JP2692548B2 - ワインダの巻取制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラバース機構をモー
タで駆動する構成とし、モータ回転の正逆でトラバース
機構の往復動作を得るようにしたワインダの巻取方法に
係り、特に、往復の折り返しが瞬時に行われるワイン
ダ、例えばパーンワインダの巻取制御方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】パーンワインダは糸を芯の周りに巻き取
りパーンを形成するものである。パーン（巻取パッケー
ジ）の形状は、中腹では所定の範囲に亘って糸部分の径
が一定であり、その範囲外では糸部分の径が芯の両端近
傍で芯にほぼ等しくなるように円錐状にすぼんでいる。
パーンを形成するには、芯を回転させつつ糸の供給位置
を軸方向に往復移動（トラバース）させる。しかし、巻
き取り動作に伴ってトラバースの区間を常時変更させな
ければ上記のような糸部分の径が中腹で一定で両端で小
さいパーンの形状が得られない。

【０００３】パーンの巻き取り方には、ワープとフィリ
ングとの２通りがあり、ワープは巻き取りの初期に芯の
両端に亘る広い幅でトラバースさせて巻き取り、糸部分
の径が増えるにつれてトラバースの幅を狭めることによ
り上記円錐状部分を形成する。フィリングは巻き取りの
初期に芯の一端に集中して糸を巻き取り双円錐状の糸部
分を形成し、その後、狭い幅でのトラバースを徐々に移
動させて芯の反対端に向けて糸部分を成長させて行う。

【０００４】ワープでもフィリングでもパーンを巻き取
っている間、トラバース機構の往復経路が常時変化する
ことになる。従って、トラバース機構は、任意の位置で
往復の折り返しができなければならない。従来は、トラ
バース機構を油圧で往復動作させていたが、近年では油
圧機構より安価なボールネジでトラバース機構を往復動
作させることが考えられている。即ち、トラバース機構
にボールネジ等を介してモータを連結し、このモータを
正逆回転させることによりトラバース機構を往復動作さ
せる。モータの回転角度をサーボによって制御すること
により、任意の位置での往復の折り返しが正確にでき
る。

【０００５】回転角度をサーボ制御するために所定回転
角毎にパルスを発生するエンコーダが用いられる。エン
コーダパルスを計数した回数とモータが回転した角度と
がリニアな関係にあるから、トラバース機構の変位がモ
ータの回転角度とリニアな関係になるように、例えば、
ボールネジを用いてモータとトラバース機構とを連結す
ればエンコーダパルスによる位置制御ができる。ただ
し、パルスをカウントしたり、後述する台形動作を制御
したりするのは面倒であるから、一般に専用のサーボコ
ントローラが設けられ、このサーボコントローラがエン
コーダパルスに基づいた回転角度を管理する。

【０００６】サーボコントローラは、いわゆる台形動作
を行う。台形動作は、低速で回転を始め、直線的に加速
して高速に至り、それから一定速度を保ち、その後、直
線的に減速して停止する。その停止時に所望した回転角
度になるように、動作開始時に減速開始点が決定され
る。台形動作は、モータに無理を生じることなく、また
オーバーランを生じることなく、ある開始角度から目的
角度まで正確に移動することを目的としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、サーボコン
トローラは、ある開始角度から目的角度までモータを回
転制御する目的には有利になっているが、ある方向の回
転動作から逆方向の回転動作へ連続的に移行するような
使用目的は考慮されていない。即ち、ひとつの回転動
作、例えば、ある方向（正回転）にある回転角度まで回
転する動作を終えると、次の逆回転動作までにインター
バルを必要とする。このため、正回転と逆回転とが連続
するようにサーボコントローラをプログラムしても、実
際のモータ動作は上記インターバルを挟んで反転するこ
とになる。従って、モータに連結されているトラバース
機構も往復の折り返し位置で、しばらく停止してから反
対へ動くことになる。

【０００８】パーンワインダにあっては、トラバース機
構が折り返し位置で一時滞留している間にもスピンドル
が回転し糸が巻き取られる。このため、折り返し位置に
糸が多く巻かれることになり、その部分だけパーンの径
が大きくなる。このため耳高と呼ばれる不良のパーン形
状が形成される。

【０００９】耳高を防止するには、トラバース機構の折
り返し時にインターバルを置かず、直ちに折り返しがで
きなければならない。しかし、正逆回転の連続動作ので
きるサーボコントローラが存在しないため、耳高の防止
は困難であった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、往復の折り返しが瞬時に行われるワインダの巻取制
御方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ワインダのトラバース機構にモータを連結
し、このモータを正逆回転させることにより上記トラバ
ース機構を往復動作させる方法において、上記モータを
サーボコントローラにより台形動作させるものとし、そ
の台形動作の目的角度としてパーン形状を形成するため
の上記トラバース機構の折り返し位置に相当する目的角
度を上記サーボコントローラに与えて正転動作を実行さ
せ、上記モータに回転角度を検出するエンコーダを連動
させると共にこのエンコーダの検出パルスを計数し、そ
の計数値が上記折り返し位置に対応する所定値に達した
ら直ちに上記サーボコントローラに折り返し位置に相当
する目的角度を与えて逆転動作を実行させることにより
上記トラバース機構を折り返させるものである。

