JP2024063352A - 糸掛けロボット及び紡糸巻取システム - Google Patents

Abstract

【課題】糸を生産する現場環境の騒音を低減可能であって、コンパクトな糸掛けロボットを提供する。【解決手段】糸掛けロボット２は、紡糸装置３から連続的に紡出された糸Ｙを紡糸引取装置４に掛ける。糸掛けロボット２は、巻取部２５と、ロボットアーム２２と、を備える。巻取部２５は、紡糸装置３から連続的に紡出された糸Ｙを巻き取って貯留する。ロボットアーム２２は、紡糸装置３から巻取部２５に至る糸Ｙに係合するハンド部２３を有する。ロボットアーム２２は、ハンド部２３を動作させて紡糸装置３から巻取部２５に至る糸Ｙを紡糸引取装置４に掛ける。【選択図】図２

Description

本発明は、糸掛けロボット、及び当該糸掛けロボットを備える紡糸巻取システムに関する。

従来から、溶融した原料から糸を生成して巻き取る紡糸巻取システムにおいて、上流側の紡糸機から糸が継続的に供給される状況下で糸掛けロボットを用いて糸掛け作業を行う構成が知られている。特許文献１は、この種の糸掛けロボットを開示する。

特許文献１の糸掛けロボットは、ロボットアームを備え、ロボットアームの先端にサクションが配置されている。このロボットは、上流側から供給される糸を、サクションにより吸引保持しながら糸掛け作業を行う。サクションによって吸引された糸は、サクションに接続された廃棄箱に廃棄される。これにより、糸の弛みが防止され、ロボットが糸掛け作業を適切に行うことができる。

特開２０２１－１２３８１４号公報

特許文献１に開示されているような従来の糸掛けロボットにおいては、ロボットアームが、糸群を保持するサクションインジェクタ及び圧縮空気を供給する圧縮空気管路等の重量を支持する必要がある。従って、ロボットアームの強度を確保する必要があり、小型化が難しかった。また、従来の糸掛けロボットは、負圧によって糸を吸引する構成であるため、空気音による騒音が大きく、改善が望まれていた。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、現場環境の騒音を低減可能で、コンパクトな糸掛けロボットを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の糸掛けロボットが提供される。即ち、この糸掛けロボットは、紡糸装置から連続的に紡出された糸を糸処理装置に掛ける。前記糸掛けロボットは、巻取部と、ロボットアームと、を備える。前記巻取部は、前記紡糸装置から連続的に紡出された糸を巻き取って貯留する。前記ロボットアームは、前記紡糸装置から前記巻取部に至る糸に係合する糸係合部を有する。前記ロボットアームは、当該糸係合部を動作させて、前記紡糸装置から前記巻取部に至る糸を前記糸処理装置に掛ける。

これにより、糸掛けロボットにおいて、糸を巻取部に貯留することができる。この結果、糸を吸引して、別途に設けられた廃糸容器等に直接排出する必要がなくなる。よって、ロボットアームの先端に、重量が大きいサクションガン等の吸引装置を搭載する必要がなくなり、ロボットアームの小型化及び低出力を実現することができる。また、負圧による吸引力で糸を吸引保持する構成に比べて、騒音を低減することができる。

前記の糸掛けロボットにおいては、前記巻取部の軸方向中央部の横断面が、軸方向両端部の横断面よりも小径となっていることが好ましい。

これにより、巻取部からの糸の脱落を防止でき、糸を好適に貯留することができる。

前記の糸掛けロボットにおいては、貯留された糸を前記巻取部から排出する糸排出部を備えることが好ましい。

これにより、巻取部に巻かれた糸を容易に排出することができる。

前記の糸掛けロボットにおいては、前記巻取部の径が変化可能であることが好ましい。

これにより、巻取部の径を減少させることで、巻取部に巻かれた糸を、コンパクトな状態で容易に排出することができる。

前記の糸掛けロボットにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記巻取部が縮径状態及び拡径状態に変化可能に構成される。前記拡径状態のとき、前記巻取部の軸方向中央部の横断面が、軸方向両端部の横断面よりも小径となる。

これにより、巻取部からの糸の脱落を防止でき、糸を好適に貯留することができる。

前記の糸掛けロボットにおいては、貯留された糸を前記巻取部から排出する糸排出部を備えることが好ましい。

これにより、巻取部に巻かれた糸を容易に排出することができる。

前記の糸掛けロボットにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記巻取部が縮径状態及び拡径状態に変化可能に構成される。前記糸排出部に貫通孔が形成されている。前記縮径状態の前記巻取部が前記糸排出部の貫通孔を挿通する。

これにより、巻取部が糸排出部の貫通孔に差し込まれた状態で、巻取部に巻き取られた糸を糸排出部が押すことで、糸を好適に排出することができる。

前記の糸掛けロボットにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記巻取部は、一体的に回転可能な複数の棒部材を備える。複数の前記棒部材は、前記巻取部の回転中心に対して周方向に並べて配置される。それぞれの前記棒部材は、前記回転中心に対してねじれの位置に配置され、前記回転中心に対して近づく方向及び離れる方向に移動可能である。

これにより、簡単な構成で、巻取部の径を容易に変化させることができる。

本発明の第２の観点によれば、以下の構成の紡糸巻取システムが提供される。即ち、この紡糸巻取システムは、紡糸装置と、糸処理装置と、糸掛けロボットと、を備える。前記紡糸装置は、糸を連続的に紡出する。前記糸処理装置は、前記紡糸装置から連続的に紡出された糸の引取り又は巻取りを行う。前記糸掛けロボットは、前記紡糸装置から連続的に紡出された糸を糸処理装置に掛ける。前記糸掛けロボットは、巻取部と、ロボットアームと、を備える。前記巻取部は、前記紡糸装置から連続的に紡出された糸を巻き取って貯留する。前記ロボットアームは、前記紡糸装置から前記巻取部に至る糸に係合する糸係合部を有する。前記ロボットアームは、当該糸係合部を動作させて、前記紡糸装置から前記巻取部に至る糸を前記糸処理装置に掛ける。

