JP2001081635A - 繊維機械の単錘駆動システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の入出力器が１つの制御装置に接続され
ている場合、多数の配線が必要となり、また中継用基板
を介している場合にも、多芯ケーブルを使用するため、
物理的な配線数を減らすことは出来ていない。このため
配線作業が困難となる上、フォトカプラが多数必要とな
るためコストアップとなっていた。 【解決手段】 各錘１に駆動モータ１３、入出力器６３
を備えた単錘駆動システムにおいて、複数のモータ制御
装置毎にマスタ制御装置４を接続し、複数の入出力器６
３を通信機能付入出力ボード６１及びシリアル通信ライ
ン５４を介してマスタ制御装置に接続し、テンションセ
ンサ６７を切換手段及び共通のＡ／Ｄ変換器を有する集
約ボード６５を介してシリアル通信ライン５５でマスタ
制御装置に接続し、マスタ制御装置４はセンサ信号に基
づいて異常判断、目標速度の算出を行い、各モータ制御
装置１１に停止命令、目標速度指令を送出する構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各錘毎にスピンド
ルモータを設けた単錘駆動型の機械（例えば、繊維機械
においては単錘駆動型二重撚糸機等が該当する）の構成
に関し、特に、各錘毎に設けられた入出力器及びモータ
制御装置と各スパン毎に設けられたマスタ制御装置間の
システム構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各錘毎に駆動モータを設けるとと
もに各錘毎にスイッチ、ランプ等の入出力器を設けた単
錘駆動システムにおいては、複数の入出力器が１つの制
御装置に直接接続され、或いは中継用基板を介して１つ
の制御装置に接続されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
において、複数の入出力器が直接１つの制御装置に接続
されている場合には、入出力器と制御装置との間に多数
の配線が必要となる。また、中継用基板を介している場
合にも、中継用基板と制御装置間には入出力数分の配線
を有する多芯ケーブルを使用するため、物理的な配線数
を減らすことは出来ていない。これにより配線作業が困
難となる上、フォトカプラが多数必要となるためコスト
アップとなるし、拡張性が低いという問題があった。ま
た、スイッチ、ランプ以外の入出力器（テンションセン
サ等）についても同様の問題があり改善が望まれてい
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上が本発明が解決しよ
うとする課題であり、次に課題を解決するための手段を
説明する。即ち、各錘毎に駆動モータ及び入出力器を備
えた単錘駆動システムにおいて、各駆動モータを個別に
制御する複数のモータ制御装置毎に１つのマスタ制御装
置が接続され、複数の入出力器が１つの通信機能付き入
出力ボードに集約されて接続されるとともに、該入出力
ボードはシリアル通信ラインを介してマスタ制御装置に
接続される構成とした。

【０００５】また、各錘毎に駆動モータ及び糸の状態を
連続的に検出するセンサを備えた単錘駆動システムにお
いて、各駆動モータを個別に制御する複数のモータ制御
装置毎に１つのマスタ制御装置が接続され、複数のセン
サから検出データが切換手段及び共通のＡ／Ｄ変換器を
有する集約ボードを介してシリアル通信ラインでマスタ
制御装置に接続される構成とした。

【０００６】また、前記マスタ制御装置はシリアル通信
ラインを介して受信したセンサ信号に基づいて異常判断
又は目標速度の算出を行い、各モータ制御装置に対して
停止命令又は目標速度指令を送出する構成とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を添付
の図面により説明する。図１は本発明の単錘駆動システ
ムを応用した一実施例である単錘駆動型二重撚糸機のス
パン構成図、図２はホストコンピュータを含めた単錘駆
動型二重撚糸機の全体構成図、図３は本発明に係る単錘
駆動システムの構成図、図４は中速タイプの集約ボード
の構成図、図５は高速タイプの集約ボードの構成図であ
る。

