專利名稱：縫紉機的控制裝置及縫紉機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對縫紉機中使用的步進電動機的驅(qū)動進行控制的控制裝置、以及具有控制裝置的縫紉機。
背景技術：
步進電動機作為可以準確地對旋轉(zhuǎn)軸的角度進行定位的電動機而已知，近年來也廣泛應用于縫紉機中。步進電動機具有多個種類，已知一種通過使2個線圈以彼此不同的勵磁定時勵磁，從而進行動作的兩相步進電動機。作為步進電動機的控制，例如，在專利文獻1中記載了下述縫紉機的步進電動機的驅(qū)動裝置，其具有H電橋電路，該H電橋電路具有將步進電動機的線圈的兩端分別與電源裝置的陽極連接的2個開關元件、和將所述線圈的兩端分別接地的2個開關元件，在所述步進電動機處于停止狀態(tài)的情況下，對所述開關元件的接通/斷進行控制，以使得通過所述線圈的自感應而從該線圈流出的電流回流至該線圈自身。專利文獻1 日本特開2009-095148號公報(0009、0010)

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻1記載的技術中，有時產(chǎn)生下述現(xiàn)象，即，由于使驅(qū)動步進電動機的電流減少時的響應性低，因此會向步進電動機中流過與相對于步進電動機的電流指令值相比較多的電流。其結(jié)果，在專利文獻1中記載的技術，可能無法充分地抑制消耗電力。本發(fā)明就是鑒于上述課題而提出的，其目的在于降低在縫紉機中使用的步進電動機的消耗電力。為了解決上述課題，實現(xiàn)目的，本發(fā)明提供一種縫紉機的控制裝置，其具有驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路具有2個正極側(cè)開關元件和2個接地側(cè)開關元件，該2個正極側(cè)開關元件可以將對縫紉機的規(guī)定的動作裝置進行驅(qū)動的步進電動機的線圈的兩端分別與電源的正極連接，該2個接地側(cè)開關元件可以將所述線圈的兩端分別接地；控制單元，其對所述驅(qū)動電路進行控制，該縫紉機的控制裝置的特征在于，所述控制單元包含偏差生成部，其求出針對所述步進電動機的電流指令值和在所述步進電動機中流過的電流的驅(qū)動電流值之間的偏差，生成向所述偏差施加規(guī)定的增益后的電流值偏差；驅(qū)動信號生成部，其利用所述電流值偏差，生成所述驅(qū)動信號；以及增益調(diào)整部，其在對所述驅(qū)動電路進行控制，以使通過所述線圈的自感應而從所述線圈流出的電流回流至所述線圈自身中的情況下，對所述驅(qū)動電流值的絕對值和所述電流指令值的絕對值進行比較，對所述增益進行調(diào)整。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，優(yōu)選所述增益調(diào)整部，在所述驅(qū)動電流值的絕對值大于或等于所述電流指令值的絕對值時，與所述驅(qū)動電流值的絕對值小于所述電流指令值的絕對值小時相比，將所述增益增大。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，優(yōu)選在所述步進電動機小于或等于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度時， 對所述正極側(cè)開關元件以及所述接地側(cè)開關元件進行控制，以使得通過所述線圈的自感應而從所述線圈流出的電流回流至所述線圈自身中。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，優(yōu)選所述動作裝置為下述定位機構(gòu)，S卩，相對于縫針對所述被縫制物進行相對地定位，以相對于被縫制物向任意的位置進行落針。為了解決上述課題，實現(xiàn)目的，具體地說，本發(fā)明提供一種縫紉機的控制裝置，其對用于驅(qū)動縫紉機的規(guī)定的動作裝置的步進電動機進行控制，其特征在于，具有驅(qū)動電路，其具有2個正極側(cè)開關元件和2個接地側(cè)開關元件，該2個正極側(cè)開關元件可以將所述步進電動機的線圈的兩端分別與電源的正極連接，該2個接地側(cè)開關元件可以將所述線圈的兩端分別接地；控制信號生成部，其生成針對所述步進電動機的電流指令值，另外，生成用于執(zhí)行省電控制的控制切換指令，在該省電控制中，對所述正極側(cè)開關元件以及所述接地側(cè)開關元件進行驅(qū)動，以使得通過所述線圈的自感應而從所述線圈流出的電流回流至所述線圈自身中；偏差生成部，其求出針對所述步進電動機的電流指令值和流向所述步進電動機的電流的驅(qū)動電流值之間的偏差，生成向所述偏差施加規(guī)定的增益后的電流值偏差；驅(qū)動信號生成部，其利用所述電流值偏差，生成用于驅(qū)動所述步進電動機的驅(qū)動信號，并向所述2個正極側(cè)開關元件以及所述2個接地側(cè)開關元件輸入；以及增益調(diào)整部，其在執(zhí)行所述省電控制時，在所述驅(qū)動電流值的絕對值大于或等于所述電流指令值的絕對值時，與所述驅(qū)動電流值的絕對值小于所述電流指令值的絕對值時相比，將所述增益增大。并且，本發(fā)明對用于驅(qū)動定位機構(gòu)的步進電動機的動作進行控制，該定位機構(gòu)，相對于縫針對所述被縫制物進行相對地定位，以相對于被縫制物向任意的位置進行落針。另外，本發(fā)明提供一種縫紉機，其具有步進電動機，其對規(guī)定的動作裝置進行驅(qū)動；驅(qū)動電路，其具有2個正極側(cè)開關元件和2個接地側(cè)開關元件，該2個正極側(cè)開關元件可以將所述步進電動機的線圈的兩端分別與電源的正極連接，該2個接地側(cè)開關元件可以將所述線圈的兩端分別接地；以及控制單元，其對所述驅(qū)動電路進行控制，該縫紉機的特征在于，所述控制單元包含偏差生成部，其求出針對所述步進電動機的電流指令值和所述步進電動機中流過的電流的驅(qū)動電流值之間的偏差，生成向所述偏差施加規(guī)定的增益后的電流值偏差；驅(qū)動信號生成部，其利用所述電流值偏差，生成所述驅(qū)動信號；以及增益調(diào)整部，其在對所述驅(qū)動電路進行控制，以使通過所述線圈的自感應而從所述線圈流出的電流回流至所述線圈自身中的情況下，對所述驅(qū)動電流值的絕對值和所述電流指令值的絕對值進行比較，對所述增益進行調(diào)整。發(fā)明的效果本發(fā)明可以降低在縫紉機中使用的步進電動機的消耗電力。


