KR19990087647A - Drive system - Google Patents
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Abstract
제 1 및 제 2 극단 위치 사이의 구동 경로 너머로 관성 질량(40)을 구동하기 위한 구동 시스템은 전기 구동 모터(12, 14), 질량을 구동하기 위해 질량(40)에 구동 모터(12, 14)를 연결하는 연계 수단(30), 전력을 저장하기 위한 저장 커패시턴스(20), 그리고 제 1 및 제 2 극단 위치중 하나로부터 그의 구동 경로의 제 1 부분 너머로 질량(40)을 가속시키기 위해 구동 모터(12, 14)에 전력을 인가하기 위한 제어 시스템(16, 18)을 포함한다. 제어 수단(16, 18)은 제 1 및 제 2 극단 위치중 다른 하나를 향하는 그의 구동 경로의 제 2 부분 너머로 질량(40)의 감속동안 구동 모터가 전자석 차단 역할을 할 때 구동(12, 14)에서 생성된 전력이 저장 수단(20)을 충전하는데 사용되는 저장 커패시턴스(20)에 구동 모터(12, 14)를 연결한다. 모니터링 장치(22)는 저장 수단(20)에 저장된 에너지 수준을 모니터하고 제어 수단은 저장 수단(20)에 저장된 전력이 예비설정된 수준을 넘어서면 구동 경로의 제 1 부분 너머로 질량(40)의 가속 동안 저장 수단(20)으로부터 구동 모터(12, 14)로 전력을 인가한다.The drive system for driving the inertial mass 40 beyond the drive path between the first and second extreme positions comprises electric drive motors 12 and 14, drive motors 12 and 14 in the mass 40 for driving mass, , A storage capacitor (20) for storing power, and a drive motor (20) for accelerating the mass (40) from one of the first and second extreme positions over a first portion of its drive path 12, and 14, respectively. The control means (16, 18) are adapted to drive the motors (12, 14) when the drive motor is actuated to block the electromagnet during the deceleration of the mass (40) over a second portion of its drive path towards the other of the first and second extreme positions, (12, 14) to the storage capacitance (20) used to charge the storage means (20). The monitoring device 22 monitors the energy level stored in the storage means 20 and the control means determines whether the power stored in the storage means 20 exceeds the predetermined level during the acceleration of the mass 40 over the first part of the drive path And power is supplied from the storage means 20 to the drive motors 12, 14.
Description
직조기 및 편물기와 같은 기계내 모든 동작부는 일반 구동 모터로 일정하게 구동된다. 재카드(Jacquard), 도비, 태핏(tappet) 장치, 직조기내 캠 장치, 얀 캐리어 및 편물기내 바늘 작동 왕복대(플랫 베드형 및 원형)가 사용되는 곳에서, 이들은 단일 집중식 전력 전동장치로부터 각각의 직기 또는 기계에 전력이 가해진다. 최근 이들 형태의 직물 형성 기계에 속도를 더하는 발전이 각각의 높은 관성 질량으로 제한되고 있다. 과거에는, 통합되는 속도 감소가 가능한, 공칭(nominal) 작동 속도로 단일 기준 AC 또는 DC 모터로부터 구동이 이루어졌고, 그로 인해 이들의 모터 샤프트로 간주되는 관성 질량이, 상기 감소 비율의 제곱으로 감소된다. 직물 형성시 속도 변수를 향상시킬 수 있도록 구동된 장치의 전력의 각각의 관성 질량을 재검토하고 이들 구동 수단을 프로그램가능한 단계적 관계로 보다 경제적인 생산 비율로 직물을 생산하는 것이 요구된다. 결과적으로, 에너지 소비가 생산성 향상 이득에 대해 주요 변수가 되고 있다.All the operating parts in the machine, such as the loom and knitting machine, are constantly driven by the general drive motor. Where a Jacquard, dobby, tappet device, a cam device in a loom, a yarn carrier and a needle-operated reciprocating machine in a knitting machine (flatbed and round) are used, Power is applied to the loom or machine. Recently, the speed-increasing generation of these types of fabric-forming machines has been limited to their respective high inertial masses. In the past, driving from a single reference AC or DC motor at nominal operating speeds, which allows for a speed reduction to be integrated, has been achieved, and the inertial mass, which is regarded as their motor shaft, is reduced to the square of the reduction ratio . It is required to review the respective inertial masses of the power of the driven device so as to improve the speed parameter in fabric formation and to produce these fabrics in a more economical production rate in a programmable stepwise relationship. As a result, energy consumption is a key variable for productivity gains.
직조시 예를 들어 도비로 구동되는, 헬드 프레임, 태핏 운동 및 캠 운동은 클러치 또는 다른 전력 선택 장치의 사용으로 각각 선택되는, 회전 캠 또는 공동 샤프트상에 크랭크 운동에 의해 기계적 연계장치를 통해 수직적으로 왕복한다. 구동 모터에 의해 구동될 때 캠의 형태 및/또는 클랭크 운동 자국 경로는, 헬드 프레임은 그의 최저 분계 위치로부터 헬드 프레임이 상부 분계 위치를 향해 감속되기 시작하기 전 너머로 유지되는 속도로 가속된다. 헬드 프레임이 중력의 작용하에 상부 위치를 향해 감속되고 구동되고, 가속 및 감속되어, 중력의 도움으로 최저 분계 위치를 향하여, 그의 저장된 위치 및 운동 에너지가 구동 샤프트로 돌아간다. 상기 복귀된 에너지는 이들의 저부로부터 상부 분계 위치로 이동되는 다른 헬드 프레임을 가속시킨다. 상기 에너지의 유지로서 구동 모터는 상대적으로 낮은 전력 모터가 될 수있다.The helmet frame, tappet motion and camming motion, which are driven by weaving for example during weaving, are carried out vertically via mechanical coupling devices by crank motion on a rotating cam or a common shaft, respectively selected by use of a clutch or other power selection device I will make a round trip. When driven by the drive motor, the shape of the cam and / or the crank trajectory path is accelerated from the lowest threshold position of the heddle frame to a rate at which the heddle frame remains over before it begins to decelerate toward the upper threshold position. The handheld frame is decelerated and driven toward the upper position under the action of gravity, accelerated and decelerated, and its stored position and kinetic energy return to the drive shaft with the aid of gravity towards the lowest critical position. The returned energy accelerates another heddle moving from their bottom to the upper metric position. As a result, the drive motor can be a relatively low-power motor.