【０００８】まず、本発明の単錘駆動システムを応用し
た一実施例である単錘駆動型二重撚糸機１（以下、撚糸
機１とする。）の概略構成について説明する。図１及び
図２に示すように撚糸機１・１・・・が複数並設されて
スパン２を構成している。例えば１スパンは８つの撚糸
機１・１・・・で構成され、さらに複数のスパン２・２
・・・がホストコンピュータ７に接続され、全体として
単錘駆動システムを構成している。各撚糸機１にはスピ
ンドル装置Ｓが装備され、スピンドル装置Ｓの上方に
は、フィードローラ１６及び巻取装置１７が配設されて
いる。スピンドル装置Ｓは各錘毎にスピンドルモータ１
３を備えており、該スピンドルモータ１３の回転駆動よ
り給糸パッケージ１４から解舒された糸条がバルーンを
形成した後、フィードローラ１６により上方へ送出さ
れ、フィードローラ１６の下流側に配置された巻取装置
１７へ導かれる。該巻取装置１７へ導かれた糸条は、巻
取ドラム１８に接触して回転する巻取パッケージ１９に
トラバースされながら巻き取られる。

【０００９】前記スピンドルモータ１３には回転センサ
１２が設けられ、回転センサ１２及びスピンドルモータ
１３はインバータモジュールにより構成されるモータ制
御装置１１に接続されている。回転センサ１２により検
出されたスピンドルモータ１３の回転速度はモータ制御
装置１１に入力されるとともに、モータ制御装置１１に
よりスピンドルモータ１３の回転速度を制御している。
なお、スピンドルモータ１３の回転速度は前記フィード
ローラ１６の回転速度との同期をとるよう制御されてい
る。また、各スパン２の一端部には、撚糸機１の駆動や
制御等を行うコントロールボックス３が配設されてい
る。本実施の形態では、上述の如くモータ制御装置１１
は各錘毎に設けているが、スピンドルモータ１３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。

【００１０】次に、本発明に係る単錘駆動システムの構
成について主に図３を用いて説明する。複数錘毎に設け
られた前記コントロールボックス３内に配設されたマス
タ制御装置４は、ホストコンピュータ７及び各錘（撚糸
機１）間で単錘駆動システムの制御を行うもので、マイ
クロコンピュータ（以下、マイコンと略す）４１、通信
インターフェース（以下、通信Ｉ／Ｆと略す）４２・４
４・４５・４６、入出力インターフェース（以下入出力
Ｉ／Ｆと略す）４３等とから構成されている。

【００１１】前記通信Ｉ／Ｆ４６は通信ライン５６・５
６・・・を介して各錘毎に設けられた前記モータ制御装
置１１・１１・・・に接続されている。モータ制御装置
１１はスピンドルモータ１３の個別制御を行うととも
に、前記回転センサ１２の信号を入力してスピンドルモ
ータ１３の回転数をモニタしている。そして、マイコン
４１より各スピンドルモータ１３の回転数制御命令や、
駆動、停止信号が該モータ制御装置１１に送られること
により、各スピンドルモータ１３・１３・・・の制御を
行うよう構成している。

【００１２】前記通信Ｉ／Ｆ４２は通信ライン５２を介
してホストコンピュータ７に接続されており、その通信
方式を非同期シリアル通信とすることにより、ホストコ
ンピュータ７及びマスタ制御装置４に対する負荷軽減を
行っている。また、ホストコンピュータ７より発信され
る瞬停信号及び非常停止信号が、入出力ライン５３を介
して入出力Ｉ／Ｆ４３に送信され、入出力Ｉ／Ｆ４３は
瞬停信号及び非常停止信号をＩ／Ｏレベルで処理（フォ
トカプラ入力で受信）し、入出力ライン５７・５７・・
・を介してモータ制御装置１１・１１・・・側へ送出す
るのである。

