(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
経糸を巻回したワープビームから繰り出す経糸を杼口の開閉動作を繰り返す綜絖を経て下流側で巻き取ると共に、上記ワープビームと杼口との間に設けられた張力電気信号変換手段で経糸の張力を検出し、検出された電気信号を一制御要素として経糸の繰り出し速度を制御する経糸の張力検出装置において、
上記張力電気信号変換手段に接続され、少なくとも綜絖における杼口の繰り返し周期以下の時定数を有するローパスフィルタと、
このローパスフィルタの時定数より小さいサンプリング周期でサンプリングして、上記ローパスフィルタからのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換回路と、
今回検出された上記ディジタル信号とｎ回前に検出された上記ディジタル信号との差分を加味して補正演算することにより今回の上記ディジタル信号を一制御要素信号とする第１の演算手段と、
ｍ回前から今回までに検出された上記ディジタル信号を利用して平均化演算することにより求められる今回の上記ディジタル信号を一制御要素信号とする第２の演算手段と、
第１の操業状態と第２の操業状態とに応じて上記第１、第２の演算手段を経糸の繰り出し速度制御用の一制御要素信号として切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする張力検出装置。
【請求項２】
上記第１の演算手段は、Ｔ＝Ｔ0＋ｋ×（Ｔ0−Ｔn）により今回の一制御要素信号Ｔを求めるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の張力検出装置。
但し、Ｔ0：今回の検出張力に対応するＡＤ変換値
ｋ：定数
Ｔn：ｎ回前の検出張力に対応するＡＤ変換値
【請求項３】
ｎ＝３であり、ｋ＝２．５であることを特徴とする請求項２記載の経糸の張力検出装置。
【請求項４】
上記第２の演算手段は、過去ｍ回分の単純平均値を今回の一制御要素信号とするものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の経糸の張力検出装置。
【請求項５】
ｍ＝８であることを特徴とする請求項４記載の経糸の張力検出装置。
【請求項６】
上記第１の操業状態は、起動時であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の経糸の張力検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の張力検出装置を備え、得られた一制御要素信号を利用して繰出手段により、経糸の繰り出し速度が制御されるように構成されていることを特徴とする織機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、織機における経糸の繰り出し（送り）を円滑に行わせるための経糸の張力検出装置および織機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特公平８−２６５０３号公報には、織機における織段発生防止方法が記載されている。すなわち、この方法は、製織中の組織変更（例えば平織組織から繻子織組織に織り組織を変更する場合やその逆の場合）時の経糸張力の変動に起因する織前位置（綜絖の前方位置）での異常製織を防止するべく、織機駆動モータから独立した巻取りモータの回転速度を一時的に変更する制御を行うものである。
【０００３】
かかる制御を採用することによって、織機を連続的に駆動させながら組織の変更を行っても、変更直後に織り組織によって異なる平均的な経糸張力の強弱に起因した異常製織である織段（前後の織組織に比較してその部分だけ組織的に連続していない、いわゆる段が形成された状態）の発生が有効に防止される。
【０００４】
このような制御を実現させるために、原糸としての経糸を巻き取ったワープビームを駆動する経糸送出モータと織布を巻き取る巻取りモータとは、それぞれ織機全体の駆動を司る織機駆動モータから独立して駆動し得るように構成されるとともに、張設された経糸の張力を検出する張力センサが綜絖の後方（杼口と反対方向）位置に設けられ、普段は（すなわちある特定の織り組織の織物を継続的に製織しているときは）、この張力センサからの検出信号に基づくフィードバック制御が行われて予め設定された張力（目標張力）になるように送出モータおよび巻取りモータの回転数が決められる。
【０００５】
そして、織り組織が変更されるときは、フィードバック制御用の目標張力が変更され、これによって以後はこの目標張力になるように送出モータおよび巻取りモータの回転数が制御されるため、織機を一旦停止することなく連続的に織り組織の変更を行っても、織段が形成されるような不都合が確実に防止される。
【０００６】
