JPH08269825A

JPH08269825A - 紡績機および紡績機部の監視方法

Info

Publication number: JPH08269825A
Application number: JP28507295A
Authority: JP
Inventors: Herbert Stalder; シュタルダーヘルベルト
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 1996-10-15
Also published as: CH689559A5; DE19534777A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【解決手段】多数の紡績ステーションを有する紡績機
において生産品の効率または品質が監視される。効率ま
たは品質が所定の許容限界を下回ると、警報が作動され
る。【効果】紡績動作において故障が生じたかまたは起こ
り始めた後に操作の支援が実施可能なプロセス制御。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紡績動作において
故障が生じたかまたは起こり始めた後に操作の支援が実
施可能なプロセス制御装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術および関連の出願】繊維機械の動作状態を
監視する装置は公知である。例えば当該の特許明細書と
してヨーロッパ特許第５０８３号、ヨーロッパ特許第２
６１１０号、ヨーロッパ特許第２６１１１号、およびＷ
Ｏ９２／１３１２１号の各公報がある。

【０００３】この種の監視にもとづく動作支援装置は、
例えばＷＯ９１／１６４８１号公報、ヨーロッパ特許第
５１２４４２号公報、ドイツ連邦共和国第４１３１２４
７号公報およびドイツ連邦共和国第４３３４４７２号公
報に示されている。

【０００４】長い説明の反復を回避するために前記のＷ
Ｏ９１／１６４８１号公報、ＷＯ９２／１３１２１号公
報、ヨーロッパ特許第５１２４４２号公報、ドイツ連邦
共和国特許第４１３１２４７号公報、ヨーロッパ特許第
５４１４８３号公報およびドイツ連邦共和国特許第４３
３４４７２号公報の内容は、本願の中に引用されてい
る。

【０００５】スイス国特許出願（“先行”の出願、発明
の名称“紡績機における動作支援のための監視作用”ス
イス特許第００１０２／９３〜３）は“繊維機械領域
（繊維機械群）の連続的な監視を対象とする。その目的
は、故障の危険の検出および操作支援のための対策を講
ずることにある。先願の全体の内容はこの出願の中に含
まれており、以下の説明において公知として前提されて
いる。

【０００６】この出願は、紡績機の少なくとも一部にお
いて障害が生じたり回避できないくらいに進入した時
に、講ずべき対策を対象とする。

【０００７】

【本発明と先行の出願との比較】先願は主として、動作
能力の過負荷を生ぜさせうる障害の種々の影響の間の相
互作用を対象とする。この認識によれば、障害機能停止
（ダウン）は、操作能力に対する要求が過大になった時
に始まる。この場合、障害機能停止そのものは、障害進
入の開始後数時間してから始めてまたは数日間経ってか
らさえも発現する。したがってこの出願は、障害の直接
の原因を実際（本来的に）表わす操作負荷そのものを対
象とする。

【０００８】これに対して本発明は寧ろ操作者の過負荷
の原因を対象とする。同時にこの発明は、障害を引き起
こす原因が著しく多種多様であることを認識する必要が
ある。そのため原因検出の目的で設けられているセンサ
装置を用いてのこの“誘因”の認識は、予見可能な将来
においては非現実的であると見なす必要がある。深層に
存在する原因は、現在では“症状分析”およびこれから
導出された結論によってしか求められない。

【０００９】障害の“主症状”は多かれ少なかれ生産の
効率または品質の迅速な低下となる。

【００１０】効率効率は次の式で定義されており、即ちη＝スピンドル稼
動時間／合計のスピンドル時間＝（ｔ1＋ｔ2＋……ｔ
ｎ）／ｎＴ＝Σ₁ ⁿｔｘ／ｎＴで定義されており、ただし
ηは効率、ｔ1……ｔｎは個々のスピンドル１〜ｎの生
産時間、ｎはスピンドルの数、Ｔは所定の期間−この期
間内に効率の平均値が評価される−である。

