JPH09235072A - 巻取機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻取機の制御装置を巻取機本体の外部に設置
する必要をなくするとともに、制御装置内における信号
の授受を高速化して制御性を向上させることのできる巻
取機の制御装置を提供する。 【解決手段】 制御信号を出力する主制御部21と、主制
御部からの制御信号に従ってそれぞれ機能別の制御を実
行する複数の機能別制御部22〜24と、主制御部21と各機
能別制御部22〜24との間でデータを転送するデータ転送
手段25とを備えた巻取機の制御装置において、データ転
送手段25が、主制御部21及び各機能別制御部22〜24のそ
れぞれからデータの書込み及び読出しが可能なデータ記
憶部25ａ〜25ｃを有するとともに、このデータ転送手段
25が主制御部21及び機能別制御部22〜24と共に巻取機本
体内に収納されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、巻取機の制御装置
に係り、特にボビンにフィラメント材料からなる糸条を
巻き取ってパッケージとする巻取機を制御するのに好適
な巻取機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、糸条巻取機は、糸条巻取り用ボ
ビンを保持するボビンホルダと、このボビン上の糸条に
所定接触圧で接触しながら回転するローラ（駆動用摩擦
ローラ又は従動用コンタクトローラ）とを備えており、
これらボビンホルダおよびローラを所定条件で回転させ
るためのモータおよびその制御装置を有している。制御
装置は、例えばボビンホルダ駆動用モータの回転速度
（若しくは駆動用摩擦ローラの回転速度）を検出する回
転速度センサからの信号に基づいて、前記ローラおよび
ボビンホルダを起動するときの起動速度勾配の調整や巻
取り作業中における前記ボビンホルダ又はローラによる
駆動回転数のフィードバック制御等を行うものである。
また、制御装置からの指令は通常インバータに送られ、
インバータによりこの指令に応じた周波数の交流電力が
発生されてモータに供給されるようになっている。

【０００３】従来のこの種の巻取機の制御装置として
は、例えば図５に示すように、巻取機（ワインダー）毎
の制御盤120と、制御用電装部品を収納した所定台数毎
の共通コンバータ盤130（例えば１６台に１つのコンバ
ータ盤）とを巻取機110からは独立して設置し、巻取機1
10を制御していた。また、制御盤120内の複数の電装部
品は、機能別にユニット化され、ＰＬＣ（Programmable
Logic Controller）ユニット121、ＢＬＣ（Board Leve
l Computer）ユニット122、ＡＶＲ（Auto VoltageRegul
ator）ユニット123、ブレーカーユニット124、インバー
ターユニット125および図示しないサーボドライバユニ
ットとして構成されており、図示はしないが制御盤120
内にはこれらのユニット間で信号を受渡すための複数の
配線ケーブルが設けられている。さらに、巻取機110、
巻取機制御盤120および共通コンバータ盤130間にも、こ
れらの間で信号を受け渡すための図示しない配線ケーブ
ルが設けられている。共通コンバータ盤130は巻取機110
の前記所定台数に対応する整流器、コンデンサおよび放
電抵抗からなる所定数のコンバータユニット131を有し
ている。

【０００４】図６は上記巻取機の制御盤120内における
データ取り合い図である。同図において、巻取機制御盤
120内のＰＬＣユニット121は、ＢＬＣユニット122を構
成するパラレルＩ／Ｏ制御部141、インバータ制御部142
およびサーボ制御部143に対し、それぞれＩ／Ｏ回路部1
21ａ、141ａ、142ａ、143ａおよび配線ケーブル151、15
2および153を介してシリアル通信可能になっている。な
お、図５において、制御盤120の幅Ｗoは例えば650mm、
奥行きＤoは例えば550mm、高さＨoは例えば1800mmであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の巻取機の制御装置にあっては、制御用の電装部品を
機能別にユニット化して巻取機から独立した制御盤を設
置し、これらユニット間又は制御盤間でシリアル通信に
より信号を受渡していたため、次のような問題があっ
た。

