JP3019576B2 - 粗紡機におけるボビンレールの昇降切換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粗紡機におけるボビンレ
ールの昇降切換方法に係り、詳しくはボビンレールの昇
降動の切換をクラッチの断・接で行う粗紡機におけるボ
ビンレールの昇降切換方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に粗紡機においては、フロントロー
ラより一定速度で送り出される粗糸を、所定速度で回転
しているフライヤとそれより高速で回転するボビンとの
回転速度差により粗糸に撚りを掛けつつボビンに巻取
る。ボビンはボビンレールに支承されてボビンレールと
ともに昇降動され、ボビンレールの昇降運動の方向が変
わる毎にボビンレールの移動距離が短縮され、粗糸巻の
両端部が円錘形状となるように粗糸の巻取りが行われ
る。

【０００３】巻取時に粗糸の送出量と巻取量とがほぼ同
一となるように巻取を行わなければ正常な巻取が行われ
ず、粗糸の張力変動に基づく糸むらや粗糸切れが発生す
る。そこで、従来は一対のコーンドラム及びベルトシフ
ターを用いた変速装置によりボビンの回転速度がボビン
に巻取られた粗糸層の増大に伴い順次低下するように制
御していた。ところが、紡出条件によりボビンに巻取ら
れた粗糸層の数とボビン径（粗糸巻径）の増加の割合が
変わるため、紡出条件に対応してコーンドラムの形状を
変更（コーンドラムを交換）するか、ベルトシフターの
移動量を調整可能な補助カムを用いて紡出条件に対応し
て変更する（特公昭５２−４８６５２号公報）必要があ
り、紡出条件の変更毎に前記の面倒な交換あるいは調整
作業が必要であった。

【０００４】近年、多品種少ロット生産に対する要求が
強く、紡出条件の頻繁な変更に対応するため、紡出駆動
系と巻取駆動系とをそれぞれ別の可変速モータにより駆
動する構成とし、紡出条件に対応して予め記憶装置に入
力したデータに基づいて各可変速モータを駆動制御する
ようにした粗紡機が提案されている（例えば、特開昭６
３−２６４９２３号公報、特開平３−４０８１９号公報
等）。このように紡出駆動系と巻取駆動系とをそれぞれ
別の可変速モータにより駆動する構成とした粗紡機で
は、粗糸巻形状すなわち粗糸巻の肩部の傾きを容易に変
更可能とするため、ボビンレールの昇降動の切換をクラ
ッチにより行うようにしたものがある。そして、従来は
目的とする粗糸巻形状成形のための反転位置にボビンレ
ールが到達した時に昇降切換指令が発せられ、ボビンレ
ールの反転が行われるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の昇降
切換方法では、昇降機構にクラッチの応答遅れも含めた
意味で、被動側の応答遅れが存在する。従って、図７に
示すようにクラッチの励消磁の切換から所定時間後にボ
ビンレールの反転が行われ、結果的にボビンレールは所
定反転位置を越えた位置で反転する。そのため、図６
（ｂ）に示すように現実に成形される粗糸巻Ｆの形状
（実線で示す遅れ反転位置）は目的とする形状（鎖線で
示す励消磁切換位置）とはならず、肩崩れが発生する危
険性も高い。従って、粗糸巻Ｆの肩部Ｆａの傾きθを小
さくして粗糸巻量を増やすと肩崩れが発生する危険性が
高くなるという問題がある。そして、粗紡機が高速運転
される場合はこの問題がより顕著となる。

【０００６】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的はボビンレールの昇降切換を制御
装置からの指令に基づくクラッチの断・接で行う粗紡機
において、制御装置から昇降切換指令が出力されてから
ボビンレールが実際に反転するまでの応答遅れが存在し
ても、確実に目的とする形状の粗糸巻成形を行うことが
できるボビンレールの昇降切換方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め本発明では、ボビンレールの昇降切換を制御装置から
の指令に基づくクラッチの断・接で行う粗紡機におい
て、前記制御装置から昇降切換指令が出力されてからボ
ビンレールが実際に反転するまでの応答遅れ量を、ボビ
ンレール昇降機構の歯車列の種類、負荷及び昇降速度の
変数として求めるデータベースを準備し、ボビンレール
の位置を常に検出するとともに少なくとも粗糸巻層が変
わる毎に昇降速度を検出し、その昇降速度と前記データ
ベースとに基づいて応答遅れ量を算出し、紡出条件で定
められた粗糸巻形状成形のためのボビンレール反転位置
に対して、前記算出された応答遅れ量だけ手前となる位
置にボビンレールが到達した時に昇降切換指令を出力す
るようにした。

