Electric opening device of the loom

本発明は、多数の綜絖枠を各々専用のモータにより駆動する電動開口装置において、開口運動条件を適切に設定する装置に関する。

織機の電動開口装置は、多数の綜絖枠を各々専用のモータにより駆動し、各綜絖枠を所定の開口曲線に基づいて駆動するが、その開口曲線は、中間位置即ち綜絖枠の上下移動方向における中間位置に対応する織機主軸の回転角度（以下同じ）と上側最大開口位置または下側最大開口でのドウェル（静止角）によって設定される。 このドウェルや織機回転数の設定によっては、綜絖枠駆動用のモータの負荷が過大となり、モータが所望の開口曲線に追従できなくなったり、またモータの過大な負荷によって、モータや伝導系が破損することもある。

しかし、作業者は、設定しようとしている開口運動条件での実際のモータの負荷を製織前に認識できないため、開口運動条件の設定後に、必ず試織を行い、負荷発生の状況や開口運動の状態を確認することになる。 この結果、開口運動条件の適切な設定や、これにともなう織機の調整、特に織機回転数の調整が煩雑になる。

特開平９−７８３８９号公報

特開平９−９５８４０号公報

本発明の課題は、入力した開口運動に関する設定値が適切かどうかを作業者に認知させ、適切な開口運動条件の設定を行うように導くことである。

上記課題のもとに、本発明は、複数の綜絖枠を各々専用のモータにより駆動する織機の電動開口装置において、綜絖枠を駆動するための複数の要素からなる開口運動条件を設定する設定器と、設定された開口運動条件に基づいてモータの回転を制御する制御器と、複数の開口運動条件と各開口運動条件下で綜絖枠を駆動した時におけるモータの実際の各負荷とからなるデータベースを保存する記憶器と、設定された開口運動条件とデータベースとに基づいて、設定された開口運動条件に対応する負荷を求める演算器と、求められた負荷を表示する表示器とからなることを特徴とする（請求項１）。

表示器は求められた負荷とともに設定された開口運動条件をグラフ（開口曲線）により表示することを特徴とする（請求項２）。

表示器は、設定された開口運動条件に近い開口運動条件であって、設定された開口運動条件に対応する負荷以下となるような開口運動条件を、対応する負荷と共に複数表示することを特徴とする（請求項３）。

本発明によると、設定された開口運動条件とデータベースとに基づいて、設定された開口運動条件に対応する負荷が求められ、求められたモータの負荷が表示されるから、作業者は試織を行わなくても、モータの負荷の表示から、入力した開口運動条件の適否を認知でき、モータの負荷を考慮した織機の調整を容易に行える（請求項１）。

求められたモータの負荷とともに設定された開口運動条件がグラフ（開口曲線）により表示されるから、設定された開口運動条件の妥当性を作業者がそのグラフから容易に認知できる（請求項２）。

設定された開口運動条件に対応する負荷以下となるような、設定された開口運動条件に近い開口運動条件を、対応する負荷と共に複数表示するので、作業者は、設定された開口運動条件に対応する負荷以下となる複数の開口運動条件の中から推奨開口運動条件を選び、それを開口運動条件として設定することができる（請求項３）。

図１は本発明に係る織機の電動開口装置１を示している。 織機の電動開口装置１は、複数の綜絖枠２、各々の綜絖枠２を駆動する専用のモータ３および運動変換機構４を有している。 各モータ３は、サーボモータにより構成されており、その回転は、運動変換機構４より綜絖枠２の開口方向の往復上下運動に変換され、対応の綜絖枠２に開口運動として伝達される。

また織機の電動開口装置１は、各モータ３を制御するために、設定器５、制御器６、記憶器７、演算器８および表示器９を備えている。 これらの設定器５、制御器６、記憶器７、演算器８および表示器９は、それぞれ単一の機能の機器として構成されるほか、産業用コンピュータの入出力、記憶、演算機能を利用してプログラムとともに１つのユニットとしても構成できる。

