JPS63256732A

JPS63256732A - 多錘形繊維機械における生産ユニツトの生産と品質を管理する方法と装置

Info

Publication number: JPS63256732A
Application number: JP63063795A
Authority: JP
Inventors: エルンスト・フエリツクス
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1987-03-19
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1988-10-24
Also published as: EP0282745A1; US4888944A; IN170813B; CH671972A5; DD268006A5

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕ａｌｌ、１ｍ工業においては、同時に多数の生産ユニッ
トが働いている生産機械が多数存在する。例えば、精紡
機、巻糸機、ａ糸機などがある。生産の円滑な進展と、
生産されたものの品質について、個々の生産ユニットを
自動的に監視すると言う要求は明らかに存在する。生産
過程をチェックするため、監視すべき最も重要なファク
タは糸切れであり、品質管理のためには、糸の断面太さ
及び／又はそのむらが、最も重要なファクタである。撚
糸機においては、撚合わすべき糸全部が含まれているか
どうかのチェックとして、特に撚糸の断面太さが重要で
ある。

〔従来の技術〕

以下の説明においては「糸」と言う言葉を常に用いるが
、この語には紡績における全ての製品、例えば、単糸、
撚糸、フィラメント及び同様な糸状体をすべて含むもの
とする。

上記のごとき個々の生産ユニットすべての監視は、技術
的には公知の方法で解決できるであろうが、コストを考
慮すると実現できるものではない。生産ユニットの数が
多数であるため、機台当りのコストを受は入れられる限
度内に抑えるよう、生産ユニット当りのコストをできう
る限り低くしなければならない。

リング精紡機における糸切れ検出には、トラベリング・
センサと呼ばれる装置が市場で知られている。該装置で
は１つのセンサでリング精紡機の片側全体のリング・ト
ラベラの動きを監視することができる。この解決法は糸
切れ検知のコスト面では受は入れられるが、信号は回転
するリング・トラベラで発生するものであり、糸自体に
よるものではないため、他の糸特性パラメータを測定す
るのに用いることはできない。

糸の断面太さ及び／又はそのむらをリング精紡機、撚糸
機または同様の機械の生産ユニットで直接求めるための
、経済的に実行可能な解決策は今まで見出されていない
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、多錘形繊ｍ機械上の生産ユニットにおける生
産と品質を受容できるコストで監視できる方法を提供す
ることを目的とする。

本発明は、多錘形の繊維機械であって、生産ユニットは
１列に配置され、各生産ユニットに走行する糸は回転対
称体に包接するバルーン（以後これを空間エレメントと
呼ぶ）を形成するように、糸軸に直角に運動するごとく
なっている機械において、生産ユニットにおける生産と
品質を管理するための方法に関する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明における方法は、光ビームを用いた監視装置が、
２ケ又はそれ以上の生産ユニット毎に嘔備され、ビーム
は２ケ又はそれ以上の生産ユニットの空間エレメントを
通過して、運動する糸によって各空間エレメントで間欠
的に遮光又は減衰され、その結果生ずる陰影即ち光強度
の減衰がレシーバで電気信号に変換され、以後の解釈と
評価に用いられるごとくした事を特徴とする。

従って、本発明の基本的アイディアは、複数の生産ユニ
ットを１つの共通監視装置で監視し、生産ユニット当り
のコストを著しく低減することにある。１本のビームが
何れも、いくつかの糸の空間エレメントを通過するよう
になっており、ビームの断面はバルーニングの径に対し
小さいことが好ましい。繊維機械が運転状態にあるとき
、多糸はバルーニングの１回転で２回ビームを横切る。

ある時刻にただ１本の系だけがビーム中に存在する確率
は高い。生産ユニットの数が少ないほど、この確率は高
くなるが、絶対必要なことは、各糸□自体がビームを完
全に通過することである。さもないと、測定は誤ったも
のになる。個々の糸の回転運動は一般に正確には同期し
ておらず、ランダムに行われるので、時間の流れの中の
ある点で個々の糸は確実に測定される。

