TWI522509B - 圓編織機之捲繞控制方法和捲繞控制裝置 - Google Patents

Description

圓編織機之捲繞控制方法和捲繞控制裝置

本發明涉及一面將針織物的捲繞張力保持一定，一面進行捲繞筒狀的針織物的控制的圓編織機捲繞控制方法和捲繞控制裝置。

一般，圓編織機具有：針織部，其藉由電動機的驅動，使將織針收納於針槽中的圓筒(cylinder)旋轉，供應紗給織針，對筒狀針織物進行針織；捲繞機構部，其捲繞藉該針織部針織的筒狀針織物。近年來，隨著紗、針織物的多樣化和品質高級化，為了驅動捲繞機構部的捲繞輥，在許多場合下，採用可精密進行高速控制的伺服電動機。在此情況下，人們知道，捲繞控制部進行將與針織機的運轉速度同步的指令脈衝提供給伺服電動機，捲繞針織物的控制，採用伺服電動機的速度控制、位置控制和轉矩控制模式。

在圓編織機的針織物捲繞中，必須以一定的捲繞張力捲繞，比如，在具有伸縮性的紗、針織組織的場合下，捲繞張力不一定時，針織物在伸長的狀態或鬆他的狀態捲繞，會產生製品不良。另外，於布卷的卷徑大，布匹重量也增加的大(large)捲繞的場合下，在針織物的捲始和捲末中，輥的卷徑大大不同，由此，施加於針織物上的捲繞張力變化。由此，以對應於紗、針織組織、卷的卷徑的變化，改變捲繞電動機的轉矩，捲繞張力一定的方式進行控制。

另外，人們還知道，在上述大捲繞的場合下，藉電位儀的電壓，測量布卷的卷徑，比如，相對於DC電動機，進行對來自布匹的重量加法運算的負荷變化造成的DC電動機這樣的捲繞電動機的旋轉不足進行補償所需的電流加法運算，藉一定的捲繞張力捲繞針織物，但是，由於電位儀等部件數量增多的問題，另外，近年對長纖維進行針織，品質等級提高，故採用該電位儀的控制方法在目前幾乎不採用。

人們知道，在過去的捲繞控制中，針織機的布捲繞採用轉矩(伺服)電動機的轉矩控制，以在捲繞時，對應於卷的重量的變化，逐漸增加轉矩的方式控制轉矩電動機，進行自動轉矩調整(比如，日本第2733760號專利文獻)。

人們還知道，在其中一者中，捲繞採用伺服電動機的位置控制，針對每種紗、針織組織，預先將作為針織機每圈的伺服電動機的旋轉角度的針織物生產量，即，伺服電動機的指令脈衝數量的每次脈衝的移動量資料(位置控制資料)提供給伺服電動機驅動器，由此，以一定的捲繞張力捲繞針織物。

但是，伺服電動機的轉矩控制對應於卷重量的變化，或對應於紗、針織組織的變更改變轉矩，由此，獲得一定範圍內的捲繞張力，但是，由於該轉矩本來根據電動機軸的轉矩獲得，因此，無法避免捲繞機構部的齒輪、輥等機械的負荷變化的影響，特別是在反復開始/停止時對針織物的捲繞造成的影響大，未必能夠進行穩定的捲繞張力的捲繞控制。

另一方面，於過去伺服電動機的位置控制中，在改變紗、針織組織時，對應於此，每次必須以形成適合的捲繞張力的方式設定上述伺服電動機的指令脈衝數量的每次脈衝時的移動量資料，而且很複雜，捲繞控制的自動化困難。另外，在新的紗、針織組織的場合下，為了適當地設定上述移動量資料，必須根據比如，假定的設定，在卷始對針織物進行針織，確認該針織物的狀態，自動化更加困難。

本發明的目的在於提供一種圓編織機的捲繞控制方法和捲繞控制裝置，其解決上述問題，即使變更紗、針織組織，仍可適當地以穩定的捲繞張力自動地捲繞針織物。

為了實現上述目的，作為本發明一方案的圓編織機捲繞控制方法涉及下述的方法，其藉包括捲繞輥和輥驅動用的捲繞伺服電動機的捲繞機構部，捲繞在針織部針織的筒狀針織物，藉捲繞控制部，控制上述捲繞機構部，上述捲繞控制部可將上述捲繞伺服電動機的控制模式設定為包括下述模式的模式，以上述針織物的捲繞張力一定的方式使捲繞伺服電動機旋轉的轉矩控制模式；以及相對於針織機的旋轉，以一定的旋轉角度使捲繞伺服電動機旋轉的位置控制模式，以上述轉矩控制模式開始上述針織物的捲繞，在判定上述轉矩控制模式的捲繞狀態穩定之後，轉移到上述位置控制模式，自動地進行上述針織物的捲繞。