【０００６】（１）巻取機の設置スペース以外に巻取機
制御盤と共通コンバータ盤の設置スペースが必要であ
り、制御装置の設置スペースが大きくなる。 （２）巻取機を巻取機制御盤および共通コンバータ盤に
接続する配線距離が長くなるため、配線を介してノイズ
の影響を受け易い。 （３）ユニット間又は制御盤間をシリアル通信可能に接
続する配線ケーブルが多数で、部品コストのみならず配
線作業に手間がかかることで組立コストが高くなり、製
造コストが高くなる。

【０００７】（４）シリアル通信によって信号を受け渡
すため、信号授受に時間がかかるとともに信号数を増や
すことが容易でなく、高速な制御が困難で、しかも制御
性が悪い。さらに、従来の巻取機の制御装置にあって
は、図７に示すように、ＰＬＣユニット121、ＢＬＣユ
ニット122、インバータユニット125、サーボドライバユ
ニット126のそれぞれに専用の操作端末161〜168（例え
ばハンディターミナル）が設けられているため、それら
のメンテナンスに手間がかかるばかりか、操作（例えば
設定項目やモニタのコード番号）に一慣性がなく、操作
が容易でなかった。さらに、複数の端末161〜168のモニ
タによって制御部の異常を監視することになるため、そ
の監視画面の切替えといった手間がかかり、トラブルシ
ューティングに時間がかかるという問題もあった。

【０００８】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、巻取機の制御装置の設置スペース
を小さくするとともに、制御装置内における信号の授受
を高速化して制御性を向上させることのできる巻取機の
制御装置を提供することを目的とするものであり、更に
一箇所の端末を操作することで各種の設定をしたり異常
を監視したりすることのできる制御装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、巻取機本体に回転自在に支持され
たボビンホルダにボビンを保持させ該ボビンに糸条を巻
き取る巻取機を制御する装置であって、制御信号を出力
する主制御部と、主制御部からの制御信号に従ってそれ
ぞれ機能別の制御を実行する複数の機能別制御部と、主
制御部と各機能別制御部との間でデータを転送するデー
タ転送手段とを備えた巻取機の制御装置において、前記
データ転送手段が、前記主制御部および各機能別制御部
のそれぞれからデータの書込みおよび読出しが可能なデ
ータ記憶部を有するとともに、該データ転送手段が、前
記主制御部および機能別制御部と共に前記巻取機本体内
に収納されたことを特徴とするものである。したがっ
て、データ記憶部を介して前記主制御部と機能別制御部
との間でデータが授受されることにより、巻取機本体の
外部に制御盤を設ける必要がなくなり、制御装置の設置
スペースが小さくなる。また、データ記憶部と各制御部
との間では多量のデータを高速に授受することができる
ので、制御の応答性が高まるとともに、巻取りやパッケ
ージ交換に関する細かな制御やモニタリングが可能にな
る。さらに、従来のシリアル通信ケーブルのような配線
ケーブルが不要になって制御装置の配線長が大幅に短縮
されるばかりでなく、制御装置の少なくとも主要部が巻
取機本体の内部に収納されることになるので、外部ノイ
ズによる影響を受け難い耐ノイズ性に優れた制御装置と
なる。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、前記主制御
部、機能別制御部およびデータ転送手段が一体化された
制御基板を、前記ボビンホルダの軸線高さ付近に配置す
ることを特徴とするものであり、このようにすると、ボ
ビンに糸条を巻き取ってパッケージを形成する空間に隣
接して制御装置を容易にしかもコンパクトに配置するこ
とができ、従来の巻取機本体の大きさを全く変更するこ
となく制御装置を内蔵することができる。

【００１１】請求項３記載の発明は、前記主制御部に操
作端末からのデータを入力する手段を設け、該操作端末
からの入力データを前記主制御部から前記データ記憶部
を介して前記機能別制御部に転送可能にしたことを特徴
とするものであり、このようにすると、一箇所の端末を
操作することで各種の設定をしたり異常を監視したりす
ることのできる操作性に優れた制御装置となる。

