JPH03104932A - スライバの短周期斑制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はカードスライバの短周期斑制御装置に関する
． 従来の技術 従来前記のような装置は、種々提案されている。

例えば、特公昭５８−３１４０６号には、カードの出口
側のメジャリングローラでスライバ重さを検出し，この
スライバ重さと目標スライバ重さとの差を一次遅れ要素
を介して増巾出力し、ミドルローラに対するフロントロ
ーラの回転を制御するものが開示してある。

発明が解決しようとする課題 前記従来の技術によれば、一次遅れ要素を用いてスライ
バの重さ偏差を増申出力しているので、一次遅れ要素の
特性により、第９図（ａ）に示すようにメジャリングロ
ーラＭＲでスライバむら（図では太むら１０１）が検出
されると同時にフロントローラＦＲめ回転が目標の制御
回転に向がって徐々に（高速に）変速制御され、所定時
間ｔ経過すると目標回転数になる。そのため第９図（ｂ
）に示すように、むら部分１０１より紡出方向下流のス
ライバ部分１０２がむらのない均一なものである場合，
前記のような一次遅れ要素を用いた制御では、均一部分
１０２（斜線部分）に余分なドラフトが加わり、逆に細
むらが生じる問題があった。

課題を解決するための手段 この発明は前記課題を解決するために、カードの出口側
でフィードフォワード制御を行うようにしたスライバの
短周期斑制御装置において、スライバの太さ検出部、こ
の太さ検出部でのスライバ紡出長又は紡出速度を検出す
る検出手段、太さ検出部からの斑検出値を記憶する記憶
部と、この斑検出値を読出す手段とが，一定の遅延関係
に基づいて関連づけてあり、斑検出されたスライバ部分
がドラフト部へさしかかった時に制御出力を行う制御手
段及びドラフト部のフロントローラの駆動装置を備えた
ことを特徴とする． 作用 前記構成によれば、スライバ太さを検出して、一旦記憶
部へ記憶し、この太さ検出部で検出されたスライバ部分
がドラフト部へ達したときに、それに対応する斑検出値
を記憶部から読出し、この斑検出値に応じた制御出力に
よってフロントローラの回転を制御する。

実施例 第１図において、カード１は繊維紡出方向後方からフィ
ードローラ２、テーカインローラ３、シリンダ４、ドッ
ファ５、ドッフィングローラ６、メジャリングローラ７
と配置され、フィードローラ２の回転に応じて供給され
るラップ状の綿をスライバとして紡出するようになって
いる。テーカインローラ３、シリンダ４はシリンダ用モ
ータＭ１で駆動され、ドッファ５、ドッフィングローラ
６、メジャリングローラ７はドッファモータＭ２で駆動
されるようにしてある。メジャリングローラ７にはスラ
イバ紡出速度又はスライバ紡出長を検出する検出手段と
してのロータリエンコーダＰＧが接続され、メジャリン
グローラ７の所定角度回転毎にパルスを出力するように
してある。また、メジャリングローラ７には、メジャリ
ングローラ７と共に太さ検出部９を構或する変位トラン
スデューサ８が接続され、メジャリングローラ７のスラ
イバ太さによる上下変位を検出値として出力するように
してある。メジャリングローラ７の前方には，バックロ
ーラ１０ａ及びフロントローラ１ｏｂから成るドラフト
部１０が配置されている。

バックローラ１０ａはドッファモータＭ２に接続され、
フロントローラ１０ｂは差動ギャ１１の出力軸１１ａに
接続してある．差動ギャ１ｌはドッファモータＭ２に接
続した入力軸１ｌｂの回転と，第１サーボモータＳＭＩ
に接続した補正入力軸１１ｃの回転とを合威して出力軸
１１ａに出力するものである．この第１サーボモータＳ
ＭＩと差動ギャｌ１によってフロントローラ１０ｂのバ
ックローラ１０ａに対する回転を制御する駆動装置１２
が構成されている。また、前記フィードローラ２は、フ
ィードローラ２の駆動装置として示す第２サーボモータ
ＳＭ２に接続され，後述の制御手段２０からの指令によ
りフィードローラ２を回転制御するようにしてある。

