JPS60155757A - 織機の電動送り出し・巻取制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、織機の電動送り出しまたは電動巻取制御技術
に関し、特に織機の起動時における過渡的な運転に有効
なフィードフォワード制御方法およびその装置に係る。

発明の技術的背景 織機の送り出し運動は、たて糸に適切な張力を与えなが
ら、織目位置に供給する運動であり、また、巻取運動は
、製織された織布を所定の張力のもとに順次巻き取るた
めの運動である。一般に、これらの運動の制御系は、た
て糸または織布を制御対象とし、そのたて糸の張力を制
御目標とする張力制御系となっている。そしてこの張力
制御系は、メインループとしてＰＩ動作（比例・積分動
作）、またはＰＩ動作（比例・積分動作）を行うための
張力制御系にマイナループとして応答速度の速い速度制
御系を組み合わせて構成されている。

ところで、たて糸の張力は、織機の主運動と対応して１
回転中に脈動的な変動をする。この脈動的な張力の変動
は、通常、張力制御系の対象としない。このため張力制
御系は、大きな時定数の積分回路を有しており、織機の
１回転中の張力の変動をその積分回路の積分機能により
吸収している。

ところが、このような積分機能が存在するために、従来
のこの種の張力制御系では、張力変化の検出が遅（、再
起動時の変動が大きくなるという欠点がある。

一方、織機には、よこ止め装置が付設されている。この
よこ止め装置は、よこ入れ不良のときに織機を自動的に
停止させる。そこでこの織機の停止状態のときに、よこ
糸の修復作業が行われる。

ところで、織機が一旦停止すると、織布には、その停止
位置と対応して織段すなわち止め段が発生し、これが製
品の傷となる。この止め段の原因は、第１に、よこ糸不
良時に不良糸を抜き取ることによる織目の後退、第２に
、織機が長時間停止することによるたて糸の延びや織布
の縮みおよび第３として起動時のおさ打ち力の不足など
による。

このように織機が過渡的な運動状態にあるとき゛上記張
力制御系は、その大きな時定数の積分機能のために理想
的な制御を不可能としている。そこでこの織段防止のた
めに、寸動運転、逆転運転および起動時等の過渡的な運
転状態において、たて糸送り量の最適制御を行おうとす
ると、張力制御系の応答が遅く、確実な制御が実現され
にくい。

このような実情から、従来の張力制御系では、常に最適
な制御、特に織機の初期の起動や再起動時の過渡的な運
転状態での最適制御が不可能であり、織布の織段の発生
が避けられない状況にある。

発明の目的 ここに本発明の目的は、張力制御系によって不可能な制
御動作、特に織機の過渡的な運動状態での最適制御を実
現し、これによって織段特に止め段の発生を未然に防止
することである。

発明の概要 そこで本発明は、織機の電動送り出しまたは電動巻取制
御において、張力制御系すなわち張力フィードバンク制
御系とは別に、この張力フィードバック制御系によって
不充分な制御動作、例えば織機の寸動運転、逆転運転お
よび起動などの過渡的な運転時に、織機の運転態様や製
織条件などを運転データとしてフィードフォワード制御
により補正を行うようにしている。このフィードフォワ
ード制御の内容は、織機の運転態様および製織条件ごと
に、予め運転パターンとして記憶されている。そこでフ
ィードフォワード制御は、織機の現在の運転状態や製織
条件を検知し、記憶内容から最適な運転パターンを読み
出し、この運転パターンから制御信号を発生し、これを
織機の回転と連動して張力制御系に代わって送り出し用
または巻取用の駆動モータに印加するようにしている。

したがってたて糸の送り出し用または織布の巻取用の駆
動モータは、定常時にはメインループとして張力制御系
の制御下におかれるが、織機の過渡的な運転状態のとき
にけ、織機の運転態様および製織条件によって定められ
た運転パターンに基づくフィードフォワード制御系の制
御信号を受けて、織機の過渡的な運転に最適な回転状態
を実現する。