【００１２】

【作用】上記構成により、エンコーダがモータに連動す
るので、その検出パルスはモータが実際に回転した角度
に対応する。エンコーダの検出パルスの計数値は、トラ
バース機構の往復動作の変位に対応していることにな
る。従って、トラバース機構を折り返す位置に対応する
所定値に上記検出パルスの計数値が達したときモータを
反転すれば、トラバース機構を所望の位置で折り返すこ
とができる。モータの反転を直ちに行うので、折り返し
にインターバルがなく、従って、スピンドルが回転し続
けても折り返し位置に糸が多く巻かれることがない。

【００１３】前記のサーボコントローラを用いる場合、
正逆回転が連続する反転動作をサーボコントローラにプ
ログラムするのではなく、まず、反転位置までの正転動
作をサーボコントローラにプログラムして実行させ、そ
の動作中にエンコーダの検出パルスを計数する。計数値
が反転位置を示す所定値に達したとき直ちに逆転動作を
サーボコントローラにプログラムして実行させる。この
ようにすればサーボコントローラがインターバルを置く
ことがなく、直ちに逆転が開始され、トラバース機構は
瞬時に折り返される。

【００１４】なお、上記エンコーダは、サーボコントロ
ーラのためのエンコーダと同じものでよく、反転のため
のパルスの計数は、サーボコントローラ内での計数とは
別に行う。エンコーダの検出パルスの計数値が所定値に
達したとき、モータはサーボコントローラの台形動作に
よりほぼ停止する瞬間にある。従って、直ちにモータを
反転させても衝撃等の問題はない。続いてサーボコント
ローラは逆転動作においても台形動作を行うので、正転
動作の減速段階から逆転動作の加速段階へかけて直線的
に速度が変化する。また、逆転時の速度を正転時とは異
なるようにプログラムすることもできる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

【００１６】図２にはパーンワインダの機構部３１が示
されている。機構部３１は複数個のパーン３２を同時に
巻き取ることができる。各パーン３２は上下２段に分け
て並べて配置される。パーン３２は横巻きを行うために
起立させた状態で回転される。各パーン３２のスピンド
ル回転は、図示されない共通のスピンドル駆動手段の回
転をベルト等の伝達手段で伝達させて得る。トラバース
動作は、上下２段に設けられた水平アーム３３の昇降に
よって行われる。水平アーム３３には各パーン３２の側
方を通過する糸案内部３４が設けられている。駆動源は
モータ３５であり、水平アーム３３にはモータ３５の回
転運動を昇降運動に変換する昇降機構３６が連結されて
いる。糸案内部３４のトラバース可能な範囲はパーン３
２の両端間であり、その範囲内で糸案内部３４を任意の
高さ位置から他の位置までモータ３５の回転角を制御す
ることによってトラバースさせることができ、その速度
もモータ３５の回転速度で決めることができる。

【００１７】糸Ｙは水平アーム３３の下方に装着したパ
ッケージ３７から解舒し、パッケージ３７上に固定され
た糸案内部３８と昇降する水平アーム３３の糸案内部３
４とを介して供給される。

【００１８】図１には図２の機構部のトラバース動作を
制御するブロックが示されている。起立させたボールネ
ジ１とボールネジ１に噛み合せたボール軸受け２とが設
けられ、前記水平アーム３３がボール軸受け２に取り付
けられることにより、水平アーム３３を昇降させる昇降
機構３６が構成されている。パーン３２に糸Ｙを案内す
る糸案内部３４と昇降機構３６とによりトラバース機構
３が構成されている。ボールネジ１はモータ３５の回転
軸に直接又はギアヘッドを介して連結されている。即
ち、トラバース機構３はモータ３５に連結されており、
モータ３５を正逆回転させることによりトラバース機構
３が往復動作する。糸案内部３４の高さ位置はモータ３
５の回転角度とリニアな関係になる。

【００１９】モータ３５には回転角度を検出するエンコ
ーダ４が取り付けられている。エンコーダ４は、例え
ば、モータ３５に連動する回転円盤に所定間隔で多数の
小孔を設け、その小孔からの光の透過を検知するもので
ある。モータ３５の回転中には光の検知信号が間欠して
パルス状となり、そのパルスの個数は回転角度に比例し
て得られる。