【００１１】傾向を検出するために必要とされること
は、効率の瞬時値（ηｍ）を期間Ｔ(例えば走査質問間
隔ΔＴの後の）以内に規則的に算出することである。瞬
時値ηｍは、全体の期間Ｔの間の平均値ηと比較され
る。後者の期間Ｔは例えば数時間（８時間または２４時
間も）、持続する。他方、瞬時値ηｍの算出のための質
問サイクルは著しく短い間隔（例えば５分間）を有す
る。

【００１２】品質品質判定の基礎として評価できる、または評価される糸
の種々の特性がある。

【００１３】例えば：ａ）“オン・ライン”の測定が可能：クリーニングカットの数Ｃｌａｓｓｉｍａｔエラー糸の太さ異物・繊維の数糸切れの数（間接的な指標）ｂ）オフ・ライン測定が可能：糸の強度不揃いＩＰＩ値（ヨーロッパ特許第ＥＰ−Ａ−４１０４２９号公報また
は“精紡糸紡績機における品質”、ＰｅｔｅｒＨａｅ
ｌｔｅｎｓｃｈｗｉｌｅｒおよびＨｕｇｏＥｂｅｖｌ
ｅ著、ＭｅｌｌｉａｒｄＴｅｘｔｉｌｂｅｒｉｃｈｔ
ｅ参照）。

【００１４】最終的な使用者（操作者）は自身で、どち
らの特性値を品質尺度として用いるかを定める。そのた
めこの使用者は適切なセンサを設けて信号をプロセス制
御計算器へ転送する必要がある。適切な尺度の選択は、
正確には、“許容可能な”品質と“許容可能でない”品
質との間の限界として定められる測定値の選択と同様に
糸の所期の用途に依存する。

【００１５】品質に関する紡績ステーションの特性を判
定する目的で、２値関数（稼動関数“作動”／“不作
動”）が“許容できる”／“許容できない”の形式で定
義される。

【００１６】効率または品質の低下の作動原因には例え
ば次のものがある：番手変化撚りの変更回転速度上昇スタート中の糸切れ糸継ぎロボットの故障トラベラの寿命の終了材料変化（または誤材料）空調の変化これらの原因はスタートから紡績機の全体の群にわたり
（著しくまれにしか）現われない（例外は空調の“大幅
な”変化）。大抵はまず最初に唯１つの紡績機だけが影
響を受けるが、１つの紡績機の１つのセクション（例え
ば１つの紡績機側列）だけが影響を受ける。この影響
は、先行の出願において説明されたように部分的に相互
作用により全体の紡績機群に拡がるおそれがある。さら
に例えば動作容量が不十分にしか確保されていない時
は、もとの影響を制限して追求するために操作者の過負
荷があげられる。

【００１７】

【発明の解決すべき課題】本発明の課題は、障害の発生
源をより一層明確化して、障害の危険の拡大を阻止し、
これにより障害の停止をできるだけ迅速かつ簡単に実施
可能にすることである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この課題のために本発明
による紡績機または紡績機部のための監視装置は次のよ
うに特徴づけられている。即ち生産の効率または品質を
紡績機または紡績機部内でセクタ毎に監視し、求められ
た１つのセクタの値が所定の限界の外側へ外れると、警
報を作動する。

【００１９】警報が、影響を受けているセクタを作動停
止するための操作指示として設けられている。

【００２０】監視されるセクタの遠隔制御が中央から可
能であるように監視装置が構成されている時は、影響を
受けているセクタの効率または品質の所定の値におい
て、影響を受けているセクタの作動停止のための信号が
送信される。

【００２１】中央制御装置が供給されたデータを“パタ
ーン”にしたがって、即ち紡績の複数個の状態の所定の
組み合わせにしたがって検査できる。

【００２２】本発明の認識の基礎は、障害の原因をでき
るだけ限定しかつできるだけ迅速に補正すべきことにあ
る、即ち拡大を阻止すべきことである。作動停止は影響
を受けている紡績ステーションを一時的に安全化する。
そのため設備のまだ作動中の紡績機の作業部（領域）に
おける動作状態はまず最初に安定化され、その後に続い
て作動停止のなされた紡績機作業部が再び動作可能にな
る。