圖1是表示步進電動機以及本實施方式所涉及的縫紉機用步進電動機控制裝置的概略圖。圖2是表示本實施方式所涉及的電動機控制裝置的裝置結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示本實施方式所涉及的電動機控制裝置所具有的信號運算部的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖4是表示控制信號的生成方法的說明圖。圖5是表示控制信號的生成方法的說明圖。圖6是說明步進電動機的勵磁方法的示意圖。圖7是表示步進電動機的驅(qū)動時的驅(qū)動電路的動作的說明圖，7-1表示第1正極元件和第2接地側(cè)元件為接通的狀態(tài)，第2正極側(cè)元件和第1接地側(cè)元件為斷開的狀態(tài)，7-2 表示第2正極側(cè)元件和第1接地側(cè)元件為接通的狀態(tài)，第1正極側(cè)元件和2接地側(cè)元件為斷開的狀態(tài)。圖8是表示步進電動機的線圈中流動的電流的變化的示意圖。圖9是表示步進電動機的線圈中流動的電流的變化的示意圖。圖10是表示步進電動機的線圈中流動的電流的變化的示意圖。圖11是用于說明執(zhí)行省電控制時的驅(qū)動電路的動作的圖。圖12是用于說明執(zhí)行省電控制時的驅(qū)動電路的動作的圖。圖13是表示在省電控制時步進電動機的線圈中流動的電流的變化的示意圖。圖14是表示在省電控制時步進電動機的線圈中流動的電流的變化的示意圖。圖15是用于說明本實施方式的省電控制中的增益的設定的概念圖。圖16是用于說明本實施方式的省電控制中的增益的設定的概念圖。圖17是表示本實施方式的省電控制中的驅(qū)動電流值的變化的示意圖。圖18是表示由電動機控制裝置執(zhí)行的步進電動機的控制例的流程圖。圖19是表示具有通過本實施方式所涉及的電動機控制裝置控制的步進電動機的縫紉機的一個例子的斜視圖。圖20是表示圖19所示的縫紉機的定位機構(gòu)的斜視圖。
具體實施例方式參照附圖，詳細說明用于實施本發(fā)明的方式(實施方式)。本發(fā)明并不受以下的實施方式所記載的內(nèi)容限定。另外，在以下記載的構(gòu)成要素中包含本領域技術人員容易想到的內(nèi)容、和實質(zhì)上相同的內(nèi)容。并且，以下記載的構(gòu)成要素可以適當?shù)亟M合。本發(fā)明只要是在X-Y方向的驅(qū)動中使用步進電動機的縫紉機，則不論工業(yè)用縫紉機、家庭用縫紉機均可以適用。在本實施方式中，步進電動機30用于對縫紉機的定位機構(gòu)進行驅(qū)動，但也可以用于對抬起機構(gòu)、進給量調(diào)整機構(gòu)等縫紉機的其它機構(gòu)進行驅(qū)動。在本實施方式中，步進電動機30是所謂的PM(Permanent Magnet)型2相步進電動機，但不限定于此。步進電動機30 包含旋轉(zhuǎn)軸31、轉(zhuǎn)子32、定子33、鐵芯部33a、33b、及線圈34a、34b。
轉(zhuǎn)子32是圓柱狀的構(gòu)造體，其與步進電動機30的旋轉(zhuǎn)軸31連結(jié)，通過步進電動機30的框體而可以旋轉(zhuǎn)地設置。轉(zhuǎn)子32為永磁體等磁性體。定子33是設置在轉(zhuǎn)子32的周圍的圓筒狀的磁性材料(例如鐵)。定子33在其內(nèi)周部具有朝向轉(zhuǎn)子32突出的鐵芯部 33a、33b。線圈3^、34b是卷繞在鐵芯部33a、3 上的繞組。線圈3^、34b通過流過電流而被勵磁，作為電磁體起作用。步進電動機30的動作，是通過設置在縫紉機主體內(nèi)或者設置在縫紉機主體外的控制箱中的縫紉機的控制裝置(以下，與需要相對應而稱為電動機控制裝置)1而控制的。電動機控制裝置1包含控制信號生成部2、信號運算部4、與各個線圈3^、34b相對應的驅(qū)動電路6、6。電動機控制裝置1生成與勵磁模式相對應的驅(qū)動信號，該勵磁模式與針對步進電動機30的指令旋轉(zhuǎn)角度相對應，基于該驅(qū)動信號，向各個線圈34a、34b中流入電流，從而使它們勵磁。因此，磁性體的轉(zhuǎn)子32向與線圈34a、34b的勵磁模式相對應的旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)，直至勵磁模式變化為止，保持所述旋轉(zhuǎn)角度。由電動機控制裝置1而流入的線圈34a、34b的電流的方向(在圖1所示的例子中， 在線圈34a中為箭頭A、B表示的方向，在線圈34b中為箭頭C、D表示的方向)，與驅(qū)動電路 6的驅(qū)動相對應地變化。下面，說明電動機控制裝置1。在圖2中，電動機控制裝置1是對步進電動機30、具體地說是對驅(qū)動電路6進行控制的裝置。如上所述，電動機控制裝置1包含控制信號生成部2、信號運算部4、驅(qū)動電路6。 另外，電動機控制裝置1具有與圖1所示的步進電動機30所具有的各個線圈34a、34b相對應的數(shù)量的驅(qū)動電路6，但為了便于說明，在以下所示的例子中僅示出一個驅(qū)動電路6。控制信號生成部2運算并生成作為用于控制步進電動機30的動作的指令值的電流指令值Ic，并向信號運算部4發(fā)送。電流指令值Ic為模擬信號。另外，控制信號生成部 2生成用于對省電控制和除此以外的控制進行切換的控制切換指令PI、P2，并向信號運算部4發(fā)送。在省電控制中，對驅(qū)動電路6進行控制，以使得通過步進電動機30所具有的線圈 34a(34b)的自感應而從線圈34a(34b)流出的電流回流至線圈34a(34b)自身中。S卩，省電控制為下述控制，即，對驅(qū)動電路6所具有的正極側(cè)開關元件60a、60c以及接地側(cè)開關元件 60b、60d進行驅(qū)動，以使得通過步進電動機30所具有的線圈34a(34b)的自感應而從線圈 34a(34b)流出的電流回流至線圈34a(34b)自身中。對于省電控制，在后面進行敘述?？刂菩盘柹刹?例如是CPU (Central Processing Unit :中央運算裝置)或者 MCU (Micro Computer Unit 微型計算機裝置)?？刂菩盘柹刹?通過執(zhí)行用于對步進電動機30的動作進行控制的計算機程序， 從而使步進電動機30旋轉(zhuǎn)或者停止，或者對于步進電動機30執(zhí)行上述的省電控制?？刂菩盘柹刹?可以根據(jù)脈沖頻率對電動機的轉(zhuǎn)速進行識別，生成控制切換指令P1、P2，也可以根據(jù)來自對步進電動機30的轉(zhuǎn)速進行測量的未圖示的編碼器的信號，對步進電動機30的轉(zhuǎn)速進行識別，生成控制切換指令PI、P2。信號運算部4基于控制信號生成部2所生成的電流指令值Ic、驅(qū)動電流值Id、控制切換指令PI、P2，生成用于對步進電動機30進行驅(qū)動的驅(qū)動信號Sdl、Sd2。
