(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状又は帯状の長手物体を供給側回転体を使用して供給するための長手物体供給手段と、
前記長手物体を巻き取るための巻き取り回転体と、
前記巻き取り回転体を回転するための巻き取り側モ−タと、
前記長手物体の張力を検出するための張力検出手段と、
前記巻き取り側モ−タを制御するために前記張力検出手段に接続された制御手段と、
前記制御手段と前記巻き取り側モ−タとの間に接続された駆動手段とから成り、
前記制御手段は、
張力の基準値を発生する張力基準値発生手段と、
前記張力検出手段で検出された張力の検出値と前記張力の基準値との差を示す誤差信号を形成する誤差信号形成手段と、
前記張力検出値が前記張力の基準値よりも所定値だけ小さい第１の張力値と前記張力の基準値よりも所定値だけ大きい第２の張力値との間にあるか否かを判定する張力レベル判定手段と、
前記誤差信号形成手段の出力に基づいて前記長手物体の張力を前記基準値に保つための操作量を作成して前記駆動装置に供給するものであって、第１の時定数回路として機能する積分回路（５０）と前記第１の時定数回路の時定数よりも小さい時定数に設定された第２の時定数回路として機能する比例積分回路（５１）とを有し、前記張力レベル判定手段の出力が前記第１の張力値と前記第２の張力値との間にあることを示していることに応答して前記誤差信号形成手段の出力を積分回路（５０）を通して操作量を作成し、前記張力レベル判定手段の出力が前記第１の張力値と前記第２の張力値との間にないことを示していることに応答して前記誤差信号形成手段の出力を比例積分回路（５１）を通して操作量を作成する操作量作成手段と
を有していることを特徴とする巻き取り装置。
【請求項２】
前記制御手段は、更に、前記張力検出値が、前記第１の張力値よりも小さく設定された第３の張力値よりも小さいか否かを判定する手段と、
前記張力検出値が前記第２の張力値よりも大きく設定された第４の張力値よりも大きいか否かを判定する手段と、
前記張力検出値が前記第３の張力値よりも小さいことを示す判定結果が得られた時には、張力を高めるための一定の操作量を発生し、前記張力検出値が前記第４の張力値よりも大きいことを示す判定結果が得られた時には張力を低めるための一定の操作量を発生する手段と
を有していることを特徴とする請求項１記載の巻き取り装置。
【請求項３】
更に、前記巻き取り側モ−タの速度指令値を供給する手段と、
前記操作量作成手段（３３）で形成された操作量に前記速度指令値を加算又は減算する演算器（３５）とを有していることを特徴とする請求項１記載の巻き取り装置。
【請求項４】
前記速度指令値を供給する手段は、前記供給側回転体の回転に同期した速度指令値を発生するものである請求項３記載の巻き取り装置。
【請求項５】
前記張力検出手段は、前記供給側回転体と前記巻取り側回転体との間で前記長手物体に接触して前記長手物体に張力を付与する加圧体と、前記加圧体を鉛直方向に移動自在に案内する案内手段と、前記加圧体の鉛直方向の位置に基づいて検知された張力検出信号を出力するセンサとから成ることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の巻き取り装置。
【請求項６】
線状又は帯状の長手物体を供給側回転体を使用して供給するための長手物体供給手段と、
前記長手物体を巻き取るための巻き取り回転体と、
前記巻き取り回転体を回転するための巻き取り側モ−タと、
前記長手物体の張力を検出するための張力検出手段と、
前記巻き取り側モ−タを制御するために前記張力検出手段に接続された制御手段と、
前記制御手段と前記巻き取り側モ−タとの間に接続された駆動手段とから成り、
前記制御手段は、
張力の基準値を発生するものであって、張力が巻き取り時間の経過と共に徐々に大きくなるように前記張力の基準値を徐々に変化させることができる張力基準値発生手段と、
前記張力検出手段で検出された張力の検出値と前記張力の基準値との差を示す誤差信号を形成する誤差信号形成手段と、
前記張力検出値が前記張力の基準値よりも所定値だけ小さい第１の張力値と前記張力の基準値よりも所定置だけ大きい第２の張力値との間にあるか否かを判定する張力レベル判定手段と、