１列に非常に多数の生産ユニット（例えば＋００ユニッ
ト以上）を有する繊１１ａｍ械においては、ビームが全
ての空間エレメントを通過するようにすることは勧めら
れず、いくつかのグループに分割する。そのグループの
大きさと数は判断の開−であり、実際の諸条件によって
決定される。特にビーム中にただ１本の糸だけが存在す
る確率は、生産ユニットの数が増大すると共に減少し、
もしトランスミッタとレシーバの距離が増大すると、光
の強度は不十分となる。もちろんこれはレーザビームの
場合には当てはまらない。

本発明はまた、監視装置より成る上記方法を実施するた
めの装置にも関する。本発明による装置は、ビームのト
ランスミッタとレシーノ＜とより成る１つの共通監視装
置に２つ又はそれ以上の生産ユニットが割り付けられ、
前記２つまたはそれ以上の生産ユニットでの空間エレメ
ントをビームが通過するごとく配置され、レシーバの所
で起こるビーム強度の変動を評価する手段が与えられた
ことを特徴とする。

〔実施例〕

以下添付の図を用いて本発明の詳細な説朗する。

第、８図と第１ｂ図はリング情紡機めスピンドルからな
る４つの生産ユニット２１，２２．２３．２４を図示し
たものである。図にはリングレールｌＯ１リング１１、
糸ガイド１２（いわゆるスネール・ワイヤ）、及びスピ
ンドル１６が示されている。

各生産ユニットでは、系１，２，３．４が糸ガイド１２
からリング１１へと走り、バルーニング１３を形成し、
各々の系のバルーニング上の位置は、ある瞬間には、例
えば３１，３２．３Ｌ３４のごとくなる。

１列に配置される４つの生産ユニット２１ないし２４は
、１つの共通監視装置に割り付けられ、該共通監視装置
は、ビーム７を投射するトランスミッタ５と、該ビーム
のレシーバ６より成る。ビーム７はバルーニング１３の
中央を通過し、従って回転する糸１ないし４で繰り返し
、実際には１回転で２回づつ横切られる。１つの糸でビ
ームが遮られる度に、光の減衰、即ちしシーバ６で陽形
が生ずる。

この記述が適用できる繊維機械においては、ある機台の
全てのバルーニングはほぼ同じ回転速度で回転するが、
その回転は同期はしていない。従って１回転の時間は、
少なくとも近似的には知ることができる。例示のごとく
、４ケの生産ユニットに１つの可視装置が設けられてい
ると、全ての糸が存在すれば、それぞれが各１回転する
ことにより合ｔｔａ回の遮光が発生する（２Ｘ４）。

第２図には、対応するインパルス図を示し、時間ｔを横
軸に、糸１．２．３．４によるビームの遮光Ａは縦軸に
取っである。糸ｌないし４の１つによる遮光は、陰影イ
ンパルスＡＩないしＡ４と、ＡＩ’ないしＡ４’で表わ
している。インパルスの系列は純粋に任意であるが、イ
ンパルスは常に一周期の半分１８０°だけ離れている。

ビーム７がバルーニング１３の中央を通過するごとく示
したのは、単に例としてであって、ビームは平行した方
向にずらすことも、また例えば第３ａ図及び第３ｂ図に
示すごとく、水平線Ｈと角ａをなし、また生産ユニット
２１ないし２４の軸をつなぐ線にと角すをなすごとく斜
めに配置することもできる。

るる目的のためには、１ケ以上のビームが用いられる。

１つのトランスミッタ５から複数のビームを発生し、こ
れに複数のレシーバ６．６′を組み合わせることもでき
る（第５図）。また複数のトランスミッタ５と１つのレ
シーバ６を組み合わせることもできる。以下数例に限っ
て説明する。陰影インパルスの時間的系列と、その強度
から糸の直径に関しての結論を導くことができる。

