JP4078879B2 - Traverse control device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラバースモータのロータの運動をトラバースガイドに伝達して、トラバースガイドを往復運動させるためにトラバースモータの正逆回転駆動を制御するトラバース制御装置に関し、特にトラバースターンの高速化を実現するためのトラバース制御装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、糸条をトラバースしながらパッケージに巻き取る巻取装置等に備えられるトラバース装置としては、トラバース制御装置により制御されて正逆回転するトラバースモータにより、トラバースモータのロータの運動をトラバースガイドに伝達して、トラバースガイドを往復運動させる構成のものがある。
このトラバースモータとしては、一般的に、円筒型の永久磁石をロータとして用いたパーマネントマグネット(PM)型モータが用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、トラバース装置においては、トラバース速度の高速化が求められており、高速でのトラバースを行うために、往復運動の端部での反転も高速化する必要がある。
高速で反転するためには、反転時に大きなトルクが必要とされるが、従来のPM型モータのトルクを高めるためには、ロータの磁石を大きくしたり、珪素鋼板等で構成される鉄芯を大きくしたりすることが考えられる。
しかし、ロータ磁石を大型化する等ではロータの慣性が増加し、却って高速反転性を損なってしまうことになってしまう。これにより、トラバースの高速ターンが阻害され、トラバース端部において糸が滞留し、耳高が発生することによるパッケージ巻形状不良を生じさせる。
そこで、本発明では、トラバースの高速反転制御を可能とするべく、低慣性かつ高トルクなトラバースモータを用いたトラバース制御装置を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決すべく、次のような手段を用いるものである。即ち、請求項1の発明においては、トラバースモータのロータの運動をトラバースガイドに伝達して、トラバースガイドを往復運動させるためにトラバースモータの正逆回転駆動を制御するトラバース制御装置であって、前記モータは、円盤状部材にて構成されたロータと、ロータの両面側に対峙して配置される一対の固定子部分を具備し、一対の固定子部分により磁気回路を形成する固定子部分対にて構成されるステータとを備えてなり、該ステータに対して電流指令値を算出し、励磁を制御するモータドライバと、ロータの現在位置を検出する位置検出手段とを備え、前記モータドライバは、トルク電流制御部を備え、該トルク電流制御部は、前記位置検出手段の検出した現在位置に基づくトルク電流指令信号と実際のトルク電流とに基づいてトルク電圧指令信号を出力する。
【0005】
これにより、高精度な位置制御と共に、ロータの慣性(イナーシャ)が小さく、高トルクを有する、ディスクロータ型のモータに構成されているので、更なるトラバース端部におけるターン速度の高速化を可能にする。
【0006】
請求項2の発明においては、前記モータドライバは、磁束電流制御部を備え、該磁束電流制御部は、目標電流となる磁束電流指令信号と実際の磁束電流とに基づいて磁束電圧指令信号を出力する。
【0007】
請求項3の発明においては、記モータドライバは、前記位置検出手段により検出した現在位置に基づいて、ロータの現在位置に対して所定の進角量を有する進角励磁位置を算出し、前記電流指令信号に基づいて、進角付与後の電流指令信号の大きさを決定する進角励磁位置算出部を備える。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付の図面より説明する。図1は本発明のトラバース制御装置を搭載するトラバース装置の全体構成を示す図、図2はトラバースモータをベクトル制御及び進角制御するためのモータドライバの構成を示すブロック図、図3はトラバースモータを示す側面断面図、図4はトラバースモータのステータ部を示す部分平面図、図5はトラバースモータのロータ部を示す部分平面図、図6はロータディスクを複数設けたトラバースモータを示す側面断面図である。
【0009】
本発明のトラバース制御装置を搭載するトラバース装置の構成について説明する。
図1に示すように、本発明にかかるトラバース制御装置を搭載したトラバース装置1は、図示しない給糸パッケージから解舒された糸条Yをボビン軸方向にトラバースしながら巻取りパッケージ3に巻き返す、巻取装置に用いられている。
巻取りパッケージ3は、ボビン31に糸条Yを巻き取ることで形成され、クレードル32により回転自在に支持されている。
【0010】
尚、図1では、巻取りパッケージ3として、巻太りに伴って次第にトラバース幅(巻き幅)を狭くして形成したテーパーエンドパッケージが図示されているが(例えば、巻き始めパッケージ幅をLa、巻き終わりのパッケージ幅をLaより小さなLbとしている)、パッケージ形状は、このようなテーパーエンド形状に限定されるものではない。
巻取りパッケージ3の外周面には、巻取用モータにより回転駆動される巻取りローラ2が当接しており、該巻取りローラ2により巻取りパッケージ3を回転駆動している。
【0011】
トラバース装置1は、ロータが正逆回転可能なトラバースモータ11と、該トラバースモータ11(ロータ)により正逆回転切換可能に回転駆動される駆動プーリ12と、トラバース範囲の両側方に配置される従動プーリ13・13と、該駆動プーリ12及び従動プーリ13・13に巻回される駆動ベルト14と、該駆動ベルト14に固設され糸条Yをガイドするトラバースガイド15とを備えている。
尚、駆動ベルト14としては、タイミングベルト等の各種ベルトや金属製ワイヤをはじめ、その他同様の機能を有する可撓性のエンドレス体を使用することができる。
トラバースガイド15は、駆動プーリ12(トラバースモータ11のロータ)の正逆回転に伴って、該正逆回転運動を駆動ベルト14を介して伝達されることにより、ボビン31の軸方向における一端側から他端側、又は他端側から一端側へ往復移動し、これにより、巻取りパッケージ3に巻き取られる糸条Yをトラバースするように構成している。
【0012】
また、トラバース装置1はモータ制御部5を備えており、トラバースモータ11の駆動を制御して、トラバースガイド15の位置及び駆動速度を制御している。このように、トラバースモータ11の正逆駆動を制御することにより、糸条Yが係合したトラバースガイド15を所定のトラバース幅で往復動させることができる。
尚、トラバースモータ11は、複数並設される巻取装置毎に設けられており、各トラバースモータ11に対してそれぞれ設けられる複数のモータ制御部5と、該モータ制御部5に対してパッケージ形成のためのデータの送信等を行う中央制御部(ホストコンピュータ)6とで、トラバース制御装置が構成されている。
【0013】
以上の如く構成されるトラバース装置1は、単一の巻取りパッケージ3に対して個別にトラバースモータ11を設け、マイクロコンピュータを有する前記モータ制御部5により、トラバースガイド15の位置及び速度を制御するようにしている。
そして、モータ制御部5は、後述する駆動パターン生成部52及びモータドライバ51により構成されている。駆動パターン生成部52は、トラバースモータ11に対する位置指令に相当するモーションパルスを出力し、モータドライバ51は、モーションパルス数に応じた回転量となるようにトラバースモータ11を制御する。
【0014】
次に、モータ制御部5による、トラバースモータ11の制御について説明する。
モータ制御部5は、トラバースモータ11を介してトラバースガイド15の位置制御を行うものであり、上述したように、トラバースモータ11に所定の駆動動作を行わせるための指令信号(位置指令)を生成する駆動パターン生成部52と、生成した指令信号に従ってトラバースモータ11を駆動するモータドライバ51とを備えている。