これにより、紡糸巻取システムの簡素化及び出力の低減を図ることができるとともに、負圧による紡糸巻取システムの騒音を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る紡糸巻取システムの概略な構成を示す斜視図である。 紡糸巻取ユニットの構成を示す模式図である。 紡糸巻取システムの制御構成を簡略的に示すブロック図である。 糸降ろし装置の構成を示す模式図である。 糸掛けロボットの構成を示す斜視図である。 糸掛けロボットの構成を示す側面図である。 巻取部の径が小さくなった様子を示す斜視図である。 巻取部に巻き取られた糸を糸排出部が排出する様子を示す斜視図である。 巻取部の変形例を示す模式図である。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１に示す紡糸巻取システム１００は、生成した合成繊維の糸Ｙを巻き取ってパッケージＰを形成するシステムである。紡糸巻取システム１００において、合成繊維の糸Ｙは、溶融された化合繊原料を押し出すことにより生成される。紡糸巻取システム１００は、プラントにおいて、複数階層を有する建物内に設置されている。

紡糸巻取システム１００は、図１に示すように、複数の紡糸巻取ユニット１を備える。紡糸巻取システム１００は、各紡糸巻取ユニット１及び糸掛けロボット２の動作を制御する集中制御装置１０１を有する。集中制御装置１０１は、各紡糸巻取ユニット１及び糸掛けロボット２のロボット制御部２０と、無線又は有線によって通信可能に接続される。

図２に示す糸掛けロボット（糸掛け装置）２は、複数の紡糸巻取ユニット１で共用されるように備えられる。糸掛けロボット２は、ロボット制御部２０の制御指令に応じて、複数の紡糸巻取ユニット１の間で、図示しないレールに沿って走行することができる。

以下の説明において「上流」及び「下流」とは、生成された糸Ｙの巻取時における、糸Ｙの走行方向での上流及び下流を意味する。左右方向とは、複数の紡糸巻取ユニット１が並べられる方向を意味する。左右方向及び上下方向の何れに対しても垂直な方向を前後方向と称する。

紡糸巻取ユニット１のそれぞれは、紡糸装置３と、紡糸引取装置（糸処理装置）４と、紡糸巻取ユニット制御装置１０２と、を備える。紡糸巻取ユニット１は、各装置を駆動するモータ等の駆動装置を備える。紡糸巻取ユニット制御装置１０２は、集中制御装置１０１からの制御指令に応じて、駆動装置の動作を制御する。紡糸引取装置４は、紡糸装置３の下流側に配置されている。紡糸引取装置４は、糸降ろし装置５と、引取部６と、巻取装置（糸巻取装置）７と、を主として備える。

紡糸引取装置４は、糸Ｙの巻取り時に、糸Ｙを案内する処理等を行う。紡糸引取装置４は、引取部６及び巻取装置７以外に各種の糸処理部を備える。この糸処理部には、例えば、油剤ガイド１１、糸保持装置１４等がある。油剤ガイド１１及び糸保持装置１４の詳細については後述する。

紡糸巻取システム１００が設置されている建物は、仕切床９によって、上側の階層と下側の階層とに仕切られている。上側の階層には、紡糸装置３が設置される。また、上側の階層には、紡糸引取装置４の一部である糸降ろし装置５が設置される。下側の階層には、紡糸引取装置４の一部である、引取部６及び巻取装置７等が設置される。

仕切床９には、糸通過孔９ａが形成されている。糸通過孔９ａは、各紡糸巻取ユニット１に対応して１つずつ設けられている。紡糸装置３により紡出された複数の糸Ｙは、糸通過孔９ａを通過することができる。糸通過孔９ａは、複数の糸Ｙを下側の階層に送るための通路を構成する。

糸通過孔９ａに接続するように、ダクト状のインターフロアチューブ８が仕切床９に固定されている。インターフロアチューブ８は、複数の糸Ｙが上側の階層から下側の階層へ走行する過程で、風等の外部要因により糸揺れが発生することを防止する。

上側の階層において、仕切床９に形成された糸通過孔９ａの近傍には、糸保持装置１４が設けられている。糸保持装置１４は、吸引装置１４ａ、及び図略のカッタを備える。下流側の紡糸引取装置４の部分（例えば引取部６又は巻取装置７）等において、糸Ｙ又は各装置に何らかの異常が発生した場合に、糸保持装置１４は、紡糸装置３から下流側へ走行する複数の糸Ｙをカッタによって切断する。更に、糸保持装置１４は、切断された上流側（紡糸装置３側）の複数の糸Ｙを吸引装置１４ａで吸引することによって一時的に保持する。このように、紡糸装置３により紡出された複数の糸Ｙは、糸保持装置１４の吸引装置１４ａの内部に吸引され、引取部６及び巻取装置７へ走行せず、保持される。糸保持装置１４による糸の保持は、異常が解消されるまで継続される。

紡糸装置３は、図示しないが、複数（例えば、１２個）の紡糸口を備える。紡糸口には、高温状態の溶融ポリマーが、ギアポンプ等からなる図略のポリマー供給装置によって供給される。紡糸装置３は溶融ポリマーを、それぞれの紡糸口から押し出す。これにより、糸Ｙが紡糸装置３のそれぞれの紡糸口から紡出される。紡糸口の数（言い換えれば、紡糸装置３において紡糸される糸Ｙの数）は、１２個に限定されない。

紡糸巻取システム１００の上側の階層には、冷却装置１０と、油剤ガイド１１と、が設置されている。

冷却装置１０は、紡糸装置３のすぐ下側に設置されている。冷却装置１０は、図略の複数の冷却筒を備える。それぞれの冷却筒には、図示しない冷却空気配管を通じて、冷却空気が供給される。冷却筒を通過する糸Ｙは、冷却空気によって冷却されて固化する。