まず説明を糸切れの検知に限定する。糸の断面太さの決
定について必要な追加の説明は例の終わりに示す。

生産ユニットのグループ内で糸切れを認識するだけでは
、開場の一部しか解決されていない。

開明の第２の部分は、糸切れの発生した生産ユニットが
、ユニット２１ないし２４のどれかを検出すること、即
ち該当する生産ユニットを識別することにある。

この開明は、例えば第３ａ図に示した配置で解決できる
。この場合、ビーム７は糸の空間エレメントの中央を通
過せず、中央から色々な距離で空間エレメントを切るよ
うになっている。

起こり得る糸切れは、バルーニングの半回転後に検出で
きる第１図の配置とは異なり、この例では検出の時間は
変化する。インパルス間の間隔は常に角Ｃ又はｄに対応
していることは容易に判る。対応するインパルス図は１
８４図に示され、異なった角度も図示されている。角ｄ
は複雑さを省き、説明を明瞭にするため省略した。

この角は３６０６と角Ｃの差である。

個々のインパルスの解釈、即ちこれらのインパルス間の
関係は、決して簡単ではない。評価に充分な時間が与え
られれば、この開国は統計的に解決できる。一般に糸切
れは最初の回転で検出されることを必ずしも必要としな
い。充分大きな回転数を取れば、個々の生産ユニットの
非同期運動のため、ずれが生じ、影響を受けた生産ユニ
ットは完全に統計側、例えば自己相関、に基づいて識別
できる。遮光を生じさせた系を生産しているユニットの
決定は、第２のビームを用いることによって著しく容易
となる。即ち第５図に示すごとく、１つのトランスミッ
タ５と２ケのレシーバ６．６′、あるいは２ケのトラン
スミッタと１ケのレシーバを用いて実施できる。何れの
場合にも、２つの発散又は収れんするビーム７．８が得
られる。もちろん２個のトランスミッタと２個のレシー
バを用いることもできる。

既に述べたごとく、全てのバルーニングの回転速度はほ
ぼ等しいので、生産ユニット２Ｉないし２４の位置は、
糸がビーム７とビーム８を通過する間に経過する時間か
ら信頼度高く求めることができる。第５図においては、
スピンドル２１の場合にインパルスの間隔は最も狭く、
スピンドル２４においては最大に離れる。何れの場合で
もインパルスの位置の間の距離は、角度ｅ　（ｅｌ＋ｅ
２＋ｅ：Ｌｅ４）に対応し、それがどのスピンドルから
のものかの割当は明かである。第６図は２つのビーム７
．８の遮光によるインパルス図を示す。

いくつかのインパルスが一致したとき、いくつかのスピ
ンドルの何れかに割り当て得るかと言う場合も起こり得
る。その場合、インパルスのスピンドルへの割当は、先
ずはっきりと明瞭なものに限って割当し、その後の段階
で系の相互位置が全く変化したとき、更に測定を実施し
て求められる。全ての糸と存在を確認できる時間間隔の
確率は統計則によって求めることができる。

どの陰影インパルスがどのスピンドルのものかをより簡
単かつ明瞭に求めるためには、第５図の配列を第７図に
示す配列に変更するとよい。

ここでは２個のレシーバ６．６’（第５図）の間に追加
のトランスミッタ２５と、トランスミッタ５の両側に追
加のレシーバ２６．２６’がそれぞれ設けられている。

従って一２組のビーム７．８と７′。

８′が空間エレメントを通過する。遮光インパルスの４
訳はレシーバ６．６′と２６．２６’とで別々に、それ
ぞれ組となったレシーバで第５図、第６図で説明したや
り方と同じ方法で行わ机、−２組のレシーバの信号がお
互いに関係して調べられる。陰影インパルスの個々のス
ピンドルへの割当は、より明瞭となり、より信頓できる
ものとなるが、コストも高くなる。

