JPH0447058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、織機の電動送り出しまたは電動巻取
制御技術に関し、特に織機の起動時における過渡
的な運転に有効なフイードフオーワード制御方法
およびその装置に係る。

〔発明の背景および従来技術〕

織機の送り出し運動は、たて糸に適切な張力を
与えながら、送り出しビームよりたて糸を送り出
す運動であり、また、巻取運動は、製織された織
布を所定の張力のもとに順次巻き取るための運動
である。一般に、これらの運動の制御系は、たて
糸または織布を制御対象とし、その張力を制御目
標とする張力制御系となつている。

そしてこの張力制御系は、メインループとして
PI動作（比例・積分動作）を行うための張力制
御系にマイナループとして応答速度の速い速度制
御系を組み合わせて構成されている。

ところで、たて糸の張力は、織機の主運動と対
応して１回転中に脈動的な運動をする。この脈動
的な張力の変動は、通常、張力制御系の対象とし
ない。このため張力制御系は、大きな時定数の積
分回路を有しており、織機の１回転中の張力の変
動をその積分回路の積分機能により吸収してい
る。ところが、このような積分機能が存在するた
めに、従来のこの種の張力制御系では、張力変化
の検出が遅く、再起動時の張力変動が大きくなる
という欠点がある。

一方、機能には、よこ止め装置が付設されてい
る。このよこ止め装置は、よこ入れ不良のときに
織機を自動的に停止させる。そこでこの織機の停
止状態のときに、寸動運転または逆転運転を伴つ
たよこ糸の修復作業が行われる。この際の寸動運
転または逆転運転といつた運転状態のときにも、
張力変化の検出が遅いために、張力変動が大きく
なるという欠点がある。

このように、寸動運転、逆転運転または起動時
等、織機の過渡的な運動状態にあるとき、上記張
力制御系は、その大きな時定数の積分機能のため
に応答が遅く、たて糸送り量の最適制御を行おう
としても、確実な制御が実現されにくい。そのた
め、過渡的な運転状態において、一時的な張力変
動のために、たて糸の伸びや織布の縮みが発生
し、これが原因して織り段特に止め段が発生し、
製品品質を低下させる。

このような実情から、従来の張力制御系では、
常に最適な制御、特に織機の寸動運転、逆転運転
または再起動時等の過渡的な運転状態での最適制
御が不可能であり、織布の織段の発生が避けられ
ない状況にある。

〔発明の概要〕

ここに本発明の目的は、張力制御系によつて不
可能な制御動作、特に織機の過渡的な運動状態で
の最適制御を実現し、これによつて織段特に止め
段の発生を未然に防止することである。

そこで本発明は、織機の電動送り出しまたは電
動巻取制御において、張力制御系すなわち張力フ
イードバツク制御系とは別に、この張力フイード
バツク制御系によつて不充分な制御動作、例えば
織機の寸動運転、逆転運転および起動などの過渡
的な運転時に、織機の運転態様や製織条件などを
運転データとしてフイードフオーワード制御によ
り補正を行うようにしている。

ここで、運転態様とは、寸動運転、逆転運転、
起動運転等の過渡的な運転状態や、定常運転状態
を言い、また、製織条件とは、織物品種や織り密
度、たて糸ビームの巻径、たて糸張力、織機の停
止時間、さらにはよこ糸修復時のよこ糸の抜き取
り本数等を言うものとする。

このフイードフオーワード制御の内容は、織機
の運転態様および製織条件ごとに、予め運転パタ
ーンとして記憶されている。そこでフイードフオ
ワード制御は、織機の現在の運転態様や製織条件
を示す運転データを判別し、現在の運転データに
基づいて記憶内容から最適な運転パターンを読み
出し、この運転パターンから制御信号を発生し、
これを織機の回転と連動して張力制御系に代わつ
て送り出し用または巻取用の駆動モータに印加す
るようにしいる。

したがつてたて糸の送り出し用または織布の巻
取用の駆動モータは、定常時にはメインループと
して張力制御系の制御下におかれるが、織機の過
渡的な運転状態のときには、織機の運転態様およ
び製織条件によつて定められた運転パターンに基
づくフイードフオーワード制御系の制御信号を受
けて、織機の過渡的な運転に最適な回転状態を実
現する。

