JP2529113B2

JP2529113B2 - 巻返機等の張力制御装置

Info

Publication number: JP2529113B2
Application number: JP62224494A
Authority: JP
Inventors: 征四郎橋本; 隆島崎
Original assignee: Tsudakoma Industrial Co Ltd
Current assignee: Tsudakoma Corp
Priority date: 1987-09-08
Filing date: 1987-09-08
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JPS6469468A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、巻返機や整経機等（以下、単に、巻返機
等という）の張力制御装置の改良に関する。

従来技術巻返機等においては、数本ないし10数本のセクショナ
ルビームから糸シートを引き出し、これを合体して１枚
の糸シートとした上、１本の巻取りビームに巻き取って
ワープビームを作ることが行なわれる。

かかる巻返機等においては、巻取りビームに巻き取ら
れる糸シートの張力、すなわち、巻取り張力の管理は重
要であって、従来から、種々の張力制御装置が提案され
ている所である。中でも、個々のセクショナルビームに
対して、パウダブレーキ等の制動トルク発生器を設ける
ことによって糸シートに引出し張力を与える一方、巻取
りビームは、所定のライン速度を実現するように回転数
制御を行ない、また、テークアップロールは、それぞれ
の制動トルク発生器によって与えられる各引出し張力を
等しく設定した上、その合計値に対する補正張力を糸シ
ートに付与して、所定の巻取り張力を実現するようにし
た張力制御装置は、複数本のセクショナルビームに対す
る各引出し張力の制御が開ループ制御糸で足るので、全
体構成を著るしく簡単化することができる上、最終の巻
取り張力の制御は閉ループ制御糸によるので、全体とし
て、高精度の制御糸を容易に構築することが可能である
という利点を有するものである（特公昭57−33267号公
報）。ただし、以下の説明においては、等しく設定した
各セクショナルビームからの引出し張力の合計値を、単
に、引出し張力というものとする。

発明が解決しようとする問題点而して、この従来技術によるときは、セクショナルビ
ームからの引出し張力T1に対して、所定の巻取り張力T0
を実現するときの補正張力T2は、T2＝T0−T1となるもの
であるから、この補正張力T2は、閉ループ制御系に対し
ては、できるだけ正確なバイアス値として設定すべきも
のである。でないとすれば、閉ループ制御系は、常に、
補正張力T2に相当する大きな偏差信号の存在のもとに動
作せざるを得なくなり、大きな積分定数を含む最適の制
御定数をセットすることができないため、安定な制御動
作を実現することができなくなるおそれがあるからであ
る。しかるに、この従来技術は、補正張力T2に相当する
バイアス値を、積極的に、正確に決定する手段を欠いて
いたので、安定な制御特性を得ることが必ずしも簡単で
はないという問題を有するものであった。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の実情に
鑑み、閉ループ制御系に付加した閉ループ手段により、
閉ループ制御系を開ループに開いた上で、バイアス設定
器を設定して偏差信号を充分に小さくし、しかる後、閉
ループ制御系の定常運転動作を開始するようにすること
によって、閉ループ制御系は、常に、小さな偏差信号の
存在のもとに動作することができるので、制御定数とし
て最適のものをセットすることができ、したがって、容
易に安定な制御特性を得ることができる、新規の、巻返
機等の張力制御装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、複数
のセクショナルビームから引き出した糸シートをテーク
アップロール上で合体して、主モータにより、所定のラ
イン速度で巻取りビームに巻き取るようにし、テークア
ップロールには、張力制御回路を介して制御される補助
モータを設けて、セクショナルビームからの引出し張力
に対する補正張力を付加して所定の巻取り張力を得るよ
うにする一方、張力制御回路には、偏差補正手段と、開
ループ手段と、バイアス設定器とを備え、開ループ手段
によって制御系を開ループに開いた状態で、バイアス設
定器を介して補助モータを開ループ制御し、偏差補正手
段によって偏差信号を充分に小さくした後、制御系を閉
ループとして、定常運転状態に投入するようにしたこと
をその要旨とする。