油剤ガイド１１は、冷却装置１０の下方に配置される。油剤ガイド１１は、紡糸装置３で紡出される糸Ｙの本数と同じ数だけ設置されている。複数の油剤ガイド１１のそれぞれは、通過する糸Ｙのそれぞれに油剤を付与する。油剤が付与された複数の糸Ｙは、仕切床９に形成された糸通過孔９ａを通って下側の階層に至る。

糸降ろし装置５は、複数の糸Ｙを、上側の階層から、巻取装置７等が設置されている下側の階層へ降ろすために用いられる。糸掛け作業とは、紡糸装置３からの糸Ｙを所定の経路に沿って引取部６にセットした後、巻取装置７のボビンＢに固定する作業を意味する。この糸掛け作業により、巻取装置７が糸Ｙを巻き取ってパッケージＰを形成することができる状態になる。

糸降ろし装置５は、図４に示すように、ガイド部材５１と、昇降部５２と、糸吸引部５３と、を主として備える。なお、糸降ろし装置５は、台車を備えるように構成されても良い。糸降ろし装置５の各部は、集中制御装置１０１の制御指令に応じて動作するそれぞれの糸降ろし装置駆動モータ５９により駆動される。

ガイド部材５１は、昇降部５２が昇降するとき、昇降部５２を上下方向に案内するために用いられる。ガイド部材５１は、例えば、多数の要素部品を１列に並べてそれぞれ回転可能に連結したチェーン状の部材によって構成される。

糸降ろし作業を行わないとき、ガイド部材５１は、巻き取られた状態で収納されている。糸降ろし作業を行うとき、ガイド部材５１は、仕切床９に形成された糸通過孔９ａを通過し、上側の階層と下側の階層に跨って上下方向に延びるように位置する。ガイド部材５１は、昇降部５２を上下方向に案内する機能を有する限り、上記の構成に限定されない。例えば、ガイド部材５１を、上下方向に延びる細長い部材から構成することもできる。

昇降部５２は、ガイド部材５１に沿って上下方向に昇降可能に取り付けられている。図４に示すように、昇降部５２は、支持部５４と、保持部５５と、を備える。支持部５４は、細長い板状に形成され、上下方向に延びるように設置されている。支持部５４の下端部には、保持部５５が取り付けられている。

保持部５５は、２つの糸掛けローラ５５ａを備える。２つの糸掛けローラ５５ａは、紡糸巻取システム１００の左右方向に並んで配置されている。それぞれの糸掛けローラ５５ａは、例えば、回転可能に支持されたローラとして構成されている。それぞれの糸掛けローラ５５ａは、その軸が前後方向に延びるように取り付けられている。２つの糸掛けローラ５５ａは、支持部５４を挟んで、左右方向における支持部５４の両側に位置する。

糸掛けローラ５５ａの外周面には、断面が略Ｖ字状に形成されたリング状の溝部が形成される。２つの糸掛けローラ５５ａは、実質的に水平方向に案内された糸Ｙの部分に対して上から下降することで、糸Ｙを溝部に入り込ませる。糸掛けローラ５５ａに掛けられた複数の糸Ｙは、Ｖ字状の溝の案内によって、当該溝の最も深い部分に移動する。この結果、複数の糸Ｙが集束されるので、後述のロボットアーム２２による捕捉が容易になる。

糸吸引部５３は、糸降ろし作業時において、紡糸装置３から紡出された複数の糸Ｙを一時的に吸引保持するために用いられる。糸吸引部５３は、例えばサクションガンから構成される。糸吸引部５３によって吸引された複数の糸Ｙは、当該糸吸引部５３に連結された図略の吸引ホースを通って、図略の廃糸容器等に廃棄される。

この構成により、複数の糸Ｙの中途部が２つの糸掛けローラ５５ａに掛けられた状態で、昇降部５２が上側の階層の待機位置から下側の階層の引渡位置まで移動することで、複数の糸Ｙを下方へ降ろすことができる。

図２に示すように、引取部６よりも上流側には、糸規制ガイド１２が設置されている。糸規制ガイド１２は、例えば、糸Ｙの数に応じて１２個の案内溝が形成された櫛歯状の部材とすることができる。糸規制ガイド１２は、下側の階層であって、引取部６の近傍に位置する。糸規制ガイド１２は、複数の紡糸巻取ユニット１が並ぶ方向と平行な方向に移動可能に設けられている。糸規制ガイド１２は、例えばシリンダからなる図略のガイド駆動部により駆動される。

引取部６は、上側の階層から下方へ走行する複数の糸Ｙを引き取るために用いられる。引取部６は、引取フレーム６０と、２つのゴデットローラ６１，６２と、を備える。以下の説明では、糸Ｙの走行方向において、上流側に位置するゴデットローラを上流ゴデットローラ６１と称し、下流側に位置するゴデットローラを下流ゴデットローラ６２と称する。

糸Ｙの巻取り時、糸規制ガイド１２は実質的に、上流ゴデットローラ６１の真上に位置する。以下の説明においては、当該位置を「動作位置」と称する。

糸掛け作業のとき、糸規制ガイド１２は、上流ゴデットローラ６１の真上から左右方向にずれた位置に位置する。これにより、糸掛け作業を容易に行うことができる。以下の説明においては、糸掛け作業時における糸規制ガイド１２の位置を「準備位置」と称する。

上流ゴデットローラ６１は、糸規制ガイド１２の動作位置のほぼ真下に位置するように、引取フレーム６０に配置されている。上流ゴデットローラ６１は、上流ゴデットモータ６１ａにより駆動される。一方、下流ゴデットローラ６２は、図２の鎖線矢印で示すように、上流ゴデットローラ６１に近接した糸掛け位置と、巻取装置７の直上に位置するパッケージ形成位置と、の間で移動可能である。下流ゴデットローラ６２は、下流ゴデットモータ６２ａにより駆動される。この上流ゴデットモータ６１ａ及び下流ゴデットモータ６２ａは、紡糸巻取ユニット制御装置１０２の制御指令に応じて動作する。

