专利名称：条状物卷绕装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卷绕线或带状物等条状物的条状物卷绕装置，特别涉及瞬时停电时控制卷绕的技术。
在该卷绕装置中，一边将构成主要部分的卷绕部的卷绕线速度控制为与构成次要部分的供线部的送出线速度同步，同时一边进行卷绕。在该卷绕动作中，当送出线速度和卷绕线速度发生速度差时，只要稍微有一点差就通过储线器向所定方向的位移而被吸收，从而防止条状物断线。
供线部以及卷绕部的各绕线管是由利用变频器控制其旋转速度的电动机驱动旋转，从而使送出线速度及卷绕线速度被控制为一定。还检测储线器向所定方向的位移量，并利用序列发生器使储线器的位置控制为一定。
但是，上述构成的现有卷绕装置，在接受输电中的电源停电或瞬时停电的场合，变频器停止向电动机的供电，并且序列发生器也停止控制。其结果，卷绕控制被中断，条状物瞬间断线。
发生这种断线时，例如在将多条线汇聚成一束的捻线机中，发生断线之后需要进行解开线缠结的作业、将被拉断的线连接的作业、更换新绕线管的作业等，使作业量增加。只要有一条线断线，必须重新卷绕多条线，故其经济损失也较大。
为回避上述伴随停电发生的问题，可以考虑将供给卷绕装置的电源例如用大容量无停电电源装置作后备。但是，这种大容量无停电电源装置价格昂贵，而且需要更换电池等维护作业，因此存在卷绕装置的导入成本及运用成本上升的问题。
作为解决上述问题的技术，在日本的特开平7-10629号公报中揭示了即使发生瞬间性的停电也不会导致停止机械或切断线条，而可连续性地生产无品质问题的产品的“制丝装置或丝处理机中旋转数控制方法及其装置”。
在该技术中，各电动机由具有共同的整流器的变频器电源驱动，使分别连接有电动机的多个旋转体以所定的旋转比旋转。而且，旋转体在旋转过程中，当整流器的输入电压为所定值以下时，按照以多个旋转体中具有最大的减速梯度的旋转体的旋转为基准，使其他旋转体的旋转数成为所定的旋转比那样减速各旋转体的旋转数；在电压恢复为所定值以上时，将各旋转体的旋转数以所定的梯度及所定的旋转比，增速至所定的旋转数。
但是，在该日本特开平7-101629号公报揭示的技术中，只能做到在瞬时停电发生的场合，将各电动机的旋转数以所定的旋转比减速，在瞬时停电恢复的场合增速，因此在瞬时停电发生开始经过所定时间各电动机将会停止。各电动机一旦停止，就只能重新进行运转开始操作，其操作烦琐。
本发明为实现上述目的采用以下方法。即，本发明的第1方案的条状物卷绕装置的特征在于具有供给条状物的供给侧旋转体、使上述供给侧旋转体旋转的第一电动机、驱动上述第一电动机的第一控制部、卷绕上述条状物的卷绕侧旋转体、使上述卷绕侧旋转体旋转的第二电动机、驱动上述第二电动机的第二控制部、向上述第一控制部及第二控制部供电的电源，上述第二控制部，在上述电源的供电停止的场合，利用减速控制上述第二电动机的旋转数而获得的再生电力，将供给上述第一控制部及上述第二控制部的供电电压控制为保持在所定值。
根据本发明第1方案，例如由于瞬时停电而电源供电被停止的场合，通过减速控制驱动卷绕侧旋转体的第二电动机的旋转数，即通过将把旋转数减少为比现在的旋转数少的指令给予第二电动机，从而由第二电动机获取再生电力。并且，利用获取的再生电力，例如将比原来的供电电压低一些的所定值的电压继续供给第一控制部及第二控制部。由此，可以延长根据第一控制部及第二控制部的控制，因此即使如以往发生短暂的瞬时停电，也不会直接导致卷绕装置被停止，可以应付较长时间的瞬时停电。
另外，作为卷绕侧旋转体最好使用可以储备大惯性能的重的旋转体。
本发明的第2方案的特征在于在在本发明的第1方案所述的条状物卷绕装置中，上述第二控制部，将用于上述第二电动机旋转数的减速控制的信号传给上述第一控制部，上述第一控制部根据该信号对上述第一电动机的旋转数进行减速控制。
根据本发明的第2方案，由于随着第二电动机的旋转数的减少，第一电动机的旋转数相应地减少，因此供给侧旋转体的旋转数和卷绕侧旋转体的旋转数连动减少。因此，存在于供给侧旋转体和卷绕侧旋转体之间的条状物不会被拉断。
本发明的第3方案的特征在于在本发明的第1或2方案所述的条状物卷绕装置中，上述第二控制部，在上述电源的供电恢复的场合，进行增速控制使上述第二电动机的旋转数渐增，恢复至所定的正常旋转数。
根据本发明的第3方案，在瞬时停电恢复的场合，虽然从减速的旋转数恢复到正常旋转数，但此时，由于进行增速控制使第二电动机的旋转数渐增，故不会给条状物的张力带来大变化。其结果，存在于供给侧旋转体和卷绕侧旋转体之间的条状物不会被拉断。
本发明的第4方案的特征在于在本发明的第3方案所述的条状物卷绕装置中，上述第二控制部，在上述电源的供电恢复之前指示了停止的场合，将上述第二电动机的旋转数以所定的减速梯度进行减速控制至停止。
根据本发明的第4方案，在供电恢复的场合，与正常运转过程中指示停止的情况相同，可以所定的减速梯度进行减速控制至停止，因此即使在发生瞬时停电的异常状态发生的场合，也可以进行稳定的运转停止动作。
