JPWO2004039713A1

JPWO2004039713A1 - 糸の巻取方法及び装置

Info

Publication number: JPWO2004039713A1
Application number: JP2004547988A
Authority: JP
Inventors: 博昭寺瀬; 稔徳田
Original assignee: 有限会社ローリングス
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2006-02-23
Also published as: WO2004039713A1

Abstract

給糸体から接線方法に解舒した糸を巻取る方法及び装置に関する。糸の高速巻取を実現しようとする際に、給糸体の回転数が上がることに起因する大きな張力変動が生じ、糸の損傷や糸切れが発生する。この発明により、高速でかつ糸の損傷や切断を生じない分織機や仮撚機を実現することができる。この発明の方法及び装置では、給糸体の回転数が所定の速度、即ち解舒される糸の張力に大きな変動を生ずるような回転数に達するまでは糸速一定制御で糸を巻き取り、給糸体の回転数が前記所定の回転数に達した後は、給糸体の回転数が一定となるように巻取軸の回転を制御する。

Description

この発明は、分繊機や仮撚機などにおける糸の巻取方法及び巻取装置に関するものである。特に、巻取られる糸を供給する給糸体から糸を接線方法に解舒して、即ち、糸の解舒に伴って給糸体が回転する態様で解舒して、当該解舒された糸を巻取る装置における巻取速度の制御に特徴がある、上記方法及び装置に関するものである。

分繊機や仮撚機において、分繊や仮撚された糸を巻取体に巻取るとき、巻取軸を一定速度で回転させると、巻取りの進行に従って巻取体の径が増大し、巻き取られる糸の速度や張力が増大する。そこでこの種の機械に設けられる巻取装置においては、糸の通路に張力調整機と糸速検出器とを設けて、糸張力の変動を抑制しつつ、糸速が一定となるように巻取軸の回転数を連続的に制御して、巻取を行っている。
糸の巻取における糸速や糸張力の制御に関しては、例えば特開昭４９−８２８６６号公報には、巻取軸を駆動する電動機の速度を所定の演算式に従って演算する演算装置を設けて、当該演算装置の出力を速度基準として前記電動機を制御する技術が示されている。また特開昭６２−２６８９５７号公報には、巻取りの進行に伴って変化する巻取速度パターンを予め設定しておき、この設定値に巻取速度の検出値が沿うように巻取軸の回転数を制御して巻取張力を一定にする技術が開示されている。更に、特開昭６３−１０１２７９号公報には、制網機用ボビンの巻取装置に関して、巻き始めと巻き終りにソフトスタート制御とソフトダウン制御とを行うことにより、巻き始めや巻き終りの際には糸張力を略一定にし、巻取中間においては糸速を一定とするように、巻取体の回転を制御することにより、糸張力の変動を防止して糸の巻き崩れを防止する技術が開示されている。
巻取体に巻き取る糸を給糸体から解舒する方法として、糸を給糸体の軸方向に解舒する方法と、接線方向に解舒する方法とがある。軸方向に解舒する方法では、解舒に伴って糸に撚りが生じ、その撚り数は給糸体の径が小さくなるほど大きくなる。一方、後者の接線方向に解舒する方法によれば、解舒に伴う撚りは発生しないが、解舒に伴って給糸体が転動し、糸速を一定にして解舒すると、給糸体の径が小さくなるほどその転動速度が増大する。糸に撚りを付与する撚糸機では、前者の軸方向解舒が採用され、分繊機では、糸が撚られると分繊が不可能になるので、後者の接線方向解舒が採用される。仮撚機では、軸方向解舒を行うものと、接線方向解舒を行うものとが共に用いられている。
巻取装置を備えた糸処理機械、例えば分繊機や仮撚機の生産性を高めるためには、糸速を早くすることが必要である。しかし、糸速を早くすると、張力調整器の応答遅れが大きくなり、更に巻取体や給糸体（接線方向に糸を解舒するもの）の回転慣性が大きくなるために、糸の張力変動が大きくなり、糸の損傷や糸切れが生じやすくなる。また巻取体の外周側の糸の張力が増大して、巻き崩れが発生する。そのため、巻取速度を早くすることには技術的な困難が伴い、これを実現しようとすると、精度の高い糸速及び糸張力の検出と応答速度の速いフィードバック制御とを必要とし、これらの制御を実現するための装置が極めて高価になる。

