JP7263070B2 - 繊維機械、及びティーチング方法 - Google Patents

Description

本発明は、繊維機械、及び繊維機械におけるティーチング方法に関する。

特許文献１には、複数の糸を綾振りしつつ複数のボビンにそれぞれ巻き取る糸巻取機が開示されている。糸巻取機は、複数のボビンに対応して設けられた複数の支点ガイドと、複数の支点ガイドに糸を一度に掛けるための糸掛補助具（糸掛補助部材）を所定方向に案内する補助具案内部（補助部材案内部）とを有する。支点ガイドへの糸掛作業時には、オペレータが糸掛補助部材を操作して複数の糸を保持し、糸掛補助部材を補助部材案内部に当てた状態でスライドさせる。これにより、複数の支点ガイドに複数の糸を短時間で容易に掛けることができる。

また、特許文献２には、上記支点ガイドへの糸掛作業等を自動化するための自動糸掛装置が開示されている。自動糸掛装置は、上述した糸掛補助部材（特許文献２では糸分けガイドと記載されている）を有する糸掛ユニットが取り付けられたロボットアームと、ロボットアームを駆動制御する糸掛制御装置（制御部）と、を有する。制御部がロボットアームを駆動制御することにより、糸掛補助部材を移動させ、複数の支点ガイドに糸を自動的に掛けることができる。ここで、特許文献２には、補助部材案内部に関する記載はない。すなわち、上記自動糸掛装置は、補助部材案内部を用いずに糸掛補助部材を移動させる。また、糸掛ユニットがロボットアームにどのように取り付けられているかに関する記載はない。

特開２０１５－１６４８７５号公報 特開２０１７－８２３７９号公報

特許文献２に記載の自動糸掛装置において、補助部材案内部を用いずに糸掛作業を正常に行うためには、糸掛補助部材が所望の軌道を描くように、ロボットアームの動作に関する情報を制御部に記憶させるティーチングを厳密に行う必要がある。このため、ティーチングに膨大な手間がかかる等の問題がある。そこで、上記自動糸掛装置においても、特許文献１に記載の補助部材案内部に沿って糸掛補助部材を動かすことにより糸掛作業を行いたいという要望がある。しかしながら、糸掛ユニットがロボットアームに単に取り付けられている（すなわち、糸掛ユニットがロボットアームに固定されている）のでは、以下のような問題がある。すなわち、糸掛補助部材を補助部材案内部に当てたときに、補助部材案内部による反発力が糸掛補助部材に過剰に加えられて、装置が破損する等のおそれがある。そこで、糸掛補助部材を補助部材案内部に適切に当てるための厳密な動力制御を行うことが考えられるが、複雑な制御が必要となるだけでなくコストアップも避けられず、現実的には極めて困難である。

本発明の１つ目の目的は、繊維機械において、自動糸掛装置に設けられた糸掛補助部材が補助部材案内部に当たっているときに、複雑な制御を必要とすることなく、糸掛補助部材に過剰な力が加わることを抑制し、糸掛作業を正常に行うことである。本発明の２つ目の目的は、糸掛作業に関する動作情報を制御部に記憶させるティーチング方法において、ティーチングに要する時間を短縮することである。

第１の発明の繊維機械は、ボビン軸方向に並べて配置された複数のボビンを支持するボビンホルダと、前記ボビン軸方向に並べて配置され、各ボビンに巻き取られる糸が綾振りされる際の支点となる複数の支点ガイドと、を有し、前記複数のボビンに複数の糸を巻き取る巻取装置と、前記複数の糸を一時的に保持するための糸掛補助部材と、前記糸掛補助部材を移動駆動する駆動機構と、を有し、前記駆動機構が前記糸掛補助部材を動かすことにより前記複数の支点ガイドに前記複数の糸を掛ける糸掛作業を行う自動糸掛装置と、を備える繊維機械であって、前記巻取装置は、前記ボビン軸方向の成分を有する案内方向に前記糸掛補助部材を案内する案内面、が形成された補助部材案内部を有し、前記自動糸掛装置は、前記案内面から前記糸掛補助部材に加えられる反発力を吸収するクッション部を有することを特徴とするものである。

本発明では、糸掛補助部材が案内面に当てられたときに、糸掛補助部材が案内面から受ける反発力をクッション部によって吸収できる。したがって、自動糸掛装置に設けられた糸掛補助部材が補助部材案内部に当たっているときに、複雑な制御を必要とすることなく、糸掛補助部材に過剰な力が加わることを抑制でき、糸掛作業を正常に行うことができる。

第２の発明の繊維機械は、前記第１の発明において、前記クッション部は、弾性復元力により、前記糸掛補助部材を前記案内方向と交差する交差方向における前記案内面側に付勢する弾性部材を有することを特徴とするものである。

本発明では、弾性部材の弾性変形可能な範囲内で糸掛補助部材を案内面に積極的に当てることができる。したがって、糸掛補助部材の厳密な位置制御を行わなくても、糸掛補助部材を案内面に容易に当てることができる。

第３の発明の繊維機械は、前記第２の発明において、前記クッション部は、前記糸掛補助部材が取り付けられ、前記交差方向に回動自在に構成された回動部材を有し、前記弾性部材は、前記回動部材を前記交差方向における前記案内面側に付勢することを特徴とするものである。

弾性部材を糸掛補助部材に直接取り付けても良いが、この場合、糸掛補助部材の可動範囲を広くしにくいという問題がある。本発明では、回動部材が付勢されるので、例えば回動部材の先端部に糸掛補助部材を取り付けることで、糸掛補助部材の可動範囲を広くすることができる。

第４の発明の繊維機械は、前記第３の発明において、前記弾性部材は、前記回動部材の回動中心部を囲うように設けられたねじりバネであることを特徴とするものである。

本発明では、簡易な構成で回動部材を付勢することができる。したがって、付勢力の調整も容易に行うことができる。

第５の発明の繊維機械は、前記第１～第４のいずれかの発明において、前記駆動機構を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記糸掛補助部材が前記案内面に常に接触している状態で移動するように前記駆動機構を制御することを特徴とするものである。

