JP2009041130A - Controller of motor for driving carriage of flat knitting machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、針床に沿って走行しながら、編針に編成動作を行わせるキャリッジを駆動するための横編機のキャリッジ駆動用モータの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a controller for a motor for driving a carriage of a flat knitting machine for driving a carriage that causes a knitting needle to perform a knitting operation while traveling along a needle bed.
従来から、たとえば特許文献1の従来の技術の欄で一般的な横編機として紹介されているように、編成を行うために編成カムを備えたキャリッジは、編針が列設された針床に沿ってその上を往復動できるようになっている。このような横編機のキャリッジ駆動用モータは、サーボモータが使用され、メインモータと呼ばれて編地編成動作の原動力となっている。
Conventionally, for example, as introduced as a general flat knitting machine in the column of the prior art in
横編機では、負荷が最大となるような編針の使用を伴う編成柄に対して、十分な出力を有するようにキャリッジ駆動用モータの定格が選定される。一般に、モータは、連続して使用可能な連続定格とともに、短時間なら使用可能な間欠定格が定められる。モータを電気的に駆動すると、電気的な損失および機械的な損失が発生して発熱する。キャリッジ駆動用モータの選定は、最大負荷がたとえば連続定格の80%程度となるように行われる。横編機のユーザが編成可能な範囲でどのような編幅や柄の編地を編成しても、モータの発熱が電気絶縁物などの耐熱温度を超えて、モータの寿命を短縮することがないようにするためである。 In a flat knitting machine, the rating of the carriage drive motor is selected so as to have a sufficient output for a knitting pattern that involves the use of a knitting needle that maximizes the load. Generally, a motor has a continuous rating that can be used continuously and an intermittent rating that can be used for a short time. When the motor is electrically driven, an electric loss and a mechanical loss are generated to generate heat. The carriage driving motor is selected so that the maximum load is, for example, about 80% of the continuous rating. No matter what knitting width or knitted fabric can be knitted by a flat knitting machine user, the heat generated by the motor may exceed the heat resistance temperature of electrical insulators, etc., shortening the life of the motor This is to prevent it from occurring.
キャリッジには、編成カムとともに、選針機構も搭載される。針床に列設される各編針は、キャリッジの通過の際に選針機構で選択されると、編成カムによる作用を受ける。編針の選択は、編地の編幅および編成柄に応じて行われる。通常の編地の編成で、キャリッジ駆動用モータの負荷率は、前述のような定格で選定されていると、定格の50〜70%程度にしか達しない。最大負荷での編成は使用頻度が低い。定格の大きいモータは、定格の小さいモータに比較して、大型で高価となる。最大負荷でも十分な出力を有するような条件でのキャリッジ駆動用モータの選定は、稀な条件のために大型で高価なモータを選定することになる。 A needle selection mechanism is mounted on the carriage together with the knitting cam. The knitting needles arranged in the needle bed are acted upon by the knitting cam when selected by the needle selection mechanism when passing through the carriage. The selection of the knitting needle is performed according to the knitting width and knitting pattern of the knitted fabric. In normal knitted fabric knitting, the load factor of the carriage drive motor reaches only about 50 to 70% of the rating when the rating is selected as described above. The knitting at maximum load is infrequent. A motor with a large rating is larger and more expensive than a motor with a lower rating. Selection of a carriage drive motor under conditions that provide sufficient output even at the maximum load results in selection of a large and expensive motor because of rare conditions.
工作機械の分野のホーニング盤では、サーボモータを砥石拡張装置駆動用に使用する際に、サーボモータの負荷を監視する先行技術が、たとえば特許文献2に開示されている。ホーニング盤では、砥石を収縮させて外径を小さくした状態で加工穴内に挿入し、続いて加工穴の内壁に接触するまでサーボモータを高速回転させて砥石を急速に拡張する。砥石があまり急速に加工穴に接触すると、砥石に大きな負荷あるいは衝撃がかかり、砥石の破壊や切削性の低下を生ずることがある。この先行技術では、砥石が内壁に接触することを負荷の急激な上昇で検知し、砥石を切削送りで低速拡張するように、サーボモータの回転を低速に切り替える。したがって、この先行技術でのサーボモータの負荷の監視は、サーボモータ自体の寿命短縮を防ぐ保護のためではなく、サーボモータで駆動する砥石の保護のために行っていることになる。
本発明の目的は、通常使われる負荷に見合う定格の安価なモータを選定しても、最大負荷などでの編成時には、編成効率を低下させずに、発熱などによる短命化を防止することができる横編機のキャリッジ駆動用モータの制御装置を提供することである。 The object of the present invention is to prevent the shortening of life due to heat generation without lowering the knitting efficiency when knitting at the maximum load, etc., even if an inexpensive motor rated for the load that is normally used is selected. To provide a control device for a carriage driving motor of a flat knitting machine.