次に制御手段２０について説明する。制御手段２０は太
さ検出部９で検出された太さ検出値の誤差補正部２１を
持っている。この誤差補正部２１はＯ点調整用の可変抵
抗器ＶＲＩを有している。

前記太さ検出部９では、変位トランスデューサ８の機械
的精度等によりスライバ太さ検出値に誤差を生じるので
、抵抗Ｒｊを介して第１の加算増巾器２１ａの反転入力
端子へ入力される、スライバ太さが″ゼロ′″の時の出
力電圧（誤差電圧）＋ｖａを，抵抗Ｒｋを介して入力さ
れる、可変抵抗器ＶＲＩによって電圧十Ｖｃ、−Ｖｃか
ら生じる電圧が打消すように、可変抵抗器ＶＲＩが調整
してある。これにより、太さ検出部９で出力された誤差
を含んだ検出値が、誤差を取り除いた真の太さ検出値と
して偏差取出部２２へ反転増巾出力される。次に偏差取
出部２２は太さの偏差をスライバ紡出速度と無関係に基
準スライバ太さに対する割合で取出すものである。その
ために、誤差補正部２ｌの帰還抵抗の一部が可変抵抗器
ＶＲ２にしてあり、この可変抵抗器ＶＲ２を調整するこ
とで抵抗Ｒｉを介して第２の加算増巾器２２ａの反転入
力端子へ入力される、基準スライバの検出値電圧ｖｂが
、固定抵抗Ｒｓを介して接続されている基準電圧Ｖｓ（
太さ１００％を表わす）を打消すようになっている。可
変抵抗器ＶＲ２は基準スライバ太さの設定器として作用
する。この偏差取出部２２で取出された斑検出値として
の偏差はＡ／Ｄ変換器２３を介して第１のマイクロコン
ピュータ３０のＩ／Ｏボート３１に入力してある。

マイクロコンピュータ３０は短周期斑制御用のもので、
ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４及び前記Ｉ／Ｏボ
ート３工とから構威され、ＲＯＭ３３には第３図のフロ
ーチャートに示すプログラムが記憶してある。又、ＲＡ
Ｍ３４内には、前記偏差を記憶する記憶部３５が所定の
メモリ番地に割付けてある。この記憶部３５は、第２図
に示すように図示しないタイマにより一定時間間隔ごと
に前記偏差を書き込む１つの定時入力エリア３５ａと、
短周期斑制御のために偏差を読出す読出しエリア３５ｂ
とを備えている。この読出しエリア３５ｂのメモリ数は
、第１図に示す太さ検出部９と、バックローラ１０ａと
フロントローラ１０ｂの中間点（以下、作用点ＰＬ）と
の距ｊｌｌＬを制御距離間隔（Ｑ）で除した数で、距離
Ｌの間に何回斑制御を行うかにより設定される。また、
第２図の矢印はポインタ３６を示し、読出しすべきデー
タ位置の指示手段で、読出しエリア３５ｂの端まで行く
と，また先頭へ戻るものである。Ｉ／Ｏボート３１には
，前記ロータリエンコーダＰＧからのパルスが入力され
る。

次に前記フローチャートについて説明する。フローチャ
ートの各ステップは機能手段を実現する。

即ちステップ■はロータリエンコーダＰＧからのパルス
数のカウントにより、スライバが制御庫離だけ紡出され
たかどうかを判別する手段、ステップ■はポインタ３６
が指すメモリ位置の偏差の続出手段、ステップ■はロー
タリエンコーダＰＧがらの入カパルス数及びその入力時
間から算出したスライバ紡出速度と、読出した偏差とか
ら、その時の紡出速度に応じた速度補正値を比例演算す
る手段で、例えば＋１０％の偏差があったときには、そ
の時のフロントローラ回転速度がｌＯ％増速する速度補
正値を演算する。ステップ■はその速度補正値（制御出
力）の出力手段で、この指令出力が第１図に示すように
Ｄ／Ａ変換器２４、反転増巾器２５を介してサーボアン
プＳＡＩへ出力される２ステップ■はステップ■で読出
したポインタ位置へ定時入力エリア３５ａのデータを書
き込む手段、ステップ■はポインタ３６の歩進指令手段
である。

