(57)【要約】【課題】ステッピングモータの駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータの負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる負荷監視システム、ドラフト装置、紡績ユニット及び紡績機を提供する。【解決手段】負荷監視システムでは、モータドライバＤ１４は、ステッピングモータＭ１４に作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する負荷検出部１４１と、検出された負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータＭ１４に印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する調整部１４２と、調整された駆動電流又は駆動電圧をステッピングモータＭ１４に出力する第１出力部Ｄ１４ａと、調整された駆動電流又は駆動電圧に関する電気信号を制御部１８に出力する第２出力部Ｄ１４ｂとを有する。制御部１８は、当該電気信号に基づいて負荷トルクを監視する。【選択図】図２
2020018031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象物を駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータの動作を制御するモータドライバと、
前記ステッピングモータに作用する負荷トルクを監視する監視部と、を備え、
前記モータドライバは、
前記ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する負荷検出部と、
前記負荷検出部によって検出された前記負荷トルクの大きさに応じて、前記ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する調整部と、
前記ステッピングモータに電気的に接続され、前記調整部によって調整された前記駆動電流又は駆動電圧を前記ステッピングモータに出力する第１出力部と、
前記監視部に通信可能に接続され、前記調整部によって調整された前記駆動電流又は駆動電圧に関する電気信号を前記監視部に出力する第２出力部と、を有し、
前記監視部は、前記第２出力部から出力された前記電気信号に基づいて前記負荷トルクを監視する、負荷監視システム。
【請求項２】
駆動対象物を駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータの動作を制御するモータドライバと、
前記ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを検出する電流／電圧検出部と、
前記ステッピングモータに作用する負荷トルクを監視する監視部と、を備え、
前記モータドライバは、
前記ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する負荷検出部と、
前記負荷検出部によって検出された前記負荷トルクの大きさに応じて、前記ステッピングモータに印加される前記駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する調整部と、を有し、
前記電流／電圧検出部は、前記調整部によって調整された前記駆動電流又は駆動電圧の大きさを検出し、
前記監視部は、前記電流／電圧検出部の検出結果に基づいて前記負荷トルクを監視する、負荷監視システム。
【請求項３】
前記監視部は、前記負荷トルクの大きさに基づいて、前記駆動対象物に関する異常、及び、前記駆動対象物により取り扱われる取扱対象物に関する異常の少なくとも一方が生じているか否かを判定する、請求項１又は２に記載の負荷監視システム。
【請求項４】
前記駆動対象物は、ドラフト装置が備えるローラであり、前記取扱対象物は、前記ローラによりドラフトされる繊維束である、請求項３に記載の負荷監視システム。
【請求項５】
前記監視部は、前記モータドライバの動作を制御する制御部である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の負荷監視システム。
【請求項６】
前記調整部は、調整の前後で前記ステッピングモータの回転速度が一定となる範囲内において、前記駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の負荷監視システム。
【請求項７】
駆動ローラ、及び前記駆動ローラの回転に伴って回転する従動ローラをそれぞれが有し、繊維束をドラフトする複数のローラ対と、
前記複数のローラ対のうちの少なくとも１つの前記ローラ対の前記駆動ローラを回転させるステッピングモータと、
前記ステッピングモータの動作を制御するモータドライバと、
前記ステッピングモータに作用する負荷トルクを監視する監視部と、を備え、
前記モータドライバは、
前記ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する負荷検出部と、
前記負荷検出部によって検出された前記負荷トルクの大きさに応じて、前記ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する調整部と、
前記ステッピングモータに電気的に接続され、前記調整部によって調整された前記駆動電流又は駆動電圧を前記ステッピングモータに出力する第１出力部と、
前記監視部に通信可能に接続され、前記調整部によって調整された前記駆動電流又は駆動電圧に関する電気信号を前記監視部に出力する第２出力部と、を有し、
前記監視部は、前記第２出力部から出力された前記電気信号に基づいて前記負荷トルクを監視する、ドラフト装置。
【請求項８】
駆動ローラ、及び前記駆動ローラの回転に伴って回転する従動ローラをそれぞれが有し、繊維束をドラフトする複数のローラ対と、
前記複数のローラ対のうちの少なくとも１つの前記ローラ対の前記駆動ローラを回転させるステッピングモータと、
前記ステッピングモータの動作を制御するモータドライバと、
前記ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを検出する電流／電圧検出部と、
前記ステッピングモータに作用する負荷トルクを監視する監視部と、を備え、
前記モータドライバは、
前記ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する負荷検出部と、
前記負荷検出部によって検出された前記負荷トルクの大きさに応じて、前記ステッピングモータに印加される前記駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する調整部と、を有し、
前記電流／電圧検出部は、前記調整部によって調整された前記駆動電流又は駆動電圧の大きさを検出し、
前記監視部は、前記電流／電圧検出部の検出結果に基づいて前記負荷トルクを監視する、ドラフト装置。
【請求項９】
前記監視部は、前記負荷トルクの大きさに基づいて、前記複数のローラ対に関する異常、及び、前記繊維束に関する異常の少なくとも一方が生じているか否かを判定する、請求項７又は８に記載のドラフト装置。
【請求項１０】
前記負荷トルクの大きさを記憶する記憶部を更に備え、
前記監視部は、前記繊維束のドラフトの停止後に、当該ドラフト中に前記記憶部に記憶された前記負荷トルクの大きさに基づいて、前記複数のローラ対に関する異常、及び、前記繊維束に関する異常の少なくとも一方が生じているか否かを判定する、請求項７〜９のいずれか一項に記載のドラフト装置。
【請求項１１】
前記監視部は、前記繊維束のドラフト中に、前記負荷トルクの大きさに基づいて、前記複数のローラ対に関する異常、及び、前記繊維束に関する異常の少なくとも一方が生じているか否かを判定する、請求項７〜９のいずれか一項に記載のドラフト装置。
【請求項１２】
前記監視部は、前記負荷トルクの大きさが第１閾値以下である場合、前記繊維束に関する異常が生じていると判定する、請求項７〜１１のいずれか一項に記載のドラフト装置。
【請求項１３】
前記第１閾値は、前記繊維束が正常にドラフトされているときの前記負荷トルクの大きさに基づいて設定される、請求項１２に記載のドラフト装置。
【請求項１４】
前記繊維束についてのドラフト条件の設定を受け付ける受付部を更に備え、
前記第１閾値は、前記受付部により受け付けられた前記ドラフト条件に基づいて設定される、請求項１２に記載のドラフト装置。
【請求項１５】
前記監視部は、前記負荷トルクの大きさが、前記繊維束がドラフトされていないときの前記負荷トルクの大きさに基づいて設定された第２閾値よりも小さい場合、前記複数のローラ対に関する異常が生じていると判定する、請求項７〜１４のいずれか一項に記載のドラフト装置。
【請求項１６】
前記複数のローラ対は、前記繊維束の走行方向において上流側から順に、バックローラ対と、ミドルローラ対と、フロントローラ対と、を有し、
