JP3596451B2

JP3596451B2 - 単錘駆動式紡機の運転管理システム

Info

Publication number: JP3596451B2
Application number: JP2000289192A
Authority: JP
Inventors: 常徳岩下; 豊篠崎
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: CN100430541C; JP2002105770A; EP1191132B1; EP1191132A2; DE60119856D1; EP1191132A3; CN1345987A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多数の錘を装備するとともに、各錘のスピンドルを各錘毎に設けられたモータにより独立して駆動する複数台の単錘駆動式紡機を管理する単錘駆動式紡機の運転管理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、精紡機機台の多数錘化あるいはスピンドルの回転の高速化を図るため、精紡機機台の全錘を１台のモータで駆動する代わりに、各錘毎にスピンドル駆動モータを設けた単錘駆動式紡機が提案されている。単錘駆動式紡機において、各スピンドル駆動モータを制御する方式として、特開平１０−２２６９３０号公報には、１台のインバータで各スピンドル駆動モータを駆動制御する方式が開示されている。また、特開平１１−１８１６３６号公報には、各スピンドル駆動モータを個別のインバータで駆動制御する方式も開示されており、各錘の糸切れ情報を機台に設けられた制御装置で管理することも開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
１台のモータで多数のスピンドルを駆動する構成の紡機では、特定錘を停止させた状態で機台の運転を行うことが構成上できないため、機台の運転管理の自由度が小さい。しかし、単錘駆動式の紡機の場合は各錘のスピンドルをそれぞれ独立して駆動できるため、特定錘を停止させた状態で機台の運転を行うことも可能になる。従って、機台の運転管理の自由度が大きくなる。従来、単錘駆動式紡機においては、各機台毎の管理（特に糸切れ）について提案されているが、機台間にまたがっての管理については何ら提案されていなかった。
【０００４】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は単錘駆動式紡機において、各機台間にまたがって効率良く管理ができる単錘駆動式紡機の運転管理システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、多数の錘を装備するとともに、各錘のスピンドルを各錘毎に設けられたモータにより独立して駆動する複数台の単錘駆動式紡機を管理する単錘駆動式紡機の運転管理システムであって、各錘毎に各錘のモータを制御するとともに各錘の状態に関するデータを出力する錘制御用コンピュータを設け、各機台毎に前記錘制御用コンピュータから出力された各錘の状態に関するデータに基づき当該機台の管理データを出力する機台制御用コンピュータを設け、前記各錘制御用コンピュータと機台制御用コンピュータとを通信手段を介して接続し、前記各機台制御用コンピュータから出力される前記管理データに基づいて各機台の運転状況を把握するとともに前記機台制御用コンピュータに機台運転のためのデータを出力するホストコンピュータとを通信手段を介して接続した。
【０００６】
この発明では、前記錘制御用コンピュータ、機台制御用コンピュータ及びホストコンピュータが通信手段を介して接続されているため、各コンピュータ間でデータの授受が簡単にでき、管理の分担を図ることで、効率良く管理ができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記ホストコンピュータは前記機台制御用コンピュータから出力された管理データに基づいて特定の錘の起動を禁止する起動禁止指令信号及びその起動禁止を解除する起動禁止解除信号を前記機台制御用コンピュータを介して前記錘制御用コンピュータに出力する。
【０００８】
この発明では、作業者が各錘毎に勝手に起動禁止を解除することがなく、ホストコンピュータでの管理に支障を来す虞がない。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記機台制御用コンピュータは前記各錘制御用コンピュータからの糸切れに関するデータと、機台の紡出量検出手段からの検出信号とに基づいて各錘の実紡出長を演算する演算手段を備えている。「実紡出長」とは各錘のボビンに巻き取られた実際の糸の長さを意味する。