本发明的第5方案的特征在于具有供给条状物的供给侧旋转体、使上述供给侧旋转体旋转的第一电动机、驱动上述第一电动机的第一控制部、卷绕上述条状物的卷绕侧旋转体、使上述卷绕侧旋转体旋转的第二电动机、驱动上述第二电动机的第二控制部、向上述第一控制部及第二控制部供电的电源，上述第一控制部，在上述电源的供电停止的场合，利用通过减速控制上述第一电动机的旋转数而获得的再生电力，将供给上述第一控制部及上述第二控制部的供电电压控制为保持在所定值。
本发明的第5方案，除了将减速控制驱动卷绕条状物的卷绕侧旋转体的第二电动机的旋转数而获得再生电力，替换为减速控制驱动供给条状物的供给侧旋转体的第一电动机的旋转数而获得再生电力之外，与本发明的第一方案作用相同，获得同样的效果。
本发明的第6方案的特征在于根据本发明的第5方案所述的条状物卷绕装置中，上述第一控制部将用于上述第一电动机的旋转数的减速控制的信号传给上述第二控制部，上述第二控制部根据该信号将上述第二电动机的旋转数进行减速控制。另外，本发明的第7方案的特征在于在本发明第5方案或本发明第6方案所述的条状物卷绕装置中，上述第一控制部，在上述电源的供电恢复的场合，进行增速控制使上述第一电动机的旋转数渐增，恢复至所定的正常旋转数。进一步，本发明的第8方案的特征在于在本发明第7方案的条状物的卷绕装置中，上述第一控制部，在上述电源的供电恢复之前被指示停止的场合，可将上述第一电动机的旋转数以所定的减速梯度进行减速控制至停止。
根据本发明的第6方案、第7方案及第8方案，分别可以获得与本发明第2方案、第3方案、第4方案相同的作用及效果。
本发明的第9方案的特征在于在本发明第1方案至第4方案中任一方案所述的条状物卷绕装置中，上述供给侧旋转体是由多个旋转体构成，上述第一电动机是由使上述多个旋转体分别旋转的多个电动机构成，上述第一控制部是由将上述多个电动机分别驱动的多个控制部构成。
根据本发明的第9方案，可以获得与上述本发明第1方案同样的作用及效果，适用于将多条条状物捻成一条条状物的捻线机。
图2是本发明实施例1的作为条状物卷绕装置的捻线机上设置的供线部变频器及卷绕部变频器的一般构成的电路图。
图3是本发明实施例1的作为条状物卷绕装置的捻线机上设置的卷绕部变频器构成的框图。
图4是说明本发明实施例1的作为条状物卷绕装置的捻线机的动作的时间图。
图5是说明本发明实施例1的作为条状物卷绕装置的捻线机的动作的流程图。
图6是利用本发明实施例1的作为条状物卷绕装置的捻线机，在瞬时停电时不进行再生电力吸收控制的场合实测的动作波形图。
图7是利用本发明实施例1的作为条状物卷绕装置的捻线机，在瞬时停电时进行再生电力吸收控制的场合实测的动作波形图。
图8是利用本发明实施例2的作为条状物卷绕装置的捻线机，在瞬时停电时进行再生电力吸收控制，并进行停止操作的场合实测的动作波形图。
图9是本发明实施例2的作为条状物卷绕装置的捻线机构成图。
图10是本发明实施例3的作为条状物卷绕装置的捻线机构成图。
图1是本发明实施例1的作为条状物卷绕装置的捻线机构成图。
该捻线机具有供给多条线材11～14的多个供线部绕线管21～24、将分别从多个供线部绕线管21～24通过引导辊3供给的多条线材11～14牵捻从而作为粗线的线4供给的牵引绞辊5、旋转该牵引绞辊5的供线部电动机(M1)6、控制该供线部电动机6的旋转的供线部变频器(INV1)7、卷绕线4的卷绕部绕线管8、旋转该卷绕部绕线管8的卷绕部电动机(M2)9、控制该卷绕部电动机9的旋转的卷绕部变频器(INV2)10、配置于牵引绞辊5和卷绕部绕线管8之间在卷绕线4时检测施加于线4上的张力的张力检测装置11、配置于线4的通路上的多个滚筒21～24。
本发明的条状物对应于线4，供给侧旋转体对应于牵引绞辊5，第一电动机对应于供线部电动机6，第一控制部对应于供线部变频器7，卷绕侧旋转体对应于卷绕部绕线管8，第二电动机对应于卷绕部电动机9，第二控制部对应于卷绕部变频器10。
多条线材11～14分别为超细线。多个供线部绕线管21～24分别旋转自由地构成，当开始捻线动作时，多条线材11～14为满卷状态。卷绕于多个供线部绕线管21～24上的多条线材11～14，通过引导辊3供给牵引绞辊5。
牵引绞辊5被连接于供线部电动机6的旋转轴6a上随其旋转自由地构成。该牵引绞辊5是利用由供线部变频器7的供电而动作的供线部电动机6来驱动旋转。而且，将多条线材11～14加捻形成1条线4，作为线4输出线4。供线部电动机6为例如感应电动机等交流电动机。
张力检测装置11配置于牵引绞辊5与卷绕部卷绕管8之间，并具有所谓储线器的功能。该张力检测装置11利用储线器功能吸收线4的张力，从而防止松弛或断线，同时根据储线器的位置检测出线4的张力。该检测出的张力作为储线器位置检测信号，以0～10V的模拟电压信号传给供线部变频器7。
张力检测装置11是由与线4接触的作为储线器的圆柱状加压体11a、将该加压体11a的垂直方向的位置变换为电信号的张力传感器11b、引导装置11c、拉伸弹簧11d构成。而且，线4与加压体11a的上侧接触。由于加压体11a的轴插入于在作为引导装置11c的支持板11e的垂直方向上延伸的切口11f中，因此加压体11a可在切口11f的范围内能够上下移动。为给线4施加张力，加压体11a利用拉伸弹簧11d始终偏向上方向。若线4的张力变大，则储线器即加压体11a向下移动，反过来若张力变弱，则加压体11a向上移动。在该具体例中，在其张力最为适当的时候，弹簧11d的强度被调整为使加压体11a位于切口11f的中间。张力传感器11b也称为与加压体11a连动的位置传感器。