ところで、上記のフイードフオーワード制御
は、かなり高度な制御技術であり、織機の１回転
ごとに、速い応答速度のもとに実現されなければ
ならない。したがつてこのようなフイードフオー
ワード制御は、通常のリレーシーケンスなどの制
御技術を用いても、理想的な応答速度で実施でき
ないことになる。

したがつて本発明の他の目的は、上記フイード
フオワード制御をコンピユータ技術を用いて、高
速で実現できるようにすることである。

上記目的のもとに、本発明は、制御の主要部と
して、中央処理装置（CPU）を採用し、これに
メモリや入出力機器を組み合わせてフイードフオ
ーワード制御系を組み立てるようにしている。

上記のようなフイードフオワード制御が行われ
ると、つぎのような機能が得られる。

まず、織機の運転態様として、特に過渡的な運
転時に、予め設定された運転パターンに基づいて
送り出し用または巻取用の駆動モータの回転速
度、回転量および回転方向が必要な状態で制御さ
れるから、ロールやヘルドなどの部分で機械的な
摩擦があつても、ビームの回転による動きが織口
に確実に反映され、したがつて織段特に止め段の
発生が確実に防止できる。

また、運転パターンの設定時に、糸の延びや織
機の機械的な損失などを予め見込んで補正できる
から、張力制御系で実現不可能な最適制御が可能
となる。しかも、織機ごとに巻径が相違してお
り、また機械的な損失が織機固有の値として現わ
れていても、その織機ごとに運転パターンが最適
な値で設定できるから、張力制御系で実現不可能
なフイードフオワード制御が実現できる。

さらに、織機の運転態様として、例えば織機の
繰り返し寸動運転や逆運転などが行われても、そ
のような運転態様ごとに運転パターンが予め記憶
されておれば、必要なピツク数の前進や戻しが過
不足なく正確に行える。

〔実施例〕

まず、第１図は、本発明の前提となる織機の送
り出しおよび巻取運動の概要を示している。

たて糸１は、送り出しビーム２に巻付けられて
おり、その上方のテンシヨンロール３を経て、ほ
ぼ水平方向となり、ヘルド４によつて開口５を形
成しながら、織口６の部分でよこ糸７と交錯し、
おさ８のおさ打ち運動によつて織布９となる。こ
の織布９は、例えばロール状の固定的なプレスト
ビーム１０によつて方向を変え、案内ロール１
１，１２により巻取りロール１３の外周に巻付け
られてから、布巻ビーム１４に順次巻取られてい
く。そして上記送り出しビーム２および巻取りロ
ール１３は、それぞれ送り出し用の直流モータ１
５および織布巻取用の直流モータ１６によつて駆
動される関係にある。

つぎに第２図は上記直流モータ１５または直流
モータ１６の制御系を示している。

本発明の制御系は、張力制御系の制御装置１７
およびフイードフオワード系の制御装置１８によ
つて構成されており、これらの制御装置１７およ
び制御装置１８は、切り換えによつて、択一的に
用いられる。なお、以下の記述は、説明の便宜
上、送り出し用の直流モータ１５を制御対象とし
て説明する。

上記張力制御系の制御装置１７は、張力設定器
１９、加算点２０、PI制御器２１、常閉型の接
点２２、加算点２３，２４および駆動増幅器２５
を備えており、これらは順次直列に接続され、最
後の駆動増幅器２５の出力端で直流モータ１５に
接続されている。そして上記テンシヨンロール３
の位置にたて糸１の張力変化を検出するための張
力検出器２６がスプリング２７などを介在させた
状態で設けられているが、この張力検出器２６
は、上記張力制御系の加算点２０に負帰還の状態
で接続されている。また送り出し用の直流モータ
１５に機械的に連結されたタコジエネレータ２８
の出力端は、加算点２４に負帰還状態で接続され
ており、速度フイードバツク方式の駆動制御系を
構成している。

そしてフイードフオワード系の制御装置１８
は、主要部として入力機器２９、検出器３０、メ
モリ３１、中央処理装置（CPU）３２および駆
動制御装置３３を備えている。