次に第２のマイクロコンピュータ４０はＩ／Ｏボート４
１、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４　３、ＲＡＭ４４から或り、
長周期斑制御を比例、積分，微分（Ｐ　Ｉ　Ｄ）制御で
行うもので、その伝達関数は比例、積分、微分要素を有
し，次式 Ｇ　（Ｓ）”ＫＰ　（１＋１／　（Ｔｉ−Ｓ）＋Ｔｄ・
Ｓ） で示される。ここでＳ：ラプラス演算子、Ｋｐ：比例定
数、Ｔｉ：積分時定数、Ｔｄ：微分時定数である。この
第２のマイクロコンピュータ４０と前記第１のマイクロ
コンピュータ３０との間では共通のＲＡＭ３８を介して
スライバ紡出速度データや偏差を受取るようにしてある
。ＲＯＭ４３内には第６図に示すフローチャートに従う
プログラムが記憶してある。また、ＲＡＭ４４内にはカ
ード１のスライバ紡出速度範囲全体を第５図のように複
数の領域（ｖ１〜Ｖ，）に分割し、各速度に対応して、
比例定数Ｋｐ、積分時定数Ｔｉ及び微分時定数Ｔｄの最
適値が記憶された定数メモリ４５（第４図）が所定のメ
モリエリアに記憶してある．これらの定数、時定数Ｋｐ
．Ｔｉ．Ｔｄは、自動制御理論の限界感度法等の良く知
られた方法により計算され、例えば第５図に示すように
カードマシン１のスライバ紡出速度に対して変化される
ものである。

次に第６図のフローチャートについて説明する。

フローチャートの各ステップは機能手段を実現する。ス
テップＳＬはスライバ紡出速度の読込手段、ステップＳ
２は偏差読込手段、ステップＳ３はスライバ紡出速度に
基づいて定数メモリ４５から比例定数Ｋｐ及び各時定数
Ｔｉ．Ｔｄを選択する手段で、前記定数メモリ４５と共
に定数、時定数を定める手段を構或する。ステップＳ４
は選択した定数及び時定数を適用した前記伝達関数Ｇ　
（Ｓ）と、その時の偏差Ｘ、その時のスライバ紡出速度
Ｖ，及び基準紡出速度ｖ０とから次式 υ＝（Ｖ／ｖ０）・Ｇ（Ｓ）・Ｘ・・・■によって速度
補正値υを演算する手段，ステップＳ５は速度補正値υ
の出力手段である。尚、式のにおいて偏差又はスライバ
紡出速度Ｖに全く関係がなく、予め設定された基準紡出
速度Ｖ０に対応するものとして入力されるので、基準紡
出速度Ｖ。に対するその時のスライバ紡出速度Ｖの比が
乗じてある。工／○ポート４１はＤ／Ａ変換器２６が接
続され、前記速度補正値υが反転増巾器２７で反転増巾
される．反転増巾器２７の出力電圧と、ロータリエンコ
ーダＰＧのパルス出力が周波数一電圧変換器２８で変換
された電圧とが加算器２９で加算され、アンプＳＡ２へ
出力されるようにしてある。偏差Ｏのとき、速度補正値
υは０、従って反転増巾器２７の出力電圧は″ゼロ〃と
なり、この時はフィードローラ２がメジャリングローラ
７に対し、前記周波数一電圧変換器２８や抵抗Ｒ２及び
可変抵抗器ＶＲ３で決定される一定の速比（カードマシ
ンｌのドラフト比）で回転制御されることになる。この
可変抵抗器ＶＲ３を調整することで，ドラフト比の変更
を行うことができる。

