JPH05195344A - 管替装置におけるドッフィングバーの昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高価なロータリエンコーダを必要とせず、ド
ッフィングバーの位置を高精度で算出でき、制御系の信
号処理に要する負荷を小さくする。 【構成】 ドッフィングバーを昇降変位させるパンタグ
ラフ機構の作動が、モータＭにより正逆回転駆動される
ねじ軸２３を介して駆動されるロッド１２により行われ
る。ロッド１２の位置を検出する検出手段としてのロー
タリエンコーダ３３と、ねじ軸２３の回転量に対応して
パルス信号を出力する出力手段としてのロータリエンコ
ーダ３４とが設けられている。ＣＰＵ３６はロータリエ
ンコーダ３３からの出力信号とロータリエンコーダ３４
からの出力信号に基づいてドッフィングバーの位置を決
定する。制御装置３５はＣＰＵ３６の演算結果及び設定
プログラムに基づいてモータＭに駆動、停止信号を発す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリング精紡機、リング撚
糸機等の紡機に装備される管替装置におけるドッフィン
グバーの昇降装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、紡績工場における自動化が進み、
リング精紡機、リング撚糸機等の紡機においては満管に
ともなう玉揚げ及び新たな空ボビンをスピンドルに挿入
する管替作業が管替装置により自動的に行われるように
なっている。管替装置として各紡機機台毎に装備された
全錘一斉式の管替装置がある。全錘一斉式の管替装置と
しては紡機機台のスピンドル列の下方にスピンドルピッ
チと同一ピッチでペッグが突設されたコンベヤ装置を設
けるとともに、コンベヤ装置とスピンドル列との間にス
ピンドルピッチと同一ピッチで中間ペッグが突設された
受台を設け、スピンドルピッチと同一ピッチで配置され
たボビン把持装置を備えたドッフィングバーをパンタグ
ラフ機構によりスピンドル列とコンベヤ装置との間で昇
降変位させるとともに、パンタグラフ機構全体を紡機機
台に接近する位置と離間する位置とに回動可能に構成し
た装置が開示されている（例えば、特公昭４８−３０９
７０号公報、実開昭４８−５５１１５号公報）。パンタ
グラフ機構の作動は機台長手方向に沿って延設されたロ
ッドの往復動により行われ、ロッドの駆動手段としてシ
リンダあるいはモータにより正逆回転駆動されるねじ軸
が使用されている。

【０００３】管替作業時、ドッフィングバーはコンベヤ
装置上の空ボビンを把持する位置、受台上の中間ペッグ
に空ボビンを挿入する位置、スピンドル上の満ボビンを
把持する位置、スピンドルからの満ボビンの抜き上げ完
了後の待機位置等で停止する必要があり、前記ロッドの
駆動手段はドッフィングバーが前記各位置に到達した時
点で駆動を停止する必要がある。従来、ドッフィングバ
ーを各所定位置で停止させる手段として、パンタグラフ
機構に連結され機台長手方向に沿って延びる駆動ロッド
にドッグを固定するとともに、駆動ロッドに沿って多数
のリミットスイッチを機台フレームの所定位置に取付
け、各リミットスイッチからの信号に基づいてロッドの
駆動手段を制御する方法が実施されている。又、管替作
業時、パンタグラフ機構全体を紡機機台に接近する位置
と離間する位置とに移動配置させる必要があり、その作
動時期もドッフィングバーの位置に基づいて設定される
ため、機台フレームにはそのためのリミットスイッチを
設ける必要もある。

