JP2975757B2 - ツインビーム織機の送出し制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２本の経糸ビームを
同時に使用して広幅織物を製織するとき、経糸張力を適
正にコントロールすることができるツインビーム織機の
送出し制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】広幅織物を製織する場合には、機幅方向
に配列する２本の経糸ビームを使用して１枚の織布を製
織することがあり、かかる形態の織機は、ツインビーム
織機と呼ばれている。

【０００３】ツインビーム織機において、経糸は、左右
２本の経糸ビームから供給されるから、各経糸ビームの
送出し量は、それぞれの経糸ビームから解舒される経糸
の張力（以下、単に経糸張力という）に基づいてコント
ロールする必要がある。このとき、左右の経糸張力は、
厳密に同一に維持することが好ましい。左右の経糸張力
が不同であると、織布に斜行と呼ばれる欠点が生じ、織
物品質を著るしく損うからである。

【０００４】そこで、従来のツインビーム織機における
送出し制御装置として、左右の経糸ビームにそれぞれ送
出しモータを連結し、左右の経糸張力に基づいて左右の
送出しモータを速度制御する速度制御系を形成した上、
これらの速度制御系に対し、各経糸ビームからの経糸の
送出し量の差に基づく補正制御を加えるものが知られて
いる（特開平３−５９１４７号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、左右の経糸張力が同一とならず、高品質の織布
を製織することが難しいという問題がある。すなわち、
左右の送出しモータに対応する速度制御系は、互いに独
立の制御系を構成するから、それぞれの制御系に発生す
る制御誤差は、左右の経糸張力の不同に直結する上、左
右の送出し量の差に基づく補正制御は、必ずしも経糸張
力の不同を修正する方向に作動するとは限らないからで
ある。

【０００６】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、ファジー制御を導入することによっ
て、左右の経糸張力の不同を生じることなく、高品質の
織布を安定に製織することができるツインビーム織機の
送出し制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの出願に係る第１発明の構成は、左右の経糸張力
に起因する力を検出するセンサを利用して左右の経糸張
力を求める張力検出手段と、張力検出手段からの左右の
経糸張力に基づき、左右の経糸張力を適正にするための
入力変数として、左右の経糸張力と、左右の経糸張力の
和と、左右の経糸張力の変化率とを生成する入力変数生
成手段と、入力変数生成手段からの入力変数に基づき、
左右の速度補正量をファジー推論するファジー制御手段
と、ベース速度とファジー制御手段からの速度補正量と
に基づき、左右の送出しモータを速度制御する左右の速
度制御系とを備えることをその要旨とする。

【０００８】第２発明の構成は、入力変数生成手段が生
成する入力変数として、左右の経糸張力と、左右の経糸
張力の和と、左右の経糸張力の変化率とに代えて、左右
の経糸張力の和と、左右の経糸張力の差と、左右の経糸
ビームからの送出し量の差とを選定することをその要旨
とする。

【０００９】

【作用】かかる第１、第２発明の構成によるときは、フ
ァジー制御手段は、入力変数生成手段が生成する入力変
数に基づいて左右の速度補正量をファジー推論し、左右
の速度制御系は、この速度補正量を使用して左右の送出
しモータを速度制御するから、このときの送出しモータ
は、左右の経糸張力を同一に維持し、しかも、両者のい
ずれもが所定値を保つように、左右の経糸ビームを駆動
することができる。入力変数生成手段が生成する入力変
数は、左右の経糸張力を適正にするために、適切に選定
することができるからである。

【００１０】なお、入力変数生成手段は、入力変数とし
て、左右の経糸張力のみならず、左右の経糸張力の和を
使用することによって、１枚の織布を製織するために、
全体張力を適正に維持することができる。また、左右の
経糸張力の変化率は、経糸張力の変動を予測制御するた
めに有効であり、左右の経糸張力の差や、左右の送出し
量の差は、経糸張力の不同を一層小さくすることに有効
である。左右の経糸張力の差は、左右の経糸張力の不同
を直接表示するパラメータであり、左右の送出し量の差
は、その代替パラメータであるからである。

