JPH0710376A - 巻取り制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 糸速度やボビン（スピンドル）の回転数の検
出を行わないで、トラバース制御およびスピンドル回転
制御を行って、上記従来技術の欠点を解決する。 【構成】 糸をトラバースさせながらスピンドルに巻取
って、糸層の増加に伴って糸のトラバース量を減少させ
る巻取り方法であって、予め巻取りに関する情報として
巻取り形状、巻取り密度、糸の単位重量および目標の糸
速度を設定しておき、巻取り中に、巻取り時間を検出
し、上記巻取りに関する情報に基づいて検出された巻取
り時間毎に、トラバース量およびスピンドル回転数を求
め、求められたトラバース量およびスピンドル回転数に
基づいてトラバース駆動装置およびスピンドル駆動装置
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピンドルに所定の形
状で糸を巻取る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公昭６１−１９５３９号公報は、ボビ
ンの初期回転数と現在の回転数とから巻厚さを検出し、
この巻厚さからトラバース量を算出することによって、
トラバース量に基づいてトラバース駆動装置を駆動して
いる。上記の技術では、スピンドル回転数を検出する必
要があること、糸速度が一定となるように、スピンドル
回転数を制御する必要があるが、そのために糸速度を検
出しなければならず、構成が複雑になること、糸速度を
検出するために、糸に接触する検出部材を用いると、糸
が損傷し易いことなどの問題点がある。

【０００３】また、特開昭６０−２５８０６９号公報
は、測長ローラの回転量から走行糸の長さを積算し、こ
の積算長さからトラバース量を算出し、トラバース量に
基づいてトラバース装置を駆動することを開示してお
り、さらに特開平４−３７１４４９号公報は、巻取り時
間を求め、この巻取り時間からトラバース量を算出し、
トラバース量に基づいてトラバース装置を駆動してい
る。これら２つの技術では、巻厚さとトラバース量とは
比例関係にあるが、トラバース量は巻取り時間および回
転量と比例関係にない。このため、所望の巻取り形状が
得られない。

【０００４】

【発明の目的】したがって、本発明の目的は、糸速度や
ボビン（スピンドル）の回転数の検出を行わないで、巻
取り開始から現在までの経過時間だけを検出し、それに
基づいてトラバース制御およびスピンドル回転制御を行
って、上記従来技術の欠点を解決することである。

【０００５】

【発明の解決手段】上記目的の下に、本発明は、回転駆
動されるスピンドルに沿って糸をトラバースさせながら
スピンドルに巻取って糸層を形成させるとともに、糸層
の増加に伴って糸のトラバース量を減少させる巻取り方
法であって、予め巻取りに関する情報として巻取り形
状、巻取り密度、糸の単位重量および目標の糸速度を設
定しておき、巻取り中に、巻取り時間を間欠的に検出
し、上記巻取りに関する情報に基づいて検出された巻取
り時間毎に、トラバース量およびスピンドル回転数を求
め、求められたトラバース量およびスピンドル回転数に
基づいてトラバース駆動装置およびスピンドル駆動装置
を制御している。

【０００６】

【実施例１】この実施例は、半トラバースつまり往復運
動の往行程または復行程の終了毎に巻取り時間Ｔを検出
し、検出した巻取り時間Ｔまでに巻き取った糸体積Ｖを
巻取りに関する情報に基づいて算出し、この糸体積Ｖか
ら巻径Ｒを算出し、巻厚さｈからトラバース量ｌおよび
スピンドル回転数ｎを算出して、算出されたトラバース
量ｌおよびスピンドル回転数ｎに基づいてトラバース装
置およびスピンドル装置を駆動する例である。

【０００７】図１は、巻取り機１の概要を示している。
巻取り対象の糸２は、図示しない給糸体からヤーンガイ
ド３によって案内され、スピンドル４の外周に巻付けら
れていく。ここで、ヤーンガイド３は、トラバース駆動
装置５として、トラバース用のモータ６、ギヤ７、８、
送りねじシャフト９および送りねじナット１０によっ
て、トラバースの最大長Ｌの範囲でスピンドル４の軸方
向と平行に往復駆動されるようになっている。また、ス
ピンドル４は、スピンドル駆動装置１１のモータ１２に
よって所定のスピンドル回転数ｎのもとに駆動されるよ
うになっている。

