JP3726715B2 - 自動ワインダのテンション制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の給糸巻取体から解舒される糸を糸継ぎして巻取りパッケージに巻き取る自動ワインダのテンション制御装置に係わり、特に巻取りパッケージの状態に応じたテンション付与が確実にできるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リング精紡機で生産された紡績糸を巻いた精紡ボビン（給糸巻取体の一例）は、次工程の自動ワインダに搬送される。この自動ワインダにおいては、精紡ボビンに巻かれた紡績糸の欠陥を除去しつつ、多数の精紡ボビンの紡績糸をつなぎ合わせることでコーンやチーズ状の巻取りパッケージに巻き返している。
【０００３】
自動ワインダによる巻き返しは、精紡ボビンから解舒される紡績糸に張力を付与しつつ、この紡績糸を多数の糸ガイドなどを経て綾振りドラムによって回転する巻取りパッケージに綾振りしながら巻き取り、前記精紡ボビンが空になると新たな精紡ボビンを供給するボビンチェンジを行った後、糸継ぎし、所定形状の巻取りパッケージになるまで前記ボビンチェンジを繰り返しながら、巻取りを続ける構成になっている。
【０００４】
このような自動ワインダにおいて、巻取りパッケージを形成する際、始終一定のテンションで巻き取ると、糸種によっては巻取りパッケージの内層が外層の圧縮力によって押しつぶされ、巻取りパッケージの端面の内層側にバルジが生じることがある。
【０００５】
そこで、特開昭６３−３１０４６６号公報には、前記バルジを防止するため、巻取りパッケージの巻取開始時以降には放物線状に徐々に減少する形態を有する大きな初期テンションを付与し、巻取量が設定値に達すると、一定テンションの状態のままで巻き返しを行う制御方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この自動ワインダは、複数の精紡ボビンの紡績糸をつなぎ合わせて一つの巻取りパッケージにするものであり、各精紡ボビン毎に解舒始めから解舒終わりにかけて、テンションが増大するとともに、紡績糸の解舒に伴うテンション変動（振動）も大きく現れる。そのため、付与されるべきテンションを設定し、そのテンションになるように、テンション装置をフィードバック制御すると、各精紡ボビンのテンション変動（振動）によりフィードバック制御が影響を受け、安定したテンション制御を行うことが難しかった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の給糸巻取体の糸をつなぎ合わせて一つの巻取りパッケージを形成する場合に、安定したテンション制御が行える自動ワインダのテンション制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のテンション制御装置は、複数の給糸巻取体から解舒される糸を糸継ぎして巻取りパッケージに巻き取る自動ワインダに、巻取途中の糸にテンションを付与するテンション装置と、このテンション装置で付与されるテンション値を制御する制御手段とを設けた自動ワインダのテンション制御装置であって、前記制御手段は、前記テンション値を給糸巻取体の状態に応じて変化させるテンションパターンを有するとともに、このテンションパターンを前記巻取りパッケージの状態に応じて変更する変更手段を有することを特徴とする。
これにより、給糸巻取体毎のテンションをテンションパターンに基づいてフィードフォワードなどで制御し、又巻取りパッケージの状態に応じて前記テンションパターンを変更するため、給糸巻取体の解舒張力の変動（振動）の影響を受けることなく、テンションを調整できるとともに、巻取りパッケージの状態に応じて前記テンションパターンを変更するため、バルジ巻き防止のためのテンションの変更ができる。
【０００９】
請求項２のテンション制御装置は、請求項１において、前記自動ワインダに巻取りパッケージの巻取量を検出する巻取量検出手段が設けられ、前記制御手段に、少なくとも、巻取りパッケージの巻取初期用の第１テンションパターンと、前記巻取初期以降の第２テンションパターンとを記憶する記憶手段が設けられ、前記変更手段が、検出された巻取量と設定された巻取量の比較に基づいて、前記第１テンションパターンから前記第２テンションパターンへと切り換える選択手段により構成されるものである。