供线部变频器7连接于供线部电动机6上，并根据由储线器基准值指令输入装置12预先设定的储线器基准值与由张力检测装置11检测的储线器位置检测信号值之间的误差即偏差信号，进行PI(比例积分)控制，以使储线器位置始终处于储线器基准值(储线器位置一定控制)的方式，控制供给供线部电动机6的正弦波交流电压的输出频率。
卷绕部卷绕管8具有圆柱状缠绕部分，并连接于卷绕部电动机9的旋转轴9a上随其旋转自由地构成。该卷绕部绕线管8的大小为卷绕部电动机9的约3倍，使其可起到惯性体的作用。该卷绕部绕线管8随着卷绕时间的经过其卷绕的线4的量增大，因此变重，其惯性变大。
该卷绕部绕线管8，在捻线动作开始时为无线4的状态，利用由卷绕部变频器10的供电而动作的卷绕部电动机9驱动旋转，卷绕线4。卷绕部电动机9为例如感应电动机等交流电动机。
速度指令输入装置13是为输入将卷绕部电动机9正常运转时的旋转速度利用频率指定的正常速度指令值、指定加速时的旋转速度的梯度的加速梯度值及指定减速时的旋转速度梯度的减速梯度值而使用。该速度指令输入装置13将输入的速度指令值、加速梯度值及减速梯度值供给卷绕部变频器10。
卷绕部变频器10控制供给卷绕部电动机9的正弦波交流电压的频率，从而控制卷绕部电动机9的旋转速度。即，卷绕部变频器10连接于卷绕部电动机9上，将由速度指令输入装置13预先设定的速度指令值与传感器(没有图示)检测出的速度值之间的误差即偏差信号进行PI(比例积分)控制，以使卷绕部电动机9的旋转速度成为速度指令值(速度一定控制)的方式，确定供给卷绕部电动机9的正弦波交流电压的输出频率。
另外，卷绕部变频器10为使从牵引绞辊5送出线4的速度与在卷绕部绕线管8卷绕的速度连动，将卷绕部变频器10的输出频率(旋转)指令作为供线部变频器7的频率指令，以0～10V的模拟电压信号传给供线部变频器7。
该捻线机的基本构成是，根据卷绕部变频器10的速度指令，供线部变频器7进行连动运转，因卷粗或干扰等而发生的张力变化则通过利用供线部变频器7进行储线器位置一定控制(控制张力一定)而吸收。
另外，卷绕部变频器10的直流电源的正侧端子P及负侧端子N，通过直流电源线分别连接于供线部变频器7的电源的正侧端子P及负侧端子N。根据该构成，进行电力分散，在瞬时停电时供线部电动机6及卷绕部电动机9的供电被支持，防止断线。
下面，对供线部变频器7及作为卷绕部变频器10使用的变频器的一般结构，参照图2进行说明。
变频器是由整流器部30、冲击电流防止电阻R、继电器RY、电容器C及切换部31构成。
变频器部30是由二极管电桥组成的整流电路构成。在该整流器部30中，输入由交流电源的例如200V的3相交流，并将其变换为正脉动电流输出。该整流器部30的输出通过冲击电流防止电阻R供给电容器C。电容器C通常使用大容量电解电容器。从整流器部30流出的脉动电流在该电容器C被平滑。由此，电容器C的端子P及N之间产生直流电压。
冲击电流防止电阻R是为控制在接通电源时流入电容器C的过大的电流而设计的。因此，在接通电源之后经过一定时间，继电器RY作用使冲击电流防止电阻R短路，之后由整流器部30流出脉动电流直接供给电容器C。该电容器C的两端的直流电压供给切换部31。
切换部31是由例如智能电源组件(IPM)组成。该切换部31通过对应于图上未标出的速度指令信号驱动输出侧(U、V、W)的开关元件，进行PWM(脉冲宽度调制)，进行矩形波高频转换向电动机M供给正弦波状电流。
供给变频器的3相交流的供电停止的场合，电容器C中储存的直流电流逐步向电动机M侧放电。并且，在下降到下限电压的时刻，该变频器发出电压不足警报而停止。从该供电停止到发生电压不足警报为止，是根据电容器C的容量而决定，但通常变频器的定额负载运转时为15ms左右。
下面，对卷绕部变频器10的详细构成参照图3进行说明。卷绕部变频器10如图3所示，由整流器部30、电容器C、切换部31、电压检测部32、停电判定部33、停电时基准电压部34、加法器35、电压-频率变换部(V-F变换部)36、ΔF控制部37、开关38、加减速梯度控制部39及加法器40构成。
整流器部30、电容器C及切换部31同参照图2进行的说明。另外，冲击电流防止电阻R及继电器RY包含于整流器部30。在实施例1中，整流器部30为在供线部变频器7与卷绕部变频器1中所共用的。
电压检测部32检测电容器C的端子P与端子N之间的电压。该电压检测部32检测出的电压作为检测电压供给停电判定部33。
停电判定部33将由电压检测部32发送过来的检测电压与预先保存于内部的基准电压进行比较，在检测电压比基准电压低的时候，判定发生停电的内容，并将表示该内容的信号传给开关38及ΔF控制部37。另一方案，当检测电压由比基准电压低状态变为比基准电压高的时候，判定瞬时停电恢复的内容，并将表示该内容的信号传给开关38及ΔF控制部37。进一步，停电判定部33将由电压检测部32发送过来的检测电压供给加法器35。
