KR101537940B1

KR101537940B1 - 편성기용의 실 이송장치와 실 이송방법

Info

Publication number: KR101537940B1
Application number: KR1020117026218A
Authority: KR
Inventors: 히로카즈 니시타니; 요시유키 고무라
Original assignee: 가부시키가이샤 시마세이키 세이사쿠쇼
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2015-07-20
Also published as: EP2441868A1; US8249739B2; KR20120088539A; WO2010143498A1; JPWO2010143498A1; CN102482814A; US20120079856A1; EP2441868B1; EP2441868A4; CN102482814B; JP5603861B2

Abstract

실을 송출하는 롤러(34)를 구동하는 모터(32)와, 롤러로부터 송출된 실을 중간적으로 축적하고 회전 가능한 암(40)을 설치하여, 암으로부터 횡편기 본체(2)에 실을 공급한다. 암에 가변의 토크를 부여하는 토크 발생기(38)를 설치하고, 횡편기 본체에서 사용하는 편성데이터에 의거하여 산출되는 편침별 스티치의 루프 길이와 편성속도로부터 실 속도를 구한다. 실 속도에 의한 실 장력의 변동을 보정하도록 실 속도를 편성코스의 각 장소별로 변환테이블(50)에 의하여 버퍼에 가하는 토크로 변환하고, 구한 토크에 따라 토크 발생기를 제어한다. 실 장력의 변동을 작게 하여 고속편성 및 약한 실에서의 편성을 쉽게 한다.

Description

편성기용의 실 이송장치와 실 이송방법{YARN FEEDING DEVICE AND YARN FEEDING METHOD FOR KNITTING MACHINE}

본 발명은, 횡편기(橫編機) 및 원형편성기(circular knitting machine) 등의 편성기(編成機)에 실을 공급하기 위한 실 이송장치(yarn 移送裝置)와 실 이송방법의 개량에 관한 것이다.

발명자들은, 편성데이터(編成 data)로부터 실의 필요량을 구하여, 각 편성장소에 따라 서보모터(servo motor)에 의하여 필요한 길이의 실을 송출함과 아울러, 버퍼(buffer)로서의 암(arm)을 통하여 편성기의 캐리어(carrier)에 실을 공급하는 실 이송장치를 제안하였다(특허문헌1 : JP4016030B, 특허문헌2 : JP2006-169675A). 또 소정의 시간당 실의 필요량을, 본 명세서에서는 실 속도(yarn speed)라고 부른다. 실 속도는, 스티치(stitch)의 형성에 사용되는 실의 길이와, 캐리어의 이동에 따르는 버퍼암과 니들베드(needle bed)와의 사이의 실 길이의 변화에 의하여 정해진다. 또 버퍼암을 이하 간단하게 「암」이라고 부르는 경우가 있다.

특허문헌1, 2에서는, 암은 스프링에 의하여 가압되어 실에 대략 일정한 장력(tension)을 부여하도록 되어 있다. 여기에서 특허문헌1에서는, 편성데이터에 의거하여 편침별 스티치의 루프 길이를 산출하고, 캐리어의 운동에 동기(同期)시켜서 편성에 필요한 편사를 적극적으로 송출하는 것을 개시하고 있다. 그러나 고속으로 편성하는 경우에 실의 이송량의 제어만으로는, 실에 강한 장력 피크가 발생되어 실이 끊어질 우려가 있다는 것이 밝혀졌다. 특허문헌2에서는, 실 속도가 급증하기 전에 실의 이송속도를 증가시켜서 암에 여분의 실을 축적하여, 실 속도가 급증하는 장소에 구비하는 것을 개시하고 있다. 그러나 사전에 여분의 실을 충분한 양만큼 풀어내면, 실의 장력이 저하되어 실이 느슨하게 될 우려가 있다. 이들 때문에 특허문헌1, 2에서 상정하고 있는 것보다 고속으로 편성할 때에는, 실 장력(yarn tension)의 변동을 작게 하는 것은 어렵다.

그래서 발명자는, 암을 스프링에 의하여 수동적으로 제어하는 것이 아니라, 토크 모터(torque motor) 등의 토크 발생기(torque 發生器)에 의하여 암 토크를 적극적으로 제어하는 것을 검토하였다. 횡편기 및 원형편성기 등 편성기의 암의 토크제어에 관한 것으로서 특허문헌3 : JP2951068B에는, 버퍼암의 하류측에 장력센서를 설치하여 암의 구동토크에 피드백 제어하는 것을 개시하고 있다. 그러나 발명자의 실험에서는, 고속편성 시에는 피드백 제어에서 시간이 맞지 않아, 실에 강한 장력 피크가 발생하는 것을 찾아내었다. 실의 장력에 피크가 발생하면, 스티치의 루프 길이가 짧아지게 되어 막힌 작은 스티치가 되고 또 실이 견딜 수 있는 범위를 넘으면 실이 끊어질 우려가 있다. 마찬가지로 종래의 편성속도에서도 장식성이 높은 실 등 끊어지기 쉬운 실의 경우에는, 실의 장력이 변동되면 실이 절단될 우려가 있다.

