(57)【要約】【課題】巻取りボビンの速度制御を切換える際において周波数を安定させる。【解決手段】順次供給される糸条Ｓ１〜Ｓ５を、巻取りボビン２および交換ボビン４を巻取り位置および待機位置間において切り換えながら巻取り位置の巻取りボビン２の回転により巻き取る際に、巻取り位置の巻取りボビン２の回転速度値を、糸条Ｓ１〜Ｓ５の線速度に対応してフィードバックされる速度値に基づいてフィードバック制御する巻取りボビン回転速度制御方法。糸条Ｓ１〜Ｓ５巻取り前において巻取り位置に配置された巻取りボビン２の回転速度の指令値とフィードバックされた速度値との偏差に係わらず、該偏差を０に設定し、巻取りボビン２の回転速度値を前記指令値に強制的に設定する。【選択図】図１
2005132573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順次供給される線状部材を、複数の巻取りボビンを巻取り位置および待機位置間において切り換えながら該巻取り位置の巻取りボビンの回転により巻き取る際に、前記巻取り位置の巻取りボビンの回転速度値を、該線状部材の線速度に対応してフィードバックされる速度値に基づいてフィードバック制御する巻取りボビン回転速度制御方法であって、
前記線状部材巻取り前において前記巻取り位置に配置された巻取りボビンの回転速度の指令値とフィードバックされた速度値との偏差に係わらず、該偏差を０に設定し、前記巻取りボビンの回転速度値を前記指令値に強制的に設定することを特徴とする巻取りボビンの回転速度制御方法。
【請求項２】
前記回転速度の指令値、フィードバックされる速度値および前記巻取りボビンの回転速度値は、それぞれ回転速度に対応する周波数であり、
前記巻取りボビンの回転速度に対応する周波数が前記回転速度の指令値に対応する指令周波数に強制的に設定された状態において、前記巻取りボビンの回転速度を、所定の加速時定数に基づいて前記指令周波数の上昇により加速制御することを特徴とする請求項１記載の巻取りボビンの回転速度制御方法。
【請求項３】
前記加速時定数に基づいて前記巻取りボビンの加速制御を終了し、その終了タイミングに応じて、前記巻取りボビンの回転速度の指令周波数とフィードバックされた周波数との偏差、所定の比例ゲインおよび所定の積分ゲインを用いて前記偏差を０にする比例積分制御を実行し、前記比例積分制御実行時における前記比例ゲインおよび積分ゲインを、前記偏差の極性に応じて変化させることを特徴とする請求項２記載の巻取りボビンの回転速度制御方法。
【請求項４】
前記巻取りボビンの回転速度に対応する周波数の時間に対する変動を表す周波数変動データを用意し、
前記加速時定数に基づいて前記巻取りボビンの加速制御を終了し、その終了タイミングに応じて、前記巻取りボビンの回転速度に対応する周波数を前記周波数変動データにより設定し、設定した周波数とフィードバックされた周波数との偏差、所定の比例ゲインおよび所定の積分ゲインを用いて前記偏差を０にする比例積分制御を実行することを特徴とする請求項２記載の巻取りボビンの回転速度制御方法。
【請求項５】
順次供給される線状部材を、複数の巻取りボビンを巻取り位置および待機位置間において切り換えながら該巻取り位置の巻取りボビンの回転により巻き取る際に、前記巻取り位置の巻取りボビンの回転速度を、該線状部材の線速度に対応してフィードバックされる速度値に基づいてフィードバック制御する巻取りボビン回転速度制御方法であって、
前記巻取り位置の巻取りボビンが満巻き状態になったことを検出し、その検出タイミングに応じて、該巻取りボビンの回転速度の指令値とフィードバックされた速度値との偏差に係わらず、該偏差を０に設定し、前記巻取りボビンの回転速度値を、前記検出タイミング時の回転速度値に強制的にロックすることを特徴とする巻取りボビンの回転速度制御方法。
【請求項６】
前記回転速度の指令値、フィードバックされる速度値および前記巻取りボビンの回転速度値は、それぞれ回転速度に対応する周波数であり、
前記巻取りボビンの回転速度に対応する周波数が前記検出タイミング時の回転速度値に対応する周波数に強制的にロックされた状態において、前記巻取りボビンの回転速度を、所定の減速時定数に基づいて前記回転速度の指令値に対応する指令周波数の下降により減速制御することを特徴とする請求項５記載の巻取りボビンの回転速度制御方法。
【請求項７】
順次供給される線状部材を、複数の巻取りボビンを巻取り位置および待機位置間において切り換えながら該巻取り位置の巻取りボビンの回転により巻き取る際に、前記巻取り位置の巻取りボビンの回転速度値を、該線状部材の線速度に対応してフィードバックされる速度値に基づいてフィードバック制御するインバータであって、
前記線状部材巻取り前において前記巻取り位置に配置された巻取りボビンの回転速度の指令値とフィードバックされた速度値との偏差に係わらず、該偏差を０に設定し、前記巻取りボビンの回転速度値を前記指令値に強制的に設定する手段を備えたことを特徴とするインバータ。
【請求項８】
順次供給される線状部材を、複数の巻取りボビンを巻取り位置および待機位置間において切り換えながら該巻取り位置の巻取りボビンの回転により巻き取る際に、前記巻取り位置の巻取りボビンの回転速度を、該線状部材の線速度に対応してフィードバックされる速度値に基づいてフィードバック制御するインバータであって、
前記巻取り位置の巻取りボビンが満巻き状態になった時、その満巻き時のタイミングに応じて、該巻取りボビンの回転速度の指令値とフィードバックされた速度値との偏差に係わらず、該偏差を０に設定し、前記巻取りボビンの回転速度値を、前記検出タイミング時の回転速度値に強制的にロックする手段を備えたことを特徴とするインバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紡績製造業等で用いる巻取り装置等における線状部材巻取り時の巻取りボビンの回転速度制御方法および該巻取りボビンの回転速度制御用のインバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
紡績製造業等で用いられる巻取り装置において線状部材（本明細書においては、文字通りの線状の部材に限らず、糸条等の糸状部材も含む概念とする）である例えば糸条を巻取りボビンにより巻き取る際には、巻取りボビンに対して糸条を掛着し、その糸条を巻取りボビンの軸方向に沿ってトラバースしながら巻取りボビンを回転させることにより、該巻取りボビンに対して巻き取っている。
