專利名稱：經紗卷取裝置的偏置設定值設定方法及經紗卷取裝置的制作方法
技術領域：
本發明，是涉及纖維工業的整經機等中、通過使張緊輥的作用力作用于從經軸架引出的經紗片并以所需的卷取張力將其卷取在卷取軸上的經紗卷取裝置的技術，更具體地是涉及對作用于經紗片的張緊輥的作用力進行設定的技術。
背景技術：
整經機和上漿機等的經紗準備機械，通常是從安裝于經軸架的多個供紗體中將多個紗線分別經由張力器一齊引出并在合體成片狀后、使其與張緊輥的周面接觸，然后卷取在卷取軸上，從而制成經軸的結構。對于這種經紗卷取裝置，例如日本專利特許2696550號公報(第1頁～第2頁、圖4)所示。更具體地講，在張緊輥上，連接著使其旋轉方向的賦予(保持)轉矩產生的輔助電機，并且，由輔助電機、設定上述賦于轉矩的張力設定器和張力控制器構成了轉矩控制裝置。卷取軸以規定的卷取速度進行旋轉驅動。若將相對經紗片的轉矩的賦于方向形成與張力輥的旋轉方向相反的方向，則經由張力輥引出的紗片的張力相對來自張力器的引出張力、以與賦于轉矩對應的規定量進行增加，又，若使賦于轉矩的方向與張力輥的旋轉方向一致，則所述紗片的張力相對來自張力器的引出張力、以與賦于轉矩對應的規定量進行減少，這樣，通過張力設定器對賦于轉矩的方向及大小進行調節，就可以任意地設定紗片的張力、即卷取軸的卷取張力。
經軸，除了可直接作為織機用經軸、使用于織造工序中以外，還由于可經由整經工序、上漿工序、將多個經軸(即分條織軸)卷取在1個織軸上、作成織機用經軸的卷返工序等的經紗準備工序而使用于織造工序，因此，為了使下一道工序中的經紗準備機械或織機的織機運轉效率更加穩定化，要求維持有規定的卷取硬度，換言之，將卷取在卷取軸上時的經紗片的卷取張力維持在最佳的值上。另一方面，將經紗片卷取在卷取軸上時的卷取張力，從相對于來自經軸架的引出張力與來自張緊輥的賦于張力的加算結果、保持均衡的關系出發，為了以所需的卷取張力進行卷取，通過計算求出來自經軸架的引出張力來設定出賦于轉矩的初期值，為了在卷取開始后形成所需的卷取張力，必須對來自張緊輥的賦于張力進行調節。
對于設置于經軸架的張力器，例如象桿式張力器和盤式張力器之類，一般使用的是通過調節紗線的彎曲量以及構件對紗線的壓接來調節引出張力的機械式的張力器。因此，雖然也有考慮采用從相對張力器的彎曲量以及壓接的設定值中推定引出張力的方法，但對于張力器的接觸性因紗線種類的不同而有所差異，其結果是即使相同地進行設定、也會因紗線種類而使賦于張力不同。又，對于來自經軸架的引出張力，除了來自上述張力器的賦于張力之外，還有來自供紗體的引出張力(松開阻力)的作用，難以正確地算出經紗的總引出張力。由于這樣的原因，在正規的卷取運轉開始之前，為了使卷取張力達到所需的卷取張力而調節張緊輥的賦于轉矩的設定作業是在試行錯誤的情況下進行的。為了這一設定作業，需要卷取某種長度的經紗片，在設定作業期間，經紗片在卷取張力與所需的值不同的狀態下進行卷取，其結果是，因卷取張力的過于不足而引起卷取姿勢的紊亂、即發生所謂的織軸裂紋、或者不能作成良好品質的經軸。這種經軸品質的低下是以下列的形式出現，例如，在上述經紗準備工序中，隨著鄰接的經紗相互間的纏繞而產生的斷紗等的經紗品質異常，及在織造工序中因經紗開口不良引起的斷緯自停和多次發生斷經等的織機生產效率下降的現象。這樣，在設定作業期間被卷取的經紗片，因上述織機的運轉中所造成的障礙造成不能利用而被廢棄，故從有效利用經紗的觀點出發也存在著問題。
發明內容
鑒于上述的問題，本發明目的在于，在通過將張緊輥的作用力作用于從經軸架引出的經紗片并以所需的卷取張力將其卷取在卷取軸上的經紗卷取裝置中，提供一種通過有效且正確地設定張緊輥的賦于轉矩、以形成所需的卷取張力的經紗卷取裝置。
為此，本發明的經紗卷取裝置，具有在每個供紗體上具有張力器的經軸架；張緊輥；設置于張緊輥下游側的張力輥；以及使卷取軸旋轉的卷取控制部，在所述張力輥上設置有張力傳感器，在所述張緊輥上連接著發生與偏置設定值對應的轉矩的輔助電機，在卷取運轉中，所述卷取控制部使卷取軸進行所述旋轉，通過將與卷取運轉用的偏置設定值對應的轉矩作用于張緊輥，將從經軸架引出的、經由張緊輥和張力輥的多個經紗以所需的卷取張力卷取在卷取軸上，其第1要點在于實行以下兩種工序，即在卷取運轉開始之前，將偏置設定值臨時設定成規定的值，并使卷取軸旋轉，通過所述張力傳感器對經紗的總張力進行檢測的第1工序；以及將從卷取張力設定值與所述規定的值的加算結果中減去所述經紗總張力后的值，作為所述卷取運轉用的偏置設定值來進行設定的第2工序。
根據上述的第1要點，由于在經紗卷取裝置的運轉開始之前，通過實行第1工序，經紗一邊接受來自經軸架的引出張力和由臨時設定的偏置設定值形成的來自張緊輥的作用力、一邊不斷地被卷取在卷取軸上，因此，在張力輥上，可檢測出在該兩種合力作用的狀態下的經紗的總張力。其次，由于通過實行第2工序，對于卷取張力設定值與臨時設定成規定的值的偏置設定值的加算結果，進行減去所述第1工序中檢測出的經紗張力的運算，將該運算結果作為卷取運轉用的偏置設定值來進行設定，因此，這種運算的卷取運轉用的偏置設定值，能反映來自經軸架的引出張力以及卷取運轉中的卷取張力設定值，即使其后開始卷取運轉，也能立即成為由設定的卷取張力可進行卷取的值。這樣，即使其后開始卷取運轉，也能利用隨著所述偏置設定值形成的來自張緊輥的適當的作用力，以與卷取張力設定值大致對應的卷取張力將經紗卷取在卷取軸上。
