(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジをモータにより走行させて、針床上の左右の折り返し点の間で、走行方向を反転しながら往復走行させる横編機において、
左右の折り返し点の間のキャリッジのストロークを、左右の折り返し領域と、キャリッジが前記定速走行速度で走行する中央部の定速領域とに区分し、
左右の各折り返し領域の入口側と出口側とで、キャリッジの加速度が０でかつキャリッジの速度が定速走行速度となり、さらに前記入口側と出口側とから折り返し点に向けてキャリッジの速度が定速走行速度から滑らかに変化し、左右の各折り返し領域の折り返し点付近で加速度が最大でかつ速度の変曲点となる点を設けると共に、折り返し点で速度が０となり、折り返し点で走行方向を反転し、かつ左右の各折り返し領域には前記変曲点以外には速度の変曲点となる点がないように、前記モータを制御する制御部を設けたことを特徴とする、横編機。
【請求項２】
前記制御部は、左右の各折り返し領域に対し、折り返し領域の入口側と出口側で位相が−９０°と＋９０°、折り返し点で位相が０°となるサイン波状の速度と、折り返し領域の入口側と出口側で位相が−９０°と＋９０°、折り返し点で位相が０°となるコサイン波状の加速度で、キャリッジを走行させるように、モータを制御することを特徴とする、請求項１の横編機。
【請求項３】
前記制御部は上位の制御部と走行制御部とを備え、前記走行制御部は上位の制御部から折り返し点の位置を指示されてキャリッジの速度指令を発生するようにしたことを特徴とする、請求項１の横編機。
【請求項４】
走行制御部からの速度指令により、前記モータをサーボ制御するサーボ制御部をさらに設けたことを特徴とする、請求項３の横編機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、横編機や手袋編機、靴下編機などの、キャリッジが針床を往復動する編機に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャリッジが針床上を往復動する編機は古くから知られている。この明細書では、この種の編機を横編機と呼ぶ。横編機の高速化にはキャリッジの速度増が必要であるが、キャリッジの走行に伴って横編機ではかなりの振動が生じ、これに伴って騒音が生じ、振動のため機体に高い剛性が必要になる。走行時の振動を抑制するために、機械工学で通常用いられる手法はＳ字制御で、速度０から小さな加速度でスタートし、最高速度と速度０の位置との中間で加速度を最大にする。しかしながら発明者は、Ｓ字制御では横編機の振動を充分には抑制できず、横編機の振動を最小にする条件は、折り返し点の付近で加速度を最大にすることである、ことを見出してこの発明に到った。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明の課題は、横編機の振動を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、キャリッジをモータにより走行させて、針床上の左右の折り返し点の間で、走行方向を反転しながら往復走行させる横編機において、
左右の折り返し点の間のキャリッジのストロークを、左右の折り返し領域と、キャリッジが前記定速走行速度で走行する中央部の定速領域とに区分し、
左右の各折り返し領域の入口側と出口側とで、キャリッジの加速度が０でかつキャリッジの速度が定速走行速度となり、さらに前記入口側と出口側とから折り返し点に向けてキャリッジの速度が定速走行速度から滑らかに変化し、左右の各折り返し領域の折り返し点付近で加速度が最大でかつ速度の変曲点となる点を設けると共に、折り返し点で速度が０となり、折り返し点で走行方向を反転し、かつ左右の各折り返し領域には前記変曲点以外には速度の変曲点となる点がないように、前記モータを制御する制御部を設けたことを特徴とする。
【０００５】
なおこの明細書において、加速度や速度は、向きを持たない値として用いることがある。加速度が最大となる位置は好ましくは折り返し点であるが、その付近であれば良く、例えば折り返し領域の折り返し点側から２０％までの範囲、好ましくは１０％までの範囲とする。
【０００６】
