JPH06322644A - 織機の運動機構制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 専用の駆動モータＭにより、織機の開口運動
機構などを駆動するとき、駆動モータＭの損失を必要最
少限に抑える。 【構成】 位置指令部１０は、織機主軸Ａの回転角度θ
に応じて、駆動モータＭの目標回転量Ｐo を出力する。
位置制御部２０は、駆動モータＭの回転量Ｐf をフィー
ドバックして偏差ｄを検出し、偏差ｄを解消するよう
に、駆動モータＭを回転制御する。ゲイン補正部３０
は、制御対象の運動位置に基づいて、位置制御ループ２
０ｃのループゲインを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、織機の主軸を駆動源
としないで、専用の駆動モータにより織機の開口、レピ
ア、筬打ちの各運動機構を駆動し、織機主軸に同期させ
て駆動モータの回転量を位置制御するとき、駆動モータ
の損失を必要最少限に抑えることができる織機の運動機
構制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】織機において、開口、レピア、筬打ち等
の各運動機構は、織機の主軸を駆動源としないで、専用
の駆動モータにより駆動することがあり、その方法ある
いは装置が既に開示されている。

【０００３】これらの各運動機構は、織機主軸の回転角
度に対し、厳密に同期して動作する必要がある。しか
し、各運動機構を専用の駆動モータにより駆動すると、
織機主軸との同期ずれが問題となり、この同期ずれを防
止するために、駆動モータの制御は位置制御を採用する
ことが好ましい。そこで、これらの従来技術において
は、適切な位置制御系を介し、駆動モータを織機主軸に
追従するように制御するのが普通である。

【０００４】また、このときの位置制御系は、制御偏差
の大小により、ループゲインを変更することが好まし
い。開口、レピア、筬打ちの各運動機構は、一般に、織
機を運転するとき、停止、定速駆動、急加減速駆動の各
運動を繰り返すが、この前二者の状態では、制御量の時
間的変化が小さいために偏差が小さく、急加減速駆動の
状態では、偏差が大きくなる。このとき、制御系は、小
さな偏差に対しては、ハンチングが発生しないように小
さなループゲインが要求され、大きな偏差に対しては、
それを速やかに解消するために、大きなループゲインが
要求されるからである（特開平５−２５７５１号公
報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、駆動モータは、必ずしも必要でないときに大き
な駆動電流が通電され、その損失が過大になることがあ
り得るという問題があった。たとえば、織機の開口制御
の場合を例にとると、位置制御系の制御精度は、綜絖枠
の閉口時において高精度が要求されるが、開口時におい
ては、必ずしも高精度を要求される訳ではない。また、
筬打ち制御においては、筬のフロントエンドにおいて
は、高精度を要求されるが、バックエンドにおいては、
さほどの高精度は必要でない。そこで、従来のように、
単に、位置制御系の偏差にのみ着目してループゲインを
変更すると、さほどの高精度を要求されないにも拘ら
ず、制御系のループゲインを過大に設定することが起り
得、そのときの駆動モータには、不必要に過大な駆動電
流が通電される結果となるからである。

【０００６】なお、駆動モータに不必要に過大な駆動電
流が通電され、その損失が過大になると、駆動モータの
発熱が大きくなるために、駆動モータを大形化し、大容
量にしなければならず、全体コストがいたずらに過大に
なるおそれがある。

【０００７】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、位置制御部の制御対象の運動位置に基
づいてループゲインを調整するゲイン補正部を設けるこ
とにより、駆動モータの損失を必要最少限に抑えること
ができる織機の運動機構制御装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、専用の駆動モータを介して織機
の運動機構を駆動する場合において、織機主軸の回転角
度に応じて駆動モータの目標回転量を出力する位置指令
部と、位置指令部からの目標回転量と駆動モータの回転
量との偏差を解消するように駆動モータの回転を制御す
る位置制御部と、位置制御部の制御対象の運動位置に基
づいて位置制御部の位置制御ループ、速度制御ループ、
電流制御ループの少なくとも１のループゲインを調整す
るゲイン補正部とを備えることをその要旨とする。

