JPH08127948A - 編機のキャリアの制御方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャリア／キャリッジ間の保持力を増し、同
期制御を不要にし、柄出し精度を高め、かつキャリア側
サーボモータの過負荷を防止する。 【構成】 キャリアをサーボモータでキャリッジとほぼ
同期するように助走させ、キャリッジのピンで連結す
る。連結時に、キャリア側のサーボモータを、キャリッ
ジを制動する向きに一定のトルクを発生するように駆動
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は、横編機等の編機のキャ
リアの制御に関する。

【０００２】

【従来技術】キャリアとキャリッジとを各々サーボモー
タでベルト駆動して、キャリアをキャリッジに同期させ
ることが知られている（例えば実公平３−５４１５０号
公報）。このようにするとキャリアを任意の位置で待機
させることができ、キャリッジがキャリアを迎えに往く
ためのデッドタイムが解消する。またキャリッジとキャ
リアとを連結する際の衝撃音が小さく、キャリアを対応
する編み幅のすぐ側で停止させることができ、柄の精度
が増す。

【０００３】しかしながら問題は、キャリアとキャリッ
ジとをどのようにして同期させるかに有る。例えばサー
ボモータには制御誤差があり、キャリッジやキャリアの
位置は必ずしも制御目標とは一致しない。これらの誤差
はサーボモータによるものに限らず、ベルトの取付誤差
や伸縮等の様々な原因による発生する。そしてこれらの
誤差を無視すると同期が得られず、編成が不可能にな
る。この問題に対して実公平３−５４，１５０号公報
は、キャリッジ駆動用サーボモータの回転数を検出し、
キャリア側のサーボモータを制御するとしている。即ち
キャリッジ側のサーボモータの回転数をロータリーエン
コーダで読み込み、キャリッジの位置と速度にキャリア
の位置と速度が一致するように、キャリア側のサーボモ
ータを駆動する。しかしこの手法では、キャリッジ側の
モータの回転数を検出してキャリア側のモータが追随す
るまでの時間が、制御遅れとなる。このため、キャリッ
ジの駆動速度を低速にして、キャリアの追随を容易にす
る必要が生じる。

【０００４】

【発明の課題】この発明の課題は、 1) キャリアとキャリッジとを同期させる必要を除き、 2) 柄出し精度を向上させ、 3) キャリア駆動用の第２のサーボモータの過負荷を除
き、 4) キャリアをキャリッジ側に確実に当接させて連行す
る、ことにある（請求項１〜６）。請求項２，３，５，
６での副次的課題は、 5) キャリアのキャリッジ側への保持力を増加させるこ
とにあり、請求項３，５での他の副次的課題は、 6) キャリアのキャリッジ側への保持力を一定にするこ
とにあり、請求項５，６でのさらに他の副次的課題は、 7) ピンをキャリアに下降させる際に、キャリア側にピ
ンの底が着地する平坦面を広くし、連行を容易にするこ
とにある。

【０００５】

【発明の構成】この発明のキャリアの制御方法は、編機
のキャリッジを第１のサーボモータにより走行させ、キ
ャリアを第２のサーボモータにより糸道レール上を走行
させるようにした方法において、キャリッジに結合した
給糸変換装置のピンをキャリアに当接させて、キャリア
をキャリッジで連行し、かつ連行時に第２のサーボモー
タの出力トルクに制限を加えることを特徴とする。

【０００６】この発明のキャリアの制御装置は、編機の
キャリッジを第１のサーボモータで走行させ、キャリア
を第２のサーボモータにより糸道レール上を走行させる
ようにした装置において、前記キャリッジにピンとピン
の昇降手段とを設けた給糸変換装置を結合して、下降時
にピンがキャリアに当接するように構成し、ピンの下降
時に第２のサーボモータの出力トルクに制限を加えるた
めの、制御手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】出力トルクの制限は、トルクの正負の両側
に設けても、即ちトルクの絶対値が制限値を超過しない
ようにしても良く、あるいは正負のいずれか片側にのみ
設けても良い。好ましくは制限トルクは、キャリアがキ
ャリッジを制動する向きに設ける。このようにすると、
キャリッジには、キャリアの糸道レール上での走行抵抗
と、フィーダー側のサーボモータ（第２のサーボモー
タ）からの制限トルク以下のトルクとが摩擦として加わ
り、この摩擦はキャリッジ／キャリア間の保持力とな
る。そして制限トルクを、キャリアがキャリッジを制動
するように設定すると、保持力はキャリア本来の走行抵
抗と第２のサーボモータの出力トルクの和で近似的に定
まり、保持力が増加する。これに対して、キャリアがキ
ャリッジを加速するように制限トルクを設定すると、保
持力は第２のサーボモータの出力トルクとキャリアの走
行抵抗の差で定まり、保持力が小さくなる。

