07

3B150QA06

3B150QA07

(57)【要約】

【課題】被縫製材を曲線状に縫製する場合に、被縫製材のたわみの発生を抑制する。
【解決手段】ミシン３０は、ミシン針３３と、被縫製材Ｍを上方から押さえる第１の押さえ部３４と、第１の押さえ部３４とは別に被縫製材Ｍを上方から押さえる第２の押さえ部３６と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

縫い針と、被縫製材を上方から押さえる第１の押さえ部と、前記第１の押さえ部とは別に前記被縫製材を上方から押さえる第２の押さえ部と、を備えた縫製装置。

【請求項2】

前記縫い針が前記被縫製材を縫製する位置である縫製点と前記第２の押さえ部との距離は、前記縫製点と前記第１の押さえ部との距離よりも大きい、請求項１に記載の縫製装置。

【請求項3】

前記第２の押さえ部は、前記被縫製材の縫製中は常に当該被縫製材を上方から押さえる、請求項１に記載の縫製装置。

【請求項4】

前記第２の押さえ部と前記被縫製材とが接触する部分の送り方向に対して直交する直交方向における長さは、前記接触する部分の前記送り方向における長さより短い、請求項１に記載の縫製装置。

【請求項5】

前記第２の押さえ部は、前記縫い針に比べて、送り方向に対してまだ縫製されていない前記被縫製材の方向に備えられる、請求項１に記載の縫製装置。

【請求項6】

前記第２の押さえ部は、前記縫い針に対して、送り方向に対して直交する直交方向の成分を有する外部力が前記被縫製材に加えられている位置と反対側に備えられる、請求項１に記載の縫製装置。

【請求項7】

前記第２の押さえ部は、前記縫い針に対して、前記被縫製材が保持されている位置と反対側に備えられる、請求項１に記載の縫製装置。

【請求項8】

前記第１の押さえ部は、前記縫い針を囲んで前記被縫製材を上方から押さえ、前記第２の押さえ部は、前記縫い針を囲まずに、前記被縫製材を上方から押さえる、請求項１に記載の縫製装置。

【請求項9】

前記縫い針と連動して前記被縫製材を送る送り部を備え、前記第１の押さえ部は前記送り部と連動する、請求項１に記載の縫製装置。

【請求項10】

前記縫い針は、ロボットによって保持された２つの前記被縫製材を縫製し、
前記ロボットは、前記２つの被縫製材のうち少なくとも一方に対して、送り方向に対して直交する直交方向の成分を有する外部力を加える、
請求項１に記載の縫製装置。

【請求項11】

前記第２の押さえ部は、前記被縫製材に接触する部分と本体との間に、付け替え可能な弾性体を備える、請求項１に記載の縫製装置。

【請求項12】

被縫製材に対して、送り方向に対して直交する直交方向の成分を有する外部力を加え、
縫い針と、前記被縫製材を上方から押さえる第１の押さえ部と、前記第１の押さえ部とは別に前記被縫製材を上方から押さえ、かつ前記縫い針に対して、前記外部力が前記被縫製材に加えられている位置と反対側に備えられる第２の押さえ部と、を備えた縫製装置により前記被縫製材を縫製する縫製方法。

【請求項13】

縫い針と、被縫製材を上方から押さえる第１の押さえ部と、前記第１の押さえ部とは別に前記被縫製材を上方から押さえ、かつ前記縫い針に対して、送り方向に対して直交する直交方向の成分を有する外部力が前記被縫製材に加えられている位置と反対側に備えられる第２の押さえ部と、を備えた縫製装置と、
前記外部力を前記被縫製材に加えることで、前記被縫製材を移動させるロボットと、
を備える、縫製システム。

【請求項14】

前記被縫製材の縫製状態を撮影する撮影装置と、
前記ロボットを制御する制御装置と、
を更に備え、
前記制御装置は、
前記撮影装置が前記被縫製材を撮影して得られた画像から、前記被縫製材の縫製予定位置及び現在の縫製位置を示す現在縫製位置を取得し、前記縫製予定位置と前記現在縫製位置とが一致するように、前記被縫製材を前記ロボットが保持する保持位置、及び前記ロボットが保持する保持方向を制御する制御部を備える、
請求項１３に記載の縫製システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、縫製装置、縫製方法、及び縫製システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、２次元で被縫製材を回転させて縫製する自動縫製装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１６５３２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