この発明は、糸の高速巻取を実現しようとする際に生ずる上記の問題を簡単な手段で解決するものである。巻き取る糸を給糸体から接線方向で解舒する構造の分繊機や仮撚機における糸の巻取においては、給糸体の径が減少したときに、給糸体の回転数が上がることに起因する張力変動が大きく、これが安価な装置で高速巻取を実現する障害となっている。この発明により、この問題を有効に解決することができ、給糸体から接線方向に解舒した糸を巻き取る高速でかつ糸の損傷や切断を生じない分繊機や仮撚機を実現することができる。
この発明の巻取装置は、糸を接線方向に解舒している給糸体の回転数が所定の速度、即ち解舒される糸の張力に大きな変動を生ずるような回転数に達するまでは糸速一定制御で糸を巻き取り、給糸体の回転数が前記所定の回転数に達した後は、給糸体の回転数が一定となるように巻取軸の回転を制御している。
即ち、この発明の糸の巻取方法は、給糸体３に巻かれた糸３０を当該給糸体の接線方向に解舒して電動機３５で回転駆動される巻取軸１７に装着された巻取体１８に巻取る糸の巻取方法において、糸速が一定となるように前記電動機の回転数を制御する糸速制御モードと、給糸体３の回転数が一定となるように前記電動機の回転数を制御する給糸回転数制御モードとを備え、糸速制御モードで巻取りを開始し、所定のタイミングで糸速制御モードから給糸回転数制御モードに切換え、給糸回転数制御モードで巻取りを終了することを特徴とする。
糸速制御モードから給糸回転数制御モードに切換えるタイミングは、給糸体３の回転数が所定の回転数、例えば予め設器に設定した回転数や、糸速検出器３８の設定値として設定された回転数に達したタイミングとする。
上記の巻取方法により運転されるこの発明の糸の巻取装置は、自由回転可能な給糸軸２と、電動機３５で回転駆動される巻取軸１７と、糸速検出器３８と、前記電動機の回転数を制御する制御装置４０とを備え、糸速検出器３８で糸速を検出しながら給糸軸２に装着された給糸体３に巻かれた糸３０を当該給糸体の接線方向に解除して巻取軸１７に装着された巻取体１８に巻取る糸の巻取装置において、給糸体３の回転数を検出する回転検出器３９を備え、前記制御器は、当該回転検出器の検出値が所定値に達したときに、糸速検出器３８の検出値が設定値となるように電動機３５を制御する糸速制御モードから回転検出器３９の検出値が設定値となるように電動機３５を制御する給糸回転数制御モードへと切換えることを特徴とするものである。
糸速制御モードから給糸回転数制御モードへの切換は、糸３０の解舒に伴って生ずる給糸体３の回転数を検出することによって行われる。制御装置は、糸速制御モード時における糸速の設定手段と、給糸回転数制御モードにおける給糸体の回転数の設定手段とが設けられる。この設定手段で設定する値は、絶対値であってもよいが、相対値であってもよい。即ち、糸速を検出している糸速検出器３８の検出値と、給糸体の回転数を検出している回転検出器３９の検出値との比が予め設定した比率に達したときに、制御モードを切換えるようにしてもよい。

図１は分繊機の一例を示す正面図である。図２は図１の装置の張力調整装置の詳細正面図である。図３は図１の装置の制御系を示すブロック図である。図４は図３の制御系における制御手順を示すフローチャートである。図５は図３とは異なる制御系を示す要部のブロック図である。図６は図５の制御系における制御手順を示すフローチャートである。図７は糸速一定制御時における給糸体回転数の変化を示す線図である。図８はこの発明の方法及び装置における給糸体回転数の変化を示す線図である。図９は巻取体回転数の変化を示す線図である。
図において、２は給糸軸、３は給糸体、６は張力調整装置、１０は糸速検出ローラ、１１は分繊ガイド、１４は糸切検出器、１５及び１６はトラバースバー、１７は巻取軸、１８巻取体、１９は駆動ベルト、３５は電動機、３６及び３７はスリット円板、３８及び３９は光電センサ、４０は制御装置、４１及び４２はパルスカウンタ、４３は比較器、４４はモータ制御部、４５及び４８は切替器、４６及び４７はパルス数設定器である。