設定器５は、綜絖枠２を駆動するための複数の要素からなる開口運動条件を設定するために、キーボードやタッチパネルなどの入力手段により構成されている。 また制御器６は、織機主軸１０に連結されているエンコーダ１２からの回転角度の信号から織機主軸１０の回転角度を検出し、その回転角度に同期する状態のもとに、複数の綜絖枠２に対して設定された開口運動条件に基づいてモータ３の回転を制御する。 なお、各モータ３の実際の回転は、エンコーダ１１によって検出され、制御器６にフイードバックされる。 記憶器７は複数の開口運動条件と各開口運動条件下で綜絖枠２を駆動した時におけるモータ３の実際の負荷とからなるデータベースを保存する。

そして、演算器８は、基本的には、設定された開口運動条件とデータベースとに基づいて設定された開口運動条件に対応するモータ３の負荷を求め、また表示器９は、基本的には求められたモータ３の負荷を表示する。 ちなみに、開口運動条件の要素とは、上死点と下死点との中間位置、開口量、織物幅、組織（開口パターン）、織機回転数およびドウェルをいう。

演算器８は、設定された開口運動条件とデータベースとに基づいて、設定された開口運動条件に対応するモータ３の負荷を求めるほか、必要に応じて設定された開口運動条件に対応するモータ３の負荷を求める 。 求められたモータ３の負荷は 、表示器９や制御器６に出力される。

また、表示器９は、求められたモータ３の負荷を表示し、必要に応じて求められたモータ３の負荷とともに設定された開口運動条件をグラフ（開口曲線）により表示する。

なお、開口曲線とは、織機主軸１０の回転角度に対応した綜絖枠の上下位置の変化を示したものである。

モータ３の負荷の表示のために、記憶器７には、複数の開口運動条件に対応して、例えば織り組織（組織）毎に複数のデータベースが保存されている。 これらのデータベースは、個々の開口運動条件で実織することによって、各開口運動条件下で綜絖枠２を駆動した時におけるモータ３の実際の負荷を蓄積したデータであり、図２のようなマップ形式ないし表形式として表される。

図２は、記憶器７に保存されたデータベースの一部を示す。 図２のデータベースは、上段の枠欄内のように、上死点と下死点との中間位置（織機主軸１０の回転角度）；３００°、開口量；１００ｍｍ、織物幅；１９００ｍｍ、組織（開口パターン）１／１（平織り）という基本的な要素の開口運動条件のもとで、下段の表のように、他の要素の開口運動条件として織機回転数（ｒｐｍ）５００〜９００ｒｐｍを横軸にとり、ドウェル（回転角度）０°／０°〜０°／１２０°を縦軸にとって、各織機回転数に対応する各ドウェルで綜絖枠２を駆動した時におけるモータ３の最大負荷（％）を表中で表している。

図２の表において、モータ３の負荷は、その定格出力（使用限度出力）を１００％とし、それに対するパーセントにより表示される。 表中で、例えば８０％は定格出力の８０％の出力状態を表す。 またドウェルは、回転角度の分数表示となっているが、その分母の回転角度は開口曲線の下側（下死点）における対応する織機主軸１０の回転角度範囲を示し、またその分子の回転角度は開口曲線の上側（上死点）における対応する織機主軸１０の回転角度範囲を示す。 なお、図２の表のドウェルにおいて図示されていないが、上死点のドウェルが０°以外、例えば６０°／３０°、８０°／４０°等のドウェルで綜絖枠２を駆動した時における負荷も同様に図２のデータベースに記録されている。 また、図２での組織が平織りのデータベースの他に、綾織り等の組織がそれぞれ異なるデータベースも、記憶器７にそれぞれ保存されている。

図２の表から、織機回転数が高くなると、綜絖枠２の開口時の速度も高くなるため、モータ３の負荷のパーセントが大きくなり、またドウェルが大きくなると、綜絖枠２の開口運動時の移動時間が短くなり、その分、綜絖枠２の開口時の速度も高くなるため、モータ３の負荷のパーセントが大きくなることが分かる。

さて、開口運動の設定に際して、作業者は、設定器５のキーやタッチ入力画面を操作して、複数の綜絖枠２ごとに枠番を特定しながら、演算器８に入力する開口運動条件の要素の設定値（数値）を以下のように入力する。 なお、設定器５によって入力した内容は、表示器９による図４のような表示入力画面に表示され、確認できるようになっている。