【０００８】これらのモータ６およびモータ１２を駆動
するために制御装置１３が設けられている。制御装置１
３は、計時器１５および設定器１６に接続された演算回
路１４、この演算回路１４の出力としてのトラバース量
ｌを入力として前記モータ６を制御する駆動制御器１
７、演算回路１４の出力としてのスピンドル回転数ｎを
入力としてモータ１２の回転を制御する駆動制御器１８
によって組み立てられている。

【０００９】駆動制御器１７は、一例として図２に示す
ように、指令器１９、パルス発生器２０、極性判断器２
１、偏差カウンタ２２、Ｄ／Ａ変換器２３、駆動回路２
４およびエンコーダ２５によって組み立てられている。
また駆動制御器１８は、一例として図３に示すように、
Ｄ／Ａ変換器２６、加え合わせ点２７、駆動回路２８お
よびタコジェネレータ２９によって組み立てられてい
る。

【００１０】次に、図４は、本発明に基づくトラバース
制御およびスピンドル回転制御の順序を示している。ま
ず最初に、設定器１６に所望の巻取りに関する情報とし
て、巻取り形状（コニカル角度θ、スピンドル４の軸方
向に関する巻取り外形（トラバース）の最大長Ｌ、スピ
ンドル直径ｄ）、巻取り密度ρ（糸を巻取ったときの給
糸体に関する糸重量／単位体積であり、予め経験的に求
められる値である）、デニールなどの糸単位重量Ｄ、目
標の糸速度ｖｏなどが入力され、さらにスピンドル４に
巻取りたい糸２の総重量すなわち糸重量Ｗが入力され
る。これによって演算回路１４には、上記巻取りに関す
る情報が設定される。

【００１１】巻取り中には、図４のステップに基づいて
制御動作が行われる。演算回路１４および計時器１５に
巻取り開始指令が入力されると、計時器１５は、巻取り
開始からの経過時間として巻取り時間Ｔを測定し始め
る。同時に、演算回路１４も図４のフローチャートに基
づいて、巻取り開始指令によって制御動作を開始する。

【００１２】制御動作の開始直後は、計時器１５から巻
取り時間Ｔ（＝０）を入力し、糸体積Ｖおよび巻厚さｈ
を算出するが、いずれもまだ０である。

【００１３】また演算回路１４は、トラバース量ｌを、
設定された巻取り外形の最大長Ｌとして出力し、またス
ピンドル回転数ｎ（＝ｎｏ）を計算式〔ｎｏ＝ｖｏ／π
ｄ〕から算出する。このトラバース量ｌ（＝Ｌ）は、駆
動制御器１７の指令器１９の入力となる。スピンドル回
転数ｎ（＝ｎｏ）は、駆動制御器１８のＤ／Ａ変換器２
６の入力となる。

【００１４】ここで、演算回路１４は、駆動制御器１７
からの半トラバース終了信号ｅの入力を待つ。半トラバ
ース終了信号ｅとしては、例えば駆動制御器１７の一構
成をなす偏差カウンタ２２からの偏差０に対応する信号
を用いるものとする。半トラバース終了信号ｅを入力し
たとき、演算回路１４は、計時器１５から巻取り時間Ｔ
を入力する。

【００１５】巻取り時間Ｔを入力したとき、演算回路１
４は、検出された巻取り時間Ｔと巻取りに関する情報
（巻取り密度ρ、糸の単位重量Ｔ、目標の糸速度ｖｏ）
やデニールＤとから巻取り時間Ｔの間に巻き取られた糸
体積Ｖを下記の式（１）から算出し、次に糸体積Ｖと巻
取りに関する情報とから巻厚さｈを下記の式（２）から
算出し、さらに巻厚さｈからトラバース量ｌおよびスピ
ンドル回転数ｎを下記の式（3)、（４）から算出する。

【００１６】なお、式（２）は、スピンドル４の軸方向
に関する巻取り外形の最大長Ｌ、スピンドル直径ｄおよ
びコニカル角度θに基づいて決定される式であり、体積
Ｖは巻厚さｈの３次関数で表される。巻厚さｈは、算出
された糸体積Ｖを、入力された巻取り外形（スピンドル
４の軸方向に関する最大長Ｌ、スピンドル直径ｄおよび
コニカル角度θ）にならしたときの巻取り厚さである。
巻厚さｈは、ｆ（ｈ）−Ｖ＝０についての実数解を、例
えば、コンピュータを用いて近似解法の１つである二分
法によって求めることによって得られる。このようにし
て、演算回路１４は、半トラバースが終了する毎に巻取
り時間Ｔを検出し、巻取り時間Ｔの経過時点で巻取られ
た糸の巻厚さｈを算出し、巻厚さｈから対応するトラバ
ース量ｌおよび糸速度ｖｏとするためのスピンドル回転
数ｎを算出する。