前記監視部は、前記バックローラ対の前記駆動ローラを回転させる前記ステッピングモータに作用する前記負荷トルクを監視する、請求項７〜１５のいずれか一項に記載のドラフト装置。
【請求項１７】
前記監視部は、前記モータドライバの動作を制御する制御部である、請求項７〜１６のいずれか一項に記載のドラフト装置。
【請求項１８】
前記調整部は、調整の前後で前記ステッピングモータの回転速度が一定となる範囲内において、前記駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する、請求項７〜１７のいずれか一項に記載のドラフト装置。
【請求項１９】
請求項７〜１８のいずれか一項に記載のドラフト装置と、
前記繊維束に撚りを与えて糸を生成する紡績装置と、
前記糸を巻き取ってパッケージを形成する巻取装置と、
前記糸を監視する糸監視装置と、を備える紡績ユニット。
【請求項２０】
前記ドラフト装置は、前記負荷トルクの大きさを記憶する記憶部を備え、
前記監視部は、前記糸監視装置により前記糸に異常が検出された場合、前記繊維束のドラフトの停止後に、当該ドラフト中に前記記憶部に記憶された前記負荷トルクの大きさに基づいて、前記複数のローラ対に関する異常、及び、前記繊維束に関する異常の少なくとも一方が生じているか否かを判定する、請求項１９に記載の紡績ユニット。
【請求項２１】
前記監視部は、
前記負荷トルクの大きさが第３閾値以下である場合、前記複数のローラ対に前記繊維束が供給されていないと判定し、
前記負荷トルクの大きさが前記第３閾値よりも大きい場合、前記糸に糸切れが生じていると判定する、請求項２０に記載の紡績ユニット。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の紡績ユニットを複数備える紡績機であって、
前記複数のローラ対は、前記繊維束の走行方向において上流側から順に、バックローラ対と、ミドルローラ対と、フロントローラ対と、を有し、
前記バックローラ対の前記駆動ローラを回転させる前記ステッピングモータは、前記複数の紡績ユニットのそれぞれに設けられている、紡績機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷監視システム、ドラフト装置、紡績ユニット及び紡績機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維束をドラフトする複数のローラ対と、それらのローラ対の駆動ローラを駆動する複数のステッピングモータと、各ステッピングモータの動作を制御する制御部と、を備えるドラフト装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４３００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ドラフト装置等のようにステッピングモータにより駆動対象物を駆動する装置においては、ステッピングモータの脱調を防止するために、トルクマージンが確保された一定の大きさの駆動電流によりステッピングモータが駆動される。そのため、ステッピングモータの駆動効率が低下するおそれがある。また、駆動状態の把握のためには、ステッピングモータに作用する負荷トルクを監視できることが好ましいが、エンコーダ等を用いるとコストが嵩む。
【０００５】
そこで、本発明は、ステッピングモータの駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータの負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる負荷監視システム、ドラフト装置、紡績ユニット及び紡績機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の負荷監視システムは、駆動対象物を駆動するステッピングモータと、ステッピングモータの動作を制御するモータドライバと、ステッピングモータに作用する負荷トルクを監視する監視部と、を備え、モータドライバは、ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する負荷検出部と、負荷検出部によって検出された負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する調整部と、ステッピングモータに電気的に接続され、調整部によって調整された駆動電流又は駆動電圧をステッピングモータに出力する第１出力部と、監視部に通信可能に接続され、調整部によって調整された駆動電流又は駆動電圧に関する電気信号を監視部に出力する第２出力部と、を有し、監視部は、第２出力部から出力された電気信号に基づいて負荷トルクを監視する。
【０００７】
この負荷監視システムでは、モータドライバが、ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する。これにより、ステッピングモータの脱調を抑制しつつ、ステッピングモータの駆動効率を向上することができる。更に、モータドライバには、調整された駆動電流又は駆動電圧に関する電気信号を監視部に出力する第２出力部が設けられており、監視部が、当該電気信号に基づいてステッピングモータの負荷トルクを監視する。これにより、エンコーダ等を用いることなく、ステッピングモータの負荷トルクを監視することができる。よって、この負荷監視システムによれば、ステッピングモータの駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータの負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる。
【０００８】
本発明の負荷監視システムは、駆動対象物を駆動するステッピングモータと、ステッピングモータの動作を制御するモータドライバと、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを検出する電流／電圧検出部と、ステッピングモータに作用する負荷トルクを監視する監視部と、を備え、モータドライバは、ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する負荷検出部と、負荷検出部によって検出された負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する調整部と、を有し、電流／電圧検出部は、調整部によって調整された駆動電流又は駆動電圧の大きさを検出し、監視部は、電流／電圧検出部の検出結果に基づいて負荷トルクを監視する。
【０００９】
この負荷監視システムでは、モータドライバが、ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する。これにより、ステッピングモータの脱調を抑制しつつ、ステッピングモータの駆動効率を向上することができる。更に、調整された駆動電流又は駆動電圧の大きさが電流／電圧検出部により検出され、監視部が、電流／電圧検出部の検出結果に基づいてステッピングモータの負荷トルクを監視する。これにより、エンコーダ等を用いることなく、ステッピングモータの負荷トルクを監視することができる。よって、この負荷監視システムによれば、ステッピングモータの駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータの負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる。
【００１０】
本発明の負荷監視システムでは、監視部は、負荷トルクの大きさに基づいて、駆動対象物に関する異常、及び、駆動対象物により取り扱われる取扱対象物に関する異常の少なくとも一方が生じているか否かを判定してもよい。この構成によれば、駆動対象物に関する異常、及び取扱対象物に関する異常の少なくとも一方の検出を低コストで行なうことができる。
【００１１】
本発明の負荷監視システムでは、駆動対象物は、ドラフト装置が備えるローラであり、取扱対象物は、ローラによりドラフトされる繊維束であってもよい。この構成によれば、ドラフト装置において、ステッピングモータの駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータの負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる。
【００１２】
本発明の負荷監視システムでは、監視部は、モータドライバの動作を制御する制御部であってもよい。この構成によれば、モータドライバの動作を制御する制御部によりステッピングモータの負荷トルクを監視することができる。
【００１３】
本発明の負荷監視システムでは、調整部は、調整の前後でステッピングモータの回転速度が一定となる範囲内において、駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整してもよい。
【００１４】