作用而して、この構成によるときは、張力制御回路は、定
常運転状態においては、巻取りビームに巻き取られる糸
シートの巻取り張力を検出するための張力検出器を検出
端とし、補助モータを操作端とする閉ループ制御系を形
成するものであるが、これを運転するに当っては、ま
ず、開ループ手段により、制御系を開ループに開くこと
によって、バイアス設定器による補助モータの開ループ
制御を行なうことができる。そこで、バイアス設定器の
設定値として、補助モータが、所定の巻取り張力と引出
し張力との差に相当する補正張力に相当する出力トルク
を発生するように設定する。次ぎに、偏差補正手段によ
って、巻取り張力の偏差信号を充分小さくすることがで
きるから、つづいて、開ループ手段を復帰して、制御系
を閉ループに投入すれば、円滑に、定常運転状態に移行
することができる。

このようにして、閉ループ制御系を定常運転状態に投
入するときは、偏差信号が充分に小さい状態で制御系の
運転が開始され、制御系の制御増幅器に対しては、過大
な入力信号が入力されるおそれがないから、大きい積分
定数を含む最適制御定数を制御増幅器にセットしても何
ら不都合を生じることはなく、全体として、安定な制御
動作を実現することができるものである。

なお、偏差補正手段は、手動の補正設定器とすること
もできる他、自動的に偏差信号を充分小さく維持し、定
常運転中は、その出力を一定に保持するような形式とす
ることもでき、後者によれば、調整段階において偏差信
号を小さく維持する操作を完全自動化することができる
ので、さらに、運転操作を簡略化することが可能であ
る。

以上のように作用するものである。

実施例以下、図面を以って実施例を説明する。

巻返機等の張力制御装置は、糸シートＳの巻取り張力
T0を検出する張力検出器TDを検出端とし、テークアップ
ロールTKに連結した補助モータM2を操作端とし、偏差補
正手段10と、制御増幅器24と、バイアス設定器27とを備
えた張力制御回路１によって形成されている（第１
図）。

巻返機等の機械本体は、複数のセクショナルビームS
B、SB…と、プレッシャロールTK1、TK1を有するテーク
アップロールTKと、巻取りビームTBとを備えてなり、各
セクショナルビームSBから引き出した糸シートS1、S1…
をテークアップロールTK上で合体することによって、１
枚の糸シートＳを形成し、テンションロールTRとガイド
ロールGRとを経て、これを、所定の巻取り張力T0を以っ
て巻取りビームTB上に巻き取り、ワープビームを作るこ
とができるものである。ただし、各セクショナルビーム
SBには、パウダブレーキ等の図示しない制動トルク発生
器が付設されており、それぞれに対応する糸シートS1の
引出し町を均一に調整することによって、その合計の引
出し張力T1を規制することができるものとある。

テークアップロールTKには、ワンウェイクラッチTKa
を介して補助モータM2が連結されており、さらに、補助
モータM2の軸端には、タコジェネレータTGが連結されて
いる。また、巻取りビームTBは、主モータM1によって駆
動されており、主モータM1は、ライン速度設定器M1bの
出力たるライン速度設定信号LS0と、前記タコジェネレ
ータTGの出力たるライン速度信号LSとを入力する速度制
御回路M1aによって、糸シートＳの巻取り速度、すなわ
ち、糸シートＳのライン速度が、ライン速度設定器M1b
によって設定されるライン速度設定値と一致するよう
に、その回転数制御がなされているものとする。

テークアップロールTKとガイドロールGRとの中間に
は、テンションロールTRが配設されており、これに付設
した張力検出器TDの出力は、糸シートＳの巻取り張力T0
を示す張力信号TSとして、張力制御回路１に入力されて
いる。