【００１０】
従って、この発明では、各錘毎に実紡出長が求められ、機台制御用コンピュータからそのデータを入力することにより、ホストコンピュータは各錘及び各機台の生産高及び生産効率をより精度良く把握できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をリング精紡機に具体化した一実施の形態を図１及び図２に従って説明する。
【００１２】
図２（ａ）に示すように、紡機の各スピンドル１にはそれぞれスピンドル駆動用モータ（以下、スピンドルモータという）２が設けられている。スピンドルモータ２としては同期モータが使用されている。各スピンドルモータ２はハウジング３内にそれぞれスピンドル制御装置４（図２（ｂ）及び図１に図示）を備えている。スピンドル制御装置４には商用電源をＡＣ／ＤＣコンバータ（いずれも図示せず）で変換した直流が供給される。
【００１３】
図２（ｂ）に示すように、スピンドル制御装置４はインバータ５及び錘制御用コンピュータ（以下、錘コンピュータと称す）６を備えている。錘コンピュータ６はＣＰＵ７及びメモリ８を備えている。インバータ５とスピンドルモータ２とを接続する３本の給電線の任意の１本には各スピンドルモータ２に供給される電流を計測する糸切れ検出手段を構成する電流センサ９が設けられている。ＣＰＵ７は電流センサ９の出力をＡ／Ｄ変換器及びインタフェース（いずれも図示せず）を介して入力する。ＣＰＵ７は電流センサ９の出力信号から電流変化率を求め、電流変化率が設定値を超えたとき糸切れと判断し、糸切れ時には当該錘のスピンドルモータ２への電力供給を停止するとともに、後記する糸切れ表示用の表示部を駆動するようになっている。また、ＣＰＵ７はスピンドルモータ２の回転速度を検出するセンサ（図示せず）の検出信号から、スピンドルモータ２の回転速度が所定の速度から大きくずれた場合は異常と判断してスピンドルモータ２を停止させ、後記する異常報知用の表示部を駆動するようになっている。
【００１４】
ハウジング３には糸切れ表示用の表示部１０ａと、異常報知用の表示部１０ｂとが設けられている。図２（ａ）に示すように、両表示部１０ａ，１０ｂはハウジング３の前面に並んで設けられている。表示部１０ａには橙色のＬＥＤ（発光ダイオード）が使用され、表示部１０ｂには赤色のＬＥＤが使用されている。また、ハウジング３にはスピンドルモータ２の起動、停止を指令するスイッチ１１が装備されている。
【００１５】
紡機機台の全錘は複数のグループに分割され、図１に示すように、各スピンドル制御装置４の錘コンピュータ６は複数錘（例えば、４８錘）を１グループとして、それぞれセクション制御ユニット１２に通信手段としての通信ライン１３を介して接続されている。各セクション制御ユニット１２は全錘を統括する機台制御装置１４に通信ライン１３を介して接続されている。通信ライン１３はシリアル・インタフェースを使用したマルチドロップ接続が採用されている。シリアル・インタフェースとして例えばＲＳ−４８５が使用されている。各セクション制御ユニット１２は当該セクション制御ユニット１２に接続されたグループの錘コンピュータ６と、機台制御装置１４との間の信号の授受を中継する。
【００１６】
機台制御装置１４は機台制御用コンピュータ（以下、機台コンピュータと称す）１５、入力装置１６及びディスプレイ１７を備えている。機台コンピュータ１５はＣＰＵ１８、ＲＯＭ１９、ＲＡＭ２０及び入出力インタフェース２１を備え、入力装置１６、ディスプレイ１７及び紡出量検出手段２２が入出力インタフェース２１を介してＣＰＵ１８に接続されている。紡出量検出手段２２にはフロントローラ（図示せず）の回転数を積算するカウンタが使用され、ＣＰＵ１８はそのカウント値からその時の紡出量を演算する。ＣＰＵ１８は実紡出長を演算する演算手段を構成する。
【００１７】
ＲＯＭ１９にはプログラムデータと、その実行に必要な各種データとが記憶されている。プログラムデータには種々の繊維原料、紡出糸番手及び撚り数等の紡出条件と、定常運転時のスピンドル回転速度、ドラフト駆動系及びリフティング駆動系のモータの回転速度との対応データ等がある。ＲＡＭ２０は入力装置１６により入力されたデータやＣＰＵ１８における演算処理結果等を一時記憶する。
【００１８】