ところで、織機で製織処理を行うに際しては、経糸の張力は、綜絖の上下動による杼口の開口動作（通常１秒間に１０回程度）によって絶えず変動しているが、上記従来の製織制御における張力センサからの検出信号は、このような振動的な変動要因を含んだまま制御装置に入力されるため、かかる検出信号に基づくフィードバック制御においては、制御装置から出力される制御信号も上記開口動作に応じて振動的に変動する。従って、各モータはかかる不安定な制御信号に基づいて駆動されることで駆動状態が安定せず、結果として適正な製織処理が行い得なくなるという問題点を有している。
【０００７】
逆に、織り組織の変更時や織機の起動当初、単独インチング動作、張力復帰動作、停台時には、張力センサの検出結果に基づく制御信号が迅速に各モータに伝達されないと経糸が切断してしまう、いわゆる糸切れ現象が発生し易くなるため、張力センサからの検出信号に基づきできる限り迅速に各モータに対して制御信号を出力する必要がある。
【０００８】
そこで、従来は、定常の製織処理と、織り組織の変更等の特定処理との織機の運転状況に応じた制御のためのハードウエア回路を予め必要数だけ準備しておき、必要に応じてこれらを切り換えるようにしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるハードウエアによる対応では、その回路構成が複雑になるとともに、複数設定される運転状況に応じた複数の回路が必要になるため、部品点数が増加してコストが嵩むばかりか、信号処理の特性が固定されてしまい、可変にすることが困難であるため汎用性に欠けるという新たな問題点が提起される。
【００１０】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであり、ハードウエア回路のコストを低く抑えた上で織機の運転状況に応じて最適の張力検出を行い得る経糸の張力検出装置およびこの検出装置を用いた織機を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、経糸を巻回したワープビームから繰り出す経糸を杼口の開閉動作を繰り返す綜絖を経て下流側で巻き取ると共に、上記ワープビームと杼口との間に設けられた張力電気信号変換手段で経糸の張力を検出し、検出された電気信号を一制御要素として経糸の繰り出し速度を制御する経糸の張力検出装置において、上記張力電気信号変換手段に接続され、少なくとも綜絖における杼口の繰り返し周期以下の時定数を有するローパスフィルタと、このローパスフィルタの時定数より小さいサンプリング周期でサンプリングして、上記ローパスフィルタからのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換回路と、今回検出された上記ディジタル信号とｎ回前に検出された上記ディジタル信号との差分を加味して補正演算することにより今回の上記ディジタル信号を一制御要素信号とする第１の演算手段と、ｍ回前から今回までに検出された上記ディジタル信号を利用して平均化演算することにより求められる今回の上記ディジタル信号を一制御要素信号とする第２の演算手段と、第１の操業状態と第２の操業状態とに応じて上記第１、第２の演算手段を経糸の繰り出し速度制御用の一制御要素信号として切り換える切換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
この発明によれば、検出された経糸の張力は、杼口の繰返し周期以下の時定数をもったローパスフィルタ、およびこのローパスフィルタの時定数より小さいサンプリング周期を有するＡＤ変換回路を介して第１または第２の演算手段に入力されるため、ローパスフィルタのカットオフ周波数以上の周波数成分を持つ、瞬間的に生じる張力変動が取り除かれて平準化されるとともに、静電気に起因したノイズが取り除かれ、これによって経糸の張力制御に適し、かつ、安定した検出信号が得られて良好な制御が実現する。
【００１３】
そして、第１の操業状態のとき（織り組織の変更時、起動時、単独インチング動作、張力復帰動作、停台時）には、切換手段によって第１の演算手段が選択され、この演算手段は、ＡＤ変換回路からの検出信号（ディジタル信号）に対してｎ回前に検出されたディジタル信号との差分を加味した補正演算を実行して経糸の張力を適正なものにするための一制御要素信号を出力する、いわゆる微分性の処理を行うため、現時点での経糸の張力が鋭敏に検出され、第１の操業状態時に起こりがちな糸切れが起こらないように経糸の張力が制御される。
【００１４】
また、第２の操業状態のときには、切換手段によって第２の演算手段が選択され、この演算手段は、ｍ回前から今回までに検出されたＡＤ変換回路からの検出信号（ディジタル信号）を利用して平均化演算する、いわゆる積分性の処理を行い、得られた値を今回の一制御要素信号とするため、綜絖の開口運動によって周期的または瞬間的に生じる検出値の変動に左右されることのない、かつ適正な張力制御が実現する。
【００１５】
