JP2014042688A - Dc power-supplied sewing machine and method for driving motor of the same - Google Patents

Dc power-supplied sewing machine and method for driving motor of the same Download PDF

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堂門 西
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent electric discharge at a power switch, which is caused by DC power supply.SOLUTION: A DC power-supplied sewing machine includes: a motor 61 serving as a driving source of sewing operation; a controller 7 generating an operation command to the motor; a mechanical-type power switch 13; a motor driver circuit 6 capable of being switched between a driving state in which a driving current from the supply by a DC power source is supplied to the motor and a regenerative state in which regenerative power from the motor is output to the supply side of the DC power source in response to a command from a control circuit; and a detector 11 detecting a disconnection state of the power switch or electric discharge between contacts due to the disconnection. When the disconnection state of the power switch or the electric discharge between the contacts due to the disconnection is detected, the controller performs control to temporarily switch the motor driver circuit from the driving state to the regenerative state or from the regenerative state to the driving state.

Description

本発明は、直流給電が行われるミシン及びそのモーター駆動方法に関するものである。   The present invention relates to a sewing machine in which DC power feeding is performed and a motor driving method thereof.

図11は、複数のミシン100が設置されている縫製工場などの施設の電源供給状態を示すブロック図である。これらのミシン100は、AC電源101から供給された交流電力を整流する整流部、平滑化する平滑部などによって直流電力に変換するAC/DC変換回路を有する電源回路102を個別に備え、交流電源を直流電源に変換し、縫製動作を行っている(例えば、特許文献1)。   FIG. 11 is a block diagram showing a power supply state of a facility such as a garment factory where a plurality of sewing machines 100 are installed. These sewing machines 100 are individually provided with a power supply circuit 102 having an AC / DC conversion circuit that converts AC power supplied from an AC power supply 101 into DC power by a rectifying unit that rectifies AC power and a smoothing unit that smoothes the AC power. Is converted into a DC power source and a sewing operation is performed (for example, Patent Document 1).

しかし、上記縫製工場のようなミシンを複数台使用する環境においてそれぞれのミシンが個別に交流を直流に変換する電源回路を搭載するのは製造コストを上昇させるので、施設全体で商用電源を直流に変換する電源回路を用意し、複数台の直流給電方式のミシンに対して一台の電源回路が直流電源を供給することが検討されている。   However, in an environment where multiple sewing machines such as the above garment factory are used, installing a power circuit that individually converts AC to DC increases the manufacturing cost. A power supply circuit for conversion is prepared, and it is considered that one power supply circuit supplies DC power to a plurality of DC power supply type sewing machines.

特開2001−38086号公報JP 2001-38086 A

しかしながら、上記直流給電ミシンは、接点同士の接触と開放とによりON−OFFを行う機械式の電源スイッチを使用する場合に、スイッチ切断時に接点間にアーク放電が発生し、接点間で電流が流れ続けてしまうという問題があった。
このような放電現象が発生すると、接点間で高温が生じ、当該接点が著しく劣化して、耐久性が大きく損なわれることも問題であった。
However, when using a mechanical power switch that is turned on and off by contact and release of the contacts, the DC power-feed sewing machine generates arc discharge between the contacts when the switch is disconnected, and current flows between the contacts. There was a problem of continuing.
When such a discharge phenomenon occurs, a high temperature is generated between the contacts, the contacts are significantly deteriorated, and the durability is greatly impaired.

本発明の課題は、直流給電における電源スイッチの放電を防止することである。   An object of the present invention is to prevent discharge of a power switch in DC power feeding.

請求項1記載の発明は、縫製に関する動作の駆動源となるモーターと、前記モーターに対する動作指令を生成する制御部と、ミシン外部の直流電源供給源からミシン内部の電源供給先への接続と切断とを二つの接点の接離動作により切り換える機械式の電源スイッチと、直流電源供給に基づく駆動電流を前記モーターに通電する駆動状態と前記モーターからの回生電力を前記直流電源供給源側に出力する回生状態とを前記制御回路の指令により切り替え可能なモータードライバー回路とを備える直流給電ミシンにおいて、前記電源スイッチの切断状態又は切断による前記接点間の放電を検出する検出部を備え、前記制御部は、前記電源スイッチの切断状態又は切断による前記接点間の放電が検出されると、前記モータードライバー回路を一時的に前記駆動状態から回生状態に又は前記回生状態から駆動状態に切り替える制御を行うことを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a motor which is a driving source for operations relating to sewing, a control unit which generates an operation command for the motor, and a connection and disconnection from a DC power supply source outside the sewing machine to a power supply destination inside the sewing machine. And a mechanical power switch that switches between two contact points, and a driving state in which a driving current based on a DC power supply is supplied to the motor and a regenerative power from the motor is output to the DC power supply source side. In a DC power supply sewing machine including a motor driver circuit that can switch a regeneration state according to a command from the control circuit, the control unit includes a detection unit that detects a discharge state between the contact points due to a disconnection state or disconnection of the power switch, When the disconnection state of the power switch or the discharge between the contacts due to the disconnection is detected, the motor driver circuit is temporarily stopped. Characterized in that said performing control for switching the drive state to the regenerative state or from the regeneration state from the driving state to.

請求項2記載の発明は、縫製に関する動作の駆動源となるモーターと、前記モーターに対する動作指令を生成する制御部と、ミシン外部の直流電源供給源からミシン内部の電源供給先への接続と切断とを二つの接点の接離動作により切り換える機械式の電源スイッチと、直流電源供給に基づく駆動電流を前記モーターに通電する駆動状態と前記モーターからの回生電力を前記直流電源供給源側に出力する回生状態とを前記制御回路の指令により切り替え可能なモータードライバー回路とを備える直流給電ミシンにおいて、前記制御部は、前記モーターの回転中に、前記モータードライバー回路を周期的且つ一時的に前記駆動状態から回生状態に又は前記回生状態から駆動状態に切り替える制御を行うことを特徴とする。   According to the second aspect of the present invention, there is provided a motor that is a driving source for operations relating to sewing, a control unit that generates an operation command for the motor, and a connection and disconnection from a DC power supply source outside the sewing machine to a power supply destination inside the sewing machine. And a mechanical power switch that switches between two contact points, and a driving state in which a driving current based on a DC power supply is supplied to the motor and a regenerative power from the motor is output to the DC power supply source side. In a DC power supply sewing machine comprising a motor driver circuit capable of switching between a regenerative state and a command of the control circuit, the control unit periodically and temporarily drives the motor driver circuit during the rotation of the motor. Control for switching from the regenerative state to the driving state from the regenerative state.

請求項3記載の発明は、縫製に関する動作の駆動源となるモーターと、前記モーターに対する動作指令を生成する制御部と、ミシン外部の直流電源供給源からミシン内部の電源供給先への接続と切断とを二つの接点の接離動作により切り換える機械式の電源スイッチと、直流電源供給に基づく駆動電流を前記モーターに通電する駆動状態と前記モーターからの回生電力を前記直流電源供給源側に出力する回生状態とを前記制御回路の指令により切り替え可能なモータードライバー回路とを備える直流給電ミシンにおいて、前記電源スイッチの切断状態又は切断による前記接点間の放電を検出する検出工程と、前記電源スイッチの切断状態又は切断による前記接点間の放電が検出されると、前記モータードライバー回路を一時的に前記駆動状態から回生状態に又は前記回生状態から駆動状態に切り替える駆動状態切り替え工程とを備えることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a motor that is a driving source for operations relating to sewing, a control unit that generates an operation command for the motor, and a connection and disconnection from a DC power supply source outside the sewing machine to a power supply destination inside the sewing machine. And a mechanical power switch that switches between two contact points, and a driving state in which a driving current based on a DC power supply is supplied to the motor and a regenerative power from the motor is output to the DC power supply source side. In a DC power supply sewing machine including a motor driver circuit that can switch a regenerative state according to a command of the control circuit, a detection step of detecting a discharge state between the contact points due to a disconnection state of the power switch or a disconnection of the power switch When a discharge between the contacts due to a state or disconnection is detected, the motor driver circuit is temporarily switched to the driving state. Characterized in that it comprises a driving state switching step of switching from al regeneration state or the regeneration state to the drive state.