【００１２】請求項４記載の発明は、前記主制御部およ
び機能別制御部がそれぞれプロセッサを有し、前記デー
タ記憶部が、主制御部側のプロセッサと機能別制御部側
のプロセッサの双方のバスからアクセス可能なデュアル
ポートメモリからなることを特徴とするものであり、こ
のようにすると、よりコンパクトで高速なデータ授受を
可能にすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照しつつ説明する。図１〜図３
は本発明に係る巻取機の制御装置の好ましい実施形態の
一例を示す図である。図１において、10は巻取機であ
り、この巻取機10は巻取機本体11とこの巻取機本体11に
回転自在に支持されたボビンホルダ12とを有している。
ボビンホルダ12は所定の糸条巻取り用ボビンを保持する
とともに後述する複数のモータによって駆動されるよう
になっており、前記ボビンに例えばフィラメント材料か
らなる合成繊維糸条を巻き取って所定形状の糸条パッケ
ージを形成することができる。13は図示しないコンタク
トローラ（駆動用フリクションローラでもよい）を収納
したコンタクトローラ収納部であり、前記コンタクトロ
ーラはボビンに巻かれた糸条に接触して回転する。

【００１４】20は、巻取機10の巻取機本体11内に収納さ
れた制御基板である。この制御基板20は、図２に示すよ
うに、制御信号を出力する主制御部21と、主制御部21か
らの制御信号に従ってそれぞれ機能別の制御を実行する
複数の機能別制御部22，23および24と、主制御部21と各
機能別制御部22〜24との間でデータを転送するデータ転
送手段25とを備えている。また、データ転送手段25は、
主制御部21および各機能別制御部22〜24のそれぞれから
データの書込みおよび読出しが可能なデータ記憶部25
ａ，25ｂおよび25ｃを有しており、データ記憶部25ａ〜
25ｃは、それぞれ主制御部21側と機能別制御部22〜24側
の双方のプロセッサバス26，27ａ，27ｂおよび27ｃから
アクセス可能なデュアルポートメモリからなる。このデ
ュアルポートメモリは、例えばデュアルポートＲＡＭ
（Dual Port ＲＡＭ（Random AccessMemory）；以下、
ＤＰ−ＲＡＭともいう）である。

【００１５】また、機能別制御部22〜24は、データ記憶
部25ａに対し所定データ量を単位としてデータを入出力
するパラレルＩ／Ｏ（インターフェース）制御部22と、
図３に示すインダクションモータＩＭ1，ＩＭ2およびＩ
Ｍ3（図３参照）をそれぞれ対応入力信号に応じた速度
で回転させるインバータ制御部23と、電動サーボモータ
ＳＥＭ1，ＳＥＭ2およびＳＥＭ3を制御するサーボ制御
部24とを含んでいる。インダクションモータＩＭ1，Ｉ
Ｍ2およびＩＭ3は、一対のスピンドル（例えば交互にコ
ンタクトローラ側に接近し駆動されるターレット方式の
一対の軸でそれぞれボビンホルダ12を駆動する）および
前記コンタクトローラを駆動する。電動サーボモータＳ
ＥＭ1，ＳＥＭ2およびＳＥＭ3は、例えば図示しないタ
ーレット盤を駆動する駆動手段や公知のトラバース機構
を駆動する。