【０００３】
このとき、巻取りボビンの回転速度制御を行わない場合、巻取り経過時間に伴い巻取りボビンが膨らみ、巻取りボビンに巻き取られる糸条の巻取り速度（巻き取られる糸条の速度；線速度）が上昇し、この糸条の線速度の上昇に応じて巻取り量が増大してしまい、均一な巻取りを行うことが困難であった。
【０００４】
そこで、従来は、巻取り経過時間に従い手動で周波数指令を可変したり、あるいは糸条の一部分に装着した回転速度検出器から糸条の線速度を検出してフィードバックし、線速度一定制御を行い巻取りを行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、１つの巻取りボビンに対する糸条巻取りが終了に近付いた場合、すなわち、巻取りボビンが満巻状態に近付いた場合には、巻取り装置を一旦停止して手動により交換を行う手法に加えて、満巻状態の巻取りボビンを他の空巻状態の巻取りボビンへ自動的に交換し、連続して巻き取る手法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平２００２−１２３６８号公報
【特許文献２】特開平２００３−１７１０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のフィードバック制御においては、線速一定制御を行うに際に、糸条の検出速度と目標速度との偏差に応じてＰＩ制御またはＰＩＤ制御により制御指令値を算出し、その制御指令値に追従するように巻取りボビンの回転速度、すなわち、回転周波数を制御している。
【０００７】
しかしながら、上述した単純なＰＩ制御（ＰＩＤ制御）を用いたフィードバック制御では、常に巻取りボビンの回転周波数を補正制御しているため、ＰＩ制御（ＰＩＤ制御）部分に大きな負担がかかり、また、速度リップルや、ハンチング等の現象が発生する恐れが生じていた。
【０００８】
特に、高速回転（３００Ｈｚ程度）の巻取りを実現することは、上記速度リップルやハンチング等の発生を顕著に助長する恐れがあるため困難であり、糸条が巻き取られた巻取りボビン（以下、生産品とする）の生産性の向上が望めなかった。
【０００９】
この点、上記特許文献１において、巻取りボビンの加速制御およびフィードバック制御｛ＰＩ制御（ＰＩＤ制御）｝を組み合わせる内容が開示されている。
【００１０】
しかしながら、上記加速制御からフィードバック制御に切換える際の具体的な手法に関しては何ら開示されておらず、上記切換に起因した周波数の急激な変化により巻取りが不安定になる恐れが生じていた。
【００１１】
さらに、巻取り終了時のボビン切換えにおいても、満巻状態に近付いた巻取りボビンを減速制御しながら、空巻状態の巻取りボビンを起動させて巻取りを継続する場合、上記巻取り時のフィードバック制御から減速制御に切換える際の周波数変化に起因して、巻取りボビンにより糸条を最後まで均一に巻き取ることは困難であった。
【００１２】
このため、生産品の巻取り状態に巻きムラ、巻き歪みや巻きたるみ等が発生し、後工程において修復する必要性が生じていた。
【００１３】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、巻取りボビンの速度制御を切換える際において周波数を安定させることにより、巻取りボビンによる線状部材の巻取りを安定して行うことを可能にした巻取りボビンの回転速度制御方法およびインバータを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、順次供給される線状部材を、複数の巻取りボビンを巻取り位置および待機位置間において切り換えながら該巻取り位置の巻取りボビンの回転により巻き取る際に、前記巻取り位置の巻取りボビンの回転速度値を、該線状部材の線速度に対応してフィードバックされる速度値に基づいてフィードバック制御する巻取りボビン回転速度制御方法であって、前記線状部材巻取り前において前記巻取り位置に配置された巻取りボビンの回転速度の指令値とフィードバックされた速度値との偏差に係わらず、該偏差を０に設定し、前記巻取りボビンの回転速度値を前記指令値に強制的に設定することを要旨とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記回転速度の指令値、フィードバックされる速度値および前記巻取りボビンの回転速度値は、それぞれ回転速度に対応する周波数であり、前記巻取りボビンの回転速度に対応する周波数が前記回転速度の指令値に対応する指令周波数に強制的に設定された状態において、前記巻取りボビンの回転速度を、所定の加速時定数に基づいて前記指令周波数の上昇により加速制御することを要旨とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記加速時定数に基づいて前記巻取りボビンの加速制御を終了し、その終了タイミングに応じて、前記巻取りボビンの回転速度の指令周波数とフィードバックされた周波数との偏差、所定の比例ゲインおよび所定の積分ゲインを用いて前記偏差を０にする比例積分制御を実行し、前記比例積分制御実行時における前記比例ゲインおよび積分ゲインを、前記偏差の極性に応じて変化させることを要旨とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記巻取りボビンの回転速度に対応する周波数の時間に対する変動を表す周波数変動データを用意し、前記加速時定数に基づいて前記巻取りボビンの加速制御を終了し、その終了タイミングに応じて、前記巻取りボビンの回転速度に対応する周波数を前記周波数変動データにより設定し、設定した周波数とフィードバックされた周波数との偏差、所定の比例ゲインおよび所定の積分ゲインを用いて前記偏差を０にする比例積分制御を実行することを要旨とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、順次供給される線状部材を、複数の巻取りボビンを巻取り位置および待機位置間において切り換えながら該巻取り位置の巻取りボビンの回転により巻き取る際に、前記巻取り位置の巻取りボビンの回転速度を、該線状部材の線速度に対応してフィードバックされる速度値に基づいてフィードバック制御する巻取りボビン回転速度制御方法であって、前記巻取り位置の巻取りボビンが満巻き状態になったことを検出し、その検出タイミングに応じて、該巻取りボビンの回転速度の指令値とフィードバックされた速度値との偏差に係わらず、該偏差を０に設定し、前記巻取りボビンの回転速度値を、前記検出タイミング時の回転速度値に強制的にロックすることを要旨とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、前記回転速度の指令値、フィードバックされる速度値および前記巻取りボビンの回転速度値は、それぞれ回転速度に対応する周波数であり、前記巻取りボビンの回転速度に対応する周波数が前記検出タイミング時の回転速度値に対応する周波数に強制的にロックされた状態において、前記巻取りボビンの回転速度を、所定の減速時定数に基づいて前記回転速度の指令値に対応する指令周波数の下降により減速制御することを要旨とする。