ところで、上記のフィードフォワード制御は、かなり高
度な制御技術であり、織機の１回転ごとに、速い応答速
度のもとに実現されなければならない。したがってこの
ようなフィードフォワード制御は、通常のりレージ−ケ
ンスなどの制御技術を用いても、理想的な応答速度で実
施できないことになる。

したがって本発明の他の目的は、上記フィードフォワー
ド制御をコンピュータ技術を用いて、高速で実現できる
ようにすることである。

上記目的のもとに、本発明は、制御の主要部として、中
央処理装置（ＣＰ　Ｕ）を採用し、これにメモリや入出
力機器を組み合わせてフィードフォーワード制御系を組
み立てるようにしている。

上記のようなフィードフォワード制御が行われると、つ
ぎのような機能が得られる。

まず、織機の運転状態、特に過渡的な運転時に予め設定
された運転パターンに基づいて送り出し用または巻取用
の直流モータの回転速度、回転数および回転方向が必要
な状態で制御されるから、ロールやベルトなどの部分で
の機械的な摩擦によって、ビームの回転による動きが織
目に確実に反映され、したがって織段特に止め段の発生
が確実に防止できる。

また、運転パターンの設定時に、糸の延びや織機の機械
的な損失などを予め見込んで補正できるから、張力制御
系で実現不可能な最適制御が可能となる。しかも、織機
ごとに巻径が相違しており、また機械的な損失が織機固
有の値として現れていても、その織機ごとに運転パター
ンが最適な値で設定できるから、張力制御系で実現不可
能なフィードフォワード制御が実現できる。

さらに、織機の運転様態ごと例えば織機の繰り返し寸動
運転や逆運転などが行われても、そのような運転様態ご
とに運転パターンが予め記憶されておれば、必要なピン
ク数の前進や戻しが過不足なく正確に行える。

実施例の構成 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

まず、第１図は、本発明の前提となる織機の送り出しお
よび巻取運動の概要を示している。たて糸１は、送り出
しビーム２に巻付けられており、その上方のテンション
ロール３を経て、はぼ水平方向となり、ベルト４によっ
て開口５を形成しながら、織口６の部分でよこ糸７と交
錯し、おさ８のおさ打ち運動によって織布９となる。こ
の織布９は、例えばロール状の固定的なプレストビーム
１０によって方向を変え、案内ロール１１．１２により
巻取りロール１３の外周に巻付けられてから、布巻ビー
ム１４に順次巻取られていく。そして上記送り出しビー
ム２および巻取りロール１３は、それぞれ送り出し用の
直流モータ１５および織布巻取用の直流モータ１６によ
って駆動される関係にある。

つぎに第２図は上記直流モータ１５または直流モータ１
６の制御系を示している。この本発明のの制御系は、張
力制御系の制御装置１７およびフィードフォワード系の
制御装置１８によって構成されており、これらの制御装
置１７および制御装置１８は、切り換えによって、択一
的に用いられる。なお、以下の記述は、説明の便宜上、
送り出し用の直流モータ１５を制御対象として説明する
。

上記張力制御系の制御装置１７は、張力設定器１９、加
算点２０、ＰＩ制御器２１、常閉型の接点２２、加算点
２３．２４および駆動増幅器２５を備えており、これら
は順次直列に接続され、最後の駆動増幅器２５の出力端
で直流モータ１５に接続されている。そして上記テンシ
ョンロール３の位置にたて糸１の張力変化を検出するた
めの張力検出器２６がスプリング２７などを介在させた
状態で設けられているが、この張力検出器２６は、上記
張力制御系の加算点２０に負帰還の状態で接続されてい
る。また送り出し用の直流モータ１５に機械的に連結さ
れたタコジェネレータ２８の出力端は、加算点２４に負
帰還状態で接続されており、速度フィードバック方式の
駆動制御系を構成している。

そしてフィードフォワード系の制御装置１８は、主要部
として入力機器２９、検出器３０、メモリ３１、中央処
理装置（ＣＰＵ）３２および駆動制御装置３３を備えて
いる。