【０００９】

【作用】この発明の構成によるときは、位置制御部は、
位置指令部から出力される目標回転量に従って、目標回
転量と駆動モータの回転量との偏差を解消するように駆
動モータの回転量を位置制御し、駆動モータを織機主軸
の回転角度に追従させることができる。一方、ゲイン補
正部は、位置制御部の位置制御ループ、速度制御ルー
プ、電流制御ループの少なくとも１のループゲインを、
位置制御部の制御対象の運動位置に基づいて調整するこ
とができるから、位置制御部が真に高精度を必要とする
ときにのみ、そのループゲインを増大させ、そうでない
ときは、小さいループゲインとすることにより、駆動モ
ータの駆動電流と、それに基づく損失とを必要最少限に
抑えることができる。

【００１０】なお、制御対象の運動位置とは、運動機構
を介して駆動モータに連結する綜絖枠、筬またはレピア
の現実の運動位置の他、駆動モータの現実の回転位置、
または、駆動モータに対する目標回転位置等であっても
よい。また、筬やレピアが制御対象であるときは、織機
主軸の回転位置であってもよい。筬やレピアは、一般
に、織機主軸の１回転に対して必ず１動作を行ない、駆
動モータが織機主軸に対して休止することがあり得ない
からである。

【００１１】

【実施例】以下、図面を以って実施例を説明する。

【００１２】織機の運動機構制御装置（以下、単に、制
御装置という）は、位置指令部１０と、位置制御部２０
と、ゲイン補正部３０とを備えてなる（図１）。ただ
し、ここでは、制御装置は、専用の駆動モータＭによる
開口運動機構を制御対象とするものとする。

【００１３】位置指令部１０には、織機主軸Ａの回転角
度θがエンコーダＥ1 を介して入力されており、位置指
令部１０からは、位置制御部２０、ゲイン補正部３０に
対し、それぞれ、駆動モータＭの目標回転量Ｐo を指示
する指令回転信号Ｓo と、位置信号Ｓp とが出力されて
いる。

【００１４】位置指令部１０は、ステップカウンタ１１
と、パルスパターン発生器１２とを備えてなり（図
２）、エンコーダＥ1 からの回転角度θは、ステップカ
ウンタ１１、パルスパターン発生器１２に分岐入力され
ている。ステップカウンタ１１の出力は、パルスパター
ン発生器１２に接続されており、パルスパターン発生器
１２の出力は、指令回転信号Ｓo となっている。また、
ステップカウンタ１１と、パルスパターン発生器１２と
には、それぞれ、開口パターン設定器１３からの規定ス
テップ数Ｎr 、開口パターンＳＫが併せ入力されてい
る。なお、パルスパターン発生器１２からの指令回転信
号Ｓo は、判別器１４に分岐入力され、判別器１４の出
力は、位置信号Ｓp として外部に引き出されている。

【００１５】位置制御部２０は、極性判断器２１、偏差
カウンタ２２、Ｄ／Ａ変換器２３、位置増幅器２４から
なる位置制御ループ２０ｃと、速度制御ループ２０ａ
と、電流制御ループ２０ｂとを縦続してなる（図１）。

【００１６】極性判断器２１には、位置指令部１０から
の指令回転信号Ｓo と、駆動モータＭの回転量Ｐf を示
すエンコーダＥ2 からの位置フィードバック信号Ｓf と
が入力されており、その出力は、偏差カウンタ２２の加
算端子、減算端子に個別に接続されている。偏差カウン
タ２２からは、偏差ｄ＝Ｐo −Ｐf を指示する偏差信号
Ｓd が出力され、偏差信号Ｓd は、Ｄ／Ａ変換器２３を
介して位置増幅器２４に導かれている。位置増幅器２４
からは、速度指令信号Ｓv が出力されている。

【００１７】速度指令信号Ｓv は、速度制御ループ２０
ａの加算点２５ａにおいて、Ｆ／Ｖ変換器２８を経由す
る位置フィードバック信号Ｓf と合成されて、速度増幅
器２５に導かれている。速度増幅器２５の出力は、電流
制御ループ２０ｂの加算点２６ａを介して電流増幅器２
６に接続され、電流増幅器２６の出力は、駆動モータＭ
に接続されている。なお、電流増幅器２６の出力には、
電流検出器ＣＴが介装され、その出力は、加算点２６ａ
に負帰還されている。

