JP3541851B2 - 織機の送出し制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、運転中の織機が停止し、再起動するときに、経糸張力を適正に保ち、有害な織段の発生を防止することができる織機の送出し制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
経糸張力の変動を検出して送出しモータを回転制御する織機の電動送出し制御装置において、ＰＩＤ制御要素を有する制御器にメモリを付設する技術が知られている（特開昭５９−１５７３５４号公報）。なお、調節器の出力は、送出しモータの回転速度を規制する速度指令信号として、制御増幅器に導かれている。
【０００３】
一般に、経糸張力は、織機の１サイクル内においても、綜絖枠による開口運動や、筬打ち等がなされるために、激しく変動するのが普通である。そこで、かかる送出し制御装置においては、所定の平均期間に亘って経糸張力を平均化し、スムージング処理をした上で、その平均値を使用することが不可欠である。ところが、このようなスムージング処理を施して経糸張力を使用する場合、送出し制御装置は、織機が停止し、再起動した直後の一定期間については、経糸張力の平均値が得られなくなってしまい、送出しモータを正規に回転制御することができなくなってしまうという問題がある。
【０００４】
前述の従来技術は、かかる問題を解決するために提案されたものであって、メモリは、織機の停止時における調節器の出力を記憶して保持しているから、制御増幅器は、織機の再起動直後においては、このメモリに記憶されている速度指令信号を使用することにより、再起動後の送出しモータの速度を停止前のそれに連続させることができる。
【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、織機が停止してから再起動されるまでの停止期間中において経糸張力が変動しない場合はよいとしても、この間において経糸張力が変動すると、再起動後の送出しモータの速度が不適切となり、経糸張力の変動幅が過大になったり、それに起因して有害な織段が発生したりすることがあるという問題があった。
【０００６】
すなわち、図１０において、織機は、時刻ｔ＝ｔ１ において停止し、時刻ｔ＝ｔ２ において再起動されるものとすると、メモリは、時刻ｔ＝ｔ１ において、速度指令信号の指令値Ｖ＝Ｖｏ を記憶し、それを保持する。なお、このときの指令値Ｖ＝Ｖｏ は、時刻ｔ≦ｔ１ における経糸張力Ｔ＝Ｔｏ に対応している。一方、メモリは、時刻ｔ＝ｔ２ において織機が再起動されると、指令値Ｖ＝Ｖｏ を再現するが、このとき、経糸張力ＴがＴ＝Ｔ１ ＜Ｔｏ に低下していると、このときの指令値Ｖ＝Ｖｏ は明らかに過大であり、経糸張力Ｔは、時刻ｔ≧ｔ２ において、さらに低下してしまう。織機が再起動されて平均期間Ｔｐ が経過すると（時刻ｔ＝ｔ２ ＋Ｔｐ ＝ｔ３ ）、経糸張力Ｔの平均値が更新され、調節器は、それに対応する指令値Ｖを出力することができるから、以後、経糸張力Ｔが上昇し、最終的にＴ＝Ｔｏ に収束させることができるが、この間の経糸張力Ｔは、その変動幅が大きく、定常値Ｔｏ と極端に異なるために、織布上に有害な織段を発生させるおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、調節器からの速度指令信号を修正する修正手段を設けることによって、織機を再起動するとき、経糸張力の変動幅が過大になったり、それに起因して織段が発生したりすることを有効に防止することができる織機の送出し制御装置を提供することにある。
【０００８】
