JPH0229771B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、空気式精紡機の糸ムラ情報解析装
置に関する。

［従来の技術］ 精紡機で紡糸される糸は、当該糸に付着してい
るスラブ等の欠点は、精紡機自体に取付けられて
いるスラブキヤツチヤによつて精紡運転中に検出
され、そこで即時に切断されて除かれるのである
が、糸太さの変動等の欠点は精紡運転中には検出
されず、捲上がつたボビンのいくつかを抜き取つ
てきて、該ボビンに巻かれた糸を別個の場所に設
置したウスタムラ試験器およびスペクトログラフ
等の試験装置にかけて糸ムラの評価を行い、それ
によつて当該糸の検定や当該糸を紡糸した精紡機
の欠陥等を推定している。

上記のような糸太さの変動には、リング精紡機
や空気式精紡機にあつては、ローラの偏心や変
形、あるいは駆動系の欠陥等によつて惹き起され
る糸太さの周期的な変動と、エプロン表面の摩耗
等によつて惹き起される非周期的なムラとがあ
る。また、ロータ型オープンエンド精紡機にあつ
ては、スピニングロータにおけるルーズフアイバ
の撚り込みに対する抵抗の変動によつて生じる規
則的な変動が主にある。周期的な糸太さの変動
は、その糸によつて布地を織つた場合に、モアレ
模様等の欠点となつて顕われ布地の商品価値を著
しく低下せしめることとなる等、糸太さのムラは
その態様によつて重大な欠点となる。

ところが、そのような糸ムラを検出するため
に、前述のような検査方法によつていたのでは人
手によるサンプリングに手間を要する上にウスタ
ムラ試験器およびスペクトログラフ等の試験器に
よる検査が長時間を要し、しかも精度が低く、最
終の信頼性の高い解析結果を得るまでにも精紡機
は連続運転しているので、前述のような欠陥を持
つた精紡機からは、その間に、欠点ムラを有する
多量の糸が生産されることとなる。

そして、また前述の方法は人手を要する作業で
あるので、その作業自体が煩わしいだかりでなく
当該検査を多数の錘のひとつひとつについて、頻
繁に行うことは、多人数の人手と多くの検査装置
を用いても実際上、ほとんど不可能であり、その
ことによつても上記のような欠点を有する糸の生
産を看過してしまうおそれが一層高くなつてい
る。

つまり、上記のような欠点ムラを有する糸はで
きるだけ早く検出し、その原因となる精紡機等の
欠陥個所もできるだけ早く、しかも的確に検出し
てそれをすみやかに改善しなければならないので
ある。

ところで、既述したようにリング精紡機とオー
プンエンド精紡機とでは糸ムラの発生原因が異な
る。リング精紡機の場合には、ドラフト比率が高
高60倍であるため糸ムラが発生したとしても特に
大きな問題とはならない、また、巻取られる糸量
に制限があるため、精紡機ワインダーで巻取り大
径にしてから糸ムラのサンプリング評価を行うこ
とになるので、糸ムラの種類が雑多となり周期的
ムラが顕著にあらわれることがない。したがつ
て、リング精紡機では糸ムラは余り問題とならな
い。

これに対してオープンエンド精紡機の場合に
は、欠陥箇所がスピンニングロータ１箇所に限ら
れるため、周期的ムラが大きな問題となる。

そこで、従来、主にオープンエンド精紡機を対
象として、例えば特開昭53−117461号公報や特開
昭52−91936号公報に示されているように、生の
糸信号をそのまま利用して近似分析を行うことに
よつて糸の周期的なムラを検出するようにしたも
のがある。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述した近似分析を行う従来のものでは、確か
にオープンエンド精紡機のような糸ムラの原因と
なる欠陥箇所が１つの場合は、そこのみを単純に
強調すればよいので、周期的な糸ムラを効率良く
検出するのに適している。しかしながら、空気式
精紡機にこの近似分析を適用することには大きな
問題がある。即ち、リング精紡機と異なり空気式
精紡機ではドラフト比率が100〜180倍と特に高
い。このため、周期的ムラが発生し易く、また糸
速がきわめて高いことから、特に周期的ムラが問
題となる。しかも巻取られる糸量に制限がなく、
ワインダー工程を省略して直接大量の糸を巻取る
ので、周期的なムラが残存し、これを無視するこ
とはできない。また一方で、オープンエンド精紡
機のように欠陥箇所が１つというわけではなく、
リング精紡機のドラフト装置がそのまま使えるた
め、バツクローラ、フロントローラあるいは駆動
系というように欠陥箇所が複数に亙る。このた
め、近似分析を行つたのでは多岐に亙る周期的ム
ラを有効に検出することができない。