駆動パターン生成部52及びモータドライバ51の主な機能は、共通のマイクロコンピュータ(図示略)により実現されている。
【0015】
このマイクロコンピュータは、モーションコントロール機能及びモータドライバ機能を実行する手段の主構成となる、単一の演算装置(CPU)と、トラバースの制御プログラム(モーションプログラム)等を格納するROMと、演算データ等を一時的に格納するRAMとを備えている。
演算装置は、ROMに格納された制御プログラムを実行することにより、後述するようなトラバースモータ11の制御(トラバース制御)を行う。
尚、駆動パターン生成部52とモータドライバ51とにそれぞれ個別にマイクロコンピュータを設け、各機能を別個のマイクロコンピュータにより実現するようにしてもよい。
また、モータ制御部5には、トラバースモータ11のロータの軸に取り付けられる回転角度(位置)検出用のモータ回転検出器(ロータリエンコーダ)53、及び巻取りパッケージ3の回転速度を検出するためのパッケージ回転検出器54が接続されており、それぞれの検出値がモータ制御部5に入力されている。
【0016】
モータ制御部5の駆動パターン生成部52内にはパッケージ径算出手段52aが設けられており、巻取中パッケージ回転検出器54の検出値に基づいて常時パッケージ径が算出される。
そして、駆動パターン生成部52内に設けられる指令信号生成手段52bが、前述のROMに格納されているモーションプログラム及び算出されたパッケージ径に基づいて、トラバースモータ11を駆動制御するための指令信号(モーションパルス)を生成する。
尚、パッケージ径算出方法としては、巻取りローラ2に対する巻取りパッケージ3の相対位置(クレードル32の角度)を検出する等、他の方法を使用することもできる。
【0017】
また、ROMに格納されているモーションプログラムは、巻き始めのパッケージ幅La、巻き終わりのパッケージ幅Lb、巻き終わりのパッケージ径D、及びテーパー角θ等のパッケージ形状に関するパラメータに基づいて構成されている。これらのパッケージ形状に関するパラメータのデータは中央制御部6から送信され、中央制御部6から種々のパターンのデータを送信することにより、所望のパッケージ形状を形成することが可能である。
【0018】
モータドライバ51は、複数のスイッチング素子を有する駆動回路(図示略)を含み、駆動パターン生成部52により生成されたモーションパルスに従い、トラバースモータ11に対してモータ駆動信号を出力する。
モータ駆動信号が入力されたトラバースモータ11は、モーションパルスの周波数に応じた速度で、モーションパルス数に応じた角度だけ回転駆動される。即ち、モータドライバ51は、トラバースモータ11の回転位置をロータリエンコーダ等の回転検出器53により検出し、その検出された回転位置と位置指令値(モーションパルス数)との偏差をマイクロコンピュータにより求めて、この偏差がゼロになるように、即ち検出位置が位置指令に追従するようにトラバースモータ11の位置制御を行う。
具体的には、後に図2を用いて説明するように、モータドライバ51は、モータ電流を検出する電流検出手段(電流検出器70)を備え、モーションパルス数に応じた位置指令と回転検出器53により検出した現在位置とに基づいて速度指令値を算出し、該速度指令値と回転検出器53により検出した現在速度とに基づいて電流指令値を算出し、該電流指令値と電流検出値とに基づいてトラバースモータ11の励磁を制御する。
【0019】
このように、トラバース制御装置は、各トラバース装置1のモータ制御部5に対して所定のパッケージ形状を形成するためのデータを送信する中央制御部6を備え、該モータ制御部5には、パッケージ径算出手段52aと、中央制御部6から送信されるパッケージデータ及びパッケージ径算出手段52aにより算出されたパッケージ径に基づいてトラバース制御信号を生成する指令信号生成手段52bとが設けられている。
そして、これらの手段等によりモーションパルスを生成して、所望の形状等に巻取りパッケージ3を形成するべく、トラバースガイド15の駆動制御を確実に行うようにしている。
【0020】
以上の如くトラバースモータ11の駆動制御を行うトラバース制御装置は、実際のロータの位置に対して、該ロータ位置に対して所定角度だけ進めたタイミングで(即ち進角させて)、モータコイルの通電制御を行う、進角制御を行うことを可能としている。
この場合、ROMに記憶されたモーションプログラムにより、ロータの速度及び位置(或いはトラバースガイド15の速度及び位置)等といったトラバースパターンが規定されており、このトラバースパターンに従うようにトラバースモータ11が制御される。
【0021】
以下に、ベクトル制御されるトラバースモータ11に対して進角制御を行った場合について図2を用いて説明する。
前述の如く指令信号生成手段52bにて生成されるモーションパルス(指令信号)は、トラバースモータ11を構成するモータの目標回転角(位置指令信号)を示す信号である。
モータドライバ51内における、位置制御部61は、モーションパルスの個数により算出した位置指令信号(目標位置)と、ロータリエンコーダであるモータ回転検出器53の検出パルスを基にして算出した位置演算部67による位置演算結果(現在位置)とに基づいて速度指令信号を生成する。具体的には、偏差演算部60により算出される位置指令信号と位置演算結果との偏差と、予め設定されたゲインとを用いてPI制御又はPID制御により速度指令信号を生成する。
【0022】
速度制御部62は、位置制御部61で生成した速度指令信号(目標速度)と、エンコーダの検出パルスを基にして算出した速度演算部68による速度演算結果(現在速度)とに基づいてトルク電流指令信号(Iqref:q軸目標電流)を生成する。具体的には、速度指令信号と速度演算結果との偏差と予め設定されたゲインとを用いてPI制御又はPID制御によりトルク電流指令信号を生成する。
進角励磁位置算出部55aには、磁束電流指令信号(Idref:d軸目標電流)が入力される。本例では、ロータが永久磁石により形成され、ロータ磁束が確立しているため、磁束電流指令信号をゼロとして、前記トルク電流指令信号のみを変化させ、トルク電流に比例したトルクを発生させるように制御する。
尚、磁束電流指令信号はゼロ以外の値として負の値を取ることもできる。
【0023】
また、進角励磁位置算出部55aには、前記位置演算結果が入力される。進角励磁位置算出部55aは、位置演算結果に基づいて、ロータの現在位置に対して所定の進角量を有する進角励磁位置を算出する。
さらに、進角励磁位置算出部55aには、速度演算部68の速度演算結果が入力される。進角励磁位置算出部55aは、ロータの現在速度を示す速度演算結果に基づいて、進角量を変更する。
また、進角励磁位置算出部55aには、速度制御部62で生成したトルク電流指令信号(Iqref:q軸目標電涜)が入力される。進角励磁位置算出部55aは、トルク電流指令信号に基づいて、進角付与後トルク電流指令信号(Iqref’:進角付与後q軸目標電流)の大きさを決定する。
これにより、速度偏差量に応じた大きさのステータ磁束(トルク)がロータに対して作用することになる。
【0024】
以上の入力に基づいて、進角励磁位置算出部55aは、進角付与後磁束電流指令信号(Idref’:進角付与後d軸目標電流)及び進角付与後トルク電流指令信号(Iqref’:進角付与後q軸目標電流)を生成する。
次に、sin、cos計算部(三角関数発生部)77は、位置演算部67の位置演算結果である電気角度検出信号に基づいて三角関数信号(sin信号及びcos信号)を生成する。
磁束電流制御部64は、進角付与後磁束電流指令信号(Idref’)と実際の磁束電流値(id:d軸電流検出値)とに基づいて磁束電圧指令信号(d軸電圧指令信号)を出力する。具体的には、進角付与後磁束電流指令信号(Idref’)と実際の磁束電流値(id)との偏差と、予め設定されたゲインとを用いてPI制御又はPID制御により磁束電圧指令信号を生成する。