전형적으로 헬드 프레임의 연계 메커니즘은 상대적으로 낮은 전력을 사용하는 구동 모터에 허용하는 것이 장점으로 적합한 메커니즘을 제공한다. 이는 분당 헬드 프레임을 600 pick에 이르는 속도로 구동시키는 것을 가능케한다. 그러나, 상기 범위 이상의 헬드 프레임의 속도를 증가시키기 위해 구동 모터의 전력을 상당히 증가시켜야해서, 시스템이 비경제적으로 된다. 연계 장치가 헬드 프레임에 보다 직접 제공되는 경우, 헬드 프레임의 관성 때문에 상당한 전력양이 결과적으로 감속이 하향하는 분계 동작의 스트로크의 단부를 향하는 동안 헬드 프레임에 의해 "구동되는" 구동 모터에서 발생된다.Typically, the linkage mechanism of the helf frame provides a suitable mechanism with the advantage of allowing the drive motor to use relatively low power. This enables the drive frame to be driven at speeds up to 600 picks per minute. However, the power of the drive motor must be increased significantly in order to increase the speed of the heald frame above the range, so that the system becomes uneconomical. When the linkage is provided more directly to the helmet frame, a considerable amount of power is generated in the drive motor " driven " by the helmet while the end of the stroke of the downwardly biasing operation is decelerated due to inertia of the helmet frame.
도 1은 분계(shedding) 동작 동안 그의 최저 분계 위치로부터 그의 최상 분계 위치로 헬드 프레임의 운동에 대한 시간 대 속도의 이상적 그래프이다. 그의 최상 분계 위치로부터 그의 최저 분계 위치로의 헬드 프레임의 반복 운동에 대한 그래프는 도 1과 같다. 이는 이상적 작동 도표로 시간 t0에서 t1의 가속 기간 ta동안만 구동 모터로부터의 최대 전력이 요구된다는 것을 나타낸다. 헬드 프레임이 일단 속도 v0에서 요구되는 속도 v1으로 가속되면, 속도는, 헬드 프레임이 그의 중심 셰드(shed) 위치를 통과하는, 시간 t1에서 t2까지의 시간 tc동안 대체로 일정하게 유지된다. 상기 기간 이상에서는 구동 모터에 의해 요구되는 에너지가 떨어져, 단지 v1에서 프레임의 속도를 유지하기 위해 존재하는 마찰력을 극복하는 충분한 에너지가 요구된다. 헬드 프레임이 그의 대립 최상 위치에 이르는, 시간 t2에서 t3의 기간 td너머에서는 속도가 0으로 떨어진다. 이 기간 이상에서 구동 모터는 전자석을 차단하는 효과가 있다. 따라서 헬드 프레임이 모터를 구동하는 것처럼, 전력은 발생기 역할을 하는 모터에 의해 생성되고 상기 전력을 보통 낭비하게 된다.Figure 1 is an ideal graph of time versus speed for motion of the heddle frame from its lowest critical position to its uppermost position during a shedding operation. A graph of the repetition motion of the hand frame from its best-order position to its lowest-most position is shown in FIG. This indicates that the maximum power from the drive motor is required for the acceleration period t a of time t 0 to t 1 as an ideal operation chart. When the held frame, the end velocity v accelerated to speed v 1 required at zero speed, the held frame, whose center shed (shed), substantially constant for a time t c to t 2 from time t 1 through the position do. Above this period, the energy required by the drive motor drops, and sufficient energy is required to overcome the frictional forces present to maintain the speed of the frame at v 1 only. Beyond the period t d of time t 2 to t 3 , at which the hand frame reaches its conflicting top position, the velocity drops to zero. In this period or more, the drive motor has an effect of shutting off the electromagnet. Thus, as the handheld frame drives the motor, the power is generated by the motor acting as a generator and the power is usually wasted.
결국 각각의 헬드 프레임의 가속 및 감속도가 시스템의 관성 압박 때문에 제한되어, 저부 셰드(shed) 위치에서 상부 셰드 위치로의 시간 주기가 길어지게 되어 상대적으로 가속 및 감속 시간 주기 ta, td가 길어지게 된다.As a result, the accelerations and decelerations of the respective hedge frames are limited due to the inertial stresses of the system, so that the time period from the bottom shed position to the upper shed position becomes longer, so that the acceleration and deceleration time periods t a , t d It becomes longer.
본 발명은 관성 질량(inertial mass)을 구동하기 위한 구동 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a drive system for driving an inertial mass.
도 1은 2가지 최단 위치 사이에서 구동 경로를 따라 구동된 진동 질량의 이상적 운동에 대한 시간에 대한 속도를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the speed versus time for ideal motion of a vibration mass driven along a drive path between two shortest positions.