本発明は、針床に沿って往復走行する横編機のキャリッジ駆動用モータの制御装置において、
キャリッジ駆動用モータに、出力電力を印加可能な出力回路と、
キャリッジ駆動用モータの負荷率を監視する監視回路と、
キャリッジ駆動用モータを連続的に駆動しても、温度上昇が許容限界値に達するまでに一定の余裕がある安全負荷率と監視回路が監視する負荷率との差に、実測データに基づいて予め設定される温度変化率を対応させ、温度変化率からキャリッジ駆動用モータの温度を推定する温度推定回路と、
温度推定回路によるキャリッジ駆動用モータの推定温度が許容限界値を超えると、出力回路からキャリッジ駆動用モータに印加する出力電力を低減し、出力電力の低減中に推定温度が許容限界値を超えなくなれば低減を停止して出力電力を戻すように、出力回路を制御してキャリッジ駆動用モータを保護する保護回路とを、
含むことを特徴とする横編機のキャリッジ駆動用モータの制御装置である。
また本発明で、前記出力回路による前記キャリッジ駆動用モータに印加する出力電力の低減は、前記推定温度が前記許容限界値を超えるキャリッジ走行が終了した後の次のコースの走行で行うことを特徴とする。
The present invention relates to a controller for a carriage drive motor of a flat knitting machine that reciprocates along a needle bed.
An output circuit capable of applying output power to the carriage drive motor;
A monitoring circuit for monitoring the load factor of the carriage drive motor;
Even if the carriage drive motor is driven continuously, the difference between the load factor monitored by the monitoring circuit and the safe load factor that has a certain margin until the temperature rise reaches the allowable limit value is preliminarily determined based on the measured data. A temperature estimation circuit that correlates the set temperature change rate and estimates the temperature of the carriage drive motor from the temperature change rate;
When the estimated temperature of the carriage drive motor by the temperature estimation circuit exceeds the allowable limit value, the output power applied from the output circuit to the carriage drive motor is reduced, and the estimated temperature cannot exceed the allowable limit value while the output power is being reduced. A protection circuit that controls the output circuit and protects the carriage drive motor so as to stop the reduction and return the output power.
And a carriage driving motor control device for a flat knitting machine.
In the present invention, the output power applied to the carriage driving motor by the output circuit may be reduced by traveling on the next course after completion of carriage traveling where the estimated temperature exceeds the allowable limit value. And
また本発明で、前記出力回路から前記キャリッジ駆動用モータに印加する出力電力の低減は、キャリッジの最大走行速度を低減するように行うことを特徴とする。 In the present invention, the output power applied from the output circuit to the carriage driving motor is reduced so as to reduce the maximum traveling speed of the carriage.
また本発明で、前記出力回路から前記キャリッジ駆動用モータに印加する出力電力の低減は、キャリッジの加速度を低減するように行うことを特徴とする。 In the present invention, the output power applied from the output circuit to the carriage driving motor is reduced so as to reduce the acceleration of the carriage.
また本発明で、前記監視回路は、所定時間内の平均負荷率を前記負荷率として監視することを特徴とする。 In the present invention, the monitoring circuit monitors an average load factor within a predetermined time as the load factor.
また本発明で、前記保護回路は、前記出力回路を制御しての前記出力電力の低減、または前記出力電力の戻しを、複数段階で徐々に行うことを特徴とする。 In the present invention, the protection circuit may gradually reduce the output power or return the output power by controlling the output circuit in a plurality of stages.