張力制御回路１においては、張力信号TSは、加え合せ
点22を経て偏差信号△Ｔとなった後、制御増幅器24と、
リレー接点R1aとを介して、加え合せ点26に至る。加え
合せ点26の出力は、駆動増幅器28を経て、駆動信号MSと
して、操作端たる補助モータM2に出力されている。ただ
し、張力信号TSは、加え合せ点22の減算端子に接続され
る一方、その加算端子には、偏差補正手段10を形成する
手動の補正設定器11の出力が接続されている。また、加
え合せ点26の両入力端子には、制御増幅器24の出力の他
に、バイアス設定器27の出力が接続されている。また、
張力信号TSと偏差信号△Ｔとの各値は、それぞれ、メー
タ21、23によって表示することができるようになってい
る。

かかる構成の巻返機等の張力制御装置の作動は、次の
とおりである。

いま、定常運転状態においては、巻取りビームTBは、
テークアップロールTKの回転数、すなわち、糸シートＳ
のライン速度が、ライン速度設定器M1bによって設定さ
れるライン速度設定値に一致するように、主モータM1を
介して、回転数制御されている。一方、テークアップロ
ールTKは、テークアップロールTK上で合体される糸シー
トS1、S1…の合計の引出し張力T1と、補助モータM2の発
生トルクによって決まる補正張力T2とによって、糸シー
トＳの巻取り張力T0＝T1＋T2となるように、すなわち、
糸シートＳに補正張力T2を付与するように動作してい
る。ただし、このとき、張力制御回路１は、制御増幅器
24を介して閉ループ制御系を形成するように、リレー接
点R1aが閉成されているものとし、巻取り張力T0の微少
変動は、この閉ループ制御系によって補正制御されてい
るものとする。また、張力制御回路１中の補正設定器11
は、偏差信号△Ｔが△Ｔ≒０となるように設定されてお
り、バイアス設定器27は、補助モータM2の出力トルク
が、補正張力T2に相当する値となるように設定されてい
るものとする。

かかる張力制御回路１の閉ループ制御系を定常運転状
態に投入するに際しては、まず、リレー接点R1aを開い
て、制御系を開ループとする。このとき、補助モータM2
は、バイアス設定器27と駆動増幅器28とを介して開ルー
プ制御することができるから、張力検出器TDによって検
出される巻取り張力T0が所定値となるように、メータ21
によってその値を監視しながら、バイアス設定器27を設
定する。これによって、バイアス設定器27は、補助モー
タM2による補正張力T2が、T2＝T0−T1となるように、正
確に設定することができる。

つづいて、補正設定器11を設定し、メータ23を監視し
ながら、偏差信号△Ｔを△Ｔ≒０とする。

次いで、リレー接点R1aを閉成することによって、閉
ループ制御系を形成せしめ、制御系を定常運転状態に投
入する。このとき、△Ｔ≒０であるから、制御増幅器24
の出力も充分に小さく、したがって、制御系は、バンプ
レスに定常運転に投入することができる。また、以後、
張力検出器TDによって検出される巻取り張力T0に微少変
動があったとしても、偏差信号△Ｔは微少範囲に留まる
ので、制御増幅器24の制御定数は、大きな積分定数を含
む最適のものとしても、何ら支障は生じない。

なお、リレー接点R1aは、制御系の調整時には、これ
を開いて系を開ループとし、定常運転時には、これを閉
じることによって閉ループ制御系を形成するための開ル
ープ手段として動作するものであるから、リレー接点に
代えて、他の任意のアナログスイッチング素子を使用す
ることができることはいうまでもない。また、制御系を
定常運転状態に投入する先き立つ補正設定器11の設定
は、制御増幅器24の出力が充分に小さければ足るので、
偏差信号△Ｔは、必ずしも△Ｔ＝０とする必要はなく、
△Ｔ≒０であって、その値が充分に小さければ足るもの
である。