又，本發明的經紗卷取裝置，具有在每個供紗體上具有張力器的經軸架；張緊輥；設置于張緊輥下游側的張力輥；以及使卷取軸旋轉的卷取控制部，在所述張力輥上設置有張力傳感器，在所述張緊輥上連接著發生與偏置設定值對應的轉矩的輔助電機，并且由所述輔助電機、輸出卷取運轉用的偏置設定值信號的偏置設定器、以及將與偏置設定值對應的轉矩指令值向所述輔助電機輸出的控制器構成轉矩指令部，在卷取運轉中，所述卷取控制部使卷取軸進行所述旋轉，所述轉矩指令部按照卷取運轉用的偏置設定值輸出轉矩指令值，通過使與其對應的轉矩作用于張緊輥，將從經軸架引出的、經由張緊輥和張力輥的多個經紗以所需的卷取張力卷取在卷取軸上，其第2要點在于在所述偏置設定器中，輸入有偏置設定指令信號、由所述張力傳感器檢測出的經紗張力信號、與偏置設定時對應的偏置設定值以及卷取張力設定值，在所述偏置設定指令信號的輸入時，所述控制器按照所述偏置設定時的偏置設定值輸出轉矩指令值，同時所述卷取控制部使卷取軸旋轉，所述偏置設定器，將從卷取張力設定值與偏置設定時用的偏置設定值的加算結果中減去來自所述張力傳感器的經紗總張力后的值，決定作為卷取運轉中用的偏置設定值而輸出。
若采用上述第2要點，則可更加具體地實現前述第1要點的發明。并且，由于高效率地實行了以往作業者進行的卷取運轉用的偏置設定值的設定作業，因此，與以往相比，通過使卷取張力不同地進行卷取，可進一步縮短以往被廢棄的經紗片的長度，可更加有效地利用經紗。
在上述第2發明中，在設定偏置設定值時，為了發生來自張緊輥的作用力而臨時設定的偏置設定值(偏置設定時用的偏置設定值)，也可以設定成從以往的經驗中得到的值，可以設定成比假定的設定值小的值、例如假定值的1/2以下，最好是，可以設定成作用力實際上不發生的值(包括零或與其相近的值)。若采用后者，可避免因偏置設定值與相對經紗的張緊輥的實際作用力之間發生的偏差而產生設定出異常的值的危險性，可始終決定出正確的偏置設定值。
對于決定這種卷取運轉用的偏置設定值的偏置設定器，最好是，可具有從所述卷取張力設定值與所述偏置設定時用的偏置設定值的加算結果中減去所述經紗的總張力值的運算器、以及將其運算結果決定作為卷取運轉用的偏置設定值進行輸出的輸出裝置。又，最好是，在偏置設定器中，可輸入與經紗走行速度對應的機械損耗修正值，在輸入所述偏置設定指令信號時，也可以構成所述偏置設定器，將所述運算結果中加算了機械損耗修正值后的運算結果，決定作為所述卷取運轉用的偏置設定值進行輸出。這樣，因可設定出補償了張緊輥驅動系統的機械損耗部分的精度更高的偏置設定值，故可進一步提高卷取張力的精度、并可進一步提高經軸的品質。
又，既可以將決定這種卷取運轉用的偏置設定值時的經紗張力的檢測時期，設定在經紗走行速度處于一定速度狀態之時，也可以設定在經紗走行速度處于加速狀態或減速狀態之時。對于后者，可產生張緊輥和與其連接的輔助電機等的慣性力的作用，其結果是，在上述加速或減速中，由上述偏置設定時輸出的轉矩指令值產生的轉矩與作用于經紗的實際的作用轉矩之間會發生偏差。更具體地講，可認為，在經紗走行速度的加速時，由轉矩指令值發生的轉矩在張緊輥的加速中會消耗、或者在走行速度減速時，因張緊輥的減速而使過剩的作用力作用于經紗。這樣，就有可能因這種偏差而造成算出不正確的卷取運轉用的偏置設定值。為此，最好是，在所述卷取控制部中，設定進行經紗走行速度的加速或減速用的參數，同時在所述偏置設定器中，輸入與經紗走行速度的加速或減速對應的加減速轉矩補償值，在所述偏置設定指令信號的輸入時，所述卷取控制部按照前述設定的參數使卷取軸進行加速或減速旋轉，所述偏置設定器，也可以將在所述運算結果中加算了與所述加速或減速對應的加減速轉矩補償值后的運算結果，決定作為所述卷取運轉用的偏置設定值進行輸出。這樣，由于考慮了經紗走行速度的加速或減速中的張緊輥的慣性力的影響并通過對加減速轉矩進行補償，可獲得不遜色于前者那樣的、在一定速度狀態的基礎上算出的值(相同程度的精度)的卷取運轉用的偏置設定值。
在上述第2發明中，在決定卷取運轉用的偏置設定值之后，在卷取運轉中，可以使與決定的偏置設定值對應的轉矩始終作用于張緊輥，但最好是，還可以在卷取運轉中對經紗張力進行檢測并修正所述卷取運轉用的偏置設定值，以維持規定的卷取張力。更具體地講，在所述控制器中，輸入所述卷取張力設定值以及來自所述張力傳感器的經紗檢測信號，并且，所述控制器，具有輸出對卷取張力設定值的張力偏差進行消除用的修正值信號的修正值信號發生器；以及將所述卷取運轉用的偏置設定值與所述修正值進行加算、將其作為所述轉矩指令值輸出的加算電路，在卷取運轉中，所述控制器，將與前述決定的卷取運轉用的偏置設定值對應的轉矩指令值，通過所述修正值信號發生器及加算電路進行修正，以消除卷取張力的偏差。這樣，即使隨著供紗體的消耗等而使來自經軸架的引出張力發生了變化，也可通過對預先設定的偏置設定值進行修正，以消除卷取張力的偏差，故在卷取運轉中也能始終維持所需的卷取張力。