これにより、巻取りパッケージの巻取量が所定値に達すると、その後、第１テンションパターンから第２テンションパターンへと切り換えることにより、バルジ巻き防止のためのテンションの変更が簡単且つ確実にできる。
【００１０】
請求項３のテンション制御装置は、請求項１又は２において、前記選択手段で切り換えられるテンションパターンは、前記給糸巻取体が巻き上げ途中である場合、交換される次の給糸巻取体から適用されるようにしたものである。
これにより、巻取りパッケージの巻取量が所定値から僅かにずれるだけで、給糸巻取体の巻き上げ途中で大きくテンションを変更することなく、バルジ巻き防止のためのテンションの変更が簡単且つ確実にできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態における自動ワインダのテンション制御装置について図１〜図４を参照して説明する。図１は、テンション制御装置が適用される自動ワインダの機器配置図であり、図２はテンション装置の要部斜視図であり、図３はテンション制御装置の制御ブロック図である。
【００１２】
図１に自動ワインダを構成するワインディングユニットＵの機器構成の一列を示す。給糸巻取体としての精紡ボビンＢから解舒引き出された紡績糸（以下、糸という）Ｙは解舒補助装置２、テンション装置３を通り、スラブキャッチャのような糸欠陥検出ヘッド４により糸欠陥をチェックされつつ綾振りドラム５により回転する巻取りパッケージＰに巻き取られる。
【００１３】
解舒補助装置２は、精紡ボビンＢの巻取管Ｂｆに被さる筒体２６と、筒体２６の下端と精紡ボビンＢのチョス部との間隔δを略一定に保って降下させる駆動機構２７とを備えてなるものである。筒体２６は、精紡ボビンＢがおよそ三分玉（７割の糸Ｙが解舒された状態）になるまで、解舒時のバルーン径が略一定になるように制御し、解舒が進行しても解舒張力が増えないようにする。この三分玉以降は解舒張力が増加するため、後述するテンション装置３による付加テンションを減少させて、巻取りパッケージＰに至るテンションを略一定に保つようにする。
【００１４】
テンション装置３の具体例が図２に示される。このテンション装置３は、精紡ボビンＢから解舒される糸Ｙの糸道に対して配置され、固定の櫛歯２１に対して可動の櫛歯２２を交互に配置し、固定の櫛歯２１と可動の櫛歯２２の噛み合い量を増減するソレノイド等の駆動機構２３を備えて成るゲート式のものである。図１において、制御装置（制御手段）１６からの制御信号２４により、固定の櫛歯２１に対する噛み合い量すなわち糸道のじぐざぐ状の屈曲程度が制御され、糸Ｙに対する付与テンションを逐次制御できる構造になっている。
【００１５】
ドラム駆動モータ１２は、インバータ１５により回転速度が制御される。すなわち、制御装置１６が設置され、各ワインディングユニットＵの巻き取り状態に最も適した回転速度にモータ１２を制御するようになっており、制御装置１６から出力される制御信号１７によってインバータ１５を介してドラム駆動モータ１２の回転速度が設定される。このドラム駆動モータ１２で回転駆動される綾振ドラム５の回転数を検出するパルス発生装置（ドラム回転センサ）１４が設けられ、綾振ドラム５の回転数から巻き取られた糸長を算出する巻取量カウンタに適用される。
【００１６】
巻取中において、前記スラブキャッチャ４を通過する糸Ｙの太さ変動が、電気信号として７としてクリアラーコントローラ８に入力され、基準値との比較演算により、許容範囲を超える場合に糸欠陥部が通過したものと判断し、直ちにクリアラーコントローラ８からカッター駆動装置９に指令信号１０が出力され、カッターが作動して強制的に糸切断が行われる。この糸切断に伴い、スラブキャッチャ４からの糸走行信号１１がオフとなり糸切れが感知され、クリアラーコントローラ８からドラム駆動モータ１２の停止信号が出され、綾振りドラム５の回転が停止する。
【００１７】
続いて、糸継装置１３による糸継ぎ動作が開始されるように指令信号がクリアラーコントローラ８から出力される。この糸継装置１３は、糸継装置本体１３ａと、精紡ボビンＢ側の糸を糸継装置本体１３ａに導く下糸吸引案内部材１３ｂと、巻取りパッケージＰ側の糸を糸継装置本体１３ａに導く上糸吸引案内部材１３ｃとを備えている。
【００１８】
