CN101685069A - 夹杂物检测装置、纤维机械和夹杂物检测方法 - Google Patents

夹杂物检测装置、纤维机械和夹杂物检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供夹杂物检测装置、纤维机械和夹杂物检测方法。在清纱器(52)中受光部(541、542)接受投光部(531、532)的照射光被细纱(10)反射的反射光。检测信号接收部(81)按规定的纱线长度对受光部的受光量采样。第一途径计算部(85)基于检测信号接收部采样的受光量求出受光率合计值。第二存储部(84)存储第一途径计算部求出的多个受光率合计值。第三途径计算部(87)求出以下二者之和，即：第一途径计算部求出的最新受光率合计值以及相对于最新受光率合计值的测定位置空出规定长度以上的位置测定而存储于第二存储部的受光率合计值。判定部(88)基于第三途径计算部求出的合计值来判断是否存在夹杂物。

Description

夹杂物检测装置、纤维机械和夹杂物检测方法
技术领域
本发明主要涉及纤维机械等采用的纱线夹杂物检测装置。
背景技术
人们已知精纺机等纤维机械具有夹杂物检测装置，上述夹杂物检测装置用于检测运行的纱线中所含的夹杂物。作为这样的夹杂物检测装置，可以对运行的纱线照射光并测定反射光的受光量变化来检测夹杂物。具有这种夹杂物检测装置的纤维机械，当该夹杂物检测装置检测出夹杂物时，将含有该夹杂物的部位剪除并进行接头。
如果纱线中含有的是小而不明显的夹杂物或者是在后续工艺中经过漂白后不再明显的夹杂物则没有关系。但是，如果仅根据受光量的变化来进行夹杂物判断，则会将含有上述无害夹杂物的部分剪除，从而导致纤维机械整体的生产效率降低。为了解决这个问题，日本特开2007-291544号公报(专利文献1)公开的夹杂物检测装置，通过对来自纱线的反射光的受光量进行分析，能够区别检测杂质(trash)(经漂白后不再明显而不必去除)和色纱(colored-yarn)(必须除去)。
“杂质”是指混入了棉条(sliver)所含的叶屑或纤维节等的纱线部分。“色纱”是指含有在运输途中混入棉条中的黑色或暗色的纤维等的纱线部分。这种夹杂物的颜色通常比细纱的纤维深，因此使反射光减少。色纱不像杂质那样使反射光显著减少。因此，如果将含有杂质的部分描述为“暗”，则含有色纱的部分可以被描述为“略暗”。专利文献1公开的夹杂物检测装置，在对运行的纱线的反射光的受光量进行测定时，将暗而短的部分判断为杂质，略暗而长的部分则被判断为色纱。
棉条中混入的暗色的纤维等在纺纱装置中与纤维束一起捻合，其结果是，含有色纱的细纱通常如图7(a)所示成为暗色的纤维等在细纱表面卷缠为螺旋状的状态。这样，色纱成为螺旋状的区间使照射光的反射光减少，在观察时成为“略暗”的部分，因此专利文献1中的夹杂物检测装置，能够检测出存在色纱的情况。
但是，如图7(b)的B区间所示，存在色纱的一部分为直线状的情况。在这样的色纱中，与螺旋状的A区间或C区间相比，B区间基本不会使反射光减少。另外，当在图中B区间上如虚线所示色纱的直线状部分隐藏在细纱中而无法看到时，毕竟无法利用反射光检测该直线状部分。因此在对图7(b)中B区间细纱的反射光进行测定时，可能发生受光量检测值与不含夹杂物时没有区别的情况。
这样，局部直线状的色纱，无法被专利文献1的夹杂物检测装置检测作为夹杂物检测出来。这是由于专利文献1的夹杂物检测装置构成为只能检测出“暗而短”的夹杂物(trash)和“略暗而长”的夹杂物(色纱)的原因。
即，图7(b)的A区间和C区间为“略暗而短”的区间，但是不像杂质那样“暗”，因此无法作为“暗而短”的夹杂物被检测出来。虽然在对A区间、B区间、C区间进行总的评价时为“长”的区间，但是由于来自B区间的反射光比较明亮，因此整体观察时过亮而无法称为“略暗”，无法作为“略暗而长”的夹杂物被检测出来。