【０００８】

【作用】ボビンレールの昇降切換はボビンレール昇降機
構のクラッチの断・接により行われ、クラッチの断・接
は制御装置からの指令に基づいて行われる。制御装置に
は昇降切換指令が出力されてからボビンレールが実際に
反転するまでの応答遅れ量を、ボビンレール昇降機構の
歯車列の種類、負荷及び昇降速度の変数として求めるデ
ータベースが準備されている。制御装置はボビンレール
の位置を常に確認するとともに、少なくとも粗糸巻層が
変わる毎に検出装置により検出されるボビンレールの昇
降速度と前記データベースとに基づいて応答遅れ量を算
出する。そして、制御装置は紡出条件で定められた粗糸
巻形状成形のためのボビンレール反転位置に対して、前
記算出された応答遅れ量だけ手前となる位置にボビンレ
ールが到達した時に昇降切換指令を出力する。その結
果、実際のボビンレールの反転位置は紡出条件で定めら
れた粗糸巻形状成形のためのボビンレール反転位置とな
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図６に従って説明する。まず、本発明の方法を実施する
ための粗紡機の駆動系を図２に従って説明する。この駆
動系は基本的には本願出願人が先に提案したもの（特開
昭６３ー２６４９２３号公報等）と同じであるが、ボビ
ンレールの昇降動切替機構が異なっている。駆動系は紡
出駆動系、巻取駆動系及びリフティング駆動系とからな
り、各駆動系にそれぞれ別の可変速モータを備えてい
る。紡出駆動系はドラフト部１とフライヤ部２とからな
り、ドラフト部１を構成するフロントローラ３を備えた
回転軸３ａの一端と、ドライビングシャフト４との間に
歯車列５及びベルト伝動機構６が配設されている。ドラ
イビングシャフト４はメインモータＭ１とベルト伝動機
構７を介して連結されている。前記ドライビングシャフ
ト４の回転がベルト伝動機構８を介して伝達される回転
軸９に駆動歯車１０が嵌着されている。フライヤ部２を
構成するフライヤ１１の上部に駆動歯車１０と噛合する
被動歯車１２が一体回転可能に嵌着固定されている。な
お、前記回転軸３ａの一端にはフロントローラ３の回転
速度を検出するパルスエンコーダＥ１が接続されてい
る。

【００１０】巻取駆動系を構成するボビンホイール１３
はボビンレール１４上に装備され、ボビンホイール１３
の被動歯車１３ａと噛合する駆動歯車１５が嵌着固定さ
れた回転軸１６には、ドライビングシャフト４の回転力
と、巻取用モータＭ２による回転力とが差動歯車機構１
７により合成されて伝達されるようになっている。すな
わち、巻取用モータＭ２の回転がベルト伝動機構１８を
介して差動歯車機構１７に入力され、差動歯車機構１７
の出力が歯車列１９、自在継手２０及び連結軸２１を介
して前記回転軸１６に伝達される。又、巻取用モータＭ
２にはパルスエンコーダＥ２が取付けられている。

