KR100791822B1

KR100791822B1 - 급사장치

Info

Publication number: KR100791822B1
Application number: KR1020020005573A
Authority: KR
Inventors: 니시타니히로카즈
Original assignee: 가부시키가이샤 시마세이키 세이사쿠쇼
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2008-01-04
Also published as: US6550285B2; DE60218917T2; DE60218917D1; EP1231310A1; US20020139152A1; ES2283471T3; KR20020064200A; CN1369422A; CN1234589C; JP2002227064A; JP3603031B2; EP1231310B1

Abstract

본 발명의 목적은, 편사의 수요량이 급격하게 변화하더라도 공급하는 편사의 장력 변동이 작아지게 되어 정확한 길이로 편사를 공급할 수 있게 하는 것이다. 편사는 메인롤러와 구동롤러의 사이에 끼워져서 이송되고, 버퍼 막대의 경사에 대응하여 축적되면서 급사구로부터 편성포로 공급된다. 급사 컨트롤러는 편성 컨트롤러로부터의 신호에 의거하여 편사의 수요량을 예측하고, 경사각 센서가 검출하는 버퍼 막대의 경사각에 대응하여 선단측 위치가 원점위치를 목표로 하도록 서보모터를 PID제어한다.

Description

급사장치{YARN FEEDING APPARATUS}

도1은 본 발명의 실시에 있어서 하나의 실시예에 관한 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도2는 도1에서의 급사장치(給絲裝置)의 정면도이다.

도3은 도1에서의 급사장치의 좌측면도이다.

도4는 도1에서의 급사장치의 사시도이다.

도5는 본 발명의 실시에 있어서 하나의 실시예인 PID제어 방식을 나타내는 도면이다.

도6은 본 발명의 실시에 있어서 하나의 실시예인 PID제어 방식을 나타내는 그래프이다.

도7은 본 발명의 각 실시예에 있어서 편사(編絲)의 수요가 급격하게 증대하기 전에 편사를 버퍼 막대(buffer rod)에 여분으로 축적하는 방식을 나타내는 도면이다.

도8은 본 발명의 각 실시예에 있어서 편사의 수요가 없어지게 될 때에 이송을 정지하는 제어방식을 나타내는 도면이다.

도9A∼도9C는 본 발명의 각 실시예에 있어서 편성포를 편성하는 편 침(編針) 1개마다 실의 소비량에 맞추어 편사를 이송하는 제어방식을 나타내는 그래프이다.

도10A∼도10C는 본 발명의 각 실시예에 있어서 편성포를 편성하는 편침에 복수 개의 단위로 실의 수요량에 맞추어 편사를 이송하는 방식을 나타내는 그래프이다.

도11A∼도11C는 본 발명의 각 실시예에 있어서 급사구(給絲口)가 급사장치로부터 멀어질 때에 편성포에 공급되는 편사의 길이를 정확하게 계산하는 방식을 나타내는 도면이다.

도12A 및 도12B는 본 발명의 각 실시예에 있어서 급사구가 급사장치에 근접하는 방향일 때에 편성포에 공급되는 편사의 길이를 정확하게 계산하는 방식을 나타내는 도면이다.

도13은 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서 버퍼 막대가 원점을 통과할 때에 PID제어를 D제어와 PI제어로 절환(切換)하여 버퍼 막대의 진동이 최대가 되고 나서 제어의 이득을 하이 게인(high gain)으로부터 로우 게인(low gain)으로 저하시키는 상태를 나타내는 도면이다.

도14는 편성 중에 있어서 실의 속도와 버퍼 막대의 각도와의 시간적 변화를 나타내는 그래프 및 도면이다.

도15는 PI제어로 이득을 절환하는 경우에서의 서보모터(servo motor)의 회전속도와 실의 장력(張力)과의 변화를 나타내는 그래프이다.

도16은 PI제어로 이득을 절환하지 않고 하이 게인을 유지하는 경우에 서의 서보모터의 회전속도와 실의 장력과의 변화를 나타내는 그래프이다.

도17은 PI제어로 이득을 절환하지 않고 로우 게인을 유지하는 경우에서의 서보모터 회전속도와 실의 장력과의 변화를 나타내는 그래프이다.

도18은 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서 편성을 시작할 때의 위치를 가원점(假原點)으로 하고 PI제어를 시작하여 버퍼 막대가 원래의 원점을 통과할 때에 원점을 원래의 원점으로 절환하여 버퍼 막대의 진동을 최대로 하기 때문에 제어의 이득을 하이 게인으로부터 로우 게인까지 저하시키는 상태를 나타내는 도면이다.

도19는 편성시작에 있어서의 실의 속도의 시간적 변화를 나타내는 그래프이다.

도20A 및 도20B는 편성시작으로부터 원점을 통과할 때까지는 D제어를 하고, 원점에서 PI제어로 이행하는 경우에 있어서의 버퍼 막대의 개략적인 경사상태를 나타내는 도면 및 서보모터의 회전속도 변화를 나타내는 그래프이다.

도21A 및 도21B는 편성을 시작할 때의 위치를 가원점으로 하여 PI제어를 하고, 원래의 원점에서 원점을 절환하는 경우에 있어서의 버퍼 막대의 개략적인 경사상태를 나타내는 도면 및 서보모터의 회전속도의 변화를 나타내는 그래프이다.

도22A 및 도22B는 편성단(編成端)에서 서보모터의 정지를 시작하는 경우에 있어서의 실의 속도 및 서보모터의 회전속도를 나타내는 그래프와 버퍼 막대의 경사각도 변화를 나타내는 도면이다.

도23A 및 도23B는 편성단에서 선행(先行)하여 서보모터의 정지를 시작하는 경우에 있어서의 실의 속도 및 서보모터의 회전속도를 나타내는 그래프와 버퍼 막대의 경사각도 변화를 나타내는 도면이다.

도24는 종래의 급사장치에 있어서 편성포가 급사장치에 가까운 쪽의 끝부분으로부터 일정한 범위에서 편사14의 길이가 정확하게 계측(計測)할 수 없는 이유를 나타내는 도면이다.

도25는 종래의 급사장치에 있어서 급사구가 편성포의 급사장치보다 먼 쪽의 끝부분 부근에서 공급하는 편사의 길이를 정확하게 계측할 수 없는 것을 나타내는 도면이다.

본 발명은 횡편기에 편성포 편성용의 편사(編絲)를 공급하는 급사장치(給絲裝置)에 관한 것이다.

종래부터, 도24 및 도25에 나타나 있는 바와 같은 횡편기1에는 편성포2를 편성할 때에 급사구(給絲口)3에 편사4를 공급하기 위하여 사이드 커버(side cover)5 등에 급사장치6이 설치되어 있다. 급사장치6은 편사4를 일시적으로 축적(蓄積)하는 기능과 편사4에 장력(張力)을 부가하는 기능을 구비하는 버퍼 막대(buffer rod)7을 포함한다. 버퍼 막대7은 기단측(基端側)8이 사이드 커버5에 지지되고, 기단측8을 중심으로 하여 선단측(先端側)9의 회전변위(回轉變位)가 가능하다. 버퍼 막대7의 선단측9는 편사4를 스프링에 의하여 인장, 스프링의 탄성력과 편사4의 장력에 의거하는 인장력이 균형을 이루는 상태에서 안정하게 된다. 길이 측정 롤러(length measuring roller)10은 급사장치6에서 급사구3으로 공급되는 편사4의 길이를 측정한다. 편사4의 길이를 측정한 결과는 편성포2를 편성하기 위하여 캐리지로 인입(引入)되는 편침(編針)의 인입량을 나타내는 스티치(stitch)를 제어하여 편사4의 소비량이 편성 데이터에 의거하여 미리 예측되는 양과 일치하도록 제어하는 것을 가능하게 한다.