また本発明で、前記保護回路は、前記監視回路が監視する負荷率の大きさに応じて、前記出力回路から前記キャリッジ駆動用モータに印加する出力電力を低減する程度を変化させることを特徴とする。 In the present invention, the protection circuit may change the degree to which the output power applied from the output circuit to the carriage driving motor is reduced according to the load factor monitored by the monitoring circuit. To do.
また本発明で、前記温度推定回路は、前記安全負荷率と前記監視回路が監視する負荷率との差を複数の範囲に分けて、各範囲に対して前記温度変化率がそれぞれ対応するように設定されているテーブルデータを参照して、温度変化率を対応させることを特徴とする。 Further, in the present invention, the temperature estimation circuit divides a difference between the safe load factor and the load factor monitored by the monitoring circuit into a plurality of ranges so that the temperature change rate corresponds to each range. The temperature change rate is made to correspond with reference to the set table data.
本発明によれば、針床に沿って往復走行する横編機のキャリッジ駆動用モータの制御装置は、出力回路と監視回路と温度推定回路と保護回路とを含む。出力回路は、キャリッジ駆動用モータに、出力電力を印加可能である。監視回路は、キャリッジ駆動用モータの負荷を監視する。温度推定回路は、キャリッジ駆動用モータの安全負荷率と監視回路が監視する負荷率との差に、実測データに基づいて予め設定される温度変化率を対応させ、温度変化率からキャリッジ駆動用モータの温度を推定する。安全負荷率では、キャリッジ駆動用モータを連続的に駆動しても、温度上昇が許容限界値に達するまでに一定の余裕がある。保護回路は、温度推定回路によるキャリッジ駆動用モータの推定温度が許容限界値を超えると、出力回路からキャリッジ駆動用モータに印加する出力電力を低減し、出力電力の低減中に推定温度が許容限界値を超えなくなれば低減を停止して出力電力を戻すように、出力回路を制御してキャリッジ駆動用モータを保護する。キャリッジ駆動用モータは、印加される出力電力の低減で回転速度が低下し、キャリッジの走行速度が低下して負荷が軽減されるので、過大な負荷での発熱からキャリッジ駆動用モータを保護することができる。保護回路は、キャリッジ駆動用モータの出力の低減中に推定温度が許容限界値を超えなくなれば出力電力を戻すように、出力回路を制御するので、保護の必要がなくなれば、キャリッジ駆動用モータの回転速度を回復させ、キャリッジの走行速度を戻して、生産性の低下を避けることができる。キャリッジ駆動用モータとしては、通常使われる程度の負荷に見合う定格の安価なモータを選定して、効率よく使用することができる。最大負荷などでの編成時には、負荷率を監視して、定格などよりも大きな負荷での連続使用も初期は許容して生産効率の向上を図り、推定温度が許容限界値を超えれば出力電流を低減して、発熱などでの短命化を防止することができる。 According to the present invention, a control device for a carriage driving motor of a flat knitting machine that reciprocates along a needle bed includes an output circuit, a monitoring circuit, a temperature estimation circuit, and a protection circuit. The output circuit can apply output power to the carriage driving motor. The monitoring circuit monitors the load on the carriage driving motor. The temperature estimation circuit associates the difference between the safe load factor of the carriage drive motor and the load factor monitored by the monitoring circuit with a temperature change rate set in advance based on the actual measurement data, and calculates the carriage drive motor from the temperature change rate. Estimate the temperature. In the safe load factor, even if the carriage driving motor is driven continuously, there is a certain margin until the temperature rise reaches the allowable limit value. The protection circuit reduces the output power applied to the carriage drive motor from the output circuit when the estimated temperature of the carriage drive motor by the temperature estimation circuit exceeds the allowable limit value, and the estimated temperature falls within the allowable limit while the output power is being reduced. If the value does not exceed the value, the reduction is stopped and the output power is returned to control the output circuit to protect the carriage driving motor. The carriage drive motor reduces the rotational speed by reducing the applied output power, and the carriage travel speed decreases to reduce the load, thus protecting the carriage drive motor from heat generation due to excessive load. Can do. The protection circuit controls the output circuit so that the output power is returned when the estimated temperature does not exceed the allowable limit value while the output of the carriage drive motor is being reduced. The rotational speed can be recovered and the carriage traveling speed can be returned to avoid a decrease in productivity. As the carriage driving motor, an inexpensive motor rated for the load that is normally used can be selected and used efficiently. When knitting at the maximum load, etc., the load factor is monitored and continuous use at a load larger than the rating is allowed at the beginning to improve production efficiency.If the estimated temperature exceeds the allowable limit value, the output current is It is possible to prevent the shortening of life due to heat generation.