又，在本發明中，決定卷取運轉用的偏置設定值時，也可在來自張緊輥的作用力不作用于經紗的狀態下進行設定，以取代前述的第1和第2要點那樣的、將來自張緊輥的作用力作用于經紗的方法。更具體地講，本發明的經紗卷取裝置，具有在每個供紗體上具有張力器的經軸架；張緊輥；設置于張緊輥下游側的張力輥；以及使卷取軸旋轉的卷取控制部，在所述張力輥上設置有張力傳感器，在所述張緊輥上連接著發生與偏置設定值對應的轉矩的輔助電機，在卷取運轉中，所述卷取控制部使卷取軸進行所述旋轉，通過將與卷取運轉用的偏置設定值對應的轉矩作用于張緊輥，將從經軸架引出的、經由張緊輥和張力輥的多個經紗以所需的卷取張力卷取在卷取軸上，其第3要點在于實行以下兩種工序，即在卷取運轉開始之前、將所述張緊輥對于經紗的作用力設定成不起作用的狀態，并使卷取軸旋轉、通過所述張力傳感器對經紗的總張力進行檢測的第1工序；以及將從卷取張力設定值中減去所述經紗的總張力后的值，作為所述卷取運轉用的偏置設定值來進行設定的第2工序。
作為將張緊輥的作用力設定成不作用于經紗的狀態的具體方法，例如，除了將偏置設定動作時的轉矩指令值電氣地切離之外，還可考慮設定紗線路徑等、以使輔助電機與張緊輥處于非機械連接的狀態、或者使張緊輥不與經紗接觸的方法。由此，與上述第1和第2要點中的、將決定偏置設定值時的臨時的偏置設定值(偏置設定時用的偏置設定值)設定為零的場合一樣，被檢測的經紗的總張力成為來自張緊輥的作用力不作用于經紗的狀態，只有來自經軸架的引出張力在起主要的作用。因此，這樣運算的卷取運轉用的偏置設定值，能反映來自經軸架的引出張力和卷取運轉中的卷取張力設定值，即使在其后開始卷取運轉，也可立即成為以設定的卷取張力進行卷取的值，因此，即使其后立即開始卷取運轉，也能以大致與卷取張力設定值對應的卷取張力在卷取軸上進行卷取。另外，在采用將上述轉矩指令值電氣地切離的方法和解除與上述輔助電機的機械連接的方法時，當偏置設定時也處于經紗與張緊輥接觸狀態的場合，與上述第1和第2要點一樣，在上述經紗走行速度的加速或減速時，也可進行與上述加減速轉矩補償和經紗走行速度對應的機械損耗補償。
綜上所述，根據本發明的第1要點，由于在經紗卷取裝置的運轉開始之前，通過實行第1工序，將偏置設定值臨時設定成規定的值并通過使卷取軸旋轉，在張力輥上，可在來自經軸架的引出張力與來自張緊輥的作用力的合力作用的狀態下檢測經紗的總張力。通過實行第2工序，將從卷取張力設定值與所述規定的值的加算結果中減去所述經紗總張力后的值，作為所述卷取運轉用的偏置設定值來進行設定，因此，這種被設定的偏置設定值，能反映來自經軸架的引出張力以及卷取張力設定值，其后即使開始卷取運轉，也能立即成為由設定的卷取張力可卷取的值。這樣，其后即使立即開始了卷取運轉，也能利用隨著所述偏置設定值形成的來自張緊輥的適當的作用力，以與卷取張力設定值大致對應的卷取張力將經紗片卷取在卷取軸上。
若采用上述第2要點，則可更加具體地實現前述第1要點的發明。并且，由于高效率地實行了以往作業者進行的偏置設定值的設定作業，因此，與以往相比，通過使卷取張力不同地進行卷取，可進一步抑制被廢棄的長度，可更加有效地利用經紗片。
圖1為表示本發明的經紗卷取裝置整體的圖。
圖2為圖1中的控制裝置的內部方框圖。
圖3為圖2的控制裝置中的轉矩指令部的內部方框圖。
圖4為圖2的控制裝置中的偏置設定器的內部方框圖。
具體實施例方式
下面，參照
本發明的實施形態。圖1表示在工廠內配置的經紗卷取裝置10的整體。大體上講，經紗卷取裝置10，包括載置有許多供紗體12的經軸架11；設置于經軸架前方的張緊輥18和設置于張緊輥18的經紗走行方向下游側的張力輥20；以及對經紗片17進行卷取的卷取軸22。
在經軸架11上，在上·下、左·右和前·后方向上并設有許多供紗體12，同時在各個供紗體上設置有張力器13。又，在經軸架11與配置在其前方的旋轉自如的張緊輥18之間，配置有上下方向相互重合且分開的一對導輥15a、15b，另外，分別配置有與張緊輥18鄰接的導輥16a、16b。從各供紗體12經由張力器13引出的經紗14，通過使一對導輥15a、15b合體為一、而成為經紗片17，被卷掛在導輥16a、張緊輥18、導輥16b上，其結果是在與張緊輥18的周面接觸的同時、經由設置于其前方的張力輥20而轉向地被引導至卷取軸22。
上述導輥15a、15b、16a、16b、張緊輥18、張力輥20以及卷取軸22，都是利用配置于經紗走行路徑兩側的未圖示的構架被旋轉自如地支承著。張緊輥18與發生旋轉轉矩的輔助電機25連接著。又，在張力輥20與支承該構件的未圖示的構架之間夾裝有張力傳感器21，張力傳感器21將張力輥20受到的作用力、即經紗片17(經紗14)的總張力以電氣信號的形式輸出。卷取軸22與使其旋轉驅動的卷取電機26以及檢測其旋轉速度的速度檢測器28連接，同時設置有檢測被卷取的經紗片卷徑的卷徑傳感器27。這些各傳感器以及各電機分別與控制經紗卷取裝置10的控制裝置30連接著。
圖2表示控制經紗卷取裝置10的控制裝置30的內部方框圖。大體上講，控制裝置30，包括控制卷取電機26的卷取控制部32；對輔助電機25的輸出轉矩作出指令的轉矩指令部40；向各控制部輸出動作指令信號的運轉控制部60；以及對輔助電機25的偏置設定值動作時的轉矩指令值作出指令的轉矩指令電路65。
