JPH07207518A

JPH07207518A - 紡糸巻取システムの制御装置

Info

Publication number: JPH07207518A
Application number: JP5353875A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Torii; 秀宣鳥井
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】フィードバック制御するスピンドルタイプの
紡糸巻取機であっても、瞬停発生時に、慣性力の回生電
力で支障なく運転を継続できる紡糸巻取システムの制御
装置を提供する。【構成】タッチローラ周速が所定値になるようにボビン
ホルダの回転数をフィードバック制御する紡糸巻取機と
その上流機器とが直流から交流へと周波数変換を行うイ
ンバータ装置で連動して制御され、電源の瞬停時Ｔ１以
降には巻取機コントローラをオフにして上記フィードバ
ック制御を切ってインバータ装置からの周波数を一点鎖
線のように下げてシステムの慣性力による回生電力で運
転し、復電時Ｔ８にはタッチローラの実周速に合わせる
ためにスタート周波数をａ点からｂ点に上げてから前記
フィードバック制御を回復させることを要旨とし、復電
時の紡糸巻取機の制御にハンチングが生じないようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押出機、紡出機、ゴデ
ットローラ及び紡糸巻取機などからなる紡糸巻取システ
ムの各機器を連動して制御し、紡出される糸を巻取るた
めの紡糸巻取システムの制御装置に関し、特に電源の瞬
停時に糸を切ることなく、運転を継続できるものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図６により、紡糸巻取システムの機器と
その制御装置を説明する。上流から押出機１、紡出機
２、ゴデットローラ装置３、紡糸巻取機４の各機器を順
に配設して紡糸巻取システムがなっている。押出機１に
て加熱及び加圧された溶融樹脂は、紡出機２に送られ、
紡出機２のギアポンプ８で定量が紡糸口金９よりフィラ
メントとして紡出される。紡出された多数のフィラメン
トは収束されて糸になり、ゴデットローラ装置３のゴデ
ットローラ１１，１３に巻回され駆動力を伝達される。
ゴデットローラ装置３からの糸は紡糸巻取機４のトラバ
ース装置２６で綾振りされて積極駆動されるフリクショ
ンローラ２８に転接するパッケージＰに巻き取られる。

【０００３】上述した一連の紡糸工程は各機器１，２，
３，４が所定の比率で連動運転されないと、途中で糸切
れが発生する。この連動運転のための制御装置を次に説
明する。図６において、押出機１のモータＭ１、ギアポ
ンプ８のモータＭ２、ゴデットローラ１１，１３のモー
タＭ３，Ｍ４、トラバース装置２６のモータＭ５、フリ
クションローラ２８のモータＭ６は、インバータ装置３
０からのそれぞれ周波数が異なる交流でその回転数が制
御される。インバータ装置３０は、共通のコンバータ３
１と各モータに対応するインバータ３２ａ〜３２ｆとか
らなる。そして、インバータ３２ａ〜３２ｆはコンバー
タ３１からの直流電源で作動するコントローラ３３で制
御され、所定周波数の交流を発生させる。

【０００４】図７はインバータ装置３０の模式図であ
る。コンバータ３１は交流電源３４からの交流電源ＡＣ
をダイオード素子３４で直流ＤＣに変換し、インバータ
３２ａ〜３２ｅはスイッチング素子３５で直流ＤＣを所
定周波数の交流ＡＣに変換するものであり、モータＭ１
〜６は周波数に見合った回転数で駆動される。また、内
部には直流ＤＣを貯溜するコンデンサ３６が設けられて
おり、この直流ＤＣが図示されないコントローラの制御
装置の電源になる。

【０００５】図６の如き紡糸巻取システムにおいては、
交流電源ＡＣの瞬間的な停電（通常１秒以内）が発生す
る場合がある。この瞬停が発生すると、図７のコンデン
サ３６の電源は直ちに消費され、コントローラ３３の制
御電流が無くなり、各モータＭ１〜６の制御が不能にな
って糸切れが発生する。糸切れが発生すると、システム
全体を停止状態にし、面倒な再スタートを行うことにな
り紡糸巻取システムの稼働率が低下する。