JP4016030B JP2006-169675A JP2951068B

본 발명의 과제는, 실 장력의 변동을 작게 함으로써 고속편성 혹은 약한 실에서의 편성을 가능하게 하는 것에 있다.

본 발명의 편성기용의 실 이송장치는, 편성기 본체(編成機本體)에서 사용하는 편성데이터(編成data)에 의거하여 실(yarn)을 송출하는 롤러(roller)를 구동하는 모터(motor)와, 상기 롤러로부터 송출되는 실을 중간적으로 축적(intermediately store)하고 회전 가능한 버퍼(buffer)를 구비하고, 상기 버퍼로부터 편성기 본체에 실을 공급하는 장치에 있어서,

상기 버퍼에 가변(可變)의 토크(torque)를 부여하는 토크 발생기(torque 發生器)와,

편성코스의 각 장소에 있어서의 실 속도(yarn speed)를, 상기 편성데이터에 의거하여 산출되는 편침별 스티치(stitch)의 루프 길이와 편성속도로부터 구하는 실 속도 산출수단(yarn speed 算出手段)과,

편성코스의 각 장소별로, 실 속도에 의한 실 장력(yarn tension)의 변동을 보정하도록 상기 실 속도를 버퍼에 가하는 토크로 변환하기 위한 변환수단(變換手段)과,

편성코스의 각 장소별로, 상기 변환수단에 의하여 구한 토크가 되도록 상기 토크 발생기를 제어하기 위한 토크 제어수단(torque 制御手段)을 설치한 것을 특징으로 한다.

또 본 발명의 방법은, 편성기 본체에서 사용하는 편성데이터에 의거하여 모터에 의하여 실을 송출하는 롤러를 구동하고, 상기 롤러로부터 송출된 실을 회전 가능한 버퍼에 축적함과 아울러 상기 버퍼로부터 편성기 본체에 실을 공급하는 방법에 있어서,

토크 발생기에 의하여 상기 버퍼에 가변의 토크를 부여하고,

편성코스의 각 장소에 있어서의 실 속도를, 상기 편성데이터에 의거하여 산출되는 편침별 스티치의 루프 길이와 편성속도로부터 구하고,

편성코스의 각 장소별로, 실 속도에 의한 실 장력의 변동을 보정하도록 상기 실 속도를 버퍼에 가하는 토크로 변환하고,

상기 변환수단에 의하여 구한 토크가 되도록 편성코스의 각 장소별로 상기 토크 발생기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 실 속도에 의한 실의 장력변동을, 버퍼에 가하는 토크를 편성코스의 각 장소별로 제어함으로써 작게 할 수 있다. 또 토크의 제어는, 장력으로부터의 피드백 등이 아니라 편성데이터로부터 구한 실 속도 즉 편성데이터에 따라 버퍼로부터 공급되는 실 속도에 의하여 이루어진다. 이 때문에 피드 포워드 제어(feed forward 制御)가 되어 센서의 응답지연, 토크 발생기의 응답지연 등의 영향이 없다. 이들 때문에 고속에서 예를 들면 7m/sec 이상의 실 속도로 편성포를 편성하는 경우에서도, 실의 장력을 일정한 것에 가깝게 할 수 있다. 이 결과 고속으로 편성하더라도 또는 약한 실로 편성하더라도 실의 절단을 방지할 수 있다. 또 실 장력의 변동을 방지하면 스티치 사이즈의 변동도 방지할 수 있다. 또 이 명세서에 있어서, 실 이송장치에 관한 기재는 실 이송방법에도 그대로 적합하고, 마찬가지로 실 이송방법에 관한 기재는 실 이송장치에도 그대로 적합하다. 또 편성데이터는, 편성기가 편성을 하기 위하여 내부에서 기억하는 데이터이며, 처음부터 편성속도를 포함하는 데이터를 공급하더라도 혹은 편성속도를 포함하지 않는 데이터를 공급한 후에 디폴트(default) 혹은 매뉴얼(manual)로 편성속도를 추가하더라도 좋다.

바람직하게는, 상기 버퍼의 회전각을 검출하기 위한 센서를 설치하고, 상기 토크 제어수단은, 회전각이 소정의 범위가 되도록 변환수단에 의하여 구한 토크를 보정한다. 실을 송출하는 서보모터에 의하여 실 속도분의 실이 송출되어 있을 경우에 회전각은 일정하다. 그래서 회전각이 일정하게 되도록 토크를 보정하면, 실의 이송량의 오차 등을 보정할 수 있다.

또한 바람직하게는, 상기 변환수단은, 실 속도의 함수로서 토크를 구하기 위한 테이블과, 실 속도가 급격하게 증가하는 장소에서 토크가 작아지도록 상기 테이블로부터 구한 토크를 보정하기 위한 보정수단을 구비하고 있다. 이렇게 하면, 실을 조작하는 편침의 개수가 최대값에 도달하여, 편성 시작으로부터 편성 중으로 이행할 때 등에 발생하는 장력의 피크를 해소 혹은 경감시킬 수 있다. 따라서 고속으로 편성하더라도 실이 끊어짐 또 스티치가 막히는 것 등을 방지할 수 있다.