卷取控制部32，主要具有速度信號發生器35、卷徑修正器36以及電流發生器38。速度信號發生器35根據后述的來自運轉控制部60的信號，對由2個速度設定器33a、33b設定的速度設定值進行選擇，將與傳向經紗卷取裝置的操作指令對應的速度指令信號v1輸出至卷徑修正器36。卷徑修正器36，對于被輸入的速度指令信號v1，修正到與來自卷徑傳感器27的卷徑信號d相對應并形成使經紗片的紗線速度成為一定的狀態，再將修正后的速度指令信號v2向夾裝于與電流發生器38之間的加算點37一方的輸入端子輸出。在加算點37的另一方的輸入端子上，反饋輸入有來自與卷取電機26的輸出軸連接的速度檢測器28的速度檢測信號v4，加算點37將與速度指令偏差對應的信號v3輸出到電流發生器38。電流發生器38，是將與信號v3對應的電流輸出用的公知的驅動電路。由此，在卷取控制部32中，構成了具有對速度指令信號v2可消除速度偏差功能的速度控制電路。這樣，通過以與速度設定值對應的速度使卷取電機26進行旋轉驅動，可從經軸架11以與速度設定值v1對應的速度將許多根經紗14一齊引出，并卷取在卷取軸22上。
與此相對，轉矩指令部40，具有卷取張力設定器42、偏置設定器43、轉矩信號發生部44和電流發生器45。在卷取張力設定器42上預先設定了對卷取運轉中的卷取張力的設定值，與卷取張力設定值對應的卷取張力指令信號TS1分別分支地向偏置設定器43和轉矩信號發生部44輸入。又，在偏置設定器43中，除了來自張力傳感器21的經紗張力信號T0之外，還可輸入來自后述的運轉控制部60的偏置設定指令信號S1，同時將作為其輸出的卷取運轉用的偏置設定值信號TS2向轉矩信號發生部44供給。另一方面，在轉矩信號發生部44中，除了可輸入上述偏置設定值信號TS2、卷取張力值信號TS1之外，還可分支地輸入來自運轉控制部60的運轉信號S2，并且也可分支地輸入經紗張力信號T0和偏置設定指令信號S1。
又，在轉矩指令部40中，附設有在偏置設定動作時對輔助電機25輸出轉矩指令值的轉矩指令電路65，在轉矩指令電路65中，可分支地輸入來自運轉控制部60的偏置設定指令信號S1，并且與偏置設定動作時的偏置設定值TS4設定用的設定器64連接，作為其輸出的轉矩指令信號SC4向偏置設定器43和轉矩信號發生部44輸出。
圖3表示轉矩信號發生部44的內部方框圖。轉矩信號發生部44，主要具有修正部51、加算點57和切換器58，又，修正部51，具有比較器52、修正量信號發生器53、判別器56和累計器55。在比較器52中，可輸入卷取張力設定信號TS1和經紗張力信號T0，并且與對卷取張力設定值TS1的容許范圍的臨界值進行設定的設定器54a連接，將對卷取張力設定值的容許范圍與經紗張力信號T0的比較結果即判別信號S3，向修正量信號發生器53供給。修正量信號發生器53與對在判別信號S3發生時輸出的修正量進行設定的設定器54b連接，同時可輸入來自后述的判別器56的判別信號S4，修正量信號發生器53，根據判別信號S3發生作為其輸出的修正量信號SC1，并向累計器55供給。累計器55對輸入的修正量信號SC1進行累計，將該累計結果作為信號SC2，向加算點57一方的輸入端子供給。又，在加算點57另一方的輸入端子上，可輸入來自偏置設定器43的偏置設定值TS2，加算點57，將該2個的加算結果、即將偏置設定值TS2與信號SC2的加算結果作為信號SC3、向切換器58的一方的輸入端子供給。又，在切換器58另一方的輸入端子上，可輸入來自轉矩指令電路65的信號SC4，切換器58將與輸入的偏置設定指令S1對應的信號作為轉矩指令值Tq有選擇地向電流發生器45輸出。與此相對，在判別器56中，分支地輸入偏置設定值信號TS2，判別器56，對偏置設定值TS2是正值還是負值作出判別，并將與判別結果對應的信號S4向修正量信號發生器53供給。
如圖4所示，偏置設定器43主要由運算器48和鎖閂電路49構成。在運算器48的輸入端子上，在輸入卷取張力設定值信號TS1、來自轉矩指令電路65的信號SC4和經紗張力信號T0的同時，將作為其運算結果的信號ΔT向鎖閂電路49輸入。在鎖閂電路49中，輸入有偏置設定指令S1，輸入信號S1之后經過直至張力穩定的期間T1時，將運算結果值ΔT進行存儲，并將該存儲值持續地作為偏置設定值TS2進行輸出。
另一方面，在修正部51上附設有時鐘脈沖信號發生器59。時鐘脈沖信號發生器59，在后述的運轉信號S2的輸入期間中，以預先設定的控制周期對時鐘脈沖信號CK進行接通·斷開的輸出，將其向修正量信號發生器53及累計器55供給。
與此相對，如圖2所示，運轉控制部60，連接著初期設定鈕61a及運轉鈕61b等的經紗卷取裝置的操作鈕，在偏置設定值的設定動作所需的期間以及經紗卷取裝置運轉的期間中，分別輸出與按鈕操作對應的動作指令信號、即偏置設定指令信號S1及運轉信號S2。除此之外，運轉控制部60，還連接著停止鈕等的各種操作鈕、斷紗傳感器和毛絨檢測傳感器等的檢測紗線異常的傳感器以及檢測卷取裝置異常的傳感器等，運轉控制部60，在從操作鈕輸入指令信號時，輸出未圖示的指令信號并進行卷取裝置微動或反轉等必要的操作，或者在從這些傳感器輸入信號時，可使運轉信號S2中斷、或使卷取裝置停止。
又，當作業者操作運轉鈕61b時，運轉控制部60，通過接通地輸出運轉信號S2，在卷取控制部32中，向設定于速度設定器33a中的高速運轉用速度指令值、逐漸地增大輸出速度指令信號v2，其后通過進行維持的輸出，使卷取電機26加速并按照其后的定速進行旋轉地開始卷取運轉。