도 2는 마찰과 감폭력을 고려한 도 1과 유사한 그래프이다.Fig. 2 is a graph similar to Fig. 1 in which friction and emotional violence are taken into account.
도 3은 직조기의 헬드 프레임과 같은 왕복 질량의 이상적 운동을 위한 속도와 시간을 나타내는 도 1과 유사한 그래프로 본 발명에 따른 구동 시스템의 바람직한 형태에 의해 구동되는 헬드 프레임이다.3 is a graphical representation similar to FIG. 1 showing the speed and time for ideal movement of a reciprocating mass, such as the helmet frame of a loom, driven by a preferred form of the drive system according to the invention.
도 4는 직물 기계를 위한 본 발명에 따른 구동 시스템의 바람직한 형태를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing a preferred embodiment of a drive system according to the present invention for a textile machine.
도 5는 구동 제어를 위해 상대 위치 피드백을 사용하는 본 발명에 따른 구동 시스템의 작동 단계를 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing operational steps of a drive system according to the present invention using relative position feedback for drive control.
도 6은 구동 제어를 위한 아날로그 절대 위치 피드백을 사용하는 도 5에서와 유사한 것을 나타내는 도면이다.Fig. 6 is a view similar to Fig. 5 using analog absolute position feedback for drive control.
도 7은 도 3과 유사한 그래프이다.Figure 7 is a graph similar to Figure 3.
도 8은 도 3과 보다 더 유사한 그래프이다.Figure 8 is a graph that is more similar than Figure 3.
본 발명의 목적은 관성 질량을 구동하기 위한 개선된 구동 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved drive system for driving an inertial mass.
따라서, 본 발명은 :Thus, the present invention provides:
전기 구동 모터 ;Electric drive motor;
상기 질량을 구동하기 위해 상기 질량을 상기 구동 모터와 연결하는 연계 수단 ;Coupling means for coupling the mass with the drive motor to drive the mass;
및 상기 제 1 및 제 2 극단 위치 중 하나로부터 그의 구동 경로의 제 1 부분 너머로 상기 질량을 가속시키기 위해 상기 구동 모터에 전력을 인가하는 제어 수단을 포함하는, 1 및 제 2 극단 위치 사이의 구동 경로 너머로 관성 질량을 구동하기 위한 구동 시스템을 제공하며,And control means for applying power to the drive motor to accelerate the mass from one of the first and second extreme positions over a first portion of its drive path, Providing a drive system for driving an inertial mass over,
여기서 상기 제어 수단은 상기 저장 수단에 상기 구동 모터를 연결하여 상기 구동 모터는Wherein the control means connects the drive motor to the storage means so that the drive motor
상기 제 1 및 제 2 최단 위치의 다른 쪽을 향하는 그의 구동 경로의 제 2 부분 너머로 상기 질량의 감속 동안 전자기를 차단하는 기능을 하는 경우 상기 구동 모터는 상기 저장 수단을 충전하게 된다.The drive motor charges the storage means when it functions to cut off the electromagnetic force during the deceleration of the mass over a second portion of its drive path toward the other of the first and second shortest positions.
발명은 진동 방식에서 구동되는 어떠한 관성 질량에라도 적용할 수 있지만 직물기의 헬드(heald) 또는 헬드 프레임과 같은 관성 질량의 왕복 운동에 관한 예를 이하 설명한다.Although the invention can be applied to any inertial mass driven in a vibrational manner, an example of reciprocal motion of an inertial mass such as a heald or a handle frame of a fabric machine is described below.
도면을 참조로 하면, 도 4는 직물기(11)용 구동 시스템(10)을 나타낸다. 상기 직물기에서의 각각의 헬드, 및/또는 1개 이상의 헬드 프레임(40)은 모터 또는 작동기에 의해 구동된다. 선형 작동기(12)를 도시했다. 회전 작동기(14)가 부가적으로 또는 선택적으로 제공될 수 있다. 작동기의 형태는 특정 요구사항에 적합하게 선택될 수 있으며 도 4에 나타낸 작동기에 제한되지는 않는다.Referring to the drawings, Fig. 4 shows a drive system 10 for a fabric machine 11. Each heddle in the fabric machine, and / or one or more heddle frames 40 are driven by a motor or an actuator. The linear actuator 12 is shown. A rotary actuator 14 may additionally or alternatively be provided. The form of the actuator can be chosen to suit particular requirements and is not limited to the actuator shown in FIG.
바람직한 실시예에서 각각의 헬드 프레임은 그 자체 또는 작동기(12, 14)에 의해 구동된다(헬드 프레임만을 이하 설명했지만 실시예는 단독 헬드 또는 단독 헬드 및 헬드 프레임의 조합 구동에 동등하게 적용될 수 있다). 이는 헬드 프레임을 직접적으로 구동하는데 사용되는 전원 모터를 매우 낮출 수 있어 헬드 프레임을 상대적으로 가볍게 만들 수 있다. 각각의 헬드 프레임은 매우 낮은 전력 작동기만이 요구되기 때문에 붓을 쓸 필요가 없는 서보모터(servo motor)(요구되는 헬드 프레임 속도로 매우 빠르게 가속될 수 있다)와 같은 작동기를 사용할 수 있다. 이는 헬드 프레임에 대한 가속 및 감속 시간 모두를 줄여 직조 속도를 증가시킬 수 있다.In the preferred embodiment, each handheld frame is driven by itself or by the actuators 12, 14 (although only the handheld frame is described below, the embodiments may equally be applied to a single handheld or a combination of single handheld and handheld frames) . This can significantly reduce the power motor used to directly drive the handheld frame, making the handheld frame relatively light. Since each handheld frame requires only a very low power actuator, you can use an actuator such as a servo motor (which can be accelerated very quickly with the required handheld frame rate) without the need to use a brush. This can reduce both the acceleration and deceleration times for the heald frame to increase the weaving speed.
