JPH1149430A - 粗紡機の粗糸張力制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粗糸の高さ位置を早期に目標位置に近づけ、
安定した粗糸張力状態で粗紡機の紡出運転を継続する。 【解決手段】 フロントローラからフライヤトップに至
る粗糸の高さ位置を検出するセンサが３錘に設けられて
いる。粗糸の高さ位置が各センサにより所定時間毎に１
回検出され、その検出位置と予め設定されている目標粗
糸位置との差分が各錘毎に求められる。次に３錘の各差
分のうちの有効データを使用して差分の平均値 <Ｄ> が
求められる。そして、前記差分の平均値 <Ｄ> 、前回の
粗糸位置検出時における差分の平均値 <Ｄ1>及び前々回
の粗糸位置検出時における差分の平均値 <Ｄ2>に基づい
て粗糸巻取りボビンの回転数の補正量が算出される。そ
の補正量を用いて粗糸巻取りボビンの回転数が調整され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粗紡機の粗糸張力制
御方法及び粗糸張力制御装置に係り、特にフロントロー
ラとフライヤトップ間の粗糸位置を検出する非接触式の
粗糸位置検出装置からの出力信号に基づいてボビンの巻
取り速度を変速制御する制御部を備えた粗紡機の粗糸張
力制御方法及び粗糸張力制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボビンリード式の粗紡機においては、フ
ロントローラより一定速度で送り出される粗糸を、所定
速度で回転しているフライヤとそれより高速で回転する
ボビンとの回転速度差により粗糸に撚りを掛けつつボビ
ンに巻取る。粗糸の巻取りを良好に行うにはフロントロ
ーラとフライヤトップ間の粗糸に適度なたるみがある状
態が必要である。また、巻取り時の粗糸張力に変動があ
ると、巻き取られた粗糸の単位長さ当たりの重量が変動
して糸むらの原因となる。

【０００３】粗糸張力を一定に保持するには粗糸の送出
量と巻取り量とがほぼ同一となるように巻取りを行う必
要がある。巻取り開始から終了までボビンの回転速度を
一定に保持した場合は、巻取り粗糸層の増加（粗糸巻径
の増加）に伴い巻取り速度が増大する。従来、巻取時の
粗糸の張力を一定に保持する方法として、一対のコーン
ドラム及びベルトシフタを用いた変速装置により、ボビ
ンの回転速度がボビンに巻取られた粗糸層の増大に伴い
順次低下するように制御していた。ところが、紡出条件
によりボビンに巻取られた粗糸層の数に対する粗糸巻径
の増加の割合が変わるため、紡出条件に対応してコーン
ドラムの形状を変更（コーンドラムを交換）するか、ベ
ルトシフタの移動量を調整可能な補助カムを用いて紡出
条件に対応して変更する（特公昭５２−４８６５２号公
報）必要があり、紡出条件の変更毎に前記の面倒な交換
あるいは調整作業が必要であった。

【０００４】これらの不都合を解消するため、フロント
ローラとフライヤトップ間に、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連続して検出可能なセン
サを設け、紡出中の粗糸の位置が予め設定した目標位置
となるようにコーンドラムに巻掛けられたベルトをシフ
トさせてボビンの回転速度を調節して巻取り張力を制御
するようにした装置が提案されている（例えば、特開昭
６０−３４６２８号公報、特開昭６２−８９７９号公報
及び特開平３−４２４７１号公報）。

【０００５】これらの公報に開示された方法では、前記
従来技術に比較して、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、より精確な粗糸の張力調整が可
能となる。そして、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、その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か否かを調べ、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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記公報（特開昭６０
−３４６２８号公報、特開昭６２−８９７９号公報及び
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。そし
て、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、粗糸張力が小さ過
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。

【０００７】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、必要以上に
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させる
ための調整を長期間に亘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精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。

【０００８】また、所定時間の平均高さ位置を検出して
補正量を算出するため、所定時間が経過するまではボビ
ン回転数の補正量の演算が行われず、急激な粗糸位置変
動に対する制御応答性が悪いという問題もある。例え
ば、所定時間内に高さ位置データのサンプリングを１０
回行い、サンプリング間隔を数ミリ秒とすると、数十ミ
リ秒間は制御ができない。

【０００９】また、前記公報に開示された構成では、粗
糸位置検出装置の受光器を構成する各素子が、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、例えば、
粗糸位置の測定エリアに風綿等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、不適確なデータも平均値の算出に
使用され、平均高さ位置の精度が悪くなる場合がある。

