JP2004026328A - Thread winder - Google Patents

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野間 英治
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thread winder which can reduce a burden on calculation of rotation speed. <P>SOLUTION: The number of rotations N1 of a motor is calculated per edge of a drum pulse. Also, by dividing frequency of the drum pulse, the number of rotations N2 of the motor is calculated per edge of the frequency-divided pulse. When the number of rotations N2 is a threshold value Th or less (zone TA, TC), the number of rotations N1 without frequency division is made as a monitor rotational number. When the number of rotations N2 is a threshold value Th1 or more (zone TB), the number of rotations N2 with frequency division is determined as the monitor rotational number. In the zone TB, the number of rotations N1 is not made as the monitor rotational number, and since the number of rotations N1 is not compared with the threshold value Th, calculation operation of the number of rotations N1 is stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻取ドラムなどを回転駆動させるモータを備えた自動ワインダなどの糸条巻取機に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動ワインダなどの糸条巻取機において、効率向上や小型化の観点から巻取パッケージを回転駆動するための巻取ドラムなどのドラムの駆動源として、直流ブラシレスモータ(ブラシレスDCモータ)が使用されている。ブラシレスDCモータを備えた糸条巻取機では、回転数に比例したパルス数のドラムパルスを検出し、糸条巻取機が備えるCPU(Central Processing Unit)によって、ドラムパルスのエッジ(立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方)ごとに、検出したパルスの周期(パルス間の時間間隔)に基づいて、ブラシレスDCモータのロータ(回転子)の回転速度を算出する。そして、CPUにより、目標速度と算出した回転速度とに基づいてPI制御又はPID制御を行って、ブラシレスDCモータのロータの回転速度を制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ブラシレスDCモータのロータの回転速度が速くなると、単位時間当たりに発生するパルスの数が増加する。このため、パルスのエッジごとに回転速度を算出したのでは、CPUによる回転速度の算出回数が多くなり、CPUにかなりの負荷をかけるという問題があった。
【0004】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、回転速度の算出に関する負荷を軽減することが可能な糸条巻取機を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の糸条巻取機は、巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動させるモータと、前記巻取ドラムの回転速度に応じた周波数のドラムパルスを検出し、該モータの回転を制御するモータ制御装置と、を備えており、前記モータ制御装置は、前記モータからのパルス信号を分周する分周手段と、前記モータからのパルス信号に応じて前記モータの第1回転速度を算出する第1回転速度算出手段と、前記分周手段により分周されたパルス信号に応じて前記モータの第2回転速度を算出する第2回転速度算出手段と、前記モータの回転速度が予め定められた閾値以下の場合には前記第1回転速度に基づいて前記モータに対する出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記閾値を超えた場合には前記第2回転速度に基づいて前記出力量を算出する出力量演算手段とを備えたことを特徴とする。
【0006】
請求項1によると、回転速度が速くなると、分周されたパルス信号に応じて算出された回転速度(第2回転速度)に基づいてモータに対する出力量を算出する。このため、モータからのパルス信号に応じた回転速度(第1回転速度)の算出に比べて算出回数を減少させ、回転速度の算出に関する負荷を軽減することが可能になる。
【0007】
請求項2に記載の糸条巻取機は、巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動させるモータと、前記巻取ドラムの回転速度に応じた周波数のドラムパルスを検出し、該モータの回転を制御するモータ制御装置と、を備えており、前記モータ制御装置は、前記モータからのパルス信号を分周する分周手段と、前記モータからのパルス信号に応じて前記モータが1/n回転する時間を検出して前記モータの第1回転速度を算出する第1回転速度算出手段と、前記分周手段により分周されたパルス信号に応じて前記モータの第2回転速度を算出する第2回転速度算出手段と、前記第1回転速度と前記第2回転速度との差に基づき前記モータの補正回転速度を算出する回転速度補正手段と、前記モータの回転速度が予め定められた第1閾値以下の場合には前記第1回転速度に基づいて前記モータに対する出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記第1閾値より大きく予め定められた第2閾値以下の場合には前記補正回転速度に基づいて前記出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記第2閾値より大きい場合には前記第2回転速度に基づいて出力量を算出する出力量演算手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】
請求項2によると、回転速度が速くなると、分周されたパルス信号に応じて算出された回転速度(第2回転速度)に基づいてモータに対する出力量を算出する。このため、モータからのパルス信号に応じた回転速度(第1回転速度)の算出に比べて算出回数を減少させ、回転速度の算出に関する負荷を軽減することが可能になる。また、第1回転速度を、モータが1/n回転する時間を検出することにより算出している。これにより、高価なメモリを要することなく回転速度の算出が可能である。更に、モータに対する出力量を求めるのに使用する回転速度を第1回転速度から第2回転速度に、第2回転速度から第1回転速度に直接切り替えていない。このため、モータに対する出力量の算出に使用する回転速度が不連続となる部分における前後の回転速度差が大きくなることを防ぐことができる。
【0009】
請求項3に記載の糸条巻取機は、前記第1閾値と前記第2閾値との間が複数区間に分割されており、前記回転速度補正手段は、前記第2回転速度が前記第1閾値に近い区間内である場合には、前記第1回転速度から、前記第1回転速度と前記第2回転速度との差に予め定められた演算処理を施して求めた値を減算することによって前記回転速度を補正し、前記第2回転速度が前記第2閾値に近い区間内である場合には、前記第2回転速度に、前記第1回転速度と前記第2回転速度との差に予め定められた演算処理を施して求めた値を加算することによって前記回転速度を補正することを特徴とする。
【0010】
請求項3によると、第2回転速度が第1閾値に近い区間内にある場合には、第1回転速度から得られた値を減算し、第2閾値に近い区間内にある場合には、第2回転速度から得られた値を加算しているため、減算/加算前後の値の変化が小さくなり、誤差を小さくすることが可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本実施の形態に係る糸条巻取機について図面を参照しつつ説明する。図1は、糸条巻取機の一例を示す自動ワインダ1のユニットである。精紡ボビンなどの給糸ボビン(給糸巻糸体)Bに巻かれた糸Yの巻き上げ方向に、解舒補助装置2、張力付与装置3、複数ディスク式の毛羽制御装置4、スラブキャッチャ5、糸継装置6、糸Yをトラバースする巻取ドラム7、巻取パッケージPを把持するクレードルKを順に配設して、更にこれらの各機器を制御する制御部50を備えている。この自動ワインダ1のユニットは、巻取ドラム7の回転により、ボビンBから糸Yを解舒しつつ、巻取ドラム7に接触して回転する巻取パッケージPに巻き取るものである。このような自動ワインダ1のユニットが複数並設されて1台の自動ワインダ1が構成されている。
【0012】
撚り止め装置兼用の張力付与装置3は、解舒補助装置2を介して給糸パッケージBと毛羽制御装置4との間に配置され、固定の櫛歯11に対して可動の櫛歯12を交互に配置するゲート式のものである。張力付与装置3は、固定の櫛歯11と可動の櫛歯12との間に通されてジグザグ状に屈曲した糸Yに対し、可動の櫛歯12に掛かる付勢力に応じた張力を付与する働きをする。張力付与装置3に対する制御部50(図1参照)からの電気信号に応じて付与張力が変更される。また、この張力付与装置3は、毛羽制御装置4の仮撚作用による給糸パッケージB側への撚りの伝播を制御する撚り止め装置としても機能する。
【0013】
毛羽制御装置4は、給糸ボビンBから解舒されて巻取パッケージPとして巻形成される糸Yの毛羽を抑制するためのものであり、回転する複数の毛羽伏せディスク15により糸Yに仮撚りを施すことで、糸Yを構成する繊維群に毛羽を織り込ませるものである。また、この毛羽制御装置4は、同時に糸Yに対して下流側に向かう送り出し力を付与するようになっている。
【0014】
図1において、スラブキャッチャ5は例えば静電容量式又は光学式の糸太さ検出装置であって、スラブキャッチャ5からの信号をアナライザ40で処理することによりスラブなどの糸欠陥を検出する。糸欠陥が検出されると、付属のカッタ5aで巻き上げ途中の糸Yを切断する。
【0015】
糸継装置6は、切り離された給糸ボビンB側の紡績糸と巻取パッケージP側の紡績糸を継ぎ合わせる糸継処理を行うものである。この糸継装置6は、糸継装置本体35と、給糸パッケージB側の紡績糸を糸継装置本体35に導く下糸吸引案内部材36と、給糸パッケージP側の紡績糸を糸継装置本体35に導く上糸吸引案内部材37とを備えている。
【0016】
下糸吸引案内部材36は、開閉自在な吸引口36aを有し、軸36bを中心として旋回自在である。糸Yが強制切断されると、吸引口36aが開くとともに、毛羽制御装置4及び撚り止め装置兼用の張力付与装置3が開き、給糸側の糸端が吸引口36aに吸引される。この吸引口36aで糸端を保持し、下方の糸端捕捉位置から上方の糸端案内位置に旋回すると、下糸が糸継装置本体35内、張力付与装置3及び毛羽制御装置4内に案内される。この下糸吸引案内部材36は、糸捕捉時と略同じ姿勢である。吸引口36aが給糸パッケージBと張力付与装置3との間にある状態を待機位置とするので、下糸吸引案内部材36の作動後迅速に給糸側の糸端を捕捉することができ、切断された糸Yの糸端が毛羽伏せドラム15に巻きつくのを防止することができる。
【0017】
上糸案内吸引部材37は吸引口37aを有し、軸37bを中心として旋回自在である。糸Yが強制切断されると、上方の糸端捕捉位置に旋回し、吸引口37aにより巻取パッケージPに巻き取られた糸端を吸引する。さらに、上糸を捕捉した状態で上糸吸引案内部材37が下方に旋回することにより、上糸が糸継装置本体35に案内される。そして、糸継装置本体35で上糸と下糸との糸継ぎが行われる。
【0018】
巻取ドラム7は、綾振り溝を備えた綾振りドラムとして構成され、巻取パッケージPと接触して巻取パッケージPを回転させるとともに、巻取パッケージPに巻き取られる糸Yをトラバース運動させる。巻取ドラム7は、インバータ42により回転速度が制御される直流ブラシレスモータ41で駆動される。制御部50から出力される制御信号により、インバータ42を介して直流ブラシレスモータ41の回転速度が制御される。
【0019】
