JP2005299037A - 紡績糸監視方法及び繊維機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素な構成でありながら精度良く、走行する紡績糸の糸物性の異常の判定を行なうことが出来る紡績糸監視方法及び繊維機械を提供する。
【解決手段】 走行する紡績糸Ｙの太さむらに応じた検出信号に基づいて糸物性の異常を判定する紡績糸の監視方法であって、太さむらに応じた検出信号の偏差を算出するとともに、当該算出結果の値に基づいて、紡績糸の表層の異常を判定することを特徴とする紡績糸の監視方法及び繊維機械とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は紡績糸の監視方法及び繊維機械に関する。

特開平１０−４６４３８号公報 特開第２６２６４６５号公報

紡績機等の繊維機械において、紡績糸の撚り付与の異常その他の糸物性の異常検出を行なうための方法及び装置としては、紡績機の各紡績ユニットに備えられたテンションセンサからの出力信号を解析することにより異常糸検出を行なう手法ないし装置が従来知られている［特許文献１参照］。

しかしながら、上記手法ないし装置では、異常糸等、テンションセンサの出力に現われる様な糸物性の異常については検出可能である一方、毛羽の過多等、テンションセンサの出力に現われない様な糸物性の異常については検出できないという問題がある。毛羽過多等の紡績糸の撚り付与の異常は、染色むら等の原因となり、紡績糸製造時に除去されることが好ましい。

一方、テンションセンサ等を用いず、紡績糸の糸物性を非接触で解析することも現在可能になっている。

その様な解析には、次に説明する様な電子式ヤーンクリアラが用いられているところ、ヤーンクリアラはその検出原理により静電容量型と光電変換型に大別されるので、整理のためまずそれに付き説明する。
はじめに静電容量型クリアラでは走行する紡績糸の質量が、高周波コンデンサ場中で測定される。又光電変換型クリアラでは、ＬＥＤ等の投光源と、フォトトランジスタ等の光電的面積受像器の間において走行する紡績糸によって生ずる影が測定される。即ち、受光側からの出力の変化を見て、紡績糸の太さの変化を判断している。
従って、毛羽過多等、紡績糸の見かけ太さだけが変化し、紡績糸の質量が変化しない糸欠陥の検出を行なう場合には、静電容量型クリアラは不向きであり、光電変換型クリアラが適していることが理解される。

ここで、従来知られた技術の中には、この光電変換型クリアラの出力信号から、後記する通り、紡績糸の太さ即ち糸径の平均偏差或いは標準偏差を糸径の平均値に対する百分率で表した糸むら均斉度（平均偏差率Ｕ％或いはむらの変動率ＣＶ％）なる値を算出し、この値を利用して紡績機の各紡績ユニット設けられたヤーンクリアラ（糸監視器）の異常を発見するもの等が既に存在する［特許文献２］。
このほか、その様な糸むら均斉度の指標を用いて紡績糸の断面変化を測定して紡績糸の撚り付与の異常等を検出する可能性についても現在種々検討されているところである。

しかしながら、糸むら均斉度の指標を用いて紡績糸の断面変化を測定して紡績糸の撚り付与の異常等を検出する方法では、毛羽過多等、異常糸発生に至る前のレベルの紡績糸の撚り付与の異常であって断面変化量が微妙なものについては精度良く検出できないと言う問題があった。
即ち、異常糸発生に至る前の段階における糸むら均斉度の値は、その変化が小さく、従って糸むら均斉度の指標は、毛羽過多等を含む、紡績糸のあらゆる撚り付与の異常の検出に利用するには馴染まないと言う問題があったのである。

ところで、各紡績ユニット毎の品質のバラツキを押さえるには、その様な紡績糸の監視は、各紡績ユニット毎で行なうだけでなく、紡績機全体として統一した基準で管理を行なうべきである。

従って本発明は、紡績糸の僅かな撚り付与の異常でも確実に検出することが可能な紡績糸の監視方法及び繊維機械を提供することを課題とする。

又本発明は、より精度良くかつ確実に糸物性の異常の判定をなし得る紡績糸の監視方法及び繊維機械を提供することを課題とする。

上記課題を解決すべく種々検討を行なった結果、本発明者らは、糸むら均斉度の指標に代え、光電変換型クリアラの出力信号から、走行する紡績糸の太さむらに応じた連続的な検出値の標準偏差（ＳＤ）の値を算出し、この値を指標として紡績糸の糸物性の異常の判定を行なえば、毛羽過多等、異常糸発生直前の紡績糸の撚り付与の異常といった表層の異常であって断面変化量が微妙なものについても精度良く検出出来、上記課題を解決可能であることを見い出し、本発明を完成させた。