停电时机准电压部34保持在停电时作为基准电压使用的停电时机准电压。作为该停电时基准电压，如图4(D)所示，在通常状态下，比产生在供线部变频器7和卷绕部变频器10的电容器C的两端的电压(P-N内电压)稍微低的电压被使用。保持于该停电时机准电压部34的停电时基准电压被供给加法器35。
加法器35计算出停电时基准电压部34的停电时基准电压和停电判定部33的差电压之间的差。该加法器35的输出发送于电压-频率变换部36。
电压-频率变换部36(也称为V-F变换部)将由加法器35发送过来的电压变换为对应于该电压的ΔF频率信号。通过该变换生成的频率信号ΔF供给ΔF控制部37及开关38的C输入端子。
ΔF控制部37从停电判定部33接收到发生瞬时停电的内容的信号时，将从电压-频率变换部36接收的频率信号ΔF进行保存。另外，从停电判定部33接收到瞬时停电恢复的内容的信号时，将保存的频率信号ΔF随时间逐步减小，同时进行输出。该ΔF控制部37的输出供给开关38的A输入端子。
开关38具有A输入端子、B输入端子及C输入端子，这些端子中的一个连接于D输出端子。另外，B输入端子接地。该开关38的D输出端子被控制为对应于停电判定部33的发生瞬时停电的内容的信号，连接到C输入端子；对应于瞬时停电恢复的内容的信号，连接到A输入端子；除此之外的场合连接到B输入端子。该开关38的D输出端子的信号，作为速度位移值供给加法器40。
加减速梯度控制部39根据由速度指令输入装置13输入的速度指令值、加速梯度值及减速梯度值，生成将在捻线机运转开始时、正常运转时以及运转停止时的卷绕部电动机9的旋转速度用频率指定的控制值。由该加减速梯度控制部39生成的控制值传给加法器40。
加法器40将来自开关38的速度位移值与加减速梯度控制部39的控制值进行加法运算，生成速度指令值Fout。在该加法器40生成的速度指令值Fout被供给切换部31的同时，也被供给供线部变频器7的切换部。由此，供线部电动机6及卷绕部电动机9，以对应于速度指令值Fout的旋转速度分别被驱动旋转。
以下说明包含以上构成的卷绕部变频器10的捻线机的动作。首先，说明在进行正常运转时的动作。即，通常，开关38的D输出端子连接于B输出端子，加减速梯度控制部39的控制值被作为速度指令值Fout使用。因此，应按照在运转开始时根据加速梯度值旋转速度逐步增大，进入正常运转时维持根据速度指令值的旋转速度，在运转停止时根据减速梯度值旋转速度逐步减小那样，控制卷绕部电动机9及供线部电动机6的旋转数。
下面，参照图4所示的时间图及图5所示的流程图，说明瞬时停电发生时的动作。
首先，卷绕部变频器10检查是否发生瞬时停电(步骤S10)。具体来讲，卷绕部变频器10的电压检测部32时时检测电容器C两端的电压(P-N之间电压)传给停电判定部33。
停电判定部33检查从电压检测部32发送过来的检测电压是否比预先保存于内部的基准电压低。在此，若在AC电源上发生瞬时停电，则如图4(A)所示，AC电源由通电状态(ON)变换为断路状态。由此，供线部变频器7，如图4(B)所示，由供线部变频器7向供线部电动机6供电的正常状态变换为从供线部电动机6向供线部变频器7供电的再生状态。同样，卷绕部变频器10，如图(C)所示，由卷绕部变频器10向卷绕部电动机9供电的正常状态变换为从卷绕部电动机9向卷绕部变频器10供电的再生状态。
在此，停电判定部33一旦判定发生瞬时停电，则按照将电容器C两端的直流电流保持一定值那样控制卷绕部电动机9的旋转数(步骤S11)。具体来讲，进行以下控制。即，停电判定部33将表示瞬时停电发生的内容的信号传给开关38。由此，开关38的D输出端子连接于C输入端子。
加法器35计算出停电基准电压部34的停电基准电压与停电判定部33的电压之间的差，并传给电压-频率变换部36。将由电压-频率变换部36发送的差电压变换为频率信号ΔF，通过开关38传给加法器40。加法器40此时由加减速梯度控制部输出的控制值减算频率信号ΔF，传给切换部31。由此，卷绕部电动机9的旋转速度被减速对应频率信号ΔF的旋转速度。
以下，通过重复相同的循环过程，电容器C的两端电压如图4(D)所示逐步下降，下降到与停电时基准电压部34的停电时基准电压一致的时刻保持平衡成为一定。
在此状态下，由与以惯性旋转的卷绕部绕线管8连动旋转的卷绕部电动机9向卷绕部变频器10回馈再生能量，从而实施向电容器C的充电，电容器C的两端电压成为一定(步骤S12)。
同时，通过直流电源线再生能量被送到供线部变频器7(步骤S13)。随之，供线部变频器7的电容器C的两端电压成为一定。由此，与步骤S11的卷绕部电动机9的旋转数连动、利用供线部变频器7驱动的供线部电动机6的旋转数被控制(步骤S14)。
根据上述操作维持供线部电动机6及卷绕部电动机9的驱动(步骤S15)。然后，检查上述的控制是否应该结束(步骤S16)。该步骤，通过例如检查是否瞬时停电未恢复而发生电压不足警报、及是否瞬时停电恢复而电容器C的两端电压恢复为正常值而进行。在该步骤S16中，若判断没有结束，则返回步骤S10，重复上述动作。
在重复以上处理操作时，由于利用再生能量控制供线部电动机6的旋转数，因此供线部电动机6的旋转数，如图4(E)所示，缓慢减少。同样，卷绕部电动机9的旋转数，也如图4(F)所示，缓慢减少。并且，若瞬时停电未恢复而发生电压不足警报，则根据再生能量进行的供线部电动机6及卷绕部电动机9的旋转数的控制变得困难，从而判断在步骤16结束而停止。
