JP3708990B2 - リボン巻を避けるための方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、綾巻パッケージの巻き取りに際してリボン巻を避けるための方法であって、綾巻パッケージが糸案内のための反転ねじ溝を備えた駆動ドラムによって駆動され、駆動ドラムの周速度が常に変化し、綾巻パッケージが駆動ドラムによって加速されて、駆動ドラムの運動経過にスリップを伴って追随し、巻成部コンピュータが駆動ドラムの駆動モータの回転数を制御する形式のもの、及び該方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
綾巻パッケージの巻き取り中には、綾巻パッケージの特定の直径範囲で綾巻パッケージの駆動ドラムと綾巻パッケージとの間の特定の回転数比に際して綾巻パッケージにリボン巻を生ぜしめるおそれがある。この場合には、糸が高い回転数で綾巻パッケージの周囲の狭い範囲に供給され、これによって綾巻パッケージの巻き取り経過が著しく不都合な影響を受ける。
【０００３】
例えばドイツ連邦共和国特許公開第３７０３８６９Ａ１号公報により、リボン巻を避けるための方法及び装置が公知である。リボン巻を避けるために、駆動ドラムと綾巻パッケージとの間に間欠的にスリップが生ぜしめられる。ドラム回転数がまず所定の値に高められる。ドラム回転数が所定の値に達すると、駆動部が遮断され、綾巻パッケージ及び駆動ドラムが所定の低い回転数まで速度を落とす。このような減速は機械的な条件、例えば支承摩擦及びパッケージ質量に関連している。減速特性は装置の慣性質量及び荷重モーメントによって著しく規定される。電気的若しくは機械的なパラメータの偏差によって、妨害作用(Stoerwir-
kung)も変化し、即ちリボン巻妨害サイクルがコンスタントでない。
【０００４】
同じくドイツ連邦共和国特許公開第３９１６９１８Ａ１号公報により、リボン巻を避けるための方法及び装置が公知である。綾巻パッケージの駆動ドラムがあらかじめ規定可能な周期的な作用に応じて駆動部によって加速並びに制動され、その結果、綾巻パッケージが駆動ドラムの運動経過に位相をずらして、即ちスリップを伴って追随する。パッケージ巻き取り行程中の綾巻パッケージの直径の増大に関連して周期的な作用の振幅若しくは振動数が変化される。
【０００５】
公知の方法に応じて、駆動ドラムの回転数調整が最小回転数と最大回転数との間で行われる。駆動モータの回転数変化の所定の周期性によって妨害作用が規定される。綾巻パッケージの加速段階と制動段階とにおける同じスリップにおいては、綾巻パッケージに糸を平行な状態に重ねて巻き取るおそれがある。
【０００６】
【発明の課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた方法におけるリボン巻の防止に用いられる妨害作用をさらに改善することである。
【０００７】
【発明の構成】
本発明の前記課題を解決するために、本発明に基づく方法では、駆動ドラムを制御技術的にモーメント調節器として作用するモータによって駆動し、巻成部コンピュータによって電流調整器における電流の目標値設定を行って、駆動ドラムをあらかじめ選択可能なコンスタントなモーメントで加速しかつあらかじめ選択可能なコンスタントな別のモーメントで制動して、これによって綾巻パッケージと駆動ドラムとの間に、駆動ドラムと駆動パッケージとの回転数比のリボン巻の原因となる一致が避けられるように、変化するスリップを生ぜしめるようになっている。さらに本発明に基づく構成では、駆動ドラムの駆動モータが、制御技術的にモーメント調節器として作用するモータである。
【０００８】
【発明の利点】
駆動ドラムが制御技術的(regelungstechnisch)にモーメント調節器として作用するモータによって駆動される。このようなモータは電子的なコミュテーション付きの三相同期モータであってよい。このようなモータの利点が純然たるモーメント調節器としての制御技術的な特性にある。これによって、本発明に基づき駆動ドラムの加速モーメント及び制動モーメントが調節できる。駆動ドラムと綾巻パッケージとの間に生じるスリップがモータ作業時点に左右されず、良好に制御可能な妨害作用を生ぜしる。モーメント設定によって、生じるスリップが規定される。