【００２３】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２４】

【実施例】図１に示された設備は１６台のロータ紡績機
ＲＳＭＩ〜ＸＶＩ、プロセス制御計算器ＰＬＲおよび
信号伝送回路網Ｎを含む。この伝送回路網は各々の紡績
機ＲＳＭと計算器ＰＬＲとの間の双方向通信のために接
続されている。

【００２５】各々の紡績機ＲＳＭは２つのエンドヘッド
１０２，１０４および、これらの間の、複数個の紡績ユ
ニット１０８から成る２つの列１０６Ｌ，１０６Ｒ（図
２）を含む。図２は１つの側列ごとにわずか８つのユニ
ットを示すが、実際はこの種の１つの紡績機は１つの側
列につき１００〜１２０のユニットを有する。これらの
紡績ユニットはセクションの中に配列されている。各々
のセクションは１つのセクション計算器ＳＰを有する。
各ユニットは２つの固有のセンサ（図示されていな
い）、即ち１つの状態センサと１つの品質センサを有す
る。状態センサはこのユニットが生成中であるか否かを
示し、品質センサはこの生成物が満足できる品質標準を
有するか否かを示す。ロータ紡績機はこの点に関しては
リング紡績機−この種の固有のセンサを有しない−とは
異なる。これらのセンサはいわゆるボックスプリント
（ｂｏｘｐｒｉｎｔ）ＢＰと接続されている。ＢＰは
線路を介してそれぞれのセクション計算器ＳＰと接続さ
れている。

【００２６】複数個のセンサの信号はセクション計算器
ＳＰを介して紡績機計算器ＣＺへエンドヘッドの中へ転
送される。紡績機計算器ＣＺは信号伝送回路網Ｎを介し
てプロセス制御計算器ＰＬＲと接続されている。各々の
紡績機計算器ＣＺはセンサの信号をプロセス制御計算器
ＰＬＲへ転送する。そのため後者の計算器は紡績室の状
態を一覧できる。このことは個々の紡績機にはできな
い。図２に示されている、個々の紡績機の配置はヨーロ
ッパ特許第１５６１５３号公報により構成できる。

【００２７】簡単化のために次のことを前提とする。即
ち各々の紡績機ＲＳＭは２００の紡績ステーション（紡
績ユニット）を有し、さらにこれらの紡績ステーション
は、それぞれ４０の紡績ユニットを有する５つのセクシ
ョンに分割されていることである。そのため計算器ＰＬ
Ｒは３２００の紡績ユニットを、即ち８０のセクション
を監視する。現行の計算器は簡単に各々の唯１つのセク
ションの効率または品質を個々に監視可能であり、さら
に同時に機械側列を区別さえできる。しかし多少より簡
単な変形実施例を次に説明する。

【００２８】本発明の重要な構成は、供給されたデータ
が所定の“パターン”にしたがって検査される点にあ
る。これらの所定の“パターン”はプロセス制御計算器
のメモリの中に“ファイル”できる。実際に得られたパ
ターンは、次に記憶されているパターンと比較できる。
その結果、実際に得られたパターンが、所定のパターン
に相応する時に、警報が作動される。このようにして、
障害（ｃｏｌｌａｐｓｅ）の原因も検出できる。本発明
による装置は有利に例えば、障害の考えられる原因を表
示できる表示装置を有する。

【００２９】“パターン”は２種類とすることができ
る。即ち時間によるサンプル（特性）と空間によるサン
プル（特性）である。図３は紡績機の、“セクタ”Ｓ１
〜Ｓ４への“４分割”を示す。そのためセクタＳ１とＳ
２ならびにセクタＳ３とＳ４はそれぞれ１つの“紡績機
側列”を構成する。第１の“空間パターン”は、障害に
帰因して唯１つのセクタＳ１〜Ｓ４、紡績機側列または
紡績機全体さえも影響を受けたか否かを検出するよう
に、構成できる。