本発明では、糸掛作業において、糸掛補助部材を案内面に常に当てた状態で移動させることにより、複数の支点ガイドに糸を確実に掛けることができる。したがって、駆動機構を厳密に制御しなくても糸掛作業を正常に行うことができる。

第６の発明のティーチング方法は、前記第１～第５のいずれかの発明の繊維機械において、前記駆動機構を制御する制御部に前記糸掛作業に関する動作情報を記憶させるティーチングを行うティーチング方法であって、前記糸掛作業の開始時から終了時まで前記糸掛補助部材が前記案内面に常に接触するように、前記動作情報を前記制御部に記憶させることを特徴とするものである。

補助部材案内部を用いずにティーチングを行う場合、複数の糸を複数の支点ガイドに確実に掛けることができるよう、自動糸掛装置の動作確認を繰り返し、試行錯誤によって糸掛補助部材の移動経路を決定する必要がある。本発明では、補助部材案内部の案内面によって糸掛補助部材の移動経路を予め規定できるので、補助部材案内部を用いずに糸掛作業を行う場合と比べて、動作確認を行う回数を大きく減らすことができる。したがって、ティーチングに要する時間を飛躍的に短縮させることができる。

第７の発明のティーチング方法は、前記第６の発明において、前記糸掛補助部材に糸を保持させていない状態でティーチングを行うことを特徴とするものである。

補助部材案内部を用いずにティーチングを行う場合、糸掛補助部材に糸を実際に保持させた状態で自動糸掛装置を動作させ、複数の糸が実際に複数の支点ガイドに掛かるかどうか確認する必要がある。このため、ティーチング中に糸掛けに失敗した場合、糸掛補助部材に糸を再び保持させてティーチングをやり直す必要があるため、ティーチングに膨大な時間がかかってしまう。本発明では、糸掛補助部材が案内面に沿って移動するように動作情報を制御部に記憶させることにより、糸掛補助部材に正しい経路を通らせることができる。このため、糸掛補助部材に糸を保持させていない状態でも、ティーチングを正確に行うことができる。したがって、ティーチング中に、糸掛補助部材に糸を保持させる手間を省くことができ、ティーチングに要する時間を劇的に短縮させることができる。

本実施形態に係る紡糸引取機の正面図である。 引取ユニットの側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、支点ガイド及び案内レールを示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、糸掛ユニットの斜視図である。 紡糸引取機の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）～（ｄ）は、ロボットアームと糸掛ユニットとの接続箇所を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、糸掛補助部材の動きを示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、ゴデットローラへの糸掛けの動作を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、糸掛補助部材に糸を保持させる動作を示す説明図である。 複数の支点ガイドへの糸掛けの動作を示す説明図である。 ティーチングの手順を示すフローチャートである。 ティーチング中の糸掛ユニットの動作を示す説明図である。 変形例に係る糸掛ユニットを示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、図１及び図２に示す方向を前後左右上下方向とする。

（紡糸引取機の概略構成）
図１は、本実施形態に係る紡糸引取機１（本発明の繊維機械）の正面図である。紡糸引取機１は、複数の引取ユニット３と、糸掛ロボット４（本発明の自動糸掛装置）とを備える。複数の引取ユニット３は、左右方向に配列され、各々が、上方に配置された不図示の紡糸装置から紡出される糸Ｙを引き取り、複数のボビンＢに巻き取ってパッケージＰを形成する。糸掛ロボット４は、左右方向に移動可能に構成され、各引取ユニット３を構成する部材に糸Ｙを掛けるための動作を行う。

（引取ユニット）
次に、引取ユニット３の構成について、図２を参照しつつ説明する。図２は、引取ユニット３の側面図である。

図２に示すように、引取ユニット３は、第１ゴデットローラ１２と、第２ゴデットローラ１３と、巻取装置１４とを備える。第１ゴデットローラ１２は、軸方向が左右方向と略平行なローラであり、巻取装置１４の前端部の上方に配置されている。第１ゴデットローラ１２は、第１ゴデットモータ１１１（図５参照）によって回転駆動される。第２ゴデットローラ１３は、軸方向が左右方向と略平行なローラであり、第１ゴデットローラ１２よりも上方且つ後方に配置されている。第２ゴデットローラ１３は、第２ゴデットモータ１１２（図５参照）によって回転駆動される。

第２ゴデットローラ１３は、ガイドレール１５に移動可能に支持されている。ガイドレール１５は、上方且つ後方に向かって斜めに延びている。第２ゴデットローラ１３は、例えば、モータ１１３（図５参照）、不図示のプーリ対及びベルトやエアー機器等によって、ガイドレール１５に沿って移動可能に構成されている。これにより、第２ゴデットローラ１３は、糸Ｙの巻取りを行うときの位置（図２の実線参照）と、第１ゴデットローラ１２に近接して配置される、糸掛けを行うときの位置（図２の一点鎖線参照）との間で移動可能となっている。

巻取装置１４について、図２及び図３を参照しつつ説明する。図３（ａ）は、糸Ｙの巻取りを行うときの支点ガイド２１（後述）の位置を示す説明図である。図３（ｂ）は、糸掛けを行うときの支点ガイド２１の位置を示す説明図である。

巻取装置１４は、複数の糸Ｙを複数のボビンＢに巻き取ってパッケージＰを形成する巻取動作を行うように構成されている。巻取装置１４は、第１ゴデットローラ１２及び第２ゴデットローラ１３の下方に配置されている。図２に示すように、巻取装置１４は、複数の支点ガイド２１と、複数のトラバースガイド２２と、ターレット２３と、２本のボビンホルダ２４と、コンタクトローラ２５とを備える。

複数の支点ガイド２１は、糸Ｙが各トラバースガイド２２によって綾振りされる際の支点となるガイドである。図２、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の支点ガイド２１は、複数の糸Ｙに対して個別に設けられ、前後方向（ボビン軸方向）に配列されている。各支点ガイド２１は、後側に開口した溝２１ａを有し、後側から溝２１ａに糸Ｙを挿入することによって糸Ｙを収容可能となっている。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の支点ガイド２１は、複数のスライダ２６にそれぞれ取り付けられている。複数のスライダ２６は、前後方向に延びたガイドレール２７に沿って移動可能に支持されている。複数のスライダ２６は、シリンダ１１４（図５参照）に接続されている。シリンダ１１４を駆動させると、複数のスライダ２６は、ガイドレール２７に沿って前後方向に移動する。これにより、複数の支点ガイド２１は、前後方向に互いに離れて配置される、糸Ｙを巻き取るときの巻取位置（図３（ａ）参照）と、ガイドレール２７の前側に集まるように配置される、糸掛けを行うときの糸掛位置（図３（ｂ）参照）との間で移動可能となっている。

