專利名稱：針織機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及橫機、圓機、經(jīng)編機、襪子及手套針織機等針織機，特別涉及其脈沖動作負載和控制元件的異常檢測。
背景技術：
在橫機、圓機、經(jīng)編機、襪子及手套針織機等針織機中，使用選針致動器、移圈底腳片、壓針板等選擇致動器。在這些選擇致動器上設置電磁鐵，通過控制元件對其線圈進行脈沖控制。在此，將選針致動器或者選擇致動器總稱為選擇致動器。并且故障和異常為相同含義的詞語。在橫機中，除選擇致動器之外，還使用用于控制喂紗器的連動的保持螺線管等，同樣通過控制元件進行控制。
如果選擇致動器等的負載因為故障而短路，則過電流流至控制元件側，控制元件也發(fā)生二次故障。而且控制元件因故障而短路時，負載側也因過電流發(fā)生二次故障。因此異常二次擴大，并且負載和控制元件變得異常之后，難以確定故障的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在針織機的負載或者控制元件發(fā)生故障時，可以防止故障二次擴大，并確定故障原因。
本發(fā)明另一目的在于，檢測出控制控制元件的控制IC的異常和引腳的短路等。
本發(fā)明另一目的在于，在負載或控制元件發(fā)生故障時，可以可靠地防止故障二次擴大，并且操作員等可以容易地確認故障原因。
本發(fā)明是一種針織機，檢測與控制元件連接并脈沖性地動作的負載的異常，其特征在于，設有短路檢測裝置，監(jiān)視流經(jīng)所述負載的電流的峰值，在峰值超過第一規(guī)定值時檢測出負載的短路；平均值檢測裝置，監(jiān)視流經(jīng)所述負載的電流的平均值，在平均值超過第二規(guī)定值時，檢測出控制元件的異常；和停止裝置，在檢測出負載的短路或者控制元件的異常時，停止負載的動作。
優(yōu)選的是，還設有對用于控制所述控制元件的控制IC的輸出引腳側的電位波形進行監(jiān)視的裝置，檢測控制IC的異常。
優(yōu)選的是，上述停止裝置構成為在檢測到異常時切斷負載的電源，并且所述針織機還設有用于在檢測到異常時輸出異常原因的裝置。
優(yōu)選的是，所述負載是致動器，所述控制元件對該負載進行斬波(chopper)控制。
本發(fā)明中，可以識別異常是從負載側開始的，還是從控制元件側開始的，并且可以在發(fā)生異常時通過停止裝置停止負載以防止異常二次擴大，由于可以防止異常的二次擴大，因而在維修時等可以確定異常的原因在于負載側還是控制元件側。
如果對用于控制控制元件的控制IC的輸出引腳側的電位波形進行監(jiān)視，還可以根據(jù)輸出信號的脈沖寬度等的波形正常與否來檢測出IC內(nèi)部的異?；蛘咻敵鲆_的短路。
如果在檢測出異常時切斷負載的電源，則可以更加可靠地防止異常的擴大。而且在檢測出異常時，將異常原因向顯示器、記錄文件或者與針織機連接的LAN等輸出，則操作員等可以由此容易地得知異常原因。
本發(fā)明在負載使用電磁鐵、螺線管的線圈時很重要，如果線圈負載短路，則控制元件簡單地發(fā)生故障。而且即使控制元件短路，設置用于脈沖動作的線圈也簡單地短路。特別是通過脈沖對負載進行斬波控制時，由于使負載接通的脈沖為多個，因而控制元件比用單脈沖驅(qū)動的保持螺線管更容易發(fā)生故障，而且容易地分別檢測出負載電流的峰值和平均值。


圖1是實施例的針織機的致動器的診斷裝置的框圖。
圖2是變形例的電流監(jiān)視用IC的框圖。
圖3是圖1的診斷裝置的波形圖，1)表示再生用FET的控制信號En的波形，2)表示選擇致動器的控制信號P的波形，3)表示流過電流檢測電阻R2的電流i的波形。