另一方面，在轉矩指令部40中，一旦輸入運轉信號S2并開始卷取運轉時，則在運轉開始當初，與用于卷取運轉而輸出的偏置設定值TS2相對應、從輔助電機25發生轉矩。經紗片17與張緊輥18接觸，又，只要將卷取張力設定值TS1(或者說偏置設定值TS2)設定在適當的范圍內，在經紗片17與張緊輥18之間就不會發生滑移。這樣，張緊輥18，通過其輥子周面的磨擦力一邊將與偏置設定值TS2對應的轉矩作用于經紗片17上、一邊朝經紗片17的走行方向進行旋轉。又，輔助電機25，只要是與所供給的電流對應地發生轉矩的促動器就行，可考慮采用例如直流電機和轉矩電機等，也有考慮通過與電流發生器的組合來實現對電機的轉矩控制，對發生轉矩用的方法則不具體地加以限定。
又，卷取運轉開始后，當相對卷取張力設定值TS1的經紗張力T0發生偏差時，轉矩指令部40，通過增減相對于當初的偏置設定值TS2的修正值SC2，變更相對于輔助電機25的轉矩指令值Tq，不斷地使經紗張力隨著時間推移地接近于卷取張力設定值，實行以下的張力控制。
參照圖3，一旦輸入運轉信號S2時，則時鐘脈沖信號發生器59在每個預定的控制周期中，脈沖狀地將時鐘脈沖信號CK向修正量信號發生器53及累計器55輸出。比較器52，始終對由卷取張力設定值TS1和通過設定器54a所設定的臨界值所決定的容許范圍與經紗張力作出比較，當經紗張力值T0脫離了臨界值范圍時，輸出與其脫離方向相對應的判別信號S3。這樣，修正量信號發生器53在每次接受時鐘脈沖信號CK時，可將由設定器54b所設定的、與修正量設定值對應的修正量信號SC1與判別信號S4對應地進行輸出。
對于卷取運轉用的偏置設定值TS2，利用卷取張力設定值TS1與經紗張力T0的關系，不限定于正值、也可設定成負值，換言之，由于可設定成使張緊輥18的作用力作用于與經紗片17的走行方向相反的方向或同一方向，因此，進行張力控制時的修正量輸出也必須與其對應地進行輸出。這樣，判別器56，對偏置設定值信號TS2是正值還是負值作出判別、并通過輸出判別信號S4，修正量信號發生器53，按照2個的判別信號S3和判別信號S4，將設定的修正量變換成消除張力偏差的狀態，并將其作為修正量信號SC1向累計器55輸出。接受該信號的累計器55，在每次接受時鐘脈沖信號CK時，對輸入的修正量進行累計，并將該累計結果通過向加算點57輸出，可修正轉矩指令值Tq。
作為一例，假定在設定了比來自經軸架的引出張力高的卷取張力設定值TS1的場合、即假定在將偏置設定值TS2設定為正值的場合。當經紗張力值T0低于卷取張力的臨界值范圍的下限時，修正量信號發生器53，輸出正值的修正量信號SC1，其結果是，累計器55的累計值增加，轉矩指令值Tq，相對于當初的卷取運轉用的偏置設定值TS2、隨時間推移地不斷增大地輸出。反之，當經紗張力值T0高于卷取張力的臨界值范圍的上限時，修正量信號發生器53，輸出負值的修正量信號SC1，其結果是，累計器55的累計值減小，轉矩指令值Tq，相對于當初的卷取運轉用的偏置設定值TS2、隨時間推移地不斷減小地輸出。這樣，可進行相對偏置設定值TS2的可變更修正量SC3的經紗張力控制，以形成與對實際的經紗的總張力值T0、即對卷取張力所設定的卷取張力設定值TS1接近的形態。通過實行這樣的張力控制，即使在隨著供紗體的消耗等而使來自經軸架側的引出張力隨時間推移而變化，也能始終維持被設定的卷取張力。
又，因批量結束等原因、在使用新的紗種的經紗時，在卷取運轉之前進行供紗體和卷取軸的調換，同時除了在經軸架側設定張力器的賦于張力、或者設定經紗片的走行速度(卷取速度)以外，還必需設定新的經紗卷取用的卷取張力值、即設定偏置設定值。在該設定作業時，若采取以往那樣的、作業者用目視一邊觀察經紗張力一邊設定偏置設定值的方法，則會造成卷取的經紗片的長度也變長，在其間卷取的經紗片的張力與常態運轉中的經紗張力值不同的現象，由此，因織軸裂紋等原因而降低經軸的品質。
為此，作為本發明特征的權項，在設定偏置設定值時，首先將張緊輥18的作用力設定成相對經紗片17的規定的狀態，另一方面，使卷取軸22旋轉并實行檢測經紗的總張力T0的第1工序，其次，實行將對卷取張力設定值與為了設定偏置設定值而進行臨時設定的偏置設定值的加算結果、減去在偏置設定值的設定時檢測出的經紗總張力的運算結果作為卷取運轉用的偏置設定值來進行設定的第2工序。下面詳細說明其具體的結構。
首先，作業者一旦按下初期設定鈕61a時，則運轉控制部60，在偏置設定所需的期間內，將偏置設定指令信號S1向速度信號發生器35、偏置設定器43、轉矩信號發生部44的切換器58以及轉矩指令電路65輸出。
速度信號發生器35，在偏置設定指令S1的輸入期間，按照對應的速度設定器33b中所設定的設定值輸出速度信號，另一方面，轉矩信號發生部44的切換器58，將從信號SC3的輸出切換成信號SC4的輸出。這樣，卷取電機26，以與設定成低速對應的速度進行旋轉，經紗片以對應的速度被引出、且不斷地被卷取在卷取軸上。與此相對，由于將設定器64中所設定的偏置設定動作時的偏置設定值TS4作為信號SC4通過切換器58被輸出，因此，張緊輥18，在通過輔助電機25提供對應的轉矩的狀態下，被不斷地卷取在卷取軸22上。由此，在張力輥20上，受到了來自經軸架11的經紗片的引出張力和來自張緊輥18的作用力的合力作用。
