(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパイラルベルトコンベヤシステムの放出セクションの張力を制御するための方法において、
コンベヤベルトを、ドラム速度で回転されるスパイラルコンベヤ駆動ドラムの入口から出口までらせん経路に沿って駆動するステップと、
前記駆動ドラムからの前記出口の下流の前記コンベヤベルトの経路の放出セクションに含まれる巻取りモータによって駆動される駆動シャフトで前記コンベヤベルトを駆動するステップと、
前記放出セクションにおける前記コンベヤベルトの張力を決定するステップと、
前記放出セクションにおける前記コンベヤベルトの一定張力を維持するべく前記巻取りモータの速度を調整するように閉ループ制御モードにおいて前記巻取りモータの速度を制御するステップと、
前記巻取りモータの速度を特定するステップと、
ドラム速度の関数として公称巻取り速度を計算するステップであって、前記公称巻取り速度で作動する前記巻取りモータが前記駆動ドラムの回転と調和される、ステップと、
前記巻取りモータの前記特定された速度が所定の失速速度レベルを下回ると、前記閉ループ制御モードから、前記巻取りモータを前記公称巻取り速度を基準として低減された速度で作動するように制御する開ループ制御モードへ切り換わるステップと、
前記低減された速度を前記公称巻取り速度未満のレベルに設定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記低減された速度を前記ドラム速度の関数として設定するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記低減された速度が前記失速速度レベルを上回ることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記閉ループ制御モードから前記開ループ制御モードへの切換えの後、前記巻取りモータが所定の期間にわたり前記低減された速度で作動するように制御され、および前記所定の期間が終了すると、前記閉ループ制御モードへ戻るように切り換わるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、前記放出セクションにおける前記コンベヤベルトの前記張力が張力センサによって測定されることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、前記放出セクションにおける前記コンベヤベルトの前記張力が、前記駆動シャフトのトルクの測定値から決定されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記放出セクションにおける前記コンベヤベルトの前記張力が、前記巻取りモータの電流の測定値から決定されることを特徴とする方法。
【請求項８】
垂直回転軸と、外周面の周りに離間された駆動部材とを有する円筒状駆動ドラムと、
前記駆動ドラムに結合され、前記駆動ドラムをその回転軸の周りでドラム速度で回転させる第１モータと、
前記駆動部材によって確実に係合される駆動受入部材を有する内側縁部を有するコンベヤベルトであって、らせん経路に沿って前記駆動ドラムの上または下へ入口から出口まで移動するように配置されたコンベヤベルトと、
前記出口の下流の放出セクションにおいて前記コンベヤベルトと駆動係合し、および駆動シャフトと、巻取り速度で作動し且つ前記駆動シャフトを駆動する第２モータとを含む巻取り機構と、
前記放出セクションにおける前記コンベヤベルトの前記張力を示す前記スパイラルコンベヤの動作変数を測定し、フィードバック信号を生成するセンサと、
前記第２モータに結合され、前記フィードバック信号を受信し、前記放出セクションにおける前記コンベヤベルトの一定張力を維持するべく、閉ループ制御作動モードにおいて前記フィードバック信号に応じて前記第２モータの速度を調整するように巻取り速度信号を生成する制御システムと
を含み、
前記制御システムが、ベルトの詰まった状態を検出すると、前記制御システムが前記閉ループ制御作動モードを無効にし、開ループ制御作動モードに切り換わることを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項９】