クレードルKは、巻取ドラム7に向けて又はその逆に旋回し、それによって巻取パッケージPが巻取ドラム7に接触、離反される。
【0020】
第1の実施の形態
以下、上述した構成を有する自動ワインダ1における、第1の実施の形態に係る直流ブラシレスモータ(ブラシレスDCモータ)の制御機構について図面を参照しつつ説明する。尚、ブラシレスDCモータの制御機構は、制御部50(図1参照)の一部を構成するものである。
【0021】
まず、ブラシレスDCモータの制御機構(モータ制御装置)の構成について図2及び図3を参照しつつ説明する。図2は、ブラシレスDCモータの制御機構の構成を示すブロック図である。図3は、図2中の速度制御部の機能を説明するための機能図である。
【0022】
モータ制御装置60は、図2に示すように、回転検出器61と、磁極位置検出センサ(ホールセンサ)62と、ブラシレスDCモータ41とに接続されている。また、ブラシレスDCモータ41は、モータ制御装置60の後述するパワー回路(スイッチング回路)69に接続されている。
【0023】
ブラシレスDCモータ41は、図4に示すように、永久磁石よりなるロータ(回転子)41aと、電機子巻線よりなるステータコイル(固定子)41bとを備えている。また、ブラシレスDCモータ41は、ロータ41aの位置検出用の磁極位置検出センサ(ホールセンサ)62を有している。また、ブラシレスDCモータ41のトルクはモータ電流に略比例する。
【0024】
磁極位置検出センサ(ホールセンサ)62は、波形切り替えのタイミングを検出するものであり、ブラシレスDCモータ41の回転中は、ロータ41aの磁極に反応して、ロータ41aの回転速度に応じた周波数のロータ位置検出信号(Hu、Hv、Hw)を出力する。4極のブラシレスDCモータ41の場合、1回転で2パルス出力する。磁極位置検出センサ29から出力されたロータ位置検出信号は、モータ制御装置60の後述する出力部(駆動回路)68及び速度制御部67に入力される。
【0025】
回転検出器(ドラム回転センサ)61は、巻取ドラム7又はブラシレスDCモータ41のロータ41aの回転軸に設けられた磁気式又は光学式のロータリエンコーダであり、回転軸の回転により、巻取ドラム7の回転速度に応じた周波数のドラムパルスを出力する。回転検出器61から出力されたドラムパルスは、モータ制御装置60の後述する速度制御部67に入力され、検出される。
【0026】
モータ制御装置60は、運転制御部66と、速度制御部67と、出力部(駆動回路)68と、パワー回路(スイッチング回路)69とから構成されている。尚、以下に説明するようなモータ制御装置60が備える運転制御部66、速度制御部67の各機能は、主としてCPU等の中央演算装置により実現されている。
【0027】
モータ制御装置60は、以下のようにして、ロータ41aの位置に同期した電圧をステータコイル41bに印加することで、ブラシレスDCモータ41を駆動させる。即ち、モータ制御装置60は、磁極位置検出センサ62によるロータ位置検出信号(Hu、Hv、Hw)に基づいて、出力部(駆動回路)68からパワー回路(スイッチング回路)69に出力される駆動信号を切り替えることにより、ステータコイル41bの電機子巻線の相切り替え制御(波形切り替え)を行う。モータ制御装置60は、磁極位置検出センサ62から出力されたロータ位置検出信号(Hu、Hv、Hw)に基づいて電機子巻線の通電を切り替え、かつPWM信号を生成し、出力部(駆動回路)68を介して駆動信号をパワー回路(スイッチング回路)69に出力する。このようにしてパワー回路(スイッチング回路)69を構成するスイッチング素子をPWM制御することにより、ブラシレスDCモータ41の駆動を制御する。
【0028】
運転制御部66は、ブラシレスDCモータ41のロータ41aの目標回転速度を速度制御部67に入力する。
【0029】
速度制御部67は、図3に示すように、パルス周期検出部71と、回転数演算部72と、分周部73と、パルス周期検出部74と、回転数演算部75と、回転数判定部76と、回転数モニタ出力部77と、デューティ比演算部78とを備えている。
【0030】
パルス周期検出部71は、回転検出器61から入力されるドラムパルスからブラシレスDCモータ41に接続された巻取ドラム7が例えば1/4回転する時間を検出する。尚、1/4回転する時間を検出しているのは、制御部50が備えるメモリ(不図示)の容量によるものであり、高価なメモリを要することなく回転検出が行える。回転数演算部72は、ドラムパルスのエッジ(立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方)ごとに、パルス周期検出部71による検出結果に基づいて、巻取ドラム7の現在の回転数N1を求める。回転数N1がブラシレスDCモータ41のロータ41aの回転速度に対応するため、パルス周期検出部71と回転数演算部72とが、第1回転速度算出手段として機能する。
【0031】
分周部73は、回転検出器61から入力されるドラムパルスを分周するものである。パルス周期検出部74は、分周部73で分周されたパルスから巻取ドラム7が例えば1回転する時間を検出する。回転数演算部75は、分周部73により分周されたパルスのエッジ(立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方)ごとに、パルス周期検出部74による検出結果に基づいて、巻取ドラム7の現時点の回転数N2を求める。つまり、パルス周期検出部74と回転数演算部75とが、第2回転速度算出手段として機能する。
【0032】
回転数判定部76は、回転数演算部75によって求められた回転数N2が予め定められた閾値Th(本実施の形態では、1000rpm)より大きいか否かを判定する。回転数判定部76が回転数N2が閾値Thより大きいと判定した場合に、第1回転速度算出手段を構成するパルス周期検出部71及び回転数演算部72はその動作を停止する。従って、閾値Thと現在の巻取ドラム7の回転数との比較を常時行うためには、常時求められている回転数N2を用いるのが好ましい。
【0033】
回転数モニタ出力部77は、回転数判定部76によって回転数N2が閾値Th(1000rpm)以下であると判定された場合には、回転数N1をモニタ回転数としてデューティ比演算部78へ出力する。また、回転数モニタ出力部77は、回転数判定部76によって回転数N2が閾値Th(1000rpm)より大きいと判定された場合には、回転数N2をモニタ回転数としてデューティ比演算部78へ出力する。
【0034】
デューティ比演算部(出力量演算手段)77は、回転速度モニタ出力部77から入力されたモニタ回転数に対応した回転速度と運転制御部66から入力された目標回転速度との偏差に基づいてデューティ比(出力量)を算出し、算出したデューティ比を示すデューティ指令を出力部(駆動回路)68へ出力する。
【0035】
出力部(駆動回路)68は、ロータ位置検出信号と、速度制御部67から入力されたデューティ指令が示すデューティ比とにより、電機子巻線の通電を行うための駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、出力部(駆動回路)68からパワー部(スイッチング回路)69に入力される。
【0036】
パワー部(スイッチング回路)69は、図4に示すように、三相ブリッジ接続された複数(6つ)のトランジスタT1、T2、T3、T4、T5、T6(スイッチング素子)で構成されている。尚、これらのトランジスタT1、T2、T3、T4、T5、T6(スイッチング素子)には、還流用のダイオードD1、D2、D3、D4、D5、D6が夫々逆並列に接続されている。出力部(駆動回路)68から入力される駆動信号により、トランジスタT1〜T6(スイッチング素子)がPWM制御され、ブラシレスDCモータ41が駆動される。
【0037】
次に、上述した構成を有するモータ制御装置の回転制御におけるデューティ比算出に用いる現時点の回転数の決定方法について図5を参照しつつ説明する。図5は、モータ制御装置の回転制御におけるデューティ比算出に用いる回転数の決定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【0038】
ステップS101において、パルス周期検出部71は、回転検出器61から入力されるドラムパルスから巻取ドラム7が1/4回転する時間を検出する。そして、回転数演算部72は、ドラムパルスのエッジ(立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方)ごとに、パルス周期検出部71による検出結果に基づいて、巻取ドラム7の現時点の回転数N1を求める。
【0039】
ステップS102において、分周部73は、回転検出器61から入力されるドラムパルスを分周する。パルス周期検出部74は、分周部73で分周されたパルスから巻取ドラム7が1回転する時間を検出する。回転速度演算部75は、分周部73により分周されたパルスのエッジ(立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方)ごとに、パルス周期検出部74による検出結果に基づいて、巻取ドラム7の現時点の回転数N2を求める。
【0040】
ステップS103において、回転数判定部76は、ステップS102で求められた回転数N2が閾値Th(1000rpm)より大きいか否かを判定する。回転数N2が閾値Th以下であると判定された場合(S103:NO)、ステップS104の処理へ移行する。一方、回転数N2が閾値Thより大きいと判定された場合(S103:YES)、ステップS105の処理へ移行する。そして、回転数N2が閾値Thより大きいと判定されている間、パルス周期検出部71及び回転数演算部72はその動作を停止する。
【0041】
ステップS104において、回転数モニタ出力部77は、ステップS101で求められた回転数N1をモニタ回転数に決定して、決定したモニタ回転数をデューティ比演算部78へ出力する。
【0042】
ステップS105において、回転数モニタ出力部77は、ステップS102で求められた回転数N2をモニタ回転数に決定して、決定したモニタ回転数をデューティ比演算部78へ出力する。
【0043】
デューティ比演算部78は、回転数モニタ出力部77から入力される回転数と目標回転速度とに基づいてデューティ比(モータに対する出力量)を算出し、算出したデューティ比を示すデューティ指令を出力部(駆動回路)68へ出力する。つまり、回転数N2が閾値Th以下の場合には、第1回転速度算出手段により求まる回転数N1(分周なし)を利用してデューティ比を算出し、回転数N2が閾値Thより大きい場合には、第2回転速度算出手段により求まる回転数N2を利用してデューティ比を算出する。
【0044】
以上の処理により、デューティ比演算部78に入力されるモニタ回転数について図6を参照しつつ説明する。図6は、デューティ比算出に用いられるモニタ回転数を説明するための説明図である。尚、図中、実線がモニタ回転数である。また、一点鎖線が分周なしの場合に求めた回転数N1である。また、二点鎖線が分周ありの場合に求めた回転数N2である。
【0045】
図9中の区間TAでは、回転数N2が閾値Th以下なので、分周なしの回転数N1がモニタ回転数として決定される。また、区間TBでは、回転数N2が閾値Th1より大きいので、分周ありの回転数N2がモニタ回転数に決定される。また、区間TCでは、回転数N2が閾値Th1以下なので、分周なしの回転数N1がモニタ回転数として決定される。
【0046】
ここで、区間TBでは、回転数N1は閾値Thと比較されず、かつ回転数N1はモニタ回転数とはされないため、ドラムパルスのエッジごとに回転数N1を算出する必要がなく、回転数N1を算出する動作を停止する。
【0047】
以上説明した第1の実施の形態の自動ワインダ1によれば、単位時間当たりの巻取ドラム7の回転数が多くなって単位時間当たりに発生するドラムパルスの数が多くなると、分周したパルスを利用して算出した回転数を利用するようにし、その間は回転数N1(分周なし)のドラムパルスのエッジ(分周なし)ごとに回転数を算出する動作を停止している。この結果、単位時間当たりに発生するドラムパルスが多くなっても、ブラシレスDCモータ41の回転数を算出する回数が多くならず、回転数の算出に関する負荷を軽減することができる。
【0048】
但し、上述したように、回転数N1(分周なし)は1/4周期の回転から求め、回転数N2(分周あり)は1周期の回転より求めているため、回転数N2を求める場合の方が古いデータを利用していることになる。このため、例えば、回転数が上昇するときは、データが古いほど回転数が小さいので、回転数N2(分周あり)が回転数N1(分周あり)より小さい値となる。逆に、回転数が下降するときは、データが古いほど回転数が大きいので、回転数N2(分周あり)が回転数N1(分周あり)より大きい値となる。このように、回転数N1(分周なし)と回転数N2(分周あり)との間には回転数の差が生じる。従って、回転数N1から回転数N2に、又はその逆に切り替えるときに、この差が大きいと回転速度の制御に支障がきたすことが考えられるので、切り替え時のモニタ回転数に大きな差をなくすために、改良したものが第2の実施の形態である。