上記入力機器２９、検出器３０、メモリ３１およびＣＰ
Ｕ３２は、データバス３４を通じて相互に連絡できる状
態にあり、駆動制御装置３３の入力端に接続されている
。この駆動制御装置３３の出力端は、接点３６を経て、
加算点２３に接続されている。この接点３６および前記
接点２２は、ともに出力制御器３７によってオンまたは
オフの状態に駆動される。なお、この出力制御器３７は
、織機制御装置３８から制御に必要な情報を取り入れる
。この織機制御装置３Ｂは、検出器３０との間で、情報
の交換をする。

そして第３図は、上記駆動制御装置３３の具体的な回路
例を示している。上記駆動制御装置３３の入力側のイン
ターフェース３５は、アンプダウン式のカウンタ３９の
入力端、クリア端子およびリセット端子にそれぞれ接続
されており、またこのカウンタ３９の出力端子は、Ｄ／
Ａ変換器４０およびインターフェース３５の入力端にそ
れぞれ接続されている。また前記タコジェネレータ２８
にエンコーダ４１が機械的に連結されている。このエン
コーダ４１は、波形整形回路４２、分周回路４３を経て
、カウンタ３９のダウン入力端に接続されている。さら
に上記Ｉ）／Ａ変換器４０の出力端は、反転増幅回路４
４、接点４５および加算点４６を経て、接点３６の一方
の側に接続されている。またＤ／Ａ変換器４０の出力端
は、分岐して接点４７によって直接加算点４６にも接続
されている。一方、インターフェース３５の正転出力端
４８および逆転出力端４９は、それぞれ駆動回路５０．
５１に接続さてれており、これらの駆動回路５０．５１
は、上記接点４７．４５をそれぞれ選択的に動作させる
。

実施例の動作 つぎに上記張力制御系の制御装置１７およびフィードフ
ォワード系の制御装置１８の動作を説明する。

張力制御系の制御装置１７は、織機の定常運転状態での
制御を分担している。たて糸１または織布９の張力は、
張力設定器１９を操作することによって与えられる。こ
の張力設定器１９は、可変抵抗器などであり、目標の張
力に対応する信号を発生し、これを加算点２０を経てＰ
Ｉ制御器２１に送り込んでいる。ここでＰＩ制御器２１
は、Ｐ動作、■動作またはこれらの複合的な動作を行い
、張力制御に必要なＰＩ出力信号を発生している。

定常運転状態にあるとき、出力制御器３７は織機制御装
置３８から送られる情報によって、定常運転状態にある
ことを判断し、その判断結果に基づいて接点２２をオン
の状態のままとし、かつ接点３６をオフの状態に設定し
ている。このためＰＩ制御器２１のＰＩ出力信号は、加
算点２３．２４を経て、駆動増幅器２５に送り込まれる
。ここで駆動増幅器２５は、ＰＩ制御器２１のＰＩ出力
信号に基づいて直流モータ１５０回転速度の制御を行う
。この直流モータ１５の回転速度は、タコジェネレータ
２８によって速度フィードバック信号として加算点２４
に負帰還される。このようにして直流モータ１５の実際
の回転の偏差が解消する方向にフィードバック速度制御
系が構成されている。

また、たて糸１または織布９の実際の張力は、張力検出
器２６によって検出され、電気信号として加算点２０に
負帰還される。ここでも張力制御系の制御装置１７は、
制御対象すなわちたて糸１または織布９を含んでフィー
ドバック制御系を構成している。このようにして張力制
御系の制御装置１７は、製織の進行にかかわらず、たて
糸１または織布９の張力を目標の値に設定していく。

一方、織機がよこ入れミスなどによって自動的に停止す
ると、出力制御器３７は、織機制御装置３８からその停
止状態に対応する情報を取り入れ、張力制御系の接点２
２をオフの状態にし、これにかわってフィードフォワー
ド系の接点３６をオンの状態に設定する。これによって
制御装置１８の出力は、接点３６を経て加算点２３に印
加され得る状態となる。