【００１１】

【実施例】以下、図面を以って実施例を説明する。

【００１２】ツインビーム織機の送出し制御装置は、入
力変数生成手段１１と、ファジー制御手段１２と、左右
の送出しモータＭL 、ＭR を制御対象とする左右の速度
制御系２０、２０とを備えてなる（図１）。

【００１３】織機は、左右の経糸ビームＢL 、ＢR から
の経糸ＷL 、ＷR により、１枚の織布を製織するものと
する（図２）。

【００１４】経糸ビームＢL 、ＢR には、それぞれ図示
しない減速ギヤ機構を介して送出しモータＭL 、ＭR が
連結されている。また、経糸ビームＢL 、ＢR からの経
糸ＷL 、ＷR は、共通のテンションローラＴＲを介して
織前に導かれている。テンションローラＴＲの両端部に
は、圧縮ばねＬＤaL、ＬＤaRを介し、ロードセルのよう
な力検出用のセンサＬＤL 、ＬＤR が装着されており、
センサＬＤL 、ＬＤRは、左右の経糸ＷR 、ＷL に加わ
る経糸張力ＦL 、ＦR に起因する力Ｆ1L、Ｆ1Rを検出
し、出力することができる。

【００１５】センサＬＤL 、ＬＤR の出力は、張力演算
手段１３を介し、入力変数生成手段１１に接続されてい
る（図１）。また、入力変数生成手段１１の出力は、入
力変数Ｘi （ｉ＝０、１、２…）としてファジー制御手
段１２に入力されており、ファジー制御手段１２の出力
は、左右の速度補正量ＳL 、ＳR として、速度制御系２
０、２０に導かれている。

【００１６】速度制御系２０、２０は、それぞれ加え合
せ点２１、制御増幅器２２を縦続してなり、加え合せ点
２１には、ファジー制御手段１２からの速度補正量ＳL
、ＳR と、ベース速度発生器２３からのベース速度Ｓo
L、ＳoRとの各一方が入力されている。また、制御増幅
器２２、２２の出力には、それぞれ送出しモータＭL 、
ＭR が接続されている。

【００１７】センサＬＤL 、ＬＤR によって検出する力
Ｆ1L、Ｆ1Rは、張力演算手段１３により、左右の経糸張
力ＦL 、ＦR に分解することができる。すなわち、張力
演算手段１３は、センサＬＤL 、ＬＤR を利用して左右
の経糸張力ＦL 、ＦR を求める張力検出手段を形成して
いる。

【００１８】いま、経糸張力ＦL 、ＦR は、それぞれ経
糸ビームＢL 、ＢR の中点に負荷されるものとすると、
力Ｆ1L、Ｆ1Rは、経糸張力ＦL 、ＦR により、テンショ
ンローラＴＲの各一端から全長の１／４の点に負荷され
る力ＦaL、ＦaRがセンサＬＤL 、ＬＤR までの距離に逆
比例して案分されたものである（図２）。すなわち、 Ｆ1L＝（３ＦaL＋ＦaR）／４＝ｋ（３ＦL ＋ＦR ）／４ Ｆ1R＝（ＦaL＋３ＦaR）／４＝ｋ（ＦL ＋３ＦR ）／４ が成立する。ただし、ｋは、定数である。そこで、張力
演算手段１３は、 ＦL ＝（３Ｆ1L−Ｆ1R）／（２ｋ） ＦR ＝（３Ｆ1R−Ｆ1L）／（２ｋ） として、経糸張力ＦL 、ＦR を算出し、入力変数生成手
段１１に送出することができる。

【００１９】入力変数生成手段１１は、経糸張力ＦL 、
ＦR に基づき、入力変数Ｘi を生成する。ただし、ここ
では、 Ｘo ＝ＦL ＋ＦR Ｘ1 ＝ＦR Ｘ2 ＝ｄＦR ／ｄｔ Ｘ3 ＝ＦL Ｘ4 ＝ｄＦL ／ｄｔ とする。すなわち、入力変数Ｘo は、左右の経糸張力Ｆ
L 、ＦR の和であり、入力変数Ｘ3 、Ｘ1 は、それぞれ
経糸張力ＦL 、ＦR であり、入力変数Ｘ4 、Ｘ2は、そ
れぞれ左右の経糸張力ＦL 、ＦR の変化率である。

