JPH0635302B2

JPH0635302B2 - ガラス繊維巻取機の巻取軸回転およびトラバース部駆動速度制御装置

Info

Publication number: JPH0635302B2
Application number: JP12671988A
Authority: JP
Inventors: 宏渡辺; 栄三出野
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-05-23
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH01294171A

Description

【発明の詳細な説明】Ａ．産業上の利用分野本発明はガラス繊維巻取機の巻取軸回転およびトラバー
ス部駆動速度制御装置に関する。

Ｂ．従来技術従来のガラス繊維巻取機において、巻取ドラムに一定速
度で糸条を巻取るように制御する場合（主にスクエアエ
ンドチーズに一定速度で糸条を巻取る場合）、回転する
板カムの回転中心から回転半径方向外周面までの距離を
回転角度に応じて直線的に変化させてカムリフトを形成
し、このカムリフト面に接触回転するカムローラのカム
半径方向への変位より電気信号を発生させ、これによつ
て、時間に対する巻取ドラム回転速度の関係を表わす信
号を得ていた。

また、巻取直径の増大に対応してトラバース部をボビン
から離行させるため、本出願人が開発したものは次のよ
うなものであつた（特公昭５３−１８５４号公報）。即
ち、スピンドルの回転駆動を行う可変速度モータの速度
制御を行うシンクロに於ける電圧変位を、同軸上のシン
クロホイル、キヤリア、同軸上の小歯車、ラツク軸等か
ら成る伝動機構を介し回転カムに連繋すると共に、スピ
ンドルと平行して往復運動する糸導糸を備えたトラバー
ス装置を、軸受にて回動する如く支持されたアームと円
弧状歯車、ラツク軸を介し回転カムに連繋し、且つ上記
２つの回転カムを原動軸に連繋するカム軸に固着し、ト
ラバース装置の離隔動作と角変位としてシンクロに伝え
電気的信号に変換して行う速度制御動作とを相関連して
行うものである。

Ｃ．発明が解決しようとする課題しかしながら、前者の手段では、機械的変位を電気信号
に変換することによる損失が大きい。しかも直接対時間
的に電気信号を発生した際において、一定速度で巻取る
際の直径に対する回転速度変位は双曲線変位となり、こ
の入力設定に通常少なくとも３入力、即ち初速設定、
双曲線の勾配設定、目的巻直径までの時間設定を必
要としていた。また、後者の手段では、機構が複雑とな
り、制御精度も悪かった。

本発明は上記問題点を解決し、糸条の一定速度で巻取る
場合において、時間に対する設定回転数の信号を２つの
入力によつて決定できるような電気的制御装置と、これ
と連動するトラバースの電気的制御装置を提供すること
を目的とする。

Ｄ．課題を解決するための手段この目的を達成するため本発明の構成は次のごとくとす
る。即ち、巻取軸回転速度設定器には、糸条の巻取速度
を一定にするための巻取軸の回転速度Ｎと巻取時間Ｔと
の関係がで表される関数が記憶され、そこで演算されるようにな
っている巻取軸回転速度設定器と、該設定器への巻始め
回転速度と巻取最大径に近い想定径になるまでの経過時
間の２つの入力を設定する手段と、前記巻取軸回転速度設定器からの信号を受けて、Ｎｔ＝ｅＮ（ｅは定数）の式に従って、トラバースカム回転速度Ｎｔを演算出力
するワインド比演算器と、前記設定器からのＮの信号を受けて、（ｈ,ｈ′,ｈ″,ｈは定数）の式でパルスモータへのパルス数Ｐを演算出力するよう
にしたトラバース離行速度演算器とを含むことである。

Ｅ．作用巻取軸の回転速度検出器よりの信号と巻取軸回転速度設
定器からの信号をうけた比較増幅器は両信号の差が零と
なるよう操作信号を出力する。この信号は巻取軸駆動モ
ータに出力され、該モータの回転速度はフイードバツク
制御される。ここで、前記設定器に対し、巻始め回転速
度と最大巻取想定径までの経過時間の２つの入力を設定
入力する。これによって、巻取速度を一定とする制御出
力が演算出力される。