被縫製材を曲線状に縫製するために、被縫製材の送り方向に対して直交する直交方向の成分を有する外部力を加えることで、当該被縫製材に力がかかった状態で縫製する場合がある。しかしながら、このような縫製を行うと、被縫製材がたわんでしまうという課題があった。

【0005】

本開示では、被縫製材を曲線状に縫製する場合に、被縫製材のたわみの発生を抑制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の態様に係る縫製装置は、縫い針と、被縫製材を上方から押さえる第１の押さえ部と、前記第１の押さえ部とは別に前記被縫製材を上方から押さえる第２の押さえ部と、を備える。これにより、被縫製材を曲線状に縫製する場合に、被縫製材のたわみの発生を抑制することができる。なお、第１の押さえ部には、Ｈ型形状、コの字型形状、又は円筒形状等の縫い針を囲むものに加えて、縫い針が通る位置のすぐ横に配置される車輪形状等の縫い針を囲まないものも含む。また、第１の押さえ部には、被縫製材の縫製位置を縫い針が通る位置へ送るもの、及び縫い針によって縫製する場合に被縫製材が浮くことを抑制するための保持動作として被縫製材を押さえるもの等を含む。

【0007】

また、第２の態様に係る縫製装置は、第１の態様に係る縫製装置において、前記縫い針が前記被縫製材を縫製する位置である縫製点と前記第２の押さえ部との距離は、前記縫製点と前記第１の押さえ部との距離よりも大きい。第２の押さえ部が動きやすい部分を押さえることで、効果的にたわみの発生を抑制することができる。

【0008】

また、第３の態様に係る縫製装置は、第１の態様又は第２の態様に係る縫製装置において、前記第２の押さえ部は、前記被縫製材の縫製中は常に当該被縫製材を上方から押さえる。これにより、第２の押さえ部が被縫製材の縫製中は常に被縫製材を上方から押さえない場合に比較して、より被縫製材のたわみの発生を抑制することができる。

【0009】

また、第４の態様に係る縫製装置は、第１の態様から第３の態様のうち何れか１態様に係る縫製装置において、前記第２の押さえ部と前記被縫製材とが接触する部分の送り方向に対して直交する直交方向における長さは、前記接触する部分の前記送り方向における長さより短い。これにより、外部力により直交方向へ移動させるときの摩擦力を送り方向に比べて小さくすることができる。

【0010】

また、第５の態様に係る縫製装置は、第１の態様から第４の態様のうち何れか１態様に係る縫製装置において、前記第２の押さえ部は、前記縫い針に比べて、送り方向に対してまだ縫製されていない前記被縫製材の方向に備えられる。これにより、まだ縫製されていない、動きやすい部分を押さえることで効果的にたわみの発生を抑制することができる。

【0011】

また、第６の態様に係る縫製装置は、第１の態様から第５の態様のうち何れか１態様に係る縫製装置において、前記第２の押さえ部は、前記縫い針に対して、送り方向に対して直交する直交方向の成分を有する外部力が前記被縫製材に加えられている位置と反対側に備えられる。これにより、力を加えるとたわみを生じさせるが、力を加えた位置から離れるほどたわみ量が大きくなりやすいことから効果的にたわみを抑制することができる。

【0012】

また、第７の態様に係る縫製装置は、第１の態様から第６の態様のうち何れか１態様に係る縫製装置において、前記第２の押さえ部は、前記縫い針に対して、前記被縫製材が保持されている位置と反対側に備えられる。これにより、保持されていないために動きやすく撓みやすい箇所を押さえることで効果的にたわみを抑制することができる。

