糸巻取装置及び糸巻取方法
【課題】糸を巻き取るための巻取ボビン６，７を回転駆動するパッケージ駆動モータ４１と、糸を綾振るためのトラバース装置５と、を備え、このトラバース装置が、トラバースガイド１１と、トラバースガイド駆動モータ４５と、を有する糸巻取ユニット２を用いて、巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保ちながら巻き取り、かつトラバースガイド駆動モータ４５の故障、発熱、脱調等を防止できる糸巻取方法を提供する。
【解決手段】巻取ボビン径Ｄが所定の限界径Ｄendになるまでは、限界回転速度基準制御手段８３により、前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmax以下になるように前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｔを調整する。巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendに到達した後は、糸巻取速度基準制御手段８５により、糸巻取速度ＷＳが要求糸巻取速度ＷＳdとなるように前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを調整する。
【解決手段】巻取ボビン径Ｄが所定の限界径Ｄendになるまでは、限界回転速度基準制御手段８３により、前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmax以下になるように前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｔを調整する。巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendに到達した後は、糸巻取速度基準制御手段８５により、糸巻取速度ＷＳが要求糸巻取速度ＷＳdとなるように前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸をトラバース装置で綾振りしながら巻取ボビンに巻き取る糸巻取装置及び糸巻取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の糸巻取装置は例えば特許文献１に開示されており、この特許文献１の糸巻取装置は、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モータと、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、を備えている。特許文献１の糸巻取装置において、トラバース装置は、糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、を有している。また、特許文献１の糸巻取装置には、前記巻取ボビン回転駆動モータ及び前記トラバースガイド駆動モータを制御する制御装置が備えられている。
【０００３】
そして特許文献１は、トラバースガイド駆動モータが巻取ボビン回転駆動モータと別個に設けられることで、プレシジョン巻やステッププレシジョン巻である巻取形式のパッケージを製造できる旨を開示する。
【特許文献１】特開２００２−６８５８７号公報（０００２、００２９〜００３１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のプレシジョン巻方式は、巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保ちながら巻き取る方式である。このプレシジョン巻では、巻取速度（巻取ボビンの周面速度）をＷＳ、巻取ボビンの径をＤ、巻取ボビンの回転速度をＢ、綾角をＷＡ、ワインド数をＷＮ、糸綾振り速度をＴＳとすると、次の式（ａ）〜（ｃ）が成り立つ。
ＷＳ＝π×Ｄ×Ｂ ・・・（ａ）
ＴＳ＝ＷＳ×tanＷＡ ・・・（ｂ）
tanＷＡ＝２×ＴＷ／（π×Ｄ×ＷＮ） ・・・（ｃ）
【０００５】
そして、式（ａ）と式（ｃ）を式（ｂ）に代入すると、次の式（ｄ）が成り立つ。
ＴＳ＝ＷＳ×tanＷＡ＝Ｂ×２×ＴＷ／ＷＮ ・・・（ｄ）
【０００６】
このプレシジョン巻では、生産性を確保するために要求糸巻取速度にて糸を巻き取るようにすると、ワインド数ＷＮの設定値が小さい場合にトラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えてしまう可能性がある。特に、巻取ボビンの径Ｄが小さいときは糸綾振り速度ＴＳが高速になるため、その可能性が大である。このことは、トラバースガイド駆動モータがそのモータ軸の正逆回転によりトラバースガイドを往復移動させるように構成した場合に、慣性モーメントの関係で限界回転速度が低くなることから、特に問題となる。
【０００７】
本願発明は以上の点に鑑みてされたものであり、その目的は、トラバースガイド駆動モータの限界回転速度を超えないように制御できる糸巻取装置及び糸巻取方法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】
【０００８】
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。
【０００９】
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モータと、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、前記トラバース装置が、糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、を有する糸巻取装置を用いた、以下のような糸巻取方法が提供される。
即ち、前記巻取ボビンへの糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保ちながら糸を前記巻取ボビンに巻き取る糸巻取方法において、前記巻取ボビンの径が所定の径になるまでは、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度以下になるように前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を調整し、前記巻取ボビンの径が所定の径に到達した後は、糸巻取速度が要求される糸巻取速度となるように前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を調整する。
【００１０】
この方法により、糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保ちながら糸を巻取ボビンに巻き取るようにした場合に、巻取ボビンの径が所定の径になるまでは、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度以下になるように、巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を要求糸巻取速度を達成するための回転速度よりも低回転速度とし、巻取ボビンの径が所定の径に到達した後は、巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を要求糸巻取速度にすることができる。従って、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えることを防止でき、モータの発熱や故障、脱調等を回避することができるとともに、巻取ボビンの径が所定の径に到達した後は、要求糸巻取速度で糸を巻き取ることができる。
【００１１】
前記の糸巻取方法においては、前記トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転により前記トラバースガイドを往復移動させることが好ましい。
【００１２】
上記のように、トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転によってトラバースガイドを往復運動させて糸を綾振り運動させるタイプのトラバース装置を用いた場合、慣性力の関係でトラバースガイド駆動モータの限界回転速度が低くなる。しかしながら、このような場合であっても上記の方法によれば、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えることを防止できる。
【００１３】
本発明の第２の観点によれば、以下のように構成する糸巻取装置が提供される。即ち、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モータと、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、前記トラバース装置が、糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、を有する。かつ、前記糸巻取装置は、前記巻取ボビン回転駆動モータ及び前記トラバースガイド駆動モータを制御する制御装置を備える。
そして、前記制御装置は、前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度と前記トラバースガイド駆動モータの回転速度との関係式を記憶する関係式記憶手段と、前記トラバースガイド駆動モータの限界回転速度を記憶する限界回転速度記憶手段と、前記関係式記憶手段に記憶された関係式の関係を維持しつつ、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度が前記限界回転速度記憶手段で記憶されたトラバースガイド駆動モータの限界回転速度以下になるように、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を制御する限界回転速度基準制御手段と、を有する。
【００１４】
この構成により、巻取ボビン回転駆動モータの回転速度とトラバースガイド駆動モータの回転速度とが所定の関係式の関係を維持するように巻取ボビン回転駆動モータとトラバースガイド駆動モータとを関連付けて制御した場合に、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えることを防止でき、モータの発熱や故障、脱調等を回避することができる。
【００１５】
前記の糸巻取装置においては、前記トラバース装置は、前記トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転により前記トラバースガイドを往復移動させるように構成されていることが好ましい。
【００１６】
この構成により、トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転によってトラバースガイドを往復運動させて糸を綾振り運動させるタイプのトラバース装置を使った場合であっても、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えることを防止できる。
【００１７】
前記の糸巻取装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、前記制御装置は、糸巻取速度の要求値を記憶する要求糸巻取速度記憶手段と、前記関係式記憶手段に記憶された関係式の関係を維持しつつ、糸巻取速度が前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度となるように前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を制御する糸巻取速度基準制御手段と、糸巻取速度を前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度にすることと前記トラバースガイド駆動モータの回転速度を前記限界回転速度記憶手段に記憶した限界回転速度以下にすることとが可能な条件のときに、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度の制御を前記限界回転速度基準制御手段から前記糸巻取速度基準制御手段に切り替える制御切替手段と、を有する。
【００１８】
この構成により、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えないようにして、可能な限り要求される糸巻取速度にて糸を巻き取ることができる。
【００１９】