제어 시스템은 각각의 작동기(12, 14)의 작동을 개별적으로 제어하는 마이크로프로세서(16)를 구비하여, 미리 선택된 직조 프로그램에 따라 직조 작업을 제어한다. 마이크로프로세서(16)는 헬드 프레임의 선택과 선택 시간 및 씨실의 이동을 결정한다. 마이크로프로세서로부터의 제어 신호는 각각의 작동기에 의해 나온 전력을 모니터하는 작동기 제어기(18)를 통과한다. 각각의 작동기( 및 각각의 헬드 프레임)가 그의 맨끝 최저 또는 최상 셰드(shed) 위치중 하나로부터 가속되는지 또는 그렇지를 나타낸다. 작동기 제어기(18)는 또한 바람직하게는 커패시던스(20) 형태인 전력 저장 수단에 연결되어, 저장 모니터(22)와 전력 제어기(24)와도 연결된다. 전력 제어기(24)는 주요 공급기로부터의 전력 공급을 제어한다.The control system includes a microprocessor 16 that individually controls the operation of each of the actuators 12, 14 to control the weaving operation according to a pre-selected weaving program. The microprocessor 16 determines the selection and selection time of the hand frame and the movement of the weft. The control signal from the microprocessor passes through the actuator controller 18, which monitors the power drawn by each actuator. Indicates whether or not each actuator (and each hand frame) is accelerated from one of its terminal lowest or highest shed positions. The actuator controller 18 is also connected to a power storage means, preferably in the form of a capacitor 20, and also to a storage monitor 22 and a power controller 24. The power controller 24 controls the power supply from the main feeder.
또한 DC/AC 컨버터(26)가 제공된다. 이는 저장 커패시턴스(20)와 연결되어, 원하는 경우, 저장 커패시턴스(20)로부터 주요(mains)에 전력을 공급하도록 마이크로프로세서(16)(또는 작동기 제어기(18))에 의해 제어될 수 있다.A DC / AC converter 26 is also provided. Which may be coupled to the storage capacitance 20 and controlled by the microprocessor 16 (or actuator controller 18) to power mains from the storage capacitance 20, if desired.
또한 각각의 작동기(12, 14)는 작동기(선형 또는 회전형) 및 헬드 프레임의 위치를 모니터하는 센서(28)가 제공되어, 헬드 프레임의 위치를 나타내는 신호를 작동기 제어기(18)에 공급한다. 작동기 제어기(18)는 각각의 제어기 및 관련된 헬드 프레임이 각각의 작동기에 의해 유출된 전력을 단지 모니터링하기 보다는 가속되었는지 또는 감속되었는지 여부를 나타내도록 센세(28)로부터 신호를 선택적으로 또는 부가적으로 사용할 수 있다.Each actuator 12, 14 is also provided with a sensor (28) that monitors the position of the actuator (linear or rotational) and the handle frame to provide a signal to the actuator controller 18 indicating the position of the handle frame. The actuator controller 18 may selectively or additionally use a signal from the sensor 28 to indicate whether each controller and associated handheld frame is accelerated or decelerated rather than merely monitoring the power drawn by each actuator .
도 5는 구동 시스템의 작동을 나타내는 도면으로 선형 작동기(12)의 작동을 참조로 설명한다. 상기 작동은 다른 어떠한 형태의 작동기에도 동일하게 적용될 수 있다.Figure 5 illustrates the operation of the drive system with reference to the operation of the linear actuator 12. This operation can be equally applied to any other type of actuator.
마이크로프로세서(16)가 선형 작동기(12)(즉, 관련된 헬드 프레임)의 위치에 대해 원하는 위치 신호를 공급하는 위치에서 출발하면, 상기 신호는 단순 비교측정기의 형태일 수 있는 오류 계산 논리 회로(100)에 인가된다. 이는 출력 선택 논리 회로(102)에 인가되는 위치 오류 신호를 생성하도록 기억 장소(118)로부터 공급된 실제 위치 신호와 소망 위치 신호를 비교한다. 도 5에 나타낸 선형 작동기(12)는 2개의 코일(104, 106)과 관련 코일을 위한 구동 회로(108, 109)를 갖춘 2상의(two-phase) 모터이다. 출력 선택 논리(102)는 코일을 구동하기 위한 구동 회로(108, 110)를 제어하고 그의 새로운 위치로 작동기 및 헬드 프레임을 움직인다.If the microprocessor 16 departs from a position to provide a desired position signal for the position of the linear actuator 12 (i.e., the associated handheld frame), the signal may be provided to the error calculation logic 100 . Which compares the desired position signal with the actual position signal supplied from storage location 118 to produce a position error signal applied to output select logic circuit 102. [ The linear actuator 12 shown in Figure 5 is a two-phase motor with two coils 104, 106 and drive circuits 108, 109 for the associated coils. Output selection logic 102 controls the drive circuits 108, 110 for driving the coils and moves the actuator and the handle frame to their new position.
