JP3285405B2 - ワインダーに導入されるテープ状または糸状の巻体を精密巻を有するチーズ巻にして巻取る方法とその装置 - Google Patents
ワインダーに導入されるテープ状または糸状の巻体を精密巻を有するチーズ巻にして巻取る方法とその装置Info
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Description
ルス)の積算値を第一検出器で検出し、且つ、第一の所
属する計数器で加算し、またトラバース糸案内部の駆動
部の角速度(パルス)の積算値を第二検出器で検出し
て、且つ、第一の所属する計数器で加算し、これら角速
度の積算値のそれぞれの和を相互に比較して、それに応
じて、トラバース糸案内部の駆動部を制御する、ワイン
ダーに導入されるテープ状または糸状の巻体を、精密巻
を有するチーズ巻(クロス巻)にして巻取る方法に関す
る。この発明は、同時に上記方法を実行する巻取装置に
も関する。ここで使用する糸状の巻体とは、特に単糸か
テープ片と解すべきである。
4 093 146号明細書により公知である。その場合、特別
なパルスを出力する検出器が使用される。ボビンの駆動
部とパルス発生器の間に、巻取比を決める歯車が設けて
ある。記録されたパルスは主にトラバース糸案内部を駆
動するステップモータを制御するために使用される。ス
テップモータの使用は、トラバース糸案内部によって決
まる幅を可変するために使用される。この巻取り方法
は、歯車を有する歯車機構を使用しているため、以後に
説明する多くの難点を有する。
き精密巻にしたチーズ巻とする方法とワインダーが知ら
れている。ボビンあるいはボビンスピンドルには第一回
転速度計が所属している。この回転速度計は単位時間当
たりのボビンの回転数を確認し、制御器に出力する。ト
ラバース糸案内部の駆動部にも回転速度計が装備されて
いる。回転速度計の両方の値は比較され、制御器に導入
され、この制御器はトラバース糸案内部の駆動モータに
影響を与える。これ等の回転速度計の使用には種々の難
点がある。これ等の回転速度計は規則正しい時間間隔で
校正する必要があり、温度に依存して動作する。そして
その精度は特別な巻取比を維持するという制限された状
態でのみ可能にする。回転速度計は、アナログ的に作動
する測定装置であり、従ってこの回転速度形は、構造上
の理由により不正確である。
精密巻を有するチーズ巻として繊維を巻取る方法が開示
されている。ボビンに糸じりを最適にするため、巻取比
を単に大きな精度で計算するだけなく、正確に維持する
必要がある。回転数の測定やボビンスピンドルの駆動と
トラバース糸案内部の駆動との間の比例性を維持するた
めにある電気および電子的な測定と制御技術は、巻体構
造を改善するため、各巻取段階(相)で巻取比を変調す
ることが提唱されている。しかし、この変調幅の範囲
は、 0.1%より小さくすべきである。
下にそれらのことに関して個々に指摘する。ワインダー
は導入された巻体からボビンを形成する。このボビン
は、ワインダーの形式に応じて、図1〜図11までに示
すような種々の形状を有する。
示す。つまり、巻体は直接隣接させた巻体にして巻取ら
れていて、巻体のチューブあるいはボビンでの勾配は巻
体の直径/幅に一致している。巻体がこのようなボビン
の側部で滑らないようにするため、特別な処置が必要で
ある。例えば、図1に示すようにボビンチューブのフラ
ンジで支えるとか、ボビン構造を特別な形状にして、例
えばボビンの端面を図2,3と4に示すように傾ける。
つまり、巻体は、この巻体の直径/幅に比べて大きい勾
配でチューブあるいはボビンに装着される。この方法で
は、ボビンの端面で多少丸くなった巻体の逆転個所が生
じる。これ等の逆転個所は巻体の次の巻体によって覆わ
れるので、巻体の端面での滑りが防止される。ここで
も、特別な使用目的に対して、ボビンの端面は特別な形
状、例えば図6と図7に示すような傾斜を有する。
る必要はなく、例えば図8〜図11に示すように円錐形
でもよい。ワインダーの主軸には、場合によって必要な
ボビンチューブの上に巻体を巻取るスピンドル、つまり
ボビンスピンドルと、巻付け機構とがある。この巻付け