【００２０】
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するため、順次供給される線状部材を、複数の巻取りボビンを巻取り位置および待機位置間において切り換えながら該巻取り位置の巻取りボビンの回転により巻き取る際に、前記巻取り位置の巻取りボビンの回転速度値を、該線状部材の線速度に対応してフィードバックされる速度値に基づいてフィードバック制御するインバータであって、前記線状部材巻取り前において前記巻取り位置に配置された巻取りボビンの回転速度の指令値とフィードバックされた速度値との偏差に係わらず、該偏差を０に設定し、前記巻取りボビンの回転速度値を前記指令値に強制的に設定する手段を備えたことを要旨とする。
【００２１】
請求項８記載の発明は、上記課題を解決するため、順次供給される線状部材を、複数の巻取りボビンを巻取り位置および待機位置間において切り換えながら該巻取り位置の巻取りボビンの回転により巻き取る際に、前記巻取り位置の巻取りボビンの回転速度を、該線状部材の線速度に対応してフィードバックされる速度値に基づいてフィードバック制御するインバータであって、前記巻取り位置の巻取りボビンが満巻き状態になった時、その満巻き時のタイミングに応じて、該巻取りボビンの回転速度の指令値とフィードバックされた速度値との偏差に係わらず、該偏差を０に設定し、前記巻取りボビンの回転速度値を、前記検出タイミング時の回転速度値に強制的にロックする手段を備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１および請求項７記載の発明によれば、例えば巻取りボビンが待機位置から巻取り位置に切り換えられた後等、前記線状部材巻取り前の状態において、巻取りボビンの回転速度値を指令値に応じて強制的に設定しているため、次のフィードバック制御への切り換えを、前記指令値を基準として安定して行なうことができる。
【００２３】
このため、上述した巻取りボビンの交換を、交換時における巻取りボビンの周波数変動を抑制しながら行なうことができ、連続的かつ安定した巻取りボビン変更動作による生産性向上を実現することが可能になる。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、巻取り前の巻取りボビンの加速制御を、指令周波数の上昇に基づいて安定して行なうことができる。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、比例積分制御実行時における前記比例ゲインおよび積分ゲインを、前記偏差の極性に応じて例えば一方の極性側に対するゲインを他方の極性側に対するゲインよりも大きくするように変化させることができる。
【００２６】
このため、巻取りボビンの回転速度制御時、すなわり巻取りボビンの巻き太り抑制に基づく回転速度制御時においては、偏差が負の極性になることが予想されるため、負の極性側の比例ゲインおよび積分ゲインを、正の極性側の比例ゲインおよび積分ゲインよりも大きくすることにより、巻取りボビンの回転周波数における正側の変動量を、負側よりも抑制することができる。この結果、比例積分制御に起因したハンチング動作の発生を回避して巻取りボビンの回転周波数の安定性を向上させることができる。
【００２７】
請求項４記載の発明によれば、比例積分制御の制御量を必要最小限度にすることができ、比例積分制御に起因したハンチング動作の発生を回避して巻取りボビンの回転周波数の安定性を向上させることができる。
【００２８】
請求項５および８記載の発明によれば、前記巻取り位置の巻取りボビンが満巻き状態になった時、巻取りボビンに対する回転速度値を、前記満巻き状態検出時の回転速度値に強制的にロックしているため、次の例えば減速制御への切り換えを、前記満巻き状態検出時の回転速度値を基準として安定して行なうことができる。
【００２９】
このため、満巻き状態の巻取りボビンの交換を、交換時における巻取りボビンの周波数変動を抑制しながら行なうことができ、連続的かつ安定した巻取りボビン変更動作による生産性向上を実現することが可能になる。
【００３０】
請求項６記載の発明によれば、満巻き状態の巻取りボビンの減速制御を、指令周波数の下降に基づいて安定して行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態に係る巻取り装置の一例として、例えば複数のボビンＢ１〜Ｂｎ（図１においては、５つの円筒状ボビンＢ１〜Ｂ５として示している）にそれぞれ巻き取られた線状部材である源糸（以下、糸条とも記載する）Ｓ１〜Ｓｎ（図１では、Ｓｎ＝Ｓ５）を高速に巻き取るための高速紡績巻取り装置（以下、単に巻取り装置とする）１の概略構成を示すブロック図である。
【００３２】
図１に示すように、巻取り装置１は、上記ボビンＢ１〜Ｂ５から順次供給される糸条Ｓ１〜Ｓ５を同時に巻き取ることができる所定位置（以下、巻取り位置とする）に配置された複数（上記巻取り対象となる糸条に対応する数であり、本実施形態では５つ）のボビンから構成された円筒状の巻取りボビン２と、この巻取り位置に配置された巻取りボビン２に接離自在に支持された誘導ボビン３とを備えている。
【００３３】
この誘導ボビン３は、ボビンＢ１〜Ｂ５から供給され図示しないトラバーサを介して巻取りボビン２の軸方向に沿ってトラバースしながら送出されてくる糸条Ｓ１〜Ｓ５の巻取りボビン２による巻取り時において、巻取りボビン２に対して所定の接圧で当接して一体に回転しながら糸条Ｓ１〜Ｓ５を誘導する機能を有している。
【００３４】
さらに、巻取り装置１は、巻取りボビン２の交換用として上記巻取り位置に対応する待機位置に配設され、巻取りボビン２と同数のボビンにより構成された交換ボビン４を備えている。
【００３５】
