JP4141058B2

JP4141058B2 - Joining method and joining apparatus

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Publication number: JP4141058B2
Application number: JP18989099A
Authority: JP
Inventors: 洋古舘
Original assignee: 洋古舘; 橋本好子; 古舘彰
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2019-07-05
Also published as: WO2001002637A1; JP2001017763A; AU5709200A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は複数の部材間を接合する技術に係り、特に縫い針で貫通することができないような硬質の部材同士、あるいは硬質の部材と軟質の部材との間を縫合によって接合する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属やプラスチック、木材、セラミックス等の硬質部材と、布やビニール、ゴムといった軟質部材とを接合する方法として、従来は溶着や接着、あるいはビス留め（ボルト留め）が用いられてきた。
溶着とは、軟質部材であるゴムやビニールの端部を加熱溶融させておき、硬質部材である金属片等に固着させるものである。
また、接着とは、硬質部材と軟質部材との間に所定の接着剤を介在させ、その結合力をもって両部材間を固着させるものである。
さらに、ビス留めとは、軟質部材側にビス挿通用の貫通孔を予め複数形成しておくと共に、硬質部材側にネジ穴を形成しておき、ビスを軟質部材の各貫通孔に挿通させて硬質部材のネジ穴に螺合させることにより、両部材間を固定する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の接合方法にあっては、それぞれ以下のような欠点があった。
まず溶着の場合、接合工程自体は比較的容易であるという利点がある反面、接合強度が一般的に弱く、また接合対象の材質によっては適用できない場合がある。
接着の場合には、接着剤自体が環境や人体に悪影響を与える危険性があるため、使用目的や接合箇所によっては適用できない場合がある。また、環境問題に対する国民一般の意識の向上に伴い、廃棄物のリサイクルに関心が集まっているが、一旦強固に接着された異種部材を分離することは極めて困難であり、これが廃棄物の再利用を阻む大きな原因となっている。
ビス留めの場合には、接合工程に比較的手間がかかるため、接合ポイントをあまり密に形成できない。また、ビスの頭部が剥き出しとなるため、美観を重視する用途には適さない。さらに、各部材を分離するためには個々のビスを取り外す必要があり、接着の場合ほどではないにせよ、廃棄物のリサイクルという観点からは到底満足できるものではなかった。
廃棄時における分離の困難性に起因する問題は、金属とプラスチックのように、異なる材質からなる硬質部材間の接合についても当てはまるものである。
【０００４】
この発明は、従来の接合方法が抱える上記問題を解決するために案出されたものであり、環境や人体へ悪影響を与えることがなく、また材質間の相性に左右されることなくほとんどの部材間を緻密かつ確実に接合でき、しかも廃棄時には容易に接合状態を解くことが可能な接合技術を実現することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した接合方法は、一方の接合対象である硬質部材と他方の接合対象である軟質部材とを接合させる方法であって、上記硬質部材に複数の縫合用貫通孔を予め穿設しておき、上記軟質部材の少なくとも一部と上記貫通孔とが重複するように両部材を位置決め配置させ、上記硬質部材の貫通孔と軟質部材との間をミシンによって縫合する際に、上記硬質部材の表面に形成された縫合用貫通孔の特徴を予め記憶手段に記憶させておく工程と、画像センサを用いて上記硬質部材の表面の画像を取り込む工程と、該画像を基に上記記憶手段内に記憶された貫通孔を検出すると共に、当該貫通孔の位置する座標を順次算出し、該座標とミシンの縫い針が現在置かれている座標との差を算出する工程と、この算出結果に基づいて、ミシンの縫い針と貫通孔との位置合わせを行い、当該貫通孔への縫合を順次実行する工程とを少なくとも含むことを特徴としている。
「硬質部材」とは、一般的なミシンの縫い針が直接貫通できないような硬度の材質（例えば金属、硬質ブラスチック、セラミックス、木材等）よりなるものが該当する。これに対し「軟質部材」とは、上記ミシンの縫い針が貫通できる材質（例えば布地、ニット地、皮革類、ゴム材、軟質プラスチック、ビニール等）よりなるものが該当する。
また、上記の「縫合」は、上糸と下糸を絡める本縫いの縫い目によって両部材間を縫合する場合が典型であるが、１本の糸で縫合する単環の縫い目や、本縫いと単環を組み合わせた二重環の縫い目を介して縫合する場合も広く含む概念である。
【０００６】
このように、ミシンの縫い針が貫通し得ないような硬質の部材に対し、予め縫合用の貫通孔を穿設しておき、該貫通孔を介して軟質部材と縫合することにより、硬質部材と軟質部材間を容易に接合することができる。
この接合に際しては、縫合用の糸しか用いないため、接着剤のように環境や人体に悪影響をもたらすおそれは一切ない。
また、溶着の場合のように接合対象の材質に起因する相性の問題も生じることがなく、両部材間を確実に接合することができる。
さらに、貫通孔間のピッチを狭小に設定することにより、接合ポイントを多数設けることが可能となり、縫合跡（縫い目）もあまり目立たないためビス留めのように外観を大きく損なうこともない。
しかも、廃棄時には縫合糸を抜き取ったり、あるいは焼き切ることにより、硬質部材と軟質部材とを極めて簡単に分離できるため、分別廃棄を基礎としたリサイクルを促進させることが可能となる。
【０００７】
硬質部材と軟質部材間をミシンで縫合する際に、ミシンの縫い針が万一貫通孔を逸れて硬質部材の表面に突き当たると、縫い針が折れて周囲に飛び散り大変危険であるが、請求項１に記載した接合方法の場合、硬質部材の表面に形成された上記貫通孔の特徴を予め記憶手段に記憶させておく工程と、画像センサを用いて上記硬質部材の表面の画像を取り込む工程と、該画像を基に上記記憶手段内に記憶された特徴を備えた貫通孔を検出すると共に、当該貫通孔の位置する座標を順次算出し、該座標とミシンの縫い針が現在置かれている座標との差を算出する工程と、この算出結果に基づいて、ミシンの縫い針と貫通孔との位置合わせを行い、当該貫通孔への縫合を順次実行する工程を備えている結果、ミシンの縫い針が貫通孔を確実に貫くことができるようになる。
【０００８】
この発明は、硬質部材間の接合に応用することもできる。
すなわち、請求項２に記載した接合方法は、一方の接合対象である第１の硬質部材と他方の接合対象である第２の硬質部材とを接合させる方法であって、上記第１の硬質部材及び第２の硬質部材にそれぞれ複数の縫合用貫通孔を予め穿設しておき、各部材の貫通孔間が連通するように第１の硬質部材と第２の硬質部材を位置決め配置させ、各部材の貫通孔間をミシンによって縫合する際に、上記硬質部材の表面に形成された縫合用貫通孔の特徴を予め記憶手段に記憶させておく工程と、画像センサを用いて上記硬質部材の表面の画像を取り込む工程と、該画像を基に上記記憶手段内に記憶された貫通孔を検出すると共に、当該貫通孔の位置する座標を順次算出し、該座標とミシンの縫い針が現在置かれている座標との差を算出する工程と、この算出結果に基づいて、ミシンの縫い針と貫通孔との位置合わせを行い、当該貫通孔への縫合を順次実行する工程とを少なくとも含むことを特徴としている。
【０００９】
この結果、溶接やビス留めといった従来の硬質部材間の接合方法に、「縫合」という全く新しい接合手段を加えることが可能となり、硬質部材の使用目的や材質によっては有効に機能し得る。
特に、金属と硬質プラスチック間の接合のように、第１の硬質部材と第２の硬質部材とが異種の材質よりなる場合に大きな利用価値が生じる。すなわち、第１の硬質部材と第２の硬質部材とが同種の材質よりなる場合には、廃棄時に両者を分離することなく再生処理にかけられるが、異種の材質よりなる場合には事前に接合状態を解いておく必要がある。この際、両部材間が縫合によって接合されていれば、上記のように縫合糸を抜き取ったり焼き切ることによって容易に分離可能となる。
【００１０】
この場合も、硬質部材の表面に形成された上記貫通孔の特徴を予め記憶手段に記憶させておく工程と、画像センサを用いて上記硬質部材の表面の画像を取り込む工程と、該画像を基に上記記憶手段内に記憶された特徴を備えた貫通孔を検出すると共に、当該貫通孔の位置する座標を順次算出し、該座標とミシンの縫い針が現在置かれている座標との差を算出する工程と、この算出結果に基づいて、ミシンの縫い針と貫通孔との位置合わせを行い、当該貫通孔への縫合を順次実行する工程を備えている結果、ミシンの縫い針が貫通孔を確実に貫くことができるようになる。
【００１１】
上記の接合工程は、以下の装置によって実現される。
すなわち、請求項３に記載の接合装置は、接合対象を載置するための少なくとも一つのテーブルと、上下動自在に配置された縫い針、及び該縫い針を上下動させるモータを備えたミシン本体と、上記ミシン本体を上記テーブルと平行する方向に相対的に必要量移動させると共に、上記テーブルと直交する方向にも相対的に必要量移動させるＸ-Ｙ送り機構と、上記硬質部材表面の画像データを取り込む画像センサと、上記硬質部材の表面に形成された縫合用貫通孔の特徴を記憶しておく記憶手段と、上記画像センサによって順次取り込まれる画像データの中から、上記記憶手段内に記憶された特徴を備えた貫通孔を検出すると共に、当該貫通孔の位置する座標を順次算出し、該座標と上記ミシン本体の縫い針が現在置かれている座標との差を算出し、この算出結果に基づいて上記ミシン本体を必要な方向に必要量移動させて、上記貫通孔への縫合を実行するよう指令する制御手段とを備えている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に基づいて、この発明に係る第１の接合構造体10を説明する。
この第１の接合構造体10は、ステンレスやアルミニウム、スチール等の硬質部材よりなる板状の連結片11と、スライドファスナ12の第１のテープ片13とを備えている。
この第１のテープ片13は長尺な布地等の軟質部材よりなり、その一辺に沿って係合歯群14と係合用雄金具15とが取り付けられている。係合歯群14は、所定の間隔をおいて配置された多数の務歯16を備えている。
【００１３】
連結片11には、多数の縫合用貫通孔17が一定の間隔をおいて一直線上に穿設されている。
また、第１のテープ片13は、その一部（係合歯群14が形成されていない部分）が連結片11の貫通孔17と重複するように位置決め配置されている。