A区间和C区间这样的“略暗而短”的部分，并非需要作为单体被除去那样明显，因此被设定为不会被作为夹杂物检测出来。但是，如果是在A、B、C区间上连续且具有例如约5cm以上长度的暗色纤维等则会比较明显。图7(b)这样的色纱，在从其它角度看时能够发现直线部分与螺旋状部分连续的情况。因此，如果用残留了这种色纱的纱线来织布，则会由于色纱部分非常明显而导致商品价值降低。
因此希望夹杂物检测装置也能够将这种色纱检测出来。
发明内容
本发明目的在于提供一种能够可靠地将色纱检测出来的夹杂物检测装置。
根据本发明之一，夹杂物检测装置具有：投光部、受光部、测定部、受光值检测部、存储部、计算部、判定部。上述投光部向运行的纱线照射光。上述受光部接受上述投光部的照射光被上述纱线反射的反射光。上述测定部按照规定的纱线长度间隔测定上述受光部的受光量。上述受光值检测部基于上述测定部测定的测定值来求出受光值。上述存储部存储上述受光值检测部求出的多个受光值。上述计算部求出以下二者的合计值，即：上述受光值检测部求出的最新受光值，和基于在下游侧的位置所测定的测定值来求出并存储于上述存储部的受光值，其中上述下游侧的位置是指相对于与上述最新受光值对应的测定值的测定位置起而处于比上述纱线长度间隔长出规定长度的下游侧的位置。上述判定部基于上述计算部求出的合计值来判断是否存在夹杂物。
即，空出规定的间隔求出受光值的合计值，基于该合计值判断是否存在夹杂物，因此能够跳过上述规定长度的部分进行夹杂物判定。由此，即使色纱的中间部分为直线状也能够不受该中间部分的测定值影响，将色纱作为夹杂物检测出来。从而更加准确地进行色纱检测。
上述夹杂物检测装置，优选地还具有最小值检测部。最小值检测部求出基于在规定的第二长度范围内所测定的测定值来求出并存储于上述存储部的受光值中的最小受光值，其中上述规定的第二长度范围是指相对于与上述最新受光值对应的测定值的测定位置起而处于比上述纱线长度间隔长出规定的第一长度的下游侧的范围。上述计算部计算上述最新受光值与上述最小受光值的合计值。
即，通过在最新受光值和最小受光值之间空出第一长度的间隔，从而能够求出跳过色纱的直线状部分的合计值。另外，由于考虑了具有一定宽度的第二长度范围内的历史受光值，因此能够适应色纱的直线状中间部分的长度不同的各种情况将色纱检测出来。另外，由于求出了历史受光值的最小值与最新受光值的合计值，因此不必求出第二长度范围内全部的历史受光值与最新受光值的合计值来判断是否存在夹杂物，从而提高计算效率。
在上述夹杂物检测装置中，优选地上述最小值检测部预先存储了求出的上述最小受光值，当与上述最小受光值对应的测定值的测定位置在上述第二长度范围之外时，上述最小值检测部重新求出上述第二长度范围内的最小受光值，并更新上述最小受光值的存储内容。由此，不必每次进行第二长度范围所含测定位置所对应的全部受光值的比较来获取最小值，从而进一步提高计算效率。
在上述夹杂物检测装置中，优选地当基于在新进入上述第二长度范围的测定位置测定的测定值求出的受光值比存储的上述最小受光值小时，上述最小值检测部更新上述最小受光值的存储内容。由此，能够简便地对存储的最小受光值进行更新，从而进一步提高计算效率。
在上述夹杂物检测装置中，优选地上述受光值检测部，考虑在相对于与该受光值对应的测定值的测定位置在规定的第三长度下游侧范围内测定的测定值以获取上述受光值。由此，考虑一定范围内的测定值来求出受光值，能够降低噪声影响而提高检测精度。
在上述夹杂物检测装置中，优选上述判定部把上述计算部求出的上述合计值与规定的阈值进行比较来判断是否存在夹杂物。由此，能够通过对合计值和阈值进行比较这样的简单处理来检测夹杂物。
根据本发明之二，提供一种纤维机械，其具有上述的夹杂物检测装置。这种结构的纤维机械，能够检测中间部分为直线状的色纱，从而提高卷装的品质。
