JP3687618B2

JP3687618B2 - Yarn winding machine

Info

Publication number: JP3687618B2
Application number: JP2002073464A
Authority: JP
Inventors: 英治野間; 和郎徳田
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2022-03-18
Also published as: JP2003267627A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動ワインダなどの糸条巻取機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動ワインダーなどの糸条巻取装置において、効率向上や小型化の観点から巻取パッケージを回転駆動するための巻取ドラムの駆動源として、ＤＣブラシレスモータが使用されている。また、現状の糸条巻取装置では、回転数に比例したパルス数の検出信号を発生するドラムパルスや磁極位置検出センサといった回転検出器を使用し、その検出信号の周期、いわゆるパルス間の時間間隔に基づいて巻取ドラムの回転速度を算出している。このような糸条巻取装置においては、巻取中に糸欠点を検出して糸を切断した場合、あるいは糸継をするための上糸を送り出すために巻取ドラムを所定量だけ逆転する場合など、巻取ドラムを減速停止させる。
【０００３】
【発明の解決しようとする課題】
しかし、巻取ドラムの停止直前の最終段階では、パルス間の周期が非常に長くなり、正確な回転速度を認識できず、永久磁石で構成されているロータに作用する磁力によって、モータ（巻取ドラム）が振動してしまうという問題があった。すなわち、ロータに作用するブレーキ力が強いと、停止直前に振動するという問題があり、一方で、その振動を抑えるためにブレーキ力を弱くすると、停止するまでの時間が長くなるという問題があった。
【０００４】
また、このような振動が発生すると、回転中の巻取ドラムを減速停止させる際、糸継動作との関連により、糸弛みによるビリが発生したり、糸緊張による糸切れが発生したりすることがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、巻取ドラムを減速停止制御する際、停止直前の最終段階での振動を確実に防止し、減速を開始してから所定時間経過後に、確実に停止状態とすることができる糸条巻取機を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の糸条巻取機は、巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動させる直流ブラシレスモータと、該直流ブラシレスモータの回転を制御するモータ制御装置とを備え、前記モータ制御装置は、回転速度を算出する回転速度検出手段と、前記巻取ドラムの減速中において、前記回転速度検出手段の算出結果に基づいて、前記直流ブラシレスモータの回転速度が予め設定されたブレーキ開始速度に達したと判定するとブレーキ制御を開始するブレーキ制御手段とを備え、前記ブレーキ制御手段は、前記ブレーキ制御において、前記直流ブラシレスモータに対する出力量を次第に減少させる制御を、前記直流ブラシレスモータが停止するまで間に繰り返して行うことを特徴とする。
【０００７】
この請求項１の構成によると、直流ブラシレスモータが停止するまで、繰り返し直流ブラシレスモータに対する出力量を次第に減少させるため、停止直前において、回転速度の減少に伴って直流ブラシレスモータに対する出力量（ロータに作用する磁力の大きさ）が減少する。従って、振動を発生することなく、直流ブラシレスモータ（巻取ドラム）を停止させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の糸条巻取機は、請求項１に記載の糸条巻取機であって、前記ブレーキ制御手段は、直流ブラシレスモータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段を更に備えるとともに、前記ブレーキ制御手段は、初期出力値を記憶する初期出力値記憶手段と、出力減少量を記憶する出力減少量記憶手段とを備え、前記ロータ位置検出手段の検出結果に基づいて、前記ロータが所定角度領域分回転したことを判定し、前記ブレーキ制御において、前記直流ブラシレスモータに対する出力量を前記初期出力値から前記出力減少量ずつ次第に減少させる制御を、前記ロータが所定角度領域分回転する毎に繰り返し行うことを特徴とする。
【０００９】
この請求項２の構成によると、ロータの位置が次の角度領域に到達する毎に、直流ブラシレスモータに対する出力量を初期出力値に戻し、その後、ロータの位置が更に次の角度領域に達するまで、出力量を初期出力値から出力減少量ずつ次第に減少させるため、回転速度が遅くなるに伴って直流ブラシレスモータに対する出力量の減少量が大きくなる。従って、ロータに作用する磁力が次第に減少し、停止直前の最終段階での振動を確実に防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の糸条巻取機は、請求項２に記載の糸条巻取機であって、前記初期出力値、前記出力減少量または前記ブレーキ開始速度のうち少なくとも１つを、パラメータとして設定変更可能とする入力手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
この請求項３の構成によると、初期出力値、出力減少量またはブレーキ開始速度のうち少なくとも１つを、パラメータとして入力することを可能とするため、ブレーキ制御の形態を、負荷の大きさなどの条件に応じて適切なものに設定することができる。
【００１２】
請求項４に記載の糸条巻取機は、請求項２または３に記載の糸条巻取機であって、前記ブレーキ制御手段は、ブレーキ制御中に前記直流ブラシレスモータの逆転発生を検出する逆転発生検出手段を備え、前記逆転発生検出手段により逆転発生が検出された場合に、前記初期出力量を減少させることを特徴とする。
【００１３】
この請求項４の構成によると、ブレーキ制御中に逆転発生を検出するため、直流ブラシレスモータの跳ね返りにより逆転が発生した際には、ロータに作用する磁力の大きさをより減少することができる。従って、停止直前の振動をより確実に防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明における自動ワインダー（糸条巻取機）について説明する。
【００１５】
まず、自動ワインダー（糸条巻取機）のユニットの構成を、図１により説明する。図１は、自動ワインダーのユニットの機器構成を示す正面図である。
【００１６】
図１に示すように、自動ワインダー１のユニットは、一または多数の給糸ボビン（紡績糸ボビン）Ｅから解舒される紡績糸ＹをトラバースしながらボビンＢｆに巻き返して、定長巻きでコーン状の巻取パッケージＰとするものである。このような自動ワインダー１のユニットが複数並設されて一台の自動ワインダーが構成されている。
【００１７】
この自動ワインダー１のユニットは、ボビンＢｆを把持するクレードル２と、紡績糸Ｙをトラバースする綾振りドラム（巻取ドラム）３とを備えている。
【００１８】
クレードル２は、綾振りドラム３に向けて又はその逆に旋回し、それによってボビンＢｆ（巻取パッケージＰ）が綾振りドラム３に接触又は離反される。
【００１９】
綾振りドラム３は、サイドフレーム４上に設けられ、その表面には、紡績糸Ｙをトラバースさせる螺旋状の綾振り溝３ａが形成されている。綾振りドラム３は直流ブラシレスモータ３０により回転駆動される。即ち、綾振りドラム３の回転により、糸Ｙは綾振り溝３ａに係合しながら巻取パッケージＰの軸方向に往復動させられる。
