JP4048702B2

JP4048702B2 - 単錘駆動型繊維機械のモータ駆動システム

Info

Publication number: JP4048702B2
Application number: JP2000234599A
Authority: JP
Inventors: 幸一郎鴛海
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2020-08-02
Also published as: EP1178137B1; JP2002054032A; KR20020011861A; EP1178137A1; DE60107021T2; DE60107021D1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単錘駆動型繊維機械に係わり、各錘毎に設けた駆動モータを個別に制御するためのモータ駆動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数錘の各錘毎に専用の駆動モータを設けた単錘駆動型の繊維機械、例えば単錘駆動型の多重撚糸機が知られている。この撚糸機は、各錘毎にまたは複数錘毎に設けられた複数のモータドライバによって各駆動モータを個別に制御する。
【０００３】
このような構成の撚糸機においては、各駆動モータの回転速度（回転数）が各錘間における撚糸の質に影響するので、各錘間の駆動モータにおいてバラツキのない回転制御が要求されている。このため、撚糸機では、各駆動モータを目標回転速度に制御するための回転速度指令信号を、運転条件を設定するためのパラメータ指令信号、各駆動モータを駆動／停止するための駆動／停止指令信号から独立させて、各モータドライバに個別送信している。この回転速度指令信号は、信号設定器から回転速度送信ラインを介して各ドライバに送信される。また、パラメータ指令信号は、信号設定器からシリアル送信ラインを介して各モータドライバに送信され、駆動／停止信号も信号設定器から駆動送信ラインを介して各モータドライバに送信される。
【０００４】
そして、これら各モータドライバは、各駆動モータの回転速度を正確にモニタリングするとともに、信号設定器から３本の送信ラインを介して送信された各指令信号に基づいて、各駆動モータの回転を最適制御するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような信号設定器が送信する各指令信号は、３本の送信ラインを介して各モータドライバに送信される。このため、複数錘からなる単錘駆動型の多重撚糸機では、複数錘にわたって３本の送信ラインを配線しなければならず、配線工数及び配線コストがかかってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、各指令信号を各ドライバに送信するための送信ラインの数を少なくすることにより、複数錘にわたる配線工数及び配線コストを低減することができる単錘駆動型繊維機械のモータ駆動システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載のモータ駆動システムは、各錘毎に設けた駆動モータを個別に制御する複数のドライバと、該複数のドライバに接続され、前記各駆動モータの目標回転速度に応じた周波数の回転速度指令信号と運転条件を設定するためのパラメータを示すパラメータ指令信号とを作成すると共に、該各指令信号を前記各ドライバに送信するように構成される、設定器と、を備え、前記各ドライバは、前記設定器から受信した前記各指令信号を認識し、この認識結果に基づいて前記各駆動モータを制御する、単錘駆動型繊維機械のモータ駆動システムにおいて、前記設定器は、上記の回転速度指令信号及びパラメータ指令信号を、前記の設定器と各ドライバを接続する共通の指令信号送信ラインを介して前記各ドライバに送信し、更に、この設定器は、前記回転速度指令信号の非送信期間に、前記パラメータ指令信号を前記各ドライバに送信するものである。この請求項１においては、回転指令信号とパラメータ指令信号とを、共通の指令信号送信ラインで兼用して各ドライバに個別送信するため、パラメータ指令信号を送信する送信ラインを特別に設ける必要がなくなる。また、パラメータ指令信号を、回転速度指令信号の非送信期間に各ドライバに送信するため、各駆動モータの回転に影響を与えることなく、運転条件を各ドライバに設定できる。
【０００８】
請求項２に記載のモータ駆動システムは、請求項１において、前記運転条件は、前記駆動モータの回転方向を含むものである。
【０００９】