【０００４】ドッフィングバーが高い位置にある場合は
駆動ロッドの移動に伴うドッフィングバーの高さの変化
量が小さく、ドッフィングバーが低い位置にある場合は
駆動ロッドの移動に伴うドッフィングバーの高さの変化
量が大きい。従って、駆動ロッドが一定の移動速度で作
動されても、ドッフィングバーの上下方向への移動速度
は一定とはならず、最上昇位置付近での移動速度に比較
して最下降位置付近での移動速度が大きくなる。そのた
め、ドッフィングバーの停止位置によりその慣性力が異
なり、リミットスイッチの取付け作業には前記慣性力を
考慮して位置決めを行う必要があり、熟練を要するとい
う問題がある。又、前記従来方法ではドッフィングバー
の位置を検出するため、多数のリミットスイッチを機台
フレームの所定位置に精度良く取付けなければならない
という問題もある。

【０００５】前記問題点を解決する装置としてモータに
より正逆回転駆動されるねじ軸の回転量を検出するロー
タリエンコーダを設け、その出力信号に基づいてドッフ
ィングバーの位置を演算するようにしたものを本願出願
人は先に提案している（特開平２−２８９１３０号公
報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平２−２８９
１３０号公報に開示された装置では１個のロータリエン
コーダによりねじ軸の回転量を検出し、その値からドッ
フィングバーの位置を算出している。従って、ドッフィ
ングバーの位置を精度良く算出するためには分解能の高
いロータリエンコーダが必要となる。ドッフィングバー
の位置決め精度は全ての位置について高精度を必要とす
るのではなく、ボビン把持位置、ボビン解放位置等精度
を必要とするものと、変速開始位置等それほど精度を必
要としないものとに分けられる。ところが、ねじ軸は１
回転以上回転するため、前記従来装置では多回転にわた
って絶対的位置を表示できる出力手段を必要とし、しか
も高精度の位置決めを可能とするため分解能の高いもの
が必要となって高価となる。又、分解能の高いロータリ
エンコーダからの出力信号に基づいて常にドッフィング
バーの位置を演算するため、制御系に入力される情報量
が多くなり、制御系の信号処理に要する負荷が大きくな
る。

【０００７】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は高価な多回転型の絶対位置検出
用のロータリエンコーダを必要とせず、ドッフィングバ
ーの位置を高精度で算出することができしかも、制御系
に対して信号処理に要する負荷を大きく掛けることがな
い管替装置におけるドッフィングバーの昇降装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め本発明では、ボビン把持装置を備えたドッフィングバ
ーをスピンドル列とスピンドル列の下方に配置された移
送装置との間で昇降変位させるパンタグラフ機構の作動
を、モータにより正逆回転駆動されるねじ軸を介して駆
動されるロッドにより行う管替装置において、前記ロッ
ドがそのストロークのどの位置にあるかを検出する検出
手段と、前記ねじ軸の回転量に対応した信号を発生する
出力手段と、前記検出手段からの出力信号と前記回転量
に対応した出力手段からの出力信号とに基づいてドッフ
ィングバーの位置を決定する演算手段と、前記演算手段
の演算結果及び設定プログラムに基づいて前記モータの
駆動制御を行う制御装置とを設けた。

【０００９】

【作用】ボビン把持装置を備えたドッフィングバーをス
ピンドル列とスピンドル列の下方に配置された移送装置
との間で昇降変位させるパンタグラフ機構を作動するロ
ッドの駆動が、モータにより正逆回転駆動されるねじ軸
を介して行われる。ロッドの移動量はねじ軸の回転量に
比例する。検出手段からの信号によりドッフィングバー
の位置を演算する際のロッドの基準位置が定められ、そ
の基準位置と出力手段からの出力信号とに基づいてドッ
フィングバーの位置が演算手段により決定される。そし
て、前記演算結果及び設定プログラムに基づいて制御装
置から駆動信号が出力され、前記モータが駆動制御され
てドッフィングバーが昇降される。