【００１０】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は粗糸の高さ位置を早期に目標位
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及び粗糸張力
制御装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、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高さ
位置を前記粗糸位置検出装置によって所定時間毎に１回
検出し、その検出位置と予め設定されている目標粗糸位
置との差分を求め、前記差分、前回の粗糸位置検出時に
おける差分及び前々回の粗糸位置検出時における差分に
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
るようにした。

【００１２】請求項２に記載の発明では、粗紡機のフロ
ントローラとフライヤトップに至る粗糸の位置を検出す
る非接触式の粗糸位置検出装置からの出力信号に基づい
てボビンの巻取り速度を変速制御する制御部を備えた粗
紡機において、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、前記制御部は、適
正張力状態におけるフロントローラからフライヤトップ
に至る粗糸の目標位置を記憶する記憶手段と、粗紡機の
運転中、上下方向に振動する粗糸の高さ位置を所定時間
毎に１回前記粗糸位置検出装置の検出信号に基づいて求
めるとともに、その粗糸の高さ位置と予め設定されてい
る粗糸の目標位置との差分を求める演算手段と、前記差
分、前回の粗糸位置検出時における差分及び前々回の粗
糸位置検出時における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、その補正量を用いて粗糸巻
取りボビンの巻取り速度を変速制御する制御手段とを有
する。

【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明において、前記粗糸位置検出装置は複数錘に設
けられ、前記制御手段は各錘毎に前記各差分を算出し、
その算出した前記各差分の平均値に基づいて前記補正量
を算出する。

【００１４】請求項４に記載の発明では、請求項２又は
請求項３に記載の発明において、前記制御手段は、前記
演算手段により求められた差分データの有効性の判定を
行い、有効データを用いて補正量の算出を行う。

【００１５】従って、請求項１に記載の発明では、粗紡
機の運転中、上下方向に振動する粗糸の高さ位置が、非
接触式の粗糸位置検出装置によって所定時間毎に１回検
出され、検出された粗糸の高さ位置と予め設定されてい
る目標粗糸位置との差分が求められる。そして、前記差
分、前回の粗糸位置検出時における差分及び前々回の粗
糸位置検出時における差分に基づいて粗糸巻取りボビン
の回転数の補正量が算出され、その補正量を用いて粗糸
巻取りボビンの回転数が調整される。

【００１６】請求項２に記載の発明では、粗紡機の運転
中、上下方向に振動する粗糸の高さ位置が、非接触式の
粗糸位置検出装置によって所定時間毎に１回検出され
る。演算手段により、今回検出された粗糸の高さ位置と
予め設定されている粗糸の目標位置との差分が求められ
る。制御手段により、前記差分、前回の粗糸位置検出時
における差分及び前々回の粗糸位置検出時における差分
に基づいて粗糸巻取りボビンの回転数の補正量が算出さ
れる。そして、その補正量を用いて粗糸巻取りボビンの
巻取り速度が制御手段により変速制御される。

【００１７】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明において、複数錘に設けられた各粗糸位置検出
装置の検出信号に基づいて、制御手段により各錘毎に前
記各差分が算出される。そして、その算出された各差分
の平均値に基づいて前記補正量が算出され、その補正量
を用いて粗糸巻取りボビンの巻取り速度が変速制御され
る。

【００１８】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の発明において、前記演算手段により求められた差分
データの有効性の判定が制御手段により行われ、有効デ
ータを用いて補正量が算出される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図面に従って説明する。粗紡機の駆動系は基本
的には本願出願人が先に提案（特開昭６３ー２６４９２
３号公報）したものと同じであるが、ボビンレールの昇
降動切替機構が異なっている。

【００２０】図２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（何
れも図示せず）を介して回転駆動されるようになってい
る。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。前記ドライビングシャフトの回転
がベルト伝動機構（図示せず）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７ａが固着されている。被動歯車７ａと噛
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ようになっ
ている。巻取用モータ１１、差動歯車機構１２等により
粗糸巻層の増加に対応してボビン回転速度を変速させる
巻取速度変速装置が構成されている。

【００２１】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と噛合する歯車１
４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及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、該中間軸１９と前記駆動軸１７との間に設けられた
一対の歯車列２０，２１と、歯車列２０，２１の回転を
中間軸１９に伝達する電磁クラッチ２２，２３とから構
成されている。そして、電磁クラッチ２２，２３の励消
磁により回転軸１５の回転方向、即ちボビンレール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１
５の端部にはボビンレール６の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。