前記誤差信号形成手段の出力に基づいて前記長手物体の張力を前記基準値に保つための操作量を作成して前記駆動装置に供給するものであって、前記張力レベル判定手段の出力が前記第１の張力値と前記第２の張力値との間にあることを示していることに応答して前記誤差信号形成手段の出力を第１の時定数回路を通して操作量を作成し、前記張力レベル判定手段の出力が前記第１の張力値と前記第２の張力値との間にないことを示していることに応答して前記誤差信号形成手段の出力を前記第１の時定数回路の時定数よりも小さい時定数を有する第２の時定数回路を通して操作量を作成するように形成されている操作量作成手段と
を有していることを特徴とする巻き取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤや帯状物体等の長手物体の巻き取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
伸線機、撚り線機等におけるワイヤの巻き取り装置は、例えば特公平７−１２８８４号公報に開示されているようにワイヤ供給側回転体（例えばキャプスタン）と、ワイヤ巻き取り側回転体（巻枠）と、供給側回転体を駆動するモ−タと、巻き取り側回転体を駆動するためのモ−タと、張力調整及び張力検出機能を有するダンサ−（ｄａｎｃｅｒ）とを備えている。巻き取り側のモ−タは、供給側モ−タの回転情報に基づいた速度指令に基づいて制御される。
また、ワイヤの張力を一定に保つために、ダンサ−から得られた張力検出信号とダンサ−の基準位置を示す基準値との誤差信号即ち偏差信号を作成し、これによって、速度指令を補正する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示されている方式を採用すると、理想的には一定張力でワイヤを巻き取ることができる。
しかし、巻枠に対するワイヤの巻きむらが大きくなった時、又は巻き取り開始時や巻き取り終了時の過渡的駆動時においてダンサ−が大きく変位し、巻き取りを安定的に継続できない場合がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、長手物体の巻き取りを比較的簡単な構成で安定的に進めることができる巻取り装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、上記目的を達成するための本発明は、線状又は帯状の長手物体を供給側回転体を使用して供給するための長手物体供給手段と、前記長手物体を巻き取るための巻き取り回転体と、前記巻き取り回転体を回転するための巻き取り側モ−タと、前記長手物体の張力を検出するための張力検出手段と、前記巻き取り側モ−タを制御するために前記張力検出手段に接続された制御手段と、前記制御手段と前記巻き取り側モ−タとの間に接続された駆動手段とから成り、            前記制御手段は、
張力の基準値を発生する張力基準値発生手段と、
前記張力検出手段で検出された張力の検出値と前記張力の基準値との差を示す誤差信号を形成する誤差信号形成手段と、
前記張力検出値が前記張力の基準値よりも所定値だけ小さい第１の張力値と前記張力の基準値よりも所定値だけ大きい第２の張力値との間にあるか否かを判定する張力レベル判定手段と、
前記誤差信号形成手段の出力に基づいて前記長手物体の張力を前記基準値に保つための操作量を作成して前記駆動装置に供給するものであって、第１の時定数回路として機能する積分回路（５０）と前記第１の時定数回路の時定数よりも小さい時定数に設定された第２の時定数回路として機能する比例積分回路（５１）とを有し、前記張力レベル判定手段の出力が前記第１の張力値と前記第２の張力値との間にあることを示していることに応答して前記誤差信号形成手段の出力を積分回路（５０）を通して操作量を作成し、前記張力レベル判定手段の出力が前記第１の張力値と前記第２の張力値との間にないことを示していることに応答して前記誤差信号形成手段の出力を比例積分回路（５１）を通して操作量を作成する操作量作成手段と
を有していることを特徴とする巻き取り装置に係わるものである。
【０００６】
なお、請求項２に示すように、前記制御手段は、更に、前記張力検出値が、前記第１の張力値よりも小さく設定された第３の張力値よりも小さいか否かを判定する手段と、前記張力検出値が前記第２の張力値よりも大きく設定された第４の張力値よりも大きいか否かを判定する手段と、前記張力検出値が前記第３の張力値よりも小さいことを示す判定結果が得られた時には、張力を高めるための一定の操作量を発生し、前記張力検出値が前記第４の張力値よりも大きいことを示す判定結果が得られた時には張力を低めるための一定の操作量を発生する手段とを有していることが望ましい。