【００１０】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明を具体化した第１実施例を図
１〜図３に従って説明する。図２に示すように精紡機機
台１のスピンドルレール２上には多数のスピンドル３が
一定ピッチで配設され、スピンドルレール２の下方には
ペッグトレイ４を利用してボビンの移送を行う公知（例
えば、特開昭６３−１４５４３８号公報）のボビン移送
装置５が配設されている。スピンドルレール２の前側に
は支持バー６がスピンドルレール２に沿って延設され、
支持バー６の上面にはスピンドルピッチと同ピッチで中
間ペッグ７が突設されている。又、精紡機機台１には公
知の構成の全錘一斉式の管替装置８が装備されている。

【００１１】ボビン把持装置９（図３に図示）を備えた
ドッフィングバー１０はいわゆるパンタグラフ機構１１
により昇降動されるとともに、パンタグラフ機構１１を
作動するロッド１２を中心にパンタグラフ機構１１全体
が回動可能に構成されている。パンタグラフ機構１１を
構成するリンク１３，１４のうち、一方のリンク１３は
一端がドッフィングバー１０に連結されるとともに、他
端がロッド１２に対して一体移動可能に固定された移動
ブラケット１５に連結されている。他方のリンク１４は
リンク１３の１／２の長さを有し、その一端がリンク１
３の中央にピン連結されるとともに他端が支持ブラケッ
ト１６にピン連結されている。支持ブラケット１６は固
定ブラケット１７により位置規制され、かつロッド１２
の摺動を許容する状態に配設されている。

【００１２】図３に示すように支持ブラケット１６は、
パンタグラフ機構１１全体を精紡機機台１に接近する位
置と離間する位置とに移動させる移動機構の駆動装置と
してのシリンダ１８のピストンロッド１８ａにピン連結
されている。そして、シリンダ１８の作動により支持ブ
ラケット１６がロッド１２を中心に回動され、パンタグ
ラフ機構１１全体が支持ブラケット１６とともにロッド
１２を中心に回動されるようになっている。又、ロッド
１２は精紡機機台１の一端に配設されたパワーシリンダ
１９の作動により往復動されるようになっている。

【００１３】図１に示すようにパワーシリンダ１９は左
右両側に対称に配設され、基板２０に固着された支持筒
２１に対して移動筒２２がその長手方向に沿って摺動可
能に支承され、移動筒２２内にはボールねじ機構を構成
するねじ軸２３が挿通されている。ねじ軸２３は支持筒
２１の基端に設けられたベアリング２４によりその基端
側において支持されるとともに、先端に設けられたベア
リング２５を介して移動筒２２に対して回転可能かつ摺
動可能に支承されている。移動筒２２にはその先端に前
記ロッド１２の基端が固着され、基端内側にボールねじ
機構を構成するボールナット２６が嵌着固定され、ねじ
軸２３の正逆回転によりロッド１２とともに移動筒２２
が往復動されるようになっている。

【００１４】両ねじ軸２３の基端には歯付きプーリ２７
が嵌着固定されるとともに、モータＭによる回転がベル
ト伝動機構２８及び歯車伝動機構２９を介して伝達され
る回転軸３０に嵌着固定された歯付きプーリ３１と、前
記各歯付きプーリ２７との間に歯付きベルト３２が巻き
掛けられて両ねじ軸２３が同方向に回転されるようにな
っている。一方の回転軸３０の端部には、ロッド１２が
そのストロークのどの位置にあるかを検出する検出手段
としてのロータリエンコーダ３３が配設されている。
又、一方のねじ軸２３の端部には、ねじ軸２３の回転量
に対応してパルス信号を出力する出力手段としてのロー
タリエンコーダ３４が配設されている。ロータリエンコ
ーダ３３はドッフィングバー１０の各位置を直接正確に
検出するためのものではなく、ロータリエンコーダ３４
からの出力信号を基にドッフィングバー１０の位置を正
確に演算するための基準位置を定める役割を果たすもの
であり、分解能の低いものが使用されている。一方、ロ
ータリエンコーダ３４は分解能の高いものが使用されて
いる。