【0013】

また、第８の態様に係る縫製装置は、第１の態様から第７の態様のうち何れか１態様に係る縫製装置において、前記第１の押さえ部は、前記縫い針を囲んで前記被縫製材を上方から押さえ、前記第２の押さえ部は、前記縫い針を囲まずに、前記被縫製材を上方から押さえる。被縫製材を縫製している部分だけでなく、被縫製材を縫製していない部分も被縫製材を上方から押さえることにより、被縫製材のたわみの発生をより抑制することができる。

【0014】

また、第９の態様に係る縫製装置は、第１の態様から第８の態様のうち何れか１態様に係る縫製装置において、前記縫い針と連動して前記被縫製材を送る送り部を備え、前記第１の押さえ部は前記送り部と連動する。これにより、第１の押さえ部が被縫製材の縫製と連動して当該被縫製材を抑えることができるため、たわみの発生をより抑制することができる。

【0015】

また、第１０の態様に係る縫製装置は、第１の態様から第９の態様のうち何れか１態様に係る縫製装置において、前記縫い針は、ロボットによって保持された２つの前記被縫製材を縫製し、前記ロボットは、前記２つの被縫製材のうち少なくとも一方に対して、送り方向に対して直交する直交方向の成分を有する外部力を加える。これにより、被縫製材を曲線状に縫製する場合に、被縫製材のたわみの発生を抑制することができる。なお、ロボットは作業を自動的に行う機械装置を含み、人型や人の一部に似た外形を有するものに限らない。

【0016】

また、第１１の態様に係る縫製装置は、第１の態様から第１０の態様のうち何れか１態様に係る縫製装置において、前記第２の押さえ部は、前記被縫製材に接触する部分と本体との間に、付け替え可能な弾性体を備える。これにより、ユーザが強度の異なる弾性体を付け替えることにより、第２の押さえ部が被縫製材を上方から押さえる力の大きさを変更することができる。

【0017】

また、第１２の態様に係る縫製方法は、被縫製材に対して、送り方向に対して直交する直交方向の成分を有する外部力を加え、縫い針と、前記被縫製材を上方から押さえる第１の押さえ部と、前記第１の押さえ部とは別に前記被縫製材を上方から押さえ、かつ前記縫い針に対して、前記外部力が前記被縫製材に加えられている位置と反対側に備えられる第２の押さえ部と、を備えた縫製装置により前記被縫製材を縫製する。これにより、被縫製材を曲線状に縫製する場合に、たわみの発生を抑制して被縫製材を縫製することができる。

【0018】

また、第１３の態様に係る縫製システムは、縫い針と、被縫製材を上方から押さえる第１の押さえ部と、前記第１の押さえ部とは別に前記被縫製材を上方から押さえ、かつ前記縫い針に対して、送り方向に対して直交する直交方向の成分を有する外部力が前記被縫製材に加えられている位置と反対側に備えられる第２の押さえ部と、を備えた縫製装置と、前記外部力を前記被縫製材に加えることで、前記被縫製材を移動させるロボットと、を備える。

【0019】

また、第１４の態様に係る縫製システムは、第１３の態様に係る縫製システムにおいて、前記被縫製材の縫製状態を撮影する撮影装置と、前記ロボットを制御する制御装置と、を更に備え、前記制御装置は、前記撮影装置が前記被縫製材を撮影して得られた画像から、前記被縫製材の縫製予定位置及び現在の縫製位置を示す現在縫製位置を取得し、前記縫製予定位置と前記現在縫製位置とが一致するように、前記被縫製材を前記ロボットが保持する保持位置、及び前記ロボットが保持する保持方向を制御する制御部を備える。これにより、撮影装置による縫製位置の検出精度が、たわみによって低下することを抑制する。

【発明の効果】

【0020】

本開示に係る縫製装置、縫製方法、及び縫製システムによれば、被縫製材を曲線状に縫製する場合に、被縫製材のたわみの発生を抑制する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】縫製システムの構成の一例を示す図である。

【図2】被縫製材の縫製状態の一例を示す図である。

【図3】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4】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5】制御処理の流れ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】