上記入力機器２９、検出器３０、メモリ３１お
よびCPU３２は、データバス３４を通じて相互
に連絡できる状態にあり、駆動制御装置３３の入
力端に接続されている。この駆動制御装置３３の
出力端は、接点３６を経て、加算点２３に接続さ
れている。この接点３６および前記接点２２は、
ともに出力制御器３７によつてオンまたはオフの
状態に駆動される。なお、この出力制御器３７
は、織機制御装置３８から制御に必要な情報を取
り入れる。この織機制御装置３８は、検出器３０
との間で、情報の交換をする。

そして第３図は、上記駆動制御装置３３の具体
的な回路例を示している。

上記駆動制御装置３３の入力側のインターフエ
ース３５は、アツプダウン式のカウンタ３９の入
力端、クリア端子およびプリセツト端子にそれぞ
れ接続されており、またこのカウンタ３９の出力
端子は、Ｄ／Ａ変換器４０およびインターフエー
ス３５の入力端にそれぞれ接続されている。また
前記タコジエネレータ２８にエンコーダ４１が機
械的に連結されている。このエンコーダ４１は、
波形整形回路４２、分周回路４３を経て、カウン
タ３９のダウン入力端に接続されている。さらに
上記Ｄ／Ａ変換器４０の出力端は、反転増幅回路
４４、接点４５および加算点４６を経て、接点３
６の一方の側に接続されている。またＤ／Ａ変換
器４０の出力端は、分岐して接点４７によつて直
接加算点４６にも接続されている。一方、インタ
ーフエース３５の正転出力端４８および逆転出力
端４９は、それぞれ駆動回路５０，５１に接続さ
れており、これらの駆動回路５０，５１は、上記
接点４７，４５をそれぞれ選択的に動作させる。

つぎに上記張力制御系の制御装置１７およびフ
イードフオワード系の制御装置１８の動作を説明
する。

張力制御系の制御装置１７は、織機の定常運転
状態での制御を分担している。たて糸１または織
布９の張力は、張力設定器１９を操作することに
よつて与えられ。この張力設定器１９は、可変抵
抗器などであり、目標の張力に対応する信号を発
生し、これを加算点２０を経てPI制御器２１に
送り込んでいる。ここでPI制御器２１は、Ｐ動
作、Ｉ動作またはPI動作を行い、張力制御に必
要なPI出力信号を発生している。

織機が定常運転状態にあるとき、出力制御器３
７は織機制御装置３８から送られる情報によつ
て、定常運転状態にあることを判断し、その判断
結果に基づいて接点２２をオンの状態のままと
し、かつ接点３６をオフの状態に設定している。
このためPI制御器２１のPI出力信号は、加算点
２３、２４を経て、駆動増幅器２５に送り込まれ
る。ここで駆動増幅器２５は、PI制御器２１の
PI出力信号に基づいて直流モータ１５の回転速
度の制御を行う。この直流モータ１５の回転速度
は、タコジエネレータ２８によつて速度フイード
バツク信号として加算点２４に負帰還される。

このようにして、マイナーループとしてのフイ
ードバツク速度制御系は、PI制御器２１からの
PI出力信号と直流モータ１５の実際の回転速度
との偏差を解消する方向に作用する。

また、たて糸１または織布９の実際の張力は、
張力検出器２６によつて検出され、電気信号とし
て加算点２０に負帰還される。ここでも張力制御
系の制御装置１７は、制御対象すなわちたて糸１
または織布９を含んでフイードバツク制御系を構
成している。このようにして張力制御系の制御装
置１７は、製織の進行にかかわらず、たて糸１ま
たは織布９の張力を目標の値に設定していく。

一方、織機がよこ入れミスなどによつて自動的
に停止すると、出力制御器３７は、織機制御装置
３８からその停止状態に対応する情報を取り入
れ、張力制御系の接点２２をオフの状態にし、こ
れにかわつてフイードフオワード系の接点３６を
オンの状態に設定する。これによつて制御装置１
８の出力は、接点３６を経て加算点２３に印加さ
れ得る状態となる。

さて、メモリ３１には、予め織機の運転態様お
よび製織条件ごとに直流モータ１５の回転方向、
回転量および回転速度などの運転データが入力さ
れている。この入力は、CPU３２によつて入力
モードに設定し、入力機器２９のキーボード中の
フアンクシヨンキーやテンキーなどを操作するこ
とによつて行え、その入力値は、運転パターンと
してメモリ３１に格納されている。

