JP2622685B2 - パイルたて糸の張力制御方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、パイルたて糸の張力をテリーモーションと
の関連で積極的に制御する技術に関する。

なお、本明細書では、織機の送り出し装置から巻き取
り装置への方向を「前進」、その逆を「後退」と表現す
る。また「ファストピック（Fast pick）」は、よこ糸
を織り前までおさ打ちすることを言い、また「ルーズピ
ック（Lose Pick）」は、よこ糸を織り前までおさ打ち
しないことを言う。

先行技術 特許出願人は、特願昭61−268317号の「織機の送り出
し装置」によって、パイルたて糸の送り出し時に、張力
制御系と速度制御系とを切り換えることを既に提案して
いる。上記制御によると、パイル形成の際に制御系が張
力制御から速度制御に切り換えられ、テンションロール
の変位によりパイルたて糸が低い張力で急速に送り出さ
れる。この結果、パイル抜けがなく、所定長のパイルが
確実に形成される。

ところで、布移動式のパイル織機を例にとれば、制御
系が速度制御から張力制御に切り換えられるとき、速度
制御によるたて糸のゆるみ状態から張力制御に移行する
ため、その間でたて糸の張力値が急変するので、その後
に張力制御系が負荷変動により一時的に不安定な状態と
なる。すなわち、張力制御系が新たな目標値に応答する
過程で振動し、たて糸張力も目標値に対してしばらく振
動することになる。

また、張力制御状態で織り前がおさ打ち位置に向けて
後退する際、後退動作から後退停止状態に移行したと
き、そのテンションロールが運動時の慣性によって、必
要以上に変位しようとするため、このときにも制御系が
一時的に振動し不安定な状態となる。

これらの現象は、リード打ちやソード打ちなど、おさ
移動式のパイル織機についても同様に現れる。

このような動作は、制御特性上好ましくなく、またパ
イル組織の形成にも悪影響を及ぼす。

発明の目的 したがって、本発明の目的は、速度制御と張力制御と
の切り換わり時に、変位可能なテンションロールに制動
力を働かせ、各切り換わり過程での制御系の不安定な応
答状態を未然に防止することである。

発明の解決手段 そこで、本発明は、パイルたて糸のテンションロール
の制御を速度制御による位置制御過程から張力制御のた
めのトルク制御過程に切り換わる間に、テンションロー
ルの支持手段に制動力を作用させることにより、テンシ
ョンロールの変位を一時的に停止させ、このあとに続く
張力制御を前の速度制御の影響を受けない状態で進めら
れるようにしている。

また、本発明は、位置制御過程からトルク制御過程に
切り換えられる過程のみならず、織り前の後退動作から
後退停止へ切り換わる過程、すなわちトルク制御から位
置制御に切り換えられる過程でも、テンションロールの
支持手段に制動力を作用させることにより、テンション
ロールに運動慣性によるオーバーシュートを発生させな
いようにしている。

発明の構成 第１図は、本発明の張力制御装置１を示している。

多くのパイルたて糸２は、パイルビーム３の外周にシ
ート状に巻き付けられており、送り出しモータ４の回転
によって、積極的に送り出され、定位置のガイドロール
５および変位可能なテンションロール６の外周に巻き掛
けられた後、製織の進行にともなって、織り前７の方向
に送り出される。このテンションロール６は、支持手段
としてのテンションレバー８の先端で回転自在に支持さ
れている。そして、テンションレバー８の基端部分は、
織機のフレームなどの定位置に対し支点軸９によって揺
動自在に支持されている。この支点軸９は、サーボモー
タやトルクモータ、あるいはロータリアクチュエータな
どの駆動源11に機械的に連結されている。もちろん、こ
の駆動源11は、入力電流にほぼ比例するトルクを発生
し、これを支点軸９に作用させることにより、テンショ
ンロール６を前後方向に変位させ、パイルたて糸２に所
定の張力を与える。

なお、上記の送り出しモータ４は、送り出しモータ駆
動部12の制御下に置かれている。この送り出しモータ駆
動部12は、位置検出器13によって、テンションレバー８
の変位を検出し、テンションレバー８を常に所定の位置
に保つように、送り出しモータ４を駆動し、パイルたて
糸２を製織の進行とともに織り前７の方向に順次送り出
していく。ここで、この送り出しモータ駆動部12の制御
特性は、通常、大きな時定数で応答する。このため、１
回転中の開口運動、または布10の移動あるいはパイル形
成時の一時的なパイルたて糸２の張力の変動は、送り出
しモータ駆動部12の制御対象となっていない。