【００１３】前記通信Ｉ／Ｆ４４は通信ライン５４を介
して各スパン毎に設けられた入出力ボード６１に接続さ
れている。一方、各錘（撚糸機１）には、モータ駆動及
び停止中を示すランプ、モータ駆動及び停止を操作する
スイッチ、自動糸通し用バルブ、糸の有無検出器（フィ
ーラ）等の入出力器６３を備えており、それら各錘の入
出力器６３が、前記入出力ボード６１に入出力ライン６
２・６２・・・を介して接続されている。つまり、各ス
パン毎に設けられた入出力ボード６１はスパン２を構成
する全ての撚糸機１・１・・・に装備される入出力器６
１を集約して接続しているのである。入出力ボード６１
はマイコン及び通信Ｉ／Ｆを有してマスタ制御装置４と
の間で同期（若しくは非同期）のシリアル通信を行い、
入出力器６３との間はＩ／Ｏレベルでの通信を行うこと
により負荷軽減を行っている。

【００１４】そして、上記構成において入出力ボード６
１は各錘（撚糸機１）から近い距離に配置することによ
り、入出力ボード６１と入出力器６３間の入出力ライン
６２の長さをマスタ制御装置４と入出力ボード６１間の
通信ライン５４の長さより短くすることが可能となる。
このように、マスタ制御装置４と入出力ボード６１間は
距離が離れているが、上記の如く入出力ボード６１にお
いて短い入出力ライン６２を介して配線を集約する構成
としているので、マスタ制御装置４と入出力ボード６１
間の省配線が実現し、構成がシンプルとなり配線作業が
楽に行えるのである。

【００１５】また、従来のように各入出力器を直接マス
タ制御装置４にパラレル接続させる構成とした場合に
は、マスタ制御装置４に入出力数分だけの電気的絶縁用
のフォトカプラが必要となるが、本構成においては、長
さが短くそのインピーダンスも小さい入出力ライン６２
を介して各入出力器を入出力ボード６１に接続する構成
としたので、入出力ボード６１のマイコンに対する各入
出力器のスイッチングノイズ等の影響が小さく、各入出
力の接続にフォトカプラを不要にでき、フォトカプラ数
を大幅に削減することが可能となり、コストダウンが図
れるのである。さらに、入出力器６３に関する制御処理
をマスタ制御装置４で行う構成とすることにより、モー
タ制御装置１１の制御処理の負荷軽減が図れ、スピンド
ルモータ１３とフィードローラ１６を精度よく目標速度
に維持することが可能となった。

【００１６】さらに、撚糸機１の追加、若しくは入出力
器の増加等が発生した場合にも容易に拡張可能な構成と
している。つまり、従来の如く、入出力器を直接マスタ
制御装置に接続していた場合には、入出力器の増加はマ
スタ制御装置４に設けたフォトカプラ数までしかでき
ず、それを超える場合は入出力器の増加分だけフォトカ
プラ等入出力Ｉ／Ｆを増加させる必要があるので、部品
交換など拡張は容易でなかった。本構成においては、図
で示すように入出力ボード６１を追加して、入出力ボー
ド６１・６１・・・をシリアル通信ラインを通じてチェ
ーン接続することで、即ち、共通の通信ライン５４を介
して複数の入出力ボード６１をマスタ制御装置４に接続
することで、マスタ制御装置４の構成に変更を加えるこ
となく容易に拡張可能としているのである。

【００１７】前記通信Ｉ／Ｆ４５は通信ライン５５を介
して各スパン毎に設けられた集約ボード６５に接続され
ている。また、各錘（撚糸機１）には糸の状態を連続的
に検出するテンションセンサ６７・６７・・・が設けら
れており、該テンションセンサ６７・６７・・・がアナ
ログ回線６６・６６・・・を介して前記集約ボード６５
に接続されている。集約ボード６５は、図４に示す中速
タイプと図５に示す高速タイプの２種類が用意され、単
錘駆動システムの構成、規模等に合わせて使い分ける構
成としている。

【００１８】まず中速タイプの構成について説明する。
図４に示すように中速タイプの集約ボード６５Ｍは、ア
ナログ／デジタルデータ変換機６５ａ（以下、Ａ／Ｄ変
換器６５ａとする）を有しており、さらに切換手段６５
ｂ（多重装置）を介してアナログ回線６６・６６・・・
を接続している。つまり、各スパン毎に設けられた集約
ボード６５が、スパン２を構成する全ての撚糸機１・１
・・・に装備されるテンションセンサ６７・６７・・・
を集約して接続しているのである。また、集約ボード６
５Ｍはマイコン６５ｃ及び通信Ｉ／Ｆ６５ｄを有してお
り、マスタ制御装置４との間で通信ライン５５を介して
同期（若しくは非同期）のシリアル通信を行うよう構成
している。

