JPH10168674A

JPH10168674A - 粗紡機における粗糸張力制御方法および粗糸位置検出装置

Info

Publication number: JPH10168674A
Application number: JP33734896A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tsuboi; 浩志坪井; Tsutomu Nakano; 勉中野; Kazuhiko Okubo; 和彦大久保
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】粗糸の平均高さ位置を早期にかつ正確に目標
位置に近づけ、安定した粗糸張力状態での粗紡機の紡出
運転を継続できる方法を提供する。【解決手段】粗糸Ｒは、フロントローラ１から紡出さ
れてボビンＢに巻き取られる。ボビンＢは、巻取用モー
タ１１により回転駆動される。センサ２５は、フロント
ローラ１とフライヤトップ２ａとの間で走行する粗糸Ｒ
の張力の代用値としてその高さ位置を検出し、その検出
値を制御装置２６に通知する。制御装置２６は、粗糸Ｒ
の平均高さ位置を算出し、その平均高さ位置と予め決め
られている設定値との差を求める。前々回の演算で得ら
れた差、前回の演算で得られた差、および今回の演算で
得られた差を用いて、巻取用モータ１１の回転数を補正
するための補正信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粗紡機における粗
糸の巻取張力を制御する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその問題点】ボビンリード式粗紡機
においては、フロントローラより一定速度で送り出され
る粗糸を、一定速度で回転するフライヤとそのフライヤ
より高速で回転するボビンとの回転差により粗糸に撚り
をかけつつボビンに巻き取るが、粗糸の巻取調子は、フ
ロントローラとフライヤトップとの間で撚かけ走行して
いる粗糸の張力状態の影響を受ける。すなわち、粗糸が
適度に弛んでいる場合にはボビンに対する巻取が良好に
行われるが、粗糸の張力に変動がある場合には、巻取ら
れた粗糸の重量に変動が生じ、糸むらの原因となる。一
方、公知の如く一対のコーンドラムを使用してドラムの
回転速度を調整し、粗糸の張力を調節するようにしたも
のがある。ところが、紡出繊維の種類、重さ、フライヤ
の回転数、撚数等の紡出条件などにより、ボビンに巻か
れた粗糸の巻数とボビン径の増加との割合が変わるた
め、一種類のコーンドラムを使用する方法ではすべての
紡出条件に対して巻始めから満管まで巻取張力が一定に
なるように機台を調整することは困難である。

【０００３】このため、粗糸の張力を一定にするための
多くの提案がなされている。たとえば、昭和５２年３月
２５日公告の実公昭５２−１３３７６号公報、または昭
和５２年１２月１２日公告の特公昭５２−４８６５２号
公報には、ベルトシフターの移動量をカムを使用して適
宜に変更し、かつ、紡出条件の変更に対応してカム曲線
の形状を変化し得る構成の粗糸張力補正装置が提案され
ている。しかし、これらは、与えられた紡出条件で一度
紡出しながらボビンの巻始めから満管までの間の数ヶ所
でフロントローラとフライヤトップ間の粗糸の張り具合
を見ながら補正装置をセットするもので、手間がかかり
かつチェックポイントが数ヶ所のため完全とは言えな
い。

【０００４】また、昭和５０年１月１７日公開の特開昭
５０−４３３８号公報や昭和５６年５月２８日公告の特
公昭５６−２２９６４号公報には、プログラム制御装置
により制御駆動されるモータによりベルトシフターの移
動量を調整する装置が提案されている。これらの装置で
は、前記カムを使用する装置に比較してセットが簡単で
しかもチェックポイントが多いが、各紡出条件ごとに実
際に巻取張力を測定して、一定張力にすべきベルト移動
量の曲線を算出しなけらばならない。また、紡出試験時
の粗糸の状態と操業運転時の状態とが必ずしも同一とは
限らないという不都合がある。

【０００５】さらに、昭和５１年７月１０日公告の特公
昭５１−２２５３２号公報には、フロントローラとフラ
イヤトップ間の粗糸が一定量以上緩んだ場合に光電管に
よりそれを検出して、その緩みを補正する方向に一定量
だけベルトシフターを移動させてボビン回転数を制御す
る方法が提案されている。この方法では、各紡出条件ご
とに予め紡出試験を行う必要がないが、粗糸の張力が大
きくなった場合には、それを検知して補正することがで
きないという不都合がある。