【００２０】
綾振りドラム３の回転速度は、回転検出器３ｂで発生したドラムパルスが後述するモータ制御装置２０に入力されることで検出される。ドラムパルスは、綾振りドラム３の回転速度に応じた周波数のパルス信号である。この綾振りドラム３は紡績糸Ｙの巻取中には摩擦接触により巻取パッケージＰを回転させる。この綾振りドラム３はカップリングを介して直流ブラシレスモータ３０に連結されるか、プーリとベルトを介して直流ブラシレスモータ３０に接続される。また、綾振りドラム３の駆動軸と直流ブラシレスモータ３０の駆動軸とを共通にし、直流ブラシレスモータ３０を綾振りドラム３に直結するようにしても良い。
【００２１】
この自動ワインダー１のユニットは、給糸ボビンＥと綾振りドラム３との間の糸走行経路中に給糸ボビンＥ側から、テンサ５（テンション付与装置）、糸継ぎ装置７及びスラブキャッチャ（糸太さ検出器）６が配置されている。テンサ５は、走行する紡績糸Ｙに対して所定の張力を与えるものである。スラブキャッチャ６は、紡績糸Ｙの太さ欠陥を検出するためのもので、紡績糸Ｙを切断する機能を備えている。このスラブキャッチャ６の上方にはトラバース支点となる綾振り支点ガイド８が設けられている。糸継ぎ装置７は、糸欠陥検出からの糸切断時又は巻き返し中の糸切れ発生時に巻取パッケージＰ側の糸端と給糸ボビンＥ側の糸端とを糸継ぎするものである。
【００２２】
また、自動ワインダー１のユニットは、サイドフレーム４に旋回自在に軸支された下糸捕捉案内手段としての中継パイプ９と、サイドフレーム４に旋回自在に軸支された上糸捕捉案内手段としてのサクションマウス１０を有している。中継パイプ９は、糸欠陥検出後の糸切断又は糸切れ検出後に、給糸ボビンＥ側の糸端を吸引・捕捉して糸継ぎ装置７に導入するものである。サクションマウス１０は、糸欠陥検出後の糸切断又は糸切れ検出後に、巻取パッケージＰ側の糸端を吸引・捕捉して糸継ぎ装置７に導入するものである。走行中の紡績糸Ｙにあるスラブなどの糸欠点がスラブキャッチャ６で検出されると、スラブキャッチャ６内部あるいはその近傍に設けられているカッタが作動して走行中の紡績糸Ｙを切断し、巻取りが停止された後、糸継ぎ動作が行われる。
【００２３】
糸継ぎ時には、サクションマウス１０（上糸捕捉案内手段）を図示の位置から巻取パッケージＰに向けて移動（旋回）させた状態で綾振りドラム３（巻取ドラム）を逆転させることにより、巻取パッケージＰの糸をサクションマウス１０（上糸捕捉案内手段）に捕捉し、その後、サクションマウス１０（上糸捕捉案内手段）を図示の位置まで移動（旋回）させて糸継ぎ装置７まで糸を引き出す。同時に、図示の位置から下向きに移動（旋回）させることにより、給糸ボビンＥの糸を中継パイプ９（下糸捕捉案内手段）に捕捉し、その後、中継パイプ９（下糸捕捉案内手段）を図示の位置まで移動（旋回）させて糸継ぎ装置７まで糸を引き出す。その後、糸継ぎ装置７において、上糸と下糸とを旋回空気流を用いて糸継ぎする。具体的には、綾振りドラム３（巻取ドラム）の逆転量が所定量に達すると、その逆転を停止すると略同時に引き出した糸を糸継ぎ装置７内で把持し、旋回空気流を噴射して糸継ぎを行う。糸継ぎ装置７で、上糸と下糸とを糸継ぎした後、巻取が再開される。以上の糸継ぎ時には、糸欠陥を検出し、糸切断をした後、及び、上糸を捕捉する時に、綾振りドラム３を所定量逆回転させた後に、綾振りドラム３の停止制御が行われる。
【００２４】
次に、自動ワインダー（糸条巻取機）におけるモータ制御装置２０の構成を、図２乃至図７により説明する。図２は、ドラム駆動用の直流ブラシレスモータを制御するモータ制御装置の概略構成を示すブロック図である。図３は、直流ブラシレスモータとパワー回路（スイッチング回路）との構成を示すブロック図である。図４は、巻取ドラムを停止させる際の速度パターンを示すグラフである。図５は、ブレーキ制御中の磁極位置検出センサの出力信号（ロータ位置検出信号）とスイッチングの励磁パターンとの関係を示した図である。図６は、ブレーキ制御中のスイッチング素子のＰＷＭ制御、磁極位置検出センサの出力信号（ロータ位置検出信号）及びＰＷＭ制御における出力量（デューティ量）の関係を示した図である。
【００２５】
モータ制御装置２０は、ドラム駆動用の直流ブラシレスモータ３０を制御するものである。図２に示すように、モータ制御装置２０は、回転検出器３ｂと、磁極位置検出センサ（ホールセンサ）２９と、直流ブラシレスモータ３０とに接続されている。また、直流ブラシレスモータ３０は、モータ制御装置２０にあるパワー回路（スイッチング回路）２６に接続されている。
【００２６】
直流ブラシレスモータ３０は、図３に示すように、永久磁石よりなるロータ（回転子）３０ａと、電機子巻線よりなるステータコイル（固定子）３０ｂとを備えている。また、直流ブラシレスモータ３０は、ロータの位置検出用の磁極位置検出センサ（ロータ位置検出手段）２９を有している。また、直流ブラシレスモータ３０のトルクはモータ電流に略比例する。
【００２７】
磁極位置検出センサ（ホールセンサ）２９は、波形切り替えのタイミング及び後述する出力量切りかえのタイミングを検出するためのものであり、直流ブラシレスモータ３０回転中は、ロータの磁極に反応して、ロータの回転速度に応じた周波数のロータ位置検出信号を出力する。４極の直流ブラシレスモータ３０の場合、一回転で２パルス出力する。磁極位置検出センサ２９から出力されたロータ位置検出信号は、後述するモータ制御装置２０の出力部（駆動回路）２５及び速度制御部２３に入力される。
【００２８】
回転検出器（ドラム回転センサ）３ｂは、綾振りドラム３又は直流ブラシレスモータ３０のロータの回転軸に設けられた磁気式又は光学式のロータリエンコーダであり、回転軸の一回転で数十パルスのドラムパルスを出力する。回転検出器（ドラム回転センサ）３ｂから出力されたドラムパルスは、後述するモータ制御装置２０の速度制御部２３に入力される。
【００２９】
モータ制御装置２０は、入力部（入力手段）２１と、運転制御部２２と、速度制御部２３と、出力部（駆動回路）２５と、パワー回路（スイッチング回路）２６と、から構成される。なお、以下に説明するようなモータ制御装置２０が備える各機能は、主としてＣＰＵ等の中央演算装置により実現される。
【００３０】
モータ制御装置２０は、以下のようにして、ロータ位置に同期した電圧をステータコイルに印加することで、直流ブラシレスモータ３０を駆動させる。即ち、モータ制御装置２０は、磁極位置検出センサ２９によるロータ位置検出信号に基づいて、出力部（駆動回路）２５からパワー回路（スイッチング回路）２６に出力される駆動信号を切り替えることにより、ステータコイルの電機子巻線の相切り替え制御（波形切り替え）を行う。モータ制御装置２０は、磁極位置検出センサ２９から出力されたロータ位置検出信号に基づいて電機子巻線の通電を切り替え、かつＰＷＭ信号を生成し、出力部（駆動回路）２５を介して駆動信号をパワー回路（スイッチング回路）２６に出力する。このようにしてスイッチング素子をＰＷＭ制御することにより、直流ブラシレスモータ３０を駆動する。
【００３１】
入力部２１は、速度制御部２３に対してブレーキ開始速度、初期出力値（初期デューティ量）、出力減少量をパラメーターとして入力する。入力されたブレーキ開始速度、初期出力値、及び出力減少量は、それぞれ、回転速度検出部（回転速度検出手段）２３ａ、初期出力値記憶部（初期出力値記憶手段）２４ａ、及び出力減少量記憶部（出力減少量記憶手段）２４ｂに記憶される。また、運転制御部２２は、目標速度を速度制御部２３に入力する。
【００３２】