本発明のドラフト装置は、駆動ローラ、及び駆動ローラの回転に伴って回転する従動ローラをそれぞれが有し、繊維束をドラフトする複数のローラ対と、複数のローラ対のうちの少なくとも１つのローラ対の駆動ローラを回転させるステッピングモータと、ステッピングモータの動作を制御するモータドライバと、ステッピングモータに作用する負荷トルクを監視する監視部と、を備え、モータドライバは、ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する負荷検出部と、負荷検出部によって検出された負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する調整部と、ステッピングモータに電気的に接続され、調整部によって調整された駆動電流又は駆動電圧をステッピングモータに出力する第１出力部と、監視部に通信可能に接続され、調整部によって調整された駆動電流又は駆動電圧に関する電気信号を監視部に出力する第２出力部と、を有し、監視部は、第２出力部から出力された電気信号に基づいて負荷トルクを監視する。
【００１５】
このドラフト装置では、モータドライバが、ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する。これにより、ステッピングモータの脱調を抑制しつつ、ステッピングモータの駆動効率を向上することができる。更に、モータドライバには、調整された駆動電流又は駆動電圧に関する電気信号を監視部に出力する第２出力部が設けられており、監視部が、当該電気信号に基づいてステッピングモータの負荷トルクを監視する。これにより、エンコーダ等を用いることなく、ステッピングモータの負荷トルクを監視することができる。よって、このドラフト装置によれば、ステッピングモータの駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータの負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる。
【００１６】
本発明のドラフト装置は、駆動ローラ、及び駆動ローラの回転に伴って回転する従動ローラをそれぞれが有し、繊維束をドラフトする複数のローラ対と、複数のローラ対のうちの少なくとも１つのローラ対の駆動ローラを回転させるステッピングモータと、ステッピングモータの動作を制御するモータドライバと、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを検出する電流／電圧検出部と、ステッピングモータに作用する負荷トルクを監視する監視部と、を備え、モータドライバは、ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する負荷検出部と、負荷検出部によって検出された負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する調整部と、を有し、電流／電圧検出部は、調整部によって調整された駆動電流又は駆動電圧の大きさを検出し、監視部は、電流／電圧検出部の検出結果に基づいて負荷トルクを監視する。
【００１７】
このドラフト装置では、モータドライバが、ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整する。これにより、ステッピングモータの脱調を抑制しつつ、ステッピングモータの駆動効率を向上することができる。更に、調整された駆動電流又は駆動電圧の大きさが電流／電圧検出部により検出され、監視部が、電流／電圧検出部の検出結果に基づいてステッピングモータの負荷トルクを監視する。これにより、エンコーダ等を用いることなく、ステッピングモータの負荷トルクを監視することができる。よって、このドラフト装置によれば、ステッピングモータの駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータの負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる。
【００１８】
本発明のドラフト装置では、監視部は、負荷トルクの大きさに基づいて、複数のローラ対に関する異常、及び、繊維束に関する異常の少なくとも一方が生じているか否かを判定してもよい。この構成によれば、複数のローラ対に関する異常、及び繊維束に関する異常の少なくとも一方の検出を低コストで行なうことができる。
【００１９】
本発明のドラフト装置は、負荷トルクの大きさを記憶する記憶部を更に備え、監視部は、繊維束のドラフトの停止後に、当該ドラフト中に記憶部に記憶された負荷トルクの大きさに基づいて、複数のローラ対に関する異常、及び、繊維束に関する異常の少なくとも一方が生じているか否かを判定してもよい。この構成によれば、複数のローラ対に関する異常、及び繊維束に関する異常の少なくとも一方の検出を確実に行なうことができる。
【００２０】
本発明のドラフト装置では、監視部は、繊維束のドラフト中に、負荷トルクの大きさに基づいて、複数のローラ対に関する異常、及び、繊維束に関する異常の少なくとも一方が生じているか否かを判定してもよい。この構成によれば、複数のローラ対に関する異常、及び繊維束に関する異常の少なくとも一方の検出をリアルタイムで行なうことができる。
【００２１】
本発明のドラフト装置では、監視部は、負荷トルクの大きさが第１閾値以下である場合、繊維束に関する異常が生じていると判定してもよい。この構成によれば、繊維束に関する異常を好適に検出することができる。
【００２２】
本発明のドラフト装置では、第１閾値は、繊維束が正常にドラフトされているときの負荷トルクの大きさに基づいて設定されてもよい。この構成によれば、ドラフト装置間における負荷トルクの大きさのばらつきを考慮して、繊維束に関する異常を検出することができる。
【００２３】
本発明のドラフト装置は、繊維束についてのドラフト条件の設定を受け付ける受付部を更に備え、第１閾値は、受付部により受け付けられたドラフト条件に基づいて設定されてもよい。この構成によれば、ドラフト条件を考慮して、繊維束に関する異常を検出することができる。
【００２４】
本発明のドラフト装置では、監視部は、負荷トルクの大きさが、繊維束がドラフトされていないときの負荷トルクの大きさに基づいて設定された第２閾値よりも小さい場合、複数のローラ対に関する異常が生じていると判定してもよい。この構成によれば、複数のローラ対に関する異常を好適に検出することができる。
【００２５】
本発明のドラフト装置では、複数のローラ対は、繊維束の走行方向において上流側から順に、バックローラ対と、ミドルローラ対と、フロントローラ対と、を有し、監視部は、バックローラ対の駆動ローラを回転させるステッピングモータに作用する負荷トルクを監視してもよい。この構成によれば、繊維束のドラフト中における負荷トルクの変化をより好適に監視することができ、繊維束をより安定的にドラフトすることができる。
【００２６】
本発明のドラフト装置では、監視部は、モータドライバの動作を制御する制御部であってもよい。この構成によれば、モータドライバの動作を制御する制御部によりステッピングモータの負荷トルクを監視することができる。
【００２７】
本発明のドラフト装置では、調整部は、調整の前後でステッピングモータの回転速度が一定となる範囲内において、駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整してもよい。
【００２８】
本発明の紡績ユニットは、上記ドラフト装置と、繊維束に撚りを与えて糸を生成する紡績装置と、糸を巻き取ってパッケージを形成する巻取装置と、糸を監視する糸監視装置と、を備える。この紡績ユニットによれば、上述した理由により、ステッピングモータの駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータの負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる。
【００２９】
本発明の紡績ユニットでは、ドラフト装置は、負荷トルクの大きさを記憶する記憶部を備え、監視部は、糸監視装置により糸に異常が検出された場合、繊維束のドラフトの停止後に、当該ドラフト中に記憶部に記憶された負荷トルクの大きさに基づいて、複数のローラ対に関する異常、及び、繊維束に関する異常の少なくとも一方が生じているか否かを判定してもよい。この構成によれば、糸監視装置による糸の異常の検出をトリガとして、複数のローラ対に関する異常、及び繊維束に関する異常の少なくとも一方の検出を行なうことができる。
【００３０】
本発明の紡績ユニットでは、監視部は、負荷トルクの大きさが第３閾値以下である場合、複数のローラ対に繊維束が供給されていないと判定し、負荷トルクの大きさが第３閾値よりも大きい場合、糸に糸切れが生じていると判定してもよい。この構成によれば、複数のローラ対に繊維束が供給されていないとの異常、及び、糸に糸切れが発生したとの異常を区別して検出することができる。
【００３１】