并且，信號運算部4通過將所生成的驅(qū)動信號Sdl、Sd2向驅(qū)動電路6發(fā)送，從而向步進電動機30的線圈34a、34b流入電流，使步進電動機30旋轉(zhuǎn)或者停止。S卩，通過信號運算部4的驅(qū)動信號Sdl、Sd2，經(jīng)由驅(qū)動電路6，對步進電動機30進行控制。如上所述，在本實施方式中，在步進電動機30的驅(qū)動中，包含使步進電動機30旋轉(zhuǎn)、和使步進電動機30停止這兩者。另外，驅(qū)動信號Sdl、Sd2是用于對步進電動機30進行PWM(Pulse Width Modulation 脈寬調(diào)制)控制的信號。信號運算部4是用于實現(xiàn)上述功能的處理裝置(例如，微型計算機)，在本實施方式中，使用DSP (Digital Signal I^rocessor 數(shù)字信號處理裝置)。DSP是著重于特定的處理的微型處理器。對于信號運算部4的詳細內(nèi)容，在后面進行敘述。驅(qū)動電路6具有2個正極側(cè)開關元件60a、60c，它們可以將步進電動機30所具有的線圈34a (34b)兩端的導電部分別與電源62的正極連接；以及2個接地側(cè)開關元件60b、 60d，它們可以將線圈34a(34b)兩端的導電部分別與地線63連接。如上所述，驅(qū)動電路6為電橋電路。驅(qū)動電路6具有與各個正極側(cè)開關元件60a、 60c以及各個接地側(cè)開關元件60b、60d并聯(lián)連接的二極管61a、61c以及二極管61b、61d。二極管61a、61c以及二極管61b、61d以使電流可以從地線63朝向電源62的正極流動的方式連接。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，來自電源62的電流不流向二極管61a、61c以及二極管61b、61d， 在流過與電源62的電流的方向相反方向的電流的情況下，該電流流向二極管61a、61c以及二極管61b、61d。通過將驅(qū)動電路6如上所述構(gòu)成，所述相反方向的電流流向二極管61a、 61c以及二極管61b、61d，從而避免正極側(cè)開關元件60a、60c以及接地側(cè)開關元件60b、60d 的破損。S卩，二極管61a、61c以及二極管61b、61d作為正極側(cè)開關元件60a、60c以及接地側(cè)開關元件60b、60d的保護電路起作用。在本實施方式中，正極側(cè)開關元件60a、60c以及接地側(cè)開關元件60b、60d均為 FET (Field Effect Transistor 場效應型晶體管)。另外，向正極側(cè)開關元件60a、60c的門極輸入驅(qū)動信號Sdl，向接地側(cè)開關元件 60b、60d的門極輸入驅(qū)動信號Sd2。另外，正極側(cè)開關元件60a、60c以及接地側(cè)開關元件 60b、60d不限于FETJfi FET在通過控制門極電壓而向步進電動機30中流過大電流的情況下優(yōu)選。正極側(cè)開關元件60a和接地側(cè)開關元件60b串聯(lián)連接。更加具體地說，正極側(cè)開關元件60a的漏極和接地側(cè)開關元件60b的源極電連接。同樣地，通過將正極側(cè)開關元件60c 的漏極和接地側(cè)開關元件60d的源極電連接，從而將兩者串聯(lián)連接。因此，線圈34a(34b) 的兩端，分別在串聯(lián)連接的正極側(cè)開關元件60a和接地側(cè)開關元件60b之間、以及串聯(lián)連接的正極側(cè)開關元件60c和接地側(cè)開關元件60d之間連接。以下，根據(jù)需要而將正極側(cè)開關元件60a稱為第1正極側(cè)元件60a，將正極側(cè)開關元件60c稱為第2正極側(cè)元件60c，將接地側(cè)開關元件60b稱為第1接地側(cè)元件60b，將接地側(cè)開關元件60d稱為第2接地側(cè)元件60d。在線圈34a (34b)和驅(qū)動電路6之間串聯(lián)連接電流檢測電路8a (8b)，該電流檢測電路8a(8b)作為用于檢測步進電動機30中流過的電流，更加具體地說檢測線圈34a(34b)中流過的電流的驅(qū)動電流檢測單元。另外，電流檢測電路8a與線圈3 相對應，電流檢測電路8b與線圈34b相對應。電流檢測電路8a (8b)檢測出的電流的值，是流向步進電動機30 (更加具體地說， 線圈34a(34b))而對步進電動機30進行驅(qū)動的電流(驅(qū)動電流)的值，即驅(qū)動電流值Id。 另外，所述驅(qū)動電流通過電流檢測電路8a (8b)內(nèi)的分流電阻而變換為電壓并輸出。因此，在本實施方式中，驅(qū)動電流值Id以電壓形式輸出。信號運算部4取得驅(qū)動電流值Id，在生成驅(qū)動信號Sdl、Sd2中使用。在本實施方式中，只要電動機控制裝置1至少具有信號運算部4即可，控制信號生成部2和驅(qū)動電路6中的至少一個也可以與電動機控制裝置1分別準備。另外，在電動機控制裝置1具有控制信號生成部2和信號運算部4的情況下，如本實施方式所示，也可以將它們作為不同的處理裝置(例如，微型計算機)而準備。另外，電動機控制裝置1也可以將控制信號生成部2和信號運算部4合并為一個處理裝置(例如，微型計算機)，通過所述處理裝置執(zhí)行不同的計算機程序，從而實現(xiàn)各自的功能。下面，對于信號運算部4進一步詳細地說明。在圖3中，信號運算部4包含偏差生成部40、驅(qū)動信號生成部41、三角波產(chǎn)生部 42、增益調(diào)整部43。另外，信號運算部4具有輸出部44，其將驅(qū)動信號生成部41所生成的驅(qū)動信號Sd 加工為向驅(qū)動電路6發(fā)送的驅(qū)動信號Sdl、Sd2。因此，信號運算部4具有用于對驅(qū)動步進電動機30的電流進行控制的A/D變換功能以及PWM控制功能。偏差生成部40求出圖2所示的控制信號生成部2所生成的針對步進電動機30的電流指令值Ic和步進電動機30中流過的驅(qū)動電流值Id之間的偏差d( = Ic-Id)，并生成對偏差d施加由增益調(diào)整部43所生成的規(guī)定增益G后的電流值偏差D( = dXG)。驅(qū)動信號生成部41根據(jù)電流值偏差D，生成用于驅(qū)動步進電動機30的驅(qū)動信號 Sd0此時，驅(qū)動信號生成部41利用三角波產(chǎn)生部42產(chǎn)生的三角波Vt，生成驅(qū)動信號Sd。增益G是電流值偏差D的權重。G越大，PWM信號的ON占空比的變化越大，電流響應性提高， 但如果G過大，則在電流變化時產(chǎn)生過調(diào)，電流變得不穩(wěn)定。因此，必須使G成為適當?shù)闹怠Ｔ诒緦嵤┓绞街?，準?種大小不同的增益，在執(zhí)行上述省電控制的情況下，在必須使步進電動機30中流過的電流降低時，使用與該情況以外所使用的增益相比更大的增
■、Λ
frff. ο下面，說明生成驅(qū)動信號Sd的方法的一個例子。在圖4、圖5中，在三角波產(chǎn)生部42中產(chǎn)生三角波Vt。驅(qū)動信號生成部41對三角波Vt和電流值偏差D進行比較，在Vt < D的情況下生成ON信號(時間tl t2)，在Vt > D的情況下生成OFF信號(時間t2 t3)。將如上所述得到的ON信號和OFF信號組合的0N/0FF信號是驅(qū)動信號Sd。三角波Vt的1個周期相當于驅(qū)動信號Sd的1個周期。從圖4、圖5可知，如果電流值偏差D變大，則驅(qū)動信號Sd的1個周期中的ON時間變長，如果電流值偏差D變小，則驅(qū)動信號Sd的1個周期中的OFF時間變長。在驅(qū)動信號Sd為ON信號的情況下向步進電動機30流過電流，在驅(qū)動信號Sd為OFF信號的情況下，不向步進電動機30流過電流。另外，驅(qū)動信號Sd的ON時間越長，向步進電動機30流過的電流越多。如上所述，驅(qū)動信號Sd通過ON時間的長度(稱為時間tl和t2的間隔即脈寬)， 對流向步進電動機30的電流的大小進行變更?；隍?qū)動信號Sd的脈寬而對流向步進電動機30的電流的大小進行變更的控制，是PWM控制。