請求項4記載の発明は、縫製に関する動作の駆動源となるモーターと、前記モーターに対する動作指令を生成する制御部と、ミシン外部の直流電源供給源からミシン内部の電源供給先への接続と切断とを二つの接点の接離動作により切り換える機械式の電源スイッチと、直流電源供給に基づく駆動電流を前記モーターに通電する駆動状態と前記モーターからの回生電力を前記直流電源供給源側に出力する回生状態とを前記制御回路の指令により切り替え可能なモータードライバー回路とを備える直流給電ミシンにおいて、
前記モーターの回転中に、前記モータードライバー回路を周期的且つ一時的に前記駆動状態から回生状態に又は前記回生状態から駆動状態に切り替えることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is a motor that is a driving source for operations related to sewing, a control unit that generates an operation command for the motor, and a connection and disconnection from a DC power supply source outside the sewing machine to a power supply destination inside the sewing machine. And a mechanical power switch that switches between two contact points, and a driving state in which a driving current based on a DC power supply is supplied to the motor and a regenerative power from the motor is output to the DC power supply source side. In a DC power supply sewing machine comprising a motor driver circuit capable of switching between a regenerative state and a command of the control circuit,
During the rotation of the motor, the motor driver circuit is periodically and temporarily switched from the driving state to the regenerative state or from the regenerative state to the driving state.

電源スイッチの切断時における放電は、切断時に接点間の接触面先が徐々に減少して抵抗値が高くなることで接点の温度上昇を生じ、高温による金属ガスが発生し、これを通じて電流が流れることを原因としている。
請求項1及び3の構成では、電源スイッチによる切断又は切断による接点間の放電が検出された場合に、制御部が、モータードライバー回路を一時的に駆動状態から回生状態に又は回生状態から駆動状態に切り替える制御を行うことで、電源スイッチの離れた接点間に浮遊する電離した金属ガスは、接点間電圧が逆になると加速を受けなくなり、一部は発生源に押し戻されるなどして急激に電流経路が無くなるため、放電が即断される。
When the power switch is disconnected, the contact surface tip between the contacts gradually decreases and the resistance value increases when the power switch is disconnected, causing the contact temperature to rise, generating metal gas due to high temperature, and current flows through this. It is caused by that.
According to the first and third aspects of the present invention, when the disconnection by the power switch or the discharge between the contacts due to the disconnection is detected, the control unit temporarily changes the motor driver circuit from the driving state to the regenerative state or from the regenerative state. By controlling to switch to, the ionized metal gas floating between the remote contacts of the power switch will not receive acceleration when the voltage between the contacts is reversed, and part of it will be pushed back to the source, causing a sudden current. Since there is no path, the discharge is immediately interrupted.

また、請求項2及び4の構成では、制御部が、周期的にモータードライバー回路を一時的に駆動状態から回生状態に又は回生状態から駆動状態に切り替える制御を行うので、電源スイッチが切断されて接点間で放電が発生した場合でも、電源スイッチの離れた接点間に浮遊する電離した金属ガスは、接点間電圧が逆になることで加速を受けなくなり、一部は発生源に押し戻されるなどして急激に電流経路が無くなるため、放電が即断される。   In the configuration of claims 2 and 4, the control unit periodically controls the motor driver circuit from the driving state to the regenerative state or from the regenerative state to the driving state, so that the power switch is disconnected. Even if a discharge occurs between contacts, the ionized metal gas floating between the contacts that are separated from the power switch will not be accelerated by the reverse voltage between the contacts, and some will be pushed back to the source. Since the current path suddenly disappears, the discharge is immediately interrupted.

以上のように、上記各請求項の発明によれば、ミシンに対して直流給電を行った場合でも、電源スイッチの切断時に、放電を回避又は速やかに解消することができるので、放電による電源スイッチの接点の劣化を抑制することができ、電源スイッチの耐久性を向上することが可能となる。
また、直流給電による電源スイッチの放電の発生の問題を解消することができるので、比較的安価な機械式接点を備える電源スイッチを使用することが可能となる。また、ミシンに直流給電を行うことが可能となるので、例えば、複数のミシンを一箇所で使用する場合に、複数のミシンで交流から直流への変換を行う電源回路を共用することができる。このため、個々のミシンでは、交流直流変換回路を不要とし、ミシンの製造コストの低減を図ることが可能となる。
As described above, according to the inventions of the above claims, even when DC power is supplied to the sewing machine, the discharge can be avoided or quickly eliminated when the power switch is disconnected. It is possible to suppress the deterioration of the contact of the power supply and improve the durability of the power switch.
In addition, since the problem of occurrence of discharge of the power switch due to direct current power supply can be solved, it is possible to use a power switch having a relatively inexpensive mechanical contact. Further, since it is possible to perform DC power supply to the sewing machine, for example, when a plurality of sewing machines are used at a single location, a power supply circuit that performs conversion from AC to DC can be shared by the plurality of sewing machines. For this reason, the individual sewing machine does not require an AC / DC conversion circuit, and the manufacturing cost of the sewing machine can be reduced.

直流給電ミシンを適用した縫製システムの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the sewing system to which the direct current power supply sewing machine is applied. 直流給電ミシンの主制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main control structure of a direct current feeding sewing machine. IPMドライバーの具体的構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific structure of an IPM driver. 制御部がサーボモーターの加速・等速回転時にIPMドライバーに対して行う制御信号を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control signal which a control part performs with respect to an IPM driver at the time of acceleration and constant speed rotation of a servomotor. 制御部がサーボモーターの減速回転時にIPMドライバーに対して行う制御信号を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control signal which a control part performs with respect to an IPM driver at the time of the deceleration rotation of a servomotor. 制御部による電源スイッチ切断時の電源切断制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the power-off control at the time of the power switch cut-off by a control part. 電源スイッチの接点間にアーク放電を生じさせることが可能な放電実験回路の回路図である。It is a circuit diagram of the discharge experiment circuit which can produce arc discharge between the contacts of a power switch. 図7の放電実験回路による電源スイッチ切断時のその両端部の電圧変化を示した線図である。It is the diagram which showed the voltage change of the both ends at the time of the power switch disconnection by the discharge experiment circuit of FIG. 放電防止のために制御部がサーボモーターの加速・等速回転時にIPMドライバーに対して行う制御信号を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control signal which a control part performs with respect to an IPM driver at the time of acceleration and constant speed rotation of a servomotor in order to prevent discharge. 放電防止のために制御部がサーボモーターの減速回転時にIPMドライバーに対して行う制御信号を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control signal which a control part performs with respect to an IPM driver at the time of the deceleration rotation of a servomotor in order to prevent discharge. 複数のミシンが設置されている縫製工場などの施設の電源供給状態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply state of facilities, such as a sewing factory in which the some sewing machine is installed.