【００１７】

【数１】

【００１８】

【数２】

【００１９】

【数３】

【００２０】

【数４】

【００２１】求められたトラバース量ｌは、駆動制御器
１７の指令器１９の入力となり、またスピンドル回転数
ｎは、駆動制御器１８のＤ／Ａ変換器２６の入力とな
る。そして、後記するように、駆動制御器１７は、例え
ば、トラバース量ｌを入力したとき、ヤーンガイド３
を、トラバース量ｌだけ往動させるべく、モータ６を正
転させ、次に新たなトラバース量ｌを入力したとき、ヤ
ーンガイド３を新たなトラバース量ｌだけ復動させるべ
く、モータ６を逆転させる。また、駆動制御器１８は、
入力したスピンドル回転数ｎで回転することにより、常
に図示しない給糸体から糸２を目標の糸速度ｖｏで引き
出すことになる。以上の動作を繰り返すことによって、
上記動作の過程で、算出された糸重量（Ｄ×ｖｏ×Ｔ）
が設定された糸重量Ｗと等しくなったときに、制御動作
を終了し、各駆動制御器１７、１８へ停止信号を出力す
る。

【００２２】なお制御動作を終了する時期の検出は、上
記に限らず、下記のようにすることもできる。

【００２３】（１）巻取りに関する情報および糸重量Ｗ
から最終のトラバース量ｌｅを予め算出しておき、制御
動作の過程で求められたトラバース量ｌが最終のトラバ
ース量ｌｅと等しくなったときに、制御動作を終了し、
停止信号を出力する。なお、最終のトラバース量ｌｅ
は、糸重量Ｗの糸を巻取ったときの体積Ｖｅを巻密度ρ
から算出し、体積Ｖｅを、入力された巻取り外形になら
したときに、対応する巻厚さｈｅを算出し、このときの
トラバース量ｌを上記の式から最終トラバース量ｌｅと
して求める。

【００２４】（２）巻取りに関する情報および糸重量Ｗ
から糸重量Ｗの糸を巻取るための所要時間Ｔｍを算出
し、入力した巻取り時間Ｔが所要時間Ｔｍと等しくなっ
たときに、制御動作を終了し、停止信号を出力する。こ
こで、所要時間Ｔｍは、例えば式〔Ｔｍ＝（Ｗ×９００
０）／Ｄ×ｖｏ〕によって求めるものとする。この場合
所要時間Ｔｍを表示すると共に、巻取り中に残り時間を
表示するようにすると、作業状況が外部から確認できる
ので、好ましい。

【００２５】なお、糸重量Ｗを巻取りに関する情報とし
て入力せずに、巻取り動作中に、単に作業者が巻径を見
て、適当な巻径となったときに、巻取り終了時期を判断
し、それに基づいて、巻取り終了信号を出力するように
外部から操作することもできる。その場合、巻取り中
に、演算回路１４が現在の巻径を表示するようにすると
よい。

【００２６】ここで、駆動制御器１７、１８の機能を説
明しておく。指令器１９には、トラバース速度（ヤーン
ガイドの移動速度）に対応するモータ６の回転速度が設
定されている。なお、トラバース速度は、固定された一
定の値でもよいが、巻取りに関する情報例えば、トラバ
ースの最大長Ｌおよび目標の糸速度ｖｏなどにより決定
されることが望ましい。指令器１９は、演算回路１４か
ら入力したトラバース量ｌおよび設定されたモータ６の
回転速度に対応する指令信号をパルス発生器２０へ出力
している。

【００２７】パルス発生器２０は、指令信号に基づい
て、モータ６を回転駆動するための目標の回転量Ｐｏお
よび回転速度をパルス列信号として出力する。なお、パ
ルス列信号は、モータ６の回転量をパルス数として、回
転速度をパルス周波数として与える。なお、目標の回転
量Ｐｏは、ヤーンガイド３を設定トラバース速度で距離
（トラバース量ｌ）だけ移動させるためのモータ６の回
転量である。このパルス列信号は、モータ６の正転・逆
転に対応するため、２相のパルス列から構成されている
が、これに代えて、単一のパルス列信号とモータ６の回
転方向に対応する別の極性を有する信号とによって構成
することもできる。

