JP3104391B2 - 粗紡機のボビンレール定位置停止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はボビンレールを紡出駆動
系及び巻取駆動系と独立して駆動可能な可変速モータを
備えた粗紡機のボビンレール定位置停止方法に係り、詳
しくは粗紡機の満管停止後、ボビンレールを玉揚げ位
置、空ボビン挿入傾き検知位置、巻始め位置等の所定位
置まで移動させる際に好適な粗紡機のボビンレール定位
置停止方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】粗紡機において粗糸の巻取りが継続され
て満管になると、ボビンレールは所定位置に停止した
後、予め定められた玉揚げ位置、空ボビン挿入傾き検知
位置、巻始め位置等の所定位置まで順次移動される。そ
して、従来は満管停止後、ボビンレールを前記各所定位
置に移動させるのに、ボビンレールを紡出駆動系及び巻
取駆動系と独立して駆動可能な誘導モータで駆動すると
ともに、その停止位置検知をリミットスイッチで行って
いた。すなわち、図５に示すようにボビンレール５１の
一端にドッグ５２が設けられ、ボビンレール５１の昇降
範囲と対応する粗紡機のフレーム５３の所定位置にリミ
ットスイッチＬＳ１〜ＬＳ３が固定されている。

【０００３】満管停止位置Ｐ0 から玉揚げ位置Ｐ1 ま
で、玉揚げ位置Ｐ1 から空ボビン挿入傾き検知位置Ｐ2
まで及び空ボビン挿入傾き検知位置Ｐ2 から巻始め位置
Ｐ3 までのボビンレール５１の各移動距離はそれぞれ異
なる。玉揚げ位置Ｐ1 から空ボビン挿入傾き検知位置Ｐ
2 までの移動距離は他の場合の移動距離に比較して小さ
く、ほぼ１／１０程度となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ボビンレー
ル（駆動系を含む）の慣性力が大きいため、従来の停止
方法ではリミットスイッチの検知信号が出力されてから
ボビンレール５１が停止するまでの惰性移動距離が異な
っていた。すなわち、停止状態にあるボビンレールの次
の目標停止位置までの距離が小さい場合には停止時の惰
性移動距離が小さく、目標停止位置までの距離が大きい
場合には停止時の惰性移動距離が大きくなった。これ
は、リミットスイッチから停止信号が出力されたとき、
ボビンレール５１の移動速度が異なるためである。従っ
て、停止位置の精度を高めるためにはボビンレール５１
の昇降速度を低速とする必要があり、ボビンレールの移
動に時間が掛かり、結果として粗紡機の稼動効率が低下
するという問題があった。

【０００５】又、多数のリミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ
３を所定位置に正確に組付けるのに手間が掛かるという
問題もある。本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は満管に伴う巻取り停止後、ボビ
ンレールを玉揚げ位置等の所定位置へ移動させる場合、
目標位置に早く到達し、しかも精度良く停止させること
ができる粗紡機のボビンレール定位置停止方法を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め請求項１に記載の本発明では、ボビンレールを紡出駆
動系及び巻取駆動系と独立して駆動可能な可変速モータ
を備えた粗紡機において、粗紡機の満管停止後のボビン
レールの現在位置から同じく粗紡機の満管停止後の目標
停止位置までの距離とそのときのボビンレールの移動速
度との関係を予め設定しておき、ボビンレールの移動速
度が当該距離に対応する前記予め設定された速度となる
ように前記可変速モータを駆動制御するようにした。

【０００７】又、請求項２に記載の発明では、ボビンレ
ールを紡出駆動系及び巻取駆動系と独立して駆動可能な
可変速モータを備えた粗紡機において、粗紡機の満管停
止後のボビンレールの現在位置から同じく粗紡機の満管
停止後の目標停止位置までの距離とそのときのボビンレ
ールの移動速度との関係を予め設定しておき、緩起動で
前記可変速モータを駆動させ、ボビンレールが移動を開
始した後は所定時間毎にボビンレール位置検出手段から
の検出信号に基づいてボビンレールの現在位置を求め、
前記目標停止位置と現在位置との距離を基に、ボビンレ
ールの移動速度が前記予め設定された速度となるように
前記可変速モータを駆動制御するようにした。