【0022】

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。

【0023】

図１は、本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。

【0024】

図１に示す縫製システム１００は、制御装置１０、第１のロボット２０、ミシン３０、カメラ４０、及び第２のロボット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のロボット２０、ミシン３０、及び第２のロボット６０を用いて被縫製材Ｍ１及び被縫製材Ｍ２の縫製を自動的に行う。以下では、被縫製材Ｍ１及び被縫製材Ｍ２を総称して被縫製材Ｍともいう。被縫製材Ｍ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、合成樹脂等、柔軟性を有する材質とされる。被縫製材Ｍは、１つの部材でもよいし、複数の部材でもよい。なお、本実施形態に係る被縫製材Ｍは一定の形状を有するが、被縫製材Ｍのうちの一部分が変形すると当該一部分と繋がった他の部分も一緒に変形する場合がある。図１において、Ｘ方向はミシン３０の左右方向を示し、Ｙ方向はミシン３０の前後方向を示し、Ｚ方向はミシン３０の上下方向を示す。

【0025】

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、第１の押さえ部３４、送り部３５、及び第２の押さえ部３６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に載置された被縫製材Ｍの縫製を行う。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被縫製材Ｍに刺さる位置とされる。縫製点は、被縫製材Ｍを縫う瞬間に被縫製材Ｍ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。

【0026】

ミシン３０は、被縫製材Ｍの送り機構である送り部３５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、被縫製材Ｍの送り動作とが交互に行われる。第１の押さえ部３４は、被縫製材Ｍを間欠的に押さえて被縫製材Ｍの浮き抑止と密着固定を行う。つまり、第１の押さえ部３４は、ミシン針３３を下方に移動させて被縫製材Ｍに刺すときに被縫製材Ｍが浮かないように、ミシン針３３が通る位置を囲んで上方から被縫製材Ｍへ押し下げて、被縫製材Ｍの下側にあるテーブル面との間で被縫製材Ｍを挟み込む。また、第１の押さえ部３４は、ミシン針３３を上方へ移動させて被縫製材Ｍから抜くときに被縫製材Ｍの浮きを防止する。また、第１の押さえ部３４は、複数の被縫製材Ｍを縫い付ける場合には互いの被縫製材Ｍを重ね合わせる。また、第１の押さえ部３４は、ミシン針３３を上下させたあと、被縫製材Ｍを送る間、上方に移動し、押さえ状態を解除する。本実施形態では、第１の押さえ部として、Ｈ型形状、コの字型形状、又は円筒形状等のミシン針３３を囲むものを適用する。しかし、この例に限られない。第１の押さえ部として、ミシン針３３が通る位置のすぐ横に配置される車輪形状等のミシン針３３を囲まないものを含んでもよい。また、第１の押さえ部には、被縫製材Ｍの縫製位置をミシン針３３が通る位置へ送るもの、及びミシン針３３によって縫製する場合に被縫製材Ｍが浮くことを抑制するための保持動作として被縫製材Ｍを押さえるもの等を含む。送り部３５は、ミシン針３３で被縫製材Ｍに糸を通した後、ミシン針３３が被縫製材Ｍから離れている間に、送り部３５が被縫製材Ｍに接触する部分、あるいは、被縫製材Ｍを挟み込む部分を、縫い目の距離だけ移動させることで、被縫製材Ｍを縫い方向へ送る。すなわち、送り部３５は、ミシン針３３と連動して被縫製材Ｍを送っている。第１の押さえ部３４は送り部３５と連動している。

【0027】

第２の押さえ部３６は、第１の押さえ部３４とは別に被縫製材Ｍを上方から押さえており、ミシン針３３を囲んでいない。また、第２の押さえ部３６は、第１の押さえ部３４とは異なり、被縫製材Ｍの縫製中は常に被縫製材Ｍを上方から押さえている。また、第２の押さえ部は、被縫製材Ｍに接触する部分と本体との間に、付け替え可能な弾性体（例えば、ばね）を備える。