ガイドレール２７の下側には、前後方向に延びた支持部材２８が配置されている。支持部材２８は、機台フレーム２０（図２参照）に取り付けられ、ガイドレール２７を支持している。また、支持部材２８には、後述する糸掛補助部材４７（図４（ａ）等参照）を案内するための補助部材案内部２９（図３（ｂ）参照）が取り付けられている。補助部材案内部２９には、少なくとも前後方向に延びた、糸掛補助部材４７の側面を当接させるための案内面２９ａが形成されている。補助部材案内部２９は、支持部材２８と平行に配置される退避姿勢と、支持部材２８に対して左右方向に傾いている案内姿勢（図３（ｂ）参照）との間で姿勢を切換可能に構成されている。補助部材案内部２９は、例えばシリンダ１１５（図５参照）によって駆動されることにより、姿勢を切り換えられる。補助部材案内部２９の姿勢が案内姿勢であるときの案内面２９ａの延在方向を案内方向とする。案内方向は、前後方向（ボビン軸方向）の成分及び左右方向の成分を有する。案内面２９ａの前側且つ左側を手前側とし、案内面２９ａの後側且つ右側を奥側とする（図３（ｂ）参照）。

図２に戻って、複数のトラバースガイド２２は、複数の糸Ｙに対して個別に設けられ、前後方向に並べて配置されている。各トラバースガイド２２は、トラバースモータ１１６（図５参照）によって駆動され、前後方向に往復移動する。これにより、トラバースガイド２２に掛けられた糸Ｙが、支点ガイド２１を中心に綾振りされる。

ターレット２３は、軸方向が前後方向と平行な円板状の部材である。ターレット２３は、不図示のターレットモータによって回転駆動される。２本のボビンホルダ２４は、それぞれ、軸方向が前後方向と平行であり、ターレット２３の上端部及び下端部に回転自在に支持されている。各ボビンホルダ２４は、前後方向（ボビン軸方向）に並べて配置された複数のボビンＢを支持する。２つのボビンホルダ２４は、それぞれ、個別の巻取モータ１１７（図５参照）によって回転駆動される。

コンタクトローラ２５は、軸方向が前後方向と略平行なローラであり、上側のボビンホルダ２４のすぐ上方に配置されている。コンタクトローラ２５は、上側のボビンホルダ２４に支持された複数のパッケージＰの表面に接触することで、巻取中のパッケージＰの表面に接圧を付与して、パッケージＰの形状を整える。

以上の構成を有する巻取装置１４において、上側のボビンホルダ２４が回転駆動されると、トラバースガイド２２によって綾振りされた糸ＹがボビンＢに巻き取られて、パッケージＰが形成される（巻取動作）。また、パッケージＰが満巻きになった場合、ターレット２３が回転させられることにより、２本のボビンホルダ２４の上下の位置が入れ換わる。これにより、下側に位置していたボビンホルダ２４が上側に移動し、このボビンホルダ２４に装着されたボビンＢに糸Ｙを巻き取ってパッケージＰを形成することができる。また、満巻きになったパッケージＰが装着されたボビンホルダ２４は下側に移動し、例えば不図示のパッケージ回収装置によってパッケージＰが回収される。

（糸掛ロボット）
次に、糸掛ロボット４について図２、図４（ａ）、（ｂ）を参照しつつ説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、後述する糸掛ユニット３３の斜視図である。糸掛ロボット４は、引取ユニット３による巻取動作の前に、第１ゴデットローラ１２、第２ゴデットローラ１３、複数の支点ガイド２１等に糸Ｙを掛けるように構成されている。図２に示すように、糸掛ロボット４は、本体部３１と、ロボットアーム３２（本発明の駆動機構）と、糸掛ユニット３３とを備える。

本体部３１は、略直方体形状に構成された部材である。本体部３１の内部には、ロボットアーム３２等の動作を制御する糸掛制御装置１０２（本発明の制御部。図５参照）が設けられている。ここで、複数の引取ユニット３の前側には、左右方向に延びたレール部材３５が配置されている。本体部３１は、レール部材３５に吊り下げられており、本体移動装置１２１（図５参照）によって、レール部材３５に沿って左右方向に移動駆動される。

ロボットアーム３２は、本体部３１の下面に取り付けられている。ロボットアーム３２は、複数のアーム３２ａと、アーム３２ａ同士を連結する複数の関節部３２ｂとを有する。各関節部３２ｂには、アームモータ１２２（図５参照）が内蔵されている。アームモータ１２２（図５参照）が駆動されると、アーム３２ａが関節部３２ｂを中心に揺動する。

糸掛ユニット３３は、ロボットアーム３２の先端部に取り付けられている。糸掛ユニット３３は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、一方向（以下、第１方向とする）に長尺に構成されている。糸掛ユニット３３は、第１方向における片側（以下、第１方向の基端側とする）の端部において、ロボットアーム３２のうち最も先端側に配置されたアーム３２ａ（アーム６４）と接続されている。なお、第１方向における基端側と反対側を先端側とする。

本実施形態では、ロボットアーム３２を駆動させると、ロボットアーム３２の先端部に取り付けられた糸掛ユニット３３が移動する。このとき、糸掛ユニット３３の向きを変えることもできる。但し、糸掛ユニット３３は、後述するように、糸掛け時には、主に、図４（ａ）、（ｂ）の紙面上下方向が鉛直方向と略平行で、且つ、図４（ａ）、（ｂ）の紙面上側が鉛直方向の上側、図４（ａ）、（ｂ）の紙面下側が鉛直方向の下側となるような向きで使用される。そこで、以下では、糸掛ユニット３３の、図４（ａ）、（ｂ）における紙面上下方向を第２方向とし、図４（ａ）、（ｂ）の紙面上側を第２方向の上側とし、図４（ａ）、（ｂ）の紙面下側を第２方向の下側とする。また、第１方向及び第２方向の両方と直交する方向を第３方向とする。また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第３方向の一方側及び他方側を定義して説明を行う。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、糸掛ユニット３３は、フレーム４１と、サクション４２と、カッター４４と、スライド部材４５と、押当ローラ４６と、糸掛補助部材４７とを備える。