特に好ましくは、前記制御部は、左右の各折り返し領域に対し、折り返し領域の入口側と出口側で位相が−９０°と＋９０°、折り返し点で位相が０°となるサイン波状の速度と、折り返し領域の入口側と出口側で位相が−９０°と＋９０°、折り返し点で位相が０°となるコサイン波状の加速度で、キャリッジを走行させるように、モータを制御する。  また好ましくは、前記制御部は上位の制御部と走行制御部とを備え、前記走行制御部は上位の制御部から折り返し点の位置を指示されてキャリッジの速度指令を発生する。
特に好ましくは、走行制御部からの速度指令により、前記モータをサーボ制御するサーボ制御部をさらに設ける。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、図４A)に示すように、キャリッジの往復に伴う振動を小さくできる。この効果は、折り返し点付近を最大加速度で通過することにより生じ、通常のＳ字制御では生じない。即ち折り返し領域の走行時間を一定にし、定速領域での速さを一定にした場合、Ｓ字制御では、折り返し領域を定加速度で走行した場合と、振動の程度は変わらなかった。なお定速領域の速さを定速走行速度と呼び、これはキャリッジの最大速度である。そこで、折り返し領域の出入口で、加速度が０で、折り返し点で最大加速度となる速度パターンと、Ｓ字制御による速度パターンとを１：１で混合すると(図４B))、従来例に比べ、振動は小さくなった。なお折り返し領域の出入口は位置としては同じ点で、定速領域との境界である。ここからＳ字制御を除き、折り返し領域の出入口で加速度が０，折り返し点で最大加速度となる制御による速度パターンで制御したものが図４A)である。発明者の実験では、横編機では振動は図４A)の速度パターンで、振動が最小となる。
【０００８】
横編機の振動を小さくできると、
・  キャリッジの走行に伴う騒音を減らせ、
・  横編機各部の振動を小さくできるので、剛性を小さくして軽量化でき、さらに横編機の設置も容易になり、
・  振動によって、横編機各部の摩耗や折れ損などが生じる可能性を小さくでき、
・  騒音や振動の程度が現状程度でよい場合、編成速度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下にこの発明を実施するための最良の形態を示すが、これに限るものではない。
【実施例】
【００１０】
図１〜図５に、実施例の横編機２とその動作とを示す。各図において、４は前側の針床、６は後側の針床で、各１枚でも各２枚や各３枚でもよく、８はキャリッジで、針床４，６上を例えば１本のエンドレスのベルト１０により往復動する。ベルト１０は歯付ベルトであるが、チェーンなどでもよく、また針床４，６の前後に一対設けてもよい。さらにリニヤモータなどにより、キャリッジ８を走行させてもよい。１２は走行モータで、ベルト１０を駆動してキャリッジ８を走行させ、１４は横編機２の制御部である。
【００１１】
図２に示すように、走行制御部１６は折り返し点の位置などの走行目標を図示しない上位の制御部から入力され、図示しないセンサからキャリッジ８の位置ｘを入力される。走行制御部１６は、目標位置(折り返し点)とキャリッジの現在位置ｘとから速度指令を発生し、サーボ制御部１８に入力する。サーボ制御部１８は走行モータ１２の回転数をエンコーダなどで検出し、速度指令に追随するように走行モータ１２をサーボ制御する。なお速度指令を走行制御部１６で作成する代わりにサーボ制御部１８で作成し、走行制御部１６からサーボ制御部１８へ目的位置までの残距離をパルス数として入力し、サーボ制御部１８がパルス数に応じて速度指令を発生しても良い。
【００１２】
図３にキャリッジ８の走行速度パターンを示す。図３の原点が折り返し点であり、図３の左上の図では、原点の左側に定速領域がある。なお走行ストロークの左右に折り返し領域があるが、図では一方の折り返し領域のみを示す。キャリッジ８は折り返し点を速度０で通過して向きを反転するので、図３の上部の速度パターンを原点を中心に切り開いて示すと、図３の左下の速度パターンになる。Ｌは折り返し領域の幅で、定速領域でのキャリッジの速度をＶmaxとして、折り返し領域を  Ｖ＝Ｖmax・sin(ｘ/Ｌ・π/２)  の速度パターンで走行する。この速度パターンでは、折り返し点で速度が０，折り返し領域の端部のｘ＝±Ｌとなる位置で速度が±Ｖmaxで、加速度の最大値は原点(折り返し点)に有り、速度の変曲点(加速度の一次微分が０となる点)は原点以外にはない。そして速度はサインカーブに従って滑らかに変化し、加速度はコサインカーブに沿って滑らかに変化し、折り返し領域の出入口で加速度は０で、定速走行速度±Ｖmaxの間で速度が滑らかに変化する。