각각의 위치 센서(28)와 결합된 작동기(12)상의 각각의 코일은 그의 결합된 구동 코일에 대해 작동기의 위치를 나타내는 신호를 각각 제공한다. 여기서는 2개의 센서를 도시했지만, 단일 위치 신호를 제공하는데는 단지 1개의 센서만이 필요하다. 시간에 따른 위치변화 및 변화 비율은 작동기 및 헬드 프레임의 속도 및 가속도를 제공하여 사용될 수 있다.Each coil on the actuator 12 associated with a respective position sensor 28 provides a signal representative of the position of the actuator relative to its associated drive coil. Although two sensors are shown here, only one sensor is needed to provide a single position signal. The position change and change rate over time can be used to provide the speed and acceleration of the actuator and the helmet frame.
센서로부터(28)의 각각의 신호는 작동기(12) 및 결합된 헬드 프레임의 절대 위치를 나타내는 신호를 제공하도록 자료 또는 참조 신호를 비교한 관계 Inverted Position Lookup Table(112, 114)로 공급된다. 비교측정기(112, 114)로부터의 각각의 신호는 작동기(12)의 이전 위치를 나타내는 신호로 위치 선택 논리 회로 또는 비교측정기(116)를 비교한다. 비교측정기(116)는 결과적으로 오류 신호를 발생시켜, 에러 신호가 기억장소(118)에 인가된다. 기억장소(118)는 작동기(12)의 현재 위치를 저장하고 이때 매시간 수신되는 오류 신호를 갱신한다. 작동기(12)의 이전 위치를 나타내는 신호는 현재 위치 신호가 기억장소(118)로부터 인가되도록 논리 회로(120)에 유지된다. 논리 회로(120)는 현재 작동기 및 헬드 프레임의 위치를 나타내는 새로운 신호를 저장하도록 오류 신호를 수취하도록 응답하는 선형 작동기의 이전 위치를 나타내는 저장된 신호를 갱신한다.Each of the signals from the sensors 28 is supplied to a relative Inverted Position Lookup Table 112, 114 that compares the data or reference signal to provide a signal indicative of the absolute position of the actuator 12 and the combined handheld frame. Each of the signals from the comparators 112, 114 compares the position selection logic circuit or comparator 116 to a signal indicative of the previous position of the actuator 12. The comparator 116 consequently generates an error signal, and an error signal is applied to the memory location 118. The storage location 118 stores the current location of the actuator 12 and updates the error signal received at that time. A signal indicative of the previous position of the actuator 12 is held in the logic circuit 120 so that the current position signal is applied from the memory location 118. The logic circuit 120 updates the stored signal indicative of the previous position of the linear actuator to respond to receive the error signal to store the new signal indicative of the current actuator and the position of the hand frame.
부가적으로, 논리회로(120)는 작동기의 새로운 위치를 나타내는 신호와 이전 위치를 나타내는 신호 및 마이크로프로세서(16)에 의해 설정된 예비-선택 참조값과의 상기 차이를 비교하여 차감하는 차감기를 포함한다. 사실상, 시간에 따른 작동기의 위치 변화를 모니터링하고 예비-선택된 참조값과 이를 비교함으로써 회로는 작동기 및 헬드 프레임의 속도 및 가속도를 모니터링한다. 오류 계산 논리 회로(100)으로 마이크로프로세서(16)에 의해 공급된 위치 신호는 작동기의 이동 주기 그리고 작동기 및 헬드 프레임의 가속도 및 감속도를 나타내는 변화비율 이상으로 변화한다. 사실상, 회로는 작동기의 속도를 모니터링하고 마이크로프로세서(16)로부터의 위치 신호의 시간에 따른 변화에 의해 마이크로 프로세서(16)에 의해 설정된 소망 속도 및 예비-선택 참조값과 위치 신호의 차이 비교를 비교한다.Additionally, the logic circuit 120 includes a subtractor for subtracting the difference between the signal indicative of the new position of the actuator, the signal indicative of the previous position, and the pre-selection reference value set by the microprocessor 16. In fact, the circuit monitors the velocity and acceleration of the actuator and the heel frame by monitoring the change in position of the actuator over time and comparing it with a pre-selected reference value. The position signal supplied by the microprocessor 16 to the error calculation logic circuit 100 changes above the rate of change indicative of the movement period of the actuator and the acceleration and deceleration of the actuator and the hedge frame. In fact, the circuit monitors the speed of the actuator and compares the difference comparison of the position signal with the desired speed and pre-selection reference value set by the microprocessor 16 by the time-dependent change of the position signal from the microprocessor 16 .
참조값과 신호 차이의 변화에 따라, 비교는 선형 작동기(12)의 속도 및 가속도를 지시하며, 논리 회로(120)는 또한 속도 계산 회로(122)에 오류 신호를 인가한다. 또한 나중에 선형 작동기 및 헬드 프레임의 주기내에 현재 위치를 나타내는 기억장치(118)로부터 신호를 수용한다. 속도 계산 회로(122)는 헬드 프레임이 일정 속도로 유지되는지, 가속되었는지 또는 감속되었는지의 여부를 결정하고 선형 작동기를 동일 속도로 또는 작동기에 따라 가속 또는 감속하도록 출력 선택 논리(102)에 최종 신호를 인가한다.Depending on the change in the reference value and the signal difference, the comparison indicates the speed and acceleration of the linear actuator 12, and the logic circuit 120 also applies an error signal to the speed calculation circuit 122. It also receives signals from storage 118, which later indicate the current position within the period of the linear actuator and the helmet frame. The speed calculation circuit 122 determines whether the hand frame is maintained at a constant speed, accelerated or decelerated, and provides a final signal to the output selection logic 102 to either accelerate or decelerate the linear actuator at the same rate or according to the actuator .