여기에서 실의 목표장력에 따라 상기 테이블을 복수 설치하면, 끊어지기 쉬운 실과 끊어지기 어려운 실, 단사(單絲)에서의 편성과 2합 연사에서의 편성 등에 따라 적절한 장력으로 편성할 수 있다.

도1은, 실시예의 실 이송장치와 횡편기를 나타내는 도면이다.
도2는, 실시예에서의 변환테이블의 예를 나타내는 도면이다.
도3은, 실시예의 실 이송방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도4는, 실시예에서의 변환테이블로부터 암의 토크로의 변환 알고리즘을 나타내는 도면이다.
도5는, 실 인출 편성 시에 있어서의 구간 내의 위치와 암의 토크를 나타내는 도면이다.
도6은, 실 프레싱 편성 시에 있어서의 구간 내의 위치와 암의 토크를 나타내는 도면이다.
도7은, 실 인출 편성 시에 있어서의, 실시예에서의 실의 장력(T)과, 실 속도, 암의 토크 및 암의 회전각(θ)을 나타내는 도면이다.
도8은, 실 인출 편성 시에 있어서의, 다른 실시예에서의 실의 장력(T)과, 실 속도, 암의 토크 및 암의 회전각(θ)을 나타내는 도면이다.
도9는, 도7과 동일한 편성데이터에 의하여 실 인출 편성을 하였을 때에 있어서의, 종래의 예에서의 실의 장력(T)과, 실 속도, 암의 토크 및 암의 회전각(θ)을 나타내는 도면이다.
도10은, 도8과 동일한 편성데이터에 의하여 실 인출 편성을 하였을 때에 있어서의, 종래의 예에서의 실의 장력(T)과, 실 속도, 암의 토크 및 암의 회전각(θ)을 나타내는 도면이다.

이하에서는, 발명을 실시하기 위한 최적의 실시예를 나타낸다. 본 발명의 범위는, 특허청구범위의 기재에 대하여 주지기술에 의한 변경의 가능성을 고려하여 해석되어야 한다.

(실시예)

도1∼도9에서는 횡편기(橫編機)에 좌측으로부터 급사(給絲)하는 실시예를 나타내지만, 상방 혹은 우측으로부터 급사하더라도 좋다. 도면에 있어서, 2는 횡편기 본체(橫編機本體)이며, 원형편성기(circular knitting machine)이더라도 좋고, 4는 실 이송장치(yarn 移送裝置)이다. 실시예에서는 실 이송장치(4)는 횡편기와 일체(一體)이지만, 실 이송장치(4)를 횡편기 본체(2)로부터 독립시켜도 좋다. 이하, 횡편기 본체(2)를 간단하게 횡편기(2)라고 부른다. 횡편기(2)는, 캐리지(carriage)(6)와 예를 들면 1쌍 혹은 2쌍의 니들베드(needle bed)(8)를 구비하고, 캐리어 레일(carrier rail)(10)을 따라 이동할 수 있는 캐리어(carrier)(12)를 예를 들면 캐리지(6)에 의하여 연동시켜서, 니들베드(8)의 편침에 실(yarn)(14)을 급사한다.

캐리지(6)는, 선침장치(選針裝置)(16)에 의하여 니들베드(8)의 어느 편침을 구동할 것인가를 선택하고, 캠(cam)(18)에 의하여 선택된 편침을 구동하여 편성을 한다. 편성에는 스티치(stitch)의 형성과 스티치의 트랜스퍼(transfer) 등이 포함되고, 실(14)을 사용하는 것은 그 중에서 스티치의 형성이다. 또 캐리지(6)는 주행모터(走行 motor)(20)에 의하여 니들베드(8)를 따라 왕복주행한다. 22는 편성데이터(編成 data)이며, 도면에 나타나 있지 않은 LAN 혹은 CD-ROM 및 USB 메모리 등으로부터 횡편기(2)에 공급되거나 혹은 USB 메모리 등으로부터 횡편기(2)에 공급된 패턴데이터(pattern data)와 캐리지 등의 제어데이터(制御 data)에, 캐리지의 이동속도(편성속도) 등을 디폴트(default) 혹은 매뉴얼(manual)에 의하여 추가한 데이터이다. 편성 컨트롤러(編成 controller)(24)는, 편성데이터로부터 주행모터(20)의 제어데이터, 캐리지(6)의 제어데이터 및 캐리어(12)의 연동데이터를 꺼내어 횡편기(2)를 제어한다.