機構は巻体をボビンスピンドルの長手方向に一定の幅、
巻体幅あるいはストローク内で往復させて巻付ける。
面図に模式的に示すような、ボビンスピンドルの上に形
成されるボビンへの周回駆動部によって駆動され、ある
いは図13の正面図と平面図に模式的に示すようなボビ
ンスピンドルの直接駆動部によって駆動される。
の上に形成するボビン2の周回駆動では、モータ3で駆
動される摩擦ローラ4は、一定回転数の場合、ボビンの
一定周回速度を強制的に生じ、且つ従って巻体5のほぼ
一定の巻取速度となる。
動する場合には、巻体11の巻取速度を一定にするた
め、ボビン12の直径の増加と共にモータ10の回転数
を連続的に減少する。
付け機構6または14のトラバース糸案内部7または1
3の直線運動は互いに異なった参照符号にしてある。こ
れによって、基本的に異なったボビンの形状が生じる。
7を有する巻付け機構6がモータ8によってボビンスピ
ンドル1の回転数に無関係な回転数で駆動されると、粗
い巻体を有するチーズ巻と称される図14のボビン構造
になる。
た初期傾斜角16(巻取過程、巻取運動の初め)は巻取
運動の終わりまで、ボビン18の最大直径まで、一定に
維持し(最終傾斜角19)、巻体幅22での巻体20あ
るいは21の数は常時減少する。ボビン直径毎に、巻付
け材料の異なった装填密度のボビンが生じる。
13を有する巻付け機構14が歯車で、例えば平歯車で
ボビンスピンドル9に連結している場合、図15のボビ
ン構造となる。これは精密巻体を有するチーズ巻と称さ
れている。
角23(巻取運動の初め)は巻取運動の終わり、つまり
ボビンの最大直径25まで常時減少し、ボビンの巻体幅
29での巻体27または28の数は一定に維持されてい
る。どのボビン直径でも、巻取材料の同じ装填密度のボ
ビンが生じる。
して、ボビンスピンドル9の回転数に対するトラバース
糸案内部13の二重ストロークの対応する比が得られ
る。二重ストロークはトラバース糸案内部13の巻体幅
22(図14の)の一端から他端まで、およびその逆の
距離を表す。ボビンスピンドルの回転数に対するトラバ
ース糸案内部の二重ストロークの比は、巻取比と言われ
る。
構造が得られる。例えば、図16は目の細かい精密チー
ズ巻の巻体25の単層を有するボビンチューブ24のボ
ビン23を模式的に示す。つまり、巻体25は二重スト
ローク毎に点26〜32の順にボビン25の上に装着さ
れる。点26〜32はボビン23の端面での巻体の反転
点を表す。ここでは、公称巻取比が例えば1:5とす
る。巻体の個別層を正確に互いに隣接して、且つほぼ正
確に上下に重なり合わずに配置するために、実際の巻取
比を設定するには、巻体の太さや幅から生じる成分も計
算に入れる必要がある。
34と精密菱形巻の巻体35の若干の層を有するボビン
33を示す。巻体35の個々の層は、ここでは、ボビン
33の上に点36〜40の順にして装着されている。破
線は巻体35をボビン33の端面に取り付ける順序を示
す。点36で始まって、巻体35が点37でスタート
点、つまり点36の近くに再び来る前に、最初4つの他
の反転点を通過する。更に、巻付け過程の他の経過で
は、点36と37の間に、更に点39で巻体35の他の
層が装着される。隣接する個々の巻体の層の間には一定
の間隔がある。従って、例えばカラーボビンに必要なよ
うな、ボビン包装の開放構造が得られる。公称巻取比が
ここでは、例えば1: 5.2とする。巻体の重なる層を所
望するように互いに隣接して、且つほぼ正確に上下に重
なり合わないように配置するために、実際の巻取比を設
定するには、巻体の太さや幅から生じる割合を、ここで
も同様に計算に入れる必要がある。
重なる層を望むように隣接配置する成分は、δ値と称さ
れる。負のδ値では、図18に示すように、順方向走行
の巻取配置となる。巻付ける巻体43は、矢印44の方
向に回転するボビン45の上にある巻体46の前に装着
される。これに反して、正のδ値では、図19に示すよ
うな逆方向走行の巻取配置となる。巻付ける巻体47は
矢印48の方向に回転するボビン49の上にある巻体5
0の後に装着される。
ボビンチューブ52と回転方向矢印53と共に、精密巻
のチーズ巻にしたボビン51を示す。チューブ上には巻
