CN101962136B - 横动装置的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种横动装置的控制装置，消除卷装的密度在轴向上的不均匀性。横动装置(34)的横动控制部(80)具备：位置-速度模式生成部(60)，供给导纱器(33)的位置与上述导纱器(33)在该位置上的行走速度之间的关系即位置-速度模式；目标速度计算部(61)，根据位置-速度模式生成部(60)供给的位置-速度模式和由编码器(49)检测到的上述导纱器(33)的当前位置，计算上述导纱器(33)作为目标的行走速度；以及驱动控制单元，根据由上述目标速度计算部(61)计算出的行走速度，控制上述导纱器驱动单元的动作。

Description

横动装置的控制装置

技术领域

本发明涉及用来横动纱线的横动装置的控制装置。

背景技术

作为这种技术，专利文献1公开了能够控制横动装置的导纱器的准确位置的方法。具体为，监视导纱器当前的位置并将导纱器当前的位置与规定的目标位置进行比较，调整上述导纱器的行走速度以消除其偏差。如果需要，请参照专利文献1的权利要求1、权利要求2、段落编号0005、0009和0011。

[专利文献1]日本特许第4155705号公报

上述文献1中公开的横动装置的控制装置(以下称为B控制装置)的控制框图如图1(a)那样再现了，请参照。

如图1(a)所示，B控制装置以时间-位置模式生成部1、目标位置计算部2、位置控制部3、速度控制部4、电流控制部5、PWM变换器6、步进电动机7为主要结构，而且还具有编码器8、速度信号和位置信号处理部9、电流检测器10和存储部11。在这种结构下，时间-位置模式生成部1从存储部11中读取卷装的转速或卷绕速度、卷绕控制参数，生成每一个冲程(导纱器每往返一次)的时间-位置模式，将该模式信息发送给目标位置计算部2。时间-位置模式为例如用表格的形式表现时间与导纱器的位置之间的对应关系的模式，更明白地说，是指导纱器应该在什么时候、位于什么位置的信息。目标位置计算部2根据从时间-位置模式生成部1接收到的模式信息和用适当的方法获取的当前时刻12计算当前时刻导纱器的目标位置，将计算出的目标位置作为位置指令发送给位置控制部3。位置控制部3根据从目标位置计算部2接收到的位置指令计算当前时刻的导纱器的目标速度，将计算出的目标速度作为速度指令发送给速度控制部4。速度控制部4根据从位置控制部3接收到的速度指令计算当前时刻的步进电动机7的目标转矩，将计算出的目标转矩作为转矩指令发送给电流控制部5。电流控制部5根据从速度控制部4接收到的转矩指令控制PWM变换器6所生成的脉冲电压的脉冲宽度。于是，通过将PWM变换器6生成的脉冲电压施加到步进电动机7上，步进电动机7以规定的转速朝规定的方向旋转，因此，导纱器往复行走。并且，编码器8产生与步进电动机7的输出轴的旋转相对应的脉冲信号，产生的脉冲信号发送给速度信号和位置信号处理部9。速度信号和位置信号处理部9根据从编码器8接收到的脉冲信号生成相当于导纱器当前的行走速度的速度信号和相当于导纱器当前的位置的位置信号。并且，电流检测器10检测步进电动机7内的电流，生成相当于该电流的电流信号。在这种结构下，根据速度信号和位置信号处理部9发送的位置信号以及电流检测器10发送的电流信号调整速度控制部4发送给电流控制部5的转矩指令，由此实现速度控制部4对电流控制部5的反馈控制。同样，根据速度信号和位置信号处理部9发送的速度信号调整位置控制部3发送给速度控制部4的速度指令，由此实现位置控制部3对速度控制部4的反馈控制；根据速度信号和位置信号处理部9发送的位置信号调整目标位置计算部2发送给位置控制部3的位置指令，由此实现目标位置计算部2对位置控制部3的反馈控制。以上说明过的B控制装置的特色首先为时间-位置模式，其次导纱器的行走速度成为所谓调整角色以使导纱器在规定的时刻经过规定的位置。