そして、検出された生の張力検出信号は、１つのローパスフィルタおよび１つのＡＤ変換回路によってハード的に処理された上で、例えば制御用コンピュータにソフト的に形成された第１および第２の演算手段および切換手段によって処理することが可能であるため、運転状況に応じたローパスフィルタをハード的に複数設け、運転状況の変化に応じてローパスフィルタやＡＤ変換回路を目的のものに切り換えるような従来の制御の切り換え方式に比較し、それぞれが１つであることからその分部品コストの低減化に寄与するとともに、切り換え操作の操作性が向上する。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記第１の演算手段は、Ｔ＝Ｔ０＋ｋ×（Ｔ０−Ｔｎ）により今回の一制御要素信号Ｔを求めるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
但し、Ｔ０：今回の検出張力に対応するＡＤ変換値
ｋ：定数
Ｔｎ：ｎ回前の検出張力に対応するＡＤ変換値
この発明によれば、現状の検出信号（電気信号）値と、ｎ回前の検出信号値との差（Ｔ０−Ｔｎ）を求めてそれに定数ｋを乗じた値を今回の検出信号値に加算して検出信号を補正しているため、得られた制御要素信号Ｔ（＝Ｔ０＋ｋ×（Ｔ０−Ｔｎ））は、微分的な処理が施された鋭敏な検出出力が得られるものになっており、第１の操業状態の制御に適している。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、ｎ＝３であり、ｋ＝２．５であることを特徴とするものである。
【００１９】
この発明におけるｎ＝３およびｋ＝２．５という値は、実際の一般的な織機において、第１の操業状態における経糸の張力制御を行った場合に適したものであるとして、最大公約数的に得られたものである。従って、織機の種類に拘らずｎ＝３およびｋ＝２．５を採用することにより経糸の張力制御が適正に行われる。また、織機の種類に応じてｎおよびｋの値を種々変更することも可能である。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、上記第２の演算手段は、過去ｍ回分の単純平均値を今回の一制御要素信号とするように構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明によれば、過去ｍ回分の検出信号値が平均された、積分的な値である単純平均（例えば移動平均）が一制御要素として採用されているため、得られた制御要素は、周期的または瞬間的に生じる検出値の変動が取り除かれた安定したものになり、第２の操業状態の制御に適している。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、ｍ＝８であることを特徴とするものである。
【００２３】
この発明におけるｍ＝８という値は、実際の一般的な織機において、第２の操業状態における経糸の張力制御を行った場合に適したものであるとして、最大公約数的に得られたものであり、従って、織機の種類に応じてｍの値を種々変更することが可能である。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、上記第１の操業状態は、起動時であることを特徴とするものである。
【００２５】
この発明によれば、織機の起動時に起こりがちな糸切れが防止される。
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の張力検出装置を備え、得られた一制御要素信号を利用して繰出手段により、経糸の繰り出し速度が制御されるように構成されていることを特徴とする織機である。
【００２７】
この発明によれば、織機は、請求項１乃至６のいずれかに記載の張力検出装置によって経糸の張力が常に適正に制御された状態で運転されるため、糸切れが起こり難く、常に安定した運転状況が得られる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る張力検出装置が適用された織機の全体構成を説明するための説明図である。この図に示すように、織機１は、原料としての経糸を給糸する経糸給糸部２と、この経糸給糸部２から給糸された複数本の経糸Ｖに緯糸Ｈを付与して製織する製織部３と、この製織部３で製織されて形成した織布Ｗを巻き取って回収する織布回収部４と、織機１を全体的に駆動するメインモータ５と、経糸給糸部２から引き出された製織前の経糸Ｖの張力を検出する張力センサ６と、織機１の稼働を全体的に制御する制御装置７とを備えて構成されている。
【００２９】
上記経糸給糸部２は、外周面に経糸Ｖが巻き取られてなるワープビーム２１と、このワープビーム２１を中心軸回りに回転させることにより経糸Ｖを繰り出す送出モータ２２とを備えて構成されている。送出モータ２２には同心でロータリーエンコーダ２３が付設され、このロータリーエンコーダ２３によって送出モータ２２の回転速度が検出されるようになっている。
【００３０】
ワープビーム２１と張力センサ６との間には、エクスパンションローラ２４が介設され、ワープビーム２１から引き出された経糸Ｖは、このエクスパンションローラ２４、張力センサ６および製織部３を介して経糸給糸部２と織布回収部４との間に張設されている（なお、経糸Ｖは後述する筬３２の下流側では緯糸Ｈ付与による製織で織布Ｗになっている）。
【００３１】