また、請求項３に示すように、更に、前記巻き取り側モ−タの速度指令値を供給する手段と、前記操作量作成手段（３３）で形成された操作量に前記速度指令値を加算又は減算する演算器（３５）とを有していることが望ましい。
また、請求項４に示すように、前記速度指令値を供給する手段は、前記供給側回転体の回転に同期した速度指令値を発生するものであることが望ましい。
また、請求項５に示すように、前記張力基準値発生手段は、巻き取り時間の経過と共に、張力が徐々に大きくなるように前記張力の基準値を徐々に変化させる
ように構成することができる。
また、請求項５に示すように、前記張力検出手段は、前記供給側回転体と前記巻取り側回転体との間で前記長手物体に接触して前記長手物体に張力を付与する加圧体と、前記加圧体を鉛直方向に移動自在に案内する案内手段と、前記加圧体の鉛直方向の位置に基づいて検知された張力検出信号を出力するセンサとから成ることが望ましい。
また、請求項６に示すように、前記張力基準値発生手段は、巻き取り時間の経過と共に、張力が徐々に大きくなるように前記張力の基準値を徐々に変化させる
ように構成することができる。
【０００７】
【発明の効果】
各請求項の発明によれば、張力基準値に対する張力検出値の偏差が第１の張力値と第２の張力値との間に収まらない時には、時定数が小さい値に切換えられる。これにより、サ−ボの応答速度が速くなり、張力を第１及び第２の張力値の間に迅速に戻すことが可能になり、長手物体の切断が防止される。また、張力の異常変動による巻き取り側モ−タの過電流や過電圧を防止することができる。
また、請求項２の発明によれば、張力検出値が第３の張力値よりも小さくなった時、及び張力検出値が第４の張力値よりも大きくなった時には、操作量が一定値に固定される。このため、長手物体が切断した時等の異常時において操作量の大幅な変動が発生せず、巻き取りモ−タの過電流、過電圧を防止することができる。
また、請求項３の発明によれば、張力検出値によるフィ−ドバック制御と速度指令による制御との両方で巻き取り側モ−タを制御できるので、制御の安定性を向上又は多様化を図ることができる。
また、請求項４の発明によれば、供給側回転体と巻き取り側回転体とを同期させて安定的な巻き取りを行うことができる。
また、請求項５の発明によれば、張力調整と張力検出とを簡単な構成で達成することができる。
また、請求項６の発明によれば、張力が徐々に高くなるように制御されるために、巻き緩みの少ない巻き取りを行うことができる。
【０００８】
【実施形態】
次に、図１〜図７を参照して本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
【第１の実施形態】
図１に示す本発明の第１の実施形態に従う伸線機における巻き取り装置は、長手物体としての金属ワイヤ１と、このワイヤ１を供給するための供給側の巻枠２と、供給側回転体としてのキャプスタン３と、キャプスタン３に結合されたモータ４と、このモータ４の駆動装置としてのインバータ５と、ダイス部即ち伸線部６と、ダンサー兼張力検出器７と、巻き取り側回転体としての巻枠８と、巻き取り側巻枠８に結合された巻き取り側モータ９と、このモータ９の駆動装置としてのインバータ１０と、ワイヤ１の通路に配置された複数のローラ１１〜１８と、トラバーサ１９と、供給側インバータ５の制御手段２０と、巻き取り側インバータ１０の制御手段２１とを備えている。
【００１０】
ワイヤ１は、伸線部６よりも供給側で例えば直径１ｃｍの大径スチールワイヤ１ａであり、伸線部６よりも巻き取り側で直径１ｍｍの小径スチールワイヤ１ｂである。ワイヤ１が巻き回された供給側巻枠２は、回転自在に支持され、必要に応じて供給側モータ（図示せず）によってワイヤ１を送り出すように回転される。キャプスタン３はモータ４によって駆動され、ワイヤ１を送り出す。キャプスタン３によってワイヤ１を供給側巻枠２から引き出し且つこれを送り出すために、ワイヤ１をキャプスタン３にα状に巻き付けるか、又は点線で示すピンチローラ３ａにワイヤ１を介してキャプスタン３を転接させる。モータ４は例えば誘導電動機等の交流モータである。この具体例では、キャプスタン３とモータ４とインバータ５でワイヤ１の供給手段が構成されている。
【００１１】
