JPS6183330A - 繊維工業におけるオートレベラ練条機のドラフト過程制御装置 - 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〕・ 繊維工業においてオートレベラ付き練条機の機能は、繊
維スライバを４ないし８倍牽伸しできるだけ均一なもの
とするところにある。かかるオー１−へベライ」き練条
機の最も多いタイプは短繊維、紡ｍ（例えば線動）にお
いて、閉ループ制御の原理で作動するものである。ここ
でスライバはドラフトゾーンで２つの対になったドラフ
トローラの表面速度に比例して牽伸される。トラフｌ−
ゾーンを出た所の測定部材により、スライバの断面太さ
が測定され、得られた値は目標値と比較される。この結
果得られる誤差信号は公知の方法で修正部４′Ａを介し
てトラフｌ−、，７ｉに作用する。 長繊維紡績においては、大部分のオートレベラ付き練条
機は開ループ制御の原理にもとづいて作動する。ドラフ
ト部材に入力されるスライバの断面太さが測定部材で測
定され、これによりドラフトが制御される。ここで重要
な事は、測定部材から修正部材に至るスライバの遅れ時
間Ｔと、測定部材で得られた信号の修正部材を変化せし
めるまでの全増幅度■を考慮せねばならないことである
。 閉ループ制御においては、ドラフトゾーンから測定部材
に至るいわゆるデッドタイムのため、断面の短期むらを
均一にすることｉよ不可能である。これを改善するため
には、すなわち短＋９１むらまでをならすために、第２
の？１ｔｌｌ定部材をオートレベラによるドラフトゾー
ンの前に加えることも可能である。これはオートレベラ
のドラフトユニットを開ループ制御と協同させることで
ある。このようにして、同一オートレベラドラフトユニ
ツ１〜中に開ループと閉ループの組合せができる。 また開ループ制御においては、全増幅率Ｖと制御エレメ
ントの遅れ時間Ｔを調節するのは容易でないことも知ら
れている。理論的には、測定の時点から修正部材の動作
までの遅れ時間Ｔを精密に求めることは可能であるはず
である。 しかし実際にはそうではない。またこの遅れ時間は質量
効果によっても影響される。また繊維スライバのドラフ
トで生ずる特性によって別の影響も加わる。これらに関
しての情報は技術文献にも見られる。 同様な状況は全増幅度Ｖにもあてはまる。ドラフトゾー
ンにおける目標ドラフトは測定された信号から理論的に
確立できるであろうと考えることもできるが、同じ実際
上の理由でこの解決法も考えられない。したがってはと
んとの場合、調整はスライバをオー１へレベリングし、
これを試験装置でチェックし、パラメータを変化して比
較し、ｍ滴化するこ七て経験的に行なわれる。 〔問題を解決するための手段〕 本発明はこれらの事情を考慮して、特許請求の範囲に定
義する特徴を有する繊維工業におけるオートレベラ伺き
練条機のドラフト過程を最適化するための方法と装置に
関する。 〔実施例〕 以下添（ｑの図を用い本発明の内容を詳述する。 第１図はオー１−レベライ利き練条機の閉ループ制御の
一般的配置を示す。繊ハ（゛試Ｈ１ｌｏはパックドラフ
１〜口〜う対ＩＩ、１２と、フロン１−トラフ１−ロー
ラ対１３．　Ｉｌｌで形成されるトラフ１−ゾーン１５
を通過する。ここで公知の様に、フロントドラフトロー
ラ対１３．１４はパックドラフ１−ローラ対より表面速
度が４ないし８倍速くなるよう駆動される。少２Ｊ　く
とも１対のトラフｌ−ローラはその回転運動を電子的パ
ワー回路１６をもつ調速ギヤボックスより与えられる。 電子的パワー回路Ｉ６には制御人力］７から一定の速度
比を保つための信号が伝達されている。 繊維試別１０はｌくラフトゾーンＩ５をはなれ第１測定
部拐（測定変換器）１９を通過Ｌ／、測定部拐からの出
力信号

【１１っは電子制御シスチン、２０中の目標値と
比較され、適切な制御信号が制御入力１７に転送される
ように変換される。出力信号ｔ、＋　１９は紡出スライ
バ１０の断面太さに対応し、かくて繊維試別１０をレベ
リングする目的てトラフ１−ローラ対の速度比に作用す
る。 第２図には間ループ制御として知られる他の公知の形式
を示した。ここでは別の測定部月２１がＷ＆維試料１θ