【0028】

ミシン３０は、第１の押さえ部３４、及び送り部３５、及び第２の押さえ部３６により被縫製材Ｍ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、例えば、送り部３５の送り時の平均速度、ミシン３０のモータの速度、又はモータと同期して動くミシン針３３の平均速度としてもよいし、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全体としての速度としてもよいし、間欠送り動作における動作時の速度でもよい。

【0029】

ミシン３０は、ロボット２０が保持する被縫製材Ｍを予め設定された送り速度で縫製点に送り、当該縫製点に送った被縫製材Ｍの縫製を行う。

【0030】

第１のロボット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、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の上に載置された被縫製材Ｍ１を保持して移動させながらミシン針３３に供給する。なお、ロボットハンド部２４は、被縫製材Ｍ１を上から押さえ、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。また、第１のロボット２０は作業を自動的に行う機械装置を含み、人型や人の一部に似た外形を有するものに限らない。

【0031】

ロボットコントローラ２２は、制御装置１０からロボット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が被縫製材Ｍ１を移動させる移動方向に動作することで、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。なお、ロボットハンド部２４が縫製点に位置する被縫製材Ｍ１を移動させる速度のうち、送り方向の速度成分である移動速度は、ミシン３０の送り速度と同期されている。

【0032】

第１のロボット２０は、被縫製材Ｍ１を保持する。第１のロボット２０は、被縫製材Ｍ１を第１のロボット２０が保持する位置を示す保持位置及び保持する方向を示す保持方向で保持する。

【0033】

第２のロボット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。これらの機能は、第１のロボット２０が備える支持台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と同一であるため、説明を省略する。

【0034】

第２のロボット６０は、被縫製材Ｍ２を保持する。第２のロボット６０は、被縫製材Ｍ２を保持位置及び保持方向で保持する。第２のロボット６０は作業を自動的に行う機械装置を含み、人型や人の一部に似た外形を有するものに限らない。

【0035】

図２は、被縫製材Ｍの縫製状態の説明に供する図である。

【0036】

図２に示すように、被縫製材Ｍ１は、第１のロボット２０が備えるロボットハンド部２４によって保持され、被縫製材Ｍ２は、第２のロボット６０が備えるロボットハンド部６４によって保持されている。被縫製材Ｍ２は、第２のロボット６０により、外部力Ｆが送り方向に対して直交する直交方向に加えられている。なお、外部力Ｆの向きは、図２に示した矢印の向きと逆であってもよい。

【0037】

ミシン針３３は、第１のロボット２０及び第２のロボット６０によって保持された被縫製材Ｍ１及び被縫製材Ｍ２を縫製している。被縫製材Ｍ２に外部力Ｆが加えられることで、ミシン針３３は、曲線Ｌ１に沿って被縫製材Ｍを縫製することができる。すなわち、ミシン３０は被縫製材Ｍを曲線状に縫製することができる。特に、ミシン針３３は、被縫製材Ｍを立体形状として縫製することができる。また、図２において、曲線Ｌ１上の点線で示された丸印は、後述する被縫製材Ｍの縫製予定位置を示す。一方、曲線Ｌ１上の実線で示された部分は、すでに縫製された部分を示す。

【0038】

ミシン針３３の周りには第１の押さえ部３４が備えられている。第１の押さえ部３４は、ミシン針３３を貫通させる貫通部３３Ａを備えている。

【0039】

第２の押さえ部３６は、第１の押さえ部３４と異なり貫通部３３Ａを備えていない。また、縫製点（すなわち、ミシン針３３が被縫製材Ｍを縫製する位置）と第２の押さえ部３６との距離は、縫製点と第１の押さえ部３４との距離よりも大きい。また、第２の押さえ部３６は、送り方向に対して、ミシン針３３よりまだ縫製されていない被縫製材Ｍの方向に備えられている。また、図２に示すように、第２の押さえ部と被縫製材Ｍ２とが接触する部分の送り方向に対して直交する直交方向における長さＶは、当該接触する部分の送り方向における長さＨより短い。なお、図２に示す例では、上記接触する部分は四角形であるが、この例に限られない。例えば、上記接触する部分は、直交方向における長さＶが、送り方向における長さＨより短い楕円形であってもよい。