本発明の紡績機は、上記紡績ユニットを複数備える紡績機であって、複数のローラ対は、繊維束の走行方向において上流側から順に、バックローラ対と、ミドルローラ対と、フロントローラ対と、を有し、バックローラ対の駆動ローラを回転させるステッピングモータは、複数の紡績ユニットのそれぞれに設けられている。この構成によれば、各紡績ユニットにおいて、繊維束のドラフト中における負荷トルクの変化を、他の紡績ユニットで生じる変化の影響を受けることなく好適に監視することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ステッピングモータの駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータの負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる負荷監視システム、ドラフト装置、紡績ユニット及び紡績機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態に係る紡績機の正面図である。
【図２】ドラフト装置の構成を示す模式図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、モータドライバによる駆動電流の調整制御を説明するためのグラフである。
【図４】制御部により実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】制御部により実行される処理の他の例を示すフローチャートである。
【図６】変形例に係るドラフト装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００３５】
図１に示されるように、紡績機１は、複数の紡績ユニット２と、糸継台車３と、玉揚台車（図示省略）と、第１エンドフレーム４と、第２エンドフレーム５と、複数のユニットコントローラ１０と、備えている。複数の紡績ユニット２は、一列に配列されている。各紡績ユニット２は、糸Ｙを生成してパッケージＰに巻き取る。糸継台車３は、ある紡績ユニット２で糸Ｙが切断されたり、何らかの理由で糸Ｙが切れたりした場合、当該紡績ユニット２で糸継動作を行う。玉揚台車は、ある紡績ユニット２でパッケージＰが満巻になった場合、当該パッケージＰを玉揚げし、新しいボビンＢを当該紡績ユニット２に供給する。
【００３６】
第１エンドフレーム４には、紡績ユニット２で発生した繊維屑及び糸屑等を回収する回収装置等が収容されている。第２エンドフレーム５には、紡績機１に供給される圧縮空気（空気）の空気圧を調整して紡績機１の各部に空気を供給する空気供給部、及び紡績ユニット２の各部に動力を供給するための駆動モータ等が収容されている。
【００３７】
第２エンドフレーム５には、機台制御装置５ａ及びタッチパネル画面５ｂが設けられている。機台制御装置５ａは、紡績機１の各部を集中的に管理及び制御する。タッチパネル画面５ｂは、紡績ユニット２の設定内容及び／又は状態に関する情報等を表示することができる。オペレータは、タッチパネル画面５ｂに表示されるボタン５ｃを用いて適宜の操作を行うことにより、紡績ユニット２の設定作業を行うことができる。
【００３８】
ユニットコントローラ１０は、所定数の紡績ユニット２ごとに設けられている。ユニットコントローラ１０は、紡績ユニット２の動作を制御する。ユニットコントローラ１０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）及びＲＯＭ(Read  Only  Memory)等を備えるコンピュータにより構成されている。ＲＯＭには、紡績ユニット２の制御のためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行する。ユニットコントローラ１０は、機台制御装置５ａと通信可能に接続されており、機台制御装置５ａに入力された運転条件に基づいて紡績ユニット２の各部の動作を制御する。
【００３９】
各紡績ユニット２は、糸Ｙの走行方向において上流側から順に、ドラフト装置６と、空気紡績装置７と、糸監視装置８と、テンションセンサ９と、糸貯留装置１１と、ワキシング装置１２と、巻取装置１３と、を備えている。
【００４０】
ドラフト装置６は、繊維束（スライバ、取扱対象物）Ｆをドラフトする。ドラフト装置６は、繊維束Ｆの走行方向において上流側から順に、バックローラ対（第１ローラ対）１４と、サードローラ対（バックローラ対、第２ローラ対）１５と、ミドルローラ対１６と、フロントローラ対１７と、を有している。ドラフト装置６の詳細については後述する。
【００４１】
空気紡績装置７は、ドラフト装置６によりドラフトされた繊維束Ｆに旋回空気流によって撚りを与えて糸Ｙを生成する。図には示されていないが、空気紡績装置７は、紡績室と、繊維案内部と、旋回空気流発生ノズルと、中空ガイド軸体と、を有している。繊維案内部は、上流側のドラフト装置６から供給された繊維束Ｆを紡績室内に案内する。旋回空気流発生ノズルは、繊維束Ｆが走行する経路の周囲に配置されている。旋回空気流発生ノズルから空気が噴射されることにより、紡績室内に旋回空気流が発生する。この旋回空気流により、繊維束Ｆを構成する複数の繊維の各繊維端が反転されて旋回させられる。中空ガイド軸体は、糸Ｙを紡績室内から空気紡績装置７の外部に案内する。
【００４２】
糸監視装置８は、空気紡績装置７と糸貯留装置１１との間において、走行する糸Ｙの状態を監視して、監視した情報に基づいて糸欠陥（異常）の有無を検出する。糸監視装置８は、糸欠陥として、例えば、糸Ｙの太さ異常及び／又は糸Ｙに含有されている異物を検出する。更に、糸監視装置８は、糸Ｙの糸道における糸Ｙの有無を検出する。糸監視装置８は、検出結果を示す信号をユニットコントローラ１０に送信する。
【００４３】
テンションセンサ９は、空気紡績装置７と糸貯留装置１１との間において、走行する糸Ｙのテンションを測定し、テンション測定信号をユニットコントローラ１０に送信する。糸監視装置８及び／又はテンションセンサ９の検出結果に基づきユニットコントローラ１０が異常有りと判断した場合、紡績ユニット２において、糸Ｙが切断される。具体的には、空気紡績装置７への空気の供給が停止されて、糸Ｙの生成が中断されることにより、糸Ｙが切断される。或いは、別途設けられたカッタにより糸Ｙが切断されてもよい。
【００４４】
糸貯留装置１１は、空気紡績装置７と巻取装置１３との間において、糸Ｙの弛みを取る。糸貯留装置１１は、外周面に糸Ｙが巻かれることにより糸Ｙを貯留して糸Ｙの弛みを取る糸貯留ローラを備えている。糸貯留装置１１は、空気紡績装置７から糸Ｙを安定して引き出す機能、糸継台車３による糸継動作時等に空気紡績装置７から送り出される糸Ｙを滞留させて糸Ｙが弛むのを防止する機能、及び糸貯留装置１１よりも下流側の糸Ｙのテンションの変動が空気紡績装置７に伝わるのを防止する機能を有している。
【００４５】
ワキシング装置１２は、糸貯留装置１１と巻取装置１３との間において、糸Ｙにワックスを付与する。巻取装置１３は、糸ＹをボビンＢに巻き取ってパッケージＰを形成する。巻取装置１３は、例えば、クレードルアーム、巻取ドラム及びトラバースガイド等を有し、糸Ｙをトラバースさせつつ巻き取ってパッケージＰを形成する。
【００４６】
続いて、ドラフト装置６の詳細を説明する。図２に示されるように、バックローラ対１４は、繊維束Ｆを走行させる走行経路Ｒを挟んで互いに向かい合うバックボトムローラ（駆動対象物）１４ａ及びバックトップローラ１４ｂを有している。サードローラ対１５は、走行経路Ｒを挟んで互いに向かい合うサードボトムローラ（駆動対象物）１５ａ及びサードトップローラ１５ｂを有している。ミドルローラ対１６は、走行経路Ｒを挟んで互いに向かい合うミドルボトムローラ１６ａ及びミドルトップローラ１６ｂを有している。ミドルボトムローラ１６ａ及びミドルトップローラ１６ｂの各々には、エプロンベルト（図示省略）が設けられている。フロントローラ対１７は、走行経路Ｒを挟んで互いに向かい合うフロントボトムローラ１７ａ及びフロントトップローラ１７ｂを有している。各ローラ対１４，１５，１６及び１７は、ケンス（図示省略）から供給されて繊維束ガイドによって案内された繊維束Ｆをドラフトしつつ上流側から下流側に送る。
【００４７】
ドラフト装置６は、ステッピングモータ（第１ステッピングモータ）Ｍ１４と、ステッピングモータ（第２ステッピングモータ）Ｍ１５と、モータドライバＤ１４と、モータドライバＤ１５と、制御部（監視部）１８と、を更に備えている。ステッピングモータＭ１４は、バックボトムローラ１４ａを回転させる。ステッピングモータＭ１４の回転軸とバックボトムローラ１４ａの回転軸には、ベルトＢ１４が架け渡されている。ステッピングモータＭ１４のトルクは、ベルトＢ１４を介してバックボトムローラ１４ａに伝達される。ステッピングモータＭ１５は、サードボトムローラ１５ａを回転させる。ステッピングモータＭ１５の回転軸とサードボトムローラ１５ａの回転軸には、ベルトＢ１５が架け渡されている。ステッピングモータＭ１５のトルクは、ベルトＢ１５を介してサードボトムローラ１５ａに伝達される。
【００４８】