巻取り装置１は、巻取りボビン２および交換ボビン４を着脱自在および回動自在に支持する支持機構５を備えており、この支持機構の回動動作により、巻取りボビン２を待機位置に、かつ交換ボビン４を巻取り位置にそれぞれ移動可能になっている。
【００３６】
巻取り装置１は、誘導ボビン３の回転軸に直接あるい間接的に取り付けられ、誘導ボビン３の回転速度を例えばパルス出力として検出する回転速度検出器であるパルスジェネレータ（Pulse Generator:ＰＧ）１０と、巻取りボビン２を回転駆動させるためのモータＭ１１と、交換ボビン４を回転駆動させるためのモータＭ１２とを備えている。
【００３７】
そして、巻取り装置１は、ＰＧ１０およびモータＭ１１にそれぞれ電気的に接続され、対応するモータＭ１１へ供給する電圧（Ｖ）および周波数（Ｆｏｕｔ）をそれぞれ可変制御してモータＭ１１の回転速度をそれぞれ制御するためのインバータ（ＩＮＶ）２１と、ＰＧ１０およびモータＭ１２にそれぞれ電気的に接続され、対応するモータＭ１２へ供給する電圧（Ｖ）および周波数（Ｆｏｕｔ）を可変制御してモータＭ１２の回転速度をそれぞれ制御するためのインバータ（ＩＮＶ）２２とを備えている。
【００３８】
巻取り装置１は、満巻時の巻取りボビン２の慣性エネルギーに基づくモータＭ１１の回生エネルギー（モータＭ１１の発電機動作による電気的エネルギー）を熱エネルギーとして消費するための抵抗Ｒ３１と、満巻時の交換ボビン４の慣性エネルギーに基づくモータＭ１２の回生エネルギーを熱エネルギーとして消費するための抵抗Ｒ３２とを備えている。
【００３９】
また、巻取り装置１は、巻取りボビン２の巻取り位置の近傍に設置され、巻取り位置において回転するボビン（巻取りボビン２あるいは交換ボビン４）の満巻き時を含む巻取り状態として、少なくとも例えば満巻状態に対する所定比率（例えば７０％等）に到達した状態、および満巻き状態に到達した状態（満巻き時）をそれぞれ検出して満巻前パルスおよび満巻パルスとして出力するための満巻センサ３５を備えている。
【００４０】
そして、巻取り装置１は、ＩＮＶ２１、ＩＮＶ２２および満巻センサ３５に対してそれぞれ電気的に接続されており、満巻センサ３５から出力された満巻前パルスおよび満巻パルスに応じてＩＮＶ２１およびＩＮＶ２２に対して、指令周波数を含む駆動制御信号を出力するコントローラ４２を備えている。
【００４１】
ＩＮＶ２１は、そのハードウェア構成として、図示しないダイオード等の整流素子、コンデンサ等の平滑化素子、トランジスタ等の複数のスイッチング素子およびメモリ内蔵型のマイクロプロセッサ等をそれぞれ備えている。また、ＩＮＶ２１の外部入出力端子である運転指令入力端子ＩＴ１、制御切換信号入力端子ＩＴ２、周波数ロック信号入力端子ＩＴ３およびマイクロプロセッサのメモリ（フラッシュメモリ等）クリア指令入力端子ＩＴ４は、それぞれコントローラ４２の制御端子に接続されている。
【００４２】
図２は、上述したハードウェア構成を有する図１に示すＩＮＶ２１の機能ブロック構成およびＰＧ１０を介したモータＭ１１のフィードバック制御構成を示す図である。
【００４３】
ここで、上述したように、誘導ボビン３は、巻取りボビン２の糸条Ｓ１〜Ｓ５巻取り時において、巻取りボビン２の回転に応じて回転して糸条Ｓ１〜Ｓ５を誘導する機能を有しており、自身において糸条Ｓ１〜Ｓ５を巻き取る動作を行わないため、回転するにも係らず、糸条巻取りによる膨張（巻き太り）に起因した線速度上昇は発生しない。そこで、本実施形態においては、誘導ボビン３の回転速度をＰＧ１０により検出し、その回転速度を一定に保つように巻取りボビン２の回転速度をＩＮＶ２１により制御することにより、巻取りボビン２に巻き取られる糸条の線速度を一定に維持している。
【００４４】
すなわち、図２に示すように、ＩＮＶ２１は、コントローラ４２から供給された指令周波数ＦＲの加減速時定数を設定する加減速部５０を備えている。
【００４５】
なお、加速時定数とは、停止状態のモータＭ１１が後述するＶ／Ｆｏｕｔ一定制御に基づいて設定された最大周波数（本実施の形態では、３００Ｈｚとする）まで到達するまでの時間を意味し、減速時定数とは、モータＭ１１が最大周波数３００Ｈｚから”０”（運転停止）になるまでの時間を意味する。
【００４６】
また、ＩＮＶ２１は、巻取りボビン２に対応するモータＭ１１の回転速度（例えば、１８０００ｒｐｍ）に基づく誘導ボビン３の回転速度｛例えば、モータＭ１１の回転速度に対して、ボビン２および３間の直径比等を含むボビン２および３間に生じる機械的ゲイン（Ｇａｉｎ）Ｇが掛けられた値｝がＰＧ１０により、例えば所定のパルスレート｛例えば、１回転あたり３２パルス（３２ｐ／ｒ）｝により検出されＩＮＶ２１にフィードバックされた際に、その誘導ボビン３の回転速度をゲイン倍し、ゲイン倍された回転速度（ｒｐｍ）を周波数｛Ｆｂ（Ｈｚ）；例えば１８００ｒｐｍ→３００Ｈｚ｝に変換する周波数変換部５１を備えている。
【００４７】
この周波数変換部５１において回転数をゲイン倍できるようにしているのは、上述したＰＧ１０の出力パルスレートや上記ボビン２および３間に生じる機械的ゲインが機器や部材の変更により変化した場合であっても、その変更に応じて上記ゲインを変化させることにより、正確な回転数を容易に検出可能にするためである。
【００４８】
さらに、ＩＮＶ２１は、加減速部５０により加減速時定数が設定された指令周波数Ｆｉｎと周波数変換部５１を介してフィードバックされてきた誘導ボビン３の回転周波数Ｆｂとの偏差ΔＦを求め、この偏差ΔＦが常に０になるようにモータＭ１１へ供給する周波数Ｆｏｕｔ｛すなわち、周波数Ｆｏｕｔの駆動信号（例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）｝を制御してモータＭ１１の回転速度（巻取りボビン２の回転速度）を制御する速度制御部５２を備えている。
【００４９】
本実施の形態において、速度制御部５２は、偏差ΔＦを０にするフィードバック制御として、ＰＩ制御を行っている。
【００５０】
すなわち、速度制御部５２は、図２に示すように、指令周波数Ｆｉｎからフィードバック周波数Ｆｂを減算してその偏差ΔＦを求める減算部５２ａ１と、この減算部５２ａ１により得られた偏差ΔＦに所定の比例ゲインＰを掛けた値Ｐ＊ΔＦを比例出力Ｐｏｕｔとする機能、および偏差ΔＦに所定の積分ゲインＩを掛けた値Ｉ＊ΔＦを例えばＩＮＶ２１のメモリに保持して時間的に積算し、この積算値を積分出力Ｉｏｕｔとし、上記比例出力Ｐｏｕｔおよび積分出力Ｉｏｕｔを加算して制御出力（周波数出力Ｆｏｕｔ）とする機能を有するＰＩ制御部（ＰＩ）５２ａ２とを備えている。