【０００８】

【作用】ボビンレールは紡出駆動系及び巻取駆動系と独
立して駆動可能な可変速モータにより駆動される。ボビ
ンレールを所定停止位置に正確に停止させるのに適し
た、ボビンレールの現在位置から目標停止位置までの距
離とそのときのボビンレールの移動速度との関係が予め
設定されている。そして、請求項１の発明ではボビンレ
ールの移動速度が、現在位置から目標停止位置までの距
離に対応する予め設定された速度となるように、前記可
変速モータが駆動制御される。従って、停止動作時のボ
ビンレールの速度が、可変速モータの起動時におけるボ
ビンレールの位置と目標停止位置までとの距離に関係な
く常に一定となり、停止位置のばらつきがなくなる。
又、請求項２の発明では停止状態のボビンレールを所定
位置へ移動させる場合、緩起動で可変速モータが駆動さ
れる。ボビンレールが移動を開始した後は所定時間毎に
ボビンレール位置検出手段からの検出信号に基づいてボ
ビンレールの現在位置が求められる。そして、目標停止
位置と現在位置との距離を基に、ボビンレールの移動速
度が前記の予め設定された速度となるように、前記可変
速モータが駆動制御される。従って、停止動作時のボビ
ンレールの速度が、可変速モータの起動時におけるボビ
ンレールの位置と目標停止位置までとの距離に関係なく
常に一定となり、停止位置のばらつきがなくなる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図４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３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
ンレールの昇降切換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２とからなり、メ
インモータＭ１により駆動されるドライビングシャフト
３の回転がベルト伝動機構４，５及び歯車列６を介して
伝達されるようになっている。フロントローラ７を備え
た回転軸７ａの一端には、フロントローラ７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８は
ボビンレール９上に装備されている。ボビンホイール８
を駆動する回転軸１０には、ドライビングシャフト３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１１により合成されて伝達されるようになってい
る。又、巻取用モータＭ２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９にはリフティング駆動系を
構成するリフターラック１２が固定されている。リフタ
ーラック１２と噛合するピニオン１３が嵌着された回転
軸１４には、昇降用モータＭ３の回転がベルト伝動機構
１５及び歯車列１６を介して伝達される。歯車列１６の
途中には一対の電磁クラッチ１７，１８を装備した昇降
切換機構１９が配設されている。前記回転軸１４の回転
方向、すなわちボビンレール９の昇降動の方向は電磁ク
ラッチ１７，１８の励消磁の切換に対応して変更される
ようになっている。

【００１２】回転軸１４の一端にはボビンレール９の上
下方向における絶対位置を検出する位置検出手段として
のアブソリュートエンコーダＥ３が接続されている。両
電磁クラッチ１７，１８は制御装置２０の指令に基づい
て励消磁され、両電磁クラッチ１７，１８が同時に励磁
されることはない。ボビンレール９は一方の電磁クラッ
チ１７が励磁されたときに上昇移動され、他方の電磁ク
ラッチ１８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は誘導モータからな
り、制御装置２０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２１〜２３を介して変速駆動されるよ
うになっている。

【００１３】図４に示すように、制御装置２０を構成す
るマイクロコンピュータ２４は中央処理装置（以下ＣＰ
Ｕという）２５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２６と、
入力装置２７により入力された入力データ及びＣＰＵ２
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２８
とからなり、ＣＰＵ２５はプログラムメモリ２６に記憶
されたプログラムデータに基いて動作する。制御装置２
０には紡出条件（運転条件）を作業用メモリ２８に入力
する入力装置２７がキーボードとして一体に組み込まれ
ている。

【００１４】ＣＰＵ２５は入力装置２７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への速度指示を入出力インタ
フェース２９及びＤ／Ａコンバータ３０〜３２を介して
インバータ２１〜２３へ出力するようになっている。
又、電磁クラッチ１７，１８はＣＰＵ２５からの信号に
基づき、電磁クラッチ励消磁回路３３を介してその励消
磁が制御され、ボビンレール９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２６にはボビンレール９
の現在位置から目標停止位置までの距離Ｌと、そのとき
のボビンレール９の移動速度に対応する昇降用モータＭ
３の回転数との関係が、満管停止後のボビンレール９の
駆動制御用データとして記憶されている。前記制御用デ
ータはボビンレール９を精度良く所定位置に停止させ、
しかも所定位置までできるだけ早く到達させるのに適し
た関係となるように、予め試験あるいは計算式から求め
たものが使用される。