多くの主項機械で、個々の生産ユニットはお互いセパレ
ータで区分されている。−例としてリング精１ｍＲの例
を第８図に示した。系ガイド１２とリング１１の間のバ
ルーニング１３はリングレール１０上に第１ｂ図に示す
ごとく形成されるが、第８図の場合、リングレールｌＯ
には不透明なセパレータ１４が各スピンドル毎に取り付
けられている。更にスピンドル１６はｉｌｂ図の場合よ
りも長く、従ってビーム７はバルーニ〉グ１３を中央で
（少なくともバルーニングの基部でゆ通過することはで
きない。この場合、ビーム７はスピンドル１６の横側で
、ボビン形成部の上に位置させ、セパレータ１４にはビ
ームの通過のための開口１５が設けられる。第９図はス
ピンドル１６の横に２本のビーム７．８の取り得る位置
を示したものである。

第１０図は、第９図の配置をより詳細に示したものであ
る。ビームを投射するトランスミッタ、例えば発光ダイ
オードは１７で示され、ビーム７．８の方向は矢印１８
で示されている。この踵のビームは一般に広く拡散する
（レーザビームは例外として）。従ってビームはレシー
バ１９．２０に達する。該レシーバは市販の光電ダイオ
ード等が用いられる。ビーム７はトランスミッタ１７と
１ノシーバ１９の間で、ビーム８はトランスミッタ１７
とレシーバ２０の間でそれぞれ形成される。生成される
電気インパルスは第２図、第４図、第６図に示されるご
とくになる。時間の差は生産ユニットの識別に、一方陰
影の程度は糸の直径の測度となるという基本基本原理は
ここでも適用される。

電気信号の処理は公知であり、遮光の程度は容易に測定
できる常圧または電流インパルスで表示することを述べ
るにとどめ、ここではこれ以上触れない。インパルス間
の時間差は純粋に時間測定の開端であり、これは簡単な
方法で非常に正確に行うことができる。電圧または電流
の値は簡単に２進信号に変換でき、時間測定の結果と共
に電気的データ処理に理想的な条件を提供する。この目
的のためマイクロプロセッサは特に適している。

第１ａ図、Ｗ３ａ図、第３ｂ図、第５図、第７図及び第
９図において、ビームは図では直線、即ち断面は点とし
て示したが、実際にはビーム７．８の断面ばトランスミ
ッタ１７の発光面と、レシーバ１９．２０の受光面の表
面積とで決まる。

もしこれら２つの面積がほぼ等しい大きさであると、個
々の生産ユニットのインパルスはビーム中の位置には関
係がなくなり、解釈は簡略化される。

しかし２つの表面積は故意に等しくないようにする事も
できる。例えば第１１図に示すごと＜、トランスミッタ
１７は小さい表面に、またレシーバ１９は表面を大きく
（又はそれらの逆）する事もできる。しかる時はインパ
ルスの長さ及び／又は高さから生産ユニットの識別を行
うことができる。インパルスの解釈は、より複雑となる
が、一方では１つのトランスミッタと１つのレシーバで
済む。第１２ａ図は第１１図の生産ユニット２１で生ず
るタイプのインパルスを示し、第１２ｂ図は生産ユニッ
ト２４（第１’１図）より生ずるインパルスを示す。

ここで説明した全ての例においては、４つの生産ユニッ
トのみを示した。この数は容易に増大できるが、１つの
インパルスを正しく生産ユニットに割り当てるための信
頼度で制限される。

信頼度はスピンドル数の増大に伴い減少する。

一般的なルールとしては、生産ユニットの数の上限は約
１６位であろう０例えば１６０個の生産ユニットを有す
る機械では、各１６生産ユニツトより成るｌＯグループ
が必要となる。信号解析はグループをまとめるセントラ
ル部で行うのが有利であり、各グループ当りのコストは
最小限になる。この配列でさして高価でないシステムが
構築できる。

光の強度はトランスミッタとレシーバ間の距離の自乗に
比例して減少するので、グループ当りの生産ユニットの
数は、光学的問題からも制約される。干渉光とノイズは
有効信号を低くするであろうが、外部からの影響は公知
の方法で光を変調する事に依って著しく改善できる。

