JP6825461B2 - 粗紡機の管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、粗紡機の管理装置に関する。

紡績工程の中で、精紡機での異常な番手の糸の生産を防止するために、粗紡機で生産された粗糸の段階で粗糸パッケージの重量を確認している場合がある。その手段として、粗紡機において、ケンス交換後の初めに生産される粗糸パッケージを１本ずつ重量を測定し、重量異常のあった規格外の粗糸パッケージは取り除く等して、精紡機に供給されることを防止している。

特開２０１５−１５８０２９号公報

ところで、特許文献１では、粗糸パッケージの重量を測定し、測定された重量が規格外であった場合（重量異常が生じた場合）は、その規格外の粗糸パッケージを取り除いているだけである。

本発明の目的は、粗糸パッケージの重量異常が生じた場合の重量異常の原因に応じた適切な対処方法をユーザに提案できる粗紡機の管理装置を提供することにある。

上記問題点を解決するための粗紡機の管理装置は、粗紡機で生産された粗糸がボビンに巻かれて粗糸パッケージが生産され、該粗糸パッケージが精紡機に供給される前に、前記粗紡機から玉揚げされた粗糸パッケージの重量を、複数の粗糸パッケージを有するグループ毎に計測する重量計測装置と、前記重量計測装置で計測された重量を統計処理して前記グループにおける前記粗糸パッケージの重量平均値及び重量偏差を算出する統計処理装置と、算出された前記重量平均値の偏りが異常である場合には、前記重量平均値の偏りを正常にするための対処方法を推定し、前記重量偏差が異常である場合には、前記重量偏差を正常にするための対処方法を推定する推定装置と、を有することを要旨とする。

これによれば、統計処理装置によって算出された重量平均値及び重量偏差を用いて、推定装置は、重量平均値及び重量偏差の異常の有無から推測される重量異常の原因に応じた適切な対処方法を推定する。したがって、粗糸パッケージの重量を計測し、重量異常の粗糸パッケージを排除するだけに留まらず、計測された重量データを利用して重量異常を正常にするための適切な対処方法をユーザに提供できる。

また、粗紡機の管理装置について、前記グループは、１つの前記粗紡機から玉揚げされた全ての前記粗糸パッケージで構成される。
これによれば、粗紡機単位での対処方法をユーザに提供できる。

また、粗紡機の管理装置について、前記重量偏差が異常である場合に前記推定装置が推定する対処方法は、前記粗紡機の糸道部品の保全を促すことである。
これによれば、重量偏差が異常となる場合は、１つのグループにおいて、１つ１つの粗糸パッケージの重量にばらつきがあることであり、重量の大きい粗糸パッケージや、重量の小さい粗糸パッケージが混在する状態である。粗糸パッケージの重量は、粗糸の原料であるスライバの重量である。よって、重量偏差が異常である場合は、スライバの重量がばらついていることが主な原因となる。したがって、対処方法としては、スライバの重量のばらつきを抑えるために、スライバを製造する糸道部品の保全をユーザに促す対処方法とするのが好ましい。

また、粗紡機の管理装置について、前記重量平均値の偏りが異常である場合に前記推定装置が推定する対処方法は、練条機の設定を確認させることである。
これによれば、重量平均値の偏りが異常となることは、１つのグループにおいて、１つ１つの粗糸パッケージの間での重量ばらつきは小さいが、粗糸パッケージの重量それぞれが基準とする重量から大きくずれていることである。粗糸パッケージの重量が基準からずれる原因としては、スライバの重量が一律に重かったり軽かったりすることが主な原因である。よって、重量平均値の偏りが異常である場合の対処方法としては、スライバの重量を調整するために練条機の設定の再考をユーザに促す。

また、粗紡機の管理装置について、前記重量偏差を表す指標は、予め設定された前記粗糸パッケージの重量幅と、計測された重量のばらつき幅との比を示す指数であるのが好ましい。

これによれば、重量偏差の異常を客観的に判定できる。
また、粗紡機の管理装置について、前記重量平均値の偏りを表す指標は、予め設定された前記粗糸パッケージの重量幅の中心値に対する重量平均値の偏りを示す指数であるのが好ましい。