在上述步骤S10～S16的重复执行过程中，AC电源一旦从瞬时停电恢复，则如图4(A)所示，AC电源由再生状态(OFF)变换为通电状态(ON)。由此，供线部变频器7，如图4(B)所示，由供线部电动机6向供线部变频器7供电的再生状态变换为由供线部变频器7向供线部电动机6供电的正常状态。同样，卷绕部变频器10，如图(C)所示，由卷绕部电动机9向卷绕部变频器10供电的再生状态变换为由卷绕部变频器10向卷绕部电动机9供电的正常状态。
在该状态下，步骤S10中，一旦判断出没有发生瞬时停电，则检查是否恢复了瞬时停电(步骤S17)。该步骤是通过在停电判定部33检查是否恢复了瞬时停电来进行的。在该停电判定部33中，一旦判断出瞬时停电恢复，则卷绕部电动机9及供线补电动机6的旋转数控制为缓慢增加(步骤S18)。具体来讲，停电判定部33，一旦判断出瞬时停电恢复，则将表示该内容的信号传给开关38。由此，开关38的D输出端子被连接到A输入端子。
由此，由ΔF控制部37输出的频率信号ΔF，通过开关38供给加法器40。加法器40由加减速梯度控制部39的控制值，减算随时间的经过减少的频率信号ΔF，生成速度指令值Fout。因此，开始时，检测出瞬时停电时的频率信号ΔF生成的速度指令值Fout被供给供线部电动机6及卷绕部电动机9。由此，卷绕部电动机9及供线部电动机6的旋转数增加。
然后，检查是否发出停止指令(步骤S19)。该步骤是通过检查是否用图中没有标出的停止开关进行停止操作而进行的。在此，一旦判断出停止指令没有发出，则转到步骤S16，检查是否结束。一旦判断出没有结束即瞬时停电恢复而电容器C的两端电压没有恢复为正常值，则返回步骤10的处理，然后重复步骤S17→S18→S19→S16→S10→…的处理。
通过以上的重复执行，利用供线部变频器7驱动的供线部电动机6的旋转数，如图4(E)所示缓慢上升。同样，利用卷绕部变频器10驱动的卷绕部电动机9的旋转数，也如图4(F)所示缓慢上升。并且，在步骤16判断结束的时刻，恢复为原来的正常运转。
在上述重复执行的过程中，一旦判断出在步骤S20发出停止指令，则以通常减速梯度进行减速(步骤S20)。更具体地，开关38的D输出端子连接于B输出端子的同时，由加减速梯度控制部39输出根据通常的减速梯度而减速的控制值，并作为速度指令值Fout供给卷绕部电动机9及供线部电动机6。由此，以通常的减速梯度减速卷绕部电动机9及供线部电动机6的旋转速度，直到停止。
在上述步骤S17中一旦判断未恢复瞬时停电，则判断处于正常运转状态，由于开关38的D输出端子连接于B输入端子，因此由加减速梯度控制部39，基准速度指令值作为控制值输出，并作为速度指令值Fout供给卷绕部电动机9及供线部电动机6。由此，即使在瞬时停电时在从瞬时停电状态没有恢复过来的场合，以根据由速度指令输入装置13输入的速度指令值的旋转速度，驱动卷绕部电动机9及供线部电动机6旋转，执行正常运转。
以下，利用上述构成的捻线机，说明实测瞬时停电时的形状的动作波形。
图6表示在卷绕部变频器10不执行再生电力吸收控制的场合的动作波形。在图6中，AVac表示瞬时停电发生时的AC电源电压、BFout表示卷绕部变频器10的频率模拟指令值、Cω表示供线部电动机6的旋转数、DFout表示供线侧变频器的频率模拟监控值。在瞬时停电发生后，在电容器C中存储的能量放电至大约500ms的时间内继续运转，但在其后，变频器的直流电压处于下限值以下，并警报跳闸、不能控制，卷绕部电动机9以惯性继续旋转。一旦成为该状态，线4一下子断线。
图7表示卷绕部变频器10中进行再生电力吸收控制的场合的动作波形。在瞬时停电后，经过原来应跳闸的时间，其旋转数、频率指令数缓慢下降，但卷绕部变频器10则输出频率指令，并可驱动卷绕部电动机9。而且，在瞬时停电恢复后，旋转数逐步上升，缓慢地恢复到正常状态而不发生断线。
图8表示在卷绕部执行再生电力吸收控制的场合，发生瞬时停电之后，在停电的状态下进行停止捻线机的运转时的动作。在这种场合，瞬时停电恢复之后，卷绕部变频器10不进行加速动作，而在原设定的减速时间内过渡为停止动作。
这样，根据实施例1的捻线机，由于瞬时停电而停止AC电源的供电的场合，通过减速控制驱动卷绕部绕线管8的卷绕部电动机9的旋转数，即将降低当前旋转数的指令传给卷绕部电动机9，由卷绕部电动机9获取再生电力。而且，利用获取的再生电力，例如将比原供电电压稍微低的停电时基准电压，继续供给卷绕部变频器7及卷绕部变频器10。由此，可以将根据供线部变频器7及卷绕部变频器10的控制延伸，即使发生如以往的短暂的瞬时停电，也不会直接停止卷绕装置，可以应付较长时间的瞬时停电。
本发明的实施例1的捻线机中，在瞬时停电时的继续运转时间虽然由作为惯性体的卷绕部绕线管8的大小而决定，但如上所述，可确认即使其大小为卷绕部电动机9的3倍大小，也可以将以往15ms左右的瞬时停电容量延长为15～20秒左右。<实施例2>