【0025】
トルク電流制御部63は、進角付与後トルク電流指令信号(Iqref’)と実際のトルク電流値(iq:q軸電流検出値)とに基づいてトルク電圧指令信号(q軸電圧指令信号)を出力する。具体的には、進角付与後トルク電流指令信号(Iqref’)と実際のトルク電流値(iq)との偏差と、予め設定されたゲインとを用いてPI制御又はPID制御によりトルク電圧指令信号を生成する。
座標変換部(dq/AB相変換部)65は、三角関数信号に基づいて、磁束電圧指令信号及びトルク電圧指令信号を、ステ一夕電圧指令信号(A相電圧指令信号及びB相電圧指令信号)に変換する。
【0026】
A,B相波形出し部(PWMインバータ部)66は、ステータ電圧指令信号に基づいて、A相及びB相電圧をモータに供給する。即ち、A,B相波形出し部66は電力変換部であって、PWM変調部(図示略)及び駆動回路(図示略)を含み、A相及びB相電圧指令をPWM変調し、ベースドライブ回路を介して、複数のスイッチング素子を有する駆動回路のスイッチングを制御する。
また、速度位置検出器53は、トラバースモータ11の回転に伴い、モータロータの絶対位置を検出する。例えば、速度位置検出器53には、モータの出力軸の回転角に応じた検出パルス(絶対位置パルス)を生成する光学式エンコーダを使用することができる。光学式エンコーダの代わりに、レゾルバやホール素子等が使用でき、またタコメータを使用して回転角速度を検出し、それを積分して出力してもよい。
【0027】
また、前記電流検出器70・70により検出されたモータ電流は、D/Aコンバータ78・78を介して電流サンプリング部79によりA相電流値IA、B相電流値IBとして抽出される。
このA相電流値IA及びB相電流値IBは、sin、cos計算部77にて生成された三角関数信号に基づいて、座標変換部(AB/dq相変換部)80により、d軸電流値id及びq軸電流値iqに変換される。
【0028】
また、位置演算部67は、速度位置検出器53の検出信号を基に、信号処理部69を介してロータの現在位置を算出する。一方、速度演算部68は、速度位置検出器53の検出信号を基に、信号処理部69を介してロータの現在速度を算出する。
また、電流検出器70は、トラバースモータ11のモータ電流を検出するものであり、A相及びB相それぞれに電流検出器70が設けられている。
尚、前述のトルク電流制御部63、磁束電流制御部64、座標変換部(dq/AB相変換部)65、及びA,B相波形出し部(PWMインバータ部)66等により、モータコイルに対する通電により発生する磁束の向きが前記進角励磁位置となるようにモータコイルに対する通電を制御する通電制御手段を構成している。
また、d−q座標はロータの回転に伴って回転するモータ座標であり、d軸はロータの磁束に沿った座標軸であり、q軸はd軸に直交する座標軸である。
【0029】
このように、ロータ位置に応じてトルク電流を制御する、ベクトル制御を行うことにより、トラバースモータ11の速度やトルクを高性能に制御することができる。
これにより、トラバースガイドの位置精度をより高精度にできるとともに、トラバース端部においてより高速ターンが可能となる。従って、巻取りパッケージの巻き形状を改善でき、後工程での解舒性を向上させることができる。
尚、トラバースモータ11の制御に用いている、ベクトル制御とは、検出したモータ電流(A相及びB相電流)を、ロータに同期して回転する回転モータ座標系(d−q座標系)に変換した後、モータ電流をd軸成分(磁束を発生させるための電流)とq軸成分(トルク発生に寄与する電流)とに分割して制御することにより、常にロータ磁束に対して直交する方向のステータ磁束を発生させる方法である。
【0030】
以上の如く制御されるトラバースモータ11により、高精度な位置制御と共に、トラバース端部における反転速度の高速化を可能にする。ここで、本発明では、更なる高精度な位置制御並びにトラバース端部における高速ターンを目指すべく、ロータの慣性(イナーシャ)が小さく、高トルクを有する、ディスクロータ型のモータに構成されている。
以下にこのトラバースモータ11の構成について説明する。
図3〜図5に示すように、トラバースモータ11においては、駆動軸20にホルダ21a・21bが固設され、該ホルダ21a・21bにより円盤状部材であるロータディスク21cが一体的回転可能に保持されており、この駆動軸20と一体的に回転可能なロータディスク21cにてロータが構成されている。
【0031】
また、樹脂等の非磁性材料にて構成される支持部材25a・25bが駆動軸20の軸方向に対峙して配置されており、ねじ部材29により環状フランジ26a・26bを介して一体的に支持されている。
支持部材25a・25bにはそれぞれベアリング39・39が嵌装されており、該ベアリング39・39により前記駆動軸20が回転自在に支持されている。支持部材25a・25bは、それぞれロータディスク21cの一面側及び他面側に配置されている(図3では、支持部材25aがロータディスク21cの上面側に、支持部材25bがロータディスク21cの下面側に配置されている)。
【0032】
また、支持部材25a・25bには、それぞれ固定子部分22a及び固定子部分22bが設けられるとともに、コイル23a及びコイル23bが巻回されている。
固定子部分22a・22bは、側面視「U」字形状の薄板状部材であり、互いに対峙して配置された一対の固定子部分22a・22bにて、固定子部分対22が構成されている。固定子部分22a・22bにおける、対峙している外側のU字状脚部の端面は互いに接触しており、対峙している内側のU字状脚部の端面は互いに離間して間隙35を形成している。
コイル23a・23bは、間隙35を形成する内側のU字状脚部の周りに巻回されており、このコイル23a・23b及び固定子部分22a・22b(固定子部分対22)によりステータが構成されている。
そして、一対の固定子部分22a・22bにより間隙35に磁気回路が形成されており、前記ロータディスク21cが間隙35の部分に配置されている。
尚、固定子部分22a・22bは珪素鉄鋼等の磁性材料で構成されている。
【0033】
固定子部分対22は複数設けられており、互いに所定間隔を設けて(所定のピッチにより)駆動軸20を中心とする円周方向に配置されている。
各固定子部分対22は、図4に示すように、ピッチ角a、ピッチ角b、及びピッチ角c・・・といったように、様々なピッチ角にて配置されており、不等間隔にて配置されている。
一方、ロータディスク21cには、N極に着磁された複数のN磁極211とS極に着磁された複数のS磁極212とが、円周方向へ交互に且つ等角度的に配置されている。
従って、異なるピッチ寸法にて配置されるステータ側の各固定子部分対22の回転方向の位相と、等ピッチ寸法にて配置されるロータ側の各N磁極211及び各S磁極212の回転方向の位相とは、必ずしも一致しているわけではなく、異なる位相に配置されているものがある。例えば、ある箇所の固定子部分対22とN磁極211とを、互いの位相が一致するように配置した場合、他の箇所の固定子部分対22とN磁極211又は各S磁極212との位相を見てみると、異なっているものがあることとなる。
【0034】
ここで、ステータ側の固定子部分対22を等間隔に配置し、該固定子部分対22の位相と、ロータ側のN磁極211及びS磁極212の位相とを一致させてトラバースモータを構成した場合、トラバースガイド15の反転時におけるターン位置は、以下のようになる。
即ち、反転時に、固定子部分対22の配置位置に対応する箇所に、N磁極211及びS磁極212が位置していたときは、固定子部分対22とN磁極211及びS磁極212との間の吸引力が大きくなるため、設定ターン位置に確実に精度良く位置決めされることとなる。