【０００６】そこで、瞬停が発生すると、各機器の慣性
力を使って各モータＭ１〜６を発電機として機能させる
為に、システムを連動させつつ各インバータを回生可能
な低速に向かって制御し、交流電源の回復を待つものが
提案されている。図７（ａ）のように、各モータＭ１〜
６は所定周波数ｆで駆動されているが、Ａ点で瞬停が発
生すると、コントローラ３３は各モータＭ１〜６に対す
る周波数を慣性力発電が利用できる程度まで下げ続け、
回生による電流でシステムの運転を維持しつつ減速させ
る。そして、Ｂ点で瞬停が回復すると、減速状態から元
の状態に向かって増速し、Ｃ点で元に復帰する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図６の制御装置は、各
モータＭ１〜Ｍ６をオープン制御し、瞬停時の減速制御
をオープン制御で簡単に行える。特に、紡糸巻取機４の
パッケージＰは満巻に近くなると大きな慣性力を有して
おり、この慣性力を利用して回生が行われる。ところ
が、紡糸巻取機４には、図示のように、フリクションロ
ーラを駆動するフリクションタイプに限らず、このフリ
クションローラに代わるタッチローラの周速が所定値に
なるように、ボビンホルダ２３の回転数をフィードバッ
ク制御するスピンドルタイプの紡糸巻取機が存在する。

【０００８】スピンドルタイプの紡糸巻取機では、クロ
ーズな回路で回転制御を行っているため、単純に減速指
令を行っただけでは、電力の回生が順調に行われないと
いう問題点があった。

【０００９】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、フィードバック制御するスピンドルタイプの紡
糸巻取機であっても、慣性力の回生電力で支障なく運転
を継続できる紡糸巻取システムの制御装置を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する紡糸
巻取システムの制御装置は、タッチローラ周速が所定値
になるようにボビンホルダの回転数をフィードバック制
御する紡糸巻取機とその上流機器とが直流から交流へと
周波数変換を行うインバータ装置で連動して制御され、
電源の瞬停時には上記フィードバック制御を切ってイン
バータ装置からの周波数を下げてシステムの慣性力によ
る回生電力で運転し、復電時にはタッチローラの実周速
に合わせて前記フィードバック制御を回復させることを
要旨とするものである。

【００１１】

【作用】瞬停時には、紡糸巻取機のフィードバック制御
を切ってインバータ装置からの周波数を下げるので、オ
ープン制御になり、システムを構成する各機器が一律に
減速され、慣性力による回生電力が活用される。復電時
には、紡糸巻取機のフィードバック制御を復活させる
が、その時のタッチローラの実周速から制御をスタート
させるため、ハンチングが生じない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の制御装置の作動図であり、図２
は本発明の制御装置の他の作動図であり、図３は本発明
の制御装置のブロック図である。まず、図３によりブロ
ック図を説明する。図６と異なる点は紡糸巻取機４がフ
ィードバック制御されている点である。

【００１３】具体的には、ボビンホルダ２３がモータＭ
６で駆動され、タッチローラ２７の回転数を計測するセ
ンサ４０が設けられ、コントローラ４１内のサブコント
ローラ４２がフィードバック制御でインバータ３２ｆを
制御する。また、このボビンホルダ２３の回転に連動す
るように、トラバース装置２６の回転数を制御する為、
ボビンホルダの回転数を計測するセンサ４５及びトラバ
ースの回転数を計測るすセンサ４３も設けられ、巻取機
コントローラ４２がフィードバック制御でインバータ３
２ｅを制御して、紡糸巻取機４内の統一した運転を確保
している。そして、コントローラ４１内のメインコント
ローラ４４が残りのインバータ３２ａ〜３２ｄをオープ
ン制御で制御している。なお、メインコントローラ４４
の代わりに各インバータ３２ａ〜３２ｄ内のコントロー
ラで各インバータ３２ａ〜３２ｄを制御することもでき
る。

【００１４】すなわち、上述したコントローラ４１は、
紡糸巻取機４に対する通常のフィードバック制御モード
と、瞬停時のオープン制御モードを有している。オープ
ン制御モードでは、メインコントローラ４４の一律減速
で慣性力による回生電力を生み出す。復電時には、セン
サ４０でタッチローラ２７のその時点での周速が判って
いるので、この周速から速度を上昇させる巻取機コント
ローラ４２のフィードバック制御をスタートさせる切換
可能な回路となっている。

【００１５】つぎに、上述した制御装置による作動を図
１により説明する。図１（ａ）は交流の入力電源のオン
オフを示し、図１（ｂ）はインバータ内の直流電圧の変
化を示し、図１（ｃ）はインバータからの出力電圧の変
化を示し、図１（ｄ）はインバータから出力される周波
数の変化を示し、図１（ｅ）は巻取機コントローラのヤ
ィードバック制御のオンオフを示している。