本发明的实施例2为作为条状物卷绕装置实施例的重绕装置。在实施例2的条状物卷绕装置中，送出线4的供线部绕线管构成惯性体。另外，在下述中与实施例1相同或相当的部分，标注与实施例1相同的符号进行说明。
图9是本发明实施例2的作为条状物卷绕装置的构成图。
该卷绕装置具有供给线4的供线部绕线管14、旋转该供线部绕线管14的供线部电动机(M1)6、控制该供线部电动机6的旋转的供线部变频器(INV1)7a、卷绕线4的卷绕部绕线管8a、旋转该卷绕部绕线管8a的卷绕部电动机(M2)9、控制该卷绕部电动机9的旋转的卷绕部变频器(INV2)10a、配置于供线部绕线管14与卷绕部绕线管8a之间在卷绕线4时检测施加于线4上的张力的张力检测装置11、配置于线4的通路上的多个滚筒21～24。
本发明的条状物对应于线4，供给侧旋转体对应于供线部绕线管14，第一电动机对应于供线部电动机6，第一控制部对应于供线部变频器7a，卷绕侧旋转体对应于卷绕部绕线管8a，第二电动机对应于卷绕部电动机9，第二控制部对应于卷绕部变频器10a。
线4为极细线。供线部绕线管14连接在供线部电动机6的旋转轴6a上可自由旋转地构成，卷绕动作开始时，线4为满卷状态。该供线部绕线管14具有供线部电动机6的约3倍大小，使其起到作为惯性体的功能。该供线部绕线管14，利用由供线部变频器7a的供电而动作的供线部电动机6驱动旋转，送出线4。供线部电动机6为例如感应电动机等交流电动机。
速度指令输入装置13是为输入将供线部电动机6的正常运转时的旋转速度利用频率指定的正常速度指令值、指定加速时的旋转速度的梯度的加速梯度值及指定减速时的旋转速度的梯度的减速梯度值而使用。该速度指令输入装置13将输入的速度指令值、加速梯度值及减速梯度值供给供线部变频器7a。
供线部变频器7a通过控制供给供线部电动机6的正弦波交流电压的频率，来控制供线部电动机6的旋转速度。即，供线部变频器7a连接于供线部电动机6，将由速度指令输入装置13预先设定的速度指令值与利用传感器(没有图示)检测出的速度值之间的误差即偏差信号进行PI(比例积分)控制，按照使供线部电动机6的旋转速度始终成为速度指令值(速度一定控制)那样，确定供给供线部电动机6的正弦波交流电压的输出频率。
另外，供线部变频器7a，为使由供线部绕线管14送出线4的速度与在卷绕部绕线管8a卷绕的速度连动，将供线部变频器7a的输出频率(旋转)指令作为供线部变频器7的频率指令，以0～10V的模拟电压信号传给卷绕部变频器10a。
张力检测装置11与实施例1相同。由该张力检测装置1、检出的张力作为储线器位置检测信号，以0～10V的模拟电压信号传给卷绕部变频器10a。
卷绕部绕线管8a具有圆柱状卷绕部分，该卷绕部分连接于卷绕部电动机9的旋转轴9a上自由旋转地构成。该卷绕部绕线管8a，在重绕动作开始时为无线4的状态，利用由卷绕部变频器10a的供电而动作的卷绕部电动机9驱动旋转，卷绕线4。卷绕部电动机9为例如感应电动机等交流电动机。
卷绕部变频器10a，连接于卷绕部电动机9，根据由储线器基准值指令输入装置12预先设定的储线器基准值与张力检测装置11检测的储线器位置检测信号值之间的误差即偏差信号，进行PI(比例积分)控制，按照使储线器位置始终处于储线器基准值(储线器为值一定控制)那样，控制供给卷绕部电动机9的正弦波交流电压的输出频率。
该卷绕装置的基本构成为，根据供线部变频器7a的速度指令，卷绕部变频器10a进行连动运转，因卷粗或干扰等而发生的张力的变化，则通过卷绕部变频器10a中进行储线器位置一定控制(张力一定控制)而吸收。
另外，供电部变频器7a的直流电源的正侧端子P及负侧端子N，通过直流电源线分别连接于卷绕部变频器10a的电源的正侧端子P及负侧端子N上。由此构成，进行电力的分散，在瞬时停电时，支持向供线部电动机6及卷绕部电动机9的供电，防止断线。
以上构成的卷绕装置的动作，除供线部变频器7a与实施例1的卷绕部变频器10同样动作，卷绕部变频器10a与实施例1的供线部变频器7同样动作之外，其它部分的动作与实施例1的捻线机的动作相同。
根据实施例2的卷绕装置，在由于瞬时停电而停止AC电源的供电的场合，通过减速控制驱动供线部绕线管14的供线部电动机6的旋转数，即通过将降低当前旋转数的指令传给供线部电动机6，由供线部电动机6获取再生电力。而且，利用获取的再生电力，例如将比原供电电压稍微低的停电时基准电压继续供给卷绕部变频器10a及供线部变频器7a。由此，可以将根据卷绕部变频器10a及供线部变频器7a的控制延伸，即使发生如以往的短暂的瞬时停电，也不会直接停止卷绕装置，可以应付较长时间的瞬时停电。
而且，本发明的实施例2的卷绕装置构成为将送出线4侧的供线部绕线管14当作惯性体使用，同样，在上述实施例1的捻线机中，也可以构成为将牵引绞辊5当作惯性体使用。在此场合，可以获得与上述重绕机同样的作用以及效果。<实施例3>
本发明的实施例3为作为条状物的卷绕装置的例子的捻线机。在该实施例3的卷绕装置中，构成为将形成线4的线材送出的多个供线部绕线管构成惯性体。另外，对在下述中与实施例1相同或相当的部分，标注与实施例1相同的符号进行说明。