【００１６】これら主制御部21、機能別制御部22〜24お
よびデータ転送手段25が一体化された制御基板20は、図
１に示すように巻取機10のボビンホルダ12の軸線高さ付
近、好ましくは前記コンタクトローラより下方に配置さ
れている。図３は制御基板20の詳細な構成の一例を示す
図である。同図において、主制御部21は、ＣＰＵ（Cent
ral Processing Unit）21ａ、シリアルＩ／Ｏ（インタ
ーフェース）ポートＳＩＯ、ディジタル入力ポートＤ
Ｉ、ディジタル出力ポートＤＯ、アナログ出力ポートＡ
ＯおよびパルスカウンタポートＣＴを有している。な
お、この図中のＣＰＵ21ａは図２のパラレルＩ／Ｏ（イ
ンターフェース）制御部22のＣＰＵ22ａを兼ねている。
また、インバータ制御部23はＣＰＵ23ａ、インバータ制
御ユニットＣＮＴ−Ｉ1、ＣＮＴ−Ｉ2およびＣＮＴ−Ｉ
3並びにインバータパワーユニットＰＯＷ−Ｉ1、ＰＯＷ
−Ｉ2およびＰＯＷ−Ｉ3を有し、サーボ制御部24はＣＰ
Ｕ24ａ、サーボ制御ユニットＣＮＴ−Ｓ1、ＣＮＴ−Ｓ2
およびＣＮＴ−Ｓ3並びにサーボパワーユニットＰＯＷ
−Ｓ1、ＰＯＷ−Ｓ2およびＰＯＷ−Ｓ3を有している。
そして、これらインバータ制御部23に対応する３つのデ
ュアルポートメモリＤ・Ｐ1、Ｄ・Ｐ2およびＤ・Ｐ3によっ
てデータ転送手段25のデータ記憶部25ｂが構成され、サ
ーボ制御部24に対応する３つのデュアルポートメモリＤ
・Ｐ4、Ｄ・Ｐ5およびＤ・Ｐ6によってデータ転送手段25の
データ記憶部25ｃが構成されている。なお、インダクシ
ョンモータＩＭ1，ＩＭ2およびＩＭ3の回転速度はそれ
ぞれピックアップセンサＰＫ1〜ＰＫ3により検出されて
主制御部21のパルスカウンタポートＣＴに取り込まれ、
主制御部21のＣＰＵ21ａはこの回転速度信号に基づいて
サーボ制御部24への制御信号を生成する。また、インバ
ータパワーユニットＰＯＷ−Ｉ1〜ＰＯＷ−Ｉ3およびサ
ーボパワーユニットＰＯＷ−Ｓ1〜ＰＯＷ−Ｓ3はコンバ
ータ部ＣＯＮＶからの動力電源電圧により作動するよう
になっており、コンバータ部ＣＯＮＶは外部電源に接続
され、この動力電源電圧と制御基板21の制御電源電圧と
を供給するようになっている。なお、31は、コンバータ
部ＣＯＮＶに接続され各モータが回生停止時に発生する
エネルギーを吸収するダイナミックブレーキ抵抗（Dyna
mic Brake Resistor）である。また、図１において、制
御基板20の幅Ｗは例えば450mm、奥行きＤは例えば270m
m、高さＨは例えば270mmであり、供給電源電圧ＶPは例
えば２２０［Ｖ］である。

【００１７】上記構成を有する巻取機の制御装置におい
ては、デュアルポートＲＡＭからなるデータ記憶部25ａ
〜25ｃを介して主制御部21と機能別制御部22〜24との間
でデータが授受されることで、巻取機本体11の外部に独
立した制御盤を設ける必要がなくなる。したがって、制
御装置の設置スペースが大幅に縮小される。また、デー
タ記憶部25ａ〜25ｃと各機能別制御部21〜24との間では
大量のデータを高速書込み／読出しにより授受すること
ができるので、制御の応答性が非常に高まるとともに、
巻取りや糸条パッケージの交換に関する細かな制御やモ
ニタリングが可能になる。さらに、制御基板20において
は、従来のシリアル通信ケーブルのような配線ケーブル
が不要になるので、配線長が大幅に短縮されるばかりで
なく、制御装置の少なくとも主要部が巻取機本体11の内
部に収納されることになる。したがって、制御基板20は
外部からのノイズによる影響を受け難い耐ノイズ性に優
れたものとなる。