增益調(diào)整部43在對驅(qū)動電路6進行控制，以使得在通過線圈34a (34b)的自感應而從線圈34a(34b)流出的電流流回至線圈34a(34b)中的情況下，在必須使驅(qū)動電流值Id 的絕對值減少時，與不必使驅(qū)動電流值Id的絕對值減少時相比，將增益G變大。即，增益調(diào)整部43，在執(zhí)行上述的省電控制時，在驅(qū)動電流值Id的絕對值為大于或等于電流指令值Ic的絕對值時，與驅(qū)動電流值Id的絕對值小于電流指令值Ic的絕對值時相比，將增益G變大。輸出部44取得由驅(qū)動信號生成部41生成的驅(qū)動信號Sd，向驅(qū)動電路6輸出。輸出部44包含第1反轉(zhuǎn)部45、第1邏輯積運算部46、第2邏輯積運算部47、第2反轉(zhuǎn)部48、 第3反轉(zhuǎn)部49。第1邏輯積運算部46使來自圖2所示的控制信號生成部2的控制切換指令Pl和驅(qū)動信號Sd輸入，將兩者的邏輯積作為驅(qū)動信號Sdl而輸出。第2邏輯積運算部47使來自控制信號生成部2的控制切換指令P2、和通過第1反轉(zhuǎn)部45后的驅(qū)動信號Sd輸入，將兩者的邏輯積作為驅(qū)動信號Sd2而輸出。另外，通過第1 反轉(zhuǎn)部45而將驅(qū)動信號Sd反轉(zhuǎn)。以下，為了便于說明，根據(jù)需要將驅(qū)動信號Sdl稱為第1驅(qū)動信號Sdl，將驅(qū)動信號 Sd2稱為第2驅(qū)動信號Sd2。第1驅(qū)動信號Sdl相當于驅(qū)動信號Sd，第2驅(qū)動信號Sd2相當于驅(qū)動信號Sd反轉(zhuǎn)后的信號。第1邏輯積運算部46輸出的第1驅(qū)動信號Sdl直接向第1正極側(cè)元件60a的門極輸入，并且通過第2反轉(zhuǎn)部48后向第1接地側(cè)元件60b的門極輸入。第2邏輯積運算部 47輸出的第2驅(qū)動信號Sd2直接向第2正極側(cè)元件60c的門極輸入，并且通過第3反轉(zhuǎn)部 49后向第2接地側(cè)元件60d的門極輸入。如上所述，向第1正極側(cè)元件60a的門極輸入第1驅(qū)動信號Sdl，向第2正極側(cè)元件60c的門極輸入第2驅(qū)動信號Sd2。向第1接地側(cè)元件60b的門極輸入的信號由于是第 2反轉(zhuǎn)部48使第1驅(qū)動信號Sdl反轉(zhuǎn)后的輸出，所以成為第2驅(qū)動信號Sd2。另外，向第2接地側(cè)元件60d的門極輸入的信號，由于是第1反轉(zhuǎn)部45使驅(qū)動信號Sd反轉(zhuǎn)后的信號，即第3反轉(zhuǎn)部49使第2驅(qū)動信號Sd2再度反轉(zhuǎn)后的輸出，因此，成為驅(qū)動信號Sd、即第1驅(qū)動信號Sdl。如上所述，第1正極側(cè)元件60a和第2接地側(cè)元件60d 通過第1驅(qū)動信號Sdl驅(qū)動，第2正極側(cè)元件60c和第1接地側(cè)元件60b通過第2驅(qū)動信號Sd2驅(qū)動。如上所述，信號運算部4作為構(gòu)成部而包含偏差生成部40、驅(qū)動信號生成部41、三角波產(chǎn)生部42、增益調(diào)整部43、輸出部44。信號運算部4通過執(zhí)行在自身的存儲部中存儲的計算機程序，從而實現(xiàn)上述的構(gòu)成部的功能。即，信號運算部4通過軟件實現(xiàn)自身的功能。因此，如果將所述計算機程序加密，則難以對信號運算部4的功能進行解析，因此可以降低非法改造的可能性。
另外，即使在變更步進電動機30的規(guī)格以及步進電動機30的適用對象即縫紉機的規(guī)格等的情況下，僅通過改寫與其對應的計算機程序，就可以利用相同的信號運算部4 進行應對，因此提高便利性。在圖6中，圖1所示的2相雙極型的步進電動機30具有2個線圈34a、34b。向步進電動機30的線圈34a、34b施加電流的方法(勵磁方法)存在幾種，例如存在將A相(線圈34a)和B相(線圈34b)彼此交替切換而流過電流的1_2相勵磁方式的方法。該方法具有下述優(yōu)點，即，與一相勵磁或者二相勵磁相比，可以使步角度成為一半，可以得到順滑的旋轉(zhuǎn)。在1-2相勵磁的情況下，各個線圈34a、3^中流過的電流的組合如圖6所示，存在 0 7這8個模式。以步0、1、2、3、4、5、6、7的組合順序?qū)€圈；Ma、34b進行勵磁，對流向各個線圈34a、34b的電流進行切換，從而步進電動機30進行旋轉(zhuǎn)。下面，針對A相即線圈34a，在圖7 圖10中，說明驅(qū)動電路6的動作。在圖6的步0、1、2中流過線圈3 的電流，沿圖7-1的箭頭E方向(從電源62的正極朝向地線63的方向，以下定義為+方向)流動。此時，第1正極側(cè)元件60a和第2接地側(cè)元件60d反復進行接通/斷開動作，對線圈3 中流過的驅(qū)動電流值Id進行控制。這樣，如圖8的ON的部分所示，線圈34a中流過的驅(qū)動電流值Id增加。在第1正極側(cè)元件60a和第2接地側(cè)元件60d為斷開的情況下，電流通過第2接地側(cè)元件60b的二極管61b、線圈3 和第1正極側(cè)元件60c的二極管61c，向返回電源62 的方向流動(圖7-2的箭頭F所示的方向)。其原因在于，在第1正極側(cè)元件60a和第2接地側(cè)元件60d斷開的情況下，線圈3 通過自感應而使電流沿當前的流動方向流動。在該情況下，為了抑制二極管61b、61c的發(fā)熱，而第2接地側(cè)元件60b以及第1正極側(cè)元件60c 被控制為接通。這樣，如圖8的OFF的部分所示，線圈34a中流過的驅(qū)動電流值Id減少。在圖6所示的步3、7中，電流指令值Ic為OA(安培)。這表示驅(qū)動電流值Id為 OA(安培)。此時，以使線圈34a的電流向+方向和其反方向(-方向)交替流動的方式，將第1正極側(cè)元件60a、第2接地側(cè)元件60d、第2正極側(cè)元件60c和第1接地側(cè)元件60b接通/斷開(參照圖9)。其結(jié)果，由于線圈34a中流過的電流的平均值為0A，因此驅(qū)動電流值Id為OA。在圖6所示的步4、5、6中，線圈34a中流過的電流的方向為-方向(參照圖 10)。在線圈34a中流過的電流的斜率為正時，第1正極側(cè)元件60a以及第2接地側(cè)元件60d接通(圖7-1)。另外，在線圈3 中流過的電流的斜率為負時，第2正極側(cè)元件60c 以及第1接地側(cè)元件60b接通(圖7-2)。所述斜率由施加在線圈3 上的電壓決定，但由于該電壓為電源62的電壓(電源電壓)Vcc，因此所述斜率為大致相同的大小(圖8 圖9)。所述斜率引起的電流變化量， 與電流指令值Ic的大小無關，大致相同，成為鐵損的原因。即，即使為了抑制步進電動機30 的發(fā)熱，在步進電動機30停止中，使線圈34a、34b中流過的電流變小，雖然可使該電流導致的銅損降低，但也無法使鐵損降低。因此，通過上述的省電控制，對步進電動機30的發(fā)熱進行抑制。為了方便，將抑制步進電動機30的發(fā)熱的控制稱為省電控制。在圖11 圖14中對省電控制進行說明。省電控制，是通過圖2、圖3所示的控制信號生成部2將控制切換指令P1、P2向信號運算部4發(fā)送而執(zhí)行的。另外，省電控制在步進電動機30的停止時實施，但除此以外，也可以在步進電動機30的低速旋轉(zhuǎn)時，具體地說在步進電動機30的轉(zhuǎn)速小于或等于200rpm或者小于或等于 300rpm時實施。