【００２２】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粗糸位
置検出装置としてのセンサ２５が設けられている。セン
サ２５は複数個、この実施の形態では３個設けられてい
る。センサ２５には多数の受光器を備えた光電式検出装
置が使用されている。図４に示すように、センサ２５は
発光部２６ａと、該発光部２６ａに対向する受光素子の
列によって構成される受光部２６ｂとを備えている。そ
して、発光部２６ａと受光部２６ｂとの間に粗糸Ｒが位
置するようになっている。この実施の形態では、発光部
２６ａは例えば列状に配設された多数の赤外線発光ダイ
オード列から構成され、受光部２６ｂにＣＣＤ方式のイ
メージセンサが使用されている。イメージセンサは１列
に並んだ２０４８個の受光素子を有し、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Ｒの
位置を精度良く検出できる。各受光素子は例えば上から
順に「１」〜「２０４８」のアドレス（素子番号）が付
与されている。素子番号は粗糸の高さ位置を表すデータ
として使用される。

【００２３】各受光素子は発光部２６ａからの光を受光
すると電気信号を出力するようになっている。即ち、粗
糸Ｒが発光部２６ａからの光を遮ることにより、粗糸Ｒ
の位置と対応した受光素子が光を受けなくなるため、そ
の受光素子を検出することによって粗糸Ｒの位置が求め
られる。図２に示すように、センサ２５は受光部２６ｂ
を構成するイメージセンサの列がフロントローラ１とフ
ライヤトップ２ａとを結ぶ直線に対してほぼ直交する状
態で配設される。

【００２４】次に前記駆動系を駆動制御するための電気
的構成を図３に従って説明する。制御部としての制御装
置２７を構成するマイクロコンピュータ（以下、マイコ
ンという）２８は演算手段及び制御手段としての中央処
理装置（以下、ＣＰＵという）２９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３０と、入力装置３１により入力された入力
データ及びＣＰＵ２９における演算処理結果等を一時記
憶する読出し及び書替可能なメモリ（ＲＡＭ）よりなる
記憶手段としての作業用メモリ３２とから構成されてい
る。ＣＰＵ２９はプログラムメモリ３０に記憶されたプ
ログラムデータに基づいて動作する。

【００２５】紡出粗糸重量、繊維種、フライヤ回転数等
の紡出条件を入力する入力装置３１は制御装置２７にキ
ーボードとして一体に組込まれている。前記ロータリエ
ンコーダ２４及びセンサ２５からの出力信号は入力イン
タフェース３３を介してＣＰＵ２９に入力されるように
なっている。また、制御装置２７には設定スイッチＳが
設けられ、設定スイッチＳをオン操作すると、そのとき
のセンサ２５の粗糸検出位置が作業用メモリ３２に記憶
されるようになっている。

【００２６】電磁クラッチ２２，２３はＣＰＵ２９から
の信号に基づき、電磁クラッチ励消磁回路３４を介して
その励消磁が制御され、ボビンレール６の昇降切換が行
われる。また、ＣＰＵ２９は出力インタフェース３５、
モータ駆動回路３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及びインバータ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介して主モータＭ、巻取用モ
ータ１１及び昇降用モータ１６を駆動制御する。

【００２７】プログラムメモリ３０には紡出条件から適
正張力状態におけるフロントローラ１からフライヤトッ
プ２ａに至る粗糸Ｒの目標位置（目標粗糸位置）を演算
する演算式あるいは目標粗糸位置を求めるためのデータ
ベースが記憶されている。また、プログラムメモリ３０
には受光素子のアドレスと粗糸の高さ位置の関係を示す
演算式が記憶されている。

【００２８】ＣＰＵ２９はセンサ２５の出力信号から粗
糸Ｒと対応する受光素子のアドレス、即ち遮光された連
続する受光素子のアドレスの平均値から粗糸の高さ位置
を演算する。ＣＰＵ２９は粗紡機の運転中、粗糸Ｒの高
さ位置を所定時間毎に１回検出し、その検出位置と予め
設定されている目標粗糸位置との差分を求める。そし
て、ＣＰＵ２９は前記差分データの有効性の判定を行
い、有効データを用いて３錘の粗糸位置の差分の平均値
を補正量の算出に使用する。