図１ないし図４は、分繊機を例にして、この発明の巻取方法及び装置を示した図である。図１は分繊機全体を示す正面図で、１はフレーム、２はフレーム１に自由回転可能に支持された給糸軸、３は給糸軸２に装着された給糸体、４はフレーム１に固定して給糸軸２と平行に設けたガイドパイプ、５はフレーム１に固定して設けた１個又は複数個の糸ガイド、６は図２に詳細を示した張力調整装置、７は張力調整装置の揺動腕、８及び９は揺動腕７の両端に設けられた入口側及び出口側糸ガイド、１０は図の紙面直角方向の軸回りにフレーム１に自由回転可能に軸支された糸速検出ローラ、１１は定位置に設けた分繊ガイド、１２は分繊後の各糸３１を個別に案内する分繊糸ガイド、１４は糸切検出器、１５及び１６は相互の間隔を保って上下に往復動するトラバースバー、１７は上下方向の軸回りに自由回転可能に軸支された巻取軸、１８は各巻取軸に装着された巻取体、１９は複数の巻取軸１７を同時駆動している駆動ベルト、２０は制御ボックスである。
張力調整装置を示す図２を参照して、揺動腕７は、その中心ｃで図の紙面直角方向の軸回りに自由揺動可能にフレーム１に装着されている。２５はフレーム１に固定されたブラケット、２６はブラケット２５と揺動腕７との間に装架されて揺動腕７に図で右回りの付勢力を与えている張力調整ばね（引張コイルばね）である。２７は給糸軸２に固定されたブレーキプーリ、２８は一端２８ａをフレーム１に固定してブレーキプーリ２７に巻回したブレーキバンド、２９はブレーキバンド２８の他端と揺動腕７との間に装架されてブレーキバンド２８に張力を付与しているブレーキばね（引張コイルばね）である。ブレーキばね２９の引張力は、揺動腕７に当該腕を図で左回りに揺動させる方向の付勢力を付与している。
上述した分繊機の構造及び張力調整装置の構造は公知のものである。次にこれらの装置の動作を簡単に説明する。図１において、給糸体３から接線方向に解舒された糸３０は、ガイドパイプ４に掛け回された後、再度給糸体３の外周に掛け回されて、次に糸ガイド５を通り、張力調整装置の入口側及び出口側糸ガイド８、９を経て、糸速検出プーリ１０に略１回転巻回されて分繊ガイド１１へと導かれる。
分繊ガイド１１に導かれた糸３０は、分繊ガイド１１で分繊され、分繊後の分繊糸３１は、分繊糸ガイド１２、糸切れ検出器１４の検出部及び上下のトラバースバー１５、１６の間を通って、巻取体１８に巻回される。巻取体１８は、駆動ベルト１９によって回転駆動されている。トラバースバー１５、１６は、この駆動ベルト１９の駆動速度に同期して上下方向に往復動している。糸３０は、巻取体１８の回転力により張力が付与されて給糸体３から解舒されている。即ち、給糸体３は、糸３０の解舒張力により回転駆動されている。
給糸体３の回転には、ブレーキバンド２８により抵抗が付与されているが、出口側の糸３０の張力が大きくなると、揺動腕７が図で左回りに揺動して、ブレーキバンド２８の張力を緩め、給糸軸２に作用する抵抗を小さくして、糸の解舒抵抗を低下させ、糸３０の張力を低下させる方向に作用する。一方、出口側の糸の張力が低下したときは、上記と逆の動作により、糸の解舒抵抗を大きくして、糸の張力を増大させる方向に作用する。この両方向の作用により、糸３０の張力がほぼ一定に保持される。
従来のこの種の構造の分繊機ににおいては、糸速検出プーリ１０の回転数が一定となるように、巻取軸１７の回転数を制御している。巻取体１８の径は、糸の巻取に従って増大してゆくので、巻き始めから巻き終りまで等糸速制御を行ったときの巻取体１８の回転数は、図９に示すように低下してゆく。一方、給糸体３の径は、糸の解舒と共に低下してゆくので、等糸速制御を行ったときの給糸体３の回転は、図７に示すように、糸の巻取に従って増大してゆく。
図７から分かるように、巻き始めから巻き終りまで等糸速制御を行う従来の方法では、巻き終りに近付くにつれて、給糸体３の回転数が急激に上昇してくる。そのため、生産性を高めるために巻取速度を上げようとすると、巻き終り近くにおいて給糸体３の回転数が過大になり、径が小さくなるために糸の解舒抵抗も増大して、糸に大きな張力変動が生じ、糸の損傷や糸切れが発生する。
図３及び図４は、上記課題を解決したこの発明の制御方法及び装置の最も好ましい実施形態の一例を示したものである。図３において、３５は駆動ベルト１９の（従って巻取体３の）駆動電動機、３６及び３８は、糸速検出プーリ１０の回転数を検出するためのスリット円板及び光電センサである。これらは従来装置にも設けられているものである。３７及び３９は、給糸軸２の回転を検出するスリット円板及び光電センサである。
制御装置４０は、糸速検出用の光電センサ３８及び給糸回転数検出用の光電センサ３９のパルスをカウントするパルス数検出手段４１、４２を備えており、検出されたパルス数相互を比較する比較手段４３、モータ制御部４４及びこのモータ制御部に与えるフィードバック信号をパルス数検出手段４１から４２へと切換える切換手段４５とを備えている。モータ制御部４４は、フィードバック信号として与えられるパルス数が設定手段４６に設定されたパルス数になるように、電動機３５の回転数を制御している。
図４は、図３で示した制御系における制御フローチャートを示した図である。図に示すように、巻取運転を開始すると、制御装置４０は等糸速制御、即ち糸速検出器の光電センサ３８のパルス数が設定値となるように、巻取軸駆動用の電動機３５を制御する。比較手段４３は、光電センサ３８と３９の検出パルス数を比較しており、給糸体回転パルス数が糸速パルス数より小さい間は等糸速制御を継続する。そして、比較手段４３が給糸体回転パルス数が糸速度パルス数より大きくなるか又は等しくなったことを検出したときに、切換手段４５を作動させて、給糸回転数制御、即ち、給糸軸２の回転が一定回転となるように電動機３５の回転数を制御し、その制御を巻取終了まで継続する。等糸速制御から給糸回転数制御に切換えるタイミングは、糸速検出用のスリット円板３６と給糸回転数検出用のスリット円板３７とのスリット数の比によって設定されている。
図５の第２実施例は、等糸速制御から等給糸回転数制御に切換える速度を制御装置４０に設定するようにしたものである。制御装置４０には、給糸体３の最大回転数を設定する給糸回転数設定手段４７、設定値を切り替える設定値切換手段４８が設けられ、比較手段４３は、この給糸回転数設定手段に設定された設定値と給糸回転数パルス検出手段４２の検出値とを比較して、切換手段４５及び設定値切替手段４８を切換える。この場合の制御フローチャートは、図６に示すように、給糸体回転パルス数が給糸回転数設定手段に設定された設定値より小さい間は、等糸速制御を継続し、設定値を超えたときに、給糸回転数制御に切換えられる。給糸回転数制御に切換えられた後は、モータ制御部４４は給糸回転数パルス検出手段４２のパルス数が給糸回転数設定手段４７に設定されたパルス数になるように電動機３５の速度を制御する。
上記のような制御を行ったときの給糸体３の回転数の変化を図８に示す。図に示すように、等糸速制御中は、巻取に従って給糸体３の回転数が徐々に増加するが、切換ポイントに達した後は、給糸体３の回転数が一定に保持される。従って、図７に示すような巻き終り部分における給糸体の回転数の急激な上昇が防止され、給糸体の急激な増速による張力変動が防止されて、糸の損傷や糸切れを生ずることのない糸巻取の高速化を実現できる。