糸掛け作業時、下流ゴデットローラ６２は、上流ゴデットローラ６１の近傍の糸掛け位置に下降する。糸掛け作業が終了すると、下流ゴデットローラ６２は、パッケージ形成位置まで上昇する。

巻取装置７は、引取部６から走行してくる複数の糸Ｙを巻き取ってパッケージＰを形成する。巻取装置７は、ターレット７１と、２本のボビンホルダ７２と、トラバース装置７３と、接触ローラ７４と、を主として備える。

ターレット７１は、回転可能に設置されている。ターレット７１には、２本のボビンホルダ７２のそれぞれが回転可能に支持されている。それぞれのボビンホルダ７２は、前後方向に細長く形成されている。２本のボビンホルダ７２は、ターレット７１の回転軸を挟んで互いに反対側に配置されている。ターレット７１が回転することによって、２本のボビンホルダ７２の位置が入れ替わる。

具体的には、２本のボビンホルダ７２は、上側の巻取位置と、下側の待機位置と、のそれぞれに位置する。巻取位置にあるボビンホルダ７２は接触ローラ７４と近接しており、待機位置にあるボビンホルダ７２は接触ローラ７４から離れている。各ボビンホルダ７２には、複数のボビンＢが装着されている。複数のボビンＢは、ボビンホルダ７２の長手方向に並べられている。

トラバース装置７３は、複数のボビンＢに対応して、複数のトラバースガイド７３ａを備える。各トラバースガイド７３ａは、それぞれのボビンＢに対応するように配置される。トラバースガイド７３ａは、紡糸巻取ユニット制御装置１０２の制御指令に応じて動作するトラバースモータ７３ｂにより駆動される。各トラバースガイド７３ａがボビンホルダ７２の長手方向と平行な方向に往復移動することで、糸ＹがトラバースされつつボビンＢに巻き取られる。

接触ローラ７４は、それぞれのボビンＢに形成された複数のパッケージＰの外周面に接触して、当該複数のパッケージＰのそれぞれに接圧を付与する。接触ローラ７４は、紡糸巻取ユニット制御装置１０２の制御指令に応じて動作する巻取モータ７０により駆動される。

糸掛けロボット２は、図２に示すように、建物の下側の階層に配置されている。糸掛けロボット２は、複数の紡糸巻取ユニット１の間で走行可能であり、各紡糸巻取ユニット１に対する糸掛け作業を自動的に行う。

糸掛けロボット２は、ロボット本体２１と、ロボット制御部２０と、ロボットアーム２２と、ハンド部２３と、糸貯留部２４と、を備える。糸掛けロボット２の各部の動作は、ロボット本体２１に搭載されるロボット制御部２０により制御される。ロボット制御部２０は、図３に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える公知のコンピュータである。

下側の階層には、図略のガイドレールが設けられている。ガイドレールは、複数の紡糸巻取ユニット１が並ぶ方向（左右方向）に沿って延びている。ロボット本体２１は、移動モータ２１ａを備える。移動モータ２１ａを駆動することにより、ロボット本体２１はガイドレールに沿って移動することができる。

ロボットアーム２２は、多関節型に構成され、ロボット本体２１に取り付けられている。ロボットアーム２２は、アーム駆動モータ２２ａにより駆動され、３次元的な動作を行うことができる。ロボットアーム２２の先端部には、糸Ｙを引っ掛けて案内できるハンド部（糸係合部、ガイド部）２３が取り付けられている。ハンド部２３には図略のカッタが取り付けられても良い。移動モータ２１ａ及びアーム駆動モータ２２ａの動作は、図７に示すように、ロボット制御部２０により制御される。即ち、ロボット本体２１の移動及びロボットアーム２２の動作は、ロボット制御部２０により制御される。カッタの位置はハンド部２３に限定されず、ロボット本体２１に取り付けられても良い。

ハンド部２３は、ロボットアーム２２の先端に取り付けられるエンドエフェクタであって、複数の糸Ｙを案内可能な形状に形成されている。一例として、ハンド部２３は、開閉可能な１対のフィンガー部を備える。フィンガー部が閉じられた状態では、糸Ｙを保持可能な孔が形成される。フィンガー部が閉じられた状態で、糸Ｙは孔の内部を走行することができる。フィンガー部が開かれた状態では、孔に対して糸Ｙを出し入れすることができる。ハンド部２３の構成は上記に限定されず、案内のために糸Ｙに対して係合できる限り、他の形状に形成されても良い。

糸貯留部２４は、糸掛けロボット２が糸掛け作業を行うとき、紡糸装置３により紡出された複数の糸Ｙを巻き取って貯留するために用いられる。一例として図２に示すように、糸貯留部２４は、ロボット本体２１の背面に配置されている。ロボット本体２１の背面は、紡糸巻取ユニット１と対面する面と言い換えることもできる。糸貯留部２４の配置はロボット本体２１の背面に限定されず、側面や底面に設けられても良い。

糸貯留部２４は、図５に示すように、巻取部２５と、廃糸排出プレート（糸排出部）２６と、を主として備える。

巻取部２５は、前後方向において、ロボット本体２１の背面から紡糸巻取ユニット１に近づく向きに延びるように配置されている。巻取部２５は、ロボット本体２１に対して回転可能に取り付けられている。巻取部２５は、縮径状態及び拡径状態に変化可能となるかせくり機から構成され、中心軸体（中心棒）２５ａと、中心軸体２５ａ周りに設置された拡縮部２５ｂと、を備える。

中心軸体２５ａは、棒状部材であって、概ね水平な向きに突出している。中心軸体２５ａは、巻取部２５の回転中心に位置している。拡縮部２５ｂは、複数の第１支持棒２５ｃと、複数の第２支持棒２５ｄと、複数の連結棒（棒部材）２５ｅと、固定ボス２５ｆと、移動スリーブ２５ｇと、から構成される。巻取部２５を構成する第１支持棒２５ｃ、第２支持棒２５ｄ及び連結棒２５ｅの数はそれぞれ等しい。