【０００６】上述の問題点を解決するために、特開昭６
０−３４６２８号公報、特開昭６２−８９７９号公報、
および特開平３−４２４７１号公報に開示された粗糸巻
取制御装置が提案されている。これらの公報に開示され
た方式では、上述した従来技術に比べて、上下方向に振
動している粗糸の振動位置を連続して検出し、粗糸の高
さ位置を細かく検出することができるため、より正確な
粗糸の張力制御が可能となるが、その制御方法は所定時
間内の粗糸の各高さ位置を検出し、この各高さ位置を平
均化することにより粗糸の平均高さ位置を算出し、その
平均高さ位置と設定された目標位置との間に差がある否
かを調べ、差が生じている場合には、粗糸張力が適正で
ないと判断して、その差に比例した大きさの補正量を算
出し、その補正量により粗糸巻取りボビンの回転数を補
正するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述の公
報（特開昭６０−３４６２８号公報、特開昭６２−８９
７９号公報、および特開平３−４２４７１号公報）に開
示された粗糸張力制御方法では、実際の粗糸張力ではな
く、粗糸の平均高さ位置という代用値を用いて粗糸張力
を判断するものであるが、その制御方法は、粗糸の平均
高さ位置と目標高さ位置との間に差が生じると、その差
に比例した大きさの補正量によって粗糸の巻取りボビン
の回転数を一挙に調整し、また目標高さ位置との間に差
がなければ粗糸張力が適正であるとして、粗糸巻取りボ
ビンの回転数を調整しない方法である。このため、例え
ば、粗糸の平均高さ位置が目標高さ位置より低い場合に
は、粗糸張力が小さすぎると判断して粗糸巻取りボビン
の回転数が高くなるように調整する。

【０００８】ところが、この方式では、粗糸の平均高さ
位置と目標高さ位置との間の差に比例した回転数補正を
行わせるための補正信号が出力されるので、粗糸の平均
高さ位置が目標値に近づいてきている状態であっても、
そのときの粗糸位置の検出結果によって目標高さ位置と
の間に生じている差に相当する補正量に基づいて粗糸巻
取りボビンの回転数をさらに増加させるように調整する
ことになる。従って、粗糸巻取りボビンは、必用以上に
回転数が増加させられてしまい、粗糸張力が高くなって
粗糸の平均高さ位置が目標高さ位置よりも高い状態にオ
ーバーシュートし、次には上記と逆の方向の補正をしな
ければならないため、粗糸を目標高さ位置へ収束するた
めの調整を長期間に渡って行わなければならず、粗糸を
目標高さ位置に早期にかつ正確に到達させることができ
ない。このため、安定した粗糸張力状態で粗紡機の紡出
運転を行うことができないという問題がある。

【０００９】さらに、上述の公報に開示された構成で
は、粗糸位置検出用の受光器を構成する各受光素子が、
投光器から出力されたビームを受光したか否かという情
報をそのまま利用して粗糸の高さ位置を算出するため、
たとえば、粗糸位置の測定エリアに風綿などが存在した
場合には、その位置に粗糸が存在しているものとみなし
て粗糸の位置検出が行われるため、正確な位置検出がで
きない場合があった。

【００１０】本発明の課題は、上述の従来技術の問題点
を解消し、粗糸の平均高さ位置を早期にかつ正確に目標
位置に近づけ、安定した粗糸張力状態での粗紡機の紡出
運転を継続できる粗紡機の粗糸張力制御方法を提供する
ことである。また、本発明の他の課題は、振動する粗糸
の平均位置を正確に検出するための装置を提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の粗紡機における
粗糸張力制御方法は、粗紡機のフロントローラからフラ
イヤトップに至る粗糸の位置を前記フロントローラとフ
ライヤトップとの間に配設された非接触式の粗糸位置検
出装置によって検出し、その検出値に応じて粗糸巻取り
ボビンの回転数を調整して粗糸張力を制御する方法を前
提とし、以下のステップを有する。

【００１２】上記粗糸位置検出装置を多数の受光器を備
えた光電式検出装置で構成する。粗紡機の運転中に、上
下方向に振動する粗糸の各高さ位置を前記粗糸位置検出
装置により所定時間に渡って連続的に検出する。上記所
定時間内に検出された各高さ位置に基づいて粗糸の平均
高さ位置を算出する。上記平均高さ位置を予め設定され
ている設定粗糸位置と比較して差分を求める。この差
分、前回の所定時間内に検出された粗糸の平均高さ位置
に基づく設定粗糸位置との差分、および前々回の所定時
間内に検出された粗糸の平均高さ位置に基づく設定粗糸
位置との差分に基づいて粗糸巻取りボビンの回転数の補
正量を算出する。この補正量を用いて粗糸巻取りボビン
の回転数を調整する。

【００１３】上記方法によれば、粗糸の張力の代用値と
しての高さ位置を目標値に合わせる際に、その高さ位置
がどのように目標値に近づきつつあるのか（あるいは、
その高さ位置がどのように目標値から遠ざかりつつある
のか）という過去の経緯を利用するので、過度の補正を
防止できる。

【００１４】本発明の粗糸位置検出装置は、粗紡機のフ
ロントローラからフライヤトップに至る粗糸を挟むよう
にして投光器と受光器とが配設され、その受光器の出力
が上記粗糸を巻き取るためのボビンの回転数の制御に利
用される構成であり、以下を有する。

【００１５】各々の大きさが上記粗糸と比べて小さく、
上記投光器から出力された光線を受光する列状に配設さ
れた多数の受光素子。上記多数の受光素子のうち所定数
以上の受光素子が連続して遮光されている領域を検出
し、その領域の中心位置を表すデータを出力する中心位
置データ生成手段。