실 이송장치(4)는, 횡편기(2)의 상부 등에 배치된 콘(cone)(30)으로부터 실(14)을 꺼내어서, 서보모터(servo motor)(32)에 의하여 구동롤러(驅動 roller)(34)를 구동하고, 구동롤러(34)와 종동롤러(從動 roller)(36)의 간격으로부터 실(14)의 풀기 및 감기를 한다. 또 서보모터(32)의 예를 들면 상류측에 다른 모터를 추가하여, 실(14)의 감기 등에 이용하더라도 좋다. 38은 토크 모터(torque motor) 등의 토크 발생기(torque 發生器)이며, 예를 들면 원하는 토크를 발생시켜서 제어부(制御部)(39)에서 제어를 한다. 40은 버퍼암(buffer arm)이며, 토크 발생기(38)로부터의 토크에 의하여 회전하고, 그 회전각(θ)을 도1과 같이 θ로 하고, 실을 축적하는 방향에서 θ가 정(正), 실을 방출하는 방향에서 θ가 부(負)로 하고, θ는 토크 발생기(38)의 출력축 등에 설치된 θ센서(42)에 의하여 감시된다.

44는 버퍼암(40)의 선단의 얀가이드(yarn guide)이고, 46은 버퍼암(40)의 상류측의 얀가이드이며, 구동롤러(34)와 얀가이드(44)의 사이에서 실을 가이드 한다. 얀가이드(44)의 하류측에 상기의 캐리어(12)가 있어, 니들베드(8)의 편침으로 실을 공급한다. 또 버퍼암(40)과 캐리어(12)의 사이에, 변환테이블(變換 table)(50)을 작성하기 위한 장력센서(張力 sensor)(47)를 설치하여도 좋지만, 실시예에서는 설치하지 않는다. 또 서보모터(32)∼버퍼암(40), 얀가이드(44, 46) 등은 예를 들면 횡편기(2)별로 6세트∼12세트 등 복수 세트를 설치한다.

48은 실 속도 산출수단(yarn 速度算出手段)이며, 편성데이터(22)를 분석하여 횡편기(2)로 단위시간당 공급하는 실의 길이 즉 실 속도를 가먼트(garment) 등 편성의 단위가 되는 길이분을 산출하여 기억한다. 실 속도는, 예를 들면 편성데이터에 의하여 지정되는 캐리지(6)의 속도와, 편침에 의하여 형성되는 스티치별 루프 길이 및 단위시간당 형성되는 스티치의 수 등에 의하여 정해진다. 즉 스티치별로 루프 길이를 적산(積算)하면, 편성포 내에서 소비되는 실의 길이가 정해지고, 캐리지(6)의 속도로부터 캐리어(12)의 위치변화를 알 수 있어, 캐리어(12)의 위치가 변화되면, 버퍼암(40)과 캐리어(12) 사이의 실의 길이가 변화된다. 이들을 정리하면, 실 속도는, 횡편기(2)에서의 실의 소비속도와, 캐리어(12)의 위치변화에 의한 실의 출입속도의 합계이다. 실 속도는 실 이송장치(4)에 의하여 편성데이터(22)로부터 구하는 것으로 하지만, 실 속도 및 버퍼암에 가해지는 토크를 편성 컨트롤러(24)에 의하여 구하여, 실 이송장치(4)에 공급하더라도 좋다. 서보모터(32)는 실 속도분의 실을 구동롤러(34)로부터 버퍼암(40)으로 공급한다.

변환테이블(50)은 실 속도를 토크 발생기(38)에서 발생시켜야 하는 토크로 변환하고, 토크의 목표값은 예를 들면 1가먼트분 등의 단위로 실 속도 산출부(48)가 기억한다. 편성 컨트롤러(24)는 주행모터(20)의 인코더 값 등으로부터 혹은 도면에 나타나 있지 않은 선침 게이지 등의 센서로부터의 신호에 의하여 현재 편성 중인 장소를 찾아내고, 이 신호를 실 속도 산출부(48)에 입력한다. 실 속도 산출부(48)는, 현재 편성 중인 장소보다 토크 발생기(38) 등의 응답지연 앞의 편성장소에 대한 토크를 제어부(39)로 공급한다. 다만 실 속도 산출부(48)는, 편성 컨트롤러(24)로부터의 편성장소의 데이터에 따라 그 때마다 변환테이블(50)로부터 토크를 읽어내어도 좋다. 또 실 속도 산출부(48)는, 편성 컨트롤러(24)로부터의 편성장소의 데이터에 따라 그 때마다 편성데이터로부터 실 속도를 구하여, 변환테이블(50)에 의하여 토크로 변환하더라도 좋다. 또 변환테이블(50)은 예를 들면 실의 장력의 목표값에 따라 복수 설치되어, 실의 장력의 목표값에 따라 어느 변환테이블을 사용하는지를 선택한다. 이 선택은 횡편기 본체(2)의 유저 인터페이스(user interface)로부터 입력하거나 혹은 편성데이터(22) 중에 기재한다. 또한 실 속도 산출부(48)와 변환테이블(50)은 서보모터(32) 및 토크 발생기(38)마다 설치되는 것이 아니라, 공통의 실 속도 산출부(48)와 변환테이블(50)에 의하여 복수 세트의 서보모터(32) 및 토크 발생기(38)를 제어한다.