さて、メモリ３１には、予め織機の運転態様および製織
条件ごとに直流モータ１５の回転方向、回転量および回
転速度などの運転データが入力されている。この入力は
、ＣＰＵ３２によって入力モードに設定し、入力機器２
９のキーボード中のファンクションキーやテンキーなど
を操作することによって運転パターンとしてメモリ３１
に格納されている。このような運転パターンの特性は、
織機の運転様態すなわち正常運転、寸動運転、逆転運転
あるいは起動運転、さらによこ糸修復時のよこ糸の抜き
取り本数、織機の停止時間および送り出しビーム２や布
巻ビーム１４の巻径その他の製織条件などを考慮して決
定される。たとえば織機の起動時での運転パターンは、
たて糸１を織機の起動前に予め３ピック相当分戻し、織
機の起動後２ピンク相当分進めるなどのパターンテアル
。

そして上記各１ピンク相当分に対し織機の停止時間およ
び巻径などによって適当な補正が加えられる。第４図は
、巻径Ｒの大小との関連で、停止時間Ｔと設定値Ｖとの
関係の一例を示している。巻径Ｒの補正は、実際には、
巻径Ｒの代替値によって行われる。この巻径Ｒの代替値
は、定常運転時に１ピンク相当の直流モータ１５の回転
量を予め検出しておくことによって算出できる。第５図
は、その−例を示す。なお、この回転量は寸動運転時ま
たは逆転運転時に、上記１ピックに相当する分だけ直流
モータ１５が正方向、または逆方向に回転させられると
きにも使用される。このような操作によって予め適当な
運転パターンがメモリ３１に格納されている。

例えば、織機の停止期間中に不良糸の抜取り作業が行わ
れた場合には、検出器３ｏは、その停止原因すなわちよ
こ入れ不良を検知し、同時にょこ糸の抜取り本数などを
検出し、その情報をＣＰＵ３２に送り込む。そこでＣＰ
Ｕ３２は、その情報を読み取り、その情報に対応するそ
の後の運転様態をメモリ３１から読み出し、これを再起
動時の運転プログラムとしてＣＰＵ３２の内部の記憶手
段に一時的に記憶し、そのプログラムをインターフェー
ス３５を通じ、駆動制御装置３３に送り込む。ＣＰＵ３
２は、まずインターフェース３５を通じてクリア端子に
信号を送り、カウンタ３９を０状態に設定し、続いてプ
リセント端子にロード信号を送り込み、例えば３ビツク
の逆転に必要な設定値をカウンタ３９に送り込む。一方
、ＣＰＵ３２は、同様にインターフェース３５を通じ、
逆転出力を駆動口ｖｌＩ５１に送り込み、これによって
接点４５をオンの状態に設定している。このような準備
操作の後に、駆動制御装置３３は、織機の起動に先立っ
て直流モータ１５を逆転方向に回転させる。直流モータ
１５が逆転方向に回転すると、その回転量がエンコーダ
４１によって電気的に検出される。すなわちエンコーダ
４１の出力信号は、波形整形回路４２で矩形波に整形さ
れ、分周回路４３で分周された後に、カウンタ３９のダ
ウン入力端に送り込まれる。そしてこのカウンタ３９の
現在の計数値は、Ｄ／Ａ変換器４０によってデジタル信
号からアナログ信号に変換され、反転増幅回路４４を経
て、加算点４６に送り込まれる。カウンタ３９の計数値
すなわち出力値は、インターフェース３５を通じてＣＰ
Ｕ３２にも送り込まれている。その計数値が０に達した
とき、すなわち直流モータ１５が３ピンクに相当する分
だけ逆転したとき、ＣＰＵ３２はそれを検知し、接点４
５をオフの状態とするとともに、これにかわって接点４
７をオンの状態に設定する。その後直流モータ１５に正
転方向の回転を与えるための２ピンク相当分の設定値を
インターフェース３５を通じて新たにカウンタ３９に送
り込む。このように直流モータ１５が結果として１ピッ
ク分逆方向に回転するこよってたて糸１に適切な張力が
与えられる。

またこのたて糸１の引き戻しによって、織口６は、不良
糸の抜き取られた分だけ正確に後退し、さらに正規の織
口６の位置よりもやや後方に移動させられる。

このようにして織機の実際の起動前に織目を１ピック分
戻すという適切な準備が行われる。

その後、織機は、正規の製織動作を開始させるために起
動運動に入る。そのとき出力制御器３７は、接点３６を
オフの状態に設定し、同時に接点２２をオンの状態に設
定する。このため制御装置１７のみが直流モータ１５の
制御に関与できる状態になる。