また、生の糸信号をそのまま利用した近似分析
では、小さな糸ムラ信号がともすれば無視され
て、大きな糸ムラ信号のみが強調される傾向にな
つて、精度の高い検出が期待できない。

［発明の目的］ 本発明の目的は、周期的なムラには既に開発さ
れている高速フーリエ変換によるスペクトル分析
を、非周期的なムラには積分分析を施すことによ
つて、上記従来の問題点を解消して、高精度に糸
ムラ信号を解析し、しかも全工程において全く人
手を要しない多数錘についての糸ムラの監視シス
テムを実現しうる、空気式精紡機の糸ムラ解析装
置を提供するものである。

［発明の概要］ 上記目的に沿う本発明は、空気式精紡機に取付
けた糸ムラ検出器と、この糸ムラ検出器からの糸
ムラ電気信号をデイジタル化するＡ／Ｄ変換器
と、このＡ／Ｄ変換器によつてデイジタル化され
た信号をリアルタイムでスペクトル分析するフー
リエ変換器と、このフーリエ変換器からの演算結
果を周波数成分ごとのパワースペクトルとしてデ
イジタル出力するベクトル合成手段と、出力され
た周波数成分ごとのパワースペクトルを表示する
第１のデイスプレイと、上記Ａ／Ｄ変換器でデイ
ジタル化された糸ムラ電気信号をリアルタイムで
積分分析する積分器とを有している。そして、そ
の積分器からの出力を表示する第２のデイスプレ
イと上記ベクトル合成手段からの出力および前記
積分器からの出力がそれぞれ決められた所定値以
上になると作動する警報器とを備えている。

これにより、欠陥箇所の多少にかかわらず広範
な周波数分析が洩れなくできるようにして、多岐
に亙る周期的ムラが有効に検出できなかつたり、
一部の糸ムラ信号のみが強調されたりしないよう
にしたものである。

［実施例］ 次に、この発明を実施例に基づいて詳述する。

第１図において、１はノズルであり、バツクロ
ーラ２、エプロン３およびフロントローラ４によ
つてドラフトされたスライバーにエアジエツトで
撚りをかけるもので、このノズル１を通過して生
成された糸Ｙはデリベリローラ５を経て図示しな
い巻取ボビンに巻取るようにして空気式精紡機が
構成されるのであるが、前記デリベリローラ５の
直後には、第２図に詳細に示したような発光ダイ
オード７とフオトトランジスタ８からなるスラブ
キヤツチヤ６が設けてあり、この実施例では、当
該スラブキヤツチヤ６からの電気信号（第４図）
を利用して糸ムラ解析用の信号としている。

すなわち、このスラブキヤツチヤ６は、発光ダ
イオード７から送光される光量をフオトトランジ
スタ８により検出し、該検出した光量を端子間の
電気変位として出力する方式の高感度で応答性が
高い検出器６であり、スラブが通過してきわめて
大きな電気量の変位を検出するとその信号によつ
て図示しない切断装置が働らいてその箇所で糸Ｙ
を切断するようなつているのであるが、このスラ
ブキヤツチヤ６すなわち糸ムラ検出器６からの電
気信号Ｓは、また次のようにしてデイジタル化さ
れた後、後述の計算器１０へ入力され解析される
ようになつている。