在這裏，捲繞狀態的穩定係指編織機的運轉速度穩定，針織機每圈的捲繞伺服電動機的旋轉角度基本一定。

本發明另一方案的圓編織機捲繞控制裝置具有：包括捲繞在針織部針織的筒狀針織物的捲繞輥和輥驅動用的捲繞伺服電動機的捲繞機構部；控制該捲繞機構部的捲繞控制部，上述捲繞控制部包括控制模式設定機構，該機構可將上述捲繞伺服電動機的控制模式設定在包括下述模式的模式，以上述針織物的捲繞張力一定的方式使捲繞伺服電動機旋轉的轉矩控制模式；相對於針織機的旋轉，以一定的旋轉角度使捲繞伺服電動機旋轉的位置控制模式，以上述轉矩控制模式開始上述針織物的捲繞，在判定上述轉矩控制模式的捲繞狀態穩定之後，轉移到上述位置控制模式，自動地進行上述針織物的捲繞。

根據上述方案，以轉矩控制模式開始針織物的捲繞，由此，即使變更紗、針織組織，仍可對應於此，以適合的捲繞張力對針織物進行捲繞。另外，在判定該捲繞狀態穩定之後，自動地轉到位置控制模式，進行上述針織物的捲繞，由此，可進行適合而穩定的捲繞。於是，即使變更紗、針織組織，仍可以適合而穩定的捲繞張力自動地捲繞。

較佳為在上述轉矩控制模式的捲繞狀態下，獲得作為上述針織物的針織機旋轉1圈時的捲繞伺服電動機的旋轉角度的既定數量生產量資料，並且在上述針織物的既定數量生產量資料收斂在既定範圍內時，判定上述捲繞狀態穩定，相對於上述捲繞控制部，自動設定上述捲繞狀態穩定時的針織物生產量資料，轉移到上述位置控制模式。於是，在轉矩控制模式的捲繞狀態下，獲得針織物的既定數量生產量資料，據此，判定捲繞狀態穩定，自動地設定對應於紗、針織組織的捲繞伺服電動機的生產量資料(位置控制資料)，從轉矩控制模式轉移到位置控制模式，由此，即使變更紗、針織組織，仍可藉更適合而穩定的捲繞張力自動地捲繞。

根據參照圖式下面較佳的實施方式說明，會更清楚地理解本發明。但是，實施方式和圖式用於單純的圖示和說明，不應當用於確定本發明的範圍。本發明的範圍藉後附的申請專利範圍確定。在圖式中，多個圖式中的同一部件標號表示同一部分。

下面根據圖式，對本發明的實施方式進行說明。第1圖為圓編織機整體的正視圖。如第1圖所示，圓編織機1包括：對筒狀針織物進行針織的針織部2；由捲繞經針織的筒狀針織物捲繞機構部3和控制捲繞機構部3的捲繞控制部6形成的捲繞部。在包括針織部2的針織機主體側設置進行針織機的資料登錄、各種顯示等用的針織機控制板20。

在第1圖中，在藉多根腳21支承的機床22上方設置針織部2。多根立柱24從機床22上立起，其頂部的水平構件25藉連接部件固定。供紗部9支承於水平構件25上。針織部2藉由主電動機7的驅動，使滑動自如地地收納有圖中未示出的多根織針的圓筒旋轉，從供紗部9向織針供應紗，呈螺旋狀將針織網眼重疊，對筒狀的針織物進行針織。

在機床22的下方設置包括將經針織的針織物捲繞的捲繞輥4和輥驅動用的捲繞伺服電動機5的捲繞機構部6。在機床22的下方左側設置上述針織機控制板20和控制圓編織機整體的整體控制部8。在機床22的下方前面設置未圖示之阻止進入到圓編織機內部的安全用門，在針織機操作過程中，為了確保安全而鎖閉，而在為了將針織物取出、維護等而停止針織機時開啟。