【００１５】管替装置８の制御装置３５は演算手段とし
ての中央処理装置（以下ＣＰＵという）３６と、制御プ
ログラムを記憶した読出し専用メモリ（ＲＯＭ）よりな
るプログラムメモリ３７と、ＣＰＵ３６における演算結
果等を一時記憶する読出し及び書き替え可能なメモリ
（ＲＡＭ）よりなる作業用メモリ３８とからなり、ＣＰ
Ｕ３６はプログラムメモリ３７に記憶されたプログラム
データに基づいて動作する。制御装置３５には位置によ
るドッフィングバー１０の慣性特性の補正値を前記作業
用メモリ３８に入力するための入力装置３９が一体に組
込まれている。制御装置３５には前記両ロータリエンコ
ーダ３３，３４からの出力信号及びシリンダ１８の出没
完了信号が入力され、ＣＰＵ３６は入力装置３９により
入力された補正値、前記両ロータリエンコーダ３３，３
４からの出力信号、シリンダ１８の出没完了信号及びプ
ログラムデータに基づいてモータＭ及びシリンダ１８の
制御信号を出力する。その信号に基づいてモータＭ及び
シリンダ１８が駆動回路（図示せず）を介して駆動制御
されるようになっている。

【００１６】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。精紡機機台１の運転中に空ボビンＥが挿入さ
れたペッグトレイ４がボビン移送装置５上のスピンドル
３と対応する位置に搬入される。そして、満管に伴い精
紡機機台１が停止した後、管替装置８が作動される。

【００１７】モータＭの正逆回転駆動によりベルト伝動
機構２８、歯車伝動機構２９、回転軸３０、歯付きプー
リ２７，３１及び歯付きベルト３２を介してねじ軸２３
が正逆回転され、ねじ軸２３の回転量に対応した距離
分、移動筒２２がロッド１２とともに直線移動される。
ねじ軸２３の正転時にはロッド１２が往動（図１及び図
２の左側への移動）されてドッフィングバー１０が上昇
移動され、ねじ軸２３の逆転時にはロッド１２が復動さ
れてドッフィングバー１０が下降移動される。

【００１８】ロータリエンコーダ３３は分解能が低いた
め、当該ロータリエンコーダ３３からの出力信号だけで
はドッフィングバー１０の位置を正確に算出することは
できない。そこで、実際の管替作業を行う前にまず管替
装置８を試験的に作動させ、ドッフィングバー１０がボ
ビン移送装置５上の空ボビンを把持する位置、中間ペッ
グ７に空ボビンを挿入する位置、スピンドル３上の満ボ
ビンを把持する位置、スピンドル３からの満ボビンの抜
き上げ完了後の待機位置等の所定停止位置の近くの基準
位置にそれぞれ配置されたときに対応するロータリエン
コーダ３３の出力信号の値が、予め作業用メモリ３８に
記憶される。この基準位置はロータリエンコーダ３３の
出力信号の値から正確に求めることができる。又、パン
タグラフ機構１１全体を精紡機機台１に接近する位置あ
るいは離間する位置に移動配置させる位置あるいはその
近傍位置にドッフィングバー１０が到達したときのロー
タリエンコーダ３３の出力信号の値も予め作業用メモリ
３８に記憶される。