【0040】

また、第２の押さえ部３６は、ミシン針３３に対して、外部力Ｆが被縫製材Ｍ２に加えられている位置と反対側に備えられる。本実施形態では、上記外部力Ｆを加えられている位置として、ロボットハンド部６４の中心（図２に示す例では、バツ印）を適用している。すなわち、第２の押さえ部３６は、ミシン針３３に対して、被縫製材Ｍ２が保持されている位置と反対側に備えられている。しかし、この例に限られない。例えば、上記外部力Ｆを加えられている位置として、ロボットハンド部６４の上端部又は下端部等を適用してもよい。

【0041】

なお、本実施形態では、第２のロボット６０のみが、被縫製材Ｍ２に対して直交方向の成分を有する外部力Ｆを加えていた。しかし、この例に限られない。第１のロボット２０及び第２のロボット６０のうち少なくとも一方が被縫製材Ｍに対して外部力Ｆを加えていればよい。また、外部力Ｆは、直交方向ではなく、送り方向に対して交差する交差方向に加えられてもよい。

【0042】

また、本実施形態では、２台のロボットが被縫製材Ｍを保持する。しかし、この例に限られない。ロボットアーム部及びロボットハンド部を複数個ずつ備えた１台のロボットが被縫製材Ｍを保持してもよい。この場合、少なくとも１つのロボットアーム部及びロボットハンド部の対が被縫製材Ｍに対して外部力Ｆを加えていればよい。また、被縫製材Ｍに外部力Ｆを加えるのは、ロボットに限られず、例えば、人手であってもよい。あるいは、人が治具又は装置等を使って機械的に被縫製材Ｍに外部力Ｆを加えてもよい。

【0043】

カメラ４０は、ミシンテーブル５０上に載置された被縫製材Ｍを上方から撮影して、被縫製材Ｍ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、ロボット２０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、被縫製材Ｍを下方から撮影するようにしてもよい。

【0044】

制御装置１０は、ロボット２０、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、ロボット２０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。

【0045】

図３は、本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。

【0046】

図３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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

接続部１６は、ロボット２０のロボットコントローラ２２、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。

【0052】

本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４に示す各部として機能する。

【0053】

図４は、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。

【0054】

図４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。

【0055】

設定部１１Ａは、被縫製材Ｍに対して縫製予定位置を設定する。縫製予定位置とは、被縫製材Ｍ上の縫う予定の位置を表す。縫製予定位置は、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、例えば、連続的な自由曲線上に設定される。「連続的な自由曲線」とは、不定形な連続線を意味し、一部に直線、定型線を含んでもよく、折り返し点を含んでもよい。この自由曲線は、例えば、被縫製材Ｍの目印となる特徴的な形状を基準として設定してもよいし、被縫製材Ｍの端に沿って一定距離離れた位置に設定してもよい。自由曲線に従って縫製した後は縫い目が形成される。縫製予定位置は、例えば、カメラ４０で被縫製材Ｍ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。縫製予定位置は、例えば、ミシンテーブル５０上における特定の位置を基準位置として、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、縫い代、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。これにより被縫製材Ｍに対して適切な縫製予定位置が設定される。連続する複数の縫製予定位置が設定されると、縫製予定位置の位置関係によって縫製予定方向が定まる。

【0056】

制御部１１Ｂは、被縫製材Ｍの縫製予定位置を縫製点に合わせ、かつ、被縫製材Ｍが縫製予定位置によって定まる縫製予定方向に移動するように保持位置及び保持方向を制御する。保持位置及び保持方向は、上述したように、第１のロボット２０及び第２のロボット６０が被縫製材Ｍを保持する位置及び方向、すなわち、ロボットハンド部２４及びロボットハンド部６４の位置及び方向を表す。