【００２０】ファジー制御手段１２は、入力変数生成手
段１１からの入力変数Ｘi に対し、表１〜表３の各行に
示す制御則を適用することによって、左右の速度補正量
ＳR、ＳL をファジー推論することができる。

【表１】

【表２】

【表３】

【００２１】ここで、表１〜表３の各入力変数Ｘi に対
する符号Ｐ、Ｚ、Ｎは、それぞれ図３（Ａ）または同図
（Ｂ）のメンバシップ関数Ｐ、Ｚ、Ｎに対応するものと
する。ただし、同図（Ａ）は、入力変数Ｘo 、Ｘ1 、Ｘ
3 について適用し、同図（Ｂ）は、入力変数Ｘ2 、Ｘ4
について適用するものとする。また、両者の横軸は、そ
れぞれ、基準値Ｘi ＝Ｘoi（ｉ＝０、１、３）または基
準値Ｘi ＝０（ｉ＝２、４）に対する偏差±ΔＸi （ｉ
＝０、１、２…）とし、縦軸は、確信度ａi （ｉ＝０、
１、２…）となっている。一方、表１〜表３において、
速度補正量ＳL、ＳR に対する符号ＮＢ、ＮＭ、ＮＳ、
ＺＥ、ＰＳ、ＰＭ、ＰＢは、それぞれ図３（Ｃ）におい
て対応する符号のメンバシップ関数に対応するものとす
る。同図（Ｃ）の横軸は、基準値Ｓj ＝０（ｊ＝Ｌ、
Ｒ）に対する偏差±ΔＳj （ｊ＝Ｌ、Ｒ）とし、縦軸
は、確信度ａj （ｊ＝Ｌ、Ｒ）である。

【００２２】表１〜表３に示す各制御則の基本的な考え
方は、次ぎのとおりである。すなわち、 １．経糸張力ＦL 、ＦR の和が大きい場合は、左右の速
度補正量ＳL 、ＳR を正方向に大きくする。 ２．経糸張力ＦL 、ＦR の和が小さい場合は、左右の速
度補正量ＳL 、ＳR を負方向に大きくする。 ３．経糸張力ＦL 、ＦR が正負逆方向にアンバランスと
なっている場合は、正方向側の速度補正量ＳL 、ＳR を
正方向に大きくし、負方向側の速度補正量ＳL 、ＳR を
負方向に大きくする。 ４．経糸張力ＦL 、ＦR が正方向または負方向の同方向
にアンバランスになっている場合は、経糸張力ＦL 、Ｆ
R の大きさにより、速度補正量ＳL 、ＳR を正方向また
は負方向に加減する。 ５．経糸張力ＦL 、ＦR の変化率が正方向または負方向
に大きいときは、速度補正量ＳL 、ＳR に対し、予測制
御による修正を加える。

【００２３】ここで、速度補正量ＳL 、ＳR を正方向に
大きくすることは、対応する送出しモータＭL 、ＭR の
速度を増大させることを意味し、速度補正量ＳL 、ＳR
を負方向に大きくすることは、送出しモータＭL 、ＭR
の速度を減少させることを意味する。また、表１〜表３
において、現実に発生し得ない入力変数Ｘi の組合せか
らなる制御則、たとえば、Ｘo ＝Ｐ、Ｘ1 ＝Ｎ、Ｘ3 ＝
Ｎ（左右の経糸張力ＦL 、ＦR が小さくて、両者の和が
大きい）や、Ｘo ＝Ｎ、Ｘ1 ＝Ｐ、Ｘ3 ＝Ｐ（左右の経
糸張力ＦL 、ＦR が大きくて、両者の和が小さい）など
を含む制御則は、表示が省略されており、また、入力変
数Ｘi の左右の組合せを変更したに過ぎない制御則は、
その一方のみが表示されている。