[第一の実施形態]
以下、第一の実施形態に係る直流給電ミシン1について説明する。
図1は直流給電ミシン1を適用した縫製システム50の概略構成を示す説明図である。図1に示すように縫製システム50は、複数の直流給電ミシン1と、商用のAC電源51から供給された交流電力を直流電力に変換して、当該直流電力を各直流給電ミシン1に出力する電源回路としての共通電源2と、各直流給電ミシン1及び共通電源2とを電気的に接続する直流給電線3とを備えている。共通電源2には、AC/DC変換回路21と、回生電力の蓄積部22とが設けられている。また、複数の直流給電ミシン1は、共通電源2に対して並列に接続されている。
なお、蓄積部22は、複数台の直流給電ミシン1からの回生電力を蓄積可能な大容量のコンデンサーである。
[First embodiment]
Hereinafter, the DC power supply sewing machine 1 according to the first embodiment will be described.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a sewing system 50 to which the DC power feeding sewing machine 1 is applied. As shown in FIG. 1, the sewing system 50 converts AC power supplied from a plurality of DC power supply sewing machines 1 and a commercial AC power supply 51 into DC power, and outputs the DC power to each DC power supply sewing machine 1. A common power supply 2 as a power supply circuit and a DC power supply line 3 that electrically connects each DC power supply sewing machine 1 and the common power supply 2 are provided. The common power source 2 is provided with an AC / DC conversion circuit 21 and a regenerative power storage unit 22. The plurality of DC power supply sewing machines 1 are connected to the common power supply 2 in parallel.
The storage unit 22 is a large-capacity capacitor capable of storing regenerative power from a plurality of DC power supply sewing machines 1.

[直流給電ミシン]
図2は、本発明に係る電子機器としての直流給電ミシン1の主制御構成を示すブロック図である。図2に示すように直流給電ミシン1には、共通電源2から引き出された直流給電線3が接続されるプラス端子4とマイナス端子5とが設けられている。マイナス端子5はグラウンドに接地されている。また、直流給電ミシン1には、縫製の駆動源であるミシンモーターとしてのサーボモーター61と、サーボモーター61を駆動するためのモータードライバー回路としてのIPM(Intelligent Power Module)ドライバー6と、IPMドライバー6を介してサーボモーター61を制御する制御部7と、制御部7に対して各種操作指示を入力する操作パネル8と、制御部7に対してIPMドライバー6を動作させるための動作指示を入力するペダル9と、制御部7に対して電力を供給する制御部用電源10と、プラス端子4を介してミシン外部の共通電源2からミシン内部の電源供給先への接続と切断とを二つの接点の接離動作により切り換える機械式の電源スイッチ13と、電源スイッチ13の二つの接点の間の電位差を検出する検出部としての比較回路11と、直流電圧の安定化を図るコンデンサー12とが設けられている。
[DC powered sewing machine]
FIG. 2 is a block diagram showing a main control configuration of the DC power supply sewing machine 1 as the electronic apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 2, the DC power supply sewing machine 1 is provided with a positive terminal 4 and a negative terminal 5 to which a DC power supply line 3 drawn from the common power supply 2 is connected. The negative terminal 5 is grounded. The DC power supply sewing machine 1 includes a servo motor 61 as a sewing motor that is a sewing drive source, an IPM (Intelligent Power Module) driver 6 as a motor driver circuit for driving the servo motor 61, and an IPM driver 6. The control unit 7 that controls the servo motor 61, the operation panel 8 that inputs various operation instructions to the control unit 7, and the operation instruction for operating the IPM driver 6 to the control unit 7 are input. Two contacts for connecting and disconnecting the pedal 9, the power supply 10 for the control section for supplying power to the control section 7, and the common power supply 2 outside the sewing machine to the power supply destination inside the sewing machine via the plus terminal 4 Comparison as a detection unit that detects a potential difference between two contact points of the mechanical power switch 13 and the power switch 13 that are switched by the contact / separation operation of A road 11, a capacitor 12 for stabilizing the DC voltage is provided.

図3はIPMドライバー6の具体的構成を示す回路図である。図3に示すように、サーボモーター61は、U相コイル611、V相コイル612、W相コイル613を備えている。
そして、IPMドライバー6は、U相コイル611に接続されたU相ハイサイドドライバー621及びU相ローサイドドライバー631と、V相コイル612に接続されたV相ハイサイドドライバー641及びV相ローサイドドライバー651と、W相コイル613に接続されたV相ハイサイドドライバー661及びU相ローサイドドライバー671とを備えている。また、各ハイサイドドライバー621,641,661及び各ローサイドドライバー631,651,671は、いずれもFETを備えると共にそれぞれに還流ダイオード622,642,662,632,652,672が並列接続されている。
さらに、各ハイサイドドライバー621,641,661のドレインはIPMドライバー6における電源正極側に接続され、ソースは対応するそれぞれのコイル611,612,613に接続されている。
また、各ローサイドドライバー631,651,671のドレインは対応するそれぞれのコイル611,612,613に接続され、ソースはIPMドライバー6における電源負極側(アース)に接続されている。
上記各ハイサイドドライバー621,641,661とローサイドドライバー631,651,671は、制御部7から入力される動作指令信号に従ってON/OFF(接続/切断)が切り替えられるようになっている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of the IPM driver 6. As shown in FIG. 3, the servo motor 61 includes a U-phase coil 611, a V-phase coil 612, and a W-phase coil 613.
The IPM driver 6 includes a U-phase high-side driver 621 and a U-phase low-side driver 631 connected to the U-phase coil 611, and a V-phase high-side driver 641 and a V-phase low-side driver 651 connected to the V-phase coil 612. And a V-phase high-side driver 661 and a U-phase low-side driver 671 connected to the W-phase coil 613. Each of the high-side drivers 621, 641, 661 and the low-side drivers 631, 651, 671 includes an FET, and free-wheeling diodes 622, 642, 662, 632, 652, 672 are connected in parallel to each other.
Further, the drains of the high-side drivers 621, 641, and 661 are connected to the power supply positive electrode side of the IPM driver 6, and the sources are connected to the corresponding coils 611, 612, and 613, respectively.
The drains of the low-side drivers 631, 651, 671 are connected to the corresponding coils 611, 612, 613, respectively, and the sources are connected to the power supply negative electrode side (ground) of the IPM driver 6.
The high side drivers 621, 641, 661 and the low side drivers 631, 651, 671 are switched ON / OFF (connected / disconnected) in accordance with an operation command signal input from the control unit 7.

制御部7は、プログラムに基づく各種処理を行うCPUと、各種制御プログラムや、プログラムで使用されるデータが記憶されたROMと、ROMから読み出したプログラムやデータ、操作パネル8から入力された各種指示、ペダル9から入力された動作指示等に基づいてプログラムを実行するCPUが行うための作業領域となるRAMとを備えている。   The control unit 7 includes a CPU that performs various processes based on the program, various control programs, a ROM that stores data used in the program, programs and data read from the ROM, and various instructions input from the operation panel 8. A RAM serving as a work area for a CPU that executes a program based on an operation instruction or the like input from the pedal 9 is provided.

例えば、制御部7は、ペダル9から動作指示が入力されると、IPMドライバー6を起動する。この際、制御部7は、ペダル9の踏み込み量に基づいて目標速度を設定し、サーボモーター61の回転速度が目標速度となるようにIPMドライバー6を制御する。例えば、ペダル9の踏み込み量が増加すると、制御部7はサーボモーター61が加速するようにIPMドライバー6を制御し、ペダル9の踏み込み量が減少すると、制御部7はサーボモーター61が減速するようにIPMドライバー6を制御する。   For example, when an operation instruction is input from the pedal 9, the control unit 7 activates the IPM driver 6. At this time, the control unit 7 sets a target speed based on the depression amount of the pedal 9 and controls the IPM driver 6 so that the rotation speed of the servo motor 61 becomes the target speed. For example, when the depression amount of the pedal 9 increases, the control unit 7 controls the IPM driver 6 so that the servo motor 61 accelerates. When the depression amount of the pedal 9 decreases, the control unit 7 causes the servo motor 61 to decelerate. The IPM driver 6 is controlled.