【００１８】また、主制御部21、機能別制御部22〜24お
よびデータ転送手段25が一体化された制御基板20を、ボ
ビンホルダ12の軸線高さ付近に配置するので、巻取機10
によるパッケージ形成空間に隣接して制御装置を容易に
しかもコンパクトに配置することができる。しかも、主
制御部21および機能別制御部22〜24がそれぞれマイクロ
プロセッサであるＣＰＵ21ａ、22ａ、23ａおよび24ａを
有し、データ記憶部25ａ〜25ｃのそれぞれが、主制御部
21側のＣＰＵ21ａ（プロセッサ）と機能別制御部22〜24
側のＣＰＵ22ａ〜24ａ（プロセッサ）の双方のプロセッ
サバスからアクセス可能なデュアルポートメモリから構
成されているので、よりコンパクトで高速なデータ授受
を可能にすることができる。

【００１９】さらに、複数の機能別制御部22〜24が、デ
ータ記憶部25ａ〜25ｃに対し所定データ量を単位として
データを入出力するパラレルインターフェース制御部22
と、インダクションモータＩＭ1，ＩＭ2およびＩＭ3を
入力信号に応じた速度で回転させるインバータ制御部23
と、糸条巻取り速度を一定にするようサーボモータＳＥ
Ｍ1，ＳＥＭ2およびＳＥＭ3を制御するサーボ制御部24
とで構成されることから、主制御部21と、これらパラレ
ルインターフェース制御部22、インバータ制御部23およ
びサーボ制御部24のそれぞれとの間で、データ記憶部25
ａ〜25ｃを介してデータが高速にしかも大量に授受可能
である。したがって、フィラメント材料からなる糸条を
巻き取ってパッケージとする巻取機10の制御に好適な制
御装置となる。

【００２０】図４は本発明に係る巻取機の制御装置の好
ましい実施形態の他の例を示す図である。なお、本実施
形態例は、上述例の制御基板20と同様な制御基板を有す
るもので、以下に説明する相違点の他は上述例と同様に
構成されているので、同様な構成については上述例と同
様な符合を付して説明する。図４において、41は操作端
末であるハンディターミナル（携帯端末機）で、このハ
ンディターミナル41はキーボード等の操作入力部41ａと
画面表示部41ｂとを有している。このハンディターミナ
ル41は操作入力部41ａの操作に対応する信号を制御基板
20の主制御部21に入力させることができるもので、これ
に対応する主制御部21には、ハンディターミナル41から
のデータを入力する入力ポート（図示していない）が付
加されるとともに、このハンディターミナル41からの入
力データをデータ記憶部25ａ、25ｂ又は25ｃを介して機
能別制御部22〜24の何れか任意の制御部に出力する図示
しない信号出力ポートが設けられている。また、ハンデ
ィターミナル41には巻取機10の運転状態をモニタするた
めのモニタリングプログラムを格納した補助記憶装置が
設けられており、操作入力部41ａからの操作入力に応
じ、各機能別制御部22〜24の動作が正常か否か、更に予
め設定した複数の監視項目（例えば巻取り速度、巻取り
糸長等）についての状況を画面表示部41ｂによって表示
することができる。

【００２１】このようにすると、一箇所の端末であるハ
ンディターミナル41を操作するだけで、各機能別制御部
22〜24についての各種の設定をしたり同一画面で各制御
部の異常を監視したりすることができ、しかも、その操
作手順や設定項目を一元的に管理して一慣性のある容易
な操作を可能にすることができる。したがって、操作性
の優れた制御装置となる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、データ記
憶部を介して主制御部と機能別制御部との間でデータが
授受されるようにしているので、巻取機本体の外部に制
御盤を設ける必要をなくすことができるとともに、デー
タ記憶部と各制御部との間におけるデータの高速授受を
可能にすることができる。その結果、巻取機の制御装置
の設置スペースを小さくするとともに、制御装置内にお
ける信号の授受を高速化して制御性を向上させることが
できる。さらに、配線ケーブルを不要にして制御装置の
配線長を大幅に短縮するとともに、少なくとも制御装置
の主要部を巻取機本体の内部に収納することで、外部ノ
イズによる影響を受け難い耐ノイズ性に優れた制御装置
を実現することができる。