請求項８に記載のスパイラルコンベヤにおいて、前記センサによって測定される前記動作変数が、前記駆動シャフトのトルク、前記第２モータの電流、および前記放出セクションにおける前記コンベヤベルトの張力からなる群から選択されることを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項１０】
請求項８に記載のスパイラルコンベヤにおいて、前記制御システムが前記ドラム速度の関数として前記第２モータの公称巻取り速度を計算し、前記公称巻取り速度で作動する前記巻取りモータが前記ドラムの回転と調和されることを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項１１】
請求項８に記載のスパイラルコンベヤにおいて、所定の期間の後、前記制御システムが前記閉ループ制御作動モードに戻るように切り換わることを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項１２】
請求項８に記載のスパイラルコンベヤにおいて、前記センサが前記駆動シャフトのトルクを測定するトルクセンサであり、前記制御システムが前記巻取り速度信号を生成するために前記フィードバック信号をトルク設定値と比較することを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のスパイラルコンベヤにおいて、前記制御システムが、前記フィードバック信号を受信し前記巻取り速度信号を計算するプログラム可能論理制御器と、前記第２モータに結合され、前記第２モータの速度を調整するために前記プログラム可能論理制御器から前記巻取り速度信号を受信する可変周波数駆動装置とを含むことを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項１４】
垂直回転軸を有する円筒状駆動ドラムと、
前記駆動ドラムに結合され、前記駆動ドラムをその回転軸の周りでドラム速度で回転させる第１モータと、
らせん経路に沿って前記駆動ドラムの上または下へ入口から出口まで移動するように配置されたコンベヤベルトと、
放出セクションにおいて前記出口の下流で前記コンベヤベルトと駆動係合し、および駆動シャフトと、巻取り速度で作動し且つ前記駆動シャフトを駆動する第２モータとを含む巻取り機構と、
前記第２モータの失速した状態を検出する失速検出手段と、
前記失速検出手段が失速した状態を検出すると、前記第２モータの閉ループ制御から前記第２モータの速度の開ループ一定速度制御へ切り換わる切換え手段と
を含むことを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のスパイラルコンベヤにおいて、失速した状態が検出されると開始され所定の期間でタイムアウトするタイマーを前記切換え手段が含み、および前記切換え手段は、前記タイマーがタイムアウトすると前記第２モータの速度の前記開ループ一定速度制御から前記第２モータの前記閉ループ制御へ切り換わることを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項１６】
請求項１４に記載のスパイラルコンベヤにおいて、前記第２モータの速度を制御し、前記失速検出手段および前記切換え手段を含む制御器を含むことを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のスパイラルコンベヤにおいて、前記駆動シャフトのトルクを測定し、トルク信号を前記制御器へ送信するトルクセンサをさらに含むことを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のスパイラルコンベヤにおいて、前記失速検出手段が前記トルク測定値の急な増加から失速を検出することを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項１９】
請求項１７に記載のスパイラルコンベヤにおいて、前記制御器が前記駆動シャフトの一定のトルクを維持するために前記閉ループ制御において前記第２モータの速度を制御することを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項２０】
