WO2010143499A1 - 編機 - Google Patents

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WO2010143499A1
WO2010143499A1 PCT/JP2010/058342 JP2010058342W WO2010143499A1 WO 2010143499 A1 WO2010143499 A1 WO 2010143499A1 JP 2010058342 W JP2010058342 W JP 2010058342W WO 2010143499 A1 WO2010143499 A1 WO 2010143499A1
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WO
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yarn
knitting
rotor
torque
knitting machine
Prior art date
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PCT/JP2010/058342
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English (en)
French (fr)
Inventor
泰和 西谷
丈夫 山縣
Original Assignee
株式会社島精機製作所
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Publication date
Application filed by 株式会社島精機製作所 filed Critical 株式会社島精機製作所
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B15/00—Details of, or auxiliary devices incorporated in, weft knitting machines, restricted to machines of this kind
    • D04B15/38—Devices for supplying, feeding, or guiding threads to needles
    • D04B15/48—Thread-feeding devices

Definitions

  • the present invention relates to a knitting machine such as a flat knitting machine and a circular knitting machine, and more particularly to supply of yarn to the knitting machine.
  • Patent Document 1 JP4016030B
  • Patent Document 2 JP2951068B discloses that torque is applied from a torque motor to a buffer of a knitting machine, yarn tension is measured on the downstream side of the buffer, and the torque is fed back to the torque motor.
  • the inventors have found that even when a constant torque is applied to the buffer, the tension of the yarn fluctuates drastically. It was also found that even if the yarn tension was measured, it was difficult to sufficiently reduce the variation in yarn tension due to the time constant of the sensor and the response delay of the torque generator. *
  • An object of the present invention is to optimize a yarn tension by optimizing a torque applied to a buffer in a knitting machine that drives a roller by a servo motor and actively feeds the yarn.
  • An additional object of the present invention is to reduce the size and cost of the torque generator.
  • the present invention provides a motor that drives a roller that feeds a yarn based on knitting data used in the knitting machine, and a rotatable buffer that stores the yarn fed from the roller, and the yarn is fed from the buffer to the knitting machine body.
  • a knitting machine that supplies a variable torque to the buffer, and a control unit that controls the torque generator according to each knitting location based on the knitting data.
  • Controlling the torque generator based on knitting data means torque according to the yarn supply speed (yarn speed) to the knitting machine body, according to changes in the yarn speed, etc., or according to changes in other knitting conditions. Say to control.
  • the torque applied to the buffer is controlled based on the knitting data, unlike the case where the yarn tension is measured and fed back, the time constant of the tension sensor does not affect and the response of the torque generator is slow. Control can be added early in anticipation of response delay. For this reason, the yarn tension can be kept near the optimum value. Then, when knitting at a high speed or when knitting with a weak yarn, it is possible to prevent the yarn from being cut and the like, and the variation in the yarn tension can be prevented, so that the variation in the stitch size can also be prevented.
  • the torque generator includes a rotary solenoid including a coil, a magnetized rotor, and a magnetic circuit that applies a magnetic flux from the coil to the rotor.
  • a rotary solenoid including a coil, a magnetized rotor, and a magnetic circuit that applies a magnetic flux from the coil to the rotor.
  • Such rotary solenoids do not require brushes and have a simple structure compared to DC motors, so they have a long life, are small and low-cost, and are much simpler than AC servo motors. Cost.
  • the rotor has a circular cross section, and means for correcting the current to the coil according to the rotation angle of the rotor is provided.
  • a rotor having a circular cross section is easy to manufacture, but when the current to the coil is constant, the torque changes depending on the rotation angle. Therefore, the torque can be easily controlled by correcting the current to the coil in accordance with the rotation angle of the rotor.
  • the rotor has an elliptical cross section and is magnetized along the minor axis direction of the ellipse, and the rotor is accommodated in a cavity having a circular cross section.
  • an elliptical rotor is somewhat difficult to manufacture, the gap between the magnetic body of the magnetic circuit and the rotor can be reduced with the rotation angle. As a result, it is possible to compensate for a decrease in torque as the rotation angle increases, and when a constant coil current is applied, the torque becomes substantially constant.
  • the magnetic circuit is made of a magnetic body facing the rotor, and a protrusion is formed on the shaft of the rotor so as to protrude from the magnetic body and is covered with the second magnetic body.
  • a magnetic sensor for detecting magnetism is provided inside the second magnetic body to detect the rotation angle of the rotor.
  • the magnetic sensor is, for example, a Hall element or a magnetoresistive element, and preferably a plurality of magnetic sensors are provided. Since the magnetic sensor is shielded from an external magnetic field by the second magnetic body and is out of the magnetic circuit connecting the coil and the rotor, it is not affected by the magnetic flux from the coil.
  • the coil current can be controlled and the length of the yarn stored in the buffer can be detected.
  • the figure which shows the yarn feeder and flat knitting machine of an Example The figure which shows the cross section and control part of the rotary solenoid of an Example. Sectional drawing of the rotary solenoid of an Example along the orthogonal
  • the figure which shows the example of the conversion table in an Example The flowchart which shows the yarn feeding method of an Example
  • the figure which shows the conversion algorithm from the conversion table in an Example to the torque of an arm The figure which shows the position in a section and the torque of an arm at the time of yarn knitting
  • FIG. 1 to FIG. 10 show examples of yarn feeding from the left side, but yarns may be fed from above or from the right side.
  • reference numeral 2 denotes a flat knitting machine, which may be a circular knitting machine, and includes a yarn feeding device 4.
  • the flat knitting machine 2 includes a carriage 6 and, for example, a pair or two pairs of needle beds 8, and a carrier 12 movable along the carrier rail 10 is carried by the carriage 6, for example, with respect to the knitting needles of the needle bed 8.
  • the yarn 14 is fed.