これによれば、重量平均値の偏りの異常を客観的に判定できる。

本発明によれば、粗糸パッケージの重量異常が生じた場合の重量異常の原因に応じた適切な対処方法をユーザに提案できる。

粗紡機の管理装置を模式的に示す図。 キャリッジに吊り下げられた粗糸パッケージを示す側面図。 重量データを模式的に示す図。 （ａ）は重量偏差を示すグラフ、（ｂ）は重量平均値の偏りを示すグラフ。 処置警告と各指数との関係を示す表。 （ａ）は処置警告１を模式的に示す図、（ｂ）は処置警告２を模式的に示す図。

以下、粗紡機の管理装置を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
まず、紡績糸の製造工程について説明する。前紡工程では、コーマにより、シート状のラップがコーミングされてフリースが製造され、フリースは練条機で集束されてスライバとなり、スライバはコイラ装置でケンスに収容される。次に、粗紡工程では、ケンスから供給されたスライバを粗紡機のドラフト装置で引き伸ばすとともに拠りをかけ、粗糸をボビンに巻き取って粗糸パッケージとする。最後に、精紡工程において、粗糸パッケージから供給された粗糸を精紡機でさらに引き伸ばし、所定の太さに細くし、撚りをかけて紡績糸とする。

次に、粗紡工程において粗糸パッケージの重量を管理する粗紡機の管理装置を説明する。
図１に示すように、粗紡機の管理装置は、２つの粗紡機１１を備える。粗紡機１１はスライバを粗糸に加工する錘を多数備える。各粗紡機１１では、各錘で粗糸が生産され、生産された粗糸は、ボビンに巻かれて粗糸パッケージとなる。各粗紡機１１からは複数の粗糸パッケージが生産される。各粗紡機１１は、各種情報を表示させる表示器１１ａを備える。

粗紡機の管理装置は、粗糸パッケージ１２の搬送装置１６を備える。搬送装置１６は、搬送レール１３を備える。搬送レール１３は、１つの粗紡機１１から延びる第１分岐レール１３ａと、別の粗紡機１１から延びる第２分岐レール１３ｂと、第１分岐レール１３ａと第２分岐レール１３ｂとが合流する共通レール１４と、を備える。搬送装置１６は、搬送用制御部１７を備える。搬送用制御部１７には、粗紡機１１の番号といった各粗紡機１１に関する情報、及び、いつ、どの粗紡機１１で生産された粗糸パッケージを搬送するキャリッジ１５かといった、キャリッジ１５に関する情報が格納されている。

図２に示すように、搬送レール１３にはキャリッジ１５が走行可能に支持されている。キャリッジ１５には、各粗紡機１１の全ての錘で生産された粗糸パッケージ１２の全てが吊下げられる。なお、キャリッジ１５には、粗紡機１１の錘に対応した粗糸パッケージ１２の取付位置がある。このため、キャリッジ１５における粗糸パッケージ１２の取付位置を確認することで、どの錘で生産された粗糸パッケージ１２かを把握できるようになっている。粗紡機１１で生産された粗糸パッケージ１２は、搬送レール１３を走行するキャリッジ１５によって搬送される。

図１に示すように、粗紡機の管理装置は、キャリッジ１５に吊下げられた粗糸パッケージ１２の重量を１つずつ計測する重量計測装置２０を備える。重量計測装置２０は、共通レール１４に隣接して設置されている。計測された粗糸パッケージ１２の重量データは、粗糸パッケージ１２の製造された錘と対応付けて、重量計測装置２０に記憶される。

粗紡機の管理装置は、共通レール１４におけるキャリッジ１５の搬送方向において、重量計測装置２０より下流側に設置された第１位置センサ２１ａと、この第１位置センサ２１ａよりも下流側に設置された第２位置センサ２１ｂと、を備える。第１位置センサ２１ａと第２位置センサ２１ｂは、キャリッジ１５の長手方向への長さより若干短い距離離れて設置されている。そして、第１位置センサ２１ａと第２位置センサ２１ｂによりキャリッジ１５の両端部が同時に検知されると、キャリッジ１５の長手方向一端と他端が検知されたことになり、キャリッジ１５が重量計測装置２０を通過したことが判定され、キャリッジ１５に吊下げられた粗糸パッケージ１２の重量計測が全て終了したことが判定される。