上記課題を解決可能な本発明の紡績糸の監視方法は、走行する紡績糸の太さむらに応じた検出信号に基づいて糸物性の異常を判定する紡績糸の監視方法であって、前記太さむらに応じた検出信号の偏差を算出するとともに、当該算出結果の値に基づいて、紡績糸表層の異常を判定することを特徴とするものである。

又本発明の紡績糸の監視方法は、複数の糸処理ユニットを設け、各糸処理ユニット毎に糸監視を行う紡績糸の監視方法であって、前記各糸処理ユニット毎に算出された偏差の算出値を複数ユニット分集計し、その集計した値の平均値を求めたのち、前記平均値の算出結果に基づき所定の閾値を決定して前記各糸処理ユニットに送信すると共に、前記各糸処理ユニットにおいて、夫々算出された偏差の値が前記閾値を超えると、前記紡績糸表層の異常判定として、撚り付与の異常判定を行うことを特徴とするものである。

一方、上記課題を解決可能な本発明の繊維機械は、走行する紡績糸の太さを検出する検出ヘッドと、前記検出ヘッドからの太さに応じた検出信号を電気信号として入力し、該電気信号を解析する糸監視制御手段とを有する紡績糸監視装置を備えた繊維機械であって、前記紡績糸監視装置が、前記電気信号を連続的に取り込んで、走行する紡績糸の太さむらに応じた検出信号の偏差を算出する偏差算出部と、所定の閾値を記憶させる記憶部と、前記算出された偏差の値と前記記憶部に記憶された閾値を比較する比較部と、を備えたことを特徴とするものである。

又本発明の繊維機械は、複数の糸処理ユニットからなり、前記各糸処理ユニット毎に前記紡績糸監視装置が備えられていると共に、複数の前記紡績糸監視装置における偏差の算出値を集計し、その集計した値の平均値を求めると共に、前記平均値の算出結果に基づき決定される所定の閾値を前記複数の紡績糸監視装置に夫々送信する閾値決定手段が更に備えられていることを特徴とするものである。

上記本発明の各繊維機械においては、前記検出ヘッドは、紡績糸に向かって光を照射する投光手段と、前記紡績糸に照射された前記光を受光する受光手段とからなることが好ましい。

又上記本発明の各繊維機械においては、前記各糸処理ユニットには、夫々の前記紡績糸監視装置の判定結果に基づいて、紡出される糸を切断処理するカッタ手段と、前記カッタ手段を糸処理ユニット毎に制御するための制御手段とが更に備えられていることが好ましい。

尚以下では、本発明の説明に用いる用語に付き定義をおくものとする。

「偏差」とは、走行する紡績糸の太さむらに応じた検出値の標準偏差のほか、後記する平均偏差をも包含するものとする。
「撚り付与の異常」とは、異常糸のほか、異常糸に至らぬレベルの糸物性の異常、例えば毛羽過多状態等を指し示すものとする。

「ＣＶ％」とは、糸むら均斉度、即ち所定区間（試長Ｌ）内の紡績糸の太さむらの変動率を示すものである。
ＣＶ値の算出要領としては、先ず、検出された紡績糸の太さの平均値Ｖａを算出したのち、この平均値Ｖａを次式に当てはめて算出する手法がその一例として挙げられる。

なお、上式（１）において、Ｎ：サンプリング数、Ｖｘ：個々の糸の太さ、Ｖａ：データＮ個の糸の太さ平均値、Σ：Ｎ個のデータの総和である。
この式（１）で求められたＣＶ％は、後記図５に例示される様な、ヤーンクリアラの検出ヘッドから実際に検出された紡績糸の太さむらの監視波形と対応している。このＣＶ％を求めることにより、検出した所定区間（試長Ｌ）分の紡績糸の太さ検出値について、平均値に対する変動の大きさを知ることが可能である。

「ＳＤ」とは、走行する紡績糸の太さむらに応じた連続的な検出値の標準偏差の値を示すものである。
このＳＤは次式により算出され、これは上記ＣＶ％を算出する際平均値で除す前の値に相当する。

この式（２）で求められたＳＤは、紡績糸の太さむらの変化量（幅）即ち、後記図５に例示されるヤーンクリアラの検出ヘッドから実際に検出された紡績糸の太さむらの監視波形の変化幅に相当するものである。

本発明によれば、テンションセンサを別途用いなくとも、各紡績ユニットに備えられたヤーンクリアラにより糸物性の異常のうち、特に、異常糸をはじめとした紡績糸の撚り付与の異常等、紡績糸表層の異常を検出することが可能となり、各紡績ユニットの構成及び保守作業を簡素化出来ると共に、紡績機の製造コストを削減することが出来る。
又本発明によれば、走行する紡績糸の太さむらに応じた検出値の偏差の値を用いることにより、毛羽過多等紡績糸の種々の撚り付与の異常等の糸表層の異常をより精度良くかつ確実に検出出来、糸欠陥の検出性能の向上を図ることが出来る。
更に本発明によれば、各紡績ユニット毎で糸品質管理を行なうほか、後記の通り機台中央制御部により、各紡績ユニット毎に算出された偏差の値を集計した平均値から閾値を新たに決定し、これを各紡績ユニットに送信して閾値を更新する構成としたから、複数ユニットを備えた機台において糸表層の異常判定を行なうことが出来る。

