JP2694736B2 - 糸条の巻取機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は糸条の巻取機に関し、より詳しくは巻取り時
に断糸することなく安定した工程調子を得ることができ
る糸条の巻取機に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の糸条の巻取機は、大別すると、例え
ば、特開昭58−71053号公報、特開昭49−20453号公報等
に開示された周速制御方式および特公昭55−25583号公
報に開示された張力制御方式がある。

更に、特開昭58−42562号公報には、ボビンホルダの
起動時にボビンホルダの回転数を検出してトラバースと
ボビンホルダの回転比（ワインド比）を所定の値に保つ
ようにした張力制御方式の糸条の巻取機が開示されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来装置においては、次の
ような問題があった。

前者の周速制御方式では、 １）巻始めから巻終わりに至る間で、パッケージに発生
する耳高がパッケージの巻太りとともに増大し、一方、
巻取り中の糸条の張力が減少し、断糸することがある。

２）工業用繊維の延伸糸の巻取りにおいては、糸条に付
着させた処理剤が周速計測用ローラや延伸ローラ等の表
面に付着し、ローラと糸条との間の摩擦係数が変化した
り、繊維自体の重合度の変化によって、経時的に糸条張
力が変化することがあり、糸条張力が減少した場合に断
糸する。

特に、前記の現象は、高速巻取りや低収縮糸条におい
て頻繁に発生し生産効率が著しく低下するという問題が
あった。

後者の張力制御方式では、細デニールの糸条を巻取る
場合には糸条の張力が低いため張力センサの感応が悪く
急激な張力の変化に対応ができないという問題があっ
た。

上述のように、従来の糸条巻取機では、周速制御方式
または張力制御方式が別個に採用されており、それらを
組合わせることは行われていない。

また、上述の特開昭58−42562号公報に開示された糸
条巻取機は、基本的には張力制御方式であり、ワインド
比を所定値にするために、ボビンホルダの起動時にボビ
ンホルダの回転数を検出しているだけであり、糸条の巻
取については張力制御方式と周速制御方式とを組合わせ
るものとはなっていない。

〔発明の目的〕

そこで本発明は、上記の事情に鑑み、両制御方式の長
所を同時に生かして巻取機の制御を行い安定した巻取り
をすることを目的としている。

本発明はスピンドル駆動型巻取機であり、糸条巻取用
ボビンを装着するボビンホルダをモータで駆動し、該ボ
ビンホルダに装着したボビンまたはボビン上に巻き上げ
たパッケージにコンタクトローラを圧接する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、糸条巻取用ボビンを装着するボビ
ンホルダをモータで駆動し、該ボビンホルダに装着した
ボビンまたはボビン上に巻き上げたパッケージにコンタ
クトローラを圧接して、連続的に供給される糸条を巻取
るようにしたスピンドル駆動型巻取機において、前記コ
ンタクトローラの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記糸条の張力を検出する張力検出手段と、前記ボビン
ホルダ駆動モータの回転を制御して前記回転数検出手段
で検出した値を所定の目標値に制御するとともに前記張
力検出手段により検出した糸条張力により前記コンタク
トローラの回転数の目標値を変更して前記張力検出手段
で検出した張力を所定値に制御するようにした制御手段
とを有することを特徴とする糸条の巻取機により、上記
目的を達成する。

〔作 用〕

本発明では、パッケージに圧接したコンタクトローラ
の回転数が所定の目標値になるようにボビンホルダを直
接に駆動するモータの回転数を制御するとともに、巻取
り中の糸条の張力を検出して、張力が所定の値になるよ
うにコンタクトローラの回転数の目標値を変更する。こ
のため、急激な速度変動に対してはモータの回転数の制
御により敏感に反応でき、かつ、経時的または巻太りに
よる張力変動に対してはコンタクトローラの回転数の目
標地を変更して対応可能なため、制御精度の良い安定し
た糸条の巻取りが可能となる。

また、高速巻取りにおいては、トラバース運動の影響
を受けて短周期で変動する張力を検出して巻取りにフィ
ードバックすることも可能である。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図、第２図は本発明に係るスピンドル駆動型糸条
巻取機の一実施例を示す。

先ず構成を説明する。正面図を示す第１図において
は、１は巻取機の機枠であり、機枠１にはボビンホルダ
２が回転可能に突設され、ボビン３を装着している。ボ
ビンホルダ２はモータ13（第２図）により駆動される。