上述偏置設定指令S1，也向偏置設定器43的鎖閂電路49輸入。上段的運算器48，對卷取張力設定值TS1和與偏置設定值TS4對應的轉矩指令值S4的加算結果，持續地實行對偏置設定值動作時檢測的經紗總張力T0進行減算的運算，鎖閂電路49，在從信號S1輸入后經過了直至張力穩定的期間T1的時刻，一邊存儲被輸入的運算結果，一邊可將該值作為卷取運轉用的偏置設定值TS2持續地進行輸出。
下面詳細說明偏置設定值的設定方法。在圖1所示的經紗卷取裝置中，在偏置設定值的設定動作時，將卷取軸22以低速進行旋轉時所檢測出的經紗張力值設為TSA，將來自推定的經軸架的引出張力值設為TB，將來自相對經紗片17的張緊輥18的作用力的值(即臨時設定的偏置設定值)設為TSC，此時，從力的平衡性的關系出發，可成立TB+TSC＝TSA…數式(1)。與此相對，在常態卷取運轉中，將卷取張力設定值設為TRA，將實際的卷取張力維持設定值TRA時的張緊輥18的作用力的值設為TRC，此時，因考慮到來自經軸架的引出張力值TB不依存于卷取速度，因此，與上述一樣從常態卷取運轉中的力的平衡性的關系出發，可成立TB+TRC＝TRA…數式(2)。若從數式(1)和數式(2)中將引出張力值TB消去，則可得到TRC＝TRA+TSC-TSA…數式(3)。這樣，根據導出的數式(3)，以常態卷取運轉中的卷取張力設定值進行卷取時的最佳的張緊輥18的作用力的值TRC，就可以通過對卷取張力設定值TRA(TS1)與偏置設定動作時的偏置設定值TSC(SC4)的加算結果、與在偏置設定動作時檢測出的經紗張力值TSA(T0)進行減算的運算結果來決定。
這樣，由于隨著偏置設定指令S1的輸出，經紗片17一邊接受來自經軸架11的引出張力和來自張緊輥18的作用力，一邊不斷地卷取在卷取軸22上，因此，在張力輥20上，在該2種合力作用的狀態下可檢測出經紗張力T0。在到達張力穩定的期間T1時，對常態卷取運轉中的卷取張力設定值TS1與前一次的偏置設定值的設定動作時的轉矩指令值SC4的加算結果、實行與被檢測出的經紗張力T0進行減算的運算，可將該運算結果作為卷取運轉用的偏置設定值信號TS2進行決定并輸出。這樣，可實行自動地決定卷取運轉用的偏置設定值TS2用的一連串的動作。又，由上述時刻所檢測出的經紗的總張力值T0中，包含著來自經軸架的引出張力，在由此設定的卷取運轉用的偏置設定值TS2中，由于反映了來自經軸架的引出張力和卷取張力設定值TS1，因此，即使其后開始了卷取運轉，也立即成為由所設定的卷取張力能進行卷取的值。這樣，由于可以不用進行象以往那樣、一邊監視經紗張力一邊在試行錯誤的情況下進行偏置設定值的設定作業，因此，可在這種設定作業期間節約所卷取的經紗量，換言之，因可進一步減少經紗的廢棄量，故可進一步有效地利用經紗。
在上述的偏置設定值的設定動作時，對于偏置設定值設定時的臨時設定的偏置設定值TS4(轉矩指令值SC4)，雖然與具體的設定值無關，但最好是能抑制的值。這是因為，由于經紗的紗種不同，張緊輥的周面與經紗片的接觸狀態(摩擦力)發生變化，會在偏置設定值與來自張緊輥18的實際作用力之間發生偏差，一旦設定值過大時，則會發生滑移，卷取運轉用的偏置設定值往往被決定成異常的值。因此，上述臨時設定的偏置設定值，相對于假定的值應設定成其以下的值，例如1/2以下的值，最好是，設定成零或與其相近的值。在此場合，在張力輥20上，主要是作用有來自經軸架11的經紗片的引出張力，可避免因隨著來自上述的張緊輥的實際作用力的偏差而設定異常的卷取運轉用的偏置設定值那樣的危險性，可始終決定正確的偏置設定值。
然而，一般認為，在卷取運轉中，與卷取運轉用的偏置設定值TS2對應地從輔助電機25發生的轉矩中，為了驅動張緊輥等多少有所消耗，因此從張緊輥實際作用于經紗的作用力，會小于偏置設定值TS2。因此，對于上述決定的偏置設定值TS2，最好是，對張緊輥驅動等所需的機械損失轉矩(所謂的機械損耗)進行補償。機械損耗，可認為是與旋轉速度對應地增大，最好是，決定能補償與經紗片的走行速度對應的機械損耗的偏置設定值。更具體地講，如圖2中的虛線所示，在偏置設定器43中附設有機械損耗補償器63，能輸出與張緊輥的旋轉速度、即與經紗片的走行速度對應的機械損耗補償值，如圖4中的虛線所示，該輸出向設置于運算器48前段的加算點47的一方的輸入端子供給。這樣，在發生偏置設定指令S1而使經紗片以規定速度走行時，運算器48，輸出將上述運算結果與機械損耗補償值TS3進行加算的運算結果，鎖閂電路49可作為偏置設定值TS2進行輸出。但是，這種機械損耗補償也可在省略的實施形態中進行。又，也可采用將與經紗的走行速度對應地從機械損耗補償器輸出的補償信號連續地與偏置設定值TS2的輸出進行加算、以取代設定偏置設定值時的機械損耗補償的結構。