体が初期傾斜角54で、また最外側のボビン直径には最
終傾斜角55で装着されている。
7を有したボビンチューブ上の巻体の例として直接隣接
する二つのテープ片の一部が示してある。上記二つの値
から必要なδ値58が生じる。
二つの隣接する層は必ずしも密に隣接配置する必要はな
い。図22に示すように中間スペースがあっても良し、
あるいは(テープ片の場合特に)図23で逆方向走行の
巻取配置として示し、図24で順方向走行の巻取配置と
して示すような、部分的に重なる配置も可能である。
ら、δ値を考慮して、例えば実際に必要な 1: 5.132564
79834 の巻取比が生じる。この巻取比は、例えば平歯車
でできる限り正確に再現する必要がある。実際には、巻
取比の小数点以下6桁あるいは5桁のずれが既にボビン
構造に重大な影響を与えることが示されている。
求めるボビン構造、巻体の幅や太さ、およびボビンチュ
ーブとボビンの寸法に依存する点にある。それ故、例示
的に述べた平歯車機構15のような巻取機構は、通常上
記の全てのパラメータが不変である場合にしか適してい
ない。これ等のパラメータの一つでも変更すると、大抵
歯車機構の平歯車を交換することになり、経費を大幅に
上昇させる。何故なら、巻取設備は多数のワインダーで
構成されているからである。そうでなければ、この種の
歯車機構は妥協的な機構に過ぎない。何故なら、大抵の
場合、計算された巻取比を可能性のある平歯車で実現さ
せることができないからである。
ばしばボビン歯車機構として制御歯車機構、例えば図2
5に模式的に示すコノイド歯車(円錐ベルト伝動)機構
が採用される。平伝達ベルト63が互いに逆向きの円錐
状のベルトデイスク62と64の上で横に移動すると、
巻取比を一定限界内で連続的に可変にできる。しかし、
この歯車機構では、摩擦によるため滑りがあり、必要な
精度に達しないという難点がある。必要な精度を調節す
ることは殆ど保証できず、多数のワインダーから成る巻
取設備の全てのワインダーに精度調節を与えることがで
できない。更に、巻取比を可変できる限界が狭いのも不
利である。
構の回転数を測定し、必要な巻取比とこの回転数の比を
比較して、回転数のずれの一定値を達成して、例示的に
述べたコノイド歯車機構を適当に再調整される。同じ方
法は、装着機構がコノイド歯車機構の代わりに独立した
モータで駆動される場合にも応用される。再調整を開始
するために、先ず目標値と実測値の間の回転数のずれが
ある値になる必要がある。許容される回転数のずれにな
るまで、そしてその後、目標値と実測値の一致制御にな
るまで、従って不正確な巻取比で巻取が行われる。これ
は、全部のボビンでない場合、少なくとも幾つかのボビ
ン直径の範囲内で、不良ボビン構造になる。
ボビンスピンドルの駆動部の回転数と装着機構の駆動部
の回転数の間の比が 1 0/00 (パーミル)の典型的な許
容ずれを有する。従って、装着機構の駆動部の回転数
が、例えば 3000 l/毎分の場合、1分間に3回転までの
誤差が生じる。このことは、巻取工程が、例えば 12 時
間の場合には、 2,160の回転数まで、あるいは 777,600
角度までの誤差を生じる。
取比を小数点以下少なくとも7桁の精度を実現し、しか
もそれを維持できる、冒頭に述べて種類の巻取方法およ
びこの巻取方法を実行するワインダーを提供することに
ある。
により、ボビンの角速度(パルス)の積算値を第一検出
器で検出し、且つ、第一の所属する計数器で加算し、ま
たトラバース糸案内部の駆動部の角速度(パルス)の積
算値を第二検出器で検出して、且つ、第一の所属する計
数器で加算し、これら角速度の積算値のそれぞれの和を
相互に比較して、それに応じて、トラバース糸案内部の
駆動部を制御する、ワインダーに導入されるテープ状ま
たは糸状の巻体を、精密巻を有するチーズ巻にして巻取
る方法において、第一検出器のパルスおよび第二検出器
のパルスを、それぞれ所属する計数器中で、全巻取工程
の間じゅう加算し、このようにして生じた和の比を一つ
またはそれ以上の相互に予備選択可能な巻取比と常時比
較し、全巻取工程の間、所属する両方の計数器のそれぞ
れの和の比が、所定の巻取比に一致するように、トラバ
ース糸案内部の駆動部が制御されることによって解決さ