또한 기억 장치(118)로부터의 위치 신호는 극성(polarity)에 공급되고 코일 선택 회로(124)는 상기 위치 신호에 따라 선형 작동기(12) 및 헬드 프레임의 이동 방향을 결정하고 그에 따라 동일 방향 또는 그의 역 방향으로 이동하여 작동기(12)를 유지하는 출력 선택 논리 회로(102)에 방향성 신호를 인가한다.The position signal from the memory device 118 is also supplied to the polarity and the coil selection circuit 124 determines the direction of movement of the linear actuator 12 and the helmet frame in accordance with the position signal, And applies a directional signal to the output selection logic circuit 102 which moves in the reverse direction and holds the actuator 12. [
도 6은 작동기(12)상에 위치 센서(28)가 차감기(200)에 위치 신호를 공급하는 간단한 제어 시스템을 나타낸다. 이는 마이크로프로세서(16)로부터의 소망 위치 신호와 신호를 비교하고 극성 및 코일 선택 회로(202)에 최종 오류 신호를 공급하고, 출력이 작동기(12)의 코일용 구동 회로(108, 110)에 인가된다.Figure 6 shows a simple control system in which a position sensor 28 on the actuator 12 feeds a position signal to the deck 200. This compares the signal with the desired position signal from the microprocessor 16 and supplies the final error signal to the polarity and coil selection circuit 202 and the output is applied to the coil drive circuits 108,110 of the actuator 12 do.
또한, 센서(28)로부터의 위치 신호가 아날로그에서 디지탈로 컨버터(204)에 의해 디지탈화되어 참조표(206)에 인가된다. 나중에 작동기(12) 및 연결된 헬드 프레임의 다양한 절대 위치를 나타내는 디지탈값으로 예비-프로그램화되어 컨버터(204)로부터의 신호와의 비교로 작동기(12)의 절대 위치를 결정한다. 최종 방향성 및 속도 신호가 코일에 출력 구동 회로를 통해 공급된 신호를 제어하기 위해 양극성 및 코일 선택 회로(202)에 인가된다.Also, the position signal from sensor 28 is digitized by analog to digital converter 204 and applied to a look-up table 206. Is later pre-programmed with a digital value representing the various absolute positions of the actuator 12 and the connected handheld frame to determine the absolute position of the actuator 12 in comparison with the signal from the converter 204. [ The final directional and velocity signals are applied to the bipolar and coil selection circuit 202 to control the signals supplied to the coils via the output drive circuitry.
마이크로프로세서(16)에 의해 예비-선택 참조값이 설정되고 위치 차이 신호와 비교해서 논리 회로(120)가 시간 주기 이상으로 일정하게 고정되고 요구되는 질량(mass)(즉, 직물 패턴)의 이동 형태에 따라 예비-선택되는 방식으로 변형될 수 있다Selection reference value is set by the microprocessor 16 and the logic circuit 120 is fixed constantly over a period of time compared to the position difference signal and the movement pattern of the required mass (i. E., The fabric pattern) Can be transformed in a pre-selected manner
또한, 선형 작동기(12) 및 연결된 헬드 프레임의 위치에 있어서 원할한 변형을 제공하도록 소망 위치 신호가 마이크로프로세서(16)에 의해 오류 계산 논리 회로(100)에 마이크로프로세서(16)에 의해 공급되어 시간에 따랄 연속적으로 변형된다.The desired position signal is also supplied by the microprocessor 16 to the error calculation logic circuit 100 by the microprocessor 16 to provide a desired deformation in the position of the linear actuator 12 and the connected hand frame, As shown in FIG.
오류 계산 논리(100)에 의해 생성된 오류 신호가 예비-설정 참조 레벨과 비교되는 마이크로프로세서(16)으로 돌아간다. 오류 신호가 예비-설졍 참조 레벨을 초과하면 이는 작동기(12)의 속도 또는 가속도가 소망 값에 이르지 않고 작동기 코일에 인가된 전류가 수용할 수 없는 레벨에 이르게 된다는 것을 나타낸다. 이는 기계 장치내에 고장 또는 증가된 마찰력의 결과일 수 있다. 이 현상이 일어나면 마이크로프로세서(16)는 인가된 전류가 수용할 수 없는 높은 레벨에 이르는 것을 방지하도록 코일 구동 회로(108, 110)에 전류를 제한하여 공급한다.The error signal generated by the error calculation logic 100 returns to the microprocessor 16 where it is compared to the pre-set reference level. If the error signal exceeds the pre-set reference level, it indicates that the speed or acceleration of the actuator 12 does not reach the desired value and the current applied to the actuator coil reaches a level that is unacceptable. This may be the result of a frictional force in the machine that has failed or increased. When this phenomenon occurs, the microprocessor 16 supplies current to the coil drive circuits 108 and 110 in a limited manner to prevent the applied current from reaching an unacceptable high level.
이는 또한 논리 회로(120)내 설정 참조값과 위치 차이 신호 사이의 편차를 모니터링함으로써 달성될 수 있다. 상기 편차가 예비-선택된 레벨을 넘어 증가하면 작동기는 기능불량의 결과로 요구되는 속도 또는 가속도에 이르지 못하게 되고 코일 전류가 수용할 수 없는 높은 레벨에 이르게 된다는 것을 다시 나타내게된다.This can also be achieved by monitoring the deviation between the set reference value and the position difference signal in the logic circuit 120. If the deviation increases beyond the pre-selected level, the actuator will again fail to reach the required velocity or acceleration as a result of the malfunction and the coil current will reach a level that is unacceptable.