まず、糸欠陥部の検出による強制的な糸切断が行われると、巻取りパッケージＰ側の糸（上糸）は巻取りパッケージＰに巻き取られ、精紡ボビンＢ側の糸（下糸）は下糸吸引案内部材１３ｂの吸引口１３１ｂにて捕捉された状態になる。
【００１９】
糸継装置１３による糸継ぎ動作は、▲１▼上糸吸引案内部材１３ｃの吸引口１３１ｃが軸１３２ｃを中心にして上方に回動して巻取りパッケージＰの周面に接近対向し、その状態で綾振りドラム５が逆転されて巻取りパッケージＰの周面にある上糸の糸端を捕捉した後、上糸吸引案内部材１３ｃが下方に回動して糸継装置本体１３ａに上糸が導かれ、▲２▼下糸吸引案内部材１３ｂが軸１３２ｂを中心にして上方に回動して糸継装置本体１３ａに下糸が導かれ、▲３▼糸継装置本体１３ａに導かれた上糸と下糸とに糸継ぎ処理を施すことにより行われる。この糸継ぎ動作の後、綾振りドラム５が回転されて再度巻取りが行われる。
【００２０】
精紡ボビンＢの巻き上げが完了すると、スラブキャッチャ４からの糸走行信号１１がオフとなり、更にフィラー（下糸状態検出手段）１８が糸なし信号１８ａを出力することにより、精紡ボビンＢの空ボビン状態が検出される。この空ボビン状態が検出されると、制御装置１６は、ドラム駆動モータ１２の停止信号を出し、綾振りドラム５の回転を停止させるとともに、ボビン切換装置１９に切換信号１９ａを出して、空ボビンと新たな精紡ボビンＢとを入れ換え、新たな精紡ボビンＢの糸端を吹き上げて、下糸吸引案内部材１３ｂの吸引口１３１ｂに吸い取らせる。次ぎに、前述した▲１▼〜▲４▼と同じ糸継ぎ動作を行ったあと、綾振りドラム５が回転されて、新たな精紡ボビンＢの巻取りが行われ、所定の大きさの巻取りパッケージＰが得られるまで、ボビンチェンジが繰り返される。また、この新たな精紡ボビンＢの巻取り毎に、後述するテンションパターンが適用される。
【００２１】
制御装置１６には、通信線３０ａを介して各種のデータを入力する入力手段３０が接続されている。この入力手段３０は、図３に示すように、巻取量設定手段３１と、テンションパターン設定手段３２とを備える。また、制御装置１６は、各精紡ボビンＢの解舒の程度に応じた付与テンションを決めるテンションパターンの２以上を記憶する記憶手段３３と、記憶されたテンションパターンを選択する選択手段３４と、選択手段３４によって選択されたテンションパターンに基づいて、テンション装置３の駆動機構２３を制御するテンション制御手段３５とを備える。テンション制御手段３５は、テンション装置３による付与テンションをプログラム制御（フィードフォワード制御）する。
【００２２】
記憶手段３３が格納するテンションパターンは、本実施形態では、第１テンションパターン４０と、第２テンションパターン４１の２種類である。これらのテンションパターン４０，４１は、駆動機構２３に印加される電圧パターンを設定記憶したものであり、精紡ボビンＢから解舒される糸長に応じて付与するテンションのパターンを決定する。パターン設定手段３２から、糸種等に適応したテンションパターン４０，４１を記憶手段３３に格納することができる。図４（ａ）にこれらテンションパターン４０，４１の例が示される。
【００２３】
第１テンションパターン４０は、巻取初期に用いられるものであり、この巻取初期以降に用いられる第２テンションパターン４１より全体的に大きくなっている。第１テンションパターン４０において、ａ１は精紡ボビンＢの巻取開始時の電圧であり、ａ２は精紡ボビンＢの解舒張力が比較的安定している定常区間の電圧である。ａ３は精紡ボビンＢの解舒が三分玉付近まで進み、解舒補助装置２の筒体２６の下降が止まり解舒張力が上昇するのに応じて電圧を降下させてテンションの増加を相殺するための減少する電圧である。ａ４は走行する糸を安定させるための最低の付与テンションに対応する最低電圧である。第２テンションパターン４１において、第１テンションパターン４０と同様に、巻取開始時電圧ｂ１，定常電圧ｂ２，減少電圧ｂ３，最低電圧ｂ４を有する。これらテンションパターン４０，４１の間には、ａ１＞ｂ１，ａ２＞ｂ２，ａ３＞ｂ３，ａ４＞ｂ４の関係がある。
【００２４】
これらテンションパターン４０，４１で精紡ボビンＢの巻き上げ途中に糸欠陥が検出され、糸継ぎが行われた場合、図４（ａ）に「糸継ぎ」で示すように、巻き上げ開始時（糸走行開始直後）には、再びａ１まで上昇させてから徐々に、糸継ぎ開始前の電圧に戻るように制御される。なお、テンションパターン４０，４１の電圧の変化点は、図３の解舒量検出手段３７で検出される解舒量より特定される。この解舒量検出手段３７は、ボビンチェンジ後のドラム回転センサ１４とスラブキャッチャ４による糸走行信号１１とのアンドにより得られる巻取パルス３８をカウンタ３９で累積して、各精紡ボビンＢ毎の解舒量を検出する。