がトラフ）−ゾーン１５に入る前の領域に設けられ、入
力側で断面太さを測り、対応するナス１−信号２】は別
の？！Ｚ子制御回路２２中て制御信号に変換される。該
制御信号も制御入力１７を介しあるいは調整ギヤボック
ス１６の他の制御入力１８を介し、調整ギヤボックスの
出力回転数に作用する。ここで重要な事は、測定部月２
１と修正部４オ、すなわちトラフｌ−ゾーン１５間の遅
れ時間Ｔと、修正部層を変化するため（すなわち速度比
を変化するため）に測定信号Ｕ２１を増幅する全増幅度
Ｖを考慮せねばならない。遅れ時間Ｔと全増幅度Ｖはか
くて間ループ制御のパラメータとなる。 制御結果のむら変化く増幅度Ｖと遇れ時間Ｔの影響は個
々の事象に関連づけてみると特に印象的に認識できる。 第６図と第７図はこの目的のために示した。第】の例は
ステップ変化として知られる現象である。これは実際に
はドラフトゾーンに入る前に１本のスライバが破断する
様な場合に近似される。すなわち入力側で全スライバ断
面太さはドラフトユニットに供給されるスライバ本数に
よって、時間ｔにおいて急激に１０ないし２０％減少す
る（第６図ａ））、オートレベリング作用が完全なら、
出力スライバの断而太さ６１は一定でなければならない
、しかしもし例えば遅れ時間Ｔが長ずぎて設定されてい
ると全増幅度が正しく設定されていても断面太さＱの曲
線６２が第６図ｂ）の様に得られてしまう。他力遅れ時
間は正しくセットされているが、全増幅度が低くすぎて
設定されていると、第６図Ｃ）に示すような曲線６３が
得られる。 第７図は一時的な太い所が含まれる入力スライバの断面
太さカーブ７１を示す。遅れ時間Ｔが短かすぎると、修
正が早く行なわれすぎて、曲線７２の様な結果が得られ
る。曲線７３は仔れ時間Ｔは正しいが全増幅度が高すぎ
る時の出力スライバの断面太さを示す。この結果はドラ
フトユニットの入力に現われる一時的な太い所として検
出されたエラーは過補償されてしまっている。 第１図に示した閉ループ制御では、ドラフトゾーン１５
と測定部材１９の間のデッドタイムのため、断面の短周
期変動を均一化することは不可能である。しかし既にの
べたように、別の第２の測定部材２１をドラフトユニッ
ト１１〜１６の以前に設け、別に電子制御システム２２
を介することで１９の改善、すなわち短周期変動でさえ
も少なくとも一部は均一化する（ならす）ことが可能で
ある（第３図）、シたがってこれは１９の同一のドラフ
トユニットに開ループ制御と閉ループ制御とを組合わせ
たものとなる。 オートレベライ」き練条機のデリベリ側でスライバの断
面太さを測定するための測定部拐１９として棚＜最近ま
で公知のものは、断面太さを充分低いイナーシャでｆｆ
１ｌｌる事はできなかった。 したがって出力スライバの断面太さの短周期変動を求め
ることは不可能であった。すなわち従来はこの目的のは
めには試験室用のテスト装置でスライバを測定していた
。他方では既に述べた通り、閉ループ制御ではデッドタ
イムのため、短周期変動をレベルアラ１−することはで
きないので、測定部拐１９に迅速な応答は必要ない事情
もあった。 最近に至り、オートレベラ付き練条機のプリベリ側でも
ほとんとイナーシャのない測定ができ、断面太さの短周
期変動も測定できる測定部材が開発された。この種の測
定部材として例えばヨーロッパ特許公開００６９８３３
Ａ］記載のものがある。この測定部落により閉ループ制
御中の機能の外に、聞ループ制作の制御パラメータの設
定を評価することができるようになる。 しかしこの評価は自動的に電子回路で行なわれ、最終的
に開ループ制御の制御特性の最適化も自動的に実行でき
る。 本発明は原理的にはさらに１９の閉ループ制御を加え、
少なくとも測定部層１９から信号をとり、これを別に設
けた電子システム２３中で変換し、開ループ制御の電子
制御システム２２中のパラメータに作用するようにする
（第４図）。本発明による追加の閉ループ制御は直接に
はオートレベラ付き練条機に作用するのでなく、開ルー
プ制御の制御パラメータ上に作用する。 次の説明の目的は、第４図に示したオートレベラ付き練
条機の動作モードを明らかにすることにある。紡出スラ