織機が正常な回転数に到達するまでおさ８のおさ打ち力
は定常な回転速度の場合に比較して小さくなっている。

しかし、直流モータ１５が予め逆方向に回転し、織口６
を後退させているから、おさ８のおさ打ち力自体が弱く
ても、おさ８は、後退位置の織口６に対し所定のおさ打
ち力でよこ糸７をたで糸２に交錯させていく。したがっ
てこの期間での直流モータ１５．１６の回転速度の変化
は、織機の起動の初期すなわち過渡的な運転状態でのお
さ打ち力を所定の値にまで高めることを考慮して設定す
ることになる。

その後、直流モータ１５は、例えば１ピック分に相当す
る分だけ正転方向に多く回転し、織口６を１ビック分だ
け余分に進める。この織口６の前進は、おさ打ち力が安
定した時点での織布９の厚膜を未然に防止するのに有効
である。このような正転方向の回転が終了した時点で、
フィードフォワード系の制御装置１８の過渡的な運転状
態での機能が完了することになる。したがって出方制御
器３７は、織機制御装置３８の情報から織機が定常回転
状態に入ったことを検知し、接点４７をオフの状態に設
定する。

発明の他の実施例の構成および作用 つぎに第６図は、駆動制御装置３３の他の実施例を示し
ている。この実施例では、通常のカウンタ５２の他に比
較回路５３およびラッチ５４が付加されている。カウン
タ５２は、インターフェース３５のクリア信号によって
クリアされ、その出カバ、比較回路５３に、また計数値
としてインターフェース３５を通じ、ＣＰＵ３２に送り
込まれる。一方ＣＰＵ３２を通じて与えられる設定値は
、ロード信号を受けた時点でラッチ５４に読み込まれる
。そこで比較回路５３は、カウンタ５２の計数値とラッ
チ３４の設定値とを比較し、その比較内容に応じてアナ
ログスイッチ５５を動作させる。

このアナログスイッチ５５の入力端には、可変抵抗器５
６が接続されており、適当な速度指令信号が与えられて
いる。アナログスイッチ５５は、比較回路５３の出力内
容に応じて設定電圧信号をオン・オフさせ、増幅器５７
．を通じて速度指令信号となる。この増幅器５７の出力
端は、前記実施例でのＤ／Ａ変換器４０の出力端と対応
している。

発明の利用分野 なお、上記実施例は一例として制御対象を送り出し用の
直流モータ１５を対象として説明しているが、このフィ
ードフォワード系の制御装置１８は、巻取用の直流モー
タ１６についても同様に実施できる。

発明の効果 本発明では、下記の特有の効果が得られる。

まず、織機の運転状態、特に過渡的な運転時に予め設定
された運転パターンに基づいて送り出し用または巻取用
の直流モータの回転速度、回転数および回転方向が必要
な状態で制御されるから、ロールやベルトなどの部分で
の摩擦があっても、ビームの回転による動きが織目に確
実に反映され、したがって織段特に止め段の発生が確実
に防止できる。

また、運転パターンの設定時に、糸の延びや織機の機械
的な損失などを予め見込んで補正できるから、張力制御
系で実現不可能な最適制御が可能となる。しかも、織機
ごとに巻径が相違しており、また機械的な損失が織機固
有の値として現れていても、その織機ごとに運転パター
ンが最適な値で設定できるから、張力制御系で実現不可
能なフィードフォワード制御が実現できる。