도24는 횡편기1에 있어서 캐리지(carriage)가 니들 베드(needle bed)의 급사장치6측으로 이동한 상태에서, 급사장치6으로부터 멀어지는 방향으로 이동을 시작할 때에 급사구3의 위치관계를 나타낸다. 도25는 캐리지가 급사장치6으로부터 멀어지는 쪽의 끝부분으로 이동하고, 급사구3도 편성포2에서 급사장치6으로부터 멀어지는 측의 끝부분까지 이동하고 있는 상태를 나타낸다. 횡편기1에서는 편성포2에 대한 급사구3의 위치관계에 의해서도 편사4의 수요량이 변동한다. 버퍼 막대7의 경사 범위에서 편사4의 축적과 장력을 부여하는 종래의 급사장치6에서는, 도24에 파선으로 나타나 있는 바와 같이 급사구3이 편성포2의 급사장치6측의 끝부분으로 이동하고 있는 상태에서, 버퍼 막대7은 편사4를 최대한 축적하고 있는 상태가 된다. 편성포2의 다음 코스의 편성이 시작되면, 캐리지에 의하여 급사구3은 급사장치6으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 편사4는 당겨지기 때문에 실선으로 나타나 있는 바와 같이 버퍼 막대7의 경사는 작아지게 된다. 도25에 나타나 있는 바와 같이 급사구3이 급사장치6으로부터 멀어지는 측의 편성포2의 끝부분에 근접하면, 편사4의 수요량은 감소하여 파선으로 나타나 있는 바와 같이 다시 버퍼 막대7은 경사가 커져서 보다 많은 양의 편사4를 끌어 들여 저장한다. 버퍼 막대7의 경사는 편사4의 장력에 대응하고 있기 때문에, 버퍼 막대7의 경사에 의하여 장력의 부여와 편사4를 축적하는 구성에서는 편성 도중에서의 편사4의 장력 변동이 커지게 된다.

도24 및 도25에 나타나 있는 바와 같은 버퍼 막대7에 상당하는 부재(部材)를 사용하여 편사에 장력을 부여하며 또한 급격한 변동에 대응하기 위한 예비축적을 하여 편사를 적극적으로 이송시키면서 실의 장력 변동을 억제하는 선행기술은, 예를 들면 일본국 특허공보 제2541574호에 개시되어 있다. 또한 도24 및 도25에 나타나 있는 바와 같은 버퍼 막대7에 상당하는 부재를 사용하지 않고 편사를 이송하는 스피닝 휠(spinning wheel)의 회전을 급격한 실의 수요 변화에 앞서서 제어하여 실의 장력 변동을 억제하는 선행기술은 일본국 공개공보 특표평11-500500호에 개시되어 있다.

도24 및 도25에 나타나 있는 바와 같은 종래의 급사장치6에서는, 횡편기1에 있어서의 편성포2의 편성동작에서 급사구3의 위치에 따라 편사4의 수요량이 크게 변동하여 실의 장력도 실의 수요에 따라 변동한다. 일 본국 특허공보 제2541574호에 기재되어 있는 선행기술에서도 편성포의 끝부분 등에서 발생하는 급격한 실의 수요량 변동에 대응시키는 것은 곤란하다. 일본국 공개공보 특표평11-500500호에 기재되어 있는 선행기술에서는 편사 수요량의 급격한 변동에 대응할 수 있는 것이 기대된다. 그러나 이 선행기술에서는 편사를 스피닝 휠에 감아야 하기 때문에, 스피닝 휠이 커지게 된다. 횡편기에서는 복수 개의 실을 나누어서 편성포를 편성하는 것도 많이 있으므로 급사장치도 각 실마다 구비하여야 한다.

도24 및 도25에서는 편성포2의 편성 데이터(編成 data)에 따라 필요한 편사4를 공급하기 위하여 길이 측정 롤러10으로 이미 공급되어 있는 편사4의 길이를 계측(計測)하려고 하여도, 편성포2의 전체 폭에 관하여는 정확한 편사량을 알 수 없다는 것도 나타나 있다. 즉 데이터 입력의 시작위치인 도24에서는 편성포2의 끝부분에서 수 ㎝ 정도의 길이L1로 들어 간 곳에서 정확한 편사4의 길이를 계산할 수 있다. 버퍼 막대7이 실선으로 나타나 있는 상태로부터 파선으로 나타나 있는 상태와 같이 경사지게 되면, 버퍼 막대7의 경사에서 증가하는 편사4의 축적량도 길이 측정 롤러10으로 계측하여도 편성포2에 공급되는 편사4의 순수한 소비량을 알 수 없다. 또한 버퍼 막대7이 파선의 상태로부터 실선의 상태로 되돌아 갈 때에 공급하는 편사4의 양도 길이 측정 롤러10에서는 직접 측정할 수 없다. 또한 데이터 입력의 종료위치인 도25에서도 파선으로 나타나 있는 편사4의 길이는 알 수 없다. 제2541574호 일본국 특허공보나 특표평11-500500호 일본국 공개공보에 기재되어 있는 선행기술에서도 편사의 수요량을 정확하게 측정하는 것에 관련된 구성은 기재되어 있지 않다.

본 발명의 목적은, 수요의 급격한 변동에 대하여 장력의 변화를 억제하면서 편성에 필요한 편사를 정확하게 횡편기에 공급할 수 있는 급사장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 편성 데이터(編成 data)에 의거하여 편침(編針)의 진퇴조작(進退操作)에 의한 편성동작과 함께 급사구(給絲口)도 편성포의 폭 방향으로 이동시키면서 편성포를 편성하는 횡편기에서 편사(編絲)의 수요에 따라 편사를 급사구에 공급하는 급사장치에 있어서,

편사의 공급경로에 배치되어 회전 가능한 외주면(外周面)에서 부분적으로 편사와 접촉하는 메인롤러(main roller)와,

메인롤러의 회전축을 회전구동시키는 서보모터(servo motor)와,

메인롤러의 외주면과 접촉하고 있는 편사를 그 외주면과의 사이에서 끼우는 구동롤러(driven roller)와,

구동롤러를, 메인롤러의 회전에 연동(連動)하여 동일한 원주속도(circumferential speed)로 회전하도록 서보모터로부터의 구동력을 전달하는 구동기구(driven mechanism)와,

메인롤러 및 구동롤러 사이에서 횡편기의 급사구에 편사가 공급되는 경로에 배치되고, 기단측(基端側)을 중심으로 진동변위(振動變位) 가능하고, 선단측(先端側)이 일방(一方)으로 진동변위할 때에 편사를 그 경로로부터 부분적으로 인출하는 버퍼 막대(buffer rod)와,

버퍼 막대를, 미리 정해진 실의 장력(張力) 상태에서는 미리 정해진 길이만큼 편사를 그 경로로부터 인출하도록 그 일방으로 가압(加壓)하는 스프링(spring)과,

버퍼 막대의 진동변위 상태를, 편사가 미리 정해진 그 길이만큼 그 경로로부터 인출될 때에 선단측 위치인 원점을 기준으로 하여 검출하고, 검출결과를 나타내는 신호를 도출(導出)하는 센서(sensor)와,

상기 센서로부터의 신호에 의거하여 서보모터를 PID제어하는 제어수단을 포함하고,

제어수단은 편성포의 폭 방향으로 편성을 시작하기 전에 버퍼 막대의 선단측이 원점에 위치할 때보다 많은 편사가 인출되도록 하고, 편성이 시작되어 편사의 수요가 급격하게 증대할 때에 선단측의 위치가 원점으로 되돌아 가기까지의 잉여측 범위(剩餘側範圍)에서는 PID제어를 미분성분이 포함되도록 하고, 선단측의 위치가 있는 원점을 통과하여 경로로부터 인출하는 편사의 길이가 원점까지 인출하는 길이보다 짧게 되는 부족측 범위(不足側範圍)로 이행한 후에는 선단측의 위치가 잉여측 또는 부족측 중 어느 하나의 범위에 있더라도 PID제어를 미분성분이 포함되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 급사장치이다.

본 발명에 따르면, 횡편기의 급사구에는 메인롤러와 구동롤러의 사이에 끼워서 편사를 공급한다. 편사는 메인롤러의 외주면에 부분적으로 접촉하여 구동롤러에 의하여 끼워진다. 메인롤러는 서보모터에 의하여 회전구동된다. 구동롤러에는 서보모터의 회전구동력이 메인롤러의 회전과 동일한 원주속도로 회전하도록 구동기구에 의하여 전달된다. 동일한 원주속도로 회전하는 메인롤러와 구동롤러의 사이에 끼워져 편사가 공급되기 때문에, 편사에는 무리한 힘이 가해지지 않으므로 안정하게 공급할 수 있다. 메인롤러 및 구동롤러 사이에서 공급되는 편사는 버퍼 막대의 선단부에서 공급경로로부터 인출된다. 버퍼 막대는 스프링에 의하여 미리 정해진 장력 상태에서 미리 정해진 길이만 인출되도록 가압된다. 이 때에 버퍼 막대의 선단 위치를 원점으로 하여 원점을 기준으로 하는 버퍼 막대의 진동변위 상태는 센서에 의하여 검출되어 검출결과를 나타내는 신호가 도출된다. 센서의 신호는 제어수단으로 부여된다. 이와 같은 제어수단에 의하여 편성포의 폭 방향으로의 편성을 시작하기 전에 버퍼 막대의 선단측 위치가 원점에 위치할 때보다 많은 편사가 인출된다. 편성이 시작되어 편사의 수요가 급격하게 증대할 때에 버퍼 막대의 선단측 위치가 원점위치보다도 잉여측 범위에 있으면 PID제어에 미분성분을 사용하여 급격한 실의 수요에 대응하여 충분한 실이 공급되도록 서보모터를 제어하는 것이 가능하다. 버퍼 막대의 선단측 위치가 있는 원점을 통과하여 부족측 범위로 이행한 후에는 선단측 위치가 잉여측 또는 부족측 중의 어느 하나의 범위에 있더라도 PID제어에 미분성분을 사용하기 때문에 진동을 방지하여 안정하게 제어할 수 있다.