前記の糸巻取装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、前記巻取ボビンの径を検出する巻取ボビン径検出手段を備える。前記関係式記憶手段に記憶された関係式は、前記巻取ボビンへの糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保つための式である。前記制御切替手段における、糸巻取速度を前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度にすることと前記トラバースガイド駆動モータの回転速度を前記限界回転速度記憶手段に記憶した限界回転速度以下にすることとが可能な条件とは、巻取ボビン径が所定の径を上回ることである。前記制御切替手段は、前記巻取ボビン径検出手段にて検出された前記巻取ボビン径が前記所定の径を上回ると、前記限界回転速度基準制御手段から前記糸巻取速度基準制御手段に切り替える。
【００２０】
この構成により、糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保ちながら糸を巻取ボビンに巻き取るようにした場合に、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えることを防止でき、モータの発熱や故障、脱調等を回避することができるとともに、巻取ボビンの径が所定の径に到達した後は、要求糸巻取速度で糸を巻き取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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及びブロック図である。図２は本実施形態においてプレシジョン巻を実現するための巻取速度及びトラバースガイドの制御を説明するフローチャート図、図３は本実施形態における巻始めからの糸巻取速度、トラバース駆動モータの回転速度及びパッケージ駆動モータの回転速度の変化を示すグラフ図、図４は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である。
【００２２】
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。
【００２３】
糸巻取ユニット２は、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６，７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。
【００２４】
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モータ）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。
【００２５】
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（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。
【００２６】
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（巻取ボビン径検出手段）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、あるいはこの巻取チューブ６に糸４を巻き取って形成されたパッケージ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を巻き取っているときにも糸４の巻取を停止しているときにも巻取ボビン６，７の径の検出が可能なものである。パッケージ径センサ４４で取得された巻取ボビン６，７の径は、ユニット制御部５０へ送信されるとともに、ユニット制御部５０からパッケージ駆動制御部４２及びトラバース制御部４６へ転送される。
【００２７】
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巻取ボビン６，７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を往復駆動する駆動手段としてのトラバースガイド駆動モータ４５と、を備えている。
【００２８】
前記トラバース装置５は、前記接触ローラ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を固定するとともに、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ガイド駆動モータ４５によって往復駆動するように構成されている。このタイミングベルト３１は、トラバースガイド１１のトラバース方向両端部に設置される従動プーリ３２・３２と、トラバースガイド駆動モータ４５の出力軸（モータ軸）に固定した駆動プーリ３３の外側に巻回されている。そして、トラバースガイド駆動モータ４５の出力軸を正逆回転することにより、駆動プーリ３３、タイミングベルト３１を介して、トラバースガイド１１を往復移動させることができるようになっている。
【００２９】
このトラバースガイド駆動モータ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からの信号を受けて前記トラバースガイド駆動モータ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、駆動プーリ３３の回転位置（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。
【００３０】
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ガイド駆動モータ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。特に本実施形態では、後述の制御により、巻取開始から巻取終了まで単一（固定）のワインド数で巻き取るプレシジョン巻を行えるように構成されている。
【００３１】
次に、糸継装置１４及びヤーンクリアラ１５を説明する。即ち、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１５を配設した構成となっている。
【００３２】
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。
【００３３】
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の検出部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。
【００３４】
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。
【００３５】
以上のようにして本実施形態の自動ワインダ１が構成されており、この自動ワインダ１の糸巻取ユニット２においてプレシジョン巻を行うための制御部（制御装置）６０は、ユニット制御部５０、パッケージ駆動制御部４２、及びトラバース制御部４６を少なくとも含んで構成されている。
【００３６】
次に、上記のプレシジョン巻を行うための、ユニット制御部５０及びパッケージ駆動制御部４２、トラバース制御部４６の制御について、図２のフロー等を参照して説明する。本実施形態において、前記パッケージ駆動制御部４２やトラバース制御部４６はマイクロコンピュータ式に構成されて、図示しない演算手段としてのＣＰＵや、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。また、ユニット制御部５０も同様に図略のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。
【００３７】
ユニット制御部５０は、関係式記憶手段８１と、限界回転速度記憶手段８２と、限界回転速度基準制御手段８３と、要求糸巻取速度記憶手段８４と、糸巻取速度基準制御手段８５と、制御切替手段８６と、を備えている。
【００３８】
関係式記憶手段８１は、パッケージ駆動モータ４１の回転速度とトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度との間の、次の関係式（１）を記憶している。
Ｔ＝Ｂ×２×ＴＷ／（π×Ｄpl×ＷＮ） ・・・（１）
ここで、Ｔはトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度、Ｂはパッケージ駆動モータ４１の回転速度、ＴＷはトラバース幅、Ｄplは駆動プーリ３３の直径、ＷＮはワインド数である。トラバース幅ＴＷ及び駆動プーリ３３の直径Ｄplは、予め決められた数値であり、ワインド数ＷＮは固定値に定められる。
【００３９】
この糸巻取ユニット２での糸巻取制御においては、巻取ボビン６，７への糸４の巻取開始から巻取終了まで、上記関係式（１）の関係が維持される。即ち、巻取ボビン６，７への糸４の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保つようにトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及びパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂが制御される。これによって、糸巻取ユニット２においてプレシジョン巻を行うことができる。
【００４０】
上記トラバース幅ＴＷ、駆動プーリ３３の直径Ｄpl及びワインド数ＷＮは、自動ワインダ１に設けられた上位コンピュータの設定器８７により設定可能であり、変更することもできる。
【００４１】
なお、上記の関係式（１）は、次のようにして導かれた式である。糸の巻取速度（巻取ボビン６，７の周面速度）をＷＳ、巻取ボビン６，７の直径をＤ、綾角をＷＡ、糸綾振り速度をＴＳとすると、幾何学的に次の式が成り立つ。
ＷＳ＝π×Ｄ×Ｂ ・・・（２）
ＴＳ＝ＷＳ×tanＷＡ ・・・（３）
tanＷＡ＝２×ＴＷ／（π×Ｄ×ＷＮ） ・・・（４）
ＴＳ＝Ｔ×π×Ｄpl ・・・（５）
なお、上記の式（２）〜（４）は、前記の式（ａ）〜（ｃ）と同一である。そして、式（２）、（４）、（５）を式（３）に代入することにより、関係式（１）を導くことができる。
【００４２】
限界回転速度記憶手段８２は、トラバースガイド駆動モータ４５の限界回転速度Ｔmaxを記憶している。この限界回転速度Ｔmaxは、設定器８７により設定及び変更可能になっている。本実施形態では、限界回転速度Ｔmaxは、トラバースガイド駆動モータ４５の性能やモータに加わる慣性力を考慮して、経験的に求めた値が設定されている。
【００４３】
限界回転速度基準制御手段８３は、関係式記憶手段８１に記憶した関係式（１）の関係を維持しつつ、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度記憶手段８２で記憶した限界回転速度Ｔmax以下になるように、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及びパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを制御するものである。
【００４４】
要求糸巻取速度記憶手段８４は、糸巻取速度ＷＳの要求値ＷＳdを記憶している。この要求糸巻取速度ＷＳdは、前記設定器８７により、設定及び変更可能になっている。
【００４５】
糸巻取速度基準制御手段８５は、関係式記憶手段８１で記憶された前記関係式（１）の関係を維持しつつ、糸巻取速度ＷＳが要求糸巻取速度記憶手段８４で記憶された要求糸巻取速度ＷＳdとなるようにトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及びパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを制御するものである。
【００４６】
制御切替手段８６は、糸巻取速度ＷＳを要求糸巻取速度記憶手段８４に記憶した要求糸巻取速度ＷＳdにすることと、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを限界回転速度記憶手段８２に記憶した限界回転速度Ｔmax以下にすることとが可能な条件のときに、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及びパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂの制御を限界回転速度基準制御手段８３から糸巻取速度基準制御手段８５に切り替えるものである。
【００４７】
ここで、上記可能な条件とは、巻取ボビン６，７の直径Ｄが所定径（限界径）Ｄendを上回ることである。この限界径Ｄendは、前記関係式（１）の「Ｔ」に「Ｔmax」を代入して「Ｂ」を求め、前記式（２）の「ＷＳ」に「ＷＳd」を代入するとともに、同式（２）の「Ｂ」に関係式（１）で求めた「Ｂ」を代入することにより、自動的に求めることができる。即ち、限界径Ｄendは、次の式（６）により自動的に求められる。
Ｄend＝２×ＷＳd×ＴＷ／（π2×Ｄpl×ＷＮ×Ｔmax） ・・・（６）