在不執(zhí)行省電控制的情況下，S卩，在步進電動機30的正常旋轉(zhuǎn)時，控制切換指令 P1、P2均為1。因此，向圖3所示的第1邏輯積運算部46輸入的控制切換指令Pl以及向第 2邏輯積運算部47輸入的控制切換指令P2均為1。其結(jié)果，第1邏輯積運算部46以及第2 邏輯積運算部47將控制切換指令P1、P2以外的輸入直接輸出。具體地說，從第1邏輯積運算部46將驅(qū)動信號Sd作為第1驅(qū)動信號Sdl而輸出，從第2邏輯積運算部47輸出使驅(qū)動信號Sd反轉(zhuǎn)后的第2驅(qū)動信號Sd2。因此，驅(qū)動電路6的各個元件通過第1驅(qū)動信號Sdl 和第2驅(qū)動信號Sd2而反復進行接通/斷開動作。如圖7-1所示，在第1正極側(cè)元件60a以及第2接地側(cè)元件60d為接通，第2正極側(cè)元件60c以及第1接地側(cè)元件60b為斷開的情況下，在線圈34a(34b)中，電流沿圖7_1 的箭頭E所示的方向流動。另外，如圖7-2所示，在第2正極側(cè)元件60c以及第1接地側(cè)元件60b為接通，第 1正極側(cè)元件60a以及第2接地側(cè)元件60d為斷開的情況下，線圈34a(34b)中流過的電流如箭頭F所示，從地線63朝向電源62的正極流動。下面，對省電控制進行說明。省電控制例如在步進電動機30停止中或者低速旋轉(zhuǎn)時進行。在執(zhí)行省電控制時，在線圈34a(34b)中流過的電流為+方向的情況下，圖2所示的控制信號生成部2生成控制切換指令Pl = 1，P2 = 0。另外，在線圈34a(34b)中流過的電流為-方向的情況下，圖2所示的控制信號生成部2生成控制切換指令Pl = 0，P2 = 1。 另外，在線圈34a(34b)中流過的電流為OA的情況下，圖2所示的控制信號生成部2生成控制切換指令Pl = 0，P2 = 0。圖11、圖12表示在省電控制中線圈34a(34b)中流過的電流為+方向的情況。此時，由于Pl = 1，P2 = 0，因此從圖3的第1邏輯積運算部46輸出第1驅(qū)動信號Sdl，從第 2邏輯積運算部47輸出0。因此，在省電控制中，在線圈34a(34b)中流過的電流為+方向的情況下，第1正極側(cè)元件60a以及第1接地側(cè)元件60b反復進行接通/斷開動作，第2正極側(cè)元件60c總是為斷開，第2接地側(cè)元件60d總是為接通。另外，在第1正極側(cè)元件60a為接通時，第1接地側(cè)元件60b成為斷開，在第1正極側(cè)元件60a為斷開時，第1接地側(cè)元件60b成為接通。如圖11所示，在省電控制中，在第1正極側(cè)元件60a為接通且第2接地側(cè)元件60d 為接通的情況下，線圈34a(34b)中流過的電流沿著圖11的箭頭E所示的方向流動。在第 1正極側(cè)元件60a為斷開，第1接地側(cè)元件60b為接通時，第2正極側(cè)元件60c為斷開，第2 接地側(cè)元件60d為接通。因此，如圖12所示，通過自感應而從線圈34a (34b)流出的電流，不是通過第2正極側(cè)元件60c的二極管61c流回至電源62，而是通過第1接地側(cè)元件60b以及第2接地側(cè)元件60d而回流至線圈34a(34b)自身(圖12的箭頭G所示的方向)。此時，由于沒有施加阻礙線圈34a(34b)的電流流動的反向電壓，因此，電流的減少如圖13所示，非常平穩(wěn)。
其結(jié)果，線圈34a(34b)中流過的電流的變化量(電流波動)，與圖9所示的情況相比非常地小。其結(jié)果，省電控制具有可以降低由于步進電動機30的鐵損導致的發(fā)熱的效果。并且，在步進電動機30停止時或者低速旋轉(zhuǎn)時，通過在步進電動機30中流過的電流為一定狀態(tài)時執(zhí)行省電控制，從而可以降低使用步進電動機30的縫紉機待機時的消耗電力。但是，在省電控制時，有時由于使流向步進電動機30的電流(驅(qū)動電流)減少時的響應性低，所以會向步進電動機30的線圈!Ma、34b中流過比電流指令值Ic大的電流。這如圖14所示，在省電控制中，由于線圈34a、34b中流過的電流的減少平緩，因此在驅(qū)動電流值Id沒有降低至電流指令值Ic期間，會進入下一次的PWM控制的ON時間。由于下一次PWM控制的ON的比例與上一次相比變少，因此驅(qū)動電流值Id逐漸減少，通過多次反復進行PWM控制，從而將驅(qū)動電流值Id減少至電流指令值Ic。在將線圈 34a,34b中流過的電流增加時，由于以與正常控制、即與省電控制以外的控制相同的斜率進行增加，因此不存在響應性的問題。但是，由于僅在線圈34a、34b中流過的電流減少的情況下響應性下降，因此，在此期間流過多余的電流，無法充分地降低步進電動機30的消耗電力。為了充分地確保在線圈34a、34b中流過的電流減少的情況下的PWM控制的OFF時間，將來自圖2、圖3所示的信號運算部4的電流值偏差D向-(負)方向增大是有效的。因此，只要將信號運算部4所具有的增益調(diào)整部43生成的增益G增大即可。但是，如果增益 G增大，則在正?？刂埔约笆‰娍刂浦芯€圈34a、34b中流過的電流增加時，所述電流過度增加，其結(jié)果，可能產(chǎn)生過調(diào)。為了解決該問題，在本實施方式的省電控制中，圖3所示的增益調(diào)整部43，在必須使驅(qū)動電流值Id的絕對值減少時，與不必使驅(qū)動電流值Id的絕對值減少時(例如，在線圈 34a,34b中流過的電流增加的情況下)相比，將增益G增大。如上所述，在省電控制中，由于可以僅在線圈34a、34b中流過的電流減少的情況下，將電流值偏差D增大，因此，可以使開關元件的OFF時間變長。因此，可以抑制使流向步進電動機30的電流減少時的響應性下降。其結(jié)果，在本實施方式的省電控制中，由于可以使驅(qū)動電流值Id迅速地向電流指令值Ic收斂，因此抑制多余的電流流過線圈34a、34b的情況，可以充分地降低步進電動機 30的消耗電力。另外，增益調(diào)整部43還對驅(qū)動電流值Id的絕緣值和電流指令值Ic的絕對值進行比較，在必須使驅(qū)動電流值Id的絕對值減少時，以使增益G變大的方式進行調(diào)整。并且，增益調(diào)整部43也可以在執(zhí)行省電控制時，在驅(qū)動電流值Id的絕對值大于或等于電流指令值 Ic的絕對值時，進行調(diào)整，以使與驅(qū)動電流值Id的絕對值小于電流指令值Ic的絕對值時相比，將所述增益G增大。在本實施方式中，在步進電動機30的旋轉(zhuǎn)速度小于或等于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度的情況下，執(zhí)行省電控制。在小于或等于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度中，也包含步進電動機30停止的情況 (旋轉(zhuǎn)速度為0)。如上所述，在步進電動機30停止時執(zhí)行省電控制，但通過在步進電動機 30旋轉(zhuǎn)時也廣泛使用省電控制，從而可以進一步抑制步進電動機30的消耗電力。