一方、反転時に、固定子部分対22の配置位置に対応する箇所からずれた箇所に、N磁極211及びS磁極212が位置していたとき(即ち、ある固定子部分対22と1ピッチ離れた別の固定子部分対22との中間位置に、N磁極211又はS磁極212が位置していたとき)は、設定ターン位置から一側の固定子部分対22、又は他側の固定子部分対22に、中間位置のN磁極211又はS磁極212が引き寄せられて、設定ターン位置からずれた位置で位置決めされ、位置決め精度にばらつきが発生することとなる。
従って、パッケージ径により設定ターン位置が移動する(パッケージの中心に向かって徐々に寄る)テーパーエンド巻を行う際には、ターン位置によっては設定ターン位置で精度良く反転する部分と精度にばらつきが生じる部分とが混在して、巻取りパッケージ3端部のテーパー部分が階段状の形状となってしまう恐れがある。
このように、反転時において、トラバースモータのトルク変動であるコギングトルクによりパッケージ形状が影響を受けることとなる。
【0035】
しかし、本発明のトラバースモータ11のように、ステータ側の固定子部分対22の位相と、ロータ側のN磁極211及びS磁極212の位相とを異なるように構成することで、トラバースガイド15の反転時に、全ての固定子部分対22の位置とN磁極211及びS磁極212の位置とが、同時に一致したり、逆にずれたりすることがなく、ステータに対するロータの回転方向の位置が何処にあった場合でも、固定子部分対22とN磁極211及びS磁極212との間の全体的な吸引力が、極端に異なることがなく、コギングトルクの低減を図ることが可能となっている。
【0036】
このように、ステータ側の固定子部分対22の位相と、ロータ側のN磁極211及びS磁極212の位相とを異ならせるためには、ロータ側のN磁極211及びS磁極212を等角度的に配置しつつ、ステータ側の固定子部分対22を不等間隔に配置する場合と、ロータ側のN磁極211及びS磁極212を不等間隔に配置しつつ、ステータ側の固定子部分対22を等間隔に配置する場合とが考えられるが、ロータ側のN磁極211及びS磁極212を不等間隔に着磁するよりも、ステータ側の固定子部分対22を不等間隔に配置する方が行い易いため、上述のように、ステータ側の固定子部分対22を不等間隔に配置することで、トラバースモータ11の製作が簡単且つ低コストで行えることとなる。
【0037】
また、トラバースモータ11のロータは、薄板の円盤状部材であるロータディスク21cにより構成されているので、ロータの慣性を極めて小さくすることができ、トラバースガイド15のトラバース端部における反転速度を高速化することができ、結果として、全体的にトラバース速度の高速化を図ることができる。
さらに、トラバースモータ11は、U時状の固定子部分22a・22bをロータディスク21cの両面側に対峙させて配置し、間隙35を小さく形成することができる一対の固定子部分22a・22bにより磁気回路を形成しているため、非常に短い磁気回路を構成することができ、磁気エネルギの損失を最小限に抑えることができる。これにより、トラバースモータ11のトルクを大きくすることができ、トラバースガイド15の反転速度を高速化することができる。
【0038】
また、トラバースモータ11は、図6に示す別の実施形態にかかるトラバースモータ111のように構成することもできる。
トラバースモータ111は、駆動軸20を共通にして、同じ駆動軸20に複数(この実施形態では2つ)のロータディスク21c・21cをロータとして一体的回転可能に取り付け、各ロータディスク21cに対してステータとして前記固定子部分対22を配置している。
即ち、トラバースモータ111は、トラバースモータ11を駆動軸20方向へ複数段重ねて配したものと同様の構成となっている(トラバースモータ111の各部材で、トラバースモータ11の部材と同じ符号を付したものは、同じ部材を示している)。
【0039】
このように、複数のロータディスク21c・21cを駆動軸20に設けることで、ロータディスク21cを一つだけ設けたトラバースモータ11に比べて、駆動軸20の駆動トルクを増大させることができ、トラバースガイド15の反転速度を、より高速化することが可能となる。
【0040】
【発明の効果】
本発明は、本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。即ち、請求項1記載の如く構成することにより、高精度な位置制御と共に、ロータの慣性(イナーシャ)が小さく、高トルクを有する、ディスクロータ型のモータに構成されているので、更なるトラバース端部におけるターン速度の高速化を可能にする。
【0041】
また、ステータ側では、一対の固定子部分の間隙を小さく形成することができるため、この間隙に構成される磁気回路を非常に短く構成することができ、磁気エネルギの損失を最小限に抑えることができる。これにより、トラバースモータのトルクを大きくすることができ、トラバースガイドの反転速度を高速化することができる。
【0042】
請求項2記載の如く構成することにより、高精度な位置制御が可能になるとともに、トラバース端部におけるターン速度の高速化を可能にする。
【0043】
請求項3記載の如く構成することにより、実際のロータ位置に対して、該ロータ位置に対して所定角度だけ進めたタイミングでモータコイルの通電制御を行う、進角制御を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトラバース装置の全体構成を示す図である。
【図2】トラバースモータをベクトル制御及び進角制御するためのモータドライバの構成を示すブロック図である。
【図3】トラバースモータを示す側面断面図である。
【図4】トラバースモータのステータ部を示す部分平面図である。
【図5】トラバースモータのロータ部を示す部分平面図である。
【図6】ロータディスクを複数設けたトラバースモータを示す側面断面図である。
【符号の説明】
1 トラバース装置
3 巻取りパッケージ
5 モータ制御部
6 中央制御部(ホストコンピュータ)
11 トラバースモータ
15 トラバースガイド
20 駆動軸
21c ロータディスク
22a・22b 固定子部分
35 間隙
52 駆動パターン生成部
52a パッケージ径算出手段
52b 指令信号生成手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a traverse control device that transmits a motion of a rotor of a traverse motor to a traverse guide and controls forward / reverse rotation driving of the traverse motor in order to reciprocate the traverse guide. It is related with the structure of the traverse control apparatus for this.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a traverse device provided in a winding device for winding a yarn while traversing a yarn, a traverse motor controlled by a traverse control device and rotating in a forward and reverse direction, the traverse motor rotor motion is used as a traverse guide. There is a configuration that transmits and reciprocates the traverse guide.