本実施形態において限界径Ｄendを計算するのは自動ワインダ１内の上位コンピュータであるが、糸巻取ユニット２のユニット制御部５０で計算してもよい。
【００４８】
前述したように、糸巻取ユニット２においては、上記関係式（１）に従ってパッケージ駆動モータ４１及びトラバースガイド駆動モータ４５を制御することでプレシジョン巻を実現するようになっている。しかしながら、上述したように、単純に上記の関係式（１）及び式（２）に設定ワインド数ＷＮ、トラバース幅ＴＷ、及び要求糸巻取速度ＷＳdを当てはめて制御すると、トラバースガイド駆動モータ４５に問題が発生する場合がある。即ち、式（２）から判るように、仮に空の巻取ボビン６に対して要求糸巻取速度ＷＳdで糸４を巻くとすると、巻き始めた直後の段階では巻取ボビン６，７の直径Ｄが小さいために、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂが大きくなる。よって、関係式（１）の関係を保つためには、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを大きくしなければならない。従って、巻取ボビン６，７への糸４の巻始めの段階ではトラバースガイド駆動モータ４５の高速回転が必要になり、この回転速度Ｔがトラバースガイド駆動モータ４５で許容される最高回転速度を超えてしまうと、トラバースガイド駆動モータ４５の故障あるいは寿命の大幅な短縮を招いてしまう。
【００４９】
本実施形態ではこの点に鑑み、ユニット制御部５０に、トラバースガイド駆動モータ４５が許容できる限界回転速度Ｔmaxを予め設定して記憶できるように構成されている。そしてユニット制御部５０は、前記の要求糸巻取速度ＷＳdとなるように巻取ボビン６，７を回転させても、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが前記限界回転速度Ｔmaxを上回らなくなる巻取ボビン６，７の径Ｄendを、巻取開始前に予め上位コンピュータから入力し記憶しておく。
【００５０】
図２は、本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２における巻取制御のフローチャート図である。本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２では、先ず図２のＳ１０１の処理で、巻取チューブ６への糸４の巻取りを開始する。
【００５１】
この糸巻取開始後は、ユニット制御部５０は、巻取チューブ６に巻き取られて形成された糸層の直径（巻取ボビン径）Ｄをパッケージ径センサ４４から取得し（Ｓ１０２）、得られた巻取ボビン径Ｄを前記の限界径Ｄendと比較する（Ｓ１０３）。
【００５２】
そして、現在の巻取ボビン径Ｄが前記の限界径Ｄendを上回らないときは、巻始めの時期であってトラバースガイド駆動モータ４５の過回転が上述のように懸念されるので、次の式（７）に示すように、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを前記の限界回転速度Ｔmaxとする。
Ｔ＝Ｔmax ・・・（７）
【００５３】
また、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂは、以下の式（８）に従って求める。
Ｂ＝π×Ｄpl×ＷＮ×Ｔmax／（２×ＴＷ） ・・・（８）
なお、上記の式は、前記の関係式（１）の「Ｔ」に「Ｔmax」を代入して、Ｂ＝の形に変形したものである。
【００５４】
以上に示すように、現在の巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendを上回らないとき、Ｓ１０４の処理で、ユニット制御部５０は上記の式（８）に基づいてパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを計算し、これに従ってパッケージ駆動制御部４２はパッケージ駆動モータ４１を制御する。同様に、ユニット制御部５０はトラバース制御部４６に指令し、トラバース制御部４６は上記の式（７）に従って、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxとなるようにトラバースガイド駆動モータ４５を制御する。そして、ユニット制御部５０は巻取りが終了したか否かをＳ１０６の処理で判定し、巻取りが終了していない場合は、上記のＳ１０２の処理に戻る。巻取りが終了したと判定された場合は、一連の処理を終了する。なお、巻取終了の条件としては、糸４が巻取チューブ６に所定長巻き取られて満巻になった場合や、上位コンピュータからの緊急停止信号を受信した場合等、様々な条件が考えられる。
【００５５】
一方、上記Ｓ１０３の処理で、パッケージ径センサ４４により検出された現在の巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendを上回っていると判定された場合は、要求糸巻取速度ＷＳdとなるように巻取ボビン６，７を回転させても、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが前記限界回転速度Ｔmaxを上回らなくなるので、過回転のおそれはなくなる。即ち、糸巻取速度ＷＳを要求糸巻取速度ＷＳdとしながら糸４を巻くことと、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを前記限界回転速度Ｔmax以下にすることとが可能になる。従って、この場合はＳ１０５の処理に移り、ユニット制御部５０はパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを以下の式（９）に従って求める。
Ｂ＝ＷＳd／（π×Ｄ） ・・・（９）
なお、上記の式は、前記の式（２）の「ＷＳ」に「ＷＳd」を代入して、Ｂ＝の形に変形したものである。
【００５６】
また、ユニット制御部５０はトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを以下の式（１０）に従って求める。
Ｔ＝２×ＴＷ×ＷＳd／（π2×Ｄpl×ＷＮ×Ｄ） ・・・（１０）
なお、上記の式は、前記の関係式（１）の「Ｂ」に式（９）の「Ｂ」を代入したものである。
【００５７】
そして、ユニット制御部５０は、巻取りが終了したか否かをＳ１０６の処理で判定し、巻取りが終了していない場合は上記のＳ１０２の処理に戻り、巻取りが終了した場合は一連の処理を終了する。
【００５８】
上記の制御による糸巻取速度ＷＳ、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及びパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂの変化を図３で説明する。図３の（ａ）のグラフには糸巻取速度ＷＳの変化を示し、（ｂ）のグラフにはトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔの変化を示し、（ｃ）のグラフにはパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂの変化を示し、各グラフの横軸には巻取ボビン径Ｄ（言い換えれば、糸４の巻取りの進み度合い）をとっている。
【００５９】
巻始めの段階としての第１の巻取工程（Ｄ≦Ｄend）では、図２のＳ１０４の処理（限界回転速度基準制御手段８３による制御）が行われるので、（ｂ）のグラフに示すようにトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔは限界回転速度Ｔmaxで一定であり、また（ａ）のグラフに示すように糸巻取速度ＷＳは巻取ボビン径Ｄの増加に伴って、低速側から要求糸巻取速度ＷＳdに近づくように徐々に増速してゆく。なお、（ｃ）のグラフに示すように、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂは所定の速度で一定である。この制御により、トラバースガイド駆動モータ４５の過回転による故障、発熱、脱調等を防止しつつ、最大限生産効率の良いプレシジョン巻を実現している。
【００６０】
そして、糸４の巻取りが進んでＤ＞Ｄendとなると、第２の巻取工程に移行して図２のＳ１０５の処理（糸巻取速度基準制御手段８５による制御）が行われるので、今度は（ａ）のグラフに示すように糸巻取速度ＷＳは要求糸巻取速度ＷＳdで一定であり、また（ｂ）のグラフに示すようにトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔは巻取ボビン径Ｄの増加に伴って徐々に減少してゆく。なお、糸巻取速度ＷＳを上記のように要求糸巻取速度ＷＳdで一定とするために、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂは、（ｃ）のグラフに示すように、巻取ボビン径Ｄの増加に従って徐々に減少する。この制御により、要求糸巻取速度ＷＳdでの通常のプレシジョン巻が実現される。
【００６１】
以上に示すように、本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２は、糸４を巻き取るための巻取ボビン６，７を回転駆動するためのパッケージ駆動モータ４１と、前記巻取ボビン６，７への糸４の巻取りの際にその糸４を綾振るためのトラバース装置５と、を備える。そしてトラバース装置５は、糸４と係合して糸４を綾振りさせるためのトラバースガイド１１と、前記パッケージ駆動モータ４１とは切り離されて駆動し、前記トラバースガイド１１を移動させるためのトラバースガイド駆動モータ４５と、を有している。そして、以下の方法によって、前記巻取ボビン６，７への糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保ちながら糸４を前記巻取ボビン６，７に巻き取っている。即ち、前記巻取ボビン径Ｄが所定の径（限界径Ｄend）になるまでは、前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxに等しくなるように前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを調整する。前記巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendに到達した後は、糸巻取速度が要求糸巻取速度ＷＳdとなるように前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを調整する。
【００６２】
従って、糸４の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保ちながら糸を巻取ボビン６，７に巻き取るようにした場合に、巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendになるまでは、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度が限界回転速度Ｔmax以下になるように、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを要求糸巻取速度ＷＳdを達成するための回転速度よりも低回転速度とし、巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendに到達した後は、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを要求糸巻取速度ＷＳdにすることができる。従って、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxを超えることを防止でき、トラバースガイド駆動モータ４５の発熱や故障、脱調等を回避することができるとともに、巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendに到達した後は、要求糸巻取速度ＷＳdで糸４を巻き取ることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、前記トラバースガイド駆動モータ４５のモータ軸の正逆回転により前記トラバースガイド１１を往復移動させている。この場合、トラバースガイド１１やタイミングベルト３１、駆動プーリ３３、従動プーリ３２、トラバースガイド駆動モータ４５の回転子の部分等に作用する慣性力の関係で、トラバースガイド駆動モータ４５の限界回転速度Ｔmaxが低くなり易い。しかしながら、このような場合であっても上記の糸巻取方法によれば、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxを超えることを防止できる。
【００６４】