発明を実施するための形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の適用対象の一例である紡績機の概要を示す図、図２は、本発明の紡績糸の監視方法及び監視装置が適用される各紡績ユニットの構成を示す概略図、図３は本発明の紡績糸監視装置の一構成例を示す図、図４は本発明の利点が読み取れることを表す概念図、図５は本発明の利点が読み取れることを表す別の概念図である。

図１に示すように、本発明の紡績糸監視装置１の一適用対象たる紡績機Ｕは、中央制御装置と多数の紡績ユニットｕ１、ｕ２・・・を並設してなっている。各紡績ユニットｕ１、ｕ２・・・には、図２に示すように、ドラフトパートＧ、空気紡績部材Ａ、糸送りローラＤ、ヤーンクリアラ１０、巻取ドラム及び巻取パッケージＰが上流側から下流側に一連に配設されている。
ここで、図２に示されたテンションセンサＱは、従来の紡績糸監視方法において使用されていたものであり、本発明の紡績糸監視方法を使用する場合には特に必要とされないものである。

上記のドラフトパートＧは、２つのバックローラＢ１，Ｂ２、エプロンベルトＥを装架したミドルローラＭ、フロントローラＦよりなっている。各ドラフトローラ対の内、ミドルローラ対Ｍ及びフロントローラ対Ｆはそのボトムローラを各紡績ユニット共通のラインシャフト上に設けて全紡績ユニット一斉に駆動されるが、図３に示す通りバックローラ対Ｂ１，Ｂ２はそのボトムローラが各紡績ユニット毎に駆動停止可能になっている。

上記の空気紡績部材Ａは、フロントローラ対Ｆの下流側に配置され、圧空噴射孔から圧縮空気を噴射し、旋回気流を発生するようになっている。これにより、ドラフトパートＧで引き伸ばされた繊維束Ｓから紡績糸Ｙを形成するようになっている。本例の紡績糸Ｙは、前記旋回気流の作用により巻取繊維が、らせん状に巻き付いた構造である。

また、空気紡績部材Ａは、フロントローラＦの下流側に配置され、部材内部に圧空噴射孔を開口して、該圧空噴射孔より圧縮空気を噴射する。これにより空気紡績部材Ａ内に旋回気流を発生させる。また、空気紡績部材Ａは、図示しないエア供給管、メカニカルバルブ等を介して圧縮空気を供給する圧力供給源に接続され、上記メカニカルバルブの操作により圧縮空気の供給を調整できるようになっている。尚、上記圧空噴射孔は糸走行方向、つまり下流側に向けて傾斜して設けてあり、空気紡績部材Ａの導入側付近で吸引気流を生じ易くなっている。

上記の糸送りローラＤには、当接自在にされたニップローラが配置されている。このニップローラは、図示しないスプリングにより図中の時計回り方向に付勢されており、糸送りローラＤに圧接されて紡績糸Ｙを送出可能としている。

上記のヤーンクリヤラ１０は、光電変換型のものであって紡績糸Ｙの太さ（断面変化）を測定し、検出ヘッド１０’からの出力信号を解析することで異常糸或いは弱糸に至る前のレベルである毛羽過多状態をはじめとする紡績糸の撚り付与の異常等の糸表層の異常を検出するものであり、検出ヘッド１０’から糸監視制御部２０（図３参照）にアナログ値の波形データを送信するようになっている。

上記の巻取ドラムＴは、トラバース装置ｔで紡績糸Ｙを綾振りしながら巻取パッケージＰに巻き取るようになっている。尚、巻取パッケージＰは、クレードルアームに回転自在に支持されており、巻取ドラムＴに圧接されて回転するようになっている。