請求項１６に記載のスパイラルコンベヤにおいて、前記放出セクションにおける前記コンベヤベルトの前記張力を測定し、前記放出セクションにおける前記コンベヤベルトの一定の張力を維持するために張力信号を前記制御器へ送信する張力センサをさらに含むことを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【請求項２１】
請求項１４に記載のスパイラルコンベヤにおいて、前記円筒状駆動ドラムが前記ドラムの外周面の周りに離間された駆動部材を有し、前記コンベヤベルトが前記駆動部材によって確実に係合される駆動受入部材を備えた内側縁部を有することを特徴とするスパイラルコンベヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力駆動式コンベヤに関し、詳細には、回転駆動タワーの周囲のらせん経路でコンベヤベルトが確実に駆動されるスパイラルコンベヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却または加温された環境を通して食品および他の原料などの物品を搬送するためにコンベヤベルトがしばしば使用される。スパイラルコンベヤは、コンベヤベルトが中央タワー、ドラムまたはケージに巻き付くらせん経路を辿るので、小さい設置面積で長い搬送経路を実現するために冷凍庫および炉で使用される。
【０００３】
らせんコンベヤの中には、非回転式中央タワーに支持されるらせん状トラックで構成されるものもある。このコンベヤベルトは、らせん経路の外側の単一地点の駆動スプロケットによって、らせん状トラックの周囲で駆動される。ベルトの最大張力は、駆動スプロケットと係合する直前に発生するが、そのような長いベルトでは非常に高い可能性がある。最大ベルト張力を低減するために、増速駆動式スパイラルコンベヤシステムが使用される。これらの増速駆動システムでは、コンベヤベルトは、ベルトの内側縁部と、周囲にベルトがらせん状に巻かれる回転ドラムのより速く回転する外面との間の摩擦接触によって駆動される。ベルトはらせん経路全体に沿って駆動されるため、最大ベルト張力は低減する。しかし、いくらかの張力が、ドラムとベルト縁部との間の効果的な摩擦係合になお必要とされる。さらに、摩擦係合によってベルト縁部および外側ドラム面に摩耗が引き起こされる。ドラムを駆動するために必要とされる回転エネルギーの大部分は摩擦で失われるため、モータおよび動力要件はかなり高くなる可能性がある。そして増速駆動システムはドラムの外側とベルトの内側縁部との間の摩擦に影響されやすいので、張力および増速駆動の適切な設定は設置ごとに変わる。
【０００４】
確実駆動式スパイラルシステムは、回転ケージの外側の駆動構造がコンベヤベルトの内側の構造と係合するものであり、増速駆動システムの欠点のいくつかを克服するために使用されてきた。ケージ上の規則的に離間された駆動構造と、ベルト内側縁部の規則的に離間された縁部構造との間に確実係合があるため、増速駆動システムで起きるような空転はない。追加的張力を必要とせず、摩擦損失はより少ない。しかし確実駆動式スパイラルシステムの１つの問題は、ベルトをケージの駆動構造と正確に係合させること、およびベルトをケージの駆動構造から正確に切り離すことにある。別の問題は、ベルトが駆動ドラムを出るときその駆動力を失うことである。従来のスパイラルコンベヤでは、ドラムの下流の巻取りローラまたはスプロケットが一定の速度で作動される。ベルト速度が確実に一定に維持されるように巻取りモータおよびドラムのモータの速度が適合される場合、運転に問題はない。しかし、冷凍庫またはより耐性のある用途などにおいて、ベルト温度の変化がベルトの収縮および拡張を引き起こし、これはベルトをドラムから巻き取るタイミングに影響を及ぼす。ドラムのモータおよび巻取りモータの速度が固定されているとき、巻取りはタイミングの変化に順応できず、強く引きすぎるか、十分に強く引かないかのどちらかであろう。
【発明の概要】
【０００５】