この発明の糸巻取方法及び装置は、給糸体から糸を接線方向に解舒する構造の分繊機や仮撚機などの糸処理機械の糸の巻取に採用することができ、この発明を採用することにより、糸の損傷や糸切れを発生させることなく糸の巻取を高速化することが可能になり、これらの機械の生産性を向上させることができる。

Claims

給糸体（３）に巻かれた糸（３０）を当該給糸体の接線方向に解舒して電動機（３５）で回転駆動される巻取軸（１７）に装着された巻取体（１８）に巻取る糸の巻取方法において、糸速が一定となるように前記電動機の回転数を制御する糸速制御モードと、給糸体３の回転数が一定となるように前記電動機の回転数を制御する給糸回転数制御モードとを備え、糸速制御モードで巻取りを開始し、所定のタイミングで糸速制御モードから給糸回転数制御モードに切換え、給糸回転数制御モードで巻取りを終了することを特徴とする、糸の巻取方法。
前記所定のタイミングが給糸体（３）の回転数が所定の回転数に達したタイミングであることを特徴とする、請求項１記載の制御方法。
自由回転可能な給糸軸（２）と、電動機（３５）で回転駆動される巻取軸（１７）と、糸速検出器（３８）と、前記電動機の回転数を制御する制御装置（４０）とを備え、糸速検出器（３８）で糸速を検出しながら給糸軸（２）に装着された給糸体（３）に巻かれた糸（３０）を当該給糸体の接線方向に解除して巻取軸（１７）に装着された巻取体（１８）に巻取る糸の巻取装置において、給糸体（３）の回転数を検出する回転検出器（３９）を備え、前記制御器は、当該回転検出器の検出値が所定値に達したときに、糸速検出器（３８）の検出値が設定値となるように電動機（３５）を制御する糸速制御モードから回転検出器（３９）の検出値が設定値となるように電動機（３５）を制御する給糸回転数制御モードへと切換えることを特徴とする、糸の巻取装置。