所述規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度，是用于規(guī)定步進電動機30在較低速下旋轉(zhuǎn)的情況的旋轉(zhuǎn)速度，例如，為200rpm至300rpm。在小于或等于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度時執(zhí)行省電控制的原因在于，在步進電動機30以高速旋轉(zhuǎn)的情況下響應性優(yōu)先。下面，通過圖15 圖17，詳細說明本實施方式的省電控制。圖15是線圈34a、34b中流過的電流的方向為+的情況(PI = 1、P2 = 0)，圖16是為-的情況(Pl = 0、P2 = 1)。圖17的實線是由于本實施方式的省電控制引起的驅(qū)動電流值Id的變化，虛線是增益一定的情況下的驅(qū)動電流值Id的變化。如上所述，本實施方式的省電控制中，與不必使驅(qū)動電流值Id的絕對值|ld|減少時的增益Gl相比，將必須使驅(qū)動電流值Id的絕對值I Id減少時的增益G2增加(Gl < G2)。在圖15、圖16所示的例子中，在與電流指令值Ic的絕對值|lc|相比驅(qū)動電流值 Id的絕對值Ildl小的情況下(至t = tl為止的區(qū)域以及t比t2大的區(qū)域)，為了使偏差 d( = Ic-Id)為0，必須使驅(qū)動電流值Id的絕對值I Id增加。此時，由于在圖3所示的增益調(diào)整部43中增益G = G1，因此，電流值偏差D成為 dXGl。另外，在|ld|彡Ic的情況下& =衍 12的區(qū)域)，為了使偏差(1( = Ic-Id) 為0，必須使驅(qū)動電流值Id的絕對值|ld|減少。此時，在增益調(diào)整部43中增益G = G2(> G1)，因此電流值偏差D成為dXG2。如上所述，在本實施方式的省電控制中，增益調(diào)整部43 在驅(qū)動電流值Id的絕對值|ld|大于或等于電流指令值Ic的絕對值|lc|時，與|ld|比
Ic小時相比，將增益G增大。通過如上所述，本實施方式的省電控制，可以僅在線圈34a、34b中流過的電流減少的情況下，將電流值偏差D增大。其結(jié)果，如圖17所示，由本實施方式的省電控制引起的驅(qū)動電流值Id的變化(實線)，與增益G—定的情況(虛線)相比，抑制使流向步進電動機30的電流減少時的響應性下降，迅速地向電流指令值Ic (在步進電動機30的停止時為0)收斂。其結(jié)果，由于可以使流向步進電動機30的多余電流減少，因此可以充分地降低步進電動機30的消耗電力。下面，說明圖2所示的電動機控制裝置1對步進電動機30的動作進行控制的例子。在圖18中，在對步進電動機30的動作進行控制的情況下，圖2所示的電動機控制裝置1的控制信號生成部2生成電流指令值Ic以及控制切換指令P1、P2。并且，在步驟 SlOl中，信號運算部4取得由控制信號生成部2生成的電流指令值Ic，在步驟S102中從電流檢測電路8a(8b)取得驅(qū)動電流值Id，在步驟S103中，取得由控制信號生成部2生成的控制切換指令P1、P2。另外，步驟S101、步驟S102和步驟S103的順序無所謂。在步驟S104中，在控制切換指令即Pl或者P2為0的情況下(步驟S1014，是)， 電動機控制裝置1執(zhí)行省電控制。在該情況下，進入步驟S105。在步驟S105中，在Pl = 1 且Id彡Ic的情況下(步驟S105，是)，流向步進電動機30的線圈34a、34b的電流的方向為+且|ld|彡I Ic |。在該情況下，由于必須使驅(qū)動電流值Id減少，因此進入步驟S106，偏差生成部40從增益調(diào)整部43取得增益G2，將與偏差d相乘的增益G設定為G2。在步驟S104中，在不是控制切換指令即Pl或者P2不為0的情況下，即Pl = 1且 P2 = 1的情況下(步驟S104，否)，電動機控制裝置1不執(zhí)行省電控制。在該情況下，進入步驟S107，偏差生成部40從增益調(diào)整部43取得增益Gl，將與偏差d相乘的增益G設定為 Gl。在步驟S105中，在不是Pl = 1且Id彡Ic的情況下，S卩，P2 = 1或者Id < Ic的情況下(步驟S105，否)，進入步驟S108。在步驟S108中，在P2 = 1且Ic彡Id的情況下(步驟S108，是)，步進電動機30的線圈!Ma、34b中流過的電流的方向為-且|ld|彡|lc|。在該情況下，由于必須使驅(qū)動電流值Id減少，因此進入步驟S 106，偏差生成部40從增益調(diào)整部43取得增益G2，將與偏差d相乘的增益G設定為G2。在步驟S108中，在不是P2 = 1且Ic彡Id的情況下、即P2 = 0或者Ic < Id的情況下(步驟S108，否)，電動機控制裝置1不執(zhí)行省電控制。在該情況下，進入步驟S107， 偏差生成部40從增益調(diào)整部43取得增益Gl，將與偏差d相乘的增益G設定為Gl。下面，進入步驟S109，偏差生成部40計算電流值偏差D。并且，在步驟SllO中，驅(qū)動信號生成部41從三角波產(chǎn)生部42取得三角波Vt。然后，在步驟Slll中，在D > Vt的情況下(步驟S111，是)，進入步驟S112，驅(qū)動信號生成部41使驅(qū)動信號Sd成為1。在D < Vt 的情況下(步驟S111，否)，進入步驟S113，驅(qū)動信號生成部41使驅(qū)動信號Sd成為0。在步驟Slll 步驟Sl 13中，驅(qū)動信號生成部41生成由0N/0FF構(gòu)成的驅(qū)動信號Sd。該驅(qū)動信號Sd是用于PWM控制的信號。然后，進入步驟S114，圖3所示的信號運算部4將驅(qū)動信號Sd作為第1驅(qū)動信號 Sdl，將使驅(qū)動信號Sd反轉(zhuǎn)后的信號作為第2驅(qū)動信號Sd2。信號運算部4的第1反轉(zhuǎn)部 45使驅(qū)動信號Sd反轉(zhuǎn)而作為第2驅(qū)動信號Sd2。在步驟S115中，控制切換指令Pl為1的情況下(步驟S115，是)，進入步驟S116。 在步驟Sl 16中，在控制切換信號P2為1的情況下(步驟Sl 16，是)，進入步驟Sl 17，信號運算部4從第1邏輯積運算部46向驅(qū)動電路6輸出第1驅(qū)動信號Sdl,從第2邏輯積運算部 47向驅(qū)動電路6輸出第2驅(qū)動信號Sd2。在步驟S115以及步驟S116中為是的情況下，由于Pl = P2 = 1，因此不執(zhí)行省電控制，在正常控制中，使步進電動機30驅(qū)動。在步驟S115中，控制切換指令Pl不為1的情況下(步驟S115，否)，進入步驟
5118。在該情況下，由于Pl= 0，因此信號運算部4的第1邏輯積運算部46將第1驅(qū)動信號Sdl設定為0。然后，進入步驟S117，信號運算部4執(zhí)行上述的處理。在該情況下，由于第1驅(qū)動信號Sdl = 0且第2驅(qū)動信號Sd2 = 1，因此，在步驟Sl 17中，執(zhí)行步進電動機30 的線圈34a、34b中流過的電流的方向為-的情況下的省電控制。在步驟Sl 16中，在控制切換信號P2不為1的情況下(步驟Sl 16，否)，進入步驟