ここで、制御部7がサーボモーター61の加速・等速回転時と減速回転時とにIPMドライバー6に対して行う動作制御について図4及び図5に基づいて説明する。
なお、IPMドライバー6の各相のドライバー621〜671のベースに流す電流は交流でも駆動させることは可能だが、図4及び図5の例では矩形波で図示する。
サーボモーター61は、U相コイル611からV相コイル612へ駆動電流が流れる状態と、V相コイル612からW相コイル613へ駆動電流が流れる状態と、W相コイル613からU相コイル611へ駆動電流が流れる状態とが順番に繰り返されることで正方向の回転駆動が行われる。また、U相コイル611からW相コイル613へ駆動電流が流れる状態と、W相コイル613からV相コイル612へ駆動電流が流れる状態と、V相コイル612からU相コイル611へ駆動電流が流れる状態とが順番に繰り返されることで逆方向の回転駆動が行われる。
Here, the operation control performed on the IPM driver 6 by the control unit 7 during acceleration / constant speed rotation and deceleration rotation of the servo motor 61 will be described with reference to FIGS.
In addition, although the electric current supplied to the bases of the drivers 621 to 671 of the respective phases of the IPM driver 6 can be driven even by alternating current, they are illustrated by rectangular waves in the examples of FIGS.
The servo motor 61 is driven from the U-phase coil 611 to the V-phase coil 612, from the V-phase coil 612 to the W-phase coil 613, and from the W-phase coil 613 to the U-phase coil 611. The state in which a current flows is repeated in order to perform rotational driving in the positive direction. In addition, a drive current flows from the U-phase coil 611 to the W-phase coil 613, a drive current flows from the W-phase coil 613 to the V-phase coil 612, and a drive current flows from the V-phase coil 612 to the U-phase coil 611. The state is repeated in order, and the rotation drive in the reverse direction is performed.

サーボモーター61を正方向に加速又は等速で回転させる場合(加速・等速制御)の各ドライバー621,631,641,651に対する制御信号を図4に示す。ここでは、U相コイル611からV相コイル612に電流を流す期間を例としてIPMドライバー6の動作について説明する。なお、この期間ではW相コイル613には電流が流れないのでこれに連なるドライバー661,671はOFFのままとなるため図4での図示を省略している。
U相ハイサイドドライバー621、V相ローサイドドライバー651をON、これら以外を全てOFFにすると、サーボモーター61のU相コイル611からV相コイル612へ電流が流れる(図3の実線の矢印)。これら二つのコイル611,612が生じる磁束とモーター回転子の磁石が生じる磁束が斥力(又は引力)となりサーボモーター61が正転方向に加速する。
この時、回転の加速力は各相のコイル611,612に流す電流の大きさで決まるので、U相ハイサイドドライバー621又はV相ローサイドドライバー651に対してONとOFFとを所定のデューティー比で繰り返すPWM等を用いたスイッチングによって所望の電流値に制御している(図4ではU相ハイサイドドライバー621に対してPWM制御を行っている)。
また、モーター軸の機械的位相の進みに応じて、V相コイル612からW相コイル613へ駆動電流を流す制御(V相ハイサイドドライバー641、W相ローサイドドライバー671をON)とW相コイル613からU相コイル611へ駆動電流を流す制御(W相ハイサイドドライバー661、U相ローサイドドライバー631をON)とが同様にして順番に実行される。
FIG. 4 shows control signals for the drivers 621, 631, 641, and 651 when the servo motor 61 is accelerated in the forward direction or rotated at a constant speed (acceleration / constant speed control). Here, the operation of the IPM driver 6 will be described by taking as an example a period during which current flows from the U-phase coil 611 to the V-phase coil 612. In this period, since no current flows through the W-phase coil 613, the drivers 661 and 671 connected to the W-phase coil 613 remain OFF and are not shown in FIG.
When the U-phase high-side driver 621 and the V-phase low-side driver 651 are turned on, and all others are turned off, a current flows from the U-phase coil 611 of the servo motor 61 to the V-phase coil 612 (solid arrow in FIG. 3). The magnetic flux generated by the two coils 611 and 612 and the magnetic flux generated by the magnet of the motor rotor are repulsive (or attractive), and the servo motor 61 is accelerated in the forward rotation direction.
At this time, since the rotational acceleration force is determined by the magnitude of the current flowing through the coils 611 and 612 of each phase, ON and OFF with respect to the U-phase high-side driver 621 or the V-phase low-side driver 651 at a predetermined duty ratio. The desired current value is controlled by switching using PWM or the like repeatedly (in FIG. 4, PWM control is performed on the U-phase high-side driver 621).
In addition, a control for flowing a drive current from the V-phase coil 612 to the W-phase coil 613 (the V-phase high-side driver 641 and the W-phase low-side driver 671 are turned on) and the W-phase coil 613 according to the advance of the mechanical phase of the motor shaft. In the same manner, the control for causing the drive current to flow from to the U-phase coil 611 (the W-phase high-side driver 661 and the U-phase low-side driver 631 are turned on) is sequentially performed.

次に、サーボモーター61を正方向に減速回転させる場合(回生制御)の各ドライバー621,631,641,651に対する制御信号を図5に示す。この場合も、V相コイル612からU相コイル611に循環電流が流れる期間を例としてIPMドライバー6の動作を説明する。この場合も、同期間ではW相コイル613には電流が流れないのでドライバー661,671はOFFのままとなるため図5での図示を省略している。
U相ローサイドドライバー631をON、これら以外を全てOFFにすると、V相コイル612からU相コイル611、U相ローサイドドライバー631、V相ローサイドドライバー651に併設された還流ダイオード652の経路で循環電流の経路が形成され(図3の点線の矢印)、モーターの回転運動によって発電された電流が循環する。この場合も、U相ローサイドドライバー631に対してPWMを用いたスイッチングによりON-OFFが行われ、循環電流の大きさが調整される。
この場合も、モーター軸の機械的位相の進みに応じて、W相コイル613からV相コイル612へ循環電流を流す制御(V相ローサイドドライバー651をON)とU相コイル611からW相コイル613へ循環電流を流す制御(W相ローサイドドライバー671をON)とが順番に実行される。
Next, FIG. 5 shows control signals for the drivers 621, 631, 641, and 651 when the servo motor 61 is decelerated and rotated in the forward direction (regenerative control). Also in this case, the operation of the IPM driver 6 will be described by taking as an example the period during which the circulating current flows from the V-phase coil 612 to the U-phase coil 611. Also in this case, since current does not flow through the W-phase coil 613 during the synchronization, the drivers 661 and 671 remain OFF, and the illustration in FIG. 5 is omitted.
When the U-phase low-side driver 631 is turned on and all others are turned off, the circulating current flows through the path from the V-phase coil 612 to the U-phase coil 611, the U-phase low-side driver 631, and the V-phase low-side driver 651. A path is formed (dotted arrow in FIG. 3), and the electric current generated by the rotational motion of the motor circulates. Also in this case, the U-phase low-side driver 631 is turned on and off by switching using PWM, and the magnitude of the circulating current is adjusted.
Also in this case, according to the advance of the mechanical phase of the motor shaft, control is performed so that a circulating current flows from the W-phase coil 613 to the V-phase coil 612 (V-phase low-side driver 651 is ON), and the U-phase coil 611 to the W-phase coil 613. The control for flowing the circulating current to the W phase (the W-phase low-side driver 671 is turned on) is executed in order.