【００２９】ＣＰＵ２９は前記差分、前回の粗糸位置検
出時における差分及び前々回の粗糸位置検出時における
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、その補正量を用いて粗糸巻取りボビンの回転速度
（巻取り速度）を変速制御する。

【００３０】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。機台の運転に先立ってまずフロントローラ１
とフライヤトップ２ａ間に粗糸Ｒを緊張状態で張設す
る。そして、設定スイッチＳをオン操作し、この時のセ
ンサ２５の遮光位置を作業用メモリ３２に記憶させる。
この粗糸位置が基準位置になる。

【００３１】次に紡出粗糸重量（ゲレン）、繊維種、フ
ライヤ回転数等の紡出条件及びセンサ２５の位置が入力
装置３１により入力される。紡出条件及びセンサの位置
が入力されるとＣＰＵ２９はプログラムメモリ３０に記
憶されたデータベースに基づいて、当該紡出条件におけ
る目標粗糸位置を演算する。そして、その値が作業用メ
モリ３２に目標粗糸位置Ｘ₀ として記憶される。

【００３２】その後、粗紡機の運転が開始され、主モー
タＭによりフロントローラ１及びフライヤ２がそれぞれ
回転駆動される。また、機台の起動と同時に巻取用モー
タ１１及び昇降用モータ１６も駆動され、差動歯車機構
１２に入力された主モータＭの回転力と、巻取用モータ
１１の回転力とが差動歯車機構１２で合成され、合成さ
れた回転力により回転軸９が駆動されてスピンドル７が
回転駆動される。これによりドラフト装置で延伸された
粗糸Ｒがフライヤ２により加撚され、フライヤ２より高
速で回転するボビンＢに層状に巻取られる。また、昇降
用モータ１６の駆動により、切替機構１８、回転軸１５
等を介してリフターラック１３とともにボビンレール６
が昇降動される。巻取り速度及びボビンレール６の昇降
速度は巻取用モータ１１及び昇降用モータ１６の回転速
度を変更することにより変更される。

【００３３】ＣＰＵ２９はロータリエンコーダ２４から
の出力信号によりボビンレール６の昇降切替えを検知
し、巻取粗糸層が１層増加する毎に、ボビン回転速度が
所定量減速するようにインバータ１０ｂを介して巻取用
モータ１１を駆動制御する。また、昇降用モータ１６の
速度も巻取用モータ１１の速度に対応して減速制御さ
れ、ボビンレール６の移動速度が巻取り速度に同期して
減速される。

【００３４】制御装置２７は粗糸位置が目標粗糸位置か
ら所定の範囲内となるようにインバータ１０ｂを介して
巻取用モータ１１を駆動制御する。即ち、粗糸Ｒが適正
張力状態の粗糸Ｒより下方に位置するときは、巻取用モ
ータ１１の駆動速度が速くなるように変速制御される。
また、粗糸Ｒが適正張力状態の粗糸Ｒより上方に位置す
るときは、巻取用モータ１１の駆動速度が遅くなるよう
に変速制御される。

【００３５】制御装置２７には各センサ２５の出力信号
が常に入力されており、ＣＰＵ２９は図１に示すフロー
チャートに従って所定時間間隔（例えば、数ミリ秒間
隔）で粗糸張力制御処理を行う。ＣＰＵ２９はステップ
Ｓ１で各センサ２５の出力信号を取り込み、ステップＳ
２で各センサ２５について所定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Ｕ及び下
限位置Ｌを求める。図５に示すように、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Ｒが
発光部２６ａから受光素子に向かう光を遮光する場合、
連続した多数個の受光素子が遮光される状態となる。Ｃ
ＰＵ２９はセンサ２５の受光素子が、粗糸Ｒの太さに対
応して予め設定された所定数以上連続して遮光された状
態の領域を粗糸Ｒにより遮光された領域と判断する。そ
して、その上限位置に対応する受光素子（図５では素子
番号ｅ５）及び下限位置に対応する受光素子（図５では
素子番号ｅ３５）の位置をそれぞれ粗糸Ｒの上端及び下
端の位置とみなして、上限位置Ｕ及び下限位置Ｌを求め
る。

【００３６】ステップＳ３では粗糸Ｒの中心位置Ｃを求
める。即ち、ステップＳ２で得た上限位置Ｕと下限位置
Ｌとの平均値（Ｕ＋Ｌ）／２を算出する。ステップＳ４
では各粗糸Ｒの検出位置（中心位置Ｃ）と目標粗糸位置
Ｘ₀ との差分Ｄ＝Ｘ₀ −Ｃをそれぞれ求める。