請求項３に記載のモータ駆動システムは、請求項１または請求項２において、前記各駆動モータに駆動電源を供給するため、前記複数のドライバに共通に接続された動力ラインと、前記設定器の各指令信号を前記動力ラインに重乗するための重乗手段とを備え、前記設定器を、前記重乗手段を介して前記動力ラインに接続することにより、前記指令信号送信ラインを前記動力ラインで兼用して構成したものである。
この請求項３においては、設定器から送信する回転指令信号、パラメータ指令信号を動力ラインに重乗して各ドライバに送信するため、動力ラインの他に、回転指令信号やパラメータ指令信号を送信するための送信ラインを特別に設ける必要がなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を単錘駆動型多重撚糸機のモータ駆動システムに適用した実施の形態について図面を参照して説明する。図１は撚糸機の概略図、図２はモータ駆動システムの構成図、図３はパラメータ指令信号を受信する処理のフロー図、図４は回転速度指令信号を受信する処理のフロー図、図５はモータ駆動システムにおける変形例の構成図である。
【００１３】
先ず、本実施形態における撚糸機の概略構成について説明する。図１において、１は撚糸機の機台、２は機台１に並設された複数の可変速の駆動モータ、３は各駆動モータ２によって同軸で回転駆動されるスピンドルである。４は各スピンドル３と同軸に着脱自在に装着される給糸パッケージで、適宜な制動手段によりスピンドル３の回転に拘らず静止状態に保持される。５は給糸パッケージ４から解舒された糸条Ｙを巻取装置へ導くためのヤーンガイド、６は糸条Ｙの張力を調整しながら巻取装置へ送り込むためのフィードローラ、７は糸条Ｙをトラバースさせるためのトラバースガイド、８は巻取パッケージ９を表面接触により回転駆動するための巻取ドラムである。トラバースガイド７はトラバース軸１０上に各錘毎に設置され、このドラバース軸１０は機台１の左側に設置したコントロールボックス１５側の駆動機構によって軸方向へ往復動される。巻取ドラム８は全錘一斉に回転駆動される。
【００１４】
以上の撚糸機の構成において、各錘の撚糸動作は次のように行われる。給糸パッケージ４から解舒された糸条Ｙは、スピンドル３の先端から内部を通って下方に誘導され、高速回転しているスピンドル３の下方から放出される。放出される糸条Ｙは、給糸パッケージ４から旋回しながら解舒されるので、この段階で一回撚りが付与される。さらに、スピンドル３の下方から放出された糸条Ｙは、スピンドル３の回転によって給糸パッケージ４の外周を旋回しながらヤーンガイド５を通ってフィードローラ６に導かれる。この段階において、スピンドル３によって放出された糸条Ｙは、給糸パッケージ４の周りで振り回されるので、もう一回撚りが付与され、結果的に二重に撚りが付与された撚糸Ｙがフィードローラ６によってトラバースガイド７に送られる。フィードローラ６によって所定の張力に調整された撚糸Ｙは、トラバースガイド７によってトラバースされながら、巻取ドラム８によって回転駆動される巻取パッケージ９に巻き取られる。
【００１５】
本実施形態においては、図１に示すように、駆動モータ２から巻取ドラム８に到る撚糸錘は、例えば８錘が機台１の横方向に並列されて１スパンを構成している。実際の撚糸機では、多数のスパンが設置されて、これらが全て図示しないホストコンピュータによって制御される関係となっている。
【００１６】
これら各錘によって巻き取られる撚糸Ｙの撚り数等の質は、各スピンドル３の回転速度によって変動するので、各錘間のバラツキをなくし、撚糸Ｙの質を均一に保つためには、各錘の駆動モータ２の回転速度を信号設定器５０からの指令信号に基づいて正確に制御するとともに、各錘の駆動モータ２の回転速度を正確にモニタリングする必要がある。
【００１７】
このような各駆動モータ２の制御は、複数のモータドライバ３０によって行われる。そして、１スパン分の各モータドライバ３０が信号設定器５０からの指令信号によって各駆動モータ２を制御し、さらに、１スパン毎の信号設定器５０がホストコンピュータによって統合管理させるように構成されている。これら各モータドライバ３０は、コントロールボックス１５内に配設されたＡＣ／ＤＣ変換器４５に接続されており、各駆動モータ２に駆動電源を供給し、制御電源を生成するようになっている。
【００１８】