バックボトムローラ１４ａは、ステッピングモータＭ１４からの動力によって回転する駆動ローラである。サードボトムローラ１５ａは、ステッピングモータＭ１５からの動力によって回転する駆動ローラである。ミドルボトムローラ１６ａは、第２エンドフレーム５に設けられた駆動モータからの動力によって回転する駆動ローラである。フロントボトムローラ１７ａは、第２エンドフレーム５に設けられた別の駆動モータからの動力によって回転する駆動ローラである。すなわち、バックボトムローラ１４ａとサードボトムローラ１５ａは、紡績ユニット２ごと・ドラフト装置６ごとに駆動（単錘駆動）され、一方、ミドルボトムローラ１６ａとフロントボトムローラ１７ａは、複数の紡績ユニット２・複数のドラフト装置６でまとめて駆動（一斉駆動）される。ボトムローラ１４ａ，１５ａ，１６ａ及び１７ａは、下流側ほど回転速度が速くなるように、互いに異なる回転速度で回転する。トップローラ１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ及び１７ｂは、それぞれ、ボトムローラ１４ａ，１５ａ，１６ａ及び１７ａに接触し、ボトムローラ１４ａ，１５ａ，１６ａ及び１７ａの回転に伴って回転する従動ローラである。図２では、ローラ対１４，１５，１６及び１７により繊維束Ｆがドラフトされる様子が破線により模式的に示されている。
【００４９】
モータドライバＤ１４は、配線Ｗ１４ａを介してステッピングモータＭ１４に電気的に接続されており、配線Ｗ１４ａを流れる駆動電流の大きさを変化させることにより、ステッピングモータＭ１４の動作を制御する。モータドライバＤ１５は、配線Ｗ１５ａを介してステッピングモータＭ１５に電気的に接続されており、配線Ｗ１５ａを流れる駆動電流の大きさを変化させることにより、ステッピングモータＭ１５の動作を制御する。
【００５０】
制御部１８は、ステッピングモータＭ１４及びＭ１５の動作を制御する。制御部１８は、例えば、ドラフト装置６のスレーブ基板ＳＬ上に設けられており、ドラフト装置６の動作を制御する。制御部１８は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）及びＲＯＭ(Read  Only  Memory)等を備えるコンピュータ（例えばマイクロコンピュータ）により構成されている。ＲＯＭには、ドラフト装置６の制御のためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行する。制御部１８は、後述する負荷トルクの大きさを記憶するための記憶部１８ａを備えている。制御部１８は、ユニットコントローラ１０と通信可能に接続されており、ユニットコントローラ１０と通信しつつ、ドラフト装置６の動作を制御する。本実施形態ではモータドライバＤ１４及びＤ１５もスレーブ基板ＳＬ上に設けられているが、制御部１８並びにモータドライバＤ１４及びＤ１５の配置はこの例に限定されない。
【００５１】
図３を参照しつつ、モータドライバＤ１４及びＤ１５による駆動電流の調整制御について説明する。従来技術では、ステッピングモータの脱調を防止するために、トルクマージンが確保された一定の大きさの駆動電流によりステッピングモータが駆動される。そのため、図３（ｂ）に示されるように、ステッピングモータの負荷トルクが減少した場合でも、駆動電流の大きさは変化しない。したがって、負荷トルクが小さい時間帯においては必要以上の駆動電流が印加されるため、駆動効率が低下するおそれがある。
【００５２】
一方、本実施形態のモータドライバＤ１４は、ステッピングモータＭ１４に作用する負荷トルクの大きさを逐次検出し、検出された当該負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータＭ１４に印加される駆動電流の大きさを調整する機能を有する。そのため、図３（ａ）に示されるように、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクが減少した場合、トルクマージンが確保されつつ、ステッピングモータＭ１４に印加される駆動電流が減少させられる。ステッピングモータＭ１４の負荷トルクが増加した場合、トルクマージンが確保されつつ、ステッピングモータＭ１４に印加される駆動電流が増加させられる。すなわち、モータドライバＤ１４は、動作中のステッピングモータＭ１４に作用する負荷トルクに応じて、リアルタイムで駆動電流を自動最適化する。
【００５３】
これにより、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさに応じて駆動電流を増減させることができるため、ステッピングモータＭ１４の脱調を抑制しつつ、ステッピングモータＭ１４の駆動効率を向上することができる。同様に、モータドライバＤ１５は、ステッピングモータＭ１５に作用する負荷トルクの大きさを逐次検出し、検出された当該負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータＭ１５に印加される駆動電流の大きさを調整する機能を有する。このような駆動電流の調整方法としては、例えば下記参考文献に記載された技術等を用いることができる。
参考文献：ホワイトペーパー［２０１７年８月］  https://toshiba.semicon-storage.com/jp/product/linear/motordriver/detail.TB67S289FTG.html
【００５４】
図２に示されるように、モータドライバＤ１４は、負荷検出部１４１と、調整部１４２と、第１出力部Ｄ１４ａと、第２出力部Ｄ１４ｂと、を有している。負荷検出部１４１は、ステッピングモータＭ１４に作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する。本実施形態では、負荷検出部１４１は、ステッピングモータＭ１４に作用する負荷トルク自体を検出する。調整部１４２は、負荷検出部１４１によって検出された負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータＭ１４に印加される駆動電流の大きさを調整する。調整部１４２は、調整の前後でステッピングモータＭ１４の回転速度が一定となる範囲（ステッピングモータＭ１４の回転速度が変化しない範囲）内において、駆動電流の大きさを調整する。
【００５５】
第１出力部Ｄ１４ａは、配線Ｗ１４ａを介してステッピングモータＭ１４に電気的に接続されており、調整部１４２により調整された駆動電流をステッピングモータＭ１４に出力する。第２出力部Ｄ１４ｂは、配線Ｗ１４ｂを介して制御部１８に電気的に接続されており、調整部１４２により調整された駆動電流に関する電気信号ＥＳ１を制御部１８に出力する。第１出力部Ｄ１４ａ及び第２出力部Ｄ１４ｂは、例えば出力端子である。電気信号ＥＳ１は、例えば、調整された駆動電流自体（アナログ信号）であるが、符号化されたデジタル信号であってもよい。制御部１８は、受け付けた電気信号ＥＳ１に基づいてステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさを算出し、算出した負荷トルクの大きさを負荷トルクの監視及び／又はドラフト装置６の運転の異常の検出に利用する。
【００５６】
このように、モータドライバＤ１４内において、負荷トルクの検出と駆動電流の調整とが行われる（完結する）。ステッピングモータＭ１４は、その回転速度が一定になるように制御される。そして、モータドライバＤ１４とは別に設けられた制御部１８によって負荷トルクが監視される。
【００５７】
モータドライバＤ１５は、負荷検出部１５１と、調整部１５２と、第１出力部Ｄ１５ａと、第２出力部Ｄ１５ｂと、を有している。負荷検出部１５１は、ステッピングモータＭ１５に作用する負荷トルクの大きさに応じた値を検出する。本実施形態では、負荷検出部１５１は、ステッピングモータＭ１５に作用する負荷トルク自体を検出する。調整部１５２は、負荷検出部１５１によって検出された負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータＭ１５に印加される駆動電流の大きさを調整する。調整部１５２は、調整の前後でステッピングモータＭ１５の回転速度が一定となる範囲（ステッピングモータＭ１５の回転速度が変化しない範囲）内において、駆動電流の大きさを調整する。
【００５８】
第１出力部Ｄ１５ａは、配線Ｗ１５ａを介してステッピングモータＭ１５に電気的に接続されており、調整部１５２により調整された駆動電流をステッピングモータＭ１５に出力する。第２出力部Ｄ１５ｂは、配線Ｗ１５ｂを介して制御部１８に電気的に接続されており、調整部１５２により調整された駆動電流に関する電気信号ＥＳ２を制御部１８に出力する。第１出力部Ｄ１５ａ及び第２出力部Ｄ１５ｂは、例えば出力端子である。電気信号ＥＳ２は、アナログ信号であるが、アナログ信号から変換されたデジタル信号であってもよい。制御部１８は、受け付けた電気信号ＥＳ２に基づいてステッピングモータＭ１５の負荷トルクの大きさを算出し、算出した負荷トルクの大きさを負荷トルクの監視及び／又はドラフト装置６の運転の異常の検出に利用する。
【００５９】