본 발명에 의하면, 편성시작에는 편사 수요의 급격한 증대에 대응할 수 있는 미분성분을 사용하여 서보모터를 제어할 수 있고, 편성에 필요한 편사를 정확하게 공급하고, 또한 진동을 방지하여 안정한 제어도 할 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 제어수단은, 상기 버퍼 막대의 진동변위 상태가 미리 정해진 범위 내가 되도록, 또한 편성포에 대한 급사구의 위치 변화 및 편성 데이터로부터 산출되는 편사량(編絲量)의 변화에 의거하여 상기 서보모터를 PID제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 제어수단은 버퍼 막대의 진동변위 상태가 미리 정해진 범위 내가 되도록 서보모터를 PID제어한다. 제어수단은 편성포에 대한 급사구의 위치변화 및 편성 데이터에서 산출되는 편사량의 변화에 의거하여 실제로 편사의 수요가 증대하기 전에 편사의 공급량을 늘림으로써 편사를 포인팅 제어(pointing control)할 수 있다. 편사의 포인팅 제어와 버퍼 막대의 진동변위 상태의 변화에서 편사의 급격한 변동이 있더라도 편사의 장력에 큰 변동이 생기지 않도록 제어할 수 있다. 버퍼 막대의 진동변위 상태가 미리 정해진 범위 내가 되도록 제어되기 때문에, 버퍼 막대에 의하여 인출되는 편사의 양도 일정한 범위 내가 되어 편성포에 공급되는 편사의 양에 대한 버퍼 막대의 영향을 작게 하여 편사의 공급량을 서보모터의 구동상태에 의거하여 더 정확한 정밀도로 계측하는 것도 가능 하다.

또 본 발명에 의하면, 횡편기에서 편성포의 편성에 따라 편사의 수요량이 변동하더라도 실의 장력 변동을 억제하며, 또한 편성포에 공급되는 편사의 길이와 메인롤러에서의 편사의 공급량을 더 정확한 정밀도로 대응시킬 수 있다.

또 본 발명에서 상기 제어수단은, 상기 잉여측 범위에서 미분성분이 포함되도록 하는 PID제어를 미분성분만으로 하고, 상기 미분성분이 포함되지 않도록 하는 PID제어를 비례성분 및 적분성분으로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 버퍼 막대의 선단측이 원점을 통과할 때에 비례성분은 0이 되지만 미분성분을 적분성분으로 변환하여 속도 차이가 없게 출력을 절환하여 원활하게 서보모터를 제어할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 미분성분만을 사용하는 PID제어와 미분성분을 사용하지 않는 PID제어를 연속적으로 절환하여 적절하게 편사의 장력을 제어할 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 제어수단은, 상기 버퍼 막대의 선단측 위치가 상기 잉여측 범위에서 상기 원점을 통과하고 나서 상기 부족측 범위에서 최초로 진폭이 최대 위치에 도달하여 원점측에 미리 정해진 범위까지 되돌아 가는 사이에는 이득을 추종성(追從性)이 양호한 하이 게인(high gain) 상태로 하고, 그 범위를 넘어서 원점측으로 되돌아가기 시작하는 위치에서는 이득을 안정성이 양호한 로우 게인(low gain) 상태로 절환(切換)하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 편성이 시작되어 편사가 급사구에 공급되기 시작하는 초기에는 제어의 이득이 하이 게인에서 추종성이 양호한 상태로 하여, 편사의 부족상태가 완화되어 버퍼 막대의 선단측 위치가 원점측으로 되돌아 가기 시작하고 나서 제어의 이득이 로우 게인으로 안정시키도록 제어할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 편성의 초기에는 제어의 이득이 하이 게인에서 추종성이 양호한 상태로 하여 편사의 부족상태를 신속하게 완화시킬 수 있다. 편사의 부족상태가 완화되면 제어의 이득을 감소시켜 안정시킬 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 제어수단은, 상기 버퍼 막대의 선단측 위치가 상기 편성을 시작하기 전에 많은 편사를 인출하고 있는 위치로부터 최초로 상기 원점까지 이동하는 사이를 상기 잉여측 범위로서 상기 미분성분이 포함되도록 하는 PID제어에 대신하여, 상기 부족측 범위로서 상기 미분성분이 포함되지 않도록 하는 PID제어를 상기 하이 게인 상태에서 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 편성이 시작되어 편사가 급사구에 공급되기 시작하는 초기에는 제어의 이득을 하이 게인으로 하여 추종성이 양호한 상태로 함으로써, 편사의 부족상태가 완화되어 버퍼 막대의 선단측 위치가 원점측 으로 되돌아 가기 시작하고 나서 제어의 이득을 로우 게인으로 하여 안정시키도록 제어할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 편성을 시작한 후에는 편사를 여분으로 인출하더라도 제어의 이득이 하이 게인에서 추종성이 양호한 상태로 하여 급격한 수요의 증대에 대응시킬 수 있다. 편사의 부족상태가 완화되어 버퍼 막대의 선단측 위치가 원점측으로 되돌아 가기 시작하고 나서 제어의 이득을 로우 게인으로 하여 안정성이 양호하게 되도록 제어할 수 있다.

또 본 발명에서 상기 제어수단은, 상기 편성포의 폭 방향의 일방(一方)에 관하여 편성이 종료하는 편성단(編成端)에 편사를 공급하는 타이밍(timing)에 선행(先行)하여 상기 서보모터의 회전을 정지시키는 제어를, 그 서보모터가 실제로 정지하는 시점은 편성단에 편사를 공급하는 타이밍을 지나고 난 후가 되고, 회전정지 제어의 시작으로부터 편성단 통과까지 상기 버퍼 막대가 상기 부족측 범위로 경사져서 이송하는 편사의 길이와 편성단 통과로부터 서보모터가 실제로 정지할 때까지 버퍼 막대가 원점측으로 되돌아 가서 축적하는 편사의 길이가 동일하게 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 편성 중의 편성포가 폭 방향의 일방의 편성단에 도달하면, 다음에 폭 방향의 타방의 편성을 시작할 때까지 편사의 사용은 정지한다. 편사를 공급하기 위한 서보모터의 회전은 순간적으로 할 수 없기 때문에 일정한 시간이 필요하다. 편사의 공급위치가 편성단을 통과하는 시점에서 서보모터를 정지시키더라도, 실제로 서보모터가 정지하기까지의 시간 동안에 공급되는 편사가 남으므로 버퍼 막대를 원점측으로 회전시켜 축적하여 편사의 공급경로에 느슨해짐 등을 발생시키지 않도록 할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 상기 편성포의 폭 방향의 일방에 관하여 편성이 종료하는 편성단에 편사를 공급하는 타이밍에 선행하여 상기 서보모터의 회전을 정지시키는 급정지 오프셋(offset) 제어를 한다. 순간적으로는 회전상태에서 정지상태로 이행할 수 없는 서보모터가 실제로 정지하는 시점은 편성단에 편사를 공급하는 타이밍을 지나고 나서가 된다. 편성을 종료할 때보다 이전의 시점에서 서보모터의 회전을 정지시킴으로써, 서보모터가 실제로 정지하는 시점까지 편사가 여분으로 공급되지 않도록 할 수 있다. 회전정지 제어의 시작에서 편성단 통과까지는 버퍼 막대가 부족측 범위로 경사져서 이송되는 편사의 길이와 편성단 통과로부터 서보모터가 실제로 정지할 때까지 버퍼 막대가 원점측으로 되돌아 가서 축적하는 편사의 길이가 동일하게 되도록 하기 때문에, 최종적으로 서보모터가 정지한 시점에서 버퍼 막대에 적절한 길이의 편사를 축적시킬 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 제어수단은, 상기 편성포에 대한 급사구의 위치 변화에 의거하여 그 급사구가 그 편성포의 폭 방향에 대하여 편성범위 이외로 분리된다라고 판단될 때, 다음 코스의 편성이 시작될 때까지 상기 버퍼 막대의 선단측 위치가 상기 원점보다 상기 잉여측 범위가 되도록 편사의 공급량을 증가시키는 제어를 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 편성포의 1코스의 편성시작에서의 급격한 실의 수요증대에 구비하여 버퍼 막대의 선단측에서 잉여측 범위까지 편사를 축적하여 잉여측 범위에서 미분성분을 사용하는 제어가 유효하게 되도록 할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 편사의 수요량이 급격하게 증대하기 전에 미분성분에 의한 제어가 유효하게 되도록 미리 편사의 축적량을 증대시킬 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 제어수단은, 상기 편성포에 대한 급사구의 위치의 변화에 의거하여 그 급사구가 그 편성포의 폭에 대하여 편사의 공급측으로부터 멀어지는 쪽으로 이동하고 있다라고 판단되고, 상기 편성 데이터에 의거하여 편침의 진퇴조작 위치가 편성포의 폭의 끝부분을 분리시킨다라고 판단될 때에 상기 서보모터가 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 편성포의 편성이 급사측으로부터 멀어지는 측에서 이루어질 때에 여분의 편사가 공급되지 않도록 편사의 장력을 적정한 범위로 유지할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 편사량의 수요가 없어지는 단계에서 서보모터를 정지시켜 여분의 편사가 공급되지 않도록 할 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 제어수단은 상기 편사량의 산출을 상기 편침 1개마다 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 편침 1개마다 편사량의 산출량을 행하여 포인팅 제어를 하기 때문에 편성포를 편성할 때에 편사에 걸리는 장력의 변동을 낮게 억제할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 편성포를 편성하는 편침 1개마다 실의 장력 변동을 작게 할 수 있다.