次に、本発明の実施形態に係る紡績糸監視装置１の主要部を説明する。
図３に示すように、紡績糸監視装置１は、各紡績ユニットｕ１、ｕ２・・・毎に構成される、投光部１２と受光部１３からなる検出ヘッド１０’と、投光部１２を駆動するための駆動回路１１と、検出ヘッド１０’からの出力信号を増幅するための増幅部１４と、増幅部１４から入力される信号を処理するローパスフィルタ１５と、ローパスフィルタ１５から入力される信号を処理するサンプリング・ホールド回路１６と、そしてサンプリング・ホールド回路１６からの信号が入力され各紡績ユニットｕ１、ｕ２・・・をローカル制御する糸監視制御部２０と、並びに、複数の糸監視制御部２０と通信回線４０を介して接続され夫々の糸監視制御部２０と信号の交換を行なう機台中央制御部５０とからなっている。各紡績ユニット毎のローカル制御用の複数の糸監視制御部２０はスレーブ側、そして機台中央制御部５０はマスター側にあたる。各糸監視制御部２０で算出された標準偏差ＳＤの算出値は、機台中央制御部５０で集計される。機台中央制御部５０は、各糸監視制御部２０で算出された標準偏差ＳＤの平均値を求め、これを基に所定の閾値を決定して各糸監視制御部２０に送信する。各糸監視制御部２０は、この閾値に基づき、各紡績ユニットｕ１、ｕ２・・・毎のローカル制御を行う。

ローカル制御される各紡績ユニットｕ１、ｕ２・・・のヤーンクリアラ１０は、投光部１２と受光部１３からなる検出ヘッド１０’と、この検出ヘッド１０’に接続された糸監視制御部２０とからなっている。受光部１３からの信号は、増幅部１４、ローパスフィルタ１５、サンプリング・ホールド回路１６を介して糸監視制御部２０に入力される。投光部１２は駆動回路１１で駆動される。又糸監視制御部２０は、ユニットコントローラ３０に接続されているほか、通信回線４０を介して機台中央制御部５０に接続されている。

糸監視制御部２０は、例えばメモリが備えられたマイクロコンピュータから構成され、Ａ／Ｄ変換部２１と、標準偏差算出部２２と、比較部２３とを有しており、受光部１３から出力されるアナログ値の波形データをデジタル処理して、ヤーンクリアラ１０を通過して走行する紡績糸Ｙの異常糸或いは異常糸に至る前のレベルである毛羽過多状態をはじめとする紡績糸の撚り付与の異常等の糸表層の異常の判定を行うようになっている。又糸監視制御部２０は、上記評価結果等に応じて糸監視制御部２０内のアラーム出力部２５、或いはユニットコントローラ３０内のドラフトローラ制御部３１やカッタ制御部３２に所定の制御信号を送出して、アラーム作動、糸送り停止或いは糸切断等の処理を実行するようになっている。

上記の比較部２３は、メモリたる閾値記憶部２４を有している。閾値記憶部２４には、異常糸或いは異常糸に至る前のレベルである毛羽過多状態をはじめとする紡績糸の撚り付与の異常等の糸表層の異常の判定レベル（判断基準）となる閾値が格納されている。

上記の糸監視制御部２０では、検出ヘッド１０’から検出されたアナログ値の波形データを取り込んでＡ／Ｄ変換部２１を介してデジタル信号に変換し、そのデジタル信号から糸表層の異常（糸欠点）判定に供する標準偏差を算出するようになっている（標準偏差算出部２２）。次に、比較部２３において、上記標準偏差算出部２２で算出された標準偏差の値と閾値とを比較して、算出された標準偏差の値が閾値を越えているか否かを判断するようになっている。

以上のように、ローカル制御される各紡績ユニットでは、閾値記憶部２４に記憶された閾値と、検出ヘッド１０’からの出力信号たる波形データから算出した標準偏差の値とを比較して、算出された標準偏差の値が閾値を越える場合には、アラーム出力部２５やユニットコントローラ３０に所定の制御信号（糸欠点信号）を送信するようになっている。アラーム出力部２５やユニットコントローラ３０は、その糸欠点信号を受信すると、その糸欠点信号に応じた所定の処理（アラーム、糸送り停止、糸切断等）を各紡績ユニットに行わせるようになっている。

また、各糸監視制御部２０は、機台中央制御部５０に通信ライン４０を介して接続されている。機台中央制御部５０は、Ｉ／Ｏ部５１、平均値算出部５２、閾値算出部５３、（許容値）入力部５４を有しており、各糸監視制御部２０から適宜送出される標準偏差の算出値をＩ／Ｏ部５１から取り込んで集計する。平均値算出部５２では、集計された値を基にして平均値を求める処理が行なわれる。平均値算出部５２は、閾値算出部５３に接続されている。閾値算出部５３では、平均値算出部５２で算出された平均値を基に閾値を決定する。閾値の決定に当たっては、（許容値）入力部５４からの入力も参考にされる。
この様にして決定された閾値は、Ｉ／Ｏ部５１から各糸監視制御部２０に向けて送出される。各糸監視制御部２０では、送出されてきた閾値を閾値記憶部２４に格納するようになっており、閾値を更新して引き続き各紡績ユニットの糸監視制御を行う。