速度制御部２３は、回転速度検出部（回転速度検出手段）２３ａと、ブレーキ制御部（ブレーキ制御手段）２４とを備えている。速度制御部２３は、ブレーキ制御が行われるブレーキ制御期間（図４のｔ２からｔ３までの間）の前の、定常速度での運転が行われる定常期間（図４のｔ０からｔ１までの間）と、定常速度からブレーキ開始速度まで速度を減速する運転が行われる減速期間（図４のｔ１からｔ２までの間）との双方において、運転制御部２２から入力された目標速度と回転速度検出部により算出された回転速度（現在速度）との偏差に基づいて、直流ブラシレスモータ３０に供給する電力（トルク）を調整するためのデューティ量を算出し、出力部２５に対してデューティ指令を出力する。なお、ブレーキ制御が行われるブレーキ制御期間（図４のｔ２からｔ３までの間）は、目標速度と現在速度との偏差によるデューティ量の算出は行わない。
【００３３】
回転速度検出部２３ａは、回転検出器（ドラム回転センサ）３ｂから入力されたドラムパルスを基に、直流ブラシレスモータ３０のロータの回転速度（現在速度）を算出する。算出された回転速度は、運転制御部２２から入力された目標速度との偏差に基づいて出力部２５に対して出力されるディーティ指令の算出に使用される。また、算出された回転速度は、入力部２１からあらかじめ設定されていたブレーキ開始速度と比較される。算出された回転速度が、入力部２１からあらかじめ設定されたブレーキ開始速度に達した場合は、ブレーキ制御部２４によるブレーキ制御が行われる。
【００３４】
ブレーキ制御部２４は、直流ブラシレスモータ３０のロータの回転速度が予め設定されたブレーキ開始速度に達した後の、ブレーキ制御期間（図４のｔ２からｔ３までの間）において、ブレーキ制御を行う。ブレーキ制御部２４は、初期出力値記憶部２４ａと、出力減少量記憶部２４ｂと、逆転発生検出部２４ｃとから構成されている。ブレーキ制御では、直流ブラシレスモータ３０のロータを静止させる向きに力が作用するように、電機子巻線の相切り替えを行う。即ち、定常期間と減速期間では、ロータの現在位置に対して回転方向に進めた位置に磁界が発生するように（ロータを回転方向前方に引き付けるような磁力が発生するように）、ステータコイルに対する励磁の切り替えを行うのに対し、ブレーキ制御中は、ロータの現在位置に相当する位置に磁界が発生するように（ロータを現在位置でロックさせるような磁力が発生するように）、ステータコイルに対する励磁の切り替えを行う。また、ブレーキ制御部２４では、直流ブラシレスモータ３０に対する出力のデューティ量を、後述する初期出力値から、所定時間毎に、後述する出力減少量ずつ次第に減少させる制御を、ロータの所定角度領域分回転する毎に繰り返す。ここで、磁極位置検出センサ２９からのロータ位置検出信号により、ロータが所定角度領域分回転したと判断した場合、直流ブラシレスモータに対する出力量を初期出力値に戻す。
【００３５】
初期出力値記憶部２４ａは、入力部２１から入力された初期出力値を記憶し、出力減少量記憶部２４ｂは、入力部２１から入力された出力減少量を記憶する。なお、初期出力値と出力減少量とは、ブレーキ開始速度とともに、パラメータとして設定変更可能である。また、逆転発生検出部２４ｃは、ブレーキ制御中に、磁極位置検出センサ２９からのロータ位置検出信号によりロータの逆転（跳ね返り）が発生したことを検出する。逆転発生検出器２４ｃにより逆転の発生を検出すると、初期出力値をより小さい値に変更する。即ち、ロータの逆転が検出された後は、初期出力値がそれまでの値より小さい値に設定され、直流ブラシレスモータ３０に対する出力量は、その初期出力値から所定時間毎に出力減少量ずつ次第に減少される。
【００３６】
出力部２５は、ロータ位置検出信号と、速度制御部２３から入力されたデューティ指令とにより、電機子巻線の通電の切り替えを行うための駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、出力部２５から出力され、パワー回路（スイッチング回路）２６に入力される。
【００３７】
パワー回路（スイッチング回路）２６は、図３に示すように、三相ブリッジ接続された複数のトランジスタ３１〜３６（スイッチング素子）で構成されている。なお、これらのトランジスタ３１〜３６（スイッチング素子）には、還流用のダイオードがそれぞれ逆並列に接続されている。出力部２５から入力された駆動信号により、トランジスタ３１〜３６（スイッチング素子）がＰＷＭ制御され、直流ブラシレスモータ３０が駆動される。ブレーキ制御中においては、直流ブラシレスモータ３０の回転は、磁極位置検出センサ２９からの出力信号に応じてスイッチング素子３１〜３６が図５に示すように開閉されることにより制御される。即ち、図５に示すように、ブレーキ制御中においては、ロータをロックするような励磁パターンにより、スイッチング素子３１〜３６が制御される。励磁パターンは、出力部（駆動回路）２５からパワー回路（スイッチング回路）２６に出力される駆動信号により切り替えられる。ロータ位置検出信号に基づく各スイッチング素子のオン／オフ制御パターンは図５の通りであるが、図５にも一部図示するように、各スイッチング素子はチョッピング制御され、ＰＷＭ周期内で所定のデューティ量となるように、１つの角度領域内（ロータ位置検出信号のエッジ間）で多数回のオン／オフ切り替えが行われる。定常期間及び減速期間においては、１つの角度領域内では、デューティ量が固定値に設定されるが、停止直前のブレーキ制御期間においては、図６に示すように、１つの角度領域内でデューティ量が次第に減少するように制御される。即ち、図６に示すように、ブレーキ制御中には、ロータ位置検出信号（磁極位置検出センサの出力信号）のエッジ毎に、直流ブラシレスモータ３０に対する出力量（デューティ量）を段階的に減少させる制御が繰り返し行われる。また、図５に示すように、ブレーキ制御中は、３相のステータコイルのうち、１相のコイルから残りの２相のコイルに電流が流れるパターンと、２相のコイルから残りの１相のコイルに電流が流れるパターンとが繰り返される。このパターンの繰り返しは、磁極位置検出センサのロータ位置検出信号のエッジ毎に行われる。このように、常に３相のコイルを使用して２つの電流経路（例：Ｖ→ＵとＶ→Ｗの２つ）を形成することにより、直流ブラシレスモータ内には、各電流経路により発生する磁界を合成した合成磁界が発生し、ロータを振動なく停止させるために有効に作用する。
【００３８】
次に、上記の構成において、モータ制御装置２０によるブレーキ制御の作用について、より詳細に説明する。
【００３９】
回転速度検出部２３ａにおいて、直流ブラシレスモータ３０の回転速度が、入力部２１からあらかじめ設定されたブレーキ開始速度に達したことを検出すると、ブレーキ制御部２４によるブレーキ制御が行われる（図５及び図６参照）。
【００４０】
ブレーキ制御が始まると、ブレーキ制御部２４では、初期出力値記憶部２４ａ及び出力減少量記憶部２４ｂから初期出力値（初期デューティ量）及び出力減少量（１回の減少量）を呼び出す。そして、図６に示すように、初期出力値記憶部２４ａから呼び出した初期出力値から所定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に、出力減少量記憶部２４ｂから呼び出した出力減少量ずつ直流ブラシレスモータ３０に対する出力のデューティ量を次第に減少させる。ロータが所定角度領域分回転したことを検出すると、即ち、磁極位置検出センサ２９が出力するロータ位置検出信号のエッジを検出すると、デューティ量を再度初期出力値に戻した後、初期出力値から所定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に、上述と同様に、予め設定した出力減少量ずつ直流ブラシレスモータ３０に対する出力のデューティ量を次第に減少させる。以下、ロータが所定角度領域分回転したことを検出する毎に、即ち、磁極位置検出センサ２９が出力するロータ位置検出信号のエッジを検出する毎に、上述と同様に、デューティ量を再度初期出力値に戻した後、初期出力値から所定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に、予め設定した出力減少量ずつ直流ブラシレスモータ３０に対する出力のデューティ量を次第に減少させる。従って、ロータの回転速度が遅くなるにつれて、ロータが所定角度領域分回転するのにかかる時間（ロータ位置検出信号のエッジ間の時間）が長くなるため、初期出力値からのデューティ量の減少量（図６のように段階的に減少させる場合には減少回数）が大きくなるので、ロータに作用する磁力を回転速度に応じたものにすることができる。即ち、回転速度が遅くなるにつれて、ロータに作用する磁力を小さくすることができる。なお、ロータ位置検出信号のエッジ間の時間間隔が所定時間を超えると、ロータは停止したと判断し、直流ブラシレスモータ３０に対する出力を停止させる。