【００２５】
図３において、選択手段３４は、記憶手段３３に格納されたテンションパターンを選択して変更するものであり、入力手段３０の巻取量設定手段３１で設定された巻取量と、クリアラーコントローラ８の巻取量カウンタ３９で検出された巻取量とを比較し、設定巻取量を超えると、テンション制御手段３５が用いるテンションパターンを変更する。なお、巻取量検出手段３６は、ボビンチェンジ後のドラム回転センサ１４とスラブキャッチャ４のアンドにより得られる巻取パルス（定長パルス）３８をカウンタ３９で累積して、巻取りパッケージＰの巻取量を検出する。
【００２６】
つぎに、かかる実施形態のテンション制御装置の作動について図４などにより説明する。図４は、テンション装置によるテンション制御の状態を示す図である。図４には、精紡ボビンＢの５個をつなぎ合わせて一つの巻取りパッケージＰを得る場合が例示される。図４（ａ）は、テンション装置３の駆動機構２３に対する印加電圧の巻取量に対する経過を示し、図４（ｂ）は、巻取りパッケージＰ前の実際のテンション（巻取テンション）の巻取量に対する経過を示し、図４（ｃ）は、一つの巻取りパッケージＰにおける巻取テンションの平均値を示す。
【００２７】
精紡ボビンＢが巻き上げ位置に設置され、空の巻取管Ｐｆに糸掛けが行われた後、巻取りが開始される。図４（ａ）において、巻取初期の第１ボビンから第３ボビンまで、第１テンションパターン４０により巻き上げが行われる。巻き上げ開始時には、電圧ａ１と高くして、開始時の付与テンションを高め、巻き上げが安定し、解舒補助装置２が作動している間は、電圧ａ２で安定させ、解舒補助装置２が効かなくなると、電圧ａ３のように、付与テンションを徐々に下げ、最低電圧ａ４になると、一定に保つ。このようなパターンで電圧を印加すると、図４（ｂ）で二点鎖線で示す様な解舒張力の変化があっても、巻取張力は実線のように略一定になる。
【００２８】
第１精紡ボビンＢが空になり、第２精紡ボビンＢに切り換えられた後も、第１テンションパターン４０により巻き上げが行われる。図３において、巻取量検出手段３６が検出した巻取量が、巻取量設定手段３１で設定された巻取量になると、選択手段（変更手段）が、第１テンションパターン４０に代わり第２テンションパターン４１を選択する。ただし、解舒量検出手段３７による解舒量により、精紡ボビンＢの巻き上げが途中であると、巻き上げ途中の精紡ボビンＢの解舒が終了するまで、引き続き第１テンションパターン４０で巻き上げを行い、ボビンチェンジが行われ、新たな精紡ボビンＢの巻き上げ開始時から第２テンションパターン４１により巻き上げを開始する。その後、巻取りパッケージＰが形成されるまで、第２テンションパターン４１で第４精紡ボビンＢと第５精紡ボビンＢの巻き上げを行う。
【００２９】
上述した実施形態にかかるテンション制御装置よれば、各精紡ボビンＢ毎にテンションパターンを設定している為、精紡ボビンＢの解舒張力に大きな変動（振動）が生じても、テンション制御が影響を受けることなく、巻取りパッケージＰに至る糸Ｙの張力が安定する。そのため、図４（ｃ）に示す様に、巻取りパッケージＰの張力が安定し、巻取量が設定値に達した後に巻取テンションを下げることより、バルジの形成を防ぐことができる。
【００３０】
また、テンションの変更を、複数のテンションパターンの選択により行うため、変更前後のテンションのパターンを糸種等に応じて予め適切なものにしておくことにより、精紡ボビンＢ毎のテンション調整も解舒張力の変動の影響を受けることなく、適正に行うことができる。さらに、テンションパターンの変更を、ボビンチェンジ後に行うことにより、設定巻取長から少しずれるものの、精紡ボビンＢのテンションパターンを大きく変更することなく、巻取りパッケージＰのテンションを大から小へと変更することができる。
【００３１】
以上説明した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
（１）精紡ボビンＢの途中で、巻取りパッケージＰの巻取量が所定値に達すると、その時点の第１テンションパターンの電圧値を、第２テンションパターンへと徐々に下げることにより、巻取りパッケージＰが設定巻取長になると、テンションを大から小へと変更することができる。