5119。在該情況下，由于P2= 0，因此信號運算部4的第2邏輯積運算部47將第2驅(qū)動信號Sd2設定為0。然后，進入步驟S117，信號運算部4執(zhí)行上述的處理。在該情況下，由于第1驅(qū)動信號Sdl = 1且第2驅(qū)動信號Sd2 = 0，因此，在步驟Sl 17中，執(zhí)行步進電動機30的線圈 34a,34b中流過的電流的方向為+的情況下的省電控制。圖19所示的縫紉機70為電子循環(huán)縫紉機。電子循環(huán)縫紉機具有保持框，其對執(zhí)行縫制的被縫制物即布料進行保持，通過該保持框相對于縫針進行相對移動，從而在由保持框保持的布料上形成基于規(guī)定的縫制圖案數(shù)據(jù)(縫制圖案)的縫跡。在這里，將后述的縫針78進行上下移動的方向定義為Z軸方向(上下方向)，將與其正交的一個方向定義為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)縫紉機70 (以下稱為縫紉機70)具有縫紉機主體71，其設置在縫紉機工作臺T的上表面；踏板R，其設置在縫紉機工作臺T的下部，用于對縫制的開始和停止進行操作；以及操作面板90等，其設置在縫紉機工作臺T的上部，由用戶進行輸入操作?？p紉機主體71具有縫紉機架72，其外形從側(cè)面觀察為大致二字狀。縫紉機架72具有縫紉機臂部72a，其形成縫紉機主體71的上部，沿前后方向延伸；縫紉機基座72b，其形成縫紉機主體71的下部，沿前后方向延伸；以及縱向機體部72c， 其將縫紉機臂部7 和縫紉機基座72b連結(jié)?？p紉機主體71在縫紉機架72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以及下軸。所述主軸配置在縫紉機臂部 72a的內(nèi)部，所述下軸配置在縫紉機基座72b的內(nèi)部。所述主軸與縫紉機電動機連結(jié)，通過該縫紉機電動機施加轉(zhuǎn)動力。另外，所述下軸經(jīng)由縱軸與主軸連結(jié)，如果主軸轉(zhuǎn)動，則主軸的動力經(jīng)由縱軸向下軸側(cè)傳遞，使下軸轉(zhuǎn)動。 在所述主軸的前端連接有針棒78a，其通過主軸的轉(zhuǎn)動而沿Z軸方向上下移動。在針棒78a 的下端可以更換地設置縫針78。利用如上所述的結(jié)構(gòu)，通過所述主軸的轉(zhuǎn)動而縫針78沿Z 軸方向上下移動。在所述下軸的前端設置有釜。如果與所述主軸一起所述下軸轉(zhuǎn)動，則通過縫針78和所述釜的協(xié)同動作，形成縫跡。在縫紉機臂部7 上設置有中壓腳裝置，其用于防止由于縫針78的上下移動而導致的布料的抬起，并具有中壓腳，該中壓腳與針棒78a的上下移動聯(lián)動而上下移動，且將縫針78周圍的布料向下方按壓。另外，所述中壓腳裝置的主體配置在縫紉機臂部7 的內(nèi)部， 將縫針78插入至形成在所述中壓腳的前端側(cè)的貫穿孔中。在縫紉機基座72b上配置有布板80。在布板80的上方配置有作為布料保持部的保持框81以及縫針78。保持框81安裝在配置于縫紉機臂部72a的前端部的安裝部件83 上。另外，如圖20所示，保持框81具有布料壓腳86和下板87。并且，布料壓腳86可以通過配置在縫紉機臂部72a內(nèi)的布料壓腳氣缸的驅(qū)動而上下驅(qū)動。通過如上所述的結(jié)構(gòu)，布料壓腳86在自身下降時在其與下板87之間將布料夾持并保持。對保持框81進行保持的安裝部件83，經(jīng)由導軌單元，支撐在存儲保持于縫紉機架 72內(nèi)的X軸導軌75上。X軸導軌75經(jīng)由導軌單元而支撐在Y軸導軌76上。通過如上所述的結(jié)構(gòu)，保持框81經(jīng)由安裝部件83，可以在X-Y平面上任意地移動。另外，在縫紉機基座72b內(nèi)，作為X-Y驅(qū)動單元而設置有作為X軸電動機的第1步進電動機30A以及作為Y軸電動機的第2步進電動機30B。第1步進電動機30A經(jīng)由齒輪使進給軸77旋轉(zhuǎn)，對與安裝部件83連結(jié)的同步帶84進行輸送。另外，第2進步電動機30B經(jīng)由錐齒輪使進給軸78旋轉(zhuǎn)，對與X軸導軌75連結(jié)的同步帶85進行輸送。通過如上所述的結(jié)構(gòu)，如果使第1步進電動機30A以及第2步進電動機30B驅(qū)動， 則通過它們的協(xié)同動作，可以使安裝部件83以及保持框81向X-Y平面的任意的位置上定位。并且，通過保持框81的移動和縫針78以及所述釜的動作聯(lián)動，從而在布料上形成基于規(guī)定的縫制圖案數(shù)據(jù)的縫跡數(shù)據(jù)的縫跡。并且，保持框81、安裝部件83、第1步進電動機30A以及第2步進電動機30B作為定位機構(gòu)91起作用，將縫針78和布料在X軸方向以及Y軸方向上相對地定位，以使得相對
16于被縫制物即布料在任意的位置上執(zhí)行落針。第1步進電動機30A以及第2步進電動機30B，通過圖2所示的電動機控制裝置1 而控制其動作。通過如上所述動作，從而第1步進電動機30A以及第2步進電動機30B對定位機構(gòu)91進行驅(qū)動。并且，定位機構(gòu)91進行縫針78和布料之間的相對定位。在第1步進電動機30A以及第2步進電動機30B停止的情況或者以小于或等于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動的情況下，電動機控制裝置1執(zhí)行上述的本實施方式的省電控制。本實施方式的省電控制可以降低第1步進電動機30A以及第2步進電動機30B的消耗電力，因此可以降低縫紉機70的消耗電力。以上，在本實施方式中，在省電控制中，在必須使流向步進電動機的電流的絕對值減少的情況下，與除此以外的情況相比，將增益增大。通過如上所述動作，由于在PWM控制中可以將開關元件的OFF時間變長，因此可以充分地確保流向步進電動機的電流減少的時間。其結(jié)果，抑制所述電流減少時的響應性的下降，可以降低步進電動機的消耗電力。另外， 在省電控制中，由于驅(qū)動電流值迅速地向電流指令值收斂，因此使驅(qū)動電流值的振動減少。 其結(jié)果，使縫紉機的保持框的振動和步進電動機的噪聲降低。另外，在本實施方式中，通過使信號運算部為微型處理器(例如，DSP)，從而可以在省電控制和正?？刂浦?，分別將增益的設定自動地變更為適當?shù)闹?。通過如上所述，在省電控制中，由于可以抑制流向步進電動機的電流減少時的響應性的下降。其結(jié)果，可以使流向步進電動機的多余電流減少，因此可以降低步進電動機的消耗電力。另外，在本實施方式中，通過使信號運算部為微型處理器，從而即使在通過信號運算部控制的步進電動機變更的情況下，也可以利用軟件進行更變，以使成為最佳的增益。如上所述，本實施方式不必更換硬件，而可以實現(xiàn)最佳的步進電動機的控制。另外，通過將信號運算部軟件化，從而在讀出信號運算部內(nèi)的計算機程序時，通過設置密碼等，而也可以使增益的設定或者內(nèi)部的控制等技術信息向第三者泄露的可能性減低。另外，在信號運算部的偏差生成部由硬件構(gòu)成的情況下，可以由具有運算放大器和電阻器的差動放大電路而構(gòu)成，但在該情況下，增益由電阻比率設定，因此在省電控制和除此以外的情況下難以高速地對增益進行變更。在本實施方式中，由于將信號運算部的偏差生成部軟件化，因此，在省電控制和除此以外的情況下可以容易地實現(xiàn)高速變更增益。工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明所涉及的縫紉機的控制裝置以及縫紉機，對于降低消耗電力來說有用。
