織機的織布卷繞控制裝置的製作方法
2023-04-27 12:16:06
專利名稱：織機的織布卷繞控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過織布卷繞張力對織布卷繞輥的專用馬達進行控制的織機的織布卷繞控制裝置。
背景技術：
在專利文獻1中，公開了對應於卷布輥的卷布直徑的變化將卷布張力控制為適當值的織機的卷布控制裝置。在專利文獻1中，通過能夠控制轉矩的馬達驅動卷布輥，並且在卷布驅動控制裝置的存儲器中預先存儲卷布直徑和與卷布直徑對應的卷布張力。卷布驅動控制裝置對由卷布直徑檢測器實測的卷布直徑和對應於當前的織造投梭數(織造長度)從存儲器讀取的卷布直徑進行比較。另外，作為卷布直徑檢測器，公開了設置對卷布直徑直接進行檢測的機構的方法以及根據織造長度或投梭數等通過計算間接地檢測卷布直徑的方法。當卷布直徑的差未超過允許值時，基於來自卷布直徑檢測器的卷布直徑的實測值，從存儲器讀取與該卷布直徑對應的卷布張力，並利用與讀取的卷布張力對應的轉矩來驅動馬達。當卷布直徑的差(絕對值)超過允許值時，基於與織造投梭數(織造長度)對應的卷布直徑，從存儲器讀取與該卷布直徑對應的卷布張力，並利用與讀取的卷布張力對應的轉矩來驅動馬達。在專利文獻2中公開了這樣的織布卷繞控制裝置在卷繞像粗孔片材那樣織孔粗的織布時，從織布的卷繞開始到卷繞結束，在預定的布張力的基礎上理想地捲起，不會發生織孔偏移、邊緣偏移等。專利文獻2的卷繞裝置構成為，在兩個支承輥上架設保持織布的卷繞線軸進行驅動。卷繞線軸連接於一方的伺服馬達而被驅動，兩個支承輥連接於另一方的伺服馬達而被驅動，使得線軸驅動輥的速度比布引導輥的速度稍快。各伺服馬達具備與卷繞長度對應地控制伺服馬達的轉矩和旋轉的運算處理部以及伺服馬達驅動部。對織布的綜合張力進行檢測的布張力傳感器(測力傳感器)安裝於與朝向布引導輥移動過程中的織布接觸的引導輥。布張力傳感器的輸出被輸入到運算處理部，以使織布的綜合張力成為預定的錐度張力的方式控制伺服馬達。專利文獻1日本特開2002-302848號公報專利文獻2日本特開平6-101138號公報
在專利文獻1中，作為卷布直徑檢測器，公開了設置對卷布直徑直接進行檢測的機構的方法以及根據織造長度或投梭數等通過計算間接地檢測卷布直徑的方法。但是，卷布輥通常是通過馬達經由減速器進行旋轉的結構，因此，針對每個織機，並且即便是同一織機， 也會隨時間產生減速器的效率偏差，傳遞至卷布輥的轉矩也會產生偏差。因此，馬達的旋轉與卷布輥的旋轉之間的關係針對每個織機或隨時間產生偏差，因此，在像專利文獻1那樣統一地設定卷布直徑與卷布張力的關係的卷布控制裝置中，難以進行準確的卷布張力的控制。並且，直接檢測卷布直徑的機構必須使電的、機械的檢測器與卷布輥周面接觸或對置地配置，因此，在卷布輥的安裝、拆卸時成為妨礙，在當前這樣為了提高生產率而高速運轉化的織機中是不現實的機構。並且，根據織造長度或投梭數等通過計算間接地檢測卷布直徑的方法根據織機使用的緯紗、經紗或編織花紋的種類不同，布的伸長、收縮度或布厚等完全不同，因此難以進行卷布直徑的準確檢測。因此，在專利文獻1的卷布控制裝置中， 針對每個織機的準確的卷布張力的控制變得更加困難。在專利文獻2中，構成為使引導輥與移動中的織布接觸，並在該引導輥上安裝布張力傳感器。因此，受到織布彈性的影響，而且必須在織布的整個寬度、至少在織布的兩端部分檢測布張力，因此檢測精度差，難以得到準確的布張力。
發明內容