【００２４】ファジー制御手段１２は、入力変数Ｘi が
与えられると、その組合せにより、各制御則ごとに、図
３（Ａ）または同図（Ｂ）のメンバシップ関数を適用し
て入力変数Ｘi に対する確信度ａi を求め、確信度ａi
の最小値に相当する確信度ａj において同図（Ｃ）の対
応するメンバシップ関数の頂部を裁断して固有メンバシ
ップ関数を作る。つづいて、ファジー制御手段１２は、
このようにして得られる各制御則ごとの固有メンバシッ
プ関数を合成して合成メンバシップ関数を作り、合成メ
ンバシップ関数の重心位置に相当する速度補正量ＳL 、
ＳR を求めることができる。なお、以上のファジー推論
の手順は、周知の手順に従う。

【００２５】このようにして、ファジー制御手段１２が
速度補正量ＳL 、ＳR を出力すると、速度制御系２０、
２０は、加え合せ点２１、２１により、ベース速度発生
器２３、２３からのベース速度ＳoL、ＳoRを速度補正量
ＳL 、ＳR によって補正し、送出しモータＭL 、ＭR を
速度制御することができる。なお、ベース速度発生器２
３、２３は、それぞれ、たとえば、 ＳoL＝（ｍ／２π）（ｎ／ｂ）／ＲL ＳoR＝（ｍ／２π）（ｎ／ｂ）／ＲR としてベース速度ＳoL、ＳoRを演算し、出力することが
できる。ただし、ｍ≧１は、送出しモータＭL 、ＭR と
経糸ビームＢL 、ＢR との間に介装する減速ギヤ機構の
減速比、ｎは、織機の回転数、ｂは、経糸ＷL 、ＷR の
単位長さ当りの緯糸の打込み密度、ＲL 、ＲR は、経糸
ビームＢL 、ＢR の半径を表わす。なお、織機の回転数
ｎ、半径ＲL 、ＲR は、適当なセンサによって検出し、
他は、定数として取り扱うことができる。

【００２６】ベース速度ＳoL、ＳoRは、所定の打込み密
度ｂを実現するために必要な送出しモータＭL 、ＭR の
規定速度を表わし、速度補正量ＳL 、ＳR は、左右の経
糸張力ＦL 、ＦR を適正にするために、ベース速度Ｓo
L、ＳoRを補正するものである。そこで、制御増幅器２
２、２２は、加え合せ点２１、２１からの速度指令値
（ＳoL＋ＳL ）、（ＳoR＋ＳR ）に基づいて送出しモー
タＭL 、ＭR を速度制御することにより、常に適正な経
糸張力ＦL 、ＦR を実現することができる。

【００２７】以上の説明において、経糸張力ＦL 、ＦR
は、センサＬＤL 、ＬＤR からの力Ｆ1L、Ｆ1Rに基づ
き、張力演算手段１３を介して演算するに代えて、適当
なセンサにより直接計測してもよい。すなわち、このと
きのセンサは、それのみにより張力検出手段を形成す
る。また、制御増幅器２２、２２は、加え合せ点２１、
２１の出力を積分することによって、送出しモータＭL
、ＭR に対する回転量の指令信号を作り、送出しモー
タＭL 、ＭR を回転量制御してもよい。

【００２８】

【他の実施例】入力変数生成手段１１は、入力変数Ｘi
として、 Ｘo ＝ＦL ＋ＦR Ｘ1 ＝ＦR −ＦL Ｘ2 ＝ＬR −ＬL ＝（θR ＲR −θL ＲL ）／ｍ を生成することができる。ただし、θL 、θR は、それ
ぞれ送出しモータＭL 、ＭR の単位時間当りの回転量で
あり、したがって、このときの入力変数Ｘo は、左右の
経糸張力ＦL 、ＦR の和、入力変数Ｘ1 は、左右の経糸
張力ＦL 、ＦR の差、入力変数Ｘ3 は、左右の経糸ビー
ムＢL 、ＢR からの経糸ＷL 、ＷR の送出し量ＬL 、Ｌ
R の差となっている。なお、θL 、θR は、たとえば、
送出しモータＭL 、ＭR の軸端に回転量を検出するエン
コーダを取り付けることによって計測することができ
る。また、ここでは、入力変数Ｘi として、左右の経糸
張力ＦL 、ＦR を採用していないが、これは、両者の和
と差とを入力変数Ｘo 、Ｘ1 または入力変数Ｘo 、Ｘ2
として採用することにより、必然的に、経糸張力ＦL 、
ＦR の大きさを適正に規制することができるためであ
る。