【００３０】図４は隣り合う紡績機の群を示す。第２の
“空間パターン”は、障害により唯１つの紡績機だけが
影響を受けたか、複数個の隣り合う紡績機またはこの群
の全部の紡績機が影響を受けたかが検出されるように、
構成されている。

【００３１】他方、図５は“時間パターン”を示す。こ
れは障害の進行する速さに依存して発生する、即ち“ス
テップ”関数（図５Ａ）または“スロープ”関数（図５
Ｂ）である。これらの“パターン”は実質的に“曲線”
のスロープの勾配に依存して互いに区別される。

【００３２】例えば次の表にもとづいて“モザイク”を
形成できる。

【００３３】原因時間パターン空間パターン番手変化ステップ関数紡績機全体撚り変化ステップ関数紡績機全体回転速度変化ステップ関数紡績機全体スタートの糸切れステップ関数紡績機全体自動継ぎ合わせ不良ステップ関数紡績機側列^* トラベラの寿命終了スロープ紡績機材料変化ステップ関数紡績機セクタから紡績機全体へ空調変化ランプ個々のセクタ、唯１つの紡績機から室全体へ^* （例外：この紡績機は側列ごとに１つのロボットを備えている）。

【００３４】最初の３つの原因は紡績機設定調整へ帰還
される。紡績機設定調整の変更をプロセス制御計算器へ
通報することもできる（またはプロセス制御系により初
期化することさえできる）。そのためこれらの３つの原
因は時間パターンと空間パターンの適切なモザイクと関
連づけて識別できる。

【００３５】現行のリング紡績機は固有の品質センサを
有していないが、紡績室の中にはセンサが設けられてい
る。その目的は、糸の品質を監視するためである。紡績
ステーションからのコップを巻き替えるボビン巻回機に
おける糸の品質を監視するためである。現在ではこのコ
ップを形成した紡績ステーションを検出する装置も公知
である−例えばドイツ連邦共和国特許第３７１２６５４
号公報またはスイス特許第４１０７１８号公報を参照の
こと。障害を有するスピンドルの検出を可能にするデー
タはプロセス制御計算器へ転送できて“パターン”に応
じて検査できる。

【００３６】本発明は種々の程度のオートメーションを
有する紡績室の中で使用できる。何故ならば本発明は操
作者を支援する目標を有していて、このことが手動操作
式の紡績機においても役立つからである。有利な実施例
においては複数個の紡績機がネットワークによりリンク
接続されている。そうしないと紡績セクションの“一
覧”が欠けることになる。基本的には、唯１つの紡績機
における所定の分析を実施することも可能であろう。し
かしこの場合は複数個の紡績機の間の比較が行なわれ
ず、紡績機制御の計算能力の負荷が生じてしまう。

【００３７】影響を受けている紡績ステーションの作動
停止は次のような所定の状態の下で遠隔制御により実施
できる。例えば複数個の紡績ステーションがそれぞれ個
々の駆動装置を備えているか、またはそれぞれ作動停止
できる繊維供給装置が設けられている個所では、実施で
きる。作動停止は機械制御により直接、または移動式の
ロボットを用いて操作できる（例えばＷＯ９２／１５７
３７号公報参照）。

【００３８】図６は所定の時間関係図を示す。横軸は時
間軸を表わす。“窓”Ｆは固定の持続時間Ｔを有する。
この窓の前縁は現在（時点ｔ０）を表わす。そのため窓
Ｆは直前の過去を含む。持続時間（期間）Ｔは所定数の
“質問サイクル”すなわち持続時間ΔＴの“質問間隔”
を含む。各々の間隔ΔＴの間中に効率または品質特性値
の新たな瞬時値が求められる。瞬時値またはこれから導
出された値の大きさは期間Ｔにわたり記憶されて（例え
ば図７に示されている装置による）後続の処理のために
用いられる。間隔ΔＴが算出の精度も結果の“現実性”
も制限する。何故ならば紡績ステーションの状態は間隔
ΔＴ全体の間にだけ保持されるからである。