一方、前記の駆動源11は、張力制御系としての張力設
定部14、速度制御系としての速度指令部151、停止指令
部152、およびこれらの出力を入力とする駆動制御部16
によって制御される。そして、張力設定部14、速度指令
部151および停止指令部152の出力端は、それぞれスイッ
チング部17の入力側に接続されており、それらの出力と
しての張力信号Ｔおよび速度信号V1、V2は、択一的に駆
動制御部16の入力となる。第２図は、これらの接続関係
を概念的に表している。

次に、前記の張力設定部14は、テンションロール６の
位置をテンションレバー８の位置から間接的に測定する
位置検出器18、これに接続された張力変化の係数ａ設定
用の張力設定器19、および基本的な張力の定数ｂを設定
するための張力設定器20からなっている。そして、これ
らの張力設定器19、20は、加え合わせ点21を介してスイ
ッチング部17の例えばアナログ無接点式のスイッチ22に
接続されている。

また速度指令部151および停止指令部152は、２つのパ
ルス発振器261、262を備えており、これらは入力端で織
機の主軸40に連結された共通の回転検出器25、およびそ
れぞれ移動量の設定器241、242に接続されており、また
出力側でアップダウン形式のカウンタ271、272のアップ
入力端にそれぞれ接続されている。そして、これらのカ
ウンタ271、272は、出力側で、それぞれ速度設定器28
1、282、スイッチング部17のスイッチ331、332、共通の
加え合わせ点29、速度指令部151および停止指令部152に
共通な速度増幅器30および出力電圧の上限設定用の調節
器34を介しスイッチング部17のスイッチ23に接続されて
いる。なお、前記駆動源11に、タコジェネレータ31およ
びパルス発生器32が機械的に連結されており、タコジェ
ネレータ31は、加え合わせ点29に負帰還となるように、
接続されており、またパルス発生器32は、スイッチ36
1、362を介して、カウンタ271、272のダウン入力端にそ
れぞれ接続されている。

そして、上記スイッチ331、332、361、362は、それぞ
れロジックデコード回路37、38によって所定のタイミン
グで選択的にオンとなるように駆動される。すなわち、
これらのロジックデコード回路37、38は、入力側で、回
転検出器25に接続されており、主軸40の所定の１回転中
に、予め設定された回転角でこれらのスイッチ331、33
2、361、362のオンオフ状態を制御する。

またスイッチング部17のスイッチ22、23は、同様にロ
ジックデコード回路39によりオンオフ制御され、出力側
の部分で互いに接続されており、駆動制御部16の加え合
わせ点41および電流増幅器42を介して駆動源11に接続さ
れている。なお、電流増幅器42の出力電流は、電流検出
器43によって検出され、加え合わせ点41にフィードバッ
ク量として負帰還されている。

発明の作用 織機の運転中に、製織が進行すると、織り前７が順次
前進方向に移動するため、パイルたて糸２の張力は、次
第に高められ、それにともなってテンションレバー８
は、支点軸９を中心として、第１図で反時計方向に回動
する。このテンションレバー８の変位は、位置検出器13
によって電気的な信号に変換され、送り出しモータ駆動
部12の入力信号となる。そこで、送り出しモータ駆動部
12は、テンションロール６の位置を判断し、送り出しモ
ータ４を駆動して、パイルたて糸２を送り出すことによ
り、織り前７の移動に追従しながら、パイルたて糸２を
順次前進方向に送り出していく。

今、パイル組織が例えば３本横タオルであるとすれ
ば、その組織の１繰り返しは、３ピック、すなわち織機
の主軸40の３回転ごとに行われる。また、布移動式のタ
オル織りでは、おさ打ちの位置が常に一定であるが、布
10が前後に移動することによって、おさ打ち位置と織り
前７との間隔で必要な長さのパイルが形成される。

第３図は、ある繰り返し周期中に、織機の回転数との
関係で、パイルたて糸２の開口状況、および布10の前進
および後退の移動状況との関係で、スイッチ22,23,331,
332のオンオフ状態およびテンションロール６の位置を
示している。また第４図は、織り前７の前後移動との関
係で、テンションロール６の位置を示している。

さて、パイルたて糸２の張力は、第３図および第４図
にみられるような布10の移動とパイルの形成との関係
で、１繰り返し周期で変化している。なお、第４図中
で、（１）の状態は、パイル形成の完了と対応し、
（２）（３）（４）の状態は、ルーズピックであり、ま
た（５）（６）の状態は、フアストピックで、この間に
パイルを形成する。