このように、モータドライバＤ１５内において、負荷トルクの検出と駆動電流の調整とが行われる（完結する）。ステッピングモータＭ１５は、その回転速度が一定になるように制御される。そして、モータドライバＤ１５とは別に設けられた制御部１８によって負荷トルクが監視される。
【００６０】
続いて、図４に示されるフローチャートを参照しつつ、制御部１８により実行される処理の一例を説明する。以下、１つのドラフト装置６（紡績ユニット２）において行なわれる制御について説明するが、他のドラフト装置６（紡績ユニット２）についても同様に制御される。概略的には、制御部１８は、ドラフト装置６による繊維束Ｆのドラフト中に、電気信号ＥＳ１及びＥＳ２に基づいて、ステッピングモータＭ１４及びＭ１５に作用する負荷トルクを監視する。また、制御部１８は、糸監視装置８により糸Ｙに異常が検出された場合、異常の原因を判定するための判定処理を実行する。図４に示される処理の開始時において、ドラフト装置６（紡績ユニット２）の運転は停止中である。
【００６１】
まず、制御部１８は、繊維束Ｆについてのドラフト条件の設定を受け付ける（ステップＳ１）。例えば、機台制御装置５ａが、タッチパネル画面５ｂを介して、繊維束Ｆについてのドラフト条件の設定を受け付ける。すなわち、本実施形態では、機台制御装置５ａ（タッチパネル画面５ｂ）が、ドラフト条件の設定を受け付ける受付部として機能する。本実施形態では、受付部として機能する機台制御装置５ａによっても、ドラフト装置６が構成されている。
【００６２】
ドラフト条件の設定を受け付けると、機台制御装置５ａは、当該ドラフト条件での繊維束Ｆのドラフトを、ユニットコントローラ１０を介して制御部１８に指示する。ドラフト条件は、例えば、紡績速度、ドラフト比、糸種、繊維束Ｆの太さ、ドラフトゲージ、トランペット又はコンデンサの幅又は穴径の少なくとも１つを含む。紡績速度は、空気紡績装置７が糸Ｙを生成する速度である。トータルドラフト比は、バックローラ対１４に導入される前の繊維束Ｆの繊維量又は繊維の本数に対するフロントローラ対１７によって処理された後の繊維束Ｆの繊維量又は繊維の本数の比率である。
【００６３】
制御部１８は、機台制御装置５ａにより受け付けられたドラフト条件に基づいて、後述するステップＳ５で用いる下限値（第１閾値、第３閾値）Ｌを設定する。例えば、制御部１８は、下限値Ｌとドラフト条件とが互いに対応付けられたテーブルを予め記憶しておき、当該テーブルを参照して、受け付けられたドラフト条件に対応する値を下限値Ｌとして設定する。
【００６４】
続いて、制御部１８は、ドラフト装置６に繊維束Ｆのドラフトを開始させる（ステップＳ２）。制御部１８は、繊維束Ｆのドラフト中に、機台制御装置５ａで受け付けられたドラフト条件に基づいてドラフト装置６の各部を制御する。制御部１８は、繊維束Ｆのドラフト中に、電気信号ＥＳ１及びＥＳ２に基づいて、ステッピングモータＭ１４及びＭ１５に作用する負荷トルクを監視する。制御部１８は、繊維束Ｆのドラフト中に、電気信号ＥＳ１及びＥＳ２に基づいてステッピングモータＭ１４及びＭ１５の負荷トルクを逐次算出し、算出した負荷トルクを時系列情報として記憶部１８ａに記憶させる。
【００６５】
続いて、制御部１８は、糸監視装置８により糸Ｙに異常が検出されたか否かを判定する（ステップＳ３）。制御部１８は、糸監視装置８により糸Ｙに異常が検出されたと判定した場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、ステップＳ４に進み、糸監視装置８により糸Ｙに異常が検出されたと判定した場合（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ３の処理を再び実行する。上述したとおり、糸監視装置８により糸Ｙに異常が検出された場合、糸Ｙが切断され、ドラフト装置６（紡績ユニット２）の運転が中断される。
【００６６】
ステップＳ４では、制御部１８は、糸監視装置８の検出結果に基づいて、繊維束Ｆに関する異常が生じているか否かを判定する。制御部１８は、繊維束Ｆに関する異常が生じていると判定した場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５に進み、繊維束Ｆに関する異常が生じていないと判定した場合（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ６に進む。
【００６７】
ステップＳ５では、制御部１８は、ドラフト装置６の運転が中断される直前のドラフト中に記憶部１８ａに記憶されたステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさが下限値Ｌ以下であるか否かを判定する。制御部１８は、当該負荷トルクの大きさが下限値Ｌ以下であると判定した場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ７に進み、当該負荷トルクの大きさが下限値Ｌよりも大きいと判定した場合（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ８に進む。
【００６８】
糸監視装置８により糸Ｙに異常が検出される場合には、例えば、糸欠陥が生じた場合と、糸道に糸Ｙが無い場合と、が含まれる。ステップＳ６では、制御部１８は、糸欠陥が生じていると判定し、糸欠陥アラームを出力させる。糸欠陥アラームは、糸欠陥が生じていることをオペレータに知らせるための警報であり、例えばタッチパネル画面５ｂに表示される画像、又はスピーカから出力される警報音等である。
【００６９】
一方、糸道に糸Ｙが無い場合には、繊維束Ｆに関する異常が生じている。糸道に糸Ｙが無い場合には、原料切れによりローラ対１４，１５，１６及び１７に繊維束Ｆが供給されていない場合と、糸切れの場合、すなわち糸Ｙに過剰なテンションがかかることにより糸Ｙが切れた場合と、が含まれる。従来技術では、原料切れと糸切れとを区別して検出することができなかった。これに対し、本実施形態のドラフト装置６では、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさを用いることにより、原料切れと糸切れとを区別して検出することができる。
【００７０】
すなわち、原料切れの場合、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクが減少するのに対し、糸切れの場合、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクが繊維束Ｆの原料切れの場合のように減少しない。そのため、負荷トルクの大きさが下限値Ｌ以下であるか否かを判定することにより、原料切れと糸切れとを区別して検出することができる。
【００７１】
具体的には、ステップＳ７では、制御部１８は、原料切れが生じていると判定し、原料切れアラームを出力させる。原料切れアラームは、原料が切れていることをオペレータに知らせるための警報であり、例えばタッチパネル画面５ｂに表示される画像、又はスピーカから出力される警報音等である。一方、ステップＳ８では、制御部１８は、糸切れが生じていると判定し、糸切れアラームを出力させる。糸切れアラームは、糸切れが生じていることをオペレータに知らせるための警報であり、例えばタッチパネル画面５ｂに表示される画像、又はスピーカから出力される警報音等である。
【００７２】
以上説明したように、ドラフト装置６では、モータドライバＤ１４が、ステッピングモータＭ１４に作用する負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータＭ１４に印加される駆動電流の大きさを調整する。これにより、ステッピングモータＭ１４の脱調を抑制しつつ、ステッピングモータＭ１４の駆動効率を向上することができる。また、ステッピングモータＭ１４の回転ムラを抑制することもできる。更に、モータドライバＤ１４には、調整された駆動電流に関する電気信号ＥＳ１を制御部１８に出力する第２出力部Ｄ１４ｂが設けられており、制御部１８が、当該電気信号ＥＳ１に基づいてステッピングモータＭ１４の負荷トルクを監視する。これにより、エンコーダ又はＣＳセンサ等を用いることなく、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクを監視することができる。よって、ドラフト装置６によれば、ステッピングモータＭ１４の駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる。すなわち、上記実施形態のステッピングモータＭ１４及びＭ１５には、負荷トルクを検出するための位置センサ（回転検出センサ）が設けられていない。
【００７３】
また、ドラフト装置６では、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさに基づいて、繊維束Ｆに関する異常が生じているか否かが判定される。これにより、繊維束Ｆに関する異常の検出を低コストで行なうことができる。
【００７４】