【００４１】
従って、停止直前では、磁極位置検出センサ２９が出力するロータ位置検出信号の変化が遅いため、初期出力値からのデューティ量の減少量（図６のように段階的に減少させる場合には減少回数）が大きくなり、終にはデューティ量がなくなり、ロータに作用する磁力がなくなる。従って、直流ブラシレスモータが振動しない。
【００４２】
このように、本実施形態に係る自動ワインダー１によれば、ブレーキ制御が開始されると、初期出力量から次第にデューティ量が減少していく制御がロータ位置検出信号のエッジ毎に繰り返される。エッジ間の時間間隔が長くなると、デューティ量の減少量が多くなるので、ロータに作用する磁力を回転速度に応じたものができる。即ち、回転速度が遅くなるにつれて、ロータに作用する磁力を小さくすることができるので、極低速のロータに対して大きな磁力が作用して振動することを防止することができる。
【００４３】
なお、本発明に係る自動ワインダー（糸条巻取機）の実施形態は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな設計変更が可能である。
【００４４】
例えば、前記実施形態においては、ロータの位置検出のために、磁極位置検出センサ（ホールセンサ）２９を用いているが、それに限られない。電機子巻線に誘起される電圧信号をロータ位置検出信号に変換し、その信号に基づいて直流ブラシレスモータの転流信号を生成するセンサレス方式を用いても良い。
【００４５】
また、前記実施形態においては、初期出力値から出力減少量を次第に減少させるために、初期出力値から出力減少量を、段階的に減少させているが、それに限られない。例えば、初期出力値から出力減少量を、直線的に減少させることもできる。
【００４６】
さらに、前記実施例においては、ブレーキ制御中、初期出力値と出力減少量は一定であるが、それに限られない。例えば、時間の経過につれて、初期出力値を次第に減少させることもできる。また、時間の経過につれて、出力減少量を次第に増加させることもできる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の糸条巻取機によると、巻取ドラムの停止直前において、回転速度の減少に伴って、直流ブラシレスモータに対する出力量（ロータに作用する磁力の大きさ）が減少するため、振動なく、直流ブラシレスモータ（巻取ドラム）を停止させることができる。また、所定角度領域において次第に直流ブラシレスモータに対する出力量を減少させるため、回転速度が遅くなるに伴って直流ブラシレスモータに対する出力量の減少量が大きくなる。従って、ロータに作用する磁力が次第に減少し、最終段階での振動を確実に防止することができる。また、入力手段により初期出力値と出力減少量とブレーキ開始速度のうち少なくとも１つをパラメータとして設定変更することができるので、ブレーキ制御の形態を条件（負荷の大きさ等）に応じて最適なものに設定することができる。更に、直流ブラシレスモータの跳ね返り（逆転）が発生した際には、ロータに作用する磁力の大きさをより減少することができるので、停止直前の振動をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動ワインダーのユニットの機器構成を示す正面図である。
【図２】ドラム駆動用の直流ブラシレスモータを制御するモータ制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】直流ブラシレスモータとパワー回路（スイッチング回路）との構成を示すブロック図である。
【図４】巻取ドラムを停止させる際の速度パターンを示すグラフである。
【図５】ブレーキ制御中の磁極位置検出センサの出力信号（ロータ位置検出信号）とスイッチングの励磁パターンとの関係を示した図である。
【図６】ブレーキ制御中のスイッチング素子のＰＷＭ制御、磁極位置検出センサの出力信号（ロータ位置検出信号）及びＰＷＭ制御における出力量（デューティ量）の関係を示した図である。
【符号の説明】
１自動ワインダー（糸条巻取機）
３綾振りドラム（巻取ドラム）
３ｂ回転検出器
２０モータ制御装置
２１入力部（入力手段）
２３ａ回転速度検出部（回転速度検出手段）
２４ブレーキ制御部（ブレーキ制御手段）
２４ａ初期出力値記憶部（初期出力値記憶手段）
２４ｂ出力減少量記憶部（出力減少量記憶手段）
２４ｃ逆転発生検出部（逆転発生検出手段）
２９磁極位置検出センサ（ロータ位置検出手段）
３０直流ブラシレスモータ
３０ａロータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a yarn winder such as an automatic winder.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in a yarn winding device such as an automatic winder, a DC brushless motor is used as a driving source of a winding drum for rotationally driving a winding package from the viewpoint of improving efficiency and downsizing. Further, the current yarn winding device uses a rotation detector such as a drum pulse or a magnetic pole position detection sensor that generates a detection signal having a pulse number proportional to the rotation number, and the period of the detection signal, so-called time between pulses. The rotational speed of the winding drum is calculated based on the interval. In such a yarn winding device, when a yarn defect is detected during winding and the yarn is cut, or when the winding drum is reversed by a predetermined amount in order to feed the upper yarn for yarn splicing For example, decelerate and stop the take-up drum.