【００１３】
比較例として図３の右下に、実施例の  sin(ｘ/Ｌ・π/２)  の速度パターンと、と従来例のＳ字制御を用いた  sin(ｘ/Ｌ・π)  の速度パターンとを１：１の割合で混合したパターンを示す。加速度の最大値は    ｘ＝±Ｌ/２  の付近（折り返し領域の中央部）にある。
【００１４】
図４に、実施例の速度制御での振動波形図４A)と、比較例の図３右下による制御での振動波形図４B)とを示す。データは上から下への順で、キャリッジの速度と、走行モータの出力トルク、並びにキャリッジの振動による加速度である。定速領域でのキャリッジの速さは共に１.３ｍ/ｓで、横軸は時間で、上下の点線の間隔が０.５秒である。最大加速度は比較例では１８ｍ/ｓ2程度、実施例では１５ｍ/ｓ2程度で、ストローク当たりの走行時間は実施例も比較例も共通である。比較例では実施例に比べ振動が大きい。
【００１５】
発明者はこれ以外に、  Ｖ＝Ｖmax・sin(ｘ/Ｌ・π)  によるＳ字制御と、折り返し領域で定加速度で速度を変化させ、折り返し領域の入口と出口とで、加速度が不連続に変化する台形状の速度パターンについて、振動を測定した。速度が  sin(ｘ/Ｌ・π)  によるＳ字制御では、制振効果は小さく、従来例の−ＶmaxからＶmaxまで定加速度で速度を変化させる台形状の速度パターンと、振動の程度は変わらなかった。なお図４B)の比較例では、台形状の速度パターンよりもキャリッジの振動は減少しており、図４A)の実施例では振動はさらに小さい。また図４では、キャリッジの振動を測定しているが、キャリッジの振動を抑制できれば、横編機各部の振動も抑制できる。
【００１６】
図５に、実施例と比較例（Ｓ字制御）での速度と加速度のパターンを示し、これらの所要走行時間は同じである。実施例では折り返し点を時刻０で最大加速度で通過し、例えば時刻０.１２秒に定常速度に達する。Ｓ字制御では折り返し点付近で加速度は小さく、加速域の中間の時刻０.０４秒強で最大加速度に達し、時刻０.０８７秒で定常速度に達する。
【００１７】
実施例では横編機の振動を小さくできるので、キャリッジの走行音を小さくでき、労働環境を改善できる。また振動が小さくなるので、機体の剛性を小さくでき、設置場所の床面に加わる力を小さくできる。さらにキャリッジや針床などに加わる力を小さくして、耐久性を向上させあるいはメンテナンス間隔を延ばすことができる。なお振動や騒音の程度が現状程度でよい場合、キャリッジの走行速度を増して編成速度を向上できる。
【００１８】
折り返し領域での速度パターンは、実施例の  sin(ｘ/Ｌ・π/２)  には限らず、折り返し点で加速度が最大で速度が０、折り返し領域の出入口で加速度が０で、速度が±ｖmax、速度の変曲点は折り返し点以外には存在しないもので有ればよい。また厳密に折り返し点で加速度を最大にする必要はなく、例えば折り返し領域の幅Ｌの１０％程度、加速度の最大点が折り返し点からシフトしていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例の横編機のブロック図
【図２】実施例でのキャリッジの走行制御系のブロック図
【図３】実施例と比較例での、キャリッジの折り返し点付近での、速度パターンを示す図
【図４】実施例A)と比較例B)での、キャリッジの速度パターンと走行モータの出力トルク、並びにキャリッジの振動加速度を示す波形図
【図５】実施例と比較例（Ｓ字制御）での、キャリッジの速度と加速度とを示す図
【符号の説明】
【００２０】
２  横編機    ４，６  針床    ８  キャリッジ    １０  ベルト
１２  走行モータ    １４  制御部    １６  走行制御部
１８    サーボ制御部
【図１】
0005420901.tif 000002
【図２】
0005420901.tif 000003
【図３】
0005420901.tif 000004
【図４】
0005420901.tif 000005
【図５】
0005420901.tif 000006