上記製織部３は、複数本の経糸Ｖを交互に二分して張り架ける上下方向一対の綜絖３１と、この綜絖３１の前方位置（図１の右方）に設けられた筬３２と、緯糸Ｈを綜絖３１および筬３２間に形成された開口３４に通す杼３３とを備えて構成されている。そして、上下の綜絖３１が互いに逆方向に昇降運動を行うことによって逐一形成される開口３４に杼３３が通されることにより、杼３３から導出された緯糸Ｈが経糸Ｖ間に織り込まれ、筬３２による筬打ち運動で緯糸Ｈが前方側に寄せられることにより織布Ｗが順次形成されるようになっている。
【００３２】
かかる製織部３の製織動作は、メインモータ５の駆動回転がギヤやリンク構造を介して綜絖３１及び筬３２に伝達されることにより行われるようになっている。また、杼３３は上記開口３４を潜るようになっている。
【００３３】
上記織布回収部４は、製織部３からの織布Ｗを回し架けるエクスパンションバー４１と、このエクスパンションバー４１の下流側に設けられたサーフェスローラ４２と、このサーフェスローラ４２を駆動する巻取りモータ４３と、上記サーフェスローラ４２の外周面に当接したプレスローラ４４と、このプレスローラ４４の下流側に設けられたしわ取り部材４５と、このしわ取り部材４５の下流側に設けられた織布巻取りローラ４６とを備えて構成されている。
【００３４】
製織部３から筬３２を介して導出された織布Ｗは、エクスパンションバー４１、サーフェスローラ４２およびプレスローラ４４に架け回され、さらにしわ取り部材４５に張り架けられた後に織布巻取りローラ４６に装着されている。そして、織布Ｗは、巻取りモータ４３の駆動によるサーフェスローラ４２の軸心回りの回転によって引き取られ、しわ取り部材４５との摺接でしわ取りが施された後に織布巻取りローラ４６に巻き取られるようになっている。
【００３５】
上記メインモータ５は、ワープビーム２１およびサーフェスローラ４２を除いた織機１内の各種の可動部材をギヤやリンク構造を介して可動させるものであり、上記製織部３における綜絖３１の上下運動や、筬３２の筬打ち運動等、さらには織布巻取りローラ４６回転等がこのメインモータ５の駆動によって実行されるようになっている。
【００３６】
上記張力センサ６は、Ｌ字形状を呈し、かつ、中央位置で水平軸６２回りに回動自在に軸支されたテンションレバー６１と、このテンションレバー６１の上端部に支持軸６４回りに回転自在に軸支されたテンションローラ６３と、上記テンションレバー６１の下部に設けられたコイルばね等の付勢手段６５と、この付勢手段６５よりさらに下部位置のテンションレバー６１に連結された、加重検出センサであるロードセル６６とを備えて構成されている。
【００３７】
上記付勢手段６５は、織機１の所定のフレーム１１に他端が接続され、この付勢手段６５の付勢力によってテンションレバー６１は水平軸６２回りに時計方向に向かうように付勢されている。従って、エクスパンションローラ２４とエクスパンションバー４１との間に経糸Ｖを張設した状態で、テンションローラ６３を下方から経糸Ｖに当接させることにより、テンションレバー６１は、付勢手段６５の付勢力に抗し、かつ、経糸Ｖの張力に応じて水平軸６２回りに反時計方向に回動させられる。
【００３８】
上記ロードセル６６は、基端側（図１の左方）がフレーム１１に固定された水平方向に延びる円筒状のロードセル本体６７と、このロードセル本体６７の先端側から出没自在に突設された出没ロッド６８とからなっている。出没ロッド６８の先端部は、テンションレバー６１の下端部にリンクされ、テンションレバー６１の水平軸６２回りの正逆回動で出没ロッド６８がロードセル本体６７に対して出没するようになっている。そして、出没ロッド６８のロードセル本体６７に対する出没量によってエクスパンションローラ２４および綜絖３１間に張設された経糸Ｖの張力が検出され、電気信号として出力するようになっている（具体的には出没ロッド６８のロードセル本体６７に対する没入量が小さいほど経糸Ｖの張力が大きいと判別され、その没入量によって経糸Ｖの張力が電気信号に変換されて検出される）。
【００３９】
以下、上記制御装置７について図２を基に詳細に説明する。図２は、制御装置７の一実施形態を示すブロック図である。この図に示すように、制御装置７は、制御用コンピュータ７１と、この制御用コンピュータ７１に接続される検出信号調整回路７４と、制御用コンピュータ７１に対して所定のデータを入出力する入出力装置７７と、制御プログラムや演算プログラムを記憶した読取り専用のＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）７８と、処理途中のデータを一時的に記憶する読み書き自由のＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）７３とを備えて構成されている。
【００４０】
かかる制御用コンピュータ７１（制御手段）は、中央演算処理装置であるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）７２を有している。ＣＰＵ７２は、入出力装置７７から入力された各種の指示信号や、織機１内の各所に設けられた各種のセンサからの検出信号に基づいて所定の演算や判断を行い、織機１内の各機器に対して制御信号を出力するものであり、かかるＣＰＵ７２の機能によって織機１内の各機器が互いに連係しながら適正に駆動されて製織処理が行われるようになっている。