機枠１にはスライドブロック５がスライダシャフト
（図示せず）を介し上下に移動可能に取付けられてい
る。

スライドブロック５には、コンタクトローラ７を回転
可能に取付けたフレーム６と、糸条Ｙをトラバース運動
するためのトラバース装置８が突設されている。

トラバース装置８によりトラバースされた糸条Ｙは、
ボビンホルダ２に装着したボビン３上にパッケージ４と
して巻上げられる。パッケージ４にコンタクトローラ７
が圧接され、コンタクトローラ７は摩擦駆動される。

第２図に示すように、コンタクトローラ７の軸にギア
11が取着され、ギア11に近接して電磁ピックアップ12が
配置され、ギア11の回転によりコンタクトローラ７の回
転数を検知する。

再び第１図において、コンタクトローラ７の上方には
綾振り支点ガイド10が配設され、綾振り支点ガイド10の
上方には公知の形式の張力センサ９が配設され巻取り中
の糸条Ｙの張力を測定する。

本実施例では張力センサ９として、感圧センサを使用
したが、歪ゲージ等を使用してもよい。

第２図に示すように、ボビンホルダ２はモータ（イン
ダクションモータ）13に連結され、モータ13はインバー
タ14に接続されている。

インバータ14の出力制御はマイクロコンピュータ16か
らの指令に基づいて行われており、マイクロコンピュー
タ16のI/Oポート17には、電磁ピックアップ12および張
力センサ９から信号が入力される。

コンタクトローラ７は電磁ピックアップ12からの検出
信号に基づきインバータ14の周波数を操作して、糸条巻
取り時のコンタクトローラ７の回転数が所定の回転数に
なるようにモータ13の回転の制御、すなわち、フィード
バック制御を行う。

張力センサ９は、綾振り支点ガイド10の上流の糸条の
糸道に配設され、張力センサ９は糸条と接触して、巻取
り中の糸条の張力を検出する。検出した糸条の張力に基
づいて、後述の如くマイクロコンピュータ16においてコ
ンタクトローラ７の回転数の目標値の最適値を算出す
る。

マイクロコンピュータ16には設定器15からの出力が入
力される。設定器15は糸条の巻取速度、張力を設定す
る。マイクロコンピュータ16は周知の形式のもので、基
本的には中央処理装置（CPU）18、ランダムアクセスメ
モリ（RAM）20、リードオンリーメモリ（ROM）19、I/O
ポート17より構成されている。

ROM19にはCPU18を制御するプログラムが書込まれてい
る。CPU18はプログラムに従ってI/Oポート17から必要と
される外部データを取込んだり、RAM20との間でデータ
の授受を行ったりしながら演算処理し、必要に応じて処
理したデータをI/Oポート17へ出力する。I/Oポート17は
外部との信号授受に必要なインターフェイス、例えば、
D/A変換器、A/D変換器等を含む。

上基本発明の実施例のブロック線図を示す第３図に基
づいて、作用を説明する。張力設定28、周速設定29は前
記設定器15によって設定する。

前述の如くボビンホルダ２はインバータ14によって駆
動され、ボビンホルダ２に装着されたボビン３上にコン
タクトローラ７が圧接されてパッケージ４が巻上げられ
る。前述の如くコンタクトローラ７の軸には歯車11が止
着され、電磁ピックアップ12によってコンタクトローラ
７の回転数を検出する。

糸条の糸掛け時には、ボビンホルダ２を駆動するモー
タ13は、周速設定29の設定値に従い所定の増速勾配で所
定値になるように駆動される。一方、電磁ピックアップ
12によって歯車11により生じるパルスがサンプリングさ
れ、周速検出22によって検出される。周速設定29に設定
された値から、周速目標演算回路26によって目標値が算
出される。

算出した目標値と検出値とが比較器25で比較演算さ
れ、演算された偏差に基づき制御器23によってPI演算制
御が行われ、周波数設定器24によってインバータ14の周
波数が設定される。

次いで、巻取機に糸条が掛けられ、張力センサ９を経
て張力検出器21にて糸条の張力が検出される。糸掛け指
令を受けると、下記操作を繰返し、巻取制御する。

すなわち、張力設定28によって設定された値と張力検
出値とが比較器27によって比較演算され、偏差が算出さ
れる。次に偏差に基づいて周速目標値演算26において、
周速設定29によって設定された値から、上記偏差に基づ
き算出した所定値を加減算して、比較器25で比較演算す
るための目標値を算出する。

例えば、検出した張力が張力設定28の設定値より高い
場合は、周速設定29において設定した値から上記の所定
値を減算する。逆に、検出した張力が張力設定28の設定
値より低い場合は、周速設定29に設定された値に上記の
所定値を加算して目標値を算出する。