れている。
ビン66の駆動部67と所属する第一の計数器69を有
するパルス発生器68を備え、トラバース糸案内部71
の駆動部73と所属する第二の計数器75を有するパル
ス発生器74を備え、トラバース糸案内部71の駆動部
73を制御するため、両方の上記検出器の信号を処理す
る制御器77を備える、請求項1〜4の何れか1項の方
法を実行するワインダーにおいて、計数器69,75
が、全巻取工程のために充分な容量を有していること、
および、電算機76が、常時、それぞれ形成される全計
数器の計数状態を、比の状態に移し、且つ、トラバース
糸案内部71の駆動部を制御する制御器77に接続して
いる、ことによって解決されている。
求の範囲の従属請求項に記載されている。
ナログ的な瞬時検出をデジタル検出(パルス検出)で置
き換えている。従って、一回の巻取移動の間で誤差は巻
取比のずれに加算されず、制御は上記誤差を排除し、正
確に計算された巻取比が全巻取移動距離にわたって正確
に維持されるように行われる。その結果、理論的に必要
な糸の層が正確に、しかも全ボビン構造にわたって達成
される。達成できる精度は、例えば高価な連続歯車機構
の場合よりも遙かに高い。この方法は比較的簡単に実行
することもできる。そして、歯車を使用する場合に生じ
る全ての難点を完全に排除する。達成可能な巻取比の数
は殆ど無制限である。
糸案内部の駆動部の一回転当たり、多数の角速度(パル
ス)の積算値が処理される。パルスの数を多くすれば、
精度が向上する。例えば、一回転当たり 1024 個のパル
スを発生して処理できる。トラバース糸案内部の駆動部
は、±1角度の精度(3個のパルスに相当する)が可能
であるか調節されるように制御できる。
の角速度の積算値、つまり角度ステップ(パルス)は、
一回の巻取移動の間に得られる、ボビンスピンドル駆動
部とトラバース糸案内部の駆動部からの全てのパルスに
別々に加算して、充分高精度に別々に検出される。使用
する計数器は互いに独立していて、ハードウェア計数器
ないしはソフトウェア計数器として構成される。電算機
によって、加算比の比較が選択された巻取比との一致に
関して常時行われ、この電算機は調節器を介してトラバ
ース糸案内部の駆動部に制御する。この制御は、両方の
計数器の和の状況が巻取比に再び一致すると終了する。
ワインダーには、巻取移動距離に対して充分な容量を有
する計数器が使用されている。
てより詳しく説明する。図26には、この発明によるワ
インダーの主要部材が模式的に示してある。この正面図
と平面図には、ボビンスピンドル65,ボビン66,ボ
ビンスピンドルの駆動モータ67,所属する第一検出器
68,所属する第一計数器69,装着機構70,トラバ
ース糸案内部71,導入される巻体72,装着機構の駆
動モータ73,所属する第二検出器74,所属する第二
計数器75,電算機76および制御器77が示してあ
る。
計数器69と75は値0を有する。駆動モータ67がボ
ビンスピンドル65を回転させると、直ぐ所属する第一
計数器69は所属する第一検出器68からボビンスピン
ドルの一回転当たり、例えば1024 個のパルスを受け取
り、これを登録する。ボビンスピンドルの回転直後に
は、所属する第二計数器75は未だ値0を有する。電算
機76が所属する第一計数器69の値を評価すると、直
ちにこの値を所属する第二計数器75の値との比を取
り、この比を所定の巻取比と比較する。ここでは、必ず
ずれがあるので、電算機が直ちに制御器77を作動させ
る。この制御器はその点に関して駆動モータ73を制御
し、従って、所属する第二計数器75が所属する第二検
出器74から同じように例えば装着機構70の駆動部の
一回転当たり 1024 個のパルスを受け取る。この値を再
び電算機が受け取り、先に説明したように評価し、制御
器73を介して装着機構70の駆動部を所望の巻取比の
方向に同期させる。この過程は、角度が± 0.35 度〜最
大 1度のずれしか許さないタイミングで常時繰り返され
る。所属する両方の検出器68と74のそれぞれのパル
スは一回の巻取運動距離の間に常時所属する両方の計数
器69と75で加算され、これ等の和が電算機76によ
って評価され、制御器77と装着機構70の駆動モータ