Ｆ．実施例以下、本発明の一実施例を図面にもとづき説明する。第
１図において、巻取軸回転速度設定器１と、巻取軸の回
転速度検出器たるパルス発信器２と、該検出器２よりの
信号と前記設定器１からの信号とを受けて両信号の差が
零となるような操作信号を出力するＰＩＤ制御器３と、
該制御器３からの操作信号をうけて電圧の変化を周波数
の変化に変換して前記巻取軸駆動モータ５に出力するイ
ンバータ４とを有するフイードバツク制御回路が示され
ている。

さてここで、前記設定器１には、糸条の巻取速度を一定
にするための巻取軸の回転速度Ｎと巻取時間Ｔとの関係
がで表わされる関数が記憶され、そこで演算されるように
なっている。

即ち、第２図のごとくスクエアエンドパツケージの巻取
りに際しては、巻糸速度を一定とするため理論上第３図
のように、巻径に対し巻取ドラムの回転速度Ｎ（単位時
間当りの回転数）はとなり巻径Ｄに反比例する。

また巻糸の時間と巻径の関係は、巻径変化をｄ→Ｄとし
た時の増加体積より求めると、ここで、Ｖ:時間Ｔにおける増加体積Ｌ:トラバース幅Ｒ:みかけ紡糸容量Ｔ:ｄ→Ｄ変化時間 (１),(２)両式よりここでｄ＝０とおくと、Ｔ＝ＡＤ^２ ……（５）通常巻取機においては巻始め径Ｄｓは既知であり、また
巻取り最大径も既知である。いま、巻始め径をＤｓ、巻
取り最大径に近い想定径をＤｆとすると(１)式より、となり、が得られ、Ｄｓ，Ｄｆが既知であるためＮｓを決定する
と、(７)式よりＮｆが決り、(６)式よりＫが決まる。

また、(１)式と(５)式から、となり、回転速度の対時間的変化を知ることができる。
そしてこの式を関数発生器を有する設定器１に記憶演算
させる。

したがって、第１図，第３図に示すように、（ａ）巻始
め回転速度Ｎｓと（ｂ）想定径Ｄｆまでの経過時間ｔの
２入力を想定することによって、巻取速度を一定とする
制御出力を演算して出すことができる。この出力に応じ
たコントロールをフイードバツク回路で行なえばよい。

次に、ワインド比を一定にするための制御は、第１図に
おいて、前記巻取軸回転速度設定器１からの信号を受け
て、トラバースカム回転速度Ｎｔを演算出力するワイン
ド比演算器６から操作信号を出力する。この信号はトラ
バースカム回転駆動モータ５ａに出力され、該モータの
回転速度はフィードバック制御される。今トラバースア
ームがトラバース幅の距離を片道移動する時の巻取ドラ
ム回転数をワインド数Ｗを呼ぶ。トラバースカム回転速
度Ｎｔと巻取ドラム回転数Ｎとは次のように一定比とな
る。

Ｎｔ＝ｅＮ（ｅは定数） ……(９) 従つて、前記巻取軸回転速度設定器１からの第８式にも
とづく信号を受けて、ワインド比演算器６はトラバース
カム回転速度Ｎｔを演算出力する。

また、ボビン巻径に応じてトラバースアームをボビンか
ら離す速度の制御は、前記と同様に次のようになされ
る。第１図において、巻取軸回転速度設定器１から信号
を受けてトラバースアームの離行速度を演算する離行速
度演算器８が設けられ、その信号を受けて、パルスモー
タドライバ４ｂから操作信号を出力する。この信号はト
ラバースアーム離行駆動モータ５ｂに出力される。