フレーム４１は、第１方向に延びた長尺部材である。フレーム４１の第１方向における基端部（基端部材４１ａ）は、ロボットアーム３２の最も先端側に配置されたアーム３２ａ（アーム６４）と接続されている（詳細については後述する）。サクション４２は、第１方向に延び、その先端部において糸Ｙを吸引保持可能となっている。サクション４２は、フレーム４１の第３方向における一方側の部分に取り付けられている。カッター４４は、フレーム４１に取り付けられ、サクション４２の第２方向における下側に位置している。カッター４４は、例えば、サクション４２が糸Ｙを吸引保持する際に、糸Ｙの不要部分を切断するためのものである。

スライド部材４５は、サクション４２の第３方向における他方側に配置されている。スライド部材４５は、シリンダ５１を介してフレーム４１に取り付けられている。シリンダ５１を駆動させると、スライド部材４５がフレーム４１に対して第１方向に移動する。ここで、フレーム４１及びスライド部材４５は、いずれも第１方向に延在している。以下では、フレーム４１及びスライド部材４５を併せて延在部材６１とも呼ぶ。

スライド部材４５の第１方向における先端部には、スライド部材４５を第２方向に貫通する円筒状のシャフト５２が設けられている。シャフト５２は、押当ローラ４６を回動可能に支持するためのものである。また、シャフト５２の径方向における内側には、シャフト５２に対して相対回転可能な円柱状のシャフト５４が設けられている。シャフト５４は、糸掛補助部材４７を回動可能に支持するためのものである。

押当ローラ４６は、第２方向と直交するシャフト４６ａに回転自在に支持されている。押当ローラ４６は、スライド部材４５の第２方向における上側に配置されている。シャフト４６ａの片側の端部は、シャフト５２に取り付けられている。押当ローラ４６は、ローラ回動装置５３によって、シャフト５２を回動中心として回動駆動される。ローラ回動装置５３は、押当ローラの姿勢を、第１方向と略平行な初期姿勢（図４（ａ）参照）と、第３方向と略平行な押当姿勢（図９（ａ）参照）との間で変更させることが可能である。

糸掛補助部材４７は、複数の支点ガイド２１に糸Ｙを掛ける際に、糸Ｙを一時的に保持するためのものである。糸掛補助部材４７は、押当ローラ４６の第２方向における上側に配置されている。図４（ａ）に示すように、糸掛補助部材４７には、その長手方向に沿って並んだ複数の溝４７ａが形成されている。複数の溝４７ａは片側の端が開口しており、開口部分から離れるほど溝４７ａ同士の間隔が広くなっている。糸掛補助部材４７の長手方向における片側の端部は、シャフト５４に取り付けられている。糸掛補助部材４７は、補助部材回動装置５５によって、シャフト５４を回動中心として回動駆動される。補助部材回動装置５５は、糸掛補助部材４７の姿勢を、第１方向と略平行な初期姿勢（図４（ａ）参照）と、第３方向と略平行な糸掛姿勢（図９（ｂ）参照）との間で変更させることが可能である。

（紡糸引取機の電気的構成）
次に、紡糸引取機１の電気的構成について、図５のブロック図を参照しつつ説明する。図５に示すように、紡糸引取機１では、各引取ユニット３に引取ユニット制御装置１０１が設けられている。引取ユニット制御装置１０１は、第１ゴデットモータ１１１、第２ゴデットモータ１１２、モータ１１３、シリンダ１１４、シリンダ１１５、トラバースモータ１１６、巻取モータ１１７等の動作を制御する。なお、各引取ユニット３は、巻取モータ１１７を２つ備えているが、図５では、巻取モータ１１７を１つだけ図示している。また、図５では、トラバースモータ１１６を１つだけ図示しているが、各引取ユニット３は、トラバースモータ１１６を複数備えていても良い。

また、紡糸引取機１では、糸掛ロボット４に糸掛制御装置１０２が設けられている。糸掛制御装置１０２は、本体移動装置１２１、アームモータ１２２、サクション４２、カッター４４、シリンダ５１、ローラ回動装置５３、補助部材回動装置５５等の動作を制御する。糸掛制御装置１０２は、上記のような構成要素の動作に関する動作情報を記憶する記憶部１０２ａを有する。なお、ロボットアーム３２は、複数の関節部３２ｂを有し、複数の関節部３２ｂに対応する複数のアームモータ１２２を有しているが、図５では、アームモータ１２２を１つだけ図示している。

糸掛制御装置１０２には、糸掛ロボット４の動作情報を記憶部１０２ａに記憶させるティーチングを行うための機器であるティーチングペンダント１０３が、電気的に接続される。ティーチングペンダント１０３は、例えば、ロボットアーム３２の姿勢及び動作に関する情報をオペレータが入力可能に構成されている。また、ティーチングペンダント１０３は、入力された情報に基づいて糸掛ロボット４が動作を実行するための信号や、入力された情報を糸掛制御装置１０２が記憶するための信号を糸掛制御装置１０２に送信可能に構成されている。なお、ティーチングペンダント１０３は、糸掛制御装置１０２に常に接続されている必要はなく、オペレータによるティーチング時にのみ糸掛制御装置１０２に接続されても良い。

また、紡糸引取機１は、装置全体の制御を行うための制御装置１００を備えている。制御装置１００は、複数の引取ユニット３に設けられた複数の引取ユニット制御装置１０１、及び、糸掛制御装置１０２と電気的に接続されている。制御装置１００は、複数の引取ユニット制御装置１０１及び糸掛制御装置１０２の動作を制御することによって、紡糸引取機１全体の動作を制御する。