また、本実施形態の糸巻取ユニット２では、前記パッケージ駆動モータ４１及び前記トラバースガイド駆動モータ４５を制御する制御装置６０を備えている。そして、この制御装置６０を構成するユニット制御部５０は、前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂと前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔとの関係式（前記の関係式（１））を記憶する関係式記憶手段８１と、前記トラバースガイド駆動モータ４５の限界回転速度Ｔmaxを記憶する限界回転速度記憶手段８２と、前記関係式記憶手段８１に記憶された関係式（１）の関係を維持しつつ、前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度が前記限界回転速度記憶手段８２で記憶されたトラバースガイド駆動モータ４５の限界回転速度Ｔmaxに等しくなるように、前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及び前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを制御する限界回転速度基準制御手段８３と、を有する。
【００６５】
従って、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂとトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔとが前記関係式（１）の関係を維持するようにパッケージ駆動モータ４１とトラバースガイド駆動モータ４５とを関連付けて制御した場合に、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxを超えることを防止でき、トラバースガイド駆動モータ４５の発熱や故障、脱調等を回避することができる。
【００６６】
また、前記制御装置６０は、糸巻取速度の要求値ＷＳdを記憶する要求糸巻取速度記憶手段８４と、前記関係式記憶手段８１に記憶された関係式（１）の関係を維持しつつ、糸巻取速度ＷＳが前記要求糸巻取速度記憶手段８４に記憶した要求糸巻取速度ＷＳdとなるように前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及び前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを制御する糸巻取速度基準制御手段８５と、糸巻取速度ＷＳを前記要求糸巻取速度記憶手段８４に記憶した要求糸巻取速度ＷＳdにすることと前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを前記限界回転速度記憶手段８２に記憶した限界回転速度Ｔmax以下にすることとが可能な条件のときに、前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及び前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂの制御を前記限界回転速度基準制御手段８３から前記糸巻取速度基準制御手段８５に切り替える制御切替手段８６と、を有する。
【００６７】
従って、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxを超えないようにして、要求糸巻取速度ＷＳdにて可能な限り糸４を巻き取ることができ、生産効率を高めることができる。
【００６８】
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、前記巻取ボビン径Ｄを検出するパッケージ径センサ４４を備える。また、前記関係式記憶手段８１に記憶された関係式（１）は、前記巻取ボビン６，７への糸４の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保つための式になっている。そして、前記制御切替手段８６における、糸巻取速度ＷＳを前記要求糸巻取速度記憶手段８４に記憶した要求糸巻取速度ＷＳdにすることと前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを前記限界回転速度記憶手段８２に記憶した限界回転速度Ｔmax以下にすることとが可能な条件とは、巻取ボビン径Ｄが所定の限界径Ｄendを上回ることとされている。また、前記制御切替手段８６は、前記パッケージ径センサ４４にて検出された巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendを上回ると、前記限界回転速度基準制御手段８３から前記糸巻取速度基準制御手段８５に切り替えるように構成している。
【００６９】
従って、糸４の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保ちながら糸４を巻取ボビン６，７に巻き取るようにした場合に、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxを超えることを防止でき、トラバースガイド駆動モータ４５の発熱や故障、脱調等を回避することができるとともに、巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendに到達した後は、要求糸巻取速度ＷＳdで糸４を巻き取ることができる。
【００７０】
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。
【００７１】
図２のＳ１０２の処理で、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを、限界回転速度Ｔmaxと等しくするのではなく、当該限界回転速度Ｔmaxよりも低い所定の速度となるように制御しても良い。
【００７２】
糸４の巻取りの進み度合いを取得するための巻取ボビン径検出手段としては、糸４の巻取を停止している状態でも巻取ボビン６，７の径が検出可能なものが良い。ただし、巻取りの進み度合いは、パッケージ径センサ４４から巻取ボビン径Ｄを取得することに代えて、例えば糸４の巻取開始からの累積巻取長さや、巻取開始時からの経過時間等から取得することができる。
【００７３】
図１で図示したトラバース装置５に代えて、図４に示すように、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の基端部を、ボイスコイルモータで構成されるトラバースガイド駆動モータ４５’のモータ軸に固着し、図４の矢印のようにアーム部材１３を往復旋回駆動させ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。
【００７４】
本発明は、自動ワインダ１に限らず、糸を巻き取るための巻取ボビンをセット可能とし、トラバースガイドで糸を綾振りながら巻取ボビンに糸を巻き取る構成の糸巻取装置（例えば、合糸機、撚糸機等）に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【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】本実施形態においてプレシジョン巻を実現するための巻取速度及びトラバースガイドの制御を説明するフローチャート図。
【図３】本実施形態における巻始めからの糸巻取速度、トラバース駆動モータの回転速度及びパッケージ駆動モータの回転速度の変化を示すグラフ図。
【図４】トラバース装置の変形例を適用した本発明の別の実施形態を示す模式正面図及びブロック図。
【符号の説明】
【００７６】
１ 自動ワインダ
２ 糸巻取ユニット（糸巻取装置）
４ 糸
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
４４ パッケージ径センサ（巻取ボビン径センサ）
４５ トラバースガイド駆動モータ
５０ ユニット制御部
６０ 制御装置
８１ 関係式記憶手段
８２ 限界回転速度記憶手段
８３ 限界回転速度基準制御手段
８４ 要求糸巻取速度記憶手段
８５ 糸巻取速度基準制御手段
８６ 制御切替手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸をトラバース装置で綾振りしながら巻取ボビンに巻き取る糸巻取装置及び糸巻取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の糸巻取装置は例えば特許文献１に開示されており、この特許文献１の糸巻取装置は、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モータと、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、を備えている。特許文献１の糸巻取装置において、トラバース装置は、糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、を有している。また、特許文献１の糸巻取装置には、前記巻取ボビン回転駆動モータ及び前記トラバースガイド駆動モータを制御する制御装置が備えられている。
【０００３】
そして特許文献１は、トラバースガイド駆動モータが巻取ボビン回転駆動モータと別個に設けられることで、プレシジョン巻やステッププレシジョン巻である巻取形式のパッケージを製造できる旨を開示する。
【特許文献１】特開２００２−６８５８７号公報（０００２、００２９〜００３１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のプレシジョン巻方式は、巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保ちながら巻き取る方式である。このプレシジョン巻では、巻取速度（巻取ボビンの周面速度）をＷＳ、巻取ボビンの径をＤ、巻取ボビンの回転速度をＢ、綾角をＷＡ、ワインド数をＷＮ、糸綾振り速度をＴＳとすると、次の式（ａ）〜（ｃ）が成り立つ。
ＷＳ＝π×Ｄ×Ｂ ・・・（ａ）
ＴＳ＝ＷＳ×tanＷＡ ・・・（ｂ）
tanＷＡ＝２×ＴＷ／（π×Ｄ×ＷＮ） ・・・（ｃ）
【０００５】
そして、式（ａ）と式（ｃ）を式（ｂ）に代入すると、次の式（ｄ）が成り立つ。
ＴＳ＝ＷＳ×tanＷＡ＝Ｂ×２×ＴＷ／ＷＮ ・・・（ｄ）
【０００６】
このプレシジョン巻では、生産性を確保するために要求糸巻取速度にて糸を巻き取るようにすると、ワインド数ＷＮの設定値が小さい場合にトラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えてしまう可能性がある。特に、巻取ボビンの径Ｄが小さいときは糸綾振り速度ＴＳが高速になるため、その可能性が大である。このことは、トラバースガイド駆動モータがそのモータ軸の正逆回転によりトラバースガイドを往復移動させるように構成した場合に、慣性モーメントの関係で限界回転速度が低くなることから、特に問題となる。
【０００７】
本願発明は以上の点に鑑みてされたものであり、その目的は、トラバースガイド駆動モータの限界回転速度を超えないように制御できる糸巻取装置及び糸巻取方法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】
【０００８】
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。
【０００９】
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モータと、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、前記トラバース装置が、糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、を有する糸巻取装置を用いた、以下のような糸巻取方法が提供される。
即ち、前記巻取ボビンへの糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保ちながら糸を前記巻取ボビンに巻き取る糸巻取方法において、前記巻取ボビンの径が所定の径になるまでは、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度以下になるように前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を調整し、前記巻取ボビンの径が所定の径に到達した後は、糸巻取速度が要求される糸巻取速度となるように前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を調整する。
【００１０】