重量計測装置２０には入力装置２０ａが信号接続されている。重量計測装置２０には、入力装置２０ａによって、基準となる粗糸パッケージ１２の重量（重量基準値）、粗糸パッケージ１２の重量上限値Ｔｕ及び重量下限値Ｔｄが入力される。粗糸パッケージ１２の重量基準値、重量上限値Ｔｕ、及び重量下限値Ｔｄは、粗紡機１１のユーザによって任意に設定される。また、粗糸パッケージ１２の重量基準値は、所望する中央値（設計値）の重量に製造公差を含めた値となる。重量計測装置２０は、計測された粗糸パッケージ１２の重量データから、キャリッジ１５毎の重量平均値μ及び重量偏差σを算出し、記憶する。なお、重量異常のあった粗糸パッケージ１２は、キャリッジ１５から取り外され、排除される。

粗紡機の管理装置は、重量計測装置２０と信号接続された統計処理装置としての演算装置３１を備える。演算装置３１には、各種情報が重量計測装置２０から入力される。図３に示すように、入力される情報としては、キャリッジ１５に関する情報と、１つのキャリッジ１５における全ての粗糸パッケージ１２の重量データ（図示せず）と、重量計測装置２０で算出された重量平均値μ及び重量偏差σとが入力される。また、図示はしないが、演算装置３１には、入力装置２０ａによって入力された重量上限値Ｔｕ及び重量下限値Ｔｄとが入力される。なお、キャリッジ１５に関する情報は、重量計測装置２０が搬送用制御部１７から取得している。また、重量計測装置２０は、入力装置２０ａから入力された重量基準値と、計測された粗糸パッケージ１２の重量とを比較し、重量基準値から外れた粗糸パッケージ１２について、生産されたキャリッジ１５及び錘の位置を記憶する。そして、演算装置３１には、重量異常のあった錘の番号も入力される。

演算装置３１は、取得した情報のうち、重量平均値μ、重量偏差σ、重量上限値Ｔｕ、及び重量下限値Ｔｄを用いて第１の指数及び第２の指数を算出する。第１の指数は、工程能力指数Ｃｐを算出する数１を用いて算出される。なお、数１におけるＵＴＬには重量上限値Ｔｕが代入され、ＬＴＬには重量下限値Ｔｄが代入される。

また、第２の指数は、工程能力指数Ｃｐｋを算出する数２を用いて算出される。

なお、数２におけるＵＴＬには重量上限値Ｔｕが代入され、ＬＴＬには重量下限値Ｔｄが代入される。また、数２において、Ｔは、重量上限値Ｔｕと重量下限値Ｔｄの中心値であり、以下の式、
（Ｔｕ−Ｔｄ）／２
で算出される。

第１の指数は、粗糸パッケージ１２における重量上限値Ｔｕと重量下限値Ｔｄの差である重量幅と、実際に計測された粗糸パッケージ１２の重量のばらつき幅との比を表したものとなり、重量偏差σを表す指標の一つとなる。また、第２の指数は、予め設定された重量上限値Ｔｕと重量下限値Ｔｄの中心値に対する、実際の重量平均値の偏りを表したものであり、重量平均値μの偏りを表す指標の一つとなる。

演算装置３１は、第１の指数及び第２の指数を算出すると、記憶装置３１ａに保存する。演算装置３１は、各粗紡機１１と信号接続されている。演算装置３１は、各粗紡機１１から、粗糸の原材料、ボビンに巻かれた粗糸の長さ、スライバの単位長さ当たりの重量（ゲレン）及びフライヤ回転数等の各種情報を取得し、記憶装置３１ａに保存する。