上記構或において、可変抵抗器ＶＲ２を調整して，基準
スライバ厚さを設定する。そして、基準紡出速度Ｖ。を
キーボード４６から入力して共通ＲＡＭ３８に記憶して
おく。機台の起動と共に長周期斑、短周期斑制御が同時
並行的に行われる。

まず、短周期斑制御の作用から説明する。太さ検出部９
を通過するスライバが基準スライバ厚さに対して斑があ
ると、その太さ検出値が誤差補正部２１で補正され、偏
差取出部２２で偏差として反転出力される。この偏差は
一定時間ごとに記憶部３５の定時入力エリア３５ａに書
込まれる。今、第１図に示すようにメジャリングローラ
７と作用点との間で４回短周期斑を制御する場合で、第
６図に示すように既に読出しエリア３５ｂには４つの偏
差（斑検出値）がメモリされ，ポインタ３６が偏差ａ１
を指している状態から説明する。第３図に示すステップ
ので、偏差ａ１を有するスライバ部分が第１図の点Ｐ２
から作用点Ｐ１へ移動するとロータリエンコーダＰＧの
パルス数によってメジャリングローラ７から制御距離氾
だけスライバが紡出されたことが判断され、ステップ■
ではポインタ位置の偏差ａ１が読出され、ステップ■、
■でこの偏差ａｌとその時のスライバ紡出速度Ｖ及び基
準紡出速度ｖ０とからフロントローラ１０ｂの速度補正
値が演算され、出力される。この出力はＤ／Ａ変換機２
４、反転増巾器２５、サーボアンプＳＡＩを介して第ｌ
サーボモータＳＭＩに入力され、差動ギャ１１の補助入
力軸１１ｃを回転する。これにより出力軸１１ａには入
力軸１１ｂの定速回転と補助入力＠１１ｃとの回転が合
成され、フロントローラ１０ｂが偏差ａ１に対応して、
これを打消すように変速される。次いでステップ■でこ
の時までに既に定時入力エリア３５ａに書込まれている
偏差ｂ１をポインタ３６の指している読出しエリア３５
ｂへ書込み、ステップ■でポインタ３６を１つ歩進させ
る。このように斑制御が制御距離間隔悲ごとに実行され
るので、偏差ｂ１が読出されるのは、読出しエリア３５
ｂに書込まれてからポインタ３６を４回歩進した時、つ
まり偏差ｂ１を検出後、４℃だけスライバが移送された
ときであって、この時、偏差ｂ１が検出されたスライバ
部分がドラフト部１０の作用点Ｐ１に位置することにな
り、この位置で斑制御が行われることになる。従って、
第７図に示すように、太さ検出を行ってからスライバ紡
出速度に依存する所定時間Ｔ　（＝Ｌ／Ｖ）通過時に速
度補正が行われることになり、その補正出力は一次遅れ
要素等の疑似的な時間遅れで無いため、極めて正確に応
答良く行われ、短周期斑部分が確実に補正されて均一な
スライバが紡出される。また、ポインタ３６の指す偏差
がゼロの場合、速度補正は行われず、フロントローラ１
０ｂはバックローラ１０ａに対して差動ギャ１１により
決定される所定のギヤ比で一定回転する。

このようにして短周期斑が制御７される一方、長周期斑
が以下のようにして制御される。第１のマイクロコンピ
ュータ３０内に取込まれた偏差及びスライバ紡出速度Ｖ
は、共通メモリ３８に記憶され、第６図のステップＳ１
、Ｓ２によって短周期斑制御より長い一定時間間隔で第
２のマイクロコンピュータ４０がこれらの値を共通ＲＡ
Ｍ３８から読込む。次いで、ステップＳ３でその時のス
ライバ紡出速度Ｖが該当する速度範囲の比例定数Ｋｐ、
積分時定数Ｔｉ、微分時定数Ｔｄを定数メモリ４Ｓ内か
ら選択する。次にステップＳ４で前述の式■で速度補正
値υを演算し、ステップＳ５でその値を出力する。出力
された速度補正値υはＤ／Ａ変換されて反転増巾される
。この補正電圧はメジャリング口ーラフの回転速度に応
じてフイードローラ２を一定比率で回転させる電圧と加
算されて、サーボアンプＳＡ２に供給され、フイードロ
ーラ２を変速回転させて、ラップの供給量を制御する。