도2에 변환테이블(50)의 예를 나타내고, 이 예에서는 실(14)의 장력이 0.16N(16gf)이 되는 것을 목표로 하고 있다. 도2의 변환테이블에서는, 실 속도가 1m/sec 이하에서 토크는 13.5 x 10^-3N·m로 일정하고, 7m/sec 이상에서도 7.5 x 10^-3N·m로 일정하다. 그리고 실 속도가 1∼7m/sec의 범위에서, 암(40)으로의 토크를 실 속도에 대하여 선형(線形)으로 감소시킨다. 여기에서 암(40)의 반경은 7.5cm이고, 토크 발생기(38)의 제어는 토크로 취급되지만, 실과의 관계에서는 암(40)의 선단의 얀가이드(44)에 가해지는 힘이 중요하기 때문에, 암(40)에 가해지는 토크를 반경인 7.5cm로 나누어서 gf단위(1gf는 약 0.01N) 등의 힘으로 표시하는 경우가 있다. 또 목표의 실 장력은, 실의 강도 및 1개의 실로 편성할지 2개의 실로 편성할지 등에 따라 변화되기 때문에 변환테이블(50)을 복수 설치한다. 변환테이블(50)의 데이터를 취득하기 위해서는, 다양한 실 속도에 대하여 예를 들면 장력센서(47)에 의하여 실(14)의 장력이 목표값이 되도록 암(40)으로의 토크를 제어한다. 편성 시작 및 편성 종료에 대하여, 장력센서(47)에 의하여 암(40)을 피드백 제어하더라도 토크 발생기(38)의 응답지연 때문에, 일반적으로 장력을 일정하게 할 수는 없다. 그래서 실 속도가 일정한 편성 중의 부분에서, 실의 장력을 일정하게 하기 위하여 필요한 토크의 값을 측정한다.

여기에서 고속편성에 대하여 설명한다. 종래의 횡편기는 가장 고속의 것이더라도 편성속도(캐리지의 속도)는 1.3m/sec 정도이며, 편성속도는 1초당 편성하는 편성폭에 상당한다. 이것을 실 속도로 환산하면 6.2m/sec 정도가 된다. 고속편성이라는 것은 이것보다 실 속도가 큰 편성을 가리키며, 구체적으로는 7m/sec(편성속도에서는 1.47m/s) 이상의 실 속도에서의 편성, 더 좁은 의미에서는 7.7m/sec(편성속도에서는 1.6m/s) 이상의 실 속도에서의 편성을 말한다. 그리고 고속편성에서의 문제는,

(1)실에 가해지는 장력이 커지게 되는 것,

(2)실 속도가 급증하는 장소에서 장력의 피크가 발생하여 종종 실이 절단되는 것,

(3)실 장력의 변동이 현저하게 되면, 스티치 사이즈가 변동하는 것

에 있다. 또 실 장력이 증가되면 스티치의 루프 길이가 작아지기 때문에 스티치가 막히고, 실 장력이 감소되면 루프 길이가 길어지기 때문에 스티치가 커지게 된다. 스티치의 루프 길이를 갖추기 위해서도 실 장력의 변동을 억제할 필요가 있다.

암 토크를 제어하여 장력변동을 방지할 필요가 있는 것은, 고속편성의 경우에는 한정되지 않는다. 예를 들면 약한 실을 사용하여 편성하는 경우에 조금의 장력변동에서도 실이 끊어지는 경우가 있다.

도3에 실시예의 알고리즘을 나타낸다. 스텝1에서 CD-ROM 혹은 USB 메모리 등의 기억매체 혹은 LAN 등으로부터 편성데이터를 입력한다. 또 편성데이터(22) 혹은 횡편기(2)의 유저 인터페이스로부터 변환테이블을 선택한다. 편성 컨트롤러(24)에서 편성데이터를 분석하고(스텝2), 편성 컨트롤러(24)는 주행모터(20)와 캐리지(6)를 제어함으로써 편성을 한다(스텝3).

실 이송장치(4)의 측에서는, 편성데이터로부터 캐리지의 주행속도, 스티치별 루프 길이, 형성되는 스티치의 수 등을 구하고, 금후 소정의 시간 내에 예를 들면 1msec∼10msec 등의 시간 내에 필요한 실의 길이 즉 실 속도를 구한다(스텝4). 스텝5에서는, 실 속도를 변환테이블(50)에 의하여 암 토크로 변환한다. 그리고 스텝6에서 서보모터(32)에 의하여 실 속도분의 실을 송출하고, 구한 암 토크에 따라 제어부(39)에서 토크 발생기(38)를 제어한다(스텝7). 또한 항상 θ센서(θsensor)(42)에 의하여 버퍼암(40)의 회전각(θ)을 검출하여 θ가 ±5° 등의 허용범위를 넘으면, 제어부(39)를 통하여 암 토크를 보정한다(스텝8, 스텝9). 또 서보모터(32)에 의하여 실 속도분의 실이 항상 풀려 있기 때문에, 실 장력의 변동 혹은 실 소비량의 오차 등의 요인이 없으면, 회전각(θ)은 일정하게 유지된다.