【００３７】次にＣＰＵ２９はステップＳ５で各差分Ｄ
のデータの有効性の判断を行う。この実施の形態では、
各差分Ｄの値が予め設定されている上側の基準値Ｕｓ及
び下側の基準値Ｌｓの間に有る場合は有効と判断し、上
側の基準値Ｕｓより大きな場合又は下側の基準値Ｌｓよ
り小さな場合は無効と判断する。そして、ＣＰＵ２９は
ステップＳ６で有効な差分Ｄの平均値 <Ｄ> を求める。
即ち、全部が有効な場合は３個のデータの平均値が、２
個が有効な場合は２個のデータの平均値が、１個が有効
な場合はその値がそれぞれ差分Ｄの平均値 <Ｄ> とな
る。

【００３８】次にＣＰＵ２９はステップＳ７で今回の差
分Ｄの平均値 <Ｄ> 、前回の粗糸位置検出時における差
分Ｄ1 の平均値 <Ｄ1>、及び前々回の粗糸位置検出時に
おける差分Ｄ2 の平均値 <Ｄ2>を用いて粗糸巻取りボビ
ンの回転数の補正量を算出する。この実施の形態ではＰ
ＩＤ制御（比例積分微分制御）を行うための補正量Ｈを
次式によって算出する。

【００３９】 Ｈ＝Ｋ_P (<Ｄ> − <Ｄ1>）＋Ｋ_I <Ｄ> ＋Ｋ_D ｛(<Ｄ> − <Ｄ1>）−(<Ｄ1>− <Ｄ2>）｝…（１） 但し、Ｋ_P 、Ｋ_I 及びＫ_D はそれぞれ比例定数である。 なお、運転開始直後の前回及び前々回の差分データがな
い時は、前回及び前々回の差分データはその時点の差分
データと等しいとして補正量を算出する。

【００４０】そして、ステップＳ８で補正量に対応する
指示回転数となる制御指令を巻取用モータ駆動回路３６
ｂを介してインバータ１０ｂに出力し、巻取用モータ１
１を変速制御する。

【００４１】次に従来の粗糸張力制御方法とこの実施の
形態の制御方法とを比較する。従来方法において、図６
に示すように、時間帯１において粗糸Ｒの張力が目標値
よりも小さく、粗糸Ｒの平均高さ位置が目標粗糸位置よ
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の位置と目標粗糸位置との差を「８０」とす
る。ここで、「８０」とは受光素子のアドレスの差であ
る。

【００４２】この場合、従来方法では、ボビン回転数を
「８０」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
が高くなって目標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
は目標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「４０」
に相当する量だけ増加される。この回転数補正の結果、
時間帯３において粗糸Ｒの平均高さ位置が目標粗糸位置
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又は時間帯２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以降に
現れてしまう。即ち、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過ぎ、時
間帯４では粗糸Ｒの平均高さ位置が目標粗糸位置よりも
高くなってしまう虞がある。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。

【００４３】一方、この実施の形態の方法では今回の差
分データだけでなく前回及び前々回の差分データをも考
慮してボビン回転数を制御する。即ち、補正量Ｈは前記
（１）式に従って算出されるため、今回の差分データが
０であっても、補正量が０になるとは限らず、過去の状
態に対応した補正量Ｈで補正が行われる。従って、補正
により粗糸位置が目標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、粗糸張力が素早く
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。

【００４４】例えば、図７はこの実施の形態における１
個のセンサ２５から得られる粗糸位置のサンプリングデ
ータと、そのサンプリングデータから求めた目標粗糸位
置との差分データを使用して演算された補正量Ｈの時間
変化を示すグラフである。図から明らかなように、補正
量Ｈは単にデータサンプリング時の粗糸位置と目標粗糸
位置との差に対応（比例）した値となるのではなく、過
去の状態によって補正量の値が変化する。例えば、図７
において、サンプリングデータが目標粗糸位置に近いＰ
１、Ｐ２、Ｐ３の３点に対応する補正量Ｈを見ると、そ
れぞれ異なる値となっている。補正量Ｈの差は大きさが
異なるだけでなく、増速するか、減速するかも違う場合
がある。