【００２８】パルス発生器２０は、指令器１９から指令
信号を入力する毎に、パルス列信号の極性を反転して出
力する。次の極性判断器２１は、パルス列信号の極性か
ら、モータ６の回転方向を判断し、正回転ならば、偏差
カウンタ２２の加算端子に、逆回転ならば減算端子に目
標の回転量Ｐｏを出力する。さらに、極性判断器２１
は、モータ６の回転量を表すフィードバック信号Ｐｆに
対しても、例えばそれを構成する２相パルス列信号から
モータ６の回転方向を判断する。

【００２９】正回転ならば、偏差カウンタ２２の減算端
子に、逆回転ならばその加算端子にフィードバック信号
Ｐｆが入力される。そこで、偏差カウンタ２２は、目標
の回転量Ｐｏおよび実際の回転量Ｐｆとの偏差を偏差信
号としてＤ／Ａ変換器２３に出力する。偏差信号は、ア
ナログ量に変換され駆動回路２４に出力される。ここ
で、駆動回路２４は、アナログ信号を入力し、偏差を解
消するまで、所定の速度でモータ６を回転させる。

【００３０】このようにして駆動制御器１７は、演算回
路１４からトラバース量ｌを入力したとき、ヤーンガイ
ド３をトラバース量ｌだけ一方向へ移動させるべく、モ
ータ６を回転させる。なお、演算回路１４は、半トラバ
ースが終了する毎に新たなトラバース量ｌを指令器１９
へ出力し、さらに、パルス発生器２０は、指令器１９か
ら指令信号を入力したとき、新たなトラバース量ｌに対
応するパルス列信号を極性を反転して出力する。したが
って、モータ６は、演算回路１４からトラバース量ｌが
出力される毎に反転し、ヤーンガイド３をトラバース量
ｌだけ移動させるべく回転する。

【００３１】また、駆動制御器１８は、演算回路１４か
ら入力したスピンドル回転数ｎでモータ１２を回転駆動
する。スピンドル回転数ｎは、Ｄ／Ａ変換器２６の入力
となり、加え合わせ点２７を経て駆動回路２８の入力と
なる。そこで、駆動回路２８は、スピンドル回転数ｎに
対応する速度でモータ１２を回転させる。なお、このモ
ータ１２の回転速度は、タコジェネレータ２９によって
検出され、加え合わせて点２７にフィードバック信号と
して与えられる。

【００３２】なお、演算回路１４に対する巻取りに関す
る情報を設定する前に、設定したい巻取り形状（コニカ
ル角度θ、トラバースの最大長Ｌ）で、糸重量Ｗの糸２
の巻取りが可能かどうかの判断機能を演算回路１４に付
加することが好ましい。例えば糸重量Ｗ、巻取り形状
（θ、Ｌ、ｄ）、糸の単位重量Ｄ、巻取り密度ρから巻
厚さｈを（Ｌｔａｎθ）／２としたとき、言い換えれば
巻取り形状が三角形となったときの算出糸重量が設定さ
れた糸重量より小さいとき、入力された巻取り形状のも
とでの糸重量Ｗの巻取りは不可能であるとして警報を出
力し、新たな巻取り形状の入力を促す。また巻厚さｈに
上限値ｈｍ〔ｈｍ＜（Ｌｔａｎθ）／２〕を設定してお
き、巻厚さｈを上限値ｈｍとしたときの算出糸重量が設
定糸重量Ｗよりも小さいとき警報を出力し、新たな巻取
り形状の入力を促すようにしてもよい。

【００３３】前記の実施例で、演算回路１４の制御動作
において、巻取り時間Ｔの入力時期を偏差カウンタ２２
からの偏差０に対応する信号の入力時とすることに代え
て、演算回路にパルスのカウンタ機能および比較機能を
もたせ、駆動モータ６のフィードバック信号Ｐｆを入力
し、モータ６の回転量が前回算出されたトラバース量ｌ
に対応する値と等しくなったときに、巻取り時間Ｔを入
力するようにしてもよい。なお、上記実施例では、演算
回路１４が、トラバースに同期して巻取り時間Ｔを入力
してトラバース量ｌおよびスピンドル回転数ｎを算出
し、これらをトラバースに同期して各駆動制御器１７、
１８に出力しているが、これに代えて、演算回路１４が
巻取り開始から所定の時間周期毎に、例えば、１秒毎
に、計時器１５から巻取り時間Ｔを入力し、その度にト
ラバース量ｌおよびスピンドル回転数ｎを算出し、指令
器１９およびＤ／Ａ変換器２６へそれぞれ順次出力する
ようにしてもよい。このとき、指令器１９およびＤ／Ａ
変換器２６は、演算回路１４の他に、半トラバース終了
信号ｅを入力しており、次の半トラバース終了信号ｅを
入力するまでは、演算回路１４から出力されるトラバー
ス量ｌおよびスピンドル回転数ｎを取り込まず、半トラ
バース終了信号ｅを入力したとき、その時点で演算回路
１４から出力されている値を取り込み、その値に基づい
て指令信号を出力するものである。なお、Ｄ／Ａ変換器
２６については、半トラバース終了信号ｅを入力せず、
演算回路１４からスピンドル回転数ｎを入力する毎に、
モータ１２の回転数を変更するようにしてもよい。