【００１９】つまり、中速タイプにおいては、集約ボー
ド６５Ｍ上のマイコン６５ｃにより、切換手段６５ｂの
選択切換処理及び、マスタ制御装置４との通信処理が行
われる構成としているので、マスタ制御装置４のマイコ
ン４１の負荷軽減を図ることが可能となるのである。こ
のような構成とすることにより、各スパン毎の撚糸機１
・１・・・の数が多い場合、また各スパン毎のテンショ
ンセンサ数が多い場合にも、マスタ制御装置４の処理を
分散化させ、単錘駆動システム全体としての信頼性の向
上が図れるのである。

【００２０】また、マスタ制御装置４と集約ボード６５
間の省配線が実現しており、配線を複雑化することなく
テンションセンサ６７の信号処理が可能となった。そし
て、本構成はＡ／Ｄ変換が必要な信号処理を行うシステ
ムにおいて汎用的な省配線構成であり、テンションセン
サ以外の入出力器を使用する場合にも集約ボード６５に
おけるマイコンのプログラムを変更するだけで応用可能
である。

【００２１】次に高速タイプの集約ボード６５Ｈの構成
について説明する。図５に示すように、集約ボード６５
ＨはＡ／Ｄ変換器６５ａと切換手段６５ｂのみを搭載
し、信号の多重化とＡ／Ｄ変換のみを行う構成としてい
る。そして、マスタ制御装置４との間で通信ライン５５
ａを介してデータ伝送を行い、通信ライン５５ｂを介し
てマスタ制御装置４から切換手段６５ｂの選択通信を入
力する構成としている。つまり、切換手段６５ｂに対す
る選択切換処理は、マスタ制御装置４のマイコン４１に
行わせる構成としている。このような構成とすること
で、前述した中速タイプの集約ボード６５Ｍと同様に省
配線化を実現するとともに、集約ボード６５Ｈとマスタ
制御装置４間の通信処理をＩ／Ｏレベルで行うことによ
り高速化させる構成としているのである。また、集約ボ
ード６５Ｈの実装部品を最小限とすることで、低コスト
なシステム構成としているのである。

【００２２】上記構成において、テンションセンサ６７
による糸条の張力検出結果がシリアル通信ライン５５を
介してマスタ制御装置４に送信される。そして、この検
出結果に基づいてマスタ制御装置４（マイコン４１）が
異常判断若しくは目標速度の算出を行い、通信Ｉ／Ｆ４
６・通信ライン５６・５６・・・を介して各モータ制御
装置１１・１１・・・に対して停止命令若しくは目標速
度命令を送出するのである。

【００２３】つまり、センサ信号の解析及び目標速度の
算出をマスタ制御装置４で行うことにより、モータ制御
装置１１の負荷が減少し、スピンドルモータ１３の高精
度なモータ制御が行えるのである。また、モータ制御装
置１１は主にモータ制御のみを行えばよいので、機種に
関わらず、即ち、テンション制御を行うか否かに関わら
ず、モータ制御装置１１の構成を共通化できるのであ
る。