ここで、従来の糸掛ロボットでは、糸掛制御装置１０２がロボットアーム３２を厳密に動作制御することにより複数の支点ガイド２１への糸掛けが行われていた。しかしながら、このような方法では、ロボットアーム３２の動作に関する情報を糸掛制御装置１０２に記憶させるティーチングに膨大な時間がかかるという問題があった。このため、糸掛ロボットにおいても補助部材案内部２９に沿って糸掛補助部材４７を動かすことにより糸掛作業を行いたいという要望が従来からあった。しかしながら、従来の糸掛けロボットでは、糸掛ユニット３３がロボットアーム３２に単に取り付けられていた。より具体的には、糸掛補助部材４７を支持するフレーム４１（延在部材６１）が、ロボットアーム３２に固定的に接続されていた。このため、糸掛補助部材４７を補助部材案内部２９に当てたときに、補助部材案内部２９による反発力が糸掛補助部材４７に過剰に加えられて、装置が破損する等のおそれがあった。そこで、糸掛補助部材４７を補助部材案内部２９に適切に当てるための厳密な動力制御を行うことが考えられるが、複雑な制御が必要となるだけで無くコストアップも避けられず、現実的には極めて困難であった。

そこで、本実施形態では、糸掛補助部材４７が補助部材案内部２９に当たっているときに、糸掛補助部材４７に過剰な力が加わることを抑制するため、糸掛ロボット４が以下のようなクッション部６０を有する。

（クッション部）
クッション部６０の構成について、図６（ａ）～（ｄ）を参照しつつ説明する。図６（ａ）は、糸掛ユニット３３を第２方向における上側から見た図である。図６（ｂ）は、糸掛ユニット３３を第３方向における一方側から見た図である。図６（ｃ）は、基端部材４１ａ及びその近傍を第２方向における上側から見た図である。図６（ｄ）は、図６（ｃ）のＶＩｄ－ＶＩｄ線断面図である。

クッション部６０は、糸掛ユニット３３に設けられた糸掛補助部材４７に外力が作用したときに、その外力を吸収するためのものである。図６（ａ）～（ｄ）に示すように、クッション部６０は、上述した延在部材６１（本発明の回動部材）と、回動軸６２と、ねじりバネ６３（本発明の弾性部材）とを有する。

延在部材６１は、第１方向に延びており、先端部に糸掛補助部材４７が取り付けられている。延在部材６１の第１方向における基端部（基端部材４１ａ）は、第２方向に延びた回動軸６２を介して、ロボットアーム３２の最も先端側に配置されたアーム３２ａ（以下、アーム６４とする）の下部に取り付けられている。

回動軸６２は、例えば基端部材４１ａの上面に固定され、アーム６４の下端部に回動可能に取り付けられている（図６（ｄ）参照）。これにより、延在部材６１は、外力が加えられたときに、回動軸６２を回動中心として、アーム６４に対して従動的に回動自在となっている。

ねじりバネ６３は、回動軸６２（すなわち、延在部材６１の回動中心部）を囲うように設けられている。図６（ｄ）に示すように、ねじりバネ６３の一端部６３ａは、第２方向における上側へ延び、アーム６４の下面に形成された挿通孔６５に挿通されている。ねじりバネ６３の他端部６３ｂは、第２方向における下側へ延び、基端部材４１ａの上面に形成された挿通孔６６に挿通されている。ねじりバネ６３は、延在部材６１が従動的に回動したときにねじられて弾性変形し、弾性復元力によって延在部材６１及び糸掛補助部材４７を元の位置に戻すように付勢する。

（糸掛補助部材の動作）
次に、糸掛補助部材４７の動作について、図７（ａ）、（ｂ）を参照しつつ説明する。図７（ａ）は、糸掛補助部材４７の姿勢の変化を示す説明図である。図７（ｂ）は、糸掛補助部材４７に外力が加えられたときの糸掛補助部材４７及び延在部材６１の動きを示す説明図である。なお、図７（ａ）、（ｂ）においては、延在部材６１を模式的に図示している。

図７（ａ）に示すように、糸掛補助部材４７は、補助部材回動装置５５によって、第１方向と略平行な初期姿勢（図７（ａ）の実線参照）と、第３方向と略平行な糸掛姿勢（図７（ａ）の二点鎖線参照）との間で姿勢を変更させられる。

また、図７（ｂ）に示すように、糸掛補助部材４７は、回動軸６２を回動中心として、延在部材６１と一体的に回動可能である（図７（ｂ）の二点鎖線参照）。より具体的には、延在部材６１の回動する方向は、補助部材案内部２９の姿勢が案内姿勢であるときの案内面２９ａの延びる方向（すなわち、案内方向）と交差する。以下、延在部材６１の回動する方向を交差方向とする。また、糸掛補助部材４７が補助部材案内部２９の右側に位置しているとき、糸掛補助部材４７の先端部は、交差方向において案内面２９ａに近い側に配置され、糸掛補助部材４７の基端部は、交差方向において案内面２９ａから遠い側に配置される。交差方向において、案内面２９ａに近い側（案内面２９ａ側）を一方側とし、案内面２９ａから遠い側を他方側とする。

交差方向において糸掛補助部材４７に外力が作用したとき、ねじりバネ６３がねじられることにより上記外力が吸収される。また、ねじりバネ６３がねじられることにより弾性復元力が生じ、糸掛補助部材４７は、回動した向きと逆向きに付勢される。図７（ｂ）では、糸掛補助部材４７は、交差方向における他方側に回動させられたとき（図７（ｂ）の二点鎖線参照）、交差方向における一方側（案内面２９ａ側）に付勢されている。

（糸掛けの方法）
次に、糸掛ロボット４に第１ゴデットローラ１２、第２ゴデットローラ１３及び複数の支点ガイド２１への糸掛けを行わせる方法について、図８（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）及び図１０を参照しつつ説明する。図８（ａ）、（ｂ）は、第１ゴデットローラ１２及び第２ゴデットローラ１３への糸掛けの動作を示す説明図である。図９（ａ）、（ｂ）は、糸掛補助部材４７に糸を保持させる動作を示す説明図である。図１０は、複数の支点ガイド２１への糸掛けの動作を示す説明図である。複数の支点ガイド２１に糸掛けを行う作業が、本発明の糸掛作業に相当する。