【００２０】本実施例では、エンコーダ４の出力は、カ
ウンタ部５とサーボコントローラ６とに入力されてい
る。カウンタ部５もサーボコントローラ６もマイクロコ
ンピュータ等からなる巻取制御部７に接続されている。
カウンタ部５は、エンコーダ４の検出パルスを計数する
ものであり、この計数値を巻取制御部７から与えられた
設定値と比較し、等しいときには巻取制御部７にカウン
トアップを通知することができる。一方、サーボコント
ローラ６は、巻取制御部７から回転方向・速度・目的角
度のデータと共にコマンドを受けとり、目的角度で停止
するべく台形動作を演算してモータ３５を駆動するもの
である。巻取制御部７は、パーン形状を整えるために巻
取の進行に応じたトラバース機構３の上下の折り返し位
置を管理しており、その管理は糸案内部３４の高さ位置
に対応づけされたエンコーダパルスの計数値で行われ
る。また、巻取制御部７はパーン３２を回転させるスピ
ンドル回転用モータ８をも管理しているが、ここでは簡
単にパーン３２は一定速度で回転しているものとする。

【００２１】以上の構成を用いた巻取動作をワープ巻取
りの場合について説明する。

【００２２】ワープ巻取りにおいて、巻取の初期には上
の折り返し位置Ｐ１と下の折り返し位置Ｐ２は、ほぼ芯
９の両端に近い。トラバース機構３は、この広い幅でト
ラバースを行い、糸部分の径が増えるにつれて上の折り
返し位置Ｐ１が下げられ、下の折り返し位置Ｐ２が上げ
られる。トラバースの幅が徐々に狭まることにより図示
のようなパーン形状が形成される。

【００２３】巻取制御部７は、トラバース機構３を上昇
させるとき、上の折り返し位置Ｐ１に対応したパルス設
定値をカウンタ部５に与えると共に、サーボコントロー
ラ６にトラバース機構３の上昇に相当する回転方向と上
の折り返し位置Ｐ１に相当する目的角度のデータとを与
え、実行させる。サーボコントローラ６は、モータ３５
を駆動してエンコーダ４のパルスを計数し、設定された
目的角度に正確に止まるように、即ちトラバース機構３
が上の折り返し位置Ｐ１に到着するように台形動作を行
う。トラバース機構３は減速しながら上の折り返し位置
Ｐ１に到着する。サーボコントローラ６は巻取制御部７
からのコマンドを実行し終わったのでコマンド待ちとな
る。一方、カウンタ部５は同じエンコーダ４のパルスを
計数しているので、トラバース機構３が上の折り返し位
置Ｐ１に到着する瞬間にカウントアップし、巻取制御部
７に通知する。

【００２４】巻取制御部７は、この通知を受けとると直
ちにサーボコントローラ６にトラバース機構３の下降に
相当する回転方向と下の折り返し位置Ｐ２に相当する目
的角度のデータとを与え、実行させる。同時に、下の折
り返し位置Ｐ２に対応したパルス設定値をカウンタ部５
に与える。サーボコントローラ６はモータ３５をそれま
でとは反対方向に駆動するようになる。トラバース機構
３は上の折り返し位置Ｐ１で瞬時に折り返されることに
なる。下の折り返し位置Ｐ２においても、同様の折り返
し動作が行われる。

【００２５】図３、図４を用いて、トラバース機構３の
往復動作の様子を、本発明と従来例とで比較する。図３
は本発明、図４は従来においてトラバース機構３の速度
変化を示したグラフであり、速度０の線より上側がモー
タの正転＝トラバース機構の往、下側がモータの逆転＝
トラバース機構の復に対応している。いずれの場合も、
モータはサーボ制御されており、最初の正転動作におい
てモータは加速、定速、減速の段階を経て停止する。と
ころが、図４の従来例では、サーボコントローラのみに
よって制御しているので、正逆転の間にインターバルが
生じている。これに対し、図３の本発明では正逆転が連
続している。従って、トラバース機構の折り返しにイン
ターバルがなく、スピンドルが回転し続けても折り返し
位置に糸が多く巻かれることがない。

【００２６】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２７】（１）往復の折り返しが瞬時に行われるの
で、パーンの耳高が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すトラバース動作を制御
するブロックのブロック図である。

【図２】パーンワインダの機構部の側面図である。

【図３】本発明によるトラバース機構の速度変化を示し
たグラフである。

【図４】従来のトラバース機構の速度変化を示したグラ
フである。

【符号の説明】

３ トラバース機構 ４ エンコーダ ５ カウンタ部 ３５ モータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワインダのトラバース機構にモータを連
   結し、このモータを正逆回転させることにより上記トラ
   バース機構を往復動作させる方法において、上記モータ
   をサーボコントローラにより台形動作させるものとし、
   その台形動作の目的角度としてパーン形状を形成するた
   めの上記トラバース機構の折り返し位置に相当する目的
   角度を上記サーボコントローラに与えて正転動作を実行
   させ、上記モータに回転角度を検出するエンコーダを連
   動させると共にこのエンコーダの検出パルスを計数し、
   その計数値が上記折り返し位置に対応する所定値に達し
   たら直ちに上記サーボコントローラに折り返し位置に相
   当する目的角度を与えて逆転動作を実行させることによ
   り上記トラバース機構を折り返させることを特徴とする
   ワインダの巻取制御方法。