このような運転パターンの特性は、織機の運転
状態すなわち正常運転、寸動運転、逆転運転ある
いは起動運転、さらによこ糸修復時のよこ糸の抜
き取り本数、織機の停止時間および送り出しビー
ム２や布巻ビーム１４の巻径その他の製織条件な
どを考慮して決定される。たとえば織機の起動時
での運転パターンは、たて糸１を織機の起動前に
予め３ピツク相当分戻し、織機の起動後２ピツク
相当分進めるなどのパターンである。そして上記
各１ピツク相当分に対し織機の停止時間および巻
径などによつて適当な補正が加えられる。

第４図は、巻径Ｒの大中小との関連で、停止時
間Ｔと補正のための設定値Ｖとの関係の一例を示
している。巻径Ｒによる補正は、実際には巻径Ｒ
の代替値によつて行われる。この巻径Ｒの代替値
は、定常運転時に１ピツク相当の直流モータ１５
の回転量Ｃを予め検出しておくことによつて算出
できる。第５図は、回転量Ｃの設定例を示す。な
お、この回転量Ｃは、寸動運転時または逆転運転
時に、上記１ピツクに相当する分だけ直流モータ
１５が正方向、または逆方向に回転させられると
きにも使用される。このような操作によつて予め
適当な運転パターンがメモリ３１に格納されてい
る。

例えば、織機の停止期間中に不良糸の抜取り作
業が行われた場合には、検出器３０は、その停止
原因すなわちよこ入れ不良を検知し、同時によこ
糸の抜取り本数などを検出し、その情報をCPU
３２に送り込む。そこでCPU３２は、その情報
を読み取り、その情報に対応するその後の運転態
様をメモリ３１から読み出し、これを再起動時の
運転プログラムとしてCPU３２の内部の記憶手
段に一時的に記憶し、そのプログラムをインター
フエース３５を通じ、駆動制御装置３３に送り込
む。CPU３２は、まずインターフエース３５を
通じてクリア端子に信号を送り、カウンタ３９を
０状態に設定し、続いてプリセツト端子にロード
信号を送り込み、例えば３ピツクの逆転に必要な
設定値Ｖをカウンタ３９のDp入力端に送り込む。

一方、CPU３２は、同様にインターフエース
３５を通じ、逆転出力を駆動回路５１に送り込
み、これによつて、接点４５をオンの状態に設定
している。このような準備操作の後に、駆動制御
装置３３は、織機の起動に先立つて直流モータ１
５を逆転方向に回転させる。

直流モータ１５が逆転方向に回転すると、その
回転量がエンコーダ４１によつて電気的に検出さ
れる。すなわち、エンコーダ４１の出力信号は、
波形整形回路４２で矩形波に整形され、分周回路
４３で分周された後に、カウンタ３９のダウン入
力端に送り込まれる。

そしてこのカウンタ３９の現在の計数値は、
Ｄ／Ａ変換器４０によつてデジタル信号からアナ
ログ信号に変換され、反転増幅回路４４を経て、
加算点４６に送り込まれる。カウンタ３９の計数
値すなわち出力値は、インターフエース３５を通
じてCPU３２にも送り込まれている。

その計数値が０に達したとき、すなわち直流モ
ータ１５が３ピツクに相当する分だけ逆転したと
き、CPU３２はそれを検知し、接点４５をオフ
の状態とするとともに、これにかわつて接点４７
をオンの状態に設定する。その後直流モータ１５
に正転方向の回転を与えるための２ピツク相当分
の設定値をインターフエース３５を通じて新たに
カウンタ３９のDp入力端に送り込む。このよう
に直流モータ１５が結果として１ピツク分逆方向
に回転することによつてたて糸１に適切な張力が
与えられる。またこのたて糸１の引き戻しによつ
て、織口６は、不良糸の抜き取られた分だけ正確
に後退し、さらに正規の織口６の位置よりもやや
後方に移動させられる。