糸掛けを開始する前に、糸掛制御装置１０２は、糸掛ユニット３３の押当ローラ４６及び糸掛補助部材４７の姿勢を、それぞれ初期姿勢にさせておく。また、糸掛けの対象となっている引取ユニット３の引取ユニット制御装置１０１は、モータ１１３（図５参照）を制御して、第２ゴデットローラ１３をガイドレール１５に沿って移動させ、第１ゴデットローラ１２に近接させておく（図２の一点鎖線参照）。また、上記引取ユニット制御装置１０１は、シリンダ１１４（図５参照）を駆動させて複数の支点ガイド２１を前側に集め、互いに近接させておく（図３（ｂ）参照）。さらに、上記引取ユニット制御装置１０１は、シリンダ１１５（図５参照）を駆動させて、補助部材案内部２９の姿勢を初期姿勢から案内姿勢に切り換えておく。

そして、糸掛制御装置１０２は、本体移動装置１２１を制御して、糸掛けの対象となっている引取ユニット３と前後方向に重なる位置まで糸掛ロボット４を移動させる。次に、糸掛制御装置１０２は、アームモータ１２２、サクション４２等を制御し、紡糸装置から紡出された複数の糸Ｙをサクション４２に吸引保持させる。さらに、糸掛制御装置１０２は、アームモータ１２２を制御してロボットアーム３２を駆動させ、糸掛ユニット３３を移動させる。具体的には、糸掛制御装置１０２は、糸掛ユニット３３を、第１方向が前後方向と略平行で、第２方向が鉛直方向と略平行で、且つ、第３方向が左右方向と略平行となるような姿勢に維持させつつ移動させる。これにより、糸掛制御装置１０２は、まず第１ゴデットローラ１２への糸掛け（図８（ａ）参照）を糸掛ユニット３３に行わせ、次に第２ゴデットローラ１３への糸掛け（図８（ｂ）参照）を糸掛ユニット３３に行わせる。

次に、糸掛制御装置１０２は、ローラ回動装置５３を制御して、押当ローラ４６の姿勢を初期姿勢から押当姿勢に切り換える（図９（ａ）の二点鎖線参照）。すると、押当ローラ４６が複数の糸Ｙに押し当てられ、複数の糸Ｙとの間の摩擦力によって回転する。これにより、複数の糸Ｙの、押当ローラ４６が押し当てられた部分の間隔が広げられ、複数の糸Ｙの間隔が、糸掛補助部材４７の複数の溝４７ａの開口部における間隔とほぼ同じとなる。さらに、糸掛制御装置１０２は、シリンダ５１を駆動させて、スライド部材４５を第１方向の先端側にスライドさせる（図９（ａ）の矢印Ａ１参照）。すると、複数の糸Ｙに押し当てられた押当ローラ４６が、スライド部材４５とともに第１方向の先端側にスライドしてサクション４２から離れる（図９（ａ）の実線参照）。これにより、押当ローラ４６からサクション４２へ向かう糸Ｙの第１方向に対する傾斜角度が小さくなり、糸Ｙが押当ローラ４６から離れる位置のばらつきが抑制され、糸揺れが抑制される。

次に、糸掛制御装置１０２は、補助部材回動装置５５を制御して、糸掛補助部材４７の姿勢を初期姿勢から糸掛姿勢に切り換える（図９（ｂ）の矢印Ａ２参照）。これにより、糸掛補助部材４７の複数の溝４７ａが、押当ローラ４６が押し当てられた複数の糸Ｙとそれぞれ対向する。続いて、糸掛制御装置１０２は、ローラ回動装置５３を制御して、押当ローラ４６の姿勢を押当姿勢から初期姿勢に戻す。すると、押当ローラ４６が複数の糸Ｙから離れ、複数の糸Ｙが、複数の溝４７ａにそれぞれ挿入される。このようにして、複数の糸Ｙが糸掛補助部材４７によって一時的に保持される。

次に、糸掛制御装置１０２は、ロボットアーム３２を駆動させ、糸掛補助部材４７を複数の支点ガイド２１の下側に位置させた状態、且つ、糸掛補助部材４７を補助部材案内部２９に接触させていない状態で、糸掛補助部材４７を後方へ移動させる。具体的には、糸掛制御装置１０２は、糸掛補助部材４７を、最も後側に位置している支点ガイド２１よりも後側（つまり、案内方向における最も奥側に位置している支点ガイド２１よりも奥側）へ移動させる。そして、図１０に示すように、糸掛制御装置１０２は、ロボットアーム３２を駆動させ、糸掛補助部材４７の先端部を補助部材案内部２９の案内面２９ａに当接させる（図１０の二点鎖線参照）。

ここで、糸掛ロボット４には上述したクッション部６０が設けられているので、糸掛補助部材４７の先端部が補助部材案内部２９の案内面２９ａに当たったときに、糸掛補助部材４７が案内面２９ａから受ける反発力をクッション部６０によって吸収できる。具体的には、糸掛補助部材４７が取り付けられた延在部材６１が回動軸６２を回動中心として回動し、ねじりバネ６３が弾性変形することによって、案内面２９ａから糸掛補助部材４７に加えられる反発力が吸収される。このため、糸掛補助部材４７に過剰な力が加わることを抑制できる。また、このとき、ねじりバネ６３に発生している弾性復元力によって、延在部材６１及び糸掛補助部材４７が、交差方向における一方側（案内面２９ａ側）に付勢されている。これにより、糸掛補助部材４７を案内面２９ａに確実に当てることができる。

次に、糸掛制御装置１０２は、ロボットアーム３２を駆動させ、糸掛補助部材４７を案内面２９ａに常に当てた状態で、少なくとも案内方向における手前側へ糸掛ユニット３３を移動させる（図１０の実線及び矢印Ａ３参照）。これにより、複数の溝４７ａに挿入された複数の糸Ｙが、それぞれ対応する支点ガイド２１に掛けられる（糸掛作業）。ここで、糸掛ユニット３３を移動させる方向は、案内方向と略平行であることが最も好ましいが、これに限定されるものではない。すなわち、糸掛ユニット３３を移動させる方向は、案内方向に対して左方又は右方に傾いていても良い。一例として、糸掛制御装置１０２は、アーム６４を前後方向と平行に真っ直ぐ後方へ移動させても良い。或いは、糸掛制御装置１０２は、糸掛補助部材４７の交差方向における必要な移動量より、アーム６４の交差方向における移動量を少なくしても良い。このような場合であっても、複数の支点ガイド２１への糸掛作業中に、糸掛補助部材４７が案内面２９ａに常に当たるように制御が行われれば良い。このように、補助部材案内部２９が設けられていない構成と比べて、糸掛ユニット３３の移動方向を厳密に制御しなくても、複数の糸Ｙをそれぞれ対応する支点ガイド２１に掛けることができる。