【０００９】
巻成部コンピュータによって、駆動モータの電流調整器のための電流の目標値設定が行われる。このような目標値設定によって駆動モータの瞬間の作業時点が明らかである。このような作業時点に関連して、かつ綾巻パッケージのリボン巻の原因になるパラメータ、例えば綾巻パッケージ直径、綾巻パッケージ重量、既に巻き取られた糸長さ並びに綾巻パッケージの周速度に関連して、回転数経過に適合された正の若しくは負の加速を駆動モータに与えるように電流設定が行われる。これによって、綾巻パッケージが駆動ドラムに、制御されたスリップを伴って追随して、このようなスリップがリボン巻を効果的に妨害（防止）する。巻成部コンピュータが駆動モータの電流調整器、即ち最終段に電流目標値を与え、このような電流は発生されるトルクに直接に比例しており、従ってこのことはモーメント設定を意味している。これによって有利な形式で巻き取りプロセスに影響を及ぼすことが可能である。
【００１０】
本発明に基づき巻成部コンピュータによって電流調整器における電流の目標値設定が行われ、従って駆動ドラムがあらかじめ選択可能なコンスタントなモーメントで加速され、かつあらかじめ選択可能なコンスタントな別のモーメントで制動される。電流設定に際して巻成部コンピュータは作業プログラムに応じて巻き取りプログラムにとって重要なすべてのパラメータ、例えばパッケージ質量、パッケージの圧着力、パッケージ直径、並びに糸の摩擦係数を考慮する。
【００１１】
これまで装置の制動特性は質量の慣性及び存在する荷重モーメントによって規定されていたのに対して、本発明に基づき制動段階で荷重モーメントと逆向きのトルクを生ぜしめ、このトルクによって荷重モーメントを制御して程度の差こそあれ相殺することが可能である。これによって制動段階に強い影響を及ぼすことができる。
【００１２】
本発明に基づき、制動段階で駆動ドラムと綾巻パッケージとの間のスリップを物理的に可能な最小値に減少させて、綾巻パッケージにあらかじめ選択された制動作用を生ぜしめることが可能である。このようなスリップ最小値は加速段階のスリップに比べて実際には存在しない。このような状態を達成するために、制動段階の減速のコンスタントな値が目立ったスリップの生じるような限界値を越えてはならない。減速の傾き角は限界値に関連して変化させられるが、この場合スリップはおおよそ変化しない。限界値は種々の制御ファクター、例えば巻き取るべき糸の摩擦係数、駆動ドラムへのパッケージの圧着力、並びにパッケージの巻き上げ量に基づく慣性力に関連している。本発明に基づき、加速段階若しくは制動段階のそれぞれの長さ、周期時間、巻き取り行程中の駆動ドラムの平均的な周速度を基準にした振幅を広い限界値内で選び、これによってリボン巻妨害を最適にすることが可能である。
【００１３】
【実施例】
図１の時間・速度ダイヤグラムに、駆動ドラムの周速度Ｖ及び綾巻パッケージの周速度ｖの経過が示してあり、この場合、駆動ドラムの速度は最大の周速度Ｖｍａｘと最小の周速度Ｖｍｉｎとの間の平均的な周速度Ｖｍｉｔを中心として同じ振幅で振動している。
【００１４】
加速段階Ａのモーメント設定によって、駆動ドラムが下側の転向点Ｖｍｉｎからコンスタントなモーメントで加速される。わずかな遅れを以て綾巻パッケージが駆動ドラムに下側の転向点から追随するようになり、該転向点では綾巻パッケージは周速度ｖｕに達している。綾巻パッケージは駆動ドラムに同じ速度で追随しようとするが、綾巻パッケージの慣性に基づき駆動ドラムの周速度Ｖと綾巻パッケージの周速度ｖとの間には速度差が残されたままであり、このような速度差はスリップＳと呼ばれる。このようなスリップは駆動ドラムの速度の変化に伴って変化する。駆動ドラムが最大の周速度Ｖｍａｘを既に越えているのに対して、相応の遅れを以て綾巻パッケージの上側の転向点Ｖｏが達成され、該転向点から綾巻パッケージの周速度が駆動ドラムの回転数の減少に伴って同じく低下する。
【００１５】
駆動ドラムの周速度が上側の限界値Ｖｍａｘに達すると、別のコンスタントな制動モーメントが生ぜしめられる。制動モーメントの選択によって駆動ドラムを介して綾巻パッケージの回転特性に影響が及ぼされる。示してあるように、綾巻パッケージはこの場合にはほとんどスリップなしに駆動ドラムに追随する。従って、対称的なスリップ動作による重なり合う並列巻き取り（Parallelwickeln)のおそれが避けられる。特性曲線経過を見やすくするために、制動段階でのゼロの範囲のスリップが増幅して示してある。