イバの断面太さのむらは測定部オ第１って測定される。 電子制御システム２２の全増幅度■をここで意図的にあ
る量だけ除々にまたは急激に変化する。この変化は繊維
状ｒ１１０のひらにある影響を与えるであろう。もしむ
らが改善されれば、さらに増＠度を増大する。 この様な操作を再びむらが増大するまで継続する。この
場合逆の修正も実行できねばならない。 同様に経験的近似法を遅れ時間Ｔについても実行するこ
とができる。また全増幅度Ｖと遅れ時間Ｔを交互に変化
させ、むらへのそれらの効果を監視するようにすること
も可能である。しかし何れの場合も、全増幅度■あるい
は遇れ時間Ｔを現時点から特定の量だけ変化せしめる手
段を用いねばならない。 全体むらを測定する代りに、紡出スライバの断面太さ変
動のｌヶまたはいくつかの波長についてのみ？Ｉ１．ｌ
Ｉ定し、この波長のむらに対する全増幅率■あるいは遅
れ時間Ｔにおける変化の効果を分析することもできる。 １９の波長だけに限れば断面太さ変動を完全にレベルア
ウトすることは理論的には可能であり、またいくつかの
波長に対してはこれを最少にすることは可能である。解
析すべき波長の選択に当って極めて重要なファクタは、
ドラフトユニッ）−の特性、寸法、修正部材のタイプ等
である。これらに関しては関連する文献が参照できる。 第５図は第４図によるオートレベラ付き練条機の他の実
施例である。ここでは測定信号Ｕ１９は電子システム２
３を通った後、開制御ループ中の電子制御システム２２
の入力に送られている。電子制御システムの制御パラメ
ータの決定は２つの測定信号Ｕ１９と０２１の相関によ
って行なうことができる。 例えば、もし？Ｉ］ＪＩ定部材２１で特別な現象（断面
太さの変動）が検出されたら、測定部材１９によって、
全増蛎度Ｖと遅れ時間Ｔが最適な設定にあるか、あるい
はどの方向にどれだけさらに修正が行なわれるべきかな
どの精密にチェックする事が可能である。こうすれば全
増幅度Ｖおよび／または遅れ時間Ｔを意図的にかえる事
は必要（］４） なくなる。 今口行なオっれている回路の集積技術を用いれば、Ｙｉ
Ｎ子制御システム２２と電子システム２３を１９のマス
タ電子システム２４中に組合わせることによって第８図
に示す配列が有利にも得られることになる。 さらに付は加えておくべきことは、全増幅度Ｖと遅れ時
間Ｔは断面太さの変動の波長頒域にわたり、一定値であ
る必要はなく、修正すべき波長の関数として変化してよ
い。前記関連は例えば加算、乗算あるいは相互相関係数
の様な相関関係といった簡単な数学的関数でありうる。 特に相互相関Φ＝ｆ（て）が適している。第９図の例は
これを明白に示す。φ＝ｆ（て）が線９１，９２に示す
ごとく増加すると、制御システムに適用される遅れ時間
Ｔは小さくなりすぎ、逆の場合（線９３）は大きくなり
すぎる。もし増幅度Ｖが小さすぎるとφ＝ｆ（て）はτ
＝Ｔで正となる（線９１）また逆の場合は負となる（線
９２，９３）　−ここでＴとＶは標酸値である。Ｔおよ
びＶを正しく設定する（Ｔ　：　１．０．　Ｖ　＝　１
．０）と、構軸に沿った線９４を得る。したがって遅れ
時間Ｔと増幅度Ｖをとのように設定すればよいかを検出
するには純粋に数学的な値てを変えれば充分である。

【図面の簡単な説明】

第１図は閉制御ループをもつオートレベラ練条機の原理
的構成図、第２図は開制御ループをもつオートレベラ練
条機の原理的構成図、第３図は閉制御ループと開制御ル
ープとを組合わされているオートレベラ練条機の原理的
構成図、第４図は開制御ループと送り出されるスライバ
値のフィードバックとをもつオートレベラ線条提の原理
的構成図、第５図は第４図による実施例の回路の変形例
の接続図、第６図は遅れ時間と全増幅度を充分調節され
た入力信号の急激な変化を示す線図、第７図は遅れ時間
さ全増幅度を不充分に調節された入力信号の短期間変化
を示す線図、第８図は第４図および第５図による回路の
変形例の接続図、第９図は相関関数を示す線図である。 １１〜１５・・・オートレベラ練条機、１９・・・測定
部材、２１、２２１１６・・・開制御ループ、２２・・
・電子制御システム、２３・・・電子システム特許出願