第１支持棒２５ｃ、第２支持棒２５ｄ及び連結棒２５ｅのそれぞれは、何れも直線状に細長い棒状の部材である。中心軸体２５ａの先端部には、固定ボス２５ｆが固定されている。中心軸体２５ａの根元部には、円筒状の移動スリーブ２５ｇが支持されている。移動スリーブ２５ｇは、中心軸体２５ａの長手方向に沿って移動可能である。固定ボス２５ｆ及び移動スリーブ２５ｇは、中心軸体２５ａと一体的に回転する。

それぞれの第１支持棒２５ｃの一端（以下「移動端」と称する）は、ヒンジを介して移動スリーブ２５ｇに連結されている。それぞれの第１支持棒２５ｃの他端は、ヒンジを介して連結棒２５ｅに連結されている。それぞれの第２支持棒２５ｄの一端（以下、「固定端」と称する）は、ヒンジを介して固定ボス２５ｆに連結されている。それぞれの第２支持棒２５ｄの他端は、ヒンジを介して連結棒２５ｅに連結されている。第１支持棒２５ｃが移動スリーブ２５ｇに取り付けられる位相は、第２支持棒２５ｄが固定ボス２５ｆに取り付けられる位相と対応している。

即ち、第１支持棒２５ｃ及び第２支持棒２５ｄにおいて、移動スリーブ２５ｇ又は固定ボス２５ｆに取り付けられる側と反対側の端部同士が、連結棒２５ｅを介して互いに連結されている。中心軸体２５ａを中心として周方向に並べられた複数の連結棒２５ｅは、実質的に、糸Ｙを巻付け可能な外周面を構成する。

ロボット本体２１は、図示しないモータを備える。モータの駆動により中心軸体２５ａを回転させることができる。第１支持棒２５ｃ、第２支持棒２５ｄ及び連結棒２５ｅは、中心軸体２５ａと一体的に回転する。

それぞれの連結棒２５ｅの長手方向一端が第１支持棒２５ｃに連結され、他端が第２支持棒２５ｄに連結される。連結棒２５ｅは、第１支持棒２５ｃに対して、その連結箇所の位相が対応している第２支持棒２５ｄではなく、連結箇所の位相が１つ分以上ずれている第２支持棒２５ｄを連結している。これにより、それぞれの連結棒２５ｅは、中心軸体２５ａの軸方向（言い換えれば、巻取部２５の回転中心）に対してねじれの位置に配置される。従って、巻取部２５の外周面は、実質的に、中心軸体２５ａを中心とした一葉双曲面に似た形状となる。この外周面は、その軸方向中央部分の横断面が軸方向全体のうち最小径となるように凹んでいる。こうして形成される凹部（脱落防止構造）２５ｈにより、巻取部２５により巻き取った糸Ｙが軸方向に抜けることを防止することができる。

第１支持棒２５ｃの移動端が連結された移動スリーブ２５ｇは、例えば、図略の駆動機構等の駆動により、中心軸体２５ａに沿って移動する。

移動スリーブ２５ｇが中心軸体２５ａの先端側へ移動すると、これに連動して、複数の連結棒２５ｅが径方向において中心軸体２５ａから離れるように移動する。この結果、巻取部２５は、径が大きくなる拡径状態になる。

移動スリーブ２５ｇが中心軸体２５ａの根元側へ移動すると、これに連動して、複数の連結棒２５ｅが径方向において中心軸体２５ａに近づくように移動する。この結果、巻取部２５は、径が小さくなる縮径状態になる。

糸Ｙを巻き取るとき、図５に示すように、移動スリーブ２５ｇは所定の位置となるように制御される。この結果、巻取部２５は、その径が所定の大きさである拡径状態になる。この拡径状態において、軸方向中央部の横断面は、軸方向両端部の横断面より小径となる。

廃糸排出プレート２６は、円環状に形成され、巻取部２５の中心軸体２５ａに沿って、ロボット本体２１から離れるように移動可能に取り付けられている。具体的には、廃糸排出プレート２６は、ロボット本体２１の近傍における待機位置と、ロボット本体２１から離れた（中心軸体２５ａの先端に近い）残糸排出位置と、の間で移動可能である。

廃糸排出プレート２６には、例えば、図８に示すように、当該廃糸排出プレート２６と垂直な方向に延びる伸縮可能な押付け棒２６ａが取り付けられている。廃糸排出プレート２６の中心部には、貫通状の孔が形成されている。径が小さくなった縮径状態の巻取部２５は、廃糸排出プレート２６の孔を通過可能である。押付け棒２６ａが伸縮することで、廃糸排出プレート２６は、待機位置と残糸排出位置との間で移動する。

次に、糸掛けロボット２による糸掛け作業について説明する。図５及び図６は、糸掛けロボット２が行う糸掛け作業において、糸Ｙが貯留されるときの糸貯留部２４の様子を示す図である。図７及び図８は、糸掛け作業後、貯留された糸Ｙが排出されるときの糸貯留部２４の様子を示す図である。

紡糸巻取ユニット１において、例えばパッケージＰの形成開始前の準備段階、又は、何らかの原因により糸切れが発生した場合等に、巻取装置７による糸Ｙの巻取りを開始（再開）する前に、上方の紡糸装置３から紡出された複数の糸Ｙを引取部６等に引っ掛ける糸掛け作業を行う必要がある。

本実施形態においては、紡糸装置３からの複数の糸Ｙを上側の階層から下側の階層まで降ろす糸降ろし作業が、オペレータが糸降ろし装置５を操作することにより行われる。下側の階層における糸掛け作業が、糸掛けロボット２によって自動的に行われる。

糸降ろし作業を開始する前に、オペレータは、糸降ろし装置５を対象の紡糸巻取ユニット１まで移動させる。その後、オペレータは、糸降ろし装置５から糸吸引部５３を取り外し、それと同時に又はその前に糸吸引部５３を動作させる。オペレータは、糸吸引部５３を用いて、油剤ガイド１１より上流側において、紡糸装置３から紡出された複数の糸Ｙを吸引保持する。