図４（ａ）の２点鎖線に示すように、１つのキャリッジ１５に複数ある粗糸パッケージ１２には理想の重量分布がある。しかし、重量偏差σが大きくなると、図４（ａ）の実線に示すようになる。そして、重量偏差σが大きくなると、第１の指数（工程能力指数Ｃｐ）が１．０より小さくなる。第１の指数が１．０より小さい場合は、１つのキャリッジ１５に複数ある粗糸パッケージ１２の間で粗糸パッケージ１２の重量にばらつきがあることであり、重量の大きい粗糸パッケージ１２や、重量の小さい粗糸パッケージ１２が１つのキャリッジ１５の中に混在する状態である。本実施形態では、第１の指数が１．０より小さい場合に、演算装置３１は重量偏差σが異常であると判定する。

また、図４（ｂ）の２点鎖線に示すように、理想の重量分布に対し、重量平均値μの偏りが大きくなると、重量分布は、例えば実線に示すようになり、第２の指数が１．０より小さくなる。第２の指数が１．０より小さい場合は、粗糸パッケージ１２の重量平均値μが中央値から大きくずれていることである。具体的には、粗糸パッケージ１２同士の間での重量ばらつきは小さいが、粗糸パッケージ１２の重量それぞれが中央値から大きくずれていることである。本実施形態では、第２の指数が１．０より小さい場合に、重量平均値μの偏りが異常であると判定する。

そして、重量偏差σが異常（１．０＞第１の指数）と判定された場合、演算装置３１は、処置警告１に関する信号を粗紡機１１に出力する。処置警告は、粗糸パッケージ１２の重量異常を修正し、正常にするための対処方法が含まれる。処置警告は、複数種類あり、第１の指数及び第２の指数に対応付けて予め記憶装置３１ａに保存されている。

演算装置３１は、重量偏差σが異常（１．０＞第１の指数）と判定された場合、この判定に対応付けられた処置警告１を選択し、処置警告１に関する信号を、判定された粗糸パッケージ１２を生産した粗紡機１１に出力する。すると、粗紡機１１は、処置警告１を表示器１１ａに表示させる。したがって、本実施形態では、演算装置３１が重量偏差σを正常にするための対処方法を推定する推定装置を構成する。

重量偏差σが異常な（１．０＞第１の指数）場合は、スライバ重量のばらつきや、粗糸の生産過程において、粗糸をボビンに巻く途中で粗糸が切断される胴切れや、ボビンに巻かれる前に切断される糸切れが多発していることが挙げられる。例えば、粗紡機の複数のドラフト装置において、特定の錘におけるドラフトローラの一部が摩耗している場合には、スライバの引き伸ばし量が他の錘と異なり、スライバの重量が変動して、粗糸パッケージ１２の重量のばらつきに繋がる。

また、胴切れや糸切れが発生すると、粗紡機が停止し、糸を繋いで粗紡機が再起動される。複数ある錘の中で胴切れや糸切れが多発した錘については、ボビンに巻かれる粗糸量が他の錘と比べて変動してしまい、結果として粗糸パッケージ１２の重量のばらつきに繋がる。

これらを解消するためには、スライバ重量のばらつきや、胴切れ、糸切れの多発を抑制する必要がある。本実施形態では、スライバ重量のばらつきが、重量偏差σが異常となる主な原因と推測し、処置警告１として、図６（ａ）に示すように、スライバが通過する糸道部品（具体的にはドラフト装置におけるドラフトローラ）の保全をユーザに促す対処方法を提案する。

一方、重量平均値μの偏りが異常（１．０＞第２の指数）と判定された場合、演算装置３１は、この判定に対応付けられた処置警告２を選択し、処置警告２に関する信号を、粗紡機１１に出力する。粗紡機１１は、信号を入力すると、処置警告２に関する情報を表示器１１ａに表示させる。したがって、本実施形態では、演算装置３１が重量平均値μの偏りを正常にするための対処方法を推定する推定装置を構成する。

