JPH0336535Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、織布工場において、織機ビームを
用意するために用いられるビーム巻返し機の張力
制御装置に関する。

従来技術 布を製織する際には、経糸は、織機ビームと呼
ばれる大形巻枠に、所定本数だけ、糸シート状に
平行して巻き取った形で織機に仕掛けられる。而
して、この織機ビームを調整するには、ビーム巻
返し機が用いられ、このものは、所要本数のビー
ム（いわゆるセクショナルビーム）から、所定本
数の経糸を糸シート状に引き出して、一本の織機
ビームに集合して巻き取っていくものである。

このようにして、ビーム巻返し機によつて糸シ
ートを巻き返す際に、殊に、留意しなければなら
ないのは、セクシヨナルビームから引き出される
糸シートの張力であつて、これに不整があると、
織機における経糸の解舒テンシヨンが変動し、生
産される布に致命的な欠点を生じるおそれがあ
る。

そこで、ビーム巻返し機における糸シートの張
力制御装置としては、従来から種々のものが工夫
され、実用されて来ている。たとえば、特開昭56
−161253号公報には、ビームＢの巻径Ｄを検出
し、張力設定器５４からの張力指令値F_Sとの間で
乗算を行なつてトルク指令値T_Oを得、これと、
ビームＢに加える制動トルクＴとの間で比較を行
なつた上、ビームＢに対して制動を加えるブレー
キ５６の励磁電流を制御するものが開示されてい
る（第４図）。ただし、ここでは、ビームＢ上の
糸シートＳの表層に接触する揺動アーム５１の揺
動角を、可変抵抗器５２で検出して巻径Ｄを得、
これを、張力指令値F_Sとともに乗算器５３に入力
してトルク指令値T_Oを作り、これとトルク検出
器５５の出力とを比較・増幅して、ブレーキ５６
の制御を行なつている。

しかしながら、かかる閉ループ制御糸では、系
の整定時間と行過ぎ量との間に、互いに相反する
条件があることは周知のとおりであつて、このた
めに、殊に、機械の起動時を含めて、充分な張力
安定性を得ることは至難である。さらに、かかる
用途に用いることができるブレーキとして一般的
なパウダブレーキ・渦電流ブレーキ等は、いずれ
も、ビームＢの回転中にのみ制御トルクを発生す
るものであるから、機械停止中は、制御系は閉ル
ープを形成しておくことができず、したがつて、
機械を停止して再起動する都度、前記問題による
過大な張力変動が生じることは不可避であるとい
う欠点をも有するものであつた。

考案の目的 そこでこの考案の目的は、かかる従来技術の実
情に鑑み、ビームに制動トルクを加えるブレーキ
を開ループ制御するとともに、機械停止中もこの
制御系の動作を継続せしめる一方、この開ループ
制御系に対して張力の偏差信号に基づく補正制御
を加えることによつて、主たる制御ループが閉ル
ープ制御でないから、系の整定時間と行過ぎ量と
の間の相反する条件を満たす必要がほとんどない
上、機械を停止して再起動する際にも制御系に大
きな外乱を与えるおそれがなく、したがつて、機
械起動時を含めて、常に、必要充分なる張力精度
が維持できる、新規のビーム巻返し機の張力制御
装置を提供することにある。

考案の構成 かかる目的を達成するためのこの考案の構成
は、巻径算出器に糸シート速度信号とビーム回転
信号とを入力してビーム径信号を作り、張力算出
器にビーム制御トルク信号と前記ビーム径信号と
を入力して張力信号を作る一方、トルク算出器に
張力指令信号と前記ビーム径信号とを入力してト
ルク指令信号を作り、このトルク指令信号によつ
てブレーキの制動トルクを開ループ制御するとと
もに、前記張力信号と前記張力指令信号との偏差
信号に基づく補正制御を加えることによつて、ブ
レーキには、常に、前記トルク指令信号に基づく
操作信号を加えておくことができるから、機械の
停止・運転中を問わず、安定に制御系の動作を継
続することができるようにしたことをその要旨と
する。

実施例 以下、図面を以つて実施例を説明する。

ビーム巻返し機の張力制御装置は、巻径算出器
１１と、張力算出器１２と、トルク算出器１３と
を主要制御要素としてなる（第１図）。

第２図に示すように、糸シートＳは、フランジ
Ba，Ba付きのビームＢから巻きほどかれて、図
示しない駆動装置によつて駆動される織機ビーム
に巻きとられる。ビームＢは、ビームスタンド上
に横架されており、糸シートＳの引出しに伴なつ
て消極回転するが、この回転力は、その軸上に嵌
着したギア３１ａと、それに噛合するギア３１ｂ
とを介して、パウダブレーキ３２の内輪３２ａに
伝達されている。