【００３９】図７は紡績機により発生されたデータの後
続処理のための装置を示す。

【００４０】各々の紡績機のために基本的に２つのメモ
リＰまたはＱが設けられている。各々のメモリは相応の
個数のメモリセルを、この個数の紡績ステーションのた
めに含む。各々のセルは１つの紡績ステーションに配属
されており、相応の紡績ステーションの質問された状態
を表わすデータを含む。

【００４１】メモリＰは生産データを含む。その結果、
紡績ステーションのためのセルの中に記憶されているデ
ータは、状態“生産中”（作動）または“生産中ではな
い”（非作動）を表わす。メモリＱは各々の紡績ステー
ションのための品質データを含む。これらのデータは状
態“許容できる”または“許容できない”を表わす。セ
ルは紡績ステーションへ配属されているため、これらの
セルはセクタＳ１〜Ｓ４へも配属されている。このこと
も図７に示されている。

【００４２】データは各々の紡績機における、例えばヨ
ーロッパ特許第１５６１５３号公報に示されている紡績
ステーションから得られて、ＷＯ９２／１３１２１号、
Ｏｂｊ２２１２１に示されているプロセス制御計算器へ
転送される。メモリセルの中へのデータの読み込みにつ
いてはここでは説明しない。しかしデータは（新たな状
態データの読み込みの前に）各々の間隔ΔＴ以内に質問
され、不作動の状態または許容できない状態を表わすデ
ータはバスＢ１またはＢ２を介して読み出されて、計数
器Ｚ１またはＺ２へ供給される。

【００４３】計算の結果（不作動または許容できない紡
績ステーションの数）はメモリＲ１〜ＲＸの中に読み込
まれる。各々のメモリＲ１〜ＲＸはシフトレジスタとし
て構成されている。各々のレジスタのセルの数は１期間
Ｔにおける複数個の間隔ΔＴの数に相応する。時点ｔ０
で開始するサイクルの間中の新たなデータの読み込みの
際に、窓Ｆの最も古いサイクルＺａ（図６）の間中に得
られたデータがレジスタから押し出される。そのためシ
フトレジスタＲ１〜ＲＸの中に記憶されるデータは窓Ｆ
の各々の間隔ΔＴの間に記憶されたデータを表わし、こ
れは和Σ₁ ⁿｔｘを含む。ただしΣ₁ ⁿｔｘは間隔の損失を
表わす。

【００４４】シフトレジスタＲ１〜ＲＸは、それぞれ紡
績機のセクタＳ１〜Ｓ４ならびに紡績機側列および紡績
機械そのものならびに（所望の時は）紡績機群も表わ
す。最後の場合は多数のメモリＰまたはＱからのデータ
をまとめる必要がある。

【００４５】これらのデータにもとづいて例えば各々の
セクタのための可能な種々の値の大きさを導出できる：
窓の各々の間隔中の効率の瞬時値Σ₁ ⁿｔｘ／ｎｔ（所定
数ｎのスピンドルのための値ｎＴとΔＴは既知であるた
め毎回計算する必要はない）。

【００４６】この期間Ｔにわたる効率ηの平均値。

【００４７】窓Ｆ以内の時間にわたる効率の何らかの変
更の勾配。

【００４８】品質のための相応の特性値。

【００４９】分析ユニットＡＥは記憶されたデータを読
み出してこれらを前述の方法により検査できる。この場
合、生じた値と、メモリＢＳの中に記憶されている所定
のパターンまたはモザイクとの比較が実施される。