そして、第１のテープ片13の重複部分と連結片11の貫通孔17との間は、グラスファイバ等よりなる丈夫な縫合糸18（上糸18ａ）によって縫合されており、以て第１のテープ片13と連結片11との間の強固な接合が実現されている。
【００１４】
スライドファスナ12の第２のテープ片19を用いることにより、この第１の接合構造体10は連結具20を構成する。
すなわち、第２のテープ片19は、第１のテープ片13と同様、長尺な布地等の軟質部材よりなり、その一辺に沿って係合歯群14と、係合用雌金具21と、スライダ22とを備えている。
しかして、第１のテープ片13の係合用雄金具15を第２のテープ片19のスライダ22及び係合用雌金具21に嵌着させ、スライダ22を図中右方向に移動させることにより、両テープ片13，19の係合歯群14，14が噛み合わされる。また、スライダ22を反対方向に移動させれば、両テープ片13，19の係合歯群14，14間が分離される。
【００１５】
第２のテープ片19には、一方の連結対象であるビニールシートやゴムシート、布地等の軟質部材23が重複配置されており、当該重複部分は縫合糸24を介して縫合されている。また、上記連結片11は、ボルト25を介してより大きな硬質部材26に接続されている。
この結果、上記軟質部材23は、連結具20を介して硬質部材26に着脱自在に連結されることとなる。
この場合、連結片11と硬質部材26及びボルト25を同じ材質によって構成しておくことが望ましい。
連結片11と硬質部材26との間をボルト25を介して接続する代わりに、両者間を溶接によって接続してもよい。
【００１６】
元々スライドファスナ12は、分離された二つの部材間を容易に連結可能な手段として重宝されているが、これまでは衣服の開閉部分のように、主として軟質部材間の連結手段として利用されてきた。
これに対し、この連結具20を用いることにより、金属等の硬質部材26とビニールシート等の軟質部材23間をスライドファスナ12を用いて着脱自在に連結可能となり、極めて広範な分野での応用が期待できる。
また、連結片11が取り付けられた硬質部材26を廃棄する際には、縫合糸18を何ヶ所かで切断して抜糸することにより、あるいはバーナーによって焼き切ることにより、比較的容易に第１のテープ片13を分離することができ、分別廃棄の要請にも応えることができる（連結片11と硬質部材26を同種の材質によって形成しておけば、両者間を接続したままで廃棄可能となる）。
さらに、連結片11に穿設された縫合用貫通孔17のピッチを微細に設定すれば（例えば２mm程度）、その分第１のテープ片13との接合ポイントが増加し、両者を緻密に接合することが可能となる。
【００１７】
図２は、トラックの荷台27と荷台カバー28との係合手段として上記の連結具20を用いた例を示している。
すなわち、荷台27の外壁面27ａには、上記連結片11が予めボルト25を介して固定されている。また、荷台カバーの側辺部28ａの内面には、第２のテープ片19が予め縫合されている。
このため、連結片11に縫合された第１のテープ片13の係合歯群14と、荷台カバー28に縫合された第２のテープ片19の係合歯群14とを、スライダ22を操作して噛み合わせることにより、荷台カバー28は荷台27に対して容易かつ強固に連結される。また、必要がなくなれば、荷台カバー28を簡単に取り外すこともできる。
【００１８】
雨天の際に、トラックの荷台開口部27ｂを防水性シートよりなる荷台カバー28によって覆う必要があるが、これまでは荷台カバーの端辺に一定間隔で取り付けられた連結紐を荷台27の周囲に設けられた突起部に結わえることによって両者を固定しなければならず、非常に手間がかかっていた。
これに対し、上記連結具20を用いることにより、荷台カバー28の着脱が極めて容易となる。
【００１９】
上記以外でも、この連結具20は様々な分野で応用可能である。例えば、図示は省略したが、ビニールハウスの金属製支柱に第１のテープ片13が縫合された連結片11をボルト25等を介して接続しておくと共に、第２のテープ片19をビニールシートに縫合しておけば、この第２のテープ片19の係合歯群14と第１のテープ片13の係合歯群14とを噛み合わせることにより、ビニールシートを支柱に簡単に装着することが可能となる。また、ビニールシートが劣化した場合でも、新しいものと簡単に交換できる。
【００２０】
上記のように、この連結具20は、縫い針によって貫くことができないような硬質部材に対して予め縫合用の貫通孔17を多数形成しておき、当該貫通孔17とスライドファスナ12の第１のテープ片13とを縫合することによって形成される。
この貫通孔17と第１のテープ片13との縫合を、手縫いによって行うことはもちろん不可能ではないが、これでは生産性の向上に限界があるため、ミシンを用いた縫合を行うことが望ましい。
【００２１】
そこで、図３〜図９に基づき、硬質部材よりなる連結片11に形成された貫通孔17と軟質部材よりなる第１のテープ片13との間の自動縫合を実現する方法を例示する。
図３は、この縫合に用いる接合装置29の全体構成を示す側面図であり、図４はその平面図である。
この接合装置29は、ミシン本体32と、第１のテーブル33と、第２のテーブル34とを備えている。
ミシン本体32は、ほぼ水平に渡されたアーム35と、該アーム35と平行するミシンベッド36と、アーム35とベッド36とを連結する柱37とを備えている。
【００２２】
上記アーム35の先端には、ややベッド36側に垂下したヘッド部38が形成されており、該ヘッド部38の下端からは針棒39が突出し、該針棒39の先端には縫い針40が固定されている。
上記ヘッド部38の裏側には、画像センサとしてのＣＣＤ（Charge Coupled Device／電荷結合素子）カメラ42が取り付けられている。このＣＣＤカメラ42の焦点は、縫い針40が垂下した際に縫合対象物と接する部分に合わせられている。このＣＣＤカメラ42の設置箇所は特に限定されるものではなく、ヘッド部38の表側に取り付けてもよい。
上記ヘッド部38の先端部には、照明用のリングライト43が取り付けられている。
また、このヘッド部38の前面からは、天秤44が突出している。
上記アーム35の上面には、糸立て棒45及び糸巻き立て46が立設されており、糸巻き立て46には糸巻き47が装着されている。この糸巻き47から繰り出された縫合用の上糸18ａは、糸立て棒45及び天秤44の貫通孔を経由して縫い針40の針穴に挿通される。
【００２３】
上記アーム35の後端側には第１のサーボモータ48が取り付けられている。また、第１のサーボモータ48の駆動軸は、アーム35内部に横方向に配置された上軸49に接続されている。
またアーム35内部には、上軸49の回転速度や回転数を検出するための回転センサ50が配置されている。この回転センサ50は、発光素子及び受光素子を備えており、上軸49の途中に取り付けられた円板51のスリットを通過して来た発光素子からの光を受光素子が捉えることによって、上軸49の状態を検知する仕組みのものである。
上軸49の先端部分には、図示しないクランク機構が係合されており、このクランク機構を介して、上軸49の回転運動は針棒39の上下運動に変換される。
上軸49の後端側には、第１の傘歯車52が取り付けられており、この第１の傘歯車52は第２の傘歯車53と噛み合わされている。この第２の傘歯車53は、柱37内に縦方向に配置された伝動軸54の上端部に取り付けられている。また、この伝動軸54の下端部には第３の傘歯車55が取り付けられており、該第３の傘歯車55は第４の傘歯車56と噛み合わされている。
【００２４】
この第４の傘歯車56は、ベッド36内に横方向に配置された下軸57の後端に接続されている。また、この下軸57の先端には、全回転式の釜58が取り付けられている。この釜58は、いわゆる本縫いミシンに用いられるものと略共通する構造体であり、剣先を有する外釜と、下糸を巻いたボビンを着脱自在に収納した内釜とから成るものであるが、その構成自体は周知であるため、詳細な記述は省略する。
この下軸57を支持する軸受け部材59の裏面には、エアシリンダ60の駆動軸が接続されており、該エアシリンダ60の駆動軸を上下動させることにより、下軸57は釜58ごとガイド部材61，61に沿って上下に移動可能とされている。そして、下軸57が最上部に移動した際に第４の傘歯車56は第３の傘歯車55と噛み合い、最下部に移動した際には外れるように仕組まれている。
【００２５】
以上の構成を備えるため、第１のサーボモータ48を駆動させて上軸49を回転させると、針棒39及び縫い針40が上下運動を開始すると同時に、この上軸49の回転が伝動軸54を介して下軸57に伝えられ、下軸57及び釜58も回転することとなる。すなわち、縫い針40の上下運動に同期して、釜58の回転運動が実現されるのである。
【００２６】
なお、上記においては、エアシリンダ60の上下動に連動して下軸57全体が上下動し、その度に第４の傘歯車56と第３の傘歯車55とが係合・離脱を繰り返すよう構成したが、下軸57の構成を工夫することにより、第４の傘歯車56と第３の傘歯車55との係合状態を維持したまま、釜58側のみが上下動するように構成してもよい。
例えば、図５に示すように、下軸57を、釜58と接続された先端側下軸57ａと、第４の傘歯車56と接続された後端側下軸57ｂと、先端側下軸57ａと後端側下軸57ｂとを連結するユニバーサルジョイント57ｃによって構成することが挙げられる。
後端側下軸57ｂは、固定軸受け部材62によって回転自在に支持されている。
また、先端側下軸57ａは可動軸受け部材63によって回転自在に支持されている。
この可動軸受け部材63の裏面には、エアシリンダ60の駆動軸が接続されており、該エアシリンダ60の駆動軸を上下動させることにより、先端側下軸57ａは釜58ごとガイド部材61，62に沿って上下に移動するが、後端側下軸57ｂは上下に移動することがなく、したがって第４の傘歯車56と第３の傘歯車55との係合状態は維持されることとなる。
もちろん、第３の傘歯車55及び第４の傘歯車56の回転運動は、ユニバーサルジョイント57ｃを介して先端側下軸57ａに伝えられるため、釜58は上軸49の回転に同期して回転可能となされている。
【００２７】
上記ミシン本体32は、Ｘ-Ｙテーブル64上に載置・固定されている。このＸ-Ｙテーブル64は、ミシン本体32を第１のテーブル33に対して直交する方向に移動させるＸ軸送り機構65と、ミシン本体32を該テーブル33に沿って横方向に移動させるＹ軸送り機構66とを備えている。
上記Ｘ軸送り機構65は、ベッド36の底面に接続された第１の可動部65ａと、該第１の可動部65ａと係合されたボールネジ65ｂと、該ボールネジ65ｂを回転させる第２のサーボモータ65ｃと、直動ベアリング65ｄ等を備えている。
また、上記Ｙ軸送り機構66は、上記Ｘ軸送り機構65のベース部65ｅ底面に接続された第２の可動部66ａと、該第２の可動部66ａと係合されたボールネジ66ｂと、該ボールネジ66ｂを回転させる第３のサーボモータ66ｃと、直動ベアリング66ｄと、ベース部66ｅ等を備えている。