本發明提供一種織布卷繞控制裝置，其提高織布張力的檢測精度，且能夠進行準確的織布卷繞控制。本發明第一方面提供一種織機的織布卷繞裝置，將從卷取輥送出的織布通過由專用馬達驅動的織布卷繞輥卷繞，其特徵在於，上述專用馬達經由減速機構連接於上述織布卷繞輥的卷繞輥軸，該織布卷繞裝置具有如下的控制裝置對通過織布卷繞張力的反作用力施加於上述織布卷繞輥的反卷繞轉矩進行檢測，基於檢測到的上述反卷繞轉矩算出織布卷繞張力，並且基於上述織布卷繞張力進行上述專用馬達的旋轉控制。根據本發明第一方面，利用在織布卷繞輥的驅動系統中檢測到的卷繞轉矩的反作用力進行織布卷繞輥的專用馬達的旋轉控制，因此，不會受到每臺織機的減速機構中的偏差的影響，能夠進行準確的織布卷繞控制。本發明第二方面的織機的織布卷繞控制裝置的特徵在於，收納上述減速機構的減速機構箱與上述卷繞輥軸一體化地配設，在上述減速機構箱上固定測力傳感器的一端，並且測力傳感器的另一端固定於不動部，根據由上述測力傳感器得到的載荷信號來檢測上述反卷繞轉矩。根據本發明第二方面，織布卷繞控制裝置的結構簡單，並且不存在阻礙織布卷繞輥的安裝、拆卸方向的空間的結構，從而能夠提高織布卷繞輥的安裝和拆卸的作業性。本發明第三方面的織機的織布卷繞控制裝置的特徵在於，該織布卷繞控制裝置具有輸入上述卷取輥的旋轉速度的機構和輸入上述織布卷繞輥的旋轉速度的機構，上述控制裝置具有基於上述卷取輥的旋轉速度和上述織布卷繞輥的旋轉速度算出上述織布的卷繞張力的程序。根據本發明第三方面，可使用能夠統一掌握的卷取輥的轉速和織布卷繞輥的轉速的數據，因此能夠進行專用馬達的準確的旋轉控制。本發明使用施加於織布卷繞輥的反卷繞轉矩求出織布張力，由此，能夠提高織布張力的檢測精度，從而能夠進行準確的織布卷繞控制。
圖1是表示織布卷繞裝置的局部剖面側視圖。圖2是表示織布卷繞裝置的一部分的局部主視圖。圖3是說明卷繞張力的檢測的織布卷繞裝置的示意圖。標號說明
1卷取輥；2織布卷繞輥；5織布；6卷繞輥軸；7作為不動部的側架；11蝸輪；12蝸輪箱； 13蝸杆；15蝸杆箱；16減速齒輪箱；17減速齒輪組；20專用馬達；21減速機構；22減速機構箱；23測力傳感器；27控制裝置；DS卷取輥的直徑；DW織布卷繞輥的卷繞直徑；F織布卷繞張力；F』織布卷繞張力的反作用力；LD距離；LS力；NS卷取輥的旋轉速度；NW織布卷繞輥的旋轉速度；T卷繞轉矩；T』反卷繞轉矩。
具體實施例方式根據圖1 圖3說明本發明的實施方式。在卷取輥1和壓接於卷取輥1的周面的一對引導輥2、3的下方配設有織布卷繞輥4。另外，織布5由卷取輥1送出，並卷繞於織布卷繞輥4。織布卷繞輥4具有向左右突出的同心的卷繞輥軸6(在圖2中僅示出織機的右側)。 卷繞輥軸6位於在織機的側架7中形成的貫通空間8內，由軸承9、10支承為能夠旋轉。位於織布卷繞輥4的右側的卷繞輥軸6從貫通空間8向側架7的外側突出，在卷繞輥軸6的端部固定有蝸輪11。蝸輪11通過蝸輪箱12密閉。與蝸輪11嚙合的蝸杆13配設於蝸杆箱15內，蝸杆13的軸14能夠旋轉地支承於蝸杆箱15。在軸14上固定有一系列的減速齒輪組17的一部分的齒輪18以進行旋轉傳遞， 一系列的減速齒輪組17能夠旋轉地收納於減速齒輪箱16內。在減速齒輪箱16的上端部背面安裝有由伺服馬達構成的專用馬達20，以驅動卷繞輥軸6，在專用馬達20的旋轉軸上固定有減速齒輪組17的一部分的齒輪19。專用馬達20的旋轉經由齒輪19傳遞至減速齒輪組17而減速，並且經由齒輪18 傳遞至蝸杆13，將減速後的不可逆的旋轉傳遞至渦輪11。因此，在本實施方式中，通過蝸輪 11、蝸杆13以及減速齒輪組17構成減速機構21。另一方面，蝸輪箱12、蝸杆箱15和減速齒輪箱16分別通過適當機構接合固定，從而形成用於收納減速機構21的一體化的減速機構箱22。減速機構箱22從側架7分離，並與卷繞輥軸6 —體化，以能夠自由旋轉的狀態配設，能夠承受織布5的卷繞張力、即相對於織布卷繞輥4的卷繞轉矩的反卷繞轉矩進行旋轉。因此，通過專用馬達20、減速機構21以及減速機構箱22構成卷繞輥軸6的驅動系統。在構成減速機構箱22的一部分的蝸杆箱15上經由球面軸承(未圖示)通過螺栓 24固定有測力傳感器23的支軸的一端。