そして、オペレータは、糸吸引部５３により吸引保持された複数の糸Ｙを油剤ガイド１１に掛ける。オペレータは、複数の糸Ｙを油剤ガイド１１に掛けた後、又は、糸降ろし装置５を対象の紡糸巻取ユニット１まで移動させた後、適切なタイミングで、糸降ろし装置５のガイド部材５１を、糸通過孔９ａを通過して２つの階層に跨った状態とする。

その後、オペレータは、例えばフック状の糸掛け用工具（図示しない）を適宜の場所から取り出し、糸吸引部５３と油剤ガイド１１との間で、糸吸引部５３によって吸引保持された糸Ｙを糸掛け用工具に掛ける。複数の糸Ｙが糸掛け用工具に掛けられた後、オペレータは、糸吸引部５３と糸掛け用工具との間の複数の糸Ｙが、糸降ろし装置５の保持部５５が備える２つの糸掛けローラ５５ａの真下に位置するように、糸掛け用工具を移動する。

この状態でオペレータが糸掛け用工具を外すと、油剤ガイド１１と、糸吸引部５３と、の間の複数の糸Ｙ（即ち糸Ｙの中途部）が２つの糸掛けローラ５５ａに掛けられる。これに伴って、複数の糸Ｙが２つの糸掛けローラ５５ａにより集束される。

糸降ろし準備作業が完了した後、オペレータは図略の操作スイッチ等を操作して、糸降ろし装置５の糸降ろし動作を開始する。糸降ろし動作が開始すると、糸降ろし装置５の昇降部５２は、ガイド部材５１に沿って、下側の階層の引渡位置まで移動する。この結果、２つの糸掛けローラ５５ａに掛けられた複数の糸Ｙが、下方の位置まで移動する。このように、糸吸引部５３により吸引保持されている複数の糸Ｙの中途部が、糸降ろし装置５により、糸規制ガイド１２の近傍まで搬送される。

糸掛けロボット２は、上記糸降ろし作業中又は作業後において、集中制御装置１０１の動作指令に応じて、対象の紡糸巻取ユニット１まで移動する。対象の紡糸巻取ユニット１に到着した糸掛けロボット２は、ロボットアーム２２の先端に取り付けられたハンド部２３を動作させる。ハンド部２３は、糸降ろし装置５の何れかの糸掛けローラ５５ａに掛けられた複数の糸Ｙに近接した位置まで移動し、糸Ｙに係合する。

ロボットアーム２２は、捕捉された糸Ｙを巻取部２５まで案内する。巻取部２５は、ロボットアーム２２が上記の糸捕捉動作を開始する前、又はその後に回転を開始する。巻取部２５に案内された糸Ｙは、巻取部２５の外周を例えば周回するようにロボットアーム２２によって導かれることで、回転している巻取部２５に巻き付く。これにより、巻取部２５への糸Ｙの実質的な固定が実現し、糸Ｙの巻取りが開始される。これに伴って、紡糸装置３から巻取部２５に至る糸Ｙにハンド部２３が係合した状態になる。

巻取部２５による糸Ｙの巻取りが開始された後、糸掛けロボット２は、ハンド部２３又はロボット本体２１に取り付けられた図略のカッタによって、巻取部２５より下流側（例えば、巻取部２５と、糸掛けローラ５５ａと、の間）の糸Ｙを切断する。切断箇所より下流側の糸Ｙは、糸降ろし装置５の糸吸引部５３により吸引され、図略の廃糸容器まで排出される。糸Ｙは、糸掛けロボット２とは別途に設けられたカッタによって切断されても良い。また、ハンド部２３によって捕捉された糸Ｙの巻取部２５による巻取りが開始される前に、当該糸の切断を行っても良い。

その後、糸掛けロボット２は、複数の糸Ｙを巻取部２５により貯留しながら、糸規制ガイド１２、引取部６（上流ゴデットローラ６１及び下流ゴデットローラ６２）、複数の支点ガイド１３の順に掛けていくように、ロボットアーム２２を移動させる。

その後、糸掛けロボット２は、上側に位置するボビンホルダ７２よりも下方の所定位置にハンド部２３が位置するように、ロボットアーム２２を移動させ、複数の糸ＹのそれぞれをそれぞれのボビンＢに接触させる。

ロボットアーム２２による糸ＹのボビンＢへの案内と同時に、又はその少し前に、巻取装置７の巻取動作が開始されている。回転するボビンＢの端部に糸Ｙを巻き付けることで、糸Ｙの端部をボビンＢに固定することができる。巻取動作が開始すると、ボビンＢが回転するのに連動して、トラバースガイド７３ａがボビンＢの軸方向と平行な方向に往復移動する。トラバースガイド７３ａの往復移動中に、それぞれのトラバースガイド７３ａに糸Ｙが掛けられる。その後は、トラバースガイド７３ａの案内によって、糸ＹをボビンＢにトラバースしながら巻き取ることができる。この結果、パッケージＰを形成することができる。

糸掛けロボット２は、複数の糸Ｙを複数のボビンＢに固定した後、図略のカッタによって、糸吸引部５３との間の糸ＹをボビンＢに近い位置で切断する。切断された糸吸引部５３と糸掛けロボット２のハンド部２３との間の複数の糸Ｙは、巻取部２５によって巻き取られる。

その後、糸掛けロボット２は、図略の廃糸容器まで移動する。本実施形態においては、この廃糸容器は、例えば、糸掛け作業を行わないとき糸掛けロボット２が待機する待機位置の近傍に設置されている。

廃糸容器に到着した後、糸掛けロボット２は、移動スリーブ２５ｇをロボット本体２１側に移動させる。この結果、図７に示すように、巻取部２５の径が縮小する。そのすぐ後に、糸掛けロボット２は、図８に示すように、押付け棒２６ａをロボット本体２１から中心軸体２５ａの軸方向先端側へ進出させることで、廃糸排出プレート２６を移動させる。これにより、廃糸排出プレート２６は、巻取部２５に巻き取った糸Ｙを、巻取部２５の先端から排出することができる。