他の実施例偏差補正手段10は、手動の補正設定器11に代えて、偏
差信号△Ｔを入力とし、ホールド検出回路13と、カウン
タ16とを含む閉ループ回路によって形成することができ
る（第２図）。すなわち、偏差信号△Ｔは、増幅器12を
介してホールド検出回路13に入力し、ホールド検出回路
13の第１の出力13aは、リレーR2のコイルとノイズサプ
レッサＤとの並列回路を介して接地するとともに、ゲー
ト素子15の反転入力端子に入力する。一方、ホールド検
出回路13の第２の出力13bは、カウンタ16のアップダウ
ン切替端子UDに入力されている。ただし、ホールド検出
回路13の第１の出力13aは、偏差信号△Ｔが、所定の制
御値ａに対して、｜△T|＞ａのときにローレベルとな
り、第２の出力13bは、偏差信号△Ｔの符号によって、
そのレベルが決定されるものとする。

カウンタ16の出力は、ディジタルアナログ変換器17と
増幅器18とを介して、加え合せ点22の減算端子に接続す
ることによって、閉ループを完成する。ただし、ホール
ド検出回路13には、リレー接点R1aを入力し、また、ゲ
ート素子15の他の入力端子には、発振器14の出力を接続
し、さらに、ゲート素子15の出力は、カウンタ16のクロ
ック端子CKに接続してある。

リレーR2の常開接点R2aは、リレー接点R1aと並列接続
した上、操作スイッチ43Tを介してリレーR1のコイルに
接続し、さらに、操作スイッチ43TとリレーR1との直列
回路に並列に、表示ランプＬを接続して、補助リレー回
路を形成する。また、制御増幅器24と加え合せ点26との
間に介装するリレー接点は、リレーR1の常開接点R1aを
使用するものとする。

いま、リレーR1が復帰しており、制御系が開ループと
なっていて、定常運転状態に投入されていないときを考
える。

偏差信号△Ｔが、｜△T|＞ａであるときは、ホールド
検出回路13の第１の出力13aがローレベルであるので、
リレーR2は動作せず、また、ゲート素子15は開かれてお
り、したがって、発信器14からのパルス列は、カウンタ
16のクロック端子CKに加えられる。一方、このとき、カ
ウンタ16のアップダウン切替端子UDには、ホールド検出
回路13の第２の出力13bが入力されているので、カウン
タ16の内容は、偏差信号△Ｔの符号によって増減される
ことになる。

カウンタ16の内容は、ディジタルアナログ変換器17と
増幅器18とを介して、加え合せ点22の減算端子に入力さ
れているから、いま、偏差信号△Ｔの符号が正のとき
に、カウンタ16の内容が増加するように、カウンタ16の
アップダウン切替動作を定めれば、偏差補正手段10は、
全体として、過大な偏差信号△Ｔの大きさを小さく引き
戻す方向に是正するように動作することができることに
なる。また、偏差信号△Ｔが充分に小さくなり、｜△T|
＜ａとなるときは、ホールド検出回路13の第１の出力13
aによって、ゲート素子15が閉じられているので、偏差
信号△Ｔの大きさの是正動作は、自動的に停止され、し
たがって、偏差補正手段10は、制限値ａを小さく選定す
ることによって、偏差信号△Ｔを、常時、充分に小さく
維持することができるものである。

一方、｜△T|＜ａのときは、ホールド検出回路13の第
１の出力13aがハイレベルとなって、リレーR2が動作す
るので、これによって、リレー接点R2aが閉成し、表示
ランプＬが点灯する。したがって、このときに、操作ス
イッチ43Tを操作することによってリレーR1の動作せし
めれば、リレー接点R1a、R1a…が閉成するので、制御系
は、円滑に定常運転状態に投入することができるもので
ある。なお、ホールド検出回路13にもリレー接点R1aが
入力されているので、ホールド検出回路13の各出力13
a、13bは、リレーR1の動作直前の値にホールドされ、以
後、偏差信号△Ｔの是正動作は行なわれないものとす
る。