[0003]
[Problem to be Solved by the Invention]
However, in the final stage just before the winding drum stops, the cycle between pulses becomes very long, the accurate rotation speed cannot be recognized, and the motor (winding) is caused by the magnetic force acting on the rotor composed of permanent magnets. The drum) vibrates. That is, if the brake force acting on the rotor is strong, there is a problem that it vibrates immediately before stopping. On the other hand, if the brake force is weakened to suppress the vibration, there is a problem that the time until stopping is increased. .
[0004]
In addition, when such vibrations occur, when the rotating winding drum is decelerated to a stop, looseness due to yarn loosening or yarn breakage due to yarn tension may occur due to the yarn joining operation. There is.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and when controlling the decelerating stop of the winding drum, it surely prevents vibration at the final stage immediately before the stop, and after a predetermined time has elapsed since the start of decelerating, A yarn winder that can be surely stopped is provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a yarn winding machine according to claim 1 of the present invention controls a winding drum, a DC brushless motor that rotationally drives the winding drum, and rotation of the DC brushless motor. A motor control device, the motor control device comprising: a rotation speed detection means for calculating a rotation speed; and during the deceleration of the winding drum, based on the calculation result of the rotation speed detection means, the DC brushless motor Brake control means for starting brake control when it is determined that the rotation speed has reached a preset brake start speed, and the brake control means gradually reduces the output amount to the DC brushless motor in the brake control. Control is performed repeatedly until the DC brushless motor stops.
[0007]
According to the first aspect of the present invention, the output amount to the DC brushless motor is gradually decreased until the DC brushless motor is stopped. The magnitude of the acting magnetic force is reduced. Therefore, the DC brushless motor (winding drum) can be stopped without generating vibration.
[0008]
The yarn winder according to claim 2 is the yarn winder according to claim 1, wherein the brake control means further includes a rotor position detecting means for detecting a rotor position of the DC brushless motor. The brake control means includes an initial output value storage means for storing an initial output value and an output decrease amount storage means for storing an output decrease amount, and based on the detection result of the rotor position detection means, the rotor In the brake control, the rotor rotates by a predetermined angle region in the brake control so that the output amount to the DC brushless motor is gradually decreased from the initial output value by the output decrease amount. It is characterized by being repeated every time.
[0009]
According to the configuration of the second aspect, every time the position of the rotor reaches the next angle region, the output amount for the DC brushless motor is returned to the initial output value, and thereafter, until the position of the rotor further reaches the next angle region. Since the output amount is gradually decreased from the initial output value by the output decrease amount, the decrease amount of the output amount with respect to the DC brushless motor becomes larger as the rotational speed becomes slower. Accordingly, the magnetic force acting on the rotor is gradually reduced, and the vibration at the final stage immediately before stopping can be surely prevented.
[0010]
The yarn winder according to claim 3 is the yarn winder according to claim 2, wherein at least one of the initial output value, the output decrease amount, and the brake start speed is set as a parameter. It is characterized by comprising an input means for enabling setting change.
[0011]
According to the configuration of the third aspect, in order to allow at least one of the initial output value, the output decrease amount, and the brake start speed to be input as a parameter, It can be set appropriately depending on the conditions.
[0012]
The yarn winder according to claim 4 is the yarn winder according to claim 2 or 3, wherein the brake control means detects the occurrence of reverse rotation of the DC brushless motor during brake control. A reverse rotation occurrence detection unit is provided, and the initial output amount is decreased when the reverse rotation occurrence is detected by the reverse rotation occurrence detection unit.
[0013]
According to the fourth aspect of the present invention, since the occurrence of reverse rotation is detected during brake control, the magnitude of the magnetic force acting on the rotor can be further reduced when reverse rotation occurs due to the rebound of the DC brushless motor. Therefore, vibration immediately before stopping can be prevented more reliably.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an automatic winder (yarn winding machine) according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
First, the configuration of a unit of an automatic winder (yarn winding machine) will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a front view showing a device configuration of a unit of an automatic winder.
[0016]
As shown in FIG. 1, the unit of the automatic winder 1 rewinds the spun yarn Y, which is unwound from one or many yarn feeding bobbins (spun yarn bobbins) E, onto the bobbin Bf while traversing it. A winding package P having a shape. A plurality of such automatic winder 1 units are arranged side by side to form a single automatic winder.
[0017]
The unit of the automatic winder 1 includes a cradle 2 that holds the bobbin Bf and a traverse drum (winding drum) 3 that traverses the spun yarn Y.
[0018]
The cradle 2 pivots toward the traverse drum 3 or vice versa, whereby the bobbin Bf (winding package P) contacts or separates from the traverse drum 3.
[0019]
The traverse drum 3 is provided on the side frame 4, and a spiral traverse groove 3a for traversing the spun yarn Y is formed on the surface thereof. The traverse drum 3 is rotationally driven by a DC brushless motor 30. That is, by the rotation of the traverse drum 3, the yarn Y is reciprocated in the axial direction of the winding package P while engaging with the traverse groove 3a.
[0020]
The rotational speed of the traverse drum 3 is detected by inputting a drum pulse generated by the rotation detector 3b to a motor control device 20 described later. The drum pulse is a pulse signal having a frequency corresponding to the rotational speed of the traverse drum 3. The traverse drum 3 rotates the winding package P by frictional contact while the spun yarn Y is being wound. The traverse drum 3 is connected to the DC brushless motor 30 via a coupling, or connected to the DC brushless motor 30 via a pulley and a belt. Alternatively, the drive shaft of the traverse drum 3 and the drive shaft of the DC brushless motor 30 may be shared, and the DC brushless motor 30 may be directly connected to the traverse drum 3.
[0021]
The unit of the automatic winder 1 includes a tensioner 5 (tension applying device), a yarn splicing device 7 and a slab catcher (yarn) from the yarn feeding bobbin E side in the yarn traveling path between the yarn feeding bobbin E and the traverse drum 3. (Thickness detector) 6 is arranged. The tensioner 5 gives a predetermined tension to the traveling spun yarn Y. The slab catcher 6 is for detecting a thickness defect of the spun yarn Y, and has a function of cutting the spun yarn Y. A traverse fulcrum guide 8 serving as a traverse fulcrum is provided above the slab catcher 6. The yarn splicing device 7 joins the yarn end on the winding package P side and the yarn end on the yarn feeding bobbin E side when the yarn is cut from the yarn defect detection or when the yarn breakage occurs during the rewinding.
