JP2000211813A - Fiber winding machine - Google Patents

Fiber winding machine

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JP2000211813A
JP2000211813A JP1011399A JP1011399A JP2000211813A JP 2000211813 A JP2000211813 A JP 2000211813A JP 1011399 A JP1011399 A JP 1011399A JP 1011399 A JP1011399 A JP 1011399A JP 2000211813 A JP2000211813 A JP 2000211813A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
collet
target
rotation speed
rotational speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1011399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daigo Nishida
大悟 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP1011399A priority Critical patent/JP2000211813A/en
Publication of JP2000211813A publication Critical patent/JP2000211813A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize the revolviong speed of a collet in the neighborhood of the target revolving speed value while quick followup is made for the target speed value varying from time to time and prevent hunting effectively even in case the target value is largely different from the actual revolving speed. SOLUTION: The value obtained by multiplying the difference ΔN between the actual revolving speed N of a collet 2 and its target speed value NO by a proportioning control constant (k) is fed to an inverter 4 as a command value S, wherein the constant (k) is changed over into 0.1 when ΔN lies within 3 rpm, 0.5 when between 3 and 10 rpm, and 0.2 when exceeding 10 rpm. Thereby effective control is continued in the range free of hunting when N lies far from NO, and the followup characteristic is raised by introducing a comparatively large feedback when N approaches NO and the feedback is lessened when further approached so that overshoot is prevented effectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス繊維等の紡
糸、巻取りに好適に利用される繊維巻取装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber winding device suitably used for spinning and winding glass fibers and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の繊維巻取装置として、コレット
の回転を汎用インバータで制御しながら、該コレットに
外装したパッケージに繊維を巻き取るようにしたものが
知られている。すなわち、パッケージは巻き太るにつれ
て周速が速くなるため、これに応じて経時的に回転数を
減速させ、パッケージが巻き太っても巻取速度を一定に
保って繊維径が細くなることを防止している。
2. Description of the Related Art As a fiber winding device of this type, there is known a fiber winding device in which the rotation of a collet is controlled by a general-purpose inverter, and the fiber is wound around a package provided on the collet. In other words, since the peripheral speed increases as the package becomes thicker, the rotational speed is accordingly reduced over time, and the winding speed is kept constant even if the package is thicker, thereby preventing the fiber diameter from becoming thinner. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記インバ
ータへの回転数指令は、制御手段から巻取り条件に応じ
て出力されるが、その出力量は、目標回転数と実回転数
との回転数差を検出して補正する場合がある。このよう
な補正の場合、インバータの内部制御が不明確であるこ
と、負荷の慣性が動力に対して極めて大きいこと、演算
時間に制約があること等の理由により、単純な比例制御
を採用し、その比例定数を実回転数と目標回転数との回
転数差によって2段階に切り換えるようにしているのが
通例である。
The rotation speed command to the inverter is output from the control means in accordance with the winding condition. The output amount is the rotation speed between the target rotation speed and the actual rotation speed. The difference may be detected and corrected. In the case of such a correction, simple proportional control is adopted for reasons such as the internal control of the inverter is unclear, the inertia of the load is extremely large with respect to the power, and the calculation time is limited, Usually, the proportional constant is switched between two stages depending on the difference between the actual rotation speed and the target rotation speed.