73によって所定の巻取比の方向に制御されるので、角
度が± 0.35度 〜最大 1度の限界内で生じる誤差が直ち
に補正される。目標巻取比と実測巻取比の間のずれは、
巻取運動期間のどの時点でも±1度より大きくない。電
算機76の中に組み込まれている一個またはそれ以上の
マイクロプロセッサを適当に使用して、殆ど任意の正確
さの巻取比が設定できる。巻取比は部品、例えば平歯車
の利用性に関係せず、計算した値に一致する。
取方法とそれを実行するワインダーを使用すると、巻取
比を小数点以下少なくとも7桁の精度を実現し、しかも
それを維持できる。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
と平面図である。
と平面図である。
図である。
面図である。
断面図である。
面図である。
る。
る。
る。
図である。
図である。
図である。
図である。
る。
る。
ボビン 3,8,10,67 モータ 4 摩擦ローラ 5,11,35,43,46,47,50,72
巻体 6,14,70 装着機構 7,13,71 トラバース糸案内部 15 平歯車機構 16,54,56 初期傾斜角 17,24,34,52 ボビンチューブ 19,55 最終傾斜角 20,21 巻糸 22 巻取幅 26〜32,36〜42 巻体の反転(折返)
点 44,48 矢印方向 53 回転方向矢印 57 テープ幅 58〜61 δ値 62 平坦な伝達ベルト 63,64 ベルトのデイスク 68 所属する第一検出器 69 所属する第一計数器 74 所属する第二検出器 75 所属する第二計数器 76 電算機 77 制御器
Claims (5)
- 【請求項1】 ボビンの角速度(パルス)の積算値を第
一検出器で検出し、且つ、第一の所属する計数器で加算
し、 またトラバース糸案内部の駆動部の角速度(パルス)の
積算値を第二検出器で検出して、且つ、第一の所属する
計数器で加算し、 これら角速度の 積算値のそれぞれの和を相互に比較し
て、それに応じて、トラバース糸案内部の駆動部を制御
する、ワインダーに導入されるテープ状または糸状の巻
体を、精密巻を有するチーズ巻にして巻取る方法におい
て、 第一検出器のパルスおよび第二検出器のパルスを、それ
ぞれ所属する計数器中で、全巻取工程の間じゅう加算
し、このようにして 生じた和の比を一つまたはそれ以上の相
互に予備選択可能な巻取比と常時比較し、全巻取工程の間、所属 する両方の計数器のそれぞれの和
の比が、所定の巻取比に一致するように、トラバース糸
案内部の駆動部が制御される、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 ボビンの一回転当たり、およびトラバー
ス糸案内部の駆動部の一回転当たり、角速度(パルス)
の多数の積算値が処理されることを特徴とする請求項1
に記載の方法。 - 【請求項3】 一回転当たり 1024 個のパルスが発生し
て処理されることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 トラバース糸案内部の駆動部は角度±1
度の精度で制御されることを特徴とする請求項1〜3の
何れか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 ボビン(66)の駆動部(67)と所属
する第一の計数器(69)を有するパルス発生器(6
8)を備え、 トラバース糸案内部(71)の駆動部(73)と所属す
る第二の計数器(75)を有するパルス発生器(74)
を備え、 トラバース糸案内部(71)の駆動部(73)を制御す
るため、両方の上記検出器の信号を処理する制御器(7
7)を備える、請求項1〜4の何れか1項の方法を実行
するワインダーにおいて、計数器(69,75)が、全巻取工程のために充分な容
量を有していること、および、 電算機(76)が、常時、それぞれ形成される全計数器
の計数状態を、比の状態に移し、且つ、 トラバース糸案
内部(71)の駆動部を制御する制御器(77)に接続
している、ことを特徴とするワインダー。
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