[0022]
The unit of the automatic winder 1 includes a relay pipe 9 as a lower thread catching guide means pivotally supported on the side frame 4 and an upper thread catching guide means pivotally supported on the side frame 4. A suction mouse 10 is provided. The relay pipe 9 sucks and captures the yarn end on the yarn feeding bobbin E side and introduces it to the yarn splicing device 7 after the yarn cutting or yarn breakage detection after the yarn defect is detected. The suction mouse 10 sucks and captures the yarn end on the winding package P side and introduces it into the yarn splicing device 7 after the yarn cutting or yarn breakage detection after the yarn defect is detected. When a yarn defect such as a slab in the traveling spun yarn Y is detected by the slab catcher 6, a cutter provided in or near the slab catcher 6 is activated to cut the traveling spun yarn Y, After the winding is stopped, the yarn splicing operation is performed.
[0023]
At the time of yarn splicing, the traverse drum 3 (winding drum) is reversely rotated while the suction mouth 10 (upper thread catching and guiding means) is moved (turned) from the position shown in the figure toward the winding package P. The thread of the take-up package P is captured by the suction mouth 10 (upper thread catching and guiding means), and then the suction mouse 10 (upper thread catching and guiding means) is moved (turned) to the position shown in the drawing to thread the thread to the splicing device 7. Pull out. At the same time, the yarn of the yarn supplying bobbin E is captured by the relay pipe 9 (lower thread catching and guiding means) by moving (turning) downward from the illustrated position, and then the relay pipe 9 (lower thread catching and guiding means) is captured. The yarn is pulled out to the splicing device 7 by moving (turning) to the position shown in the figure. Thereafter, in the yarn splicing device 7, the upper yarn and the lower yarn are spliced using a swirling air flow. Specifically, when the reverse rotation amount of the traverse drum 3 (winding drum) reaches a predetermined amount, when the reverse rotation is stopped, the drawn yarn is gripped in the yarn splicing device 7 at approximately the same time, and a swirling air flow is injected. Perform splicing. After the upper yarn and the lower yarn are spliced by the yarn splicer 7, winding is resumed. At the time of the above splicing, after the yarn defect is detected, the yarn is cut, and when the upper yarn is captured, the traverse drum 3 is reversely rotated by a predetermined amount, and then the traverse drum 3 is stopped. .
[0024]
Next, the configuration of the motor control device 20 in the automatic winder (yarn winding machine) will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a motor control device that controls a DC brushless motor for driving a drum. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a DC brushless motor and a power circuit (switching circuit). FIG. 4 is a graph showing a speed pattern when stopping the winding drum. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the output signal (rotor position detection signal) of the magnetic pole position detection sensor during brake control and the switching excitation pattern. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the PWM control of the switching element during the brake control, the output signal (rotor position detection signal) of the magnetic pole position detection sensor, and the output amount (duty amount) in the PWM control.
[0025]
The motor control device 20 controls the DC brushless motor 30 for driving the drum. As shown in FIG. 2, the motor control device 20 is connected to a rotation detector 3 b, a magnetic pole position detection sensor (Hall sensor) 29, and a DC brushless motor 30. The DC brushless motor 30 is connected to a power circuit (switching circuit) 26 in the motor control device 20.
[0026]
As shown in FIG. 3, the direct current brushless motor 30 includes a rotor (rotor) 30a made of a permanent magnet and a stator coil (stator) 30b made of an armature winding. The DC brushless motor 30 has a magnetic pole position detection sensor (rotor position detection means) 29 for detecting the position of the rotor. Further, the torque of the DC brushless motor 30 is approximately proportional to the motor current.
[0027]
The magnetic pole position detection sensor (Hall sensor) 29 is for detecting the waveform switching timing and the output amount switching timing described later. During rotation of the DC brushless motor 30, the magnetic pole position detection sensor (Hall sensor) 29 reacts with the magnetic pole of the rotor. A rotor position detection signal having a frequency corresponding to the rotation speed is output. In the case of a 4-pole DC brushless motor 30, two pulses are output per rotation. The rotor position detection signal output from the magnetic pole position detection sensor 29 is input to an output unit (drive circuit) 25 and a speed control unit 23 of the motor control device 20 described later.
[0028]
The rotation detector (drum rotation sensor) 3b is a magnetic or optical rotary encoder provided on the rotation shaft of the traverse drum 3 or the brush of the DC brushless motor 30, and several tens of pulses per rotation of the rotation shaft. Output drum pulses. The drum pulse output from the rotation detector (drum rotation sensor) 3b is input to the speed control unit 23 of the motor control device 20 described later.
[0029]
The motor control device 20 includes an input unit (input means) 21, an operation control unit 22, a speed control unit 23, an output unit (drive circuit) 25, and a power circuit (switching circuit) 26. Each function provided in the motor control device 20 described below is mainly realized by a central processing unit such as a CPU.
[0030]
The motor control device 20 drives the DC brushless motor 30 by applying a voltage synchronized with the rotor position to the stator coil as follows. That is, the motor control device 20 switches the drive signal output from the output unit (drive circuit) 25 to the power circuit (switching circuit) 26 based on the rotor position detection signal from the magnetic pole position detection sensor 29, thereby The armature winding phase switching control (waveform switching) is performed. The motor control device 20 switches energization of the armature winding based on the rotor position detection signal output from the magnetic pole position detection sensor 29, generates a PWM signal, and drives the drive signal via the output unit (drive circuit) 25. Is output to the power circuit (switching circuit) 26. In this way, the DC brushless motor 30 is driven by PWM control of the switching element.
[0031]
The input unit 21 inputs the brake start speed, the initial output value (initial duty amount), and the output decrease amount as parameters to the speed control unit 23. The input brake start speed, initial output value, and output decrease amount are respectively a rotation speed detection unit (rotation speed detection unit) 23a, an initial output value storage unit (initial output value storage unit) 24a, and an output decrease amount storage. Section (output decrease amount storage means) 24b. In addition, the operation control unit 22 inputs the target speed to the speed control unit 23.
[0032]
The speed control unit 23 includes a rotation speed detection unit (rotation speed detection unit) 23 a and a brake control unit (brake control unit) 24. The speed control unit 23 is in a steady period (between t0 and t1 in FIG. 4) before the brake control period (between t2 and t3 in FIG. 4) in which the brake control is performed. And the target speed and rotational speed detection unit input from the operation control unit 22 in both the deceleration period (between t1 and t2 in FIG. 4) in which the operation of decelerating the speed from the steady speed to the brake start speed is performed. On the basis of the deviation from the rotation speed (current speed) calculated by the above, a duty amount for adjusting the power (torque) supplied to the DC brushless motor 30 is calculated, and a duty command is output to the output unit 25. . Note that during the brake control period in which the brake control is performed (between t2 and t3 in FIG. 4), the calculation of the duty amount based on the deviation between the target speed and the current speed is not performed.