【００２４】本実施の形態においては、各錘毎の駆動モ
ータは糸条を撚糸加工するためのスピンドルモータとし
たが、その他、あらゆる糸処理用駆動モータを含むシス
テムに適用することができ、例えば糸条を巻き取るため
の巻取用駆動モータ、糸条を送るための糸送り用駆動モ
ータ或いはフィラメント糸を仮撚加工するための仮撚加
工用駆動モータを含む単錘駆動システムに適用すること
が可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏する。即ち、各錘毎に駆動モータ及び入
出力器を備えた単錘駆動システムにおいて、各駆動モー
タを個別に制御する複数のモータ制御装置毎に１つのマ
スタ制御装置が接続され、複数の入出力器が１つの通信
機能付き入出力ボードに集約されて接続されるととも
に、該入出力ボードはシリアル通信ラインを介してマス
タ制御装置に接続される構成としたので、入出力ボード
とマスタ制御装置との間がシリアル通信ラインのみでよ
く、構成がシンプルとなり配線作業が容易となった。ま
た、フォトカプラ数を削減してコストダウンが図れた。
さらに、入出力器に関する制御処理をマスタ制御装置で
行うことで、モータ制御装置の負荷軽減が図れ、加撚用
回転部材又は糸送り用回転部材を精度よく目標速度に維
持することが可能となり、糸品質を向上させることがで
きた。さらに、入出力ボードはシリアル通信ラインを介
して新規ボードを追加することが可能であり、拡張性に
優れた構成としている。

【００２６】また、各錘毎に駆動モータ及び糸の状態を
連続的に検出するセンサを備えた単錘駆動システムにお
いて、各駆動モータを個別に制御する複数のモータ制御
装置毎に１つのマスタ制御装置が接続され、複数のセン
サから検出データが切換手段及び共通のＡ／Ｄ変換器を
有する集約ボードを介してシリアル通信ラインでマスタ
制御装置に接続される構成としたので、Ａ／Ｄ変換が必
要な複数のセンサを接続させる構成においても、配線を
複雑化させることなく、信号処理が可能となった。

【００２７】また、前記マスタ制御装置はシリアル通信
ラインを介して受信したセンサ信号に基づいて異常判断
又は目標速度の算出を行い、各モータ制御装置に対して
停止命令又は目標速度指令を送出する構成としたので、
モータ制御装置の負荷軽減が図れ、モータ制御装置によ
る高精度なモータ制御が可能となった。また、モータ制
御は主にモータ制御のみを行えばよいので、機種に依存
しない共通化された構成とすることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単錘駆動システムを応用した一実施例
である単錘駆動型二重撚糸機のスパン構成図である。

【図２】ホストコンピュータを含めた単錘駆動型二重撚
糸機の全体構成図である。

【図３】本発明に係る単錘駆動システムの構成図であ
る。

【図４】中速タイプの集約ボードの構成図である。

【図５】高速タイプの集約ボードの構成図である。

【符号の説明】

１ 単錘駆動型二重撚糸機 ２ スパン ３ コントロールボックス ４ マスタ制御装置 ７ ホストコンピュータ １１ モータ制御装置 １３ スピンドルモータ ６１ 入出力ボード ６３ 入出力器 ６５ 集約ボード ６７ テンションセンサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各錘毎に駆動モータ及び入出力器を備え
   た単錘駆動システムにおいて、各駆動モータを個別に制
   御する複数のモータ制御装置毎に１つのマスタ制御装置
   が接続され、複数の入出力器が１つの通信機能付き入出
   力ボードに集約されて接続されるとともに、該入出力ボ
   ードはシリアル通信ラインを介してマスタ制御装置に接
   続される構成としたことを特徴とする繊維機械の単錘駆
   動システム。
2. 【請求項２】 各錘毎に駆動モータ及び糸の状態を連続
   的に検出するセンサを備えた単錘駆動システムにおい
   て、各駆動モータを個別に制御する複数のモータ制御装
   置毎に１つのマスタ制御装置が接続され、複数のセンサ
   から検出データが切換手段及び共通のＡ／Ｄ変換器を有
   する集約ボードを介してシリアル通信ラインでマスタ制
   御装置に接続される構成としたことを特徴とする繊維機
   械の単錘駆動システム。
3. 【請求項３】 前記マスタ制御装置はシリアル通信ライ
   ンを介して受信したセンサ信号に基づいて異常判断又は
   目標速度の算出を行い、各モータ制御装置に対して停止
   命令又は目標速度指令を送出する構成としたことを特徴
   とする請求項２に記載の繊維機械の単錘駆動システム。