そして、複数の支点ガイド２１への糸掛けが完了した後、引取ユニット制御装置１０１は、第２ゴデットローラ１３及び複数の支点ガイド２１を巻取動作時の位置に移動させる。また、糸掛制御装置１０２は、糸掛補助部材４７を糸掛姿勢から初期姿勢に戻す。

（糸掛ロボットのティーチング方法）
次に、糸掛作業に関する動作情報を糸掛ロボット４の糸掛制御装置１０２に記憶させるティーチング方法について、図１１及び図１２を参照しつつ説明する。図１１は、ティーチングの手順を示すフローチャートである。図１２は、ティーチング中の糸掛ユニット３３の動作を示す説明図である。

本実施形態では、オペレータがティーチングペンダント１０３（図５参照）を操作することによりティーチングを行う。なお、第１ゴデットローラ１２及び第２ゴデットローラ１３への糸掛けに関するティーチングは予め行われたものとする。また、本実施形態では、オペレータは、糸掛補助部材４７に糸Ｙを保持させていない状態でティーチングを行う。

まず、オペレータは、ティーチングペンダント１０３を操作し、ある引取ユニット３における複数の支点ガイド２１への糸掛作業の開始位置及び終了位置を仮設定する（Ｓ１０１）。ここで、開始位置とは、例えば、複数の支点ガイド２１への糸掛作業の開始時における延在部材６１（図１２参照）の先端部の位置である。同様に、終了位置とは、例えば、糸掛作業の終了時における延在部材６１の先端部の位置である。もちろん、アーム６４等、他の部材の位置に関する情報を開始位置及び終了位置としてティーチングペンダント１０３に入力しても良い。

次に、オペレータは、ティーチングペンダント１０３を操作し、糸掛補助部材４７に糸Ｙを保持させていない状態で、糸掛ロボット４の動作確認を行う（Ｓ１０２）。具体的には、ステップＳ１０１において入力した動作情報に基づき、糸掛ロボット４を実際に動作させる（図１２の矢印Ａ４参照）。

上記動作確認において、オペレータは、動作開始時から終了時まで糸掛補助部材４７が常に案内面２９ａに接触していたか否か、例えば目視により判断する（Ｓ１０３）。動作開始時から終了時まで、糸掛補助部材４７が常に案内面２９ａに接触していた場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、オペレータは、ティーチングペンダント１０３を操作し、開始位置及び終了位置に関する情報（動作情報）を糸掛制御装置１０２の記憶部１０２ａに記憶させる（Ｓ１０４）。これにより、糸掛作業の開始時から終了時まで糸掛補助部材４７の案内面２９ａに対する接触が維持されるように、動作情報が記憶される。なお、動作開始時から終了時までの間に糸掛補助部材４７が案内面２９ａから離れた場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、オペレータは、ステップＳ１０１に戻り、開始位置及び終了位置の仮設定を再び行う。この場合でも、動作確認時に糸掛補助部材４７の先端部と案内面２９ａとの距離を目測することにより、開始位置及び終了位置に関する情報を容易に修正できる。

さらに、糸掛制御装置１０２に記憶された上記動作情報を、他の引取ユニット３に対する糸掛作業に関する動作情報として展開（複製）しても良い。一般的に、各引取ユニット３において糸掛ロボット４と支点ガイド２１との相対位置は微妙に異なりうるため、従来のように糸掛ロボット４の厳密な動作制御を行う場合は、糸掛けの対象となる全ての引取ユニット３に関してティーチングを行う必要があった。この点、本実施形態の構成では、糸掛作業の開始時から終了時まで糸掛補助部材４７の案内面２９ａに対する接触が維持されれば良い。したがって、ティーチングの回数を減らすことができ、ティーチングに要する時間をさらに短縮できる。

以上のように、糸掛作業において糸掛補助部材４７が案内面２９ａに当てられたときに、糸掛補助部材４７が案内面２９ａから受ける反発力をクッション部６０によって吸収できる。したがって、糸掛ロボット４に設けられた糸掛補助部材４７が補助部材案内部２９に当たっているときに、糸掛補助部材４７に過剰な力が加わることを抑制できる。

また、糸掛作業中に糸掛補助部材４７がねじりバネ６３によって案内面２９ａ側に付勢されるので、ねじりバネ６３の弾性変形可能な範囲内で糸掛補助部材４７を案内面２９ａに積極的に当てることができる。したがって、糸掛補助部材４７の厳密な位置制御を行わなくても、糸掛補助部材４７を案内面２９ａに容易に当てることができる。

また、糸掛補助部材４７が取り付けられた回動可能な延在部材６１が付勢されるので、本実施形態のように延在部材６１の先端部に糸掛補助部材４７を取り付けることで、糸掛補助部材４７の可動範囲を広くすることができる。

また、ねじりバネ６３を用いた簡易な構成で延在部材６１を付勢することができる。したがって、付勢力の調整も容易に行うことができる。

また、糸掛作業において、糸掛補助部材４７を案内面２９ａに常に当てた状態で移動させることにより、複数の支点ガイド２１に糸Ｙを確実に掛けることができる。したがって、ロボットアーム３２及びアームモータ１２２を厳密に制御しなくても糸掛作業を正常に行うことができる。

また、補助部材案内部２９の案内面２９ａによって糸掛補助部材４７の移動経路を予め規定できるので、補助部材案内部２９を用いずに糸掛作業を行う場合と比べて、動作確認を行う回数を大きく減らすことができる。したがって、ティーチングに要する時間を飛躍的に短縮させることができる。

また、糸掛補助部材４７が案内面２９ａに沿って移動するように動作情報を制御部に記憶させることにより、糸掛補助部材４７に正しい経路を通らせることができる。このため、糸掛補助部材４７に糸を保持させていない状態でも、ティーチングを正確に行うことができる。したがって、ティーチング中に、糸掛補助部材４７に糸Ｙを保持させる手間を省くことができ、ティーチングに要する時間を劇的に短縮させることができる。