또 본 발명에서 상기 제어수단은 상기 편사량의 산출을 복수 개의 편침마다 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 편사량의 산출은 복수 개의 편침마다 하기 때문에, 예를 들면 자카드 편성(jacquard knitting) 등 규칙적인 실의 소비량 변화를 따르는 편성에 대하여, 개개의 편침마다는 장력을 변화시키면서 전체적인 장력을 일정하게 하여 편성포의 특징을 살리는 편성을 할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 편침의 복수 개마다 장력의 변화를 억제하여 편성하는 모양의 특징을 살릴 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 관하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명의 실시에 있어서 하나의 실시예인 급사장치(給絲裝置)를 구비하는 횡편기11의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 횡편기11은 편성포12를 편성하기 위하여 급사구(給絲口)13에서 편사(編絲)14를 편침(編針)으로 공급한다. 급사구13에 공급하는 편사14는, 횡편기11의 사이드 커버(side cover)15에 구비되는 급사장치16에서 장력(張力)의 변동을 억제하며 또한 수요량에 대응하는 적절한 길이가 공급된다.

급사장치16에는 버퍼 막대(buffer rod)17이 구비되고, 기단측(基端側)18을 중심으로 선단측(先端側)19까지의 부분이 회전변위(回轉變位)하여 어느 정도 길이의 편사14를 축적(蓄積)할 수 있다. 버퍼 막대17은, 선단측19가 사이드 커버15의 표면으로부터 멀어지는 방향으로 스프링(spring)에 의하여 가압(加壓)되고, 편사14의 장력에 의한 인장력(引張力)과 균형을 이루는 각도까지 경사진다. 본 실시예에 있어서의 급사장치16에서는 편사14의 수요량 변동을 미리 예측하여 버퍼 막대17의 경사각 변동을 억제함으로써 편사14의 장력 변동을 억제하는 제어를 한다.

급사장치16에 관한 상세한 도면은 도2, 도3 및 도4에 나타나 있다. 도2는 도1과 동일한 방향에 있어서 정면에서 본 상태, 도3은 좌측면에서 본 상태, 도4는 사시(斜視) 방향에서 본 상태를 각각 나타낸다. 또 설명의 편의상 도1에서는 메인롤러(main roller)20 및 구동롤러(driven roller)21의 방향을 바꾸어 나타내었다. 도1∼도4를 참조하여 설명하면, 버퍼 막대17에 편사14를 공급하기 위하여 메인롤러20 및 구동롤러21이 설치된다. 메인롤러20은 서보모터(servo motor)22의 회전축 상에 장착되고, 구동롤러21에는 복수의 기어가 조합되어 구성되는 구동기구(driven mechanism)23을 통하여 서보모터22의 회전력이 전달된다. 메인롤러20과 구동롤러21은 편사14를 끼울 수 있도록 배치되고, 구동기구23에 의하여 구동롤러21은 메인롤러20과 동일한 원주속도(circumferential speed)로 회전구동(回轉驅動)하게 된다. 메인롤러20, 구동롤러21, 서보모터22 및 구동기구23은, 도1의 사이드 커버15에 있어서 프레임(frame)24를 관통하여 부착된다. 메인롤러20의 지름은 작고 또한 구동롤러21은 메인롤러20의 하방(下方)에 배치되어 있기 때문에, 1개의 급사장치16은 비교적 좁은 폭으로 구성할 수 있어 사이드 커버15에 복수의 급사장치16을 용이하게 설치할 수 있다.

편사14는 프레임24의 상방(上方)에서 공급되어 메인롤러20의 외주면(外周面)과 접촉하면서, 구동롤러21이 메인롤러20과 대향(對向)하고 있는 부분으로 인도된다. 메인롤러20의 외주면과 구동롤러21의 외주면과의 사이에는 매우 작은 틈이 있어 그 사이를 편사14가 통과한다. 또한 중계롤러(relay roller)25로 인도되어 방향이 바뀌어져 버퍼 막대17의 선단측19로 당겨진다. 버퍼 막대17의 기단측18에는, 선단측19가 사이드 커버15의 표면으로부터 멀어지도록 가압하는 스프링26이 설치되어 있다. 스프링26에 의하여 버퍼 막대17은, 편사14의 장력이 클 때에는 경사각이 작아지게 되고, 편사14의 장력이 작을 때에는 경사각이 커지도록 회전변위한다. 버퍼 막대17의 경사각은 기단측18에 설치되는 경사각 센서27에 의하여 검출(檢出)된다.

다시 도1을 참조하여 설명하면, 횡편기11에서는 편성포12를 편성하기 위한 니들 베드(needle bed)28이 직선 모양으로 설치되고, 니들 베드28을 따 라 캐리지(carriage)29가 왕복 이동하면서, 니들 베드28에 있어서의 편침의 편성동작과 급사구13을 이동시켜 편성포12를 편성한다. 캐리지29에는 편침의 진퇴조작(進退操作)을 하는 편성 캠(knitting cam)이 설치되고, 편침의 진퇴조작에 의하여 편성동작이 이루어진다. 자동화 되어 있는 횡편기11에서는, 편성포12의 편성을 편성 컨트롤러(knitting controller)30으로 제어하고, 미리 주어진 편성 데이터(knitting data)에 따른 편성포12의 편성이 이루어진다. 본 실시예에 있어서의 급사장치16에서는, 경사각 센서27에 의하여 검출되는 경사각이 버퍼 막대17의 선단측19가 미리 정해진 기준위치인 원점위치에 있는 경우에 대응하도록 서보모터22를 PID제어한다. 다만 캐리지29의 이동방향이 변할 때와 같은 급격한 실의 수요가 변화할 때에는, 편성 컨트롤러30으로부터 캐리지의 위치를 나타내는 신호, 편성포12에 대한 급사구13의 위치를 나타내는 신호 및 편성 데이터에서 산출되는 편사량(編絲量)을 나타내는 신호에 의거하여, 실의 수요가 급격하게 증대할 때에는 포인팅 제어(pointing control)를 하고, 실의 수요가 없게 될 때에는 실의 이송을 정지시키는 제어를 한다. 포인팅 제어에서는, 실의 수요 증대분을, 실제로 실의 수요가 발생하여 급사구13에 공급하기 전에 버퍼 막대17 등의 경사각 증대에 의하여 흡수한다.

도5에는 도1에서의 급사 컨트롤러31에 의한 PID제어에 의하여 미분출력을 절환(切換)하는 방식에 관하여 나타나 있다. 버퍼 막대17은 기단측18에서 스프링에 의하여 가압되어 경사각이 커지게 되면 스프링의 가압력은 작아지기 때문에, 경사각은 편사14의 장력에 의거하는 인장력이 작아지게 되면 커지는 관계를 이룬다. 편사14의 이송량이 편사14의 수요량에 완전하게 대응하면, 버퍼 막대17의 경사각을 일정하게 유지하여 선단측19의 위치를 버퍼 막대17의 원점40 위치에 유지시키는 것이 가능하게 된다. 실제로는 메인롤러20, 구동롤러21 또는 서보모터22 등의 기계적인 관성 등에 의하여 편사14의 수요량 변동에 순간적으로 대응하여 편사14를 이송할 수는 없다. 이 때문에 버퍼 막대17의 회전변위에 의하여 편사14의 수요량 변동을 어느 정도 흡수한다.