但是，上述B控制装置由于使导纱器当前的位置优先于导纱器的行走速度，因此为了使导纱器当前的位置与所希望的一致，导纱器的行走速度上下变动，这样招致生产的卷装的密度在轴向上的不均匀性。更详细地说，在采用上述B控制装置的情况下，如果导纱器行走速度的变动不规则、以一定程度随机地发生的话，卷装的密度在轴向上的不均匀性也有可能几乎抵消。但是，实际上从本申请发明者们试验性地实施上述B控制装置的情况来看，确认导纱器行走速度的变动总是同样地发生这样的某种规律性，并且，迄今为止还没有消除该规律性。

发明内容

本发明就是鉴于这些问题而做出的，其主要目的是要提供一种消除卷装的密度在轴向上的不均匀性的技术。

本发明想要解决的课题如上所述，下面说明用以解决该课题的方法及其效果。

如果采用本申请发明的方案，横动装置的控制装置采用下述结构，该横动装置具有可引导行走的纱线的导纱器、用来使上述导纱器往复行走的导纱器驱动单元、以及用来检测上述导纱器的当前位置的当前位置检测单元，该横动装置用来横动卷绕到筒管上的上述纱线。即，横动装置的控制装置具备：模式供给单元，供给上述导纱器的位置与上述导纱器在该位置上的行走速度之间的关系即位置-速度模式；目标速度计算单元，根据上述模式供给单元供给的位置-速度模式和上述当前位置检测单元检测到的上述导纱器的当前位置，计算上述导纱器作为目标的行走速度；以及驱动控制单元，根据由上述目标速度计算单元计算出的行走速度控制上述导纱器驱动单元的动作。

即，在上述专利文献1中，首先优先确定导纱器的作为目标的位置，为了实现该目标将导纱器的行走速度作为调整角色。与此相对，如果采用上述结构，由于不将导纱器的位置作为控制对象，优先决定导纱器作为目标的行走速度，因此能够飞跃地抑制导纱器行走速度的变动，因此能够消除卷装密度在轴向上的不均匀性。

并且，与上述专利文献1的结构相比较，由于不需要逐次进行位置控制(相当于位置控制部3)，因此实现了简单的控制。

上述横动装置的控制装置优选还具备：周期计算单元，根据由上述当前位置检测单元检测到的上述导纱器的当前位置的变化，计算上述导纱器往复行走的实际周期；以及周期修正单元，修正上述位置-速度模式，以使上述导纱器往复行走的作为目标的周期与由上述周期计算单元计算出的上述导纱器往复行走的实际周期一致。即，上述专利文献1的技术由于以当前时刻作为控制要素，因此在上述导纱器往复行走的周期，不容易产生来自作为目标的周期的偏差。与此相对，本申请的上述技术由于不以当前时刻作为控制要素，因此在上述导纱器往复行走的周期，容易产生来自作为目标的周期的偏差。因此，如果采用上述结构，能够消除上述导纱器往复行走的实际周期的、来自作为目标的周期的偏差。

附图说明

图1为横动装置的控制装置的功能框图。

图2为拉伸假捻机的示意图。

图3为横动装置的主视图。

图4为第一变形例的横动装置的主视图。

图5为第二变形例的横动装置的主视图。

具体实施方式

下面作为一个例子根据图1～3说明本申请发明的横动装置用于拉伸假捻机的卷绕部中的实施方式。

如图2所示，拉伸假捻加工机100具有多个加工处理单元104(也称“锭子”)而构成，所述加工处理单元104由供给纱线Y的喂纱部101、对纱线Y实施拉伸假捻加工处理的加工处理部102、卷绕加工处理过的纱线Y形成卷装的卷绕部103构成。上述加工处理单元104沿与图2的图面垂直的方向并列设置。但是，出于节省空间的要求，喂纱部101和卷绕部103上下重叠2～4个锭子地配置。

喂纱部101设置有保持喂纱卷装105的梭芯106，各梭芯106安装在共同的筒子架107上。

加工处理部102由从纱线Y的上游向下游依次排列的第1喂纱辊108、一次加热器109、冷却器110、假捻装置111、第2喂纱辊112、二次加热器113和第3喂纱辊114构成。第1喂纱辊108输送纱线的速度设定得比第2喂纱辊112输送纱线的速度低，第2喂纱辊112输送纱线的速度设定得比第3喂纱辊114输送纱线的速度高，因此，纱线Y在第1喂纱辊108与第2喂纱辊112之间被拉伸，在第2喂纱辊112与第3喂纱辊114之间变得松弛。