カードｌのスライバ紡出速度は第８図のように一定値を
とらないが、紡出速度に応じてＰＩＤ制御系の伝達関数
における定数、時定数が全て最適値に変更されるので、
カードマシンｌの紡出速度の全範囲にわたって、ＰＩＤ
制御によって長周期斑が安定して制御される。

この実施例では、２つのマイクロコンピュータ３０、４
０を用いて長、短周期斑を並行して制御するようにした
ので、スライバの斑が完全に除去されて、均一な太さの
スライバを得ることができる。また、長周期斑制御にお
いて、メジャリングローラ７の回転速度に応じてフィー
ドローラ２を一定比率で回転させる速度電圧と，速度補
正値に対応した補正電圧を加算器２９で加算したが、加
算器を省略してマイクロコンピュータ４０内でこの加算
演算を行ってもよい。また、短周期斑制御の場合、実施
例の制御距離間隔αはそのままで、キーボード４６から
の入力指令により読出しエリア３５ｂのメモリ数を増減
すると作用点Ｐ１をフロントローラ１０ｂに近づけたり
、バックローラ１０ａに近づけたりすることができ、最
も効果的に短周期斑が除去できる作用点Ｐ１の位置を容
易に設定することもできる。更に実施例では短周期斑制
御を距離Ｌの間で４回行う場合について説明したが、制
御距離間隔悲を短くして短い間隔（例えば距離Ｌの間に
２０回程度）で、制御を行うようにしても良い。また、
定数、時定数を定める手段はこれらを速度の関数として
記憶させておき、その関数に基づいて演算するようにし
てあってもよい。

発明の効果 以上のようにこの発明の装置によれば、スライバの太さ
検出部で検出した斑検出値を制御手段内の記憶部に取込
み、この斑検出値を持ったスライバ部分がドラフト部に
さしかかった時に制御手段内で対応する斑検出値を読出
し、この斑検出値に応した制御出力でフロントローラの
回転数を回転制御するようにしたので、一次遅れ要素を
用いることなく斑制御のタイミングをスライバ紡出速度
に応じて自動的に変更することができ、スライバ短周期
斑を確実に除去できて他のスライバ部分には何ら影響を
及ぼさず均一なカードスライバを紡出することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の全体構成図，第２図は記憶部の説明
図、第３図は短周期斑制御のフローチャート、第４図は
定数メモリを示す図、第５図はＰＩＤ制御の定数、時定
数とスライバ紡出速度との関係図，第６図は長周期斑制
御のフローチャート、第７図は短周期斑制御の信号応答
図、第８図はカードマシンの運転状態をドッファ回転数
で表示した図、第９図は従来の技術の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　カードの出口側でカードのスライバ斑を太さ検出部に
   より検出したとき、その前方のドラフト部のフロントロ
   ーラ回転を変更するようにしたスライバの短周期斑制御
   装置において、太さ検出部でのスライバ紡出長又は紡出
   速度を検出する検出手段、太さ検出部での斑検出値を記
   憶する記憶部と、この記憶部から斑検出値を読出す手段
   と、前記検出手段からの信号により太さ検出部で検出さ
   れたスライバ部分がドラフト部に達したときにそのスラ
   イバ部分に対応した斑検出値が記憶部から読出されるよ
   うに指示するデータ位置の指示手段と、読出した斑検出
   値に応じた制御出力を行う出力手段とを備えた制御手段
   、この制御手段の出力によりドラフト部のフロントロー
   ラの回転制御を行う駆動装置を備えて成るスライバの短
   周期斑制御装置。