【００５１】
ここで、図３は、ＩＮＶ２１の例えばメモリに予め記憶されたＰＩ制御部５２ａ２の比例ゲインＰおよび積分ゲインＩの設定値を書き換え可能に保持するゲイン設定テーブルＴを示す図である。
【００５２】
図３に示すように、ゲイン設定テーブルＴにおいて、比例ゲインＰおよび積分ゲインＩは、周波数偏差ΔＦの極性（ΔＦ→正「＋」、あるいはΔＦ→負「−」）に応じてその値が予め設定されている。
【００５３】
例えば、ゲイン設定例１として、周波数偏差ΔＦの極性が正「＋」の場合、比例ゲインＰおよび積分ゲインＩをそれぞれ「０」とし、周波数偏差ΔＦの極性が負「−」の場合、比例ゲインＰおよび積分ゲインＩをそれぞれ「１」としている。
【００５４】
また、他のゲイン設定例２として、周波数偏差ΔＦの極性が負「−」の場合、比例ゲインＰおよび積分ゲインＩをそれぞれ「１」とし、周波数偏差ΔＦの極性が正「＋」の場合、比例ゲインＰおよび積分ゲインＩを、上記ゲイン「１」よりも小さい値である例えば「１／２」にそれぞれ設定している。
【００５５】
なお、他のＩＮＶ２２のハードウェア構成および機能ブロック構成についても、ＩＮＶ２１と同等であるため、その説明は省略する。
【００５６】
次に、本実施形態に係わる巻取り装置１による巻取りボビン２および交換ボビン４の回転速度（周波数）制御における全体動作について説明する。
【００５７】
図４は、巻取りボビン２に対応するＩＮＶ２１のモータＭ１１に供給する周波数の時間特性（図中Ｃ１）およびコントローラ４２からの制御信号のタイムチャートを互いに対応付けて示す図である。
【００５８】
さらに、図４は、交換ボビン４に対応するＩＮＶ２２のモータＭ１２に供給する周波数の時間特性（図中Ｃ２）およびコントローラ４２からの制御信号のタイムチャートを互いに対応付けて示す図である。
【００５９】
なお、図４中、上段がＩＮＶ２１の周波数−時間特性Ｃ１およびＩＮＶ２１に対するコントローラ４２からの制御信号のタイムチャートを示しており、下段がＩＮＶ２２の周波数−時間特性Ｃ２およびＩＮＶ２２に対するコントローラ４２からの制御信号のタイムチャートを示している。
【００６０】
最初に、糸条Ｓ１〜Ｓ５を巻き取るために巻取り位置に糸掛け前の巻取りボビン２が配置された状態（初期時、あるいは再交換時、誘導ボビン３は巻取りボビン２から離間している：時間ｔ＝ｔ０）において、コントローラ４２は、制御端子および入力端子ＩＴ１を介してＩＮＶ２１に対して、運転指令（指令周波数）ＦＲを送信する。そして、コントローラ４２は、制御端子および入力端子ＩＴ２を介してＩＮＶ２１に対して制御切換信号（ＯＮパルス）ＶＦＰＩＤを送信する（図５；ステップＳ１）。なお、入力端子ＩＴ３および入力端子ＩＴ４に対する信号はＯＦＦ状態である。
【００６１】
このとき、ＩＮＶ２１は、送信されてきた運転指令ＦＲに対応する指令周波数Ｆｉｎおよび制御切換信号ＶＦＰＩＤに応じて、オープンループのＶ／Ｆｏｕｔ一定制御、すなわち、モータＭ１１に供給する電圧Ｖおよび周波数Ｆｏｕｔの比Ｖ／Ｆｏｕｔを一定にする制御を、ＰＧ１０により検出された誘導ボビン３の回転速度を無視して強制的に行う（ステップＳ２）。
【００６２】
すなわち、ＩＮＶ２１は、制御切換信号ＶＦＰＩＤがＯＮ状態においては、図６および図７に示すように、フィードバックされた誘導ボビン３の回転速度に対応する回転周波数Ｆｂを無視して周波数偏差ΔＦを強制的に０（ΔＦ＝０）に設定し（ステップＳ２ａ１）、積分出力Ｉｏｕｔを上記フィードバックされた回転周波数Ｆｂを無視して強制的に指令周波数Ｆｉｎ（Ｉｏｕｔ＝Ｆｉｎ）に設定する（ステップＳ２ａ２）。
【００６３】
指令周波数Ｆｉｎとフィードバック周波数Ｆｂの偏差ΔＦがフィードバック周波数Ｆｂの値に関係なく常に０であるため、図６および図７に示すように、比例出力Ｐｏｕｔ（Ｐ＊ΔＦ）も０となる。
【００６４】
この結果、制御切換信号ＶＦＰＩＤがＯＮの期間（ｔ０〜ｔ４）においては、誘導ボビン３の速度検出が無視されて、上記積分出力Ｉｏｕｔに基づく指令周波数Ｆｉｎに追従した加速時定数（ｔ０〜ｔ２）に基づくＶ／Ｆｏｕｔ一定の加速制御が実行され、巻取りボビン２は、ＩＮＶ２１によるＶ／Ｆｏｕｔ一定制御によりＶ／Ｆｏｕｔパターンの最大周波数である３００Ｈｚまで加速される。
【００６５】
一方、上記巻取りボビン２のＶ／Ｆｏｕｔ一定の加速制御中において、コントローラ４２は、交換ボビン４に対応するＩＮＶ２２に対してメモリクリア信号ＭＣＬを制御端子および入力端子ＩＴ４を介して送信し、ＩＮＶ２２のメモリをクリアする（図４：ｔ１〜ｔ２参照）。
【００６６】
上記Ｖ／Ｆｏｕｔ一定制御による巻取りボビン２の加速制御時において、巻取りボビン２が高速領域の３００Ｈｚに到達すると、この巻取りボビン２の高速回転状態において、図示しない支持機構の糸掛け部により自動的に糸条Ｓ１〜Ｓ５が巻取りボビン２の対応する各ボビンそれぞれに対して糸掛けが行われ、糸掛け終了時において誘導ボビン３が移動して巻取りボビン２に対して当接し、糸条Ｓ１〜Ｓ５の巻取りが開始される。
【００６７】
なお、糸掛け終了時（時間ｔ＝ｔ３）において、コントローラ４２は、巻取りの線速度一定制御に備え、時間ｔ＝ｔ３〜ｔ４の間、ＩＮＶ２１からの出力周波数Ｆｏｕｔを若干（約３０Ｈｚ程度）低下させて約２７０Ｈｚに設定する（ステップＳ３）。これは上記巻取りボビン取り付け（交換）後の最初の巻取り時において、若干早めの回転速度で糸条を巻き取ることにより、巻きむらを防止するためである。
【００６８】
次いで、コントローラ４２は、時間ｔ＝ｔ４において制御切換信号ＶＦＰＩＤをＯＮからＯＦＦに切換える（ステップＳ４）。
【００６９】
このとき、ＩＮＶ２１は、制御切換信号ＶＦＰＩＤのＯＮからＯＦＦへの切換に応じて、上述した周波数偏差強制制御および積分出力Ｉｏｕｔ強制制御をそれぞれ中止し、通常のＰＩ制御、すなわり、線速度一定制御を行う（ステップＳ５）。
【００７０】
すなわち、ＩＮＶ２１は、減算部５２ａ１により指令周波数Ｆｉｎから現在の誘導ボビン３の回転速度に対応するフィードバック周波数Ｆｂを減算してその偏差ΔＦを求め、ＰＩ制御部５２ａ２により、求めた偏差ΔＦに所定の比例ゲインＰを掛けた値Ｐ＊ΔＦを指令周波数Ｆｉｎに加算して比例出力Ｐｏｕｔを求める。
【００７１】