并且，由于假捻装置111赋予纱线Y的捻上溯到第1喂纱辊108，因此纱线Y在被拉伸加捻的状态下用一次加热器109加热，用冷却器110进行热定形。赋予纱线Y的捻在纱线Y通过第2喂纱辊112时消失。这样一来，拉伸假捻加工后的纱线Y在松弛的状态下用二次加热器113实施适当的热处理，用卷绕部103卷绕到筒管上，最后形成卷装。

详细为，上述卷绕部103如图3所示具有能够旋转地支承筒管(图示省略)的摇架115、用来使被该摇架115支承的筒管(乃至卷装P)旋转的接触辊116、以及横动装置34，所述横动装置34具有能够捕捉纱线Y的导纱器33、通过使该导纱器33往复运动使纱线Y相对于筒管(或卷装P)横动。通过采用这种结构，行走中的纱线Y边被横动装置34的以例如每分钟700～800次左右的高速往复行走的导纱器33横动边卷绕到筒管上，由此生产卷装P。

上述横动装置34在本实施方式中以所谓带式构成。即，如图3所示，带式横动装置34具备安装上述导纱器33的环形带42、使该环形带42的一部分与接触辊116的长度方向平行地支承环形带42的一对支承单元43、驱动环形带42的AC伺服电动机44。并且，带式横动装置34经由设置在AC伺服电动机44的输出轴上的驱动滑轮45使环形带42往复行走，由此导纱器33能够与接触辊116的长度方向平行地往复运动。另外，上述支承单元43和AC伺服电动机44安装在板状底座46上。并且，为了在使环形带42往复行走时使导纱器33不吧嗒吧嗒地响，在上述一对支承单元43之间延伸设置直线引导导纱器33的导轨47。本实施方式采用同步皮带作为环形带42，环形带42通过包绕在一对支承单元43的滑轮48和AC伺服电动机44的驱动滑轮45上在等腰三角形的轨道上行走。并且，在AC伺服电动机44上设置有能够发送根据输出轴的旋转的脉冲信号的编码器49。上述横动装置34所要求的性能一般为在横动的中间部分(一对支承单元43之间的区域：大概250[mm])稳定地维持规定的速度，而在横动端部(支承单元43的附近区域)实现极其精确的快速反转。

在上述结构中，本实施方式的用来使导纱器33往复行走的导纱器驱动单元的结构包含AC伺服电动机44、环形带42和支承单元43。

接触辊116设置在横动装置34与摇架115的筒管保持部115a之间，使卷装P以所希望的转速旋转。

下面说明上述横动装置34的横动控制部80(控制装置)。图3及图1(b)所示的横动控制部80具备作为运算处理装置的CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)、存储有CPU所执行的控制程序以及控制程序所使用的数据的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、以及执行程序时用于暂时存储数据的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)。并且，通过将存储在ROM中的上述控制程序读入CPU并在CPU中执行，控制程序使CPU等硬件起到位置-速度模式生成部60(模式供给单元)或目标速度计算部61(目标速度计算单元)、速度控制部62、电流控制部63、PWM变换器64、电流检测器65、速度信号和位置信号处理部66、原点检测部67、冲程周期计算部68(周期计算单元)、存储部69、冲程周期修正部70(周期修正单元)的作用。

存储部69中存储有卷装转速或卷绕速度、卷绕控制参数。其中，“卷装转速”意思为卷装的转速，“卷绕速度”意思为上述卷装的圆周速度，“卷绕控制参数”意思为例如平行卷或锥形卷这样的卷装形状的种类。

速度信号和位置信号处理部66根据从编码器49接受到的脉冲信号获取导纱器33当前的位置和行走速度，并且根据获取的导纱器33当前的位置和行走速度生成位置信号和速度信号，将该位置信号和速度信号发送给目标速度计算部61等。