【００１９】実際の管替作業時にはＣＰＵ３６はロータ
リエンコーダ３３からの出力信号を入力し、ロッド１２
がそのストロークのどの位置にあるかを常に確認する。
そして、ロータリエンコーダ３３からの出力信号と、作
業用メモリ３８に記憶された各基準位置に対応する値と
を比較し、ロッド１２がドッフィングバー１０の正確な
位置決めを必要とするボビン把持位置あるいはボビン解
放位置に近い基準位置に到達したことを確認すると、Ｃ
ＰＵ３６はその時点からロータリエンコーダ３４の出力
信号のカウントを開始する。そして、ＣＰＵ３６はロー
タリエンコーダ３４の出力信号に基づいてねじ軸２３の
回転量を演算するとともに、前記基準位置を基にしてド
ッフィングバー１０の位置を算出する。ＣＰＵ３６はそ
の演算結果及び設定プログラムに基づいて前記モータＭ
及びシリンダ１８の駆動、停止信号を出力する。そし
て、その信号に基づいてモータＭが駆動制御され、ドッ
フィングバー１０が設定条件通りに昇降動されるととも
に、パンタグラフ機構１１全体が支持ブラケット１６と
ともにロッド１２を中心に回動され、ドッフィングバー
１０が精紡機機台１に接近する位置と離間する位置とに
移動配置される。又、ボビン把持装置９が所定のタイミ
ングで開閉作動されてボビンの把持、解放が行われ、ペ
ッグトレイ４及びスピンドル３からのボビンの抜き取り
あるいは挿入が行われる。

【００２０】なお、モータＭはドッフィングバー１０の
昇降距離が大きな時には高速で、昇降距離が小さなと
き、大きな力が必要なとき及びボビン把持、解放位置に
近づいたときには低速で駆動される。変速開始時期はロ
ータリエンコーダ３３からの出力信号に基づいて決定さ
れる。

【００２１】前記のようにドッフィングバー１０の位置
は精度を必要とされる箇所においてのみ分解能の高いロ
ータリエンコーダ３４の出力信号に基づいて演算され、
その他の箇所では分解能の低いロータリエンコーダ３３
の出力信号により決定されるため、制御系であるＣＰＵ
３６に掛かる信号処理のための負荷が軽減される。

【００２２】又、この実施例の装置ではロータリエンコ
ーダ３４の出力信号による演算の基準位置を、分解能の
低いロータリエンコーダ３３の出力信号に基づいて求め
るため、ドッフィングバー１０の各停止位置に対応して
多数のリミットスイッチを取付ける必要がない。又、ロ
ッド１２のオーバーランによるトラブルを防止するた
め、一般にリミットスイッチ（図示せず）を設けて異常
を検知する構成を採用しているが、ロータリエンコーダ
３３によりロッド１２の絶対位置を検出しているため、
異常検知用のリミットスイッチが故障してもロータリエ
ンコーダ３３からの出力信号により異常を検出でき、ロ
ッド１２のオーバーランによるトラブルの発生を確実に
防止できる。

【００２３】（実施例２）次に第２実施例を図４に従っ
て説明する。この実施例ではロッド１２がそのストロー
クのどの位置にあるかを検出する検出手段としてロータ
リエンコーダ３３に代えて、ドッグ及び複数のリミット
スイッチを使用している点が前記実施例と異なってい
る。すなわち、ロッド１２にドッグ４０が固定されると
ともに、機台フレーム（図示せず）にはロッド１２に沿
った所定位置に複数のリミットスイッチＬＳが取付けら
れている。

【００２４】各リミットスイッチＬＳは、ドッフィング
バー１０がボビン移送装置５上の空ボビンＥを把持する
位置、中間ペッグ７に空ボビンＥを挿入する位置、スピ
ンドル３上の満ボビンＦを把持する位置等の所定停止位
置の近くにそれぞれ配置されたときにドッグ４０と係合
してオン状態となる位置にそれぞれ固定されている。リ
ミットスイッチＬＳの固定位置は特に正確に位置決めさ
れる必要はない。そして、実際の管替作業を行う前にま
ず管替装置８を作動させ、各リミットスイッチＬＳから
オン信号が出力される基準位置にロッド１２が移動した
時点からドッフィングバー１０が所定位置まで移動され
る間にロータリエンコーダ３４から出力されるパルス数
が作業用メモリ３８に記憶される。

【００２５】実際の管替作業時にはＣＰＵ３６は各リミ
ットスイッチＬＳからのオン信号を入力すると、その時
点からロータリエンコーダ３４からの出力信号のパルス
数をカウントし、その値が作業用メモリ３８に記憶され
た所定値に達するとドッフィングバー１０が所定位置に
達したと判断する。