【００１６】上記構成によれば、上記所定数の受光素子
が並べられる領域よりも小さな物体が測定エリアに侵入
したとしても、その物体によって遮光された位置は粗糸
の位置とは認識されない。したがって、粗糸位置の検出
において風綿などの影響を除去できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
例を図面に従って説明する。粗紡機の駆動系の基本的な
構成は、本願出願人が先に提案（特開昭６３−２６４９
２３号公報）したものと同じであるが、ボビンレールの
昇降切替機構が異なっている。

【００１８】図１に示すように、フロントローラ１は、
その回転軸１ａの一端と、主モータＭにより回転駆動さ
れるドライビングシャフトとの間に配設された歯車列を
介して回転駆動されるようになっている。また、フライ
ヤ２の上部には、被動歯車３が一体回転可能に嵌着固定
されている。そして、上記ドライビングシャフトの回転
がベルト伝動機構を介して伝達される回転軸４の回転に
より、回転軸４に嵌着された駆動歯車５を介して被動歯
車３がフライヤ２とともに回転駆動される。一方、ボビ
ンレール６上に装備されたスピンドル７には被動歯車７
ａが固着されている。そして、被動歯車７ａと嵌合する
駆動歯車８が嵌着固定された回転軸９には、ドライビン
グシャフトの回転力と、インバータ１０ｂを介して変速
駆動される巻取用モータ１１による回転力とが差動歯車
機構１２により合成されて伝達される。また、巻取用モ
ータ１１、差動歯車機構１２などにより、粗糸巻層の増
加に対応してボビン回転速度を減少させる巻取速度変速
装置が構成されている。

【００１９】ボビンレール６には、リフターラック１３
が固定されている。リフターラック１３と嵌合する歯車
１４が嵌着された回転軸１５には、駆動軸１７の回転が
切替機構１８および歯車列を介して伝達される。駆動軸
１７は、インバータ１０ｃを介して変速駆動される昇降
用モータ１６により駆動される。切替機構１８は、中間
軸１９と、その中間軸１９と駆動軸１７との間に設けら
れた一対の歯車列２０および２１と、歯車列２０および
２１の回転を中間軸１９に伝達する電磁クラッチ２２お
よび２３とから構成されている。そして、電磁クラッチ
２２および２３の励磁／消磁より、回転軸１５の回転方
向、すなわちボビンレール６の昇降動の方向が変更され
るようになっている。回転軸１５の端部には、ボビンレ
ール６の上下移動方向を検知するセンサとしてのロータ
リエンコーダ２４が接続されている。

【００２０】フロントローラ１とフライヤトップ２ａと
の間には、フロントローラ１からフライヤトップ２ａに
至る粗糸Ｒの位置を連続的に検出する非接触式のセンサ
２５が設けられている。センサ２５は、たとえば列状に
配設された多数の赤外線発光ダイオード列からなる発光
部と、その発光部に対向する受光素子の列によって構成
される受光部とを備えている。そして、その受光部と発
光部との間に粗糸Ｒが位置するようになっている。各受
光素子は、発光部からの光を受光すると電気信号を出力
する。すなわち、粗糸Ｒが発光部からの光を遮ることに
より、粗糸Ｒの位置に対応した受光素子が光を受けなく
なるので、その受光素子の出力を検出することによって
粗糸Ｒの位置が求められる。なお、センサ２５は、粗紡
機機台に対して１つだけ設ける構成であってもよいし、
複数個設ける構成としてもよい。また、上記発光部の構
成は、例えば１つの光源からの光をレンズなどによって
受光部の列状に配説された全受光素子をカバーできる平
行光線にし、この平行光線を受光部に投射するようにす
ることも可能である。

【００２１】次に、上記構成の駆動系を制御するための
制御回路を図２に従って説明する。制御装置２６は、マ
イクロコンピュータ（以下、マイコン）２７およびその
周辺回路から構成される。マイコン２７は、ＣＰＵ２８
と、制御プログラムを格納するＲＯＭから構成されるプ
ログラムメモリ２９と、入力装置３０により入力された
入力データおよびＣＰＵ２８における演算処理結果など
を一時的に記憶するＲＡＭからなる作業用メモリ３１と
から構成される。ＣＰＵ２８は、プログラムメモリ２９
に格納されているプログラムデータに基づいて動作す
る。

【００２２】紡出粗糸重量、繊維種、フライヤ回転数な
どの紡出条件を入力する入力装置３０は、たとえば、キ
ーボードとして制御装置２６の一部に組み込まれてい
る。ロータリエンコーダ２４およびセンサ２５からの出
力信号は、入力インタフェース３２を介してＣＰＵ２８
に入力される。また、制御装置２６には、設定スイッチ
Ｓが接続されており、設定スイッチＳをオン状態にする
と、そのときのセンサ２５の出力データ（粗糸検出位置
データ）が作業用メモリ３１に書き込まれる。なお、設
定スイッチＳは、ＣＰＵ２８からの指示に従ってオン／
オフ状態が制御される構成であってもよいし、あるい
は、所定時間間隔で切替信号を出力するタイマによって
制御されるような構成であってもよい。