そして、ＩＮＶ２１は、ＰＩ制御部５２ａ２により、偏差ΔＦに所定の積分ゲインＩを掛けた値Ｉ＊ΔＦをメモリに蓄積された積算値に積算して積分出力Ｉｏｕｔを求める（図７参照、なお、図７においては、Δ偏差Ｆを極性が負の一定の値とした場合について図示した）。
【００７２】
このとき、本実施形態では、積分出力Ｉｏｕｔ強制制御により、積分値として指令周波数Ｆｉｎがメモリに保存されているため、ＰＩ制御が開始された段階で、現在の積分値（指令周波数Ｆｉｎ）から継続して積分が行われる。
【００７３】
このようにして、ＰＩ制御により誘導ボビン３の回転速度、すなわち、糸条Ｓ１〜Ｓ５の線速度が略一定に維持された状態で、巻取りボビン２により糸条Ｓ１〜Ｓ５が巻き取られる。
【００７４】
ここで、図４に示すように、巻取りボビン２に対する糸条Ｓ１〜Ｓ５の巻取りが進むと、巻取りボビン２の外径が膨らんでいくため、この巻取りボビン２の外径の増大に伴う線速度上昇に起因してフィードバック制御によりフィードバックされる周波数Ｆｂは指令周波数Ｆｉｎよりも大きくなること、すなわち、周波数偏差ΔＦの極性が負（−）になることが予想される。
【００７５】
この点、本実施形態においては、上記周波数偏差ΔＦの極性が負（−）に偏ることを考慮して、予め周波数偏差ΔＦの極性（ΔＦ→＋、あるいはΔＦ→−）に応じて、例えばゲイン設定例１として、周波数偏差ΔＦの極性が「＋」の場合、比例ゲインＰおよび積分ゲインＩをそれぞれ「０」とし、周波数偏差ΔＦの極性が「−」の場合、比例ゲインＰおよび積分ゲインＩをそれぞれ「１」としている。
【００７６】
このため、ＰＩ制御の補正量は、周波数偏差ΔＦの極性が負「−」側のみとなっており、ＰＩ制御の出力結果である出力周波数Ｆｏｕｔは負側（指令周波数値Ｆｏｕｔを下げる方向）のみの変動となっている。
【００７７】
なお、ゲイン設定例２として、周波数偏差ΔＦの極性が負「−」の場合、比例ゲインＰおよび積分ゲインＩをそれぞれ「１」とし、周波数偏差ΔＦの極性が正「＋」の場合、比例ゲインＰおよび積分ゲインＩを、上記ゲイン「１」よりも小さい値である「１／２」にそれぞれ設定した場合であっても、ＰＩ制御の出力結果である出力周波数Ｆｏｕｔの正側への変動は、負側に対する変動の約１／２となり、大幅に抑制されている。
【００７８】
上述した周波数偏差ΔＦの極性が負「−」において大きな比例ゲインＰおよび積分ゲインＩを用いたＰＩ制御により、ＩＮＶ２１からの出力周波数Ｆｏｕｔ、すなわち、モータＭ１１の回転速度は、巻取りが進むにつれて減速制御されている（図４；時間ｔ＝ｔ４〜ｔ５参照）。
【００７９】
ここで、巻取りボビン２により巻き取られた糸条Ｓ１〜Ｓ５の量が、そのボビン２の満巻状態に対して所定比率（例えば７０％）に到達したとき（例えば、時間ｔ＝ｔ５）、満巻センサ３５は、満巻前パルスＰ１をコントローラ４２に送信し、コントローラ４２は、送信されてきた満巻前パルスＰ１を受信する。
【００８０】
コントローラ４２は、受信した満巻前パルスＰ１に応じて、上述したステップＳ１と同様に、運転指令ＦＲとして指令周波数ＦＲを送信するとともに、制御切換信号ＶＦＰＩＤをＯＮにする（ステップＳ６）。
【００８１】
このとき、ＩＮＶ２２は、ＩＮＶ２１のステップＳ２と同様の処理を実行することにより、オープンループのＶ／Ｆｏｕｔ一定制御、すなわち、モータＭ１２に供給する電圧Ｖおよび周波数Ｆｏｕｔの比Ｖ／Ｆｏｕｔを一定にする制御を、ＰＧ１０により検出された誘導ボビン３の回転速度を無視して強制的に行う（ステップＳ７）。
【００８２】
この後、時間ｔ＝ｔ５〜ｔ６において巻取りボビン２の糸条Ｓ１〜Ｓ５の巻取りが進み、巻取りボビン２が満巻状態に到達すると（時間ｔ＝ｔ６、このときのＩＮＶ２１からの出力周波数を３０Ｈｚとする）、ＩＮＶ２２の出力周波数Ｆｏｕｔは定常状態（３００Ｈｚ）に到達している。
【００８３】
このとき、コントローラ４２は、巻取りボビン２の満巻状態を検出した満巻センサ３５からの満巻パルスＰ２に応じて、ボビンの交換動作に備えて交換時の巻取りボビン２の巻きたるみを防止するため、時間ｔ＝ｔ６〜ｔ７の間、ＩＮＶ２１からの出力周波数Ｆｏｕｔを若干（約５Ｈｚ程度）上昇させて約３５Ｈｚに設定する（ステップＳ８）。
【００８４】
一方、上記時間ｔ＝ｔ６〜ｔ７の間において、支持機構５の動作により、巻取りボビン２が巻取り位置から待機位置に移動し、交換ボビン４が待機位置から巻取り位置に移動し、糸掛け処理が行われる。
【００８５】
ボビンの交換終了後（時間ｔ＝ｔ７）、コントローラ４２は、交換後の巻取りボビン２に対する速度フィードバック制御を終了するために、ＰＩ制御から制御を切換えるための制御切換信号ＰＩＤＬＣＫ（ＯＮ信号）を制御端子および入力端子ＩＴ３を介してＩＮＶ２１に対して送信する（ステップＳ９）。
【００８６】
このとき、ＩＮＶ２１は、送信されてきた制御切換信号ＰＩＤＬＣＫに応じて、モータＭ１１に対する出力周波数Ｆｏｕｔを強制的にロックして、モータＭ１１に供給する電圧Ｖおよび周波数Ｆｏｕｔの比Ｖ／Ｆｏｕｔを一定にする制御を、ＰＧ１０により検出された誘導ボビン３の回転速度を無視して強制的に行う（ステップＳ１０）。
【００８７】
すなわち、ＩＮＶ２１は、制御切換信号ＰＩＤＬＣＫがＯＮ状態においては、図６および図７に示すように、フィードバックされた誘導ボビン３の回転速度に対応する回転周波数Ｆｂを無視して周波数偏差ΔＦを強制的に０（ΔＦ＝０）に設定し（ステップＳ１０ａ１）、積分出力Ｉｏｕｔを上記フィードバックされた回転周波数Ｆｂを無視して強制的に指令周波数Ｆｉｎのα倍（Ｉｏｕｔ＝αＦｉｎ）に設定する（ステップＳ１０ａ２）。
【００８８】
以下、ステップＳ１０ａ２による積分出力Ｉｏｕｔの設定について説明する。
【００８９】
この係数αは、制御切換信号ＰＩＤＬＣＫがＯＮ時（時間ｔ＝ｔ７）における積分値（積算値）Ｉａと指令周波数Ｆｉｎとの比（α＝Ｉａ／Ｆｉｎ）として定義される。
【００９０】
すなわち、係数αは、制御切換信号ＰＩＤＬＣＫがＯＦＦからＯＮに切り換った時点での積分値（積算値）Ｉａと上記切換時点での指令周波数Ｆｉｎとの比率である。
【００９１】
通常、制御切換信号ＰＩＤＬＣＫがＯＦＦからＯＮに切り換った状態では、ＰＩ制御により速度制御が安定的に行われているため、周波数偏差ΔＦは、ほぼ０の状態である。
【００９２】
したがって、指令周波数Ｆｉｎは、巻取り開始時の高速周波数（２７０Ｈｚ）として一定であり、満巻状態における巻取りボビン２の回転周波数（３０Ｈｚ）の巻き太り（外径増大）に対する補正分の周波数（２７０Ｈｚ−３０Ｈｚ＝２４０Ｈｚ）が積算値Ｉａとなって安定制御されている。