도 3에 나타낸 시간대 속도 그래프는 본 발명의 실시예(곡선 B)와 이상적인 종래의 구동 시스템(도 1의 곡선 A)을 비교한 것이다.The time-domain velocity graph shown in Fig. 3 compares an embodiment of the present invention (curve B) with an ideal conventional drive system (curve A in Fig. 1).
볼 수 있듯이, 본 발명의 구동 시스템의 바람직한 실시예의 가속 및 감속 시간 t`a, t`d는 종래 시스템의 시간보다 상당히 짧고, 헬드 프레임의 왕복 속도를 시간 t`c 너머서 역효과를 내지 않고 극적으로 증가될 수 있고 씨실이 선회하기 위해 셰드가 열린다. 분당 천개의 피크(pick)를 초과하는 속도는 최대 분당 약 600 피크인 종래의 것과 비교하여 달성된다.As can be seen, the preferred embodiment of the acceleration and deceleration time of the drive system of the present invention a t`, t` d without significantly adverse effects to the short and the reciprocating rate of the frame time t`c held over the standing time than the conventional system dramatically And the shed is opened to turn the weft. The rate exceeding a thousand picks per minute is achieved compared to the conventional one with a peak at about 600 peaks per minute.
각각의 작동기(12, 14)의 사용은 상당한 절력 소모가 있을 수 있다. 그러나, 바람직한 구동 시스템은 직조 단계동안 헬드 프레임의 운동 에너지(
작동기(12)가 도 3의 곡선 B에 따라 상향하는, 최저 셰드 위치로부터의 헬드 프레임을 구동한다고 가정하면, 작동기 제어기(18)는 상기 언급된 방식으로 작동기의 속도를 모니터하고 마이크로프로세서(16)로부터의 소망 위치 신호에서의 변경으로 설정되는 소망 속도 v1과 이를 비교한다. 초기에 작동기(12) 및 헬드 프레임의 속도는 v1보다 작기 때문에 제어기(18)은 작동기 속도를 증가시키도록 작동기에 전력을 인가한다. 그러나, 작동기(12)의 가속도는 마이크로프로세서(16)에 의해 설정된 참조값에 따라 일정 한도내로(곡선 B의 기울기(30)에 의해 정해진) 유지되고 논리 회로(120)내 편차 신호와 비교한다. 상기 참조값은 제 1 최대 예비설정 값에서 제 2 최대 예비설정 값으로 예비-선택된 비율로 마이크로프로세서(16)에 따라 증가된다. 예비-선택된 비율로 작동기(12)의 정상 가속도를 확보하는 제어된 비율로 작동기(12)에 전력을 공급하는 것을 가능케한다.Assuming that the actuator 12 drives a handle frame from the lowest shed position, which is upward according to curve B in Figure 3, the actuator controller 18 monitors the velocity of the actuator in the manner described above, With the desired speed v 1 set by the change in the desired position signal from the target position signal. Since the initial speed of the actuator 12 and the held frame is less than v 1 the controller 18 applies a power to the actuator so as to increase the actuator speed. However, the acceleration of the actuator 12 is held constant (as determined by the slope 30 of curve B) in accordance with the reference set by the microprocessor 16 and compared with the deviation signal in the logic circuit 120. The reference value is increased according to the microprocessor 16 at a pre-selected ratio from the first maximum preset value to the second maximum preset value. Enabling the actuator 12 to be powered at a controlled rate that ensures normal acceleration of the actuator 12 at a pre-selected rate.
시간 t`a전 또는 바로전에 참조값은 마이크로프로세서(16)에 의해 최대값으로 설정된 제 2 예비설정 값에 이르고, 그값으로 고정된다. 이는 소망 속도 v1에서 연속하는 작동기(12)의 추가 가속도를 방지하는데 효과적이다.Before or immediately before the time t ' a, the reference value reaches a second preset value set by the microprocessor 16 as the maximum value, and is fixed at that value. This is effective to prevent further acceleration of the actuator (12) for continuously at a desired speed v 1.
참조 값은 v1에서 작동기(12) 및 헬드 프레임의 속도를 유지하도록 t`c이상에서 그의 최대값으로 유지된다.Reference value is maintained at its maximum value in t` c above to maintain the speed of the actuator (12) and held in the frame 1 v.
시간 t`d전 또는 바로 전에 마이크로프로세서(16)는 제 1 예비설정 값으로 다시 향하여 그의 최대값으로부터 참조값을 줄이기 시작한다. 이는 상대적으로 일정한 비율로 작동기의 전력을 감소시키고 따라서 제어된 방식으로 작동기(12)를 감속시킨다.T` time d before or microprocessor 16 immediately before the start to reduce the reference value from its maximum value toward again to the first preset value. This reduces the power of the actuator at a relatively constant rate and thus decelerates the actuator 12 in a controlled manner.
상기 작동기(12)의 감속 주기 동안, 헬드 프레임이 그의 최상단 셰드 위치를 향하는 것처럼, 작동기(12)는 헬드 프레임 상에 전자석을 차단하는 기능을하여 전력을 생성한다. 초과 전력은 저장용 전력 커패시턴스(20)에 제어기(18)에 의해 공급된 작동기에 의해 생성된다.During the deceleration period of the actuator 12, the actuator 12 functions to shut off the electromagnet on the handle frame, such that the handle frame is pointing at its uppermost shed position, producing power. The excess power is generated by the actuator supplied by the controller 18 to the storage power capacitance 20.