すなわち、作業者は、開口運動条件の設定に際して、複数の綜絖枠２ごとに枠番を特定しながらすべての枠番について、データベースの要素と同様の要素を設定器５により設定する。 本実施形態では、図示しない専用入力表示画面において織物幅の設定値として１９００ｍｍ、組織（開口パターン）の設定値として１／１（平織り）、織機回転数の設定値として８ ００ｒｐｍ を設定し 、また、 図４に示す入力表示画面において、各枠番ごとに、開口量、上死点と下死点との中間位置（回転角度）、ドウェルを設定する。

なお、複数の綜絖枠２の開口運動は、織物の組織（開口パターン）に関係している。 図３は、枠番１〜８の８個の綜絖枠２について、上方向に１リピート（６サイクル）をとり、綜絖枠２の下位置をハッチングにより、綜絖枠２の上位置をハッチングなし（空白）により表している。 モータ３の負荷は、開口方向の切り替わりタイミングや開口状態を保持するときに高くなる。

開口曲線の構成として、中間位置における織機主軸１０の回転角度から１８０°前が上死点に対応する基準の回転角度と定義され、中間位置の回転角度から１８０°後が下死点に対応する基準の回転角度と定義される。 例えば、図５に示すように中間位置の回転角度が３００°の場合は、上死点の回転角度は中間位置と同じサイクルの１２０°となり、下死点の回転角度は中間位置の次のサイクルの１２０°となる。

また、ドウェルの設定は、２０°／６０°のように設定されるが、図４の具体的な例によると、図４の表示画面の下部に示すように、上死点のドウェルおよび下死点のドウェルについてドウェルの期間（綜絖枠が上死点および下死点にそれぞれ位置する間の織機主軸１０の回転角度範囲）において、それぞれ上死点に対応する基準の回転角度、下死点に対応する基準の回転角度から、前後に分けて角度入力できるようになっている。 このためにドウェル２０°／６０°の実際の設定は、例えば（１０°，１０°）／（３０°，３０°）として入力することになる。 この入力は、上死点および下死点の回転角度範囲において、それぞれ前半１０°、３０°、後半１０°、３０°の設定を意味する。 もちろんドウェルの期間内で、前半と後半とを異なる回転角度として入力することもできる。

なお、開口量は、機械的あるいは糸種により決まるので、入力項目に含めずに予め設定されていてもよい。 また、織物幅も、開口量と同様に、機械的あるいは糸種により決まるので、入力項目に含めずに予め設定されてもよい。

作業者が開口運動条件の設定値を図４のように、すべての枠番について設定器５に入力すると、演算器８は、記憶器７に保存されているデータベース（例えば図２）から、入力された開口運動条件に合致する負荷の値を抽出し、その負荷の値の表示データを表示器９に出力する。 本実施形態では、出力された負荷の値は、図４の入力表示画面の開口運動条件（中間位置、ドウェルおよび開口量の数値）の入力表示欄の右側に設けられた「負荷」の欄に各枠番ごとに表示されている。 その他の開口運動条件（織物幅、組織（開口パターン）、織機回転数）も図示しない専用の入力表示画面に数値表示される。 なお、開口量に関しては図４の入力表示画面により入力されていない場合は予め設定されている初期値が設定されることとし、作業者が開口量を変更する場合に図４の入力表示画面により入力する。 ただしこの表示画面により開口量を変更しても反映されるのは負荷の算出値のみで、実際の綜絖枠の開口量は開口装置での開口量調整を行う必要がある。

作業者は、表示器９の表示内容、 すなわち、図４の入力表示画面の「負荷」の欄によって 、入力した開口運動条件に合致するモータ３の負荷の値を各枠ごとに確認する。 前記のようにモータ３の負荷の値は、モータ３の定格出力を１００％としたときの入力した開口運動条件におけるモータ３の出力状態をパーセンテージで表したものであるから、 図４の「負荷」の欄を参照すれば、入力した開口運動条件では、 すべての枠番でモータ３の負荷の値が定格出力（１００％）以下の許容範囲内となっていることが確認でき、したがって、織機の電動開口装置１のモータ３の負荷という観点から入力した開口運動条件は適切であることが分かる 。