【００２９】このとき、ファジー制御手段１２が適用す
る制御則は、たとえば表４に示すとおりである。

【表４】

【００３０】なお、表４における速度補正量ＳL 、ＳR
のファジーラベルは、Ｐ、Ｚ、Ｎの３種に簡略化されて
おり、これに対応するメンバシップ関数は、図３（Ｃ）
に代えて、同図（Ｂ）と同様にすればよい。

【００３１】以上の説明において、入力変数生成手段１
１は、入力変数Ｘi として、左右の経糸張力ＦL 、ＦR
を適正にするために、経糸張力ＦL 、ＦR に影響を及ぼ
す任意のパラメータを生成することができ、ファジー制
御手段１２は、これらの入力変数Ｘi に適合するよう
に、制御則の内容を適宜決定することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この出願に係る第
１、第２発明によれば、入力変数生成手段と、入力変数
生成手段からの入力変数に基づいて速度補正量をファジ
ー推論するファジー制御手段と、ベース速度と速度補正
量とに基づいて送出しモータを速度制御する速度制御系
とを組み合わせることによって、ファジー制御手段は、
適切に選定した入力変数に対して適切な制御則を適用す
ることにより、左右の経糸張力を所定値に維持するばか
りでなく、両者の不同を最少に抑えることができるか
ら、欠点のない高品質の織布を安定に製織することがで
きるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 全体構成ブロック系統図

【図２】 適用例の構成模式図

【図３】 メンバシップ関数を示す線図

【符号の説明】

ＢL 、ＢR …経糸ビーム ＭL 、ＭR …送出しモータ ＬＤR 、ＬＤL …センサ Ｆ1R、Ｆ1L…力 ＦL 、ＦR …経糸張力 ＬL 、ＬR …送出し量 Ｘi （ｉ＝０、１、２…）…入力変数 ＳoL、ＳoR…ベース速度 ＳL 、ＳR …速度補正量 １１…入力変数生成手段 １２…ファジー制御手段 ２０…速度制御系

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右の経糸張力に起因する力を検出する
   センサを利用して左右の経糸張力を求める張力検出手段
   と、該張力検出手段からの左右の経糸張力に基づき、左
   右の経糸張力を適正にするための入力変数として、左右
   の経糸張力と、左右の経糸張力の和と、左右の経糸張力
   の変化率とを生成する入力変数生成手段と、該入力変数
   生成手段からの入力変数に基づき、左右の速度補正量を
   ファジー推論するファジー制御手段と、ベース速度と前
   記ファジー制御手段からの速度補正量とに基づき、左右
   の送出しモータを速度制御する左右の速度制御系とを備
   えてなるツインビーム織機の送出し制御装置。
2. 【請求項２】 左右の経糸張力に起因する力を検出する
   センサを利用して左右の経糸張力を求める張力検出手段
   と、該張力検出手段からの左右の経糸張力に基づき、左
   右の経糸張力を適正にするための入力変数として、左右
   の経糸張力の和と、左右の経糸張力の差と、左右の経糸
   ビームからの送出し量の差とを生成する入力変数生成手
   段と、該入力変数生成手段からの入力変数に基づき、左
   右の速度補正量をファジー推論するファジー制御手段
   と、ベース速度と前記ファジー制御手段からの速度補正
   量とに基づき、左右の送出しモータを速度制御する左右
   の速度制御系とを備えてなるツインビーム織機の送出し
   制御装置。