该捻线机如图10所示，具有供给多条线材11～14的多个供线部绕线管21～24、将从多个供线部绕线管21～24通过引导辊3供给的多条线材11～14牵拧从而作为线4供给的牵引绞辊5、旋转多个供线部绕线管21～24的多个供线部电动机(M1)61～64、控制这些多个供线部电动机61～64的旋转的供线部变频器(INV1)71～74、卷绕线4的卷绕部绕线管8、旋转该卷绕部绕线管8的卷绕部电动机(M2)9、控制该卷绕部电动机9的旋转的卷绕部变频器(INV2)10、配置于牵引绞辊5和卷绕部绕线管8之间在卷绕线4时检测施加于线4上的张力的张力检测装置11、配置于线4的通路上的多个滚筒21～24。
本发明的条状物对应于线4，供给侧旋转体对应于供线部绕线管21～24，第一电动机对应于多个供线部电动机61～64，第一控制部对应于多个供线部变频器71～74，卷绕侧旋转体对应于卷绕部绕线管8，第二电动机对应于卷绕部电动机9，第二控制部对应于卷绕部变频器10。
多条线材11～14分别为超细线。多个供线部绕线管21～24分别旋转自由地构成，当开始捻线动作时，多条线材11～14为被满卷状态。多个供线部绕线管21～24连接于供线部电动机61～64旋转自由地构成。多个供线部绕线管21～24，利用由供线部变频器71～74的供电而动作的供电部电动机61～64驱动旋转。供线部电动机61～64为例如感应电动机等交流电动机。卷绕于供线部绕线管21～24上的多条线材11～14，通过引导辊3供给牵引绞辊5。
牵引绞辊5将多条线材11～14加捻成一条线4，作为线4送出。
张力检测装置11配置于牵引绞辊5与卷绕部卷绕管8之间，并具有所谓储线器的功能。该张力检测装置11根据储线器功能吸收线4的张力，从而防止松弛或断线的同时，根据储线器的位置检测出线4的张力。该检测出的张力作为储线器位置检测信号，以0～10V的模拟电压信号传给供线部变频器71～74。
供线部变频器71～74是连接于供线部电动机61～64上，根据由储线器基准值指令输入装置121～124预先设定的储线器基准值与张力检测装置11检测出的储线器位置检测信号值之间的误差即偏差信号，进行PI(比例积分)控制，按照使储线器位置始终处于储线器基准值(储线器位置一定控制)那样，控制供给供线部电动机61～64的正弦波交流电压的输出频率。
卷绕部卷绕管8具有圆柱状缠绕部分，并连接于卷绕部电动机9的旋转轴9a上旋转自由地构成。该卷绕部绕线管8的大小为卷绕部电动机9的约3倍，使其可起到惯性体的作用。该卷绕部绕线管8，由于随着卷绕时间的经过其缠绕的线4的量增大，因此变重，故其惯性变大。
该卷绕部绕线管8，在开始捻线动作时为无线4的状态，利用由卷绕部变频器10的供电而动作的卷绕部电动机9驱动旋转，卷绕线4。卷绕部电动机9为例如感应电动机等交流电动机。
速度指令输入装置13是为输入卷绕部电动机9正常运转时的旋转速度利用频率指定的正常速度指令值、指定加速时的旋转速度的梯度的加速梯度值及指定减速时的旋转速度梯度的减速梯度值而使用。该速度指令输入装置13将输入的速度指令值、加速梯度值、减速梯度值供给卷绕部变频器10。
卷绕部变频器10控制供给卷绕部电动机9的正弦波交流电压的频率，从而控制卷绕部电动机9的旋转速度。即，卷绕部变频器10连接于卷绕部电动机9上，将由速度指令输入装置13预先设定的速度指令值与传感器(没有图示)检测出的速度值之间的误差即偏差信号进行PI(比例积分)控制，按照使卷绕部电动机9的旋转速度成为速度指令值(速度一定控制)那样，确定将供给卷绕部电动机9的正弦波交流电压的输出频率。
另外，卷绕部变频器10为由使牵引绞辊5送出线4的速度与在卷绕部绕线管8卷绕的速度连动，而将卷绕部变频器10的输出频率(旋转)指令作为供线部变频器71～74的频率指令，以0～10V的模拟信号传给供线部变频器71～74。
该捻线机的基本构成是，根据卷绕部变频器10的速度指令，供线部变频器71～74进行连动运转，因卷粗或干扰等而发生的张力变化则是通过利用供线部变频器71～74进行储线器位置一定控制(张力一定控制)而吸收。
另外，卷绕部变频器10的直流电源的正侧端子P及负侧端子N，通过直流电源线分别连接于供线部变频器7的电源的正侧端子P及负侧端子N。根据该构成，电力进行分散，在瞬时停电时支持向供线部电动机6及卷绕部电动机9的供电被支持，防止断线。
如上所述构成的捻线机的动作，除了供线部变频器71～74与实施例1中的供线部变频器7同样动作之外，与实施例1中的捻线机的动作相同。
根据实施例3的重绕装置，由于瞬时停电而停止AC电源的供电的场合，通过减速控制驱动供线部绕线管21～24的供线部电动机61～64的旋转数，即将降低当前旋转数的指令传给供线部电动机61～64，由供线部电动机61～64获取再生电力。而且，利用获取的再生电力，例如将比原供电电压稍微低的停电时基准电压，继续供给卷绕部变频器10及供线部变频器71～74。由此，可以将根据卷绕部变频器10及供线部变频器71～74的控制延伸，即使发生如以往的短暂的瞬时停电，也不会直接停止卷绕装置，可以应付较长时间的瞬时停电。<变形例>
本发明并不限于上述实施例涉及的条状物捻线机及卷绕装置，还有可能是例如下述的变形例。
(1)在线4的送出侧与卷绕侧的连动运转中，以连动为目的的速度指令并非是必需的。可以构成为仅利用储线器的补正进行控制。