上記の構成において、本例の各紡績ユニットｕ１、ｕ２・・・及び紡績糸監視装置１の動作を図面に基づいて説明する。図２に示すように、スライバＳ（繊維束）は、ケースからドラフトパートＧの各ローラＢ１，Ｂ２、Ｍ、Ｆでそれぞれ圧接されながら順次ドラフトされる。そして、スライバＳは、空気紡績部材Ａの圧空噴射孔からの旋回気流により紡績される。

スライバＳは、ドラフトパートＧ及び空気紡績部材Ａにより紡績糸にされ、糸送りローラＤ及びニップローラにより下流側に引き出される。その後、紡績糸Ｙは、ヤーンクリアラ１０を通過して、トラバースされながら巻取パッケージＰに巻取られる。

以上の巻取処理中、各紡績ユニットｕ１、ｕ２・・・のヤーンクリアラ１０は、常時、紡績糸Ｙの状態を測定し、糸監視制御部２０に走行する紡績糸の太さむらに応じた連続的な検出値（アナログ値）の波形データを送信する。図３に示すように、糸監視制御部２０は、検出ヘッド１０’から上記の波形データを受信すると、デジタル処理して、走行する紡績糸Ｙの糸表層の異常判定を行なう。糸監視制御部２０は、閾値記憶部２４に格納されている閾値を利用して異常糸或いは異常糸に至る前のレベルである毛羽過多状態をはじめとする紡績糸の撚り付与の異常等の糸表層の異常の判定を行なう。
次に、糸監視制御部２０において糸表層の異常判定を行なうための演算処理につきより詳細に説明する。

以下では、糸監視制御部２０における演算内容を図３に基づき説明する。
はじめに、本例では、図３に示す標準偏差算出部２２は、不図示の平均手段と加算手段から構成されている。平均手段は、後記の通り、ヤーンクリアラ１０の検出ヘッド１０’から出力される紡績糸の太さむらに応じた連続的な検出信号（糸径）Ｖｘを移動加算し、これを平均して糸径の加算値Ａ１、平均値Ｖａを算出する。加算手段は、検出ヘッド１０’から出力される紡績糸の太さむらに応じた連続的な検出信号Ｖｘとこの糸径の平均値Ｖａとの差の２乗を移動加算して偏差加算値Ａ２を算出する。標準偏差算出部２２では、この偏差加算値Ａ２を（Ｎ−１）（Ｎ：サンプリング数）で割り、その値の平方根を求めることにより糸径の標準偏差ＳＤを算出する。

ところで、標準偏差算出部２２により算出された標準偏差ＳＤの値は、特定の単位を持たないものであり、その値は、検出ヘッド１０’に接続されたＡ／Ｄ変換部２１の性能に依存するものである。従って本発明においては、標準偏差ＳＤの値を、ヤーンクリアラ１０の検出ヘッド１０’から出力される、走行する紡績糸の太さむらに応じた連続的な検出値の傾向を把握する目的で利用することに注意されたい。

比較部２３は、標準偏差算出部２２で算出された標準偏差ＳＤの値を、機台中央制御部５０から入力され適宜更新される閾値と比較判断し、異常糸或いは異常糸に至る前のレベルである毛羽過多状態をはじめとする紡績糸の撚り付与の異常等の糸表層の異常の判定を行なう。機台中央制御部５０に関する説明は上記した通りである。又閾値は閾値記憶部２４に格納されている。
比較の結果、算出された標準偏差の値が閾値を越える場合には、上記の通りアラーム出力部２５やユニットコントローラ３０に所定の制御信号（糸欠点信号）を送信し、各紡績ユニットにアラーム、糸送り停止、糸切断等所定の処理を行わせる。
本例では、所定区間毎に上記比較処理が行なわれ、閾値を外れた回数が連続して所定回数以上に達したときアラーム出力部２５やユニットコントローラ３０に適宜制御信号を送信して、糸送り停止やアラーム等所定の処置を各紡績ユニットに行わせるようになっている。

又糸監視制御部２０は、特に図示されないがヤーンクリアラ１０の検出ヘッド１０’からの出力信号を基に糸切れ又は糸無し検出をなし得る様構成されており、糸切れ又は糸無しを検出した際も上記と同様、アラーム出力部２５やユニットコントローラ３０に適宜制御信号を送信して、糸送り停止やアラーム等所定の処置を各紡績ユニットに行わせるようになっている。

尚一般的には、各紡績ユニットにおいて糸表層の異常が判定されると、まずユニットコントローラ３０のカッタ制御部３２及びこれに接続されたカッタＣにより紡績糸の切断処理が行なわれる。そうすると、上記した通り糸監視制御部２０において糸無しとの判定がなされ、ユニットコントローラ３０のドラフトローラ制御部３１及びこれに接続されたモータＩによりバックローラＢ１，Ｂ２の駆動停止処理が行なわれる。バックローラＢ１，Ｂ２の駆動が停止すると、スライバＳはバックローラＢ２とミドルローラＭとの間で引きちぎられ、それによって紡績ユニットにおける紡績がストップする。