  • the carriage 6 selects which knitting needle of the needle bed 8 is to be driven by the needle selection device 16, and drives the selected knitting needle by the cam 18 to perform knitting. Knitting includes formation of stitches, transfer of stitches, etc., and the use of the yarn 14 is formation of stitches.
  • the carriage 6 reciprocates along the needle bed 8 by a traveling motor 20.
  • the knitting data 22 is supplied to the flat knitting machine 2 from a LAN (not shown) or a storage medium such as a CD-ROM and a USB memory.
  • the knitting controller 24 extracts the control data of the traveling motor 20, the control data of the carriage 6 and the entrainment data of the carrier 12 from the knitting data, and controls the flat knitting machine 2.
  • the yarn feeding device 4 takes out the yarn 14 from a cone 30 disposed on the upper part of the flat knitting machine 2, drives the driving roller 34 by the servo motor 32, and from the gap between the driving roller 34 and the driven roller 36, the yarn 14 Unwind and rewind.
  • another motor may be added on the upstream side of the servo motor 32 and used for rewinding the yarn 14 or the like.
  • Reference numeral 38 denotes a rotary solenoid, the structure of which is shown in FIGS. 2 to 4, and 39 is a control unit 39 of the rotary solenoid 38.
  • Reference numeral 40 denotes a buffer arm, which is connected to the shaft of the rotary solenoid 38 and rotates. The rotation angle is ⁇ as shown in FIG.
  • the servo motor 32 to the buffer arm 40, the yarn guides 44 and 46, and the like are provided with a plurality of sets such as 6 to 12 sets for each knitting machine 2, for example.
  • Reference numeral 48 denotes a yarn speed calculation means which analyzes the knitting data 22 and calculates and stores the length of the yarn to be supplied to the flat knitting machine 2 per unit time, that is, the yarn speed as a unit of knitting such as garment.
  • the yarn speed is determined by, for example, the speed of the carriage 6 specified by the knitting data, the loop length of each stitch formed by the knitting needle, the number of stitches formed per unit time, and the like. That is, when the loop length is integrated for each stitch, the length of the yarn consumed in the knitted fabric is determined, the change in the position of the carrier 12 is known from the speed of the carriage 6, and when the position of the carrier 12 changes, the buffer arm 40 and the carrier 12 The length of the thread in between changes.
  • the yarn speed is the sum of the yarn consumption speed in the flat knitting machine 2 and the yarn entry / exit speed due to the position change of the carrier 12.
  • the servo motor 32 supplies yarn corresponding to the yarn speed from the roller 34 to the buffer arm 40.
  • the conversion table 50 converts the yarn speed into torque to be generated by the rotary solenoid 38, and the target value of the torque is stored in the yarn speed calculation unit 48 in units of, for example, one garment.
  • the knitting controller 24 obtains a currently knitting portion from the encoder value of the traveling motor 20 or from a sensor signal such as a needle selection gauge (not shown), and inputs this signal to the yarn speed calculation section 48.
  • the yarn speed calculation unit 48 supplies the control unit 39 with the target torque for the knitting location ahead of the response delay, such as the torque generator 38, from the location currently being knitted. However, the yarn speed calculation unit 48 may read the torque from the table 50 each time according to the data of the knitting portion from the knitting controller 24.
  • the yarn speed calculation unit 48 may obtain the yarn speed from the knitting data each time according to the data of the knitting portion from the knitting controller 24 and convert it into torque by the table 50.
  • a plurality of conversion tables 50 are provided according to the target value of the yarn tension, and a conversion table to be used is selected along the target value of the yarn tension. This selection is input from the user interface of the flat knitting machine 2 or described in the knitting data 22.
  • the yarn speed calculation unit 48 and the conversion table 50 are not provided for each servo motor 32 and rotary solenoid 38, but a plurality of sets of servo motors 32 and rotary solenoids 38 are connected by a common yarn speed calculation unit 48 and conversion table 50. To control.
  • FIG. 52 is a magnetic body that also serves as the magnetic core of the housing and the coil 54
  • 55 is a rotor having a circular section
  • the shaft 56 is connected to the ⁇ sensor 42 and the buffer arm 40
  • 58 is a magnetic section having a circular section in the rotor 55.
  • the rotor 55 is magnetized by attaching a pair of permanent magnets 59, 60 having opposite polarities to the surface.
  • 61 is a gap, and the magnetic flux B generated by the coil 54 passes through the rotor 55 from the magnetic body 52, and the direction of the rotor 55 is constrained by the interaction with the permanent magnets 59 and 60.
  • the torque of the buffer arm 40 can be controlled by controlling this current.
  • the direction of the magnetic flux generated by the permanent magnets 59 and 60 in the rotor 55 and the magnetic flux B from the coil 54 is determined by the shaft angle ⁇ , and the force received by the rotor 55 by the magnetic flux from the coil 54 is proportional to cos ⁇ .
  • the control unit 39 converts the angle ⁇ from the ⁇ sensor 42 into sec ⁇ (cos ⁇ ⁇ 1 ) by a sec ⁇ calculator 62 such as a table, and multiplies the target torque T input to the calculator 64 by T ⁇ sec ⁇ .
  • a sec ⁇ calculator 62 such as a table
  • T ⁇ sec ⁇ the target torque
  • T ⁇ sec ⁇ the target torque
  • this feedback constant is set to k
  • T ⁇ sec ⁇ + k ⁇ ⁇ is input to the control input terminal of the constant current circuit 66.
  • the control by k ⁇ ⁇ may be omitted.
  • the constant current circuit 66 applies a current proportional to the control input to the coil 54 to control the torque of the buffer arm 40.