モータ４に接続されたインバータ５は、直流電源５ａの直流電圧を例えば５０Ｈｚの正弦波交流電圧に変換するものである。キャプスタン３を定速回転させると、ワイヤ１は一定線速度で送り出される。
供給側インバータ制御手段２０はインバータ５の周波数を制御するための周波数指令ｆｏを発生するものであり、ワイヤ１の巻き取り開始時にはインバータ５の出力周波数を徐々に高め、定常巻き取り時にはインバータ５の出力周波数を一定に保ち、巻き取り終了時にはインバータ５の出力周波数を徐々に低下させるようにインバータ５を制御する。モータ４の回転速度はインバータ５の出力周波数に比例する。この具体例では供給側インバータ制御手段２０がライン２２によって巻き取り側インバータ制御手段２１に接続されている。このライン２２は巻き取り側モータ９の速度指令値供給手段として機能する。
【００１２】
伸線部６は一般にダイス部と呼ばれる周知のものであり、大径ワイヤ１ａを小径ワイヤ１ｂに加工する。この伸線部６は供給側巻枠２とキャプスタン３との間に配置されている。
【００１３】
ダンサー兼張力検出器７は、ワイヤ１ｂに接触しているダンサ−としての円柱状の加圧体７ａと、この加圧体７ａの鉛直方向の位置を電気信号に変換する張力センサ７ｂと、案内手段７ｃと、引張りばね７ｄとからなり、キャプスタン３と巻き取り側巻枠８との間に配置されている。なお、ワイヤ１ｂは、対のロ−ラ１６、１７間において逆Ｕ字状に屈曲され、加圧体７ａの上側に接触している。加圧体７ａの軸は、案内手段７ｃとしての支持板２３の鉛直方向に伸びるスリット２４に挿入されているので、加圧体７ａはスリット２４の範囲において上下動可能である。ワイヤ１ｂに張力を与えるために、加圧体７ａは引張りばね７ｄによって常に上方向に偏倚されている。ワイヤ１ｂの張力が強くなると、ダンサー即ち加圧体７ａは下方に移動し、逆に張力が弱くなると、加圧体７ａは上方に移動する。この具体例では、最適張力の時にスリット２４の中間に加圧体７ａが位置するようにばね７ｄの強さが調整されている。
【００１４】
加圧体７ａに連動する位置センサとも呼ぶことができる張力センサ７ｂは図２に示すように例えば可変抵抗器２５と可動接触子２６とローパスフィルタ２７とから成り、加圧体７ａの位置に比例した電圧Ｖｔ  を張力検出電圧として出力する。可変抵抗器２５は電源端子２８とグランドとの間に接続され、可動接触子２６は加圧体７ａの位置に比例して変位し、図３に示す周期の短い振動を伴なった位置検出信号即ち張力検出信号Ｖｐ  を出力する。ローパスフィルタ２７は、可変抵抗器２５の出力信号Ｖｐ  から高い周波数成分を除去して図３（Ａ）で破線で示す平滑化された張力検出信号Ｖｔ  を出力する。なお、この具体例では張力検出信号Ｖｔがワイヤ１ｂの張力に反比例した値を有し、ワイヤ１ｂの張力が大きくなるに従って張力検出値Ｖｔが低下する。
ローパスフィルタ２７の時定数は制御遅れを小さくするために例えば２０〜３０ｍｓのよに極めて短く設定される。
【００１５】
巻き取り側巻枠８は、半径Ｒの円柱状巻き付け部分を有し、回転自在に支持されている。巻枠８に結合されたモータ９は例えば誘導電動機等の交流モータであり、インバータ１０に接続されている。モータ駆動装置としてのインバータ１０は直流電源１０ａの直流電圧を交流電圧に変換するものであって、モータ９に供給する交流電圧の周波数を変えることができるように構成されている。
巻き取り側巻枠８の近くに周知のトラバーサ（ｔｒａｖｅｒｓｅｒ）１９が配置されている。トラバーサ１９は巻枠８にワイヤ１ｂを均等に巻くために巻枠８の軸方向における一方の端から他方の端及びこの逆にワイヤ１ｂを移動させるものである。
【００１６】
インバータ１０に接続された制御手段２１は、インバータ１０の出力電圧と周波数を制御してモータ９及び巻枠８の回転速度を制御するものであり、速度指令値供給手段としてのライン２２と張力センサ７ｂとに接続されている。この制御手段２１は、供給側インバータ５に同期したライン２２の速度指令ｆ０  と張力センサ７ｂから得られる張力検出値Ｖｔ  とに基づいてインバータ１０の出力周波数ｆ１０  を決定する。
【００１７】
巻き取り側制御手段２１は、図２に概略的に示すように、張力基準値発生手段としての基準電圧源３０と、誤差信号又は偏差信号形成手段としての誤差増幅器３１と、張力レベル判定手段３２と、補正値作成手段とも呼ぶことができる操作量作成手段３３と、係数乗算器３４と、演算器３５とから成る。
【００１８】