【００２８】
第１のテーブル33と第２のテーブル34とは、ほぼ等しい高さに配置・固定されており、両者間には縫い針40が通るための隙間（針道67）が形成されている。
第２のテーブル34内の先端近傍には、図１に示すように固定用針板68が配置されており、該固定用針板68は、図６に示すように、微小な間隔をおいて一直線上に立設された多数の固定針69を備えている。
上記の固定用針板68は、エアシリンダ70やソレノイド等の作用によって、上下動可能に配置されており、該固定用針板68が最も上の位置に達した際には、固定針69が第２のテーブル34の表面から突出すると共に、最も下の位置に達した際には、固定針69は第２のテーブル34内に完全に埋没するように設定されている。
【００２９】
また、第２のテーブル34の表面側には、押圧部材71が配置されている。この押圧部材71は、比較的長尺な金属製角材等より構成されている。
その下面には、長手方向に沿って延びる溝状の凹部72が形成されており、該凹部72は、第２のテーブル34の表面に突出しきった固定針69を完全に収納可能な深さを備えている。
【００３０】
上記第１のテーブル33の表面には、長方形状の第１の固着板73が上記針道67に沿って配置されている。
また、この第１の固着板73に沿って、これよりも若干厚みのある第２の固着板74が配置されている。
第１の固着板73及び第２の固着板74は、ビニールやゴムなど、一定の表面粘着性を備えた材質より構成されている。
【００３１】
第１のテーブル33の上方には、上記押圧部材71と平行する棒状の押え部材75が渡されている。この押え部材75と押圧部材71とは、連結部材76，76によって一体化されている。
また、この連結部材76，76は、図示は省略したが、エアシリンダやソレノイド等の適当な駆動装置によって上下及び前後に移動可能となるよう配置されている。
【００３２】
一方の縫合対象物である第１のテープ片13と、他方の縫合対象物である連結片11とは、以下の手順で第１のテーブル33及び第２のテーブル34上に配置・固定される。
まず、図示しないスイッチ等を操作して、押圧部材71及び押さえ部材75を十分な高さにまで上昇させると共に、セットの邪魔にならない位置まで後退させる。
つぎに、図示しないスイッチ等を操作して、固定用針板68を最も高い位置にまで上昇させる。この結果、第２のテーブル34の表面からは固定針69が突出することとなる。
この固定針69に対して、第１のテープ片13を一直線上に突き刺していく。
また、第１のテープ片13の残りの部分は、針道67を越えて第１のテーブルの第１の固着板73上に載置される。
この第１のテープ片13の上に連結片11が重ねられるのであるが、この際、連結片11に形成された縫合用貫通孔17の列が、上記針道67と重なるように位置決めされる。
また、連結片11の一部は上記第２の固着板74の表面と接触している。
【００３３】
以上のようにして、第１のテープ片13と連結片11の配置が完了した後、図示しないスイッチ等を操作して、押圧部材71及び押さえ部材75を元の位置に戻し、下降させる。
この結果、上記押圧部材71により、第１のテープ片13の表面が一定の圧力で押圧される。この際、固定針69全体が押圧部材71の凹部72内に収納されるため、第１のテープ片13は押圧部材71と固定針69とによって強固に固定されることとなる。
また、連結片11及び第１のテープ片13の重複部分も、上記押さえ部材75によって一定の圧力で押圧され、しかも両者とも第１の固着板73あるいは第２の固着板74に接触しているため、容易に位置ズレが生じない状態となされている。
【００３４】
図７は、この接合装置29の制御系の主要部分を示すブロック図であり、この接合装置29は、まず制御装置77と記憶装置78とを備えている。
この制御装置77は、例えばプログラマブル・コントローラやマイクロ・コンピュータ、パーソナル・コンピュータ、エンジニアリング・ワークステーション等のＣＰＵによって構成される。
また、上記記憶装置78は、この接合装置29の制御プログラムが格納されるＲＯＭ78ａや、様々な設定条件等のデータが一時的に記憶されるＲＡＭ78ｂより構成される。
上記制御装置77の入力側にはＣＣＤカメラ42のコントローラ79が接続されており、該画像コントローラ79には、ＣＣＤカメラ42の他に、モニタ80や入力装置としてのコンソール81、あるいは図示しないキーボードやテンキー等が接続されている。また、ミシン本体32内に配置された回転センサ50やその他の各種センサ類82が、信号処理回路83や入力インタフェース84を経由して制御装置77に接続されている。
上記制御装置77の出力側には、出力インタフェース85及び駆動回路86を介して、第１のサーボモータ48、第２のサーボモータ65ｃ、第３のサーボモータ66ｃ、及び上記エアシリンダ60の駆動系87が接続されている。また、表示ランプや警報ブザー等の各種出力装置88も、上記出力インターフェース85を介して制御装置77に接続されている。
【００３５】
つぎに、この接合装置10の基本動作を、図８のフローチャート沿って説明する。
まず、図示しないスイッチをＯＮしてＸ-Ｙテーブル64を駆動させることで、上記ＣＣＤカメラ42で連結片11の貫通孔17を捉えることができる位置までミシン本体32を移動させる。
そして、連結片11表面の画像を、上記ＣＣＤカメラ42を介して取り込む。この取り込まれた画像を基に、縫い針40で貫くべき目標である「貫通孔17」の特徴（形状、口径等）を設定し、これを記憶装置78内に記憶させておく（Ｓ１）。
具体的には、モニタ80上に映し出された上記ＣＣＤカメラ42からの拡大映像を見ながらコンソール81を操作して、一つの貫通孔17をサーチウィンドウで囲って指定すればよい。
【００３６】
つぎに、図示しない始動スイッチをＯＮしてミシン本体32を左右に移動させ、ＣＣＤカメラ42から入力され、上記画像コントローラ79で画像処理された画像データ中から記憶済みの貫通孔と特徴が一致する貫通孔を制御装置77に検知させると共に、各貫通孔17間のピッチ（間隔）を読み取らせる。ここで読み取ったピッチ情報は、基準ピッチとして記憶装置78内に格納される（Ｓ２）。もっとも、このように基準ピッチをＣＣＤカメラ42を用いて読み取る代わりに、キーボードやテンキーといった入力手段を用いて、基準ピッチの数値を直接入力しておくこともできる。
この基準ピッチの読み取り作業が終了すると、表示ランプ等を点灯させたり、あるいはモニタ80上に具体的なピッチの値を表示させたりして外部に知らせると共に、ミシン本体32は原点位置（第１のテーブル33の右端）に自動的に移動する。
【００３７】
ここまでが準備段階であり、つぎに図示しない自動運転スイッチをＯＮすることにより、本格的な縫合工程が開始される。まず、制御装置77からの指令に基づいて、ミシン本体32が縫い始め位置（第１のテーブル33の左端）まで自動的に移動して（Ｓ３）一時停止すると共に、エアシリンダ60が動作してミシン本体32の下軸57及び釜58が縫合可能な位置にまで上昇する。
つぎに、制御装置77において、ＣＣＤカメラ42から取り込まれ、画像コントローラ79においてディジタル化及び細線化等の画像処理を施された画像データを分析し、すでに記憶されている貫通孔17の画像データと一致する形状を探索することによって（Ｓ４）、縫合すべき第１番目の貫通孔17が位置する座標を検出すると共に（Ｓ５）、第２のサーボモータ65ｃ及び第３のサーボモータ66ｃを駆動させ、当該貫通孔17を縫い針40で貫くことができる位置に到達するよう、ミシン本体32をＸＹ方向に移動させる（Ｓ６）。
【００３８】
つぎに、制御装置77からの指令に基づいて第１のサーボモータ48が駆動され、上糸18ａを針穴に通した縫い針40が下降を開始する。この縫い針40は、連結片11の第１番目の貫通孔17を通過して第１のテープ片13を貫き、釜58の近傍にまで上糸18ａを運ぶと、そこで上昇に転ずる。
この釜58は、上記縫い針40の移動に同期して回転運動を開始しており、縫い針40が上昇する際に剣先で上糸18ａを捕捉し、その回転の途中で内部に収納された下糸を繰り出して上糸18ａのループに絡める。この結果、図９に示すように、連結片11の貫通孔17と第１のテープ片13の貫通孔89（縫い針40によって貫かれた孔部）との間に、上糸18ａと下糸18ｂとを絡めたいわゆる本縫いの縫い目90が形成され、両者間が強固に接合される（Ｓ７）。
【００３９】
上記縫い針40によって本縫い動作が行われている間にも、制御装置77においてはＣＣＤカメラ42から送られてくる画像データを分析しており、次の貫通孔17の探索（Ｓ８）、及びそれが位置する座標の検出（Ｓ９）を行っている。そして、予め記憶されていた基準ピッチと実際に検出された貫通孔17の位置座標との差を演算し、該演算結果に基づいて基準ピッチに補正を加え（Ｓ10）、ミシン本体32を移動させ第２番目の貫通孔17を縫合可能な位置にまで移動させる（Ｓ11）。そして、縫い針40を下降−上昇させて当該貫通孔17の縫合を実現する（Ｓ12）。
以後も上記と同様の工程を繰り返すことにより、次々と貫通孔17を通じた縫合が行われていく。
そして、予め設定された数の貫通孔17に対する縫合を完了した時点で（Ｓ13）、制御装置77は次の貫通孔17を探索する動作を中止し、縫合動作を停止させる（Ｓ14）。また、エアシリンダ60を駆動させて釜58を元の位置に下げ、上糸18ａ及び下糸18ｂを切断した後にミシン本体32を原点位置にまで復帰させる（Ｓ15）。
【００４０】
以上の縫合動作中は、ミシン本体32は停止することなく連続的に運転される。ただし、縫い針40が上昇行程に入った時点で低速運転となって次の貫通孔17の探索を確実とし、この貫通孔17が検知されて縫い針40が下降行程に移行する時点で再度高速運転に転換されるようプログラムしてもよい。これらは、具体的には上軸49の回転状況を監視している回転センサ50からの出力データに基づき、上記制御装置77が上軸49の回転角度や回転速度を読み取り、この結果に基づいて上記第１のサーボモータ48の回転速度を加減することによって実現される。
その他にも、例えば縫合すべき次の貫通孔17が位置するものとして検知した座標が、基準ピッチを基に算出される座標と比較して一定数値以上の開きがある場合には、飛ばしエラーが発生したものと認定し、前回の縫合箇所に戻って再探索を行うようにプログラムしておいてもよい。
【００４１】
本発明に係る接合装置29は、上記のようにＣＣＤカメラ42が捉えた画像データを基に貫通孔17が位置する実際の座標を正確に割り出すと共に、現在縫い針40が位置している座標との差を算出し、最初に設定されていた基準ピッチにしたがって移動したのでは次の貫通孔18に到達し得ないと判断した場合には、基準ピッチに補正を加えてミシン本体32の進むべきコースや移動量を修正することができる。
このため、各貫通孔17の位置精度が多少低いものであっても、確実に縫合できる利点がある（万一、縫い針40が貫通孔17以外の箇所に降下すれば、硬質部材よりなる連結片11の表面に突き当たった針40が折れ飛んでしまい、大変危険である）。