【００１１】ボビンレール１４にはリフティング駆動系
を構成するリフターラック２２が固定されている。リフ
ターラック２２と噛合するピニオン２３が嵌着された回
転軸２４には、昇降用モータＭ３の回転がベルト伝動機
構２５及び歯車列２６を介して伝達される。歯車列２６
の途中には一対の電磁クラッチ２７，２８を装備した昇
降切換機構２９が配設され、電磁クラッチ２７，２８の
励消磁により前記回転軸２４の回転方向、すなわちボビ
ンレール１４の昇降動の方向が変更されるようになって
いる。回転軸２４の一端にはボビンレール１４の上下方
向における位置を検出する位置検出手段及び昇降速度検
出手段としてのパルスエンコーダＥ３が接続されてい
る。両電磁クラッチ２７，２８は制御装置３０の指令に
基づいて励消磁され、両電磁クラッチ２７，２８が同時
に励磁されることはない。ボビンレール１４は一方の電
磁クラッチ２７が励磁されたときに上昇移動され、他方
の電磁クラッチ２８が励磁されたときに下降移動される
ようになっている。前記各モータＭ１〜Ｍ３は制御装置
３０の指令に基づいて制御されるそれぞれ独立のインバ
ータ３１〜３３を介して駆動されるようになっている。

【００１２】図３に示すように、制御装置３０を構成す
るマイクロコンピュータ３４は中央処理装置（以下ＣＰ
Ｕという）３５と、制御プログラムを記憶した読出し専
用メモリ（ＲＯＭ）よりなるプログラムメモリ３６と、
入力装置３７により入力された入力データ及びＣＰＵ３
５における演算処理結果等を一時記憶する読出し及び書
替え可能なメモリ（ＲＡＭ）よりなる作業用メモリ３８
とからなり、ＣＰＵ３５はプログラムメモリ３６に記憶
されたプログラムデータに基いて動作する。繊維の種
類、ゲレン、撚数、巻取開始時におけるボビン径、満管
までの所定の巻取り量（満管長）、肩角度等の紡出条件
を作業用メモリ３８に入力する入力装置３７は、制御装
置３０にキーボードとして一体に組み込まれている。

【００１３】ＣＰＵ３５は入力装置３７により入力され
た紡出条件に基づいてメインモータＭ１、巻取用モータ
Ｍ２及び昇降用モータＭ３への速度指示を出力インタフ
ェース３９と、メインモータ駆動回路４０、巻取用モー
タ駆動回路４１及び昇降用モータ駆動回路４２とを介し
てインバータ３１〜３３へ出力するようになっている。
ＣＰＵ３５は前記各パルスエンコーダＥ１，Ｅ２，Ｅ３
からの出力信号に基づき、各モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３が
指令に従って駆動されていることを確認するようになっ
ている。又、ＣＰＵ３５はパルスエンコーダＥ３からの
出力信号に基づいてボビンレール１４の昇降速度及び位
置を演算するようになっている。なお、パルスエンコー
ダＥ３は回転軸２４の正転、逆転に対応してそれぞれ別
のパルス信号を出力するようになっており、ボビンレー
ル１４の上昇、下降の区別がパルス信号からも確認でき
るようになっている。

【００１４】又、電磁クラッチ２７，２８はＣＰＵ３５
からの信号に基づき、電磁クラッチ励消磁回路４３を介
してその励消磁が制御され、ボビンレール１４の昇降切
換が行われるようになっている。

【００１５】プログラムメモリ３８には前記制御装置３
０から昇降切換指令が出力されてからボビンレール１４
が実際に反転するまでの応答遅れ量としてのオーバーラ
ン量を、ボビンレール昇降機構の歯車列（ギヤリング）
の種類、負荷及び昇降速度を変数として予め実験的に求
めたデータベースが記憶されている。

【００１６】オーバーラン量はボビンレール１４の昇降
速度の関数となり、クラッチの容量が大きい場合は昇降
速度に比例する。この実施例の昇降切換機構２９に使用
されている電磁クラッチ２７，２８は容量が大きいた
め、オーバーラン量は昇降速度に比例する。そこで、歯
車列２６を構成する歯車の歯数比の組合せと、ボビンレ
ール昇降機構の負荷とを変えた場合について実際に紡出
運転を行い、昇降速度とオーバーラン量の関係を求め
る。その結果、図４に示すように昇降速度とオーバーラ
ン量の関係を表す直線が複数得られる。この結果がデー
タベースとしてプログラムメモリ３６に記憶される。