  • 68 is a bearing
  • 74 is a magnetic body. As shown in FIG. 4, for example, it acts as a housing surrounding four Hall elements 72 and a permanent magnet 70 attached to the shaft 56. Since the magnetic body 52 forms a closed magnetic circuit, the magnetic flux does not leak out and the magnetic body 74 shields the surroundings, so that the Hall element 72 is sensitive only to the magnetic flux from the permanent magnet 70. Therefore, by processing the outputs of the plurality of Hall elements 72 by the processing circuit 76, the rotation angle ⁇ can be accurately detected with a resolution of about ⁇ 1 °, for example.
  • the magnetic sensor is not limited to the Hall element 72 but may be a magnetoresistive element or the like.
  • the rotary solenoid 38 of FIG. 2 is easy to manufacture because the rotor 55 has a circular cross section, and the distance between the magnetic body 52 and the permanent magnets 59 and 60 can be reduced. Therefore, the torque can be controlled accurately at high speed.
  • the problem is that since the degree of magnetic coupling between the rotor 55 and the magnetic flux changes depending on the rotation angle ⁇ , the sec ⁇ calculator 62 and the calculator 64 are required for multiplication.
  • the rotary solenoid 80 shown in FIG. 5 eliminates this point at the expense of the manufacturing cost and power saving of the rotor 55, and is the same as the rotary solenoid 38 shown in FIGS.
  • the rotor 82 having an elliptical cross section is provided, and the rotor 82 is magnetized by attaching a pair of permanent magnets 83 and 84 having opposite polarities to the magnetic body 86 having an elliptical cross section.
  • the cavity 88 around the rotor 82 is circular in cross section, and the distance between the magnetic body 52 and the permanent magnets 83 and 84 is large at the center of the permanent magnets 83 and 84 (the short axis direction of the elliptical rotor 82). It is small (in the major axis direction of the elliptical rotor 82). Therefore, when the rotor 82 is rotated from the state shown in FIG.
  • the interval between the magnetic body 52 and the permanent magnets 83 and 84 at the position of the arrow in FIG. 5 is shortened, and it can be compensated that the torque becomes smaller in proportion to cos ⁇ .
  • the rotary solenoid 80 in FIG. 5 outputs a torque proportional to only the drive current of the coil 54 regardless of the rotation angle ⁇ .
  • FIG. 6 shows an example of the conversion table 50.
  • the target is that the tension of the yarn 14 is 0.16 N (16 gf).
  • the torque is constant at 1.35 ⁇ 10 ⁇ 2 N ⁇ m when the yarn speed is 1 m / sec or less, and is constant at 7.5 ⁇ 10 ⁇ 3 N ⁇ m even at 7 m / sec or more. Then, when the yarn speed is in the range of 1 to 7 m / sec, the torque to the arm 40 is decreased linearly with respect to the yarn speed. Since the target yarn tension changes depending on the strength of the yarn and whether the yarn is knitted with one yarn or two yarns, a plurality of conversion tables 50 are provided.
  • the tension of the yarn 14 measured by, for example, the tension sensor 47 becomes a target value at a portion in the knitting where the yarn speed is constant.
  • the torque when the torque to the arm 40 is controlled is used.
  • the high-speed knitting will be described. Even if the conventional flat knitting machine is the fastest, the knitting speed (carriage speed) is about 1.3 m / sec, and the knitting speed corresponds to the knitting width knitted per second. When this is converted into yarn speed, it is about 6.2 m / sec.
  • High-speed knitting refers to knitting with a higher yarn speed than this. Specifically, knitting at a yarn speed of 7 m / sec or higher (knitting speed 1.47 m / s) or more, 7.7 m / s (knitting speed in a narrower sense) Then we say the organization with 1.6m / s) or more.
  • the present invention is effective not only for high-speed knitting but also for knitting using yarn that is weak and easily cut. Further, when the tension fluctuation is prevented, the sizes of the stitches can be made uniform.
  • Fig. 7 shows the algorithm of the embodiment.
  • knitting data is input from a CD-ROM, USB memory, or LAN.
  • a conversion table is selected from the knitting data 22 or the user interface of the flat knitting machine 2.
  • the knitting data is analyzed by the knitting controller 24 (step 2), and the knitting controller 24 performs knitting by controlling the travel motor 20 and the carriage 6 (step 3).
  • the carriage traveling speed, the loop length for each stitch, the number of stitches to be formed, and the like are obtained from the knitting data, and the necessary yarn within a predetermined time, for example, 1 msec to 10 msec. Is determined, that is, the yarn speed (step 4).
  • the yarn speed is converted into arm torque by the conversion table 50.
  • the servo motor 32 feeds the yarn for the yarn speed, and the control unit 39 controls the rotary solenoid 38 in accordance with the obtained arm torque (step 7).
  • the rotation angle ⁇ of the buffer arm 40 is detected by the constant ⁇ sensor 42, and when ⁇ exceeds an allowable range such as ⁇ 5 °, the arm torque is corrected via the control unit 39 (steps 8 and 9). Since the servo motor 32 always feeds the yarn for the yarn speed, the rotation angle ⁇ is kept constant if there are no factors such as fluctuations in yarn tension or errors in yarn consumption.
  • FIG. 8 shows a conversion algorithm from yarn speed to torque in step 5 of FIG.
  • the arm torque is obtained from the conversion table 50 using the table of FIG. If the change rate of the yarn speed is positive, the arm torque obtained in step 11 is reduced according to the change rate (step 12).
  • the arm torque may be reduced by a value proportional to the rate of change, or an appropriate threshold value may be provided, and the arm torque may be reduced when the rate of change is greater than the threshold value.
  • the arm torque may be reduced in proportion to the power.
  • the movement direction of the carrier 12 is a pull, that is, a direction in which the yarn 14 is pulled out from the buffer arm 40 or a push, that is, a direction in which the carrier 12 moves toward the arm 40 is already reflected in the yarn speed.