【0049】
第2実施の形態
以下、上述した構成を有する自動ワインダ1における、第2の実施の形態に係る直流ブラシレスモータ(ブラシレスDCモータ)の制御機構について図面を参照しつつ説明する。
【0050】
まず、ブラシレスDCモータの制御機構(モータ制御装置)の構成について図7を参照しつつ説明する。図7は、ブラシレスDCモータの制御機構を構成する速度制御部67aの機能を説明するための機能図である。尚、第1の実施の形態と実質的に同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0051】
速度制御部67aは、パルス周期検出部71と、回転数演算部72と、分周部73と、パルス周期検出部74と、回転数演算部75と、第1回転数判定部81と、回転数補正部82と、第2回転数判定部84と、回転速度モニタ出力部77と、デューティ比演算部78とを備えている。
【0052】
第1回転数判定部81は、回転数演算部75により求められた回転数N2が、閾値Th1(本実施の形態では、500rpm)より大きく閾値Th2(本実施の形態では、1500rpm)以下であるか否かを判定する。この判定は、回転数演算部72によって求められた回転数N1及び回転数演算部75によって求められた回転数N2を補正するか否かを決定するために行われるものである。
【0053】
回転数補正部82は、回転数N2が閾値Th1(500rpm)より大きく閾値ThB(本実施の形態では、1000rpm)以下の場合に、回転数演算部72で求められた回転数N1及び回転数演算部75で求められた回転数N2を利用して、回転数N1の補正を行う(N1←補正後の回転数)。この詳細については図8のフローチャート(S210、S211)を参照しつつ後述する。
【0054】
また、回転数補正部82は、回転数N2が閾値ThB(1000rpm)より大きく閾値Th2(1500rpm)以下の場合に、回転数演算部72で求められた回転数N1及び回転数演算部75で求められた回転数N2を利用して、回転数N2の補正を行う(N2←補正後の回転数)。この詳細については図8のフローチャート(S205、S207)を参照しつつ後述する。
【0055】
第2回転数判定部84は、回転数N2が予め定められた閾値ThB(本実施の形態では、1000rpm)より大きいか否かを判定する。この判定は、回転数モニタ出力部77が回転数N1及び回転数N2の何れをモニタ回転数として出力するかを決定するために行うものである。
【0056】
次に、上述した構成を有するモータ制御装置の回転制御におけるデューティ比算出に用いる現時点の回転数(モニタ回転数)の決定方法について図8を参照しつつ説明する。図8は、モータ制御装置の回転制御におけるデューティ比算出に用いる回転数の決定方法の処理手順を示すフローチャートである。尚、本実施の形態において、閾値Th1を500rpm、閾値Th2を1500rpm、閾値ThAを1250rpm、及び閾値ThCを750rpmとしたのは、閾値ThBを1000rpmとし、閾値ThBを中心に1区間500rpmとして上下にわたり4分割することを考慮したことによる。
【0057】
ステップS201において、パルス周期検出部71は、回転検出器61から入力されるドラムパルスから巻取ドラム7が1/4回転する時間を検出する。そして、回転数演算部72は、ドラムパルスのエッジ(立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方)ごとに、パルス周期検出部71による検出結果に基づいて、巻取ドラム7の現時点の回転数N1を求める。
【0058】
ステップS202において、分周部73は、回転検出器61から入力されるドラムパルスを分周する。パルス周期検出部74は、分周部73で分周されたパルスから巻取ドラム7が1回転する時間を検出する。回転数演算部75は、分周部73により分周されたパルスのエッジ(立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方)ごとに、パルス周期検出部74による検出結果に基づいて、巻取ドラム7の現時点の回転数N2を求める。
【0059】
ステップS203において、第1回転数判定部81は、ステップS202で求められた回転数N2が閾値Th1(500rpm)より大きく且つ閾値Th2(1500rpm)より小さい範囲にあるか否かを判定する。回転数N2が上記範囲にないと判定された場合(S203:NO)、ステップS201で求められた回転数N1及びステップS202で求められた回転数N2を補正する処理を行わずに、ステップS212の処理へ移行する。そして、第2回転数判定部84によりステップS212で回転数N2が閾値ThB(1000rpm)より大きいと判定されている間で、しかも回転数N2が閾値Th2以上であると判定されている間、パルス周期検出部71及び回転数演算部72はその動作を停止する。一方、回転数N2が上記範囲にあると判定された場合(S203:YES)、ステップS204の処理へ移行する。
【0060】
回転数補正部82により、ステップS204において、ステップS201で求められた回転数N1から、ステップS202で求められた回転数N2を減算することによって、回転数差ΔNを算出する(ΔN=N1−N2)。
【0061】
ステップS205において、ステップS202で求められた回転数N2が閾値ThA(本実施の形態では、1250rpm)より大きいか否かを判定する。回転数N2が閾値ThA(1250rpm)より大きいと判定された場合(S205:YES)、ステップS206の処理へ移行する。一方、回転数N2が閾値ThA(1250rpm)以下と判定された場合(S205:NO)、ステップS207の処理へ移行する。
【0062】
ステップS206において、回転数N2が閾値ThCから閾値Th2の間(閾値Th2に近い区間)にあるので、回転数補正部82は、ステップS205で求めた回転数差ΔNを利用して、N2+ΔN×1/n(予め定められた演算式である。nは分割数であって、1/nは予め定められた比率を表す。nは、本実施の形態では4)を演算し、ステップS202で求められた回転数N2を補正する(N2←N2+ΔN×1/4)。
【0063】
ステップS207において、ステップS202で求められた回転数N2が閾値ThB(本実施の形態では、1000rpm)より大きいか否かを判定する。回転数N2が閾値ThB(1000rpm)より大きいと判定された場合(S207:YES)、ステップS208の処理へ移行する。一方、回転数N2が閾値ThB(1000rpm)以下と判定された場合(S207:NO)、ステップS209の処理へ移行する。
【0064】
ステップS208において、回転数N2が閾値ThBから閾値ThCの間(閾値Th2に近い区間)にあるので、回転数補正部82は、ステップS205で求めた回転数差ΔNを利用して、N2+ΔN×2/n(予め定められた演算式である。nは分割数であって、2/nは予め定められた比率を表す。nは、本実施の形態では4)を演算し、ステップS202で求められた回転数N2を補正する(N2←N2+ΔN×2/4)。
【0065】
ステップS209において、ステップS202で求められた回転数N2が閾値ThC(本実施の形態では、750rpm)より大きいか否かを判定する。回転数N2が閾値ThC(750rpm)より大きいと判定された場合(S209:YES)、ステップS210の処理へ移行する。一方、回転数N2が閾値ThC(750rpm)以下と判定された場合(S209:NO)、ステップS211の処理へ移行する。
【0066】
ステップS210において、回転数N2が閾値ThAから閾値ThBの間(閾値Th1に近い区間)にあるので、回転数補正部82は、ステップS205で求めた回転数差ΔNを利用して、N1−ΔN×2/n(予め定められた演算式である。nは分割数であって、2/nは予め定められた比率を表す。nは、本実施の形態では4)を演算し、ステップS201で求められた回転数N1を補正する(N1←N1−ΔN×2/4)。
【0067】
ステップS211において、回転数N2が閾値Th1から閾値ThAの間(閾値Th1に近い区間)にあるので、回転数補正部82は、ステップS205で求めた回転数差ΔNを利用して、N1−ΔN×1/n(予め定められた演算式である。nは分割数であって、1/nは予め定められた比率を表す。nは、本実施の形態では4)を演算し、ステップS201で求められた回転数N1を補正する(N1←N1−ΔN×1/4)。
【0068】
ステップS212において、第2回転数判定部84は、回転数N2が閾値Th(1000rpm)より大きいか否かを判定する。回転数N2が閾値Th(1000rpm)以下であると判定された場合(S212:NO)、ステップS213の処理へ移行する。一方、回転数N2が閾値Th(1000rpm)より大きいと判定された場合(S212:YES)、ステップS214の処理へ移行する。
【0069】
ステップS213において、回転数モニタ出力部77は、回転数N1をモニタ回転数に決定して、決定したモニタ回転数をデューティ比演算部78へ出力する。
【0070】
ステップS214において、回転数モニタ出力部77は、回転数N2をモニタ回転数に決定して、決定したモニタ回転数をデューティ比演算部78へ出力する。
【0071】
デューティ比演算部78は、回転数モニタ出力部77から入力される回転数と目標回転速度とに基づいてデューティ比を算出し、算出したデューティ比を示すデューティ指令を出力部(駆動回路)68へ出力する。つまり、回転数N2が閾値Th1以下の場合には、回転数N1(補正されていない値)を利用してデューティ比を算出する。また、回転数N2が閾値Th1より大きく閾値ThC以下の場合、回転数N1(ステップS211で補正された値)を利用してデューティ比を算出する。回転数N2が閾値ThCより大きく閾値ThB以下の場合、回転数N1(ステップS210で補正された値)を利用してデューティ比を算出する。
回転数N2が閾値ThBより大きく閾値ThA以下の場合、回転数N2(ステップS208で補正された値)を利用してデューティ比を算出する。回転数N2が閾値ThAより大きく閾値Th2以下の場合、回転数N2(ステップS206で補正された値)を利用してデューティ比を算出する。回転数N2が閾値Th2より大きい場合、回転数N2(補正されていない値)を利用してデューティ比を算出する。
【0072】
以上の処理により、デューティ比演算部78に入力されるモニタ回転数について図9を参照しつつ説明する。図9は、デューティ比算出に用いられるモニタ回転数を説明するための説明図である。尚、図中、実線がモニタ回転数である。また、一点鎖線が分周なしの場合の回転数N1である。また、二点鎖線が分周ありの場合の回転数N2である。
【0073】
図9中の区間taでは、回転数N2が閾値Th1以下なので、ステップS201で求められた分周なしの回転数N1がモニタ回転数として決定される。
【0074】
区間tbでは、回転数N2が閾値Th1から閾値ThCの間にあるので、ステップS211で求められ、補正された回転数N1がモニタ回転数として決定される。区間tcでは、回転数N2が閾値ThCから閾値ThBの間にあるので、ステップS210で求められ、補正された回転数N1がモニタ回転数として決定される。区間tdでは、回転数N2が閾値ThBから閾値ThAの間にあるので、ステップS208で求められ、補正された回転数N2がモニタ回転数として決定される。区間teでは、回転数N2が閾値ThAから閾値Th2の間にあるので、ステップS206で求められ、補正された回転数N2がモニタ回転数として決定される。
【0075】
区間tfでは、回転数N2が閾値Th2より大きいので、ステップS203のNOの判定によりステップS202で求められた分周ありの回転数N2がモニタ回転数として決定される。
【0076】
区間tgでは、回転数N2が閾値ThAから閾値Th2の間にあるので、閾値Th2(1500rpm)以下である。従って、停止していた回転数N1の算出を再開することにより回転数差ΔNを求め、ステップS206で求められ、補正された回転数N2がモニタ回転数として決定される。区間thでは、回転数N2が閾値ThAから閾値ThBの間にあるので、ステップS208で求められ、補正された回転数N2がモニタ回転数として決定される。区間tiでは、回転数N2が閾値ThCから閾値ThBの間にあるので、ステップS210で求められ、補正された回転数N1がモニタ回転数として決定される。区間tjでは、回転数N2が閾値Th1から閾値ThCの間にあるので、ステップS211で求められ、補正された回転数N1がモニタ回転数として決定される。尚、区間tg〜tjでは差Δの符号が負になり、ステップS206、S208、S210、S211の符号が逆になる。
【0077】
区間tkでは、回転数N2が閾値Th1以下なので、ステップS203のNOの判定により分周なしの回転数N1がモニタ回転数として決定される。
【0078】
ここで、区間tfでは、回転数N1はモニタ回転数とはされず、回転数N1及び回転数N2の補正も行われず、回転数N1は閾値Th1、ThA、ThB、ThC、Th2と比較されないため、ドラムパルスのエッジごとに回転数N1を算出する必要がなく、回転数N1を算出する動作を停止する。