スパイラルベルトコンベヤシステムの放出セクションの張力を制御するための本発明の特徴を具現化する方法は、（ａ）コンベヤベルトを、ドラム速度で回転されるスパイラルコンベヤ駆動ドラムの入口から出口までらせん経路に沿って駆動するステップと、（ｂ）駆動ドラムからの出口の下流のコンベヤベルト経路の放出セクションに含まれる巻取りモータによって駆動される駆動シャフトでコンベヤベルトを駆動するステップと、（ｃ）放出セクションにおけるコンベヤベルトの張力を決定するステップと、（ｄ）放出セクションにおけるコンベヤベルトの一定張力を維持するべく巻取りモータの速度を調整するように閉ループ制御モードにおいて巻取りモータの速度を制御するステップと、（ｅ）巻取りモータの速度を決定するステップと、（ｆ）巻取りモータの決定された速度が所定の失速速度レベルを下回るとき、閉ループ制御モードから、巻取りモータを低減された速度で作動するように制御する開ループ制御モードへ切り換わるステップとを含む。
【０００６】
本発明の別の態様において、本発明の特徴を具現化するスパイラルコンベヤの１つの形態は、垂直回転軸と、外周面の周りに離間された駆動部材とを有する円筒状駆動ドラムを含む。駆動ドラムに結合された第１モータは、駆動ドラムをその回転軸の周りでドラム速度で回転させる。コンベヤベルトは、駆動部材によって確実に係合される駆動受入部材を備えた内側縁部を有する。コンベヤベルトはらせん経路に沿って駆動ドラムの上または下へ入口から出口まで移動するように配置される。巻取り機構は、駆動シャフトと、巻取り速度で作動し且つ駆動シャフトを駆動する第２モータとを含み、出口の下流の放出セクションにおいてコンベヤベルトと係合しそれを駆動する。センサが、放出セクションにおけるコンベヤベルトの張力を示すスパイラルコンベヤの動作変数を測定し、フィードバック信号を生成する。第２モータに結合された制御システムはフィードバック信号を受信し、放出セクションにおけるコンベヤベルトの一定張力を維持するべく、閉ループ制御作動モードにおいてフィードバック信号に応じて第２モータの速度を調整するように巻取り速度信号を生成する。
【０００７】
本発明のさらに別の態様において、本発明の特徴を具現化するスパイラルコンベヤの別の形態は、垂直回転軸を有する円筒状駆動ドラムを含む。第１モータは駆動ドラムに結合され、駆動ドラムをその回転軸の周りでドラム速度で回転させる。コンベヤベルトはらせん経路に沿って駆動ドラムの上または下へ入口から出口まで移動するように配置される。巻取り機構は、放出セクションにおいて出口の下流でコンベヤベルトと係合しそれを駆動し、および駆動シャフトと、巻取り速度で作動し且つ駆動シャフトを駆動する第２モータとを含む。失速検出手段が第２モータの失速した状態を検出する。失速検出手段が失速した状態を検出すると、切換え手段が第２モータの速度の制御を、閉ループ制御から開ループ一定速度制御へ切り換える。
【０００８】
本発明のこれらの特徴、ならびにその利点は、以下の記載、付随する請求項、および添付の図面を参照することによってより深く理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の特徴を具現化する直接駆動スパイラルコンベヤシステムの側面概略図である。
【図２】図２は、図１のスパイラルコンベヤシステムの制御システムのブロック図である。
【図３】図３は、図２の制御システム内の制御器によって実行される制御モード切換えルーチンのフローチャートである。
【図４】図４は、図２の制御システムの動作を示す、ドラムモータ速度、巻取りモータ速度入力、および駆動シャフトトルクのタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１にスパイラルコンベヤが概略的に示されている。スパイラルコンベヤは、垂直回転軸１２の周りを回転するように駆動される円筒ドラムまたはケージの形態にある駆動ドラム１０を含む。その回転ドラムは、その周囲１６の周りに規則的に離間された複数の平行な、全体的に垂直な駆動部材１４を有する。各駆動部材はドラムの底部１８と頂部１９の間の長さにわたり延在する。コンベヤベルト２０はドラム周囲の多層らせん経路を入口１７から出口１７’まで辿る。経路はらせん状搬送経路によって、または底部の搬送経路よって画定され、スタッカープレートがベルトに取り付けられる。ベルトの内側縁部の駆動受入れ要素が駆動部材と確実係合し、これによりドラムが回転するにつれベルトはドラムの上方または下方へ駆動される。この例では、ベルトはドラムの上方へ駆動される。ドラム１０はその底部１８でベース部２４に取り付けられ、モータ２１によって回転される。ベルトは、ドラム頂部の出口１７’から底部の入口１７に戻るその経路を形成する際、様々な巻取り、アイドルおよび供給スプロケット２２の周りを移動する。駆動シャフト１５に取り付けられた巻取りスプロケット２２’は、らせん経路からのベルトの出口１７’のすぐ下流のベルト経路の放出セクション２５でベルトと係合する。そのようなスパイラルコンベヤシステムの一例は、２０１２年１月１９日に公開された「Ｐｏｓｉｔｉｖｅ−Ｄｒｉｖｅ  Ｓｐｉｒａｌ  Ｃｏｎｖｅｙｏｒ  ａｎｄ  Ｂｅｌｔ」と題する国際公開物の国際公開第２０１２／００９２２２Ａ１号パンフレットに開示されており、この公開物は参照することによって本出願に組み込まれる。