【０００８】トルク制限とは、キャリアのサーボモータ
に対して、キャリアをキャリッジに対して非同期制御
し、即ち同期しないように制御し、かつキャリア側のサ
ーボモータ出力を出力定格未満の値に制限することであ
る。トルク制限の手法の例を示すと、例えばピンでの連
行時に第２のサーボモータの出力がほぼ一定になるよう
に、好ましくは連行時の第２のサーボモータの出力目標
が制限トルクとなるように駆動する。トルクの向きは、
好ましくはキャリッジに対して制動側とする。この結果
第２のサーボモータからの制動力は一定となり、キャリ
ッジ／キャリア間の保持力が安定する。トルク制限法の
第２の例として、例えば連行時にはキャリッジの速度よ
りやや低速の速度をキャリアの目標速度とし、あるいは
キャリアの目標位置をキャリッジの目標位置よりもやや
遅らせ、速度あるいは位置の何れかでキャリアがキャリ
ッジよりもやや遅れるように、フィードバック制御等を
キャリア側のサーボモータに加える。キャリアはキャリ
ッジに連行され、制御目標よりも高速で走行し、あるい
は目標位置よりも前方を走行するので、キャリア側のサ
ーボモータはキャリアを制動するように出力する。そし
てこの制動トルク（第２のサーボモータからのキャリッ
ジの走行方向と逆向きの出力トルク）に上限を加える。

【０００９】

【発明の作用】請求項１，４の発明について、作用を示
す。キャリアはピン等でキャリッジに連行されるまで
は、第２のサーボモータでキャリッジとほぼ同期するよ
うに助走する。連行が始まると、第２のサーボモータに
はトルク制限が加わり過負荷が防止される。出力トルク
がキャリッジ側と逆向きの場合、連行時に第２のサーボ
モータの出力トルクとキャリアの走行抵抗の和がキャリ
ッジに加わり、この値はキャリッジ／キャリア間の保持
力に等しい。そしてこの保持力のため、キャリッジとキ
ャリアの接触は安定し、キャリッジに対するキャリアの
振動等が防止される。出力トルクがキャリッジ側と同じ
場合、連行時に第２のサーボモータの出力トルクとキャ
リアの走行抵抗との差がキャリッジに加わり、これがキ
ャリアの保持力となる。連行が終ると、キャリアは指定
した位置に停止し、次の連行に備えて待機する。

【００１０】最も好ましい態様は、制限トルクをキャリ
ッジ側モータの出力トルクと逆向きにし、かつ制限トル
クで第２のサーボモータを駆動することである。このよ
うにすれば、第２のサーボモータには制限トルクを発生
せよとの指令を与えるだけで良く、制御は簡単である。
また保持力は一定となり、キャリッジ／キャリア間の接
触も安定する。

【００１１】

【実施例】図１〜図７に、実施例とその変形とを示す。
図２に横編機の構成を示すと、２は２カムあるいは４カ
ム等のキャリッジで、キャリッジレール４上を走行し、
Ｖベッドあるいは４面ベッド等のニードルベッド６を制
御する。キャリッジ２は第１のサーボモータ８とドライ
バ１０によりレール４上を走行し、走行には例えば歯付
ベルト１２とプーリー１４を用いる。キャリッジ２に
は、ニードルベッド６を跨ぐようにアームゲート１６を
設け、アームゲート１６には給糸変換装置１８を設け
る。給糸変換装置１８には、多数のソレノイド２０とソ
レノイド２０によって昇降するピン２２を設ける。この
ような給糸変換装置１８の構成は、特公昭６２−２９５
３９号公報により公知である。