圖4是圖1的診斷裝置的波形圖，1)表示流過電流檢測電阻R2的電流i的波形，2)表示峰值電流監(jiān)視信號v1，3)表示平均電流監(jiān)視信號v2，4)表示斷線監(jiān)視信號v3的波形。
圖5是控制IC的自己診斷信號的波形圖，1)表示時鐘信號的監(jiān)視，2)表示數(shù)據(jù)信號的監(jiān)視，3)表示負載脈沖信號的監(jiān)視。
圖6是實施例的控制流程圖，表示從檢測控制器的異常，直到停止針織機并顯示異常原因的處理。
具體實施例方式
以下說明實施本發(fā)明的最佳實施例。
在圖1～圖6中表示實施例和其變形。在各圖中，2是CPU，設置在橫機、圓機、經(jīng)編機等針織機的控制器內(nèi)，控制針織機整體。4是FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)，6是PLD(可編程邏輯設備)，8是選擇致動器的線圈，在此是用于選擇針織機的織針或移圈底腳片、壓針板等可動部件的致動器的線圈，具體而言是這些選擇用電磁鐵的線圈。10、12是FET(場效應晶體管)，也可以是其他的MOS晶體管開關、雙極晶體管開關、或者中繼器等。D1是二極管、R1是電阻，在FET10斷開時用于消耗線圈8的電力。
CPU2中設有故障處理部14、液晶觸摸面板等顯示部16以及記錄文件18，發(fā)生故障時，在顯示部16顯示故障的發(fā)生及其原因，在記錄文件18記錄用于確定發(fā)生故障的線圈的數(shù)據(jù)、故障的原因(錯誤代碼，線圈的短路、FET的短路故障、斷線、FPGA等的異常，發(fā)生異常的信號的種類)以及故障發(fā)生的日期時間等。CPU2和FPGA4通過PCI等總線20連接，22是輸入接口，24是FPGA內(nèi)部的控制信號生成部，產(chǎn)生時鐘信號、數(shù)據(jù)信號、負載脈沖信號等控制用信號，在它們的輸出引腳上連接負載脈沖檢查部26、數(shù)據(jù)信號檢查部28以及時鐘信號檢查部30，以檢查負載脈沖信號、數(shù)據(jù)信號以及時鐘信號。在FPGA發(fā)生的異常檢測信號稱為e4，時鐘信號異常、數(shù)據(jù)信號異常、負載脈沖異常等種類記載在異常檢測信號e4中。
R2是電流檢測用電阻，在線圈8短路時，或者FET12因故障而短路時限制過電流，具有延遲故障擴大的作用，將流過電阻R2的電流設為i。R3～R5為電阻，C1～C3為電容。電阻R3和電容C1、電阻R4和電容C2、電阻R5和電容C3分別構成積分電路，32～36是比較器，在此使用積分電路(R3，C1)、(R5，C3)，是因為在FET12接通時存在沖擊電流，避免該電流形成噪聲。此外，由電阻R3和電容C1構成的峰值電流監(jiān)視用積分電路的時間常數(shù)比由電阻R4和電容C2構成的平均電流監(jiān)視用積分電路的時間常數(shù)小。電容器C1的輸出電壓是峰值電流監(jiān)視信號v1，是與電流i的峰值相對應的電壓，電容器C2的輸出電壓是平均電流監(jiān)視信號v2，是表示FET12接通時的占空比的信號。電容器C3的輸出電壓是斷線監(jiān)視信號v3，斷線監(jiān)視信號v3可以用峰值電流監(jiān)視信號v1或者平均電流監(jiān)視信號v2代替。