もっとも、貫通孔17，17間のピッチや口径を極めて正確に形成しておくと共に、縫合対象物（連結片11及び第１のテープ片13）の送りピッチを一定に維持できるのであれば、ＣＣＤセンサ42によるフィードバック機能を備えない一般的なミシンを用いて縫合することも可能である。
【００４２】
上記の接合装置29にあっては、ミシン本体32側がＸ−Ｙ方向に移動することによって縫い針40と貫通孔17との位置合わせを行うよう構成したが、縫合対象物側、すなわち第１のテーブル33及び第２のテーブル34側をＸ−Ｙ方向に移動させて上記位置合わせを行うよう構成してもよい。
また、ミシン本体32側をＸ−Ｙの何れか一方の方向に移動させると共に、第１のテーブル33及び第２のテーブル34側をＸ−Ｙの残りの方向に移動させるようにしてもよい。
【００４３】
なお、図示は省略したが、上記ミシン本体32として釜58の代わりに楔状のルーパを下軸57の先端に取り付けたものを用い、１本の糸で形成される鎖状の縫い目（単環）でもって貫通孔17と第１のテープ片13間を縫合するように構成してもよい。
【００４４】
上記した連結具20にあっては、第２のテープ片19に軟質部材23を縫合した例を示したが、図１０に示すように、第２のテープ片19に硬質部材よりなる第２の連結片91を重ね合わせ、当該連結片91に穿設された多数の貫通孔17と第２のテープ片19との間を上糸18ａ及び下糸18ｂを介して縫合するようにしてもよい（この場合、第２のテープ片19及び第２の連結片91とによって、第１の接合構造体10が構成される）。
この結果、第１のテープ片13及び第２のテープ片19にそれぞれ接続された両連結片11，91を、それぞれ別個の硬質部材26，92に接続させることにより、硬質部材26，91間をスライドファスナ12を介して着脱自在に連結させることが可能となる。
【００４５】
図１１に示すように、硬質部材よりなる第１の連結片11に対して、スライドファスナのテープ片以外の軟質部材よりなる軟質連結片92を縫合するように構成してもよい。
この軟質連結片92は、布地やビニール、ゴム等よりなり、硬質部材よりなる連結片11の縫合用貫通孔17と部分的に重複するように配置され、貫通孔17を通じて連結片11と縫合されている。
【００４６】
連結片11にはボルト25を介して他のより大きな硬質部材26が接続されると共に、軟質連結片92には他のより大きな軟質部材23が縫合糸24を介して縫合されている。
すなわち、この硬質部材よりなる連結片11と軟質連結片92との接合構造体は、それ自体で一個の連結具93を構成している。
このように、比較的小さくて容易に縫合可能な連結片11と軟質連結片92とを縫合して予め連結具93を構成しておけば、必要に応じてより大きな硬質部材26及び軟質部材23間の連結が可能となり便利である。
この連結片11、軟質連結片92、硬質部材26、及び軟質部材23よりなる連結構造体94を廃棄する場合には、連結片11と軟質連結片92間の上糸18ａ及び下糸18ｂを除去することにより、硬質部材26と軟質部材23を容易に分離できることとなる。
なお、軟質連結片92を用いることなく、連結片11に対して軟質部材23を直接縫合して連結構造体を構成してもよい。
【００４７】
図１２は、第２の接合構造体95を示すものである。この第２の接合構造体95は、硬質部材よりなる第１の連結片11と、同じく硬質部材よりなる第２の連結片91とを、縫合によって接合した点に特徴を備えている。
すなわち、第１の連結片11及び第２の連結片91には、それぞれ縫合用の貫通孔17が多数穿設されており、図１３に示すように両連結片11，91の貫通孔17，17同士が連通するように位置決めした後、上記の接合装置29を用い、上記の手順に従って両者の貫通孔17，17間が縫合される。この結果、上糸18ａと下糸18ｂとが強固な縫い目90を形成し、両連結片11，91間が緻密に接合される。
【００４８】
第１の連結片にはボルト25を介して第１の硬質部材26が接続されると共に、第２の連結片91にもボルト25を介して第２の硬質部材92が接続されている。
すなわち、この硬質部材よりなる第１の連結片11と第２の連結片91を備えた第２の接合構造体95は、それ自体で一個の連結具96を構成している。
このように、比較的小さくて容易に縫合可能な連結片11，91同士を縫合して予め連結具96を構成しておけば、必要に応じてより大きな硬質部材26，92同士の連結が可能となり便利である。
この第１の連結片11、第２の連結片91、第１の硬質部材26、及び第２の硬質部材92よりなる連結構造体97を廃棄する際には、両連結片11，91間の上糸18ａ及び下糸18ｂを除去することにより、第１の硬質部材26及び第２の硬質部材92間を容易に分離できる。
このため、第１の硬質部材26及び第１の連結片11が金属で構成され、第２の硬質部材92及び第２の連結片91が硬質プラスチックで構成されている場合でも、簡単に分別廃棄が可能であり、リサイクルの促進に役立つ。
なお、第２の連結片91を用いることなく、第１の連結片11に対して硬質部材92を直接縫合して連結構造体を構成してもよい。この場合には、硬質部材92側に対応する縫合用貫通孔17を設けておくべきことはいうまでもない。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載の接合方法によれば、ミシンの縫い針が貫通し得ないような硬質の部材に対し、予め縫合用の貫通孔を穿設しておき、該貫通孔を介して軟質部材と縫合することにより、硬質部材と軟質部材間を容易に接合することができる。
この接合に際しては、縫合用の糸しか用いないため、接着剤のように環境や人体に悪影響をもたらすおそれは一切ない。
また、溶着の場合のように接合対象の材質に起因する相性の問題も生じることがなく、両部材間を確実に接合することができる。
さらに、貫通孔間のピッチを狭小に設定することにより、接合ポイントを多数設けることが可能となり、縫合跡（縫い目）もあまり目立たないためビス留めのように外観を大きく損なうこともない。
しかも、廃棄時には縫合糸を抜き取ったり、あるいは焼き切ることにより、硬質部材と軟質部材とを極めて簡単に分離できるため、分別廃棄を基礎としたリサイクルを促進させることが可能となる。
その上、硬質部材の表面に形成された上記貫通孔の特徴を予め記憶手段に記憶させておく工程と、画像センサを用いて上記硬質部材の表面の画像を取り込む工程と、該画像を基に上記記憶手段内に記憶された特徴を備えた貫通孔を検出すると共に、当該貫通孔の位置する座標を順次算出し、該座標とミシンの縫い針が現在置かれている座標との差を算出する工程と、この算出結果に基づいて、ミシンの縫い針と貫通孔との位置合わせを行い、当該貫通孔への縫合を順次実行する工程を備えている結果、ミシンの縫い針が貫通孔を確実に貫くことができるようになる。
【００５０】
請求項２に記載の接合方法によれば、溶接やビス留めといった従来の硬質部材間の接合方法に、「縫合」という全く新しい接合手段を加えることが可能となり、硬質部材の使用目的や材質によっては有効に機能し得る。
特に、金属と硬質プラスチック間の接合のように、第１の硬質部材と第２の硬質部材とが異種の材質よりなる場合に大きな利用価値が生じる。すなわち、第１の硬質部材と第２の硬質部材とが同種の材質よりなる場合には、廃棄時に両者を分離することなく再生処理にかけられるが、異種の材質よりなる場合には事前に接合状態を解いておく必要がある。この際、両部材間が縫合によって接合されていれば、上記のように縫合糸を抜き取ったり焼き切ることによって容易に分離可能となる。
この場合も、硬質部材の表面に形成された上記貫通孔の特徴を予め記憶手段に記憶させておく工程と、画像センサを用いて上記硬質部材の表面の画像を取り込む工程と、該画像を基に上記記憶手段内に記憶された特徴を備えた貫通孔を検出すると共に、当該貫通孔の位置する座標を順次算出し、該座標とミシンの縫い針が現在置かれている座標との差を算出する工程と、この算出結果に基づいて、ミシンの縫い針と貫通孔との位置合わせを行い、当該貫通孔への縫合を順次実行する工程を備えている結果、ミシンの縫い針が貫通孔を確実に貫くことができるようになる。
【００５１】
請求項３に記載の接合装置を用いることにより、上記の接合方法を実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の接合構造体及び連結具を示す平面図である。
【図２】上記連結具の応用例を示す部分断面図である。
【図３】この発明に係る接合装置を示す側面図である。
【図４】上記接合装置を示す平面図である。
【図５】上記接合装置の下軸構造の変形例を示す部分側面図である。
【図６】固定用針板の一例を示す正面図である。
【図７】上記接合装置の制御系を示すブロック図である。
【図８】上記接合装置の基本動作を示すフローチャートである。
【図９】第１の接合構造体の縫合箇所を示す拡大部分断面図である。
【図１０】上記連結具を介して硬質部材間を連結した様子を示す平面図である。
【図１１】他の連結具を示す平面図である。
【図１２】本発明に係る第２の接合構造体を示す平面図である。
【図１３】第２の接合構造体の縫合箇所を示す拡大部分断面図である。
【符号の説明】
10 第１の接合構造体
12 スライドファスナ
13 第１のテープ片
14 係合歯群
15 係合用雄金具
16 務歯
17 縫合用貫通孔
18ａ上糸
18ｂ下糸
19 第２のテープ片
20 連結具
22 スライダ
23 軟質部材
26 硬質部材
29 接合装置
32 ミシン本体
33 第１のテーブル
34 第２のテーブル
40 縫い針
42 ＣＣＤカメラ
48 第１のサーボモータ
64 Ｘ-Ｙテーブル
65 Ｘ軸送り機構
66 Ｙ軸送り機構
77 制御装置
78 記憶装置
91 第２の連結片
92 軟質連結片
93 連結具
94 連結構造体
95 第２の接合構造体
96 連結具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a technique for joining a plurality of members, and particularly to a technique for joining hard members that cannot be penetrated by a sewing needle, or a hard member and a soft member by stitching.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, welding, bonding, or screwing (bolt fastening) has been used as a method of joining a hard member such as metal, plastic, wood, ceramics, etc., and a soft member such as cloth, vinyl, or rubber.