循環電流により、サーボモーター61は減速され、各コイル611,612,613では順番にエネルギーが蓄積される。この蓄積されたエネルギーは、ONされるローサイドドライバーが切り替わるたびに、電源側に回生される。例えば、ONされたローサイドドライバーが、U相ローサイドドライバー631からV相ローサイドドライバー651に切り替えられるときには、U相コイル611から還流ダイオード622を通じて電源側につながるため、U相コイル611から電源に回生電流が流される。即ち、電源スイッチ13を通じて外部の共通電源2へ回生電流が戻される。
また、同様にして、W相ローサイドドライバー671がONされた場合にはV相コイル612による回生電流が共通電源2へ戻され、U相ローサイドドライバー631がONされた場合にはW相コイル613による回生電流が共通電源2へ戻される。
The servo motor 61 is decelerated by the circulating current, and energy is sequentially accumulated in the coils 611, 612, and 613. This accumulated energy is regenerated to the power source whenever the low-side driver that is turned on is switched. For example, when the low-side driver that is turned on is switched from the U-phase low-side driver 631 to the V-phase low-side driver 651, the U-phase coil 611 is connected to the power supply side through the free-wheeling diode 622. Washed away. That is, the regenerative current is returned to the external common power source 2 through the power switch 13.
Similarly, when the W-phase low-side driver 671 is turned on, the regenerative current by the V-phase coil 612 is returned to the common power source 2, and when the U-phase low-side driver 631 is turned on by the W-phase coil 613. The regenerative current is returned to the common power source 2.

次に、制御部7により、電源スイッチ13が切断された時に実行される駆動状態切り替え制御について図6のフローチャートに基づいて説明する。
この駆動状態切り替え制御は、電源スイッチ13が備える一方の接点が他方の接点に対して接触状態から離間する際に、これらの二接点間に生じるアーク放電現象を防止するためのものである。
なお、この駆動状態切り替え制御は、電源スイッチ13の切断時に実行されるが、共通電源2からの電源供給が絶たれた状態でも実行することが可能となるように、制御部用電源10にコンデンサーを備えている。つまり、制御部7は制御部用電源10にコンデンサーに蓄えられた電力により駆動状態切り替え制御を実行する。
Next, drive state switching control executed by the control unit 7 when the power switch 13 is disconnected will be described based on the flowchart of FIG.
This drive state switching control is for preventing an arc discharge phenomenon that occurs between the two contacts when one contact of the power switch 13 is separated from the contact state with respect to the other contact.
This drive state switching control is executed when the power switch 13 is disconnected. However, the control unit power supply 10 has a capacitor so that it can be executed even when the power supply from the common power supply 2 is cut off. It has. That is, the control unit 7 executes the drive state switching control by the electric power stored in the capacitor in the control unit power supply 10.

この駆動状態切り替え制御では、予め、制御部7に対して操作パネル8により放電遮断時間の設定が行われ、制御部7は設定された放電遮断時間を図示しない記憶部(メモリ)に保存する(ステップS1)。この放電遮断時間とは、制御部7がアーク放電を回避するための処理(後述)を電源スイッチ13の切断開始の瞬間から持続的に実行する時間である。
なお、この放電遮断時間の設定は、電源切断制御を実行時に毎回行う必要はなく、既に設定されている場合には、省略しても良い。
In this drive state switching control, the discharge cutoff time is set in advance to the control unit 7 by the operation panel 8, and the control unit 7 stores the set discharge cutoff time in a storage unit (memory) (not shown) ( Step S1). The discharge interruption time is a time for which the control unit 7 continuously executes a process (described later) for avoiding arc discharge from the moment when the power switch 13 is turned off.
The setting of the discharge interruption time does not have to be performed every time the power-off control is executed, and may be omitted if it is already set.

次に、制御部7は、電源スイッチ13が切断(OFF/開状態)されたか否かの判定を行う(ステップS3:検出工程)。電源スイッチ13の切断は、比較回路11により検出される。即ち、電源スイッチ13が接続されている間は、電源スイッチ13の両側の電位差はほとんど生じない状態にある。一方、電源スイッチ13がOFFされると、電源スイッチ13の両端では大きく電位差が生じる。また、仮に、アーク放電が発生して電源スイッチ13の両端で電流が流れている場合であっても接点と接点との間には大きな電気抵抗が生じるので、電源スイッチ13の両端である程度の電位差が発生する。従って、比較回路11では、これらの電位差よりも小さい値を閾値とし、これを超える電位差が電源スイッチ13の両端部に生じた場合に制御部7に対して検出信号を入力する。制御部7は、比較回路11の検出信号の有無により電源スイッチ13の切断を判定することが可能となっている。なお、この比較回路11は、図示しないフォトカプラを介して制御部7に対する検出信号出力を行っており、外部電源と制御部7との直接的な接続が回避される構造となっている。   Next, the control unit 7 determines whether or not the power switch 13 is disconnected (OFF / open state) (step S3: detection step). The disconnection of the power switch 13 is detected by the comparison circuit 11. That is, while the power switch 13 is connected, there is almost no potential difference between both sides of the power switch 13. On the other hand, when the power switch 13 is turned off, a large potential difference occurs between both ends of the power switch 13. Even if arc discharge occurs and current flows at both ends of the power switch 13, a large electric resistance is generated between the contacts, so that a certain potential difference is generated between both ends of the power switch 13. Will occur. Therefore, the comparison circuit 11 uses a value smaller than these potential differences as a threshold value, and inputs a detection signal to the control unit 7 when a potential difference exceeding the threshold value occurs at both ends of the power switch 13. The control unit 7 can determine whether the power switch 13 is disconnected based on the presence or absence of a detection signal from the comparison circuit 11. The comparison circuit 11 outputs a detection signal to the control unit 7 via a photocoupler (not shown), and has a structure in which a direct connection between the external power source and the control unit 7 is avoided.

電源スイッチ13のOFFが検出されると、制御部7は、サーボモーター61が回転中か否かを判定する(ステップS5)。制御部7は、IPMドライバー6に対して制御信号を入力することでサーボモーター61が回転を行うので、現在制御信号を入力しているか否かによりサーボモーター61が回転中か否かを判定することができる。
そして、サーボモーター61が回転していない場合には、電源スイッチ13に流れる電流量は少なく、アーク放電が生じないので、アーク放電を防止するための制御を行うことなく、処理を終了する。
When the OFF of the power switch 13 is detected, the control unit 7 determines whether or not the servo motor 61 is rotating (step S5). Since the servo motor 61 rotates by inputting a control signal to the IPM driver 6, the control unit 7 determines whether or not the servo motor 61 is rotating depending on whether or not the control signal is currently input. be able to.
When the servo motor 61 is not rotating, the amount of current flowing through the power switch 13 is small and arc discharge does not occur. Therefore, the process is terminated without performing control for preventing arc discharge.

サーボモーター61が回転中である場合には、制御部7は、サーボモーター61が回生状態か否かを判定する(ステップS7)。回生か否かは、制御部7が加速・等速制御と回生制御のいずれを実行しているか否かによって判定することができる。
そして、サーボモーター61が回生中である場合には、制御部7は加速・等速制御を前述した放電遮断時間だけ実行し、再びもとの回生制御に戻すようにIPMドライバー6を制御する(ステップS11:駆動状態切り替え工程)。そして、処理を終了する。
また、サーボモーター61が回生中でない場合、即ち、加速又は等速中である場合には、制御部7は、回生制御を前述した放電遮断時間だけ実行し、戻すようにIPMドライバー6を制御する(ステップS9:駆動状態切り替え工程)。そして、処理を終了する。
If the servo motor 61 is rotating, the control unit 7 determines whether the servo motor 61 is in a regenerative state (step S7). Whether or not regeneration is performed can be determined by whether the control unit 7 is executing acceleration / constant speed control or regeneration control.
When the servo motor 61 is regenerating, the control unit 7 executes the acceleration / constant speed control only for the above-described discharge interruption time, and controls the IPM driver 6 so as to return to the original regeneration control again ( Step S11: driving state switching step). Then, the process ends.
Further, when the servo motor 61 is not regenerating, that is, when accelerating or at a constant speed, the control unit 7 controls the IPM driver 6 so that the regenerative control is executed for the discharge interruption time described above and returned. (Step S9: Drive state switching step). Then, the process ends.