又，對于設定偏置設定值時的卷取電機26的旋轉速度，上述例是低速的例子，但只要是能對穩定的經紗張力進行檢測，則未必一定是低速。除了一定的速度之外，既可以是隨時間推移而增大或減小的速度，也可以是將加速中或減速中檢測出的經紗的總張力作為基準來求出卷取運轉用的偏置設定值。更具體地講，可將未圖示的加減速轉矩補償器與上述機械損耗補償器63一樣地進行設置。加減速轉矩補償器，通過將輸入的速度指令信號V1進行微分來求出加速度，同時將對應的加減速轉矩補償值向設置于運算器48前段的加算點47的一方的輸入端子供給。另一方面，在卷取控制部32的速度信號發生器35上，連接著將偏置設定時的經紗走行速度的加減速度作為參數進行設定的未圖示的設定器。這樣，通過發生偏置設定指令S1，卷取控制部按照加減速度的設定值使速度指令信號v1進行加速或減速，使經紗片的走行速度以規定的加速度或減速度走行。另一方面，在加減速轉矩補償器中，由于根據由經紗走行速度指令求出的加速度、輸出加減速轉矩補償值，對張緊輥等的加速或減速中消耗的轉矩進行補償，因此，運算器48，輸出將機械損耗補償值TS3與上述運算結果進行加算后的運算結果，鎖閂電路49，可作為偏置設定值TS2進行輸出。這樣，考慮到經紗走行速度的加速或減速中的張緊輥的慣性力的影響并通過對加減速轉矩進行補償，可獲得不遜色于根據前者那樣的一定速度狀態下算出的值(同樣程度的精度)的卷取運轉用的偏置設定值。但是，這種加減速轉矩補償也可在省略的實施形態中進行。
在上述經紗卷取裝置10中，在新的批量生產時，與紗的種類相對應，設定經軸架11上的各供紗體12的賦于張力，同時決定卷取張力設定值TS1。對于卷取張力設定值TS1，即使設定了比來自經軸架的引出張力高的值或相反地設定了低的值，也可隨著偏置設定指令S1的輸出，對卷取有經紗片17的狀態的、與來自經軸架的引出張力對應的經紗片的總張力進行檢測，實行上述的卷取張力設定值與經紗的總張力的減算，其結果是，將偏置設定值TS2作為正值或負值進行算出。順便說，若是正的偏置設定值TS2，輔助電機25在應當增大卷取張力的、在與紗線走行方向相反的方向(圖1中的順時針方向)上發生轉矩，反之，若是負的偏置設定值，則是在與紗線走行方向相同的方向(圖1中的逆時針方向)上發生轉矩。
在上述的經紗卷取裝置中，決定卷取運轉用的偏置設定值TS2之后開始卷取運轉，其后與經紗總張力的檢測值T0對應地對偏置設定值TS2進行修正并對來自輔助電機25的作用力進行修正，但對于該修正部51的具體的內部結構，不限定于圖示例。例如在圖3中，使用累計器55(即積分要素)，與經紗片的張力變動相對應，使修正值隨時間推移進行增減，但為了提高響應性，也可考慮采用比例和微分中的某一種要素、或者使用包含這些要素的例如PID控制器。又，當隨著供紗體的卷徑的減少而引起的引出張力的變化時，也可考慮作成將這種運轉開始后的偏置設定值修正用的結構進行省略的結構。即也可考慮作成不進行上述修正、而是由輔助電機25始終發生與卷取運轉用的偏置設定值TS2對應的轉矩的結構。
在上述的實施例中，可以考慮采取以下的變形。首先，對于偏置設定值的決定、或者在隨時間推移地修正上述卷取運轉用的偏置設定值TS2時所使用的經紗張力值，除了直接使用檢測值之外，也可以使用防止因振動等引起的誤設定和波動用的平均值。
又，作為偏置設定值的設定時實行的、張緊輥18對經紗片的作用力不起作用(不作用)的方法，是將對于輔助電機25的轉矩指令值Tq設定成零輸出(換言之、將偏置設定時用的偏置設定值TS4設定成零)的形式，但也可以是實際上將轉矩指令值Tq抑制輸出成不作用于經紗片的程度(即設定成與零相近的值)。又，為了實現上述作用力的不作用，在具體的結構(內部區域的結構)上，例如也可通過從上段的指令電路中切離來實現零輸出，不限定于圖示例，可以作出多種考慮。或者，也可在輔助電機25與張緊輥18之間夾裝有未圖示的電磁離合器，通過將離合器置于斷開狀態來實現上述目的。也可以不采取上述的方法，而是考慮減輕張緊輥18與經紗片17接觸的方法，更具體地講，通過將導輥16a、16b設置成可從張緊輥18退避的狀態，使經紗片17與張緊輥18形成非接觸的狀態。另一方面，也可以采取以下的方法、即通過將設定器64的偏置設定值TS4設定為零，實際上不實行偏置設定動作時的偏置設定值的加算，或者對運算器48進行的運算、通過省略偏置設定值TS4(轉矩指令值SC4)的加算，也可通過將卷取張力設定值減去經紗總張力后的值作為卷取運轉中的偏置設定值進行設定來實現。另外，也可采用將上述轉矩指令值電氣地切離的方法和解除與上述輔助電機的機械地連接的方法那樣，在偏置設定值時也處于經紗與張緊輥接觸狀態的場合，與上述第1或第2要點一樣，也可實行上述經紗走行速度的加速或減速時的上述加減速轉矩補償及與經紗走行速度對應的機械損耗補償。
又，上述經紗卷取裝置，只要是將從經軸架引出的經紗片卷取在卷取軸上的結構即可適用，不限定于卷取規定長度的經紗片的經紗整經機，也可適用于進行上漿干燥用的經紗上漿裝置，更具體地講，也可適用于對從經軸架引出的經紗片進行上漿干燥并卷取在經紗織軸或分條織軸上的經紗上漿裝置。并且，對于這些經紗卷取裝置，若兼用了對經紗片與張緊輥之間發生的滑移進行檢測、并發生警報信號的技術，則可根據對發生滑移的檢測來采取相應的措施，還可進一步提高經軸的品質。
在上述控制裝置30中，分別由獨立的電路來構成卷取控制部32、轉矩指令部40和運轉控制部60，但也可由1個電路來構成。例如，當然也可以采用微電腦及其軟件程序，來實現這些一連串的動作和控制以及偏置設定值的運算等。
權利要求