そこで、本発明の張力制御装置１は、織り前７が前進
動作中のときに、速度指令部151を働かせ、駆動源11を
速度制御系によって駆動してから、停止指令部152を作
用させる。また、織り前７が前進位置で停止していると
きおよび後退動作中のとき、張力制御装置１は、張力設
定部14を働かせ、パイルたて糸２の張力を目標の張力値
に保つため、張力制御系として駆動源11に働く。

この選択的な切り換えのために、ロジックデコード回
路39は、主軸40の回転数を検知して、織機の回転区間R1
およびR3で、スイッチ23をオンの状態に設定しており、
また回転区間R2で、スイッチ22をオンの状態に設定して
いる。

この結果、一連の制御は、下記のように行われる。

まず、パイル形成後、織機の回転区間R1では、ロジッ
クデコード回路37、38、39は、回転検出器25からの信号
を入力し、織り前７が前方へ移動開始する所定のタイミ
ングを検出し、そのタイミングのときに、それぞれスイ
ッチ331、361、23をオンの状態に設定する。同様に、パ
ルス発振器261は、回転検出器25からの信号を受け、織
り前７が前進方向へ移動開始する所定のタイミングを検
出し、そのタイミングのときにテンションロール６の前
進方向への移動量を設定する設定器241によって予め設
定された移動量に見合うパルス数のパルスを発生し、こ
れをカウンタ271のアップ入力端に出力する。その時点
で、カウンタ271は、そのパルス数を順次計数してい
き、その計数値に比例した出力を速度設定器281に与え
る。そして、この出力は、速度設定器281によって、速
度信号V1として、オン状態のスイッチ331および加え合
わせ点29を経て、速度増幅器30の入力となり、そこで増
幅された後、駆動制御部16の入力となる。そこで、駆動
制御部16は、与えられた速度信号V1に対応する電流を発
生し、駆動源11を瞬時に駆動し、パイルたて糸２の張力
をゆるめる方向にテンションレバー８を回動させ、テン
ションロール６を第４図（１）の状態から同図（２）の
状態のように織り前７の前進スピートよりも早い速度で
急速に前進させ、テンションロール６を織り前７の前進
量に対応する位置まで変位させる（テンションロールの
位置制御過程）。このようにして、テンションレバー８
は、織り前７の前進に先行して移動し、パイルたて糸２
を一時的に、ゆるみ状態とする。この結果、パイルたて
糸２の張力がパイル抜けしない低い値に設定されるた
め、パイルの形成は、確実である。

この間に、駆動源11の回転量は、パルス発生器32によ
ってパルス数として検出され、カウンタ271のダウン入
力端に入力される。カウンタ271の計数値が「０」にな
った時、駆動制御部16は、速度指令部151からの速度信
号V1を失い、これに代わって計数値「０」に対応する停
止信号Ｂを駆動制御部16に送り、駆動源11の回転駆動を
停止させ、それに制動力を作用させる（停止位置制御過
程）。ここで、カウンタ271の計数値が「０」になった
以降は、速度指令部151は、停止指令部152として機能す
ることになる。

したがって、テンションロール６は、所定の位置で、た
だちに停止し、制動状態に入る。このあとに、布10が前
進し、その織り前７が所定の位置まで移動すると、パイ
ルたて糸２は、ゆるみ状態から張り状態となり、設定値
の張力に近づく。このように、テンションレバー８は、
速度信号V1で前進した後、停止信号Ｂでただちに停止
し、停止時の慣性を持たないため、必要以上に移動せ
ず、ただちに安定な停止状態となる。