【００１６】
加速段階と制動段階とのほぼ同じスリップにおいては、駆動ドラムとパッケージとの回転数比が平均値を中心として揺れ動き、リボン巻が十分に抑制されないことを特に考慮しなければならない。これとは逆に、加速段階と制動段階との異なるスリップによって利点として、前述の危険な回転数比が実質的に常にリボン巻領域から大きくずらされる。
【００１７】
制動段階ではスリップは無視できる程度に小さく、駆動ドラムと綾巻パッケージとの回転数比は変化しない。この時点では綾巻パッケージの実際の周速度が規定でき、この周速度から綾巻パッケージ直径が算出される。綾巻パッケージ直径は別の方法によっても基準位置に対するパッケージホルダーの巻き取り位置から求められる。
【００１８】
図２に示す時間・速度ダイヤグラムにおいては、連続する加速段階及び制動段階が異なる長さであって、それぞれの１サイクルが連続する３つの加速段階及び制動段階によって繰り返される。続く加速段階Ａ１，Ａ２，Ａ３は順じに短くなり、同じく制動段階Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３も順じに短くなっている。制動段階Ｂ３の後に、始まりの加速段階Ａ１によって示されるサイクルが繰り返される。
【００１９】
図３に示す時間・速度ダイヤグラムにおいては、連続する加速段階及び制動段階が異なる長さであるだけではなく、駆動ドラムの平均的な周速度Ｖｍｉｔを中心として振動する周速度の振幅も異なっており、周速度が異なる振幅のそれぞれ２つの限界値間で変わる。加速段階Ａ１では綾巻パッケージが下側の転向点Ｖｕ１から上側の転向点Ｖｏ１まで加速される。この場合、駆動ドラムの回転数はＶｍｉｎ１からＶｍａｘ１に増大する。第１の制動段階Ｂ１ではあらかじめ選ばれたモーメントによって綾巻パッケージがＶｕ１の下側にある周速度Ｖｕ２に制動される。駆動ドラムの回転数がＶｍｉｎ２まで減少する。次の加速段階Ａ１は先行の加速段階と同じ長さであるが、この場合、綾巻パッケージが周速度Ｖｏ２まで加速され、駆動ドラムが周速度Ｖｍａｘ２に達する。制動段階Ｂ２は先行の制動段階よりも長くなっており、綾巻パッケージは再び、下側の転向点Ｖｕ１の周速度まで制動される。駆動ドラムが、生ぜしめられる制動モーメントによって周速度Ｖｍｉｎ１に達する。次いで、前述の制動及び加速サイクルが新たに繰り返される。
【００２０】
図４に示す時間・速度ダイヤグラムにおいては、電流調整器のための電流の目標値設定がランダム発生器を用いて、２つの限界値ＶｍａｘとＶｍｉｎとの間で駆動ドラムの平均的な周速度を変化させるように行われ、あらゆる振幅が可能である。さらに、制動段階及び加速段階は任意である。
【００２１】
４つのダイヤグラムには、綾巻パッケージの巻き取りに対して作用を意図的な及ぼすことによってリボン巻をどのように避けるかという選択可能な実施例が示されている。電流調整器における電流の適当な目標値設定によって、駆動ドラムがダイヤグラムに示してあるように、あらかじめ選択可能な任意のコンスタントなモーメントで加速されかつ、あらかじめ選択可能な任意のコンスタントな別のモーメントで制動される。
【００２２】
図５は、詳細には図示してないワインダの巻成部(Spulstelle)の巻き取り装置の公知の構造を概略的に示している。巻成部１の駆動ドラム２上には綾巻パッケージ３が載っている。駆動ドラムは巻き取り軸から成っており、巻き取り軸の溝４によって、繰り出しボビン（図示せず）から到来する糸５が綾巻パッケージ３の周面６に供給されて、綾巻された糸層７を形成する。綾巻パッケージ３のスリーブ８がパッケージフレーム９内に保持されている。駆動ドラム２が駆動モータ（電子的なコミュテーション付きの三相同期モータ）１０によって駆動される。駆動ドラム２が直接に駆動モータ１０の延長されたローター軸１１に取り付けられている。
【００２３】