【００１７】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。機台の運転に先立ってまず繊維の種類、ゲレ
ン、撚数、巻取開始時におけるボビン径、満管までの所
定の巻取り量（満管長）、肩角度等の紡出条件と、ボビ
ンレール昇降機構の負荷と、昇降機構の歯車列（ギヤリ
ング）の種類とを入力装置３７により入力する。ボビン
レール昇降機構の負荷と、昇降機構の歯車列（ギヤリン
グ）の種類とが入力装置３７により入力されると、ＣＰ
Ｕ３５はデータベースから対応するボビンレール１４の
昇降速度とオーバーラン量との関係を示す直線を決定す
る。そして、機台運転時にその直線がオーバーラン量算
出の基礎データとなる。

【００１８】機台の運転が開始されると、メインモータ
Ｍ１の駆動によりベルト伝動機構７、ドライビングシャ
フト４、ベルト伝動機構８、回転軸９、駆動歯車１０及
び被動歯車１２を介してフライヤ１１が回転駆動され、
ベルト伝動機構７、ドライビングシャフト４、歯車列５
及びベルト伝動機構６を介してフロントローラ３がそれ
ぞれ回転駆動される。又、差動歯車機構１７に入力され
たメインモータＭ１の回転力と、巻取用モータＭ２の回
転力とが差動歯車機構１７で合成され、合成された回転
力が回転軸１６に伝達され、ボビンＢが装着されたボビ
ンホイール１３が駆動歯車１５及び被動歯車１３ａを介
して回転駆動される。この結果、ドラフト部１で延伸さ
れた粗糸Ｒがフライヤ１１により加撚され、フライヤ１
１より高速で回転するボビンＢに層状に巻取られる。
又、昇降用モータＭ３の駆動によりベルト伝動機構２
５、歯車列２６、切換機構２９、回転軸２４及びピニオ
ン２３を介してリフターラック２２とともにボビンレー
ル１４が昇降動される。制御装置３０（ＣＰＵ３５）か
らの指令により巻取用モータＭ２及び昇降用モータＭ３
の回転速度が変更され、巻取り速度及びボビンレール１
４の昇降速度が変更される。

【００１９】次にボビンレール１４の昇降切換動作を図
１のフローチャートに従って説明する。ＣＰＵ３５はパ
ルスエンコーダＥ３からの出力信号に基づいてボビンレ
ール１４の昇降速度を演算する（ステップＳ１、以下ス
テップをＳと表す）。次にＣＰＵ３５はその昇降速度及
び前記基礎データに基づいて当該昇降速度におけるオー
バーラン量を算出する（Ｓ２）。次にＣＰＵ３５はその
時点における巻取粗糸層の値から、目的とする粗糸巻形
状（肩角度）成形のためにボビンレール１４が反転すべ
き位置（所定反転位置）を紡出条件から求めるととも
に、その値と前記オーバーラン量とから昇降切換機構２
９に切換指令を出力すべき位置を演算する（Ｓ３）。

【００２０】次にＣＰＵ３５はパルスエンコーダＥ３か
らの出力信号に基づいてボビンレール１４の位置を演算
し（Ｓ４）、ボビンレール１４の位置が前記切換指令を
出力すべき位置に到達したか否かを判断する（Ｓ５）。
そして、ボビンレール１４が当該位置に到達すると、Ｃ
ＰＵ３５は電磁クラッチ２７，２８に励磁あるいは消磁
の指令信号を出力する（Ｓ６）。前記指令信号により電
磁クラッチ２７，２８の励消磁が切り換えられる。前記
指令信号が出力された後、電磁クラッチ２７，２８の断
・接が完了するまでの間にボビンレール１４は電磁クラ
ッチ２７，２８の励消磁切換前と同方向に前記オーバー
ラン量だけ移動し、その後、ボビンレール１４が反転す
る。パルスエンコーダＥ３からの出力信号は回転軸２４
の回転方向すなわちボビンレール１４の移動方向により
異なるため、ＣＰＵ３５はその出力信号によりボビンレ
ール１４の移動方向を確認する。そして、ＣＰＵ３５は
前記指令信号出力後、ボビンレール１４が反転したか否
かの判断を行い（Ｓ７）、ボビンレール１４が反転する
と再びステップＳ１に戻り、前記の動作を繰り返す。

