糸巻取装置の糸長測定装置
【課題】糸巻取用の巻取ボビン６，７を回転駆動するパッケージ駆動モータ４１と、このモータ４１とは切り離されて駆動し、前記糸巻取の際に糸を綾振るためのトラバース装置５とを備えた糸巻取装置において、糸巻取長さを精度良く測定できる糸長測定装置を提供する。
【解決手段】巻取チューブ６に糸４を巻き取って形成した糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離ΔＰＬｓを検出する手段７３と、糸層の幅方向の糸のトラバース移動距離ΔＴＬｓを検出する手段７４と、糸層周面移動距離演算手段７３で検出されたΔＰＬｓとトラバース移動距離演算手段７４で検出されたΔＴＬｓをそれぞれ入力し、入力されたΔＴＬｓ及びΔＰＬｓから、所定時間Ｔｓごとに巻取ボビン６，７に巻き取った糸４の巻取長さを計算し、所定時間Ｔｓごとに計算された巻取長さΔＹＬを巻始めから積算して、巻取ボビン６，７に巻き取った糸４の巻取長さＹＬを求める、巻取長さ演算手段７５と、を備える。
【解決手段】巻取チューブ６に糸４を巻き取って形成した糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離ΔＰＬｓを検出する手段７３と、糸層の幅方向の糸のトラバース移動距離ΔＴＬｓを検出する手段７４と、糸層周面移動距離演算手段７３で検出されたΔＰＬｓとトラバース移動距離演算手段７４で検出されたΔＴＬｓをそれぞれ入力し、入力されたΔＴＬｓ及びΔＰＬｓから、所定時間Ｔｓごとに巻取ボビン６，７に巻き取った糸４の巻取長さを計算し、所定時間Ｔｓごとに計算された巻取長さΔＹＬを巻始めから積算して、巻取ボビン６，７に巻き取った糸４の巻取長さＹＬを求める、巻取長さ演算手段７５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸を巻取ボビンに綾振りしながら巻き取る糸巻取装置の糸長測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の糸長測定装置に関し、特許文献１には、綾振ドラム式の糸巻取装置（自動ワインダ）において、綾振ドラムのドラム回転検出器が発生する検出パルスを定長カウンタで計数して糸長を測定する構成の糸長測定装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２８６６４６号公報（００１３等）
【０００３】
一方、特許文献２は、巻取ボビン回転駆動装置とトラバース装置とが互いに独立して駆動する糸巻取装置（自動ワインダ）を開示する。特許文献２では、このように巻取ボビン回転駆動装置と綾振りのための駆動装置とを独立させることで、プレシジョンワインディングやステッププレシジョンワインディング等の形式の綾巻ボビンを製造できることが開示されている。また特許文献２は、巻取ボビンを巻取ボビン回転駆動装置の回転子に相対回動不能に結合する、所謂巻取ボビンダイレクトドライブ方式の構成を開示している。
【特許文献２】特開２０００−２４７５４２号公報（０００７、００４３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献２の構成は、巻取ボビンとトラバース糸案内部を独立のモータで駆動しているので、上記の多種多様な巻き方が可能な点で有利であるが、特許文献２の巻取装置には特許文献１の糸長測定装置を適用することができない。つまり、特許文献１のように糸層と接触するローラの回転を検出するだけでは、それと独立して綾振りされるトラバース成分を加味した糸長測定が不可能である。
【０００５】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、トラバース装置が巻取ボビン回転駆動装置とは切り離されて駆動するタイプの糸巻取装置に好適な糸長測定装置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】
【０００６】
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。
【０００７】
本発明の第１の観点によれば、糸を巻き取るための巻取ボビンを回転駆動するための巻取ボビン回転駆動装置と、この巻取ボビン回転駆動装置とは切り離されて駆動し、前記巻取ボビンへの糸の巻取りの際にその糸を綾振るためのトラバース装置とを備えた糸巻取装置における、前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを測定するための糸長測定装置において、以下のような構成が提供される。前記巻取ボビンに糸を巻き取って形成した糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離を検出する手段と、前記糸層の幅方向の糸のトラバース移動距離を検出する手段と、前記糸層周面移動距離検出手段で検出された糸層周面移動距離及び前記トラバース移動距離検出手段で検出されたトラバース移動距離をそれぞれ入力し、入力された糸層周面移動距離及びトラバース移動距離から、所定の周期時間ごとに前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを計算し、所定時間ごとに計算された巻取長さを巻始めから積算して前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを求める巻取長さ演算手段と、を備えた。
【０００８】
これにより、巻取ボビン回転駆動とトラバース駆動とが独立して行われるタイプの糸巻取装置において、糸の巻取長さを精度良く測定することができる。
【０００９】
前記の糸巻取装置の糸長測定装置においては、前記所定の周期時間が瞬間の時間であることが好ましい。ここで、「瞬間の時間」とは、トラバース装置が１トラバースストローク分移動する時間よりも十分短い微小時間をいい、具体的には１秒以下の時間をいう。
【００１０】
これにより、糸長測定の精度をより向上させることができる。即ち、１トラバースストローク内でトラバース移動速度が変化しても、糸長を精度良く測定できる。また、巻取ボビン回転速度やトラバース移動速度の種々の変動に対応しつつ、正確に糸長を測定できる。
【００１１】
前記の糸巻取装置の糸長測定装置においては、前記トラバース装置が、糸をトラバース方向に移動させるために駆動されるトラバースガイドと、そのトラバースガイドを駆動するための駆動モータとを備え、この駆動モータの回転角度と前記トラバースガイドの移動距離とが所定の関係を維持していて、前記トラバース移動距離検出手段が前記駆動モータの回転角度を検出することが好ましい。
【００１２】
これにより、前記トラバース移動距離を簡単な構成で精度良く検出することができる。
【００１３】
前記の糸巻取装置の糸長測定装置においては、前記糸層周面移動距離検出手段が、前記糸層の径を検出する糸層径センサと、前記巻取ボビンの回転角度を検出する巻取ボビン回転角度センサとを備え、前記糸層径センサ及び前記巻取ボビン回転角度センサの検出結果から前記糸層周面移動距離を求めるものであることが好ましい。
【００１４】
これにより、糸長の測定を正確に行える。即ち、上記特許文献１のように糸層と接触するローラの回転角度を検出する方式では、糸層とローラとの間にすべりが生じることがあるので、糸長の測定値が不正確になってしまいやすい。この点、本構成のように糸層周面移動距離検出手段を糸層径センサと巻取ボビン回転角度センサとで構成することで、正確に糸長を測定することができる。
【００１５】
前記の糸巻取装置の糸長測定装置においては、前記糸層径センサが、糸の巻取を停止している状態で糸層径の検出が可能なものであることが好ましい。
【００１６】
これにより、糸の巻取を開始した直後から糸長の測定が可能になるので、糸の巻取長さを正確に測定できる。また、糸層径センサとして巻取ボビン回転角度センサとローラ回転角度センサとで構成して両センサの信号から糸層径を演算する構成は、糸の巻取を開始した後の巻取ボビン及びローラの回転速度が低速の時には、単位時間当たりの両センサからの信号数（パルス数）が少なく、演算手段での演算処理が困難であるが、本構成では糸層径センサが糸の巻取を停止している状態で糸層径の検出が可能なものであるので、巻取ボビンの回転速度が低速の時にも糸層径を検出することができる。特に、このような構成とすることは、糸巻取が糸欠点除去装置（糸欠点検出器、糸継装置等）を備え、糸欠点の検出、糸巻取の停止、糸欠点の除去、糸継ぎ、糸巻取の再開を糸巻取中に繰返す構成の糸巻取装置において有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る自動ワインダの糸巻取ユニットを示す正面模式図である。図２は計算周期時間Ｔｓにおける糸の巻取長さΔＹＬｓの演算を説明する要部斜視図である。