【００１２】ニードルベッド６の上方には糸道レール２
４を多数設け、各糸道レール２４には各々４個のキャリ
ア２６を設ける。キャリア２６にはヤーンロッド２８を
取り付け、ヤーンロッド２８の先端には図示しないヤー
ンフィーダーを取り付ける。またヤーンロッド２８は、
編成時に例えば特開平５−２５７５８号公報に記載のカ
ム機構により、給糸変換装置１８により下側に押され、
ヤーンフィーダーはニードルベッド６上の編成位置に下
降する。キャリア２６の上部中央には平坦面３０があ
り、平坦面３０の奥の右側に右突起３２を、平坦面３０
の手前の左に左突起３４を設け、それらの肩、即ち突起
３２，３４と平坦面３０との間の垂直面を、ピン２２で
押圧して連行する。このように給糸変換装置１８は、所
定のキャリア２６に対して、ピン２２を降ろして連行す
る。また糸道レール２４には各々４本の歯付ベルト４０
があり、ここではその１本のみを示す。歯付ベルト４０
はキャリア２６を左右に走行させるためのもので、プー
リー４２を介して、第２のサーボモータ４４とドライバ
４６とで駆動する。

【００１３】５０は横編機全体のメインコントローラ
で、２つのドライバ１０，４６とキャリッジ２や給糸変
換装置１８のソレノイド２０を制御する。メインコント
ローラ５０は与えられた編成データに従ってキャリッジ
２とキャリア２６を制御し、キャリッジ２の制御のた
め、ドライバ１０に位置目標信号Ｐを入力し、ドライバ
１０は位置目標信号Ｐに従ってサーボモータ８を制御す
る。サーボモータ８には回転数のセンサがあり、回転数
を積分して位置を検出する。そしてこれらの検出結果
は、キャリッジ２の位置と速度のセンサ出力Ｓとしてド
ライバ１０にフィードバックされ、ドライバ１０はキャ
リッジ２が所定の位置を所定の時間に走行するように制
御する。またセンサ出力Ｓはドライバ１０からメインコ
ントローラ５０へ報告される。

【００１４】同様にメインコントローラ５０は、ドライ
バ４６を介して第２のサーボモータ４４を制御する。こ
こでの制御は、ドライバ１０の場合と同様に、メインコ
ントローラ５０からキャリア２６の目標位置Ｐあるいは
目標速度をドライバ４６に指定し、ドライバ４６は指定
された値に従ってサーボモータ４４を制御する。サーボ
モータ４４はその回転数を検出して速度信号とし、回転
数を積分して位置信号とする。そしてこれらのセンサ出
力をドライバ４６に入力し、位置と速度をフィードバッ
ク制御する。またセンサ出力をメインコントローラ５０
へ、ドライバ４６から報告する。ドライバ１０とドライ
バ４６とでの制御の違いは、ドライバ４６に対して、連
行時（ピン２２での連結時）に電流制限信号を加えるこ
とである。電流制限信号はサーボモータ４４の出力トル
クに制限を加える信号で、出力制限の内容は図４，図５
を参照して後述する。

【００１５】メインコントローラ５０はこれ以外にキャ
リッジ２を制御し、同様にソレノイド２０を制御して所
定のキャリア２６をキャリッジ２に連行する。実施例で
はメインコントローラ５０で直接サーボモータ８，４４
を制御せず、ドライバ１０，４６を介してローカル制御
するようにしたが、メインコントローラ５０で直接制御
しても良い。ドライバ４６はサーボモータ４４毎に設け
る必要はなく、１個のドライバ４６で複数個のサーボモ
ータ４４を制御しても良い。実施例では、サーボモータ
４４の出力はメインコントローラ５０の指令で定まる。
しかしキャリア２６の助走期間中は、ドライバ１０から
のセンサ出力をドライバ４６に加え、助走時の速度と位
置がほぼ一致するように、サーボモータ４４を制御して
も良い。