【００１１】
コンベヤベルト２０は駆動ドラム１０によって確実に係合且つ駆動されるので、ドラムの速度および巻取り駆動シャフト１５、スプロケット２２’およびモータ２３を含む巻取り機構の速度は、調和または同調されなければならない。巻取りモータの運転が速すぎる場合、巻取りモータはドラムがベルトを供給できるよりも速くベルトをドラムから引こうとする。これはスプロケットがスキップすることを引き起こす可能性があり、またベルトおよびスプロケットの歯を損傷する可能性がある。巻取りモータの運転が遅すぎる場合、ベルト２０はドラム１０からのベルトの出口の下流の放出セクション２５で弛み、盛り上がり始める。これらの問題を回避するために、巻取り駆動モータ２３は、通常運転の間、閉ループ一定トルク制御モードなど、閉ループ制御モードで運転される。
【００１２】
巻取りモータ２３の制御システムのブロック図が図２に示されている。この例示的制御システムは、プログラム可能論理制御器（ＰＬＣ）２８または他のプログラム可能装置、および可変周波数駆動装置などのモータ制御器３０を含む。制御器２８は巻取り速度信号３２をモータ制御器３０に送信し、モータ制御器３０は制御ライン３４を介して巻取りモータ２３の速度を制御する。図１にも示されるように、トルクレバーまたはアーム３６が駆動シャフト１５の一端に取り付けられる。トルクアームの先端はロードセル３８に取り付けられる。ロードセルは固定地点４０にも取り付けられる。駆動シャフト１５のトルクが増大するとき、トルクアーム３６はシャフトとの接続地点の周りを時計回りに回転する。ロードセル３８はトルクフィードバック信号４２を生成し、信号４２は制御器２８に送信される。従ってロードセルは、放出セクション２５のベルト張力の指標である巻取り駆動シャフト１５のトルクを測定するトルクセンサとしての役割を果たす。トルクを決定する別の方法は、巻取りモータの電流の測定値からそれを推定することによる。および、トルクの測定の代わりにまたはそれに加えて、制御システムは、放出セクション２５におけるコンベヤベルト２０の張力を測定する張力センサ４３を使用することができる。張力センサ４３は、コンベヤベルト自体に取り付けられ且つ張力フィードバック信号４５を制御器２８に送信するセンサであり得るか、または例えば、搬送経路に対するベルトの下向きの力によってベルト張力を検出するためにわずかに上昇した搬送経路のベルトの下に配置されたロードセルであり得る。このようにして、センサは、トルクセンサまたは張力センサにかかわらず、放出セクション２５におけるコンベヤベルト２０の張力の指標であるスパイラルコンベヤの動作変数を測定する。
【００１３】
制御器２８は、トルクフィードバック信号４２を所定の（操作者設定可能なまたは経験的に設定された）トルク設定値と比較するソフトウェア制御ルーチンを実行するようにプログラムされる。（フィードバック信号が張力測定値の場合、張力フィードバック信号４５が張力設定値と比較される。）これらの２つの数量の間の差は制御器のエラー信号を示し、エラー信号から制御器は巻取り速度信号３２を計算する。制御ルーチンは、例えば、比例積分微分（ＰＩＤ）制御器であり得る。比例、積分および微分制御利得パラメータは、経験的に決定されるか、または手動的に選択可能であり得る。エラー信号は測定トルク値と設定トルク値との間の差なので、制御器は、駆動シャフト１５の一定トルクまたは放出領域におけるコンベヤベルトの一定張力を維持するように巻取りモータ２３の速度を調整する。この閉ループ制御作動モードにおいて、巻取りモータ速度は、ベルトの伸張および収縮を考慮するように、およびモータを一定速度で作動することによって克服されることができない他の影響を考慮するように動的に調整される。
【００１４】