人　ツエルヴエーゲル・ウスチル・（］７） Ｆｉｇ、　８ φ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくとも１つの制御ループと練条機デリベリ側に
   設けた少なくとも１つの測定部材をもち、オートレベラ
   練条機（１１〜１６）のデリベリに設けた少なくとも１
   つの測定部材（１９）で得られる信号（Ｕ＿１＿９）を
   電子システム（２３）に伝達し、該システム（２３）で
   開制御ループ（２１、２２、１６）の電子制御システム
   （２２）の全増幅率（Ｖ）と遅れ時間（Ｔ）に対する制
   御パラメータに作用せしめることを特徴とする、繊維工
   業におけるオートレベラ練条機の牽伸工程を最適化する
   ための方法。 ２　電子制御システム（２２）と、電子システム（２３
   ）を１つのマスタ電子システム（２４）に集積したこと
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３　オートレベラ練条機（１１〜１６）のデリベリに設
   けた測定部材（１９）からの信号と、開制御ループの測
   定部材（２１）からの信号とを、電子システム（２３）
   中において相互に関連させ、これにより電子制御システ
   ム（２２）における制御パラメータ（Ｖ、Ｔ）に作用さ
   せることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。 ４　ある波長の信号を相互に関連せしめることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項あるいは第３項に記載の方
   法。 ５　測定部材（１９、２１）の信号から相互相関を形成
   せしめることを特徴とする、特許請求の範囲第１項、第
   ３項および第４項の１つに記載の方法。 ６　オートレベラ練条機のデリベリに用いられる測定部
   材（１９）は、繊維試料（１０）のすべての断面太さ変
   動をとらえた出力信号（Ｕ＿１＿９）を得られるように
   なつているタイプのものであることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ７　オートレベラ練条機（１１〜１４、１６）のデリベ
   リに設けた測定部材（１９）で得られる信号（Ｕ＿１＿
   ９）の影響下で、開制御ループ（２１、２２、１６）の
   制御パラメータに作用する制御部材（２１、２２）を有
   することを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の
   方法を実施するための装置。 ８　オートレベラ練条機（１１〜１４、１６）のデリベ
   リに設けた測定部材（１９）より与えられる信号（Ｕ＿
   １＿９）を電子システム（２２）に伝送し、ここで制御
   ギヤボックスを駆動するパラメータ上に作用せしめるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第７項に記載の装置。 ９　オートレベラ練条機（１１〜１４、１６）のデリベ
   リに設けた測定部材（１９）で得られる信号（Ｕ＿１＿
   ９）電子システム（２３）を介して、開制御ループの測
   定部材（２１）で得られる信号（Ｕ＿２＿１）と関連さ
   せ、開制御ループの電子制御システム（２２）に伝達す
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第７項に記載の装
   置。 １０　オートレベラ練条機（１１〜１４、１６）のデリ
   ベリに設けた測定部材（１９）は、繊維試料（１０）の
   すべての断面太さ変動に、少なくとも近似的に追随でき
   る測定原理を有するものであることを特徴とする、特許
   請求の範囲第７項に記載の装置。 １１　測定部材（１９）は繊維波動伝藩の原理で作動す
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１０項に記載の
   装置。 １２　電子制御システム（２２）と電子システム（２３
   ）をマスタ電子システム（２４）に集積したことを特徴
   とする、特許請求の範囲第７項に記載の装置。