粗糸パッケージ１２の重量平均値μの偏りは、ドラフト装置の設定誤りにより、スライバから引き伸ばされた粗糸の重量が一律に重かったり、軽かったりすることや、練条機の設定誤りにより、スライバの重量が一律に重かったり軽かったりすることが挙げられる。これら不具合を解消するためには、スライバの重量の一律な変動や、粗糸の重量の一律な変動を抑制する必要がある。本実施形態では、スライバの重量が所望する重量基準値からずれていることが重量平均値μの偏りが異常となる主な原因と推測し、処置警告２として、図６（ｂ）に示すように、スライバを製造する練条機の設定確認をユーザに促す対処方法を提案する。

なお、重量偏差σが異常で（１．０＞第１の指数）、かつ重量平均値μの偏りが異常な（１．０＞第２の指数）場合は、演算装置３１は、まず、重量偏差σを正常にするために処置警告１に関する信号を粗紡機１１に出力する。その後、重量偏差σが正常になったが、重量平均値μの偏りの異常が解消されていなければ、演算装置３１は、重量平均値μの偏りを正常にするために処置警告２に関する信号を粗紡機１１に出力する。

そして、表示器１１ａに処置警告１又は処置警告２が表示されると、ユーザは処置警告に対する対策を取ることで、粗糸パッケージ１２の重量異常を正常にすることができる。
なお、演算装置３１には、重量異常のあった錘の番号も入力される。演算装置３１は、重量異常のあった錘が特定のキャリッジ１５で短時間（例えば、半日）で数回検出された場合は、重量異常のあった錘に関する信号を、その錘を備える粗紡機１１に出力する。粗紡機１１は、信号を入力すると、重量異常のあった錘に関する情報を表示器１１ａに表示させる。

この場合、表示器１１ａには、「粗紡機１１の○列の○番の錘で重量異常が頻発している」といった警告を表示させる。
上記実施形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。

（１）演算装置３１は、計測された粗糸パッケージ１２の重量データを利用して処置警告１及び処置警告２を推定する。このため、ユーザは、重量異常の粗糸パッケージ１２を排除するだけに留まらず、推定された処置警告から対処方法を把握し、粗糸パッケージ１２の重量異常に対処することができる。その結果、粗紡機１１の製造メーカによって対処されるまで、粗糸パッケージ１２の製造が停止されたり、重量異常が生じたまま粗糸パッケージ１２が製造されることを無くすことができる。

（２）キャリッジ１５が重量計測装置２０に搬送される度に、演算装置３１によって第１の指数及び第２の指数が算出され、粗紡機１１の表示器１１ａに処置警告１又は処置警告２が表示される。よって、ユーザは、粗糸パッケージ１２の重量に関する情報をリアルタイムに把握でき、対処も可能になる。

（３）演算装置３１は、重量平均値μ及び重量偏差σから重量異常の原因を推測し、処置警告１又は処置警告２として対処方法を推定する。このため、ユーザとしては、推定された対処方法を元に重量異常の原因を絞ることができ、原因調査の工数を低減できる。

（４）重量平均値μ及び重量偏差σは、１つの粗紡機１１で製造された複数の粗糸パッケージ１２に対し算出される。このため、粗紡機１１毎で重量異常に対処することができる。

（５）演算装置３１は、重量平均値μ及び重量偏差σから重量異常の原因を推測し、処置警告１又は処置警告２として表示器１１ａに表示させる。このため、重量異常を視認化して、ユーザの負担を減らすことができる。

（６）粗紡機１１からは複数の粗糸パッケージ１２が玉揚げされる。１つの粗紡機１１で玉揚げされた粗糸パッケージ１２を１グループとし、１グループでの重量偏差σ及び重量平均値μから処置警告１及び処置警告２を推定する。このため、粗紡機１１単位で対処方法を推定することができる。

（７）演算装置３１は、工程能力指数Ｃｐと同じ式で算出される第１の指数を指標として重量偏差σが異常か否かを判定する。よって、重量偏差σの異常の判定を客観的に行うことができる。また、第１の指数は、工程能力指数Ｃｐを算出する数１に重量上限値Ｔｕ、重量下限値Ｔｄ、重量偏差σを代入することで簡単に算出できるため、重量偏差σの異常の判定も簡単に行うことができる。