[0033]
The rotation speed detector 23a calculates the rotation speed (current speed) of the rotor of the DC brushless motor 30 based on the drum pulse input from the rotation detector (drum rotation sensor) 3b. The calculated rotation speed is used to calculate a duty command output to the output unit 25 based on a deviation from the target speed input from the operation control unit 22. The calculated rotation speed is compared with a brake start speed set in advance from the input unit 21. When the calculated rotation speed reaches a brake start speed set in advance from the input unit 21, brake control by the brake control unit 24 is performed.
[0034]
The brake control unit 24 performs brake control in a brake control period (between t2 and t3 in FIG. 4) after the rotational speed of the rotor of the DC brushless motor 30 reaches a preset brake start speed. The brake control unit 24 includes an initial output value storage unit 24a, an output decrease amount storage unit 24b, and a reverse rotation occurrence detection unit 24c. In the brake control, the phase of the armature winding is switched so that a force acts in a direction in which the rotor of the DC brushless motor 30 is stationary. That is, during the steady period and the deceleration period, the magnetic field is generated at a position advanced in the rotational direction with respect to the current position of the rotor (so that a magnetic force is generated to attract the rotor forward in the rotational direction). While switching the excitation, during the brake control, a magnetic field is generated at a position corresponding to the current position of the rotor (so that a magnetic force is generated to lock the rotor at the current position). Switch excitation. Further, the brake control unit 24 rotates a predetermined angle region of the rotor so that the duty amount of the output to the DC brushless motor 30 is gradually decreased from an initial output value described later by an output decreasing amount described later every predetermined time. Repeat every time. Here, when it is determined from the rotor position detection signal from the magnetic pole position detection sensor 29 that the rotor has rotated by a predetermined angle region, the output amount for the DC brushless motor is returned to the initial output value.
[0035]
The initial output value storage unit 24 a stores the initial output value input from the input unit 21, and the output decrease amount storage unit 24 b stores the output decrease amount input from the input unit 21. Note that the initial output value and the output decrease amount can be set and changed as parameters together with the brake start speed. The reverse rotation occurrence detection unit 24c detects that the reverse rotation (bounce) of the rotor has occurred in response to the rotor position detection signal from the magnetic pole position detection sensor 29 during brake control. When the reverse rotation detector 24c detects the occurrence of reverse rotation, the initial output value is changed to a smaller value. That is, after the reverse rotation of the rotor is detected, the initial output value is set to a value smaller than the previous value, and the output amount to the DC brushless motor 30 gradually decreases by an output decrease amount every predetermined time from the initial output value. Will be reduced.
[0036]
The output unit 25 generates a drive signal for switching the energization of the armature winding based on the rotor position detection signal and the duty command input from the speed control unit 23. The generated drive signal is output from the output unit 25 and input to the power circuit (switching circuit) 26.
[0037]
As shown in FIG. 3, the power circuit (switching circuit) 26 includes a plurality of transistors 31 to 36 (switching elements) connected in a three-phase bridge. These transistors 31 to 36 (switching elements) are respectively connected with reflux diodes in antiparallel. The transistors 31 to 36 (switching elements) are PWM-controlled by the drive signal input from the output unit 25, and the DC brushless motor 30 is driven. During the brake control, the rotation of the DC brushless motor 30 is controlled by opening and closing the switching elements 31 to 36 according to the output signal from the magnetic pole position detection sensor 29 as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5, during the brake control, the switching elements 31 to 36 are controlled by an excitation pattern that locks the rotor. The excitation pattern is switched by a drive signal output from the output unit (drive circuit) 25 to the power circuit (switching circuit) 26. The ON / OFF control pattern of each switching element based on the rotor position detection signal is as shown in FIG. 5, but as shown in part in FIG. 5, each switching element is chopped and controlled within a predetermined period within the PWM cycle. On / off switching is performed many times within one angle region (between the edges of the rotor position detection signal) so as to be a quantity. In the steady period and the deceleration period, the duty amount is set to a fixed value in one angle region, but in the brake control period immediately before the stop, the duty amount is within one angle region as shown in FIG. Is controlled to gradually decrease. That is, as shown in FIG. 6, during brake control, the output amount (duty amount) to the DC brushless motor 30 is decreased stepwise for each edge of the rotor position detection signal (output signal of the magnetic pole position detection sensor). Control is repeated. In addition, as shown in FIG. 5, during the brake control, the current flows from the one-phase coil to the remaining two-phase coils among the three-phase stator coils, and the remaining one-phase from the two-phase coils. The pattern in which current flows through the coil is repeated. This pattern is repeated for each edge of the rotor position detection signal of the magnetic pole position detection sensor. Thus, by always using three-phase coils to form two current paths (for example, V → U and V → W), each current path is generated in the DC brushless motor. A combined magnetic field is generated, which effectively acts to stop the rotor without vibration.
[0038]
Next, the operation of the brake control by the motor control device 20 in the above configuration will be described in more detail.
[0039]
When the rotation speed detection unit 23a detects that the rotation speed of the DC brushless motor 30 has reached a brake start speed set in advance from the input unit 21, the brake control unit 24 performs brake control (FIGS. 5 and 5). 6).
[0040]
When the brake control starts, the brake control unit 24 calls the initial output value (initial duty amount) and the output decrease amount (a single decrease amount) from the initial output value storage unit 24a and the output decrease amount storage unit 24b. Then, as shown in FIG. 6, the output reduction amount called from the output reduction amount storage unit 24b is incremented every predetermined time (for example, every 10 ms) from the initial output value called from the initial output value storage unit 24a. The output duty is gradually decreased. When it is detected that the rotor has rotated by a predetermined angle region, that is, when the edge of the rotor position detection signal output by the magnetic pole position detection sensor 29 is detected, the duty amount is returned to the initial output value again, and then the initial output value is set to the predetermined value. As described above, the duty ratio of the output to the DC brushless motor 30 is gradually decreased by time (for example, every 10 ms) by a preset output decrease amount. Thereafter, every time it is detected that the rotor has rotated by a predetermined angle region, that is, every time the edge of the rotor position detection signal output by the magnetic pole position detection sensor 29 is detected, the duty amount is again output as the initial output in the same manner as described above. After returning to the value, the duty amount of the output to the DC brushless motor 30 is gradually decreased by a preset output decrease amount every predetermined time (for example, every 10 ms) from the initial output value. Therefore, as the rotational speed of the rotor decreases, the time required for the rotor to rotate by a predetermined angle region (the time between the edges of the rotor position detection signal) becomes longer, so the amount of decrease in the duty amount from the initial output value ( In the case of decreasing stepwise as shown in FIG. 6, the number of times of decrease) increases, so that the magnetic force acting on the rotor can be made to correspond to the rotational speed. That is, as the rotational speed becomes slower, the magnetic force acting on the rotor can be reduced. When the time interval between the edges of the rotor position detection signal exceeds a predetermined time, it is determined that the rotor has stopped and output to the DC brushless motor 30 is stopped.