As this traverse motor, generally, a permanent magnet (PM) type motor using a cylindrical permanent magnet as a rotor is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, traverse devices have been required to increase the traverse speed, and in order to perform traverse at high speed, it is also necessary to increase the speed of reversal at the end of reciprocation.
In order to reverse at high speed, a large torque is required at the time of reversal, but in order to increase the torque of a conventional PM type motor, the rotor magnet is enlarged or an iron core made of silicon steel plate or the like is used. It is possible to enlarge it.
However, when the rotor magnet is increased in size, the inertia of the rotor increases, and on the contrary, the high-speed reversibility is impaired. As a result, the high-speed turn of the traverse is hindered, the yarn stays at the end of the traverse, and the package winding shape defect is caused by the occurrence of the ear height.
Therefore, the present invention provides a traverse control device using a low inertia and high torque traverse motor to enable high-speed reversal control of traverse.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention uses the following means in order to solve the above problems. That is, in the invention of claim 1, a traverse control device that transmits the movement of the rotor of the traverse motor to the traverse guide and controls the forward / reverse rotation drive of the traverse motor to reciprocate the traverse guide, The motor includes a rotor formed of a disk-shaped member and a pair of stator portions arranged to face both sides of the rotor, and a pair of stator portions forming a magnetic circuit by the pair of stator portions. A motor driver that calculates a current command value for the stator and controls excitationAnd position detecting means for detecting the current position of the rotor;WithSaidThe motor driver includes a torque current control unit, and the torque current control unitIs based on the current position detected by the position detecting meansTorque current command signal and,Actual torque current and,A torque voltage command signal is output based on
[0005]
This makes it possible to increase the turn speed at the end of the traverse because it is configured as a disk rotor type motor with high torque and high torque control as well as high precision position control. To do.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, the motor driver includes a magnetic flux current control unit, and the magnetic flux current control unit outputs a magnetic flux voltage command signal based on a magnetic flux current command signal that is a target current and an actual magnetic flux current. To do.
[0007]
  In the invention of claim 3,in frontThe motor driverSaidBased on the current position detected by the position detecting means, an advance angle excitation position having a predetermined advance amount with respect to the current position of the rotor is calculated, and based on the current command signal, a current command signal after giving an advance angle An advance angle excitation position calculation unit for determining the magnitude of the.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a traverse device equipped with a traverse control device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a motor driver for vector control and advance angle control of a traverse motor, and FIG. 3 is a traverse motor 4 is a partial plan view showing a stator portion of a traverse motor, FIG. 5 is a partial plan view showing a rotor portion of the traverse motor, and FIG. 6 is a side cross-sectional view showing a traverse motor provided with a plurality of rotor disks. It is.
[0009]
The configuration of a traverse device equipped with the traverse control device of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a traverse device 1 equipped with a traverse control device according to the present invention rewinds a yarn Y unwound from a yarn supply package (not shown) around a winding package 3 while traversing in a bobbin axial direction. Used in winding devices.
The winding package 3 is formed by winding the yarn Y around the bobbin 31 and is rotatably supported by the cradle 32.
[0010]
In FIG. 1, a taper end package formed by gradually reducing the traverse width (winding width) as the winding becomes thicker is shown as the winding package 3 (for example, the winding start package width is La, winding). The package shape at the end is set to Lb smaller than La), and the package shape is not limited to such a tapered end shape.
A winding roller 2 that is rotationally driven by a winding motor is in contact with the outer peripheral surface of the winding package 3, and the winding package 3 is rotationally driven by the winding roller 2.
[0011]
The traverse device 1 includes a traverse motor 11 in which a rotor can rotate forward and backward, a drive pulley 12 that is rotationally driven by the traverse motor 11 (rotor) so as to be able to switch between forward and reverse rotation, and a follower disposed on both sides of the traverse range. Pulleys 13 and 13, a drive belt 14 wound around the drive pulley 12 and the driven pulleys 13 and 13, and a traverse guide 15 fixed to the drive belt 14 and guiding the yarn Y are provided.
As the drive belt 14, a flexible endless body having various functions such as various belts such as a timing belt, metal wires, and the like can be used.
The traverse guide 15 is transmitted from the one end side in the axial direction of the bobbin 31 by transmitting the forward / reverse rotational motion via the drive belt 14 in accordance with the forward / reverse rotation of the drive pulley 12 (the rotor of the traverse motor 11). The yarn is reciprocated from the other end side or from the other end side to the one end side, whereby the yarn Y wound around the winding package 3 is traversed.
[0012]
In addition, the traverse device 1 includes a motor control unit 5 and controls the driving of the traverse motor 11 to control the position and driving speed of the traverse guide 15. Thus, by controlling forward / reverse driving of the traverse motor 11, the traverse guide 15 with which the yarn Y is engaged can be reciprocated with a predetermined traverse width.
Note that a plurality of traverse motors 11 are provided for each of the winding devices arranged side by side, and a plurality of motor control units 5 provided for each traverse motor 11 and a package formed for the motor control units 5. A traverse control device is configured with a central control unit (host computer) 6 that transmits data for the purpose.
[0013]
In the traverse device 1 configured as described above, a traverse motor 11 is individually provided for a single winding package 3, and the position and speed of the traverse guide 15 are controlled by the motor control unit 5 having a microcomputer. I am doing so.
The motor control unit 5 includes a drive pattern generation unit 52 and a motor driver 51 which will be described later. The drive pattern generation unit 52 outputs a motion pulse corresponding to a position command for the traverse motor 11, and the motor driver 51 controls the traverse motor 11 so that the rotation amount corresponds to the number of motion pulses.
[0014]
Next, control of the traverse motor 11 by the motor control unit 5 will be described.
The motor control unit 5 controls the position of the traverse guide 15 via the traverse motor 11, and generates a command signal (position command) for causing the traverse motor 11 to perform a predetermined driving operation as described above. And a motor driver 51 that drives the traverse motor 11 in accordance with the generated command signal.
The main functions of the drive pattern generation unit 52 and the motor driver 51 are realized by a common microcomputer (not shown).
[0015]
This microcomputer has a single arithmetic unit (CPU), a ROM for storing a traverse control program (motion program), arithmetic data, etc., which are the main components of means for executing the motion control function and the motor driver function. Are temporarily stored.
The arithmetic device performs control (traverse control) of the traverse motor 11 as described later by executing a control program stored in the ROM.
Note that a microcomputer may be provided for each of the drive pattern generation unit 52 and the motor driver 51, and each function may be realized by a separate microcomputer.
The motor controller 5 detects a rotation speed (rotary encoder) 53 for detecting a rotation angle (position) attached to the rotor shaft of the traverse motor 11 and the rotation speed of the winding package 3. A package rotation detector 54 is connected, and each detected value is input to the motor control unit 5.
[0016]
Package diameter calculation means 52a is provided in the drive pattern generation section 52 of the motor control section 5, and the package diameter is always calculated based on the detection value of the winding rotation detector 54 during winding.
The command signal generating means 52b provided in the drive pattern generating unit 52 controls the traverse motor 11 based on the motion program stored in the ROM and the calculated package diameter. Motion pulse).