アラーム、糸送り停止、糸切断等が行なわれ、紡績ユニットにおける紡績がストップすると、オペレータ或いは不図示の糸継ぎ装置等によって糸表層の異常箇所の除去その他の所定の処置が行なわれる。そののち、各紡績ユニットには復帰処理が行なわれて紡績が再開される。

ここで、標準偏差算出部２２における標準偏差ＳＤの算出処理につき、図３に基づきより詳しく説明する。図３は、ヤーンクリアラ１０の検出ヘッド１０’からの出力信号である、本発明の紡績糸監視装置による太さむら監視の信号の処理を示す図である。
はじめに、紡績糸の所定区間（試長Ｌ）内において適宜のサンプリング間隔で紡績糸の太さ（糸径）Ｖｘをサンプリングし、これらを順次加算（移動加算）すると移動加算値Ａ１が得られる。ここで移動加算値Ａ１をサンプリング数Ｎで割ると平均値Ｖａが算出される。尚標準偏差を算出する際の紡績糸の所定区間（試長Ｌ）は、本例では数ｍ〜数十ｍとした。或いは、標準偏差の算出は、所定時間間隔で行なう。
次に、糸径Ｖｘと糸径の平均値Ｖａとの差の２乗した値を上記サンプリングに対応させたかたちで順次加算（移動加算）すると偏差加算値Ａ２が算出される。
サンプリング数Ｎとした場合、この偏差加算値Ａ２を（Ｎ−１）で割ったものの平方根が糸径の標準偏差ＳＤに相当する。尚、前記適宜のサンプリング間隔とは、本発明のような、毛羽の変化に伴う見かけ上の太さ変化を測定するために、糸監視制御部２０により、ヤーンクリアラ１０の検出ヘッド１０’の糸走行方向の長さより短い間隔となるよう設定されたものである。

このように、糸監視制御部２０の標準偏差算出部２２では、例えば上記手順により糸径の標準偏差ＳＤが算出される。
尚、この標準偏差ＳＤを糸径の平均値Ｖａで割って１００倍することにより糸むら均斉度ＣＶ％が算出される［式（１）参照］が、本例ではこの値は利用されない。

以上説明した通り、本発明の紡績糸監視装置によれば、ヤーンクリアラの検出ヘッドからの信号をデジタル処理して算出した偏差の指標を利用して走行中の紡績糸の糸物性を監視して糸表層の異常判定を行なうため、正確で精度の高い糸むらの検出が可能となり、巻取パッケージＰにおける不良糸の発生を最小限に抑えることができる。

以下では、本発明の一実施例として、本発明の紡績糸監視装置１を適用した紡績機Ｕを用いて模擬的に毛羽の多い糸を紡糸し、その時実際にＣＶ％、ＳＤ及び紡績糸の太さの平均値即ち紡績糸の見かけ太さに応じた検出ヘッド１０’からの出力電圧（φ電圧）の測定を行ない、得られた各データの相関につき検証した結果について説明する。尚紡績糸監視装置１の構成は上記実施形態において詳細に説明した通りである。

尚検証は、例えば特開２００３−１９３３３８号に示すような空気紡績部材Ａにおいて一定の糸通路孔径の中空ガイド軸体を用いエアー圧力を適宜変化させ毛羽の多い糸を３種紡糸し、それぞれの糸のＣＶ％、ＳＤ及び紡績糸の太さの平均値に応じたφ電圧をヤーンクリアラ１０を用いて測定することにより行なった。又比較のため、その様な紡績糸を従来知られた静電容量型のヤーンクリアラを用いて同時に測定した。さらに、単糸強力についても併せて測定を行なった。尚、毛羽の多さ（Ｈａｉｒｎｅｓｓ Ｉｎｄｅｘ，ＨＩ）は、公知の毛羽数測定器で測定した。

図４に、本発明の紡績糸監視装置１のヤーンクリアラ１０によるＣＶ%、ＳＤ、紡績糸の太さの平均値に応じたφ電圧その他の測定結果を示す。図中のグラフｇ１は単糸強力、ｇ２は標準偏差ＳＤ、ｇ３は紡績糸の太さの平均値に応じたφ電圧及びｇ４はＣＶ％の測定結果を、そしてｇ５は、比較のため、従来知られた静電容量型クリアラで測定した場合のＣＶ％の測定結果を示している。
図４に示す通り、エアー圧を下げると、紡績糸の撚りが甘くなると共に毛羽数が増大し単糸強力が低下する一方、ＳＤ、φ電圧、及びＣＶ％についてはいずれも、値が大きくなっている。