この方法により、糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保ちながら糸を巻取ボビンに巻き取るようにした場合に、巻取ボビンの径が所定の径になるまでは、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度以下になるように、巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を要求糸巻取速度を達成するための回転速度よりも低回転速度とし、巻取ボビンの径が所定の径に到達した後は、巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を要求糸巻取速度にすることができる。従って、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えることを防止でき、モータの発熱や故障、脱調等を回避することができるとともに、巻取ボビンの径が所定の径に到達した後は、要求糸巻取速度で糸を巻き取ることができる。
【００１１】
前記の糸巻取方法においては、前記トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転により前記トラバースガイドを往復移動させることが好ましい。
【００１２】
上記のように、トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転によってトラバースガイドを往復運動させて糸を綾振り運動させるタイプのトラバース装置を用いた場合、慣性力の関係でトラバースガイド駆動モータの限界回転速度が低くなる。しかしながら、このような場合であっても上記の方法によれば、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えることを防止できる。
【００１３】
本発明の第２の観点によれば、以下のように構成する糸巻取装置が提供される。即ち、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モータと、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、前記トラバース装置が、糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、を有する。かつ、前記糸巻取装置は、前記巻取ボビン回転駆動モータ及び前記トラバースガイド駆動モータを制御する制御装置を備える。
そして、前記制御装置は、前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度と前記トラバースガイド駆動モータの回転速度との関係式を記憶する関係式記憶手段と、前記トラバースガイド駆動モータの限界回転速度を記憶する限界回転速度記憶手段と、前記関係式記憶手段に記憶された関係式の関係を維持しつつ、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度が前記限界回転速度記憶手段で記憶されたトラバースガイド駆動モータの限界回転速度以下になるように、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を制御する限界回転速度基準制御手段と、を有する。
【００１４】
この構成により、巻取ボビン回転駆動モータの回転速度とトラバースガイド駆動モータの回転速度とが所定の関係式の関係を維持するように巻取ボビン回転駆動モータとトラバースガイド駆動モータとを関連付けて制御した場合に、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えることを防止でき、モータの発熱や故障、脱調等を回避することができる。
【００１５】
前記の糸巻取装置においては、前記トラバース装置は、前記トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転により前記トラバースガイドを往復移動させるように構成されていることが好ましい。
【００１６】
この構成により、トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転によってトラバースガイドを往復運動させて糸を綾振り運動させるタイプのトラバース装置を使った場合であっても、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えることを防止できる。
【００１７】
前記の糸巻取装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、前記制御装置は、糸巻取速度の要求値を記憶する要求糸巻取速度記憶手段と、前記関係式記憶手段に記憶された関係式の関係を維持しつつ、糸巻取速度が前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度となるように前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を制御する糸巻取速度基準制御手段と、糸巻取速度を前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度にすることと前記トラバースガイド駆動モータの回転速度を前記限界回転速度記憶手段に記憶した限界回転速度以下にすることとが可能な条件のときに、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度の制御を前記限界回転速度基準制御手段から前記糸巻取速度基準制御手段に切り替える制御切替手段と、を有する。
【００１８】
この構成により、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えないようにして、可能な限り要求される糸巻取速度にて糸を巻き取ることができる。
【００１９】
前記の糸巻取装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、前記巻取ボビンの径を検出する巻取ボビン径検出手段を備える。前記関係式記憶手段に記憶された関係式は、前記巻取ボビンへの糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保つための式である。前記制御切替手段における、糸巻取速度を前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度にすることと前記トラバースガイド駆動モータの回転速度を前記限界回転速度記憶手段に記憶した限界回転速度以下にすることとが可能な条件とは、巻取ボビン径が所定の径を上回ることである。前記制御切替手段は、前記巻取ボビン径検出手段にて検出された前記巻取ボビン径が前記所定の径を上回ると、前記限界回転速度基準制御手段から前記糸巻取速度基準制御手段に切り替える。
【００２０】
この構成により、糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保ちながら糸を巻取ボビンに巻き取るようにした場合に、トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度を超えることを防止でき、モータの発熱や故障、脱調等を回避することができるとともに、巻取ボビンの径が所定の径に到達した後は、要求糸巻取速度で糸を巻き取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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及びブロック図である。図２は本実施形態においてプレシジョン巻を実現するための巻取速度及びトラバースガイドの制御を説明するフローチャート図、図３は本実施形態における巻始めからの糸巻取速度、トラバース駆動モータの回転速度及びパッケージ駆動モータの回転速度の変化を示すグラフ図、図４は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である。
【００２２】
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。
【００２３】
糸巻取ユニット２は、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６，７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。
【００２４】
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モータ）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。
【００２５】
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（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。
【００２６】
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（巻取ボビン径検出手段）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、あるいはこの巻取チューブ６に糸４を巻き取って形成されたパッケージ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を巻き取っているときにも糸４の巻取を停止しているときにも巻取ボビン６，７の径の検出が可能なものである。パッケージ径センサ４４で取得された巻取ボビン６，７の径は、ユニット制御部５０へ送信されるとともに、ユニット制御部５０からパッケージ駆動制御部４２及びトラバース制御部４６へ転送される。
【００２７】
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巻取ボビン６，７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を往復駆動する駆動手段としてのトラバースガイド駆動モータ４５と、を備えている。
【００２８】
前記トラバース装置５は、前記接触ローラ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を固定するとともに、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ガイド駆動モータ４５によって往復駆動するように構成されている。このタイミングベルト３１は、トラバースガイド１１のトラバース方向両端部に設置される従動プーリ３２・３２と、トラバースガイド駆動モータ４５の出力軸（モータ軸）に固定した駆動プーリ３３の外側に巻回されている。そして、トラバースガイド駆動モータ４５の出力軸を正逆回転することにより、駆動プーリ３３、タイミングベルト３１を介して、トラバースガイド１１を往復移動させることができるようになっている。
【００２９】
このトラバースガイド駆動モータ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からの信号を受けて前記トラバースガイド駆動モータ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、駆動プーリ３３の回転位置（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。
【００３０】
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ガイド駆動モータ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。特に本実施形態では、後述の制御により、巻取開始から巻取終了まで単一（固定）のワインド数で巻き取るプレシジョン巻を行えるように構成されている。
【００３１】
次に、糸継装置１４及びヤーンクリアラ１５を説明する。即ち、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１５を配設した構成となっている。
【００３２】
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。
【００３３】
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の検出部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。
【００３４】
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。
【００３５】
以上のようにして本実施形態の自動ワインダ１が構成されており、この自動ワインダ１の糸巻取ユニット２においてプレシジョン巻を行うための制御部（制御装置）６０は、ユニット制御部５０、パッケージ駆動制御部４２、及びトラバース制御部４６を少なくとも含んで構成されている。
【００３６】