【００４１】
上記検出信号調整回路７４は、ロードセル６６からの経糸Ｖの張力検出信号（アナログ量の電気信号）を濾過してサージによるノイズを除去するとともに、カットオフ周波数以上の周波数成分を持った、瞬間的に生じる張力変動を平準化するローパスフィルタ７５と、このローパスフィルタ７５からのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器７６とからなっている。
【００４２】
上記ローパスフィルタ７５は、ＲＣ素子で構成された３次のパッシブフィルタである。かかるローパスフィルタ７５に張力センサ６からの検出信号が入力されると、ノイズ（静電気に起因するサージ等）が除去されるとともに、綜絖３１の開口動作で経糸Ｖにカットオフ周波数以上の周波数成分を持った、瞬間的に生じる張力変動を検出した検出信号が平準化され、この平準化された信号がＡＤ変換器７６に入力されることになる。また、かかるローパスフィルタ７５によってＡＤ変換器７６によるサンプリングにおける折り返し雑音も除去される。
【００４３】
上記ＡＤ変換器７６は、本実施形態においては、サンプリング周期を４０ｍｓｅｃに設定した「Σ−Δ方式」のものによって構成している。「Σ−Δ方式」とは、サンプリング周期間の変動を考慮した積分的要素を加味したものであり、オーバーサンプリングによるディジタルフィルタ機能をも兼ね備えているため、安定性と速い応答性を得ることができ、所定周期（略０．１ｓｅｃ）で発生する経糸Ｖの張力変動を適正に検出する目的には最適のものである。
【００４４】
なお、ローパスフィルタ７５の時定数を６６ｍｓｅｃとし、ＡＤ変換周期を４０ｍｓｅｃに設定とすることで折り返し雑音を軽減している。本実施形態においては、ローパスフィルタ７５の時定数は、サンプリング周期に対して６５％多い値としている。
【００４５】
上記ＣＰＵ７２は、本発明に係るものとして、織機１の操業状態（第１操業状態または第２操業状態）に応じ、いずれの制御方式（第１制御方式または第２制御方式）によって制御を行うべきかを判別する制御方式判別部（切換手段）７２ａと、織機１が第１操業状態のときに第１制御方式を実行するための所定の演算を行って制御信号を出力する第１制御部（第１の演算手段）７２ｂと、織機１が第２操業状態のときに同様に第２制御方式を実行するための制御信号を出力する第２制御部（第２の演算手段）７２ｃとを備えて構成されている。
【００４６】
上記第１操業状態は、織機１の立ち上がり時や、糸切れの補修時、さらには操業中に織り組織を変更するとき等の、定常状態ではない操業状態のことである。このような非定常の操業状態のときは、例えば、経糸Ｖをワープビーム２１および織布巻取りローラ４６間に懸架して巻取りモータ４３の駆動で張設状態を調整したり、綜絖３１に開口運動を行わせて試し織りを行ったりする、いわゆる初期調整作業が行われるため、経糸Ｖに思わぬ大きな張力が生じ、これによって糸切れの起こることがある。従って、このようなときには経糸Ｖに対する張力の検出出力を大きくする必要がある。
【００４７】
これに対し、上記第２操業状態（定常運転時の操業状態）は、所定の織り組織を定常的に製織している場合であり、このようなときには、張力センサ６によって検出された生の張力検出信号は、綜絖３１の開口運動によって振動的に経緯するが、このような信号がそのまま制御信号に置き換えられてフィードバック制御が行われると、オーバーアクションになってしまい、適正なフィードバック制御が行われなくなる。従って、第２の操業状態のときには、張力センサ６からの検出信号を平準化するようにしている。
【００４８】
そして、上記制御方式判別部７２ａは、現在行われている操業状態が第１の操業状態であるのか、第２の操業状態であるのかを判別するものである。この判別は、織機１の各種構成機器の動作を捕らえることによって行われる。例えば、メインモータ５が駆動しているのも拘らずに綜絖３１が開口運動をしていない状況であるとか、送出モータ２２と巻取りモータ４３とが同期駆動していない状況等が所定のセンサによって検出されるように構成し、この検出結果によって制御方式判別部７２ａは、現在の操業状態が第１の操業状態であるのか第２の操業状態であるのかを判別するのである。
【００４９】
また、上記の判別方法の他に、入出力装置７７からの入力信号によって制御方式判別部７２ａが操業状態を判別するようにすることも可能である。この場合は、オペレータが入出力装置７７からキー操作その他でこれから行おうとしている操業方式を入力するのである。制御方式判別部７２ａは、この入力信号を判別することにより、これから行われる操業が第１の操業であるのか第２の操業であるのかを判別することになる。また、起動からの所定時間が第１の操業状態であると予め設定しておいてもよい。
【００５０】