【0057】

具体的に、制御部１１Ｂは、被縫製材Ｍを撮影して得られた画像から、被縫製材Ｍの縫製予定位置及び現在の縫製位置を示す現在縫製位置を取得し、縫製予定位置と現在縫製位置とが一致するように保持位置及び保持方向を制御する。そして、第１のロボット２０の保持位置及び保持方向の制御が必要である場合、制御部１１Ｂは、第１のロボット２０のロボットコントローラ２２に対して、第１のロボット２０の保持位置及び保持方向を指示するためのロボット指令信号を出力する。一方、第２のロボット６０の保持位置及び保持方向の制御が必要である場合、制御部１１Ｂは、第２のロボット６０のロボットコントローラ６２に対して、第２のロボット６０の保持位置及び保持方向を指示するためのロボット指令信号を出力する。

【0058】

次に、図５を参照して、実施形態に係る制御装置１０の作用について説明する。

【0059】

図５は、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。

【0060】

まず、制御装置１０に対して、制御処理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。

【0061】

図５のステップＳ１０１で、ＣＰＵ１１は、被縫製材Ｍに対して縫製予定位置を設定する。

【0062】

ステップＳ１０２で、ＣＰＵ１１は、カメラ４０から、被縫製材Ｍを撮影して得られた画像を取得する。

【0063】

ステップＳ１０３で、ＣＰＵ１１は、被縫製材Ｍを撮影して得られた画像から、縫製予定位置及び現在縫製位置を取得する。

【0064】

ステップＳ１０４で、ＣＰＵ１１は、縫製予定位置及び現在縫製位置が一致しているか否かを判定する。縫製予定位置及び現在縫製位置が一致している場合（ステップＳ１０４：Ｙ）、ＣＰＵ１１はステップＳ１０５に移行する。一方、縫製予定位置及び現在縫製位置が一致していない場合（ステップＳ１０４：Ｎ）、ＣＰＵ１１はステップＳ１０６に移行する。

【0065】

ステップＳ１０５で、ＣＰＵ１１は、被縫製材Ｍの縫製が完了したか否かを判定する。被縫製材Ｍの縫製が完了した場合（ステップＳ１０５：Ｙ）、本制御処理を終了する。一方、被縫製材Ｍの縫製が完了していない場合（ステップＳ１０５：Ｎ）、ステップＳ１０２に戻る。

【0066】

ステップＳ１０６で、ＣＰＵ１１は、縫製予定位置と現在縫製位置とが一致するために、第１のロボット２０の保持位置及び保持方向の制御が必要であるか否かを判定する。第１のロボット２０の保持位置及び保持方向の制御が必要である場合（ステップＳ１０６：Ｙ）、ＣＰＵ１１はステップＳ１０７に移行する。一方、第１のロボット２０の保持位置及び保持方向の制御が必要でない場合、すなわち第２のロボット６０の保持位置及び保持方向の制御が必要である場合（ステップＳ１０６：Ｎ）、ＣＰＵ１１はステップＳ１０８に移行する。

【0067】

ステップＳ１０７で、ＣＰＵ１１は、第１のロボット２０のロボットコントローラ２２に対して、ロボット指令信号を出力し、ステップＳ１０５に移行する。

【0068】

ステップＳ１０８で、ＣＰＵ１１は、第２のロボット６０のロボットコントローラ６２に対して、ロボット指令信号を出力し、ステップＳ１０５に移行する。

【0069】

このように本実施形態に係るミシン３０は、ミシン針３３と、被縫製材Ｍを上方から押さえる第１の押さえ部３４と、第１の押さえ部３４とは別に被縫製材Ｍを上方から押さえる第２の押さえ部３６と、を備える。

【0070】

たわみの発生を抑制するためには、第２の押さえ部３６を備えず、第１の押さえ部３４と被縫製材Ｍとの接触面の面積が相対的に大きい縫製装置を用いる方法もある。しかしながら、上記接触面の面積を相対的に大きくすると、被縫製材Ｍを動かしにくくなってしまう。一方、本実施形態に係るミシン３０は、第１の押さえ部３４と被縫製材Ｍとの接触面の面積を変更することなく、被縫製材Ｍのたわみの発生を抑制することができる。