【００９３】
この点、上記安定状態（積算値Ｉａ＝２４０Ｈｚとして安定制御されている状態）において、出力周波数Ｆｏｕｔをロックし、かつ指令周波数Ｆｉｎの減少とともに停止動作を行うために、ステップＳ２ａ２で述べたように、積分出力Ｉｏｕｔを強制的に指令周波数Ｆｉｎ（Ｉｏｕｔ＝Ｆｉｎ）に設定することも考えられる。
【００９４】
しかしながら、巻取り時間が終了近くまで経過した状態では、積分値Ｉｏｕｔを一気に高速の指令周波数Ｆｉｎにすると周波数は一気に上昇するため、周波数出力が不安定となってしまう。
【００９５】
そこで、これまで巻取りボビン２の巻き太り補正を行い積算された積算値Ｉａ（＝２４０Ｈｚ）と制御信号ＰＩＤＬＣＫがＯＮに立ち上がった時点（ｔ＝ｔ７）での指令周波数Ｆｉｎの比α（＝Ｉａ／Ｆｉｎ）を指令周波数Ｆｉｎに掛けることにより、積分出力Ｉｏｕｔを（α×Ｆｉｎ＝Ｉａ）、すなわち、制御切換信号ＰＩＤＬＣＫがＯＮに立ち上がった時点（ｔ＝ｔ７）での積算値Ｉａ（＝２４０Ｈｚ）に設定し、その積分出力Ｉｏｕｔにより出力周波数Ｆｏｕｔをロックする。
【００９６】
なお、制御切換信号ＰＩＤＬＣＫ信号のＯＮエッジ１回目だけで係数αを演算するのは、ロック状態で、Ｆｉｎが変化した場合に、その状態と連動して積算値を変化させ、最終的に停止させるためである。毎回αを演算すると指令周波数Ｆｉｎが減少しても積算値は変化しなくなり、停止できなくなってしまうからである。
【００９７】
すなわち、ＩＮＶ２１からの出力周波数Ｆｏｕｔを、指令周波数Ｆｉｎの関数である積分出力Ｉｏｕｔ（α×Ｆｉｎ）に設定する。
【００９８】
このようにして、ＩＮＶ２１による切換制御により巻取りボビン２の速度制御がＰＩ制御からＶ／Ｆｏｕｔ一定の減速制御に切り換った時（時間ｔ＝ｔ７）、コントローラ４２は、巻取りボビン２の場合と同様に、時間ｔ＝ｔ７〜ｔ８の間、ＩＮＶ２２からの出力周波数Ｆｏｕｔを若干（約３０Ｈｚ程度）低下させて約２７０Ｈｚに設定し（ステップＳ１１）、次いで時間ｔ＝ｔ８において制御切換信号ＶＦＰＩＤをＯＮからＯＦＦに切換える（ステップＳ１２）。
【００９９】
この結果、ＩＮＶ２２は、制御切換信号ＶＦＰＩＤのＯＮへの切換に応じて、上述した周波数偏差強制制御および積分出力Ｉｏｕｔ強制制御をそれぞれ中止し、通常のＰＩ制御、すなわり、線速度一定制御を行う（ステップＳ１３（ステップＳ５参照））。
【０１００】
この結果、巻取りボビン２と同様に、糸条Ｓ１〜Ｓ５が一定の線速度で交換ボビン４に巻き取られる。
【０１０１】
一方、時間ｔ＝ｔ９において、ＩＮＶ２１は、運転指令ＦＲがＯＦＦとなった際に、対応する指令周波数Ｆｉｎの減速時定数（ｔ９〜ｔ１０）に基づくＶ／Ｆｏｕｔ一定の減速制御を実行し（ステップＳ１４）、この結果、巻取りボビン２は、ＩＮＶ２１によるＶ／Ｆｏｕｔ一定制御により減速制御され、設定した減速時定数に応じた時間で停止（０Ｈｚ）する。
【０１０２】
この後、巻取りボビン２は空ボビンに交換され、待機位置の交換ボビン（図１における交換ボビン４）として次の巻取りに備える。
【０１０３】
以下、上述した図４に示すタイムチャートおよびステップＳ１〜ステップＳ１３までの処理を、巻取りボビン２を交換ボビン４、ＩＮＶ２１をＩＮＶ２２、交換ボビン４を巻取りボビン２およびＩＮＶ２２をＩＮＶ２１として繰り返し実行することにより、ボビン交換を、繰り返し高速かつ自動的に実行することができる。
【０１０４】
以上述べたように、本実施形態によれば、例えば巻取りボビン２の糸掛け前等のオープンループのＶ／Ｆｏｕｔ一定制御時において、誘導ボビン３の回転速度に対応する回転周波数Ｆｂを無視して周波数偏差ΔＦを強制的に０（ΔＦ＝０）に設定し、積分出力Ｉｏｕｔを上記フィードバックされた回転周波数Ｆｂを無視して強制的に指令周波数Ｆｉｎ（Ｉｏｕｔ＝Ｆｉｎ）に設定している。
【０１０５】
このため、上記Ｖ／Ｆｏｕｔ一定制御からフィードバックループによる通常のＰＩ制御、すなわち、線速度一定制御に切換えた際に、ＰＩ制御が開始された段階で、現在の積分値（指令周波数Ｆｉｎ）から継続して積分を行うことができる。
【０１０６】
そして、上記制御切換時には、指令周波数Ｆｉｎとフィードバック周波数Ｆｂとは略等しくなっていることから、急激な周波数偏差ΔＦは生じない。
【０１０７】
したがって、Ｖ／Ｆｏｕｔ一定制御からＰＩ制御（線速度一定制御）に切換えた場合でも出力周波数Ｆｏｕｔを安定させることができる。
【０１０８】
さらに、本実施形態では、ボビンの交換終了後において、交換後の巻取りボビン２に対する速度制御をＰＩ制御からＶ／Ｆｏｕｔ一定制御に切換える際に、フィードバックされた誘導ボビン３の回転周波数Ｆｂを無視して周波数偏差ΔＦを強制的に０（ΔＦ＝０）に設定し、積分出力Ｉｏｕｔを上記フィードバックされた回転周波数Ｆｂを無視して強制的に指令周波数Ｆｉｎのα（α：制御切換信号ＰＩＤＬＣＫがＯＦＦからＯＮに切り換った時点での積分値（積算値）Ｉａと上記切換時点での指令周波数Ｆｉｎとの比率）に設定している。
【０１０９】
すなわち、制御切換信号ＰＩＤＬＣＫがＯＮに立ち上がった時点での周波数出力Ｆｏｕｔを、その時点での巻き太り補正量に対応する積算値Ｉａ（＝２４０Ｈｚ）にロックすることができる。
【０１１０】
このため、ＰＩ制御からＶ／Ｆｏｕｔ一定の速度減速制御に切換えた場合でも、周波数変化を生じさせることなく周波数出力Ｆｏｕｔを安定させることができる。
【０１１１】
さらに、本実施形態によれば、ＰＩ制御時において、そのＰＩ制御の出力結果である出力周波数Ｆｏｕｔの変動を、負側（指令周波数値Ｆｏｕｔを下げる方向）一方のみに抑制するか、あるいは正側の変動量を負側よりも大幅に抑制することができる。
【０１１２】
すなわち、ＰＩＤ制御は、フィードバック値（周波数Ｆｂ）が指令値（周波数Ｆｉｎ）に追従するように常に偏差ΔＦを０にする制御であるため、常時ＰＩＤ演算が行われることにより、その結果である出力（出力周波数Ｆｏｕｔ）は常に小さな範囲で上下（正側および負側に変動）しながら、徐々に減少して行く動作となり、微小なハンチング動作を生じる恐れがある。
【０１１３】
しかしながら、本実施形態によれば、上述したように、ＰＩ制御において、出力周波数Ｆｏｕｔの変動を、負側（指令周波数値Ｆｏｕｔを下げる方向）一方のみに抑制するか、あるいは正側の変動量を負側よりも大幅に抑制することができるため、ＰＩ制御に起因したハンチング動作の発生を回避して出力周波数Ｆｏｕｔの安定性をさらに向上させることができる。