【００１８】
最初に図１に基づいて、自動ワインダ１の糸巻取ユニット（糸巻取装置）２を説明する。この糸巻取ユニット２は、給糸ボビン３の糸４をトラバース装置５でトラバースさせながら巻取チューブ６に巻き取って糸層を形成し、所定長で所定形状のパッケージ７を形成するものである。図１では糸巻取ユニット２を１台しか図示していないが、このような糸巻取ユニット２が図略の機台上に多数列設されることで、自動ワインダ１が構成されている。なお本明細書では、巻取チューブ６及びパッケージ７を総称して巻取ボビンと呼ぶ。即ち、糸層が形成されていない巻取ボビンが巻取チューブ６であり、糸層が形成された巻取ボビンがパッケージ７である。
【００１９】
糸巻取ユニット２は、前記巻取チューブ６を着脱可能に支持するクレードル（巻取ボビン支持部材）８と、前記パッケージ７の糸層の周面に接触して従動回転可能な接触ローラ９と、を備えている。前記クレードル８は、前記巻取チューブ６の両端を挟持して回転自在に支持できるように構成されている。また、このクレードル８は揺動軸１０を中心に傾動自在に構成されており、巻取チューブ６への糸４の巻取りに伴う巻太り（糸層の径の増大）を、クレードル８が揺動することによって吸収できるように構成されている。
【００２０】
前記クレードル８の巻取チューブ６を挟持する部分にはパッケージ駆動モータ（巻取ボビン回転駆動装置）４１が取り付けられており、このパッケージ駆動モータ４１により巻取チューブ６を積極的に回転駆動して糸４を巻き取るように構成されている。パッケージ駆動モータ４１のモータ軸は、巻取チューブ６をクレードル８に把持させたときに、当該巻取チューブ６と相対回転不能に連結されるようになっている（いわゆるダイレクトドライブ方式）。このパッケージ駆動モータ４１の作動はパッケージ駆動制御部４２により制御され、このパッケージ駆動制御部４２はユニット制御部５０からの信号を受けて前記パッケージ駆動モータ４１の運転／停止を制御するように構成している。
【００２１】
また、前記クレードル８にはパッケージ回転センサ（巻取ボビン回転角度センサ）４３が取り付けられており、このパッケージ回転センサ４３は、クレードル８に取り付けられた巻取ボビン（巻取チューブ６、パッケージ７）の回転角度（巻取ボビンが何回転したか）を検出するように構成している。この巻取ボビン６，７の回転角度検出信号は、パッケージ回転センサ４３から、前記パッケージ駆動制御部４２や前記ユニット制御部５０へ送信される。更に、前記回転角度検出信号は、後述するトラバース制御部４６へも入力される。
【００２２】
また、前記クレードル８にはロータリエンコーダ等からなるパッケージ径センサ（糸層径センサ）４４が取り付けられており、このパッケージ径センサ４４は、クレードル８に取り付けられた巻取チューブ６に糸４を巻き取って形成される糸層（パッケージ７）の径を、クレードル８の揺動角を検出することで検出できるように構成されている。このパッケージ径センサ４４は、糸４を巻き取っている時にも糸４の巻取を停止している時にも糸層の径の検出が可能なものである。パッケージ径センサ４４で取得された糸層の径は、ユニット制御部５０へ送信される。なお、パッケージ回転センサ４３とパッケージ径センサ４４とは、巻取チューブ６に糸４を巻き取って形成した糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離を検出する糸層周面移動距離検出手段の構成要素である。
【００２３】
また、前記接触ローラ９の近傍には前記トラバース装置５が設けられており、このトラバース装置５によって、糸４が綾振りされながらパッケージ７に巻き取られるようになっている。このトラバース装置５は、トラバース方向に往復移動自在に設けられたトラバースガイド（糸ガイド）１１と、このトラバースガイド１１を往復駆動するトラバース駆動モータ４５と、を備えている。
【００２４】
前記トラバース装置５は、支軸まわりに旋回可能に構成した細長状のアーム部材１３の先端に前記トラバースガイド１１をフック状に設けるとともに、このアーム部材１３を前記トラバース駆動モータ４５により図１の矢印のように往復旋回駆動させる構成になっている。本実施形態において前記トラバース駆動モータ４５はボイスコイルモータで構成されている。
【００２５】
このトラバース駆動モータ４５の作動はトラバース制御部４６により制御され、このトラバース制御部４６はユニット制御部５０からの運転信号を受けて前記トラバース駆動モータ４５の運転／停止を制御するように構成している。また、トラバース装置５はロータリエンコーダ等からなるトラバースガイド位置センサ４７を備えており、アーム部材１３の旋回位置（ひいては、トラバースガイド１１の位置）を検出して、位置信号を前記トラバース制御部４６へ送信できるように構成されている。トラバースガイド位置センサ４７は、トラバース移動距離検出手段の構成要素である。
【００２６】
なお、本実施形態では図１に示すように、巻取ボビン６，７を駆動するパッケージ駆動モータ４１と、トラバースガイド１１を駆動するトラバース駆動モータ４５とは、別々に設けられており、巻取ボビン６，７とトラバースガイド１１とは別個独立に駆動（制御）されるように構成されている。これにより、巻取ボビン６，７への糸４の巻取りの際に、プレシジョン巻、ステッププレシジョン巻、ランダム巻等、多種多様な巻き方を実現することができる。
【００２７】
そして、前記糸巻取ユニット２は、給糸ボビン３と接触ローラ９との間の糸走行経路中に、給糸ボビン３側から順に、糸継装置１４とヤーンクリアラ（糸監視器）１５を配設した構成となっている。
【００２８】
糸継装置１４は、ヤーンクリアラ１５が糸欠陥を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビン３からの糸解舒中の糸切れ時に、給糸ボビン３側の下糸と、パッケージ７側の上糸とを糸継ぎするように構成されている。
【００２９】
また、ヤーンクリアラ１５は糸４の太さ欠陥を検出するためのものであって、ヤーンクリアラ１５の部分を通過する糸４の太さを適宜のセンサで検出し、このセンサからの信号をアナライザ２３で分析することで、スラブ等の糸欠陥を検出するように構成されている。このヤーンクリアラ１５には、糸欠陥を検出した時に直ちに糸４を切断するためのカッタ１６が付設されている。
【００３０】
糸継装置１４の下側と上側には、給糸ボビン３側の下糸を吸引捕捉して案内する下糸捕捉案内手段１７と、パッケージ７側の上糸を吸引捕捉して案内する上糸捕捉案内手段２０が設けられている。上糸捕捉案内手段２０はパイプ状に構成されており、軸２１を中心に上下回動可能に設けられるとともに、その先端側にマウス２２を設けている。同様に下糸捕捉案内手段１７もパイプ状に構成されており、軸１８を中心に上下回動可能に設けられるとともに、その先端側には吸引口１９を設けている。上糸捕捉案内手段２０及び下糸捕捉案内手段１７には適宜の負圧源が接続されており、先端のマウス２２及び吸引口１９に吸引作用を生じさせるようになっている。
【００３１】
以上が自動ワインダ１の構成であり、この自動ワインダ１の糸巻取ユニット２において糸４の巻始めからの巻取長さＹＬを測定する糸長測定装置６０は、上記のパッケージ回転センサ４３、パッケージ径センサ４４、トラバースガイド位置センサ４７、トラバース制御部４６等を少なくとも含んで構成されている。
【００３２】
次に、糸長測定装置６０における糸長測定機能を説明する。この糸長測定装置６０を構成する前記トラバース制御部４６はマイクロコンピュータ式に構成されて、演算手段としてのＣＰＵ７０や、記憶手段としてのＲＡＭ７１、タイマ回路７２等を備えている。ＣＰＵ７０は、糸層周面移動距離演算手段７３とトラバース移動距離演算手段７４と巻取長さ演算手段７５とを備えている。糸層周面移動距離演算手段７３は、糸層周面移動距離検出手段の構成要素であり、パッケージ回転センサ４３からの検出結果とパッケージ径センサ４４の検出結果とから、所定のサンプリング周期時間Ｔｓ毎の糸層周面の移動距離ΔＰＬｓを演算する。トラバース移動距離演算手段７４は、トラバース移動距離検出手段の構成要素であり、トラバースガイド位置センサ４７の検出結果から所定のサンプリング周期時間Ｔｓ毎のトラバース移動距離ΔＴＬｓを演算する。巻取長さ演算手段７５は、糸層周面移動距離演算手段７３で検出された糸層周面移動距離ΔＰＬｓとトラバース移動距離演算手段７４で検出されたトラバース移動距離ΔＴＬｓをそれぞれ入力し、入力された糸層周面移動距離ΔＰＬｓ及びトラバース移動距離ΔＴＬｓから、所定の周期時間Ｔｓごとに巻取ボビン６，７に巻き取った糸４の巻取長さを計算し、所定時間Ｔｓごとに計算された巻取長さを巻始めから積算して、巻取ボビン６，７に巻き取った糸４の巻取長さを求めるものである。そしてトラバース制御部４６のＣＰＵ７０は、所定のサンプリング周期時間Ｔｓごとに、前記巻取ボビン６，７に巻き取られた糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓと、前記トラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓとを演算している。前記のサンプリング周期時間Ｔｓは、前記トラバースガイド１１が１トラバースストローク分移動する時間よりも十分短い微小時間であり、短ければ短いほど良いが、例えば１秒以下（数百μｓ程度）の時間とされる。