【００１６】ＣＰＵ２５はアブソリュートエンコーダＥ
３からの出力信号に基づいてボビンレール９の現在位置
を求め、その値から目標停止位置までの距離Ｌを演算す
るとともに、その距離Ｌに対応する昇降用モータＭ３の
回転数を前記駆動制御用データから求める。そして、そ
の速度に対応する周波数をインバータ２３が出力するよ
うに指令する指令信号を、入出力インタフェース２９及
びＤ／Ａコンバータ３２を介してインバータ２３に出力
するようになっている。

【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紡出条件と、満管停止
後のボビンレール９の各所定停止位置の位置データとが
入力装置２７により入力される。所定停止位置とは玉揚
げ位置、空ボビン挿入傾き検知位置及び巻始め位置であ
る。

【００１８】機台の運転が開始されると、メインモータ
Ｍ１の駆動によりドラフト部１及びフライヤ２がそれぞ
れ駆動される。又、差動歯車機構１１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１１で合成され、合成された回転力が回
転軸１０に伝達され、ボビンＢが装着されたボビンホイ
ール８が回転駆動される。この結果、ドラフト部１で延
伸された粗糸Ｒがフライヤ２により加撚され、フライヤ
２より高速で回転するボビンＢに層状に巻取られる。

【００１９】又、昇降用モータＭ３の駆動によりベルト
伝動機構１５、歯車列１６、切換機構１９、回転軸１４
及びピニオン１３を介してリフターラック１２とともに
ボビンレール９が昇降動される。制御装置２０（ＣＰＵ
２５）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９の昇降速度が変更される。

【００２０】粗糸の巻取りが継続されて満管となると、
ボビンレール９が所定の満管停止位置で停止される。満
管停止後、ボビンレール９はまず満管停止位置から玉揚
げ位置まで移動される。次いで玉揚げ完了後、玉揚げ位
置から空ボビン挿入傾き検知位置まで移動され、その
後、空ボビン挿入傾き検知位置から巻始め位置まで移動
される。

【００２１】モータの加減速時には負荷トルクに負荷慣
性力が加わる。そして、モータに対する速度指令を短時
間で大きく変更するように行うと、実際のモータの回転
速度がモータの速度指示に対して大きな遅れを発生す
る。従って、所定位置に精度良く停止させるには、昇降
用モータＭ３に停止指令すなわち回転数ゼロの速度指令
を出力する際にその回転数が所定の値Ｎmin 以下である
必要がある。又、昇降用モータＭ３を最高回転数Ｎmax
から前記所定の値Ｎmin まで円滑にしかもできるだけ早
く減速させる際の、ボビンレール９の現在位置と目標停
止位置との距離Ｌと、昇降用モータＭ３の回転数との関
係、すなわち駆動制御用データは例えば図２のようにな
る。そして、最高回転数Ｎmax で駆動されている昇降用
モータＭ３が減速動作を開始してから停止するまでの間
に、ボビンレール９は距離Ｌc 移動する。又、ボビンレ
ール９の現在位置と目標停止位置との距離がＬ0 以下の
とき昇降用モータＭ３の回転数がＮmin となる。

【００２２】満管停止位置から玉揚げ位置までの距離
と、空ボビン挿入傾き検知位置から巻始め位置までの距
離は長い。その結果、昇降用モータＭ３の回転数が最高
回転数Ｎmax に達するまでにボビンレール９が移動した
時点におけるボビンレール９の位置と目標停止位置まで
の距離Ｌは、距離Ｌc より大きい。従って、この場合は
昇降用モータＭ３を最高回転数Ｎmax で駆動した後、減
速動作に移行しても精度良くボビンレール９を所定停止
位置に停止させることができる。一方、玉揚げ位置から
空ボビン挿入傾き検知位置までの距離は他の場合の１／
１０程度であるため、昇降用モータＭ３の増速動作中に
おいてボビンレール９の位置と所定停止位置との距離Ｌ
が前記距離Ｌc 以下となる。従って、この場合は昇降用
モータＭ３が最高回転数Ｎmax に達する前に減速動作に
移行する必要がある。

【００２３】次にボビンレール９を満管停止位置から玉
揚げ位置まで移動させる場合について説明する。昇降用
モータＭ３の起動は図１の時間ｔ1 で開始される。ま
ず、ＣＰＵ２５から電磁クラッチ励消磁回路３３を介し
て電磁クラッチ１７，１８に励消磁信号が出力され、他
方の電磁クラッチ１８が励磁された状態、すなわちボビ
ンレール９が下降移動可能な状態に保持される。ＣＰＵ
２５から指令信号が入出力インタフェース２９を介して
Ｄ／Ａコンバータ３２に出力され、Ｄ／Ａコンバータ３
２はそのディジタル信号をアナログ電圧信号に変換して
インバータ２３に出力する。インバータ２３は入力され
る電圧信号に対応した回転数で昇降用モータＭ３を駆動
制御する。昇降用モータＭ３の駆動により昇降切換機構
１９及び歯車列１６を介して回転軸１４が駆動され、ボ
ビンレール９が下降移動する。