次に、上記のプレシジョン巻を行うための、ユニット制御部５０及びパッケージ駆動制御部４２、トラバース制御部４６の制御について、図２のフロー等を参照して説明する。本実施形態において、前記パッケージ駆動制御部４２やトラバース制御部４６はマイクロコンピュータ式に構成されて、図示しない演算手段としてのＣＰＵや、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。また、ユニット制御部５０も同様に図略のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。
【００３７】
ユニット制御部５０は、関係式記憶手段８１と、限界回転速度記憶手段８２と、限界回転速度基準制御手段８３と、要求糸巻取速度記憶手段８４と、糸巻取速度基準制御手段８５と、制御切替手段８６と、を備えている。
【００３８】
関係式記憶手段８１は、パッケージ駆動モータ４１の回転速度とトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度との間の、次の関係式（１）を記憶している。
Ｔ＝Ｂ×２×ＴＷ／（π×Ｄpl×ＷＮ） ・・・（１）
ここで、Ｔはトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度、Ｂはパッケージ駆動モータ４１の回転速度、ＴＷはトラバース幅、Ｄplは駆動プーリ３３の直径、ＷＮはワインド数である。トラバース幅ＴＷ及び駆動プーリ３３の直径Ｄplは、予め決められた数値であり、ワインド数ＷＮは固定値に定められる。
【００３９】
この糸巻取ユニット２での糸巻取制御においては、巻取ボビン６，７への糸４の巻取開始から巻取終了まで、上記関係式（１）の関係が維持される。即ち、巻取ボビン６，７への糸４の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保つようにトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及びパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂが制御される。これによって、糸巻取ユニット２においてプレシジョン巻を行うことができる。
【００４０】
上記トラバース幅ＴＷ、駆動プーリ３３の直径Ｄpl及びワインド数ＷＮは、自動ワインダ１に設けられた上位コンピュータの設定器８７により設定可能であり、変更することもできる。
【００４１】
なお、上記の関係式（１）は、次のようにして導かれた式である。糸の巻取速度（巻取ボビン６，７の周面速度）をＷＳ、巻取ボビン６，７の直径をＤ、綾角をＷＡ、糸綾振り速度をＴＳとすると、幾何学的に次の式が成り立つ。
ＷＳ＝π×Ｄ×Ｂ ・・・（２）
ＴＳ＝ＷＳ×tanＷＡ ・・・（３）
tanＷＡ＝２×ＴＷ／（π×Ｄ×ＷＮ） ・・・（４）
ＴＳ＝Ｔ×π×Ｄpl ・・・（５）
なお、上記の式（２）〜（４）は、前記の式（ａ）〜（ｃ）と同一である。そして、式（２）、（４）、（５）を式（３）に代入することにより、関係式（１）を導くことができる。
【００４２】
限界回転速度記憶手段８２は、トラバースガイド駆動モータ４５の限界回転速度Ｔmaxを記憶している。この限界回転速度Ｔmaxは、設定器８７により設定及び変更可能になっている。本実施形態では、限界回転速度Ｔmaxは、トラバースガイド駆動モータ４５の性能やモータに加わる慣性力を考慮して、経験的に求めた値が設定されている。
【００４３】
限界回転速度基準制御手段８３は、関係式記憶手段８１に記憶した関係式（１）の関係を維持しつつ、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度記憶手段８２で記憶した限界回転速度Ｔmax以下になるように、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及びパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを制御するものである。
【００４４】
要求糸巻取速度記憶手段８４は、糸巻取速度ＷＳの要求値ＷＳdを記憶している。この要求糸巻取速度ＷＳdは、前記設定器８７により、設定及び変更可能になっている。
【００４５】
糸巻取速度基準制御手段８５は、関係式記憶手段８１で記憶された前記関係式（１）の関係を維持しつつ、糸巻取速度ＷＳが要求糸巻取速度記憶手段８４で記憶された要求糸巻取速度ＷＳdとなるようにトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及びパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを制御するものである。
【００４６】
制御切替手段８６は、糸巻取速度ＷＳを要求糸巻取速度記憶手段８４に記憶した要求糸巻取速度ＷＳdにすることと、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを限界回転速度記憶手段８２に記憶した限界回転速度Ｔmax以下にすることとが可能な条件のときに、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及びパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂの制御を限界回転速度基準制御手段８３から糸巻取速度基準制御手段８５に切り替えるものである。
【００４７】
ここで、上記可能な条件とは、巻取ボビン６，７の直径Ｄが所定径（限界径）Ｄendを上回ることである。この限界径Ｄendは、前記関係式（１）の「Ｔ」に「Ｔmax」を代入して「Ｂ」を求め、前記式（２）の「ＷＳ」に「ＷＳd」を代入するとともに、同式（２）の「Ｂ」に関係式（１）で求めた「Ｂ」を代入することにより、自動的に求めることができる。即ち、限界径Ｄendは、次の式（６）により自動的に求められる。
Ｄend＝２×ＷＳd×ＴＷ／（π2×Ｄpl×ＷＮ×Ｔmax） ・・・（６）
本実施形態において限界径Ｄendを計算するのは自動ワインダ１内の上位コンピュータであるが、糸巻取ユニット２のユニット制御部５０で計算してもよい。
【００４８】
前述したように、糸巻取ユニット２においては、上記関係式（１）に従ってパッケージ駆動モータ４１及びトラバースガイド駆動モータ４５を制御することでプレシジョン巻を実現するようになっている。しかしながら、上述したように、単純に上記の関係式（１）及び式（２）に設定ワインド数ＷＮ、トラバース幅ＴＷ、及び要求糸巻取速度ＷＳdを当てはめて制御すると、トラバースガイド駆動モータ４５に問題が発生する場合がある。即ち、式（２）から判るように、仮に空の巻取ボビン６に対して要求糸巻取速度ＷＳdで糸４を巻くとすると、巻き始めた直後の段階では巻取ボビン６，７の直径Ｄが小さいために、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂが大きくなる。よって、関係式（１）の関係を保つためには、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを大きくしなければならない。従って、巻取ボビン６，７への糸４の巻始めの段階ではトラバースガイド駆動モータ４５の高速回転が必要になり、この回転速度Ｔがトラバースガイド駆動モータ４５で許容される最高回転速度を超えてしまうと、トラバースガイド駆動モータ４５の故障あるいは寿命の大幅な短縮を招いてしまう。
【００４９】
本実施形態ではこの点に鑑み、ユニット制御部５０に、トラバースガイド駆動モータ４５が許容できる限界回転速度Ｔmaxを予め設定して記憶できるように構成されている。そしてユニット制御部５０は、前記の要求糸巻取速度ＷＳdとなるように巻取ボビン６，７を回転させても、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが前記限界回転速度Ｔmaxを上回らなくなる巻取ボビン６，７の径Ｄendを、巻取開始前に予め上位コンピュータから入力し記憶しておく。
【００５０】
図２は、本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２における巻取制御のフローチャート図である。本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２では、先ず図２のＳ１０１の処理で、巻取チューブ６への糸４の巻取りを開始する。
【００５１】
この糸巻取開始後は、ユニット制御部５０は、巻取チューブ６に巻き取られて形成された糸層の直径（巻取ボビン径）Ｄをパッケージ径センサ４４から取得し（Ｓ１０２）、得られた巻取ボビン径Ｄを前記の限界径Ｄendと比較する（Ｓ１０３）。
【００５２】
そして、現在の巻取ボビン径Ｄが前記の限界径Ｄendを上回らないときは、巻始めの時期であってトラバースガイド駆動モータ４５の過回転が上述のように懸念されるので、次の式（７）に示すように、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを前記の限界回転速度Ｔmaxとする。
Ｔ＝Ｔmax ・・・（７）
【００５３】
また、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂは、以下の式（８）に従って求める。
Ｂ＝π×Ｄpl×ＷＮ×Ｔmax／（２×ＴＷ） ・・・（８）
なお、上記の式は、前記の関係式（１）の「Ｔ」に「Ｔmax」を代入して、Ｂ＝の形に変形したものである。
【００５４】
以上に示すように、現在の巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendを上回らないとき、Ｓ１０４の処理で、ユニット制御部５０は上記の式（８）に基づいてパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを計算し、これに従ってパッケージ駆動制御部４２はパッケージ駆動モータ４１を制御する。同様に、ユニット制御部５０はトラバース制御部４６に指令し、トラバース制御部４６は上記の式（７）に従って、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxとなるようにトラバースガイド駆動モータ４５を制御する。そして、ユニット制御部５０は巻取りが終了したか否かをＳ１０６の処理で判定し、巻取りが終了していない場合は、上記のＳ１０２の処理に戻る。巻取りが終了したと判定された場合は、一連の処理を終了する。なお、巻取終了の条件としては、糸４が巻取チューブ６に所定長巻き取られて満巻になった場合や、上位コンピュータからの緊急停止信号を受信した場合等、様々な条件が考えられる。
【００５５】
一方、上記Ｓ１０３の処理で、パッケージ径センサ４４により検出された現在の巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendを上回っていると判定された場合は、要求糸巻取速度ＷＳdとなるように巻取ボビン６，７を回転させても、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが前記限界回転速度Ｔmaxを上回らなくなるので、過回転のおそれはなくなる。即ち、糸巻取速度ＷＳを要求糸巻取速度ＷＳdとしながら糸４を巻くことと、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを前記限界回転速度Ｔmax以下にすることとが可能になる。従って、この場合はＳ１０５の処理に移り、ユニット制御部５０はパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを以下の式（９）に従って求める。
Ｂ＝ＷＳd／（π×Ｄ） ・・・（９）
なお、上記の式は、前記の式（２）の「ＷＳ」に「ＷＳd」を代入して、Ｂ＝の形に変形したものである。
【００５６】
また、ユニット制御部５０はトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを以下の式（１０）に従って求める。
Ｔ＝２×ＴＷ×ＷＳd／（π2×Ｄpl×ＷＮ×Ｄ） ・・・（１０）
なお、上記の式は、前記の関係式（１）の「Ｂ」に式（９）の「Ｂ」を代入したものである。
【００５７】
そして、ユニット制御部５０は、巻取りが終了したか否かをＳ１０６の処理で判定し、巻取りが終了していない場合は上記のＳ１０２の処理に戻り、巻取りが終了した場合は一連の処理を終了する。
【００５８】