【００２３】電磁クラッチ２２および２３は、ＣＰＵ２
８からの信号に基づき、電磁クラッチ励消磁回路３３を
介してその励磁／消磁が制御され、そのクラッチの状態
に応じてボビンレール６の昇降切替が行われる。また、
ＣＰＵ２８は、出力インタフェース３４、モータ駆動回
路３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、及びインバータ１０ａ、１
０ｂ、１０ｃを介して主モータＭ、巻取用モータ１１、
昇降用モータ１６を駆動制御する。

【００２４】センサ２５の検出データは、粗糸検出位置
データとしてマイコン２７に入力される。マイコン２７
は、その受信したデータに基づいて、粗糸位置が正常で
あるかどうか、すなわち粗糸Ｒの張力が適切であるかど
うかを判断し、適切でない場合には、適切な値になるよ
うに駆動系の動作を補正するための信号を出力する。こ
の場合、マイコン２７の出力信号は、巻取用モータ１１
の回転数、または巻取用モータ１１、昇降用モータ１６
および主モータＭの回転数を変化させるための信号であ
る。このことにより、粗糸Ｒの張力が調整される。すな
わち、フィードバック制御により、粗糸Ｒは一定の張力
でボビンに巻き取られる。

【００２５】図３は、補正量算出システムのブロック図
である。同図に示す補正量算出システムは、図１または
図２に示すセンサ２５及びマイコン２７から構成され
る。イメージセンサ４１は、例えばＣＣＤセンサであ
り、フロントローラ１からフライヤトップ２ａに至る経
路において上下方向に振動している粗糸Ｒの高さ位置を
連続的に検出する。イメージセンサ４１は、発光部４２
および受光部４３とから構成され、図４に示すように、
発光部４２と受光部４３との間に粗糸Ｒが挟まれるよう
な位置に配置される。発光部４２は、平行光（または略
平行光）を出力する。受光部４３は、多数の受光素子
（光電素子）が直線上に並べられた構成であり、発光部
４２から出力されたビームを受光する。受光部４３は、
ここでは、２０４８個の受光素子を有する。すなわち、
２０４８ビットのＣＣＤセンサに相当する。各受光素子
は、１本の粗糸Ｒの太さと比べて極めて微小であり、粗
糸の高さ位置をきめ細かく検出できる。

【００２６】なお、受光部４３は、この実施形態では、
ＣＣＤ方式のイメージセンサであるが、他にも、例えば
光ファイバを利用した光電検出器であってもよい。受光
部４３は、上述のように多数の受光素子を備えるが、本
実施形態では、図５に示すように、複数の受光素子（例
えば、４個または８個）を１つの受光ブロックとして扱
う。ここでは、各受光ブロックが８個の受光素子から構
成されるものとする。すなわち、受光器４３は、２５６
個の受光ブロックを有する。各受光ブロックには、例え
ば、上から順番に「１」〜「２５６」のアドレス（ブロ
ック番号）が付与されている。また、各受光素子にも、
上から順番にアドレス（素子番号）として「１」〜「２
０４８」が付与されている。従って、ブロック番号が
「１」の受光ブロックには、素子番号が「１」〜「８」
の受光素子が属し、以下同様に、ブロック番号が「ｎ」
の受光ブロックには、素子番号が「８ｎ−７」〜「８
ｎ」の受光素子が属する。これらのブロック番号および
素子番号は、後述詳しく説明するが、粗糸の高さ位置を
表すデータとして使用される。

【００２７】粗糸中心位置検出部４４および中心ブロッ
ク位置検出部４５は、ある瞬間における粗糸Ｒの中心位
置およびその中心位置が属する受光ブロックを検出して
その受光ブロックのブロック番号（アドレス）を出力す
る。なお、粗糸中心位置検出部４４および中心ブロック
位置検出部４５は、センサ２５内にマイクロコンピュー
タを設け、そのマイクロコンピュータに所定のプログラ
ムを実行させることにより実現してもよいし、センサ２
５内に設けたハードウェアで実現してもよい。あるい
は、受光部４３の出力をマイコン２７へ転送し、マイコ
ン２７に所定のプログラムを実行させることによって実
現することもできる。ここでは、図３に示すように、セ
ンサ内に粗糸中心位置検出部４４および中心ブロック位
置検出部４５を設けた例を説明する。

【００２８】粗糸中心位置検出部４４および中心ブロッ
ク位置検出部４５の動作を、粗糸Ｒが図６に示す位置に
あった場合を例に説明する。同図に示す例においては、
受光部４３では、受光素子ｅ１〜ｅ４、およびｅ３６〜
ｅ２０４８は発光部４２から出力されたビームを受光す
るが、受光素子ｅ５〜ｅ３５は、上記ビームが粗糸Ｒに
よって遮られるため、そのビームを受光しない。ここ
で、各受光素子は、受光レベルに応じた電流を生成する
ので、粗糸中心位置検出部４４は、各受光素子の出力を
モニタすることにより、粗糸Ｒが受光素子ｅ５〜ｅ３５
に対応する位置にあることを認識する。