基準電圧源３０は、加圧体７ａの中心位置又はホームポジションに一致している張力基準値を示す基準電圧Ｖｒ  を発生する。誤差増幅器３１の一方の入力端子は張力センサ７ｂに接続され、他方の入力端子は基準電圧源３０に接続されている。従って、誤差増幅器３１は、張力検出値Ｖｔ  と基準電圧Ｖｒ  との誤差信号ΔＶｔ  ＝Ｖｔ  −Ｖｒ  を発生する。
【００１９】
張力レベル判定手段３２は図３（Ａ）に示す張力検出値Ｖｔ  と第１、第２、第３及び第４の張力値Ｖｔ１、Ｖｔ２、Ｖｔ３、Ｖｔ４との関係を判定するものであって、第１、第２、第３及び第４のコンパレータ３６、３７、３８、３９と、第１、第２、第３及び第４の張力値発生手段としての第１、第２、第３及び第４の比較基準電圧源４０、４１、４２、４３と、ＡＮＤゲート４４と、第１及び第２のＮＯＴ回路４５、４６とから成る。第１、第２及び第４のコンパレータ３６、３７、３９の正入力端子と第３のコンバータ３８の負入力端子は誤差増幅器３１に接続されている。第１の比較基準電圧源４０は、図３（Ａ）のＶｔ１−Ｖｒ  ＝−Ｖ１  に相当する第１の比較基準電圧を発生する。第１のコンパレータ３６の負入力端子は第１の比較基準電圧源４０に接続されているので、第１のコンパレータ３６は第１の比較基準電圧−Ｖ１  よりも誤差信号ΔＶｔ  が高い時に高レベルの出力を発生し、逆にΔＶｔ  が−Ｖ１  よりも低い時に低レベルの出力を発生する。同様に第２、第３及び第４の比較基準電圧源４１、４２、４３はＶｔ２−Ｖｒ  ＝＋Ｖ１  、Ｖｔ３−Ｖｒ  ＝−Ｖ２  、Ｖｔ４−Ｖｒ  ＝＋Ｖ２  に相当する第２、第３及び第４の比較基準電圧を発生する。第２及び第４のコンパレータ３７、３９の負入力端子は第２及び第４の比較基準電圧源４１、４３にそれぞれ接続されているので、それぞれの正入力端子の電圧が負入力端子の電圧よりも高い時に高レベルの出力を発生し、逆に正入力端子の電圧が負入力端子の電圧よりも低い時に低レベルの出力を発生する。また、第３のコンパレータ３８の正入力端子は第３の比較基準電圧源４２に接続されているので、張力検出値Ｖｔ  が第３の比較基準電圧−Ｖ２  よりも低くなった時に高レベルの出力を発生する。
上述から明らかなように、第１のコンパレータ３６は、張力検出値Ｖｔ  が図３（Ａ）に示す第１の張力値Ｖｔ１よりも高いか否かを判定する。第２のコンパレータ３７は、張力検出値Ｖｔ  が第２の張力値Ｖｔ２よりも高いか否かを判定する。また、第３のコンパレータ３８は張力検出値Ｖｔ  が第３の張力値Ｖｔ３よりも高いか否かを判定する。また、第４のコンパレータ３９は張力検出値Ｖｔ  が第４の張力値Ｖｔ４よりも高いか否かを判定する。
張力検出値Ｖｔ  が第１の張力値Ｖｔ１と第２の張力値Ｖｔ２との間の第１の領域Ｚ１  収まっているか否かを判定するためにＡＮＤゲート４４の一方の入力端子が第１のコンパレータ３６に接続され、他方の入力端子が第１のＮＯＴ回路４５を介して第２のコンパレータ３７に接続されている。従って、第１のコンパレータ３６の出力が高レベル、第２のコンパレータ３７の出力が低レベルの時にはＡＮＤゲート４４の出力が高レベルとなり、張力検出値Ｖｔ  が第１の領域Ｚ１  に収まっていることが判定される。ＡＮＤゲート４４に接続されたＮＯＴ回路４６は張力検出値Ｖｔ  が第１の領域Ｚ１  から外れている時に高レベル出力を発生する。
【００２０】
第１の操作量作成手段３３は、補正値作成手段とも呼ぶことができるものであり、誤差増幅器３１の出力に所定の処理を施して第１の操作量ｆａを出力する。この第１の操作量作成手段３３はサーボループにおける応答速度を張力検出値Ｖｔ  の大小に関連して切換えるために、第１、第２及び第３のスイッチ４７、４８、４９と、積分回路５０と、比例積分回路５１と、保持回路５２とを有している。
【００２１】
第１の時定数回路としての積分回路５０は第１のスイッチ４７を介して誤差増幅器３１に接続されている。第１のスイッチ４７は、ＡＮＤゲート４４の高レベル出力でオン制御され、張力検出値Ｖｔ  が図３（Ａ）のｔ０  〜ｔ１  期間に示すようにＶｔ１〜Ｖｔ２の間の第１の領域Ｚ１  に収まっている時にオンになる。従って、積分回路５０は図３（Ｂ）のｔ０  〜ｔ１  期間に示すように第１の時定数τ１  を有して誤差信号ΔＶｔ  を積分して第１の操作量ｆａを出力する。なお、積分回路５０は、誤差信号△Ｖｔの積分値に比例した周波数値を第１の操作量ｆａとして出力する。
【００２２】