IC38監(jiān)視比較器32～36的輸出，ref1～ref3是相對比較器32～36的比較電位。IC38通過比較器32從接通變化為斷開，輸出意味著線圈8短路的異常檢測信號e1。IC38還通過比較器4從接通變化為斷開，輸出以FET12的短路故障為內(nèi)容的異常檢測信號e2。進而，比較器36從接通變?yōu)閿嚅_時，輸出以線圈8等的斷線為內(nèi)容的異常檢測信號e3。從電源vcc、線圈8、電阻R1、二極管D1、FET10、12至接地線，設置在未圖示的針織機的三角架滑架內(nèi)，從CPU2至PLD6的部分、從電阻R3～R5至IC38的部分設置在針織機的控制器側。異常檢測信號e1～e3向CPU2反饋。
圖1的CPU2，控制除FPGA4以外的各種部件，F(xiàn)PGA4通過PLD以外的其他控制用IC等控制喂紗器的連動控制用的保持螺線管(通過單脈沖動作的螺線管)等。此外，針對每個針織機的選針裝置、移圈底腳片或者壓針板等選擇致動器分別設置PLD6，在一個選擇致動器上一般設置多個電磁鐵，例如通過信號P’、P”控制相同的選擇致動器的其他線圈。此外，電源Vcc為直流電源，可以對應每一個選擇致動器獨立地接通、斷開。
圖2表示變形例的電流監(jiān)視用IC40，利用AD變換器42對信號v1、v2進行AD變換，使用在比較電壓存儲部44存儲的3個比較電壓ref1～ref3，將峰值電流監(jiān)視信號v1與比較電壓ref1作比較，將平均電流監(jiān)視信號v2與比較電壓ref2作比較，將信號v2兼用作斷線監(jiān)視信號，將其與比較電壓ref3比較。要正確地檢測斷線的有無時，可以利用在電流i中產(chǎn)生與FET12的接通/斷開同步的變化這一情況。因此，在此情況下，例如可以檢測信號v2是否與FET12的接通/斷開同步地以比較電壓ref3以上的振幅變化。如果在比較部46檢測出選擇致動器的線圈8的短路、控制用的FET 12的故障(短路)以及選擇致動器的線圈8等的斷線等，則可以將該結果從接口(I/F)48作為上述異常檢測信號e1～e3輸出。
在圖2的IC40中，可以在規(guī)定的時刻讀入信號。因此，通過改變讀入時刻而讀入電阻R2的電壓，就可以不需要積分電路。例如從FPGA4、PLD6將信號P輸入IC40中，將信號P從接通(ON)變化至斷開(OFF)附近的時刻的電壓用于峰值的監(jiān)視信號和斷線的監(jiān)視信號，當該電壓超過規(guī)定值時，可以檢測出線圈8的短路，在不到規(guī)定值時可以檢測出斷線。此外，將斷開(OFF)后經(jīng)過規(guī)定時間后的信號用于平均值的監(jiān)視信號，當該信號進一步超過其他規(guī)定值時認作FET12的短路故障。
在圖3～圖5表示實施例的動作波形。圖3的1)表示FET的控制信號En，在使線圈8動作時，將控制信號En置為高水平，使FET10接通(導通)。FET12通過控制信號P脈沖性地接通，使線圈8動作一次而選擇針等時，通過多個脈沖以斬波控制進行選擇。脈沖信號P的占空比根據(jù)線圈8的溫度、周圍溫度等變化。此外，利用兩段的選擇致動器選擇針時，在第二段的選擇致動器中，周圍存在的已選擇的針的根數(shù)發(fā)生變化。在此，已選擇的針被選擇致動器內(nèi)的永久磁鐵吸引，選擇致動器內(nèi)的線圈產(chǎn)生可以抵消永久磁鐵吸引的磁通。由于來自永久磁鐵的磁通流入已選擇的針中，因而第二段選擇所需要的線圈電流值可能根據(jù)第一段中已選擇的針的根數(shù)改變。這種情況下也使信號P的占空比改變。圖3的2)中的實線波形表示信號P的標準波形，點劃線的波形表示起動時等占空比增大時的波形。圖3的3)是流過電阻R2的電流i的標準波形，在接通FET12時產(chǎn)生沖擊電流。