使針織機(cylinder)旋轉的主電動機7藉圓編織機1的整體控制部8，藉由比如利用逆變器的頻率控制，以既定轉數而驅動的方式控制。

第2圖表示捲繞控制部6的方塊圖。上述捲繞控制部6包括設置於第1圖的捲繞機構部3上的捲繞伺服驅動器10；設置於整體控制部8中的資料處理設定部13中包括的控制模式設定機構11；設置於第1圖的捲繞機構3中(圓筒和捲繞機構部3連接)，檢測主電動機7的圓筒的轉數的針織機旋轉檢測部(旋轉編碼器)12。

捲繞伺服驅動器10對捲繞伺服電動機5進行比如PWM控制輸出處理(圖中的c)，進行PWM控制，將與從針織機旋轉檢測部12輸入的主電動機7的圓筒的旋轉角度(圖中的g的針織機旋轉檢測信號)同步的指令脈衝的輸出脈衝數提供給捲繞伺服電動機5，由此，對捲繞伺服電動機5的旋轉角度進行控制。雖在圖中均未顯示，惟除了此等電動機控制‧PWM控制輸出部及針織機旋轉檢測信號輸入部之外，捲繞伺服驅動器10還具有資料處理設定部13的串列通信部與後述的捲繞伺服驅動器5之間的回饋電流檢測部，電動機旋轉角度輸入部。

第2圖的控制模式設定手段11將捲繞伺服電動機5的控制模式設定為轉矩控制模式和位置控制模式(圖中的e)。轉矩控制模式進行以針織物的捲繞張力一定的方式控制捲繞伺服電動機5的旋轉。在該轉矩控制中，無論紗、針織組織的變更、卷重量的變化，均獲得一定範圍內的捲繞張力。

位置控制模式進行相對於針織機旋轉，以一定旋轉角度(圖中的b的電動機旋轉信號)使捲繞伺服電動機5旋轉的控制。在該位置控制的場合下，由於在保持一定的捲繞張力的同時，進行捲繞伺服電動機5的高精度的旋轉角度控制，故不同於上述轉矩控制，不受到捲繞機構部3的齒輪、輥等機械的負荷變化的影響，這樣可以穩定的捲繞張力捲繞。

第2圖的資料處理設定部13處理針織機主體和捲繞部整體的資料，進行資料設定，其除了具備上述控制模式設定手段11外，還具備生產量資料獲得手段14和穩定判斷手段15。

生產量資料獲得手段14進行在轉矩控制模式的捲繞狀態下，從捲繞伺服驅動器10獲得捲繞伺服電動機5的針織機的每圈的旋轉角度(圖中的d的電動機旋轉角度)，獲得作為針織物的針織機每轉1圈時的捲繞伺服電動機5的旋轉角度的既定數量生產量資料的處理。該生產量資料為與上述主電動機7的圓筒的旋轉角度同步的捲繞伺服電動機5的指令脈衝的輸出脈衝數量的每次脈衝的移動量資料(位置控制資料)。

於普通捲繞的場合下，在轉矩控制模式時，對應於紗、針織組織的變更，獲得適合針織物的捲繞張力的上述生產量資料。接著，在位置控制模式時，以轉矩控制模式獲得的生產量資料而進行位置控制，形成適合該針織物捲繞的一定捲繞張力(轉矩)。

於卷直徑大的大捲繞場合下，在轉矩控制模式時，於卷重量變化之前，獲得適合於針織物的捲繞張力的上述生產量資料。接著，在位置控制模式時，以轉矩控制模式獲得的生產量資料而進行位置控制，由此，即使卷重量變化，仍形成適合於該針織物捲繞的一定捲繞張力(轉矩)。

穩定判斷手段15進行在轉矩控制模式的捲繞狀態下，針織物的既定數量生產量資料，即，捲繞伺服電動機5的指令脈衝數量的每次脈衝的移動量資料收斂在既定範圍內時，判定上述捲繞狀態穩定的處理。在比如，10個針織機旋轉1圈時的上述移動量資料的最大和最小的差收斂在其平均值的±1%以內時，判斷捲繞狀態穩定。也可在上述移動量資料收斂在預定值時，判定捲繞狀態穩定。