また本発明によれば、出力回路によるキャリッジ駆動用モータに印加する出力電力の低減は、推定温度が前記許容限界値を超えるキャリッジ走行が終了した後の次のコースの走行で行う。編成動作中のコースでは、キャリッジを駆動する条件を変えないので、編成される編目ループ長などがコース内で変化して、編地の外観が劣化するのを避けることができる。 According to the invention, the output power applied to the carriage driving motor by the output circuit is reduced in the next course after the carriage traveling in which the estimated temperature exceeds the allowable limit value is completed. In the course during the knitting operation, the condition for driving the carriage is not changed, so that it is possible to avoid the appearance of the knitted fabric from being deteriorated by changing the loop length of the stitch to be knitted in the course.
また本発明によれば、出力回路からキャリッジ駆動用モータに印加する出力電力の低減は、キャリッジの最大走行速度を低減するように行う。キャリッジの最大走行速度を低減することによって、編針の選針と編成動作のための駆動に要する負荷や走行に伴う摺動摩擦による負荷が軽減される。 Further, according to the present invention, the output power applied from the output circuit to the carriage driving motor is reduced so as to reduce the maximum traveling speed of the carriage. By reducing the maximum traveling speed of the carriage, the load required for driving for knitting needle selection and knitting operation and the load due to sliding friction associated with traveling are reduced.
また本発明によれば、出力回路からキャリッジ駆動用モータに印加する出力電力の低減は、キャリッジの加速度を低減するように行う。編幅の範囲外での走行方向の反転時には、キャリッジを停止状態から最大走行速度まで加速する必要があるけれども、加速度を低減することによって、負荷を軽減することができる。 Further, according to the present invention, the output power applied from the output circuit to the carriage driving motor is reduced so as to reduce the acceleration of the carriage. When the traveling direction is reversed outside the range of the knitting width, it is necessary to accelerate the carriage from the stopped state to the maximum traveling speed, but the load can be reduced by reducing the acceleration.
また本発明によれば、監視回路は、所定時間内の平均負荷率を負荷率として監視するので、編針毎の瞬間的な負荷変動ではなく、保護が必要なモータの使用状態を反映させて負荷率を監視することができる。 Further, according to the present invention, the monitoring circuit monitors the average load factor within a predetermined time as the load factor. Therefore, the monitoring circuit reflects the use state of the motor that needs protection, not the instantaneous load fluctuation for each knitting needle. The rate can be monitored.
また本発明によれば、保護回路は、出力回路を制御しての出力電力の低減、または出力電力の戻しを、複数段階で徐々に行うので、キャリッジの走行状態の急激な変動を避けて、編地の編成状態に与える影響も小さくすることができる。 Further, according to the present invention, the protective circuit gradually reduces the output power by controlling the output circuit or returns the output power in a plurality of stages, so that abrupt fluctuations in the traveling state of the carriage are avoided, The influence on the knitting state of the knitted fabric can also be reduced.
また本発明によれば、保護回路は、監視回路が監視する負荷率の大きさに応じて、出力回路からキャリッジ駆動用モータに印加する出力電力を低減する程度を変化させるので、保護の必要性に応じて出力電力の低減を図ることができる。 Further, according to the present invention, the protection circuit changes the degree to which the output power applied from the output circuit to the carriage driving motor is reduced according to the magnitude of the load factor monitored by the monitoring circuit. Accordingly, the output power can be reduced.
また本発明によれば、温度推定回路は、安全負荷率と監視回路が監視する負荷率との差に対して、実測データに基づくテーブルデータを参照して温度変化率を対応させるので、許容限界値に近い温度でも、精度良く推定することができる。 Further, according to the present invention, the temperature estimation circuit corresponds the temperature change rate with reference to the table data based on the actual measurement data to the difference between the safe load factor and the load factor monitored by the monitoring circuit. Even a temperature close to the value can be estimated with high accuracy.