【００３３】
具体的には、本実施形態において、パッケージ径センサ４４はパッケージ７の径を適宜の時間間隔ごとに検出し、この検出された径はユニット制御部５０へ送信される。ユニット制御部５０は、パッケージ７の径の信号を受信すると、それをトラバース制御部４６へ転送する。また、パッケージ回転センサ４３は巻取ボビン６，７の回転角度（巻取ボビン６，７の回転速度）を適宜の時間間隔ごとに検出し、この検出された回転角度はトラバース制御部４６へ送信される。
【００３４】
上記によりトラバース制御部４６はパッケージ（糸層）の径と巻取ボビン６，７の回転速度を取得することができ、これに基づいて、トラバース制御部４６の糸層周面移動距離演算手段７３は、当該サンプリング周期時間Ｔｓにおける糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓを、以下の式に従って演算する。即ち、パッケージ７の直径をＤ（メートル）、巻取ボビン６，７の回転速度をＢ（ｒｐｍ）、周期時間をＴｓ（ｓ）とすると、ΔＰＬｓ＝（π×Ｄ×Ｂ×Ｔｓ）／６０である。
【００３５】
同時に、前記トラバースガイド位置センサ４７は、前記位置信号として、前記トラバースガイド１１の移動距離に応じた数のパルス信号をトラバース制御部４６へ適宜の時間間隔ごとに送信するように構成している。そしてトラバース制御部４６のトラバース移動距離演算手段７４は、今回入力された前記パルス信号の数と、前記サンプリング周期時間Ｔｓだけ前に入力されたパルス信号の数との差を求め、これに１パルスあたりの距離を乗じることで、サンプリング周期時間Ｔｓにおけるトラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓを演算して取得する。即ち、今回のサンプリングにおけるパルス数をＣｃ（個）、前回のサンプリングにおけるパルス数をＣｐ（個）、１パルスあたりの距離をΔＬｐ（メートル）とすると、ΔＴＬｓ＝｜Ｃｃ−Ｃｐ｜×ΔＬｐである。
【００３６】
そしてトラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は、上記の演算で得られたΔＰＬｓ、ΔＴＬｓの値を、所定の周期時間（計算周期時間）Ｔｃの間、積算してゆく。得られた積算値ΔＰＬ、ΔＴＬは、それぞれ、ΔＰＬ＝ΣΔＰＬｓ、ΔＴＬ＝ΣΔＴＬｓとなる。なお、前記の計算周期時間Ｔｃは、前記のサンプリング周期時間Ｔｓよりも長い時間に設定されている。
【００３７】
そして、前記の計算周期時間Ｔｃが経過すると、トラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は、当該計算周期時間Ｔｃ中に巻き取られた糸４の長さΔＹＬを、前記の積算値ΔＰＬ、ΔＴＬをもとに、三平方の定理の式に従って計算する。即ち、計算周期時間Ｔｃ中に巻き取られた糸の長さをΔＹＬ（メートル）とすると、ΔＹＬ＝√（ΔＰＬ2＋ΔＴＬ2）である。
【００３８】
即ち、図２に示すように、十分に短い時間Ｔｃでの糸の巻取長さを表すベクトル（ΔＹＬ）は、糸層の周面の移動する方向の成分のベクトル（ΔＰＬ）と、それに垂直なトラバース移動の成分のベクトル（ΔＴＬ）のベクトル和として表される。従って、ΔＹＬ＝√（ΔＰＬ2＋ΔＴＬ2）の関係が成り立つ。なお、図２に示す角度θは綾角である。
【００３９】
なお、本実施形態においてトラバースガイド１１は旋回駆動されるアーム部材１３の先端に設けられているので、厳密にはトラバースガイド１１は直線状の軌跡ではなく円弧状の軌跡を描いて運動する。この点、本実施形態ではアーム部材１３の長さが十分に長いものであるとして、トラバースガイド１１が近似的に直線運動をするものとして上記の計算式を適用している。ただし、上記の近似を行うことに限定されず、トラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬの前記糸層の幅方向の成分（糸４の綾振運動に実質的に寄与する成分距離）ΔＴＬ’を三角関数を使って演算し、こうして得られた距離ΔＴＬ’を用いて前記の三平方の定理の式からΔＹＬを計算するようにしても良い。
【００４０】
上記のように、計算周期時間Ｔｃごとの巻取長さΔＹＬが演算により取得されると、トラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は、巻取ボビン６，７への巻取り始めからの巻取長さＹＬを、積算値として求める。即ち、ＹＬ＝ΣΔＹＬである。そしてトラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は、前述の積算値ΔＰＬ、ΔＴＬをそれぞれゼロにリセットし、次の計算周期時間Ｔｃでの処理に移行して、前記と同様の処理を反復する。
【００４１】
トラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は計算周期時間Ｔｃごとに上記の計算を繰り返して、巻取り始めからの巻取長さＹＬの値を更新するので、糸巻取ユニット２での巻取りが進むにつれて、巻取長さＹＬは刻々と増大していく。そして、巻取長さＹＬの値が予め設定された所定長さに到達すると、巻取長さ演算手段７５は満巻であると判定し、ユニット制御部５０へ満巻信号を送る。そして、ユニット制御部５０はパッケージ駆動制御部４２やトラバース制御部４６に停止信号を送ってパッケージ駆動モータ４１及びトラバース駆動モータ４５を停止させ、巻取ボビン６，７への糸４の巻取りを停止させるとともに、図示しない玉揚装置に適宜の玉揚動作を行わせる。その後、パッケージ駆動制御部４２やトラバース制御部４６を介してパッケージ駆動モータ４１及びトラバース駆動モータ４５の運転を再開し、新しい巻取ボビン（巻取チューブ）６に糸４を再び巻き付けていく。なお、新しい巻取ボビン６に糸を巻き取る際は、前記巻取長さＹＬの測定値がゼロにリセットされるのは勿論である。
【００４２】
以上に示すように、本実施形態の糸長測定装置６０は、所定のサンプリング周期時間Ｔｓにおける、前記巻取ボビン６，７に巻き取られた糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓと、前記トラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓとから、前記サンプリング周期時間Ｔｓにおける糸４の巻取長さΔＹＬｓを演算して求める巻取長さ演算手段７５を備えている。そして、この巻取長さ演算手段７５は、前記サンプリング周期時間Ｔｓごとに繰返し求められた前記巻取長さΔＹＬｓを積算することで、巻始めからの糸４の巻取長さＹＬを求めるように構成している。
【００４３】
従って、巻取ボビン６，７の回転駆動とトラバースガイド１１の駆動とが独立して行われる糸巻取装置において、巻取ボビン６，７の回転方向成分とトラバース方向成分とをそれぞれ加味した糸長測定を行うことができるので、糸長の測定精度が極めて良好であり、糸の巻取量の不足や糸の無駄を確実に防止できる。
【００４４】
また、トラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５が前記巻取長さΔＹＬｓを演算する周期時間Ｔｓは、前記トラバースガイド１１が１トラバースストローク分移動するのに必要な時間より短い長さ（十分短い瞬間の時間）に設定されている。従って、トラバースガイド１１がトラバースストローク端部に向かうにつれて減速し、その端部で一瞬停止した後、反対側のトラバースストローク端部へ向かって加速するといった、トラバースガイド１１の往復運動が与える影響（換言すれば、ΔＴＬｓの変化）をキメ細かく反映させつつ巻取長さＹＬの値を求めることができる。従って、糸長測定の精度を大きく向上させることができる。また、同様に、巻取ボビン回転速度やトラバース移動速度の変化にも容易に対応することができる。