上記の制御による糸巻取速度ＷＳ、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及びパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂの変化を図３で説明する。図３の（ａ）のグラフには糸巻取速度ＷＳの変化を示し、（ｂ）のグラフにはトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔの変化を示し、（ｃ）のグラフにはパッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂの変化を示し、各グラフの横軸には巻取ボビン径Ｄ（言い換えれば、糸４の巻取りの進み度合い）をとっている。
【００５９】
巻始めの段階としての第１の巻取工程（Ｄ≦Ｄend）では、図２のＳ１０４の処理（限界回転速度基準制御手段８３による制御）が行われるので、（ｂ）のグラフに示すようにトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔは限界回転速度Ｔmaxで一定であり、また（ａ）のグラフに示すように糸巻取速度ＷＳは巻取ボビン径Ｄの増加に伴って、低速側から要求糸巻取速度ＷＳdに近づくように徐々に増速してゆく。なお、（ｃ）のグラフに示すように、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂは所定の速度で一定である。この制御により、トラバースガイド駆動モータ４５の過回転による故障、発熱、脱調等を防止しつつ、最大限生産効率の良いプレシジョン巻を実現している。
【００６０】
そして、糸４の巻取りが進んでＤ＞Ｄendとなると、第２の巻取工程に移行して図２のＳ１０５の処理（糸巻取速度基準制御手段８５による制御）が行われるので、今度は（ａ）のグラフに示すように糸巻取速度ＷＳは要求糸巻取速度ＷＳdで一定であり、また（ｂ）のグラフに示すようにトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔは巻取ボビン径Ｄの増加に伴って徐々に減少してゆく。なお、糸巻取速度ＷＳを上記のように要求糸巻取速度ＷＳdで一定とするために、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂは、（ｃ）のグラフに示すように、巻取ボビン径Ｄの増加に従って徐々に減少する。この制御により、要求糸巻取速度ＷＳdでの通常のプレシジョン巻が実現される。
【００６１】
以上に示すように、本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２は、糸４を巻き取るための巻取ボビン６，７を回転駆動するためのパッケージ駆動モータ４１と、前記巻取ボビン６，７への糸４の巻取りの際にその糸４を綾振るためのトラバース装置５と、を備える。そしてトラバース装置５は、糸４と係合して糸４を綾振りさせるためのトラバースガイド１１と、前記パッケージ駆動モータ４１とは切り離されて駆動し、前記トラバースガイド１１を移動させるためのトラバースガイド駆動モータ４５と、を有している。そして、以下の方法によって、前記巻取ボビン６，７への糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保ちながら糸４を前記巻取ボビン６，７に巻き取っている。即ち、前記巻取ボビン径Ｄが所定の径（限界径Ｄend）になるまでは、前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxに等しくなるように前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを調整する。前記巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendに到達した後は、糸巻取速度が要求糸巻取速度ＷＳdとなるように前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを調整する。
【００６２】
従って、糸４の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保ちながら糸を巻取ボビン６，７に巻き取るようにした場合に、巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendになるまでは、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度が限界回転速度Ｔmax以下になるように、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを要求糸巻取速度ＷＳdを達成するための回転速度よりも低回転速度とし、巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendに到達した後は、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを要求糸巻取速度ＷＳdにすることができる。従って、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxを超えることを防止でき、トラバースガイド駆動モータ４５の発熱や故障、脱調等を回避することができるとともに、巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendに到達した後は、要求糸巻取速度ＷＳdで糸４を巻き取ることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、前記トラバースガイド駆動モータ４５のモータ軸の正逆回転により前記トラバースガイド１１を往復移動させている。この場合、トラバースガイド１１やタイミングベルト３１、駆動プーリ３３、従動プーリ３２、トラバースガイド駆動モータ４５の回転子の部分等に作用する慣性力の関係で、トラバースガイド駆動モータ４５の限界回転速度Ｔmaxが低くなり易い。しかしながら、このような場合であっても上記の糸巻取方法によれば、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxを超えることを防止できる。
【００６４】
また、本実施形態の糸巻取ユニット２では、前記パッケージ駆動モータ４１及び前記トラバースガイド駆動モータ４５を制御する制御装置６０を備えている。そして、この制御装置６０を構成するユニット制御部５０は、前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂと前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔとの関係式（前記の関係式（１））を記憶する関係式記憶手段８１と、前記トラバースガイド駆動モータ４５の限界回転速度Ｔmaxを記憶する限界回転速度記憶手段８２と、前記関係式記憶手段８１に記憶された関係式（１）の関係を維持しつつ、前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度が前記限界回転速度記憶手段８２で記憶されたトラバースガイド駆動モータ４５の限界回転速度Ｔmaxに等しくなるように、前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及び前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを制御する限界回転速度基準制御手段８３と、を有する。
【００６５】
従って、パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂとトラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔとが前記関係式（１）の関係を維持するようにパッケージ駆動モータ４１とトラバースガイド駆動モータ４５とを関連付けて制御した場合に、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxを超えることを防止でき、トラバースガイド駆動モータ４５の発熱や故障、脱調等を回避することができる。
【００６６】
また、前記制御装置６０は、糸巻取速度の要求値ＷＳdを記憶する要求糸巻取速度記憶手段８４と、前記関係式記憶手段８１に記憶された関係式（１）の関係を維持しつつ、糸巻取速度ＷＳが前記要求糸巻取速度記憶手段８４に記憶した要求糸巻取速度ＷＳdとなるように前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及び前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂを制御する糸巻取速度基準制御手段８５と、糸巻取速度ＷＳを前記要求糸巻取速度記憶手段８４に記憶した要求糸巻取速度ＷＳdにすることと前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを前記限界回転速度記憶手段８２に記憶した限界回転速度Ｔmax以下にすることとが可能な条件のときに、前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔ及び前記パッケージ駆動モータ４１の回転速度Ｂの制御を前記限界回転速度基準制御手段８３から前記糸巻取速度基準制御手段８５に切り替える制御切替手段８６と、を有する。
【００６７】
従って、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxを超えないようにして、要求糸巻取速度ＷＳdにて可能な限り糸４を巻き取ることができ、生産効率を高めることができる。
【００６８】
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、前記巻取ボビン径Ｄを検出するパッケージ径センサ４４を備える。また、前記関係式記憶手段８１に記憶された関係式（１）は、前記巻取ボビン６，７への糸４の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保つための式になっている。そして、前記制御切替手段８６における、糸巻取速度ＷＳを前記要求糸巻取速度記憶手段８４に記憶した要求糸巻取速度ＷＳdにすることと前記トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを前記限界回転速度記憶手段８２に記憶した限界回転速度Ｔmax以下にすることとが可能な条件とは、巻取ボビン径Ｄが所定の限界径Ｄendを上回ることとされている。また、前記制御切替手段８６は、前記パッケージ径センサ４４にて検出された巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendを上回ると、前記限界回転速度基準制御手段８３から前記糸巻取速度基準制御手段８５に切り替えるように構成している。
【００６９】
従って、糸４の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数ＷＮを保ちながら糸４を巻取ボビン６，７に巻き取るようにした場合に、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔが限界回転速度Ｔmaxを超えることを防止でき、トラバースガイド駆動モータ４５の発熱や故障、脱調等を回避することができるとともに、巻取ボビン径Ｄが限界径Ｄendに到達した後は、要求糸巻取速度ＷＳdで糸４を巻き取ることができる。
【００７０】
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。
【００７１】
図２のＳ１０２の処理で、トラバースガイド駆動モータ４５の回転速度Ｔを、限界回転速度Ｔmaxと等しくするのではなく、当該限界回転速度Ｔmaxよりも低い所定の速度となるように制御しても良い。
【００７２】
糸４の巻取りの進み度合いを取得するための巻取ボビン径検出手段としては、糸４の巻取を停止している状態でも巻取ボビン６，７の径が検出可能なものが良い。ただし、巻取りの進み度合いは、パッケージ径センサ４４から巻取ボビン径Ｄを取得することに代えて、例えば糸４の巻取開始からの累積巻取長さや、巻取開始時からの経過時間等から取得することができる。
【００７３】
図１で図示したトラバース装置５に代えて、図４に示すように、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の基端部を、ボイスコイルモータで構成されるトラバースガイド駆動モータ４５’のモータ軸に固着し、図４の矢印のようにアーム部材１３を往復旋回駆動させ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。
【００７４】
本発明は、自動ワインダ１に限らず、糸を巻き取るための巻取ボビンをセット可能とし、トラバースガイドで糸を綾振りながら巻取ボビンに糸を巻き取る構成の糸巻取装置（例えば、合糸機、撚糸機等）に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【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】本実施形態においてプレシジョン巻を実現するための巻取速度及びトラバースガイドの制御を説明するフローチャート図。