  • step 14 the arm torque is further corrected in step 13 depending on whether it is push or pull. If the arm torque is made extremely small, the yarn 14 sags. Therefore, a lower limit is provided, and if the arm torque is less than the lower limit in steps 11 to 13, the lower limit is set (step 14).
  • FIG. 9 shows a control pattern of arm torque in the yarn knitting knitting, that is, pull knitting.
  • knitting is performed by different carriers, and here, section 2 is described as an example.
  • the carrier is knitted from the left to the right, and the movement of the carrier is started before the formation of the stitches. Therefore, the yarn speed is generated, and the yarn is fed out at a speed equal to the yarn speed.
  • the carrier has already traveled at a constant speed, so that the yarn speed is also constant.
  • the number of knitting needles for operating the yarn 14 increases.
  • the number of knitting needles is the number of knitting needles that simultaneously form stitches by the cam 18 of the carriage 6.
  • the yarn speed reaches a constant value after further increasing from the yarn speed at the position of the first knitting needle.
  • the knitting is changed to the knitting.
  • the number of knitting needles gradually decreases, and accordingly, the yarn speed also gradually decreases.
  • the yarn speed becomes zero.
  • the arm torque is kept at a relatively high value in order to prevent the yarn from sagging during a pause, and since the yarn speed is low until the first knitting needle starts operating the yarn, the torque on the left side of FIG.
  • the arm torque is decreased as the yarn speed increases until the yarn speed reaches a constant value.
  • an abnormal tension peak may occur in the yarn, particularly from the latter half of the knitting to the beginning of the knitting.
  • the arm torque is reduced in accordance with the rate of change of the yarn speed. For this reason, the arm torque is reduced to, for example, a lower limit value from the latter half of the knitting to the initial stage of knitting.
  • the arm torque is returned to a value corresponding to a constant yarn speed during knitting, and when the yarn speed is reduced during knitting, the arm torque is gradually increased, and when the carrier entrainment is released, the arm torque is set to a constant value. Keep it at rest.
  • the arm 40 is locked, for example, by rewinding a predetermined length of yarn by the servo motor 32 to stop the rotary solenoid 38 while the carrier is not entrained. It is preferable to prevent the yarn from sagging.
  • correction according to the rate of change of the yarn speed is performed. However, this correction may be omitted, and the arm torque may be controlled only by the yarn speed value.