次に、前記実施形態に変更を加えた変形例について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

（１）前記実施形態においては、延在部材６１及び糸掛補助部材４７をねじりバネ６３によって付勢するものとしたが、これには限られない。例えば、図１３に示すように、延在部材６１とアーム６４とが引張コイルバネ７１によって接続されていても良い。これにより、糸掛補助部材４７が補助部材案内部２９に当てられたときに、糸掛補助部材４７が案内面２９ａから受ける反発力を引張コイルバネ７１によって吸収できる。

（２）前記までの実施形態においては、延在部材６１及び糸掛補助部材４７の両方が付勢されるものとしたが、これには限られない。例えば、延在部材６１がアーム６４に固定され、糸掛補助部材４７が延在部材６１に直交する方向に移動可能に構成されていても良い。その上で、糸掛補助部材４７を、例えば圧縮コイルバネ或いはゴム等の弾性部材によって、交差方向における案内面２９ａ側へ付勢しても良い。

（３）前記までの実施形態において、クッション部６０が、ばねやゴム等の弾性部材を有するものとしたが、これには限られない。例えば、低反発のウレタン等の可撓部材によって、案内面２９ａからの反発力を吸収しても良い。なお、この場合、糸掛補助部材４７は必ずしも案内面２９ａ側へ付勢されないおそれがあるので、糸掛作業において、アーム６４が交差方向において案内面２９ａに徐々に近づくようにロボットアーム３２を制御することが好ましい。また、たわんだ可撓部材をたわむ前の状態に戻すための駆動装置が設けられていても良い。そして、糸掛作業の終了後に、駆動装置によって可撓部材をたわむ前の状態に確実に戻しても良い。

（４）前記までの実施形態において、糸掛補助部材４７に糸Ｙを掛けていない状態でティーチングを行うものとしたが、これには限られない。糸掛補助部材４７に糸Ｙを掛けた状態でティーチングを行っても良い。

（５）前記までの実施形態において、第２ゴデットローラ１３は、糸Ｙの糸掛けを行うときの位置と糸Ｙの巻取りを行うときの位置との間を移動可能であるものとしたが、これに限られない。第２ゴデットローラ１３は、必ずしも移動可能に構成されていなくても良い。

（６）前記までの実施形態において、紡糸引取機１は複数の引取ユニット３を備えるものとしたが、これには限られない。引取ユニット３は、１つだけ設けられていても良い。

（７）前記までの実施形態において、糸掛制御装置１０２が糸掛ロボット４の動作を制御するものとしたが、これには限られない。例えば、制御装置１００が糸掛ロボット４の動作を制御しても良い。

（８）前記までの実施形態において、複数の支点ガイド２１は、前方に集まるように移動可能であるものとしたが、これには限られない。複数の支点ガイド２１は、必ずしも移動可能に構成されていなくても良い。

（９）本発明は、紡糸引取機１に限られず、糸掛ロボット４のような自動糸掛装置を備える様々な繊維機械に適用可能である。

１ 紡糸引取機（繊維機械）
４ 糸掛ロボット（自動糸掛装置）
１４ 巻取装置
２１ 支点ガイド
２４ ボビンホルダ
２９ 補助部材案内部
２９ａ 案内面
３２ ロボットアーム（駆動機構）
４７ 糸掛補助部材
６０ クッション部
６１ 延在部材（回動部材）
６３ ねじりバネ（弾性部材）
１０２ 糸掛制御装置（制御部）
Ｂ ボビン
Ｙ 糸

Claims (8)

1. ボビン軸方向に並べて配置された複数のボビンを支持するボビンホルダと、前記ボビン軸方向に並べて配置され、各ボビンに巻き取られる糸が綾振りされる際の支点となる複数の支点ガイドと、を有し、前記複数のボビンに複数の糸を巻き取る巻取装置と、
   前記複数の糸を一時的に保持するための糸掛補助部材と、前記糸掛補助部材を移動駆動する駆動機構と、を有し、前記駆動機構が前記糸掛補助部材を動かすことにより前記複数の支点ガイドに前記複数の糸を掛ける糸掛作業を行う自動糸掛装置と、を備える繊維機械であって、
   前記巻取装置は、
   前記ボビン軸方向の成分を有する案内方向に前記糸掛補助部材を案内する案内面、が形成された補助部材案内部を有し、
   前記自動糸掛装置は、
   前記糸掛補助部材とは別に設けられ、前記案内面から前記糸掛補助部材に加えられる反発力を吸収するクッション部を有することを特徴とする繊維機械。
2. 前記クッション部は、
   弾性復元力により、前記糸掛補助部材を前記案内方向と交差する交差方向における前記案内面側に付勢する弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の繊維機械。
3. 前記クッション部は、
   前記糸掛補助部材が取り付けられ、前記交差方向に回動自在に構成された回動部材を有し、
   前記弾性部材は、
   前記回動部材を前記交差方向における前記案内面側に付勢することを特徴とする請求項２に記載の繊維機械。
4. 前記弾性部材は、前記回動部材の回動中心部を囲うように設けられたねじりバネであることを特徴とする請求項３に記載の繊維機械。
5. 前記駆動機構を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記糸掛補助部材が前記案内面に常に接触している状態で移動するように前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の繊維機械。
6. 請求項１～４のいずれかに記載の繊維機械において、前記駆動機構を制御する制御部に前記糸掛作業に関する動作情報を記憶させるティーチングを行うティーチング方法であって、
   前記糸掛作業の開始時から終了時まで前記糸掛補助部材が前記案内面に常に接触するように、前記動作情報を前記制御部に記憶させることを特徴とするティーチング方法。
7. 請求項５に記載の繊維機械において、前記制御部に前記糸掛作業に関する動作情報を記憶させるティーチングを行うティーチング方法であって、
   前記糸掛作業の開始時から終了時まで前記糸掛補助部材が前記案内面に常に接触するように、前記動作情報を前記制御部に記憶させることを特徴とするティーチング方法。
8. 前記糸掛補助部材に糸を保持させていない状態でティーチングを行うことを特徴とする請求項６又は７に記載のティーチング方法。

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