第４図に示すように、ボビンの巻取直径Ｄ（図示３００
φ）、トラバース・タッチローラの直径２８φ、トラバ
ースアームの揺動半径（長さ）ｌ_２，トラバースアーム
支軸からボビン回転中心までの距離ｌ_１，巻取中間時か
ら巻取開始時までのトラバースアームの位置変化時のト
ラバースアームの角度変化αおよび巻取開始時のトラバ
ースアームに対する前記距離ｌ_１の線分のなす角度βと
する。今、ボビンとトラバースアームがこのような位置
関係にあるとき、三角函数の法則により次式が成立す
る。

これよりαは巻径Ｄの関数として次のように求められ
る。

α＝ｆ(Ｄ) ……(10)′ ここでｆ(Ｄ)は(10)式を解いた次のとおりである。

そして、パルスモータ５ｂｃからトラバースアーム支軸
までの増速比をｓ、パルスモータが１パルス当たり１．
８゜回動するとすれば、演算器８からパルスモータ５ｂ
に出力するパルス数Ｐは、そこで、第(10)′式を第１１式に代入すれば、となり、Ｐも巻径Ｄより計算される。これに(１)式から
のＤを代入すれば、（ｈ,ｈ′,ｈ″,ｈは定数）となる。

ここで、ｆ(Ｄ)は巻径Ｄの関数であり、前記と同様に設
定器１からのＮの信号を受けて、トラバース離行速度演
算器８はパルスモータ５ｂへのパルス数Ｐを演算出力す
る。

これらの速度Ｎｔとパルス数Ｐにもとづく信号が送られ
て、前記巻取軸回転速度の制御と同様にコントロールさ
れる。

なお、前記(１)式および(５)式について、各々の実際状
態に近い近似式を用いて(８)式に相当する近似式を適用
してもよい。また、前記インバータ４、誘導モータ５の
組合せに代替して、直流モータまたは交流サーボ系が用
いられる。

Ｇ．効果本発明は以上のごとく、巻取軸回転速度設定器に糸条の
巻取速度を一定にするための巻取軸の回転速度と巻取時
間との関係を表わす関数が記憶され、巻始め回転速度と
巻取最大径に近い想定径になるまでの経過時間の２つの
入力を設定することによつて、巻取速度を一定とする制
御出力を演算して出力するようにした。従って、糸条を
一定速度で巻取る場合において、巻始めの回転速度と巻
始めから巻終りまでの巻取時間の２つの入力を回転数設
定器に入力することにより、簡単にフイードバツク制御
が可能となったのである。また、ワインド比演算器とト
ラバース離行速度演算器とによって、トラバースは簡単
に電気的に制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気回路図、第２図は巻取
りパツケージの軸断面図、第３図は巻取回転速度Ｎと巻
取径Ｄおよび巻取時間Ｔとの関係を示すグラフ、第４図
はトラバース部の説明図である。１……巻取軸回転速度設定器、２……巻取軸の回転速度
検出器、３……ＰＩＤ制御器、４……インバータ、５…
…巻取軸駆動モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】糸条の巻取速度を一定にするための巻取軸
の回転速度Ｎと巻取時間Ｔとの関係がで表される関数が記憶され、そこで演算されるようにな
っている巻取軸回転速度設定器と、該設定器への巻始め
回転速度と巻取最大径に近い想定径になるまでの経過時
間の２つの入力を設定する手段と、前記巻取軸回転速度設定器からの信号を受けて、Ｎｔ＝ｅＮ（ｅは定数）の式に従って、トラバースカム回転速度Ｎｔを演算出力
するワインド比演算器と、前記設定器からのＮの信号を受けて、（ｈ,ｈ′,ｈ″,ｈは定数）の式で、パルスモータへのパルス数Ｐを演算出力するト
ラバース離行速度演算器とを含むことを特徴とするガラ
ス繊維巻取機の巻取軸回転およびトラバース部駆動速度
制御装置。