【００１８】ゲイン補正部３０は、増幅率設定器３１か
らなり、増幅率設定器３１には、位置指令部１０からの
位置信号Ｓp が入力されている。また、増幅率設定器３
１から出力される増幅率ｇは、位置増幅器２４に入力さ
れている。

【００１９】駆動モータＭは、綜絖枠ＳＷを駆動するた
めのリンク機構ＬＫに連結されている（図３）。

【００２０】リンク機構ＬＫは、駆動モータＭの軸端に
突設する短い旋回アームＬＫ1 と、旋回アームＬＫ1 の
先端に連結する連結レバーＬＫ2 と、綜絖枠ＳＷの下方
に配設する回動軸ＬＫ3 とを主要部材としてなる。回動
軸ＬＫ3 の一端には、アームＬＫ3aが突設されており、
アームＬＫ3aは、連結レバーＬＫ2 を介して旋回アーム
ＬＫ1 に連結されている。また、回動軸ＬＫ3 には、別
のアームＬＫ3b、ＬＫ3bが突設されており、アームＬＫ
3b、ＬＫ3bの先端は、綜絖枠ＳＷに垂設するロッドＬＫ
4 、ＬＫ4 の下端に連結されている。そこで、旋回アー
ムＬＫ1 は、アームＬＫ3aより十分短いものとすると、
駆動モータＭを介して旋回アームＬＫ1が１回転すると
き、アームＬＫ3aを介して回動軸ＬＫ3 が所定角度だけ
正逆に回動し（図３の矢印Ｋ1 方向）、アームＬＫ3b、
ＬＫ3b、ロッドＬＫ4 、ＬＫ4 を介し、綜絖枠ＳＷは、
所定ストロークだけ上下に往復移動することができる
（同図の矢印Ｋ2 方向）。すなわち、リンク機構ＬＫ
は、駆動モータＭと綜絖枠ＳＷとの間に介装する開口運
動機構となっている。

【００２１】なお、一般に、綜絖枠ＳＷは、所定の複数
枚を組み合わせて使用するが、図１ないし図３は、その
１枚分のみを図示するものとする。

【００２２】いま、織機を起動し、織機主軸Ａが回転す
ると、エンコーダＥ1 は、織機主軸Ａの回転角度θを出
力する。そこで、位置指令部１０のステップカウンタ１
１は、開口パターン設定器１３からの規定ステップ数Ｎ
r を参照し、織機主軸Ａの１回転ごとに、綜絖枠ＳＷの
運動パターン、すなわち開口パターンＳＫの１リピート
内のステップ数Ｎを更新し、出力することができる。た
だし、ここで、規定ステップ数Ｎr とは、開口パターン
ＳＫが一巡する織機主軸Ａの回転数をいうものとし、図
４の例では、Ｎr ＝８である。

【００２３】パルスパターン発生器１２は、開口パター
ン設定器１３からの開口パターンＳＫ、ステップカウン
タ１１からのステップ数Ｎを参照し、エンコーダＥ1 か
らの織機主軸Ａの回転角度θに追従して駆動モータＭを
回転駆動するための目標回転量Ｐo を算出する。ただ
し、目標回転量Ｐo は、エンコーダＥ2 からの駆動モー
タＭの回転量Ｐf と同一分解能の疎密のパルス列として
表わすものとし、このような目標回転量Ｐo は、指令回
転信号Ｓo として外部に出力されている。

【００２４】なお、パルスパターン発生器１２は、開口
パターンＳＫの１サイクル、すなわち綜絖枠ＳＷの１往
復が駆動モータＭの１回転に対応するように、織機主軸
Ａの回転角度θに対応して、目標回転量Ｐo のパルスレ
ートを定めるものとする。また、パルスパターン発生器
１２は、たとえば、エンコーダＥ1 の出力信号を２相パ
ルス列信号とすることにより、織機主軸Ａの回転方向を
検出することができ、その結果を利用して、駆動モータ
Ｍの回転方向を決定することができる。そこで、パルス
パターン発生器１２は、たとえば、指令回転信号Ｓo に
おけるパルス列の極性を選択することにより、駆動モー
タＭの回転方向を併せ指示することができる。