【００２４】ボビンレール９を玉揚げ位置まで早く到達
させるため、昇降用モータＭ３を最高回転数Ｎmax で駆
動する必要がある。しかし、起動時からすぐに最高回転
数Ｎmax となる速度指令を行うと、昇降用モータＭ３の
回転数が速度指令に対して大きな遅れを発生するばかり
でなく、インバータ２３に過電流や過電圧が加わる。そ
こで、ＣＰＵ２５は昇降用モータＭ３の起動が緩起動と
なるように、昇降用モータＭ３の回転数を所定時間Δｔ
毎に所定回転Δｎずつ段階的に増大させるように指令信
号を出力する。

【００２５】ＣＰＵ２５はエンコーダＥ３からの出力信
号に基づいてボビンレール９の現在位置を求め、その値
と作業用メモリ２８に記憶された玉揚げ位置データとに
より、現在位置から目標位置までの距離Ｌを演算する。
そして、その距離Ｌに対応する昇降用モータＭ３の回転
数を駆動制御用データから求める。昇降用モータＭ３の
回転数が最高値Ｎmax に達していない場合は、前記の段
階的な増速が継続される。昇降用モータＭ３の回転数が
最高値Ｎmax に達した後、目標位置までの距離Ｌが距離
Ｌc となるまでは、ＣＰＵ２５は昇降用モータＭ３の回
転数が最高値Ｎmax となる速度指令を出力する。

【００２６】目標位置までの距離Ｌが距離Ｌc となった
時点でＣＰＵ２５はボビンレール９の減速動作を開始す
る。ＣＰＵ２５はボビンレール９の現在位置から目標停
止位置までの距離Ｌに対応する昇降用モータＭ３の回転
数を駆動制御用データから求め、その値に対応する速度
指令をＤ／Ａコンバータ３２に出力する。昇降用モータ
Ｍ３の回転数変更指令の間隔は、起動時の変更指令間隔
Δｔより短い間隔で行われる。その結果、図１に示すよ
うに、昇降用モータＭ３の回転数はほぼ連続的に変化す
る。そして、ボビンレール９の現在位置と目標停止位置
との距離がＬ0となったとき、昇降用モータＭ３の回転
数がＮmin となり、所定位置で停止指令すなわち回転数
ゼロの速度指令がＣＰＵ２５から出力され、ボビンレー
ル９は精度良く玉揚げ位置に停止する。

【００２７】次にボビンレール９を玉揚げ位置から空ボ
ビン挿入傾き検知位置まで移動させる場合について説明
する。昇降用モータＭ３の起動は図１の時間ｔ2 で開始
される。まず、ＣＰＵ２５から電磁クラッチ励消磁回路
３３を介して電磁クラッチ１７，１８に励消磁信号が出
力され、一方の電磁クラッチ１７が励磁された状態、す
なわちボビンレール９が上昇移動可能な状態に保持され
る。次にＣＰＵ２５は前記と同様、昇降用モータＭ３の
回転数を所定時間Δｔ毎に所定回転Δｎずつ段階的に増
大させるようにＤ／Ａコンバータ３２に指令信号を出力
する。玉揚げ位置から空ボビン挿入傾き検知位置までの
距離が短いため、昇降用モータＭ３の増速途中で、回転
数と距離Ｌとの関係が減速動作時の駆動制御用データと
対応する状態となる。

【００２８】この時点すなわち図２に示すように、昇降
用モータＭ３の回転数がＮ、空ボビン挿入傾き検知位置
までの距離がＬａとなった時点から、ＣＰＵ２５はボビ
ンレール９の減速動作を開始する。ＣＰＵ２５は前記と
同様にボビンレール９の現在位置から目標停止位置まで
の距離Ｌに対応する昇降用モータＭ３の回転数を順次駆
動制御用データから求め、その値に対応する速度指令を
Ｄ／Ａコンバータ３２に出力する。その結果、図１に示
すように、昇降用モータＭ３の回転数はＮからほぼ連続
的に減少する。そして、昇降用モータＭ３の回転数がＮ
min のときに、停止指令すなわち回転数ゼロの速度指令
がＣＰＵ２５から出力され、ボビンレール９は精度良く
空ボビン挿入傾き検知位置に停止する。