편사14의 수요량이 급격하게 증대할 때에는, 편사14의 이송량이 대응하지 못하는 부족분 만큼 버퍼 막대17의 경사각이 더 감소하고, 도1에서의 중계롤러25에서 선단측19를 통하여 급사구13까지 편사14의 경로 중에 축적되는 편사14의 길이가 감소하면서 편성포12에 공급된다. 즉 선단측19의 위치가 원점40의 위치보다 사이드 커버15의 표면에 근접하는 방향에서는 편사14가 부족하게 되는 부족측 범위(不足側範圍 : insufficient side range)41이 된다. 한편 편사14의 수요가 적음에도 불구하고 메인롤러20과 구동롤러21과의 사이에서 편사14를 이송하면, 버퍼 막대17의 선단측19가 원점40의 위치에서 사이드 커버15로부터 멀어지도록 경사각이 커지게 되어 여분(餘分)의 편사14가 저장된다. 즉 선단측19의 위치가 원점40의 위치에서 멀어지게 되면, 편사14는 여분이 발생하는 잉여측 범위(剩餘側範圍 : remainder side range)42가 된다.

서보모터22의 PID제어에서는 버퍼 막대17의 경사각 변동에 따라 편사14의 공급량을 신속하게 제어하기 위하여 경사각 센서27에서의 검출신호를 미분한 미분출력에 의한 제어가 이루어진다. 다만 미분출력에 의거한 제어는 경사각의 매우 작은 변동에도 반응하기 때문에 제어 결과, 버퍼 막대17의 경사각이 과민하게 변화되어 진동할 우려가 있다. 이 때문에 버퍼 막대17의 선단측19 위치가 원점위치에서 편사14가 부족한 측의 범위에 들어 가면 미분출력을 0으로 하여 제어를 안정시킨다. 즉 막대 원점위치를 기준으로 하여 편사14가 남는 범위에서는 미분출력을 고려한 제어를 하고, 부족한 범위에서는 미분출력을 고려하지 않는 제어를 한다.

도6은 본 발명의 실시에 있어서 다른 형태인 서보모터22의 속도에 대한 PID제어를 하는 방법을 나타낸다. 도5에 나타나 있는 실시예와 마찬가지로 버퍼 막대17의 선단측19 위치에 원점40을 설정하고, 원점40을 기준으로 하여 편사14가 남는 잉여측 범위42와 부족한 부족측 범위41에서 PID제어로 서보모터22의 회전속도를 제어하는 성분을 절환한다. 편사14의 잉여측 범위42에서는 미분성분D만을 사용하여 제어를 한다. 버퍼 막대17의 선단측19가 원점40을 통과하여 부족측 범위41로 들어간 후에는 비례성분P 및 적분성분I를 사용하는 제어로 절환한다. 잉여측 범위42에서 부족측 범위41로 연속하여 절환할 때에는 원점40을 통과하는 타이밍으로 미분성분D를 적분성분I로 변환하기 때문에 비례성분P는 0으로서, 속도의 차이가 없도록 출력을 절환할 수 있다.

도7은 도1에 나타나 있는 상태에서 급사구13이 급사장치16측의 끝부분에 가까이 있는 상태에서 급사구13이 급사장치16에서 멀어지는 방향으로 이동하여 편성포12가 편성되기 바로 직전의 상태를 나타낸다. 이 상태에서 편성이 시작되면 편사14의 수요량은 급격하게 증대한다. 이 때문에 편성포12에서 하나의 코스를 편성하고, 급사구13이 편성포12에서 바로 직전에 편성된 코스의 끝부분을 통과하고 나서, 다음 코스의 편성을 시작할 때까지의 사이에 버퍼 막대17의 선단측19 위치가 원점에서 잉여측 범위로 미리 설정된 위치에 올 수 있도록 편사14를 천천히 이송한다. 바로 직전에 편성된 코스가 파선으로 나타나 있는 위치에서 급사구13이 편성포12의 끝부분을 통과하여 종료되면, 다음 코스의 편성이 시작될 때까지 실선으로 나타나 있는 바와 같이 경사각을 크게 하여 편사14를 여분으로 축적할 수 있다. 이와 같이 편사14를 잉여측 범위까지 축적하면 편사14의 수요가 급격하게 증대하여 메인롤러20과 구동롤러21에서의 이송이 한 순간 늦어지더라도, 버퍼 막대17의 선단측19가 원점까지 되돌아 오기까지의 사이에 경사각 변화의 미분성분을 사용하는 제어에 의하여 서보모터22가 편사14의 이송량을 증가시키기 때문에, 급격한 편사14의 수요량 증대에 대하여 장력의 변동을 억제하면서 편사14를 공급할 수 있다.

도8은 도1에 나타나 있는 바와 같은 횡편기11에 있어서 급사구13이 급사장치16이 설치되어 있는 사이드 커버15로부터 멀리 있는 쪽의 편성단(編成端)12F에서 편성포12로부터 분리될 때의 제어방식을 나타낸다. 급사구13 을 따라 이동하는 캐리지29에는 편침에 편성동작을 시키는 편성 캠45가 구비되어 있고, 편성 캠45의 위치가 편성단12F를 분리시키면 메인롤러20 및 구동롤러21에 의한 실의 이송을 위한 출력을 0으로 한다. 이에 따라 편사14를 남게 공급하지 않도록 서보모터22를 급정지시킬 수 있다. 또 급사구13이 편성포12측으로 이동하여 다음 코스의 편성을 시작할 때에는 도7과 마찬가지로 편사14의 수요가 급격하게 증대하기 때문에 편사14를 버퍼 막대17에 축적한다.

도9A∼도9C는 실의 수요량을 편침50, 51, 52 … 1개마다 편성 데이터로부터 예측하여 미리 수요량에 대응하는 길이의 편사14를 이송하는 방식을 나타낸다. 횡편기11에 있어서의 편성 컨트롤러30에는 미리 편성포12를 형성하는 코스마다 사용하는 편침50, 51, 52 … 의 스티치(stitch) 등이 니들 베드28에서의 배열에 대응하는 바늘번호의 순서로 설정된다. 각 편침50, 51, 52 … 의 스티치에 의하여 인입(引入)되는 편사14의 길이는 스티치 루프(stitch loop)를 형성하고, 스티치 루프의 길이는 서로 달라서 다양한 모양을 편성하는 것이 가능하다. 도9A에 실선으로 나타나 있는 바늘 1개마다 실의 소비량에 대응하여 도9B에 점선으로 나타나 있는 바와 같이 실의 이송량을 설정한다. 도9C에서는 실선으로 도9A에서의 실의 소비량을, 파선으로 도9B에서의 실의 이송량을 각각 나타낸다. 파선으로 나타나 있는 실의 이송량 변화에 맞추어 편성단S에서도 전방P로 편사14를 이송하기 시작하여 서보모터22의 가속시작A나 감속시작B의 제어를 피드 포워드(feed forward) 방식으로 제어함으로써, 실의 소비량 변화 위치의 전방에서 가속/감속을 하여 실의 장력 변동을 낮게 억제하는 것이 가능하다.

도10A∼도10C는 복수의 편침50, 51, 52 … 마다 편사14를 평균적으로 이송하는 제어방식을 나타낸다. 도10A에 실선으로 나타나 있는 바와 같이 복수 개의 편침50, 51, 52 … 에서 실의 소비량이 변화할 때에 도10B에 점선으로 나타나 있는 바와 같이 전체의 평균에 대응하여 실을 이송한다. 도10C는 도10A와 도10B를 포개어 나타낸 도면이다. 도10C에 나타나 있는 바와 같이 이송량의 평균치에 대하여 실의 수요가 증감하여 장력도 변화하게 된다. 그러나 자카드 편성(jacquard knitting) 등 규칙적인 실의 소비량 변화에 따른 편성에서는 복수 개의 편성단위로 실의 양을 이송하는 제어방식이 양호한 편성포12를 얻을 수 있다. 따라서 도9A∼도9C 또는 도10A∼도10C에 나타나 있는 실의 이송방식은 편성하는 편성포12에 대응하여 절환하는 것이 바람직하다.