ところで、ＨＩ増加に伴いＣＶ％、ＳＤいずれも増加するがＣＶ％は変化が小さい。つまり、ＨＩの変化はＣＶ％よりＳＤの方が変化が顕著なものとなっている。これは、紡績糸の太さの平均値に応じたφ電圧の値も同時に増加しているためである［式（１）参照］。

なお、従来知られた静電容量型クリアラで測定した場合のＣＶ％はＨＩとは関係なく一定である。これにより、繊維量に変化が無いことが読み取れるほか、静電容量型クリアラでは異常糸或いは異常糸に至る前のレベルである毛羽過多状態の様な紡績糸の撚り付与の異常を検出することが出来ないことも読み取れる。

かくして、上記実験により、ＣＶ％の指標を用いた従来手法では変化が少ないため検出することが困難であった、異常糸になる前のレベルである紡績糸の毛羽過多状態を、標準偏差ＳＤの指標を用いた本発明の紡績糸の監視方法及び紡績機によって確実に検出し得ることが明らかとなった。

更に上記の傾向を、図５に示される、ヤーンクリアラ１０の検出ヘッド１０’からの出力信号である、本発明の紡績糸監視装置による太さむら監視の波形に基づき説明する。図５は、異常糸発生に至るまでの、本発明の紡績糸監視装置による太さむら監視の波形を示すものである。

図５に示される波形は、同図の左方から順に時間を追う毎に糸強力が低下し、遂には異常糸になってしまっている部分が出現する様な紡績糸を、本発明の紡績糸監視装置１のヤーンクリアラ１０を通過させた際に検出ヘッド１０’から出力される信号の波形（糸むら監視波形）である。ここで図５には、光電変換型のヤーンクリアラ１０の検出ヘッド１０’から出力される実波形のほか、これを基に別途算出された糸太さの平均値のグラフが参考として表されている。

図５の、紡績糸の太さむら監視波形からわかる様に、同図の左方から順に、異常糸の直前の兆候となる毛羽の増大が現れ始め、標準偏差に相当する検出ヘッド１０’からの出力波形の振れ幅（太さむらの幅）と共に糸太さの平均化された値が徐々に増大している。これは、図５において、異常糸に近づくにつれて標準偏差に相当する太さむらの幅がＡ＜Ｂ＜Ｃと増大しつつ、平均化された値もｌａ＜ｌｂ＜ｌｃと増大していることからも明らかである。
ここから、増大傾向の標準偏差ＳＤを、同様に増大傾向にある平均値で除算しＣＶ％で表すと、値の変化が相殺されてしまうことが読み取れる［式（１）参照］。従って、平均値で除算することなく、偏差の増大だけを見れば、糸物性の変化の異常をより精度良く検出出来、糸欠陥の検出性能の向上を図ることが出来ることが明らかである。

この様に、異常糸、毛羽過多糸の検出はＣＶ％よりＳＤ値の方が有利であることが明らかである。

尚本発明は、上記各例記載の構成に限定されず、種々の設計変更その他の変形が可能である。
はじめに、上記各例では、平均値に対する変動の大きさを示す糸むら均斉度をＣＶ％、またこれを求める際に用いる偏差を標準偏差ＳＤとしたが、これに限定されず、均斉度を平均偏差率Ｕ％、またこれを求める際に用いる偏差を平均偏差としても良い。特許文献２に示される通り、糸むら均斉度Ｕ％は、糸径の平均偏差を糸径の平均値に対する百分率で表したものである。

又上記各例では、空気紡績機に本発明を適用した場合を説明したが、その他の紡績機（リング紡績機等）、精紡機、合糸機、自動ワインダーその他の繊維機械にも適用可能である。

さらに、機台中央制御部で各紡績ユニットで算出された標準偏差の値の平均を求めるところ、この平均とは２つの紡績ユニットの夫々で算出された標準偏差の平均という意味から紡績機Ｕの全紡績ユニットｕ１、ｕ２・・・の夫々で算出された標準偏差の平均という意味のいずれに解釈しても構わない。その他、平均という意味には、厳密な平均値を算出するという意味のほか、各紡績ユニット間の凡その傾向を求めると言う広い意味も含むものとして良い。

このように、本発明にあっては、光電変換型ヤーンクリアラの検出ヘッドの出力信号から、走行する紡績糸の太さむらに応じた連続的な検出値の偏差の値を算出し、この算出値に基づいて糸表層の異常を判定する様構成したから、糸品質の瞬間的な異常も検出出来、品質管理のバリエーションが拡大し、欠陥糸の検出の漏れを無くすことが出来る。
又本発明にあっては、光電変換型ヤーンクリアラを構成する検出ヘッドと糸監視制御部とで各紡績ユニットをローカル制御して各紡績ユニット毎の糸品質管理を行なうほか、機台中央制御部により、各紡績ユニット毎に算出された偏差の値を集計した平均値から閾値を新たに決定し、これを各紡績ユニットに送信して閾値を更新する構成としたから、このような複数のユニットを備えるものにおいて紡績糸の糸表層の異常判定を行なうことが出来る。