편성 컨트롤러(24)에 의한 제어와, 서보모터(32)에 의한 실 속도분의 실의 이송 및 토크 발생기(38)에 의한 버퍼암(40)의 제어를 병행하도록 하여 실 속도를 구하는 것의 처리가 끝나면, 결합자(結合子)(A)로부터 스텝2로 되돌아가서, 다음의 실 속도에 대한 처리를 실행한다.

도4에, 도3의 스텝5에서의 실 속도로부터 토크로의 변환 알고리즘을 나타낸다. 스텝11에서, 도2의 테이블을 사용하여 변환테이블(50)로부터 암 토크를 구한다. 실 속도의 변화율이 정(正)인 경우에, 변화율에 따라 스텝11에서 구한 암 토크를 작게 한다(스텝12). 이 스텝에서는, 변화율에 비례한 값만큼 암 토크를 작게 하더라도 좋고 또는 적당한 임계값을 설정하고 변화율이 임계값보다 커지게 되면 암 토크를 작게 하더라도 좋고 또한 변화율의 2승 등에 비례하여 암 토크를 작게 하더라도 좋다. 캐리어(12)의 운동방향이 풀(pull) 즉 버퍼암(40)으로부터 실(14)을 인출하는 방향인가, 푸시(push) 즉 암(40)을 향하여 운동하는 방향인가는 실 속도에 이미 반영되어 있다. 따라서 푸시인가 풀인가에 의한 영향은 스텝11에서 이미 처리가 완료되었지만, 필요하다면 스텝13에 의하여 푸시인가 풀인가에 따라 암 토크를 더 보정한다. 암 토크를 극단적으로 작게 하면 실(14)이 느슨해지기 때문에 하한값을 설정하고, 스텝11∼스텝13에서 암 토크가 하한값 미만으로 되어 있을 경우에 하한값으로 세트한다(스텝14).

도5에 실 인출 편성 즉 풀 편성(pull 編成)에 있어서의 암 토크의 제어패턴을 나타내고, 구간1, 2, 3에서는 각각 다른 캐리어에 의하여 편성을 하며, 여기에서는 구간2를 예로 들어 설명한다. 도5의 실 인출 편성에서 캐리어는 좌측으로부터 우측으로 편성하고, 스티치의 형성이 시작되기 전에 캐리어의 운동이 시작되기 때문에 실 속도가 발생되어, 실 속도와 동일한 속도로 실을 송출하여, 최초의 편침에 실을 공급하는 시점에서 캐리어는 이미 일정한 속도로 주행하고 있고, 이 때문에 실 속도도 일정하게 되어 있다. 캐리어로부터 최초의 편침에 실이 공급된 후에 실(14)을 조작하는 편침의 수가 증가되어 간다. 여기에서의 편침의 수는, 캐리지(6)의 캠(18)에 의하여 동시에 스티치를 형성하는 편침의 수이다. 이 때문에 실 속도는, 최초의 편침의 위치에서의 실 속도에서 더 증가된 후에 일정값에 도달하여 실 속도가 일정하게 되면, 편성 시작으로부터 편성 중이 된다. 이어서 구간2의 종료측에서 편성 종료로 이행되면, 편침의 수가 서서히 감소하고, 이에 따라 실 속도도 서서히 감소하여, 캐리어의 연동을 해제하면 실 속도가 0이 된다.

암 토크는 정지 시에 실이 느슨하게 되는 것을 방지하기 위하여 비교적 높은 값으로 유지되고 있어, 1개 스티치의 편침이 실의 조작을 시작할 때까지는 실 속도가 작기 때문에, 도2에서의 좌측의 토크가 일정한 영역에 있고, 여기에서부터 실 속도가 일정값에 도달하기까지의 사이에 실 속도의 증가와 함께 암 토크를 작게 한다. 실 속도가 증가하는 과정에서, 특히 편성 시작의 후반으로부터 편성 중의 초기에, 실에 이상(異常)의 장력 피크가 발생하는 경우가 있다. 이것을 방지하기 위하여 실 속도의 변화율에 따라 암 토크를 작게 하고, 이 때문에 편성 시작의 후반으로부터 편성 중의 초기에 걸쳐서 암 토크를 예를 들면 하한값까지 작게 한다. 이어서 암 토크를, 편성 중에서의 일정한 실 속도에 대응한 값으로 복귀시켜서 편성 종료에서 실 속도가 감소되면, 암 토크를 서서히 크게 하여 캐리어의 연동을 해제하면, 암 토크를 일정값으로 유지하여 정지한다.

토크 발생기(38)는 예를 들면 100mA 정도의 전류를 소비하기 때문에, 캐리어를 연동시키지 않는 사이에 토크 발생기(38)를 정지시키기 위하여 예를 들면 암(40)을 록 한다, 혹은 서보모터(32)에 의하여 소정 길이의 실을 감아서 되돌림으로써 실이 느슨하게 되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 또 실시예에서는, 실 속도의 변화율에 따른 보정을 하였지만, 이 보정을 생략하고 실 속도의 값만에 의한 암 토크의 제어를 하여도 좋다.