【００３２】
（２）供給する電気信号に応じて付加テンションを調整できるテンション装置は、ゲート式が糸道のじぐざぐの程度に応じたテンションを付加できるので好ましいが、二枚のディスクの間に糸を挟み、ディスク同士の押圧の程度をソレノイドなどで変更することにより押圧程度に応じたテンションを付加するディスク式であってもよい。
【００３３】
（３）巻取量検出手段３６は、図３のように巻取りドラムの回転により発生する巻取パルス（定長パルス）を用いるのに限らず、綾振りドラム５を支持するクレードルの揺動角度から糸層の厚みを検出し、間接的に巻取長を検出するものであってもよく、巻取りパッケージＰの回転数と綾振りドラム５の回転数から、演算により巻取長を正確に検出するものであってもよい。
【００３４】
（４）テンションパターンの変更は、第１テンションパターンから第ｎテンションパターンのように３個以上のテンションパターンを記憶手段に格納し、巻取りパッケージＰの形成に応じて、巻取り初期のテンションの降下を段階的に行うこともできる。
【００３５】
（５）各テンションパターンに従って電圧を変更させるための解舒量検出手段３７は、図３のような解舒量検出手段３７に限らず、解舒補助装置２の筒体２６の下降位置から精紡ボビンＢの解舒量を検出することもできる。また、解舒量検出手段３７は、精紡ボビンＢの巻き上げ時間（巻き上げ開始から経過時間）から解舒量を検出することもできる。
【００３６】
（６）給糸巻取体は精紡ボビンＢに限らず、コーン状のパッケージを使用することもできる。この場合、複数の給糸巻取体（精紡ボビンＢ）を継ぎ合わせて一つの巻取パッケージＰを形成するのではなく、一つのコーン状パッケージからなる一つの巻取パッケージを形成する。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の自動ワインダのテンション制御装置によると、給糸巻取体の解舒張力の変動（振動）の影響を受けることなく、給糸巻取体に対する影響も少なくして、バルジ巻き防止のためのテンションの変更が容易且つ確実にできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】テンション制御装置が適用される自動ワインダの機器配置図である。
【図２】テンション装置の要部斜視図である。
【図３】テンション装置の制御ブロック図である。
【図４】テンション装置によるテンション制御の状態を示す図である。
【符号の説明】
３ テンション装置
１４ パルス発生装置（ドラム回転センサ）
１６ 制御装置（制御手段）
３１ 巻取量設定手段
３３ 記憶手段
３４ 選択手段（変更手段）
３６ 巻取量検出手段
４０ 第１テンションパターン
４１ 第２テンションパターン
Ｂ 給糸巻取体（精紡ボビン）
Ｐ 巻取りパッケージ
Ｙ 糸（紡績糸）

Claims (3)

1. 複数の給糸巻取体から解舒される糸を糸継ぎして巻取りパッケージに巻き取る自動ワインダに、巻取途中の糸にテンションを付与するテンション装置と、このテンション装置で付与されるテンション値を制御する制御手段とを設けた自動ワインダのテンション制御装置であって、前記制御手段は、前記テンション値を給糸巻取体の状態に応じて変化させるテンションパターンを有するとともに、このテンションパターンを前記巻取パッケージの状態に応じて変更する変更手段を有することを特徴とする自動ワインダのテンション制御装置。
2. 前記自動ワインダに巻取りパッケージの巻取量を検出する巻取量検出手段が設けられ、前記制御手段に、少なくとも、巻取りパッケージの巻取初期用の第１テンションパターンと、前記巻取初期以降の第２テンションパターンとを記憶する記憶手段が設けられ、前記変更手段が、検出された巻取量と設定された巻取量の比較に基づいて、前記第１テンションパターンから前記第２テンションパターンへと切り換える選択手段により構成される請求項１に記載の自動ワインダのテンション制御装置。
3. 前記選択手段で切り換えられるテンションパターンは、前記給糸巻取体が巻き上げ途中である場合、交換される次の給糸巻取体から適用されるようにした請求項２に記載の自動ワインダのテンション制御装置。

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