また、ドラフト装置６では、繊維束Ｆのドラフトの停止後に、当該ドラフト中に記憶部１８ａに記憶された負荷トルクの大きさに基づいて、繊維束Ｆに関する異常が生じているか否かが判定される。これにより、繊維束Ｆに関する異常の検出を確実に行なうことができる。
【００７５】
また、ドラフト装置６では、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさが下限値Ｌ以下である場合、繊維束Ｆに関する異常が生じていると判定される。これにより、繊維束Ｆに関する異常を好適に検出することができる。
【００７６】
また、ドラフト装置６では、下限値Ｌが、機台制御装置５ａにより受け付けられたドラフト条件に基づいて設定される。これにより、ドラフト条件を考慮して、繊維束Ｆに関する異常を検出することができる。
【００７７】
また、ドラフト装置６では、バックボトムローラ１４ａを回転させるステッピングモータＭ１４、及び、サードボトムローラ１５ａを回転させるステッピングモータＭ１５に作用する負荷トルクが監視される。これにより、繊維束Ｆのドラフト中における負荷トルクの変化をより好適に監視することができ、繊維束Ｆをより安定的にドラフトすることができる。すなわち、ドラフトが進むにつれて、繊維束Ｆが次第に細くなり、繊維束Ｆの引き抜き力は小さくなる。そのため、最上流のバックボトムローラ１４ａが、一番太い繊維束Ｆをドラフトし且つ回転速度が最も遅い駆動ローラである。したがって、機械的な負荷と引き抜き負荷とのバランスの観点から、バックボトムローラ１４ａ又はサードボトムローラ１５ａの引き抜き負荷は検出し易い。
【００７８】
また、紡績ユニット２では、糸監視装置８により糸Ｙに異常が検出された場合、繊維束Ｆのドラフトが停止させられ、当該ドラフト中に記憶部１８ａに記憶された負荷トルクの大きさに基づいて、繊維束Ｆに関する異常の少なくとも一方が生じているか否かが判定される。これにより、糸監視装置８による糸Ｙの異常の検出をトリガとして、繊維束Ｆに関する異常の検出を行なうことができる。
【００７９】
また、紡績ユニット２では、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさが下限値Ｌ以下である場合、ローラ対１４，１５，１６及び１７に繊維束Ｆが供給されていない（原料切れ）と判定し、負荷トルクの大きさが下限値Ｌよりも大きい場合、糸Ｙに糸切れが生じていると判定する。これにより、原料切れと糸切れとを区別して検出することができる。
【００８０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、図５に示される処理が制御部１８により実行されてもよい。図４の処理では、繊維束Ｆのドラフトの停止後に、繊維束Ｆに関する異常が生じているか否かが判定されたが、図５の処理では、繊維束Ｆのドラフト中に、繊維束Ｆに関する異常が生じているか否かが判定される。図５の処理においても、制御部１８は、繊維束Ｆのドラフト中に、電気信号ＥＳ１及びＥＳ２に基づいて、ステッピングモータＭ１４及びＭ１５に作用する負荷トルクを監視する。図５の処理では、制御部１８は、電気信号ＥＳ１及びＥＳ２に基づいてステッピングモータＭ１４及びＭ１５の負荷トルクを逐次算出するが、算出した負荷トルクを記憶部１８ａに記憶させなくてもよい。
【００８１】
図５のステップＳ９では、制御部１８は、現在のステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさが下限値Ｌ以下であるか否かを判定する。制御部１８は、負荷トルクの大きさが下限値Ｌ以下であると判定した場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、ステップＳ１０に進み、負荷トルクの大きさが下限値Ｌよりも大きいと判定した場合（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ９の処理を再び実行する。ステップＳ１０では、制御部１８は、ステッピングモータＭ１４の動作を停止させ、ドラフト装置６（紡績ユニット２）の運転を中断させる。続いて、制御部１８は、原料切れが生じていると判定し、原料切れアラームを出力させる（ステップＳ１１）。
【００８２】
このような変形例によっても、上記実施形態と同様に、ステッピングモータＭ１４の駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる。また、繊維束Ｆのドラフト中に繊維束Ｆに関する異常が生じているか否かが判定されるため、繊維束Ｆに関する異常の検出をリアルタイムで行なうことができる。この変形例では、紡績ユニット２は必ずしも糸監視装置８を備えていなくてもよい。
【００８３】
図６に示される変形例のようにドラフト装置６が構成されてもよい。この変形例では、ドラフト装置６は、電流検出部Ｔ１４と、電流検出部Ｔ１５と、を更に備えている。電流検出部Ｔ１４は、モータドライバＤ１４からステッピングモータＭ１４に印加される駆動電流の大きさを検出する。電流検出部Ｔ１４は、例えば、シャント抵抗を用いた電流検出器等である。電流検出部Ｔ１５は、モータドライバＤ１５からステッピングモータＭ１５に印加される駆動電流の大きさを検出する。電流検出部Ｔ１５は、例えば、シャント抵抗を用いた電流検出器等である。
【００８４】
各電流検出部Ｔ１４及びＴ１５は、制御部１８に電気的に接続されており、検出された駆動電流の大きさを制御部１８に出力する。制御部１８は、電流検出部Ｔ１４及びＴ１５の検出結果に基づいてステッピングモータＭ１４及びＭ１５に作用する負荷トルクの大きさを算出し、算出した負荷トルクの大きさを、負荷トルクの監視及び／又はドラフト装置６の運転の異常の検出に利用する。この変形例では、モータドライバＤ１４は、第２出力部Ｄ１４ｂを備えなくてもよく、モータドライバＤ１５は、第２出力部Ｄ１５ｂを備えなくてもよい。このような変形例によっても、上記実施形態と同様に、ステッピングモータＭ１４の駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる。
【００８５】
他の変形例として、図４のステップＳ５において、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさが下限値Ｌ以下であるか否かの判定に加えて又は代えて、ステッピングモータＭ１５の負荷トルクの大きさが下限値Ｌ以下であるか否かが判定されてもよい。この場合、ステッピングモータＭ１４及びＭ１５の負荷トルクの双方が下限値Ｌ以下である場合に原料切れが生じていると判定されてもよいし、ステッピングモータＭ１４又はＭ１５の負荷トルクのいずれか一方が下限値Ｌ以下である場合に原料切れが生じていると判定されてもよい。ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさが比較される下限値Ｌと、ステッピングモータＭ１５の負荷トルクの大きさが比較される下限値Ｌとは、異なっていてもよい。これは、ステッピングモータＭ１４の減速比とステッピングモータＭ１５の減速比とが異なるためである。上記実施形態において、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクのみが監視され、ステッピングモータＭ１５の負荷トルクの監視は省略されてもよい。
【００８６】
上記実施形態では、機台制御装置５ａにより受け付けられたドラフト条件に従って下限値Ｌが設定される。この場合、各ドラフト装置６に同一の下限値Ｌが設定される。変形例として、下限値Ｌは、繊維束Ｆが正常にドラフトされているときのステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさに基づいて設定されてもよい。例えば、各ドラフト装置６において、繊維束Ｆが正常にドラフトされているときのステッピングモータＭ１４の負荷トルクが記憶部に記憶され、記憶部に記憶された当該負荷トルクの大きさに応じて（例えば当該負荷トルクに対して所定の係数を乗じた値に）下限値Ｌが設定されてもよい。このような変形例によれば、ドラフト装置６間におけるステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさのばらつきを考慮して、繊維束Ｆに関する異常を検出することができる。
【００８７】
上記実施形態において、制御部１８は、上述した判定処理に加えて又は代えて、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの大きさが、繊維束Ｆがドラフトされていないときの負荷トルクの大きさに基づいて設定された第２閾値よりも小さい場合、ローラ対１４，１５，１６及び１７に関する異常が生じていると判定してもよい。繊維束Ｆがドラフトされていない場合とは、例えば、暖機運転等のドラフト力（紡績負荷）がステッピングモータＭ１４に作用していない場合であり、この場合、ステッピングモータＭ１４には機械的な負荷のみが作用する。したがって、ローラ対１４，１５，１６及び１７に関する異常が生じている場合に、すなわち例えばベルトＢ１４が切れた場合等の機械的な異常が生じている場合に、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクが第２閾値よりも小さくなる。この変形例では、例えば、各ドラフト装置６において、繊維束ＦがドラフトされていないときのステッピングモータＭ１４の負荷トルクが記憶部に記憶され、記憶部に記憶された当該負荷トルクの大きさに応じて（例えば当該負荷トルクに対して所定の係数を乗じた値に）第２閾値が設定される。この変形例によれば、ローラ対１４，１５，１６及び１７に関する異常を好適に検出することができる。