As a method for calculating the package diameter, other methods such as detecting the relative position of the winding package 3 with respect to the winding roller 2 (the angle of the cradle 32) can be used.
[0017]
The motion program stored in the ROM is configured based on parameters related to the package shape such as the package width La at the start of winding, the package width Lb at the end of winding, the package diameter D at the end of winding, and the taper angle θ. . The parameter data relating to the package shape is transmitted from the central control unit 6, and various patterns of data can be transmitted from the central control unit 6 to form a desired package shape.
[0018]
The motor driver 51 includes a drive circuit (not shown) having a plurality of switching elements, and outputs a motor drive signal to the traverse motor 11 in accordance with the motion pulse generated by the drive pattern generation unit 52.
The traverse motor 11 to which the motor drive signal is input is rotationally driven at an angle corresponding to the number of motion pulses at a speed corresponding to the frequency of the motion pulses. That is, the motor driver 51 detects the rotational position of the traverse motor 11 with a rotation detector 53 such as a rotary encoder, and obtains a deviation between the detected rotational position and a position command value (number of motion pulses) by a microcomputer. Then, the position control of the traverse motor 11 is performed so that the deviation becomes zero, that is, the detected position follows the position command.
Specifically, as will be described later with reference to FIG. 2, the motor driver 51 includes current detection means (current detector 70) that detects a motor current, and a position command and a rotation detector corresponding to the number of motion pulses. 53, a speed command value is calculated based on the current position detected by 53, a current command value is calculated based on the speed command value and the current speed detected by the rotation detector 53, and the current command value and the current detection value are calculated. Based on the above, the excitation of the traverse motor 11 is controlled.
[0019]
As described above, the traverse control device includes the central control unit 6 that transmits data for forming a predetermined package shape to the motor control unit 5 of each traverse device 1. A diameter calculating unit 52a and a command signal generating unit 52b that generates a traverse control signal based on the package data transmitted from the central control unit 6 and the package diameter calculated by the package diameter calculating unit 52a are provided.
The drive control of the traverse guide 15 is surely performed so as to generate a motion pulse by these means and form the winding package 3 in a desired shape.
[0020]
As described above, the traverse control device that controls the drive of the traverse motor 11 energizes the motor coil at a timing that is advanced by a predetermined angle with respect to the actual rotor position (that is, advanced). It is possible to perform control and advance angle control.
In this case, a traverse pattern such as the speed and position of the rotor (or the speed and position of the traverse guide 15) is defined by the motion program stored in the ROM, and the traverse motor 11 is controlled to follow the traverse pattern. .
[0021]
The case where the advance angle control is performed on the vector-controlled traverse motor 11 will be described below with reference to FIG.
As described above, the motion pulse (command signal) generated by the command signal generation unit 52 b is a signal indicating the target rotation angle (position command signal) of the motor constituting the traverse motor 11.
A position control unit 61 in the motor driver 51 is a position calculation unit 67 calculated based on a position command signal (target position) calculated based on the number of motion pulses and a detection pulse of the motor rotation detector 53 that is a rotary encoder. A speed command signal is generated based on the position calculation result (current position). Specifically, a speed command signal is generated by PI control or PID control using a deviation between the position command signal calculated by the deviation calculation unit 60 and the position calculation result and a preset gain.
[0022]
The speed control unit 62 generates torque current based on the speed command signal (target speed) generated by the position control unit 61 and the speed calculation result (current speed) by the speed calculation unit 68 calculated based on the detection pulse of the encoder. A command signal (Iqref: q-axis target current) is generated. Specifically, a torque current command signal is generated by PI control or PID control using a deviation between the speed command signal and the speed calculation result and a preset gain.
A magnetic flux current command signal (Idref: d-axis target current) is input to the advance angle excitation position calculation unit 55a. In this example, since the rotor is formed of a permanent magnet and the rotor magnetic flux is established, the magnetic flux current command signal is set to zero and only the torque current command signal is changed to generate a torque proportional to the torque current. Control.
The magnetic flux current command signal can take a negative value as a value other than zero.
[0023]
The position calculation result is input to the advance angle excitation position calculation unit 55a. The advance angle excitation position calculation unit 55a calculates an advance angle excitation position having a predetermined advance amount with respect to the current position of the rotor, based on the position calculation result.
Further, the speed calculation result of the speed calculation unit 68 is input to the advance angle excitation position calculation unit 55a. The advance angle excitation position calculation unit 55a changes the advance amount based on the speed calculation result indicating the current speed of the rotor.
Further, the torque current command signal (Iqref: q-axis target power) generated by the speed control unit 62 is input to the advance angle excitation position calculation unit 55a. Based on the torque current command signal, the advance angle excitation position calculation unit 55a determines the magnitude of a torque current command signal after giving an advance angle (Iqref ′: q axis target current after giving an advance angle).
Thereby, a stator magnetic flux (torque) having a magnitude corresponding to the speed deviation amount acts on the rotor.
[0024]
Based on the above input, the advance angle excitation position calculation unit 55a generates the post-advance magnetic flux current command signal (Idref ': d-axis target current after advance angle) and the post-advance torque current command signal (Iqref': Q-axis target current) after the advance angle is given.
Next, the sin / cos calculation unit (trigonometric function generation unit) 77 generates a trigonometric function signal (sin signal and cos signal) based on the electrical angle detection signal that is the position calculation result of the position calculation unit 67.
The magnetic flux current control unit 64 generates a magnetic flux voltage command signal (d-axis voltage command signal) based on the advanced magnetic flux current command signal (Idref ′) and the actual magnetic flux current value (id: d-axis current detection value). Output. Specifically, the magnetic flux voltage command signal by PI control or PID control using a deviation between the magnetic flux current command signal (Idref ′) after giving advance angle and the actual magnetic flux current value (id) and a preset gain. Is generated.
[0025]
The torque current control unit 63 generates a torque voltage command signal (q-axis voltage command signal) based on the post-advance-provided torque current command signal (Iqref ′) and the actual torque current value (iq: q-axis current detection value). Output. Specifically, the torque voltage command signal by PI control or PID control using the deviation between the torque current command signal (Iqref ′) after giving advance angle and the actual torque current value (iq) and a preset gain. Is generated.
A coordinate conversion unit (dq / AB phase conversion unit) 65 converts a magnetic flux voltage command signal and a torque voltage command signal into a steady voltage command signal (A phase voltage command signal and B phase voltage command signal) based on the trigonometric function signal. ).
[0026]
The A and B phase waveform output unit (PWM inverter unit) 66 supplies the A phase and B phase voltages to the motor based on the stator voltage command signal. That is, the A and B phase waveform output unit 66 is a power conversion unit, includes a PWM modulation unit (not shown) and a drive circuit (not shown), PWM modulates the A phase and B phase voltage commands, and a base drive circuit. The switching of the drive circuit having a plurality of switching elements is controlled via the.
The speed position detector 53 detects the absolute position of the motor rotor as the traverse motor 11 rotates. For example, an optical encoder that generates a detection pulse (absolute position pulse) corresponding to the rotation angle of the output shaft of the motor can be used for the speed position detector 53. Instead of the optical encoder, a resolver, a Hall element, or the like can be used. Alternatively, the rotational angular velocity may be detected using a tachometer, and may be integrated and output.