【0079】
以上説明した第2の実施の形態の自動ワインダ1によれば、第1の実施の形態の場合と同様に、単位時間当たりの巻取ドラム7の回転数が多くなって単位時間当たりに発生するドラムパルスの数が多くなると、分周したパルスを利用して算出した回転数を利用するようにし、その間は回転数N1(分周なし)のドラムパルスのエッジ(分周なし)ごとに回転数を算出する動作を停止している。この結果、単位時間当たりに発生するドラムパルスが多くなっても、ブラシレスDCモータ41の回転数を算出する回数が多くならず、回転数の算出に関する負荷を軽減することができる。
【0080】
また、モニタ回転数をステップS201で求められた回転数N1からステップS202で求められた回転数N2に、又はその逆に、直接切り替えずに、モニタ回転数をステップS201で求められた回転数N1、ステップS201で求められた回転数N1及びステップS202で求められた回転数N2を利用して補正した回転数、ステップS202で求められた回転数N2の順に、又はその逆に切り替えている。このため、デューティ比算出に使用する回転数のモニタ値を段階的に切り替えることができ大きく変動することを防ぐことが可能になる。この結果、巻き取られる糸の張力が大きく変化せず、パッケージの品質を良好に保つことができる。
【0081】
特に、本実施の形態では、閾値Th1に近い区間では、回転数N1に対して演算量を減算しており、閾値Th2に近い区間では回転数N2に対して演算量を加算している。このため、閾値Th1に近い区間では、回転数N2に対して加算する値より小さい値を回転数N1から減算すれば足り、減算前後の差を小さくすることが可能になって誤差を小さくすることができる。同様に、閾値Th2に近い区間では、回転数N1に対して減算する値より小さい値を回転数N2に加算すれば足り、加算前後の差を小さくすることが可能になって誤差を小さくすることができる。
【0082】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、各閾値の値や分割数nなどの値は一例であって他の値を使用しても良いことは言うまでもない。
【0083】
また、第2の実施の形態で説明したような回転数の補正の方法(図11のS206、S208、S210、S211)に限られず、モニタ回転数の不連続となる部分の前後の回転数差が小さくなるような回転数の補正の方法であればよい。
【0084】
さらに、上記実施の形態では、自動ワインダ1を例に挙げて説明しているが、それ以外の糸条巻取機にも適用可能であることはいうまでもない。
【0085】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1によると、回転速度が速くなると、分周されたパルス信号に応じて算出された回転速度(第2回転速度)に基づいてモータに対する出力量を算出する。このため、モータからのパルス信号に応じた回転速度(第1回転速度)の算出に比べて算出回数を減少させ、回転速度の算出に関する負荷を軽減することが可能になる。
【0086】
請求項2によると、回転速度が速くなると、分周されたパルス信号に応じて算出された回転速度(第2回転速度)に基づいてモータに対する出力量を算出する。このため、モータからのパルス信号に応じた回転速度(第1回転速度)の算出に比べて算出回数を減少させ、回転速度の算出に関する負荷を軽減することが可能になる。また、第1回転速度を、モータが1/n回転する時間を検出することにより算出している。これにより、高価なメモリを要することなく回転速度の算出が可能である。更に、モータに対する出力量を求めるのに使用する回転速度を第1回転速度から第2回転速度に、第2回転速度から第1回転速度に直接切り替えていない。このため、モータに対する出力量の算出に使用する回転速度が不連続となる部分における前後の回転速度差が大きくなることを防ぐことができる。
【0087】
請求項3によると、第2回転速度が第1閾値に近い区間内にある場合には、第1回転速度から得られた値を減算し、第2閾値に近い区間内にある場合には、第2回転速度から得られた値を加算しているため、減算/加算前後の値の変化が小さくなり、誤差を小さくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動ワインダのユニットの機器構成を示す正面図である。
【図2】第1の実施の形態におけるモータ制御装置の構成図である。
【図3】図2のモータ制御装置を構成する速度制御部の機能図である。
【図4】図2の直流ブラシレスモータとモータ制御装置を構成するパワー回路を示す図である。
【図5】第1の実施の形態におけるデューティ比算出に用いる回転数の決定方法を示すフローチャートである。
【図6】デューティ比算出に用いられるモニタ回転数を説明するための説明図である。
【図7】第2の実施の形態における速度制御部の機能図である。
【図8】デューティ比算出に用いる回転数の決定方法を示すフローチャートである。
【図9】デューティ比算出に用いられるモニタ回転数を説明するための説明図である。
【符号の説明】
1 自動ワインダ(糸条巻取機)
41 直流ブラシレスモータ
60 モータ制御装置
61 回転検出器
62 磁極位置検出センサ
66 運転制御部
67 速度制御部
68 出力部(駆動回路)
69 パワー回路(スイッチング回路)
71 パルス周期検出部
72 回転数演算部
73 分周部
74 パルス周期検出部
75 回転数演算部
76 回転数判定部
77 回転数モニタ出力部
78 デューティ比演算部
N1 回転数(分周なし)
N2 回転数(分周あり)
Th 閾値
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a yarn winding machine such as an automatic winder provided with a motor for rotating a winding drum and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in a yarn winding machine such as an automatic winder, a DC brushless motor (brushless DC motor) has been used as a driving source of a drum such as a winding drum for rotationally driving a winding package from the viewpoint of improving efficiency and miniaturization. It is used. In a yarn winding machine equipped with a brushless DC motor, a drum pulse having a pulse number proportional to the number of rotations is detected, and the CPU (Central Processing Unit) of the yarn winding machine detects the drum pulse edge (rising edge). For each falling edge), the rotation speed of the rotor (rotor) of the brushless DC motor is calculated based on the detected pulse cycle (time interval between pulses). The CPU controls the rotation speed of the rotor of the brushless DC motor by performing PI control or PID control based on the target speed and the calculated rotation speed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, as the rotation speed of the rotor of the brushless DC motor increases, the number of pulses generated per unit time increases. For this reason, if the rotation speed is calculated for each pulse edge, the number of times the CPU calculates the rotation speed increases, causing a problem that a considerable load is applied to the CPU.
[0004]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a yarn winding machine capable of reducing a load relating to calculation of a rotation speed.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The yarn winding machine according to claim 1, wherein the winding drum, a motor for driving the rotation of the winding drum, and a drum pulse having a frequency corresponding to a rotation speed of the winding drum are detected. A motor control device for controlling rotation, the motor control device comprising: frequency dividing means for dividing a pulse signal from the motor; and a first rotation of the motor in response to the pulse signal from the motor. A first rotation speed calculation unit for calculating a speed, a second rotation speed calculation unit for calculating a second rotation speed of the motor in accordance with the pulse signal divided by the frequency division unit, and a rotation speed of the motor. When the rotation speed is equal to or less than a predetermined threshold, an output amount for the motor is calculated based on the first rotation speed. When the rotation speed of the motor exceeds the threshold, the output amount is calculated based on the second rotation speed. Calculate output amount Characterized in that an output quantity calculating means for.
[0006]
According to the first aspect, when the rotation speed increases, the output amount to the motor is calculated based on the rotation speed (second rotation speed) calculated according to the divided pulse signal. Therefore, it is possible to reduce the number of times of calculation as compared with the calculation of the rotation speed (first rotation speed) in accordance with the pulse signal from the motor, and to reduce the load related to the calculation of the rotation speed.