パウダブレーキ３２は、前記内輪３２ａと、そ
の外周を覆う固定ケース３２ｂと、固定ケース３
２ｂに収納された励磁コイル３２ｃとを有し、励
磁コイル３２ｃに通電する励磁電流の大きさによ
つて、内蔵された磁性体粉末３２ｄの流動特性が
変化して、内輪３２ａと固定ケース３２ｂ間の伝
達トルクが変化するものである。したがつて、固
定ケース３２ｂを、トルク検出器３３を介して機
械フレームに固着すれば、ビームＢの回転に対し
て前記伝達トルクに相当する制動トルクを加える
ことができると同時に、その制動トルクの値をト
ルク検出器３３の出力として取り出すことができ
るものである。

一方、ギア３１ｂの歯面に対向して近接スイツ
チ３６が設けられていて、ビームＢの回転を検出
する。さらに、糸シートＳの下面に接して消極回
転するガイドロール３４を設け、その軸端の歯車
円板３４ａに対峙して近接スイツチ３５を設け、
糸シートＳの送出速度を検出している。

近接スイツチ３５，３６の出力は、それぞれ、
糸シート速度信号PS、ビーム回転信号PBとし
て、装置本体１０に含まれる巻径算出器１１に入
力されている（第１図）。巻径算出器１１の出力
であるビーム径信号Ｄは、張力算出器１２と、ト
ルク算出器１３とに分岐入力され、前者の出力で
ある張力信号Ｆは、加え合せ点１５の減算端子と
張力指示計１２ａとに、また、後者の出力である
トルク指令信号CRは、加え合せ点１７に、それ
ぞれ、入力されている。さらに、張力設定器１４
の出力たる張力指令信号F_sは、加え合せ点１５の
加算端子と、前記トルク算出器１３とに分岐入力
されており、加え合せ点１５の出力たる偏差信号
ΔFは、常閉リレー接点R_Sと制御増幅器１６とを
介して、加え合せ点１７に導かれている。ここ
で、常閉リレー接点R_sが開いているときは、制
御増幅器１６の出力は、ゼロレベルとなるものと
する。

加え合せ点１７の出力は、制御増幅器１８を介
して、パウダブレーキ３２に対する操作信号CT
として、その励磁コイル３２ｃに加えられてい
る。

トルク検出器３３の出力たる制動トルク信号
TGは、加え合せ点２０を通過して、ビーム制動
トルク信号Ｔとして、張力算出器１２に入力され
る一方、ビーム回転信号P_Bが、トルク補償回路
１９を介して、機械損信号M_Lとして、加え合せ
点２０に入力されている。

巻径算出器１１、張力算出器１２は、ともに、
除算器であつて、それぞれ、その入力信号に対し
て、Ｄ＝K1P_S／P_B（ただし、K1は定数）、Ｆ＝
Ｔ／Ｄの演算を行なう。また、いずれも、出力ホ
ールド用の積分器を内蔵していて、入力されてい
る常時リレー接点R_sが閉じているときは、リレ
ーR_sの動作直前の出力値を、そのまま、保持す
ることができる。ここで、リレーR_sは、図示し
ない機械制御回路からの信号に応動するリレーで
あつて、機械停止中に作動し、機械運転中に復帰
するものとする。

また、トルク算出器１３は、乗算器であつて、
その入力信号に対して、C_R＝K2F_sＤ（ただし、
K2は定数）の演算を行なう。

トルク補償回路１９は、周波数−電圧変換器１
９ａと函数発生器１９ｂとの継続回路からなり
（第３図）、後者の特性は、その入力たるビーム回
転数信号P_Cに対して、たとえば M_L＝ｃ＋PCⁿ としてあつて、ビーム回転数信号P_Cはビーム回
転信号P_Bのパルスレースに比例するものである
から、最終的に、機械損信号M_Lは、ビーム回転
信号P_Bの函数となつている。ただし、ｃ，ｎは
定数である。

かかる構成の張力制御装置の動作は、次のとお
りである。

機械運転中は、ビームＢから糸シートＳが引き
出されるので、ビームＢ、および、ガイドロール
３４が回転して、近接スイツチ３５，３６から
は、それぞれ、糸シート速度信号P_S、ビーム回転
信号P_Bが得られる。よつて、巻径算出器１１の
出力であるビーム径信号Ｄは、現時点の、ビーム
Ｂ上の糸シート層の巻径を表わし、これと、張力
設定器１４からの張力指令信号F_sとを入力された
トルク算出器１３の出力であるトルク指令信号
C_Rは、現時点のビームＢの巻径において、張力
指令信号F_sで与えられる張力を糸シートＳに加え
るために、ビームＢに加えるべき制御トルクの値
を表わすことになる。パウダブレーキ３２は、こ
れに見合つた励磁電流を、制御増幅器１８を介し
て、操作信号C_Tとして、通電されている。すな
わち、パウダブレーキ３２は、現時点のビームＢ
の巻径を勘案した上、張力設定器１４で設定さ
れ、張力指令信号F_sで表わされる張力設定値を、
糸シートＳ上に実現するべく、開ループ制御され
ている。