【０１１４】
なお、本実施形態においては、速度制御部５２の機能として、ＰＩ制御を実行することにより、線速度一定制御を実現したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。
【０１１５】
すなわち、本実施形態における巻取りボビン２の回転速度に対応する周波数Ｆの時間軸上の減少曲線（時間毎の減少量（傾き）をΔｆｔとする）を基本周波数変動データ（計算式／テーブル）ＦＤとしてＩＮＶ２１Ａのメモリに予め保持しておく。
【０１１６】
そして、図８のＰＩ制御部５２ａ２ａとして、所定の時間における出力周波数Ｆｏｕｔから所定の時間に対応する減少量Δｆｔを減算した値を出力周波数Ｆｏｕｔとし、この出力周波数Ｆｏｕｔと実際の周波数Ｆｂとの偏差ΔＦ分だけＰＩ制御により補償することにより、ＰＩ制御の偏差制御量を減少させて上述した出力周波数Ｆｏｕｔの上下変動に伴うハンチング等の発生を回避することができる。
【０１１７】
このＰＩの補正はあくまでも周波数（線速度）フィードバック値の補正であり、伸線機等のダンサー位置フィードバックによる張力フィードバックとは異なる。
【０１１８】
なお、図９に示すように、巻取りボビン２の回転速度に対応する周波数減少カーブと正確に一致した指令周波数Ｆｉｎの減少カーブを用意しておくことにより、ＰＩ制御を用いることなく出力周波数制御を行うことができ、ＰＩ制御に伴う周波数上下変動に起因したハンチングの発生を完全に防止して線速度一定制御をさらに安定して行うことも可能である。
【０１１９】
上述した実施の形態および変形例において、ＩＮＶ２１，２２および２１Ａへの周波数指令は、上位コンピュータからの通信や、ＩＮＶ２１，２２および２１Ａの多段速指令をスイッチ等で切換えることにより行っても良い。
【０１２０】
また、上述した実施の形態および変形例において、ボビンの切換えは２つのボビンとは限らず、複数のボビンを同時切換える際においても同一の制御により実現可能である。
【０１２１】
さらに、糸条の速度検出はＰＧセンサに限らず、ＴＧ（タコジェネレータ）等のアナログ量出力のセンサを用いることも可能である。
【０１２２】
上述した実施の形態および変形例において、各ＩＮＶ２１、２２および２１Ａは、ＰＩ制御部５２ａ２および５２ａ２ａによりフィードバック制御としてＰＩ制御を行なっているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、微分（Differential）制御を加えたＰＩＤ制御を行なうようにしても良い。このＰＩＤ制御を行なう場合において、微分制御における微分ゲインＤは、比例制御におけるＰと同様に、周波数偏差ΔＦの極性が正「＋」の場合、微分ゲインＤを「０」とし、周波数偏差ΔＦの極性が負「−」の場合、微分ゲインＤを「１」とするか、あるいは他のゲイン設定例２として、周波数偏差ΔＦの極性が負「−」の場合、微分ゲインＤを「１」とし、周波数偏差ΔＦの極性が正「＋」の場合、微分ゲインＤを、上記ゲイン「１」よりも小さい値である例えば「１／２」に設定している。
【０１２３】
このＰＩＤ制御を行なう場合においても、ＰＩＤ制御の補正量を、周波数偏差ΔＦの極性が負「−」側のみ、すなわち、ＰＩＤ制御の出力結果である出力周波数Ｆｏｕｔを負側のみの変動とすることができ、ＰＩＤ制御に起因したハンチング動作の発生を回避して出力周波数Ｆｏｕｔの安定性をさらに向上させることができる。
【０１２４】
そして、上述した実施の形態および変形例においては、巻取り装置１を紡績業における源糸（糸条）の巻取りに用いたが、上記紡績業に限らず、線状部材を巻き取る必要性がある分野であれば、何れの分野においても適用可能である。
【０１２５】
本発明は、上述した実施の形態および変形例に限定されるものではなく、本発明に属する範囲内において、上記実施の形態および変形例を様々に変形して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る巻取り装置高速紡績巻取り装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】図１に示すインバータ（ＩＮＶ）の機能ブロック構成およびＰＧを介したモータＭのフィードバック制御構成を示す図。
【図３】図１に示すインバータ（ＩＮＶ）の例えばメモリに予め記憶されたＰＩ制御部の比例ゲインＰおよび積分ゲインＩの設定値を書き換え可能に保持するゲイン設定テーブルを示す図。
【図４】図１に示す巻取りボビンに対応するＩＮＶのモータに供給する周波数の時間特性およびコントローラからの制御信号のタイムチャートを互いに対応付けて示すとともに、交換ボビンに対応するＩＮＶのモータに供給する周波数の時間特性およびコントローラからの制御信号のタイムチャートを互いに対応付けて示す図。
【図５】図１に示すコントローラおよびインバータの処理の一例を示す概略フローチャート。
【図６】図１に示す巻取りボビンに対応するインバータの処理を説明するための機能ブロック図。
【図７】図１に示す巻取りボビンに対応するＩＮＶのモータに供給する周波数の時間特性およびコントローラからの制御信号のタイムチャートに加えて、ＩＮＶのＰＩ制御部から出力される比例出力Ｐｏｕｔおよび積分出力Ｉｏｕｔの時間特性を示す図。
【図８】本実施形態の変形例に係る図１に示す巻取りボビンに対応するインバータの処理を説明するための機能ブロック図。
【図９】本実施形態の他の変形例に係る図１に示す巻取りボビンに対応するインバータの処理を説明するための機能ブロック図。
【符号の説明】
【０１２７】
１…巻取り装置
２…巻取りボビン
３…誘導ボビン
４…交換ボビン
５…支持機構
１０…ＰＧ
２１，２１Ａ…インバータ（ＩＮＶ）
２２…インバータ（ＩＮＶ）
３５…満巻センサ
４２…コントローラ
５０…加減速部
５１…周波数変換部
５２…速度制御部
５２ａ１…減算部
５２ａ２、５２ａ２ａ…ＰＩ制御部
【図１】
2005132573.tif 000003
【図２】
2005132573.tif 000004
【図３】
2005132573.tif 000005
【図４】
2005132573.tif 000006
【図５】
2005132573.tif 000007
【図６】
2005132573.tif 000008
【図７】
2005132573.tif 000009
【図８】
2005132573.tif 000010
【図９】
2005132573.tif 000011