【0004】ところが、かかる比例制御定数の切換え
は、従来では回転数差が大きい場合に大きい値にしてフ
ィードバック量を2倍に、回転数差が小さい場合に小さ
い値にしてフィードバック量を半分にという単純な手法
により行っているに過ぎない。このため、回転数差が大
きいときに慣性の大きい負荷に対してインバータの加減
速カーブを越えるフィードバック量となったときにハン
チングを起こし易く、また回転数差が小さくフィードバ
ック量が必要以上に抑えられたときに応答性が悪くなる
という不具合が拭えないものであった。
However, the switching of the proportional control constant is conventionally performed such that the feedback amount is doubled by increasing the value when the rotational speed difference is large, and reduced by half when the rotational speed difference is small. It's just a simple method. For this reason, when the amount of feedback exceeds the acceleration / deceleration curve of the inverter for a load with large inertia when the rotational speed difference is large, hunting is likely to occur, and the rotational speed difference is small and the feedback amount is suppressed more than necessary. However, the problem that the response becomes poor when it is used cannot be wiped.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、繊維巻取用のパッケージが装着され
るコレットの回転数をインバータを介して制御する制御
手段を具備してなり、この制御手段が、前記コレットの
実回転数と巻取り条件に応じた目標回転数とから回転数
差を求め、その回転数差に比例制御定数を乗じたものを
指令値としてインバータに出力するようにしているもの
において、前記制御手段に、比例制御定数を3段階に亘
って切り換える切換部を設け、この切換部において前記
比例制御定数を、コレットの実回転数と目標回転数との
回転数差が第1の基準値内にあるときに小さい値(k
1)に、この第1の基準値を越えて第2の基準値内にあ
るときに大きい値(k2)に、更に第2の設定値を越え
るときに再び小さい値(k3)にそれぞれ切換えるよう
にしていることを特徴とする。つまり、上記切換は、基
本的にk1<k2、k3<k2を満たすように定める事
を主旨とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises control means for controlling, via an inverter, the number of revolutions of a collet to which a fiber winding package is mounted. This control means calculates a rotation speed difference from the actual rotation speed of the collet and a target rotation speed according to the winding conditions, and outputs a value obtained by multiplying the rotation speed difference by a proportional control constant to the inverter as a command value. In the control means, a switching unit for switching the proportional control constant in three stages is provided in the control unit, and the switching unit changes the proportional control constant between the actual rotational speed of the collet and the target rotational speed. When the number difference is within the first reference value, a small value (k
In 1), when the value exceeds the first reference value and falls within the second reference value, the value is switched to a large value (k2), and when the value exceeds the second set value, the value is switched again to a small value (k3). It is characterized in that. That is, the switching is basically intended to be determined so as to satisfy k1 <k2 and k3 <k2.

【0006】このような構成のものであれば、実回転数
と目標回転数との回転数差が第1の基準値と第2の基準
値との間にあるときには、比較的大きなフィードバック
が掛かり、実回転数を目標回転数に対して迅速に追従さ
せることができるのに対して、その回転数差が第1の基
準値内に入ると、比例制御定数が小さい値に抑えられ
て、実回転数が目標回転数を通り越してオーバーシュー
トすることが有効に防止される。一方、本発明は前記回
転数差が第2の基準値を越えるときに比例制御定数を小
さくするようにしているため、慣性が大きく応答性が極
めて悪い負荷に対して、インバータの加減速カーブを越
えない範囲で補正の積算値をその応答速度に合わせた速
度で増加させることができ、過度の補正となることを有
効に防止することができる。
With such a configuration, when the rotation speed difference between the actual rotation speed and the target rotation speed is between the first reference value and the second reference value, relatively large feedback is applied. On the other hand, when the actual rotational speed can quickly follow the target rotational speed, when the rotational speed difference falls within the first reference value, the proportional control constant is suppressed to a small value. It is possible to effectively prevent the rotational speed from overshooting beyond the target rotational speed. On the other hand, according to the present invention, the proportional control constant is reduced when the rotational speed difference exceeds the second reference value. The integrated value of the correction can be increased at a speed corresponding to the response speed within a range not exceeding, and it is possible to effectively prevent an excessive correction.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。この実施例の繊維巻取装置は、ガラス繊維等
を巻き取るためのものであり、巻取装置本体1に、コレ
ット2等の要素部品を組み付けて構成されている。具体
的に説明すると、巻取装置本体1の前面には回転板3が
設けられ、この回転板3には2本のコレット2(A、
B)が平行に突設され、且つその間が図示しない遮蔽板
によって仕切られており、各コレット2が内部のモータ
Mによって回転駆動される。コレット2は、半径方向に
拡縮可能なもので、図示しないパッケージを脱着し得る
ようになっており、仕様例としては軸方向寸法が900
mm、直径300mm、重量140kgという比較的大
きい慣性を有するものである。また、モータMには、
7.5KW出力、4極タイプのものが採用されている。
一方、コレット2の軸心から斜め方向へ変位した位置に
は図示しない綾振り機構が設けられ、この綾振り機構に
より炉から導出され1本に収集されたガラス繊維(スト
ランド)を綾振って、パッケージの外周にガラス繊維を
巻取らせるようにしている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The fiber winding device of this embodiment is for winding glass fibers or the like, and is configured by assembling element parts such as a collet 2 with a winding device main body 1. More specifically, a rotating plate 3 is provided on the front surface of the winding device main body 1, and the rotating plate 3 has two collets 2 (A,
B) are protruded in parallel, and the space therebetween is partitioned by a shielding plate (not shown), and each collet 2 is driven to rotate by an internal motor M. The collet 2 is expandable and contractible in the radial direction, and is configured so that a package (not shown) can be attached and detached.
It has a relatively large inertia of mm, diameter 300 mm and weight 140 kg. Also, the motor M has
A 7.5 kW output, 4-pole type is employed.
On the other hand, a traverse mechanism (not shown) is provided at a position displaced in an oblique direction from the axis of the collet 2, and the traverse mechanism traverses glass fibers (strands) led out of the furnace and collected into one. Glass fiber is wound around the package.