【００４５】
また、本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２は、前記糸層の径を検出するパッケージ径センサ４４と、前記糸層の回転角度を検出するパッケージ回転センサ４３を備える。そして、トラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は、前記パッケージ径センサ４４の検出値と前記パッケージ回転センサ４３の検出値とから、前記サンプリング周期時間Ｔｓにおける糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓを演算して求めている。なお、接触ローラ９に回転センサを取り付ける方式でも前記周面の移動距離ΔＰＬｓを求めることは可能であるが、この方式では糸層と接触ローラ９との間にすべりが生じることがあるので、糸長の測定値が不正確になってしまいやすい。この点、本実施形態では上記のように糸層周面移動距離検出手段をパッケージ径センサ４４とパッケージ回転センサ４３とで構成することで、正確に糸長を測定することができる。
【００４６】
また、本実施形態においてトラバース装置５は、糸４をトラバース方向に移動させるために駆動されるトラバースガイド１１と、そのトラバースガイド１１を駆動するためのトラバース駆動モータ４５とを備え、このトラバース駆動モータ４５の回転角度と前記トラバースガイド１１の移動距離とが比例の関係になっている。そして、トラバースガイド位置センサ４７は、このトラバース駆動モータ４５の回転角度を検出するように構成している。従って、トラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓを簡単な構成で精度良く検出することができる。
【００４７】
また、本実施形態においてパッケージ径センサ４４は、糸４の巻取を停止している状態でも糸層径の検出が可能に構成されている。従って、空の巻取ボビンへの糸の巻取開始直後や糸継後の巻取再開直後のように巻取ボビン６，７が低速で回転しているときにも、パッケージ径センサ４４で糸層径を測定することができ、正確に糸長を測定することができる。
【００４８】
なお、例えば、パッケージ径センサ４４を省略する代わりに接触ローラ９に回転センサを取り付け、この回転センサのパルス信号とパッケージ回転センサ４３のパルス信号からＣＰＵ７０等で糸層径を演算することも可能である。しかしながら、このように回転速度の関係から糸層径を演算する場合、糸巻取開始直後等の巻取ボビンが低速で回転している時は単位時間当たりのパルス数が少ないために、ＣＰＵ７０での演算処理が困難になってしまう。この点、本実施形態の構成では、巻取ボビンの低速回転時でもパッケージ径センサ４４によって正確に糸層径を取得できるので、糸長を正確に測定することができる。特に本実施形態のような自動ワインダ１の糸巻取ユニット２では、ヤーンクリアラ１５が糸欠点を検出する毎に巻取ボビン６，７の回転を停止し、当該糸欠点を除去して糸継装置１４による糸継後に巻取ボビン６，７の回転を再開する動作を繰返すので、上記のように巻取ボビン停止時でも糸層径を検出可能なパッケージ径センサ４４を採用することが有利である。
【００４９】
また、本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２は、前記の糸長測定装置６０で測定された巻取始めからの巻取長さＹＬが予め設定された長さに到達すると前記巻取ボビン６，７への巻取りを停止するように構成されている。これにより、糸４の巻取長さＹＬを正確に測定しながら定長巻取りを行うことが可能であり、糸４の巻取量の不足したパッケージ７を形成したり、パッケージ７に糸４を巻き過ぎて糸４を無駄にすること等を防止できる。
【００５０】
なお、上記に開示された構成は一例であって、例えば以下のように変更することができる。
【００５１】
トラバース装置５は、ボイスコイルモータに構成したトラバース駆動モータ４５によってアーム部材１３を旋回往復駆動させる構成に代えて、図３に示すように、接触ローラ９の近傍に無端状のタイミングベルト３１を配置し、このタイミングベルト３１にトラバースガイド１１’を取り付けるとともに、当該タイミングベルト３１を、例えばパルスモータとしてのトラバース駆動モータ４５’によって往復駆動する構成に変更することができる。また、ドラム状のトラバースカムの外周面にカム溝を螺旋状に設け、このカム溝にトラバースガイドを係合する構成等、他の構成のトラバース装置に変更することもできる。
【００５２】
パッケージ径センサ４４が検出した径の信号は、ユニット制御部５０を介してトラバース制御部４６に転送される構成に代えて、トラバース制御部４６に直接入力される構成に変更することができる。また、トラバース制御部４６及び／又はパッケージ駆動制御部４２をユニット制御部５０に組み込むようにしても良い。
【００５３】
糸の巻取長さ（ΔＹＬｓやＹＬ）を、トラバース制御部４６で演算せずに、例えばユニット制御部５０で演算する構成に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動ワインダの糸巻取ユニットの模式正面図及びブロック図。
【図２】サンプリング周期時間Ｔｓにおける糸の巻取長さΔＹＬｓの演算を説明する要部斜視図。
【図３】トラバース装置の変形例を示す模式正面図及びブロック図。
【符号の説明】
【００５５】
１ 自動ワインダ
２ 糸巻取ユニット（糸巻取装置）
４ 糸
５ トラバース装置
６ 巻取チューブ（空の巻取ボビン）
７ パッケージ（糸層付の巻取ボビン）
１１ トラバースガイド
４１ パッケージ駆動モータ（巻取ボビン回転駆動装置）
４３ パッケージ回転センサ（巻取ボビン回転角度センサ）
４４ パッケージ径センサ（糸層径センサ）
４６ トラバース制御部
４７ トラバースガイド位置センサ
５０ ユニット制御部
６０ 糸長測定装置
７３ 糸層周面移動距離演算手段
７４ トラバース移動距離演算手段
７５ 巻取長さ演算手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸を巻取ボビンに綾振りしながら巻き取る糸巻取装置の糸長測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の糸長測定装置に関し、特許文献１には、綾振ドラム式の糸巻取装置（自動ワインダ）において、綾振ドラムのドラム回転検出器が発生する検出パルスを定長カウンタで計数して糸長を測定する構成の糸長測定装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２８６６４６号公報（００１３等）
【０００３】
一方、特許文献２は、巻取ボビン回転駆動装置とトラバース装置とが互いに独立して駆動する糸巻取装置（自動ワインダ）を開示する。特許文献２では、このように巻取ボビン回転駆動装置と綾振りのための駆動装置とを独立させることで、プレシジョンワインディングやステッププレシジョンワインディング等の形式の綾巻ボビンを製造できることが開示されている。また特許文献２は、巻取ボビンを巻取ボビン回転駆動装置の回転子に相対回動不能に結合する、所謂巻取ボビンダイレクトドライブ方式の構成を開示している。
【特許文献２】特開２０００−２４７５４２号公報（０００７、００４３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献２の構成は、巻取ボビンとトラバース糸案内部を独立のモータで駆動しているので、上記の多種多様な巻き方が可能な点で有利であるが、特許文献２の巻取装置には特許文献１の糸長測定装置を適用することができない。つまり、特許文献１のように糸層と接触するローラの回転を検出するだけでは、それと独立して綾振りされるトラバース成分を加味した糸長測定が不可能である。
【０００５】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、トラバース装置が巻取ボビン回転駆動装置とは切り離されて駆動するタイプの糸巻取装置に好適な糸長測定装置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】
【０００６】
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。
【０００７】