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。 In the following, an optimum embodiment for carrying out the present invention will be shown.
図1は、本発明の一実施例である横編機1の概略的な外観構成を示す。横編機1は、針床2を前後に備え、中間の歯口3で対峙させている。前後の針床2には、それぞれキャリッジ4が設けられ、歯口3の部分では前後のキャリッジ4をブリッジ5で連結している。キャリッジ4は、図の左右方向である針床2の長手方向に、往復走行するように駆動される。歯口3の上方には複数の糸道レール6が架設される。糸道レール6には、図示を省略しているけれども、歯口3に編糸を供給する給糸部材としてのヤーンフィーダが走行可能に支持される。ブリッジ5は、糸道レール6に跨るように設けられ、複数のうちから1つのヤーンフィーダを選択して連行することができる。添え糸編みなどを行う際には、1組の選針機構およびカム機構に対し、複数のヤーンフィーダを連行することもある。各ヤーンフィーダには、編糸コーン7から天ばね装置8などの給糸機構を介して、編糸が供給される。
FIG. 1 shows a schematic external configuration of a
針床2には、多数の編針が列設され、キャリッジ4に搭載される選針機構およびカム機構で、選択的に編成動作を行う。編成動作は、編針の先端のフックを歯口3に進出させて、ヤーンフィーダから供給される編糸を針床2に引き込むことを繰り返す。キャリッジ4には、1または複数システムの選針機構やカム機構が搭載される。キャリッジ4に複数システムのカム機構が搭載されているときは、その複数のヤーンフィーダを連行して、キャリッジ4の1回の走行でその複数コースの編地を編成することもできる。編地の編成は、予め作成される編成データが入力されるコントローラ9による制御に従って行われる。
A large number of knitting needles are arranged in the
キャリッジ4の往復走行は、キャリッジ駆動用モータとしてのメインモータ10によって駆動される。キャリッジ4には、たとえば針床2に沿って設置される駆動ベルト11が接合され、タイミングベルトなどを含む伝達機構12を介してメインモータ10の回転力が直線的な駆動力に変換される。メインモータ10の回転方向の切り替えで、キャリッジ4の走行方向の切り替えが行われる。
The reciprocating travel of the
メインモータ10には、サーボモータが使用される。コントローラ9は、サーボアンプ13、トルクモニタ14、保護回路15および温度推定回路16を含む。サーボアンプ13は、メインモータ10に出力電力を供給するための出力回路として機能する。トルクモニタ14は、サーボアンプ13の出力電流に比例するメインモータ10の出力トルクを負荷として検出し、監視回路として機能する。
A servo motor is used as the
図2は、図1に示す横編機1のコントローラ9で、メインモータ10を保護しながら使用する制御の一例を示す。この制御は、コントローラ9の処理周期毎に実行される。処理周期は、ステップs1で実行する平均負荷トルク計算を、所定時間に渡って行うものとすれば、この所定時間よりも長くする。所定時間は、たとえば30秒程度とすることができる。この所定時間内では、キャリッジ4が複数回走行する。
FIG. 2 shows an example of control used while protecting the
各処理周期では、まずステップs1で、所定時間に渡って、トルクモニタ14がトルクの監視を行う。次にステップs2で、温度推定回路16は、トルクモニタ14の監視結果である平均負荷トルクからモータ温度を推定する。モータ温度の推定は、負荷トルク対温度変化のデータを基に、横編機1が許容する最大外気温でのモータ温度や許容最大温度上昇値をシミュレートすることによって行う。たとえば、メインモータ10を連続的に使用しても、許容最大温度上昇値まで5℃の余裕がある安全負荷率(a%,0℃)を基準とする。30秒毎の周期を1カウントとして現在の負荷率(n%)を監視しながら、次の表1に示すようなテーブルデータに基づいて温度上昇または下降をシミュレートする。
In each processing cycle, first, in step s1, the
たとえば、横編機1が充分に長い間停止しているとモータ温度が外気温に一致しているはずであり、メインモータ10を起動してからのカウント毎の温度変化を積算するように計算すれば、モータ温度を推定することができる。このように推定するモータ温度は、実測値ではなく、仮想的なものであるけれども、事前の実測データに基づくものであり、精度は高いと期待される。
For example, if the
ステップs3で、保護回路15は、温度推定回路16によって推定された仮想温度を、許容最大温度上昇値などの許容限界値に基づく許容温度と比較する。ステップs3で、仮想温度が許容温度を超えていると判断するときには、ステップs4で、初期値が1.0である速度低減係数に、たとえば0.9の低減率を乗算して、速度低減係数を0.9とし、速度制限を行うとともに、ステップs5で速度低減中の表示を行う。速度低減中の表示は、たとえば、横編機1のコントローラ9の操作パネルに備えられる表示器で行ったり、横編機1の上部に設ける表示ランプを点滅させることなどで行う。
In step s3, the