[0007]
A yarn winding machine according to claim 2, wherein the winding drum, a motor that drives the rotation of the winding drum, and a drum pulse having a frequency corresponding to a rotation speed of the winding drum are detected. A motor control device for controlling rotation, the motor control device comprising: frequency dividing means for dividing the frequency of a pulse signal from the motor; First rotation speed calculation means for detecting a rotation time and calculating a first rotation speed of the motor; and a second rotation speed calculation means for calculating a second rotation speed of the motor in accordance with a pulse signal divided by the frequency dividing means. Two rotation speed calculation means; rotation speed correction means for calculating a corrected rotation speed of the motor based on a difference between the first rotation speed and the second rotation speed; If below the threshold Calculating an output amount for the motor based on the first rotation speed; and when the rotation speed of the motor is greater than the first threshold and less than or equal to a predetermined second threshold, the output amount is determined based on the corrected rotation speed. An output amount calculating means for calculating an amount of power and calculating an output amount based on the second rotation speed when the rotation speed of the motor is higher than the second threshold value.
[0008]
According to the second aspect, when the rotation speed increases, the output amount to the motor is calculated based on the rotation speed (second rotation speed) calculated according to the divided pulse signal. Therefore, it is possible to reduce the number of times of calculation as compared with the calculation of the rotation speed (first rotation speed) in accordance with the pulse signal from the motor, and to reduce the load related to the calculation of the rotation speed. Further, the first rotation speed is calculated by detecting a time during which the motor rotates 1 / n times. As a result, the rotation speed can be calculated without requiring an expensive memory. Further, the rotation speed used for obtaining the output amount to the motor is not directly switched from the first rotation speed to the second rotation speed, and from the second rotation speed to the first rotation speed. For this reason, it is possible to prevent the difference between the front and rear rotation speeds in the portion where the rotation speed used for calculating the output amount to the motor is discontinuous from increasing.
[0009]
4. The yarn winding machine according to claim 3, wherein a portion between the first threshold value and the second threshold value is divided into a plurality of sections, and the rotation speed correction unit determines that the second rotation speed is equal to the first rotation speed. When the difference is within a section close to a threshold, by subtracting a value obtained by performing a predetermined calculation process on a difference between the first rotation speed and the second rotation speed from the first rotation speed. The rotation speed is corrected, and when the second rotation speed is within a section close to the second threshold, the difference between the first rotation speed and the second rotation speed is set in advance to the second rotation speed. The rotation speed is corrected by adding a value obtained by performing a predetermined operation process.
[0010]
According to the third aspect, when the second rotation speed is in a section close to the first threshold value, a value obtained from the first rotation speed is subtracted, and when the second rotation speed is in a section close to the second threshold value, Since the value obtained from the second rotation speed is added, the change in the value before and after the subtraction / addition is small, and the error can be reduced.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a yarn winding machine according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a unit of an automatic winder 1 showing an example of a yarn winding machine. In the winding direction of the yarn Y wound on a yarn supplying bobbin (yarn supplying winding body) B such as a spinning bobbin, the unwinding assisting device 2, the tension applying device 3, the multiple disk type fluff control device 4, the slab catcher 5, A yarn splicing device 6, a winding drum 7 for traversing the yarn Y, and a cradle K for gripping the winding package P are arranged in this order, and a control unit 50 for controlling these devices is further provided. The unit of the automatic winder 1 is configured to unwind the yarn Y from the bobbin B by the rotation of the winding drum 7 and wind the yarn Y into a winding package P which rotates in contact with the winding drum 7. A plurality of such units of the automatic winder 1 are arranged side by side to constitute one automatic winder 1.
[0012]
The tension applying device 3 also serving as a twist preventing device is disposed between the yarn supplying package B and the fluff control device 4 via the unwinding assisting device 2, and alternately moves the movable comb teeth 12 with respect to the fixed comb teeth 11. The gate type is arranged at The tension applying device 3 applies a tension according to the urging force applied to the movable comb teeth 12 to the yarn Y that is passed between the fixed comb teeth 11 and the movable comb teeth 12 and bent in a zigzag shape. Work. The applied tension is changed according to an electric signal from the control unit 50 (see FIG. 1) to the tension applying device 3. The tension applying device 3 also functions as a twist stopping device that controls the propagation of twist toward the yarn supply package B due to the false twist action of the fluff control device 4.
[0013]
The fluff controller 4 is for suppressing the fluff of the yarn Y unwound from the yarn supplying bobbin B and formed as a winding package P. By performing the twisting, the fluff is woven into the fiber group constituting the yarn Y. Further, the fluff control device 4 simultaneously applies a sending-out force toward the downstream side to the yarn Y.
[0014]
In FIG. 1, a slab catcher 5 is, for example, a capacitance-type or optical-type yarn thickness detection device, and detects a yarn defect such as a slab by processing a signal from the slab catcher 5 with an analyzer 40. If a yarn defect is detected, the yarn Y being wound up is cut by the attached cutter 5a.
[0015]
The yarn splicing device 6 performs a yarn splicing process of splicing the spun yarn on the yarn supplying bobbin B side and the spun yarn on the winding package P side. The yarn splicing device 6 includes a yarn splicing device main body 35, a lower yarn suction guide member 36 for guiding the spun yarn on the yarn supplying package B side to the yarn splicing device main body 35, and a yarn splicing device on the yarn supplying package P side. An upper thread suction guide member 37 for guiding to the main body 35 is provided.
[0016]
The lower thread suction guide member 36 has a freely openable and closable suction port 36a, and is rotatable about a shaft 36b. When the yarn Y is forcibly cut, the suction port 36a is opened, the fluff control device 4 and the tension applying device 3 serving also as a twist prevention device are opened, and the yarn end on the yarn supply side is sucked into the suction port 36a. When the yarn end is held by the suction port 36a and turned from the lower yarn end capturing position to the upper yarn end guiding position, the lower yarn is guided into the yarn joining device main body 35, the tension applying device 3 and the fluff control device 4. Is done. The lower thread suction guide member 36 has substantially the same posture as that at the time of thread capture. Since the state in which the suction port 36a is located between the yarn supplying package B and the tension applying device 3 is the standby position, the yarn end on the yarn supplying side can be quickly captured after the lower yarn suction guide member 36 is operated. It is possible to prevent the yarn end of the cut yarn Y from winding around the fluff binding drum 15.
[0017]
The upper thread guide suction member 37 has a suction port 37a and is rotatable about a shaft 37b. When the yarn Y is forcibly cut, it turns to the upper yarn end capturing position, and sucks the yarn end wound on the winding package P by the suction port 37a. Furthermore, the upper thread is guided to the yarn joining device main body 35 by the upper thread suction guide member 37 rotating downward while the upper thread is captured. Then, the yarn splicing device main body 35 splics the upper yarn and the lower yarn.
[0018]
The take-up drum 7 is configured as a traverse drum having a traverse groove, contacts the take-up package P, rotates the take-up package P, and traverses the yarn Y to be taken up by the take-up package P. . The winding drum 7 is driven by a DC brushless motor 41 whose rotation speed is controlled by an inverter 42. The control signal output from the control unit 50 controls the rotation speed of the DC brushless motor 41 via the inverter 42.
[0019]
The cradle K pivots toward the winding drum 7 and vice versa, whereby the winding package P comes into contact with and separates from the winding drum 7.
[0020]
First embodiment
Hereinafter, a control mechanism of the DC brushless motor (brushless DC motor) according to the first embodiment in the automatic winder 1 having the above-described configuration will be described with reference to the drawings. The control mechanism of the brushless DC motor constitutes a part of the control unit 50 (see FIG. 1).
[0021]
First, the configuration of a control mechanism (motor control device) for a brushless DC motor will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control mechanism of the brushless DC motor. FIG. 3 is a functional diagram for explaining the function of the speed control unit in FIG.
[0022]
The motor control device 60 is connected to a rotation detector 61, a magnetic pole position detection sensor (Hall sensor) 62, and the brushless DC motor 41, as shown in FIG. The brushless DC motor 41 is connected to a power circuit (switching circuit) 69 of the motor control device 60, which will be described later.
[0023]
As shown in FIG. 4, the brushless DC motor 41 includes a rotor (rotor) 41a composed of a permanent magnet and a stator coil (stator) 41b composed of an armature winding. The brushless DC motor 41 has a magnetic pole position detection sensor (Hall sensor) 62 for detecting the position of the rotor 41a. Further, the torque of the brushless DC motor 41 is substantially proportional to the motor current.
[0024]
The magnetic pole position detection sensor (Hall sensor) 62 detects the timing of the waveform switching. During the rotation of the brushless DC motor 41, the magnetic pole position detection sensor 62 responds to the magnetic pole of the rotor 41a and has a frequency corresponding to the rotation speed of the rotor 41a. It outputs rotor position detection signals (Hu, Hv, Hw). In the case of the four-pole brushless DC motor 41, two pulses are output in one rotation. The rotor position detection signal output from the magnetic pole position detection sensor 29 is input to an output unit (drive circuit) 68 and a speed control unit 67 of the motor control device 60, which will be described later.
[0025]
The rotation detector (drum rotation sensor) 61 is a magnetic or optical rotary encoder provided on the rotation shaft of the winding drum 7 or the rotor 41a of the brushless DC motor 41, and the rotation of the rotation shaft causes the winding drum to rotate. 7, a drum pulse having a frequency corresponding to the rotation speed is output. The drum pulse output from the rotation detector 61 is input to a speed control unit 67 of the motor control device 60 described later and detected.
[0026]
The motor control device 60 includes an operation control unit 66, a speed control unit 67, an output unit (drive circuit) 68, and a power circuit (switching circuit) 69. The functions of the operation control unit 66 and the speed control unit 67 included in the motor control device 60 described below are mainly realized by a central processing unit such as a CPU.
[0027]
The motor control device 60 drives the brushless DC motor 41 by applying a voltage synchronized with the position of the rotor 41a to the stator coil 41b as described below. That is, based on the rotor position detection signals (Hu, Hv, Hw) from the magnetic pole position detection sensor 62, the motor control device 60 outputs a drive signal output from the output unit (drive circuit) 68 to the power circuit (switching circuit) 69. , The phase switching control (waveform switching) of the armature winding of the stator coil 41b is performed. The motor control device 60 switches the energization of the armature winding based on the rotor position detection signals (Hu, Hv, Hw) output from the magnetic pole position detection sensor 62, generates a PWM signal, and ) 68 to output a drive signal to a power circuit (switching circuit) 69. In this way, the driving of the brushless DC motor 41 is controlled by performing PWM control on the switching elements constituting the power circuit (switching circuit) 69.
[0028]
The operation control unit 66 inputs the target rotation speed of the rotor 41a of the brushless DC motor 41 to the speed control unit 67.
[0029]
As shown in FIG. 3, the speed control unit 67 includes a pulse cycle detection unit 71, a rotation speed calculation unit 72, a frequency division unit 73, a pulse cycle detection unit 74, a rotation speed calculation unit 75, and a rotation speed determination unit. A unit 76, a rotation speed monitor output unit 77, and a duty ratio calculation unit 78 are provided.