【００１６】図３に、糸道レール２４とキャリア２６と
を示す。１つの糸道レール２４には４本の歯付ベルト４
０があり、各々にキャリア２６を取り付けてある。図３
の上部に突起３２，３４が現れ、ここでは右突起３２側
に肩５２が現れる。そしてピン２２が下降すると、ピン
２２は肩５２に当接してキャリア２６を連行する。また
ヤーンロッド２８の先端にはヤーンフィーダー５４を取
り付け、糸をニードルベッド６に供給する。

【００１７】図４に、ドライバ４６の構成を示す。ドラ
イバ４６はメインコントローラ５０からの位置指令信号
Ｐもしくは速度目標信号の他に、連行信号発生手段５６
からの連行信号と、電流制限信号発生手段５８からの電
流制限信号を受けて動作する。連行時以外の動作を示す
と、サーボモータ４４の回転数をロータリーエンコーダ
等の速度センサ６０で監視し、センサ６０の出力はキャ
リア２６の速度を表す。また速度センサ６０の信号を位
置センサ６２で積分し、その信号はキャリア２６の位置
に対応する。さらにサーボモータ４４へ加える電力を電
流センサ６４で検出する。一方メインコントローラ５０
からの位置指令信号Ｐを位置指令器６６に入力し、誤差
増幅器Ｄ1で指令した位置と実際の位置との誤差を検出
して増幅し、位置制御器６８で位置誤差を解消するため
の速度信号を発生する。発生した速度指令とインターフ
ェースＩ2からの速度信号との差を誤差増幅器Ｄ2で増幅
し、速度制御器７０で電流指令信号に変換する。速度制
御の場合は、目標速度と実際の速度との差を誤差増幅
し、速度制御器７０で電流指令信号に変換する。変換し
た電流指令信号をスイッチＳ1を介して誤差増幅器Ｄ3に
入力し、インターフェースＩ3からの電流信号との差を
誤差増幅して電流制御器７２に入力し、電源７４からの
電力を電力変換器７６で制御し、サーボモータ４４に加
える。これらはサーボモータの電流制御に関する通常の
構成で、電流制御以外に電圧制御等の任意の制御を用い
ることができる。

【００１８】連行時には、サーボモータ４４を電流制限
信号ｉmaxにより制限トルクで駆動する。発生する出力
トルクの向きはキャリッジ２を制動する向きである。サ
ーボモータ８，４４の例を示すと、キャリッジ２のサー
ボモータ８は例えば最大出力８００Ｗのサーボモータ
で、キャリア２６のサーボモータ４４は最大出力５０Ｗ
のサーボモータである。次に電流制限信号ｉmaxにより
加えられる電流制限の値は、サーボモータ４４の出力ト
ルクの符号がキャリッジ２の走行方向と逆で、その値は
例えば出力で５〜２０Ｗである。制限トルクはサーボモ
ータ８の出力に対して充分小さく、キャリッジ２はキャ
リア２６を連行した際に制限トルクの影響を受けずに運
動すると見なすことができる。ここではサーボモータ４
４を電流制御したので、電流駆動信号ｉmaxにより出力
トルクを制限したが、例えば電圧制御の場合、制御電圧
を制限すればよい。重要なことは、サーボモータ４４か
らキャリッジ２の運動方向とは逆向きのトルクを発生さ
せ、しかもそのトルクを連行時に一定にすることであ
る。

【００１９】図５に、サーボモータ４４のトルク制限に
関する変形を示す。８０は新たなドライバ、８２は電流
制限器で、図４のドライバ４６との相違点は、連行時に
も位置指令信号Ｐと速度指令信号の何れかを加え、これ
によって発生する電流指令信号を電流制限器８２で制限
する点である。また位置や速度は、ピン２２で連行を開
始するまではキャリア２６がキャリッジ２に同期するよ
うに指令するが、連行時にはキャリア２６の目標位置が
キャリッジ２よりもやや後方にあるように、即ちキャリ
ア２６の走行速度がキャリッジ２の走行速度よりもやや
小さくなるように指令する。キャリア２６はピン２２に
より、キャリッジ２と同じ速度で移動するので、キャリ
ア２６の目標位置をキャリッジ２よりも僅かに遅らせ、
あるいは目標速度をキャリッジ２よりも小さくすると、
サーボモータ４４はキャリッジ２の走行方向とは逆向き
の出力トルクを発生する。そしてこの出力トルクを電流
制限信号ｉmaxで制限する。図５のドライバ８０は、図
４のドライバ４６に比べ、連行時に加える位置指令信号
Ｐに精度が必要で、この精度を欠くとキャリア２６がキ
ャリッジ２を追越して連結が外れる可能性がある点で、
劣っている。