【００２３】また、請求項２記載の発明によれば、主制
御部、機能別制御部およびデータ転送手段が一体化され
た制御基板を、ボビンホルダの軸線高さ付近に配置して
いるので、ボビンに糸条を巻き取ってパッケージを形成
する空間に隣接して制御装置を容易にしかもコンパクト
に配置することができ、巻取機および制御装置の高さを
低くすることができる。

【００２４】請求項３記載の発明によれば、主制御部に
操作端末からのデータを入力し、該操作端末からの入力
データを主制御部からデータ記憶部を介して機能別制御
部に転送するようにしているので、一箇所の端末を操作
することで各種の設定をしたり異常を監視したりするこ
とができ、操作性に優れた制御装置を提供することがで
きる。

【００２５】請求項４記載の発明によれば、データ記憶
部を、主制御部側のプロセッサと機能別制御部側のプロ
セッサの双方のバスからアクセス可能なデュアルポート
メモリで構成しているので、よりコンパクトで高速なデ
ータ授受を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る巻取機の制御装置の好ましい実施
形態の一例を示すその斜視図である。

【図２】図１に示した制御装置を構成する制御基板の概
略ブロック構成図である。

【図３】図２に示した制御基板の要部構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明に係る巻取機の制御装置の好ましい実施
形態の他の例を示すその制御基板および操作端末の概略
ブロック構成図である。

【図５】従来の巻取機の制御装置の一例を示すその斜視
図である。

【図６】図５に示した従来の制御装置の概略ブロック構
成図である。

【図７】従来の巻取機の制御装置の他の例を示すその概
略ブロック構成図である。

【符号の説明】

10 巻取機 11 巻取機本体 12 ボビンホルダ 13 コンタクトローラ収納部 20 制御基板 21 主制御部 22 パラレルＩ／Ｏ制御部（機能別制御部） 23 インバータ制御部（機能別制御部） 24 サーボ制御部（機能別制御部） 25 データ転送手段 25ａ，25ｂ，25ｃ データ記憶部（デュアルポートメ
モリ） 41 ハンディターミナル（操作端末） ＩＭ1，ＩＭ2，ＩＭ3 インダクションモータ ＳＥＭ1，ＳＥＭ2，ＳＥＭ3 サーボモータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻取機本体に回転自在に支持されたボビン
   ホルダにボビンを保持させて該ボビンに糸条を巻き取る
   巻取機を制御する装置であって、制御信号を出力する主
   制御部と、主制御部からの制御信号に従ってそれぞれ機
   能別の制御を実行する複数の機能別制御部と、主制御部
   と各機能別制御部との間でデータを転送するデータ転送
   手段と、を備えた巻取機の制御装置において、 前記データ転送手段が、前記主制御部および各機能別制
   御部のそれぞれからデータの書込みおよび読出しが可能
   なデータ記憶部を有するとともに、 該データ転送手段が、前記主制御部および機能別制御部
   と共に前記巻取機本体内に収納されたことを特徴とする
   巻取機の制御装置。
2. 【請求項２】前記主制御部、機能別制御部およびデータ
   転送手段が一体化された制御基板を前記ボビンホルダの
   軸線高さ付近に配置したことを特徴とする請求項１記載
   の巻取機の制御装置。
3. 【請求項３】前記主制御部に操作端末からのデータを入
   力する手段を設け、該操作端末からの入力データを前記
   主制御部から前記データ記憶部を介して前記機能別制御
   部に転送可能にしたことを特徴とする請求項１記載の巻
   取機の制御装置。
4. 【請求項４】前記主制御部および機能別制御部がそれぞ
   れプロセッサを有し、 前記データ記憶部が、主制御部側のプロセッサと機能別
   制御部側のプロセッサの双方のバスからアクセス可能な
   デュアルポートメモリからなることを特徴とする請求項
   １、２又は３記載の巻取機の制御装置。