【0008】このような繊維巻取装置は、パッケージが
巻き太るにつれて周速が速くなるため、これに応じて経
時的にコレット2の回転数を減速させ、パッケージが巻
き太っても巻取速度を一定に保って繊維径が細くなるこ
とを防止しておく必要がある。そこで、本実施例は、コ
レット2の回転数を例えば15KW出力程度のインバー
タ4を介して制御手段5により制御する構成とし、その
目標回転数N0を操作パネル6から設定される巻取り条
件をもとに制御手段5の内部で演算するようにしてい
る。操作パネル6において設定される巻取り条件とは、
例えば、図2に示すように、一旦4000rpmの定常
運転にまで立ち上げた後に回転数4000〜2500r
pmの範囲で一定時間(例えば10sec)毎に約1r
pmづつ減少させるといった内容をなすものである。
In such a fiber winding device, the peripheral speed increases as the package becomes thicker, and accordingly, the rotation speed of the collet 2 is reduced with time, and the winding speed is reduced even if the package becomes thicker. It is necessary to keep the fiber constant to prevent the fiber diameter from becoming thin. Therefore, in the present embodiment, the rotation speed of the collet 2 is controlled by the control means 5 via the inverter 4 of, for example, about 15 KW output, and the target rotation speed N0 is controlled according to the winding condition set from the operation panel 6. In this case, the calculation is performed inside the control means 5. The winding conditions set on the operation panel 6 are as follows:
For example, as shown in FIG. 2, after once starting up to a steady operation of 4000 rpm, the number of rotations is 4000 to 2500 rpm.
about 1r every fixed time (for example, 10 sec) in the range of pm
The content is reduced by pm.