巻成部の制御のために制御装置（巻成部コンピュータ）を設けてあり、該制御装置が接続部１３を介してデーターベース１４に接続されており、データーベースには、ここには示されてないすべての巻成部コンピュータが接続されており、データーベースはワインダの図示してない上位の中央制御ユニットに通じている。駆動ドラム２を駆動するための三相同期モータ１０が制御通路１５を介して、電流目標値の設定のために巻成部コンピュータ１２に接続されている。信号通路１６を介して速度・実際値がモータ内の発信器、例えば磁極輪の走査によって巻成部コンピュータに伝達される。
【００２４】
巻成部コンピュータ１２にはさらに別の発信器、例えば綾巻パッケージ３の直径の増大に際してパッケージフレーム９の位置を検出する発信器１７が接続されている。この発信器は例えばポテンシオメーターであってよい。発信器１７は信号通路１８を介して巻成部コンピュータ１２に接続されている。別の発信器１９が実際のパッケージ回転数を検出するために用いられる。発信器１９は例えば磁極輪から成っていてよく、磁極輪の信号順序から単位時間当たりの回転数が求められる。この発信器は信号通路２０を介して巻成部コンピュータ１２に接続されている。
【００２５】
糸５がクリーナー２２を通過して、次いで糸ガイドアイ２１を介して駆動ドラム（巻き取り軸）２に達する。センサー２３を用いて糸品質が検査され、信号が信号通路２４を介して巻成部コンピュータ１２に送られる。検出された糸品質が所定の基準から外れていると、信号通路２５を介して切断装置２６が操作されて、後続の図示してないものの公知の作業過程で、綾巻パッケージから繰り出された欠陥の糸部分が切除される。
【００２６】
図６に駆動ドラム２のモータ駆動部のブロック回路が示してある。駆動モータ（電子的なコミュテーション付きの三相同期モータ）１０においては本来のモータ駆動部１０１の前に電流調整器（最終段）１０２が接続してある。ワインダの上位の中央制御ユニット（図示せず）からデーターベース１４を介して巻成部コンピュータ１２にパッケージ速度が与えられる。これに基づいて巻成部コンピュータ１２が制御通路１５を介して信号を電流目標値の調節のための電流調整器１０２に与える。ローター位置発信器１０３を介したローターの位置のレスポンスに基づき、対応する固定子巻線の制御が最終段によって行われる。ローター位置発信器１０３がローター軸１１に取り付けられており、ローター軸の延長部に駆動ドラム２が取り付けられている。ローター位置発信器１０３はホールセンサーから成っていてよい。ローター位置発信器の信号が信号通路１０４を介して電流調整器１０２に送られ、電流調整器が該信号に基づいて信号通路１０５を介して個々の固定子巻線を制御する。
【００２７】
実際のモータ回転数、ひいては駆動ドラム２の実際速度を測定するために、ローター軸１１に回転数測定器、例えば磁極輪を取り付けてあり、磁極輪が走査されて、その信号が信号通路１６を介して、電流目標値の設定のために巻成部コンピュータに送られる。
【００２８】
図７は電子的なコミュテーション付きの三相同期モータ（駆動モータ１０）の回路を示しており、この場合、モータ駆動部１１０のコミュテーションがちょうど流れていない巻線内に誘導された電圧経過の監視部によって行われる。
【００２９】
巻成部コンピュータ１２が制御通路１５を介して回転数目標値を最終段１１１に与えて、最終段が信号通路１１２を介して個々の固定子巻線への電流分配を制御するのに対して、信号通路１１３を介して、ちょうど電流の流れていない固定子巻線内の誘導された電圧経過のレスポンスが行われる。信号通路１１３を介して例えば最終段１１１内のマイクロプロセッサ１１４に向かって行われるこのようなレスポンスに基づき、ローター位置の検出、ひいては個々の固定子巻線への電流の必要な配分が行われる。マイクロプロセッサ１１４を用いて同時にモータの回転数が検出されて、信号通路１６を介して巻成部コンピュータに送られる。さらに信号通路１１５を介して、個々の固定子巻線への電流の配分が制御される。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンスタントな周波数及び、加速段階を制動段階よりも短くした振幅の時間・速度ダイヤグラム
【図２】コンスタントな振幅及び、加速段階でも制動段階でも変化する傾き角の時間・速度ダイヤフラム
【図３】加速段階でも制動段階でも変化する傾き角及び変化する振幅の時間・速度ダイヤフラム