[0041]
Accordingly, since the change in the rotor position detection signal output from the magnetic pole position detection sensor 29 is slow immediately before the stop, the amount of decrease in the duty amount from the initial output value (the number of reductions in the case of stepwise reduction as shown in FIG. 6). ) Increases, the duty amount is lost at the end, and the magnetic force acting on the rotor is lost. Therefore, the DC brushless motor does not vibrate.
[0042]
Thus, according to the automatic winder 1 according to the present embodiment, when the brake control is started, the control in which the duty amount gradually decreases from the initial output amount is repeated for each edge of the rotor position detection signal. When the time interval between the edges becomes longer, the amount of decrease in the duty amount increases, so that the magnetic force acting on the rotor can be made according to the rotational speed. That is, as the rotational speed becomes slower, the magnetic force acting on the rotor can be reduced, so that a large magnetic force acts on the extremely low-speed rotor and can be prevented from vibrating.
[0043]
The embodiment of the automatic winder (yarn winding machine) according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes are possible as long as they are described in the claims.
[0044]
For example, in the above-described embodiment, the magnetic pole position detection sensor (Hall sensor) 29 is used for detecting the position of the rotor. A sensorless system that converts a voltage signal induced in the armature winding into a rotor position detection signal and generates a commutation signal of the DC brushless motor based on the signal may be used.
[0045]
In the embodiment, the output decrease amount is gradually decreased from the initial output value in order to gradually decrease the output decrease amount from the initial output value. However, the present invention is not limited to this. For example, the output decrease amount can be linearly decreased from the initial output value.
[0046]
Furthermore, in the above embodiment, the initial output value and the output decrease amount are constant during the brake control, but are not limited thereto. For example, the initial output value can be gradually decreased as time passes. In addition, the output decrease amount can be gradually increased as time passes.
[0047]
【The invention's effect】
According to the yarn winding machine of the present invention, immediately before the winding drum is stopped, the output amount (the magnitude of the magnetic force acting on the rotor) with respect to the DC brushless motor decreases as the rotational speed decreases. The DC brushless motor (winding drum) can be stopped. Further, since the output amount to the DC brushless motor is gradually decreased in the predetermined angle region, the decrease amount of the output amount to the DC brushless motor becomes larger as the rotation speed becomes slower. Accordingly, the magnetic force acting on the rotor is gradually reduced, and the vibration at the final stage can be surely prevented. Further, since at least one of the initial output value, the output decrease amount, and the brake start speed can be set and changed by the input means as a parameter, the brake control mode is optimal depending on the condition (load size, etc.). Can be set to something. Furthermore, when the DC brushless motor bounces (reverses), the magnitude of the magnetic force acting on the rotor can be further reduced, so that the vibration immediately before stopping can be more reliably prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a device configuration of a unit of an automatic winder.
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a motor control device that controls a DC brushless motor for driving a drum.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a DC brushless motor and a power circuit (switching circuit).
FIG. 4 is a graph showing a speed pattern when stopping the winding drum.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between an output signal (rotor position detection signal) of a magnetic pole position detection sensor during brake control and a switching excitation pattern.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship among PWM control of a switching element during brake control, an output signal (rotor position detection signal) of a magnetic pole position detection sensor, and an output amount (duty amount) in PWM control.
[Explanation of symbols]
1 Automatic winder (yarn winding machine)
3 Traverse drum (winding drum)
3b Rotation detector
20 Motor controller
21 Input section (input means)
23a Rotational speed detection unit (rotational speed detection means)
24 Brake control unit (brake control means)
24a Initial output value storage unit (initial output value storage means)
24b Output decrease amount storage unit (output decrease amount storage means)
24c Reverse rotation detection part (Reverse rotation detection means)
29 Magnetic pole position detection sensor (rotor position detection means)
30 DC brushless motor
30a rotor

Claims

巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動させる直流ブラシレスモータと、該直流ブラシレスモータの回転を制御するモータ制御装置とを備え、
前記モータ制御装置は、
回転速度を算出する回転速度検出手段と、
前記巻取ドラムの減速中において、前記回転速度検出手段の算出結果に基づいて、前記直流ブラシレスモータの回転速度が予め設定されたブレーキ開始速度に達したと判定するとブレーキ制御を開始するブレーキ制御手段とを備え、
前記ブレーキ制御手段は、前記ブレーキ制御において、前記直流ブラシレスモータに対する出力量を次第に減少させる制御を、前記直流ブラシレスモータが停止するまで間に繰り返して行うことを特徴とする糸条巻取機。A winding drum, a DC brushless motor that rotationally drives the winding drum, and a motor control device that controls the rotation of the DC brushless motor,
The motor control device
A rotation speed detecting means for calculating the rotation speed;
Brake control means for starting brake control when it is determined that the rotation speed of the DC brushless motor has reached a preset brake start speed based on the calculation result of the rotation speed detection means during deceleration of the winding drum. And
The yarn winding machine, wherein the brake control means repeatedly performs control to gradually decrease the output amount to the DC brushless motor until the DC brushless motor stops in the brake control.

直流ブラシレスモータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段を更に備えるとともに、
前記ブレーキ制御手段は、
初期出力値を記憶する初期出力値記憶手段と、
出力減少量を記憶する出力減少量記憶手段とを備え、
前記ロータ位置検出手段の検出結果に基づいて、前記ロータが所定角度領域分回転したことを判定し、
前記ブレーキ制御において、前記直流ブラシレスモータに対する出力量を前記初期出力値から前記出力減少量ずつ次第に減少させる制御を、前記ロータが所定角度領域分回転する毎に繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載の糸条巻取機。Further comprising rotor position detecting means for detecting the rotor position of the DC brushless motor,
The brake control means includes
Initial output value storage means for storing an initial output value;
Output reduction amount storage means for storing the output decrease amount,
Based on the detection result of the rotor position detection means, it is determined that the rotor has rotated a predetermined angle region,
2. The brake control according to claim 1, wherein the control for gradually decreasing the output amount to the DC brushless motor from the initial output value by the output decrease amount is repeated every time the rotor rotates by a predetermined angle region. The yarn winder described in 1.

前記初期出力値、前記出力減少量または前記ブレーキ開始速度のうち少なくとも１つを、パラメータとして設定変更可能とする入力手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の糸条巻取機。The yarn winding machine according to claim 2, further comprising an input unit that enables setting change of at least one of the initial output value, the output decrease amount, and the brake start speed as a parameter.

前記ブレーキ制御手段は、ブレーキ制御中に前記直流ブラシレスモータの逆転発生を検出する逆転発生検出手段を備え、
前記逆転発生検出手段により逆転発生が検出された場合に、前記初期出力値を減少させることを特徴とする請求項２または３に記載の糸条巻取機。The brake control means includes reverse rotation detection means for detecting reverse rotation of the DC brushless motor during brake control,
The yarn winding machine according to claim 2 or 3, wherein when the occurrence of reverse rotation is detected by the reverse rotation detection means, the initial output value is decreased.