【００４５】この実施の形態では以下の効果を有する。 （イ） 検出粗糸位置と目標粗糸位置との差を補正する
ためのボビン回転数（巻取り速度）の補正量を算出する
場合、今回の差分データだけでなく前回及び前々回の差
分データをも考慮して算出する。従って、従来方法と異
なり補正により粗糸位置が目標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
が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】（ロ） 所定時間内にサンプリングした複
数のデータから求めた平均粗糸位置に基づいて補正を行
うのではなく、平均粗糸位置を求める場合の各データサ
ンプリング時のように短い所定時間毎に補正量を算出し
て補正を行う。従って、補正周期が短くなるとともに一
回の補正量が少なくなり、補正の遅れに起因するオーバ
ーシュートが生じてもその量が小さく、粗糸Ｒの張力変
動が少なくなる。

【００４７】（ハ） 平均粗糸位置に基づいて補正を行
う場合に比較して、補正周期が短いため、急な粗糸位置
変動に対する制御応答性が良くなる。 （ニ） センサ２５が複数錘（３錘）に設けられ、ＣＰ
Ｕ２９は各錘毎に前記差分Ｄを算出し、その算出した各
差分Ｄの平均値に基づいて前記補正量を算出するため、
１錘の粗糸位置に基づいて補正量を算出する場合に比較
して、粗紡機全体の粗糸状態を反映した粗糸張力制御を
行うことができる。

【００４８】（ホ） ＣＰＵ２９は複数錘（３錘）のセ
ンサ２５の検出信号から求められた差分データの有効性
の判定を行い、有効データを用いて補正量の算出を行
う。従って、いずれかのセンサが故障した場合やいずれ
かの錘の紡出状態が不良となって、補正量の算出に使用
すると悪影響を及ぼす粗糸位置データが得られても、そ
のデータを使用しないため、張力補正が良好に行われ
る。

【００４９】（ヘ） センサ２５を構成する受光部２６
ｂを１本の粗糸Ｒの太さと比べて極めて微小な受光素子
を多数１列に並べて構成し、ＣＰＵ２９は受光素子が粗
糸Ｒの太さに対応して予め設定された所定数以上連続し
て遮光された状態の領域を粗糸Ｒにより遮光された領域
と判断する。従って、風綿等明らかに粗糸Ｒと異なるも
のによって受光素子が遮光された場合に、その受光素子
位置を粗糸位置と判断する虞がなくなり、粗糸位置の検
出精度が高くなる。

【００５０】（ト） 粗糸位置として所定数以上連続し
て遮光された状態の領域の上限位置に対応する受光素子
及び下限位置に対応する受光素子の位置をそれぞれ粗糸
Ｒの上端及び下端の位置とみなして、その平均値を粗糸
位置とするので、粗糸位置を精度良く、簡単に求めるこ
とができる。

【００５１】なお、実施の形態は前記に限定されるもの
ではなく、例えば、次のように具体化してもよい。 ○ 補正量を算出する際、差分データの有効性を判断せ
ずに、求められた差分データの全てを単純に平均した平
均差分データを使用してもよい。

【００５２】○ センサ２５の数は複数に限らず１個で
もよい。複数の場合も３個に限らずの２個あるいは４個
以上、場合によっては全錘に設けてもよい。 ○ 差分データの有効性を判断する構成において、セン
サ２５を１個で使用する場合に、差分データが無効と判
断された場合、補正量を算出するときの今回の差分デー
タとして前回の差分データを使用する。

【００５３】○ 差分データの有効性を判断する構成に
おいて、センサ２５を１個で使用する場合に、差分デー
タが無効と判断された場合、補正量を算出するときの今
回の差分データとして、予め設定された値（例えば０）
を使用する。

【００５４】○ 差分データの有効性を判断する構成に
おいて、同じ錘の差分データが無効と判断された数をカ
ウントし、予め設定された所定時間内に所定回数以上無
効と判断された場合、報知装置を作動させてもよい。報
知装置としては警報ランプ、ブザー等がある。

【００５５】○ 受光部２６ｂの測定エリア内に風綿等
が存在した場合にそれらにより遮光された受光素子を粗
糸Ｒにより遮光されたものと区別する構成として、図８
（ｂ）に示す構成を採用してもよい。即ち、風綿が受光
素子１〜２個程度の光を遮光する太さである場合、３個
の受光素子からの出力が入力されるＯＲ回路３７と、そ
の出力が入力されるカウンタ３８を設ける。ＯＲ回路３
７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３７はその論理和を演算して出力する。カウン
タ３８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毎に「１」ずつイン
クリメントされ、ＯＲ回路３７の出力が「０」になった
ときのカウント値を出力する。