[0027]
Further, the motor current detected by the current detectors 70 and 70 is supplied to the A phase current value I by the current sampling unit 79 via the D / A converters 78 and 78.A, B phase current value IBExtracted as
This A phase current value IAAnd B phase current value IBIs converted into a d-axis current value id and a q-axis current value iq by a coordinate conversion unit (AB / dq phase conversion unit) 80 based on the trigonometric function signal generated by the sin and cos calculation unit 77.
[0028]
Further, the position calculation unit 67 calculates the current position of the rotor via the signal processing unit 69 based on the detection signal of the speed position detector 53. On the other hand, the speed calculation unit 68 calculates the current speed of the rotor via the signal processing unit 69 based on the detection signal of the speed position detector 53.
The current detector 70 detects the motor current of the traverse motor 11, and the current detector 70 is provided for each of the A phase and the B phase.
It is noted that the motor coil is energized by the torque current control unit 63, the magnetic flux current control unit 64, the coordinate conversion unit (dq / AB phase conversion unit) 65, the A and B phase waveform output unit (PWM inverter unit) 66, etc. The energization control means is configured to control the energization of the motor coil so that the direction of the magnetic flux generated by is at the advance angle excitation position.
The dq coordinates are motor coordinates that rotate with the rotation of the rotor, the d axis is a coordinate axis along the magnetic flux of the rotor, and the q axis is a coordinate axis orthogonal to the d axis.
[0029]
In this way, by performing vector control that controls the torque current according to the rotor position, the speed and torque of the traverse motor 11 can be controlled with high performance.
Thereby, the position accuracy of the traverse guide can be made higher, and a higher speed turn can be made at the traverse end. Therefore, the winding shape of the winding package can be improved, and the unwindability in the subsequent process can be improved.
The vector control used for controlling the traverse motor 11 is a rotational motor coordinate system (dq coordinate system) that rotates the detected motor current (A-phase and B-phase current) in synchronization with the rotor. After the conversion, the motor current is divided into a d-axis component (current for generating magnetic flux) and a q-axis component (current that contributes to torque generation) and controlled, so that the direction is always orthogonal to the rotor magnetic flux. The stator magnetic flux is generated.
[0030]
The traverse motor 11 controlled as described above makes it possible to increase the reverse speed at the end of the traverse as well as highly accurate position control. Here, in the present invention, in order to achieve further high-accuracy position control and high-speed turn at the traverse end, the rotor is configured to be a disk rotor type motor having low inertia and high torque.
The configuration of the traverse motor 11 will be described below.
As shown in FIGS. 3 to 5, in the traverse motor 11, holders 21 a and 21 b are fixed to the drive shaft 20, and a rotor disk 21 c that is a disk-like member is held by the holders 21 a and 21 b so as to be integrally rotatable. The rotor is composed of a rotor disk 21 c that can rotate integrally with the drive shaft 20.
[0031]
Further, support members 25a and 25b made of a nonmagnetic material such as resin are arranged opposite to each other in the axial direction of the drive shaft 20, and are integrally supported by the screw member 29 via the annular flanges 26a and 26b. Has been.
Bearings 39 and 39 are fitted to the support members 25a and 25b, respectively, and the drive shaft 20 is rotatably supported by the bearings 39 and 39. The support members 25a and 25b are respectively disposed on one side and the other side of the rotor disk 21c (in FIG. 3, the support member 25a is on the upper surface side of the rotor disk 21c, and the support member 25b is on the lower surface side of the rotor disk 21c. Is located).
[0032]
The support members 25a and 25b are provided with a stator portion 22a and a stator portion 22b, respectively, and are wound with a coil 23a and a coil 23b.
The stator portions 22a and 22b are thin plate-like members having a “U” shape in a side view, and a pair of stator portions 22a and 22b arranged to face each other constitute a stator portion pair 22. . The end faces of the outer U-shaped legs facing each other in the stator portions 22a and 22b are in contact with each other, and the end faces of the inner U-shaped legs facing each other are separated from each other to form a gap 35. is doing.
The coils 23a and 23b are wound around the inner U-shaped leg portion forming the gap 35, and the stator is constituted by the coils 23a and 23b and the stator portions 22a and 22b (stator portion pair 22). Has been.
A magnetic circuit is formed in the gap 35 by the pair of stator portions 22a and 22b, and the rotor disk 21c is disposed in the gap 35 portion.
The stator portions 22a and 22b are made of a magnetic material such as silicon steel.
[0033]
A plurality of stator portion pairs 22 are provided, and are arranged in a circumferential direction around the drive shaft 20 at a predetermined interval (by a predetermined pitch).
As shown in FIG. 4, the stator portion pairs 22 are arranged at various pitch angles, such as a pitch angle a, a pitch angle b, a pitch angle c,. Is arranged.
On the other hand, on the rotor disk 21c, a plurality of N magnetic poles 211 magnetized to N poles and a plurality of S magnetic poles 212 magnetized to S poles are arranged alternately and equiangularly in the circumferential direction. Yes.
Therefore, the phase in the rotation direction of each stator portion pair 22 on the stator side arranged at different pitch dimensions and the rotation direction of each N magnetic pole 211 and each S magnetic pole 212 on the rotor side arranged at equal pitch dimensions. The phases do not necessarily coincide with each other, and some are arranged in different phases. For example, when the stator portion pair 22 and the N magnetic pole 211 at a certain location are arranged so that their phases coincide with each other, the phase between the stator portion pair 22 at another location and the N magnetic pole 211 or each S magnetic pole 212. If you look at, there will be something different.
[0034]
Here, the stator portion pair 22 on the stator side is arranged at equal intervals, and the phase of the stator portion pair 22 and the phases of the N magnetic pole 211 and the S magnetic pole 212 on the rotor side are matched to constitute a traverse motor. In this case, the turn position when the traverse guide 15 is reversed is as follows.
That is, when the N magnetic pole 211 and the S magnetic pole 212 are located at a position corresponding to the arrangement position of the stator part pair 22 at the time of reversal, between the stator part pair 22 and the N magnetic pole 211 and the S magnetic pole 212. Therefore, the positioning force is surely accurately positioned at the set turn position.
On the other hand, at the time of reversal, when the N magnetic pole 211 and the S magnetic pole 212 are located at a position deviated from the position corresponding to the arrangement position of the stator part pair 22 (that is, apart from a certain stator part pair 22 by one pitch). When the N magnetic pole 211 or the S magnetic pole 212 is positioned at an intermediate position with respect to another stator part pair 22), the stator part pair 22 on one side from the set turn position, or the stator part pair on the other side 22, the N magnetic pole 211 or S magnetic pole 212 at the intermediate position is attracted and positioned at a position deviated from the set turn position, resulting in variations in positioning accuracy.
Therefore, when performing taper end winding in which the set turn position moves depending on the package diameter (slowly toward the center of the package), the accuracy varies depending on the turn position and the portion that is accurately reversed at the set turn position. There is a risk that the taper portion at the end of the winding package 3 will have a stepped shape due to a mixture of the portions.
Thus, at the time of reversal, the package shape is affected by the cogging torque that is the torque fluctuation of the traverse motor.