本発明の第１の観点によれば、糸を巻き取るための巻取ボビンを回転駆動するための巻取ボビン回転駆動装置と、この巻取ボビン回転駆動装置とは切り離されて駆動し、前記巻取ボビンへの糸の巻取りの際にその糸を綾振るためのトラバース装置とを備えた糸巻取装置における、前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを測定するための糸長測定装置において、以下のような構成が提供される。前記巻取ボビンに糸を巻き取って形成した糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離を検出する手段と、前記糸層の幅方向の糸のトラバース移動距離を検出する手段と、前記糸層周面移動距離検出手段で検出された糸層周面移動距離及び前記トラバース移動距離検出手段で検出されたトラバース移動距離をそれぞれ入力し、入力された糸層周面移動距離及びトラバース移動距離から、所定の周期時間ごとに前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを計算し、所定時間ごとに計算された巻取長さを巻始めから積算して前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを求める巻取長さ演算手段と、を備えた。
【０００８】
これにより、巻取ボビン回転駆動とトラバース駆動とが独立して行われるタイプの糸巻取装置において、糸の巻取長さを精度良く測定することができる。
【０００９】
前記の糸巻取装置の糸長測定装置においては、前記所定の周期時間が瞬間の時間であることが好ましい。ここで、「瞬間の時間」とは、トラバース装置が１トラバースストローク分移動する時間よりも十分短い微小時間をいい、具体的には１秒以下の時間をいう。
【００１０】
これにより、糸長測定の精度をより向上させることができる。即ち、１トラバースストローク内でトラバース移動速度が変化しても、糸長を精度良く測定できる。また、巻取ボビン回転速度やトラバース移動速度の種々の変動に対応しつつ、正確に糸長を測定できる。
【００１１】
前記の糸巻取装置の糸長測定装置においては、前記トラバース装置が、糸をトラバース方向に移動させるために駆動されるトラバースガイドと、そのトラバースガイドを駆動するための駆動モータとを備え、この駆動モータの回転角度と前記トラバースガイドの移動距離とが所定の関係を維持していて、前記トラバース移動距離検出手段が前記駆動モータの回転角度を検出することが好ましい。
【００１２】
これにより、前記トラバース移動距離を簡単な構成で精度良く検出することができる。
【００１３】
前記の糸巻取装置の糸長測定装置においては、前記糸層周面移動距離検出手段が、前記糸層の径を検出する糸層径センサと、前記巻取ボビンの回転角度を検出する巻取ボビン回転角度センサとを備え、前記糸層径センサ及び前記巻取ボビン回転角度センサの検出結果から前記糸層周面移動距離を求めるものであることが好ましい。
【００１４】
これにより、糸長の測定を正確に行える。即ち、上記特許文献１のように糸層と接触するローラの回転角度を検出する方式では、糸層とローラとの間にすべりが生じることがあるので、糸長の測定値が不正確になってしまいやすい。この点、本構成のように糸層周面移動距離検出手段を糸層径センサと巻取ボビン回転角度センサとで構成することで、正確に糸長を測定することができる。
【００１５】
前記の糸巻取装置の糸長測定装置においては、前記糸層径センサが、糸の巻取を停止している状態で糸層径の検出が可能なものであることが好ましい。
【００１６】
これにより、糸の巻取を開始した直後から糸長の測定が可能になるので、糸の巻取長さを正確に測定できる。また、糸層径センサとして巻取ボビン回転角度センサとローラ回転角度センサとで構成して両センサの信号から糸層径を演算する構成は、糸の巻取を開始した後の巻取ボビン及びローラの回転速度が低速の時には、単位時間当たりの両センサからの信号数（パルス数）が少なく、演算手段での演算処理が困難であるが、本構成では糸層径センサが糸の巻取を停止している状態で糸層径の検出が可能なものであるので、巻取ボビンの回転速度が低速の時にも糸層径を検出することができる。特に、このような構成とすることは、糸巻取が糸欠点除去装置（糸欠点検出器、糸継装置等）を備え、糸欠点の検出、糸巻取の停止、糸欠点の除去、糸継ぎ、糸巻取の再開を糸巻取中に繰返す構成の糸巻取装置において有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る自動ワインダの糸巻取ユニットを示す正面模式図である。図２は計算周期時間Ｔｓにおける糸の巻取長さΔＹＬｓの演算を説明する要部斜視図である。
【００１８】
最初に図１に基づいて、自動ワインダ１の糸巻取ユニット（糸巻取装置）２を説明する。この糸巻取ユニット２は、給糸ボビン３の糸４をトラバース装置５でトラバースさせながら巻取チューブ６に巻き取って糸層を形成し、所定長で所定形状のパッケージ７を形成するものである。図１では糸巻取ユニット２を１台しか図示していないが、このような糸巻取ユニット２が図略の機台上に多数列設されることで、自動ワインダ１が構成されている。なお本明細書では、巻取チューブ６及びパッケージ７を総称して巻取ボビンと呼ぶ。即ち、糸層が形成されていない巻取ボビンが巻取チューブ６であり、糸層が形成された巻取ボビンがパッケージ７である。
【００１９】
糸巻取ユニット２は、前記巻取チューブ６を着脱可能に支持するクレードル（巻取ボビン支持部材）８と、前記パッケージ７の糸層の周面に接触して従動回転可能な接触ローラ９と、を備えている。前記クレードル８は、前記巻取チューブ６の両端を挟持して回転自在に支持できるように構成されている。また、このクレードル８は揺動軸１０を中心に傾動自在に構成されており、巻取チューブ６への糸４の巻取りに伴う巻太り（糸層の径の増大）を、クレードル８が揺動することによって吸収できるように構成されている。
【００２０】
前記クレードル８の巻取チューブ６を挟持する部分にはパッケージ駆動モータ（巻取ボビン回転駆動装置）４１が取り付けられており、このパッケージ駆動モータ４１により巻取チューブ６を積極的に回転駆動して糸４を巻き取るように構成されている。パッケージ駆動モータ４１のモータ軸は、巻取チューブ６をクレードル８に把持させたときに、当該巻取チューブ６と相対回転不能に連結されるようになっている（いわゆるダイレクトドライブ方式）。このパッケージ駆動モータ４１の作動はパッケージ駆動制御部４２により制御され、このパッケージ駆動制御部４２はユニット制御部５０からの信号を受けて前記パッケージ駆動モータ４１の運転／停止を制御するように構成している。
【００２１】
また、前記クレードル８にはパッケージ回転センサ（巻取ボビン回転角度センサ）４３が取り付けられており、このパッケージ回転センサ４３は、クレードル８に取り付けられた巻取ボビン（巻取チューブ６、パッケージ７）の回転角度（巻取ボビンが何回転したか）を検出するように構成している。この巻取ボビン６，７の回転角度検出信号は、パッケージ回転センサ４３から、前記パッケージ駆動制御部４２や前記ユニット制御部５０へ送信される。更に、前記回転角度検出信号は、後述するトラバース制御部４６へも入力される。
【００２２】
また、前記クレードル８にはロータリエンコーダ等からなるパッケージ径センサ（糸層径センサ）４４が取り付けられており、このパッケージ径センサ４４は、クレードル８に取り付けられた巻取チューブ６に糸４を巻き取って形成される糸層（パッケージ７）の径を、クレードル８の揺動角を検出することで検出できるように構成されている。このパッケージ径センサ４４は、糸４を巻き取っている時にも糸４の巻取を停止している時にも糸層の径の検出が可能なものである。パッケージ径センサ４４で取得された糸層の径は、ユニット制御部５０へ送信される。なお、パッケージ回転センサ４３とパッケージ径センサ４４とは、巻取チューブ６に糸４を巻き取って形成した糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離を検出する糸層周面移動距離検出手段の構成要素である。
【００２３】
また、前記接触ローラ９の近傍には前記トラバース装置５が設けられており、このトラバース装置５によって、糸４が綾振りされながらパッケージ７に巻き取られるようになっている。このトラバース装置５は、トラバース方向に往復移動自在に設けられたトラバースガイド（糸ガイド）１１と、このトラバースガイド１１を往復駆動するトラバース駆動モータ４５と、を備えている。
【００２４】