【００２９】粗糸中心位置検出部４４は、このことを認
識すると、粗糸Ｒの中心位置を求めるために、以下の計
算を実行する。（５＋３５）／２＝２０粗糸中心位置検出部４４は、この計算結果（すなわち、
「素子番号＝２０」）を、粗糸の中心位置に対応する受
光素子の素子番号として中心ブロック位置検出部４４に
渡す。中心ブロック位置検出部４４は、この通知された
素子番号の受光素子が属するブロックを求める。すなわ
ち、中心ブロック位置検出部４４は、受光素子ｅ２０が
属する受光ブロックとしてブロック番号ｂ３を得る。中
心ブロック位置検出部４４は、この結果（すなわち、
「ブロック番号＝３」）を、粗糸Ｒの高さを表すデータ
としてマイコン２７に通知する。

【００３０】このように、センサ２５は、受光部４３の
出力をスキャンし、受光素子が所定個数以上連続して遮
光されている領域の上限位置と下限位置との中心位置が
属する受光ブロックを表すデータを、振動している粗糸
Ｒのある瞬間における高さ位置を表すデータとしてマイ
コン２７に通知する。センサ２５による上記位置検出処
理は、一定時間間隔（たとえば、数ｍｓ程度）ごとに繰
り返し実行され、その結果は順次マイコン２７に通知さ
れてそこに蓄積される。

【００３１】ところで、粗紡機の運転中には、受光部４
３の測定エリア内に風綿などが存在することもあり得
る。図７(a) の例では、図６に示した粗糸位置状態にお
いて、受光素子ｅ２の位置に風綿が存在した場合を示し
ている。このような場合、各受光素子が光を受光したと
き「１」を出力し、受光しなかったときに「０」を出力
するものとすると、受光素子ｅ１，ｅ３，ｅ４は「１」
を出力し、受光素子ｅ２およびｅ５以降は「０」を出力
する。

【００３２】図７(b) は、粗糸Ｒの高さ位置を検出する
際に風綿などの影響を取り除くための回路の例である。
ここでは、風綿の太さが受光素子１〜２個程度の大きさ
であるものとし、一例として、受光素子が３個以上連続
して遮光されたことを検出する構成を示す。同図におい
て、ＯＲ回路５１には、連続する３個の受光素子からの
出力が入力され、ＯＲ回路５１はその論理和を演算して
出力する。カウンタ５２は、受光素子を１ビットずつス
キャンする際に生成されるスキャンパルスを受信するご
とに「１」ずつインクリメントされ、ＯＲ回路５１の出
力が「０」になったときのカウント値を出力する。

【００３３】図７(c) は、図７(b) の回路の動作を説明
するタイミング図である。同図において、時刻Ｔ1 で
は、受光素子ｅ１〜ｅ３の出力（１，０，１）がＯＲ回
路５１に入力される。このとき、カウンタ５２のカウン
ト値を「１」とする。ここで、受光素子ｅ１〜ｅ３は、
遮光ビットをを含んでいるが、ＯＲ回路５１の出力は、
「１」なので、カウンタ５２はカウント値を出力しな
い。すなわち、受光素子ｅ２が風綿によって遮光されて
いるが、その高さ位置は「粗糸Ｒの上端位置」とは見な
されない。

【００３４】以降、ＯＲ回路５１に入力される３ビット
データは１ビットずつシフトされてゆき、それに伴って
カウンタ５２のカウント値が「１」ずつインクリメント
されてゆく。そして、時刻Ｔ5 になると、受光素子ｅ５
〜ｅ７の出力（０，０，０）がＯＲ回路５１に入力さ
れ、その出力が「０」になる。カウンタ５２は、ＯＲ回
路５１出力が「０」なると、その時点でのカウント値
「５」を出力する。このカウント値は、３個の受光素子
が連続して遮光され始めた位置を表しており、粗糸Ｒの
上端の高さ位置に対応する。なお、粗糸Ｒの下端の高さ
位置は、ＯＲ回路５１出力が「０」から「１」に変化し
たときのカウンタ５２のカウント値に「２」を加算した
値として得られる。

【００３５】このように、本実施形態のセンサは、風綿
および毛羽の発生が多い粗紡機の紡出部において特に効
果的である。すなわち、上述した従来装置のように遮光
されたすべての受光素子から検出信号が発生する方式で
は、風綿などによる遮光と粗糸による遮光との区別がつ
かず、風綿などによる遮光信号をも含めて粗糸位置を検
出することになるので、正確な粗糸位置の検出ができな
かったが、本実施例の方式では、風綿などによる遮光信
号が実質的にカットされるため、粗糸の高さ位置を正確
に検出できる。なお、この機能は、図３の粗糸中心位置
検出部４４内で提供される。