【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発明の構成は、所定の平均期間における経糸張力の平均値と設定張力との偏差に基づいて速度指令信号を生成する調節器と、調節器からの速度指令信号に基づいて送出しモータを回転制御する制御増幅器と、制御増幅器に前置する修正手段とを備えてなり、織機再起動後の所定期間において、修正手段は、織機停止の際の速度指令信号を修正して制御増幅器に入力させ、制御増幅器は、修正された速度指令信号に基づいて送出しモータを回転制御することをその要旨とする。
【０００９】
なお、修正手段は、掛算器または積分器を介して織機停止の際の速度指令信号を制御増幅器に入力させることができる。
【００１０】
また、修正手段は、積分器、微分器のいずれか一方を介して織機停止の際の速度指令信号を制御増幅器に入力させることができる。
【００１１】
【作用】
かかる発明の構成によるときは、調節器は、たとえばＰＩＤ制御要素を有し、経糸張力の平均値に基づいて速度指令信号を生成する一方、制御増幅器は、調節器からの速度指令信号に基づき、送出しモータを回転制御するから、両者は、全体として、経糸張力の変動に基づいて送出しモータを回転制御し、経糸張力を所定の設定張力に制御することができる。一方、修正手段は、織機停止の際の速度指令信号を修正して制御増幅器に入力させるから、織機の停止中に経糸張力が変動する場合であっても、再起動後の経糸張力に過大な変動を生じることを防止することができる。
【００１２】
なお、かかる修正手段は、掛算器を使用するときは、速度指令信号の指令値を定数倍して制御増幅器に入力させることができ、積分器を使用するときは、速度指令信号を積分し、時間に対して滑らかに変化するように修正することができる。
【００１３】
さらに、修正手段は、積分器と微分器とを使い分ければ、織機の停止中に経糸張力が減少したときには積分器を選択し、増加したときには微分器を選択することにより、いずれの場合にも、速度指令信号が時間的に滑らかに変化するように修正を加えることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、図面を以って実施例を説明する。
【００１５】
織機の送出し制御装置は、調節器１１、制御増幅器１２、掛算器１３を主要部材としてなり（図１）、張力検出器ＴＳが検出する経糸張力Ｔの変動に基づき、送出しモータＭを回転制御することができる。
【００１６】
送出しモータＭは、適当な駆動機構を介し、図示しない織機の送出しビームに連結されている。また、張力検出器ＴＳは、たとえば、織機のテンションローラに負荷される力を検出することにより、経糸張力Ｔを検出することができる。ただし、テンションローラは、送出しビームからの経糸をガイドし、経糸張力Ｔの大小により、前後方向または上下方向に移動するものとする。
【００１７】
張力検出器ＴＳの出力は、平均演算器１４を介し、調節器１１に前置する加合せ点１１ａの減算端子に接続されている。また、加合せ点１１ａの加算端子には、設定器１１ｂの出力が接続されている。
【００１８】
調節器１１の出力は、速度指令信号Ｓ１ として、切替スイッチ回路１５の常開接点１５ａを介し、制御増幅器１２に前置する加合せ点１２ａの加算端子に入力されている。なお、常開接点１５ａには、掛算器１３、切替スイッチ回路１５の常閉接点１５ｂの直列回路が並列接続されている。
【００１９】
制御増幅器１２の出力は、送出しモータＭに接続されており、送出しモータＭに連結する速度発電機ＴＧの出力は、加合せ点１２ａの減算端子に接続されている。
【００２０】
平均演算器１４には、カウンタ１４ａからの演算指令信号Ｓ２ が併せ入力されている。カウンタ１４ａには、設定器１４ｂが付設されている他、図示しないタイミングセンサからのタイミング信号Ｓｔ が入力されている。ただし、タイミング信号Ｓｔ は、織機の主軸が１回転するごとに発生し、織機の主軸が特定の基準となるクランク角にあることを示すものとする。
【００２１】