[発明の実施形態の技術的効果]
上記直流給電ミシン1では、電源スイッチ13による切断が検出された場合に、制御部7が、IPMドライバー6を一時的に加速又は等速の駆動状態から回生状態に又は回生状態から加速又は等速の駆動状態に切り替える駆動状態切り替え制御を行うので、電源スイッチ13の接点間で放電が発生し得る状態で電流が逆方向に流れるため、放電の発生を防止又は速やかに解消することができる。
また、上記の駆動状態−回生状態の一時的な切り替えは、予め設定された放電遮断時間だけ実行するので、電源スイッチ13の接点同士が放電を回避するために十分な距離だけ離れるまで適正な放電防止効果を維持することが可能である。
そして、直流給電ミシン1に対して直流給電を行った場合でも、電源スイッチ13の切断時に放電を回避又は速やかに解消することができるので、放電による電源スイッチ13の接点の劣化を抑制してその耐久性を向上することが可能となる。
その結果、直流給電ミシン1に比較的安価な機械式接点を備える電源スイッチ13を使用することが可能となる。
また、直流給電ミシン1に直流給電を行うことが可能となるので、縫製システム50において交流から直流への変換を行う共通電源2を複数の直流給電ミシン1で共用することができ、個々の直流給電ミシン1に交流直流変換回路を不要とする、低コストの縫製システムを実現することが可能となる。
[Technical effects of the embodiment of the invention]
In the DC-powered sewing machine 1, when the disconnection by the power switch 13 is detected, the control unit 7 temporarily accelerates the IPM driver 6 from the regenerative state to the regenerative state from the regenerative state or from the regenerative state. Since the drive state switching control for switching to the drive state is performed, the current flows in the reverse direction in a state where a discharge can occur between the contacts of the power switch 13, so that the occurrence of the discharge can be prevented or quickly eliminated.
In addition, the temporary switching between the driving state and the regenerative state described above is executed for a preset discharge interruption time, so that proper discharge is performed until the contacts of the power switch 13 are separated by a sufficient distance to avoid discharge. It is possible to maintain the prevention effect.
Even when DC power is supplied to the DC power supply sewing machine 1, the discharge can be avoided or quickly eliminated when the power switch 13 is disconnected. Durability can be improved.
As a result, it is possible to use the power switch 13 provided with a relatively inexpensive mechanical contact in the DC power supply sewing machine 1.
Further, since it is possible to perform DC power supply to the DC power supply sewing machine 1, the common power source 2 that performs conversion from AC to DC in the sewing system 50 can be shared by a plurality of DC power supply sewing machines 1, and individual DC power supplies can be shared. It is possible to realize a low-cost sewing system that does not require an AC / DC conversion circuit in the power feeding sewing machine 1.

[その他]
なお、上記直流給電ミシン1では、三相のサーボモーターを搭載する場合を例示したが、モーターの種別は回生制御を行うことが可能ないずれのものであっても良い。
また、図6に示すステップS7以降の処理において、加速・等速制御と回生制御との切り替えを一回のみ行っているが、放電遮断期間よりも十分短い周期で、当該放電遮断期間中、加速・等速制御と回生制御との切り替えを繰り返し行っても良い。
[Others]
In the DC power supply sewing machine 1, the case where a three-phase servo motor is mounted is exemplified, but the type of the motor may be any type capable of performing regenerative control.
Further, in the processing after step S7 shown in FIG. 6, the acceleration / constant speed control and the regenerative control are switched only once, but the acceleration is accelerated during the discharge interruption period with a period sufficiently shorter than the discharge interruption period. -Switching between constant speed control and regenerative control may be repeated.

[第二の実施形態]
第一の実施形態では電源スイッチ13の切断時にサーボモーター61が回転駆動を行っている場合に放電が発生しうる状態であるものとして、実際に電源スイッチ13の接点間にアーク放電が発生しているか否かに拘わらず、回生制御と駆動制御とを切り替える駆動状態切り替え制御を実行する場合を例示したが、直流給電ミシン1を、実際に、電源スイッチ13の接点間にアーク放電が発生したことを検出してから回生制御と駆動制御とを切り替える駆動状態切り替え制御を実行する構成としても良い。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, it is assumed that a discharge can occur when the servo motor 61 is rotationally driven when the power switch 13 is cut off, and an arc discharge is actually generated between the contacts of the power switch 13. Although the case where drive state switching control for switching between regenerative control and drive control is executed regardless of whether or not the DC power supply sewing machine 1 is actually subjected to arc discharge between the contacts of the power switch 13 is illustrated. It is good also as a structure which performs drive state switching control which switches regenerative control and drive control after detecting this.

図7は電源スイッチ201の接点間にアーク放電を生じさせることが可能な放電実験回路200の回路図である。この放電実験回路200は、所定の負荷202に対して負荷電流を流すための直流電源203と、直流電源203と負荷202との間に設けられた電源スイッチ13と同一構造の電源スイッチ201と、電源スイッチ201に並列に接続された測定用抵抗素子204と、この測定用抵抗素子204により電源スイッチ201の両端部における電位差を検出する図示しない検出器とを備えている。
直流電源電圧を20[V]とし、回路に流れる電流値を2[A]として電源スイッチ201を切断するときの測定用抵抗素子204の両端部における電位差を記録した。そして、その結果を図8の線図に示す。
FIG. 7 is a circuit diagram of a discharge experiment circuit 200 capable of causing arc discharge between the contacts of the power switch 201. The discharge experimental circuit 200 includes a DC power source 203 for flowing a load current to a predetermined load 202, a power switch 201 having the same structure as the power switch 13 provided between the DC power source 203 and the load 202, A measurement resistance element 204 connected in parallel to the power switch 201 and a detector (not shown) that detects a potential difference at both ends of the power switch 201 by the measurement resistance element 204 are provided.
The DC power supply voltage was set to 20 [V], the current value flowing through the circuit was set to 2 [A], and the potential difference at both ends of the resistance element for measurement 204 when the power switch 201 was cut off was recorded. The results are shown in the diagram of FIG.

電源スイッチOFF時には、接点の接触面積が徐々に減少して、最終的に接点が離れるが、電気抵抗は上記接触面積が狭まるほど高くなっていく。この接点に電流が流れていた場合、抵抗値の増加により発熱量が上昇し、接点の一部が蒸発、電離し、導電性のガスとなって電流経路が形成され、接点が離れても空気中の導電性ガスを通って接点間に電流が流れ続けるという原理により接点でのアーク放電現象が発生する。
従って、図8に示すように、電源スイッチ201が接続状態では電位差はほぼ0となり、電源スイッチ201が完全に切断された状態では電位差は直流電源電圧である20[V]となる。そして、電源スイッチ201のOFFの際には、接点間の接触面積が減るために抵抗値が上がって電圧が0[V]から20[V]に満たない一定の電圧値まで急に上昇し、接点の抵抗値の高い部分からしか金属が蒸発しないため、放電中はこの抵抗値の高い部分を電流が通り続けるので、放電中の接点間電圧はほぼ変化しないことがわかる。
従って、直流給電ミシン1でも、電源スイッチ13のアーク放電発生時の電源スイッチ13の両端における電圧(放電電圧Vaとする)を予め測定し、この放電を含む所定の電圧範囲V1〜V2の間(V1<Va<V2)となる電圧が比較回路11で検出された場合に放電が検出されたものとして放電回避の処理を実行すれば良い。
When the power switch is turned off, the contact area of the contact gradually decreases and finally the contact leaves, but the electrical resistance increases as the contact area decreases. If a current flows through this contact, the amount of heat generated increases due to an increase in resistance, and part of the contact evaporates and ionizes, forming a current path as a conductive gas. The arc discharge phenomenon occurs at the contact point based on the principle that current continues to flow between the contact points through the conductive gas.
Therefore, as shown in FIG. 8, when the power switch 201 is connected, the potential difference is almost 0, and when the power switch 201 is completely disconnected, the potential difference is 20 [V], which is a DC power supply voltage. When the power switch 201 is turned off, the contact area between the contacts decreases, so that the resistance value increases and the voltage suddenly increases from 0 [V] to a constant voltage value less than 20 [V]. Since the metal evaporates only from the portion with the high resistance value of the contact, the current continues to pass through the portion with the high resistance value during the discharge, so that the voltage between the contacts during the discharge hardly changes.
Therefore, the DC power supply sewing machine 1 also measures in advance the voltage (referred to as the discharge voltage Va) at both ends of the power switch 13 when the arc discharge of the power switch 13 occurs, and between a predetermined voltage range V1 to V2 including this discharge ( When a voltage satisfying V1 <Va <V2) is detected by the comparison circuit 11, the discharge avoidance process may be executed assuming that a discharge has been detected.