도6은 실 프레싱 편성(푸시 편성(push 編成))을 할 때의 패턴을 나타내고, 캐리지는 도면의 우측으로부터 좌측으로 주행한다. 실 프레싱 편성이므로 캐리어의 연동을 시작하였을 때에 실의 유격이 발생하기 때문에, 서보모터(32)를 역회전시켜서 유격된 실을 흡수한다. 실 프레싱 편성에서는 실 속도의 최대값이 작기 때문에 제어는 간단하며, 편성을 시작하면, 편성 시작에서 실 속도에 선형(線形)으로 암 토크를 작게 하고, 편성 중에서 암 토크를 일정하게 하고, 편성 종료에서 편성을 하는 편침의 수가 감소하여 실 속도가 저하되기 시작하기 약간 전으로부터 암 토크를 크게 하여, 실이 느슨하게 되는 것을 방지한다.

도7에 실시예에서의 암 토크의 목표값의 패턴을 나타내고, 도7은 실 인출 편성에서, 암 토크의 세로방향의 하나의 눈금은 장력 환산에 의하여 예를 들면 10gf(약 0.0075N·m)에 상당하고, 실 장력(Tension)의 하나의 눈금은 예를 들면 10gf(약 0.0075N·m)에 상당한다. 또 실 속도의 최대값은 7.7m/sec이다. 또한 암은 반경이 7.5cm이고, 암의 회전각(θ)은 상측에서 부(負)이고 실이 암으로부터 풀어진다.

도7에서는 실 속도가 증가를 시작하기 직전으로부터 토크를 작게 하고, 실 속도 자체와 실 속도의 변화율의 쌍방에 따라 토크를 작게 한다. 그리고 실 속도가 최대값에 도달하기 전방으로부터 최대값에 도달한 시점의 부근에서 토크를 최소값으로 한다. 그리고 편성 중에서 토크를 대략 일정하게 유지하여 편성을 종료하면, 토크를 원래의 값으로 복귀시킨다. 이 사이에 실 장력은 도7과 같이 변동하여, 암의 회전각(θ)은 편성의 사이에는 약간 부가 되어, 암이 캐리어측으로 끌려서 실이 풀어져 있는 것을 알 수 있다.

도9는 동일한 편성데이터에 대하여 편성의 사이에 토크를 일정값으로 유지한 예를 나타내고, 이것은 정장력 스프링(constant tension spring)에 의하여 암을 가압하는 종래의 예에 대응한다. 실 속도가 최대값에 도달한 직후에 강한 피크가 실 장력에 발생하고, 이것에 대응하여 회전각(θ)에도 부의 피크가 발생하고 있다. 실 장력의 피크의 값은 40gf(약 0.4N)에 상당하여, 약한 실인 경우에 절단될 우려가 있다. 실 장력에 의한 피드백 제어에 의하여 도9의 장력 피크를 해소하기 위해서는, 피크의 반값 폭이 수 msec 정도이기 때문에 1msec 이하의 스피드로 응답하는 토크 발생기가 필요하고, 이러한 토크 발생기는, 토크를 발생시키기 위한 코일전류를 급변시키는 것이 어렵기 때문에 매우 비싸다. 또 도9에서는, 장력의 피크보다 약간 선행하여 회전각(θ)이 변화되고 있기 때문에, 편성 시작으로부터 편성 중의 초기에 있어서, 회전각(θ)에 의한 피드백을 실시하는 것이 더 효율적으로 장력의 피크를 완화시킬 수 있다.

다른 편성데이터에 대한 편성 시작과 편성 중에서의 실 장력을, 풀 편성에 대하여 도8(실시예, 실 속도에 따라 암 토크를 제어, 다만 실 속도의 급증에 대한 보정은 생략)과 도10(암 토크를 7.5 X 10^-3N·m로 고정한 종래의 예)에 나타나 있다. 실 장력은 하나의 눈금이 10gf(0.1N)이다. 암 토크는, 암의 반경을 7.5cm로 한 장력 환산에 의하여 하나의 눈금이 10gf(0.1N)이고, 시간의 하나의 눈금은 20ms이다. 실시예에서는 변환테이블(50)을 사용하여, 실 속도가 증가되면 암 토크를 저하시킴으로써 실 장력의 최대값을 27gf(0.27N)까지 작게 하였지만, 종래의 예에서는 실 장력의 최대값이 32gf(0.32N)이다. 그리고 도7과 같이 편성 시작의 후반으로부터 편성 중으로의 이행기에 걸쳐서 암 토크를 하한의 3.75 X 10^-3N·m 등까지 작게 하면, 장력의 피크를 더 작게 할 수 있다.