【００２５】このようにして、位置指令部１０が、織機
主軸Ａの回転角度θに応じて、駆動モータＭの目標回転
量Ｐo を指令回転信号Ｓo として出力すれば（図１）、
極性判断器２１は、この指令回転信号Ｓo を構成するパ
ルス列の極性から、駆動モータＭの回転方向を判断し、
正回転なら偏差カウンタ２２の加算端子に、また、負回
転なら減算端子に、それぞれ目標回転量Ｐo を入力す
る。極性判断器２１は、駆動モータＭの回転量Ｐf を示
す位置フィードバック信号Ｓf に対しても、たとえば、
それを構成する２相パルス列信号から駆動モータＭの回
転方向を判断し、正回転なら偏差カウンタ２２の減算端
子に、また、負回転なら加算端子に、回転量Ｐf を入力
する。そこで、偏差カウンタ２２は、駆動モータＭに対
する目標回転量Ｐo と実際の回転量Ｐf との偏差ｄ＝Ｐ
o −Ｐf を演算し、偏差信号Ｓd として出力することが
できる。

【００２６】偏差ｄは、Ｄ／Ａ変換器２３によりディジ
タル量からアナログ量に変換され、位置増幅器２４にお
いて、この偏差ｄを解消するための速度指令信号Ｓv に
変換される。また、速度指令信号Ｓv は、速度制御ルー
プ２０ａ、電流制御ループ２０ｂを介して駆動モータＭ
に出力され、駆動モータＭは、偏差カウンタ２２の偏差
ｄが消滅するまで、所定の速度で回転する。ただし、こ
のときの駆動モータＭの回転速度は、基本的に、織機主
軸Ａの回転速度に比例する一定値であるものとする。ま
た、このとき、位置増幅器２４の増幅率ｇは、ゲイン補
正部３０の増幅率設定器３１によって設定されている。

【００２７】一方、位置指令部１０の判別器１４は、パ
ルスパターン発生器１２からの指令回転信号Ｓo を入力
し、そのパルス列を計数することにより、駆動モータＭ
によって駆動される綜絖枠ＳＷが閉口位置となる時点、
すなわち、綜絖枠ＳＷが、上死点、下死点の中間位置に
ある時点を中心に、パルス幅Δθの位置信号Ｓp を出力
する（図４）。たとえば、下死点にある綜絖枠ＳＷが上
死点に駆動された後、そのまま連続して下死点にまで戻
るとき（図４の１≦Ｎ≦３）、指令回転信号Ｓo は、駆
動モータＭがＮ＝１のθ＝１８０（度）からＮ＝３のθ
＝１８０（度）までの間に、駆動モータＭが連続して１
回転するようなパルス列となる。

【００２８】そこで、このときの判別器１４は、指令回
転信号Ｓo を計数することによって駆動モータＭの回転
角度θm （度）を検出し、 ９０−Δθm ／２≦θm ≦９０＋Δθm ／２ および ２７０−Δθm ／２≦θm ≦２７０＋Δθm ／２ に対応して、位置信号Ｓp を出力すればよい。綜絖枠Ｓ
Ｗは、それが下死点にあるときのθm ＝０（度）とする
と、θm ＝９０（度）、θm ＝２７０（度）において閉
口位置をとるからである。ただし、ここで、Δθm は、
位置信号Ｓp のパルス幅Δθを定める適当な定数であ
り、パルス幅Δθは、織機主軸Ａの回転角度θを基準に
して表わすものとする。

【００２９】このような位置信号Ｓp がゲイン補正部３
０の増幅率設定器３１に入力されると、増幅率設定器３
１は、位置信号Ｓp に対応して、増幅率ｇを位置制御ル
ープ２０ｃの位置増幅器２４に出力することができる。
すなわち、増幅率設定器３１は、位置信号Ｓp が存在し
ないときは、ｇ＝ｇ1 を出力し、それが存在するとき
は、ｇ＝ｇ2 ＞ｇ1 を出力するから、ゲイン補正部３０
は、綜絖枠ＳＷが閉口位置を含む上下の所定範囲内にあ
るときにのみ、位置制御ループ２０ｃのループゲインを
大きく設定し、駆動モータＭによる綜絖枠ＳＷの位置制
御を高精度にする一方、その他の位置にあるときは、ル
ープゲインを小さく設定し、駆動モータＭに対して不必
要に過大な駆動電流が通電されることがないようにする
ことができる。