次に、上述のようにして周速目標値演算26で演算した
目標値と周速検出22からの帰還信号とを比較器25におい
て比較演算して偏差を算出する。

この偏差に基づいて、制御器23においてPI演算制御を
行い、周波数設定器24によってインバータ14の出力周波
数を制御する。

上述した一連の制御は第２図に示したマイクロコンピ
ュータ16によって実施される。

次に第４図、第５図に従って、本発明のプログラムの
一実施例のフローチャートを説明する。

本プログラムはP1でスタートし、P2においてデータ、
コンタクトローラの設定回転数N0、糸条Ｙの設定張力T0
等が入力される。

P3においてデータが読み込まれ、P4に進み、K1、K2、
K3、Ｊがクリアされる。

P5に進んで、巻取機の起動指令を外部指令（K1＝１）
として読込み、P6に進みK1＝１となりP7へ進む。

P7において、コンタクトローラの回転数Ｎ、糸条の張
力TnをサンプリングしてP8へ進む。このときＮ、Tnは０
である。

P8へ進むと、K2＝０であるからP9に進んで、コンタク
トローラ７の回転数が所定回転N0になるまでモータ13を
所定の勾配で起動する。

P10に進んで起動中のコンタクトローラ７の回転数Ｎ
をチェックし、設定値N0に達していなければP11に進ん
で偏差を算出して、P12に進んでPI制御してインバータ1
4の出力周波数を操作する。

次いで、P5に進み、前記操作を繰返し、P10でコンタ
クトローラの回転数が所定値N0に達したらP10aに進む。

P10aでK2＝１としてP5からP6へ進む。

P6でＫ＝１であるとコンタクトローラの回転数Ｎ、張
力TnをサンプリングしてP8へ進み、K2＝１であるからP1
3へ進む。

P13では、糸が掛けられておらず張力Tnが所定値に達
していないのでP13からP14へ進む。

P14においてサンプリング値Ｎと目標値N0との偏差を
算出する。P12に進んで、偏差に基づいてPI制御により
インバータ14の出力周波数を操作してP5へ進む。

P5で糸掛け完了信号を外部入力として読み込みP6から
P7へ進む。

P7でＮ、TnをサンプリングしてP8へ進む。

P8へ進むとK2＝１であるから、P13へ進む。

P13で糸が掛っており、張力Tnが所定値以上となって
いるためP15へ進む。

P15でK3＝０のためΔTn＝０としてP17へ進む。

P17でΔTn＝０であるため所定値となりP19へ進む。

P19においてサンプリングしたTnを加算してP20へ進
み、Ｊ＝０であるためP20aへ進む。

P20aにおいて、Ｊをインクリメント（増分）してP26
へ進む。

P26においてK3＝１としてK27へ進む。

P27において目標値ＮRに対するＮの偏差を算出してP1
2へ進む。

P12へ進み、偏差ΔＮに基づいてPI演算制御を行いイ
ンバータ14の出力周波数を操作する。

次にP5へ進み、前記と同様にP15まで進む。

P15に進むと、K3＝１であるためP16へ進み、前回のTn
と今回のTnの差ΔTnを算出し、P17へ進む。

P17においてΔTnが所定値内であればP19へ進みTnを加
算してP20へ進む。もしΔTnが所定値外、すなわち大き
ければP18へ進み、ハンティング等による急激な変化が
あるため無視（急激な変化を取り扱うと目標値が急激に
変化することになり発散するため）して前回のTnを今回
のTnとしてP19へ進みTnを加算してP20へ進む。

P20へ進みＪ＝ｎでなければP26へ進み、以降、前記操
作を繰返す。

P20においてＪ＝ｎとなればP21へ進み、加算したΣＴ
を（ｎ＋１）で割ってP22へ進み、Ｊ、ΣＴをクリアす
る。

次にP23に進み張力ＴMが所定値T0かどうかチェックし
て所定値内であればP25へ進みＪ＝０としてP26へ進みK3
＝１としてP27へ進む。

P27へ進みＮRに対するＮの偏差を求めP12へ進み、以
下、前述と同様の操作を繰返す。

もし、P23において、ＴMが所定値T0でなければP24へ
進みコンタクトローラの目標値ＮRを算出してP25へ進み
Ｊ＝０としてP26へ進む。

P26でK3＝１（先に１としている）としてP27へ進み、
以下、同様にして繰返し制御する。

ここで、本実施例においては、コンタクトローラ７の
回転を検出してインバータ14を操作する時間よりも、張
力に基づいてコンタクトローラ７の目標値ＮRを変更す
る時間が長くなるように、ｎの値を設定（通常、数倍か
ら数百倍）して、コンタクトローラ７の目標値がふらつ
いてハンティングが発生することを防止している。