  The welding is to heat and melt the end of rubber or vinyl that is a soft member and fix it to a metal piece or the like that is a hard member.
  Adhesion is a process in which a predetermined adhesive is interposed between a hard member and a soft member, and the two members are fixed to each other with the bonding force.
  Furthermore, screw fastening means that a plurality of through holes for screw insertion are formed in advance on the soft member side, screw holes are formed on the hard member side, and the screw is inserted into each through hole of the soft member. In this method, the two members are fixed by screwing into the screw holes of the hard member.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  However, the conventional bonding methods described above have the following drawbacks.
  First, in the case of welding, there is an advantage that the joining process itself is relatively easy, but the joining strength is generally weak, and it may not be applicable depending on the material to be joined.
  In the case of adhesion, there is a risk that the adhesive itself adversely affects the environment and the human body, and therefore, it may not be applicable depending on the purpose of use or the joint location. In addition, with increasing public awareness of environmental issues, there is an increasing interest in recycling of waste, but it is extremely difficult to separate dissimilar materials that have been firmly bonded once, and this is the reuse of waste. It is a big cause to block.
  In the case of screwing, since the joining process takes a relatively long time, the joining points cannot be formed very densely. In addition, since the head of the screw is exposed, it is not suitable for applications in which aesthetics are important. Furthermore, in order to separate each member, it is necessary to remove individual screws, which are not satisfactory from the viewpoint of recycling waste, although not as much as in the case of bonding.
  The problem caused by the difficulty of separation at the time of disposal also applies to joining between hard members made of different materials such as metal and plastic.
[0004]
  The present invention has been devised to solve the above-described problems of conventional joining methods, and does not adversely affect the environment or the human body, and most members are not affected by compatibility between materials. The purpose is to realize a joining technique that can accurately and reliably join the gaps and that can be easily unbonded at the time of disposal.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above objective,The joining method according to claim 1 is a method for joining a hard member, which is one joining target, and a soft member, which is the other joining target, and previously drilling a plurality of suture through holes in the hard member. In addition, when the two members are positioned and arranged so that at least a part of the soft member and the through hole overlap each other, the hard member is sewn between the through hole and the soft member of the hard member with a sewing machine. A step of storing the characteristics of the stitching through-hole formed on the surface of the member in the storage means in advance, and an image of the surface of the hard member is captured using an image sensor. And detecting the through-hole stored in the storage means based on the image, sequentially calculating the coordinates where the through-hole is located, and the coordinates where the sewing needle of the sewing machine is currently placed And a step of aligning the sewing needle of the sewing machine with the through hole based on the calculation result and sequentially executing stitching to the through hole. .
  The “hard member” corresponds to a material made of a material (for example, metal, hard plastic, ceramics, wood, etc.) having such a hardness that a general sewing needle cannot be penetrated directly. On the other hand, the “soft member” corresponds to a material made of a material (for example, fabric, knit fabric, leather, rubber material, soft plastic, vinyl, etc.) through which the sewing needle of the sewing machine can penetrate.
  In addition, the above-mentioned “stitching” is typically a case where both members are sewn together by a seam of a main stitch where an upper thread and a lower thread are entangled. It is a concept that includes a wide range of cases where stitching is performed through double-ring stitches combining single rings.
[0006]
  In this way, a hard member that cannot be penetrated by the sewing needle of the sewing machine is previously drilled with a through hole for sewing, and is then sutured to the soft member through the through hole, whereby a hard member is obtained. And the soft member can be easily joined.
  At the time of joining, since only a suture thread is used, there is no possibility of adversely affecting the environment and the human body like an adhesive.
  Moreover, the compatibility problem resulting from the material to be joined does not occur as in the case of welding, and the two members can be reliably joined.
  Furthermore, by setting the pitch between the through holes to be narrow, it becomes possible to provide a large number of joint points, and the stitch marks (seam) are not so conspicuous, so that the appearance is not greatly impaired like screw fastening.
  In addition, since the hard member and the soft member can be separated very easily by pulling out or burning out the suture at the time of disposal, it becomes possible to promote recycling on the basis of separation and disposal.
[0007]
  When sewing between a hard member and a soft member with a sewing machine,If the sewing needle of the sewing machine deviates from the through hole and hits the surface of the hard member, the sewing needle may break and scatter around, which is very dangerous.In the case of the joining method according to claim 1,Storing the characteristics of the through-hole formed in the surface of the hard member in the storage means in advance, capturing the image of the surface of the hard member using an image sensor, and storing the storage means based on the image Detecting a through-hole having a feature stored therein, sequentially calculating coordinates at which the through-hole is located, and calculating a difference between the coordinates and a coordinate at which a sewing needle of the sewing machine is currently placed; Based on this calculation result, the sewing needle of the sewing machine and the through hole are aligned, and a step of sequentially executing the sewing to the through hole is performed. As a result, the sewing needle of the sewing machine surely penetrates the through hole. Will be able to.
[0008]
  The present invention can also be applied to joining between hard members.
  That is,The joining method according to claim 2 is a method of joining the first hard member which is one joining target and the second hard member which is the other joining target, the first hard member and the first hard member A plurality of stitching through holes are previously drilled in each of the two hard members, and the first hard member and the second hard member are positioned and arranged so that the through holes of the respective members communicate with each other. When sewing between the through-holes with a sewing machine, a step of storing the characteristics of the stitching through-holes formed on the surface of the hard member in the storage means in advance, and an image of the surface of the hard member using an image sensor And detecting the through hole stored in the storage means based on the image, sequentially calculating the coordinates where the through hole is located, and the coordinates and the sewing needle of the sewing machine are currently placed The process of calculating the difference from the coordinates and the calculation result Based on, aligns with the needle and the through hole of the sewing machine is characterized in that it comprises at least a step of sequentially executing the sewing of the the through hole.
[0009]
  As a result, a completely new joining means called “stitching” can be added to the conventional joining methods between hard members such as welding and screwing, and it can function effectively depending on the purpose and material of use of the hard members.
  In particular, a great utility value is generated when the first hard member and the second hard member are made of different materials, such as joining between a metal and a hard plastic. That is, when the first hard member and the second hard member are made of the same kind of material, they can be subjected to a regeneration process without being separated at the time of disposal. Need to be solved. At this time, if the two members are joined by stitching, they can be easily separated by pulling out or burning out the suture as described above.
[0010]
  In this case as well, a step of storing the characteristics of the through-holes formed on the surface of the hard member in a storage unit in advance, a step of capturing an image of the surface of the hard member using an image sensor, and a step based on the image. In addition, the through hole having the characteristics stored in the storage means is detected, the coordinates where the through hole is located are sequentially calculated, and the difference between the coordinate and the coordinate where the sewing needle of the sewing machine is currently placed is calculated. And a step of positioning the sewing needle of the sewing machine and the through-hole based on the calculation result and sequentially executing sewing to the through-hole. As a result, the sewing needle of the sewing machine is inserted into the through-hole. Can be surely penetrated.
[0011]
  Said joining process is implement | achieved with the following apparatuses.
  That is,The joining apparatus according to claim 3 is:At least one table for placing an object to be joined, a sewing needle provided with a sewing needle that is vertically movable, and a motor that moves the sewing needle up and down, and a direction in which the sewing machine main body is parallel to the table An XY feed mechanism that moves the required amount relative to the table and also moves in the direction orthogonal to the table, an image sensor that captures image data of the hard member surface, and the surface of the hard member And detecting a through-hole having a feature stored in the storage means from storage means for storing the characteristics of the suture through-hole formed in the image sensor and image data sequentially taken in by the image sensor. , Sequentially calculating the coordinates where the through-holes are located, calculating the difference between the coordinates and the coordinates at which the sewing needle of the sewing machine body is currently placed, and based on the calculation result, And a control means for instructing to move the main body in a necessary direction in a necessary direction and to perform suturing to the through hole.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  A first bonded structure 10 according to the present invention will be described with reference to FIG.
  The first joint structure 10 includes a plate-like connecting piece 11 made of a hard member such as stainless steel, aluminum, or steel, and a first tape piece 13 of a slide fastener 12.
  The first tape piece 13 is made of a soft member such as a long cloth, and an engaging tooth group 14 and an engaging male fitting 15 are attached along one side thereof. The engaging tooth group 14 includes a number of service teeth 16 arranged at a predetermined interval.
[0013]
  A large number of stitching through-holes 17 are formed in the connecting piece 11 in a straight line at regular intervals.
  Further, the first tape piece 13 is positioned and arranged so that a part thereof (a portion where the engagement tooth group 14 is not formed) overlaps the through hole 17 of the connecting piece 11.
  The overlapping portion of the first tape piece 13 and the through hole 17 of the connecting piece 11 are sewn with a strong suture thread 18 (upper thread 18a) made of glass fiber or the like. Strong joining between the tape piece 13 and the connecting piece 11 is realized.
[0014]
  By using the second tape piece 19 of the slide fastener 12, the first joint structure 10 constitutes a connector 20.
  That is, the second tape piece 19 is made of a soft member such as a long cloth like the first tape piece 13, and along its one side, the engagement tooth group 14, the engagement female fitting 21, and the slider 22 and.
  Accordingly, the engaging male fitting 15 of the first tape piece 13 is fitted to the slider 22 and the engaging female fitting 21 of the second tape piece 19, and the slider 22 is moved in the right direction in the figure, whereby both The engagement tooth groups 14 and 14 of the tape pieces 13 and 19 are engaged with each other. Further, when the slider 22 is moved in the opposite direction, the engagement tooth groups 14 and 14 of the tape pieces 13 and 19 are separated.
[0015]
  On the second tape piece 19, a soft member 23 such as a vinyl sheet, a rubber sheet, or a fabric, which is one of the objects to be connected, is disposed in an overlapping manner, and the overlapping portion is stitched through a suture thread 24. Further, the connecting piece 11 is connected to a larger hard member 26 via a bolt 25.
  As a result, the soft member 23 is detachably connected to the hard member 26 via the connector 20.
  In this case, it is desirable that the connecting piece 11, the hard member 26, and the bolt 25 are made of the same material.
  Instead of connecting the connecting piece 11 and the hard member 26 via the bolt 25, they may be connected by welding.