位置-速度模式生成部60从存储部69读取卷装转速或卷绕速度、卷绕控制参数，在每一个冲程生成(导纱器33每往返一次)一个冲程的量的位置-速度模式，将该模式信息发送给冲程周期修正部70，在冲程周期修正部70像后述那样修正过的模式信息发送给目标速度计算部61。位置-速度模式为用例如表格的形式表现导纱器的位置与行走速度的对应关系的模式，更明白地说，是指导纱器在哪个位置应该是什么样的行走速度的信息。

目标速度计算部61根据从位置-速度模式生成部60经由冲程周期修正部70接收到的位置-速度模式和从速度信号和位置信号处理部66接收到的位置信号计算出导纱器33的目标行走速度，将计算出的目标行走速度作为速度指令发送给速度控制部62。

速度控制部62根据从目标速度计算部61接收到的速度指令计算出AC伺服电动机44的目标转矩，将计算出的目标转矩作为转矩指令发送给电流控制部63。

电流控制部63根据从速度控制部62接收到的转矩指令控制PWM变换器64所生成的脉冲电压的脉冲宽度。并且，通过将PWM变换器64生成的脉冲电压施加到AC伺服电动机44上，AC伺服电动机44以规定的转速朝规定的方向旋转，由此导纱器33往复行走。

电流检测器65检测AC伺服电动机44内的电流，生成相当于该电流的电流信号。

在这种结构下，根据从速度信号和位置信号处理部66接收到的位置信号和从电流检测器65接收到的电流信号调整速度控制部62发送给电流控制部63的转矩指令，由此实现速度控制部62对电流控制部63的反馈控制(电流回路控制)。同样，根据从速度信号和位置信号处理部66接收到的速度信号调整目标速度计算部61发送给速度控制部62的速度指令，由此实现目标速度计算部61对速度控制部62的反馈控制(速度回路控制)。

在本实施方式中，根据目标速度计算部61计算出的行走速度控制导纱器驱动单元(AC伺服电动机44等)的动作的驱动控制单元的结构包括速度控制部62、电流控制部63和PWM变换器64。

原点检测部67根据从速度信号和位置信号处理部66接收到的位置信号检测出导纱器33通过规定的原点位置这一情况，并且每次检测时将原点位置通过信号发送给冲程周期计算部68。

冲程周期计算部68根据从原点检测部67接收到的原点位置通过信号计算出导纱器33往复行走的实际周期，将计算出的实际周期作为周期信号发送给冲程周期修正部70。

冲程周期修正部70根据从位置-速度模式生成部60接收到的位置-速度模式将作为该位置-速度模式唯一确定的导纱器33往复行走的目标的周期(以下简称为“目标周期”)与从冲程周期计算部68接收到的周期信号、即导纱器33往复行走的实际的周期(以下简称为“实际周期”)进行比较。并且，冲程周期修正部70以使两者一致的方式修正位置-速度模式，将修正后的位置-速度模式发送给目标速度计算部61。具体来说，在实际周期小于目标周期的情况下，以不管是在去的路上还是在回来的路上导纱器33的行走速度普遍降低的方式修正位置-速度模式。另一方面，在实际周期大于目标周期的情况下，以不管是在去的路上还是在回来的路上导纱器33的行走速度普遍增高的方式修正位置-速度模式。直截了当地说，通过增减导纱器33行走的速度使导纱器33往复行走的周期与目标周期一致地进行修正。并且，通过该冲程周期修正部70的动作实现周期偏差修正的反馈控制。附带说明一下，像上述那样冲程周期修正部70使导纱器33的行走速度不管是在去的路上还是在回来的路上普遍增减地修正位置-速度模式不是为了别的，而是为了不损害在上述横动的中间部的导纱器33行走速度的稳定。

(总结)

(方案1)

如以上说明过的那样，本实施方式中横动装置34的横动控制部80具备：生成导纱器33的位置与上述导纱器33在该位置上的行走速度之间的关系即位置-速度模式的位置-速度模式生成部60；根据位置-速度模式生成部60生成的位置-速度模式和由编码器49检测到的上述导纱器33的当前位置计算上述导纱器33作为目标的行走速度的目标速度计算部61；根据上述目标速度计算部61计算出的行走速度控制上述导纱器驱动单元的动作的驱动控制单元。