[0030]
The pulse period detection unit 71 detects, for example, the time during which the winding drum 7 connected to the brushless DC motor 41 makes a 1/4 rotation from the drum pulse input from the rotation detector 61. It should be noted that the detection of the す る rotation time is based on the capacity of a memory (not shown) provided in the control unit 50, and the rotation can be detected without using an expensive memory. The rotation speed calculation unit 72 obtains the current rotation speed N1 of the winding drum 7 based on the detection result of the pulse cycle detection unit 71 for each edge of the drum pulse (both the rising edge and the falling edge). Since the rotation speed N1 corresponds to the rotation speed of the rotor 41a of the brushless DC motor 41, the pulse period detection unit 71 and the rotation speed calculation unit 72 function as first rotation speed calculation means.
[0031]
The frequency divider 73 divides the frequency of the drum pulse input from the rotation detector 61. The pulse cycle detection unit 74 detects the time during which the winding drum 7 makes one rotation, for example, from the pulse divided by the frequency division unit 73. The number-of-rotations calculating unit 75 determines the current position of the winding drum 7 based on the detection result of the pulse period detecting unit 74 for each edge (both the rising edge and the falling edge) of the pulse divided by the dividing unit 73. Is obtained. That is, the pulse cycle detection unit 74 and the rotation speed calculation unit 75 function as a second rotation speed calculation unit.
[0032]
The rotation speed determination unit 76 determines whether or not the rotation speed N2 obtained by the rotation speed calculation unit 75 is greater than a predetermined threshold value Th (in the present embodiment, 1000 rpm). When the rotation speed determination unit 76 determines that the rotation speed N2 is greater than the threshold Th, the pulse cycle detection unit 71 and the rotation speed calculation unit 72 that constitute the first rotation speed calculation unit stop their operations. Therefore, in order to always compare the threshold value Th with the current rotational speed of the winding drum 7, it is preferable to use the rotational speed N2 which is constantly obtained.
[0033]
When the rotation speed determination unit 76 determines that the rotation speed N2 is equal to or smaller than the threshold Th (1000 rpm), the rotation speed monitor output unit 77 outputs the rotation speed N1 to the duty ratio calculation unit 78 as the monitor rotation speed. . When the rotation speed determination unit 76 determines that the rotation speed N2 is greater than the threshold Th (1000 rpm), the rotation speed monitor output unit 77 outputs the rotation speed N2 to the duty ratio calculation unit 78 as the monitor rotation speed. I do.
[0034]
The duty ratio calculator (output amount calculator) 77 calculates a duty based on a deviation between the rotation speed corresponding to the monitor rotation speed input from the rotation speed monitor output unit 77 and the target rotation speed input from the operation control unit 66. A ratio (output amount) is calculated, and a duty command indicating the calculated duty ratio is output to the output unit (drive circuit) 68.
[0035]
The output unit (drive circuit) 68 generates a drive signal for energizing the armature winding based on the rotor position detection signal and the duty ratio indicated by the duty command input from the speed control unit 67. The generated drive signal is input from an output unit (drive circuit) 68 to a power unit (switching circuit) 69.
[0036]
As shown in FIG. 4, the power unit (switching circuit) 69 includes a plurality (six) of three-phase bridge-connected transistors T1, T2, T3, T4, T5, and T6 (switching elements). Note that reflux diodes D1, D2, D3, D4, D5, and D6 are connected in anti-parallel to these transistors T1, T2, T3, T4, T5, and T6 (switching elements), respectively. The transistors T <b> 1 to T <b> 6 (switching elements) are PWM-controlled by the drive signal input from the output unit (drive circuit) 68, and the brushless DC motor 41 is driven.
[0037]
Next, a method of determining the current rotational speed used for calculating the duty ratio in the rotation control of the motor control device having the above-described configuration will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure of a method of determining a rotation speed used for calculating a duty ratio in rotation control of the motor control device.
[0038]
In step S <b> 101, the pulse cycle detection unit 71 detects the time during which the winding drum 7 rotates 回 転 from the drum pulse input from the rotation detector 61. Then, the rotation speed calculation unit 72 obtains the current rotation speed N1 of the winding drum 7 based on the detection result of the pulse cycle detection unit 71 for each edge of the drum pulse (both the rising edge and the falling edge). .
[0039]
In step S102, the frequency divider 73 divides the frequency of the drum pulse input from the rotation detector 61. The pulse cycle detection unit 74 detects the time during which the winding drum 7 makes one rotation from the pulse divided by the frequency division unit 73. The rotation speed calculation unit 75 determines the current position of the winding drum 7 based on the detection result of the pulse period detection unit 74 for each edge (both the rising edge and the falling edge) of the pulse divided by the frequency division unit 73. Is obtained.
[0040]
In step S103, the rotation speed determination unit 76 determines whether the rotation speed N2 obtained in step S102 is greater than a threshold Th (1000 rpm). When it is determined that the rotation speed N2 is equal to or less than the threshold Th (S103: NO), the process proceeds to step S104. On the other hand, when it is determined that the rotation speed N2 is greater than the threshold Th (S103: YES), the process proceeds to step S105. Then, while the rotation speed N2 is determined to be larger than the threshold Th, the pulse cycle detection unit 71 and the rotation speed calculation unit 72 stop their operations.
[0041]
In step S104, the rotation speed monitor output unit 77 determines the rotation speed N1 obtained in step S101 as the monitor rotation speed, and outputs the determined monitor rotation speed to the duty ratio calculation unit 78.
[0042]
In step S105, the rotation speed monitor output unit 77 determines the rotation speed N2 obtained in step S102 as the monitor rotation speed, and outputs the determined monitor rotation speed to the duty ratio calculation unit 78.
[0043]
The duty ratio calculation unit 78 calculates a duty ratio (output amount to the motor) based on the rotation speed and the target rotation speed input from the rotation speed monitor output unit 77, and outputs a duty command indicating the calculated duty ratio. (Drive circuit) 68 is output. In other words, when the rotation speed N2 is equal to or less than the threshold Th, the duty ratio is calculated using the rotation speed N1 (without frequency division) obtained by the first rotation speed calculation means, and when the rotation speed N2 is larger than the threshold Th, Calculates the duty ratio using the rotation speed N2 obtained by the second rotation speed calculation means.
[0044]
With reference to FIG. 6, a description will be given, with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the monitor rotation speed used for calculating the duty ratio. In the figure, the solid line is the monitor rotation speed. The dashed line is the rotation speed N1 obtained when there is no frequency division. The two-dot chain line is the rotation speed N2 obtained when there is frequency division.
[0045]
In the section TA in FIG. 9, since the rotation speed N2 is equal to or less than the threshold Th, the rotation speed N1 without frequency division is determined as the monitor rotation speed. In the section TB, the rotation speed N2 is larger than the threshold Th1, so that the rotation speed N2 with frequency division is determined as the monitor rotation speed. In the section TC, the rotation speed N2 is equal to or smaller than the threshold Th1, so that the rotation speed N1 without frequency division is determined as the monitor rotation speed.
[0046]
Here, in the section TB, the rotation speed N1 is not compared with the threshold value Th, and the rotation speed N1 is not set as the monitor rotation speed. Therefore, it is not necessary to calculate the rotation speed N1 for each edge of the drum pulse. Stop the operation of calculating.
[0047]
According to the automatic winder 1 of the first embodiment described above, when the number of rotations of the winding drum 7 per unit time increases and the number of drum pulses generated per unit time increases, the divided pulse Is used, and during that time, the operation of calculating the number of revolutions for each edge (no frequency division) of the drum pulse of the number of revolutions N1 (no frequency division) is stopped. As a result, even if the number of drum pulses generated per unit time increases, the number of times of calculating the number of rotations of the brushless DC motor 41 does not increase, and the load related to calculating the number of rotations can be reduced.
[0048]
However, as described above, the rotation speed N1 (without frequency division) is obtained from rotation of 1/4 cycle, and the rotation speed N2 (with frequency division) is obtained from rotation of one cycle. Means that older data is used. Therefore, for example, when the rotation speed increases, the older the data, the lower the rotation speed, and thus the rotation speed N2 (with frequency division) becomes smaller than the rotation speed N1 (with frequency division). Conversely, when the rotation speed decreases, the older the data is, the higher the rotation speed is. Therefore, the rotation speed N2 (with frequency division) becomes larger than the rotation speed N1 (with frequency division). Thus, there is a difference in rotation speed between the rotation speed N1 (without frequency division) and the rotation speed N2 (with frequency division). Therefore, when switching from the rotation speed N1 to the rotation speed N2 or vice versa, it is conceivable that if the difference is large, the control of the rotation speed will be hindered. An improved embodiment is the second embodiment.
[0049]
Second embodiment
Hereinafter, a control mechanism of a DC brushless motor (brushless DC motor) according to the second embodiment in the automatic winder 1 having the above-described configuration will be described with reference to the drawings.
[0050]
First, the configuration of the control mechanism (motor control device) of the brushless DC motor will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a functional diagram for explaining the function of the speed control unit 67a constituting the control mechanism of the brushless DC motor. Note that components that are substantially the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0051]
The speed control unit 67a includes a pulse cycle detection unit 71, a rotation speed calculation unit 72, a frequency division unit 73, a pulse cycle detection unit 74, a rotation speed calculation unit 75, a first rotation speed determination unit 81, A number correction unit 82, a second rotation speed determination unit 84, a rotation speed monitor output unit 77, and a duty ratio calculation unit 78 are provided.
[0052]
The first rotation speed determination unit 81 determines that the rotation speed N2 obtained by the rotation speed calculation unit 75 is greater than the threshold value Th1 (500 rpm in the present embodiment) and equal to or less than the threshold value Th2 (1500 rpm in the present embodiment). It is determined whether or not. This determination is performed to determine whether to correct the rotation speed N1 determined by the rotation speed calculation unit 72 and the rotation speed N2 determined by the rotation speed calculation unit 75.
[0053]
When the rotation speed N2 is larger than the threshold Th1 (500 rpm) and equal to or smaller than the threshold ThB (1000 rpm in the present embodiment), the rotation speed correction unit 82 calculates the rotation speed N1 and the rotation speed calculated by the rotation speed calculation unit 72. The rotation speed N1 is corrected using the rotation speed N2 obtained by the unit 75 (N1 ← the corrected rotation speed). The details will be described later with reference to the flowchart (S210, S211) of FIG.