[0016]
  Originally, the slide fastener 12 is useful as a means capable of easily connecting two separated members, but until now, it has been mainly used as a connecting means between soft members, such as an opening / closing portion of clothes. .
  On the other hand, by using this connecting tool 20, it becomes possible to detachably connect between the hard member 26 such as metal and the soft member 23 such as vinyl sheet by using the slide fastener 12, and it can be applied in a wide range of fields. I can expect.
  Further, when the hard member 26 to which the connecting piece 11 is attached is discarded, the first tape is relatively easily obtained by cutting the suture thread 18 at several points and removing it, or by burning it out with a burner. The piece 13 can be separated, and the request for separation and disposal can be met (if the connecting piece 11 and the hard member 26 are formed of the same kind of material, they can be discarded while being connected to each other). .
  Furthermore, if the pitch of the stitching through-holes 17 formed in the connecting piece 11 is set to be fine (for example, about 2 mm), the joining point with the first tape piece 13 is increased correspondingly, and the two are closely joined. It becomes possible to do.
[0017]
  FIG. 2 shows an example in which the above-described connector 20 is used as an engaging means between the truck bed 27 and the truck cover 28.
  That is, the connecting piece 11 is fixed to the outer wall surface 27 a of the loading platform 27 via the bolts 25 in advance. Further, a second tape piece 19 is stitched in advance to the inner surface of the side portion 28a of the cargo bed cover.
  For this reason, the slider 22 is operated by operating the engaging tooth group 14 of the first tape piece 13 sewn to the connecting piece 11 and the engaging tooth group 14 of the second tape piece 19 sewn to the cargo bed cover 28. Thus, the carrier cover 28 is easily and firmly connected to the carrier 27 by meshing. Further, when it is not necessary, the loading platform cover 28 can be easily removed.
[0018]
  In case of rain, it is necessary to cover the truck opening 27b of the truck with a cargo cover 28 made of a waterproof sheet. Until now, a connecting string attached to the edge of the truck cover at regular intervals around the truck 27 Both of them had to be fixed by being tied to the provided protrusions, which was very laborious.
  On the other hand, by using the connecting tool 20, the loading / unloading cover 28 can be attached and detached very easily.
[0019]
  In addition to the above, the connector 20 can be applied in various fields. For example, although not shown in the figure, a connecting piece 11 in which a first tape piece 13 is stitched is connected to a metal column of a greenhouse via a bolt 25 and the second tape piece 19 is attached to a vinyl sheet. If it is sewn together, the vinyl sheet can be easily attached to the column by engaging the engaging tooth group 14 of the second tape piece 19 with the engaging tooth group 14 of the first tape piece 13. Is possible. Even if the vinyl sheet deteriorates, it can be easily replaced with a new one.
[0020]
  As described above, the connecting tool 20 has a number of through holes 17 for suturing formed in advance on a hard member that cannot be penetrated by a sewing needle, and the through holes 17 and the first of the slide fasteners 12 are formed. This is formed by sewing the tape piece 13 together.
  Needless to say, it is not impossible to sew the through-hole 17 and the first tape piece 13 by hand stitching. However, since there is a limit in improving productivity, it is desirable to sew using a sewing machine. .
[0021]
  Therefore, based on FIGS. 3 to 9, a method for realizing automatic stitching between the through hole 17 formed in the connecting piece 11 made of a hard member and the first tape piece 13 made of a soft member will be exemplified.
  FIG. 3 is a side view showing the entire configuration of the joining device 29 used for the suturing, and FIG. 4 is a plan view thereof.
  The joining device 29 includes a sewing machine body 32, a first table 33, and a second table 34.
  The sewing machine body 32 includes an arm 35 that is substantially horizontally passed, a sewing machine bed 36 that is parallel to the arm 35, and a column 37 that connects the arm 35 and the bed 36.
[0022]
  A head portion 38 that slightly hangs down toward the bed 36 is formed at the tip of the arm 35. A needle bar 39 protrudes from the lower end of the head portion 38, and a sewing needle 40 is formed at the tip of the needle bar 39. It is fixed.
  A CCD (Charge Coupled Device) camera 42 as an image sensor is attached to the back side of the head portion 38. The focus of the CCD camera 42 is adjusted to a portion that comes into contact with the sewing object when the sewing needle 40 hangs down. The installation location of the CCD camera 42 is not particularly limited, and may be attached to the front side of the head unit 38.
  A ring light 43 for illumination is attached to the tip of the head portion.
  A balance 44 protrudes from the front surface of the head portion 38.
  On the upper surface of the arm 35, a thread spool 45 and a thread spool 46 are erected, and the thread spool 47 is attached to the thread spool 46. The stitching upper thread 18 a fed from the thread winding 47 is inserted into the needle hole of the sewing needle 40 through the thread spool 45 and the through hole of the balance 44.
[0023]
  A first servo motor 48 is attached to the rear end side of the arm 35. The drive shaft of the first servo motor 48 is connected to an upper shaft 49 that is disposed laterally inside the arm 35.
  A rotation sensor 50 for detecting the rotation speed and the rotation speed of the upper shaft 49 is disposed inside the arm 35. The rotation sensor 50 includes a light emitting element and a light receiving element, and the light receiving element captures light from the light emitting element that has passed through a slit of a disc 51 attached in the middle of the upper shaft 49. This is a mechanism for detecting the state of the shaft 49.
  A crank mechanism (not shown) is engaged with the tip portion of the upper shaft 49, and the rotational motion of the upper shaft 49 is converted into the vertical motion of the needle bar 39 via this crank mechanism.
  A first bevel gear 52 is attached to the rear end side of the upper shaft 49, and the first bevel gear 52 is meshed with the second bevel gear 53. The second bevel gear 53 is attached to the upper end portion of the transmission shaft 54 disposed in the column 37 in the vertical direction. A third bevel gear 55 is attached to the lower end portion of the transmission shaft 54, and the third bevel gear 55 is meshed with the fourth bevel gear 56.
[0024]
  The fourth bevel gear 56 is connected to the rear end of the lower shaft 57 disposed in the lateral direction in the bed 36. Further, a full-rotation shuttle 58 is attached to the tip of the lower shaft 57. This hook 58 is a structure that is substantially the same as that used in a so-called lockstitch sewing machine, and is composed of an outer hook having a sword tip and an inner hook in which a bobbin wound with a lower thread is detachably stored. Since the configuration itself is well known, detailed description is omitted.
  The drive shaft of the air cylinder 60 is connected to the back surface of the bearing member 59 that supports the lower shaft 57. By moving the drive shaft of the air cylinder 60 up and down, the lower shaft 57 and the shuttle 58 are guided members. It is possible to move up and down along 61, 61. The fourth bevel gear 56 is meshed with the third bevel gear 55 when the lower shaft 57 moves to the uppermost part, and is disengaged when moved to the lowermost part.
[0025]
  Since the first servomotor 48 is driven to rotate the upper shaft 49 to provide the above-described configuration, the needle bar 39 and the sewing needle 40 start vertical movement, and at the same time, the rotation of the upper shaft 49 causes the transmission shaft 54 to rotate. The lower shaft 57 and the hook 58 are also rotated. In other words, the rotary movement of the shuttle 58 is realized in synchronization with the vertical movement of the sewing needle 40.
[0026]
  In the above, the entire lower shaft 57 moves up and down in conjunction with the vertical movement of the air cylinder 60, and the fourth bevel gear 56 and the third bevel gear 55 are repeatedly engaged and disengaged each time. Although the configuration of the lower shaft 57 is devised, only the hook 58 side is moved up and down while maintaining the engagement state between the fourth bevel gear 56 and the third bevel gear 55. May be.
  For example, as shown in FIG. 5, the lower shaft 57 includes a front end side lower shaft 57a connected to the shuttle 58, a rear end side lower shaft 57b connected to the fourth bevel gear 56, and a front end side lower shaft 57a. And a universal joint 57c that connects the rear end side lower shaft 57b.
  The rear end side lower shaft 57b is rotatably supported by a fixed bearing member 62.
  The tip side lower shaft 57a is rotatably supported by the movable bearing member 63.
  The drive shaft of the air cylinder 60 is connected to the back surface of the movable bearing member 63. By moving the drive shaft of the air cylinder 60 up and down, the front end side lower shaft 57a and the shuttle 58 together with the guide members 61 and 62 are connected. However, the rear end side lower shaft 57b does not move up and down, so that the engagement state between the fourth bevel gear 56 and the third bevel gear 55 is maintained. .
  Of course, the rotary motion of the third bevel gear 55 and the fourth bevel gear 56 is transmitted to the distal end side lower shaft 57a via the universal joint 57c, so that the shuttle 58 can rotate in synchronization with the rotation of the upper shaft 49. It has been.
[0027]
  The sewing machine body 32 is placed and fixed on an XY table 64. The XY table 64 includes an X-axis feed mechanism 65 that moves the sewing machine main body 32 in a direction orthogonal to the first table 33, and a Y-axis that moves the sewing machine main body 32 laterally along the table 33. And a feed mechanism 66.
  The X-axis feed mechanism 65 includes a first movable portion 65a connected to the bottom surface of the bed 36, a ball screw 65b engaged with the first movable portion 65a, and a second servo that rotates the ball screw 65b. A motor 65c and a linear motion bearing 65d are provided.
  The Y-axis feed mechanism 66 includes a second movable portion 66a connected to the bottom surface of the base portion 65e of the X-axis feed mechanism 65, a ball screw 66b engaged with the second movable portion 66a, A third servo motor 66c for rotating the ball screw 66b, a linear motion bearing 66d, a base portion 66e, and the like are provided.
[0028]
  The first table 33 and the second table 34 are arranged and fixed at substantially the same height, and a gap (needle path 67) for allowing the sewing needle 40 to pass therethrough is formed between them.
  Near the tip of the second table 34, a fixing needle plate 68 is disposed as shown in FIG. 1, and the fixing needle plate 68 is arranged at a minute interval as shown in FIG. A number of fixed needles 69 are provided in a straight line.
  The fixing needle plate 68 is arranged so as to move up and down by the action of an air cylinder 70, a solenoid or the like. When the fixing needle plate 68 reaches the uppermost position, the fixing needle 69 is The fixed needle 69 is set so as to be completely buried in the second table 34 when protruding from the surface of the second table 34 and reaching the lowest position.
[0029]
  A pressing member 71 is disposed on the surface side of the second table 34. The pressing member 71 is composed of a relatively long metal square member or the like.