  • Fig. 10 shows a pattern during yarn pushing knitting (push knitting), and the carriage runs from right to left in the figure. Since the yarn is knitted, play of the yarn occurs when the carrier is brought together. Therefore, the servo motor 32 is reversed to absorb the yarn of play. Since the maximum value of the yarn speed is small in yarn pushing knitting, the control is simple.When knitting is started, the arm torque is linearly reduced to the yarn speed by knitting, the arm torque is kept constant during knitting, and knitting is performed by knitting. The arm torque is increased slightly before the number of knitting needles to be performed and the yarn speed starts to decrease to prevent the yarn from sagging.
  • the torque of the buffer arm 40 can be controlled at high speed by the rotary solenoids 38 and 80, the variation of the yarn tension due to the change of knitting / in / knitting / knitting structure such as the tentacle and rib Suppressing and knitting of a knitted fabric with uniform stitch sizes becomes easy.
  • the yarn can be prevented from being cut by a tension peak from knitting to knitting.
  • DC brush motors and AC servo motors can be used as torque generators.
  • these motors are not originally devices for generating a constant torque, and DC brush motors are based on the life of the brush. Maintenance is required, and AC servo motors are expensive.
  • the rotary solenoids 38 and 80 are controlled by feedforward control based on the knitting data, but feedback control may be performed by the tension sensor 47.
  • the rotary solenoids 38 and 80 can be used not only for the buffer of the yarn feeding device but also for the yarn buffer in a textile machine such as a top spring between the cone of the knitting machine and the yarn feeding device.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Knitting Machines (AREA)

Abstract

　編機で用いる編成データに基づいて糸を送り出すローラを駆動するモータと、ローラから送り出された糸を蓄える回動自在なバッファとを設けて、バッファから糸を編機本体に供給する。バッファに可変のトルクを加えるトルク発生器と、記編成データに基づいて、トルク発生器を各編成箇所に応じて制御し、糸張力を最適化する。バッファに加えるトルクを最適化することにより、糸張力を最適化することにある。　

Description

編機
　この発明は、横編機及び丸編機などの編機に関し、特に編機への糸の供給に関する。
　発明者らは、サーボモータにより編成箇所に応じて糸の繰り出しと巻き戻しを行うと共に、サーボモータの下流側にバネで付勢したアーム状のバッファを設け、バッファから横編機に糸を供給することを提案した（特許文献１：JP4016030B）。特許文献１では、編成データに基づいて編針毎の編目のループ長を算出し、キャリアの運動に同期して編成に必要な編糸を積極的に送り出し、また巻き戻すことを開示している。また特許文献２：JP2951068Bは、編機のバッファにトルクモータからトルクを加え、バッファの下流側で糸張力を測定して、トルクモータにフィードバックすることを開示している。　
　発明者らは、バッファに一定のトルクを加えても、糸の張力は激しく変動することを見出した。また糸の張力を測定しても、センサの時定数及びトルク発生器の応答遅れのため、糸張力の変動を充分小さくすることは難しいことを見出した。　
JP4016030B JP2951068B
　この発明の課題は、サーボモータによりローラを駆動し、糸を積極的に送り出す編機において、バッファに加えるトルクを最適化することにより、糸張力を最適化することにある。
　この発明の追加の課題は、トルク発生器を小形かつ低コストにすることにある。
　この発明は、編機で用いる編成データに基づいて糸を送り出すローラを駆動するモータと、前記ローラから送り出された糸を蓄える回動自在なバッファとを設けて、前記バッファから糸を編機本体に供給する編機において、前記バッファに可変のトルクを加えるトルク発生器と、前記編成データに基づいて、前記トルク発生器を各編成箇所に応じて制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。
　編成データに基づいてトルク発生器を制御するとは、編み機本体への糸の供給速度（糸速度）に応じて、あるいは糸速度の変化などに応じて、もしくは他の編成条件の変動に応じてトルクを制御することを言う。
　この発明では、編成データに基づいてバッファへ加えるトルクを制御するので、糸張力を測定してフィードバックする場合と異なり、張力センサの時定数が影響せず、トルク発生器の応答が遅い場合は、応答遅れを見込んで早めに制御を加えることができる。このため、糸張力を最適値の付近に保つことができる。すると高速で編成する際に、あるいは弱い糸で編成する際などに、糸の切断などを防止でき、また糸張力の変動を防止できるので、編み目サイズの変動も防止できる。
　好ましくは、前記トルク発生器は、コイルと、着磁したロータと、前記コイルからの磁束を前記ロータに加える磁気回路とを備えたロータリソレノイドからなる。このようなロータリソレノイドは、DCモータに比べるとブラシが不要でかつ構造も簡単なため、長寿命で小形かつ低コストであり、ACサーボモータと比べると構造がはるかに簡単なため、小形で低コストである。