【図３】本実施形態における巻始めからの糸巻取速度、トラバース駆動モータの回転速度及びパッケージ駆動モータの回転速度の変化を示すグラフ図。
【図４】トラバース装置の変形例を適用した本発明の別の実施形態を示す模式正面図及びブロック図。
【符号の説明】
【００７６】
１ 自動ワインダ
２ 糸巻取ユニット（糸巻取装置）
４ 糸
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
４４ パッケージ径センサ（巻取ボビン径センサ）
４５ トラバースガイド駆動モータ
５０ ユニット制御部
６０ 制御装置
８１ 関係式記憶手段
８２ 限界回転速度記憶手段
８３ 限界回転速度基準制御手段
８４ 要求糸巻取速度記憶手段
８５ 糸巻取速度基準制御手段
８６ 制御切替手段
【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モータと、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、
前記トラバース装置が、
糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、
前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、
を有する糸巻取装置を用いて、前記巻取ボビンへの糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保ちながら糸を前記巻取ボビンに巻き取る糸巻取方法において、
前記巻取ボビンの径が所定の径になるまでは、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度以下になるように前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を調整し、
前記巻取ボビンの径が所定の径に到達した後は、糸巻取速度が要求される糸巻取速度となるように前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を調整することを特徴とする、糸巻取方法。
【請求項２】
請求項１に記載の糸巻取方法であって、
前記トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転により前記トラバースガイドを往復移動させることを特徴とする、糸巻取方法。
【請求項３】
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モータと、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、
前記トラバース装置が、
糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、
前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、
を有し、
かつ、前記巻取ボビン回転駆動モータ及び前記トラバースガイド駆動モータを制御する制御装置を備える糸巻取装置において、
前記制御装置は、
前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度と前記トラバースガイド駆動モータの回転速度との関係式を記憶する関係式記憶手段と、
前記トラバースガイド駆動モータの限界回転速度を記憶する限界回転速度記憶手段と、
前記関係式記憶手段に記憶された関係式の関係を維持しつつ、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度が前記限界回転速度記憶手段で記憶されたトラバースガイド駆動モータの限界回転速度以下になるように、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を制御する限界回転速度基準制御手段と、
を有することを特徴とする、糸巻取装置。
【請求項４】
請求項３に記載の糸巻取装置であって、
前記トラバース装置は、前記トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転により前記トラバースガイドを往復移動させるように構成されていることを特徴とする糸巻取装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の糸巻取装置であって、
前記制御装置は、
糸巻取速度の要求値を記憶する要求糸巻取速度記憶手段と、
前記関係式記憶手段に記憶された関係式の関係を維持しつつ、糸巻取速度が前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度となるように前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を制御する糸巻取速度基準制御手段と、
糸巻取速度を前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度にすることと前記トラバースガイド駆動モータの回転速度を前記限界回転速度記憶手段に記憶した限界回転速度以下にすることとが可能な条件のときに、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度の制御を前記限界回転速度基準制御手段から前記糸巻取速度基準制御手段に切り替える制御切替手段と、
を有することを特徴とする、糸巻取装置。
【請求項６】
請求項５に記載の糸巻取装置であって、
前記巻取ボビンの径を検出する巻取ボビン径検出手段を備え、
前記関係式記憶手段に記憶された関係式は、前記巻取ボビンへの糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保つための式であり、
前記制御切替手段における、糸巻取速度を前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度にすることと前記トラバースガイド駆動モータの回転速度を前記限界回転速度記憶手段に記憶した限界回転速度以下にすることとが可能な条件とは、巻取ボビン径が所定の径を上回ることであり、
前記制御切替手段は、前記巻取ボビン径検出手段にて検出された前記巻取ボビン径が前記所定の径を上回ると、前記限界回転速度基準制御手段から前記糸巻取速度基準制御手段に切り替えることを特徴とする、糸巻取装置。
【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モータと、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、
前記トラバース装置が、
糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、
前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、
を有する糸巻取装置を用いて、前記巻取ボビンへの糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保ちながら糸を前記巻取ボビンに巻き取る糸巻取方法において、
前記巻取ボビンの径が所定の径になるまでは、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度が限界回転速度以下になるように前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を調整し、
前記巻取ボビンの径が所定の径に到達した後は、糸巻取速度が要求される糸巻取速度となるように前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を調整することを特徴とする、糸巻取方法。
【請求項２】
請求項１に記載の糸巻取方法であって、
前記トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転により前記トラバースガイドを往復移動させることを特徴とする、糸巻取方法。
【請求項３】
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モータと、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、
前記トラバース装置が、
糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、
前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、
を有し、
かつ、前記巻取ボビン回転駆動モータ及び前記トラバースガイド駆動モータを制御する制御装置を備える糸巻取装置において、
前記制御装置は、
前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度と前記トラバースガイド駆動モータの回転速度との関係式を記憶する関係式記憶手段と、
前記トラバースガイド駆動モータの限界回転速度を記憶する限界回転速度記憶手段と、
前記関係式記憶手段に記憶された関係式の関係を維持しつつ、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度が前記限界回転速度記憶手段で記憶されたトラバースガイド駆動モータの限界回転速度以下になるように、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を制御する限界回転速度基準制御手段と、
を有することを特徴とする、糸巻取装置。
【請求項４】
請求項３に記載の糸巻取装置であって、
前記トラバース装置は、前記トラバースガイド駆動モータのモータ軸の正逆回転により前記トラバースガイドを往復移動させるように構成されていることを特徴とする糸巻取装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の糸巻取装置であって、
前記制御装置は、
糸巻取速度の要求値を記憶する要求糸巻取速度記憶手段と、
前記関係式記憶手段に記憶された関係式の関係を維持しつつ、糸巻取速度が前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度となるように前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度を制御する糸巻取速度基準制御手段と、
糸巻取速度を前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度にすることと前記トラバースガイド駆動モータの回転速度を前記限界回転速度記憶手段に記憶した限界回転速度以下にすることとが可能な条件のときに、前記トラバースガイド駆動モータの回転速度及び前記巻取ボビン回転駆動モータの回転速度の制御を前記限界回転速度基準制御手段から前記糸巻取速度基準制御手段に切り替える制御切替手段と、
を有することを特徴とする、糸巻取装置。
【請求項６】
請求項５に記載の糸巻取装置であって、
前記巻取ボビンの径を検出する巻取ボビン径検出手段を備え、
前記関係式記憶手段に記憶された関係式は、前記巻取ボビンへの糸の巻取開始から巻取終了まで単一のワインド数を保つための式であり、
前記制御切替手段における、糸巻取速度を前記要求糸巻取速度記憶手段に記憶した要求糸巻取速度にすることと前記トラバースガイド駆動モータの回転速度を前記限界回転速度記憶手段に記憶した限界回転速度以下にすることとが可能な条件とは、巻取ボビン径が所定の径を上回ることであり、
前記制御切替手段は、前記巻取ボビン径検出手段にて検出された前記巻取ボビン径が前記所定の径を上回ると、前記限界回転速度基準制御手段から前記糸巻取速度基準制御手段に切り替えることを特徴とする、糸巻取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１６１４４９（Ｐ２００７−１６１４４９Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６２１３５（Ｐ２００５−３６２１３５）
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【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２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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