次に、織機の回転区画R2では、ロジックデコード回路
39は、回転検出器25からの信号を入力し、織り前７が前
進位置で停止する所定のタイミングを検出し、そのタイ
ミングのときにスイッチイ22をオン、またスイッチ23を
オフの状態に設定する。したがって、駆動制御部16に、
目標の張力信号Ｔが入力される。すなわち、張力設定部
14は、目標の張力信号Ｔを発生し、スイッチング部17の
スイッチ22のオンによって、それを駆動制御部16に送り
込んでいる。ここで、張力信号Ｔは、張力設定器19、20
によって、式Ｔ＝aS＋ｂによって表される。式中で、係
数ａは、直線の式の傾きに相当し、張力設定器19によっ
て、位置検出器18の位置信号Ｓを分割する比であり、位
置検出器18に対応した張力変化を調整する。また、定数
ｂは、基本張力に対応し、張力設定器20によって予め自
由に設定できる。そして、この関係式は、一般的な直線
の式「ｙ＝ax＋ｂ」の式であるため、目標の張力信号Ｔ
は、任意の傾きで、しかも任意の高さの直線の式として
与えられる。このように、駆動制御部16は、この張力信
号Ｔを入力として、トルクモータなどの駆動源11の駆動
出力としての電流を変化させ、支点軸９に必要なトルク
を付与することによって、これをテンションロール６に
作用させ、トルクとパイルたて糸２との釣り合いによ
り、パイルたて糸２の張力を目標の張力に設定していく
（トルク制御過程）。このとき、テンションレバー８
は、第４図（３）（４）（５）に見られるように、パイ
ルビーム３からの送り出しに応じて、釣り合いのために
時計方向に回動することになる。

さらに、織機の回転区間R3では、ロジックデコード回
路37、38、39は、織り前７が後退動作を開始する時点か
ら後退位置で停止するまでの間の所定のタイミングを検
出し、それぞれスイッチ332、362、23をオンの状態に設
定する。同時に、パルス発振器262は、回転検出器25か
らの信号を受け、上記と同じ所定のタイミングを検出
し、その時点で移動量の設定器242によって予め設定さ
れた移動量に見合うパルス数のパルスを発生し、これを
カウンタ272のアップ入力端に出力する。

ここでは、移動量の設定器242に予め「０」を設定す
ることにより、カウンタ272のアップ入力端には、パル
ス数「０」が入力され、速度増幅器30の入力側には
「０」の電圧が印加されることになる。そこで、駆動制
御部16は、駆動源11をただちに停止させ、それに制動力
を作用させる（停止位置制御過程）。ここで、設定器24
2に予め「０」を設定することにより、第１図のパルス
発振器262、カウンタ272等を含んで２点鎖線の囲いで構
成される回路ブロックは、停止指令部152として機能し
ている。したがって、テンションレバー８は、先のトル
ク制御過程で、織り前７の後退動作に伴って、たて糸の
所定張力で釣り合うため後方へ移動していたのである
が、織り前７の後退停止前の上記所定タイミングでただ
ちに停止し、織り前７の停止時に慣性をもたず、安定し
たたて糸張力状態が実現できる。

このようにして、織機は、１繰り返しを完了し、次に
新たな繰り返しを同様に継続していくことになる。もち
ろん、回転数０→１→２→０毎に、よこ糸44が１本ずつ
よこ入れされて行く。

このような駆動源11の回転中に、タコジェネレータ31
は、駆動源11の回転速度に比例する信号を発生し、これ
を加え合わせ点29に負帰還させているため、駆動源11の
回転速度は、必要以上に速くならない。

発明の変形例 上記実施例は、一例として、回転区間R3において、移
動量の設定器242に「０」を設定しておき、テンション
ロール６に制動のみを作用させたが、必要に応じて、こ
の制動に先立って、たて糸２を緩める方向、すなわちテ
ンションロール６を前方へ移動させる速度制御を行わせ
るようにしてもよい。なぜならば、この回転区間R3は、
パイル形成の区間であり、この織り前７の後退移動時に
パイルたて糸２に全く張力を与えないようにする方が好
都合であるが、織物種によっては、織り前７の後退移動
量（パイル長）に対して、パイルたて糸２の開口動作に
よるたて糸長増加分の方が大きいため、制動のみではた
て糸張力が増加してしまい、正規のパイル長が得られな
かったり、または、パイル抜けする場合もあるからであ
る。この制動制御に先立つ速度制御は、設定器242に所
望の移動量を設定しておけば容易に実現できる。このと
き、速度信号V2は、前述の回転区間R1における速度信号
V1と同じ値に設定されていてもよい。このときのテンシ
ョンロール６の変位を第３図の２点鎖線で示す。ここ
で、設定器242に予め所望の移動量を設定することによ
り、第１図のパルス発振器262、カウンタ272等を含んで
２点鎖線の囲いで構成される回路ブロックは、カウンタ
272の計数値が「０」になるまでは速度指令部151として
機能し、また計数値が「０」になった以降は停止指令部
152として機能することになる。

また、上記実施例において、回転区間R1、R3の各制動
期間は、速度制御系または張力制御系の終了時点から、
次の目標値の変化の時点まで継続すればよく、したがっ
てその長さは適当に設定できる。