前記トラバース装置５は、支軸まわりに旋回可能に構成した細長状のアーム部材１３の先端に前記トラバースガイド１１をフック状に設けるとともに、このアーム部材１３を前記トラバース駆動モータ４５により図１の矢印のように往復旋回駆動させる構成になっている。本実施形態において前記トラバース駆動モータ４５はボイスコイルモータで構成されている。
【００２５】
このトラバース駆動モータ４５の作動はトラバース制御部４６により制御され、このトラバース制御部４６はユニット制御部５０からの運転信号を受けて前記トラバース駆動モータ４５の運転／停止を制御するように構成している。また、トラバース装置５はロータリエンコーダ等からなるトラバースガイド位置センサ４７を備えており、アーム部材１３の旋回位置（ひいては、トラバースガイド１１の位置）を検出して、位置信号を前記トラバース制御部４６へ送信できるように構成されている。トラバースガイド位置センサ４７は、トラバース移動距離検出手段の構成要素である。
【００２６】
なお、本実施形態では図１に示すように、巻取ボビン６，７を駆動するパッケージ駆動モータ４１と、トラバースガイド１１を駆動するトラバース駆動モータ４５とは、別々に設けられており、巻取ボビン６，７とトラバースガイド１１とは別個独立に駆動（制御）されるように構成されている。これにより、巻取ボビン６，７への糸４の巻取りの際に、プレシジョン巻、ステッププレシジョン巻、ランダム巻等、多種多様な巻き方を実現することができる。
【００２７】
そして、前記糸巻取ユニット２は、給糸ボビン３と接触ローラ９との間の糸走行経路中に、給糸ボビン３側から順に、糸継装置１４とヤーンクリアラ（糸監視器）１５を配設した構成となっている。
【００２８】
糸継装置１４は、ヤーンクリアラ１５が糸欠陥を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビン３からの糸解舒中の糸切れ時に、給糸ボビン３側の下糸と、パッケージ７側の上糸とを糸継ぎするように構成されている。
【００２９】
また、ヤーンクリアラ１５は糸４の太さ欠陥を検出するためのものであって、ヤーンクリアラ１５の部分を通過する糸４の太さを適宜のセンサで検出し、このセンサからの信号をアナライザ２３で分析することで、スラブ等の糸欠陥を検出するように構成されている。このヤーンクリアラ１５には、糸欠陥を検出した時に直ちに糸４を切断するためのカッタ１６が付設されている。
【００３０】
糸継装置１４の下側と上側には、給糸ボビン３側の下糸を吸引捕捉して案内する下糸捕捉案内手段１７と、パッケージ７側の上糸を吸引捕捉して案内する上糸捕捉案内手段２０が設けられている。上糸捕捉案内手段２０はパイプ状に構成されており、軸２１を中心に上下回動可能に設けられるとともに、その先端側にマウス２２を設けている。同様に下糸捕捉案内手段１７もパイプ状に構成されており、軸１８を中心に上下回動可能に設けられるとともに、その先端側には吸引口１９を設けている。上糸捕捉案内手段２０及び下糸捕捉案内手段１７には適宜の負圧源が接続されており、先端のマウス２２及び吸引口１９に吸引作用を生じさせるようになっている。
【００３１】
以上が自動ワインダ１の構成であり、この自動ワインダ１の糸巻取ユニット２において糸４の巻始めからの巻取長さＹＬを測定する糸長測定装置６０は、上記のパッケージ回転センサ４３、パッケージ径センサ４４、トラバースガイド位置センサ４７、トラバース制御部４６等を少なくとも含んで構成されている。
【００３２】
次に、糸長測定装置６０における糸長測定機能を説明する。この糸長測定装置６０を構成する前記トラバース制御部４６はマイクロコンピュータ式に構成されて、演算手段としてのＣＰＵ７０や、記憶手段としてのＲＡＭ７１、タイマ回路７２等を備えている。ＣＰＵ７０は、糸層周面移動距離演算手段７３とトラバース移動距離演算手段７４と巻取長さ演算手段７５とを備えている。糸層周面移動距離演算手段７３は、糸層周面移動距離検出手段の構成要素であり、パッケージ回転センサ４３からの検出結果とパッケージ径センサ４４の検出結果とから、所定のサンプリング周期時間Ｔｓ毎の糸層周面の移動距離ΔＰＬｓを演算する。トラバース移動距離演算手段７４は、トラバース移動距離検出手段の構成要素であり、トラバースガイド位置センサ４７の検出結果から所定のサンプリング周期時間Ｔｓ毎のトラバース移動距離ΔＴＬｓを演算する。巻取長さ演算手段７５は、糸層周面移動距離演算手段７３で検出された糸層周面移動距離ΔＰＬｓとトラバース移動距離演算手段７４で検出されたトラバース移動距離ΔＴＬｓをそれぞれ入力し、入力された糸層周面移動距離ΔＰＬｓ及びトラバース移動距離ΔＴＬｓから、所定の周期時間Ｔｓごとに巻取ボビン６，７に巻き取った糸４の巻取長さを計算し、所定時間Ｔｓごとに計算された巻取長さを巻始めから積算して、巻取ボビン６，７に巻き取った糸４の巻取長さを求めるものである。そしてトラバース制御部４６のＣＰＵ７０は、所定のサンプリング周期時間Ｔｓごとに、前記巻取ボビン６，７に巻き取られた糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓと、前記トラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓとを演算している。前記のサンプリング周期時間Ｔｓは、前記トラバースガイド１１が１トラバースストローク分移動する時間よりも十分短い微小時間であり、短ければ短いほど良いが、例えば１秒以下（数百μｓ程度）の時間とされる。
【００３３】
具体的には、本実施形態において、パッケージ径センサ４４はパッケージ７の径を適宜の時間間隔ごとに検出し、この検出された径はユニット制御部５０へ送信される。ユニット制御部５０は、パッケージ７の径の信号を受信すると、それをトラバース制御部４６へ転送する。また、パッケージ回転センサ４３は巻取ボビン６，７の回転角度（巻取ボビン６，７の回転速度）を適宜の時間間隔ごとに検出し、この検出された回転角度はトラバース制御部４６へ送信される。
【００３４】
上記によりトラバース制御部４６はパッケージ（糸層）の径と巻取ボビン６，７の回転速度を取得することができ、これに基づいて、トラバース制御部４６の糸層周面移動距離演算手段７３は、当該サンプリング周期時間Ｔｓにおける糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓを、以下の式に従って演算する。即ち、パッケージ７の直径をＤ（メートル）、巻取ボビン６，７の回転速度をＢ（ｒｐｍ）、周期時間をＴｓ（ｓ）とすると、ΔＰＬｓ＝（π×Ｄ×Ｂ×Ｔｓ）／６０である。
【００３５】
同時に、前記トラバースガイド位置センサ４７は、前記位置信号として、前記トラバースガイド１１の移動距離に応じた数のパルス信号をトラバース制御部４６へ適宜の時間間隔ごとに送信するように構成している。そしてトラバース制御部４６のトラバース移動距離演算手段７４は、今回入力された前記パルス信号の数と、前記サンプリング周期時間Ｔｓだけ前に入力されたパルス信号の数との差を求め、これに１パルスあたりの距離を乗じることで、サンプリング周期時間Ｔｓにおけるトラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓを演算して取得する。即ち、今回のサンプリングにおけるパルス数をＣｃ（個）、前回のサンプリングにおけるパルス数をＣｐ（個）、１パルスあたりの距離をΔＬｐ（メートル）とすると、ΔＴＬｓ＝｜Ｃｃ−Ｃｐ｜×ΔＬｐである。
【００３６】
そしてトラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は、上記の演算で得られたΔＰＬｓ、ΔＴＬｓの値を、所定の周期時間（計算周期時間）Ｔｃの間、積算してゆく。得られた積算値ΔＰＬ、ΔＴＬは、それぞれ、ΔＰＬ＝ΣΔＰＬｓ、ΔＴＬ＝ΣΔＴＬｓとなる。なお、前記の計算周期時間Ｔｃは、前記のサンプリング周期時間Ｔｓよりも長い時間に設定されている。
【００３７】
そして、前記の計算周期時間Ｔｃが経過すると、トラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は、当該計算周期時間Ｔｃ中に巻き取られた糸４の長さΔＹＬを、前記の積算値ΔＰＬ、ΔＴＬをもとに、三平方の定理の式に従って計算する。即ち、計算周期時間Ｔｃ中に巻き取られた糸の長さをΔＹＬ（メートル）とすると、ΔＹＬ＝√（ΔＰＬ2＋ΔＴＬ2）である。
【００３８】
即ち、図２に示すように、十分に短い時間Ｔｃでの糸の巻取長さを表すベクトル（ΔＹＬ）は、糸層の周面の移動する方向の成分のベクトル（ΔＰＬ）と、それに垂直なトラバース移動の成分のベクトル（ΔＴＬ）のベクトル和として表される。従って、ΔＹＬ＝√（ΔＰＬ2＋ΔＴＬ2）の関係が成り立つ。なお、図２に示す角度θは綾角である。