ＣＰＵ１８は各錘コンピュータ６から所定周期で、各錘の糸切れ及び異常の有無に関するデータを入力し、そのデータと紡出量検出手段２２からの検出信号とに基づいて各錘の実紡出長を演算するとともに、各錘毎の糸切れ回数を積算する。ＲＡＭ２０には糸切れ回数を記憶する記憶領域と、実紡出長を記憶する記憶領域とが各錘に対応して設けられている。
【００１９】
ＣＰＵ１８は糸切れが発生した錘について、対応する記憶領域に糸切れ回数を積算記憶させる。また、各錘について、糸切れあるいは異常停止時の紡出量検出手段２２のカウント値と、紡出再開時の紡出量検出手段２２のカウント値との差を記憶し、実紡出長を演算する際、その時点の紡出量検出手段２２のカウント値から求めた紡出長から、前記カウント値の差に相当する紡出長を差し引いて、その時点の実紡出長とする。実紡出長の演算時までに紡出が再開されていないときは、前記停止時までの紡出長が実紡出長となる。ＣＰＵ１８は機台の運転開始から玉揚げ停止までの間（１ドッフ間）の各錘の糸切れ回数を各錘毎に積算し、１ドッフ毎に積算値をゼロにリセットする。機台コンピュータ１５は入力装置１６の操作により、各種の管理情報（例えば、糸切れ錘及び異常錘の番号や位置）をディスプレイ１７に表示可能になっている。
【００２０】
各機台コンピュータ１５はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）２３を介してホストコンピュータ２４と接続されている。ホストコンピュータ２４はＣＰＵ２５、ＲＯＭ２６、ＲＡＭ２７を備えている。ホストコンピュータ２４には入出力インタフェース（図示せず）を介して入力装置２８及びカラーディスプレイ２９が接続されている。ホストコンピュータ２４には各機台コンピュータ１５から各錘の糸切れ情報、実紡出長、異常の有無あるいはモータ回転数、電流、電圧、負荷状態等の管理データが入力される。糸切れ情報には各錘が現在糸切れ状態か否かの情報、糸切れ積算回数の情報が含まれる。
【００２１】
ＣＰＵ２５は所定期間内（この実施の形態では１ドッフ内）の糸切れ回数が予め設定された所定回数Ｎαを超えたとき、当該錘のスピンドルモータ２の起動を禁止する起動禁止指令信号を当該錘の錘コンピュータ６に、機台コンピュータ１５を介して出力する。所定回数Ｎαは紡出条件によっても異なるが、例えば数回に設定されている。錘コンピュータ６は起動禁止指令信号を入力すると、当該錘の表示部１０ｂを点灯させるとともに、起動禁止解除指令信号を入力するまでスイッチ１１又は機台コンピュータ１５から起動信号が入力されてもスピンドルモータ２の起動を行わないようになっている。
【００２２】
ホストコンピュータ２４は入力装置２８の操作により、各種の管理情報をカラーディスプレイ２９に表示可能になっている。ホストコンピュータ２４は入力装置２８の操作により、起動禁止解除指令信号を機台コンピュータ１５へ出力可能となっている。機台コンピュータ１５のＣＰＵ１８はこの禁止解除指令信号に基づき、該当する錘の錘コンピュータ６に起動解除指令信号を出力する。
【００２３】
また、ホストコンピュータ２４は、各機台コンピュータ１５に機台運転のためのデータ、例えば、生産調整を行う際の停止錘の番号、紡出条件変更時の紡出条件等を送信する。さらに、ホストコンピュータ２４は図示しないプリンタから、各種の管理データや日報等を印刷可能になっている。
【００２４】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。精紡機の運転に先立って繊維原料、紡出糸番手、撚り数等の紡出条件がホストコンピュータ２４から各機台コンピュータ１５に入力される。なお、前記紡出条件は機台コンピュータ１５の入力装置１６からも入力可能である。そして、精紡機の運転が開始されると、機台コンピュータ１５から各錘の錘コンピュータ６にスピンドルモータ２の速度指令が出力され、錘コンピュータ６は機台コンピュータ１５からの指令に基づき、インバータ５を介してスピンドルモータ２を所定の回転速度となるように制御する。
【００２５】
各錘コンピュータ６は所定周期で対応する錘の糸切れの有無及び異常の有無を判断し、糸切れと判断すると、スピンドルモータ２を停止させるとともに表示部１０ａを点灯（駆動）させ、異常と判断すると、スピンドルモータ２を停止させるとともに表示部１０ｂを点灯（駆動）させる。錘コンピュータ６は糸切れ及び異常の有無をセクション制御ユニット１２に出力する。
【００２６】