【００３０】なお、以上の説明において、増幅率設定器
３１は、位置信号Ｓp に対応して、増幅率ｇを滑らかに
変更するようにしてもよい（図４の二点鎖線）。また、
判別器１４は、駆動モータＭの回転角度θm ＝９０
（度）、θm ＝２７０（度）の前後に対称的なパルス幅
Δθを設定するに代えて、パルス幅Δθを前後非対称に
設定するようにしてもよい。

【００３１】

【他の実施例】位置信号Ｓp は、位置指令部１０の判別
器１４により、指令回転信号Ｓo 、すなわち、駆動モー
タＭの目標回転位置に基づいて作成するに代えて、エン
コーダＥ2 によって検出する駆動モータＭの現実の回転
量Ｐf 、すなわち、駆動モータＭの現実の回転位置に基
づいて作成することができる。すなわち、このときの判
別器１４は、指令回転信号Ｓo のパルス列を計数するに
代えて、位置フィードバック信号Ｓf のパルス列を計数
すればよい。

【００３２】また、位置信号Ｓp は、制御対象である綜
絖枠ＳＷのストロークを検出する適当な位置センサによ
って作ることもできる。すなわち、このときの位置セン
サは、綜絖枠ＳＷが閉口位置を含む上下の所定範囲内に
あることを検知し、綜絖枠ＳＷの現実の運動位置に基づ
いて位置信号Ｓp を出力すればよい。

【００３３】なお、この発明は、駆動モータＭに連結す
る位置制御部２０の制御対象が、綜絖枠ＳＷでなく、レ
ピアや筬であっても、そのまま適用することができる。
ただし、駆動モータＭと、綜絖枠ＳＷ等とを連結する運
動機構は、駆動モータＭを一方向に回転させるリンク機
構ＬＫに限らず、駆動モータＭを反転駆動する形式のリ
ンク機構や、任意の形式のカム機構等であってもよい。
また、制御対象がレピアや筬であるときは、位置信号Ｓ
p は、織機主軸Ａの回転角度θに基づいて作成するよう
にしてもよい。

【００３４】さらに、ゲイン補正部３０によりループゲ
インを設定調整する対象は、位置制御ループ２０ｃに代
えて、または、位置制御ループ２０ｃとともに、速度制
御ループ２０ａ、電流制御ループ２０ｂの一方または双
方としてもよい。すなわち、ゲイン補正部３０は、位置
信号Ｓp の作成方法により、制御対象の任意の運動位置
に基づいて、位置制御ループ２０ｃ、速度制御ループ２
０ａ、電流制御ループ２０ｂの少なくとも１のループゲ
インを調整することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、織機の運動機構を駆動する駆動モータを織機主軸に
同期させて位置制御する位置制御部に対してゲイン補正
部を付設し、位置制御部の位置制御ループ、速度制御ル
ープまたは電流制御ループの少なくとも１のループゲイ
ンを位置制御部の制御対象の運動位置に基づいて調整す
ることにより、制御対象を高精度に位置制御すべきとき
にのみゲインループを高め、それ以外のときのゲインル
ープを小さく抑えることができるから、駆動モータの駆
動電流も、前者のときにのみ大きくなり、後者のときに
不必要に過大になることがなく、したがって、駆動モー
タの損失を必要最少限に抑えることができるという優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 全体ブロック系統図

【図２】 要部ブロック系統図

【図３】 運動機構の模式斜視図

【図４】 動作説明線図

【符号の説明】

Ａ…織機主軸 Ｍ…駆動モータ θ…回転角度 Ｐo …目標回転量 Ｐf …回転量 ｄ…偏差 １０…位置指令部 ２０…位置制御部 ２０ａ…速度制御ループ ２０ｂ…電流制御ループ ２０ｃ…位置制御ループ ３０…ゲイン補正部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 専用の駆動モータを介して織機の運動機
   構を駆動する織機の運動機構制御装置において、織機主
   軸の回転角度に応じて駆動モータの目標回転量を出力す
   る位置指令部と、該位置指令部からの目標回転量と駆動
   モータの回転量との偏差を解消するように駆動モータの
   回転を制御する位置制御部と、該位置制御部の制御対象
   の運動位置に基づいて前記位置制御部の位置制御ルー
   プ、速度制御ループ、電流制御ループの少なくとも１の
   ループゲインを調整するゲイン補正部とを備えてなる織
   機の運動機構制御装置。