このようにして織機の実際の起動前に織口を１
ピツク分戻すという適切な準備が行われる。その
後、織機は、正規の製織動作を開始させるために
起動運動に入る。

織機が正常な回転数に到達するまでおさ８のお
さ打ち力は定常な回転速度の場合に比較して小さ
くなつている。しかし、直流モータ１５が予め逆
方向に回転し、織口６を後退させているから、お
さ８のおさ打ち力自体が弱くても、おさ８は、後
退位置の織口６に対し所定のおさ打ち力でよこ糸
７をたて糸１に交錯させていく。したがつてこの
期間での直流モータ１５，１６の回転速度の変化
は、織機の起動の初期すなわち過渡的な運転状態
でのおさ打ち力を所定の値にまで高めることを考
慮して設定することになる。

その後、直流モータ１５は、例えば１ピツク分
に相当する分だけ正転方向に多く回転し、織口６
を１ピツク分だけ余分に進める。この織口６の前
進は、おさ打ち力が安定した時点での織布９の厚
段を未然に防止するのに有効である。このような
正転方向の回転が終了した時点で、フイードフオ
ワード系の制御装置１８の過渡的な運転状態での
機能が完了することになる。

したがつてCPU３２は、織機制御装置３８の
情報から織機が定常回転状態に入つたことを検知
し、接点４７をオフの状態に設定する。そのとき
出力制御器３７は、接点３６をオフの状態に設定
し、同時に接点２２をオンの状態に設定する。こ
のため制御装置１７のみが直流モータ１５の制御
に関与できる状態になる。

上記織口位置制御の説明は、一例であるから、
これに限定されない。織物によりいろいろなパタ
ーン設定が可能であることは言うまでもない。ま
た、図中、接点２２，３６，４５，４７は、有接
点で表現してあるが、無接点すなわち半導体を使
用したスイツチを使用してもよい。

〔他の実施例〕

つぎに第６図は、駆動制御装置３３の他の実施
例を示している。

この実施例では、通常のカウンタ５２の他に比
較回路５３およびラツチ５４が付加されている。
カウンタ５２は、インターフエース３５からのク
リア信号によつてクリアされ、その出力は、比較
回路５３に、また計数値としてインターフエース
３５を通じ、CPU３２に送り込まれる。

一方、CPU３２を通じて与えられる設定値は、
ロード信号を受けた時点でラツチ５４に読み込ま
れる。そこで比較回路５３は、カウンタ５２の計
数値とラツチ５４の設定値とを比較し、その比較
内容に応じてアナログスイツチ５５を動作させ
る。このアナログスイツチ５５の入力端には、可
変抵抗器５６が接続されており、適当な速度指令
信号が与えられている。比較回路５３はカウンタ
５２の計数値とラツチ５４の設定値とが一致する
と、アナログスイツチ５５をオフにし、速度指令
信号の出力を中止する。このようにして、直流モ
ータ１５は、CPU３２によつて与えられた設定
値に対応する量だけ必要な回転速度と回転方向で
回転する。なお、増幅器５７の出力端は、、前記
実施例でのＤ／Ａ変換器４０の出力端と対応して
いる。

なお、上記実施例は一例として制御対象を送り
出し用の直流モータ１５を対象として説明してい
るが、このフイードフオワード系の制御装置１８
は、巻取用の直流モータ１６についても同様に実
施できる。また、送り出しまたは巻取用の駆動モ
ータは、直流モータに代えて、交流モータを使用
してもよい。

〔発明の効果〕

本発明では、下記の特有の効果が得られる。

まず、織機の運転態様として、特に過渡的な運
転時に、予め設定された運転パターンに基づいて
送り出し用または巻取用の駆動モータの回転速
度、回転量および回転方向が必要な状態で制御さ
れるから、ロールやヘルドなどの部分での摩擦が
あつても、ビームの回転による動きが織口に確実
に反映され、したがつて織段特に止め段の発生が
確実に防止できる。

また、運転パターンの設定時に、糸の延びや織
機の機械的な損失などを予め見込んで補正できる
から、張力制御系で実現不可能な最適制御が可能
となる。しかも、織機ごとに巻径が相違してお
り、また機械的な損失が織機固有の値として現れ
ていても、その織機ごとに運転パターンが最適な
値で設定できるから、張力制御系で実現不可能な
フイードフオワード制御が実現できる。