設定器１４ｂの出力は、ダウンカウンタ１５ｃに分岐接続されている。なお、ダウンカウンタ１５ｃには、タイミング信号Ｓｔ が分岐入力されている他、図示しない織機制御回路から、織機起動信号Ｓｄ が併せ入力されている。また、ダウンカウンタ１５ｃの出力は、切替指令信号Ｓ３ として、切替スイッチ回路１５に導かれている。
【００２２】
織機が運転されると、張力検出器ＴＳは、経糸張力Ｔを検出し、平均演算器１４に送出する。一方、このとき、カウンタ１４ａは、タイミング信号Ｓｔ を計数し、その計数値Ｎ１ が設定器１４ｂに設定される設定値Ｎｏ に到達するごとに、演算指令信号Ｓ２ を平均演算器１４に出力する。そこで、平均演算器１４は、カウンタ１４ａからの演算指令信号Ｓ２ に従って経糸張力Ｔを時間的に平均化し、経糸張力Ｔの平均値Ｔａ を演算して、加合せ点１１ａに送出することができる。すなわち、平均演算器１４は、平均期間Ｔｐ ＝Ｎｏ （６０／ｎ）（秒）ごとに、平均期間Ｔｐ 内における経糸張力Ｔの平均値Ｔａ を演算することができる。ただし、ｎは、織機の運転回転数（ｒｐｍ）である。
【００２３】
加合せ点１１ａは、このようにして演算される経糸張力Ｔの平均値Ｔａ と、設定器１１ｂに設定される設定張力Ｔｓ とを比較し、偏差ΔＴ＝Ｔｓ −Ｔａ を算出して調節器１１に送出するから、調節器１１は、偏差ΔＴに対して所定のＰＩＤ演算を加え、速度指令信号Ｓ１ として指令値Ｖを出力することができる。そこで、織機の定常運転中においては、切替スイッチ回路１５の常開接点１５ａが閉じており、常閉接点１５ｂが開いているものとすれば、制御増幅器１２は、送出しモータＭの速度Ｖｆ がＶｆ ＝Ｖとなるように、送出しモータＭを回転制御することができる。送出しモータＭの速度Ｖｆ は、加合せ点１２ａにフィードバックされており、制御増幅器１２は、偏差ΔＶ＝Ｖ−Ｖｆ ＝０となるように、送出しモータＭを速度制御することができるからである。すなわち、調節器１１は、制御増幅器１２を介して送出しモータＭを回転制御することにより、経糸張力Ｔの平均値Ｔａ がＴａ ＝Ｔｓ となるように、経糸張力Ｔを制御することができる。
【００２４】
いま、このようにして織機が運転されているとき、何らかの原因により、織機が停止した場合を考える（図２の時刻ｔ＝ｔ１ 、以下、単に（ｔ＝ｔ１ ）のように記す）。なお、このとき、経糸張力Ｔの平均値Ｔａ ＝Ｔｏ であり、指令値Ｖ＝Ｖｏ であるものとする。
【００２５】
織機の停止原因が修復され、織機が再起動されると（ｔ＝ｔ２ ）、このときの経糸張力Ｔは、Ｔ＝Ｔ１ ＜Ｔｏ に低下している可能性があるが、このときは、ダウンカウンタ１５ｃ、切替スイッチ回路１５を介し、掛算器１３が作動する。
【００２６】
すなわち、ダウンカウンタ１５ｃは、織機が再起動されると、織機起動信号Ｓｄ に対応してタイミング信号Ｓｔ の計数を開始し、その計数値Ｎ２ がＮ２ ≦Ｎｏ の間は、切替指令信号Ｓ３ をローレベルに保ち、Ｎ２ ＞Ｎｏ となると、それをハイレベルにする。したがって、切替スイッチ回路１５は、切替指令信号Ｓ３ がローレベルであるときに、その常閉接点１５ｂを閉じ、常開接点１５ａを開くものとすれば、切替スイッチ回路１５は、織機が再起動した後、ダウンカウンタ１５ｃがカウントアップするまでの間、掛算器１３を調節器１１と加合せ点１２ａとの間に投入することができる。
【００２７】
そこで、掛算器１３は、速度指令信号Ｓ１ の指令値Ｖ＝Ｖｏ を修正し、加合せ点１２ａを介し、指令値Ｖ１ ＝ｋＶｏ ＜Ｖｏ を制御増幅器１２に入力させることができる。ただし、定数ｋ＜１は、掛算器１３にあらかじめ設定しておくものとする。すなわち、制御増幅器１２は、指令値Ｖ＝Ｖｏ に代えて、指令値Ｖ１ ＝ｋＶｏ ＜Ｖｏ を使用して送出しモータＭを回転制御し、織機の再起動時の経糸張力Ｔ、その平均値Ｔａ が、織機の停止時のそれよりも低下していたとしても、その影響を小さく抑えることができる（図２）。