次に、実施形態におけるモータ駆動システムの構成について説明する。図２において、前記信号設定器５０は、コントロールボックス１５内に配設され、ホストコンピュータの指示に基づいて各モータドライブ３０に指令信号を送信するもので、タイマー回路等を備えたマイクロコンピュータ等によって構成されている。この信号設定器５０は、マイクロコンピュータによって、各駆動モータ２の目標回転速度に応じたパルス列周波数の回転速度指令信号と、運転条件を設定するためのパラメータを示す所定ビット数のパラメータ指令信号（コード信号）を作成し、該各指令信号を各モータドライバ３０に対して個別に送信する。なお、運転条件を設定するためのパラメータとしては、多重撚糸機の場合、撚糸ＹにＳ撚り又はＺ撚りを行うための回転方向等がある。
【００１９】
前記各モータドライバ３０は、各駆動モータ２を制御するインバータモジュールであり、マイコン、インバータ回路等によって構成されている。これら各モータドライバ３０は、共通の指令信号送信ライン４０によって信号設定器５０に接続されている。そして、各モータドライバ３０は、信号設定器５０から共通の指令信号送信ライン４０を介して受信する指令信号の形態に基づいて、回転速度指令信号かパラメータ指令信号かを識別し、その回転速度指令信号、パラメータ指令信号に基づいて各駆動モータ２の回転制御を行うとともに、回転センサ３５の検出データにより駆動モータ２の回転速度をモニタしている。また、各モータドライバ３０は、共通の動力ライン４６によってＡＣ／ＤＣ変換器４５に接続されている。そして、各モータドライバ３０は、交流電源４７からＡＣ／ＤＣ変換器４５により変換された直流電圧を減圧して制御電源を生成する。さらに、各モータドライバ３０には、各駆動モータ２の駆動／停止をそれぞれ個別に切り換える操作スイッチ６０を備えている。予め運転する必要のない錘の駆動モータ２については、操作スイッチ６０を停止側に切り換えておくことで、各指令信号を共通の指令信号送信ライン４０を介して全錘（全駆動モータ２）一斉に送信しても、必要な錘の駆動モータ２のみ運転する。なお、本実施形態では、１つのモータドライバ３０が各駆動モータ２を個別制御するが、各駆動モータ２を個別制御するものであれば、複数錘毎に設けるようにしてもよい。また、１つのモータドライバ３０に対して１つの駆動モータ２を接続するときには、各モータドライバ３０の夫々に１個ずつ操作スイッチ６０を設けるものであるが、１つのドライバ３０にｎ個の駆動モータ２を接続するときには、各ドライバ３０にｎ個ずつ操作スイッチ６０を設けるようにする。
【００２０】
次に、上記モータ駆動システムにおける送信処理を、図２に加えて図３及び図４を参照して説明する。なお、モータ駆動システムにおいて、全ての操作スイッチ６０は駆動側に切り換えられており、各駆動モータ２を運転させることが可能な状態にされているものとする。このモータ駆動システムは、例えば、撚糸機の全錘の運転始動前に、各モータドライバ３０に対して運転条件を設定した後、各駆動モータ２を駆動し回転制御するものである。
【００２１】
まず、運転条件の設定において、図２に示すように、信号設定器５０は運転条件を設定するためのパラメータを示す所定ビット数のパラメータ指令信号を作成・送信する。そして、図３に示すように、Ｓ１において各モータドライバ３０は回転速度指令信号のパルス列周波数の入力を確認する。この入力が確認できなければ、Ｓ２において各モータドライバ３０はパラメータ指令信号に対する入力レベルを確認し、入力レベルがハイレベル（Ｈ）であれば、Ｓ３において信号設定器５０からシリアル送信されるパラメータ指令信号を受信する。このパラメータ指令信号は、所定ビット数のものであり、通常、ハイレベルから送信スタートされる。したがって、各モータドライバ３０の入力レベルをハイレベル（Ｈ）とすることで、パラメータ指令信号を受信できるモードにする。Ｓ４において各モータドライバ３０は受信したパラメータ指令信号をデータ処理することにより運転条件を設定し、Ｓ５においてパラメータ指令信号の受信を信号設定器５０に返信する。このパラメータ指令信号は、図２に示すように、共通の指令信号送信ライン４０を介して各モータドライバ３０にシリアル送信される。一方、Ｓ１において各パルス列周波数の入力が確認されると、各モータドライバ３０は各駆動モータ２を駆動し、回転制御するモードに切り換えられる。また、Ｓ２において入力レベルがローレベル（Ｌ）であると、各モータドライバ３０は各駆動モータ２の回転を開始できる待機状態となる。
【００２２】
このように、パラメータ指令信号を、撚糸機の運転始動前に、共通の指令信号ライン４０を介して各モータドライバ３０に送信することによって、各駆動モータ２の回転に影響を与えることなく、運転条件を設定することができる。なお、パラメータ指令信号の送信は、撚糸機の運転開始前に限られるものでなく、信号設定器５０から回転速度指令信号が送信されていない期間、即ち、各駆動モータ２が回転していない期間であればよい。