また、上記実施例において、各回転区間R1、R2、R3を
規制する各所定のタイミングは、織物の種類に応じて、
適宜設定されるものであることはいうまでもない。

さらに、上記実施例は、テンションレバー８を支点軸
９によって回動自在に支持しているが、このテンション
ロール６は、直線方向の案内手段によって、パイルたて
糸２に対して、張力の増減方向に変位可能な状態で支持
しても良い。

発明の応用例 上記実施例は、パイル形成のサイクル（ファストピッ
ク）に際して生ずる急激なパイルたて糸２の張力変動を
抑制することを主眼において、位置制御、トルク制御、
および停止位置制御の３つを組み合わせたものである
が、これら３つの制御の切り換え時期は、上記実施例に
限定されるものではない。すなわち、上記パイル形成サ
イクル以外にも、例えばおさ打ち時や、たて糸開口時に
生ずる一時的な張力変動を抑制するために、必要に応じ
て、適切な時期に、これら３つの制御を組み合わせて実
施することもできる。

発明の効果 本発明では、テンションロールの位置制御からトルク
制御に切り換わる過程で、またトルク制御から位置制御
に切り換わる過程で、駆動源に停止力が与えられるた
め、制御系が不安定にならず、またテンションロールの
必要以上の変位すなわちオーバーシュートが確実に防止
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の張力制御装置のブロック線図、第２図
は要部のブロック線図、第３図は動作時のタイムチャー
ト図、第４図は織り前とテンションロールの位置関係の
説明図である。 １……張力制御装置、２……パイルたて糸、６……テン
ションロール、７……織り前、８……テンションレバ
ー、９……支点軸、14……張力設定部、151……速度指
令部、152……停止指令部、16……駆動制御部、17……
スイッチング部、241、242……設定器、25……回転検出
器、261、262……パルス発振器、271、272……カウン
タ、281、282……速度設定器、30……速度増幅器、33
1、332、361、362……スイッチ、40……主軸。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テンションロールを支持手段により変位可
   能な状態で支持し、このテンションロールにパイルたて
   糸を巻き掛け、このテンションロールの位置変化により
   パイルたて糸の張力を連続的に制御する機構において、 パイルたて糸の張力が急激に変化するときにテンション
   ロールを目標の速度でパイルたて糸張力の緩和方向に所
   定の位置まで強制的に変位させるテンションロールの位
   置制御過程と、パイルたて糸の張力を目標値に維持する
   ときにテンションロールの回動中心に目標のトルクを作
   用させるトルク制御過程と、テンションロールを所定の
   位置で停止状態に保持する停止位置制御過程とからな
   り、 上記位置制御過程はファストピック時に、上記トルク制
   御過程はルーズピック時に実行し、また上記停止位置制
   御過程は上記の位置制御過程からトルク制御過程への切
   り換わり時およびトルク制御過程から位置制御過程への
   切り換わり時のうち少なくともいずれかの切り換わり時
   に実行することを特徴とするパイルたて糸の張力制御方
   法。
2. 【請求項２】テンションロールを支持手段により変位可
   能な状態で支持し、このテンションロールにパイルたて
   糸を巻き掛け、このテンションロールの位置変化により
   パイルたて糸の張力を連続的に制御する機構において、
   テンションロールを目標の速度でパイルたて糸張力の緩
   和方向に所定の位置まで強制的に変位させるための速度
   信号を出力する速度指令部と、テンションロールを所定
   の位置で停止状態に保持するための停止信号を出力する
   停止指令部と、テンションロールの回動中心に目標のト
   ルクを作用させるための張力信号を出力する張力設定部
   と、上記速度指令部からの速度信号と上記停止指令部か
   らの停止信号と上記張力設定部からの張力信号とを織機
   の回転と同期して１繰り返し周期の所定の回転角間でそ
   れぞれ択一的に選択出力するスイッチング部と、このス
   イッチング部からの信号を入力として駆動出力を発生す
   る駆動制御部と、この駆動制御部からの駆動出力を受け
   て上記支持手段をテンションロールの変位方向に駆動す
   る駆動源とからなることを特徴とするパイルたて糸の張
   力制御装置。
3. 【請求項３】上記スイッチング部は、ファストピック時
   に上記速度指令部からの速度信号を、ルーズピック時に
   上記張力設定部からの張力信号を、また上記ファストピ
   ック時とルーズピック時との少なくともいずれかの切り
   換わり時に上記停止指令部からの停止信号をそれぞれ択
   一的に選択出力することを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載のパイルたて糸の張力制御装置。