なお、 図４の「負荷」の欄を参照すれば、入力した開口運動条件のもとでは、モータ３の負荷の値にまだ余裕があることが分かる。 そこで作業者は、必要に応じ稼動状況や製織効率などを考量し、許容範囲内で、織機回転数、ドウェルなどを変更し、最適な運転状態とする。 例えば、図４の枠番７において、他の開口運動条件はそのままで、織機回転数を８００ｒｐｍから９００ｒｐｍに上げても、またはドウェルを０°／６０°から０°／１２０°へ変更し下死点のドウェル期間を長くしても、モータ３の負荷の値は許容範囲内であることが図２から分かる。

もっとも、入力した開口運動条件のもとで、仮にモータ３の負荷の値が１００％を越えて過負荷となり、許容範囲外にあるとき、作業者は、織機回転数、ドウェルなどをモータ３の負荷の減少方向に変更し、それでも負荷を許容範囲内に納められないとき、開口量を小さくするなどの対策を講じる。 いずれにしても、開口運動条件の一部の要素を変更するとき、変更する要素の優先順序は、織機回転数、ドウェル、開口量の順とする。 なお、このような要素の変更にともなって、上死点と下死点との中間位置（回転角度）の設定値が変更されてしまうこともある。

もし、入力した開口運動条件がデータベースに保存されている開口運動条件に正確に合致しない場合、詳細には中間位置、開口量、織物幅、組織が合致するが織機回転数および／またはドウェルが合致しない場合は、演算器８が入力した開口運動条件に一番近いデータベース、この実施形態では中間位置、開口量、織物幅、組織が合致する図２のデータベースが抽出され、さらにこのデータベースから合致しない要素に関連するデータを読み込む。 詳細には、織機回転数および／またはドウェルについて、それぞれ設定値に一番近い２つの織機回転数および／またはドウェルとそれに対応する負荷をデータとして読み込む。 さらに、２つのデータ間で補完演算を行って、負荷の値を求める。 図２の表によると、例えば設定した織機回転数が７５０ｒｐｍの場合は、２つの織機回転数７００ｒｐｍと８００ｒｐｍとの間、および設定したドウェルが０°／９０°の場合は２つのドウェル０°／１２０°と０°／６０°との間において、設定値に対応する負荷の補完演算ができる。

なお、作業者が前記の補完演算を行ってもよい。 作業者が前記の補完演算をする場合は、中間位置、開口量、織物幅、組織が合致する図２のデータベースの織機回転数および／またはドウェルのデータの内、それぞれ設定値に一番近い２つのデータ詳細には織機回転数および／またはドウェルと負荷が演算器８によってそれぞれ表示器９に表示され、作業者は表示器９に表示されたデータを確認し、その２つのデータ間で補完演算を行う。

また、開口運動条件のデータベースが少なく、入力された開口運動条件のデータがデータベースの開口運動条件のデータに適合しないときには、データベースの中から入力された開口運動条件に最も近い開口運動条件のデータを抽出し、それを基本の開口運動条件のデータとして、それから経験的な係数を用いて、入力された開口運動条件でのモータ３の負荷を計算により推測することもできる。 詳細には、図２のデータベースにおいて、設定された開口運動条件の内、開口量、織物幅、組織の少なくともいずれかが合致しない場合、基本の開口運動条件のデータから入力された開口運動条件でのモータ３の負荷を推測するときには、開口量Ｌについて経験値から補正係数ａ＝Ｌ／１００、織物幅Ｓについて経験値から補正係数ｂ＝Ｓ／１９００、組織Ｍについて経験値から補正係数ｃ＝１＋Ｍ×０．１を用い、求めようとするモータ３の負荷＝（表の負荷の値）×（ａ×ｂ×ｃ）の計算式から入力された開口運動条件でのモータ３の負荷を求めることもできる。 なお、開口量Ｌおよび織物幅Ｓは共に長さｍｍで与えられる。 また組織Ｍは織り組織に固有な値であり、その織り組織１リピート（１繰り返し）において、該当の綜絖枠２の開口曲線で下側のドウェルからの立ち上がり回数と下側のドウェルへの立ち下がり回数との和の数値（単位なし）、または上側のドウェルからの立ち下がり回数と上側のドウェルへの立ち上がり回数との和の数値（単位なし）により与えられる。 なお、この推測計算も前記の補完演算と同様に作業者が行ってもよい。