【図４】ランダム発生器によって生じる周期変化の時間・速度ダイヤフラム
【図５】巻き取り装置の概略図
【図６】駆動ドラム位置のセンサー式監視部を備えたモータ駆動部のブロック回路図
【図７】ローター誘導された電圧によるローターの位置検出装置を備えたモータ駆動部のブロック回路図
【符号の説明】
２ 駆動ドラム、 ３ 綾巻パッケージ、 ４ 溝、 ５ 糸、 ６周面、 ７ 糸層、 ８ スリーブ、 ９ パッケージフレーム、 １０ 駆動モータ、 １１ ローター軸、 １２ 巻成部コンピュータ、 １３ 接続部、 １４ データーベース、 １５ 制御通路、 １６ 信号通路、 １７ 発信器、 １８ 信号通路、 １９ 発信器、 ２０ 信号通路、 ２１ 糸ガイドアイ、 ２２ クリーナー、 ２３ センサー、 ２４，２５ 信号通路、 ２６ 切断装置、 １０２ 電流調整器、 １０３ ローラー位置発信器、 １０４，１０５ 信号通路

Claims (8)

1. 綾巻パッケージの巻き取りに際してリボン巻を避けるための方法であって、綾巻パッケージが糸案内のための反転ねじ溝を備えた駆動ドラムによって駆動され、駆動ドラムの周速度が常に変化し、綾巻パッケージが駆動ドラムによって加速されて、駆動ドラムの運動経過にスリップを伴って追随し、巻成部コンピュータが駆動ドラムの駆動モータの回転数を制御する形式のものにおいて、駆動ドラムを制御技術的にモーメント調節器として作用するモータによって駆動し、巻成部コンピュータによって電流調整器における電流の目標値設定を行って、駆動ドラムをあらかじめ選択可能なコンスタントなモーメントで加速しかつあらかじめ選択可能なコンスタントな別のモーメントで制動して、これによって綾巻パッケージと駆動ドラムとの間に、駆動ドラムと駆動パッケージとの回転数比のリボン巻の原因となる一致が避けられるように、変化するスリップを生ぜしめることを特徴とする、リボン巻を避けるための方法。
2. 制動モーメントを、綾巻パッケージが少なくともほぼスリップなしに駆動ドラムと一緒に回転するように選ぶ請求項１記載の方法。
3. 駆動ドラムを電子的なコミュテーション付きの三相同期モータによって駆動する請求項１又は２記載の方法。
4. 巻成部コンピュータを介してそれぞれ加速段階及び制動段階のためのコンスタントな値として時間を設定し、パッケージ速度の上側及び下側の限界値に関連して加速及び制動のための傾き角を算出して、それぞれ駆動ドラムの加速のため及び制動のための電流の目標値設定を行う請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. 綾巻パッケージの回転数及び駆動ドラムの回転数を連続的に測定して、巻成部コンピュータによって互いに比較し、スリップの回避に基づき回転数比の変化しない制動段階で綾巻パッケージの直径を規定して、それに基づいて加速段階及び制動段階に電流の目標値設定を行う請求項２から４のいずれか１項記載の方法。
6. 綾巻パッケージの巻き取りに際してリボン巻を避けるための装置であって、綾巻パッケージの駆動部としてかつ糸の供給のために、糸案内の反転ねじ溝を備えた駆動ドラムが用いられており、巻成部コンピュータを設けてあり、該巻成部コンピュータによって駆動ドラムの駆動モータの回転数が制御されるようになっている形式のものにおいて、駆動ドラム（２）の駆動モータ（１０）が、制御技術的にモーメント調節器として作用するモータであることを特徴とする、リボン巻を避けるための装置。
7. 駆動ドラム（２）の駆動モータ（１０）が電子的なコミュテーション付きの三相同期モータであり、駆動ドラム（２）の回転数の調整のために巻成部コンピュータ（１２）が駆動モータ（１０）の電流の目標値設定のための電流調整器（１０２，１１１）に作用接続されている請求項６記載の装置。
8. 形成される綾巻パッケージ（３）の実際値データーの測定のためのセンサー（１７，１９）を設けてあり、該センサー（１７，１９）が、測定値を処理するため及び電流調整器（１０２，１１１）における電流の目標値設定に影響を及ぼすために巻成部コンピュータ（１２）に接続されている請求項６又は７記載の装置。

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