即，上述专利文献1中，首先优先确定作为导纱器的目标的位置，为了实现这个目标，将导纱器的行走速度作为调整角色。与此相对，如果采用上述结构，由于不将导纱器33的位置作为控制对象，优先决定作为导纱器33的目标的行走速度，因此能够飞跃地抑制导纱器33行走速度的变动，因此能够消除卷装密度在轴向上的不均匀性。

并且，与上述专利文献1的结构相比较，由于不需要逐次进行位置控制(相当于位置控制部3)，因此实现了简单的控制。

(方案2)

上述横动装置34的横动控制部80还具备：根据编码器49检测到的上述导纱器33的当前位置的变化计算上述导纱器33往复行走的实际周期的冲程周期计算部68；修正上述位置-速度模式以使上述导纱器33往复行走的作为目标的周期与上述冲程周期计算部68计算出的上述导纱器33往复行走的实际周期一致的冲程周期修正部70。即，上述专利文献1的技术中，由于以当前时刻作为控制要素，因此在上述导纱器往复行走的周期，不容易产生来自作为目标的周期的偏差。与此相对，本申请的上述技术由于不以当前时刻作为控制要素，因此在上述导纱器33往复行走的周期，容易产生来自作为目标的周期的偏差。因此，如果采用上述结构，能够消除上述导纱器33往复行走的实际周期的、来自作为目标的周期的偏差。

虽然以上说明了本发明的优选实施方式，但上述实施方式能够如下变更而进行实施。

即，虽然上述实施方式以拉伸加捻加工机100的卷绕部103中的横动装置34的横动控制部80作为本申请发明的应用对象，但并不局限于此，也可以用于例如搭载在同时卷绕纺出的多条纱线、以高的生产率形成多个卷装的纺纱卷绕机的纱线卷绕装置中的横动装置上。

并且，虽然上述实施方式采用AC伺服电动机44作为驱动环形带42行走的电动机，但也可以用其他类型的电动机取代。由于AC伺服电动机44一般来说比专利文献1中公开的步进电动机更适合用于输出轴高速旋转的情况，因此在导纱器33每分钟往返的次数像上述实施方式那样达到相当数量的情况下，优选积极采用AC伺服电动机44。

并且，虽然上述实施方式中横动装置34为所谓带式，但也可以取而代之，为直动电动机式横动装置或臂摆式横动装置。直动电动机式横动装置34的结构如图4所示包括引导导纱器33往复运动的导轨50、使导纱器33往复运动的驱动源51、检测导纱器33往复运动的位置和行走速度的编码器52。驱动源51与上述实施方式的AC伺服电动机44相对应，编码器52与编码器49相对应。臂摆式横动装置34的结构如图5所示包括在顶端具有导纱器33的臂53、驱动该臂53摆动的驱动源54、以及检测臂53的旋转角的编码器55。驱动源54与上述实施方式的AC伺服电动机44相对应，编码器55与编码器49相对应。

Claims (2)

1.一种横动装置的控制装置，该横动装置具有可引导行走的纱线的导纱器、用来使上述导纱器往复行走的导纱器驱动单元、以及用来检测上述导纱器的当前位置的当前位置检测单元，该横动装置用来横动卷绕到筒管上的上述纱线，该横动装置的控制装置的特征在于，具备：

模式供给单元，供给上述导纱器的位置与上述导纱器在该位置上的行走速度之间的关系即位置-速度模式；

目标速度计算单元，根据上述模式供给单元供给的位置-速度模式和上述当前位置检测单元检测到的上述导纱器的当前位置，计算上述导纱器作为目标的行走速度；以及

驱动控制单元，根据由上述目标速度计算单元计算出的行走速度控制上述导纱器驱动单元的动作。

2.如权利要求1所述的横动装置的控制装置，其特征在于，还具备：

周期计算单元，根据由上述当前位置检测单元检测到的上述导纱器的当前位置的变化，计算上述导纱器往复行走的实际周期；以及

周期修正单元，修正上述位置-速度模式，以使上述导纱器往复行走的作为目标的周期与由上述周期计算单元计算出的上述导纱器往复行走的实际周期一致。

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