すなわち、第３図に示すように、糸ムラ電気信
号Ｓはまずエアシリンダ防止のためにローパスフ
イルタ１１を通り、増幅器１２によつてＡ／Ｄ変
換するに最も適した電圧レベルに増幅された後、
Ａ／Ｄ変換器１３でアナログ信号をデジタル信号
に変換される。このＡ／Ｄ変換器１３は、解析す
る周波数帯域幅に応じて決められたデータサンプ
リング時間を作る正確な発幅器（OSC）１４で
入力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換
する。

そして、上記のようにしてデジタル信号に変換
された信号は、次のような計算器１０に入力さ
れ、この例の場合にはスペクトル分析と、積分分
析とを行う。

まずスペクトル分析から説明すると、Ａ／Ｄ変
換器１３からの信号は、まずウインドウ１５で重
みをかけられてからフーリエ変換器１６に送られ
て演算され、演算された結果は１７のベクトル合
成手段によつて周波数成分ごとのパワースペクト
ルにベクトル合成されて、各周波数成分のバワー
スペクトルとして出力される。ここで使用される
フーリエ変換器１６は、時間がかかりすぎる複雑
高価なかつての変換器ではなく、その後に開発さ
れた比較的安価でシンプル化した高速フーリエ変
換を行うことができるものである。

各周波数成分のパワースペクトルとして出力さ
れた信号は、アウトプツト処理回路１８によつて
所定の周波数、例えば50ヘルツ以上の周波数に関
する信号をカツトされる等解析に適するよう処理
され、処理された信号は計算器１０を出て、Ｄ／
Ａ変換器２０に入力され、アナログ値に変換され
た上、デイスプレイ２１にグラフとして表示され
る（第５図）。２２は後述する警報回路である。

このデイスプレイ２１に表示されたスペクトル
グラフによつては、後述のようにして糸の周期的
なムラが判読される。

積分分析については、Ａ／Ｄ変換器１３によつ
てデジタル信号に変換された糸ムラ信号は、計算
器１０に入力されると積分器２３へと送られて、
一定区間（測定対象とする糸長さ）ｌについて、
振幅の平均値Ｅからの変位量の絶対値（斜線部）
を積分される（第６図）。

そして、積分された値は、アウトプツト処理回
路２４へ送られ、該回路で、例えば端数を四捨五
入して桁を揃えるとか一定の値以上であると判断
されれば、警報回路２５に信号を発する等の処理
をなされた後、デイスプレイ２６にそのままデジ
タル値として表示される。

このデイスプレイ２６に表示された積分値によ
つては、後述のようにして糸の非周期的なムラが
判読される。

ここで、例えば第２図に誇張して示したような
周期ムラを有する糸Ｙが糸速152m／分で紡糸さ
れ、それを糸ムラ検出器６が検出し、第４図に示
したように電気信号Ｓを発したとすると、当該電
気信号は前述のようにしてデジタル化され、計算
器１０によつてリアムタイム処理されて、デイス
プレイ２１，２６にスペクトル（第５図）、積分
値としてただちに表示されるので、これら表示を
次のように判読して、糸の検定および当該精紡機
の欠陥箇所の推定をすることができる。

すなわち、第５図に示したスペクトルグラフに
は28.6ヘルツと32.6ヘルツの周波数に、ピークが
表れているので、糸速152m／分およびフロント
トツプローラの径（Dt＝28mm）フロントボトム
ローラの径（DB＝25mm）よりフロントトツプロ
ーラによる周期λt＝（152×100／60）÷（2.5×π）
＝32.3r.p.s、フロントボトムローラの周期λB＝
（152×100／60）÷（2.8×π）＝28.8r.p.sが予め計算
されて判明しているから、この糸ムラはフロント
トツプローラ及びフロントボトムローラによつて
惹き起こされていることが読みとれる。