【００２１】電磁クラッチ２７，２８に励消磁の切換が
行われても、ボビンレール１４はそれと同時に反転され
ずにボビンレール１４の昇降速度に対応したオーバーラ
ン量を移動した後に反転する。しかし、前記のように予
め求めておいた昇降速度とオーバーラン量との関係を表
すデータをもとに、各層毎に当該層の巻取り時における
ボビンレール１４の昇降速度に対応したオーバーラン量
だけ手前の位置で電磁クラッチ２７，２８に励消磁の切
換が行われるため、図５に示すように、実際の反転位置
が目的とする粗糸巻形状成形のための所定反転位置とな
る。従って、目的とする粗糸巻形状成形のための反転位
置で電磁クラッチの切換信号を出力した場合（図６
（ｂ）に示す）と異なり、図６（ａ）に示すように設定
条件どおりの粗糸巻形状の成形を確実に行うことがで
き、肩崩れの虞がなくなる。その結果、粗糸巻Ｆの肩部
Ｆａの傾きθを小さくして粗糸巻量を増大させることも
可能となる。

【００２２】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、差動歯車機構１７を設けることな
く各駆動部を全て独立にモータで駆動する構成を採用し
たり、各モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３としてインバータを介
して変速駆動されるモータを使用する代わりにサーボモ
ータ等他の可変速モータを使用してもよい。又、ボビン
レール１４の位置検出をパルスエンコーダＥ３の出力信
号すなわち回転軸２４の回転量に基づいて行う代わり
に、ボビンレール１４の昇降範囲の近傍に多数の永久磁
石がそのＮ極とＳ極とが交互に配列されたいわゆるマグ
ネットスケールを配設するとともに、その検出部をボビ
ンレール１４に一体移動可能に固定し、検出部の検出信
号を制御装置３０に入力してボビンレール１４の位置を
検出するようにしてもよい。又、クラッチとして電磁ク
ラッチに代えて油圧あるいは空圧等の流体圧で作動され
るクラッチを使用してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、昇
降切換指令が出力されてからクラッチの断・接が完了し
てボビンレールが実際に反転するまでの応答遅れが存在
しても、確実に目的とする形状の粗糸巻成形を行うこと
ができ、肩崩れの虞がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】昇降切換手順を示すフローチャートである。

【図２】粗紡機の駆動系の概略図である。

【図３】制御装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図４】ボビンレール昇降速度とオーバーラン量との関
係を示す図である。

【図５】ボビンレールの昇降動作のタイムチャートであ
る。

【図６】（ａ）は本発明を使用して成形された粗糸巻に
おけるボビンレール反転位置と昇降切換信号出力位置と
の関係を示す図であり、（ｂ）は従来例におけるそれと
対応する図である。

【図７】従来例のボビンレールの昇降動作のタイムチャ
ートである。

【符号の説明】

１４…ボビンレール、２２…リフターラック、２３…ピ
ニオン、２６…歯車列、２７，２８…電磁クラッチ、２
９…昇降切換機構、３０…制御装置、３５…ＣＰＵ、Ｅ
３…パルスエンコーダ、Ｆ…粗糸巻、Ｍ３…昇降用モー
タ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−242925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−20420（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−12135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−48734（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−5628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−264923（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−40819（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−18174（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−106372（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−31210（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01H 1/36

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボビンレールの昇降切換を制御装置から
   の指令に基づくクラッチの断・接で行う粗紡機におい
   て、 前記制御装置から昇降切換指令が出力されてからボビン
   レールが実際に反転するまでの応答遅れ量を、ボビンレ
   ール昇降機構の歯車列の種類、負荷及び昇降速度の変数
   として求めるデータベースを準備し、ボビンレールの位
   置を常に検出するとともに少なくとも粗糸巻層が変わる
   毎に昇降速度を検出し、その昇降速度と前記データベー
   スとに基づいて応答遅れ量を算出し、紡出条件で定めら
   れた粗糸巻形状成形のためのボビンレール反転位置に対
   して、前記算出された応答遅れ量だけ手前となる位置に
   ボビンレールが到達した時に昇降切換指令を出力するよ
   うにした粗紡機におけるボビンレールの昇降切換方法。