【００３９】
なお、本実施形態においてトラバースガイド１１は旋回駆動されるアーム部材１３の先端に設けられているので、厳密にはトラバースガイド１１は直線状の軌跡ではなく円弧状の軌跡を描いて運動する。この点、本実施形態ではアーム部材１３の長さが十分に長いものであるとして、トラバースガイド１１が近似的に直線運動をするものとして上記の計算式を適用している。ただし、上記の近似を行うことに限定されず、トラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬの前記糸層の幅方向の成分（糸４の綾振運動に実質的に寄与する成分距離）ΔＴＬ’を三角関数を使って演算し、こうして得られた距離ΔＴＬ’を用いて前記の三平方の定理の式からΔＹＬを計算するようにしても良い。
【００４０】
上記のように、計算周期時間Ｔｃごとの巻取長さΔＹＬが演算により取得されると、トラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は、巻取ボビン６，７への巻取り始めからの巻取長さＹＬを、積算値として求める。即ち、ＹＬ＝ΣΔＹＬである。そしてトラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は、前述の積算値ΔＰＬ、ΔＴＬをそれぞれゼロにリセットし、次の計算周期時間Ｔｃでの処理に移行して、前記と同様の処理を反復する。
【００４１】
トラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は計算周期時間Ｔｃごとに上記の計算を繰り返して、巻取り始めからの巻取長さＹＬの値を更新するので、糸巻取ユニット２での巻取りが進むにつれて、巻取長さＹＬは刻々と増大していく。そして、巻取長さＹＬの値が予め設定された所定長さに到達すると、巻取長さ演算手段７５は満巻であると判定し、ユニット制御部５０へ満巻信号を送る。そして、ユニット制御部５０はパッケージ駆動制御部４２やトラバース制御部４６に停止信号を送ってパッケージ駆動モータ４１及びトラバース駆動モータ４５を停止させ、巻取ボビン６，７への糸４の巻取りを停止させるとともに、図示しない玉揚装置に適宜の玉揚動作を行わせる。その後、パッケージ駆動制御部４２やトラバース制御部４６を介してパッケージ駆動モータ４１及びトラバース駆動モータ４５の運転を再開し、新しい巻取ボビン（巻取チューブ）６に糸４を再び巻き付けていく。なお、新しい巻取ボビン６に糸を巻き取る際は、前記巻取長さＹＬの測定値がゼロにリセットされるのは勿論である。
【００４２】
以上に示すように、本実施形態の糸長測定装置６０は、所定のサンプリング周期時間Ｔｓにおける、前記巻取ボビン６，７に巻き取られた糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓと、前記トラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓとから、前記サンプリング周期時間Ｔｓにおける糸４の巻取長さΔＹＬｓを演算して求める巻取長さ演算手段７５を備えている。そして、この巻取長さ演算手段７５は、前記サンプリング周期時間Ｔｓごとに繰返し求められた前記巻取長さΔＹＬｓを積算することで、巻始めからの糸４の巻取長さＹＬを求めるように構成している。
【００４３】
従って、巻取ボビン６，７の回転駆動とトラバースガイド１１の駆動とが独立して行われる糸巻取装置において、巻取ボビン６，７の回転方向成分とトラバース方向成分とをそれぞれ加味した糸長測定を行うことができるので、糸長の測定精度が極めて良好であり、糸の巻取量の不足や糸の無駄を確実に防止できる。
【００４４】
また、トラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５が前記巻取長さΔＹＬｓを演算する周期時間Ｔｓは、前記トラバースガイド１１が１トラバースストローク分移動するのに必要な時間より短い長さ（十分短い瞬間の時間）に設定されている。従って、トラバースガイド１１がトラバースストローク端部に向かうにつれて減速し、その端部で一瞬停止した後、反対側のトラバースストローク端部へ向かって加速するといった、トラバースガイド１１の往復運動が与える影響（換言すれば、ΔＴＬｓの変化）をキメ細かく反映させつつ巻取長さＹＬの値を求めることができる。従って、糸長測定の精度を大きく向上させることができる。また、同様に、巻取ボビン回転速度やトラバース移動速度の変化にも容易に対応することができる。
【００４５】
また、本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２は、前記糸層の径を検出するパッケージ径センサ４４と、前記糸層の回転角度を検出するパッケージ回転センサ４３を備える。そして、トラバース制御部４６の巻取長さ演算手段７５は、前記パッケージ径センサ４４の検出値と前記パッケージ回転センサ４３の検出値とから、前記サンプリング周期時間Ｔｓにおける糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓを演算して求めている。なお、接触ローラ９に回転センサを取り付ける方式でも前記周面の移動距離ΔＰＬｓを求めることは可能であるが、この方式では糸層と接触ローラ９との間にすべりが生じることがあるので、糸長の測定値が不正確になってしまいやすい。この点、本実施形態では上記のように糸層周面移動距離検出手段をパッケージ径センサ４４とパッケージ回転センサ４３とで構成することで、正確に糸長を測定することができる。
【００４６】
また、本実施形態においてトラバース装置５は、糸４をトラバース方向に移動させるために駆動されるトラバースガイド１１と、そのトラバースガイド１１を駆動するためのトラバース駆動モータ４５とを備え、このトラバース駆動モータ４５の回転角度と前記トラバースガイド１１の移動距離とが比例の関係になっている。そして、トラバースガイド位置センサ４７は、このトラバース駆動モータ４５の回転角度を検出するように構成している。従って、トラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓを簡単な構成で精度良く検出することができる。
【００４７】
また、本実施形態においてパッケージ径センサ４４は、糸４の巻取を停止している状態でも糸層径の検出が可能に構成されている。従って、空の巻取ボビンへの糸の巻取開始直後や糸継後の巻取再開直後のように巻取ボビン６，７が低速で回転しているときにも、パッケージ径センサ４４で糸層径を測定することができ、正確に糸長を測定することができる。
【００４８】
なお、例えば、パッケージ径センサ４４を省略する代わりに接触ローラ９に回転センサを取り付け、この回転センサのパルス信号とパッケージ回転センサ４３のパルス信号からＣＰＵ７０等で糸層径を演算することも可能である。しかしながら、このように回転速度の関係から糸層径を演算する場合、糸巻取開始直後等の巻取ボビンが低速で回転している時は単位時間当たりのパルス数が少ないために、ＣＰＵ７０での演算処理が困難になってしまう。この点、本実施形態の構成では、巻取ボビンの低速回転時でもパッケージ径センサ４４によって正確に糸層径を取得できるので、糸長を正確に測定することができる。特に本実施形態のような自動ワインダ１の糸巻取ユニット２では、ヤーンクリアラ１５が糸欠点を検出する毎に巻取ボビン６，７の回転を停止し、当該糸欠点を除去して糸継装置１４による糸継後に巻取ボビン６，７の回転を再開する動作を繰返すので、上記のように巻取ボビン停止時でも糸層径を検出可能なパッケージ径センサ４４を採用することが有利である。
【００４９】
また、本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２は、前記の糸長測定装置６０で測定された巻取始めからの巻取長さＹＬが予め設定された長さに到達すると前記巻取ボビン６，７への巻取りを停止するように構成されている。これにより、糸４の巻取長さＹＬを正確に測定しながら定長巻取りを行うことが可能であり、糸４の巻取量の不足したパッケージ７を形成したり、パッケージ７に糸４を巻き過ぎて糸４を無駄にすること等を防止できる。
【００５０】
なお、上記に開示された構成は一例であって、例えば以下のように変更することができる。
【００５１】