一方、トルク検出器３３からは、ビームＢに実
際に加えられている制動トルクの大きさが、制動
トルク信号Ｔ１として出力され、これが機械損信
号M_Lによつて補正され、ビーム制動トルク信号
Ｔとして張力算出器１２にフイードバツクされて
いるから、張力算出器１２の出力である張力信号
Ｆは、現在糸シートＳに加えられている実際張力
を示している。ただし、トルク補償回路１９から
出力される機械損信号M_Lは、ビームＢの回転摩
擦損、ビームＢとそれに付属するフランジBa，
Baやギア３１ａ，３１ｂ等の回転による風損等
の諸損失をトルクに換算したもので、前記の如
く、ビーム回転信号P_Bを周波数−電圧変換器１
９ａによつてアナログ変換して得たビーム回転数
信号P_Cの函数として、あらかじめ実験式によつ
て定めてあるものである。

さらに、糸シートＳの実際張力を示す張力信号
Ｆと、張力設定器１４の設定値を示す張力指令信
号F_sとの差が、張力の偏差信号ΔFとして、加え
合せ点１５によつて作られており、機械運転中
は、制御増幅器１６の入力側の常閉リレー接点
R_sが閉じているので、この偏差信号ΔFは、前記
のブレーキ３２に対する開ループ制御系に対する
補正制御を行なつて、糸シートＳの張力を制御精
度内に維持している。一方、張力指示計１２ａ
は、機械運転中の糸シートＳの実際張力を指示し
ている。

機械の運転を停止して、糸シートＳの引出しを
停止すると、ビームＢ、ガイドロール３４の回転
が停止するので、糸シート速度信号P_s、ビーム回
転信号P_Bは、消失する。一方、リレーR_sが作動
して、各リレー接点R_Sが動作するので、制御増
幅器１６の入力が開放されて、その出力はゼロレ
ベルを保ち、前記張力の偏差信号ΔFによる補正
制御が停止されるとともに、巻径算出器１１と張
力算出器１２との各出力は、リレーR_sの動作直
前の値をホールドする。したがつて、張力指示計
１２ａは、機械の停止直前の、糸シートＳに加え
られていた実際張力の値を、引き続き、表示し続
けるとともに、トルク算出器１３は、巻径算出器
１１によつてホールドされたビーム径信号Ｄと、
張力設定器１４からの張力指令信号F_sとを引き続
き入力されて、ブレーキ３２に対して、所定の操
作信号C_Tを送り続けるから、開ループ制御系は、
そのまま、その動作を継続していることになる。

いま、機械停止中に、何らかの理由で、張力設
定器１４の設定値を変更したときは、ブレーキ３
２に対する開ループ制御系が動作を続行している
ので、操作信号C_Tも、これに呼応して変わるが、
ビームＢが回転していないから、糸シートＳの張
力には何らの影響もない。このとき、張力指示計
１２ａが機械停止直前の糸シートＳの実際張力を
表示し続けているので、容易に張力設定器１４の
再設定を行なうことができる。

機械の停止中に、張力設定器１４を何ら設定変
更しないときは勿論、上記のように設定変更した
ときでも、機械を再起動したときは、ブレーキ３
２には、機械停止中から継続して、張力設定器１
４の設定値に呼応した操作信号C_Tが通電されて
いるので、すみやかに設定張力が得られる。

一方、制御増幅器１６の出力は、機械停止中は
ゼロレベルを保ち、機械の再起動とともに偏差信
号ΔFを増幅出力するが、上記のように、再起動
とともにすみやかに設定張力が得られるので、偏
差信号ΔFは、再起動直後の微少時間に、極く小
さな値が出力されるに過ぎない。したがつて、系
に与える外乱としては微々たるものである。さら
に、この再起動時の瞬時的な偏差信号ΔFの出力
による系の外乱を防ぐために、リレーR_sの復帰
動作を、機械の再起動の後、ブレーキ３２の出力
トルクが一定するまでの微少時間、たとえば、タ
イマによつて遅らせることにより、より安定した
再起動を行なうことができる。