【0009】一方、本実施例では、コレット2の実回転
数Nをコレット2の後方に設置したスリット7を検出す
るピックアップセンサ8によってパルス列の形で制御手
段5に取り込んでいる。そして、この実回転数Nと前記
目標回転数N0とから、回転数差ΔNを求め、その回転
数差ΔNに比例制御定数kを乗じたものを指令値Sとし
てインバータ4に入力するようにしている。その際、制
御手段5には、比例制御定数kを3段階に亘って切り換
える切換部9が設けてあり、この切換部9において前記
比例制御定数kを、図3に示すように実回転数Nと目標
回転数N0との回転数差ΔNが第1の基準値ΔN1(例
えば3rpm)内にあるときに小さい値k1(例えば
0.1)に、この第1の基準値ΔN1(3rpm)を越
えて第2の基準値ΔN2(例えば10rpm)内にある
ときに大きい値k2(例えば0.5)に、更に第2の基
準値ΔN2(10rpm)を越えるときに再び小さい値
k3(例えば0.2)にそれぞれ切り換えるようにして
いる。
On the other hand, in this embodiment, the actual rotation speed N of the collet 2 is taken into the control means 5 in the form of a pulse train by a pickup sensor 8 which detects a slit 7 provided behind the collet 2. Then, a rotational speed difference ΔN is obtained from the actual rotational speed N and the target rotational speed N0, and a value obtained by multiplying the rotational speed difference ΔN by a proportional control constant k is input to the inverter 4 as a command value S. I have. At this time, the control means 5 is provided with a switching section 9 for switching the proportional control constant k in three stages, and the switching section 9 changes the proportional control constant k to the actual rotational speed N as shown in FIG. When the rotation speed difference ΔN between the target rotation speed N0 and the target rotation speed N0 is within the first reference value ΔN1 (eg, 3 rpm), the rotation speed difference ΔN exceeds the first reference value ΔN1 (3 rpm) to a small value k1 (eg, 0.1). When it is within the second reference value ΔN2 (for example, 10 rpm), it becomes a large value k2 (for example, 0.5), and when it exceeds the second reference value ΔN2 (10 rpm), it becomes a small value k3 (for example, 0.2) again. ).

【0010】このような構成のものであれば、実回転数
Nと目標回転数N0との回転数差ΔNが第1の基準値Δ
N1と第2の基準値ΔN2との間にあるときには、比例
制御定数k2が大きいため比較的大きなフィードバック
が掛かり、実回転数Nを目標回転数N0に迅速に追従さ
せることができるのに対して、その回転数差ΔNが第1
の基準値ΔN1内に入ると、比例制御定数kが小さい値
k1に抑えられて、実回転数Nが目標回転数N0を通り
越してオーバーシュートすることが有効に防止され、安
定した定回転状態が実現される。一方、本実施例は前記
回転数差ΔNが第2の基準値ΔN2を越えるときに比例
制御定数kを小さい値k3にするようにしているため、
慣性が大きく応答性が極めて悪いコレット2に対して、
インバータ4の加減速カーブを越えない範囲で補正の積
算値をその応答速度に合わせた速度で増加させることが
でき、過度の補正となることを有効に防止することがで
きる。例えば、従来では10rpm以上の回転数差があ
る場合にハンチングが発生し、制御不能に陥る場合もあ
ったが、本実施例により50rpm以上の回転数差にも
対応することができ、かつ目標回転数N0に対する追従
性及び定回転時における安定性も向上させることが可能
となる。
With such a configuration, the rotation speed difference ΔN between the actual rotation speed N and the target rotation speed N0 is equal to the first reference value Δ
When the value is between N1 and the second reference value ΔN2, a relatively large feedback is applied because the proportional control constant k2 is large, and the actual speed N can quickly follow the target speed N0. , The rotational speed difference ΔN is the first
Is within the reference value ΔN1, the proportional control constant k is suppressed to a small value k1, and the actual rotation speed N is effectively prevented from overshooting beyond the target rotation speed N0, and a stable constant rotation state is achieved. Is achieved. On the other hand, in this embodiment, the proportional control constant k is set to a small value k3 when the rotation speed difference ΔN exceeds the second reference value ΔN2.
For the collet 2 with large inertia and extremely poor response,
The integrated value of the correction can be increased at a speed corresponding to the response speed within a range that does not exceed the acceleration / deceleration curve of the inverter 4, and excessive correction can be effectively prevented. For example, in the related art, hunting occurs when there is a rotational speed difference of 10 rpm or more, and control may be lost. However, according to this embodiment, it is possible to cope with a rotational speed difference of 50 rpm or more. It is also possible to improve the followability to the number N0 and the stability at the time of constant rotation.