他の証端数にピークが表わされる場合は、別の
ローラあるいは駆動系の欠損等によるものであ
り、それも上記と同様にして極めて正確に推定で
きる。

デイスプレイ２６に表示された積分値からは一
定区間ｌの糸の太さの変動量が読みとれ、例えば
上記例で１分間計測したとすると152mの長さに
亙つての変動の総和が得られ、その値が例えば
250だとすれば、予め望ましい変動量の範囲（例
えば50〜200）が判つているので、250はそれを越
えているとすれば、エプロン３の表面が摩耗し
て、そのことによりドラフトに大きなムラが生じ
ている等が推定される。

上記のような、デイスプレイ２１，２６に表わ
された表示からの糸ムラの評価は、作業者が行つ
てもよいし、例えば前記アウトプツト処理１８，
２４のところで、スペクトルのある成分の振幅が
一定レベルＬ以上になれば精紡機の停止信号を発
すると共に警報２２を発し、それをデイスプレイ
２１に表示するように構成したり、積分値が一定
値以上になれば、同様に精紡機の停止信号および
警報２５を発し、デイスプレイ２６に表示するよ
うに構成して自動化してもよい。

また、上記計算器に別の解析工程を組込んでお
いて、それをフーリエ分析、積分分析に加えて行
わせることもできる。

上記のようにして判明した精紡機の欠陥は、ロ
ーラを取り替える等して直ちに改善され、すみや
かに良好な状態にもどされるであろう。

この発明の解析装置は、以上のように糸ムラ検
出器から送られてくるアナログの糸のムラ電気信
号をデイジタル化し、該デイジタル化した信号を
計算器でもつてリアルタイム処理せしめるので、
アナログの糸ムラ信号をアナログのまま処理する
場合に比べて解析に要する時間が極めて短く、実
際の計算時間はミリ秒単位であつて、この発明に
おける糸ムラ情報の解析処理時間は測定対象とす
る一定長の糸が糸ムラ検出器を通過するに要する
時間、つまりデータの採取時間にほぼ等しく、解
析精度もアナログ処理に比べて飛躍的に高く、例
えばアナログ処理であれば、その直径の差が少な
いトツプローラとボトムローラにより惹き起こさ
れる周期ムラ等のきわめて近い周波数の判別など
どうしてもできなかつたことが、当該デイジタル
化処理によつて容易に達成でき、欠点を有する糸
の検出が早くできるとともに、きわめて高い精度
でその欠点の態様を把握することができ、したが
つて、その欠点の原因となる精紡機の欠陥箇所を
的確に推定することができる。

またデイジタル化された糸ムラ信号は、演算処
理された後のアウトプツト処理での設定レベルと
の比較等においても処理が容易でしかも精度が高
いといつた長所もある。

そして、この発明にあつては上記のように１回
あたりの糸ムラの解析が極めて短時間でできるの
で、例えば第７，８図に示すような装置を用いれ
ば、１台の計算器１０でもつて非常に多数の錘を
も順番に糸ムラ監視せしめることができ、この場
合にも１回あたりの糸ムラの解析に要する時間が
極めて短時間であることにより、ある一錘につい
てみれば短かい時間間隔で頻繁に糸ムラの監視を
行つていることになり、ローラの欠損、エプロン
の摩耗等がそれほど短かい期間内には起り得ない
ことから、多数の錘についても少数の本発明装置
で充分にその監視を行い得る。

すなわち、第７，８図に示したものは、60錘の
空気式精紡機３０の夫々の錘に取付けた糸ムラ検
出器６と１台の計算器１０とを公知のマルチプレ
クサ３１で連結したもので、当該マルチプレクサ
３１は空気式精紡機３０と計算器１０とを、一錘
ずつ順に設定された時間間隔だけ電気的に連絡す
るようになつており、例えば１錘について１回の
計測時間が60秒だとすると、ある１錘については
１時間に１回、糸ムラの解析が巡つてくることに
なる。

３２は糸ムラ信号用線、３３はコントロール信
号用線である。

上記１回あたりの計測時間は、糸速および計測
対象とする糸長さに応じてさらに短くすることも
でき、取扱う錘の数は少なければ、上記の糸ムラ
の解析のインターバルはさらに短くすることが可
能である。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のような優れた
効果を発揮する。