トラバース装置５は、ボイスコイルモータに構成したトラバース駆動モータ４５によってアーム部材１３を旋回往復駆動させる構成に代えて、図３に示すように、接触ローラ９の近傍に無端状のタイミングベルト３１を配置し、このタイミングベルト３１にトラバースガイド１１’を取り付けるとともに、当該タイミングベルト３１を、例えばパルスモータとしてのトラバース駆動モータ４５’によって往復駆動する構成に変更することができる。また、ドラム状のトラバースカムの外周面にカム溝を螺旋状に設け、このカム溝にトラバースガイドを係合する構成等、他の構成のトラバース装置に変更することもできる。
【００５２】
パッケージ径センサ４４が検出した径の信号は、ユニット制御部５０を介してトラバース制御部４６に転送される構成に代えて、トラバース制御部４６に直接入力される構成に変更することができる。また、トラバース制御部４６及び／又はパッケージ駆動制御部４２をユニット制御部５０に組み込むようにしても良い。
【００５３】
糸の巻取長さ（ΔＹＬｓやＹＬ）を、トラバース制御部４６で演算せずに、例えばユニット制御部５０で演算する構成に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動ワインダの糸巻取ユニットの模式正面図及びブロック図。
【図２】サンプリング周期時間Ｔｓにおける糸の巻取長さΔＹＬｓの演算を説明する要部斜視図。
【図３】トラバース装置の変形例を示す模式正面図及びブロック図。
【符号の説明】
【００５５】
１ 自動ワインダ
２ 糸巻取ユニット（糸巻取装置）
４ 糸
５ トラバース装置
６ 巻取チューブ（空の巻取ボビン）
７ パッケージ（糸層付の巻取ボビン）
１１ トラバースガイド
４１ パッケージ駆動モータ（巻取ボビン回転駆動装置）
４３ パッケージ回転センサ（巻取ボビン回転角度センサ）
４４ パッケージ径センサ（糸層径センサ）
４６ トラバース制御部
４７ トラバースガイド位置センサ
５０ ユニット制御部
６０ 糸長測定装置
７３ 糸層周面移動距離演算手段
７４ トラバース移動距離演算手段
７５ 巻取長さ演算手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸を巻き取るための巻取ボビンを回転駆動するための巻取ボビン回転駆動装置と、この巻取ボビン回転駆動装置とは切り離されて駆動し、前記巻取ボビンへの糸の巻取りの際にその糸を綾振るためのトラバース装置とを備えた糸巻取装置における、前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを測定するための糸長測定装置であって、
前記巻取ボビンに糸を巻き取って形成した糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離を検出する手段と、
前記糸層の幅方向の糸のトラバース移動距離を検出する手段と、
前記糸層周面移動距離検出手段で検出された糸層周面移動距離及び前記トラバース移動距離検出手段で検出されたトラバース移動距離をそれぞれ入力し、入力された糸層周面移動距離及びトラバース移動距離から、所定の周期時間ごとに前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを計算し、所定時間ごとに計算された巻取長さを巻始めから積算して前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを求める巻取長さ演算手段と、
を備えたことを特徴とする、糸巻取装置の糸長測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の糸巻取装置の糸長測定装置であって、前記所定の周期時間が瞬間の時間であることを特徴とする糸巻取装置の糸長測定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の糸巻取装置の糸長測定装置であって、前記トラバース装置が、糸をトラバース方向に移動させるために駆動されるトラバースガイドと、そのトラバースガイドを駆動するための駆動モータとを備え、この駆動モータの回転角度と前記トラバースガイドの移動距離とが所定の関係を維持していて、前記トラバース移動距離検出手段が前記駆動モータの回転角度を検出することを特徴とする糸巻取装置の糸長測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の糸巻取装置の糸長測定装置であって、前記糸層周面移動距離検出手段が、前記糸層の径を検出する糸層径センサと、前記巻取ボビンの回転角度を検出する巻取ボビン回転角度センサとを備え、前記糸層径センサ及び前記巻取ボビン回転角度センサの検出結果から前記糸層周面移動距離を求めるものであることを特徴とする糸巻取装置の糸長測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の糸巻取装置の糸長測定装置であって、前記糸層径センサが、糸の巻取を停止している状態で糸層径の検出が可能なものであることを特徴とする糸巻取装置の糸長測定装置。
【請求項１】
糸を巻き取るための巻取ボビンを回転駆動するための巻取ボビン回転駆動装置と、この巻取ボビン回転駆動装置とは切り離されて駆動し、前記巻取ボビンへの糸の巻取りの際にその糸を綾振るためのトラバース装置とを備えた糸巻取装置における、前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを測定するための糸長測定装置であって、
前記巻取ボビンに糸を巻き取って形成した糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離を検出する手段と、
前記糸層の幅方向の糸のトラバース移動距離を検出する手段と、
前記糸層周面移動距離検出手段で検出された糸層周面移動距離及び前記トラバース移動距離検出手段で検出されたトラバース移動距離をそれぞれ入力し、入力された糸層周面移動距離及びトラバース移動距離から、所定の周期時間ごとに前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを計算し、所定時間ごとに計算された巻取長さを巻始めから積算して前記巻取ボビンに巻き取った糸の巻取長さを求める巻取長さ演算手段と、
を備えたことを特徴とする、糸巻取装置の糸長測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の糸巻取装置の糸長測定装置であって、前記所定の周期時間が瞬間の時間であることを特徴とする糸巻取装置の糸長測定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の糸巻取装置の糸長測定装置であって、前記トラバース装置が、糸をトラバース方向に移動させるために駆動されるトラバースガイドと、そのトラバースガイドを駆動するための駆動モータとを備え、この駆動モータの回転角度と前記トラバースガイドの移動距離とが所定の関係を維持していて、前記トラバース移動距離検出手段が前記駆動モータの回転角度を検出することを特徴とする糸巻取装置の糸長測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の糸巻取装置の糸長測定装置であって、前記糸層周面移動距離検出手段が、前記糸層の径を検出する糸層径センサと、前記巻取ボビンの回転角度を検出する巻取ボビン回転角度センサとを備え、前記糸層径センサ及び前記巻取ボビン回転角度センサの検出結果から前記糸層周面移動距離を求めるものであることを特徴とする糸巻取装置の糸長測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の糸巻取装置の糸長測定装置であって、前記糸層径センサが、糸の巻取を停止している状態で糸層径の検出が可能なものであることを特徴とする糸巻取装置の糸長測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１３７６１５（Ｐ２００７−１３７６１５Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３５３７６（Ｐ２００５−３３５３７６）
【出願日】平成１７年１１月２１日（２００５．１１．２１）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２１日（２００５．１１．２１）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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