도11A∼도11C는 편성포12에 공급하는 편사14의 길이를, 급사구13이 급사장치16에 가까운 측에서 멀어지는 측으로 이동하는 사이에 정확하게 계측(計測)하는 방식을 나타낸다. 도11A에 나타나 있는 바와 같이 도면에서는 좌측에 나타나 있는 급사구13이 편성포12의 급사장치16에 근접하는 쪽의 편성단12N에 이르는 위치에서 데이터 입력을 시작한다. 도11B에 나타나 있는 바와 같이 도면에서는 우측방향으로 이동하여 급사구13이 편성포12의 급사장치16으로부터 먼 쪽의 편성단12F를 지나서 우측으로의 이동이 종료하면, 편사14에서 점선으로 나타나 있는 범위의 길이는 알 수 없게 된다. 다만 도11C에 나타나 있는 바와 같이 다음 코스의 편성에서 급사구13이 편성포12의 가까운 쪽 편성단12N까지 되돌아 가면, 도11B에서는 점선으로 나타나 있는 길이를 알 수 없었던 편사14의 부분이 버퍼 막대17로 되돌아 가서 흡수된다. 버퍼 막대17에 축적되어 있는 편사14의 길이는 버퍼 막대17의 경사각도에서 산출된다. 또한 메인롤러20에서 이송된 편사14의 양은 서보모터22에 구비되어 있는 인코더(encoder)로부터의 신호에 의거하여 산출할 수 있다. 편성포12의 편성폭도 횡편기11의 기계적 사양과 편성 데이터로부터 용이하게 얻을 수 있기 때문에, 도11A에 나타나 있는 데이터 입력의 시작위치에서의 상태와 도11C 에 나타나 있는 데이터 입력의 종료위치에서의 상태와의 차이로서, 편성포12의 1코스분의 편성에 사용한 편사14의 길이를 정확하게 산출할 수 있다. 즉 데이터 입력의 종료위치에서의 버퍼 막대17의 경사각도와 데이터 입력의 시작위치에서의 버퍼 막대17의 경사각도와의 차이, 인코더의 값 및 편성포12의 편성폭으로부터 정확한 실의 양을 구할 수 있다.

도12A 및 도12B는 급사구13이 급사장치16에서 먼 쪽의 편성단12F로부터 가까운 쪽의 편성단12N까지 이동하는 사이에 공급하는 편사14의 길이를 데이터로서 입력하는 방식을 나타낸다. 도12A에 나타나 있는 바와 같이 급사구13이 편성포12의 먼 쪽의 편성단12F에 이르는 위치에서 데이터 입력 을 시작한다. 도12B에 나타나 있는 바와 같이 캐리지의 편성 캠45의 위치가 편성포12의 가까운 쪽의 편성단12N에 이르는 위치에서 데이터 입력을 종료한다. 파선으로 나타나 있는 바와 같이 급사구13이 급사장치16측으로 더 근접하고 있을 때에 급사구13과 편성포12의 편성단12N 사이에서의 편사14의 길이는 고려할 필요는 없다.

도11A∼도11C에 나타나 있는 바와 같은 우측으로 이동하는 실의 양은,

우측으로 이동하는 실의 양 = 인코더로부터 계산한 실의 양 - 편성폭 + 막대에 있어서 변화한 실의 양 … (1)으로서 계산할 수 있다. 또한 도12에 나타나 있는 바와 같은 좌측으로 이동하는 실의 양은,

좌측으로 이동하는 실의 양 = 인코더로부터 계산한 실의 양 + 편성폭 + 막대에 있어서 변화한 실의 양…(2)으로서 계산할 수 있다. 본 실시예에 있어서의 급사장치16에서는 메인롤러20을 서보모터22로 회전구동하여 편사14를 적극적으로 이송하기 때문에, 도24 및 도25에 나타나 있는 바와 같은 길이 측정 롤러(length measuring roller)10으로 수동으로 계측하는 경우와 같이 관성의 영향에 의하여 발생하는 오차를 작게 할 수 있어 정확한 편사14의 공급량을 산출하여 스티치 루프의 편성에 필요한 편사14를 정확하게 공급함으로써 뛰어난 품질의 편성포12를 얻을 수 있다.

도13은 본 발명의 실시에 있어서 또 다른 형태의 실시예로서, 급사 컨트롤러31에 의한 PID제어의 절환에 관하여 나타낸다. 본 실시예는, 도5 와 마찬가지로 버퍼 막대17의 선단측19가 원점40의 위치에서도 잉여측 범위42에서 미분출력을 고려한 제어를 하고, 부족측 범위41에서 미분출력을 고려하지 않는 제어를 한다. 다만 부족측 범위41에서는, 버퍼 막대17이 최대로 진동하는 위치에 도달하고 또한 원점40측으로 일정량 되돌렸을 때에 게인(gain)을 절환한다. 즉 다음의 표1에 나타나 있는 바와 같이 부족측 범위41에서의 Pl제어의 게인을 P1, I1에서 P2, I2로 절환하여 P1 〉 P2 및 I1 〉I2로 한다.

(표1)

또 PI제어의 게인 절환에서는 P성분만 게인을 절환하고, I성분은 그대로 하는 것도 가능하다. 즉 P1 > P2 및 I1 ≥ I2로 할 수 도 있다.

버퍼 막대17의 선단측19가 최대로 진동할 때로부터 일정량 되돌렸을 때에 게인을 절환하는 것은, 버퍼 막대17이 최대로 진동하는 것을 확실하게 하기 위함이다. 최대 진동에 도달하였는가 아닌가는 되돌림의 처음에서 가 아니면 알 수 없기 때문에, 일정량은 예를 들면 버퍼 막대17의 되돌림 각도에서 5도 정도로 한다. 이 값은 편성포의 편성방법, 실의 종류, 편성속도 등에 따라 알맞은 값은 다르기 때문에 변경할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 있어서의 각 실시예에서는 각 코스의 편성동작을 시작하기 전에 편사14를 버퍼 막대17에 축적하여 편사14를 인출하는 서보모터22의 PID제어를, 편성시작의 범위는 D성분만으로 제어를 한다. 편성시작의 범위를 편성하여 버퍼 막대17의 선단측19가 원점을 지나가면, 후에는 PI성분만으로 제어하는 편성 중의 범위가 된다. 편성 중의 범위는 버퍼 막대17의 각도에 관계없이 PI성분으로 제어한다. 게인의 절환에 관하여도 마찬가지로서, 편성시작의 범위는 하이 게인(high gain)으로 제어를 하고, 버퍼 막대17이 최대로 진동하였을 때로부터 일정량 되돌렸을 때에 로우 게인(low gain)으로 절환하여 편성 중의 범위는 로우 게인에서의 제어가 된다.

도14∼도17은 도13에 나타나 있는 바와 같이 게인 절환을 하는 이유를 나타낸다. 도14는, 서보모터22가 편사14를 공급하는 실의 속도와 버퍼 막대17의 각도와의 개략적인 시간적 변화를 나타낸다. 도15는 게인을 절환하는 경우, 도16은 하이 게인으로서 절환하지 않는 경우, 도17은 로우 게인으로서 절환하지 않는 경우를, 서보모터22의 회전속도를 실선으로, 실의 장력을 일점쇄선으로 각각 나타낸다.

도14에 나타나 있는 바와 같이 편성시작 범위60의 편성시작 시간t0에 서는, 버퍼 막대17이 원점에서 부족측 범위로 진동하기 시작하여 축적한 편사14를 공급한다. 시간t1에서 서보모터22의 회전에 의하여 공급되는 편사14의 양이 편성에 사용되는 편사14의 양보다 많아지면, 버퍼 막대17은 최대 진동각(振動角)에서 원점측으로 되돌아 가기 시작하고, 시간t2에서 최대 진동각에서 일정량 되돌아 갔을 때에 게인을 저하시키도록 절환한다. 이후에 시간t3에서 1코스분의 편성포12 편성을 종료한다. 도15에서는 서보모터22의 속도를 실선으로 나타내었다. 도15에 파선으로 나타나 있는 바와 같이 편성시작 범위60에서 일점쇄선으로 나타나 있는 실의 장력을 억제하여 편성 중 범위61에서의 진동을 억제할 수 있다.

도16에 모터의 속도를 실선, 실의 장력을 일점쇄선으로 나타나 있는 바와 같이 편성시작 범위60의 편성시작으로부터 편성 중 범위61의 편성 마지막까지 하이 게인의 상태가 그대로 이면, 예를 들면 편성 중 범위61에서 제어에 오버슈트(overshoot)를 발생시켜 진동을 일으킨다. 또한 도17에 모터의 속도를 실선, 실의 장력을 일점쇄선으로 나타나 있는 바와 같이 로우 게인의 경우에는 필요한 속도에 도달할 때까지 시간이 걸려 편성시작이 급격한 편사14의 수요에 대응할 수 없기 때문에 실의 장력이 커진다.