以上の各実施例において、加え合せ点26には、リレー
接点R1aを経由する制御増幅器14の出力と、バイアス設
定器27の出力との他に、可変抵抗器VR1、VR2の各出力を
入力することができる（第３図）。ここで、可変抵抗器
VR1は、電源電圧を分圧して、リレー接点R3aを介して出
力するものであり、可変抵抗器VR2は、前述のライン速
度信号LSを分岐した上、抵抗Ｒを介して、これを分圧し
て出力するものであって、両者は、全体として、メカニ
カルロス補償回路30を形成しているものである。ただ
し、リレー接点R3aは、巻返機等の機械本体の運転が開
始されるときに閉成されるものとする。

可変抵抗器VR1の設定値V0と、可変抵抗器VR2の設定値
θとで決まる直接（第４図の点線）は、静止摩擦損失と
動摩擦損失との組み合せによって表わされる機械本体の
メカニカルロス（同図の実線）を近似することができる
ので、全体の制御特性を一層高精度のものとすることが
できるものである。

発明の効果以上説明したように、この発明によれば、セクショナ
ルビームから引き出した糸シートに、補正張力を付加し
て、所定の巻取り張力を持って巻取りビームに巻き取る
とき、補正張力の付加は、テークアップロールを駆動す
る補助モータによって行ない、この補助モータを制御す
るための張力制御回路には、偏差補正手段と、開ループ
手段と、バイアス設定器とを備えて、開ループ手段によ
って制御糸を開ループに開いた状態で、バイアス設定器
により、補助モータを開ループ制御し、偏差補正手段に
よって偏差信号を充分小さくした後、制御系を閉ループ
として定常運転状態に投入するようにすることによっ
て、張力制御回路を形成する閉ループ制御系は、定常運
転においては、常に、小さな偏差信号の存在のもとに動
作することが保証されるので、制御定数として、大きな
積分定数を含む最適のものをセットしても何ら支障はな
く、したがって、容易に、安定な張力制御特性を実現す
ることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例を示す全体構成説明図である。第２図は他の実施例を示す要部構成図である。第３図と第４図は、さらに別の実施例を示し、第３図は
要部構成図、第４図は動作特性線図である。 S1、Ｓ……糸シート T1……引出し張力 T2……補正張力 T0……巻取り張力 △Ｔ……偏差信号 SB……セクショナルビーム TK……テークアップロール TB……巻取りビーム M1……主モータ M2……補助モータ１……張力制御回路 10……偏差補正手段 11……補正設定器 13……ホールド検出回路 27……バイアス設定器 30……メカニカルロス補償回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のセクショナルビームと、テークアッ
プロールと、巻取りビームとを備え、該巻取りビーム
は、前記セクショナルビームから引き出した糸シートを
前記テークアップロール上で合体して、所定のライン速
度で巻き取る主モータを有する一方、前記テークアップ
ロールは、張力制御回路を介して制御される補助モータ
を有し、該補助モータは、前記セクショナルビームから
の引出し張力に対する補正張力を糸シートに付与して所
定の巻取り張力を得るようにしてなる巻返機等の張力制
御装置において、前記張力制御回路は、偏差補正手段
と、開ループ手段と、バイアス設定器とを備え、前記開
ループ手段によって制御系を開ループとし、前記バイア
ス設定器を介して前記補助モータを開ループ制御すると
ともに、前記偏差補正手段によって偏差信号を十分小さ
くした後、制御系を閉ループとして定常運転するように
したことを特徴とする巻返機等の張力制御装置。
【請求項２】前記偏差補正手段は、手動の補正設定器か
らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の巻
返機等の張力制御装置。
【請求項３】前記偏差補正手段は、前記開ループ手段と
連動するホールド検出回路を有し、前記開ループ手段に
よって制御系を開ループとしている間は、常時、前記偏
差信号を充分小さく維持することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の巻返機等の張力制御装置。
【請求項４】前記張力制御回路は、メカニカルロス補償
回路を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
いし第３項のいずれか記載の巻返機等の張力制御装置。