【００２０】図１に戻り、図４のドライバ４６を用いる
ものとして、実施例の動作を示す。図の1)はキャリッジ
２とキャリア２６への速度指令を示し、制御は速度指令
でも位置指令でも良いが、図では速度指令として示し
た。また図の2)はピン２２での連行の有無を示し、図の
3)はキャリア２６側のサーボモータ４６の出力を示し、
電流制限信号は連行の開始とほぼ同時に、好ましくは僅
かに遅れて加える。図の4)はキャリッジ２とキャリア２
６間の圧力（保持力）を示し、5)は連行開始時の保持力
変化の拡大図である。

【００２１】キャリア２６はキャリッジ２と同期するよ
うに助走し、ピン２２を下降させて連行する。キャリア
２６とキャリッジ２を完全に同期させることが難しいた
め、連行の開始時には例えば１ｍｍ程度の同期誤差があ
る。連行の開始に僅かに遅れて電流制限信号ｉmaxと連
行信号とをドライバ４６に加え、サーボモータ４４の出
力は反転して制限トルクへ下降する。この結果キャリア
は制動され、ピン２２は肩５２に当接してキャリア２６
を保持する。この保持力は、糸道レール２４でのキャリ
ア２６の走行抵抗とサーボモータ４４の出力トルクの和
に等しく、均一で大きなトルクにより保持キャリア２６
を保持する。そしてキャリア２６がキャリッジに遅れよ
うとすることで、助走時の同期誤差は解消する。これに
対して、キャリッジ２とキャリア２６とをピン２２で連
結しない場合、１ｍｍの同期誤差が解消しないまま編成
範囲全体に残る。この誤差は柄出しの精度を低下させ
る。ドライバ４６での制御は簡単で、連行時に制限トル
クの出力を発生させれば良い。連行が終ると、即ちピン
２２が上昇すると、所望の位置でキャリア２６を停止さ
せ、次の連行に備えて待機させる。

【００２２】図５のドライバ８０を用いる場合、連行時
にもサーボモータ４４に位置あるいは速度の目標信号を
与え、この値はキャリッジ２よりもキャリア２６がやや
遅れるように定める。すると位置センサ６２は目標位置
よりも現在位置が進み過ぎていることを検出し、あるは
速度センサ６０が速度が目標速度を超過していることを
検出し、誤差を解消しようとして、制限トルク以下の範
囲でサーボモータは制動トルクを発生する。但し制限ト
ルクは一義的には定まらず、位置の目標信号の精度が低
くキャリア２６をキャリッジ２と等速で走行するように
制御した場合、偶発的に０になることもある。

【００２３】図６，図７に変形例を示す。図６の８４は
キャリア、８６は平坦面で、８８，９０は平坦面８６の
両側の突起である。そして平坦面８６の幅をピン２２の
幅とほぼ等しくする。この場合、キャリア２６の目標速
度がキャリッジ２の速度より速くても遅くても制動力が
加わるので、連行時にはサーボモータ４４に例えば正負
２つのトルク制限を加える。但し平坦面８６の幅が狭い
ので、キャリア２６の助走時の同期制御に精度が必要で
ある。

【００２４】図７に、実線で連行時のキャリア２６の目
標速度Ｖｙをキャリッジ２の速度Ｖｃよりも速く指定し
た場合を、破線で遅く指定した場合を示す。実線の場
合、キャリア２６はキャリッジ２を追い抜こうとして出
力トルクが＋側の制限トルクに一致し、破線の場合キャ
リッジ２を停止させようとして出力トルクが−側の制限
トルクに一致する。キャリア２６の目標速度Ｖｙをキャ
リッジ２の目標速度より速くするか遅くするかは事前に
決定し、突起８８，９０の何れを用いるかも事前に決定
して置く。またここではキャリア２６の目標値を速度で
指定したが、位置で指定しても良い。