【００２８】
織機が再起動した後、ダウンカウンタ１５ｃがカウントアップすると、切替指令信号Ｓ３ がハイレベルとなって消滅するから、切替スイッチ回路１５の常閉接点１５ｂが開くとともに常開接点１５ａが閉じ、全体は、定常運転に復帰することができる。なお、このようにして全体が定常運転に復帰するのは、時刻ｔ＝ｔ３ ＝ｔ２ ＋Ｔｐ である。ダウンカウンタ１５ｃは、設定器１４ｂからの設定値Ｎｏ を共用しており、したがって、織機が再起動された後、平均期間Ｔｐ の経過によってカウントアップするからである。
【００２９】
一般に、経糸張力Ｔは、織機の停止中において、種々の要因によって変動する。織機停止中においては、単に経糸が伸びるのみならず、織機の停止原因を修復するために織機を逆転させたり、起動時のクランク角を所定位置にするために織機を正転させたり、起動時の織前位置を調節するために、いわゆるキックバック動作を含む送出しモータＭの微調整操作等がなされるからである。しかしながら、これらの各要因による経糸張力Ｔの変動量δＴ＝Ｔｏ −Ｔ１ は、織機の停止原因により、ほぼ一定とみなし得る場合が少なくない。織機の停止原因により、織機の停止中になされる修復動作の内容や、それに要する停止時間は、ほぼ一定であるからである。そこで、掛算器１３は、織機の停止原因に従って、最適の定数ｋを自動または手動によって設定することにより、停止中における経糸張力Ｔの変動量δＴを適確に補正し、再起動後の経糸張力Ｔが過大に変動することを防止することができる。
【００３０】
以上の説明において、切替スイッチ回路１５は、図１に拘らず、任意の半導体スイッチング素子によるアナログスイッチ回路を使用することが好ましい。
【００３１】
また、ダウンカウンタ１５ｃは、設定器１４ｂに設定される設定値Ｎｏ を共用するに代えて、独立の設定器を付設し、独立の設定値Ｎｏａ≠Ｎｏ を使用することができる。すなわち、ダウンカウンタ１５ｃは、掛算器１３、切替スイッチ回路１５とともに、織機再起動後の所定期間Ｔｂ ＝Ｔｐ について、調節器１１からの速度指令信号Ｓ１ を修正して制御増幅器１２に入力させる修正手段を形成するが、このものの所定期間Ｔｂ は、Ｔｂ ≠Ｔｐ とし、任意の時間長に定めることができる。
【００３２】
さらに、掛算器１３に設定する定数ｋは、ｋ＜１にするに代えて、ｋ≧１にすることもできる。たとえば、織機再起動時に発生する薄段を防止するために、送出しモータＭを介して織前を送出し側にキックバックする場合は、織機再起動時における経糸張力ＴがＴ＝Ｔ１ ＞Ｔｏ となっていることがあり得るからである。
【００３３】
【他の実施例】
図１の掛算器１３は、積分器１６に代えることができる（図３）。
【００３４】
積分器１６は、織機の再起動後の所定期間Ｔｂ ＝ｔ３ −ｔ２ に亘り、調節器１１からの速度指令信号Ｓ１ を積分し、指令値Ｖ１ ＝∫Ｖｄｔ＝∫Ｖｏ ｄｔを出力することができる（図４）。すなわち、このときの修正手段は、積分器１６を介し、滑らかに増加する速度指令信号Ｓ１ を制御増幅器１２に入力させるから、送出しモータＭによる制御性を一層向上させることができる。
【００３５】
また、修正手段は、積分器１６、微分器１７のいずれか一方を介して速度指令信号Ｓ１ を制御増幅器１２に入力させることができる（図５）。
【００３６】
調節器１１の出力は、切替スイッチ回路１５の常開接点１５ａを介して加合せ点１２ｂの加算端子に接続されている他、積分器１６、微分器１７にも分岐接続されている。また、積分器１６、微分器１７の各出力は、それぞれ、切替スイッチ回路１５の別の常開接点１５ａを介し、加合せ点１２ｂの加算端子に接続されている。ただし、調節器１１の出力、積分器１６の出力は、加合せ点１２ｂの同一の加算端子に接続されており、加合せ点１２ｂの出力は、加合せ点１２ａを介し、制御増幅器１２に接続されている。