【００２９】又、ボビンレール９を空ボビン挿入傾き検
知位置から巻始め位置まで移動させる場合は、電磁クラ
ッチ１７，１８がボビンレール９を上昇移動可能な状態
に保持される点を除き、満管停止位置から玉揚げ位置ま
での移動の場合と同様に昇降用モータＭ３が制御され
る。

【００３０】前記のように停止状態にあるボビンレール
９の次の目標停止位置までの距離に関係なく、ボビンレ
ール９の移動速度が一定の低速時に昇降用モータＭ３に
停止指令が出力されるので、ボビンレール９が所定位置
に精度良く停止する。又、昇降用モータＭ３をできるだ
け最高回転数で駆動するように制御されるため、ボビン
レール９が目標位置まで早く到達できる。

【００３１】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、ボビンレール９が移動を始める前
に、予め設定されたボビンレール９の現在位置から目標
停止位置までの距離とその時のボビンレール９の移動速
度との関係データを基に、所定時間毎のボビンレール９
の移動速度の変速プログラムを計算しておき、この変速
プログラムに基づいてモータを駆動制御してもよい。
又、ボビンレール９の位置検出をアブソリュートエンコ
ーダＥ３で行う代わりに、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
を用いてもよい。この場合はボビンレール９の昇降範囲
の近傍にマグネットスケールを配設し、その検出部をボ
ビンレール９に一体移動可能に固定し、検出部の検出信
号を制御装置２０に入力してボビンレール９の位置を検
出する。又、差動歯車機構１１を設けずに回転軸１０を
巻取用モータＭ２のみで直接駆動したり、昇降用モータ
Ｍ３として正逆回転駆動可能なモータを用いて昇降切換
機構１９を省略してもよい。又、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。さらには、満管停止後の所定位置への移
動の場合に限らず、粗紡機が非常停止した後にボビンレ
ール９を所定位置まで移動させる場合に適用してもよ
い。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、満
管に伴う巻取り停止後、ボビンレールを玉揚げ位置等の
所定位置へ移動させる場合、目標位置に早く到達し、し
かも所定位置に精度良く停止させることができる。従っ
て、満管停止後、再度巻取りを開始するまでの時間が短
くなり、粗紡機の稼動効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボビンレールを移動させる場合の昇降用モータ
の回転数変化を示す図である。

【図２】ボビンレールの現在位置と目標停止位置との距
離と、昇降用モータの回転数との関係を示す図である。

【図３】粗紡機の駆動機構の概略斜視図である。

【図４】制御装置のブロック図である。

【図５】従来例のリミットスイッチとボビンレールの関
係を示す図である。

【符号の説明】

９…ボビンレール、１９…昇降切換機構、２０…制御装
置、２５…ＣＰＵ、Ｅ３…ボビンレール位置検出手段と
してのアブソリュートエンコーダ、Ｌ…距離、Ｍ３…昇
降用モータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01H 9/02 D01H 9/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボビンレールを紡出駆動系及び巻取駆動
   系と独立して駆動可能な可変速モータを備えた粗紡機に
   おいて、粗紡機の満管停止後のボビンレールの現在位置
   から同じく粗紡機の満管停止後の目標停止位置までの距
   離とそのときのボビンレールの移動速度との関係を予め
   設定しておき、ボビンレールの移動速度が当該距離に対
   応する前記予め設定された速度となるように前記可変速
   モータを駆動制御する粗紡機のボビンレール定位置停止
   方法。
2. 【請求項２】 ボビンレールを紡出駆動系及び巻取駆動
   系と独立して駆動可能な可変速モータを備えた粗紡機に
   おいて、粗紡機の満管停止後のボビンレールの現在位置
   から同じく粗紡機の満管停止後の目標停止位置までの距
   離とそのときのボビンレールの移動速度との関係を予め
   設定しておき、緩起動で前記可変速モータを駆動させ、
   ボビンレールが移動を開始した後は所定時間毎にボビン
   レール位置検出手段からの検出信号に基づいてボビンレ
   ールの現在位置を求め、前記目標停止位置と現在位置と
   の距離を基に、ボビンレールの移動速度が当該距離に対
   応する前記予め設定された速度となるように前記可変速
   モータを駆動制御する粗紡機のボビンレール定位置停止
   方法。