[0035]
However, like the traverse motor 11 of the present invention, the phase of the stator portion pair 22 on the stator side and the phases of the N magnetic pole 211 and the S magnetic pole 212 on the rotor side are different from each other. At the time of reversal, the positions of all the stator portion pairs 22 and the positions of the N magnetic pole 211 and the S magnetic pole 212 do not coincide with each other or do not deviate from each other. Even in such a case, the overall attractive force between the stator portion pair 22 and the N magnetic pole 211 and the S magnetic pole 212 is not extremely different, and the cogging torque can be reduced.
[0036]
As described above, in order to make the phase of the stator portion pair 22 on the stator side different from the phase of the N magnetic pole 211 and the S magnetic pole 212 on the rotor side, the N magnetic pole 211 and the S magnetic pole 212 on the rotor side are equiangular. The stator-side stator portion pairs 22 are arranged at unequal intervals, and the stator-side stator portion pairs 22 are arranged at unequal intervals while the rotor-side N magnetic pole 211 and S magnetic pole 212 are arranged at unequal intervals. May be arranged at equal intervals, but the stator-side stator portion pairs 22 are arranged at unequal intervals rather than magnetizing the rotor-side N magnetic pole 211 and S magnetic pole 212 at unequal intervals. Therefore, as described above, by arranging the stator-side stator portion pairs 22 at unequal intervals, the traverse motor 11 can be manufactured easily and at low cost.
[0037]
Further, since the rotor of the traverse motor 11 is constituted by the rotor disk 21c that is a thin disk-shaped member, the inertia of the rotor can be extremely reduced, and the reverse speed at the traverse end of the traverse guide 15 is increased. As a result, the traverse speed can be increased as a whole.
Further, the traverse motor 11 is configured such that the U-shaped stator portions 22a and 22b are arranged to face both sides of the rotor disk 21c, and a pair of stator portions 22a and 22b that can be formed with a small gap 35 are magnetic. Since the circuit is formed, a very short magnetic circuit can be formed, and the loss of magnetic energy can be minimized. Thereby, the torque of the traverse motor 11 can be increased, and the reverse speed of the traverse guide 15 can be increased.
[0038]
Moreover, the traverse motor 11 can also be configured like a traverse motor 111 according to another embodiment shown in FIG.
The traverse motor 111 has a common drive shaft 20, and a plurality of (in this embodiment, two) rotor disks 21c and 21c are attached to the same drive shaft 20 as a rotor so as to be integrally rotatable, with respect to each rotor disk 21c. The stator part pair 22 is arranged as a stator.
That is, the traverse motor 111 has the same configuration as that in which the traverse motor 11 is arranged in a plurality of stages in the direction of the drive shaft 20 (each member of the traverse motor 111 is assigned the same symbol as the member of the traverse motor 11). Shows the same components).
[0039]
Thus, by providing the plurality of rotor disks 21c and 21c on the drive shaft 20, the drive torque of the drive shaft 20 can be increased compared to the traverse motor 11 provided with only one rotor disk 21c. The reversing speed of the guide 15 can be further increased.
[0040]
【The invention's effect】
  Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. That is, as described in claim 1ConstituteThis makes it possible to increase the turn speed at the end of the traverse because it is configured as a disk rotor type motor with high torque and high torque control as well as high-precision position control. To do.
[0041]
Also, on the stator side, the gap between the pair of stator parts can be made small, so the magnetic circuit configured in this gap can be made very short and the loss of magnetic energy can be minimized. Can do. Thereby, the torque of the traverse motor can be increased, and the reverse speed of the traverse guide can be increased.
[0042]
  As described in claim 2ConstituteAs a result, highly accurate position control is possible and the turn speed at the traverse end can be increased.
[0043]
  As described in claim 3ConstituteAs a result, it is possible to perform advance angle control in which energization control of the motor coil is performed with respect to the actual rotor position at a timing advanced by a predetermined angle with respect to the rotor position.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a traverse apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a motor driver for vector control and advance angle control of a traverse motor.
FIG. 3 is a side sectional view showing a traverse motor.
FIG. 4 is a partial plan view showing a stator portion of a traverse motor.
FIG. 5 is a partial plan view showing a rotor portion of a traverse motor.
FIG. 6 is a side sectional view showing a traverse motor provided with a plurality of rotor disks.
[Explanation of symbols]
1 Traverse device
3 Winding package
5 Motor controller
6 Central control unit (host computer)
11 Traverse motor
15 Traverse Guide
20 Drive shaft
21c Rotor disc
22a, 22b Stator part
35 gap
52 Drive pattern generator
52a Package diameter calculation means
52b Command signal generating means

Claims (3)

トラバースモータのロータの運動をトラバースガイドに伝達して、トラバースガイドを往復運動させるためにトラバースモータの正逆回転駆動を制御するトラバース制御装置であって、前記モータは、円盤状部材にて構成されたロータと、ロータの両面側に対峙して配置される一対の固定子部分を具備し、一対の固定子部分により磁気回路を形成する固定子部分対にて構成されるステータとを備えてなり、該ステータに対して電流指令値を算出し、励磁を制御するモータドライバと、ロータの現在位置を検出する位置検出手段とを備え、前記モータドライバは、トルク電流制御部を備え、該トルク電流制御部は、前記位置検出手段の検出した現在位置に基づくトルク電流指令信号と実際のトルク電流とに基づいてトルク電圧指令信号を出力するものであることを特徴とするトラバース制御装置。A traverse control device that transmits the motion of a rotor of a traverse motor to a traverse guide and controls the forward / reverse rotation drive of the traverse motor to reciprocate the traverse guide, wherein the motor is constituted by a disk-shaped member. And a stator composed of a pair of stator portions that are arranged opposite to each other on both sides of the rotor, and a pair of stator portions that form a magnetic circuit with the pair of stator portions. calculates a current command value with respect to the stator, and a motor driver for controlling the excitation, and a position detecting means for detecting the current position of the rotor, the motor driver includes a torque current controller, the torque current control unit, output and the torque current command signal based on the detected current position of the position detecting means, and the actual torque current, a torque voltage command signal based on Traverse control apparatus, characterized in that the. 前記モータドライバは、磁束電流制御部を備え、該磁束電流制御部は、目標電流となる磁束電流指令信号と実際の磁束電流とに基づいて磁束電圧指令信号を出力するものであることを特徴とする請求項1に記載のトラバース制御装置。The motor driver includes a magnetic flux current control unit, and the magnetic flux current control unit outputs a magnetic flux voltage command signal based on a magnetic flux current command signal serving as a target current and an actual magnetic flux current. The traverse control device according to claim 1. 記モータドライバは、前記位置検出手段により検出した現在位置に基づいて、ロータの現在位置に対して所定の進角量を有する進角励磁位置を算出し、前記電流指令信号に基づいて、進角付与後の電流指令信号の大きさを決定する進角励磁位置算出部を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のトラバース制御装置。 Before SL motor driver, based on the current position detected by said position detecting means, calculates an advance angle excitation position having a predetermined advance amount for the current position of the rotor, based on the current command signal, Susumu The traverse control device according to claim 1, further comprising an advance angle excitation position calculation unit that determines a magnitude of the current command signal after the angle is given.
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