【００３７】
切替スイッチ回路１５の各常開接点１５ａは、ロジック回路１８のゲート１８ａ、１８ｂ、１８ｃを介して開閉制御することができ、ゲート１８ａ、１８ｂ、１８ｃには、ダウンカウンタ１５ｃからの切替指令信号Ｓ３ の他、判別回路２０からの判別信号Ｓ４ が入力されている。
【００３８】
判別回路２０は、張力検出器ＴＳからの経糸張力Ｔを入力する記憶器２１と、平均演算器２２と、比較器２３とを縦続してなる（図６）。ただし、記憶器２１には、図示しないタイミングセンサからのタイミング信号Ｓｔ１が併せ入力されており、タイミング信号Ｓｔ１は、織機の主軸が、織機を起動する際の所定のクランク角度（以下、起動角度という）にあることを示すものとする。また、比較器２３には、織機起動信号Ｓｄ の他、張力検出器ＴＳからの経糸張力Ｔが併せ入力されている。
【００３９】
記憶器２１は、織機が定常運転されているとき、タイミング信号Ｓｔ１が発生する都度、経糸張力Ｔをサンプリングして記憶し、平均演算器２２は、このようにしてサンプリングされた複数の経糸張力Ｔを平均化する。すなわち、平均演算器２２は、織機の定常運転中において、織機の主軸が起動角度にあるときの経糸張力Ｔの平均値Ｔａ１を算出し、出力することができる。
【００４０】
織機が停止し、その後、再起動するに先き立ち、織機の主軸を起動角度に合わせると、このときの張力検出器ＴＳは、平均演算器２２からの平均値Ｔａ１に対応する経糸張力Ｔを比較器２３に出力することができる。そこで、比較器２３は、織機が再起動されることにより、織機起動信号Ｓｄ が発生すると、これに呼応して平均値Ｔａ１と経糸張力Ｔとを比較し、判別信号Ｓ４ を出力することができる。すなわち、判別信号Ｓ４ は、織機停止中に経糸張力Ｔが低下し、Ｔ＜Ｔａ１であるときにハイレベルとなり、逆に、Ｔ≧Ｔａ１であるときにローレベルとなるものとする。
【００４１】
一方、このようにして判別信号Ｓ４ が出力されると、ロジック回路１８は、切替指令信号Ｓ３ 、判別信号Ｓ４ の組合せに従い、ゲート１８ａ、１８ｂ、１８ｃを開閉し、対応する常開接点１５ａ、１５ａ…を閉じることができる（図７）。すなわち、織機再起動後、所定期間Ｔｂ ＝ｔ３ −ｔ２ 内においては、切替指令信号Ｓ３ がローレベルであるから、このときは、判別信号Ｓ４ がローレベルであるか、ハイレベルであるかにより、前者の場合は、ゲート１８ａ、１８ｃを介し、微分器１７の出力側と、調節器１１の出力側の常開接点１５ａ、１５ａが閉じる一方、後者の場合は、ゲート１８ｂを介し、積分器１６の出力側の常開接点１５ａが閉じる。すなわち、前者の場合は、加合せ点１２ｂは、指令値Ｖ３ ＝Ｖ＋ｄＶ／ｄｔを加合せ点１２ａに送出することができ、後者の場合は、指令値Ｖ３ ＝∫Ｖｄｔを送出することができる。
【００４２】
指令値Ｖ３ ＝∫Ｖｄｔ＝∫Ｖｏ ｄｔは、図３の実施例におけると全く同一であるが、指令値Ｖ３ ＝Ｖ＋ｄＶ／ｄｔは、調節器１１からの指令値Ｖの他に、指令値Ｖの微分値Ｖ２ ＝ｄＶ／ｄｔを含む（図８）。すなわち、このときの微分器１７は、織機再起動時における経糸張力Ｔが停止前のそれより増加していることに対応して、織機の再起動直後に、一時的に大きな指令値Ｖ３ を発生し、送出しモータＭを高速回転させることにより、過大な経糸張力Ｔを速やかに定常値に収束させることができる。
【００４３】
さらに、修正手段は、調節器１１の制御定数を切替え設定することができる（図９）。
【００４４】
いま、調節器１１がＰＩＤ制御要素を有するものとすると、その伝達関数は、Ｖ＝Ｋ（ΔＴ＋（１／Ｔｉ ）∫ΔＴｄｔ＋Ｔｄ ｄ（ΔＴ）／ｄｔ）と表わすことができる。ただし、Ｔｉ 、Ｔｄ は、それぞれ積分時定数、微分時定数である。そこで、切替指令信号Ｓ３ の有無により、設定器１１ｃ、１１ｄに設定する制御定数Ｋ１ 、Ｋ２ によって調節器１１の制御定数Ｋを入れ替えれば、調節器１１は、実質的に、前述の各実施例とほぼ同一の制御特性を実現することができる。なお、ここでは、切替スイッチ回路１５は、設定器１１ｃ、１１ｄの一方を調節器１１に接続する切替接点１５ｄからなっている。