第２の時定数回路としての比例積分回路（ＰＩ回路）５１は、第２のスイッチ４８を介して誤差増幅器３１に接続されている。第２のスイッチ４８はＮＯＴ回路４６の高レベル出力でオン制御され、張力検出値Ｖｔ  が図３（Ａ）のｔ１  〜ｔ３  期間に示すようにＶｔ１〜Ｖｔ２の第１の領域Ｚ１  から逸脱した時にオンになる。従って、比例積分回路５１は、図３（Ｂ）のｔ１  〜ｔ３  期間に第２の時定数τ２  を有して誤差信号ΔＶｅ  を比例積分処理して第１の操作量ｆａを出力する。なお、比例積分回路５１は、誤差信号△Ｖｅの比例積分値に比例した周波数値を第１の操作量ｆａとして出力する。比例積分回路５１の第２の時定数τ２  は積分回路５０の第１の時定数τ１  よりも小さく設定されているので、サーボループに比例積分回路５１が接続されている時の応答速度は、サーボループに積分回路５０が接続されている時の応答速度よりも速い。従って、図３（Ｃ）のｔ１  〜ｔ２  期間に示すように第１の操作量ｆａ  は図３（Ａ）の張力検出値Ｖｔ  の変化に迅速に応答する。
【００２３】
比例積分回路５１と演算器３５との間に第３のスイッチ４９と保持回路５２が接続されている。第３のスイッチ４９は第３及び第４のコンパレータ３８、３９の出力によって制御される。第３及び第４のコンパレータ３８、３９の出力の両方が低レベルの時には第３のスイッチ４９の第１の接点ａがオン、第２の接点ｂがオフになり、比例積分回路５１が演算器３５に接続される。第３及び第４のコンパレータ３８、３９の出力のいずれか一方が高レベルの時には第１の接点ａがオフ、第２の接点ｂがオンになり、比例積分回路５１が保持回路５２に接続され、保持回路５２の出力が演算器３５に送られる。保持回路５２は第３のスイッチ４９を介して比例積分回路５１に接続されており、張力検出値Ｖｔ  が図３のｔ２  〜ｔ３  期間に示すように第４の張力検出値Ｖｔ４よりも大きくなった時、及び第３の張力検出値Ｖｔ３よりも小さくなった時に、比例積分回路５１の出力を抽出して保持し、一定の第１の操作量を演算器３５に送る。なお、保持回路５２は、第３のスイッチ４９の接点ｂがオフになった時に保持内容を消去するように形成されている。
【００２４】
係数乗算器３４は供給側モータ４の回転速度又は供給側インバータ５の出力電圧に比例した周波数指令値ｆｏに所定の係数Ｋを乗算した値ｆｂ＝Ｋｆｏを第２の操作量ｆｂとして出力する。この第２の操作量ｆｂ  を巻き取り側モータ９の回転速度指令値と呼ぶこともできるものであって、第１の操作量ｆａ  よりも大きな値を有する。なお、Ｋ＝１として、ｆｂ＝ｆｏとすることができる。
演算器３５は、この具体例では加算器であって、第２の操作量ｆｂに  第１の操作量ｆａ  を加算し、ｆｃ  ＝ｆｂ＋ｆａ  から成る操作量を出力する。
張力検出値Ｖｔ  が基準張力を示す基準電圧Ｖｒ  よりも高い時には第１の操作量ｆａは正になり、演算器３５から出力される操作量ｆｃは第２の操作量ｆｂ  よりも大きくなり、巻き取り側モータ９は加速制御される。これとは逆に、張力検出値Ｖｔ  が基準張力を示す基準電圧Ｖｒ  よりも低い時には第１の操作量ｆａ  が負になり、演算器３５から出力される操作量ｆｃ  は第２の操作量ｆｂ  よりも小さくなり、巻き取り側モータ９は減速制御される。
【００２５】
演算器３５の出力は図１のインバータ１０に送られる。インバータ１０は、周知の直流−交流変換回路とこの変換回路の制御回路とから成る。インバータ１０の制御回路は、図２の演算器３５から供給された周波数指令から成る操作量ｆｃ  に比例した出力周波数を得るようにインバ−タ１０を制御する。また、インバ−タ１０はこの出力電圧が出力周波数に比例して変化するように構成されている。インバータ１０に接続された巻き取り側モータ９の回転速度はインバータ１０の出力周波数に比例する。
【００２６】
図４はワイヤ１ｂの巻き取り開始から終了までの供給側モータ４と巻き取り側モータ９の回転速度Ｆ１  、Ｆ２  を概略的に示す。図４のｔ０  で供給側インバータ５の出力周波数を徐々に高めてｔ１  で供給側モータ４を所定回転速度にする。図４（Ｂ）に示す巻き取り側モータ９の回転速度Ｆ２  は図４（Ａ）の供給側モータ４の回転速度Ｆ１  に比例的関係を有して所定速度Ｆｓ  まで立上り、その後、巻枠８に対するワイヤ１ｂの巻き取り量即ち巻径の増大に応じて徐々に低下する。ｔ２  時点でワイヤ１ｂの巻き取りを終了させる時には、供給側モータ４の速度Ｆ１  を徐々に下げると共に、巻き取り側モータ９の速度Ｆ２  も巻き終り速度Ｆｅ  から徐々に下げる。