具体的には、図6におけるフローチャートにおいて、ステップS3における電源スイッチ13の切断状態(OFF/開状態)の検出処理に替えて、電源スイッチ13の両端部おける検出電圧が電圧範囲V1〜V2の間となった場合に、ステップS5以降の処理に進めるように制御を行う構成とすることで、実際に電源スイッチ13の接点間にアーク放電が発生したことを検出してから回生制御と駆動制御とを切り替える駆動状態切り替え制御を実行する直流給電ミシン1を実現することが可能である。なお、このステップS3においてV2よりも大きな電圧が検出された場合には、放電を生じることなく電源が切断されたものとしてそのまま処理を終了させることが望ましい。   Specifically, in the flowchart in FIG. 6, the detection voltage at both ends of the power switch 13 is between the voltage ranges V1 to V2 instead of the detection process of the disconnection state (OFF / open state) of the power switch 13 in step S3. In such a case, the control is performed so as to proceed to the processing after step S5, so that the regenerative control and the drive control are performed after detecting that the arc discharge is actually generated between the contacts of the power switch 13. It is possible to realize the DC power-feed sewing machine 1 that executes the drive state switching control for switching between the two. If a voltage greater than V2 is detected in step S3, it is desirable to terminate the process as it is, assuming that the power supply has been cut off without causing a discharge.

このように、直流給電ミシン1は、前述した電源スイッチ13の切断状態を検出する場合と同様の効果を得ると共に、実際に、電源スイッチ13においてアーク放電が発生した場合にのみ回生制御と駆動制御とを切り替える駆動状態切り替え制御を実行することが可能となり、放電は発生していない場合にまで駆動状態切り替え制御が実行されることを回避することができる。   As described above, the DC power-feed sewing machine 1 obtains the same effect as that in the case of detecting the disconnection state of the power switch 13 described above, and actually, regenerative control and drive control only when arc discharge occurs in the power switch 13. It is possible to execute the driving state switching control for switching between the two, and it is possible to avoid the driving state switching control being executed until no discharge has occurred.

[第三の実施形態]
第一と第二の実施形態では電源スイッチ13の切断又は放電の発生を検出し、回生制御と駆動制御とを切り替える駆動状態切り替え制御を実行する場合を例示したが、直流給電ミシン1において、電源スイッチ13の切断又は放電の検出を省略し、サーボモーター61の加速・等速時及び回生時に周期的に駆動状態切り替え制御を実行するよう制御する構成としても良い。
[Third embodiment]
In the first and second embodiments, the case where the cutting of the power switch 13 or the occurrence of discharge is detected and the drive state switching control for switching between regenerative control and drive control is executed is exemplified. A configuration may be adopted in which disconnection of the switch 13 or detection of discharge is omitted, and drive state switching control is periodically executed during acceleration / constant speed and regeneration of the servo motor 61.

具体的には、第一の実施形態においてサーボモーター61に対して加速・等速回転させる場合(加速・等速制御)の各ドライバー621,631,641,651に対する制御信号を図4に示したが、これに対して、周期的に駆動状態切り替え制御を実行する場合には、図9に示すように、加速又は等速を維持するためにU相ハイサイドドライバー621をパルス状にON、V相ローサイドドライバー651を連続してONしているときに、周期的(PWMの周期よりも長周期)に回生状態が生じるように、V相ローサイドドライバー651もOFFとなるようにIPMドライバー6を制御する。
これにより、各ドライバー621,631,641,651が一時的に全てOFFとなり、加速・等速制御中のサーボモーター61から周期的に回生電流が生じ、加速・等速制御中に電源スイッチ13が切断された場合でも、この周期的に発生する回生電流が放電を抑制することが可能となる。
Specifically, FIG. 4 shows control signals for the drivers 621, 631, 641, 651 when the servo motor 61 is accelerated and driven at a constant speed (acceleration and constant speed control) in the first embodiment. On the other hand, when the drive state switching control is executed periodically, as shown in FIG. 9, the U-phase high-side driver 621 is turned on in pulses to maintain acceleration or constant speed. When the phase low-side driver 651 is continuously turned on, the IPM driver 6 is controlled so that the V-phase low-side driver 651 is also turned off so that a regenerative state occurs periodically (longer than the PWM cycle). To do.
As a result, all the drivers 621, 631, 641, 651 are temporarily turned OFF, and a regenerative current is periodically generated from the servo motor 61 during acceleration / constant speed control, and the power switch 13 is turned on during acceleration / constant speed control. Even when disconnected, the regenerative current generated periodically can suppress discharge.

また、第一の実施形態においてサーボモーター61に対して減速回転をさせる場合(回生制御)の各ドライバー621,631,641,651に対する制御信号を図5に示したが、これに対して、周期的に駆動状態切り替え制御を実行する場合には、図10に示すように、減速するためにU相ローサイドドライバー631のみをパルス状にONしているときに、周期的(PWMの周期よりも長周期)に加速・等速状態が生じるようにU相ハイサイドドライバー621及びV相ローサイドドライバー651がONとなるようにIPMドライバー6を制御する。これにより、U相ハイサイドドライバー621及びV相ローサイドドライバー651がON、V相ハイサイドドライバー641及びU相ローサイドドライバー631がOFFとなり、回生制御中のサーボモーター61に周期的に駆動電流が流れ、回生制御中に電源スイッチ13が切断された場合でも、この周期的に発生する駆動電流が放電を抑制することが可能となる。   Further, FIG. 5 shows control signals for the drivers 621, 631, 641, 651 when the servo motor 61 is rotated at a reduced speed (regenerative control) in the first embodiment. When the drive state switching control is executed, as shown in FIG. 10, when only the U-phase low-side driver 631 is turned on in a pulsed manner to decelerate, it is periodically (longer than the PWM cycle). The IPM driver 6 is controlled so that the U-phase high-side driver 621 and the V-phase low-side driver 651 are turned on so that an acceleration / constant speed state is generated in a cycle). As a result, the U-phase high-side driver 621 and the V-phase low-side driver 651 are turned on, the V-phase high-side driver 641 and the U-phase low-side driver 631 are turned off, and a drive current periodically flows to the servo motor 61 that is performing regenerative control. Even when the power switch 13 is disconnected during the regeneration control, the periodically generated drive current can suppress the discharge.

なお、上記駆動状態切り替え制御の一回の実行時間は前述した放電遮断時間とすることが望ましいが、図9及び図10に示すように、PWM制御が行われているときには、そのON期間又はOFF期間に合わせて実行しても良い。
また、駆動状態切り替え制御の実行周期は、頻度を高めた方が電源スイッチ13の放電防止の実行効率を高めることができるが、頻度が高くなるとモーターの出力が低減するので、放電防止の実行効率とモーターの出力効率とのバランスを考慮して適宜設定する必要がある。上記の例では、10[MS]に一回は行うことが望ましい。
Note that it is desirable that the one execution time of the drive state switching control is the above-described discharge interruption time, but as shown in FIGS. 9 and 10, when PWM control is being performed, the ON period or OFF is performed. You may perform according to a period.
Moreover, the execution cycle of the drive state switching control can increase the execution efficiency of the discharge prevention of the power switch 13 when the frequency is increased. However, since the output of the motor is reduced as the frequency increases, the execution efficiency of the discharge prevention is increased. It is necessary to set appropriately considering the balance between the motor output efficiency and the motor. In the above example, it is desirable to perform it once every 10 [MS].