糸掛け作業時においては、紡糸装置３の紡糸は停止しないので、上流側から糸Ｙが継続的に供給される。本実施形態の糸掛けロボット２は、巻取部２５に糸Ｙを巻き取って貯留するので、負圧による吸引口をハンド部２３に設けることなく、ハンド部２３の近傍の糸Ｙを弛ませないようにすることができる。従って、可撓性の負圧配管をロボットアーム２２に取り付ける必要がないので、ロボットアーム２２が支持しなければならない重量が小さくなる。この結果、ロボットアーム２２の構成の簡素化、低コスト化を実現することができる。また、ハンド部２３において空気音が生じないので、騒音を良好に低減することができる。

以上に説明したように、本実施形態の糸掛けロボット２は、紡糸装置３から連続的に紡出された糸Ｙを紡糸引取装置４に掛ける。糸掛けロボット２は、巻取部２５と、ロボットアーム２２と、を備える。巻取部２５は、紡糸装置３から連続的に紡出された糸Ｙを巻き取って貯留する。ロボットアーム２２は、紡糸装置３から巻取部２５に至る糸Ｙに係合するハンド部２３を有する。ロボットアーム２２は、ハンド部２３を動作させて、紡糸装置３から巻取部２５に至る糸Ｙを紡糸引取装置４に掛ける。

これにより、糸掛けロボット２において、糸Ｙを巻取部２５に貯留することができる。この結果、糸Ｙを吸引して、別途に設けられた廃糸容器等に直接排出する必要がなくなる。よって、ロボットアーム２２の先端に、重量が大きいサクションガン等の吸引装置を搭載する必要がなくなり、ロボットアーム２２の小型化及び低出力を実現することができる。また、負圧による吸引力で糸Ｙを吸引保持する構成に比べて、騒音を低減することができる。

本実施形態の糸掛けロボット２において、巻取部２５の軸方向中央部の横断面が、軸方向両端部の横断面よりも小径となっている。

これにより、巻取部２５からの糸Ｙの脱落を防止でき、糸Ｙを好適に貯留することができる。

本実施形態の糸掛けロボット２は、貯留された糸Ｙを巻取部２５から排出する廃糸排出プレート２６を備える。

これにより、巻取部２５に巻かれた糸Ｙを容易に排出することができる。

本実施形態の糸掛けロボット２において、巻取部２５の径が変化可能である。

これにより、巻取部２５の径を減少させることで、巻取部２５に巻かれた糸Ｙを、コンパクトな状態で容易に排出することができる。

本実施形態の糸掛けロボット２において、巻取部２５は縮径状態及び拡径状態に変化可能に構成される。拡径状態のとき、巻取部２５の軸方向中央部の横断面が、軸方向両端部の横断面よりも小径となる。

これにより、巻取部２５からの糸Ｙの脱落を防止でき、糸Ｙを好適に貯留することができる。

本実施形態の糸掛けロボット２は、貯留された糸Ｙを巻取部２５から排出する廃糸排出プレート２６を備える。

これにより、巻取部２５に巻かれた糸Ｙを容易に排出することができる。

本実施形態の糸掛けロボット２において、巻取部２５が縮径状態及び拡径状態に変化可能に構成される。廃糸排出プレート２６に貫通孔が形成されている。縮径状態の巻取部２５が廃糸排出プレート２６の貫通孔を挿通する。

これにより、巻取部２５が廃糸排出プレート２６の貫通孔に差し込まれた状態で、巻取部２５に巻き取られた糸Ｙを廃糸排出プレート２６が押すことで、糸Ｙを好適に排出することができる。

本実施形態の糸掛けロボット２において、巻取部２５は、一体的に回転可能な複数の連結棒２５ｅを備える。複数の連結棒２５ｅは、巻取部２５の回転中心に位置する中心軸体２５ａに対して周方向に並べて配置される。それぞれの連結棒２５ｅは、中心軸体２５ａに対してねじれの位置に配置され、中心軸体２５ａに対して近づく方向及び離れる方向に移動可能である。

これにより、簡単な構成で、巻取部２５の径を容易に変化させることができる。

本実施形態の紡糸巻取システム１００は、紡糸装置３と、紡糸引取装置４と、糸掛けロボット２と、を備える。紡糸装置３は、糸Ｙを連続的に紡出する。紡糸引取装置４は、紡糸装置３から連続的に紡出された糸Ｙの引取り又は巻取りを行う。糸掛けロボット２は、紡糸装置３から連続的に紡出された糸Ｙを紡糸引取装置４に掛ける。糸掛けロボット２は、巻取部２５と、ロボットアーム２２と、を備える。巻取部２５は、紡糸装置３から連続的に紡出された糸Ｙを巻き取って貯留する。ロボットアーム２２は、紡糸装置３から巻取部２５に至る糸Ｙに係合するハンド部２３を有する。ロボットアーム２２は、ハンド部２３を動作させて、紡糸装置３から巻取部２５に至る糸Ｙを紡糸引取装置４に掛ける。

これにより、紡糸巻取システム１００の簡素化及び出力の低減を図ることができるとともに、負圧による紡糸巻取システム１００の騒音を抑制することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。変更は単独で行われても良いし、複数の変更が任意に組み合わせて行われても良い。

糸降ろし作業において、糸吸引部５３の代わりに、糸保持装置１４の吸引装置１４ａによって、複数の糸Ｙを吸引保持しても良い。

ガイド部材５１は、細長い棒状部材から構成され、糸通過孔９ａを貫通して各紡糸巻取ユニット１に設置されていても良い。

糸掛けロボット２のハンド部２３は、糸Ｙを引っ掛けて案内できれば、例えば、フック状、ローラ状等他の形状に形成されても良い。

糸掛けローラ５５ａは取外し可能に構成されても良い。この場合、糸掛けロボット２は、ハンド部２３により糸掛けローラ５５ａを掴み、糸掛けローラ５５ａを介して糸Ｙを案内する。