【００２５】

【発明の効果】この発明では以下の効果が得られる。 1) キャリアとキャリッジとを同期させる必要がない、 2) 柄出し精度が向上する、 3) 第２のサーボモータに過負荷が生じない、 4) 第２のサーボモータの出力トルクを、キャリア／キ
ャリッジ間の保持に用いることができる（請求項１〜
６）。 請求項２，３，５，６ではさらに、 5) キャリア／キャリッジ間の保持力が増加する。請求
項３，５ではさらに、 6) キャリア／キャリッジ間の保持力が一定になる。請
求項５，６ではさらに、 7) ピンをキャリアに下降させる際に、キャリア側の着
地面を広くし、連行が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例でのキャリアの制御を示す波形図

【図２】 実施例での横編機の構造を示す要部正面図

【図３】 糸道レールとキャリアの断面図

【図４】 キャリア用サーボモータの制御回路のブロッ
ク図

【図５】 変形例のキャリア用サーボモータの制御回路
のブロック図

【図６】 変形例のキャリアの要部正面図

【図７】 変形例でのキャリアの制御波形図

【符号の説明】

２ キャリッジ ５２ 肩 ４ キャリッジレール ５４ ヤーン
フィーダー ６ ニードルベッド ５６ 連行信
号発生手段 ８ 第１のサーボモータ ５８ 電流制
限信号発生手段 １０ ドライバ１ ６０ 速度
センサ １２ 歯付ベルト ６２ 位置
センサ １４ プーリー ６４ 電流
センサ １６ アームゲート ６６ 位置
指令器 １８ 給糸変換装置 ６８ 位置
制御器 ２０ ソレノイド ７０ 速度
制御器 ２２ ピン ７２ 電流
制御器 ２４ 糸道レール ７４ 電源 ２６ キャリア ７６ 電力
変換器 ２８ ヤーンロッド Ｉ1〜Ｉ3 イン
ターフェース ３０ 平坦面 Ｄ1〜Ｄ3 誤差
増幅器 ３２ 右突起 Ｓ1 スイ
ッチ ３４ 左突起 ８０ ドラ
イバ ４０ 歯付ベルト ８２ 電流
制限器 ４２ プーリー ８４ キャ
リア ４４ 第２のサーボモータ ８６ 平坦
面 ４６ ドライバ ８８ 突起 ５０ メインコントローラ ９０ 突起

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 編機のキャリッジを第１のサーボモータ
   により走行させ、キャリアを第２のサーボモータにより
   糸道レール上を走行させるようにした、キャリアの制御
   方法において、 キャリッジに結合した給糸変換装置のピンをキャリアに
   当接させて、キャリアをキャリッジで連行し、かつ連行
   時に第２のサーボモータの出力トルクに制限を加えるこ
   とを特徴とする、編機のキャリアの制御方法。
2. 【請求項２】 連行時に、第２のサーボモータから、キ
   ャリッジの走行方向と逆方向の出力トルクを発生させる
   ことを特徴とする、請求項１の編機のキャリアの制御方
   法。
3. 【請求項３】 前記逆方向の出力トルクをほぼ一定にす
   ることを特徴とする、請求項２の編機のキャリアの制御
   方法。
4. 【請求項４】 編機のキャリッジを第１のサーボモータ
   で走行させ、キャリアを第２のサーボモータにより糸道
   レール上を走行させるようにしたキャリアの制御装置に
   おいて、 前記キャリッジにピンとピンの昇降手段とを設けた給糸
   変換装置を結合して、下降時にピンがキャリアに当接す
   るように構成し、 ピンの下降時に第２のサーボモータの出力トルクに制限
   を加えるための、制御手段を設けたことを特徴とする、
   キャリアの制御装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、ピンの下降時に第２の
   サーボモータがキャリッジの走行方向とは逆方向でほぼ
   一定の出力トルクを発生するように構成したことを特徴
   とする、請求項４のキャリアの制御装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、ピンの下降時に、キャ
   リアの目標移動速度をキャリッジよりも低速に設定し、
   かつその出力トルクに制限を加えるものであることを特
   徴とする、請求項４のキャリアの制御装置。