權利要求
1.一種縫紉機的控制裝置，其具有驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路具有2個正極側(cè)開關元件和2個接地側(cè)開關元件，該2個正極側(cè)開關元件可以將對縫紉機的規(guī)定的動作裝置進行驅(qū)動的步進電動機的線圈的兩端分別與電源的正極連接，該2個接地側(cè)開關元件可以將所述線圈的兩端分別接地；以及控制單元，其對所述驅(qū)動電路進行控制， 該縫紉機的控制裝置的特征在于， 所述控制單元包含偏差生成部，其求出針對所述步進電動機的電流指令值和在所述步進電動機中流過的電流的驅(qū)動電流值之間的偏差，生成向所述偏差施加規(guī)定的增益后的電流值偏差； 驅(qū)動信號生成部，其利用所述電流值偏差，生成驅(qū)動信號；以及增益調(diào)整部，其在對所述驅(qū)動電路進行控制，以使通過所述線圈的自感應而從所述線圈流出的電流回流至所述線圈自身中的情況下，對所述驅(qū)動電流值的絕對值和所述電流指令值的絕對值進行比較，對所述增益進行調(diào)整。
2.根據(jù)權利要求1所述的縫紉機的控制裝置，其特征在于，所述增益調(diào)整部，在所述驅(qū)動電流值的絕對值大于或等于所述電流指令值的絕對值時，與所述驅(qū)動電流值的絕對值小于所述電流指令值的絕對值小時相比，將所述增益增大。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的縫紉機的控制裝置，其特征在于，在所述步進電動機小于或等于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度時，對所述正極側(cè)開關元件以及所述接地側(cè)開關元件進行控制，以使得通過所述線圈的自感應而從所述線圈流出的電流回流至所述線圈自身中。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的縫紉機的控制裝置，其特征在于，所述動作裝置為定位機構(gòu)，其相對于縫針對所述被縫制物進行相對地定位，以相對于被縫制物在任意的位置處進行落針。
5.一種縫紉機的控制裝置，其對用于驅(qū)動縫紉機的規(guī)定的動作裝置的步進電動機進行控制，其特征在于，具有驅(qū)動電路，其具有2個正極側(cè)開關元件和2個接地側(cè)開關元件，該2個正極側(cè)開關元件可以將所述步進電動機的線圈的兩端分別與電源的正極連接，該2個接地側(cè)開關元件可以將所述線圈的兩端分別接地；控制信號生成部，其生成針對所述步進電動機的電流指令值，另外，生成用于執(zhí)行省電控制的控制切換指令，在該省電控制中，對所述正極側(cè)開關元件以及所述接地側(cè)開關元件進行驅(qū)動，以使得通過所述線圈的自感應而從所述線圈流出的電流回流至所述線圈自身中；偏差生成部，其求出針對所述步進電動機的電流指令值和流向所述步進電動機的電流的驅(qū)動電流值之間的偏差，生成向所述偏差施加規(guī)定的增益后的電流值偏差；驅(qū)動信號生成部，其利用所述電流值偏差，生成用于驅(qū)動所述步進電動機的驅(qū)動信號， 并向所述2個正極側(cè)開關元件以及所述2個接地側(cè)開關元件輸入所述驅(qū)動信號；以及增益調(diào)整部，其在執(zhí)行所述省電控制時，在所述驅(qū)動電流值的絕對值大于或等于所述電流指令值的絕對值時，與所述驅(qū)動電流值的絕對值小于所述電流指令值的絕對值時相比，將所述增益增大。
6.根據(jù)權利要求5所述的縫紉機的控制裝置，其特征在于，所述動作裝置為定位機構(gòu)，其相對于縫針對所述被縫制物進行相對地定位，以相對于被縫制物在任意的位置處進行落針。
7.—種縫紉機，其具有步進電動機，其對規(guī)定的動作裝置進行驅(qū)動；驅(qū)動電路，其具有2個正極側(cè)開關元件和2個接地側(cè)開關元件，該2個正極側(cè)開關元件可以將所述步進電動機的線圈的兩端分別與電源的正極連接，該2個接地側(cè)開關元件可以將所述線圈的兩端分別接地；以及控制單元，其對所述驅(qū)動電路進行控制，該縫紉機的特征在于，所述控制單元包含偏差生成部，其求出針對所述步進電動機的電流指令值和所述步進電動機中流過的電流的驅(qū)動電流值之間的偏差，生成向所述偏差施加規(guī)定的增益后的電流值偏差；驅(qū)動信號生成部，其利用所述電流值偏差，生成所述驅(qū)動信號；以及增益調(diào)整部，其在對所述驅(qū)動電路進行控制，以使通過所述線圈的自感應而從所述線圈流出的電流回流至所述線圈自身中的情況下，對所述驅(qū)動電流值的絕對值和所述電流指令值的絕對值進行比較，對所述增益進行調(diào)整。
8.根據(jù)權利要求7所述的縫紉機的控制裝置，其特征在于，所述增益調(diào)整部，在所述驅(qū)動電流值的絕對值大于或等于所述電流指令值的絕對值時，與所述驅(qū)動電流值的絕對值小于所述電流指令值的絕對值時相比，將所述增益增大。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的縫紉機的控制裝置，其特征在于，在所述步進電動機小于或等于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度時，對所述正極側(cè)開關元件以及所述接地側(cè)開關元件進行控制，以使得通過所述線圈的自感應而從所述線圈流出的電流回流至所述線圈自身中。
10.根據(jù)權利要求7所述的縫紉機的控制裝置，其特征在于，所述動作裝置為定位機構(gòu)，其相對于縫針對所述被縫制物進行相對地定位，以相對于被縫制物向任意的位置進行落針。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制裝置及具有控制裝置的縫紉機，其使在縫紉機中使用的步進電動機的消耗電力降低?？p紉機的控制裝置(1)包含偏差生成部(40)、驅(qū)動信號生成部(41)、增益調(diào)整部(43)。偏差生成部求出針對步進電動機(30)的電流指令值(Ic)和流向步進電動機的驅(qū)動電流值(Id)之間的偏差(d)，并生成向偏差施加規(guī)定的增益(G)后的電流值偏差(D)。驅(qū)動信號生成部(41)根據(jù)電流值偏差生成驅(qū)動信號(Sd)。在進行省電控制，以使得通過線圈(34a、34b)的自感應而流出的電流回流至線圈自身中的情況下，在必須使驅(qū)動電流值的絕對值減少時，與不必使驅(qū)動電流值的絕對值減少時相比，將增益增大。
文檔編號D05B69/18GK102560916SQ20111039191
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權日2010年11月29日
發(fā)明者塚原慎也, 稻田昭夫 申請人:Juki株式會社