測力傳感器23的支軸的另一端經由球面軸承(未圖示)通過螺栓25固定於作為不動部的側架7。因此，減速機構箱22雖然相對於織布卷繞輥4的順時針方向(參照圖1)的卷繞轉矩受到逆時針方向的反卷繞轉矩，但由於經由測力傳感器23固定於側架7，所以實際上不會旋轉。減速機構箱22通過卷繞轉矩的反卷繞轉矩而受到的力(載荷)由測力傳感器23檢測，並經由信號線沈對控制裝置27實時地輸出作為與力的大小對應的電壓信號(載荷信號)。由測力傳感器23檢測到的力存儲到控制裝置27中。並且，控制裝置27通過信號線 28而與專用馬達20連接，能夠向專用馬達20輸出旋轉指令信號。根據圖3說明利用卷繞轉矩的反卷繞轉矩檢測的卷繞張力的控制例。圖3的各標號表示以下的項目。NS是卷取輥1的旋轉速度(弧度=rad/s ) DS是卷取輥1的直徑(米=m)
NW是織布卷繞輥4的旋轉速度(弧度=rad/S)Dff是織布卷繞輥4的卷繞直徑(米=m)
T是卷繞轉矩(牛頓米=Ν·πι)
Τ』是反卷繞轉矩(牛頓米=Ν·πι)
F是織布卷繞張力(牛頓=N)
F』是織布卷繞張力的反作用力(牛頓=N)
LD是從織布卷繞輥4的中心到螺栓M的中心的距離(米=m)
LS是由測力傳感器23檢測到的力(牛頓=N)。圖3的控制例是如下方法根據由測力傳感器23檢測到的力LS和從織布卷繞輥 4的中心到螺栓M的中心的距離LD得到反卷繞轉矩T』，根據反卷繞轉矩T』算出織布的卷繞張力F，基於卷繞張力F算出專用馬達20的轉速來進行反饋控制。織布卷繞張力F與其反作用力F』平衡，卷繞轉矩T與反卷繞轉矩T』的大小相等 (T=T，)，因此，
FXDff/2=LDXLS...... (1)。根據式(1)得到F= (LDXLSX2)/DW...... (2)，
卷繞張力F能夠根據由測力傳感器23檢測到的力LS和卷繞直徑DW、以及從織布卷繞輥4的中心到螺栓M的中心的距離LD求出。另一方面，由於卷取輥1的織布5的進給量和織布卷繞輥4的織布5的卷繞量相等，因此，
π XDSXNS=Ji XDffXNW...... (3)0根據式(3)得到DW= (NSXDS) / NW...... (4)，
卷繞直徑DW能夠根據卷取輥1和織布卷繞輥4的旋轉速度NS、NW以及卷取輥1的直徑DS求出。另外，卷取輥1的旋轉速度NS能夠根據安裝於卷取輥1的速度傳感器(未圖示)或織機的主控制裝置(未圖示)所具有的速度數據通過運算得到，能夠將速度傳感器或織機的主控制裝置構成為旋轉速度NS的輸入機構。並且，織布卷繞輥4的旋轉速度NW能夠根據專用馬達20的旋轉速度通過運算得到，能夠將控制裝置27中的旋轉速度設定機構構成為旋轉速度NW的輸入機構。並且，卷取輥1的直徑DS是織造過程中不變化的固定值。因此，若將(4)式代入(2)式，
貝Ij得至Ij F= (LDXLSXNWX2) / (NSXDS) ...... (5)，
卷繞張力F能夠根據力LS與卷取輥1和織布卷繞輥4的旋轉速度NS、NW、從織布卷繞輥4的中心到螺栓M的中心的距離LD以及卷取輥1的直徑DS求出。在(5)式中使用的力LS是通過對比減速機構21靠驅動力傳遞方向下遊側的織布卷繞輥4施加的反卷繞轉矩T』產生的力，因此，不會受到減速機構21的每臺機器或隨時間的偏差的影響，能夠根據該力LS得到準確的卷繞張力F。因此，將(5)式的計算式編程至控制裝置27中，根據由(5)式得到的卷繞張力F算出專用馬達20的轉速，由此，能夠進行精度高的旋轉控制，從而能夠進行準確的織布5的卷繞控制。上述發明的實施方式具有以下的作用效果。(1)通過由測力傳感器23得到的力LS和從織布卷繞輥4的中心到螺栓M的中心的距離LD檢測反卷繞轉矩T』，利用該反卷繞轉矩T』與卷繞轉矩T大小相等這點算出卷繞張力F，因此，不會受到減速機構21的每臺機器或隨時間的偏差的影響，能夠進行準確的織布5的卷繞控制。