(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
布帛の布目曲がりを矯正する矯正手段と、
前記矯正手段よりも上流側に配置され、矯正前の布帛の布目曲がりを検出する第１の布目検出手段と、
前記矯正手段よりも下流側に配置され、矯正後の布帛の布目曲がりを検出する第２の布目検出手段と、
前記第１の布目検出手段による矯正前の布帛の布目曲がりと、前記矯正手段の矯正ロール位置と、前記第２の布目検出手段による矯正後の布帛の布目曲がりとを、布帛の同一箇所における布目の変化及び矯正力が把握できるようにして取り込んで蓄積するデータ蓄積手段と、
前記データ蓄積手段に蓄積されたデータに基づいて、前記矯正手段の制御量を求める際の制御係数を求める手段と、
予め設定された布目角度設定値と前記第１の布目検出手段からの矯正前の布帛の布目曲がりとの差を求め、その差に前記係数を乗じた値に基づいて前記矯正手段の制御量を求めて当該矯正手段を制御する演算制御手段と
を有することを特徴とする布目矯正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、織り目及び編み目を有する布帛の布目曲がりを矯正する布目矯正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、布目矯正装置の開発は、その自動化という観点から布目検出に重点が置かれ、複雑な組織を持つ布帛に対しても布目検出が可能になっている。そして、布目矯正においては、近年においても、布目検出部が布目矯正部の後部に配置され、矯正された後の布目曲がりを検知して、その矯正が正しかったかどうかで次の矯正を行うといったフィードバック制御によって行われている。もちろん、このような制御は、制御自体が単純であり、ハード面においても低コストで済むといった利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような制御が行われている背景には、布帛の布目曲がりは数メートルにわたって同じ傾向を示し、なおかつ緩慢な変化しかしないといった、布帛の布目の特質がある。ところが、ミシン継ぎ目などのように布帛が連続していない部分で、布目曲がりの傾向が逆に変化したときには、新たに通過を始めた布帛に対して更に布目曲がりを強めてしまう事が予想される。一度、そのような状態に陥るとその反動で過剰矯正気味となり、安定した矯正を行うまでに幾度かのハンチングを繰り返すことになる。このハンチング現象を防ぐためには、布目曲がりに対する矯正感度を下げればよいのであるが、感度の低下は、応答速度の低下につながってしまう。さらに、布目曲がりの急変時には、布目角度検知器によっては布目自体を見失い、最悪の場合には綾目等の横糸とは角度の異なる模様を布目として捉えてしまう可能性があった。
【０００４】
そこで、このような現象を避けるために、ミシン等で結反する場合には布目合わせを行うとか、布帛の結反部が布目検出部を通過するまで矯正部を中立の状態にしておく等の処置を行っている。しかし、前者の場合には、結反効率が非常に悪くなることが容易に予想され、後者の場合には、生地の結反部の監視が必要となる上、その間布目矯正が全く行われないことになる。このように、フィードバック制御のみによる布目矯正装置は、今布目曲がりを矯正しようとする布帛に対して数メートル前に存在した布目曲がり量を当てはめていることに問題がある。特に、この問題は、矯正部と布目検出部との距離が大きくなればなるほど、顕著になってくる。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためにされたものであり、布目曲がりの急変時にも対応できる布目矯正装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る布目矯正装置は、布帛の布目曲がりを矯正する矯正手段と、矯正手段よりも上流側に配置され、矯正前の布帛の布目曲がりを検出する第１の布目検出手段と、矯正手段よりも下流側に配置され、矯正後の布帛の布目曲がりを検出する第２の布目検出手段と、第１の布目検出手段による矯正前の布帛の布目曲がりと、矯正手段の矯正ロール位置と、第２の布目検出手段による矯正後の布帛の布目曲がりとを、布帛の同一箇所における布目の変化及び矯正力が把握できるようにして取り込んで蓄積するデータ蓄積手段と、データ蓄積手段に蓄積されたデータに基づいて、矯正手段の制御量を求める際の制御係数を求める手段と、予め設定された布目角度設定値と第１の布目検出手段からの矯正前の布帛の布目曲がりとの差を求め、その差に制御係数を乗じた値に基づいて矯正手段の制御量を求めて矯正手段を制御する演算制御手段とを有する。
【０００７】
本発明においては、第１の布目検出手段が布目矯正手段よりも上流側に配置されており、これによって矯正前の布目曲がり量が検出できることになり、フィードフォワード制御を可能にするばかりではなく、矯正部の布帛に対する矯正力を定量化することが可能になっている。つまり、布目曲がり量に応じて矯正すべき量が算出できることとなっている。また、矯正前の布目曲がりによって、布目矯正を行うので、矯正部の行程長が長くなっても逆動作等によるハンチング状態になることはない。
【０００８】