일단 헬드 프레임이 그의 최상 셰드 위치에 이르게되면, 작동기(12)는 역방향으로 가속되고 주기는 앞서 설명된 동일한 방식으로 반복된다. 다시, 작동기가 헬드 프레임의 최저 셰드 위치를 향해 감속되면 전기 에너지가 모터에 의해 생성되고 이는 전력 커패시턴스(20)내에 다시 저장된다.Once the heald frame reaches its best shade position, the actuator 12 is accelerated in the reverse direction and the cycle is repeated in the same manner as described above. Again, when the actuator is decelerated toward the lowest shade position of the heald frame, electrical energy is generated by the motor and is stored again in the power capacitance 20.
작동기 제어기(18)는 각각의 작동기에서 요구되는 전력을 모니터하고 상기 한계치가 상승하면, 전력 저장 수단(20)으로부터 전력을 공급한다.The actuator controller 18 monitors the power required in each actuator and supplies power from the power storage means 20 when the threshold rises.
전력 커패시턴스(20)의 레벨은 전력 커패시턴스 레벨이 일정 레벨 이하로 낮아지면 모니터(22)는 결국 커패시턴스로 전력 제어기(24)를 통해 주공급원으로부터 주 전력을 스위치하는 방식으로 모니터(22)에 의해 모니터된다.The level of the power capacitance 20 is monitored by the monitor 22 in a manner that eventually switches the main power from the main source via the power controller 24 to the capacitance when the power capacitance level drops below a certain level do.
직물 기계의 작동시에, 각각의 작동기에 의해 시스템으로 돌아오는 전력은 처음에 모니터(22)에 의해 모니터되는 한계치 이하가 될 것이다. 상기 전력 레벨이 한계치이하가 되면 전력 커패시턴스에는 아무것도 돌아오지 않고, 가능하면 빨른 작동 속도에 이르게 하는 장치로 시스템에 의해 이루어진다. 일단 전력 레벨이 작동기(12, 14)에 의해 시스템으로 돌아오면 상기 모니터(22)의 한계치 이상으로 상승되어 전력 커패시턴스가 흐르게된다. 전력이 작동기중 하나에 의해 요구될 때 전력 커패시턴스로부터 작동기 제어기에 의해 작동기에 전송된다.During operation of the textile machine, the power returning to the system by each actuator will be below the limit initially monitored by the monitor 22. This is achieved by the system as a device that, if the power level is below the limit, nothing returns to the power capacitance and, if possible, the operating speed is reached as quickly as possible. Once the power level is returned to the system by the actuators 12,14, it rises above the limit of the monitor 22 to allow the power capacitance to flow. And is transmitted from the power capacitance to the actuator by the actuator controller when power is required by one of the actuators.
상기 설명된 장치 사용은 주공급원으로부터 유도되는 요구 에너지를 상당히 감소시켜, 어떠한 불균형 에너지 상태에서도 전체 에너지 비용을 감소시키도록 주공급원으로 재생되고 복귀된다.The use of the apparatus described above is regenerated and returned to the main source to reduce the total energy cost in any unbalanced energy state, significantly reducing the required energy derived from the main source.
상기 설명은 직물 기계를 위한 발명의 응용에 관한 것이지만, 상기 설명된 발명은 바늘의 제어 및/또는 편물기의 얀 보유기에 동등하게 적용할 수 있다.While the above description relates to the application of the invention to a textile machine, the invention described above is equally applicable to the yarn holder of the control and / or knitting machine of the needle.
또한 발명은 플랫 베드 및 원형 편물 기계, 바느질 장치의 바늘판, 터프트(tuft)의 바늘, 얀 감는 장치 및 다양한 스토크스 및 주파수(?)의 합성 운동 또는 간단한 조화 진동과 같은 진동 방식으로 유도되는 관성 질량으로 다른 어떠한 형태의 장치에도 적용할 수 있다.The invention is also directed to a method of making a knitted fabric, which is guided in a vibrational fashion, such as a flatbed and circular knitting machine, a needle plate of a sewing device, a tuft needle, a yarn winding device and a composite motion of various stokes and frequencies, It can be applied to any other type of device with inertial mass.
직물 기계의 헬드 프레임 또는 편물 기계의 바늘과 같은, 몇몇 관성 질량은 다양한 스토크스 및 주파수에서 서로 개별적으로 구동될 수 있다.Some inertial mass, such as the needle frame of a textile machine or the needle of a knitting machine, can be driven separately from one another at various stokes and frequencies.
도 7을 참조하여, 도 3이 직물 기계의 헬드 프레임의 운동 형태를 나타냈지만, 운동이 도 5에 이상적 형태라고는 할 수 없다. 다른 말로, 헬드 프레임은 그의 최저 위치로부터 그의 중심 셰드 위치로 최대 속도로 가속되고 반대로, 그의 회상 셰드 위치를 향해 감속된다.With reference to Fig. 7, Fig. 3 shows the motion pattern of the heddle frame of the textile machine, but the motion is not ideal in Fig. In other words, the handheld frame is accelerated from its lowest position to its center shed position at full speed and vice versa, decelerating toward its recall shed position.
도 8은 사인곡선 형태인 헬드 프레임의 운행의 보다 간단한 형태를 나타낸다. 운행의 상기 형태 각각은 2 위치 사이에서 진동하는 어떠한 관성 질량에라도 적용할 수 있다.Figure 8 shows a simpler form of operation of the hand frame in sinusoidal form. Each of the above modes of operation can be applied to any inertial mass oscillating between the two positions.
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