冷凍庫などのいくつかの用途では、搬送される食品は、コンベヤベルトの搬送表面に凍り付く可能性がある。図１において、ベルトが巻取りスプロケット２２’を周るときベルト２０に対して配置されたスクレーパ２６が示されている。スクレーパは冷凍および凍った製品をベルトから掻き落とす。いくつかの例では、冷凍および凍った材料はスクレーパ２６とベルト２０の間に留まる可能性がある。それが発生したとき、ベルトは詰まり、それにより巻取りモータ２３が失速し、ドラム１０から供給されるベルトが盛り上げられる。
【００１５】
失速した巻取りモータ２３に関連する問題を解決するために、制御器は、閉ループ制御作動モードから開ループ一定速度作動モードに切り換わる切換え手段を提供する。開ループ作動モードは、所定の（操作者設定可能または経験的に決定される）期間または詰まった状態が取り除かれるまで持続するように設定可能である。スクレーパの圧力の弛緩を感知すること、モータ電流またはパワーあるいは駆動シャフトトルクの高レベルからの大幅な低下を検出すること、またはスクレーパから詰まっている材料が一掃されたことを検出するためにスクレーパを監視することは、閉ループ制御モードが再開できるように詰まりが取り除かれモータがもはや失速されないことを示す信号を制御器に提供する他の方法である。制御器は、モータシャフトのタコメータまたはエンコーダから直接、または制御ルーチンによって計算された速度信号から間接的に、巻取りモータの速度を決定する。巻取り速度が所定の（操作者設定可能または経験的に決定される）失速速度を下回ると、またはトルク測定値が標準トルクレベルより急速に増大すると（両方とも失速検出手段の例）、閉ループ作動から開ループ作動への切換えが実行され、制御器は低減された巻取り速度信号をモータ制御器３０に送信する。低減された速度信号は、所定の期間の間、または詰まる状態が取り除かれたことが示されるまで持続する。その後制御器２８は閉ループ制御モードに再び戻るように切り換わる。
【００１６】
図２に示されるように、制御器はドラム速度信号４４をドラムモータまたはその速度制御器から受信する。ドラム速度から制御器２８は公称巻取り速度を計算し、この速度は、負荷、温度およびドラムと巻取り機構との間のタイミングに通常は影響を及ぼし得る他の影響のないときドラム速度と一致する巻取り速度を示す。例えば、公称速度は経験的に決定可能であるか、典型的な閉ループ作動の間の平均速度であることができる。制御器が閉ループ作動から開ループ作動に切り替わる失速速度は、例えば、公称巻取り速度の部分パーセンテージ（例えば１０％）として設定可能である。同様に、開ループ一定速度作動の低減された速度設定値は、例えば、公称巻取り速度の部分パーセンテージ（例えば８０％）として設定可能である。
【００１７】
詰まった状態の間の制御器の作動が図４のタイミング図によって示され、および図３の制御モード切換えルーチンの例示的なバージョンのフローチャートによって示される。図４に示されるように、ドラム速度（Ｖｄ、一番上のトレース）は全体を通して一定に保持される。中間のトレースは制御ライン３４上の巻取り速度制御信号Ｖｔを示し、このとき制御器は例として一定トルク制御器として閉ループ制御モードで作動されている。信号は公称巻取り速度４６に対応する一定レベルで開始する。巻取りモータが公称巻取り速度で作動する間、トルク（Ｔ、一番下のトレース）は閉ループ制御一定トルク制御により同じく一定である。時間ｔｊ１で詰まりが発生し始めると、制御器は駆動シャフトの急に増大するトルクＴに対抗するために巻取り速度Ｖｔを低減する。制御器２８が周期的なレートで実行する図３の制御ループ切換えルーチンは、最初にステップ６０において、開ループタイマーが所定の開ループ期間の終了を示すべくタイムアウトしたかどうかを決定する。ルーチンは、開始時に最初に設定される開ループタイマーフラグの状態をチェックする。開ループタイマーが作動していない場合、ルーチンはステップ６２においてドラム速度の関数として公称巻取り速度を計算する。次にルーチンはステップ６４において実際の巻取り速度を失速速度レベル（公称巻取り速度のある部分パーセンテージ）と比較する。実際の速度が失速速度を超える場合、制御器は閉ループ一定トルク制御モードで作動する。最初、ルーチンはステップ６６において失速タイマーを開始し、失速タイマーフラグを取り除く。