以上に詳述した通り、本発明は、簡素な構成でありながら精度良く紡績糸の糸表層の異常判定を行なうことが出来る構成を提供する、新規かつ極めて有用なる発明であることが明らかである。

本発明の適用対象の一例である紡績機の概要を示す図である。 本発明の紡績糸の監視方法及び監視装置が適用される各紡績ユニットの構成を示す概略図である。 本発明の紡績糸監視装置の一構成例を示す図である。 本願明の利点が読み取れることを表す概念図である。 本願明の利点が読み取れることを表す別の概念図である。

符号の説明

ｕ１ 第１番目の紡績ユニット
ｕ２ 第２番目の紡績ユニット
ｔ トラバース装置
Ａ 空気紡績部材
Ｂ バックローラ
Ｃ カッタ
Ｄ 糸送りローラ
Ｅ エプロン
Ｆ フロントローラ
Ｇ ドラフトパート
Ｈ 紡績部
Ｉ モータ
Ｍ ミドルローラ
Ｐ パッケージ
Ｑ テンションセンサ
Ｒ１ ローラ
Ｒ２ ローラ
Ｓ スライバ
Ｔ ドラム
Ｕ 紡績機
Ｙ 紡績糸
１ 紡績糸監視装置
１０ ヤーンクリアラ
１０’ 検出ヘッド
１１ 駆動回路
１２ 投光部
１３ 受光部
１４ 増幅部
１５ ローパスフィルタ
１６ サンプリング・ホールド部
２０ 糸監視制御部
２１ Ａ／Ｄ変換部
２２ 標準偏差算出部
２３ 比較部
２４ 閾値記憶部
２５ アラーム出力部
３０ ユニットコントローラ
３１ ドラフトローラ制御部
３２ カッタ制御部
４０ 通信回線
５０ 機台中央制御部
５１ Ｉ／Ｏ部
５２ 平均値算出部
５３ 閾値算出部
５４ 入力部

Claims (6)

1. 走行する紡績糸の太さむらに応じた検出信号に基づいて糸物性の異常を判定する紡績糸の監視方法であって、
   前記太さむらに応じた検出信号の偏差を算出するとともに、当該算出結果の値に基づいて、紡績糸表層の異常を判定することを特徴とする紡績糸の監視方法。
2. 複数の糸処理ユニットを設け、各糸処理ユニット毎に糸監視を行う紡績糸の監視方法であって、
   前記各糸処理ユニット毎に算出された偏差の算出値を複数ユニット分集計し、その集計した値の平均値を求めたのち、前記平均値の算出結果に基づき所定の閾値を決定して前記各糸処理ユニットに送信すると共に、
   前記各糸処理ユニットにおいて、夫々算出された偏差の値が前記閾値を超えると、前記紡績糸表層の異常判定として、撚り付与の異常判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の紡績糸の監視方法。
3. 走行する紡績糸の太さを検出する検出ヘッドと、前記検出ヘッドからの太さに応じた検出信号を電気信号として入力し、該電気信号を解析する糸監視制御手段とを有する紡績糸監視装置を備えた繊維機械であって、
   前記紡績糸監視装置が、
   前記電気信号を連続的に取り込んで、走行する紡績糸の太さむらに応じた検出信号の偏差を算出する偏差算出部と、
   所定の閾値を記憶させる記憶部と、
   前記算出された偏差の値と前記記憶部に記憶された閾値を比較する比較部と、を備えたことを特徴とする繊維機械。
4. 複数の糸処理ユニットからなり、前記各糸処理ユニット毎に前記紡績糸監視装置が備えられていると共に、
   複数の前記紡績糸監視装置における偏差の算出値を集計し、その集計した値の平均値を求めると共に、前記平均値の算出結果に基づき決定される所定の閾値を前記複数の紡績糸監視装置に夫々送信する閾値決定手段が更に備えられていることを特徴とする請求項４に記載の繊維機械。
5. 前記検出ヘッドは、紡績糸に向かって光を照射する投光手段と、前記紡績糸に照射された前記光を受光する受光手段とからなることを特徴とする請求項４又は５に記載の繊維機械。
6. 前記各糸処理ユニットには、夫々の前記紡績糸監視装置の判定結果に基づいて、紡出される糸を切断処理するカッタ手段と、前記カッタ手段を糸処理ユニット毎に制御するための制御手段とが更に備えられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の繊維機械。

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