圖4的2)表示峰值電流的監(jiān)視信號v1的波形，實線表示正常時的波形，單點劃線表示異常時的波形，雙點劃線表示比較電壓ref1。當線圈8短路時，例如由于線圈8內(nèi)的繞線的熔敷或者導電性異物的附著等發(fā)生短路時，電流i的峰值增加，隨之產(chǎn)生如圖4的2)的單點劃線所示的峰值較高的信號v1。因此，通過將該信號與比較電壓ref1比較，可以檢測出線圈8的短路。
FET12發(fā)生故障而短路時，平均電流監(jiān)視信號v2如圖4的3)的單點劃線所示，為大致一定的較高值。因此，通過將其與比較電壓ref2比較，可以檢測出FET12的故障。FET12發(fā)生故障時，幾乎都是源極和漏極之間短路的情況。進而接通FET12且占空比增加時，信號v2如3)的虛線所示變化，但是如果將比較電壓ref2選擇為適當?shù)闹?，則可以區(qū)別檢測出FET12的短路(占空比100％)與起動時等占空比增加時的情況。圖4的4)表示斷線監(jiān)視信號v3的波形，選擇比較電壓ref3，使其比線圈8、FET12等中沒有產(chǎn)生斷線時的信號v3的最小值還小。因此，在線圈8或者FET12的周圍等產(chǎn)生斷線時，信號v3低于比較電壓ref3而可以檢測出斷線。
圖5表示FPGA4的輸出引腳上的異常的檢測，○標記是表示監(jiān)視對象的信號的上升或下降。監(jiān)視時鐘信號的輸出引腳的電位波形，檢測在規(guī)定時間間隔τ1內(nèi)是否存在時鐘信號的上升或者下降。例如使該時間τ1為比時鐘信號的1/2周期長的時間，則在該期間內(nèi)應該存在上升或者下降。既不存在上升也不存在下降，則時鐘信號的發(fā)生部或者輸出引腳異常。2)表示數(shù)據(jù)信號的輸出引腳的電位波形的監(jiān)視，檢測從數(shù)據(jù)信號的上升后規(guī)定時間τ2內(nèi)是否存在下降。在2)中針對3個脈沖用○標記表示監(jiān)視對象，但是實際上對其后的脈沖也繼續(xù)進行監(jiān)視。進而，在2)中，由于作為高態(tài)有效(active high)而顯示，因而監(jiān)視數(shù)據(jù)信號的下降，但是在低態(tài)有效(active low)的情況下應檢測上升。
圖5的3)表示負載脈沖信號的輸出引腳的電位波形的監(jiān)視，PLD6通過接收負載脈沖信號，而允許數(shù)據(jù)信號的讀取。在針織機的三角座滑架進行編織期間，在規(guī)定的時間τ3內(nèi)應該存在負載脈沖信號的上升或者下降。因此，根據(jù)上升或者下降的有無來檢查負載信號的異常。
進而，產(chǎn)生FPGA4的輸出引腳的短路時，引腳的電位固定為特定值。因此，如果監(jiān)視輸出引腳的電位波形，則在輸出引腳短路時也可以檢測出異常。輸出引腳的電位波形的監(jiān)視，既可以以引腳本身的電位波形進行，也可以以與引腳連接的配線的電位波形進行監(jiān)視。此外，PLD6是比FPGA4簡單的IC，異常大部分發(fā)生在FPGA4側，因而監(jiān)視FPGA4側的輸出引腳的電位波形。在PLD6側的輸入引腳上發(fā)生短路等的異常時，可以作為FPGA4側的輸出引腳的電位波形的異常檢測出。
在圖6表示針織機的致動器的診斷算法，F(xiàn)ET12的接通時的峰值電流在規(guī)定值以上時，檢測出致動器的線圈8的短路。在流過電流監(jiān)視用的電阻R2的電流的平均值在規(guī)定值以上時，檢測出FET的短路故障。進而，在電壓v3的最低值在規(guī)定值以下時，檢測出線圈8的斷線。除此以外，通過異常檢測信號e4檢測FPGA4的異常。