  A groove-like recess 72 extending in the longitudinal direction is formed on the lower surface of the recess 72. The recess 72 has a depth capable of completely accommodating the fixed needle 69 protruding from the surface of the second table 34. I have.
[0030]
  On the surface of the first table 33, a rectangular first fixing plate 73 is disposed along the needle path 67.
  Along the first fixing plate 73, a second fixing plate 74 that is slightly thicker than this is disposed.
  The first fixing plate 73 and the second fixing plate 74 are made of a material having a certain surface adhesiveness such as vinyl or rubber.
[0031]
  Above the first table 33, a bar-shaped pressing member 75 parallel to the pressing member 71 is passed. The pressing member 75 and the pressing member 71 are integrated by connecting members 76 and 76.
  Although not shown, the connecting members 76 and 76 are arranged so as to be movable up and down and front and rear by an appropriate driving device such as an air cylinder or a solenoid.
[0032]
  The first tape piece 13 which is one sewing object and the connecting piece 11 which is the other sewing object are arranged and fixed on the first table 33 and the second table 34 in the following procedure. .
  First, a switch or the like (not shown) is operated to raise the pressing member 71 and the pressing member 75 to a sufficient height, and retract to a position that does not interfere with the setting.
  Next, by operating a switch or the like (not shown), the fixing needle plate 68 is raised to the highest position. As a result, the fixed needle 69 protrudes from the surface of the second table 34.
  The first tape piece 13 is inserted into the fixed needle 69 in a straight line.
  The remaining portion of the first tape piece 13 is placed on the first fixing plate 73 of the first table beyond the needle path 67.
  The connecting piece 11 is overlaid on the first tape piece 13. At this time, the row of suture through holes 17 formed in the connecting piece 11 is positioned so as to overlap the needle path 67. .
  A part of the connecting piece 11 is in contact with the surface of the second fixing plate 74.
[0033]
  As described above, after the arrangement of the first tape piece 13 and the connecting piece 11 is completed, the pressing member 71 and the pressing member 75 are returned to their original positions and lowered by operating a switch or the like (not shown).
  As a result, the pressing member 71 presses the surface of the first tape piece 13 with a constant pressure. At this time, since the entire fixed needle 69 is accommodated in the recess 72 of the pressing member 71, the first tape piece 13 is firmly fixed by the pressing member 71 and the fixed needle 69.
  Further, the overlapping portion of the connecting piece 11 and the first tape piece 13 is also pressed by the pressing member 75 with a constant pressure, and both are in contact with the first fixing plate 73 or the second fixing plate 74. For this reason, it is in a state in which positional displacement does not easily occur.
[0034]
  FIG. 7 is a block diagram showing the main part of the control system of the joining device 29. The joining device 29 includes a control device 77 and a storage device 78.
  The control device 77 is configured by a CPU such as a programmable controller, a microcomputer, a personal computer, an engineering workstation, or the like.
  The storage device 78 includes a ROM 78a that stores a control program for the bonding device 29 and a RAM 78b that temporarily stores data such as various setting conditions.
  A controller 79 of the CCD camera 42 is connected to the input side of the control device 77. In addition to the CCD camera 42, the image controller 79 includes a monitor 80, a console 81 as an input device, a keyboard (not shown), A numeric keypad is connected. Further, the rotation sensor 50 and other various sensors 82 arranged in the sewing machine main body 32 are connected to the control device 77 via the signal processing circuit 83 and the input interface 84.
  On the output side of the control device 77, a drive system for the first servo motor 48, the second servo motor 65c, the third servo motor 66c, and the air cylinder 60 is provided via an output interface 85 and a drive circuit 86. 87 is connected. Various output devices 88 such as a display lamp and an alarm buzzer are also connected to the control device 77 via the output interface 85.
[0035]
  Next, the basic operation of the joining apparatus 10 will be described with reference to the flowchart of FIG.
  First, by turning on a switch (not shown) to drive the XY table 64, the sewing machine body 32 is moved to a position where the CCD camera 42 can catch the through hole 17 of the connecting piece 11.
  Then, an image of the surface of the connecting piece 11 is taken in via the CCD camera 42. Based on the captured image, the characteristics (shape, caliber, etc.) of the “through hole 17”, which is the target to be penetrated by the sewing needle 40, are set and stored in the storage device 78 (S1).
  Specifically, the console 81 may be operated while viewing the enlarged image from the CCD camera 42 displayed on the monitor 80, and one through hole 17 may be specified by surrounding it with a search window.
[0036]
  Next, a start switch (not shown) is turned on to move the sewing machine main body 32 to the left and right, and the features coincide with the stored through holes in the image data input from the CCD camera 42 and processed by the image controller 79. The control device 77 is made to detect the through holes, and the pitch (interval) between the through holes 17 is read. The pitch information read here is stored in the storage device 78 as a reference pitch (S2). However, instead of reading the reference pitch using the CCD camera 42 as described above, the numerical value of the reference pitch can be directly input using an input means such as a keyboard or a numeric keypad.
  When the reading operation of the reference pitch is completed, a display lamp or the like is turned on or a specific pitch value is displayed on the monitor 80 to notify the outside, and the sewing machine main body 32 is moved to the origin position (first position). Moves automatically to the right end of the table 33).
[0037]
  This is the preparation stage, and then a full stitching process is started by turning on an automatic operation switch (not shown). First, based on a command from the control device 77, the sewing machine body 32 automatically moves to the sewing start position (the left end of the first table 33) (S3) and temporarily stops, and the air cylinder 60 operates. The lower shaft 57 and the hook 58 of the sewing machine body 32 are raised to a position where they can be stitched.
  Next, in the control device 77, the image data taken from the CCD camera 42 and subjected to image processing such as digitization and thinning in the image controller 79 is analyzed. By searching for a matching shape (S4), the coordinates where the first through hole 17 to be stitched is located are detected (S5), and the second servo motor 65c and the third servo motor 66c are driven. Then, the sewing machine main body 32 is moved in the XY directions so as to reach a position where the sewing needle 40 can penetrate the through hole 17 (S6).
[0038]
  Next, the first servo motor 48 is driven based on a command from the control device 77, and the sewing needle 40 having the upper thread 18a passed through the needle hole starts to descend. When the sewing needle 40 passes through the first through-hole 17 of the connecting piece 11 and penetrates the first tape piece 13 and carries the upper thread 18a to the vicinity of the shuttle 58, the sewing needle 40 turns upward.
  The shuttle 58 starts to rotate in synchronization with the movement of the sewing needle 40, and when the sewing needle 40 is raised, the upper thread 18a is captured by the sword and is housed in the middle of the rotation. The lower thread is fed out and entangled with the loop of the upper thread 18a. As a result, as shown in FIG. 9, the upper thread 18a and the lower thread are placed between the through hole 17 of the connecting piece 11 and the through hole 89 of the first tape piece 13 (hole penetrated by the sewing needle 40). A so-called main stitch seam 90 entangled with 18b is formed, and the two are firmly joined together (S7).
[0039]
  While the main sewing operation is being performed by the sewing needle 40, the control device 77 analyzes the image data sent from the CCD camera 42, and searches for the next through-hole 17 (S8), and The coordinates where it is located are detected (S9). Then, the difference between the reference pitch stored in advance and the actually detected position coordinate of the through hole 17 is calculated, and the reference pitch is corrected based on the calculation result (S10), and the sewing machine body 32 is moved. The second through-hole 17 is moved to a position where it can be sewn (S11). Then, the sewing needle 40 is lowered and raised to realize the sewing of the through hole 17 (S12).
  Thereafter, by repeating the same process as described above, stitching through the through holes 17 is performed one after another.
  Then, when the suturing with respect to the preset number of through holes 17 is completed (S13), the control device 77 stops the operation of searching for the next through hole 17 and stops the suturing operation (S14). Further, the air cylinder 60 is driven to lower the shuttle 58 to the original position, and after the upper thread 18a and the lower thread 18b are cut, the sewing machine body 32 is returned to the origin position (S15).
[0040]
  During the above-described suturing operation, the sewing machine main body 32 is continuously operated without stopping. However, when the sewing needle 40 enters the upward stroke, the low speed operation is performed to ensure that the next through hole 17 is searched, and when this through hole 17 is detected and the sewing needle 40 shifts to the downward stroke, the high speed is resumed. It may be programmed to be converted to driving. Specifically, based on the output data from the rotation sensor 50 that monitors the rotation state of the upper shaft 49, the control device 77 reads the rotation angle and rotation speed of the upper shaft 49, and based on this result This is realized by adjusting the rotational speed of the first servo motor 48.
  In addition, for example, if the coordinates detected as the next through-hole 17 to be stitched are more than a certain numerical value compared with the coordinates calculated based on the reference pitch, a skip error is generated. It may be programmed to recognize that it has occurred and return to the previous stitching location to perform a re-search.
[0041]
  The joining device 29 according to the present invention accurately determines the actual coordinates where the through hole 17 is located based on the image data captured by the CCD camera 42 as described above, and the coordinates where the sewing needle 40 is currently located. If it is determined that it cannot reach the next through-hole 18 by moving according to the reference pitch that was initially set, the reference pitch should be corrected and the sewing machine body 32 should proceed. The course and the amount of movement can be modified.
  For this reason, even if the position accuracy of each through hole 17 is somewhat low, there is an advantage that it can be sewn securely (if the sewing needle 40 descends to a place other than the through hole 17, it is connected to a hard member) The needle 40 that hits the surface of the piece 11 breaks off and is very dangerous).
  However, if the pitch and diameter between the through-holes 17 and 17 are formed very accurately, and the feed pitch of the sewing object (the connecting piece 11 and the first tape piece 13) can be kept constant, the CCD can be used. It is also possible to sew using a general sewing machine that does not have a feedback function by the sensor.
[0042]
  In the above-described joining device 29, the sewing machine body 32 side is configured to align the sewing needle 40 and the through-hole 17 by moving in the XY direction. You may comprise so that the said table 33 and the 2nd table 34 side may be moved to an XY direction, and the said position alignment may be performed.
  Further, the sewing machine main body 32 side may be moved in one of the X-Y directions, and the first table 33 and the second table 34 side may be moved in the remaining X-Y directions.
[0043]
  Although not shown in the figure, a chain-like seam (single ring) formed by a single thread is used as the sewing machine body 32 in which a wedge-shaped looper is attached to the tip of the lower shaft 57 instead of the shuttle 58. Accordingly, the through hole 17 and the first tape piece 13 may be sewn together.