　より好ましくは、ロータは断面が円形で、かつロータの回転角度に応じてコイルへの電流を補正するための手段を設ける。断面円形のロータは製造が容易であるが、コイルへの電流が一定の場合、回転角度によりトルクが変化する。そこでロータの回転角度に応じてコイルへの電流を補正すると、トルクを簡単に制御できる。　
　また好ましくは、前記ロータは断面が楕円形で、楕円の短軸方向に沿って磁化され、前記ロータは断面円形の空洞に収容されている。楕円形のロータは製造がやや難しいが、磁気回路の磁性体とロータとのギャップを回転角度と共に小さくすることができる。これによって、回転角度が増すとトルクが小さくなることを補償でき、一定のコイル電流を加えると、トルクはほぼ一定となる。
　特に好ましくは、磁気回路はロータと対向する磁性体からなり、かつロータの軸に前記磁性体から突出して着磁されかつ第２の磁性体で覆われた突出部を設け、さらに突出部からの磁気を検出する磁気センサを第２の磁性体の内側に設けて、ロータの回転角度を検出する。磁気センサは例えばホール素子、あるいは磁気抵抗素子などで、好ましくは複数設ける。磁気センサは第２の磁性体で外部の磁界からシールドされ、コイルとロータとを接続する磁気回路から外れているので、コイルからの磁束の影響も受けない。そして磁気センサでロータの軸の向きを検出すると、コイル電流の制御及びバッファに蓄えられている糸の長さの検出などができる。
実施例の糸送り装置と横編機を示す図 実施例のロータリソレノイドの断面と制御部とを示す図 図２の紙面に垂直方向に沿った実施例のロータリソレノイドの断面図 実施例のθセンサのブロック図 変形例のロータリソレノイドの断面図 実施例での変換テーブルの例を示す図 実施例の糸送り方法を示すフローチャート 実施例での変換テーブルからアームのトルクへの変換アルゴリズムを示す図 糸引き編成時の、区間内の位置とアームのトルクとを示す図 糸押し編成時の、区間内の位置とアームのトルクとを示す図
　以下に、発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に、周知技術による変更の可能性を加味して解釈されるべきである。
　図１～図１０に、左側からの給糸を例に実施例を示すが、上方から給糸しても、あるいは右方から給糸しても良い。図において、２は横編機で、丸編機でもよく、糸送り装置４を備えている。横編機２は、キャリッジ６と例えば１対、あるいは２対のニードルベッド８を備え、キャリアレール１０に沿って移動可能なキャリア１２を、例えばキャリッジ６により連行し、ニードルベッド８の編針に対し、糸１４を給糸する。
　キャリッジ６は、選針装置１６によりニードルベッド８のどの編針を駆動するかを選択し、カム１８により選択された編針を駆動して編成を行う。編成には編目の形成と編目の目移しなどが含まれ、糸１４を使用するのはそのうち編目の形成である。またキャリッジ６は、走行モータ２０によりニードルベッド８に沿って往復走行する。２２は編成データで、図示しないＬＡＮ、あるいはＣＤ－ＲＯＭ及びＵＳＢメモリなどの記憶媒体などから横編機２に供給される。編成コントローラ２４は、編成データから走行モータ２０の制御データ、キャリッジ６の制御データ及びキャリア１２の連行データを取り出し、横編機２を制御する。
　糸送り装置４は、横編機２の上部などに配置されたコーン３０から糸１４を取り出し、サーボモータ３２により駆動ローラ３４を駆動し、駆動ローラ３４と従動ローラ３６との隙間から、糸１４を繰り出し及び巻き戻しする。なおサーボモータ３２の例えば上流側に別のモータを追加して、糸１４の巻き戻しなどに用いてもよい。３８はロータリソレノイドで、その構造は図２～図４に示し、３９はロータリソレノイド３８の制御部３９である。４０はバッファアームで、ロータリソレノイド３８の軸に連結されて回動し、その回動角を図１のようにθとし、糸を蓄える向きでθが正、糸を放出する向きでθが負とする。ロータリソレノイド３８を制御するには回動角θが必要なので、θセンサ４２で回動角θを監視し、制御部３９へフィードバックする。
　４４はバッファアーム４０の先端の糸ガイドで、４６はバッファアーム４０の上流側の糸ガイドで、駆動ローラ３４と糸ガイド４４の間で糸をガイドする。糸ガイド４４の下流側に前記のキャリア１２があり、ニードルベッド８の編針へ糸を供給する。なおバッファアーム４０とキャリア１２との間で、張力センサ４７により糸張力を監視しても良い。またサーボモータ３２～バッファアーム４０，糸ガイド４４，４６等は、例えば編機２毎に６セット～１２セットなどの複数セットを設ける。
　４８は糸速度算出手段で、編成データ２２を解析して、横編機２へ単位時間当たりに供給する糸の長さ、即ち糸速度をガーメントなどの編成の単位となる長さ分算出し記憶する。糸速度は例えば編成データで指定されるキャリッジ６の速度と、編針で形成する編目毎のループ長及び単位時間当たりに形成する編目の数などにより定まる。即ち編目毎にループ長を積算すると、編地内で消費される糸の長さが定まり、キャリッジ６の速度からキャリア１２の位置変化が分かり、キャリア１２の位置が変化すると、バッファアーム４０とキャリア１２間の糸の長さが変化する。これらのことをまとめると、糸速度は、横編機２での糸の消費速度と、キャリア１２の位置変化による糸の出入速度の合計である。サーボモータ３２は糸速度分の糸を、ローラ３４からバッファアーム４０へ供給する。
　変換テーブル５０は糸速度をロータリソレノイド３８で発生すべきトルクに変換し、トルクの目標値は例えば１ガーメント分などの単位で糸速度算出部４８が記憶する。編成コントローラ２４は走行モータ２０のエンコーダ値などから、あるいは図示しない選針ゲージなどのセンサの信号から現在編成中の箇所を求め、この信号を糸速度算出部４８へ入力する。糸速度算出部４８は、現在編成中の箇所よりも、トルク発生器３８などの応答遅れ分先の編成箇所に対する目標トルクを制御部３９へ供給する。ただし糸速度算出部４８は、編成コントローラ２４からの編成箇所のデータに応じて、その都度テーブル５０からトルクを読み出しても良い。また糸速度算出部４８は、編成コントローラ２４からの編成箇所のデータに応じて、その都度編成データから糸速度を求めて、テーブル５０でトルクに変換しても良い。なお変換テーブル５０は糸張力の目標値に応じて複数設け、糸張力の目標値に沿ってどの変換テーブルを用いるかを選択する。この選択は横編機２のユーザインターフェースから入力し、あるいは編成データ２２中に記載する。さらに糸速度算出部４８と変換テーブル５０は、サーボモータ３２及びロータリソレノイド３８毎に設けるのではなく、共通の糸速度算出部４８と変換テーブル５０により、複数セットのサーボモータ３２及びロータリソレノイド３８とを制御する。