【００５０】前述のようにこれらの値の大きさは、各々
のセクタＳ１〜Ｓ４、紡績機側列および紡績機群のため
に用いられる。

【００５１】算出された値は、同じくメモリＢＳの中に
呼び出し可能に保持できる所定の限界値と比較される。
例えば各々の算出された値のために２つの限界値が定め
られており、第１の許容限界を上回ると、算出された値
が許容可能な範囲の外側へ外れたことが（および場合に
よりその何らかの原因が）表示される。第２の許容限界
を上回ると、影響を受けている紡績機群が自動的（この
ことが可能な時に）に、または操作者への指示により、
作動が停止される。限界値は使用者によりその要求に応
じて設定できる。例えば使用者により前もって与えられ
る値をメモリＢＳの中へ読み込むことにより、設定可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＷＯ９２／１３１２１号公報に示されている、
１６台のロータ紡績機を有する１つのロータ紡績機部の
ためのプロセス制御装置のブロック図である。

【図２】図１に示された群において使用できる、ヨーロ
ッパ特許第２９５４０６号公報に示された紡績機の個別
ユニットの詳細図である。

【図３】計算器により求められるべき種々の“パター
ン”である。

【図４】計算器により求められるべき種々の“パター
ン”である。

【図５】計算器により求められるべき、第２の形式の種
々の“パターン”である。

【図６】時間関係を説明するダイヤグラム図である。

【図７】生産値または効率値を求める装置のブロック図
である。

【符号の説明】

１０２，１０４エンドヘッド１０８紡績ユニットＳＰセクション計算器ＣＺ紡績機計算器Ｎ回路網Ｓ１〜Ｓ４センサＢＳメモリＦ窓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０１Ｈ 13/26 Ｄ０１Ｈ 13/26 Ｇ０５Ｂ 23/02 7531−3ＨＧ０５Ｂ 23/02 Ｇ０７Ｃ 3/00 Ｇ０７Ｃ 3/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紡績機ないし紡績機部において、中央制
御装置が設けられており、該中央制御装置は紡績部の状
態を表わす信号を受信し、該中央制御装置はこれらの信
号にもとづいて紡績機または紡績機部の内部での製品の
効率または品質をセクタ毎に監視可能であり、セクタに
対して求められた値が所定の限界外へ外れると警報を発
することを特徴とする、紡績機または紡績機部。
【請求項２】上記警報は、障害の起っているセクタを
作動停止するための操作指示として配置構成されてい
る、請求項１記載の紡績機。
【請求項３】監視されるセクションの遠隔制御が中央
制御装置からも可能である紡績機において、効率または
品質の所定の値の場合に、故障の起きているセクタを作
動停止させるための信号が送信される、請求項１記載の
紡績機。
【請求項４】中央制御装置は供給されたデータを“パ
ターン”にしたがって、即ち紡績作業の複数個の状態の
所定の組み合わせにしたがって検査できる、請求項１か
ら３までのいずれか１項記載の紡績機。
【請求項５】所定の障害に対して典型的原因である標
準パターンとの比較が実施され、可能性のある障害の原
因が表示される、請求項４記載の紡績機。
【請求項６】効率が次の式で定義されており、即ちη
＝スピンドル生産時間／合計のスピンドル時間＝（ｔ1
＋ｔ2＋……ｔｎ）／ｎＴ＝Σ₁ ⁿｔｘ／ｎＴで定義され
ており、ただしηは効率、ｔ1……ｔｎは個々のスピン
ドル１〜ｎの生産時間、ｎはスピンドルの数、Ｔは所定
の期間−この期間内に効率の平均値が評定される−であ
る、請求項１から５までのいずれか１項記載の紡績機。
【請求項７】品質を下記の特性値のうちのすくなくと
も１つを用いて判定することを、即ちクリーニングカットの数、クラシマット（Ｃｌａｓｓｉｍａｔ）エラー糸の太さ異物繊維の数糸切れの数糸の強度むらＩＰＩ値のうちの１つを用いて判定する、請求項１から６までの
いずれか１項記載の紡績機。
【請求項８】紡績機または紡績機部の監視方法におい
て、製品の効率または品質を紡績機または紡績機部内で
セクタ毎に監視し、求められた１つのセクタの値が所定
の限界外へ外れると、警報を作動することを特徴とす
る、紡績機または紡績機部の監視方法。