【００３６】次に、マイコン２７の処理を説明する。マ
イコン２７は、センサ２５から粗糸Ｒの高さ位置データ
としてのブロック番号データを受信する。ここで、セン
サ２５は、上述したように、振動する粗糸Ｒの高さ位置
を一定時間間隔（たとえば、数ｍｓ程度）ごとに検出し
て出力するので、マイコン２７は、所定時間ごとにｎ個
のブロック番号データを受信する。マイコン２７は、ｎ
（例えば、１０）個のブロック番号データを受信する
と、それらの平均値を求める。このブロック番号の平均
値は、所定時間内における振動する粗糸Ｒの平均高さ位
置である。センサ２５によって検出されたブロック番号
が、Ｘ1 ，Ｘ2 ，．．．，Ｘn であったとすると、平均
ブロック位置＜Ｘ＞は、下記の(1) 式で算出される。

【００３７】

【数１】

【００３８】マイコン２７には、粗糸Ｒが適切な張力で
紡出されたときに得られるであろう高さ位置データ（設
定粗糸位置）がブロック番号Ｘ0 として設定されてい
る。この設定粗糸位置の設定方法は、受光部４３の配設
位置においてフロントローラ１とフライヤトップ２ａと
を結ぶ直線が遮光する受光素子の高さ位置を入力装置３
０からマイコン２７に入力し、この高さ位置に対して粗
糸を適正な弛み量だけ弛ませたときの粗糸位置を自動的
に計算し、これを設定粗糸位置として記憶させるか、あ
るいは作業者が粗紡機の紡出状態を目視し、適正状態と
思われる粗糸位置を設定粗糸位置として手動で入力設定
する方法がある。そして、上記演算で求めた平均ブロッ
ク位置とこの設定粗糸位置とが比較され、その差データ
が作業用メモリ３１に保持される。なお、この差データ
は、その符号が重要である。すなわち、平均ブロック位
置を表すブロック番号と、設定粗糸位置を表すブロック
番号との大小関係が重要である。したがって、差データ
は、その差の大きさだけでなく、符号も含んでいる。

【００３９】本実施形態では、上記演算によって得られ
た差データだけでなく、前回の演算で得られた差デー
タ、および前々回の演算で得られた差データをも利用し
てボビン回転数を補正するための補正量データを算出す
る。すなわち、今回、前回、前々回の差データをそれぞ
れＤ、Ｄ1 、Ｄ2 とすると、補正量データＨは下記(2)
式で表される。Ｈ＝（Ｄ−Ｄ1 ）・Ｃ1 ＋Ｄ・Ｃ2 ＋（（Ｄ−Ｄ1 ）−（Ｄ1 −Ｄ2 ））・Ｃ3 ・・・(2) ここで、Ｃ1 〜Ｃ3 は、それぞれ補正係数である。

【００４０】このようにして求められた補正量データＨ
は、粗糸巻取りボビンの回転数に換算されて巻取用モー
タ駆動回路３５ｂに補正信号として供給される。巻取用
モータ駆動回路３５ｂは、この補正信号に従ってボビン
回転数を調整する。

【００４１】上記粗糸張力制御方法は、ボビン回転数の
補正量を粗糸の平均高さ位置と設定高さ位置との差分の
みから算出する方法と比べて、粗糸の高さ位置の時間的
推移に応じてよりきめ細かに回転数調整を行うことがで
きる。

【００４２】なお、この実施例では、過去の差データと
して、前回のデータおよび前々回のデータを利用してい
るが、今回の差データと共に、過去１回（前回データ）
の差データを用いる構成や、各３回以上の差データを用
いる構成も考えられる。

【００４３】図８を参照しながら従来技術の方法と本実
施形態の方法とを比較する。同図に示すように、時間帯
１（ここで、時間帯とは、センサ２５による高さ位置検
出をｎ回行う時間である）において粗糸Ｒの張力が目標
値よりも小さく、粗糸Ｒの平均高さ位置が設定粗糸位置
よりも低い位置で検出されたとする。このときの検出さ
れた粗糸Ｒの位置と設定粗糸位置をの差を「１０」とす
る。ここで、「１０」とは、たとえばブロック番号の差
である。

【００４４】この場合、従来方法では、ボビン回転数を
「１０」に相当する量だけ増加させる。このことによ
り、粗糸Ｒの張力が大きくなり、粗糸Ｒの平均高さ位置
が高くなって設定粗糸位置に近づくが、各時間帯は十分
に小さく、また、一般に、補正信号を出力してから巻取
用モータがその指示に従った状態に落ち着くまでには遅
延が生じるので、時間帯２において粗糸Ｒの平均高さ位
置は設定粗糸位置には到達していない。この場合、時間
帯２における検出結果に従って、ボビン回転数は「５」
に相当する量だけ増加される。上記回転数補正の結果、
時間帯３において粗糸Ｒの平均高さ位置が設定粗糸位置
に一致したとすると、この場合、両者の差は「０」なの
で、ボビンの回転数を増減させるような信号は出力され
ない。ところが、上述したように、補正信号を出力して
から巻取用モータがその指示に従った状態に落ち着くま
でには遅延が生じるので、時間帯１または時間帯２など
において生成された補正指示信号による影響が時間帯３
において現れてしまう。すなわち、時間帯１〜３におい
てボビン回転数を増加させていくと、その回転数が速く
なりすぎ、時間帯４では、粗糸Ｒの平均高さ位置が設定
粗糸位置よりも高くなってしまう恐れがある。このよう
に、従来方法においては、いわゆるオーバーシュートが
起こってしまう可能性が高かった。