1.一種經紗卷取裝置的偏置設定值設定方法，在該經紗卷取裝置中，具有在每個供紗體上具有張力器的經軸架；張緊輥；設置于張緊輥下游側的張力輥；使卷取軸旋轉的卷取控制部，在所述張力輥上設置有張力傳感器，在所述張緊輥上連接著發生與偏置設定值對應的轉矩的輔助電機，在卷取運轉中，所述卷取控制部使卷取軸進行所述旋轉、并通過將與卷取運轉用的偏置設定值對應的轉矩作用于張緊輥，將從經軸架引出的、并經由張緊輥和張力輥的多個經紗以所需的卷取張力卷取在卷取軸上，其特征在于，實行以下兩個工序在卷取運轉開始之前，將偏置設定值臨時設定成規定的值的一個卷取軸旋轉，通過所述張力傳感器對經紗的總張力進行檢測的第1工序；以及將從卷取張力設定值與所述規定的值的加算結果減去所述經紗總張力后的值、作為所述卷取運轉用的偏置設定值來進行設定的第2工序。
2.如權利要求1所述的經紗卷取裝置的偏置設定值設定方法，其特征在于，所述規定的值被設定成零或與其相近的值。
3.一種經紗卷取裝置的偏置設定值設定方法，在該經紗卷取裝置中，具有在每個供紗體上具有張力器的經軸架；張緊輥；設置于張緊輥下游側的張力輥；使卷取軸旋轉的卷取控制部，在所述張力輥上設置有張力傳感器，在所述張緊輥上連接著發生與偏置設定值對應的轉矩的輔助電機，在卷取運轉中，所述卷取控制部使卷取軸進行所述旋轉，將與卷取運轉用的偏置設定值對應的轉矩作用于張緊輥，以此將從經軸架引出并經由張緊輥和張力輥的多個經紗以所需的卷取張力卷取在卷取軸上，其特征在于，實行以下兩個工序在卷取運轉開始之前，使設定成所述張緊輥對經紗的作用力不起作用的狀態的一個卷取軸旋轉，通過所述張力傳感器對經紗的總張力進行檢測的第1工序；以及將從卷取張力設定值中減去所述經紗總張力后的值、作為所述卷取運轉用的偏置設定值來進行設定的第2工序。
4.一種經紗卷取裝置，具有在每個供紗體上具有張力器的經軸架；張緊輥；設置于張緊輥下游側的張力輥；使卷取軸旋轉的卷取控制部，在所述張力輥上設置有張力傳感器，在所述張緊輥上連接著發生與偏置設定值對應的轉矩的輔助電機，并且由所述輔助電機、輸出卷取運轉用的偏置設定值信號的偏置設定器、以及將與偏置設定值對應的轉矩指令值向所述輔助電機輸出的控制器構成轉矩指令部，在卷取運轉中，所述卷取控制部使卷取軸進行所述旋轉，所述轉矩指令部按照卷取運轉用的偏置設定值輸出轉矩指令值并使與其對應的轉矩作用于張緊輥，以此將從經軸架引出的、經由張緊輥和張力輥的多個經紗以所需的卷取張力卷取在卷取軸上，其特征在于，在所述偏置設定器中，輸入有偏置設定指令信號、由所述張力傳感器檢測出的經紗張力信號、與偏置設定時對應的偏置設定值以及卷取張力設定值，在所述偏置設定指令信號輸入時，所述控制器按照所述偏置設定時用的偏置設定值輸出轉矩指令值，同時所述卷取控制部使卷取軸旋轉，所述偏置設定器，將從卷取張力設定值與偏置設定時用的偏置設定值的加算結果中減去來自所述張力傳感器的經紗總張力后的值，決定作為卷取運轉中用的偏置設定值而輸出。
5.如權利要求4所述的經紗卷取裝置，其特征在于，所述偏置設定時用的偏置設定值被設定成零或與其相近的值。
6.如權利要求4或5所述的經紗卷取裝置，其特征在于，所述偏置設定器，包括從所述卷取張力設定值和所述偏置設定時用的偏置設定值的加算結果中減去所述經紗的總張力值的運算器、以及將其運算結果決定作為卷取運轉用的偏置設定值進行輸出的輸出裝置。
7.如權利要求4至6中任一項所述的經紗卷取裝置，其特征在于，在所述偏置設定器中，可輸入與經紗走行速度對應的機械損耗修正值，在輸入所述偏置設定指令信號時，所述偏置設定器，將所述運算結果中加算了機械損耗修正值后的運算結果，決定作為所述卷取運轉用的偏置設定值進行輸出。
8.如權利要求4至7中任一項所述的經紗卷取裝置，其特征在于，在所述卷取控制部中，設定對經紗走行速度進行加速或減速用的參數，同時在所述偏置設定器中，輸入與經紗走行速度的加速或減速對應的加減速轉矩補償值，在所述偏置設定指令信號的輸入時，所述卷取控制部按照前述設定的參數使卷取軸進行加速或減速旋轉，所述偏置設定器，將在所述運算結果中加算了與所述加速或減速對應的加減速轉矩補償值后的運算結果，決定作為所述卷取運轉用的偏置設定值進行輸出。
9.如權利要求4至8中任一項所述的經紗卷取裝置，其特征在于，在所述控制器中，輸入所述卷取張力設定值以及來自所述張力傳感器的經紗檢測信號，并且，所述控制器，具有輸出消除相對卷取張力設定值的張力偏差用的修正值信號的修正值信號發生器；以及將所述卷取運轉用的偏置設定值與所述修正值進行加算、并將其作為所述轉矩指令值進行輸出的加算電路，在卷取運轉中，所述控制器，將與前述決定的卷取運轉用的偏置設定值對應的轉矩指令值，通過所述修正值信號發生器以及加算電路進行修正，以消除卷取張力偏差。
全文摘要
本發明提供一種經紗卷取裝置，通過將張緊輥的作用力作用于從經軸架引出的經紗片上并以所需的卷取張力將其卷取在卷取軸上，有效且正確地設定張緊輥的賦于轉矩、以形成所需的卷取張力，并能實行以下兩個工序、即在卷取運轉開始之前，將偏置設定值臨時設定成規定的值，使卷取輥旋轉并通過所述張力傳感器對經紗的總張力進行檢測的第1工序；以及將從卷取張力設定值與所述規定值的加算結果中減去所述經紗總張力后的值、作為所述卷取運轉用的偏置設定值來進行設定的第2工序。
文檔編號B65H54/02GK1576417SQ200310124518
公開日2005年2月9日 申請日期2003年12月30日 優先權日2003年7月30日
發明者野村拓右 申請人:津田駒工業株式會社