さらに、織機の運転態様として、例えば織機の
繰り返し寸動運転や逆運転などが行われても、そ
のような運転態様ごとに運転パターンが予め記憶
されておれば、必要なピツク数の前進や戻しが過
不足なく正確に行える。また織機の運転中に製織
条件が大きく変化し、しかもこの変化が張力フイ
ードバツク系によつて補償できない場合において
も、こフイードホワード制御系によつて必要に応
じ補償できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は織機の電動送り出しおよび電動巻取部
分の概略的側面図、第２図は張力制御系の制御装
置およびフイードフオワード系の制御装置のブロ
ツク線図、第３図はフイードフオワード系の制御
装置の駆動制御装置の部分のブロツク線図、第４
図および第５図は停止時間と設定値との関係を示
すグラフ、第６図は他の実施例の駆動制御装置の
ブロツク線図である。 １…たて糸、２…送り出しビーム、３…テンシ
ヨンロール、４…ヘルド、５…開口、６…織口、
７…よこ糸、８…おさ、９…織布、１０…ブレス
トビーム、１１，１２…案内ロール、１３…巻取
ロール、１４…布巻ビーム、１５，１６…直流モ
ータ、１７…張力制御系の制御装置、１８…フイ
ードフオワード系の制御装置、１９…張力設定
器、２０…加算点、２１…PI制御器、２２…接
点、２３，２４…加算点、２５…駆動増幅器、２
６…張力検出器、２７…スプリング、２８…タコ
ジエネレータ、２９…入力機器、３０…検出器、
３１…メモリー、３２…CPU、３３…駆動制御
装置、３４…データバス、３５…インターフエー
ス、３６…接点、３７…出力制御器、３８…織機
制御装置、３９…アツプダウン式のカウンタ、４
０…Ｄ／Ａ変換器、４１…エンコーダ、４２…波
形整形回路、４３…分周回路、４４…反転増幅回
路、４５…接点、４６…加算点、４７…接点、４
８…正転出力端、４９…送転出力端、５０，５１
…駆動回路、５２…カウンタ、５３…比較回路、
５４…ラツチ、５５…アナログスイツチ、５６…
可変抵抗器、５７…増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 織機の定常運転時には、目標張力に対応する
   信号および制御対象の実際の張力に対応するフイ
   ードバツク信号を入力として作動する張力制御系
   により、制御対象駆動用のモータの回転を制御
   し、また織機の過渡的な運転時には、上記張力制
   御系に代わつて、フイードフオーワード制御系に
   よつて上記モータの回転を制御するようになつて
   おり、上記フイードフオーワード制御系は、織機
   の運転態様および製織条件ごとに予め回転方向、
   回転量および回転速度の運転パターンを記憶して
   おり、織機の過渡的運転時に織機の運転態様およ
   び製織条件を検知し、この検知内容に基づいて記
   憶内容から適切な運転パターンを読み出し、この
   読み出し内容を上記モータの駆動制御系に制御信
   号として印加することを特徴とする織機の電動送
   り出し・巻取制御方法。 ２ 制御対象の制御系を張力制御系の制御装置お
   よびフイードフオーワード制御系の制御装置によ
   り構成し、前者の張力制御系の制御装置は目標張
   力の信号を発生する張力設定器と、制御対象の実
   際の張力を検知してフイードバツク信号を発生す
   る張力検出器と、上記の目標張力の信号およびフ
   イードバツク信号を入力としてPI動作をするPI
   制御器と、このPI制御器のPI出力信号に基づい
   て制御対象駆動用のモータの回転を制御する駆動
   増幅器とを具備しており、また後者のフイードフ
   オーワード制御系の制御装置は、織機の運転態様
   および製織条件ごとに予め回転方向、回転量およ
   び回転速度の運転パターンを入力する入力機器
   と、この入力機器から入力された運転パターンを
   複数の運転パターンとして記憶するメモリと、織
   機の過渡的運転時に織機の運転態様および製織条
   件を検知する検知器と、この検知器からの検知内
   容に応じて上記メモリから適切な運転パターンを
   読み出して制御信号を発生する中央処理装置と、
   この中央処理装置からの制御信号を入力として上
   記モータを与えられた運転パターンに基づいて駆
   動する駆動制御装置とを具備することを特徴とす
   る織機の電動送り出し・巻取制御装置。