【００２３】
次に、各モータドライバ３０による各駆動モータ２の回転制御について説明する。各モータドライバ３０に運転条件が設定されると、図２に示すように、信号設定器５０は、各駆動モータ２の目標回転速度に応じたパルス列周波数の回転速度指令信号を作成・送信する。この回転速度指令信号は、図２に示すように、共通の指令信号送信ライン４０を介して、各モータドライブ３０に送信される。そして、図４に示すように、Ｓ１′において各モータドライバ３０は回転速度指令信号のパルス列周波数の入力を確認する。この入力が確認できれば、Ｓ２′において回転速度指令信号をデータ処理し、Ｓ３′においてパルス列周波数を計測する。Ｓ４′において各モータドライバ３０は設定速度変数に計測したパルス列周波数をセットする。Ｓ５′において各モータドライバ３０は、パルス列周波数の受信によって各駆動モータ２を駆動し、回転速度指令信号のパルス列周波数に応じた回転速度と、パラメータ指令信号の運転条件となるように、各駆動モータ２の回転を制御する。Ｓ６′において各モータドライバ３０が回転速度指令信号のパルス列周波数を受信し続けると、各駆動モータ２を駆動し続け、パルス列周波数を受信しなくなると、Ｓ７′において各駆動モータ２を停止する。一方、Ｓ１′において各モータドライバ３０がパルス列周波数の受信を確認できないと、パラメータ指令信号を受信できるモードに切り換えられる。
【００２４】
このように、各モータドライバ３０は、パラメータ指令信号を受信するモードと各駆動モータ２を駆動、回転制御するモードとの切り換えによって、パラメータ指令信号と回転速度指令信号とを、共通の指令信号送信ラインで兼用して個別受信できるので、例えば、パラメータ指令信号を送信するための送信ラインを特別に設ける必要がなくなる。
また、各モータドライバ３０は、回転速度指令信号のパルス列周波数の受信の有無によって、各駆動モータ２を駆動または停止するので、各駆動モータ２を駆動または停止する駆動／停止指令信号を送信するための送信ラインを特別に設ける必要もなくなる。
【００２５】
また、各駆動モータ２の回転中に、回転速度を高速に変化するには、信号設定器５０で作成・送信されるパルス列周波数を、例えば、高いパルス列周波数とする。高いパルス列周波数は、図２に示すように、共通の指令信号送信ライン４０を介して、各モータドライバ３０に送信される。各モータドライバ３０は、図４に示すＳ１’〜Ｓ５’の処理を行って、各駆動モータ２を高いパルス列周波数に応じた高速の回転速度に変化させる。
このように、各駆動モータ２の回転速度を変化するとき、例えば、高いパルス列周波数を共通の指令信号送信ライン４０を介して各モータドライバ３０に送信することによって、各駆動モータ２の回転速度を同じ条件で変化させることができる。
【００２６】
さらに、撚糸機において、予め運転する必要のない錘の駆動モータ２については、該駆動モータ２に対応するモータドライバ３０の操作スイッチ６０を停止側に切り換えておくことで、各指令信号を共通の指令信号送信ライン４０を介して全錘（全モータドライバ３０）一斉に送信しても、必要な錘の駆動モータ２のみ運転させることが可能となる。
【００２７】
次に、本実施形態のモータ駆動システムの変形例について説明する。
図５において、モータ駆動システムは、指令信号送信ライン４０を動力ライン４６で兼用して構成し、信号設定器５０の各指令信号を動力ライン４６に重乗することにより送信するものである。なお、図５において、図１及び図２と同一符号は同一の部材を示し、その説明を省略する。
【００２８】
図５に示すように、５５は重乗装置であって、トランス５６、変調器５７等によって構成されている。トランス５６の１次側巻線５６ａは、コントロールボッス１５内で変調器５７に接続され、２次側巻線５６ｂはコントロールボッス１５内で動力ライン４６に接続されている。また、変調器５７は、コントロールボックス１５内で信号設定器５０に接続され、該信号設定器５０のパラメータ指令信号と回転速度指令信号とを各指令信号に応じた交流電圧に変調する。このモータ駆動システムにおいては、信号設定器５０から送信される各指令信号を変調器５７により交流電圧に変調し、各指令信号に応じた交流電圧をトランス５６によって動力ライン４６上に誘起させる。これにより、動力ライン４６上には、ＡＣ／ＤＣ変換器４５からの直流電圧に各指令信号に応じた交流電圧が重乗され、各信号に応じた交流電圧が共通の動力ライン４６を介して各モータドライバ３０に送信される。そして、各モータドライバ３０では、復調回路等によって各指令信号に応じた交流電圧成分を復調・抽出することにより、パラメータ指令信号及び回転速度指令信号を受信する。また、パラメータ信号を受信する場合、交流電圧の周波数の違いにより信号を二値化できるようにしており、例えば、所定周波数より高い周波数は１、低い周波数はＯと判断することにより、パラメータ信号を示すコードを認識できる。なお、図５に示すモータ駆動システムにおいて、各モータドライバ３０は、図３及び図４と同様な信号受信処理を実施する。