【００３４】コニカル角度θを巻取り中常時一定とする
（直線上のテーパ）とすることに代えて、巻取り中所定
の割合で変化する〔曲線状のテーパ：θ＝ｆ（ｈ）〕と
してもよい。このとき、演算回路１４は、制御動作の過
程において、算出された体積Ｖおよび設定された巻取り
形状（θ、Ｌ、ｄ）に基づいて巻厚さｈを算出する。

【００３５】

【実施例２】この実施例は、巻取りに関する情報に基づ
いて、巻取り時間Ｔとトラバース量ｌとの関数および巻
取り時間Ｔとスピンドル回転数ｎとの関数を予め算出し
ておき、検出された巻取り時間Ｔに対応するトラバース
量ｌとスピンドル回転数ｎとを図５および図６の（１）
（２）の関数に基づいて上記算出値から求め、求められ
たトラバース量ｌに基づいてトラバース装置５を駆動
し、また求められたスピンドル回転数ｎに基づいてスピ
ンドル駆動装置１１を駆動する例である。この実施例の
場合に、必要なデータが予め設定されているため、制御
動作中に必要な演算が少なくなり、制御装置１３の負担
が軽減できる。この実施例においても、巻取り時間Ｔの
検出は、トラバースに同期して行ってもよいし、所定の
時間周期毎に行ってもよい。

【００３６】また、上記実施例では、駆動制御器１７
が、トラバース量ｌに基づいてモータ６を半トラバース
だけ回転させるようにしているが、これに限らず、トラ
バース量ｌを入力したとき、トラバース量ｌに対応する
回転量だけモータ６を正転および逆転させるようにして
もよい。すなわち、ヤーンガイド３をトラバース量ｌだ
け往復移動させてもよい。この場合には、一往復毎にト
ラバース量ｌを入力することになる。

【００３７】さらに上記実施例では、巻取り密度を、設
定器１６に入力することによって、直接演算回路１４に
設定していたが、これに代えて、例えば巻取り密度が糸
種および巻取り張力によって決定されるものであれば、
糸種および巻取り張力毎に複数の巻取り密度を演算回路
１４に予め記憶させておき、糸種および巻取り張力を入
力することによって、演算回路１４が対応する巻取り密
度を読み出すと共に、これを巻取りに関する情報として
設定するようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明では、糸速度検出センサーや巻径
センサーなどを設けることなく、単に巻取り時間だけを
検出することによって、所望の形状で糸を巻き取ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】巻取り機のブロック線図である。

【図２】駆動制御器のブロック線図である。

【図３】駆動制御器のブロック線図である。

【図４】制御方法のフローチャート図である。

【図５】巻取り形状の説明図である。

【図６】（１）巻取り時間とトラバース量との関係のグ
ラフであり、（２）巻取り時間とスピンドル回転数との
関係のグラフである。

【符号の説明】

１ 巻取り機 ２ 糸 ３ ヤーンガイド ４ スピンドル ５ トラバース駆動装置 １１ スピンドル駆動装置 １２ モータ １３ 制御装置 １４ 演算回路 １５ 計時器 １６ 設定器 １７ 駆動制御器 １８ 駆動制御器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動されるスピンドルに沿って糸を
   トラバースさせながらスピンドルに巻取って糸層を形成
   させるとともに、糸層の増加に伴って糸のトラバース量
   を減少させる巻取り方法であって、予め巻取りに関する
   情報として巻取り形状、巻取り密度、糸の単位重量およ
   び目標の糸速度を設定しておき、巻取り中に、巻取り時
   間を検出し、上記巻取りに関する情報に基づいて検出さ
   れた巻取り時間毎に、トラバース量およびスピンドル回
   転数を求め、求められたトラバース量およびスピンドル
   回転数に基づいてトラバース駆動装置およびスピンドル
   駆動装置を駆動することを特徴とする巻取り制御方法。