　図２～図４に、ロータリソレノイド３８と制御部３９，及びθセンサ４２を示す。５２はハウジング並びにコイル５４の磁芯を兼ねた磁性体で、５５は断面円形のロータであり、軸５６をθセンサ４２とバッファアーム４０とに連結し、５８はロータ５５内の断面円形の磁性体で、その表面に極性が逆の一対の永久磁石５９，６０を取り付けることにより、ロータ５５を着磁する。６１は間隙で、コイル５４により発生する磁束Bは磁性体５２からロータ５５を通過し、この永久磁石５９，６０との相互作用により、ロータ５５の向きを拘束する。そして磁束Bはコイル５４を流れる電流に比例するので、この電流を制御することにより、バッファアーム４０のトルクを制御できる。またロータ５５内で永久磁石５９，６０が作る磁束と、コイル５４からの磁束Bとの向きは軸の角度θで定まり、コイル５４からの磁束によりロータ５５が受ける力はcosθに比例する。　
　制御部３９は、θセンサ４２からの角度θを、テーブルなどのsecθ演算器６２でsecθ（cosθ－１）に変換し、演算器６４へ入力された目標トルクＴと乗算し、Ｔ・secθを求める。また実施例では、θが所定の角度範囲から外れると所定の角度範囲内に復帰させるように制御し、このフィードバック定数をｋとして、　Ｔ・secθ＋k・θ　を定電流回路６６の制御入力端子へ入力する。なおk・θによる制御は省略しても良い。そして定電流回路６６は制御入力に例えば比例した電流をコイル５４に加えて、バッファアーム４０のトルクを制御する。
　図３の６８は軸受、７４は磁性体で、図４に示すように、例えば４個のホール素子７２と軸５６に取り付けた永久磁石７０とを取り囲むハウジングとして作用する。磁性体５２は閉じた磁気回路を構成するので、磁束が漏れ出すことはなく、磁性体７４が周囲をシールドするので、ホール素子７２は永久磁石７０からの磁束にのみ感応する。そこで複数個のホール素子７２の出力を処理回路７６で処理することにより、例えば±１°程度の分解能で、回転角θを正確に検出できる。なお磁気センサはホール素子７２に限らず、磁気抵抗素子などでも良い。
　図２のロータリソレノイド３８は、ロータ５５が断面円形で製造が容易であり、磁性体５２と永久磁石５９，６０の間隔を小さくできるため省電力で、コイル５４以外に遅れが生じる要素を持たないため、高速でかつ正確にトルクを制御できる。問題点は、回転角θによりロータ５５と磁束との磁気結合の程度が変化するため、secθ演算器６２と乗算に演算器６４が必要な点である。ロータ５５の製造コストと省電力性とを犠牲にしてこの点を解消したのが、図５のロータリソレノイド８０で、特に示した点以外は図２，図３のロータリソレノイド３８と同様である。
　図５のロータリソレノイド８０では、断面楕円形のロータ８２を設けて、断面楕円形の磁性体８６に、極性が逆の一対の永久磁石８３，８４を取り付けることにより、ロータ８２を着磁する。またロータ８２の周囲の空洞８８は断面円形で、磁性体５２と永久磁石８３，８４の間隔は、永久磁石８３，８４の中央部（楕円形のロータ８２の短軸方向）で大きく、両端部（楕円形のロータ８２の長軸方向）で小さくしてある。このためロータ８２が図５の状態から回動すると、図５の矢印位置での磁性体５２と永久磁石８３，８４の間隔が短くなり、トルクがcosθに比例して小さくなることを補償できる。以上のように、図５のロータリソレノイド８０は回動角θによらず、コイル５４の駆動電流のみに比例したトルクを出力する。
　図６に変換テーブル５０の例を示し、この例では糸１４の張力が０.１６Ｎ（１６gf）となることを目標にしている。図６の変換テーブルでは、糸速度が１m／sec以下でトルクは1.35×10-2N・mと一定で、7m／sec以上でも7.5×10-3N・mと一定である。そして糸速度が１～７m／secの範囲で、アーム４０へのトルクを、糸速度に対し線形に減少させる。なお目標の糸張力は、糸の強度及び１本の糸で編成するか２本の糸で編成するかなどにより変化するので、変換テーブル５０を複数設ける。変換テーブル５０のデータを取得するには、種々の糸速度での編成に対して、糸速度が一定の編中の部分で、例えば張力センサ４７で測定した糸１４の張力が目標値になるように、アーム４０へのトルクを制御した際のトルクを用いる。
　ここで高速編成について説明する。従来の横編機は最も高速のものでも、編成速度（キャリッジ速度）は1.3m／sec程度で、編成速度は１秒当たりに編成する編幅に相当する。これを糸速度に換算すると、6.2m／sec程度となる。高速編成とはこれよりも糸速度が大きな編成を指し、具体的には7m／sec（編成速度では1.47m/s）以上の糸速度での編成、より狭義には7.7m/s（編成速度では1.6m/s）以上での編成を言う。そして高速編成での問題は、
(1)　糸に加わる張力が大きくなること、
(2)　糸速度が急増する箇所で張力のピークが生じ、しばしば糸が切断されること、
(3)　糸張力の変動が著しくなると、編目サイズが変動すること、
にある。なお糸張力が増すと編目のループ長が小さくなるため編み目が詰まり、糸張力が減少するとループ長が長くなるため編目が大きくなる。編目のループ長を揃えるためにも、糸張力の変動を抑制する必要がある。
　高速編成に限らず、装飾性の高い糸などの切れやすい糸を用いて編成する際にも、糸の張力変動を防止する必要がある。そこでこの発明は、高速編成に限らず、弱く切れやすい糸を用いた編成にも有効である。また張力変動を防止すると、編み目のサイズを揃えることができる。
　図７に実施例のアルゴリズムを示す。ステップ１でＣＤ－ＲＯＭあるいはＵＳＢメモリ、もしくはＬＡＮなどから編成データを入力する。また編成データ２２あるいは横編機２のユーザインターフェースから、変換テーブルを選択する。編成コントローラ２４により編成データを解析し（ステップ２）、編成コントローラ２４は走行モータ２０とキャリッジ６とを制御することにより、編成を行う（ステップ３）。
　糸送り装置４の側では、編成データからキャリッジの走行速度、編目毎のループ長、形成する編目の数などを求め、今後所定の時間内に、例えば１msec～１０msecなどの時間内に必要な糸の長さ、即ち糸速度を求める（ステップ４）。ステップ５では、糸速度を変換テーブル５０によりアームトルクに変換する。そしてステップ６でサーボモータ３２により糸速度分の糸を送り出し、求めたアームトルクに従い、制御部３９によりロータリソレノイド３８を制御する（ステップ７）。また常時θセンサ４２によりバッファアーム４０の回動角θを検出し、θが±５°などの許容範囲を超えると、制御部３９を介してアームトルクを補正する（ステップ８，ステップ９）。なおサーボモータ３２により糸速度分の糸が常時繰り出されているので、糸張力の変動あるいは糸の消費量の誤差などの要因がなければ、回動角θは一定に保たれる。
　編成コントローラ２４による制御と、サーボモータ３２による糸速度分の糸の送り出し、並びにロータリソレノイド３８によるバッファアーム４０の制御とを並行して行い、糸速度を求めた分の処理が終わると、結合子Ａからステップ２に戻り、次の糸速度に対する処理を実行する。