【００５６】図８（ａ）は図５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Ｆが存在した場合を
示している。このような場合、各受光素子は光を受光し
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及びｅ５以降は「０」を
出力する。

【００５７】図８（ｃ）は、図８（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３７に入力される。このとき、カウンタ３８のカウ
ント値を「１」とする。ここで、受光素子ｅ１〜ｅ３
は、遮光ビットを含んでいるが、ＯＲ回路３７の出力は
「１」なので、カウンタ３８はカウント値を出力しな
い。即ち、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。

【００５８】以降、ＯＲ回路３７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３８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３７に入力さ
れ、その出力が「０」になる。カウンタ３８は、ＯＲ回
路３７の出力が「０」になると、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３７の出力が「０」から「１」に変
化したときのカウンタ３８のカウント値に「２」を加算
した値として得られる。

【００５９】この場合、センサ２５にこの回路を組み込
んでおけば、ＣＰＵ２９がセンサ２５の各受光素子の出
力信号を入力する代わりに、カウンタ３８の出力信号を
入力することにより粗糸Ｒの上限位置Ｕ及び下限位置Ｕ
を簡単求めることができる。従って、センサ２５の数を
増やした場合に、ＣＰＵ２９の処理量を少なくでき、補
正周期を短くできる。

【００６０】○ 粗糸位置（中心粗糸位置Ｃ）を求める
場合、受光素子が連続して遮光されている領域の上限位
置Ｕ及び下限位置Ｌの平均値を算出する代わりに、連続
して遮光された受光素子の位置の全ての平均値を算出し
てもよい。

【００６１】○ センサ２５の発光部２６ａは、列状に
配設された多数の発光源（例えば赤外線発光ダイオード
列）から構成されるものに限らず、一つの光源からの光
をレンズ等によって受光部の列状に配設された全受光素
子をカバーできる平行光線にして受光部２６ｂに投光す
る構成でもよい。この場合は、光源が一つで済む。

【００６２】○ プログラムメモリ３０に紡出条件から
目標粗糸位置を演算する演算式あるいは目標粗糸位置を
求めるためのデータベースを記憶させておく構成に代え
て、紡出条件を入力装置３１で入力するときに、対応す
る目標粗糸位置を入力装置３１で入力して作業用メモリ
３２に記憶させてもよい。

【００６３】○ 粗糸Ｒの高さ位置を所定の基準位置か
らの距離として求める代わりに、受光素子のアドレス
（素子番号）として求めるようにしてもよい。従って、
差分データは、目標粗糸位置に対応する受光素子のアド
レスと、データサンプリング時の粗糸位置に対応する受
光素子のアドレスとの差として求められる。この場合
は、各受光素子のアドレスを基準位置からの距離に変換
する必要がなく、演算が簡単になる。

【００６４】○ 今回の差分データと、前回及び前々回
の差分データに基づいて補正量を算出する代わりに、今
回の差分データと前回の差分データから補正量を求めた
り、今回のデータと過去３回以上の差分データとを用い
て補正量を設定してもよい。これらの場合も、今回の差
分データに対応した（比例した）補正量でボビンの回転
数（巻取り速度）を制御する場合に比較して、過去の張
力状態を加味した分だけオーバーシュートが抑制され
て、粗糸の高さ位置を早期に目標粗糸位置に近づけるこ
とができる。

【００６５】○ 巻取り速度を変速する構成として、特
開昭６２−８５０３６号公報に開示された装置のよう
に、コーンドラムを使用するとともにベルトシフタと連
動するロングラックを駆動する歯車系をモータで駆動す
る構成としたり、粗紡機の駆動系として、差動歯車機構
１２を設けることなく各駆動系を全て独立してモータで
駆動する構成としてもよい。

【００６６】前記各実施の形態から把握できる請求項記
載以外の技術的思想（発明）について、以下にその効果
とともに記載する。 （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高さ位置を前記粗糸位置検出
装置によって所定時間毎に１回検出し、その検出位置と
予め設定されている目標粗糸位置との差分を求め、前記
差分及び過去の粗糸位置検出時における差分に基づいて
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粗紡機
の粗糸張力制御方法。この場合も、今回の差分データに
対応した（比例した）補正量でボビンの回転数（巻取り
速度）を制御する場合に比較して、過去の張力状態を加
味した分だけオーバーシュートが抑制されて、粗糸の高
さ位置を早期に目標粗糸位置に近づけることができる。