なお、低減率は、たとえば0.1〜1.0の範囲内で、0.1きざみで設定可能としておくことができる。モータでは、連続定格の100%を超えても、たとえば150%では200秒間など、短時間なら耐えられるという間欠定格も有している。したがって、安全負荷率を超える負荷トルクがかかっても、間欠定格内の短時間ならモータの寿命を短縮することはなく、瞬間的に増大する負荷に見合う出力でキャリッジ4を駆動することができる。
The reduction rate can be set in increments of 0.1 within a range of 0.1 to 1.0, for example. The motor also has an intermittent rating that can withstand a short time, such as 200 seconds at 150%, even if it exceeds 100% of the continuous rating. Therefore, even if a load torque exceeding the safe load ratio is applied, the life of the motor is not shortened for a short time within the intermittent rating, and the
ステップs3で、仮想温度が許容温度を超えないと判断するときは、ステップs6で速度低減係数を初期値の1.0に設定する。速度低減係数を1.0に設定する場合としては、ステップs3で仮想温度が許容温度を全く超えないと判断する場合と、いったん仮想温度が許容温度を超えて、編成速度を低減した後での負荷の軽減で、仮想温度が許容温度を超えないように回復する場合とがある。仮想温度が回復した場合は、速度低減係数を1.0に設定することは、ステップs4で低減率を乗算して低下させた速度低減係数を、初期値に復帰させることを意味する。 If it is determined in step s3 that the virtual temperature does not exceed the allowable temperature, the speed reduction coefficient is set to an initial value of 1.0 in step s6. The speed reduction coefficient is set to 1.0 when the virtual temperature is determined not to exceed the allowable temperature at all in step s3, and after the virtual temperature exceeds the allowable temperature and the knitting speed is reduced. In some cases, the virtual temperature may be recovered so as not to exceed the allowable temperature by reducing the load. When the virtual temperature has recovered, setting the speed reduction coefficient to 1.0 means returning the speed reduction coefficient that has been reduced by multiplying the reduction ratio in step s4 to the initial value.
このような速度制限の解除の基準となる許容温度は、速度制限の基準となる許容温度と異なるようにしてもよい。前述のように、速度制限は許容温度上昇値まで5℃の余裕がある温度を基準に5℃上昇した温度、すなわち許容温度上昇値で行っている。基準の温度から0℃で速度制限を解除すれば、許容温度上昇値から5℃低下した温度で速度制限を解除し、モータの保護を確実に行うことができる。 The allowable temperature serving as a reference for releasing the speed limit may be different from the allowable temperature serving as a reference for the speed limit. As described above, the speed limit is performed at a temperature increased by 5 ° C. based on a temperature having a margin of 5 ° C. up to the allowable temperature increase value, that is, the allowable temperature increase value. If the speed limit is canceled at 0 ° C. from the reference temperature, the speed limit is canceled at a temperature that is 5 ° C. lower than the allowable temperature increase value, and the motor can be reliably protected.