【0071】

また、本実施形態に係るミシン３０において縫製点と第２の押さえ部３６との距離は、縫製点と第１の押さえ部３４との距離よりも大きい。

【0072】

また、本実施形態に係るミシン３０において第２の押さえ部３６は、被縫製材Ｍの縫製中は常に当該被縫製材Ｍを上方から押さえる。

【0073】

また、本実施形態に係るミシン３０において第２の押さえ部３６と被縫製材Ｍとが接触する部分の直交方向における長さは、接触する部分の送り方向における長さより短い。

【0074】

また、本実施形態に係るミシン３０において第２の押さえ部３６は、ミシン針３３に比べて、送り方向に対してまだ縫製されていない被縫製材の方向に備えられる。

【0075】

また、本実施形態に係るミシン３０において第２の押さえ部３６は、ミシン針３３に対して、外部力Ｆが被縫製材Ｍ２に加えられている位置と反対側に備えられる。

【0076】

また、本実施形態に係るミシン３０において第２の押さえ部３６は、ミシン針３３に対して、外部力Ｆが被縫製材Ｍ２に加えられている位置と反対側に備えられる。

【0077】

また、本実施形態に係るミシン３０において第１の押さえ部３４は、ミシン針３３を囲んで被縫製材Ｍを上方から押さえ、第２の押さえ部３６は、ミシン針３３を囲まずに、被縫製材Ｍを上方から押さえる。

【0078】

また、本実施形態に係るミシン３０はミシン針３３と連動して被縫製材Ｍを送る送り部３５を備え、第１の押さえ部３４は送り部３５と連動する。

【0079】

また、本実施形態に係るミシン３０においてミシン針３３は、第１のロボット２０及び第２のロボット６０によって保持された被縫製材Ｍ１及び被縫製材Ｍ２を縫製し、第２のロボット６０は被縫製材Ｍ２に外部力Ｆを加える。

【0080】

また、本実施形態に係るミシン３０において第２の押さえ部３６は、被縫製材Ｍに接触する部分と本体との間に、付け替え可能な弾性体を備える。

【0081】

また、本実施形態に係る縫製方法は、被縫製材Ｍに対して、外部力Ｆを加え、ミシン針３３と、被縫製材Ｍを上方から押さえる第１の押さえ部３４と、第１の押さえ部３４とは別に被縫製材Ｍを上方から押さえ、かつミシン針３３に対して、外部力Ｆが被縫製材Ｍ２に加えられている位置と反対側に備えられる第２の押さえ部３６と、を備えたミシン３０により被縫製材Ｍを縫製する。

【0082】

また、本実施形態に係る縫製システム１００は、ミシン３０と、外部力Ｆを被縫製材Ｍに加えることで、被縫製材Ｍを移動させる第２のロボット６０と、を備える。

【0083】

また、本実施形態に係る縫製システム１００は、被縫製材Ｍの縫製状態を撮影するカメラ４０と、第１のロボット２０及び第２のロボット６０を制御する制御装置１０と、を更に備え、制御装置１０は、カメラ４０が被縫製材Ｍを撮影して得られた画像から、被縫製材Ｍの縫製予定位置及び現在縫製位置を取得し、縫製予定位置と現在縫製位置とが一致するように、第１のロボット２０及び第２のロボット６０の保持位置及び保持方向を制御する制御部１１Ｂを備える。

【0084】

なお、上記各実施形態において、プロセッサとは広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えば、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、等）や、専用のプロセッサ（例えば、ＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、プログラマブル論理デバイス、等）を含むものである。

【0085】

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。

【0086】

以上、実施形態に係る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。

【0087】

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。

【0088】

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。

【0089】

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】

【0090】

１０ 制御装置
１１ ＣＰＵ
１１Ａ 設定部
１１Ｂ 制御部
１５Ａ 制御プログラム
２０ 第１のロボット
３０ ミシン
３３ ミシン針
３３Ａ 貫通部
４０ カメラ
６０ 第２のロボット
１００ 縫製システム
Ｆ 外部力
Ｍ１ 被縫製材
Ｍ２ 被縫製材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】