上記第１制御部７２ｂは、制御方式判別部７２ａの判別結果に基づいてＡＤ変換器７６から入力されたディジタル検出信号を第１の操業状態（すなわち、迅速な応答が要求される状況）に対応したものに変換し、この変換した信号に基づいて制御信号が送出モータ２２へ出力され、これによって送出モータ２２に対するフィードバック制御が実行される。なお、検出信号が異常発生を検出するために予め設定された値よりも大きくなった場合や、織機１を停止させる場合には、制御用コンピュータ７１からの停止信号が巻取りモータ４３およびメインモータ５へ出力される。
【００５１】
以下、図３を基に第１制御部７２ｂによる信号変換処理について、また、図４を基に第２制御部７２ｃによる信号変換処理について説明する。図３は、第１制御部７２ｂにおける検出信号変換処理の一実施形態を説明するための、縦軸に張力、横軸に時間を設定したグラフである。このグラフに示すように、ＡＤ変換器７６から４０ｍｓｅｃ周期で送られてきた経糸張力のディジタル検出信号は、ｎ回前のものに対して（１）式による演算処理が行われて張力の変換値が算出される。
【００５２】
Ｔ＝Ｔ０＋ｋ×（Ｔ０−Ｔｎ）…（１）
但し、Ｔ：変換張力値
Ｔ０：現在の張力検出値
Ｔｎ：ｎ回前の張力検出値
ｋ：定数
因みに、図３では、ｎ＝３、ｋ＝２．５の場合を示している。
【００５３】
すなわち、織機１の操業が非定常である第１の操業状態のときには、今現在の張力検出値Ｔ0に、この値からｎ回前の検出値Ｔnを差し引いた値に定数ｋの値を乗じて得られた値を変換張力値Ｔにしているため、微分性の処理が行われることになり、検出信号調整回路７４で平準化された張力検出値が、ロードセル６６での検出値に戻された状態になるのである。このような処理で得られた変換張力値Ｔに基づく制御信号が第１制御部７２ｂから送出モータ２２へ出力され、送出モータ２２は、経糸Ｖの張力に敏感に反応して回転数が制御されるため、経糸Ｖの切断が有効に防止される。なお、状況に応じて制御信号は巻取りモータ４３およびメインモータ５へも出力される。
【００５４】
なお、本発明は、第１制御部７２ｂにおける演算が、上記（１）式のみであることに限定されるものではなく、（１）式の趣旨に合致した各種の演算式が採用可能である。
【００５５】
図４は、第２制御部７２ｃにおける検出信号変換処理の一実施形態を説明するための、縦軸に張力、横軸に時間を設定したグラフである。このグラフに示すように、ＡＤ変換器７６から４０ｍｓｅｃ周期で送られてきた経糸張力のディジタル検出信号に対して（２）式による演算処理が行われて張力の変換値が算出される。
【００５６】
Ｔ＝ΣＴｉ（ｉ＝０〜ｍ−１）／ｍ…（２）
但し、Ｔ：変換張力値
Ｔｉ：ｉ回前の張力検出値
因みに、図４では、ｍ＝８の場合を示している。
【００５７】
すなわち、織機１が定常操業を行っている第２の操業状態のときには、今回からｍ−１回前までの検出値を累計してｍで除す、いわゆる単純平均（移動平均）を求める処理（積分的処理）が行われるのである。第２制御部７２ｃは、このような処理によって得られた変換張力値に基づく制御信号を送出モータ２２へ出力するため、送出モータ２２は、綜絖３１の開口運動による経糸Ｖの周期的または瞬間的な高張力（この高張力は定常操業において予定されたものであり、糸切れを生じさせるものではない。）に惑わされることなく制御され、これによって順調な操業が維持される。なお、変換張力値の計算については、単純平均ではなく、各張力検出値にそれぞれある程度の重み付けを行った加重平均を求めるようにしてもよい。
【００５８】
そして、ＲＡＭ７３には、検出信号調整回路７４からの張力検出信号のｍ回分が常に更新記憶されるようになっており、第１および第２制御部７２ｂ，７２ｃは、検出信号調整回路７４からの検出値がＲＡＭ７３に入力される都度、ＲＡＭ７３から過去の張力値を呼び出して上記（１）および（２）式による演算を行うようになっている。
【００５９】
図５は、第１制御部７２ｂにおける演算処理を説明するためのフローチャートである。この例はｎ＝３の場合のものである。このフローチャートに示すように、ステップS１でＴ１〜Ｔ３の初期値の設定が行われる。初期値としては、３回前までの検出値の全てに今現在の検出値を当てはめている（Ｔ１＝Ｔ０、Ｔ２＝Ｔ０、Ｔ３＝Ｔ０）。
【００６０】
ついで、上記（１）式に基づき張力変換値Ｔの値が演算され（Ｓ２）、この張力変換値Ｔに基づく制御信号が一制御要素信号として送出モータ２２および巻取りモータ４３へ出力されることによりフィードバック制御が実行される。
【００６１】
ついで、ＡＤ変換器７６からの張力検出値がＴ０である新たな検出信号が入力されると、Ｔ１〜Ｔ３の値の置き換え処理（Ｔ３＝Ｔ２、Ｔ２＝Ｔ１、Ｔ１＝Ｔ０）が実行され（Ｓ３）、ステップＳ２に戻される。以後、ステップＳ２およびステップＳ３が繰り返されることにより非定常操業時の経糸Ｖの張力制御が行われる。
【００６２】
図６は、第２制御部７２ｃにおける演算処理を説明するためのフローチャートである。この例はｍ＝８の場合のものである。まず、ステップＳ１０でＴ0、Ｔ1…Ｔ7の初期値が設定され（Ｔ0、Ｔ1…Ｔ7＝０）、引き続き上記（２）式に基づく演算が実行されて過去８回分の移動平均が算出され（Ｓ２０）、この張力変換値Ｔに基づく制御信号が一制御要素信号として送出モータ２２，巻取りモータ４３へ出力されてフィードバック制御が実行される。