[0044]
  In the connector 20 described above, an example in which the soft member 23 is stitched to the second tape piece 19 is shown, but as shown in FIG. 10, the second tape piece 19 is made of a hard member. The connecting pieces 91 may be overlapped, and a large number of through holes 17 formed in the connecting piece 91 and the second tape piece 19 may be sewn via the upper thread 18a and the lower thread 18b ( In this case, the 1st joining structure 10 is comprised by the 2nd tape piece 19 and the 2nd connection piece 91).
  As a result, the connecting pieces 11 and 91 connected to the first tape piece 13 and the second tape piece 19 are connected to the separate hard members 26 and 92, respectively, so that the space between the hard members 26 and 91 is increased. The slide fastener 12 can be detachably connected.
[0045]
  As shown in FIG. 11, a soft connecting piece 92 made of a soft member other than the tape piece of the slide fastener may be stitched to the first connecting piece 11 made of a hard member.
  The soft connecting piece 92 is made of cloth, vinyl, rubber, or the like, and is arranged so as to partially overlap the through hole 17 for sewing of the connecting piece 11 made of a hard member, and is sewn to the connecting piece 11 through the through hole 17. ing.
[0046]
  Another larger hard member 26 is connected to the connecting piece 11 via a bolt 25, and another larger soft member 23 is stitched to the soft connecting piece 92 via a suture thread 24.
  That is, the joint structure of the connecting piece 11 and the soft connecting piece 92 made of the hard member constitutes one connecting tool 93 by itself.
  As described above, if the connecting piece 93 is configured by previously sewing the connecting piece 11 and the soft connecting piece 92 that are relatively small and can be easily stitched, the larger hard member 26 and the soft member 23 are formed as necessary. It is possible to connect between them, which is convenient.
  When discarding the connecting structure 94 composed of the connecting piece 11, the soft connecting piece 92, the hard member 26, and the soft member 23, the upper thread 18a and the lower thread 18b between the connecting piece 11 and the soft connecting piece 92 are removed. By doing so, the hard member 26 and the soft member 23 can be easily separated.
  Instead of using the soft connecting piece 92, the connecting member 11 may be formed by directly stitching the soft member 23 to the connecting piece 11.
[0047]
  FIG. 12 shows the second bonding structure 95. The second joining structure 95 is characterized in that the first connecting piece 11 made of a hard member and the second connecting piece 91 made of the same hard member are joined together by stitching.
  That is, the first connecting piece 11 and the second connecting piece 91 are each provided with a large number of through holes 17 for stitching, and as shown in FIG. After positioning so that the 17 communicates with each other, the above-described joining device 29 is used to sew between the through holes 17 and 17 according to the above procedure. As a result, the upper thread 18a and the lower thread 18b form a strong seam 90, and the connecting pieces 11 and 91 are closely joined.
[0048]
  A first hard member 26 is connected to the first connecting piece via a bolt 25, and a second hard member 92 is also connected to the second connecting piece 91 via a bolt 25.
  That is, the second joint structure 95 including the first connecting piece 11 and the second connecting piece 91 made of the hard member constitutes one connecting tool 96 by itself.
  In this way, if the connecting pieces 96 are constructed by previously sewing the relatively small and easily separable connecting pieces 11 and 91 together, larger rigid members 26 and 92 can be connected as required. It is convenient.
  When the connecting structure 97 composed of the first connecting piece 11, the second connecting piece 91, the first hard member 26, and the second hard member 92 is disposed of, By removing the upper thread 18a and the lower thread 18b, the first hard member 26 and the second hard member 92 can be easily separated.
  Therefore, even when the first hard member 26 and the first connecting piece 11 are made of metal, and the second hard member 92 and the second connecting piece 91 are made of hard plastic, they can be easily separated and discarded. Is possible and helps to promote recycling.
  Instead of using the second connection piece 91, the connection structure may be configured by directly sewing the hard member 92 to the first connection piece 11. In this case, it goes without saying that the stitching through-hole 17 corresponding to the hard member 92 side should be provided.
[0049]
【The invention's effect】
  According to the joining method of claim 1, a through hole for sewing is previously formed in a hard member that cannot be penetrated by a sewing needle of the sewing machine, and the soft member is inserted through the through hole. And the hard member and the soft member can be easily joined.
At the time of joining, since only a suture thread is used, there is no possibility of adversely affecting the environment and the human body like an adhesive.
Moreover, the compatibility problem resulting from the material to be joined does not occur as in the case of welding, and the two members can be reliably joined.
Furthermore, by setting the pitch between the through holes to be narrow, it becomes possible to provide a large number of joint points, and the stitch marks (seam) are not so conspicuous, so that the appearance is not greatly impaired like screw fastening.
Moreover, since the hard member and the soft member can be separated very easily by pulling out or burning out the suture thread at the time of disposal, it becomes possible to promote recycling based on separation and disposal.
In addition, the step of storing the characteristics of the through-holes formed on the surface of the hard member in a storage means in advance, the step of capturing an image of the surface of the hard member using an image sensor, and based on the image A through hole having the characteristics stored in the storage means is detected, the coordinates where the through hole is located are sequentially calculated, and the difference between the coordinate and the coordinate where the sewing needle of the sewing machine is currently placed is calculated. And a step of aligning the sewing needle of the sewing machine with the through-hole based on the calculation result and sequentially executing sewing to the through-hole. As a result, the sewing needle of the sewing machine You will be able to penetrate it reliably.
[0050]
  According to the joining method of claim 2, it becomes possible to add a completely new joining means called “stitching” to the joining method between the conventional hard members such as welding and screwing, depending on the purpose and material of use of the hard member. Can function effectively.
In particular, a great utility value is generated when the first hard member and the second hard member are made of different materials, such as joining between a metal and a hard plastic. That is, when the first hard member and the second hard member are made of the same kind of material, they can be subjected to a regeneration process without being separated at the time of disposal. Need to be solved. At this time, if the two members are joined by stitching, they can be easily separated by pulling out or burning out the suture as described above.
In this case as well, a step of storing the characteristics of the through-holes formed on the surface of the hard member in a storage unit in advance, a step of capturing an image of the surface of the hard member using an image sensor, and a step based on the image. In addition, the through hole having the characteristics stored in the storage means is detected, the coordinates where the through hole is located are sequentially calculated, and the difference between the coordinate and the coordinate where the sewing needle of the sewing machine is currently placed is calculated. And a step of positioning the sewing needle of the sewing machine and the through-hole based on the calculation result and sequentially executing sewing to the through-hole. As a result, the sewing needle of the sewing machine is inserted into the through-hole. Can be surely penetrated.
[0051]
  By using the joining apparatus according to claim 3, the joining method described above can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a first joint structure and a connector according to the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an application example of the connector.
FIG. 3 is a side view showing a joining apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing the joining apparatus.
FIG. 5 is a partial side view showing a modification of the lower shaft structure of the joining device.
FIG. 6 is a front view showing an example of a fixing needle plate.
FIG. 7 is a block diagram showing a control system of the joining apparatus.
FIG. 8 is a flowchart showing a basic operation of the joining apparatus.
FIG. 9 is an enlarged partial cross-sectional view showing a stitched portion of the first joint structure.
FIG. 10 is a plan view showing a state in which hard members are connected via the connector.
FIG. 11 is a plan view showing another connector.
FIG. 12 is a plan view showing a second bonded structure according to the present invention.
FIG. 13 is an enlarged partial cross-sectional view showing a stitched portion of a second bonded structure.
[Explanation of symbols]
10 First joint structure
12 Slide fastener
13 First tape piece
14 engaging teeth
15 Male fitting for engagement
16 Teeth
17 Suture through hole
18a Upper thread
18b Lower thread
19 Second tape piece
20 coupling
22 Slider
23 Soft materials
26 Hard parts
29 Joining equipment
32 Sewing machine
33 First table
34 Second table
40 sewing needles
42 CCD camera
48 First servo motor
64 XY table
65 X-axis feed mechanism
66 Y-axis feed mechanism
77 Controller
78 Storage device
91 Second connecting piece
92 Soft coupling piece
93 coupling
94 Connection structure
95 Second joint structure
96 couplings

Claims

It is a method of joining a hard member which is one joining target and a soft member which is the other joining target,
  A plurality of suture through holes are previously drilled in the hard member,
  Position and arrange both members so that at least a part of the soft member overlaps the through hole,
  When sewing between the through hole of the hard member and the soft member with a sewing machine,
  Storing the characteristics of the suture through-hole formed on the surface of the hard member in the storage means in advance;
  Capturing an image of the surface of the hard member using an image sensor;
  Based on the image, the through hole stored in the storage means is detected, the coordinates where the through hole is located are calculated sequentially, and the difference between the coordinate and the coordinate where the sewing needle of the sewing machine is currently placed is calculated. A calculating step;
  Based on the calculation result, the sewing needle and the through hole of the sewing machine are aligned, and the suture to the through hole is sequentially executed;
    The joining method characterized by including at least.

A method of joining a first hard member that is one joining target and a second hard member that is the other joining target,
  A plurality of stitching through holes are previously drilled in each of the first hard member and the second hard member,
  The first hard member and the second hard member are positioned and arranged so that the through holes of each member communicate with each other,
  When sewing between the through holes of each member with a sewing machine,
  Storing the characteristics of the suture through-hole formed on the surface of the hard member in the storage means in advance;
  Capturing an image of the surface of the hard member using an image sensor;
  Based on the image, the through hole stored in the storage means is detected, the coordinates where the through hole is located are calculated sequentially, and the difference between the coordinate and the coordinate where the sewing needle of the sewing machine is currently placed is calculated. A calculating step;
  Based on the calculation result, the sewing needle and the through hole of the sewing machine are aligned, and the suture to the through hole is sequentially executed;
    The joining method characterized by including at least.

An apparatus for joining a plurality of members, at least one of which is to be joined, made of a hard member,
At least one table for placing the objects to be joined;
A sewing machine body provided with a sewing needle arranged to be movable up and down, and a motor for moving the sewing needle up and down;
An XY feed mechanism for moving the sewing machine body by a necessary amount in a direction parallel to the table and moving the sewing machine by a necessary amount in a direction orthogonal to the table;
An image sensor for capturing image data of the hard member surface;
Storage means for storing characteristics of the suture through-hole formed on the surface of the hard member;
From the image data sequentially taken in by the image sensor, the through hole stored in the storage means is detected, the coordinates where the through hole is located are sequentially calculated, and the coordinates and the sewing needle of the sewing machine main body are detected. A control means for calculating a difference from the currently placed coordinates, moving the sewing machine body by a necessary amount in a necessary direction based on the calculation result, and instructing execution of suturing to the through-hole. A joining apparatus characterized by that.