もし、P5で外部より停止信号が読込まれればP6aに進
み巻取機を停止する。次にP5へ進み、次の起動指令があ
るのを待つ。

本実施例は手動巻取機について説明したが、複数本の
ボビンホルダを有し、順次、糸条を切替える自動切替機
構付巻取機においても使用できる。

また、本実施例では１本のボビンホルダ上に１個のパ
ッケージを巻取るようにした巻取機について使用した
が、複数個のパッケージを巻取るようにした巻取機であ
ってもよい。

この場合、複数個のパッケージの内、１個のみ張力を
検出するようにしてもよく、また、複数個のパッケージ
の糸条の張力を検出するようにしてもよい。もし、複数
個のパッケージの張力を検出する場合は、その平均値を
とるのが好ましい。

本実施例では、コンタクトローラの目標値はプログラ
ムをスタートして糸を巻取機に掛けた後、目標値は継続
して周速目標値演算回路で算出した値を使用している。
しかし、システムに応じて、糸掛け毎に目標値をクリア
するようにして、糸掛直後は周速設定器に設定された値
を使用するようにしてもよい。

例えば、巻取り中の張力が長時間に亘って変化するシ
ステムでは、前者、すなわち、周速目標値演算回路で算
出した値を使用するという。一方、耳高等により１個の
パッケージを巻取る毎、すなわち巻始めから巻終りにか
けて張力が変化する場合は、後者、すなわち糸掛け毎に
目標値をクリアし糸掛直後は周速設定器に設定された値
を採用するとよい結果が生じる。

第６図は別の実施例を示し、巻取り中の糸条張力が設
定されたパターンになるように制御するようにしたもの
で、前記実施例と異るもののみ説明する。

符号31は張力パターン記憶回路で張力設定器28によっ
て入力される。符号30はパッケージの巻径演算回路で、
周波数設定器24の出力と周速検出値22からパッケージの
巻径を演算し、その巻径に応じて張力パターン記憶回路
31で張力値を算出し比較演算27へ出力する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コンタクトローラの回転数の変化に
より巻速を制御しているため急激な速度変化に敏感に対
応でき、経時的な張力変動に対しては、糸条の張力を検
出し、検出した張力の平均を時間を掛けて検出、処理す
るため、安定して張力の検出が可能である。また、細デ
ニール、低張力巻取りにおいても比較的糸条の張力を正
確に検出でき、検出した値を目標値と比較制御するた
め、制御精度の高い安定した糸条の巻取りが可能とな
る。

従って、従来は安定した巻取りが不可能であった低収
縮糸の糸条の巻取りが可能となり生産効率が向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した巻取機の一実施例の正面図、
第２図は本発明の適用したスピンドル駆動型巻取機の実
施例の制御系の概略ブロック線図、第３図は本発明を適
用したスピンドル駆動型巻取機の実施例の巻取機の制御
系のブロック線図、第４図は本発明を適用した実施例の
巻取機の制御の一例を示すフローチャート、第５図は第
４図のＡ部の詳細を示すフローチャート、第６図は他の
実施例のブロック線図である。 ２……ボビンホルダ、３……ボビン、 ７……コンタクトローラ、９……張力センサ、 11……ギア、12……電磁ピックアップ、 13、33……駆動モータ、 15……設定器、 16……マイクロコンピュータ、

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】糸条巻取用ボビンを装着するボビンホルダ
   をモータで駆動し、該ボビンホルダに装着したボビンま
   たはボビン上に巻き上げたパッケージにコンタクトロー
   ラを圧接して、連続的に供給される糸条を巻取るように
   したスピンドル駆動型巻取機において、前記コンタクト
   ローラの回転数を検出する回転数検出手段と、前記糸条
   の張力を検出する張力検出手段と、前記ボビンホルダ駆
   動モータの回転を制御して前記回転数検出手段で検出し
   た値を所定の目標値に制御するとともに前記張力検出手
   段により検出した糸条張力により前記コンタクトローラ
   の回転数の目標値を変更して前記張力検出手段で検出し
   た張力を所定値に制御するようにした制御手段とを有す
   ることを特徴とする糸条の巻取機。
2. 【請求項２】前記請求項１に記載の糸条の巻取機におい
   て、前記糸条の張力およびコンタクトローラの回転数を
   サンプリングしており、糸条張力をサンプリングし目標
   値を変更する時間間隔がコンタクトローラの回転数をサ
   ンプリングしてモータの回転を制御する時間間隔より長
   いことを特徴とする糸条の巻取機。