　図８に、図７のステップ５での、糸速度からトルクへの変換アルゴリズムを示す。ステップ１１で、図６のテーブルを用い、変換テーブル５０からアームトルクを求める。糸速度の変化率が正の場合、変化率に応じてステップ１１で求めたアームトルクを小さくする（ステップ１２）。このステップでは、変化率に比例した値だけアームトルクを小さくしても良く、あるいは適宜の閾値を設けて、変化率が閾値よりも大きくなるとアームトルクを小さくしても良く、さらに変化率の２乗などに比例してアームトルクを小さくしても良い。キャリア１２の運動方向がプル、即ちバッファアーム４０から糸１４を引き出す向きか、プッシュ、即ちアーム４０へ向かって運動する向きかは、糸速度に既に反映されている。従ってプッシュかプルかによる影響は、ステップ１１で既に処理済みであるが、必要であればステップ１３により、プッシュかプルかに応じてアームトルクをさらに補正する。アームトルクを極端に小さくすると糸１４がたるむので、下限値を設け、ステップ１１～ステップ１３で、アームトルクが下限値未満になっている場合、下限値にセットする（ステップ１４）。
　図９に糸引き編成即ちプル編成での、アームトルクの制御パターンを示し、区間１，２，３ではそれぞれ異なるキャリアにより編成を行い、ここでは区間２を例に説明する。図９の糸引き編成でキャリアは左から右へと編成し、編目の形成が始まる前にキャリアの運動が開始されるので糸速度が生じ、糸速度と等しい速度で糸を送り出し、最初の編針に糸を供給する時点でキャリアは既に一定速度で走行しており、このため糸速度も一定となっている。キャリアから最初の編針に糸が供給された後に、糸１４を操作する編針の数が増して行く。ここでの編針の数は、キャリッジ６のカム１８により、同時に編目を形成する編針の数である。このため糸速度は、最初の編針の位置での糸速度からさらに増した後に一定値に達し、糸速度が一定になると、編入から編中となる。次いで区間２の終わり側で、編出に移行すると、編針の数が徐々に減少し、これに伴って糸速度も徐々に減少し、キャリアの連行を解除すると糸速度が０となる。
　アームトルクは休止時に糸がたるむことを防止するため、比較的高い値に保たれており、１本目の編針が糸の操作を開始するまでは糸速度が小さいので、図６の左側のトルクが一定の領域にあり、ここから糸速度が一定値に達するまでの間、糸速度の増加と共にアームトルクを小さくする。糸速度が増加する過程で、特に編入の後半から編中の初期に、糸に異常な張力ピークが生じることがある。これを防止するため、糸速度の変化率に応じてアームトルクを小さくし、このため編入の後半から編中の初期にかけて、アームトルクを例えば下限値まで小さくする。次いでアームトルクを、編中での一定の糸速度に対応した値に復帰させ、編出で糸速度が減少すると、アームトルクを徐々に大きくし、キャリアの連行を解除すると、アームトルクを一定値に保って休止する。
　ロータリソレノイド３８は例えば100mA程度の電流を消費するので、キャリアを連行しない間、ロータリソレノイド３８を休止させるために、例えばアーム４０をロックする、あるいはサーボモータ３２により所定長の糸を巻き戻すことにより、糸がたるむことを防止することが好ましい。また実施例では、糸速度の変化率に応じた補正を行ったが、この補正を省略し、糸速度の値のみによるアームトルクの制御を行っても良い。
　図１０は糸押し編成（プッシュ編成）の際のパターンを示し、キャリッジは図の右から左へ走行する。糸押し編成なのでキャリアの連行を開始した際に糸の遊びが生じるので、サーボモータ３２を逆転させて遊びの糸を吸収する。糸押し編成では糸速度の最大値が小さいので制御は簡単であり、編成を開始すると、編入で糸速度に線形にアームトルクを小さくし、編中でアームトルクを一定にし、編出で編成を行う編針の数が減少し糸速度が低下し始めるやや前から、アームトルクを大きくして、糸のたるみを防止する。
　実施例では、ロータリソレノイド３８，８０により、バッファアーム４０のトルクを高速で制御できるので、編入／編中／編出の変化や、天竺とリブなどの編成組織の変化に伴う糸張力の変動を抑制し、編目サイズが揃った編地の編成が容易になる。また高速編成の場合、編入から編中にかけての張力ピークにより、糸が切断されることを防止できる。トルク発生器としては、ロータリソレノイド以外に、DCブラシモータ及びACサーボモータも利用できるが、これらのモータは本来は一定のトルクを発生するための装置ではなく、DCブラシモータではブラシの寿命に基づく保守が必要で、ACサーボモータは高価である。
　実施例では、編成データに基づくフィードフォワード制御でロータリソレノイド３８，８０を制御したが、張力センサ４７でフィードバック制御しても良い。なおロータリソレノイド３８，８０は、糸送り装置のバッファ以外に、編機のコーンと糸送り装置の間の天バネなど、繊維機械での糸のバッファ一般にも用いることができる。
２　横編機　　４　糸送り装置　　６　キャリッジ　　８　ニードルベッド
１０　キャリアレール　　１２　キャリア　　１４　糸　　１６　選針装置
１８　カム　　２０　走行モータ　　２２　編成データ
２４　編成コントローラ　　３０　コーン　　３２　サーボモータ
３４　駆動ローラ　　３６　従動ローラ　　
３８，８０　ロータリソレノイド　　３９　制御部
４０　バッファアーム　　４２　θセンサ　　４４，４６　糸ガイド
４７　張力センサ　　４８　糸速度算出手段　５０　変換テーブル
５２，５８　磁性体　　５４　コイル　　５５　ロータ　　５６　軸
５９，６０　永久磁石　　６１　空隙　　６２　secθ演算器
６４　演算器　　６６　定電流電源　　６８　軸受　　７０　永久磁石
７２　ホール素子　　７４　磁性体　　７６　処理回路　　８２　ロータ
８３，８４　永久磁石　　８６　磁性体　　８８　空洞

Claims (5)

  1. 　編機で用いる編成データに基づいて糸を送り出すローラを駆動するモータと、前記ローラから送り出された糸を蓄える回動自在なバッファとを設けて、前記バッファから糸を編機本体に供給する編機において、
    　前記バッファに可変のトルクを加えるトルク発生器と、
    　前記編成データに基づいて、前記トルク発生器を各編成箇所に応じて制御する制御手段とを設けたことを特徴とする、編機。
  2. 　前記トルク発生器は、コイルと、着磁したロータと、前記コイルからの磁束を前記ロータに加える磁気回路とを備えたロータリソレノイドからなることを特徴とする、請求項１の編機。
  3. 　前記ロータは断面が円形で、かつロータの回転角度に応じて前記コイルへの電流を補正するための手段を設けたことを特徴とする、請求項２の編機。
  4. 　前記ロータは断面が楕円形で、楕円の短軸方向に沿って磁化され、前記ロータは断面円形の空洞に収容されていることを特徴とする、請求項２の編機。
  5. 　前記磁気回路はロータと対向する磁性体からなり、かつ前記ロータの軸に前記磁性体から突出して着磁されかつ第２の磁性体で覆われた突出部を設け、
    　さらに前記突出部からの磁気を検出する磁気センサを前記第２の磁性体の内側に設けて、ロータの回転角度を検出するようにしたことを特徴とする、請求項２の編機。
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