更に、本発明においては、矯正前の布帛の布目曲がりと、矯正手段の矯正ロール位置と、矯正後の布帛の布目曲がりとを、布帛の同一箇所における布目の変化及び矯正力が把握できるようにして取り込んで蓄積し、その蓄積されたデータに基づいて矯正手段の制御量を求める際の制御係数を求めようにしており、このため、実際の布目の変化と矯正力との関係が把握できる。このようにして、実際の布目矯正の状態を学習するで、制御係数はその学習を反映したものとなり、高精度に布目矯正ができる。
なお、矯正前後の布目曲がり量と矯正部の矯正量との関係は、布帛の種類や矯正中の布帛にかかるテンションによって変化するので、これらのデータを定期的に取り込んで、制御係数を逐次変更していくことが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る布目矯正装置の構成を示すブロック図である。同図において、１０は矯正前布目検出部１３を制御し、その検出信号を取り込むサブＣＰＵである。１１は布目矯正部１４及び矯正後布目検出部１５をそれぞれ制御し、その布目検出部１５からの検出信号を取り込むメインＣＰＵであり、これはサブＣＰＵ１０との間でデータの双方向通信を行う。また、１２は布目設定等を行うための操作部、１６は布帛の相対移動距離検知器であり、布帛の進行状態をメインＣＰＵ１１に出力する。
【００１０】
図２は図１の各布目検出部１３，１５の布目矯正装置における配置を示した説明図である。２０は被矯正布、２１は矯正前布目検出用の投光器、２２は矯正前布目検知器、２３は布目の斜行分だけを矯正するためのロール、２４は布目の湾曲分だけを矯正するための湾曲ロール、２５は矯正後布目検出用の投光器、２６は矯正後布目検知器であり、これらは図２に示されるように配置されている。
【００１１】
ここで、図１と図２との関係について説明する。図１の矯正前布目検出部１３は、矯正前布目検出用投光器２１と矯正前布目検知器２２との組を四組設置することで構成されており、矯正後布目検出部１５は、矯正後布目検出用投光器２５と矯正後布目検知器２６との組を四組設置することで構成されている。これらの検知器の組数については前後各々最低二組を必要とするが、成る可く多くした方が好ましく、布帛の幅方向に対する配置についてはほぼ均等になるようにし、矯正前後においてほぼ同じ配置になるようにした方がよい。
【００１２】
この実施形態では、図２に示されるように、矯正ロール２３，２４に対して上流側に配置された布目検出部１３と、矯正ロール２３，２４に対して下流側に配置された布目検出部１５、そして、被矯正布帛の移動距離検出部１６により検出された情報により、矯正ロール２３，２４の矯正力を制御するように構成されている。また、矯正前布目検出部１３による矯正前布目曲がり量により制御するフィードフォワードによる制御と、布目矯正部の布帛に与える矯正力を検知することを目的に設けられた矯正後布目検出部１５による矯正後布目曲がり量により制御するフィードバックによる制御の２系統で制御するように構成されている。
【００１３】
図３は図１の実施形態における布目矯正制御の信号の流れを示したブロック図であり、この図に基づいて布目曲がり矯正の動作を説明する。
矯正前布目検出部１３が矯正前布目角度３２を検出してサブＣＰＵ１０に出力すると、サブＣＰＵ１０は矯正前布目角度３２を一定のタイミングでメインＣＰＵ１１に出力する。メインＣＰＵ１１は、矯正前布目角度３２を取り込むと、予め設定されている布目角度設定値３０との差を計算する。このとき、布目矯正部１４に求められる矯正力は、その差を打ち消す分だけでよいから、後述する演算式３１を用いて矯正ロール位置換算を行い、そこで求められた矯正ロール位置になるよう布目矯正部１４を制御する。このように制御することで、矯正後布目角度を布目角度設定値３０に等しくするフィードフォワード制御が行われる。
【００１４】
更に、それに平行して移動距離検出部１６を用いて布帛の流れ３９を捉えながら、矯正前後の布目角度変化と矯正ロール位置の履歴を蓄積する。このとき用いられるディレイ３５Ａ，３５Ｂは矯正前布目検出部１３から矯正後布目検出部１５までの被矯正布２０の行程距離に相当する遅延時間をもつものであり、ディレイ３６は布目矯正部１４から矯正後布目検出部１５までの被矯正布２０の行程距離に相当する遅延時間をもつものである。これらのディレイ３５Ａ，３５Ｂ，３６を設けることにより、被矯正布２０の同一箇所での布目の変化及び加えられた矯正力を把握することができる。このようにして蓄えられたデータより演算式３１に補正をかけるフィードバック制御を行う。
【００１５】
ここで、上述の演算式３１は下記の式のように表すことができる。
Ｐn ＝（Ａsn−Ａfn）×α＋Ｐ0
但し、Ａsnは布目角度設定値、Ａfnは矯正前布目検出角度、Ｐ0 は矯正力０の時の矯正ロール位置、Ｐn は布目角度設定値まで布目を矯正するための矯正ロール位置である。αは定数（制御係数）であり、１度矯正するために必要な矯正ロール移動量である。
【００１６】