【００１６】時刻Ｔ１に入力電源がオフになり瞬停が発
生したとする（図１（ａ）参照）。すると、インバータ
からの出力電圧を一斉に保つためにコンデンサ内の電源
を使うと、コンデンサ等の特性でインバータ内の直流電
圧が基準値Ａから降下し始める（図１（ｂ）参照）。基
準値（瞬停検知電圧）Ｂまで下がる時刻Ｔ２に至ると、
瞬停が検知され、インバータの出力電圧の絞り込みを行
い、インバータの出力電圧を図１（ｃ）のように下げ
て、時間を稼ぐ。遅れ時間ｔｄ１＋ｔｄ２を経過した時
間Ｔ３になると、図３の巻取機コントローラ４２のフィ
ードバック制御がオフになり（図１（ｅ）参照）、図３
のメインコントローラ４４のオープン制御によってイン
バータ３２ｅ，３２ｆも他のインバータ３２ａ〜３２ｄ
と同様に制御される。

【００１７】そして、タイマ設定時間ｔｄ３を経過した
時刻Ｔ４になると、図３のコントローラ４１は、全ての
インバータ３２ａ〜３２ｆに対してその時の個々の周波
数を基準として比例的に、単位時間当たり所定割合で一
斉に漸減させる指令を出力する（図１（ｄ）参照）。す
ると、図１（ｂ）のように、回生電力でインバータ内の
直流電圧が上昇し、所定値Ａに対する±αの上限に達す
る時刻Ｔ５になると、インバータ３２ａ〜３２ｆからの
周波数をその時点のまま一定に保つ。すると、図１
（ｂ）のようにインバータ内の直流電圧が下降し、±α
の下限に達する時刻Ｔ６になると、再びインバータ３２
ａ〜３２ｆからの周波数は所定割合で漸減し、時刻Ｔ７
でインバータ内の直流電圧±αの上限に達し、インバー
タ３２ａ〜３２ｆからの周波数をその時点のまま一定に
保つ。

【００１８】そして、時刻Ｔ８で復電すると、元の状態
に戻るように、インバータの周波数を上昇させる（図１
（ｄ）参照）。しかし、インバータへの指令周波数は経
過時刻と共に所定割合で下がっているため、時刻Ｔ８で
はａ点にあって、実際の周波数のｂ点との間にかなりの
差が発生している。このａ点の低い周波数を基準にし
て、フィードバック制御に戻ると、実際との差が大きい
のでハンチングが発生する。そこで、時刻Ｔ８の実際の
周波数は、図３のセンサ２７で出力から演算可能である
ので、実際の周波数を基準にしてフィードバック制御を
オンにして再スタートさせると（図１（ｅ）参照）、ス
ムーズにシステム全体の運転速度が上昇し、時刻Ｔ９で
元に復帰する。

【００１９】図２は制御装置の他の作動を示す図であ
る。コントローラの指令値は、図２（ｄ）の水平な一点
鎖線ａの如く元の値を保ったままにする。そして、図２
（ｂ）のインバータ内の直流電圧は上限（＋α）から低
下した場合の下限値を値Ｂとし、下限値Ｂに至ると、図
２（ｄ）のようにインバータの周波数ｆを下げ、インバ
ータ内の直流電圧が上限に至ると、インバータの周波数
ｆを一定にするということを繰り返す。そして、瞬停か
らの復帰時に、インバータのそのときの周波数ｆを検出
し、コントローラの指令値をこの出力周波数に合わせる
ようにする。

【００２０】さらに、図４及び図５により、紡糸巻取シ
ステムの各機器を詳細に説明する。図４はシステムの正
面図、図５はシステムの側面図である。図において、上
流から順に、押出機１、紡出機２、ゴデットローラ３、
紡糸巻取機４の各機器が配設され、システムを構成して
いる。

【００２１】押出機１は樹脂を溶融押出するものであ
り、複数の紡糸機２に溶融樹脂を供給する。紡出機３
は、ギアポンプ８と、紡糸口金９と、冷却筒１０とを有
し、押出機１からの溶融樹脂は所定圧まで昇圧され、複
数の紡糸口金８から複数本（４〜８本）の糸が紡出さ
れ、幅Ｗの横一列の一群の糸Ｙとなって冷却筒１０に入
って冷却された後、ゴデットローラ１に至る。