【００４５】
以上の説明において、図５、図６の判別回路２０は、図１、図９の各実施例にも適用可能である。図１の掛算器１３に設定する定数ｋ、図９の設定器１１ｃ、１１ｄに設定する制御定数Ｋ１ 、Ｋ２ は、判別回路２０からの判別信号Ｓ４ に従い、それぞれの最適値を自動選択するようにすることができる。
【００４６】
なお、織機は、それが停止した後、再起動するまでの間に、停止原因の修復のために各種の操作が行なわれることは、よく知られているとおりである。しかしながら、この発明の効果を一層良好にするために、織機停止中の各操作に対し、さらに次のような工夫を加えてもよい。すなわち、逆転インチング操作の際、筬打ちによる厚段発生を防止するために、同時に送出しモータＭを正転させて経糸張力Ｔを積極的に減少させる。なお、このときの巻取りモータは、停止させておくことが好ましい。また、厚段を防止するために、キックバック操作によって織前位置を巻取側に移動するときは、まず、送出しモータＭを大きく正転させて織前を巻取側に過大に移動させ、その後、送出しモータＭを逆転させて織前を目標位置に移動させてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、送出しモータを回転制御する調節器、制御増幅器に対し、調節器からの速度指令信号を修正して制御増幅器に入力させる修正手段を設けることによって、修正手段は、織機を再起動させるに際し、織機停止の際の速度指令信号を適切に修正することができるから、織機の停止中に経糸張力が変動する場合であっても、織機の再起動後、経糸張力の変動幅が過大になったり、それに起因して織段が発生したりすることを有効に防止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】動作説明線図
【図３】他の実施例を示す要部ブロック系統図
【図４】動作説明線図
【図５】他の実施例を示す図３相当図（１）
【図６】他の実施例を示す図３相当図（２）
【図７】動作説明図
【図８】動作説明線図
【図９】他の実施例を示す図３相当図（３）
【図１０】従来例を示す図２相当図
【符号の説明】
Ｍ…送出しモータ
Ｔ…経糸張力
Ｔａ …平均値
Ｔｓ …設定張力
ΔＴ…偏差
Ｓ１ …速度指令信号
Ｔｐ …平均期間
Ｔｂ …所定期間
Ｋ１ 、Ｋ２ …制御定数
１１…調節器
１２…制御増幅器
１３…掛算器
１６…積分器
１７…微分器

Claims (4)

1. 所定の平均期間における経糸張力の平均値と設定張力との偏差に基づいて速度指令信号を生成する調節器と、該調節器からの速度指令信号に基づいて送出しモータを回転制御する制御増幅器と、該制御増幅器に前置する修正手段とを備えてなり、織機再起動後の所定期間において、前記修正手段は、織機停止の際の速度指令信号を修正して前記制御増幅器に入力させ、該制御増幅器は、修正された速度指令信号に基づいて送出しモータを回転制御することを特徴とする織機の送出し制御装置。
2. 前記修正手段は、掛算器を介して織機停止の際の速度指令信号を前記制御増幅器に入力させることを特徴とする請求項１記載の織機の送出し制御装置。
3. 前記修正手段は、積分器を介して織機停止の際の速度指令信号を前記制御増幅器に入力させることを特徴とする請求項１記載の織機の送出し制御装置。
4. 前記修正手段は、積分器、微分器のいずれか一方を介して織機停止の際の速度指令信号を前記制御増幅器に入力させることを特徴とする請求項１記載の織機の送出し制御装置。

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