【００８８】
上記実施形態において、制御部１８の代わりに、ユニットコントローラ１０により図４の処理が実行されてもよい。すなわち、ユニットコントローラ１０により監視部が構成され、ステッピングモータＭ１４及びＭ１５の負荷トルクが監視されてもよい。或いは、機台制御装置５ａにより監視部が構成され、ステッピングモータＭ１４及びＭ１５の負荷トルクが監視されてもよい。これらの場合、監視部を構成するユニットコントローラ１０又は機台制御装置５ａによってもドラフト装置６が構成されているとみなすことができる。或いは、その他の構成によりステッピングモータＭ１４及びＭ１５の負荷トルクが監視されてもよい。例えば、ドラフト装置６は、モータドライバＤ１４及びＤ１５の動作を制御するための制御部とは別に、ステッピングモータＭ１４及びＭ１５の負荷トルクを監視するための監視部を備えていてもよい。この監視部は、例えばマイクロコンピュータ等のコンピュータにより構成されてもよい。第２出力部Ｄ１４ｂは、直接に監視部に接続されていてもよいし、他の要素を介して間接的に監視部に接続されていてもよい。
【００８９】
上記実施形態では、機台制御装置５ａが、ドラフト条件の設定を受け付ける受付部として機能したが、機台制御装置５ａ以外の構成によってドラフト条件の設定が受け付けられてもよい。受付部は、キーボード又は押しボタン等であってもよい。紡績機１が携帯端末又はその他の外部装置と通信可能に構成される場合、受付部は、外部装置からの入力情報をドラフト条件の設定として受け付けてもよい。
【００９０】
上記実施形態において、監視部が、ステッピングモータＭ１４の回転速度（目標回転速度）を設定するための設定部として機能してもよい。すなわち、監視部が、モータドライバＤ１４に対して回転速度の指令を与えてもよい。この場合、監視部は、上位コントローラから与えられた指令を中継する要素であってもよい。例えば、機台制御装置５ａがドラフト条件の設定を受け付け、当該設定を満たすステッピングモータＭ１４の目標回転速度（一定値）を決定してユニットコントローラ１０に送り、ユニットコントローラ１０がその目標回転速度に応じた指令をモータドライバＤ１４に送る。モータドライバＤ１４は、この一定の目標回転速度になるように、負荷トルクに応じて駆動電流を調整する。同様に、監視部は、ステッピングモータＭ１５の回転速度（目標回転速度）を設定するための設定部として機能してもよい。
【００９１】
上記実施形態において、第２出力部Ｄ１４ｂは、有線又は無線により制御部１８に通信可能に接続されていればよく、例えば、無線により電気信号ＥＳ１を制御部１８に送信するための送信部であってもよい。第２出力部Ｄ１４ｂは、直接に制御部１８に接続されていてもよいし、他の要素を介して間接的に制御部１８に接続されていてもよい。モータドライバＤ１４は、ステッピングモータＭ１４に作用する負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータＭ１４に印加される駆動電圧の大きさを調整してもよい。この場合、第２出力部Ｄ１４ｂは、調整された駆動電圧に関する電気信号ＥＳ１を制御部１８に出力する。この場合にも、制御部１８は、電気信号ＥＳ１に基づいてステッピングモータＭ１４の負荷トルクを監視することができる。これらの点は、モータドライバＤ１５及び第２出力部Ｄ１５ｂについても同様である。上記変形例のドラフト装置６は、電流検出部Ｔ１４に代えて、モータドライバＤ１４からステッピングモータＭ１４に印加される駆動電圧の大きさを検出する電圧検出部を備えていてもよい。上記変形例のドラフト装置６は、電流検出部Ｔ１５に代えて、モータドライバＤ１５からステッピングモータＭ１５に印加される駆動電圧の大きさを検出する電圧検出部を備えていてもよい。
【００９２】
上記実施形態では、モータドライバＤ１４の負荷検出部１４１を負荷反映部とみなすこともできる。すなわち、モータドライバは、ステッピングモータに作用する負荷トルクの大きさが反映される負荷反映部を備え、調整部は、当該負荷反映部によって反映された負荷トルクの大きさに応じて、ステッピングモータに印加される駆動電流又は駆動電圧の大きさを調整するように構成されていてもよい。
【００９３】
ステッピングモータＭ１５が省略され、ステッピングモータＭ１４がバックボトムローラ１４ａ及びサードボトムローラ１５ａを回転させる構成において、上記実施形態と同様の処理が実行されてもよい。この場合にも、上記実施形態と同様に、ステッピングモータＭ１４の駆動効率の向上及び脱調の抑制を実現することができると共に、ステッピングモータＭ１４の負荷トルクの監視を低コストで行なうことができる。
【００９４】
上記実施形態では、フロントボトムローラ１７ａ及びミドルボトムローラ１６ａは第２エンドフレーム５に設けられた各駆動モータにより駆動されたが、各ドラフト装置６に、フロントボトムローラ１７ａ及びミドルボトムローラ１６ａの少なくとも一方を駆動するステッピングモータが設けられてもよい。この場合、ステッピングモータＭ１４及びＭ１５と同様に当該ステッピングモータの負荷トルクが監視されてもよい。
【００９５】
上記実施形態では、空気紡績装置７は、繊維束Ｆに旋回空気流によって撚りを与えて糸Ｙを生成したが、互いに反対方向に繊維束に撚りを与える一対のエアージェットノズルによって糸Ｙを生成してもよい。上記実施形態では、糸貯留装置１１により空気紡績装置７から糸Ｙが引き出されていたが、デリベリローラとニップローラとにより空気紡績装置７から糸Ｙが引き出されてもよい。デリベリローラとニップローラとにより空気紡績装置７から糸Ｙが引き出される場合、糸貯留装置１１の代わりに、吸引空気流により糸Ｙの弛みを吸収するスラックチューブ又は機械的なコンペンセータ等が設けられてもよい。
【００９６】
上記実施形態において、電気信号ＥＳ１及びＥＳ２に基づいて算出されたステッピングモータＭ１４及びＭ１５の負荷トルクの大きさは、上述した判定処理以外に利用されてもよい。上記実施形態では、紡績機１、紡績ユニット２又はドラフト装置６により負荷監視システムが構成されていたが、本発明の負荷監視システムは、他の構成に適用されてもよく、例えば印刷装置に適用されてもよい。この場合、ステッピングモータにより駆動される駆動対象物は紙送りローラであり、駆動対象物により取り扱われる取扱対象物は用紙である。或いは、本発明の負荷監視システムは、給糸ボビンから解舒された糸を巻取ボビンに巻き取ってパッケージを形成する巻取ユニットを複数備える自動ワインダ（糸巻取機）に適用されてもよい。この場合、例えば、駆動対象物は、ボビン搬送装置においてトレーを搬送するための平ベルトを駆動する駆動ローラであり、取扱対象物は平ベルト及び／又はトレーである。自動ワインダにおいては、給糸ボビンを支持したトレーが平ベルトにより搬送される。上記実施形態において、ドラフト装置６に供給される繊維束Ｆはロービング（粗糸）であってもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１…紡績機（負荷監視システム）、２…紡績ユニット（負荷監視システム）、５ａ…機台制御装置（受付部）、６…ドラフト装置（負荷監視システム）、７…空気紡績装置、８…糸監視装置、１０…ユニットコントローラ（監視部）、１３…巻取装置、１４…バックローラ対（第１ローラ対）、１４ａ…バックボトムローラ（駆動ローラ、駆動対象物）、１４ｂ…バックトップローラ（従動ローラ）、１５…サードローラ対（バックローラ対、第２ローラ対）、１５ａ…サードボトムローラ（駆動ローラ、駆動対象物）、１５ｂ…サードトップローラ（従動ローラ）、１６…ミドルローラ対、１６ａ…ミドルボトムローラ（駆動ローラ）、１６ｂ…ミドルトップローラ（従動ローラ）、１７…フロントローラ対、１７ａ…フロントボトムローラ（駆動ローラ）、１７ｂ…フロントトップローラ（従動ローラ）、１８…制御部（監視部）、１８ａ…記憶部、Ｍ１４…ステッピングモータ（第１ステッピングモータ）、Ｍ１５…ステッピングモータ（第２ステッピングモータ）、Ｄ１４…モータドライバ、１４１…負荷検出部、１４２…調整部、Ｄ１４ａ…第１出力部、Ｄ１４ｂ…第２出力部、Ｄ１５…モータドライバ、Ｄ１５ａ…第１出力部、Ｄ１５ｂ…第２出力部、Ｆ…繊維束（取扱対象物）、Ｐ…パッケージ、Ｔ１４，Ｔ１５…電流検出部、Ｙ…糸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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