ステップs5またはステップs6の終了後、ステップs7でキャリッジ4を走行させる編成速度を、コントローラ9が指令する指令速度に速度低減係数を乗算して算出し、コース毎に反映させる。すなわち、ステップs1での平均負荷トルクの計算時点でキャリッジ4が走行中であれば、ステップs7で算出する編成速度への反映は、走行中のコースが終了して、次のコースの走行からとなる。編成動作中のコースでは、キャリッジを駆動する条件を変えないので、編成される編目ループ長などがコース内で変化するのを避けることができる。
After step s5 or step s6 is completed, the knitting speed at which the
なお、ステップs4での速度制限やステップs6での速度復帰は、1回の処理で行うようにしているけれども、複数回に分けて、徐々に変化させるようにすることもできる。出力電力の低減、または出力電力の戻しを、複数段階で徐々に行うので、キャリッジ4の走行状態の急激な変動を避けて、編地の編成状態に与える影響も小さくすることができる。また、変化を1回で行うか、複数回に分けて行うかは、トルクモニタ14によって計算される平均負荷トルクが安全負荷率を超える程度に応じて決めることもできる。トルクモニタ14が監視する負荷の大きさに応じて、サーボアンプ13からメインモータ10に印加する出力電力を低減する程度を変化させるので、保護の必要性に応じて出力電力の低減を図ることができる。
In addition, although the speed limit in step s4 and the speed return in step s6 are performed in one process, they can be changed gradually in a plurality of times. Since the reduction of the output power or the return of the output power is gradually performed in a plurality of stages, the influence on the knitting state of the knitted fabric can be reduced by avoiding a sudden change in the traveling state of the
さらに、メインモータ10の負荷は、トルクモニタ14が検出する出力トルクで監視して、モータ温度を仮想的に計算しているので、たとえばメインモータ10の表面温度を検知する必要はなく、温度センサを使用しないので、低コストで実施可能となる。また、コントローラ9は編成データに応じてメインモータ10や編針の編成動作を制御するので、制御状態に応じて負荷を計算し、平均負荷トルクを計算のみで求めることもできる。
Furthermore, since the load of the
以上のように、コントローラ9の保護回路15は、キャリッジ駆動用モータであるメインモータ10の負荷率を監視して仮想的なモータ温度を算出し、編成柄によってモータ負荷率が大きくなり、仮想温度が許容温度を超える場合には、次のコース編成でキャリッジ4を走行させるためのメインモータ10の出力を下げるので、メインモータ10が発熱して寿命が短くなることを防止することができる。メインモータ10として、通常使われる出力に見合う定格の安価なモータを選定しながらも、最大負荷での編成を行う場合には、できるだけ最大負荷で使用してから負荷を軽減するように保護するので、編成効率を低下させないで発熱による短命化を避けることができる。
As described above, the
図3は、(a)および(b)で、図2のステップs4での低減率を0.9とするときのキャリッジ走行速度の変更前と速度を変更した後との走行速度の変化をそれぞれ示す。キャリッジ4は、往復走行での方向反転時に、いったん停止してから加速し、最大の走行速度を維持してから減速する。(a)に示す変更前には最大の走行速度が最大編成速度Vであるのに対し、(b)に示す速度変更では、最大の走行速度を0.9Vに低減している。キャリッジ4が最大の走行速度で走行している間にかかる負荷は、走行速度の低減で軽減することができる。
FIGS. 3A and 3B show changes in travel speed before and after changing the carriage travel speed when the reduction rate in step s4 of FIG. 2 is 0.9 in FIGS. Show. When reversing the direction in reciprocating travel, the
なお、キャリッジ駆動用モータであるメインモータ10の負荷の軽減は、(c)に示すように、加速度を変更して行うこともできる。すなわち、変更前には、(a)に示すように、停止状態から時間t1で最大編成速度Vに達するように加速しているけれども、(c)に示すように、加速度を低減し、時間t1より長い時間t2で最大編成速度Vに達するようにすれば、加速時の負荷を低減することができる。さらに、(d)に示すように、速度と加速度とをともに変更し、時間t1より長い時間t3で達する最大の走行速度を0.9Vに低減することもできる。
Note that the load on the
図4、図5および図6は、速度制限の制御なしの場合、負荷率に応じる速度制限の場合、本実施例での仮想温度算出に基づく速度制限の場合を比較して示す。 4, 5, and 6 show a comparison between the case of no speed limit control, the case of speed limit according to the load factor, and the case of speed limit based on virtual temperature calculation in this embodiment.