【0011】なお、各部の具体的構成は、上述した実施
例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々変形が可能である。例えば、各基準値
の中で、更に比例制御定数を細かく細分化して切り換え
るような設定も有効である。
The specific configuration of each part is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a setting in which the proportional control constant is further finely divided and switched in each reference value is also effective.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明は、以上説明した構成であるか
ら、従来に比べてコレットの回転数を目標回転数近傍で
安定させることができ、また刻々変動する目標回転数に
対しても迅速な追従性を実現することができる。その
上、目標回転数が実回転数に対して大きくかけ離れてい
る場合にも、ハンチングを発生させることなく、広い範
囲に亘って制御を有効に行うことが可能となる。
As described above, the present invention can stabilize the rotation speed of the collet in the vicinity of the target rotation speed as compared with the related art, and can quickly operate the collet in response to the constantly changing target rotation speed. Followability can be realized. In addition, even when the target rotational speed is far away from the actual rotational speed, control can be effectively performed over a wide range without causing hunting.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す概略的な構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】同実施例における巻取り条件の一例を示すグラ
フ。
FIG. 2 is a graph showing an example of a winding condition in the embodiment.

【図3】同実施例における回転数差と比例制御定数との
関係を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a rotational speed difference and a proportional control constant in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…コレット 4…インバータ 5…制御手段 9…切換部 k…比例制御定数 N…実回転数 N0…目標回転数 ΔN…回転数差 ΔN1…第1の基準値 ΔN2…第2の基準値 2 ... Collet 4 ... Inverter 5 ... Control means 9 ... Switching unit k ... Proportional control constant N ... Actual speed N0 ... Target speed ΔN ... Speed difference ΔN1 ... First reference value ΔN2 ... Second reference value

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】繊維巻取用のパッケージが装着されるコレ
ットの回転数をインバータを介して制御する制御手段を
具備してなり、この制御手段が、前記コレットの実回転
数と巻取り条件に応じた目標回転数とから回転数差を求
め、その回転数差に比例制御定数を乗じたものを指令値
としてインバータに出力するようにしているものにおい
て、 前記制御手段に、比例制御定数を3段階に亘って切り換
える切換部を設け、この切換部において前記比例制御定
数を、コレットの実回転数と目標回転数との回転数差が
第1の基準値内にあるときに小さい値に、この第1の基
準値を越えて第2の基準値内にあるときに大きい値に、
更に第2の設定値を越えるときに再び小さい値にそれぞ
れ切換えるようにしていることを特徴とする繊維巻取装
置。
The present invention further comprises control means for controlling, via an inverter, the number of revolutions of a collet to which a fiber winding package is mounted, the control means controlling the actual number of revolutions of the collet and winding conditions. A rotational speed difference is obtained from the corresponding target rotational speed, and a value obtained by multiplying the rotational speed difference by a proportional control constant is output to the inverter as a command value. A switching unit that switches over the stages is provided. In this switching unit, the proportional control constant is set to a small value when the difference between the actual rotation speed of the collet and the target rotation speed is within the first reference value. When the value exceeds the first reference value and falls within the second reference value,
Further, when the value exceeds the second set value, the value is switched to a smaller value again.
JP1011399A 1999-01-19 1999-01-19 Fiber winding machine Pending JP2000211813A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004071922A1 (en) * 2003-02-12 2004-08-26 Tstm Co., Ltd. Rotation detection device of yarn winding apparatus
CN1305747C (en) * 2003-10-30 2007-03-21 三垦电气株式会社 Method for controlling rotation speed of reel and converter
JP7448146B2 (en) 2020-05-19 2024-03-12 ユニチカ株式会社 Cake and glass yarn packaging

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