【００２６】リミットスイッチＬＳの取付け位置は特に
精度を要求されないため、取付けにさほど手間が掛から
ない。又、リミットスイッチＬＳはロータリエンコーダ
３４からの出力信号のカウントを開始する基準位置を定
めるためのものであり、従来装置と異なりドッフィング
バー１０の各所定停止位置等を直接検知するためのもの
ではないため、基準位置から各所定停止位置まで同じリ
ミットスイッチＬＳを異なる所定停止位置の基準位置と
することができ、リミットスイッチＬＳの数を少なくす
ることができる。

【００２７】なお、本発明は前記両実施例に限定される
ものではなく、ロータリエンコーダ３４の他に回転量を
検出する手段として可変式電気抵抗器や時計仕掛けのカ
ウンター（機械式），ギヤの歯を近接スイッチ等で回転
量を検出する手段でもよい。又、絶対位置検出用のロー
タリエンコーダ３３をモータＭの駆動軸に取付けたり、
図５に示すようにパンタグラフ機構１１の他方のリンク
１４と一体に回動する回動軸１４ａを長くして、その先
端に取付けてもよい。又、第１実施例においてもドッフ
ィングバー１０が各基準位置から各所定停止位置まで移
動される間にロータリエンコーダ３４から出力されるパ
ルス数をそれぞれ設定パルス数として予め作業用メモリ
３８に記憶させ、実際の管替作業時に各基準位置にドッ
フィングバー１０が達した時点を基準として、ロータリ
エンコーダ３４からの出力パルス数が前記各設定パルス
数と一致した時にドッフィングバー１０が所定位置に達
したと判断する構成としてもよい。さらには、パンタグ
ラフ機構１１全体を回動させて紡機機台と接近する位置
と離間する位置とに移動配置させる構成に代えて、パン
タグラフ機構１１全体を機台長手方向と直交する方向に
平行移動することにより紡機機台と接近する位置と離間
する位置とに移動配置させる構成を採用してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、高
価なロータリエンコーダを必要とせず、ドッフィングバ
ーの位置を高精度で決定することができ、管替装置が円
滑に作動され、しかも、制御系の信号処理に要する負荷
を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１実施例の一部破断要部
概略平面図である。

【図２】精紡機機台及び管替装置を示す正面図である。

【図３】管替装置の側面図である。

【図４】第２実施例の一部破断部分概略平面図である。

【図５】（ａ）は変更例の部分正面図であり、（ｂ）は
部分側面図である。

【符号の説明】

１…精紡機機台、３…スピンドル、５…ボビン移送装
置、８…管替装置、９…ボビン把持装置、１０…ドッフ
ィングバー、１１…パンタグラフ機構、１２…ロッド、
２３…ねじ軸、３３…検出手段としてのロータリエンコ
ーダ、３４…出力手段としてのロータリエンコーダ、３
５…制御装置、３６…演算手段としてのＣＰＵ、４０…
ドッグ、ＬＳ…検出手段としてのリミットスイッチ、Ｍ
…モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボビン把持装置を備えたドッフィングバ
   ーをスピンドル列とスピンドル列の下方に配置された移
   送装置との間で昇降変位させるパンタグラフ機構の作動
   を、モータにより正逆回転駆動されるねじ軸を介して駆
   動されるロッドにより行う管替装置において、 前記ロッドがそのストロークのどの位置にあるかを検出
   する検出手段と、 前記ねじ軸の回転量に対応した信号を発生する出力手段
   と、 前記検出手段からの出力信号と前記回転量に対応した出
   力手段からの出力信号とに基づいてドッフィングバーの
   位置を決定する演算手段と、 前記演算手段の演算結果及び設定プログラムに基づいて
   前記モータの駆動制御を行う制御装置とを設けた管替装
   置におけるドッフィングバーの昇降装置。