（８）演算装置３１は、工程能力指数Ｃｐｋと同じ式で算出される第２の指数を指標として重量平均値μの偏りが異常か否かを判定する。よって、重量平均値μの偏りの異常の判定を客観的に行うことができる。また、第２の指数は、工程能力指数Ｃｐｋを算出する数２に重量上限値Ｔｕ、重量下限値Ｔｄ、重量平均値μを代入することで簡単に算出できるため、重量平均値μの偏りの異常の判定も簡単に行うことができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第１の指数及び第２の指数の算出は、演算装置３１ではなく重量計測装置２０で行ってもよく、この場合は、重量計測装置２０が統計処理装置となる。

○ 重量異常が発生した場合、演算装置３１は、処置警告に関する信号を粗紡機１１に出力し、粗紡機１１の表示器１１ａに表示させる構成としたが、これに限らない。重量異常が発生した場合、粗紡機１１にフィードバックせず、重量計測装置２０で処置警告を表示させてもよい。

○ 重量異常が発生した場合、重量異常を正常にするために粗紡機１１の駆動部を直接制御してもよい。なお、この場合、処置警告を粗紡機１１の表示器１１ａに表示させてもよいし、表示させなくてもよい。

○ 重量偏差σを表す指標として分散を用いてもよい。
○ 重量平均値μの偏りを表す指標は、重量平均値μと、重量範囲の中心値（Ｔ：Ｔｕ−Ｔｄ）との差を表す値としてもよい。

○ 実施形態では、１つの粗紡機１１から玉揚げされる全ての粗糸パッケージ１２を１つのグループに含める形としたが、これに限らない。例えば、２つの粗紡機１１から玉揚げされる全ての粗糸パッケージ１２を１つのグループに含める形としてもよいし、１つの粗紡機１１から玉揚げされる全ての粗糸パッケージ１２のうちの半分を１つのグループに含める形としてもよい。

○ 処置警告の内容は、実施形態に限らず、適宜変更してもよいし、処置警告の数は３種類以上あってもよい。
○ 粗紡機の管理装置は、３つ以上の粗紡機１１を備えていてもよい。

μ…重量平均値、σ…重量偏差、１１…粗紡機、１２…粗糸パッケージ、２０…重量計測装置、３１…統計処理装置及び推定装置としての演算装置。

Claims (6)

1. 粗紡機で生産された粗糸がボビンに巻かれて粗糸パッケージが生産され、該粗糸パッケージが精紡機に供給される前に、前記粗紡機から玉揚げされた粗糸パッケージの重量を、複数の粗糸パッケージを有するグループ毎に計測する重量計測装置と、
   前記重量計測装置で計測された重量を統計処理して前記グループにおける前記粗糸パッケージの重量平均値及び重量偏差を算出する統計処理装置と、
   算出された前記重量平均値の偏りが異常である場合には、前記重量平均値の偏りを正常にするための対処方法を推定し、
   前記重量偏差が異常である場合には、前記重量偏差を正常にするための対処方法を推定する推定装置と、を有する粗紡機の管理装置。
2. 前記グループは、１つの前記粗紡機から玉揚げされた全ての前記粗糸パッケージで構成される請求項１に記載の粗紡機の管理装置。
3. 前記重量偏差が異常である場合に前記推定装置が推定する対処方法は、前記粗紡機の糸道部品の保全を促すことである請求項１又は請求項２に記載の粗紡機の管理装置。
4. 前記重量平均値の偏りが異常である場合に前記推定装置が推定する対処方法は、練条機の設定を確認させることである請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の粗紡機の管理装置。
5. 前記重量偏差を表す指標は、予め設定された前記粗糸パッケージの重量幅と、計測された重量のばらつき幅との比を示す指数である請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の粗紡機の管理装置。
6. 前記重量平均値の偏りを表す指標は、予め設定された前記粗糸パッケージの重量幅の中心値に対する重量平均値の偏りを示す指数である請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の粗紡機の管理装置。