(1) １台の装置にフーリエ変換器と積分器を備え
るように構成したことにより、構造を簡素化で
きる。また、糸ムラ信号のスペクトル分析によ
つて糸の周期的なムラを検出でき、積分分析に
よつて非周期的なムラを検出できるので、糸ム
ラ情報の解析が極めて容易になる。

(2) 結果的に一部の周波数のみが強調されること
になる従来の近似分析とは異なり、広範な周波
数に亙るスペクトル分析を行うようにしたか
ら、きわめて近い周波数判別や多岐に亙る周波
数の判別などができるため、バツクローラ、フ
ロントローラあるいは駆動系等の複数域の欠陥
によつて惹き起される空気式精紡機固有の周期
的ムラを始めて高精度に分析することができ
る。しかも、分析結果を警報器とデイスプレイ
とに出力するようにしたので、欠陥箇所に固有
の周波数において現われたスペクトル分析結果
のピークを容易に確認することができる。

(3) 欠陥箇所に固有の周波数以外の部分にピーク
が現われた場合、該ピークの周波数や形状を積
分分析の結果と同時に比較照合し、欠陥部分の
推定を行うこともできる。

(4) フーリエ変換器に送られる生の糸ムラ電気信
号は予め重みをかけられるため、生の糸ムラ信
号をそのまま処理する従来のものと異なり、小
さな値の電気信号であつても無視されることは
なく、広範な周波数に亙つてのピーク検出が可
能となつてきわめて高精度の糸ムラ情報の解析
が行える。

(5) 特に、多数錘の空気式精紡機の夫々の錘に取
付けた糸ムラ検出器と、１台の本解析装置とを
公知のマルチプレクサで連結することにより、
全工程において全く人手を要しない多数錘につ
いての糸ムラの監視システムを実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の解析装置を取付けた空気式
精紡機のドラフトおよびノズル装置部分の略図、
第２図は糸ムラ検出器の構造を示した略回路図、
第３図はこの発明の解析装置を示したブロツク
図、第４図は糸ムラ検出器からの電気信号の一例
を示した図、第５図は解析後のスペクトルの一例
を示した図、第６図は積分分析の原理を示した説
明図、第７図は、この発明の解析装置を多数錘の
空気式精紡機に適用した場合の実施例を示した概
略図、第８図はその一部分の詳細を示した略回路
図である。 図中、２はバツクローラ、３はエプロン、４は
フロントローラ、５はデリベリローラ、６は糸ム
ラ検出器、１３はＡ／Ｄ変換器、１６はフーリエ
変換器、２１，２６はデイスプレイ、２２，２５
は警報回路、２３は積分器、３０は空気式精紡機
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バツクローラ、エプロン及びフロントローラ
   によつてドラフトされたスライバーにエアジエツ
   トで撚りをかけて糸を生成し、デリベリローラを
   経て糸取りボビンに糸を巻取る空気式精紡機の糸
   ムラ情報解析装置において、上記空気式精紡機に
   取付けた糸ムラ検出器と、該糸ムラ検出器からの
   糸ムラ電気信号をデイジタル化するＡ／Ｄ変換器
   と、該Ａ／Ｄ変換器によつてデイジタル化された
   信号をリアルタイムでスペクトルごとに分析する
   フーリエ変換器と、該フーリエ変換器からの演算
   結果を周波数成分ごとのパワースペクトルとして
   デイジタル出力するベクトル合成手段と、出力さ
   れた周波数成分ごとのパワースペクトルを表示す
   る第１のデイスプレイと、上記Ａ／Ｄ変換器でデ
   イジタル化された糸ムラ電気信号をリアルタイム
   で積分分析する積分器と、該積分器からの出力を
   表示する第２のデイスプレイと、上記ベクトル合
   成手段からの出力および積分器からの出力が、そ
   れぞれ決められた所定値以上になると作動する警
   報器とを備えたことを特徴とする空気式精紡機の
   糸ムラ情報解析装置。