(2)供线侧及卷绕侧的各变频器，不仅限于输入交流电源的变频器，也可以使用输入直流电源的变频器。
(3)其它周边装置，也可以构成为例如将磁导线(MC)序列发生器等作为变频器的直流电源，进行支持驱动。
根据本发明第1方案，例如由于瞬时停电而电源供电被停止的场合，通过减速控制驱动卷绕侧旋转体的第二电动机的旋转数，即通过将把旋转数减少为比现在的旋转数少的指令给予第二电动机，从而由第二电动机获取再生电力。并且，利用获取的再生电力，例如将比原来的供电电压低一些的所定值的电压继续供给第一控制部及第二控制部。由此，可以延长根据第一控制部及第二控制部的控制，因此即使如以往发生短暂的瞬时停电，也不会直接导致卷绕装置被停止，可以应付较长时间的瞬时停电。
根据本发明的第2方案，由于随着第二电动机的旋转数的减少，第一电动机的旋转数相应地减少，因此供给侧旋转体的旋转数和卷绕侧旋转体的旋转数连动减少。因此，存在于供给侧旋转体和卷绕侧旋转体之间的条状物不会被拉断。
根据本发明的第3方案，在瞬时停电恢复的场合，虽然可以从减速的旋转数恢复到正常旋转数，但此时，由于进行增速控制使第二电动机的旋转数渐增，故不会给条状物的张力带来大变化。其结果，存在于供给侧旋转体和卷绕侧旋转体之间的条状物不会被拉断。
根据本发明的第4方案，在供电恢复的场合，与正常运转中指示停止的情况相同，能够以所定的减速梯度进行减速控制而停止，因此即使发生瞬时停电等异常状态的场合，也可以进行稳定的运转停止动作。
根据本发明的第5～8方案，分别可以获得与本发明的第1～4方案同样的效果。另外，根据本发明的第9方案，可以获得与上述本发明第1方案同样的作用及效果，适用于将多条条状物捻成一条条状物的捻线机。
权利要求
1.一种条状物卷绕装置，其特征在于具有供给条状物的供给侧旋转体、使上述供给侧旋转体进行旋转的第一电动机、驱动上述第一电动机的第一控制部、卷绕上述条状物的卷绕侧旋转体、使上述卷绕侧旋转体旋转的第二电动机、驱动上述第二电动机的第二控制部、向上述第一控制部及第二控制部供电的电源，上述第二控制部，在上述电源的供电停止的场合，利用减速控制上述第二电动机的旋转数而获得的再生电力，将向上述第一控制部及上述第二控制部供给的电压控制为保持在所定值。
2.根据权利要求1所述的条状物卷绕装置，其特征在于上述第二控制部，将用于上述第二电动机旋转数的减速控制的信号传给上述第一控制部，上述第一控制部根据该信号将上述第一电动机的旋转数进行减速控制。
3.根据权利要求1或2所述的条状物卷绕装置，其特征在于上述第二控制部，在上述电源的供电恢复的场合，进行增速控制使上述第二电动机的旋转数渐增，恢复至所定的正常旋转数。
4.根据权利要求3所述的条状物卷绕装置，其特征在于上述第二控制部，在上述电源的供电恢复之前指示了停止的场合，将上述第二电动机的旋转数以所定的减速梯度进行减速控制至停止。
5.一种条状物卷绕装置，其特征在于具有供给条状物的供给侧旋转体、使上述供给侧旋转体旋转的第一电动机、驱动上述第一电动机的第一控制部、卷绕上述条状物的卷绕侧旋转体、使上述卷绕侧旋转体旋转的第二电动机、驱动上述第二电动机的第二控制部、向上述第一控制部及第二控制部供电的电源，上述第一控制部，在上述电源的供电停止的场合，利用通过减速控制上述第一电动机的旋转数而获得的再生电力，将供给上述第一控制部及上述第二控制部的供电电压控制为保持在所定值。
6.根据权利要求5所述的条状物卷绕装置，其特征在于上述第一控制部将用于上述第一电动机的旋转数的减速控制的信号传给上述第二控制部，上述第二控制部根据该信号将上述第二电动机的旋转数进行减速控制。
7.根据权利要求5或6所述的条状物卷绕装置，其特征在于第一控制部，在上述电源的供电恢复的场合，进行增速控制使上述第一电动机的旋转数渐增，恢复至所定的正常旋转数。
8.根据权利要求7所述的条状物卷绕装置，其特征在于上述第1控制部，在上述电源的供电恢复之前指示停止的场合，将上述第一电动机的旋转数以所定的减速梯度进行减速控制至停止。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述的条状物卷绕装置，其特征在于上述供给侧旋转体是由多个旋转体构成，上述第一电动机是由使上述多个旋转体旋转的多个电动机构成，上述第一控制部是由将上述多个电动机分别驱动的多个控制部构成。
全文摘要
本发明提供一种条状物卷绕装置，其特征在于具有供给条状物的供给侧旋转体(5)、使上述供给侧旋转体(5)进行旋转的第一电动机(6)、驱动上述第一电动机(6)的第一控制部(7)、卷绕上述条状物的卷绕侧旋转体(8)、使上述卷绕侧旋转体(8)旋转的第二电动机(9)、驱动上述第二电动机(9)的第二控制部(10)、向上述第一控制部(7)及第二控制部(10)供电的电源，上述第二控制部(10)，在上述电源的供电停止的场合，利用减速控制上述第二电动机(9)的旋转数而获得的再生电力，将向上述第一控制部(7)及上述第二控制部(10)供给的电压控制为保持在所定值。
文档编号B65H54/00GK1440920SQ03106259
公开日2003年9月10日 申请日期2003年2月24日 优先权日2002年2月28日
发明者佐藤清市郎 申请人:三垦电气株式会社