廃糸排出プレート２６において、中心部とは異なる位置に、縮径状態の巻取部２５が通過するための貫通孔が形成されても良い。廃糸排出プレート２６を省略しても良い。この場合、押付け棒２６ａによって、巻取部２５に巻き取られた廃糸を直接押し出して排出することができる。

本実施形態の巻取部２５は、例えば、図９に示すように変更することができる。図９に示す変形例の巻取部２５は、複数の支持棒２５ｐと、複数の糸接触プレート２５ｑと、を備える。複数の支持棒２５ｐは、中心軸体２５ａの先端部と根元部のそれぞれにおいて、周方向に並べて配置される。それぞれの支持棒２５ｐの一側の端部は、中心軸体２５ａに対し、ヒンジを介して連結される。支持棒２５ｐにおいて、中心軸体２５ａと反対側の端部は、糸接触プレート２５ｑに対し、ヒンジを介して連結される。

複数の糸接触プレート２５ｑは、中心軸体２５ａの周方向に並べて配置される。糸接触プレート２５ｑは、細長い板状に形成されている。糸接触プレート２５ｑの長手方向は、中心軸体２５ａと平行である。

複数の支持棒２５ｐのそれぞれは、中心軸体２５ａに連結している端部を中心として揺動可能に設置されている。支持棒２５ｐの揺動に応じて、糸接触プレート２５ｑは、図９の鎖線に示すように、中心軸体２５ａに近づく。これにより、糸接触プレート２５ｑと中心軸体２５ａとの間の距離が小さくなる。即ち、巻取部２５の径が小さくなる。この構成は、廃糸排出プレート２６と巻取部２５の連動を容易に実現することができる。糸接触プレート２５ｑを、直線状でなく、その長手方向中央部分が中心軸体２５ａに近づくように曲がった曲線状に形成することもできる。この場合、巻取部２５の外周面を、実質的に、前述の凹部２５ｈと同様に凹んだ形状とすることができる。

糸貯留部２４の配置により、巻取部２５の向きを変更可能に構成しても良い。例えば、巻取部２５の先端が下向きとなるように巻取部２５の向きを変更する。これにより、巻取部２５に巻かれた糸Ｙを自重で落下させて排出することができる。また、糸貯留部２４の配置にかかわらず、巻かれた糸Ｙをロボットアーム２２が掴んで巻取部２５から移動させて排出しても良い。この場合、ロボットアーム２２が糸排出部を兼ねることになる。

本願の糸掛けロボット２は、糸Ｙの巻取り作業が一時的に停止され、複数の糸Ｙは糸規制ガイド１２の近傍に設置されたアスピレータによって吸引保持されているとき、糸Ｙを当該アスピレータ又は糸規制ガイド１２から引き取って糸掛け作業を行う場合に適用することもできる。

２ 糸掛けロボット
３ 紡糸装置
４ 紡糸引取装置（糸処理装置）
２２ ロボットアーム
２３ ハンド部（糸係合部）
２５ 巻取部
２５ｅ 連結棒（棒部材）
２６ 廃糸排出プレート（糸排出部）
１００ 紡糸巻取システム
Ｙ 糸

Claims (9)

1. 紡糸装置から連続的に紡出された糸を糸処理装置に掛ける糸掛けロボットであって、
   前記紡糸装置から連続的に紡出された糸を巻き取って貯留する巻取部と、
   前記紡糸装置から前記巻取部に至る糸に係合する糸係合部を有して当該糸係合部を動作
   させて前記紡糸装置から前記巻取部に至る糸を前記糸処理装置に掛けるロボットアームと、
   を備えることを特徴とする糸掛けロボット。
2. 請求項１に記載の糸掛けロボットであって、
   前記巻取部の軸方向中央部の横断面が、軸方向両端部の横断面よりも小径となっていることを特徴とする糸掛けロボット。
3. 請求項１又は２に記載の糸掛けロボットであって、
   貯留された糸を前記巻取部から排出する糸排出部を備えることを特徴とする糸掛けロボット。
4. 請求項１又は２に記載の糸掛けロボットであって、
   前記巻取部の径が変化可能に構成されていることを特徴とする糸掛けロボット。
5. 請求項４に記載の糸掛けロボットであって、
   前記巻取部が縮径状態及び拡径状態に変化可能に構成され、
   前記拡径状態のとき、前記巻取部の軸方向中央部の横断面が、軸方向両端部の横断面よりも小径となることを特徴とする糸掛けロボット。
6. 請求項４に記載の糸掛けロボットであって、
   貯留された糸を前記巻取部から排出する糸排出部を備えることを特徴とする糸掛けロボット。
7. 請求項６に記載の糸掛けロボットであって、
   前記巻取部が縮径状態及び拡径状態に変化可能に構成され、
   前記糸排出部に貫通孔が形成され、
   前記縮径状態の前記巻取部が前記糸排出部の貫通孔を挿通することを特徴とする糸掛けロボット。
8. 請求項４から７までの何れか一項に記載の糸掛けロボットであって、
   前記巻取部は、一体的に回転可能な複数の棒部材を備え、
   複数の前記棒部材は、前記巻取部の回転中心に対して周方向に並べて配置され、
   それぞれの前記棒部材は、前記回転中心に対してねじれの位置に配置され、前記回転中心に対して近づく方向及び離れる方向に移動可能であることを特徴とする糸掛けロボット。
9. 糸を連続的に紡出する紡糸装置と、
   前記紡糸装置から連続的に紡出された糸の引取り又は巻取りを行う糸処理装置と、
   前記紡糸装置から連続的に紡出された糸を前記糸処理装置に掛ける糸掛けロボットと、
   を備える紡糸巻取システムであって、
   前記糸掛けロボットは、
   前記紡糸装置から連続的に紡出された糸を巻き取って貯留する巻取部と、
   前記紡糸装置から前記巻取部に至る糸に係合する糸係合部を有して当該糸係合部を動作
   させて前記紡糸装置から前記巻取部に至る糸を前記糸処理装置に掛けるロボットアームと、
   を備えることを特徴とする紡糸巻取システム。

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