【００２９】
このように、信号設定器５０から送信する回転速度指令信号、パラメータ指令信号を動力ライン４６に重乗して各モータドライバ３０に送信するため、動力ライン４６の他に、回転指令信号やパラメータ指令信号を送信するための送信ラインを特別に設ける必要がなくなる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態では多重撚糸機を例示したが、本発明は仮撚加工機その他各種の単錘駆動型繊維機械のモータ駆動システムに適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明によれば、回転指令信号とパラメータ指令信号とを、共通の指令信号送信ラインで兼用して各ドライバに個別送信するため、例えば、パラメータ指令信号を送信するための送信ラインを特別に設ける必要がなくなる。この結果、信号設定器から各指令信号を送信するための送信ライン数を少なくでき、もって複数錘からなる単錘駆動型の繊維機械において、複数錘にわたる配線工数及び配線コストを低減できる。また、パラメータ指令信号を、例えば、各駆動モータの回転開始前に各ドライバに送信するため、各駆動モータの回転に影響を与えることなく、運転条件を設定することができる。
【００３３】
また、請求項３に記載の本発明によれば、設定器から送信する回転指令信号、パラメータ指令信号を動力ラインに重乗して各ドライバに送信するため、動力ラインの他に、回転指令信号やパラメータ指令信号を送信するための送信ラインを設ける必要がなく、送信ラインの数を少なくして、配線工数及び配線コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を単錘駆動型繊維機械のモータ駆動システムに適用した実施形態における撚糸機の概略正面図である。
【図２】図１のモータ駆動システムの構成図である。
【図３】図１のモータ駆動システムの各モータドライバにおけるパラメータ指令信号の信号受信処理のフロー図である。
【図４】図１のモータ駆動システムの各モータドライバにおける回転速度指令信号の信号受信処理のフロー図である。
【図５】モータ駆動システムの変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
２駆動モータ
３０モータドライバ
４０指令信号送信ライン
４６動力ライン
５０信号設定器
５５重乗装置

Claims

各錘毎に設けた駆動モータを個別に制御する複数のドライバと、
該複数のドライバに接続され、前記各駆動モータの目標回転速度に応じた周波数の回転速度指令信号と運転条件を設定するためのパラメータを示すパラメータ指令信号とを作成すると共に、該各指令信号を前記各ドライバに送信するように構成される、設定器と、
を備え、
前記各ドライバは、前記設定器から受信した前記各指令信号を認識し、この認識結果に基づいて前記各駆動モータを制御する、
単錘駆動型繊維機械のモータ駆動システムにおいて、
前記設定器は、上記の回転速度指令信号及びパラメータ指令信号を、前記の設定器と各ドライバを接続する共通の指令信号送信ラインを介して前記各ドライバに送信し、
更に、この設定器は、前記回転速度指令信号の非送信期間に、前記パラメータ指令信号を前記各ドライバに送信する、
ことを特徴とする単錘駆動型繊維機械のモータ駆動システム。
前記運転条件は、前記駆動モータの回転方向を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の単錘駆動型繊維機械のモータ駆動システム。
前記各駆動モータに駆動電源を供給するため、前記複数のドライバに共通に接続された動力ラインと、前記設定器の各指令信号を前記動力ラインに重乗するための重乗手段と、を備え、前記設定器を、前記重乗手段を介して前記動力ラインに接続することにより、前記指令信号送信ラインを前記動力ラインで兼用して構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の単錘駆動型繊維機械のモータ駆動システム。