【００２７】
ワイヤ１ｂの巻き取りは、ワイヤ１ｂの張力をフィードバックして進められるので、ワイヤ１ｂの張力をほぼ一定に保つことができる。
ところで、常に理想的にワイヤ１ｂの巻き取りが進行するとは限らない。ワイヤ１ｂの巻き取り開始時、巻き取り終了時、及び巻枠８に対するワイヤ１ｂの巻きむら等によってワイヤ１ｂの張力が異常に上昇すること又は異常に低下することがある。もし、図２の比較的長い時定数が積分回路５０のみが常に接続されていると、張力の急激な変化に追従して操作量ｆｃ  を変えることができず、ワイヤ１ｂが切断する恐れがある。これに対して、図２に示す具体例では、張力検出値Ｖｔ  が第１の張力値Ｖｔ１から第２の張力値Ｖｔ２までの第１の領域Ｚ１  から逸脱すると、サーボループに比例積分回路５１が接続される。比例積分回路５１は積分回路５０よりも小さい時定数τ２  を有しているので、操作量ｆｃ  がワイヤ１ｂの張力変化に迅速に応答して張力を基準値に戻す動作が生じ、ワイヤ１ｂの断線を防ぐことができる。
【００２８】
もし、張力検出値Ｖｔが図３の第４の張力値Ｖｔ４以上、又は第３の張力値Ｖｔ３以下に急激に変化した時に、これに対応する操作量ｆａ  を発生させると、張力が基準値Ｖｒ  を大幅にオーバーシュート又はアンダーシュートする恐れがある。また、ワイヤ１ｂが断線した時に、巻き取り側インバータ１０の出力周波数を急激に大幅に変化させると、インバータ１０が過電流又は過電圧によって停止状態になることがある。そこで、図２に示す具体例では、張力検出値Ｖｔ  が第３の張力値Ｖｔ３以下又は第４の張力値Ｖｔ４以上になると、第１の操作量ｆａ  が図３（Ｃ）に示すように下限値Ｌｍｉｎ  又は上限値Ｌｍａｘ  に保持される。即ち、張力検出値Ｖｔ  が第３の張力値Ｖｔ３以下になった時又は第４の張力値Ｖｔ４以上になった時の比例積分回路５１の出力が保持回路５２で保持され、これが第３のスイッチ４９を介して第１の操作量ｆａ  として出力される。従って、第１の操作量ｆａ  の大幅な変化が防止され、ワイヤ１ｂの切断が防止される。また、インバータ１０の過電流又は過電圧を防ぐことができる。
【００２９】
【第２の実施形態】
次に、第２の実施形態の巻き取り装置を説明する。第２の実施形態の巻き取り装置は、図１及び図２の制御手段２１を図５の制御手段２１ａに変形し、この他は図１と同一に形成したものである。
【００３０】
図５の第２の実施形態の制御手段２１ａは、図２の制御手段２１の張力基準電圧源３０、第１、第２、第３及び第４の比較基準電圧源４０、４１、４２、４３を、可変張力基準電圧源３０′、第１、第２、第３及び第４の比較基準電圧源４０′、４１′、４２′、４３′に変形し、この他は図２と同一に構成したものである。可変張力基準電圧源３０ａは、図６に示すようにワイヤの巻き始め時間ｔ１  から巻き終り時間ｔ２  に向って徐々に低下する基準電圧Ｖｒ  ′を発生する。これにより、図１のワイヤ１ｂの張力を徐々に上昇させる操作量ｆｃ  が発生し、ワイヤ１ｂの張力は張力基準電圧Ｖｒ  ′に反比例的に上昇する。時間の経過と共にワイヤ１ｂの張力を増大させると、巻き緩みの少ない巻き取りが可能になる。
第２の実施形態の第１、第２、第３及び第４の比較基準電圧源４０′、４１′、４２′、４３′は、
−Ｖ１  ′＝Ｖｔ１′−Ｖｒ  ′
＋Ｖ１  ′＝Ｖｔ２′−Ｖｒ  ′
−Ｖ２  ′＝Ｖｔ３′−Ｖｒ  ′
＋Ｖ２  ′＝Ｖｔ４′−Ｖｒ  ′
を発生する。上記式のＶｔ１′、Ｖｔ２′、Ｖｔ３′、Ｖｔ４′は、図３（Ａ）で一定値に固定されているＶｔ１、Ｖｔ２、Ｖｔ３、Ｖｔ４を時間の経過と共に基準電圧Ｖｒ  ′と同じ傾きで低下させたものである。
【００３１】
第２の実施形態においても張力検出値Ｖｔ  が急激に変化すると、第２のスイッチ４８がオンになり、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００３２】
【第３の実施形態】
第３の実施形態の巻き取り装置は、図１及び図２の制御手段２１を図７の制御手段２１ｂに変形し、この他は図１と同一に形成したものである。
【００３３】