【００２２】ゴデットローラ１は、ゴデットローラ１１
とセパレートローラ１２の組合せの第１ゴデットローラ
ＧＲ１と、ゴデットローラ１３とセパレートローラ１４
の組合せの第２ゴデットローラＧＲ２と、第１糸ガイド
１５とを糸の流れに沿って順に配置したものである。冷
却筒１０からの糸Ｙはゴデットローラ１１とセパレート
ローラ１２との間で数回巻回され、駆動力が伝達され
る。このとき、一群の糸Ｙがゴデットローラ１１に対し
て矢印方向にスムーズに横移動できるように、セパレー
トローラ１２が斜めに配置されている。さらに、ゴデッ
トローラ１３と斜め配置のセパレートローラ１４との間
で数回巻回され、駆動力が伝達される。そして、一群の
糸Ｙはゴデットローラの軸方向に展開され、紡糸巻取機
４で個々のボビンＢに巻き取られパッケージＰとされ
る。このゴデットローラ１１，１３間の糸Ｙが延伸され
る。延伸比は（ゴデットローラ１３の周速）／（ゴデッ
トローラの周速）である。このように、ナイロンフィラ
メントやポリエステルフィラメントの糸、あるいは弾性
糸はゴデットローラ１１，１３による延伸を経ることに
よってＦＤＹ（ＦｕｌｌＤｒａｗＹａｒｎ）とな
る。

【００２３】紡糸巻取機４は、本体フレーム２１の正面
に回転自在に取り付けられたタレット円板２２と、タレ
ット円板２２から突出した２本のボビンホルダ２３，２
４と、本体フレーム２１に対して垂直に昇降自在な昇降
枠２５と、昇降枠２５に設けたトラバース装置２６と、
同じく昇降枠２５に設けられたタッチローラ２７とを主
要部分として構成されている。ボビンホルダ２３，２４
にはボビンＢが４〜８個ずつ（図示例では簡単のため２
個としている）挿着されていて、上記２本のボビンホル
ダ２３，２４は一方を巻取位置ａに他方を待機位置ｂに
配され、巻取位置ａに位置しているボビンＢに糸を巻取
らせ、該ボビンＢが満巻となるごとにタレット円板２２
を１８０度回転し、新たに巻取位置ａにきた空ボビンＢ
に糸の巻付けを開始するレボルビングタイプの紡糸巻取
機４となっている。糸ガイド１５を出た糸は、紡糸巻取
機４の糸ガイド１６を経て、トラバース装置２６のガイ
ド２６ａで案内され、トラバースされながらボビンＢに
巻き取られる。

【００２４】このようなレボルビングタイプの紡糸巻取
機４とするためには、上述したスピンドルドライブタイ
プのものになる。自動化された紡糸巻取システムにおい
ては、フリクションドライブタイプの紡糸巻取機では高
速になると、フリクションローラとパッケージとの滑り
が大きくなる為、高速に対応できない（最大４５００ｍ
／ｎｉｎ迄）。近年、巻取速度が高速化しており、上述
したスピンドルドライブタイプの需要が多くなりつつあ
るので、本発明の制御装置が有効である。

【００２５】

【発明の効果】紡糸巻取システムの制御装置は、復電時
にはタッチローラの実周速に合わせて前記フィードバッ
ク制御を回復させることを要旨とし、回復時に制御のハ
ンチングが生じないようにしたので、フィードバック制
御による紡糸巻取機であっても、元の状態への回転数の
上昇がスムーズに行われるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御装置の作動図である。

【図２】本発明の制御装置の他の作動図である。

【図３】本発明の制御装置のブロック図である。

【図４】紡糸巻取システムの正面図である。

【図５】紡糸巻取システムの側面図である。

【図６】従来の制御装置のブロック図である。

【図７】インバータ装置の模式図である。

【符号の説明】

１押出機（上流機器）２紡出機（上流機器）３ゴデットローラ装置（上流機器）４紡糸巻取機２３，２４ボビンホルダ２７タッチローラ３０インバータ装置

【手続補正書】

【提出日】平成６年８月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１１月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タッチローラ周速が所定値になるように
ボビンホルダの回転数をフィードバック制御する紡糸巻
取機が周波数変換を行うインバータ装置で制御され、電
源の瞬停時には上記フィードバック制御を切ってインバ
ータ装置からの周波数を下げてシステムの慣性力による
回生電力で運転し、復電時にはタッチローラの実周速に
合わせて前記フィードバック制御を回復させることを特
徴とする紡糸巻取システムの制御装置。