對于各種異常原因，將確定產(chǎn)生故障的致動器及其線圈的數(shù)據(jù)、或者確定FPGA4的數(shù)據(jù)、異常原因(線圈的短路、FET的故障、斷線、控制元件異常的種類所構成的錯誤代碼)以及異常發(fā)生日期時間記錄在記錄文件18中。此外，通過CPU2或者FPGA4等，相對線圈8切斷電源Vcc，停止具有發(fā)生異常的線圈8的三角座滑架的編織動作。在針織機具有多個三角座滑架時，僅停止具有發(fā)生異常的線圈8、FET12的三角座滑架的編織動作，繼續(xù)進行其他三角座滑架的編織。進而將故障的發(fā)生以及其原因顯示在顯示器16中，等待維修。在將針織機連接到LAN上時，向LAN輸出異常的發(fā)生和異常的原因。發(fā)生異常要停止編織，是因為例如線圈8短路時由于過電流的原因會接著導致FET12故障，F(xiàn)ET12故障時同樣地由于過電流的原因會接著導致線圈8短路。
在實施例中可以得到如下的效果。
(1)可以確定致動器的線圈8的短路、控制用開關(FET12)的故障(短路)、斷線以及控制用IC4的故障的原因，并檢測出異常。
(2)通過使用峰值電流監(jiān)視信號v1，可以可靠地檢測出致動器的線圈8的短路。
(3)通過使用平均電流監(jiān)視信號v2，可以可靠地檢測出FET12等開關的故障。利用峰值電流監(jiān)視信號v1不能檢測出FET12等開關的故障，如果利用平均電流監(jiān)視信號v2檢測線圈8的短路，則難以與線圈8接通、占空比增大時的情況區(qū)分。
(4)可以檢測出線圈8的斷線和FET12周圍的斷線等。
(5)可以監(jiān)視控制IC4的內(nèi)部異常和輸出引腳的短路等異常。
(6)可以通過電阻R2限制短路電流，可以延遲異常在線圈8和FET12之間二次擴大。
權利要求
1.一種針織機，檢測與控制元件連接并脈沖性地動作的負載的異常，其特征在于，設有短路檢測裝置，監(jiān)視流經(jīng)所述負載的電流的峰值，在峰值超過第一規(guī)定值時檢測出負載的短路；平均值檢測裝置，監(jiān)視流經(jīng)所述負載的電流的平均值，在平均值超過第二規(guī)定值時，檢測出控制元件的異常；和停止裝置，在檢測出負載的短路或者控制元件的異常時，停止負載的動作。
2.如權利要求1所述的針織機，其特征在于，還設有對用于控制所述控制元件的控制IC的輸出引腳側的電位波形進行監(jiān)視的裝置，以檢測控制IC的異常。
3.如權利要求1或2所述的針織機，其特征在于，所述停止裝置構成為在檢測到異常時切斷負載的電源，并且所述針織機還設有用于在檢測到異常時輸出異常原因的裝置。
4.如權利要求1～3所述的針織機，其特征在于，所述負載是致動器，所述控制元件對該負載進行斬波控制。
全文摘要
在針織機的致動器的線圈(8)上連接FET(12)并進行脈沖驅(qū)動，在該結構中，設置用于檢測電流的電阻(R2)，利用比較器(32、34)監(jiān)視其電流波形的峰值和平均值，此外，利用比較器(36)監(jiān)視電流波形是否處于斷線的監(jiān)視水平以下。進而在FPGA(4)的輸出引腳監(jiān)視控制用的FPGA(4)的時鐘信號、數(shù)據(jù)信號、負載脈沖信號的波形。當檢測出任何異常時，記錄并顯示其原因，同時停止針織機的編織動作。根據(jù)本發(fā)明可以一并檢測出針織機致動器的故障和原因。
文檔編號G01R31/28GK1974905SQ20061016351
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月29日 優(yōu)先權日2005年11月29日
發(fā)明者上山晃弘 申請人:株式會社島精機制作所