このように、直流給電ミシン1は、前述した電源スイッチ13の切断状態又はアーク放電を検出する場合と同様の効果を得ると共に、電源スイッチ13の切断状態又はアーク放電の検出手段を不要とすることができ、装置の簡略化及び制御の簡略化を図ることが可能となる。   As described above, the DC power supply sewing machine 1 obtains the same effect as that in the case of detecting the cut state of the power switch 13 or the arc discharge described above, and eliminates the need for detecting the cut state of the power switch 13 or the arc discharge. It is possible to simplify the apparatus and the control.

1 直流給電ミシン
2 共通電源(ミシン外部の直流電源供給源)
6 IPMドライバー(モータードライバー回路)
7 制御部
10 制御部用電源
11 比較回路(検出部)
13 電源スイッチ
21 変換回路
22 蓄積部
50 縫製システム
51 AC電源
61 サーボモーター
1 DC power supply sewing machine 2 Common power supply (DC power supply source outside the sewing machine)
6 IPM driver (motor driver circuit)
7 Control Unit 10 Control Unit Power Supply 11 Comparison Circuit (Detection Unit)
13 Power Switch 21 Conversion Circuit 22 Accumulation Unit 50 Sewing System 51 AC Power Supply 61 Servo Motor

Claims (4)

縫製に関する動作の駆動源となるモーターと、
前記モーターに対する動作指令を生成する制御部と、
ミシン外部の直流電源供給源からミシン内部の電源供給先への接続と切断とを二つの接点の接離動作により切り換える機械式の電源スイッチと、
直流電源供給に基づく駆動電流を前記モーターに通電する駆動状態と前記モーターからの回生電力を前記直流電源供給源側に出力する回生状態とを前記制御回路の指令により切り替え可能なモータードライバー回路とを備える直流給電ミシンにおいて、
前記電源スイッチの切断状態又は切断による前記接点間の放電を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記電源スイッチの切断状態又は切断による前記接点間の放電が検出されると、前記モータードライバー回路を一時的に前記駆動状態から回生状態に又は前記回生状態から駆動状態に切り替える制御を行うことを特徴とする直流給電ミシン。
A motor that is a driving source for operations related to sewing,
A control unit for generating an operation command for the motor;
A mechanical power switch that switches connection and disconnection from the DC power supply source outside the sewing machine to the power supply destination inside the sewing machine by the contact operation of the two contacts;
A motor driver circuit capable of switching between a driving state in which a drive current based on a DC power supply is supplied to the motor and a regenerative state in which regenerative power from the motor is output to the DC power supply source side according to a command from the control circuit; In the DC power supply sewing machine provided,
A detector that detects a discharge state between the contacts due to a disconnected state or disconnection of the power switch;
The control unit is configured to temporarily switch the motor driver circuit from the driving state to the regenerative state or from the regenerative state to the driving state when a discharge state between the contact points due to the cut state of the power switch or the disconnection is detected. A DC-powered sewing machine characterized by
縫製に関する動作の駆動源となるモーターと、
前記モーターに対する動作指令を生成する制御部と、
ミシン外部の直流電源供給源からミシン内部の電源供給先への接続と切断とを二つの接点の接離動作により切り換える機械式の電源スイッチと、
直流電源供給に基づく駆動電流を前記モーターに通電する駆動状態と前記モーターからの回生電力を前記直流電源供給源側に出力する回生状態とを前記制御回路の指令により切り替え可能なモータードライバー回路とを備える直流給電ミシンにおいて、
前記制御部は、前記モーターの回転中に、前記モータードライバー回路を周期的且つ一時的に前記駆動状態から回生状態に又は前記回生状態から駆動状態に切り替える制御を行うことを特徴とする直流給電ミシン。
A motor that is a driving source for operations related to sewing,
A control unit for generating an operation command for the motor;
A mechanical power switch that switches connection and disconnection from the DC power supply source outside the sewing machine to the power supply destination inside the sewing machine by the contact operation of the two contacts;
A motor driver circuit capable of switching between a driving state in which a drive current based on a DC power supply is supplied to the motor and a regenerative state in which regenerative power from the motor is output to the DC power supply source side according to a command from the control circuit; In the DC power supply sewing machine provided,
The control unit performs control to switch the motor driver circuit from the driving state to the regenerative state or from the regenerative state to the driving state periodically and temporarily during rotation of the motor. .
縫製に関する動作の駆動源となるモーターと、前記モーターに対する動作指令を生成する制御部と、ミシン外部の直流電源供給源からミシン内部の電源供給先への接続と切断とを二つの接点の接離動作により切り換える機械式の電源スイッチと、直流電源供給に基づく駆動電流を前記モーターに通電する駆動状態と前記モーターからの回生電力を前記直流電源供給源側に出力する回生状態とを前記制御回路の指令により切り替え可能なモータードライバー回路とを備える直流給電ミシンのモーター駆動方法において、
前記電源スイッチの切断状態又は切断による前記接点間の放電を検出する検出工程と、
前記電源スイッチの切断状態又は切断による前記接点間の放電が検出されると、前記モータードライバー回路を一時的に前記駆動状態から回生状態に又は前記回生状態から駆動状態に切り替える駆動状態切り替え工程とを備えることを特徴とする直流給電ミシンのモーター駆動方法。
A motor that is a driving source for operations related to sewing, a control unit that generates an operation command for the motor, and a connection and disconnection from the DC power supply source outside the sewing machine to the power supply destination inside the sewing machine. A mechanical power switch that switches according to operation; a driving state in which a driving current based on a DC power supply is supplied to the motor; and a regenerative state in which regenerative power from the motor is output to the DC power supply source side. In a motor driving method of a DC power supply sewing machine having a motor driver circuit that can be switched by a command,
A detection step of detecting a discharge state between the contacts due to a disconnected state or disconnection of the power switch;
A drive state switching step of temporarily switching the motor driver circuit from the drive state to the regenerative state or from the regenerative state to the drive state when a discharge state between the contact points due to a cut state or a disconnection of the power switch is detected; A method for driving a motor of a DC-fed sewing machine, comprising:
縫製に関する動作の駆動源となるモーターと、前記モーターに対する動作指令を生成する制御部と、ミシン外部の直流電源供給源からミシン内部の電源供給先への接続と切断とを二つの接点の接離動作により切り換える機械式の電源スイッチと、直流電源供給に基づく駆動電流を前記モーターに通電する駆動状態と前記モーターからの回生電力を前記直流電源供給源側に出力する回生状態とを前記制御回路の指令により切り替え可能なモータードライバー回路とを備える直流給電ミシンのモーター駆動方法において、
前記モーターの回転中に、前記モータードライバー回路を周期的且つ一時的に前記駆動状態から回生状態に又は前記回生状態から駆動状態に切り替えることを特徴とする直流給電ミシンのモーター駆動方法。
A motor that is a driving source for operations related to sewing, a control unit that generates an operation command for the motor, and a connection and disconnection from the DC power supply source outside the sewing machine to the power supply destination inside the sewing machine. A mechanical power switch that switches according to operation; a driving state in which a driving current based on a DC power supply is supplied to the motor; and a regenerative state in which regenerative power from the motor is output to the DC power supply source side. In a motor driving method of a DC power supply sewing machine having a motor driver circuit that can be switched by a command,
A method for driving a motor of a DC-powered sewing machine, wherein the motor driver circuit is periodically and temporarily switched from the drive state to the regenerative state or from the regenerative state to the drive state during rotation of the motor.
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