記憶器７に予測されるなるべく多種の好ましくはすべての開口運動条件のデータがデータベースとして記憶されておれば、前記の補完演算や推測計算をしなくてもよく、負荷が直接求められ、負荷の演算精度が向上することから有利である。 開口運動条件のデータとして例えば織り組織（開口パターン）ごとに多数のメモリチップを準備しておき、これを記憶器７などに差し換えて利用することもできるほか、ホストコンピュータから取り込むこともできる。

このようにして、データベースに基づいて抽出または補完演算や推測計算により求められた負荷が例えは図４のような形態で表示器９に表示されるが、作業者は表示されたモータ３の負荷を読み取って、入力した開口運動条件が適切かどうかを認知でき、適切でなければ、開口運動条件を入力し直して再度負荷を確認することによって、適切な開口運動条件に導き、適切な開口運動条件を入力したら、製織を開始する。 製織時に、制御器６は、入力された適切な開口運動条件に基づいて各モータ３の回転を制御し、各綜絖枠２に所定の開口運動を与える。

なお、表示器９は、設定された開口運動条件に近い開口運動条件であって、設定された開口運動条件に対応する負荷以下となるような開口運動条件を、対応する負荷と共に複数表示してもよい。 例えば、設定された開口運動条件が織機回転数９００ｒｐｍでドウェルが０°／１２０°の場合、図２に示すように対応する負荷は１０５％であり、 許容範囲外であるから、表示器９が対応する負荷が１００％以下となる前記の設定された開口運転条件に近い複数の開口運転条件を、対応する負荷と共に例えば図４の入力表示画面に表として表示する。 これにより設定した開口運動条件に対応する負荷のほかに、その負荷以下に対応する開口運動条件も表示されるから、作業者は、求められた負荷とともにその負荷以下に対応する開口運動条件の中から推奨開口運動条件を選び、それを開口運動条件として設定することもできる。

また、設定された開口運動条件の数値表示と共に、あるいは単独で、 設定された開口運動条件の数値に基づいた開口曲線を例えば図５に実線で示すように表示器９に表示してもよい。 設定された開口運動条件ではモータ３の負荷の値が１００％を越えてしまう場合には、その負荷以下に対応する開口運動条件に基づいた開口曲線（点線）を設定された開口条件に基づいた開口曲線（実線）とともに、あるいは単独で、表示器９に表示してもよい。 ここで、図５は、複数ある綜絖枠２のうちのひとつの開口曲線を表示しているが、設定器５の操作により他の綜絖枠２の開口曲線に表示を切り換えることができる。 さらに、図６のように、２つの綜絖枠２の開口曲線を同時に表示してもよい。 表示する開口曲線の切り換えは、設定器５により綜絖枠２の枠番を指定することにより行う。 なお、予めモータ３の負荷の許容値を設定しておき、求められたモータ３の負荷が許容値を超えた場合は、 図４の入力表示画面において、そのモータ３の負荷を色別表示例えば赤色に表示してもよい。 このとき、モータ３の負荷の許容値は定格出力の１００％に限られず、例えば定格出力の８０％でもよい。

本発明は、すべての織機の電動開口装置１に利用できる。 実際の利用に当たり、必要に応じてモータ３の駆動回路中または回転部分に負荷センサが取り付けられ、図示しない織機の制御装置は、織機の稼動時（製織中）に、モータ３の負荷を計測し、計測した負荷が演算により求められた負荷よりも機械的な要因などにより上回ったときに、異常信号を発する。 このようにすると、織機の電動開口装置１での機械的な故障を早期に検出でき、管理上有利である。 また、既に記載した通り、設定器５、制御器６、記憶器７、演算器８および表示器９は、それぞれ単一の機能の機器として構成されるほか、産業用コンピュータの入出力、記憶、演算機能を利用してプログラムとともに１つのユニットとしても構成できる。

本発明に係る織機の電動開口装置１の要部の説明図である。

本発明に係る織機の電動開口装置１での

記憶器７に保存されたデータベースの一部を示したものである。

８つの綜絖枠の１リビートでの上死点位置（空白）、下死点位置（ハッチング）の説明図である。

入力表示画面の説明図である。

開口曲線の表示例の説明図である。

開口曲線の表示例の説明図である。

１ 織機の電動開口装置２ 綜絖枠３ モータ４ 運動変換機構５ 設定器６ 制御器７ 記憶器８ 演算器９ 表示器１０ 織機主軸１１ エンコーダ１２ エンコーダ