失速タイマーフラグは開始時に最初に取り除かれる。失速タイマーは、実際の速度が失速速度を超えるたびに再始動されるので、実際の速度が失速速度より上に維持される限りタイムアウトしない。続いてルーチンはステップ６８において一定トルクＰＩＤ（またはその他の）制御器ルーチンを作動する。制御器ルーチンは測定されたトルクおよびトルク設定値から最新の巻取り速度を計算する。最後に、最新の巻取り速度がステップ７０において巻取り速度信号でモータ制御器に送信される。ルーチンが次に作動するとき、実際の巻取り速度が失速速度レベル未満の場合、ルーチンは最初に、最後に実際の速度が失速速度を超えたときに開始され失速タイマーフラグが取り除かれた失速タイマーがタイムアウトしているかどうかを確認するためにステップ７２で失速タイマーフラグをチェックする。タイムアウトしていない（失速タイマーフラグがまだ取り除かれている）場合、失速した状態が十分に長く持続していないことを示し、ルーチンは閉鎖ＰＩＤ制御器ルーチンを再び作動する。モータが実際に失速される場合、ＰＩＤ制御器は巻取り速度を零に向けて低減し続ける。巻取り速度が失速速度レベル未満のままである場合、最終的に失速タイマーはタイムアウトし、ルーチンはステップ７６において開ループタイマーを開始し、開ループタイマーフラグを取り除き、これは開ループ制御モードの開始を示す。ステップ７８において、巻取り速度は一定の低減された速度レベル、すなわち公称巻取り速度の部分パーセンテージに設定される。低減された巻取り速度はステップ７０において巻取り速度信号でモータ制御器に送信される。次にルーチンが作動するとき、開ループタイマーはまだタイムアウトされず、制御器は同じ低減された巻取り信号をモータ制御器に送信する。開ループタイマーがタイムアウトし通常作動がステップ６０から再開されるまで開ループ作動は続く。従って、その制御モード切換えルーチンを実行する制御器２８は、失速した巻取りモータを検出するための失速検出手段と、開ループモータ制御と閉ループモータ制御との間で切り換わるための切換え手段とを含む。この例では、開ループおよび失速タイマーは、定期的な間隔でタイマーを低減し、例えばタイマーがタイムアウトするとき、タイムアウトフラグ、すなわち開ループおよび失速タイマーフラグを設定するタイマールーチンによって作動される。それらのフラグは、タイマーがタイムアウトしたかどうかを２つの決定ブロック６０および７２に示す。１つの代替策として、タイマーは、そのルーチンは規則的な周期的レートで作動するので、制御ループ切換えルーチンの内部であることができる。この場合、失速タイマーは、実際の巻取り速度が失速速度未満であるごとに切換えルーチンによって低減され、開ループタイマーは開ループタイマーがタイムアウトされないたびに低減されるであろう。
【００１８】
図４の信号タイムトレースは、制御モード切換えルーチンの作動を示す。ｔｊ１で詰まりが始まった後、失速タイマーは最終的にタイムアウトし、開ループ制御がｔｏ１で開始する。巻取りモータは開ループタイマー期間の間にわたり低減された巻取り速度Ｖｔｒで開ループを実行し、これはｔｏ２で終了する。閉ループ一定トルク制御が続いて再開する。巻取り速度は最初にベルトの蓄積した弛みを巻き取るように増大され、ｔｊ２で２回目の詰まりが発生すると最終的に落ち着き始める。制御モード切換えルーチンは最初の詰まりの場合のように作動する。最終的に、閉ループ一定トルク制御は、巻取りモータを公称巻取り速度Ｖｔｒで作動するように落ち着く。（中間トレースの斜線が交差した領域は開ループ制御モードを示す；他の全ての時、制御ループは閉鎖される。）
【００１９】
本発明を例示的な形態に関して記載してきたが他の形態が可能である。例えば、巻取りモータは、その速度を可変周波数駆動装置によってまたはそれなしで変えることができるあらゆる種類のモータとして実現可能である。別の例として、制御モード切換えを備えた制御器は、例として記載した確実駆動スパイラルと同様、低張力の増速駆動スパイラルまたはスタッカースパイラルで作動可能である。
【図１】
0006294956.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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