上記具体例は、糸切れの検出だけに限って用いて来たが
、陰影の大きさはビーム中の糸の直径の１つの測度とな
る。更にトランスミッタとレシーバの表面積が等しい場
合でさえも、陰影強度は糸の直径だけでなく、トランス
ミッタとレシーバ間の糸の位置にも依存する。これにつ
いては第１３図に示した。ここでトランスミッタ１７は
光をレシーバ１９に送り、糸１はレシーバ１９のすぐ近
傍に位置している（第１３ｂ図）。

この様な場合、陰影は糸ｌの直径にほとんど等しい。他
方、第１３ａ図においては、糸ｌはトランスミッタ１７
とレシーバ１９の間のほぼ中央に位置している。この場
合は明らかに陰影面積は大きく（はとんど２倍）なる。

この性質はもし糸の直径が充分一定であると仮定すれば
、あるいは糸の数回の通過で平均値が得られれば、特定
の糸の生産ユニットを決定するのに用いることができる
。

与えられた糸直径に対し、与えられた陰影面積は糸の特
定の位置に止歯に対応する。不均一性のため、糸直径に
変化があると、陰影の大きさも変化する。バルーニング
の間も糸はその軸方向に動くので、ビームは走査の度に
糸の異なった部分を見ていることになる。公知の品質ノ
（ラメータ、例えば不均一性を示す断面太さの変動係数
、スペクトログラムなどは充分な数の走査点から計算す
ることができる。このためもこ間隙の無い連続的なイン
パルス列は必要で＆まなＬｎ。

オンラインの測定方法においては、充分な原料（糸）と
時間を用いることができるので、力）カ）る間断は許さ
れる。

撚糸の場合には時々これを構成するｍ糸がすべて含まれ
ているかどうかを調べる必要がある。

１つまたは他の糸成分の欠落や、余分の糸の飛び込みの
存在は撚糸の直径を変化させ、従って陰影面積を変化さ
せる。従って個々の構成系の数が正しいかどうかを求め
ることができる。

また時には何等かの誤びゅうにより、ある生産ユニット
が異なった番手の糸を生産していることがある。そのよ
うな場合、この生産ユニットからの糸は正しい番手の糸
とは異なった陰影面積を与えることになる。従って異な
った番手の糸を生産しているユニットを検出することも
可能である。

計算に陰影面積も含めることにより、きわめて低コスト
で糸切れを検出するばかりでなく、各生産ユニットの品
質管理まで拡張して実施することができる。

第１４図は他の可能なビーム位置の配置を示し、ここで
ビーム７はトランスミッタ５よりミラー９ヘバルーニン
グ中を通過し、ここから反射光７′はレシーバ６に達す
る。インパルスの系列は第５図に示したものと似たもの
となる。

この場合１つのトランスミッタと、１つのレシーバのみ
でよいが、ビームの長さは２倍にも長くなる。

【図面の簡単な説明】

′Ｐ４１ａ図は複数の生産ユニットの平面図、第１ｂ図
は第１ａ図の生産ユニットを左から見た側面図、第２図
は第１のインパルス図、第３ａ図及び第３ｂ図は第１ａ
図の配置の一変形例の平面受び側面図、第４図は第２の
インパルス図、第５図は第１ａ図の配置の第２の変形例
の平面図、第６図は第３のインパルス図、第７図は第１
ａ図の第３の変形例の平面図、第８図は生産ユニットの
構造図、第９図ないし第１１図はそれぞれ第１ａ図の史
なる変形例の平面図、第１２図はインパルス形状の例、
第１３図はビーム中の系の位置の例を示す図、第１４図
は第１ａ図の配置の更に別の変形例の平面図である。