さらに、織機の運転様態ごと例えば織機の繰り返し寸動
運転や逆運転などが行われても、そのような運転様態ご
とに運転パターンが予め記憶されておれば、必要なピッ
ク数の前進や戻しが過不足なく正確に行える。また織機
の運転中に製織条件が大きく変化し、しかもこの変化が
張力フィードバック系によって補償できない場合におい
ても、このフィードホワード制御系によって必要に応じ
補償できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は織機の電動送り出しおよび電動巻取部分の概略
的側面図、第２図は張力制御系の制御装置およびフィー
ドフォワード系の制御装置のブロック線図、第３図はフ
ィードフォワード系の制御装置の駆動制御装置の部分の
ブロック線図、第４図および第５図は停止時間と設定値
との関係を示すグラフ、第６図は他の実施例の駆動制御
装置のブロック線図である。 １・・たて糸、２・・送り出しビーム、３・・テンショ
ンロール、４・・ベルト、５・・開口、６・・織口、７
・・よこ糸、８・・おさ、９・・ｍ布、１０・・プレス
トビーム、１１．１２・・案内ロール、１３・・巻取ロ
ール、１４・・布巻ビーム、１５．１６・・直流モータ
、１７・・張力制御系の制御装置、１８・・フィードフ
ォワード系の制御装置、１９・・張力設定器、２０・・
加算点、２１・・・ＰＩ制御器、２２・・接点、２３．
２４・・加算点、２５・・・駆動増幅器、２６・・張力
検出器、２７・・スプリング、２８・・タコジェネレー
タ、２９・・入力機器、３０・・検出器、３１・・メモ
リ、３２・・ＣＰＵ、３３・・駆動制御装置、３４・・
・データバス、３５・・インターフェース、３６・接点
、３７・・出力制御器、３８・・織機制御装置、３９・
・アンプダウン式のカウンタ、４０・・Ｄ／Ａｉ換器、
４１・・エンコーダ、４２・・波形整形回路、４３・・
分周回路、４４・・反転増幅回路、４５・・接点、４６
・・加算点、４７・・接点、４８・・正転出力端、４９
・・・逆転出力端、５０．５１・・駆動回路、５２・・
カウンタ、５３・・比較回路、５４・・ラッチ、５５・
・アナログスイッチ、５６・・可変抵抗器、５７・・増
幅器。 特許出願人　津田駒工業株式会社 第１図 第３図 第４図　？ｒ１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　織機の定常運転時には、目標張力ｔこ対応する
   信号および制御対象の実際の張力に対応するフィードバ
   ック信号を入力として作動する張力制御系により、制御
   対象駆動用のモータの回転を制御し、また織機の過渡的
   な運転時には、上記張力制御系に代わって、フィードフ
   ォーワード制御系によって上記モータの回転を制御する
   ようになっており、上記フィードフォーワード制御系は
   、織機の運転態様および製織条件ごとに予め回転方向、
   回転量および回転速度の運転パターンを記憶しており、
   織機の再起動前に運転状態および製織条件を検知し、こ
   の検知内容に基づいて記憶内容から適切な運転パターン
   を読み出し、この読み出し内容を上記モータの駆動制御
   系に補正的な制御信号として印加することを特徴とする
   織機の電動送り出し・巻取制御方法。 （２１制御対象の制御系を張力制御系の制御装置および
   フィードフォーワード制御系の制御装置により構成し、
   前者の張力制御系の制御装置は目標張力の信号を発生す
   る張力設定器と、制御対象の実際の張力を検知してフィ
   ードバック信号を発生する張力検出器と、上記の目標張
   力の信号およびフィードバック信号を入力としてＰＩ動
   作をするＰＩ制御器と、このＰＩ制御器のＰＩ出力信号
   に基づいて制御対象駆動用のモータの回転を制御する駆
   動増幅器とを具備しており、また後者のフィードフォー
   ワード制御系の制御装置は、織機の運転態様および製織
   条（−ごとに予め回転方向、回転量および回転速度の運
   転データを入力する入力機器と、この入力機器から入力
   された運転データを複数の運転パターンとして記憶する
   メモリと、織機の運転時←織機の、運転状態および製織
   条件を検知する検知器と、この検知器からの検知内容に
   応じて上記メモリから適切な運転パターンを読み出して
   運転時間の経過とともに補正的な制御信号を発生する中
   央処理装置と、この中央処理装置からの制御信号−Ｃ入
   力として織機の再起動前に上記モータを与えられた速度
   パターンに基づいて駆動する駆動制御装置とを具備する
   ことを特徴とする織機の電動送り出し・巻取制御装置。