機台コンピュータ１５のＣＰＵ１８は所定周期で、セクション制御ユニット１２を介して各錘の錘コンピュータ６から糸切れの有無及び異常の有無のデータを入力する。また、機台コンピュータ１５は、各錘の実紡出長を演算する。そして、機台コンピュータ１５はホストコンピュータ２４からの指令によって、運転中に糸切れ情報等の管理情報をホストコンピュータ２４に出力する。機台コンピュータ１５は満管停止後、１ドッフ間の糸切れ積算回数のカウント値及び各錘の実紡出長のデータをゼロにリセットする前に、それらのデータをホストコンピュータ２４に出力する。
【００２７】
ホストコンピュータ２４は機台運転中、前記管理データに基づいて糸切れ積算回数が所定回数Ｎαを超えた錘を検索し、該当する錘を不調錘と判断して当該錘の錘コンピュータ６に機台コンピュータ１５を介して起動禁止指令を出力する。また、ホストコンピュータ２４は１ドッフ毎の管理データに基づいて、各錘の実紡出長から各錘の効率及び各機台の効率を演算する。
【００２８】
ホストコンピュータ２４は生産調整のために一部の機台や錘を停止させる計画停止を行う際、各機台コンピュータ１５に停止すべき錘番号を指令する。その際、効率の悪い錘や機台を優先的に停止させる。
【００２９】
保全作業者によって不調錘の修復処理が完了すると、その旨が管理者に報告され、管理者はホストコンピュータ２４の入力装置２８を操作して、当該錘に起動禁止解除指令信号を機台コンピュータ１５を介して出力する。そして、修復処理が完了した不調錘は再びスピンドルモータ２の駆動制御が可能になる。管理者は起動禁止解除を行う際、起動禁止状態にある錘をカラーディスプレイ２９の画面に表示させる。そして、管理者は起動禁止を解除すべき錘を選択して、画面上で当該錘の表示をクリックすると、当該錘への起動禁止解除指令が当該錘の所属する機台コンピュータ１５に出力され、画面上の当該錘の表示が解除される。
【００３０】
紡出が継続されて満管になると、機台の運転が停止される。そして、玉揚げ装置（図示せず）による玉揚げ作業が開始される。玉揚げ作業の開始信号により、前記ＲＡＭ２０に記憶されている各錘の糸切れ回数の積算値及び実紡出長がゼロにリセットされる。なお、修復が完了した不調錘に起動禁止解除指令信号が出力された時も、その指令信号に基づいて当該錘の糸切れ積算回数がゼロにリセットされる。
【００３１】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）単錘駆動式紡機において各錘毎に設けられた錘コンピュータ６と機台コンピュータ１５とを通信ライン１３を介して接続し、各機台コンピュータ１５と各機台の運転状況を把握するホストコンピュータ２４とをＬＡＮ２３を介して接続した。従って、各コンピュータ間でデータの授受が簡単にでき、管理の分担を図ることで、効率良く管理ができる。
【００３２】
（２）各錘の糸切れが各錘コンピュータ６で判断されて判断結果が機台コンピュータ１５に出力され、各機台コンピュータ１５からホストコンピュータ２４へ管理データが出力される。従って、糸切れに関するデータの収集時間の短縮が可能になり、より高速のモニタリングが可能になる。
【００３３】
（３）各錘コンピュータ６がセクション制御ユニット１２を介して機台コンピュータ１５に接続されている。従って、機台コンピュータ１５がポーリング方式で糸切れ等の各錘のデータを入手する際、機台コンピュータ１５はセクション制御ユニット１２の数だけポーリングを行うことで、全錘のデータを入力でき、データの収集時間をより短縮できる。
【００３４】
（４）ホストコンピュータ２４は各機台コンピュータ１５から管理データを入力することにより、全機台の稼動状況の把握や、不調錘の判断及び不調錘の停止等の管理を効率よく行える。
【００３５】
（５）機台コンピュータ１５は各錘コンピュータ６からの糸切れに関するデータと、機台の紡出量検出手段２２からの検出信号とに基づいて各錘の実紡出長を演算する。従って、ホストコンピュータ２４は各機台コンピュータ１５からそのデータを入力することにより、各錘及び各機台の生産高及び生産効率をより精度良く把握できる。
【００３６】
（６）機台コンピュータ１５がホストコンピュータ２４にＬＡＮ２３を介して接続され、起動禁止指令の解除がホストコンピュータ２４からの指令によって可能となっている。従って、作業者が各錘毎に勝手に起動禁止を解除することがなく、ホストコンピュータ２４での管理に支障を来す虞がない。
【００３７】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ セクション制御ユニット１２を設けずに、図３に示すように、各スピンドル制御装置４の錘コンピュータ６と、機台制御装置１４の機台コンピュータ１５とをＬＡＮ３０を介して互いに接続してもよい。ＬＡＮ３０にはイーサネットが使用される。この構成では、機台コンピュータ１５からポーリングを行って錘コンピュータ６との間でデータの授受を行わずに、各錘コンピュータ６側から機台コンピュータ１５に対してデータの出力が可能となる。その結果、機台コンピュータ１５が全錘に対する糸切れや異常発生の有無等のデータを入手するのに必要な時間をより短縮できる。