そして、この制御は布目矯正部１４の矯正可能な布目成分毎に行われ、この実施形態においては斜行分矯正ロール２３と湾曲分矯正ロール２４が設けられているため、斜行成分と湾曲成分について各々独立した演算式３１を用いて制御する。例えば、斜行分について布目角度設定値が左進みの１．５度、矯正前布目検出角度が右進みの０．５度であった場合には、斜行分矯正ロール２３を左進み２．０度布帛に矯正力が働く位置に移動するよう制御する。このとき例えばαが１０００、この矯正をした後の布目検出角度が左進み１．０度である場合には、２．０度矯正しようとしたのに対して１．５度しか矯正されないことが判り、αは約１３３３と逆算できるが、角度検出分解能を考慮して、前回のαとの平均を取り補正後のαは、１１６７となる（制御係数の補正処理３８）。そして、その補正されたαに基づいて斜行分矯正ロールを制御する。
【００１７】
一般的に、この制御係数αは、布帛の種類や布目矯正時のテンションによって変化するので、上記の制御係数の補正処理３８により常にフィードバックをかける必要がある。言い換えれば、布帛の種類が変わったとき、正確なフィードフォワード制御を期待できない事を予測させるが、αの値が矯正方向の逆動作を招くことはないため、ハンチング現象を起こすことはない。
【００１８】
更に、本実施形態においては、矯正前布目角度が急変した場合でもそれを自動検出して通常のフィードフォワード制御よりも長い距離による矯正前布目角度の平均化を行い、布目矯正による局所的なひずみを生じないようにしている。これは布目の急変部、特にミシン継ぎ目による急変部において急激な布目矯正ロールの移動を行うと布帛と矯正ロールが馴染まず、元々不可能な矯正を強いることになるためである。そして、この布目の急変部におけるデータは、αの補正データとして不安定になることが予想されるため、データ蓄積部３７に蓄積されないようにしている。結果として、ミシン継ぎ目付近で極端な布目曲がりをしている布帛を矯正した場合の一例を斜行分と湾曲分に分けてグラフに表すと次の図４及び図５のようになる。
【００１９】
図４は上述の実施形態の布目斜行分矯正と後検知による布目斜行分矯正とを比較したグラフである。僅かに右進みの原反の反末に、最初５ｍがかなり左進み傾向でその後急にかなりの右進みに転じる原反を結反した場合には、後検知矯正では収束はしているが、ハンチング状態になっている。しかし、前検知矯正については最終的な布目曲がりのひずみ箇所を除いて、ハンチング状態にはなっていない。
【００２０】
図５は上述の実施形態の布目湾曲分矯正と後検知による布目湾曲分矯正とを比較したグラフである。これは一定の中進み状態の原反反末に中遅れ状態の原反を結反した場合であるが、図４の例と同様に、ハンチング状態になっていないことが分かる。
【００２１】
なお、図３においては、矯正ロールの位置を演算式３１の演算結果をもって矯正ロールの位置としたが、本発明においては矯正ロール位置を実際に検出する装置を別途設けて、それによって矯正ロール位置を求めるようにしても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、布目検出手段が布目矯正手段に対して上流側にも配置されており、そして、これによってフィードフォワード制御を行っているため、布目曲がりの急激な変化に迅速に対応しても、ハンチング現象を抑止できる。また、このフィードフォワード制御により布目矯正部の工程長を長く取ることができ、布目矯正ロールの本数を増やすこと等ができる。このことは、同じ布目曲がりを少しずつ数回に分けて矯正できることを意味しており、組織の堅い布帛に対しても矯正ができることを意味している。更に、本発明によれば、矯正前後に布目検出部を設けたので、「矯正前の布目曲がり量」「加えられた矯正量」及び「矯正後の布目曲がり量」の関係を導くことができ、その関係を利用することによってフィードフォワード制御をより確実なものとしている。
従って、本発明は例えばミシン継ぎ目部分での布目曲がりの変化等に自動的に対応すことができるので、ミシン継ぎ目部分での布目合わせ等を行わない場合の矯正不良長さを短縮することができ、オペレータが生地の導入時に矯正部の中立化を意識する必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る布目矯正装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の各布目検出部の布目矯正装置における配置を示した説明図である。
【図３】図１の実施形態の布目矯正制御の動作を示すブロック図である。
【図４】図１の実施形態による斜行分矯正と後検知による斜行分矯正の一例を示すグラフである。
【図５】図１の実施形態による湾曲分矯正と後検知による湾曲分矯正の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  サブＣＰＵ
１１  メインＣＰＵ
１２  操作部
１３  矯正前布目検出部
１４  布目矯正部
１５  矯正後布目検出部
１６  移動距離検出部
２０  被矯正布
２１  矯正前布目検出用投光器
２２  矯正前布目検知器
２３  斜行分矯正ロ一ル
２４  湾曲分矯正ロール
２５  矯正後布目検出用投光器
２６  矯正後布目検知器
３０  布目角度設定値
３１  演算式
３２  矯正前布目角度
３３  矯正ロール位置
３４  矯正後布目角度
３５Ａ，３５Ｂ  ディレイ
３６  ディレイ
３７  データ蓄積部
３８  制御係数の補正処理
３９  布帛の流れ
【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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