然後，資料處理設定部13自動設定作為針織物的生產量資料的移動量資料(位置控制資料)(圖中的f)，將其提供給捲繞伺服驅動器10，從轉矩控制模式轉到位置控制模式。

如此，資料處理設定部13對捲繞伺服驅動器10進行轉矩控制模式和位置控制模式的模式設定(圖中的e)，進行生產量資料的自動設定(圖中的f)。捲繞伺服驅動器10對捲繞伺服電動機5進行上述PWM控制輸出處理，藉此，進行在轉矩控制模式中形成適合捲繞張力的捲繞伺服電動機5利用電流的，以及在位置控制模式中自動設定的捲繞伺服電動機5利用上述移動量資料(位置控制資料)的電動機控制(圖中的c)。

如此，在轉矩控制模式的捲繞狀態下，獲得針織物既定數量生產量資料，據此而判定捲繞狀態穩定，自動地設定對應於紗、針織組織的捲繞伺服電動機5的上述移動量資料(位置控制資料)，從轉矩控制模式轉到位置控制模式，由此，每當如過去那樣，在位置控制模式的場合下，紗、針織組織變更時，不必以捲繞張力適當的方式設定捲繞伺服電動機5的上述移動量資料，即使在改變紗、針織組織的情況下，仍可藉適合而穩定的捲繞張力，自動地進行捲繞。

另外，在控制捲繞手段部3用的針織機主體側和捲繞部側的連接中，採用圖中未示出的比如4極的集電環，以AC24V供電用2根、串列通信用2根的佈線而進行。比如，針織物在中途掛在其他設備上等的異常藉捲繞伺服驅動器10檢測到，進行串列通信，在針織機主體側的針織機控制板20中進行錯誤輸出顯示。在採用過去的電位儀的控制方法中，必須要求比如8極的集電環，但是與此場合相比較，可大幅減少極數，另外，還可減少電位儀等的部件數量。

採用第3圖的流程圖，對上述結構的圓編織機1的捲繞控制裝置的動作進行說明。首先，確認是否鎖閉了圓編織機1的安全用門(步驟S1)。在圓編織機1的運轉中，將門鎖閉，圓編織機1停止時，為了取出針織物進行維護等，將門打開。在打開門的場合下，停止捲繞伺服電動機5(步驟2)，返回到步驟S1。

在步驟S1中鎖閉門的場合下，確認是否進行生產量資料的測量(步驟S3)。在不測量的場合下，使捲繞伺服電動機5處於位置控制模式(步驟S8)。

於步驟S3，在進行測量的場合下，使捲繞伺服電動機5為轉矩控制模式(步驟S4)，以既定數量測量轉矩控制模式的捲繞中的針織機每旋轉1圈的生產量，即，捲繞伺服電動機5的指令脈衝數量的每次脈衝時的移動量資料(位置控制資料)(步驟S5)。

接著，判斷針織機每旋轉1圈的生產量是否穩定，即判斷是否對以既定數量測量上述移動量資料，其最大值和最小值收斂在規定範圍內的情況下進行判斷(步驟6)。在判定生產量不穩定時，返回到步驟S5。在判斷生產量穩定時，自動設定作為位置控制模式的生產量資料的移動量資料(位置控制資料)(步驟S7)，從轉矩控制模式轉到位置控制模式(步驟S8)。

在打開門之前，捲繞伺服電動機5連續運轉，直至步驟S8的位置控制模式。另外，在運轉中捲繞控制部6檢測到異常的場合下，停止捲繞伺服電動機5，返回到開始狀態。

如此，在本發明的場合下，藉轉矩控制模式，開始針織物的捲繞，由此，即使改變紗、針織組織，仍可對應此而形成適合的捲繞張力。接著，在判定該捲繞狀態穩定之後，自動地轉到位置控制模式，進行上述針織物的捲繞，由此，可進行適合而穩定的捲繞。於是，即使改變紗、針織組織，仍可以適合而穩定的捲繞張力自動地捲繞，可實現自動控制張力ACT(Automatic Control Tension)。

另外，在本實施方式中，針織機旋轉檢測部12採用編碼器，但是也可代替它而採用旋轉編碼器、接近感測器等。

此外，在本實施方式中，針織機主體側和捲繞部側的連接採用集電環，但是，也可代替它，而採用作為獲取無接點器件等的旋轉體的電源供給、旋轉體等的信號的手段的旋轉連接用連接器。

如上所述，參照圖式，說明較佳實施形態，但是，本技藝人士觀看本說明書，會容易在不言自明的範圍內想到各種變更和修正方式。於是，這樣的變更和修正方式解釋為根據後附的申請專利範圍確定的本發明的範圍內的方案。