【００３８】
○ 起動禁止指令等のように、錘コンピュータ６が実施する動作が同じ指令について、起動禁止の理由の違いに拘わらず起動禁止指令信号を共通にしてもよい。
【００３９】
○ 機台コンピュータ１５又はホストコンピュータ２４あるいは両コンピュータ１５，２４が、１ドッフ内の糸切れ積算回数と所定回数Ｎαとを比較して、所定回数Ｎαを超えた錘を不調錘と判断して当該錘の錘コンピュータ６に起動禁止指令を出力するようにしてもよい。
【００４０】
○ 各錘の糸切れ検出はスピンドルモータ２への供給電流を電流センサ９で検出する方式に限らず、他の方式の糸切れ検出センサを使用してもよい。
○ 異常報知用の表示部１０ｂを糸切れ報知用の表示部１０ａと別々に設ける代わりに、１個の表示部を使用して、表示態様を変えること、例えば、連続点灯と点滅との組み合わせで糸切れと、異常とを報知するようにしてもよい。この場合、部品点数が少なくなり製造コストを低減できる。
【００４１】
○ 不調錘か否かの判断を行う糸切れ回数の積算期間を、１ドッフ単位ではなく、複数ドッフ、交替勤務の作業者の勤務時間単位あるいは日単位としてもよい。
【００４２】
○ リング精紡機に限らず、単錘駆動方式のリング撚糸機等に適用してもよい。
前記各実施の形態から把握できる請求項記載以外の技術的思想（発明）について以下に記載する。
【００４３】
（１）請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記各錘制御用コンピュータと機台制御用コンピュータとはイーサネットを介して接続されている。
【００４４】
（２）請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記機台制御用コンピュータからの指令により前記各錘制御用コンピュータが実施する動作が同じ指令の指令信号を指令の種類に拘わらず同じにする。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜請求項３に記載の発明によれば、単錘駆動式紡機において、各機台間にまたがって効率良く管理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気的構成を示すブロック回路図。
【図２】（ａ）は一実施の形態の錘を示す概略正面図、（ｂ）スピンドル制御装置のブロック図。
【図３】別の実施の形態の電気的構成を示す概略ブロック回路図。
【符号の説明】
１…スピンドル、２…スピンドルモータ、６…錘制御用コンピュータ、１３…通信手段としての通信ライン、１５…機台制御用コンピュータ、１８…演算手段としてのＣＰＵ１８、２２…紡出量検出手段、２３，３０…通信手段としてのＬＡＮ、２４…ホストコンピュータ。

Claims

多数の錘を装備するとともに、各錘のスピンドルを各錘毎に設けられたモータにより独立して駆動する複数台の単錘駆動式紡機を管理する単錘駆動式紡機の運転管理システムであって、
各錘毎に各錘のモータを制御するとともに各錘の状態に関するデータを出力する錘制御用コンピュータを設け、各機台毎に前記錘制御用コンピュータから出力された各錘の状態に関するデータに基づき当該機台の管理データを出力する機台制御用コンピュータを設け、前記各錘制御用コンピュータと機台制御用コンピュータとを通信手段を介して接続し、前記各機台制御用コンピュータから出力される前記管理データに基づいて各機台の運転状況を把握するとともに前記機台制御用コンピュータに機台運転のためのデータを出力するホストコンピュータとを通信手段を介して接続した単錘駆動式紡機の運転管理システム。
前記ホストコンピュータは前記機台制御用コンピュータから出力された管理データに基づいて特定の錘の起動を禁止する起動禁止指令信号及びその起動禁止を解除する起動禁止解除信号を前記機台制御用コンピュータを介して前記錘制御用コンピュータに出力する請求項１に記載の単錘駆動式紡機の運転管理システム。
前記機台制御用コンピュータは前記各錘制御用コンピュータからの糸切れに関するデータと、機台の紡出量検出手段からの検出信号とに基づいて各錘の実紡出長を演算する演算手段を備えている請求項１又は請求項２に記載の単錘駆動式紡機の運転管理システム。