【００６７】（２） 請求項１〜請求項４及び（１）の
いずれかに記載の発明において、粗糸位置検出装置とし
て粗糸の太さに比較して極めて微小な受光素子が多数一
列に並んだ受光部を備えたセンサを使用し、受光素子が
粗糸の太さに対応して予め設定された所定数以上連続し
て遮光された状態の領域を粗糸により遮光された領域と
判断して、その遮光領域の両端の受光素子位置の平均値
を粗糸位置と判断する。この場合、風綿等の明らかに粗
糸と異なるものによって受光素子が遮光された場合に、
その受光素子位置を粗糸位置と判断する虞がなくなり、
粗糸位置の検出精度が高くなる。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１〜請求項４
に記載の発明によれば、粗糸の高さ位置を早期に目標位
置に近づけて、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。

【００６９】請求項３に記載の発明では、粗糸位置検出
装置が複数錘に設けられ、演算手段は各錘毎に算出した
目標粗糸位置と粗糸位置との差分の平均値に基づいて補
正量を算出するため、１錘の粗糸位置に基づいて補正量
を算出する場合に比較して、粗紡機全体の粗糸状態を反
映した粗糸張力制御を行うことができる。

【００７０】請求項４に記載の発明では、いずれかのセ
ンサが故障した場合やいずれかの錘の紡出状態が不良と
なって、補正量の算出に使用すると悪影響を及ぼす粗糸
位置データが得られても、そのデータを使用しないた
め、張力補正が良好に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 粗糸張力制御処理を示すフローチャート。

【図２】 粗紡機の駆動系の概略図。

【図３】 電気的構成を示すブロック図。

【図４】 センサと粗糸の関係を示す模式図。

【図５】 受光素子と粗糸との関係を示す模式図。

【図６】 従来方法の制御処理を模式的に示す図。

【図７】 実施の形態の粗糸位置と補正量の関係を示す
グラフ。

【図８】 （ａ）は受光素子と粗糸及び風綿の関係を示
す模式図、（ｂ）は粗糸の上限及び下限位置を出力する
回路、（ｃ）は作用を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１…フロントローラ、２ａ…フライヤトップ、２５…粗
糸位置検出装置としてのセンサ、２７…制御部としての
制御装置、２９…制御部を構成するとともに演算手段及
び制御手段としてのＣＰＵ、３２…記憶手段としての作
業用メモリ、Ｂ…ボビン、Ｒ…粗糸。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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高さ位置を
   前記粗糸位置検出装置によって所定時間毎に１回検出
   し、その検出位置と予め設定されている目標粗糸位置と
   の差分を求め、 前記差分、前回の粗糸位置検出時における差分及び前々
   回の粗糸位置検出時における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
   る粗紡機の粗糸張力制御方法。
2. 【請求項２】 粗紡機のフロントローラとフライヤトッ
   プに至る粗糸の位置を検出する非接触式の粗糸位置検出
   装置からの出力信号に基づいてボビンの巻取り速度を変
   速制御する制御部を備えた粗紡機において、 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、 前記制御部は、適正張力状態におけるフロントローラか
   らフライヤトップに至る粗糸の目標位置を記憶する記憶
   手段と、 粗紡機の運転中、上下方向に振動する粗糸の高さ位置を
   所定時間毎に１回前記粗糸位置検出装置の検出信号に基
   づいて求めるとともに、その粗糸の高さ位置と予め設定
   されている粗糸の目標位置との差分を求める演算手段
   と、 前記差分、前回の粗糸位置検出時における差分及び前々
   回の粗糸位置検出時における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、その補正量を用いて
   粗糸巻取りボビンの巻取り速度を変速制御する制御手段
   とを有する粗紡機の粗糸張力制御装置。
3. 【請求項３】 前記粗糸位置検出装置は複数錘に設けら
   れ、前記制御手段は各錘毎に前記各差分を算出し、その
   算出した前記各差分の平均値に基づいて前記補正量を算
   出する請求項２に記載の粗紡機の粗糸張力制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記演算手段により求
   められた差分データの有効性の判定を行い、有効データ
   を用いて補正量の算出を行う請求項３に記載の粗紡機の
   粗糸張力制御装置。