(2)由於不需要在織布卷繞輥4的周面附近設置卷繞直徑檢測器，所以容易進行織布卷繞輥4的更換作業，能夠提高作業性。(3)由於僅設置測力傳感器23，所以能夠簡化織布卷繞控制裝置的結構。本發明不限於上述的各實施方式的結構，在本發明的主旨的範圍內能夠進行各種變更，能夠如下進行實施。(1)在發明的實施方式所示的計算式(2)式中，也可以不是根據卷取輥1和織布卷繞輥4的旋轉速度求出卷繞直徑DW，而是通過使用公知的卷繞直徑檢測器求得的織布卷繞輥4的卷繞直徑DW算出卷繞張力F，並進行織布5的卷繞控制。(2)測力傳感器23也可以置換為其它的電反作用力檢測機構。(3)專用馬達20也可以使用伺服馬達以外的各種馬達。(4)也可以在卷繞輥軸6的適當部位設置能夠檢測軸轉矩的轉矩傳感器，通過該轉矩傳感器直接檢測反卷繞轉矩T』。(5)測力傳感器22的位於減速機構箱22的相反側的端部(由螺栓25固定的端部) 可以固定於側架7以外的織機的框架或導軌等的適當部位、或設置織機的地面等不動部。(6)本發明的織布卷繞控制裝置能夠在噴氣織機、噴水織機、劍杆織機等各種織機中實施。
權利要求
1.一種織機的織布卷繞控制裝置，將從卷取輥送出的織布通過由專用馬達驅動的織布卷繞輥卷繞，其特徵在於，上述專用馬達經由減速機構連接於上述織布卷繞輥的卷繞輥軸，該織布卷繞控制裝置設置有如下的控制裝置對通過織布卷繞張力的反作用力施加於上述織布卷繞輥的反卷繞轉矩進行檢測，基於檢測到的上述反卷繞轉矩算出織布卷繞張力，並且基於上述織布卷繞張力進行上述專用馬達的旋轉控制。
2.根據權利要求1所述的織機的織布卷繞控制裝置，其特徵在於，收納上述減速機構的減速機構箱與上述卷繞輥軸一體化地配設，在上述減速機構箱上固定測力傳感器的一端，並且測力傳感器的另一端固定於不動部，根據由上述測力傳感器得到的載荷信號來檢測上述反卷繞轉矩。
3.根據權利要求2所述的織機的織布卷繞控制裝置，其特徵在於，上述專用馬達的旋轉經由減速齒輪組的一部分齒輪傳遞至上述減速齒輪組而減速，經由上述減速齒輪組的一部分齒輪傳遞至蝸杆，將減速後的不可逆旋轉傳遞至蝸輪，並且上述蝸輪、上述蝸杆以及上述減速齒輪組構成上述減速機構。
4.根據權利要求3所述的織機的織布卷繞控制裝置，其特徵在於，上述蝸輪配設於蝸輪箱內，上述蝸杆配設於蝸杆箱內，上述減速齒輪組配設於減速齒輪箱內，上述專用馬達安裝於上述減速齒輪箱，並且上述蝸輪箱、上述蝸杆箱、上述減速齒輪箱通過適當機構接合固定而構成上述減速機構箱。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的織機的織布卷繞控制裝置，其特徵在於， 該織布卷繞控制裝置具有輸入上述卷取輥的旋轉速度的機構和輸入上述織布卷繞輥的旋轉速度的機構，上述控制裝置基於上述卷取輥的旋轉速度和上述織布卷繞輥的旋轉速度算出上述織布卷繞張力。
全文摘要
本發明提供一種織機的織布卷繞控制裝置，提高織布張力的檢測精度，進行準確的織布卷繞控制。通過蝸輪(11)、蝸杆(13)以及減速齒輪組(17)構成減速機構(21)。蝸輪箱(12)、蝸杆箱(15)以及減速齒輪箱(16)一體化，形成收納減速機構的減速機構箱(22)。減速機構箱與卷繞輥軸(6)一體化，受到反卷繞轉矩。在蝸杆箱(15)與側架(7)之間設有測力傳感器(23)，阻止減速機構箱(22)的旋轉。減速機構箱受到的力通過測力傳感器(23)檢測，並輸出至控制裝置(27)。控制裝置根據減速機構箱受到的力求出反卷繞轉矩，基於反卷繞轉矩算出織布卷繞張力，基於織布卷繞張力進行專用馬達(20)的旋轉控制。
文檔編號D03D49/20GK102277678SQ201110157248
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月13日 優先權日2010年6月14日
發明者巖野義美, 濱口真崇 申請人:株式會社豐田自動織機