図4に示すような速度制限を行わない場合、(a)に示すように、時刻t0から時刻t2まで負荷率を95%に保つと、(b)に示すように時刻t1でモータの温度が許容温度を超えてしまう。時刻t1からt2まで、温度が許容温度を超えている状態で使用するので、メインモータ10の寿命は短くなってしまう。
When the speed limitation as shown in FIG. 4 is not performed, if the load factor is kept at 95% from time t0 to time t2 as shown in (a), the temperature of the motor at time t1 as shown in (b). The allowable temperature is exceeded. Since it is used in a state where the temperature exceeds the allowable temperature from the time t1 to the time t2, the life of the
図5の(a)に示すように、負荷率を監視し、負荷率が基準を上回れば速度低減係数を乗じ、下回れば戻す場合は、(b)に示すように、温度が許容温度を超えることはない。たとえば、時刻t10から時刻t12までメインモータ10を駆動する場合に、時刻t11で負荷率が基準を上回ると速度を低減してしまう。ただし、許容温度までは余裕がある状態で速度制限を行うので、編成効率が悪くなってしまう。
As shown in FIG. 5A, when the load factor is monitored, if the load factor exceeds the reference, the speed reduction coefficient is multiplied, and if the load factor falls below, the temperature exceeds the allowable temperature as shown in FIG. 5B. There is nothing. For example, when the
図6の(a)に示すように、実測の負荷率と温度上昇のテーブルを基に計算される仮想のモータ温度を監視し、仮想のモータ温度が許容温度を上回れば速度を下げ、下回れば速度を戻すようにする。たとえば、時刻t20から時刻t27までの間に、時刻t21と時刻t22、時刻t25と時刻t26との間などで、モータ温度が許容温度を上回る。瞬間的にモータ温度が許容温度を上回っても、時刻t22や時刻t26での速度制限でモータ温度は低下し、メインモータ10の寿命を短縮しないで、編成効率を上げることができる。
As shown in FIG. 6A, the virtual motor temperature calculated based on the actually measured load factor and temperature rise table is monitored. If the virtual motor temperature exceeds the allowable temperature, the speed is decreased, and if the virtual motor temperature falls below, the speed is decreased. Try to return the speed. For example, the motor temperature exceeds the allowable temperature between time t20 and time t27, between time t21 and time t22, between time t25 and time t26, and the like. Even if the motor temperature instantaneously exceeds the permissible temperature, the motor temperature decreases due to speed limitation at time t22 and time t26, and the knitting efficiency can be increased without shortening the life of the
1 横編機
2 針床
3 歯口
4 キャリッジ
9 コントローラ
10 メインモータ
13 サーボアンプ
14 トルクモニタ
15 保護回路
16 温度推定回路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
キャリッジ駆動用モータに、出力電力を印加可能な出力回路と、
キャリッジ駆動用モータの負荷率を監視する監視回路と、
キャリッジ駆動用モータを連続的に駆動しても、温度上昇が許容限界値に達するまでに一定の余裕がある安全負荷率と監視回路が監視する負荷率との差に、実測データに基づいて予め設定される温度変化率を対応させ、温度変化率からキャリッジ駆動用モータの温度を推定する温度推定回路と、
温度推定回路によるキャリッジ駆動用モータの推定温度が許容限界値を超えると、出力回路からキャリッジ駆動用モータに印加する出力電力を低減し、出力電力の低減中に推定温度が許容限界値を超えなくなれば低減を停止して出力電力を戻すように、出力回路を制御してキャリッジ駆動用モータを保護する保護回路とを、
含むことを特徴とする横編機のキャリッジ駆動用モータの制御装置。 In the controller for the carriage drive motor of the flat knitting machine that reciprocates along the needle bed,
An output circuit capable of applying output power to the carriage drive motor;
A monitoring circuit for monitoring the load factor of the carriage drive motor;
Even if the carriage drive motor is driven continuously, the difference between the load factor monitored by the monitoring circuit and the safe load factor that has a certain margin until the temperature rise reaches the allowable limit value is preliminarily determined based on the measured data. A temperature estimation circuit that correlates the set temperature change rate and estimates the temperature of the carriage drive motor from the temperature change rate;
When the estimated temperature of the carriage drive motor by the temperature estimation circuit exceeds the allowable limit value, the output power applied from the output circuit to the carriage drive motor is reduced, and the estimated temperature cannot exceed the allowable limit value while the output power is being reduced. A protection circuit that controls the output circuit and protects the carriage drive motor so as to stop the reduction and return the output power.
A control device for a motor for driving a carriage of a flat knitting machine.
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