【００４５】これに対して、本実施形態の方法では、上
記(2) 式に示すように、今回の差データだけでなく、前
回および前々回の差データをも考慮してボビン回転数を
制御する。このため、上述の説明と同様に、時間帯１〜
２における補正によってボビン回転数が増加して時間帯
３において粗糸Ｒの平均高さ位置が設定粗糸位置に一致
したとすると、上記(2) 式の第２項は「０」になるが、
第１項と第３項との和が負の値になるので、時間帯３で
は、ボビン回転数を減少させる方向の補正信号が出力さ
れることになる。このような補正方式により、粗糸Ｒの
平均高さ位置が設定粗糸位置を大きくオーバーシュート
してしまうような現象が防止され、粗糸張力を素早く正
確に適正状態になるので、安定した紡出運転を継続でき
る。

【００４６】図９は、粗糸Ｒの高さ位置を検出してその
張力を補正するための信号を生成する処理のフローチャ
ートである。以下では、センサ２５において、一定時間
間隔ごとに受光部４３の出力を取り込んで、各データ取
込みタイミングにおける振動している粗糸Ｒの高さ位置
を検出する構成を前提とする。

【００４７】ステップＳ１〜Ｓ４は、あるタイミングに
おいて粗糸Ｒの高さ位置を検出する処理であり、一定時
間ごとに繰り返し実行される。ステップＳ１では、受光
部４３の出力としての検出信号を受信したか否かをモニ
タし、受信したらばステップＳ２へ進む。ステップＳ２
では、受光部４３の出力データを調べ、所定個数以上の
受光素子が連続して遮光されている領域においてその上
限位置ａおよび下限位置ｂを求める。

【００４８】ステップＳ３では、粗糸Ｒの中心位置を求
める。すなわち、ステップＳ２で得た上限位置ａと下限
位置ｂとの平均値Ａを算出する。ステップＳ４では、ス
テップＳ３で得た粗糸Ｒの中心位置Ａが属する受光ブロ
ックを求める。この受光ブロックのブロック番号をＸと
する。上記ステップＳ１〜Ｓ４を繰り返し実行すること
により、順次ブロック番号Ｘが生成される。

【００４９】ステップＳ５〜Ｓ８は、所定期間（上記ス
テップＳ１〜Ｓ４の処理をｎ回繰り返して各検出タイミ
ングごとに粗糸Ｒの高さ位置データを得るのに要する時
間）内における粗糸Ｒの平均高さ位置を算出し、その平
均高さ位置と設定値（目標高さ位置）との差を求める処
理である。

【００５０】ステップＳ５では、ステップＳ４で生成さ
れたブロック番号を取り込んで保持する。ステップＳ６
では、保持されているブロック番号の数が所定数ｎに達
したかを調べ、達したときにステップＳ７へ進む。ステ
ップＳ７では、保持されているｎ個のブロック番号の平
均値＜Ｘ＞を求める。ステップＳ８では、ステップＳ７
で求めたブロック番号の平均値＜Ｘ＞と、予め設定して
ある設定値Ｘ0 との差Ｄを算出し、その算出値Ｄを保持
する。

【００５１】ステップＳ９では、今回、前回、および前
々回の処理で得られた差データを用いて上記(2) に従っ
て補正量データＨを算出する。そして、ステップＳ１０
において、その補正量データＨに基づいて巻取用モータ
の回転数を制御するための補正信号を出力する。

【００５２】なお、上記実施例では、粗糸の高さ位置を
表す情報としてブロック番号を用いているが、素子番号
を用いて表してもよい。このような構成とする場合に
は、図３において、中心ブロック位置検出部４５は不要
となる。

【００５３】また、本発明は、粗糸の高さ位置を検出す
る方法として、上述した従来の装置（特開昭６０−３４
６２８号公報などに開示されている技術）のように、粗
糸によって遮光された受光素子の信号をすべて用い、そ
れらを平均化することによって振動する粗糸の平均位置
を得るようにしてもよい。すなわち、例えば、図１０に
示すように、ある瞬間に粗糸Ｒが素子番号ｅＮ（上から
数えてＮ番目の素子）〜ｅＭ（上から数えてＭ番目の素
子：Ｍ＞Ｎ）に対応する受光素子を遮光していたする
と、その瞬間の粗糸Ｒの高さ位置を図１０に示す式で表
すような場合にも適用できる。この場合、粗糸の平均高
さ位置は、図１０に示す式に従って得られる値の平均値
となる。

