2021 Fiscal Year Annual Research Report
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19K12183
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
河村 隆 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (70242675)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 糸紡ぎ制御 / ガラ紡 / Garabo / 紡績機 / 風合い |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は明治初年日本で発明された紡績機ガラ紡を原型として，紡績ロボット(自動紡績機械)を開発し，手紡ぎの風合いを詳細に，かつ多様に表現する制御法を確立することを目的としている．
ガラ紡は張力を規範としたフィードバック制御を基本とし，材料塊に直接撚りかけ・引き出しを行って糸を作るユニークな紡績機で多品種少量生産，難紡性の原料の紡糸などに強みがある．
初年度はガラ紡による紡績について，紡績に関わるパラメータを変化させたときに，紡績糸の太さや撚り率などに与える影響を確認することを目標に実験を進めた．２年度はメカトロガラ紡機の改良を行い，綾振の機構を実装した．
このメカトロガラ紡機による紡績糸の特徴を明らかにするために，機械式ガラ紡の紡糸方法を模倣したヒステリシス制御をメカトロガラ紡に適用して機械式ガラ紡と同等の紡糸が可能であることを確認した，作成した制御プログラムを用いて，巻取り速度，設定紡糸張力が紡績糸の太さや撚り率に与える影響を実験により調査した．
その結果，巻取り速度の影響については速度を増加させると糸は細くなり，平均撚り率が増加することが明らかになった．従来のガラ紡研究では巻取り速度に関する調査は少ない．
制御入力の張力目標値を周期的に変化させることで入力の周期に応じた紡績糸の太さ変化が認められた．さらに目標張力以外の制御パラメータ（リフト長，紡糸速度，撚りかけ速度，綿筒内綿密度，撚りかけ指令のヒステリシス制御など）について影響を実験により確認した．また，制御入力の張力目標値の周期的変化についてより詳細に検討した．
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