Claims

【特許請求の範囲】１　各生産ユニットが１列に配置され、かつ各生産ユニ
ットにおいて糸が回転対称体に包接するバルーン（以下
空間エレメントと呼ぶ）の形状で糸軸と直角方向に運動
するごとき繊維機械において、光ビーム（７、７′、８
、８′）を形成する１つの共通監視装置（５、６、６′
；１７、１９、２０）を、２つ又はそれ以上の生産ユニ
ット（２１、２２、２３、２４）毎に、前記ビームが該
２つ又はそれ以上の生産ユニットの空間エレメント（１
３）を通過するごとくし、運動する糸（１、２、３、４
）によって各空間エレメントにおいてビームが間欠的に
遮断又は減衰され、その結果生ずる陰影をレシーバ（６
、６′、１９、２０）中で電気信号に変換し、以後の評
価に用いられるごとくした事を特徴とする、多錘形繊維
機械における生産ユニットの生産と品質を管理する方法
。２　各監視装置（５、６、６′；１７、１９、２０）に
、２つ以上、好ましくは４ないし８ケの生産ユニット（
２１、２２、２３、２４）を割り当てたことを特徴とす
る、請求項１に記載の方法。３　ビーム（７）が空間エレメント（１３）の軸を通過
するごとくした、請求項２に記載の方法。４　ビーム（７）を空間エレメント（１３）の軸の連結
線（Ｋ）に平行、かつこれよりある距離を持つごとく配
置した、請求項２に記載の方法。５　ビーム（７）が水平線（Ｈ）及び／又は空間エレメ
ント（１３）の軸の連結線（Ｋ）と傾斜をなして走るご
とくした、請求項２に記載の方法。６　１つの監視装置（５、６、６′；１７、１９、２０
）で監視される生産ユニット（２１、２２、２３、２４
）の個々の糸（１、２、３、４）が、遮光により生ずる
個々の電気信号の間の時間間隔（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ
４）を評価することによって識別されるごとくした、請
求項３ないし５のうち１つに記載の方法。７　１つの監視装置（５、６、６′；１７、１９、２０
）で監視される生産ユニット（２１、２２、２３、２４
）の個々の糸（１、２、３、４）が遮光により生ずる個
々の電気信号の振幅及び／又は期間を評価することによ
り識別されることを特徴とする、請求項３ないし５のう
ち１つに記載の方法。８　ビーム（７、８）を発生するトランスミッタ（５、
１７）と該ビームを受けるレシーバ（６、６′；１９、
２０）よりなる１つの共通監視装置（５、６、６′；１
７、１９、２０）に、少なくとも２ケの生産ユニット（
２１、２２、２３、２４）を割り当て、ビームが上記２
つ又はそれ以上の生産ユニットの空間エレメント（１３
）を通過するごとく配置したことを特徴とする監視装置
より成り、レシーバで生ずるビーム強度の変動を評価す
る手段を備えた、請求項１に記載の方法を実施するため
の装置。９　２ケ以上、好ましくは４ないし８ケの生産ユニット
（２１、２２、２３、２４）を各監視装置（５、６、６
′；１７、１９、２０）に割り当てたことを特徴とする
、請求項８に記載の装置。１０　監視装置はビーム（７、８）を投射する第１トラ
ンスミッタ（５、１７）と、該ビームに対する２ケの第
１レシーバ（６、６′；１９、２０）を有することを特
徴とする、請求項９に記載の装置。１１　２ケの第２レシーバ（２６、２６′）を第１トラ
ンスミッタ（５）の両側に配置し、第２トランスミッタ
（２５）を２ケの第１レシーバ（６、６′）の間に配置
し、空間エレメント（１３）が２組の反対方向に投射さ
れるビーム（７、８；７′、８′）で横切られるごとく
したことを特徴とする、請求項１０に記載の装置。１２　トランスミッタ（５）とレシーバ（６）が並んで
配置され、ビーム（７）をトランスミッタからレシーバ
に反射するためのミラー（９）が設けられたことを特徴
とする、請求項９に記載の装置。１３　空間エレメント（１３）が、トランスミッタ（５
）より達するビーム（７）と、ミラー（９）からレシー
バ（６）に反射されるビーム（７′）の両者により横切
られるごとくしたことを特徴とする、請求項１２に記載
の装置。１４　セパレータ（１４）がビーム（７）の通過のため
の開口（１５）を有することを特徴とする、請求項９に
記載の装置。