또 발명자의 경험을 이하에서 보충한다. 도7에 있어서, 실 속도가 0보다 증가한 시점(캐리어의 연동을 시작한 시점)에서 암의 토크를 최소값까지 저하시키면, 실이 느슨하게 된다. 실시예에서는, 편성 시작으로부터 편성 중으로 이행하는 과정에서 장력의 피크가 발생하고 있지만, 스티치의 종류를 플레인 스티치(plain stitch)로부터 리브(rib)로 변경하였을 경우 등에도 1스티치당 루프 길이가 변화되기 때문에, 실 속도가 급증하여 장력 피크가 발생하는 경우가 있다. 여기에서 이 장소에서도 토크를 작게 할 필요가 있다. 또 실 속도의 감소는, 편성 종료에 한정되지 않고, 리브로부터 플레인 스티치 등으로 편성조직을 변경하여 루프 길이가 짧아진 경우에도 발생한다. 또한 도9에 나타나 있는 바와 같이 버퍼암의 토크를 일정하게 하더라도 실의 장력은 격렬하게 변동된다. 이들을 정리하면, 암의 토크를 일정하게 유지하는 것이 아니라, 편성데이터를 미리 읽어서 실 속도를 구하고, 실 속도의 값 및 그 변화율에 따른 토크를 가함으로써 실 장력의 변동을 억제하여, 실의 끊어짐이 없고 또한 스티치 사이즈가 갖추어진 편성포를 편성할 수 있다.

2 : 횡편기 본체, 편성기 본체, 횡편기
4 : 실 이송장치
6 : 캐리지
8 : 니들베드
10 : 캐리어 레일
12 : 캐리어
14 : 실
16 : 선침장치
18 : 캠
20 : 주행모터
22 : 편성데이터
24 : 편성 컨트롤러
30 : 콘
32 : 서보모터
34 : 구동롤러
36 : 종동롤러
38 : 토크 발생기
39 : 제어부
40 : 버퍼암
42 : θ센서
44, 46 : 얀가이드
47 : 장력센서
48 : 실 속도 산출수단
50 : 변환테이블

Claims

편성기 본체(編成機本體)에서 사용하는 편성데이터(編成data)에 의거하여 실(yarn)을 송출하는 롤러(roller)를 구동하는 모터(motor)와, 상기 롤러로부터 송출되는 실을 중간적으로 축적(intermediately store)하고 회전 가능한 버퍼(buffer)를 구비하고, 상기 버퍼로부터 편성기 본체에 실을 공급하는 장치에 있어서,
상기 버퍼에 가변(可變)의 토크(torque)를 부여하는 토크 발생기(torque 發生器)와,
편성코스의 각 장소에 있어서의 실 속도(yarn speed)를, 상기 편성데이터에 의거하여 산출되는 편침별 스티치(stitch)의 루프 길이와 편성속도로부터 구하는 실 속도 산출수단(yarn speed 算出手段)과,
편성코스의 각 장소별로, 실 속도에 의한 실 장력(yarn tension)의 변동을 보정하도록 상기 실 속도를 버퍼에 가하는 토크로 변환하기 위한 변환수단(變換手段)과,
편성코스의 각 장소별로, 상기 변환수단에 의하여 구한 토크가 되도록 상기 토크 발생기를 제어하기 위한 토크 제어수단(torque 制御手段)을
설치한 것을 특징으로 하는 편성기용의 실 이송장치(yarn 移送裝置).
제1항에 있어서,
상기 버퍼의 회전각(回轉角)을 검출하기 위한 센서(sensor)를 설치하고, 상기 토크 제어수단은, 회전각이 소정의 범위가 되도록 변환수단에 의하여 구한 토크를 보정하는 것을 특징으로 하는 편성기용의 실 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 변환수단은, 실 속도의 함수로서 토크를 구하기 위한 테이블(table)과, 실 속도가 급격하게 증가하는 장소에서 토크가 작아지도록 상기 테이블로부터 구한 토크를 보정하기 위한 보정수단(補正手段)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 편성기용의 실 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 변환수단은, 실 속도의 함수로서 토크를 구하기 위한 테이블을 실의 목표장력에 따라 복수 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 편성기용의 실 이송장치.
편성기 본체에서 사용하는 편성데이터에 의거하여 모터에 의하여 실을 송출하는 롤러를 구동하고, 상기 롤러로부터 송출된 실을 회전 가능한 버퍼에 축적함과 아울러 상기 버퍼로부터 편성기 본체에 실을 공급하는 방법에 있어서,
토크 발생기에 의하여 상기 버퍼에 가변의 토크를 부여하고,
편성코스의 각 장소에 있어서의 실 속도를, 상기 편성데이터에 의거하여 산출되는 편침별 스티치의 루프 길이와 편성속도로부터 구하고,
편성코스의 각 장소별로, 실 속도에 의한 실 장력의 변동을 보정하도록 상기 실 속도를 버퍼에 가하는 토크로 변환하고,
변환하여 구한 토크가 되도록 편성코스의 각 장소별로 상기 토크 발생기를 제어하는 것을 특징으로 하는 편성기용의 실 이송방법.