【００６３】
ついで、ＡＤ変換器７６からの張力検出値がＴ０である新たな検出信号が入力されると、Ｔ１〜Ｔ７の値の置き換え処理（Ｔ７＝Ｔ６、Ｔ６＝Ｔ５、Ｔ５＝Ｔ４、Ｔ４＝Ｔ３、Ｔ３＝Ｔ２、Ｔ２＝Ｔ１、Ｔ１＝Ｔ０）が実行され（Ｓ３０）、ステップＳ２０に戻される。以後、ステップＳ２０およびステップＳ３０が繰り返されることにより定常操業時の経糸Ｖの張力制御が行われる。
【００６４】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００６５】
＜１＞上記の実施形態においては、非定常的な第１操業状態のときは、（１）式を用いて第１制御部７２ｂで制御する一方、定常的な第２操業状態のときは、（２）式を用い第２制御部７２ｃにより制御する形態について説明したが、本発明は、第１制御部７２ｂ，第２制御部７２ｃが操業状態に応じて直列的に制御することに限定されるものではなく（すなわち、第１操業状態または第２操業状態に応じて一方の制御部のみを選択的または排他的に機能させるような制御を行うことに限定されるものではなく）、第１制御部７２ｂ，第２制御部７２ｃを並列的に機能させるように（すなわち、各制御部に同時処理で制御させるように）することも可能である。
【００６６】
すなわち、定常的な第２操業状態のときであっても、何らかの原因で経糸Ｖの張力が、予定されている最高張力を越えるような場合には、糸切れが生じる可能性が極めて高くなるため、かかるイレギュラーな経糸Ｖの高張力は検出する必要があるが、定常操業のときに第２制御部７２ｃのみで制御を行っている場合には、かかる高張力を検出することが困難であるばかりか、たとえ検出することができたとしても、相当の時間遅れが想定され、これによって糸切れ予防に迅速に対応することができないという不都合がある。
【００６７】
そこで、かかる不都合を回避するために、定常的な第２操業状態のときでも第１制御部７２ｂおよび第２制御部７２ｃの双方を同時に機能させるようにし、第２制御部７２ｃの制御で操業を継続する一方、経糸Ｖが予め設定された高張力以上になったときはそれを第１制御部７２ｂが判別して警報を出力するようにする等、何らかのアクションを起すようにしておけば、円滑な定常操業が確保された上で、異常時にも対応することが可能になり、極めて好都合である。
【００６８】
＜２＞上記の実施形態においては、第１制御部７２ｂの制御における（１）式を用いた演算では、ｎの値は「３」に設定されているとともに、ｋの値は「２．５」に設定されているが、本発明は、ｎの値が「３」でｋの値が「２．５」に設定されることに限定されるものではなく、製織状況や織機の機種等の条件に応じて最適の値に設定することができる。また、第２制御部７２ｃの制御における（２）式のｍの値についても、「８」に限定されるものではなく、状況に応じて最適の値に設定することができる。そして、かかるｎの値やｍの値は、入出力装置７７からの入力操作で設定してもよいし、別途設けた設定器のダイヤル操作で設定するようにしてもよい。
【００６９】
＜３＞上記の第１操業状態において、検出信号調整回路７４からの張力検出信号を送出モータ２２の一制御要素として直接出力するようにしてもよい。かかる直接出力は、第１制御部７２ｂにおける（１）式を用いた制御において、ｋの値を「０」に設定することによって得ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、検出された経糸の張力は、杼口の繰返し周期以下の時定数をもったローパスフィルタ、およびこのローパスフィルタの時定数より小さいサンプリング周期を有するＡＤ変換回路を介して第１または第２の演算手段に入力されるため、これらの演算手段には、綜絖の周期的な上下動による杼口の開口運動によって周期的または瞬間的に生じる張力値が取り除かれて平準化した経時的な張力値の変動が入力されるとともに、静電気等に起因したノイズが取り除かれ、これによって経糸の張力制御に適した、安定した検出信号を得ることが可能になり、良好な経糸の張力制御を実現することができる。
【００７１】
そして、第１の操業状態のときには、切換手段によって第１の演算手段が選択され、この演算手段は、ＡＤ変換回路からの検出信号（ディジタル信号）に対してｎ回前に検出されたディジタル信号との差分を加味した補正演算を実行して経糸の張力を適正なものにするための一制御要素信号を出力する、いわゆる微分性の処理を行うため、現時点での経糸の張力が鋭敏に検出され、第１の操業状態時に起こりがちな糸切れを確実に防止することができる。
【００７２】
また、第２の操業状態のときには、切換手段によって第２の演算手段が選択され、この演算手段は、ｍ回前から今回までに検出されたＡＤ変換回路からの検出信号（ディジタル信号）を利用して平均化演算する、いわゆる積分性の処理を行うため、綜絖の開口運動によって周期的または瞬間的に生じる大きな検出値に左右されることのない適正な張力制御を実現することができる。
【００７３】