[0054]
When the rotation speed N2 is larger than the threshold ThB (1000 rpm) and equal to or smaller than the threshold Th2 (1500 rpm), the rotation speed correction unit 82 obtains the rotation speed N1 and the rotation speed calculation unit 75 obtained by the rotation speed calculation unit 72. The rotation speed N2 is corrected using the obtained rotation speed N2 (N2 ← the corrected rotation speed). The details will be described later with reference to the flowchart (S205, S207) in FIG.
[0055]
The second rotation speed determination unit 84 determines whether or not the rotation speed N2 is greater than a predetermined threshold ThB (1000 rpm in the present embodiment). This determination is performed to determine which of the rotation speed N1 and the rotation speed N2 is output as the monitor rotation speed by the rotation speed monitor output unit 77.
[0056]
Next, a method of determining the current rotational speed (monitor rotational speed) used for calculating the duty ratio in the rotation control of the motor control device having the above-described configuration will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure of a method of determining a rotation speed used for calculating a duty ratio in rotation control of the motor control device. In the present embodiment, the threshold Th1 is set to 500 rpm, the threshold Th2 is set to 1500 rpm, the threshold ThA is set to 1250 rpm, and the threshold ThC is set to 750 rpm. This is due to consideration of dividing into four parts.
[0057]
In step S <b> 201, the pulse cycle detection unit 71 detects a time during which the winding drum 7 rotates 回 転 from the drum pulse input from the rotation detector 61. Then, the rotation speed calculation unit 72 obtains the current rotation speed N1 of the winding drum 7 based on the detection result of the pulse cycle detection unit 71 for each edge of the drum pulse (both the rising edge and the falling edge). .
[0058]
In step S202, the frequency divider 73 divides the drum pulse input from the rotation detector 61. The pulse cycle detection unit 74 detects the time during which the winding drum 7 makes one rotation from the pulse divided by the frequency division unit 73. The number-of-rotations calculating unit 75 determines the current position of the winding drum 7 based on the detection result of the pulse period detecting unit 74 for each edge (both the rising edge and the falling edge) of the pulse divided by the dividing unit 73. Is obtained.
[0059]
In step S203, the first rotation speed determination unit 81 determines whether or not the rotation speed N2 obtained in step S202 is in a range greater than the threshold Th1 (500 rpm) and smaller than the threshold Th2 (1500 rpm). If it is determined that the rotation speed N2 is not in the above range (S203: NO), the process of step S212 is performed without performing the process of correcting the rotation speed N1 obtained in step S201 and the rotation speed N2 obtained in step S202. Move on to processing. Then, while the second rotation speed determining unit 84 determines in step S212 that the rotation speed N2 is greater than the threshold ThB (1000 rpm), and while the rotation speed N2 is determined to be equal to or greater than the threshold Th2, the pulse is output. The period detecting section 71 and the rotation speed calculating section 72 stop their operations. On the other hand, when it is determined that the rotation speed N2 is within the above range (S203: YES), the process proceeds to step S204.
[0060]
In step S204, the rotation speed difference ΔN is calculated by the rotation speed correction unit 82 by subtracting the rotation speed N2 obtained in step S202 from the rotation speed N1 obtained in step S201 (ΔN = N1−N2). ).
[0061]
In step S205, it is determined whether or not the rotation speed N2 obtained in step S202 is greater than a threshold value ThA (1250 rpm in the present embodiment). When it is determined that the rotation speed N2 is greater than the threshold ThA (1250 rpm) (S205: YES), the process proceeds to step S206. On the other hand, when it is determined that the rotation speed N2 is equal to or less than the threshold ThA (1250 rpm) (S205: NO), the process proceeds to step S207.
[0062]
In step S206, since the rotation speed N2 is between the threshold value ThC and the threshold value Th2 (an interval close to the threshold value Th2), the rotation speed correction unit 82 uses the rotation speed difference ΔN obtained in step S205 to obtain N2 + ΔN × 1. / N (a predetermined arithmetic expression, where n is the number of divisions, and 1 / n indicates a predetermined ratio, where n is 4 in the present embodiment), and is calculated in step S202. The obtained rotation speed N2 is corrected (N2 ← N2 + ΔN × 1 /).
[0063]
In step S207, it is determined whether or not the rotation speed N2 obtained in step S202 is greater than a threshold ThB (in the present embodiment, 1000 rpm). When it is determined that the rotation speed N2 is greater than the threshold ThB (1000 rpm) (S207: YES), the process proceeds to step S208. On the other hand, when it is determined that the rotation speed N2 is equal to or less than the threshold ThB (1000 rpm) (S207: NO), the process proceeds to step S209.
[0064]
In step S208, since the rotation speed N2 is between the threshold value ThB and the threshold value ThC (an interval close to the threshold value Th2), the rotation speed correction unit 82 uses the rotation speed difference ΔN obtained in step S205 to obtain N2 + ΔN × 2. / N (a predetermined arithmetic expression. N is the number of divisions and 2 / n represents a predetermined ratio. N is 4 in the present embodiment) and is calculated in step S202. The corrected rotation speed N2 is corrected (N2 ← N2 + ΔN × 2/4).
[0065]
In step S209, it is determined whether or not the rotation speed N2 obtained in step S202 is larger than a threshold ThC (750 rpm in the present embodiment). When it is determined that the rotation speed N2 is larger than the threshold ThC (750 rpm) (S209: YES), the process proceeds to step S210. On the other hand, when it is determined that the rotation speed N2 is equal to or less than the threshold ThC (750 rpm) (S209: NO), the process proceeds to step S211.
[0066]
In step S210, since the rotation speed N2 is between the threshold value ThA and the threshold value ThB (an interval close to the threshold value Th1), the rotation speed correction unit 82 uses the rotation speed difference ΔN obtained in step S205 to obtain N1−ΔN. X2 / n (this is a predetermined arithmetic expression; n is the number of divisions, and 2 / n represents a predetermined ratio; n is 4 in the present embodiment), and step S201 is performed. Is corrected (N1 ← N1-ΔN × 2/4).
[0067]
In step S211, since the rotation speed N2 is between the threshold value Th1 and the threshold value ThA (an interval close to the threshold value Th1), the rotation speed correction unit 82 uses the rotation speed difference ΔN obtained in step S205 to calculate N1−ΔN. X1 / n (this is a predetermined arithmetic expression. N is the number of divisions, and 1 / n represents a predetermined ratio. N is 4 in the present embodiment), and step S201 is performed. Is corrected (N1 ← N1−ΔN × 4).
[0068]
In step S212, the second rotation speed determination unit 84 determines whether the rotation speed N2 is greater than a threshold Th (1000 rpm). When it is determined that the rotation speed N2 is equal to or less than the threshold Th (1000 rpm) (S212: NO), the process proceeds to step S213. On the other hand, when it is determined that the rotation speed N2 is greater than the threshold value Th (1000 rpm) (S212: YES), the process proceeds to step S214.
[0069]
In step S213, the rotation speed monitor output unit 77 determines the rotation speed N1 as the monitor rotation speed, and outputs the determined monitor rotation speed to the duty ratio calculation unit 78.
[0070]
In step S214, the rotation speed monitor output unit 77 determines the rotation speed N2 as the monitor rotation speed, and outputs the determined monitor rotation speed to the duty ratio calculation unit 78.
[0071]
The duty ratio calculation unit 78 calculates a duty ratio based on the rotation speed and the target rotation speed input from the rotation speed monitor output unit 77, and sends a duty command indicating the calculated duty ratio to the output unit (drive circuit) 68. Output. That is, when the rotation speed N2 is equal to or smaller than the threshold Th1, the duty ratio is calculated using the rotation speed N1 (an uncorrected value). When the rotation speed N2 is larger than the threshold Th1 and equal to or smaller than the threshold ThC, the duty ratio is calculated using the rotation speed N1 (the value corrected in step S211). When the rotation speed N2 is larger than the threshold ThC and equal to or smaller than the threshold ThB, the duty ratio is calculated using the rotation speed N1 (the value corrected in step S210).
When the rotation speed N2 is larger than the threshold ThB and equal to or smaller than the threshold ThA, the duty ratio is calculated using the rotation speed N2 (the value corrected in step S208). When the rotation speed N2 is larger than the threshold ThA and equal to or smaller than the threshold Th2, the duty ratio is calculated using the rotation speed N2 (the value corrected in step S206). When the rotation speed N2 is larger than the threshold value Th2, the duty ratio is calculated using the rotation speed N2 (an uncorrected value).
[0072]
With the above processing, the monitor rotation speed input to the duty ratio calculation unit 78 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the monitor rotation speed used for calculating the duty ratio. In the figure, the solid line is the monitor rotation speed. The dashed line indicates the number of revolutions N1 when there is no frequency division. The two-dot chain line indicates the rotation speed N2 when there is frequency division.
[0073]
In the section ta in FIG. 9, since the rotation speed N2 is equal to or less than the threshold Th1, the rotation speed N1 without frequency division obtained in step S201 is determined as the monitor rotation speed.
[0074]
In the section tb, since the rotation speed N2 is between the threshold value Th1 and the threshold value ThC, the rotation speed N1 obtained in step S211 and the corrected rotation speed N1 is determined as the monitor rotation speed. In the section tc, since the rotation speed N2 is between the threshold value ThC and the threshold value ThB, the rotation speed N1 obtained and corrected in step S210 is determined as the monitor rotation speed. In the section td, since the rotation speed N2 is between the threshold value ThB and the threshold value ThA, the rotation speed N2 obtained in step S208 and corrected is determined as the monitor rotation speed. In the section te, since the rotation speed N2 is between the threshold value ThA and the threshold value Th2, the rotation speed N2 obtained in step S206 and the corrected rotation speed N2 is determined as the monitor rotation speed.
[0075]
In the section tf, since the rotation speed N2 is larger than the threshold Th2, the rotation speed N2 with frequency division obtained in step S202 is determined as the monitor rotation speed by the determination of NO in step S203.
[0076]
In the section tg, since the rotation speed N2 is between the threshold value ThA and the threshold value Th2, it is equal to or less than the threshold value Th2 (1500 rpm). Therefore, the rotation speed difference ΔN is obtained by restarting the calculation of the stopped rotation speed N1, and the corrected rotation speed N2 obtained in step S206 is determined as the monitor rotation speed. In the section th, since the rotation speed N2 is between the threshold value ThA and the threshold value ThB, the rotation speed N2 obtained in step S208 and corrected is determined as the monitor rotation speed. In the section ti, since the rotation speed N2 is between the threshold value ThC and the threshold value ThB, the rotation speed N1 obtained and corrected in step S210 is determined as the monitor rotation speed. In the section tj, since the rotation speed N2 is between the threshold value Th1 and the threshold value ThC, the rotation speed N1 obtained in step S211 and the corrected rotation speed N1 is determined as the monitor rotation speed. In the sections tg to tj, the sign of the difference Δ is negative, and the signs of steps S206, S208, S210, and S211 are reversed.