【００５４】さらに、上記実施形態では、風綿などの影
響を除去するための一構成例として図７に示す方式を示
したが、他に構成でも可能である。たとえば、各受光ブ
ロックごとに、その受光ブロックに属する全ての（ある
いは、所定個数以上の）受光素子が遮光されているか否
かを調べ、全ての（あるいは、所定個数以上の）受光素
子が遮光されている複数の受光ブロックの中で中心に位
置する受光ブロックを求めればよい。この方式の場合、
たとえば、図６に示す状態のときには、すべての受光素
子が遮光されている受光ブロックは、ブロックｂ２〜ｂ
４であり、これら３つの受光ブロックの中心に位置する
受光ブロックのブロック番号として「ｂ３」が得られ
る。この結果は、図７を参照しながら説明した方式で得
られたものと一致している。

【００５５】また、上記実施形態では、粗糸巻取りボビ
ンの駆動系として、ドラフト装置やフライヤを駆動する
モータと独立した巻取用モータを設けたコーンドラムレ
ス方式を採り上げて説明したが、本発明は、この構成に
限定されるものでなく、例えば、コーンドラム方式の粗
紡機にも適用可能である。この場合、補正信号は、一対
のコーンにかけられたベルトの位置をシフトさせる信号
として出力される。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、ある検出期間において得られ
た補正情報だけでなく、過去に得られた補正情報をも利
用してボビン回転数をきめ細かく制御するので、粗糸の
高さ位置を短時間にかつ正確に設定位置に合わせること
ができ、粗紡機の紡出運転を安定して継続できる。ま
た、風綿などが存在する環境であっても、粗糸の高さ位
置を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の粗紡機の要部の構成図である。

【図２】粗紡機の駆動系の構成図である。

【図３】補正量算出システムのブロック図である。

【図４】イメージセンサの配置を説明する図である。

【図５】イメージセンサの構成を説明する図である。

【図６】粗糸の高さ位置を検出手法を説明する図であ
る。

【図７】風綿などの影響を除去する方式を説明する図で
ある。

【図８】粗糸の高さ位置を設定値に近づける処理を模式
的に示した図である。

【図９】粗糸の高さ位置を検出してその張力を補正する
ための信号を生成する処理のフローチャートである。

【図１０】粗糸の高さ位置を検出する他の方法を説明す
る図である。

【符号の説明】

１フロントローラ２フライヤ２ａフライヤトップ１１巻取用モータ２５センサ２６制御装置２７マイコン２８ＣＰＵ２９プログラム用メモリ（ＲＯＭ）３１作業用メモリ（ＲＡＭ）３５ｂ巻取用モータ駆動回路４１イメージセンサ４２発光部４３受光部４４粗糸中心位置検出部４５中心ブロック位置検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粗紡機のフロントローラからフライヤト
ップに至る粗糸の位置を前記フロントローラとフライヤ
トップとの間に配設された非接触式の粗糸位置検出装置
によって検出し、その検出値に応じて粗糸巻取りボビン
の回転数を調整して粗糸張力を制御する粗紡機の粗糸張
力制御方法において、前記粗糸位置検出装置を多数の受光器を備えた光電式検
出装置により構成し、粗紡機の運転中、上下方向に振動する粗糸の各高さ位置
を前記粗糸位置検出装置により所定時間に渡って連続的
に検出し、前記所定時間内に検出された各高さ位置に基づいて粗糸
の平均高さ位置を算出し、前記平均高さ位置を予め設定されている設定粗糸位置と
比較して差分を求め、前記差分、前回の所定時間内に検出された粗糸の平均高
さ位置に基づく設定粗糸位置との差分、および前々回の
所定時間内に検出された粗糸の平均高さ位置に基づく設
定粗糸位置との差分に基づいて粗糸巻取りボビンの回転
数の補正量を算出し、前記補正量を用いて粗糸巻取りボビンの回転数を調整す
るを特徴とした粗紡機における粗糸張力制御方法。
【請求項２】粗紡機のフロントローラからフライヤト
ップに至る粗糸を挟むようにして投光器と受光器とが配
設され、その受光器の出力が上記粗糸を巻き取るための
ボビンの回転数の制御に利用される粗糸位置検出装置で
あって、各々の大きさが上記粗糸と比べて小さく、上記投光器か
ら出力された光線を受光する列状に配設された多数の受
光素子と、上記多数の受光素子のうち所定数以上の受光素子が連続
して遮光されている領域を検出し、その領域の中心位置
を表すデータを出力する中心位置データ生成手段とを有
する粗糸位置検出装置。
【請求項３】上記多数の受光素子をそれぞれが複数の
連続した受光素子を含む複数のブロックに分割するとと
もに、それら各ブロックに対して順番に識別番号を付与
し、上記中心位置データ生成手段は、上記領域の中心位置を
表すデータとしてその中心位置が属するブロックの識別
番号を出力する請求項２に記載の粗糸位置検出装置。