도18은 본 발명의 실시에 있어서 또 다른 형태의 실시예로서, 급사 컨트롤러31에 의한 PID제어의 절환에 관하여 나타낸다. 본 실시예는 버퍼 막대17의 선단측19가 원점40의 위치로부터 잉여측 범위42에서도 미분출력을 고려하지 않는 제어를 하고, 부족측 범위41에서는 버퍼 막대17이 최대로 진 동하는 위치에 도달하고 또한 원점40측으로 일정량 되돌아 갔을 때에 게인을 절환하는 방식에 의거하는 동작을 한다. 다만 편성시작에 버퍼 막대17의 선단측19가 있는 위치를 가원점(假原點)70으로 하여 제어의 기준으로 한다. 선단측19가 부족측 범위41측으로 이동하여 선단측19가 원래의 원점40 위치를 통과하면 제어의 기준을 가원점70에서 원래의 원점40으로 되돌린다. 즉 다음의 표2에 나타나 있는 바와 같이 편성시작에서는, 원래는 잉여측 범위42에서도 제어상은 부족측 범위41로서 미분성분을 0으로 하는 PI제어를 한다. 원래의 원점40으로부터 부족측 범위41에서는 도13과 마찬가지로 최대 진동에 도달하고 나서 일정량 되돌아 가는 위치에서 게인을 P1, I1에서 P2, 12로 절환하여 P1 〉P2 및 I1 〉I2로 한다.

(표2)

또 도13의 실시예와 마찬가지로 P1 〉 P2 및 I1 ≥ I2로 할 수도 있다.

도19∼도21B는 도18에 나타나 있는 바와 같이 1코스에 관한 편성시작 위치를 가원점70으로 하여 버퍼 막대17의 선단측19 위치가 원래의 원점40을 통과하면, 제어의 기준이 되는 원점을 가원점70에서 원래의 원점40으로 절환하는 것이 바람직한 이유에 관하여 나타낸다. 도19는 도1에 있어서의 횡편기11에서 리브 편조직(rib stitch)과 같이 편사14를 다수 필요로 하는 편성포12를 편성할 때에 서보모터22에서 편사14를 공급하는 실의 속도 변화를 나타낸다. 도20A 및 도20B는 편성시작에서 원래의 원점40으로부터 잉여측 범위42에서는 미분성분에 의거하는 D제어를 하고, 원점40에서 비례적분성분에 의거하는 PI제어를 하도록 절환하는 경우에 있어서의 버퍼 막대17의 작용을 도20A에서, 서보모터22의 회전속도 변화를 도20B에서 각각 개요를 나타낸다. 도21A 및 도21B는 편성시작 위치를 가원점70으로 하는 원점 절환에서 편성시작에서 PI제어를 하는 경우에 있어서의 버퍼 막대17의 작용을 도21A에서, 서보모터22의 회전속도 변화를 도21B에서 각각 개요를 나타낸다.

도19에 나타나 있는 바와 같이 실의 속도는 시간t10에서 편성이 시작되면 시간t11에서 버퍼 막대17의 선단측19 위치가 원래의 원점40 위치를 통과하는 원점통과상태가 되고, 또한 부족측 범위로 진동하여 시간t12가 될 때까지 비교적 저속(低速)의 상태를 유지한다. 시간t10에서 시간t12까지는 버퍼 막대17의 경사각도가 변화하여 축적되어 있는 편사14를 이송하기 때문에 서보모터22의 회전에 의하여 공급하는 실의 속도는 비교적 느리다. 시 간t12에서는 서보모터22의 회전속도가 빨라져 실의 속도가 빠르게 되어 시간t13을 지나서 편성포12의 편성이 계속된다.

도20A 및 도20B에 나타나 있는 바와 같이 원점 절환을 하지 않는 경우에는 편성시작시간t10에서 버퍼 막대17의 선단측19가 원점을 통과하는 시간t11까지 미분성분에 의거하는 D제어만을 한다. 원점40에서는 시간t11 이후에는 PI제어로 이행하도록 D제어 → PI제어로 절환한다. 시간t10에서 시간t11까지는 미분성분만에 의한 제어이기 때문에 실의 속도가 빠른 리브 편조직과 같은 편성에서는 서보모터22의 회전 상승이 너무 늦어서 시간t13에서 버퍼 막대17은 부족측 범위에서 진동이 가능한 한계까지 진동한다. 버퍼 막대17이 한계까지 진동하더라도 편사14의 공급량은 부족하여 편사14에는 버퍼 막대17을 가압하는 스프링의 장력보다 큰 장력이 걸린다.

도21A 및 도21B에 나타나 있는 바와 같이 원점을 절환하는 경우에는 편성을 시작할 때에 버퍼 막대17의 선단측19 위치를 가원점70으로 하여 PI제어를 시작하기 때문에, 버퍼 막대17의 선단측19가 가원점70에서 원래의 원점40까지 이동하는 시간t10에서 시간t11 사이에서도 부족측 범위로서 하이 게인의 PI제어가 이루어진다. 이에 따라 버퍼 막대17이 한계까지 진동하기 전에 서보모터22의 회전이 빨라져 시간t12a에서 진동의 최대로부터 일정량 되돌아 가는 상태가 된다. 버퍼 막대17이 최대로 진동하는 위치는 한계에 도달하지 않기 때문에, 편사14에 걸리는 장력은 버퍼 막대17을 가압하는 스프링과 균형을 이루는 범위로 억제된다. 시간t12a 이후에는 로우 게인 상태의 PI제어가 이루어진다.

도22A, B 및 도23A, B는 실선으로 나타나 있는 실의 속도와 일점쇄선으로 나타나 있는 모터의 속도에 관하여 각 실시예에 있어서의 편성단에서 1코스분의 편성을 종료할 때에 편사14의 돌출을 억제하는 급정지 오프셋(offset)의 유무(有無)의 효과를 비교하여 나타낸다. 도22A 및 도22B는 급정지 오프셋을 하지 않는 경우를 나타내고, 도23A 및 도23B는 급정지 오프셋을 하는 경우를 나타낸다. 도22A, B 및 도23A, B에서는 실선으로 실의 속도 변화를 나타내고, 일점쇄선으로 서보모터22의 회전속도 변화를 나타낸다.

도22A 및 도22B에 나타나 있는 바와 같이 편성포12에 있어서의 1코스분의 편성이 종료하여 편성위치가 편성단을 분리시키는 시간t20에서 서보모터22에 급정지를 걸더라도, 서보모터22는 일정한 시간이 경과한 후인 시간t21에서 정지한다. 이 때문에 서보모터22가 실제로 정지하는 시간t21까지 편사14가 이송되고, 실의 속도가 빠르면 편사14의 양이 많아지게 되어 버퍼 막대17이 잉여측 범위의 한계까지 되돌아 가더라도, 도면에서 점을 찍어 나타낸 부분의 편사14 전부를 흡수할 수 없게 된다. 이 때문에 편사14는 공급경로의 도중에서 느슨해져 실의 장력이 급격하게 작아지게 된다.

도23A 및 도23B에 나타나 있는 바와 같이 편성포12에 있어서의 1코스분의 편성이 종료하는 편성단의 전방위치에 편성이 진행하는 시간t29에서 서보모터22에 급정지를 걸음으로써 시간t30에서 편성단에 도달하고, 또한 시간t31이 되고 나서 실제로 편사14의 공급이 정지하도록 하면 버퍼 막대17을 적정한 진동의 범위 내에서 사용할 수 있다. 특히 시간t29에서 시간t30까지 공급되는 편사14의 양과 시간t30에서 시간t31까지 과잉으로 공급되는 편사14의 양을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 시간t29에서 급정지까지는 버퍼 막대17이 원점 부근에서 안정한 제어를 하고 있는 경우, 시간t29에서 시간t30까지 버퍼 막대17이 부족측 범위로 경사져서 서보모터22의 회전 감소에 의한 편사14의 부족분을 보충하는 도면에 있어서 우측 하방으로 빗금친 부분이 나타내는 양과 시간t30에서 시간t31까지 과잉의 편사14를 흡수하는 도면에 있어서 우측 상방으로 빗금친 부분이 나타내는 양이 일치하면, 버퍼 막대17의 부족측으로의 이동과 원점측으로의 되돌림이 상쇄되어 버퍼 막대17은 원점 부근에 멈추도록 할 수 있다. 급정지 오프셋을 거는 시간t29를 편성단에 도달하는 시간t30으로부터 어느 정도 선행(先行)시키는 가는 실의 속도에 따라 변화시킨다.

이상에서 설명한 각 실시예에서는, 횡편기11은 캐리지29를 구비하고 있지만, 본 발명은 캐리지가 없는 캐리지리스(carriageless) 타입의 횡편기에도 적용할 수 있다. 편성을 위한 기구는 편성 데이터에 의거하여 프로그램 제어되는 횡편기로 하면, 그 기구에 따라 편성포12의 편성시작이나 편성종료의 타이밍을 알 수 있어 급사장치로의 편사의 포인팅이나 급정지 오프셋 등을 적절하게 할 수 있다.