このように、機械が停止中から再起動されて、
リレーR_sが復帰しても、それによつて、ブレー
キ３２に与えられる操作信号C_Tは格別変動する
ことがなく、したがつて、系は、ほとんど、外乱
を受けるおそれがない。

以上の説明において、偏差信号ΔFを制御増幅
器１６で増幅出力して得られる偏差出力は、機械
の運転時にのみ、補正信号として加えるとした
が、偏差出力に上下限の制限値を持たせて、停止
中の操作信号C_Tが極端に偏移しないように、補
正量に制限を加えるならば、この補正は、必ずし
も運転時のみだけでなく、停止時にも連続的に加
え得る。また、制御増幅器１６の入力側の常閉リ
レー接点R_Sを省略するとともに、制御増幅器１
６のゲインを、機械停止中はゼロとし、機械運転
中は所定値になるように切り換えることもできる
し、前記上下限制限値を、機械の運転・停止によ
つて、選択して設定するようにすることもでき
る。

さらに、トルク補償回路１９中の函数発生器１
９ｂの特性として、前記以外の、たとえば M_L＝ｃ＋a1PC＋a2PC²＋… （ただし、ｃ，a1，a2…は定数）を使用する
こともでき、また、定数ｃをビーム径信号Ｄの函
数として、ｃ＝ｆ（Ｄ）とすることもできるもの
とする。

また、パウダブレーキ３２は、渦電流ブレーキ
を含む他の形式のブレーキであつてもよいことは
勿論である。

ビームＢが、複数本並設されていて、その各々
からの糸シートＳが、１本の織機ビームに集めて
巻き取られるときは、第１図の制御系を、各ビー
ムＢに対して、それぞれ、形成するとともに、張
力設定器１４のみを１個とし、各制御本体１０，
１０…に、張力指令信号F_Sを分配接続すれば足
る。

考案の効果 以上説明したようにこの考案によれば、巻径算
出器と、張力算出器と、トルク算出器とを設け、
巻径算出器の出力たるビーム径信号と張力設定器
の出力たる張力指令信号とから算出されるトルク
指令信号を以つて、ビームに制動トルクを与える
ブレーキを開ループ制御するとともに、張力算出
器によつて算出される張力信号と、前記張力指令
信号とによつて作られる張力の偏差信号を以つ
て、前記開ループ制御系に補正制御を加えるよう
にすることによつて、前記開ループ制御系は、機
械の運転・停止の状態に拘らず、その動作を継続
続行することができるので、機械を停止して再起
動する際にも、制御系に大きな外乱を与えるおそ
れがなく、したがつて、機械起動を含めて、常
に、充分なる精度を以つて張力制御を遂行するこ
とができるという優れた効果がある。

加えて、主たる制御ループが閉ループ制御系で
ないから、系の整定時間と行過ぎ量との間の相反
する条件の中から最良点を見出すという手順をと
る必要がなく、したがつて、容易に所要精度を実
現することができるという実用上の効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は実施例を示し、第１図は
全体ブロツク系統図、第２図は制御対象の模式説
明図、第３図は第１図の要部詳細図である。第４
図は従来例を示す第１図相当図である。 Ｂ…ビーム、Ｓ…糸シート、P_S…糸シート速度
信号、P_B…ビーム回転信号、Ｄ…ビーム径信号、
Ｔ…ビーム制動トルク信号、M_L…機械損信号、
Ｆ…張力信号、F_s…張力指令信号、ΔF…偏差信
号、C_R…トルク指令信号、C_T…操作信号、１１
…巻径算出器、１２…張力算出器、１３…トルク
算出器、１４…張力設定器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ビームに加えるブレーキの制御トルクを制御
   して、前記ビームから引き出される糸シートの
   張力を制御するビーム巻返し機の張力制御装置
   において、糸シート速度信号とビーム回転信号
   とを入力してビーム径信号を出力する巻径算出
   器と、ビーム制御トルク信号と前記ビーム径信
   号とを入力して前記糸シートの張力信号を出力
   する張力算出器と、張力設定器から与えられる
   張力指令信号と前記ビーム径信号とを入力して
   トルク指令信号を出力するトルク算出器とを備
   え、前記トルク指令信号に対して、前記張力信
   号と前記張力指令信号との偏差信号に基づく補
   正を加えて、前記ブレーキに対する操作信号と
   することを特徴とするビーム巻返し機の張力制
   御装置。 ２ 前記巻径算出器と張力算出器とは、機械停止
   中における出力ホールド機能を有することを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   ビート巻返し機の張力制御装置。 ３ 前記ビーム制御トルク信号は、前記糸シート
   速度信号の函数である機械損信号による補正が
   なされていることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項または第２項記載のビーム巻返
   し機の張力制御装置。