1．．．圓編織機

2．．．針織部

3．．．捲繞機構部

5．．．捲繞伺服電動機

6．．．捲繞控制部

7．．．主電動機

8．．．整體控制部

9．．．供紗部

10．．．捲繞伺服驅動器

11．．．控制模式設定手段

12．．．針織機旋轉檢測部

13．．．資料處理設定部

14．．．生產量資料獲得手段

15．．．穩定判斷手段

20．．．針織機控制板

21．．．腳

22．．．機床

24．．．立柱

25．．．水平構件

a．．．回饋電流

b．．．電動機旋轉信號

c．．．電動機控制‧PWM控制輸出

d．．．電動機旋轉角度

e．．．控制模式設定

f．．．生產量自動設定

g．．．針織機旋轉檢測信號

第1圖為圓編織機的正視圖；

第2圖為表示本發明的一個實施方式的圓編織機的捲繞控制裝置的方塊圖；

第3圖為表示第2圖的圓編織機的捲繞控制裝置的動作的流程圖。

5．．．捲繞伺服電動機

6．．．捲繞控制部

8．．．整體控制部

10．．．捲繞伺服驅動器

11．．．控制模式設定手段

12．．．針織機旋轉檢測部

13．．．資料處理設定部

14．．．生產量資料獲得手段

15．．．穩定判斷手段

a．．．回饋電流

b．．．電動機旋轉信號

c．．．電動機控制‧PWM控制輸出

d．．．電動機旋轉角度

e．．．控制模式設定

f．．．生產量自動設定

g．．．針織機旋轉檢測信號

Claims (4)

1. 一種圓編織機的捲繞控制方法，在該方法中，藉包括捲繞輥和輥驅動用的捲繞伺服電動機的捲繞手段部，捲繞在針織部針織的筒狀針織物，藉捲繞控制部，對上述捲繞手段部進行控制；上述捲繞控制部：可將上述捲繞伺服電動機的控制模式設定在包括下述模式的模式，以上述針織物的捲繞張力一定的方式使捲繞伺服電動機旋轉的轉矩控制模式；相對於針織機的旋轉，以一定的旋轉角度使捲繞伺服電動機旋轉的位置控制模式；以上述轉矩控制模式開始上述針織物的捲繞，在判定上述轉矩控制模式的捲繞狀態穩定之後，轉移到上述位置控制模式，自動地進行上述針織物的捲繞。
2. 如申請專利範圍第1項之圓編織機的捲繞控制方法，其中，在上述轉矩控制模式的捲繞狀態下，以既定數量獲得作為上述針織物的針織機旋轉1圈時的捲繞伺服電動機的旋轉角度的生產量資料，並且在上述已獲得的既定數量的生產量資料收斂在規定範圍內時，判定上述捲繞狀態穩定；相對於上述捲繞控制部，自動設定上述捲繞狀態穩定時的針織物的生產量資料，轉移到上述位置控制模式。
3. 一種圓編織機的捲繞控制裝置，其具有：包括捲繞在針織部針織的筒狀針織物的捲繞輥和輥驅動用的捲繞伺服電動機的捲繞機構部；控制該捲繞機構部的捲繞控制部；上述捲繞控制部包括控制模式設定手段，該手段可將上述捲繞伺服電動機的控制模式設定在包括下述模式的模式：以上述針織物的捲繞張力一定的方式使捲繞伺服電動機旋轉的轉矩控制模式；相對於針織機的旋轉，以一定的旋轉角度使捲繞伺服電動機旋轉的位置控制模式；以上述轉矩控制模式開始上述針織物的捲繞，在判定上述轉矩控制模式的捲繞狀態穩定之後，轉移到上述位置控制模式，自動地進行上述針織物的捲繞。
4. 如申請專利範圍第3項之圓編織機的捲繞控制裝置，其中：上述捲繞控制部包括：在上述轉矩控制模式的捲繞狀態，以規定數量獲得作為上述針織物的針織機旋轉1圈時的捲繞伺服電動機的旋轉角度的生產量資料的生產量資料獲得手段；在上述已獲得的規定數量的生產量資料收斂在規定範圍內時，判定上述捲繞狀態穩定的穩定判斷手段；相對於翹上述捲繞控制部，自動設定上述針織物的生產量資料，轉移到上述位置控制模式。