도1에서의 설명에서는 급사장치16을 횡편기11의 좌측 사이드 커버15에 1대만 설치하고 있지만, 전술한 바와 같이 복수 대 설치하는 것은 용이하다. 또한 우측의 사이드 커버에도 마찬가지로 급사장치16을 설치할 수 있다.

본 발명은, 그 기술적 사상 또는 주요 특징으로부터 일탈하지 않고 여러 가지의 다른 형태로 실시할 수 있다. 따라서 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 나타나 있는 것으로서, 명세서 본문에는 하등 구속되지 않는다.

또한 특허청구범위의 균등범위에 속하는 변형이나 변경은 전부 본 발명의 범위 내가 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 편성시작에는 편사 수요의 급격한 증대에 대응할 수 있는 미분성분을 사용하여 서보모터를 제어할 수 있고, 편성에 필요한 편사를 정확하게 공급하고, 또한 진동을 방지하여 안정한 제어도 할 수 있다.

Claims

편성 데이터(編成 data)에 의거하여 편침(編針)의 진퇴조작(進退操作)에 의한 편성동작과 함께 급사구(給絲口)도 편성포의 폭 방향으로 이동시키면 서 편성포를 편성하는 횡편기에서 편사(編絲)의 수요에 따라 편사를 급사구에 공급하는 급사장치에 있어서,

편사의 공급경로에 배치되어 회전 가능한 외주면(外周面)에서 부분적으로 편사와 접촉하는 메인롤러(main roller)와,

메인롤러의 회전축을 회전구동시키는 서보모터(servo motor)와,

메인롤러의 외주면과 접촉하고 있는 편사를 그 외주면과의 사이에서 끼우는 구동롤러(driven roller)와,

구동롤러를, 메인롤러의 회전에 연동(連動)하여 동일한 원주속도(circumferential speed)로 회전하도록 서보모터로부터의 구동력을 전달하는 구동기구(driven mechanism)와,

메인롤러 및 구동롤러 사이에서 횡편기의 급사구에 편사가 공급되는 경로에 배치되고, 기단측(基端側)을 중심으로 진동변위(振動變位) 가능하고, 선단측(先端側)이 일방(一方)으로 진동변위할 때에 편사를 그 경로로부터 부분적으로 인출하는 버퍼 막대(buffer rod)와,

버퍼 막대를, 미리 정해진 실의 장력(張力) 상태에서는 미리 정해진 길이만큼 편사를 그 경로로부터 인출하도록 그 일방으로 가압(加壓)하는 스프링(spring)과,

버퍼 막대의 진동변위 상태를, 편사가 미리 정해진 그 길이만큼 그 경로로부터 인출될 때에 선단측 위치인 원점을 기준으로 하여 검출하고, 검출결과를 나타내는 신호를 도출(導出)하는 센서(sensor)와,

상기 센서로부터의 신호에 의거하여 서보모터를 PID제어하는 제어수단을 포함하고,

제어수단은 편성포의 폭 방향으로 편성을 시작하기 전에 버퍼 막대의 선단측이 원점에 위치할 때보다 많은 편사가 인출되도록 하고, 편성이 시작되어 편사의 수요가 급격하게 증대할 때에 선단측의 위치가 원점으로 되돌아 가기까지의 잉여측 범위(剩餘側範圍)에서는 PID제어를 미분성분이 포함되도록 하고, 선단측의 위치가 있는 원점을 통과하여 경로로부터 인출하는 편사의 길이가 원점까지 인출하는 길이보다 짧게 되는 부족측 범위(不足側範圍)로 이행한 후에는 선단측의 위치가 잉여측 또는 부족측 중 어느 하나의 범위에 있더라도 PID제어를 미분성분이 포함되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 버퍼 막대의 진동변위 상태가 미리 정해진 범위 내가 되도록, 또한 편성포에 대한 급사구의 위치 변화 및 편성 데이터로부터 산출되는 편사량(編絲量)의 변화에 의거하여 상기 서보모터를 PID제어하는 것을 특징과 하는 급사장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 잉여측 범위에서 미분성분이 포함되도록 하는 PID제어를 미분성분만으로 하고, 상기 미분성분이 포함되지 않도록 하는 PID제어를 비례성분 및 적분성분으로 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 버퍼 막대의 선단측 위치가 상기 잉여측 범위에서 상기 원점을 통과하고 나서 상기 부족측 범위에서 최초로 진폭이 최대 위치에 도달하여 원점측에 미리 정해진 범위까지 되돌아 가는 사이에는 이득을 추종성(追從性)이 양호한 하이 게인(high gain) 상태로 하고, 그 범위를 넘어서 원점측으로 되돌아가기 시작하는 위치에서는 이득을 안정성이 양호한 로우 게인(low gain) 상태로 절환(切換)하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제4항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 버퍼 막대의 선단측 위치가 상기 편성을 시작하기 전에 많은 편사를 인출하고 있는 위치로부터 최초로 상기 원점까지 이동하는 사이를 상기 잉여측 범위로서 상기 미분성분이 포함되도록 하 는 PID제어에 대신하여, 상기 부족측 범위로서 상기 미분성분이 포함되지 않도록 하는 PID제어를 상기 하이 게인 상태에서 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 편성포의 폭 방향의 일방(一方)에 관하여 편성이 종료하는 편성단(編成端)에 편사를 공급하는 타이밍(timing)에 선행(先行)하여 상기 서보모터의 회전을 정지시키는 제어를, 그 서보모터가 실제로 정지하는 시점은 편성단에 편사를 공급하는 타이밍을 지나고 난 후가 되고, 회전정지 제어의 시작으로부터 편성단 통과까지 상기 버퍼 막대가 상기 부족측 범위로 경사져서 이송하는 편사의 길이와 편성단 통과로부터 서보모터가 실제로 정지할 때까지 버퍼 막대가 원점측으로 되돌아 가서 축적하는 편사의 길이가 동일하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 편성포에 대한 급사구의 위치 변화에 의거하여 그 급사구가 그 편성포의 폭 방향에 대하여 편성범위 이외로 분리된 다라고 판단될 때, 다음 코스의 편성이 시작될 때까지 상기 버퍼 막대의 선단측 위치가 상기 원점보다 상기 잉여측 범위가 되도록 편사의 공급량을 증가시키는 제어를 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 편성포에 대한 급사구의 위치의 변화에 의거하여 그 급사구가 그 편성포의 폭에 대하여 편사의 공급측으로부터 멀어지는 쪽으로 이동하고 있다라고 판단되고, 상기 편성 데이터에 의거하여 편침의 진퇴조작 위치가 편성포의 폭의 끝부분을 분리시킨다라고 판단될 때에 상기 서보모터가 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은 상기 편사량(編絲量)의 산출을 상기 편침 1개마다 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은 상기 편사량의 산출을 복수 개의 편침마다 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제5항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 편성포의 폭 방향의 일방에 관하여 편성이 종료하는 편성단에 편사를 공급하는 타이밍에 선행하여 상기 서보모터의 회전을 정지시키는 제어를, 그 서보모터가 실제로 정지하는 시점은 편성단에 편사를 공급하는 타이밍을 지나고 난 후가 되고, 회전정지 제어의 시작으로부터 편성단 통과까지 상기 버퍼 막대가 상기 부족측 범위로 경사져서 이송하는 편사의 길이와 편성단 통과로부터 서보모터가 실제로 정지할 때까지 버퍼 막대가 원점측으로 되돌아 가서 축적하는 편사의 길이가 동일하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제5항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 편성포에 대한 급사구의 위치 변화에 의거하여 그 급사구가 그 편성포의 폭 방향에 대하여 편성범위 이외로 분리된다라고 판단될 때, 다음 코스의 편성이 시작될 때까지 상기 버퍼 막대의 선단측 위치가 상기 원점보다 상기 잉여측 범위가 되도록 편사의 공급량을 증가시키는 제어를 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제5항에 있어서,

상기 제어수단은, 상기 편성포에 대한 급사구의 위치의 변화에 의거하여 그 급사구가 그 편성포의 폭에 대하여 편사의 공급측으로부터 멀어지는 쪽으로 이동하고 있다라고 판단되고, 상기 편성 데이터에 의거하여 편침의 진퇴조작 위치가 편성포의 폭의 끝부분을 분리시킨다라고 판단될 때에 상기 서보모터가 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제5항에 있어서,

상기 제어수단은 상기 편사량의 산출을 상기 편침 1개마다 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은 상기 편사량의 산출을 복수 개의 편침마다 하는 것을 특징으로 하는 급사장치.