そして、検出された生の張力検出信号は、１つのローパスフィルタおよび１つのＡＤ変換回路によってハード的に処理された上で、例えば制御用コンピュータにソフト的に形成された第１および第２の演算手段および切換手段によって処理することが可能であるため、運転状況に応じたローパスフィルタをハード的に複数設け、運転状況の変化に応じて、ローパスフィルタやＡＤ変換回路を目的のものに切り換えるような従来の制御の切り換え方式に比較し、それぞれが１つであることからその分部品コストの低減化に寄与することができるとともに、切り換え操作の操作性を向上させることができる。
【００７４】
請求項２記載の発明によれば、現状の検出信号（電気信号）値と、ｎ回前の検出信号値との差（Ｔ0−Ｔn）を求めてそれに定数ｋを乗じた値を今回の検出信号値に加算して検出信号を補正しているため、得られた制御要素信号Ｔ（Ｔ0＋ｋ×（Ｔ0−Ｔn））は、微分的な処理が施された鋭敏な検出出力が得られるものになっており、第１の操業状態の制御を適正に行うことができる。
【００７５】
請求項３記載の発明によれば、実際の一般的な織機において、第１の操業状態における経糸の張力制御を行う場合に適したものであるとして最大公約数的に得られたｎ＝３およびｋ＝２．５という値が採用されているため、織機の種類に拘らず第１の操業状態時の経糸の張力制御を適正に行うことができる。
【００７６】
請求項４記載の発明によれば、過去ｍ回分の検出信号値が平均された、積分的な値である単純平均が一制御要素として第２の操業状態の制御で採用されているため、得られた制御要素を、周期的または瞬間的に生じる検出値の変動が取り除かれた安定したものにすることができる。
【００７７】
請求項５記載の発明によれば、第２の操業状態に採用されたｍ＝８という値は、実際の一般的な織機において、第２の操業状態における経糸の張力制御を行った場合に適したものであるとして最大公約数的に得られたものであるため、織機の種類に拘らず第２の操業状態時の経糸の張力制御を適正に行うことができる。
【００７８】
請求項６記載の発明によれば、織機の起動時に起こりがちな糸切れを確実に防止することができる。
【００７９】
請求項７記載の発明によれば、織機は、請求項１乃至６のいずれかに記載の張力検出装置を備え、得られた一制御要素信号を利用して繰出手段により、経糸の繰り出し速度が制御されるように構成されているため、かかる織機を採用することにより、経糸の張力が常に適正に制御された状態で運転されるため、糸切れが起こり難く、第１の操業状態および第２の操業状態の双方において常に安定した運転状況を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る張力検出装置が適用された織機の全体構成を説明するための説明図である。
【図２】制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】第１制御部における検出信号変換処理の一実施形態を説明するための、縦軸に張力、横軸に時間を設定したグラフである。
【図４】第２制御部における検出信号変換処理の一実施形態を説明するための、縦軸に張力、横軸に時間を設定したグラフである。
【図５】第１制御部における演算処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２制御部における演算処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  織機                １１  フレーム
２  経糸給糸部
２１  ワープビーム      ２２  送出モータ
２３  ロータリーエンコーダ
２４  エクスパンションローラ
３  製織部              ３１  綜絖
３２  筬                ３３  杼
３４  開口              ４  織布回収部
４１  エクスパンションバー
４２  サーフェスローラ
４３  巻取りモータ      ４４  プレスローラ
４５  しわ取り部材      ４６  織布巻取りローラ
５  メインモータ        ６  張力センサ
６１  テンションレバー  ６２  水平軸
６３  テンションローラ  ６４  支持軸
６５  付勢手段          ６６  ロードセル
６７  ロードセル本体    ６８  出没ロッド
７  制御装置            ７１  制御用コンピュータ
７２  ＣＰＵ
７２ａ  制御方式判別部（切換手段）
７２ｂ  第１制御部（第１の演算手段）
７２ｃ  第２制御部（第２の演算手段）
７３  ＲＡＭ            ７４  検出信号調整回路
７５  ローパスフィルタ  ７６  ＡＤ変換器
７７  入出力装置        ７８  ＲＯＭ
Ｖ  経糸                Ｈ  緯糸
Ｗ  織布
【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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