図７の制御手段２１ｂは、図２の第１〜第４のコンパレータ３６〜３９の接続箇所及び第１〜第４の比較基準電圧源４０〜４３を変え、この他は図２と同一に形成したものである。従って、図７において図２と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図７の第１、第２及び第４のコンパレータ３６、３７、３９の正入力端子及び第３のコンパレータ３８の負入力端子は張力センサ７ｂに接続されている。第１〜第４のコンパレータ３６〜３９に接続されている第１、第２、第３及び第４の比較基準電圧源４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａは、図３（Ａ）のＶｔ１、Ｖｔ２、Ｖｔ３、Ｖｔ４を発生する。
【００３４】
上述のように張力センサ７ｂの出力を第１〜第４のコンパレータに直接に接続しても図２の場合と同様な張力レベルの判定を行うことができる。従って、第３の実施形態によっても第１の実施形態と同一の効果が得られる。
【００３５】
【変形例】
本発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、例えば次の変形が可能なものである。
（１）  積分回路５０の代りに比例積分回路又は比例回路を設けることができる。また、比例積分回路５１の代りに比例回路又は積分回路を設けることができる。即ち、第１のスイッチ４７によって選択される一方の回路５０の時定数τ１  が第２のスイッチ４８によって選択される他方の回路５１の時定数τ２  よりも大きいような関係を有していれば、２つの回路５０、５１はどのような回路であってもよい。
（２）  第３のスイッチ４９及び保持回路５２を省くことができる。また、第３のスイッチ４９の動作を使用者が選択的に禁止することができる。
（３）  張力検出値Ｖｔ  が第３の張力値Ｖｔ３又は第４の張力値Ｖｔ４になったことを示す第３及び第４のコンパレータ３８、３９の出力によって巻き取り動作を停止させる回路を設けることができる。
（４）  制御手段２１、２１ａ、２１ｂの一部又は全部をディジタル回路で形成することができる。
（５）  供給側制御手段２０から速度指令値をライン２２によって巻き取り側制御手段２１に送る代りに、巻き取り側制御手段２１の中に速度指令値発生手段を設けることができる。また、速度指令値が常に一定で良い場合には、演算器３５を省き、第１の操作量ｆａ  をそのまま操作量ｆｃ  とすることができる。
（６）  ワイヤ１ｂの供給速度が時間経過と共に変化する場合にも本発明を適用することができる。
（７）  本発明を撚り線機及び給線機等にも適用することができる。
（８）  加圧体７ａを図１とは逆にワイヤ１ｂの上側に配置し、ワイヤ１ｂの張力が大きい時に図２の張力検出値Ｖｔが大きくなるようにダンサ−兼張力検出器７を変形することができる。この場合には、図２、図５、及び図７の演算器３５をｆｃ＝ｆｂ−ｆａを求める減算器とする。
（９）  図２、図５及び図７においては、係数乗算器３４、演算器３５、積分回路５０及び比例積分回路５１が周波数を示す操作量を出力するが、この代りに、インバ−タ１０の周波数又はモ−タ９の回転速度に比例した電圧値を操作量として出力するように構成することができる。この場合には、インバ−タ１０の中に電圧／周波数変換回路即ち電圧を周波数に変換するための例えば電圧制御発振器（ＶＣＯ）を設け、このＶＣＯからインバ−タ１０の周波数を示す信号を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の巻き取り装置を示すブロック図である。
【図２】図１の張力センサ及び制御手段を概略的に示すブロック図である。
【図３】張力検出値、サーボループの時定数、操作量を概略的に示す図である。
【図４】図１のキャプスタンモータ及び巻き取り側モータの回転速度を示す図である。
【図５】第２の実施形態の張力センサ及び制御手段を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態の基準値の変化を示す図である。
【図７】第３の実施形態の張力センサ及び制御手段を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    ワイヤ
３    キャプスタン
７    ダンサー兼張力検出器
８    巻枠
９    モータ
１０  インバータ
２１  制御手段
３２  張力レベル判定手段
３３  操作量作成手段
３４  係数乗算器
３５  演算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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