[0077]
In the section tk, since the rotation speed N2 is equal to or smaller than the threshold Th1, the rotation speed N1 without frequency division is determined as the monitor rotation speed by the determination of NO in step S203.
[0078]
Here, in the section tf, the rotation speed N1 is not set to the monitor rotation speed, the rotation speeds N1 and N2 are not corrected, and the rotation speed N1 is not compared with the threshold values Th1, ThA, ThB, ThC, and Th2. In addition, there is no need to calculate the rotation speed N1 for each edge of the drum pulse, and the operation of calculating the rotation speed N1 is stopped.
[0079]
According to the automatic winder 1 of the second embodiment described above, as in the case of the first embodiment, the number of rotations of the winding drum 7 per unit time increases, and the number of rotations per unit time increases. When the number of drum pulses increases, the number of revolutions calculated using the divided pulses is used, and during that time, the number of revolutions is changed for each edge (no division) of the drum pulse of revolution number N1 (no division). Is stopped. As a result, even if the number of drum pulses generated per unit time increases, the number of times of calculating the number of rotations of the brushless DC motor 41 does not increase, and the load related to calculating the number of rotations can be reduced.
[0080]
Also, without directly switching the monitor rotation speed from the rotation speed N1 obtained in step S201 to the rotation speed N2 obtained in step S202, or vice versa, the monitor rotation speed is changed to the rotation speed N1 obtained in step S201. , The rotation speed corrected using the rotation speed N1 obtained in step S201 and the rotation speed N2 obtained in step S202, the rotation speed N2 obtained in step S202, or vice versa. For this reason, the monitor value of the rotation speed used for the duty ratio calculation can be switched in a stepwise manner, and it is possible to prevent a large fluctuation. As a result, the tension of the wound yarn does not largely change, and the quality of the package can be kept good.
[0081]
In particular, in the present embodiment, the calculation amount is subtracted from the rotation speed N1 in a section near the threshold value Th1, and the calculation amount is added to the rotation speed N2 in a section near the threshold value Th2. For this reason, in a section close to the threshold Th1, it is sufficient to subtract a value smaller than the value to be added to the rotation speed N2 from the rotation speed N1, and it is possible to reduce the difference before and after the subtraction, thereby reducing the error. Can be. Similarly, in a section close to the threshold Th2, it is sufficient to add a value smaller than a value to be subtracted from the rotation speed N1 to the rotation speed N2, and it is possible to reduce a difference before and after the addition, thereby reducing an error. Can be.
[0082]
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made within the scope of the appended claims. For example, it is needless to say that the values of the respective threshold values and the number of divisions n are merely examples, and other values may be used.
[0083]
Further, the present invention is not limited to the method of correcting the rotational speed as described in the second embodiment (S206, S208, S210, S211 in FIG. 11), and the rotational speed difference before and after the portion where the monitor rotational speed becomes discontinuous. Any method can be used as long as it is a method of correcting the number of revolutions that reduces the rotation speed.
[0084]
Further, in the above embodiment, the automatic winder 1 is described as an example, but it is needless to say that the present invention can be applied to other yarn winding machines.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect, when the rotation speed increases, the output amount to the motor is calculated based on the rotation speed (second rotation speed) calculated according to the frequency-divided pulse signal. Therefore, it is possible to reduce the number of times of calculation as compared with the calculation of the rotation speed (first rotation speed) in accordance with the pulse signal from the motor, and to reduce the load related to the calculation of the rotation speed.
[0086]
According to the second aspect, when the rotation speed increases, the output amount to the motor is calculated based on the rotation speed (second rotation speed) calculated according to the divided pulse signal. Therefore, it is possible to reduce the number of times of calculation as compared with the calculation of the rotation speed (first rotation speed) in accordance with the pulse signal from the motor, and to reduce the load related to the calculation of the rotation speed. Further, the first rotation speed is calculated by detecting a time during which the motor rotates 1 / n times. As a result, the rotation speed can be calculated without requiring an expensive memory. Further, the rotation speed used for obtaining the output amount to the motor is not directly switched from the first rotation speed to the second rotation speed, and from the second rotation speed to the first rotation speed. For this reason, it is possible to prevent the difference between the front and rear rotation speeds in the portion where the rotation speed used for calculating the output amount to the motor is discontinuous from increasing.
[0087]
According to the third aspect, when the second rotation speed is in a section close to the first threshold value, a value obtained from the first rotation speed is subtracted, and when the second rotation speed is in a section close to the second threshold value, Since the value obtained from the second rotation speed is added, the change in the value before and after the subtraction / addition is small, and the error can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a device configuration of a unit of an automatic winder according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a motor control device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a functional diagram of a speed control unit included in the motor control device of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a power circuit constituting the DC brushless motor of FIG. 2 and a motor control device.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of determining a rotation speed used for calculating a duty ratio in the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a monitor rotation speed used for calculating a duty ratio.
FIG. 7 is a functional diagram of a speed control unit according to the second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of determining a rotational speed used for calculating a duty ratio.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a monitor rotation speed used for calculating a duty ratio.
[Explanation of symbols]
1 automatic winder (thread winding machine)
41 DC brushless motor
60 Motor control device
61 Rotation detector
62 Magnetic pole position detection sensor
66 Operation control unit
67 Speed control unit
68 Output section (drive circuit)
69 Power circuit (switching circuit)
71 Pulse period detector
72 RPM calculator
73 divider
74 pulse cycle detector
75 RPM calculator
76 Rotation speed judgment unit
77 Speed monitor output section
78 Duty ratio calculator
N1 speed (without frequency division)
N2 rotation speed (with frequency division)
Th threshold

Claims (3)

巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動させるモータと、前記巻取ドラムの回転速度に応じた周波数のドラムパルスを検出し、該モータの回転を制御するモータ制御装置と、を備えており、
前記モータ制御装置は、
前記モータからのパルス信号を分周する分周手段と、
前記モータからのパルス信号に応じて前記モータの第1回転速度を算出する第1回転速度算出手段と、
前記分周手段により分周されたパルス信号に応じて前記モータの第2回転速度を算出する第2回転速度算出手段と、
前記モータの回転速度が予め定められた閾値以下の場合には前記第1回転速度に基づいて前記モータに対する出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記閾値を超えた場合には前記第2回転速度に基づいて前記出力量を算出する出力量演算手段とを備えたことを特徴とする糸条巻取機。
A take-up drum, a motor that drives the take-up drum to rotate, and a motor control device that detects a drum pulse having a frequency corresponding to the rotation speed of the take-up drum and controls the rotation of the motor. ,
The motor control device,
Frequency dividing means for dividing the pulse signal from the motor,
First rotation speed calculation means for calculating a first rotation speed of the motor according to a pulse signal from the motor;
Second rotation speed calculation means for calculating a second rotation speed of the motor according to the pulse signal divided by the frequency division means;
When the rotation speed of the motor is equal to or less than a predetermined threshold value, an output amount for the motor is calculated based on the first rotation speed. When the rotation speed of the motor exceeds the threshold value, the output amount of the second motor is calculated. An output amount calculating means for calculating the output amount based on a rotation speed.
巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動させるモータと、前記巻取ドラムの回転速度に応じた周波数のドラムパルスを検出し、該モータの回転を制御するモータ制御装置と、を備えており、
前記モータ制御装置は、
前記モータからのパルス信号を分周する分周手段と、
前記モータからのパルス信号に応じて前記モータが1/n回転する時間を検出して前記モータの第1回転速度を算出する第1回転速度算出手段と、
前記分周手段により分周されたパルス信号に応じて前記モータの第2回転速度を算出する第2回転速度算出手段と、
前記第1回転速度と前記第2回転速度との差に基づき前記モータの補正回転速度を算出する回転速度補正手段と、
前記モータの回転速度が予め定められた第1閾値以下の場合には前記第1回転速度に基づいて前記モータに対する出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記第1閾値より大きく予め定められた第2閾値以下の場合には前記補正回転速度に基づいて前記出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記第2閾値より大きい場合には前記第2回転速度に基づいて出力量を算出する出力量演算手段とを備えたことを特徴とする糸条巻取機。
A take-up drum, a motor that drives the take-up drum to rotate, and a motor control device that detects a drum pulse having a frequency corresponding to the rotation speed of the take-up drum and controls the rotation of the motor. ,
The motor control device,
Frequency dividing means for dividing the pulse signal from the motor,
First rotation speed calculation means for detecting a time during which the motor rotates 1 / n times in response to a pulse signal from the motor and calculating a first rotation speed of the motor;
Second rotation speed calculation means for calculating a second rotation speed of the motor according to the pulse signal divided by the frequency division means;
Rotation speed correction means for calculating a correction rotation speed of the motor based on a difference between the first rotation speed and the second rotation speed;
When the rotation speed of the motor is equal to or less than a predetermined first threshold value, an output amount for the motor is calculated based on the first rotation speed, and the rotation speed of the motor is determined to be larger than the first threshold value. If the rotation speed is equal to or less than the second threshold value, the output amount is calculated based on the corrected rotation speed. If the rotation speed of the motor is higher than the second threshold value, the output amount is calculated based on the second rotation speed. A yarn winding machine comprising:
前記第1閾値と前記第2閾値との間が複数区間に分割されており、
前記回転速度補正手段は、前記第2回転速度が前記第1閾値に近い区間内である場合には、前記第1回転速度から、前記第1回転速度と前記第2回転速度との差に予め定められた演算処理を施して求めた値を減算することによって前記回転速度を補正し、前記第2回転速度が前記第2閾値に近い区間内である場合には、前記第2回転速度に、前記第1回転速度と前記第2回転速度との差に予め定められた演算処理を施して求めた値を加算することによって前記回転速度を補正することを特徴とする請求項2に記載の糸条巻取機。
The interval between the first threshold and the second threshold is divided into a plurality of sections,
When the second rotation speed is within an interval close to the first threshold value, the rotation speed correction unit calculates a difference between the first rotation speed and the second rotation speed from the first rotation speed in advance. The rotational speed is corrected by subtracting a value obtained by performing a predetermined arithmetic processing, and when the second rotational speed is within an interval close to the second threshold, the second rotational speed is set to: The yarn according to claim 2, wherein the rotational speed is corrected by adding a value obtained by performing a predetermined calculation process to a difference between the first rotational speed and the second rotational speed. Strip winder.
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