根据本发明之三，提供以下这样的夹杂物检测方法。即，该夹杂物检测方法包含：测定工序、受光值检测工序、存储工序、计算工序、比较工序。上述测定工序向运行的纱线照射光，接受上述照射光被上述纱线反射的反射光，按照规定的纱线长度间隔测定受光量。上述受光值检测工序基于测定的上述受光量的测定值来求出受光值。上述存储工序将上述受光值存储于存储部。上述计算工序求出以下二者的合计值，即：即：最新的受光值和基于在下游侧的位置所测定的测定值来求出并存储于上述存储部的受光值，其中上述下游侧的位置是指相对于与上述最新受光值对应的测定值的测定位置起而处于比上述纱线长度间隔长出规定长度的下游侧的位置。上述比较工序把上述合计值与规定的阈值进行比较来检测夹杂物。
本方法以规定的间隔求出受光值的合计值，并基于该合计值来判断是否存在夹杂物，从而能够跳过上述规定长度的部分来进行夹杂物判定。由此，即使色纱的中间部分为直线状也能够不受该中间部分的测定值影响，将色纱作为夹杂物检测出来。从而更加准确地进行色纱检测。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式涉及的精纺机整体结构的主视图。
图2是表示纺纱机中的控制信号等的流向的框图。
图3是表示本发明一个实施方式涉及的清纱器的功能结构框图和清纱头的概略俯视剖面图。
图4是表示第一存储部中存储的受光率数据的示意图。
图5是表示第二存储部中存储的受光率合计值的示意图。
图6是本发明一个实施方式涉及的夹杂物检测方法的流程图。
图7(a)是表示色纱形态的说明图，图7(b)是表示中间部分为直线状的色纱形态的说明图。
具体实施方式
下面，参照附图对作为本发明一个实施方式涉及的纤维机械的精纺机(纺纱机)进行说明。这里，本说明书中的“上游”和“下游”是就纺纱时的纱线运行方向而言。
图1所示的作为纤维机械的精纺机1具有：并列设置的多个纺纱单元2、机台控制装置60、接头台车3、吸气装置(blower box)4、电动机箱5。并且，精纺机1具有未图示的自动落筒装置。
机台控制装置60集中管理精纺机1的各组成部分，具有监视器61和输入键62。机台控制装置60能够在精纺机1的各组成部分之间进行信息的发送接收。
在监视器61上，例如以图表显示各纺纱单元2的生产效率或者显示发生问题的纺纱单元2，除此以外还能够显示精纺机1整体的统计信息。并且，当操作者使用输入键62来进行适当的操作时，能够对特定的纺纱单元2变更设定，或者对全部的纺纱单元2统一变更设定(这里，该设定变更是通过从机台控制装置60向后述的单元控制部73发送设定数据来进行的)。机台控制装置60除了纺纱单元2以外，例如也能够对接头台车3和未图示的自动落筒装置等进行控制和管理。
如图1所示，各纺纱单元2用于由棉条(sliver)15形成卷装(package)45，其主要结构按照从上游到下游的顺序为：牵伸装置7、纺纱装置9、纱线输送装置11、纱线松弛消除装置12、卷绕装置13。牵伸装置7设置在精纺机1的壳体6的上端附近。纺纱装置9对从该牵伸装置7送来的纤维束8进行纺织。从纺纱装置9排出的细纱10用纱线输送装置11输送，在通过后述的清纱器(yarn clearer)52后，利用卷绕装置13进行卷绕而形成卷装45。
上述接头台车3能够在纺纱单元2排列的方向上行驶。在剪断纱线时(后述)，接头台车3移动到需要接头的纺纱单元2的位置，将纺纱装置9一侧的上纱线与卷绕装置13一侧的下纱线联结起来。
接着，参照图2对各纺纱单元2的具体结构进行说明。精纺机1具备多个单元控制部73，单元控制部73用于控制各纺纱单元2。单元控制部73，基于来自机台控制装置60的控制信号、以及各纺纱单元2具有的各种传感器等检测出的信号等，对纺纱单元2的各组成部分进行控制。单元控制部73能够向机台控制装置60发送与各纺纱单元2有关的信息。
牵伸装置7将棉条15拉伸成纤维束8。该牵伸装置7具备：后辊16、第三辊(third roller)17、架设龙带(apron belt)18的中辊19以及前辊20这四种辊子。
虽然纺纱装置9的具体结构没有图示，但是在本实施方式中可以采用利用旋转气流对纤维束8加捻来生成细纱10的气流式纺纱装置。
纱线输送装置11具备：传输辊(delivery roller)39、压送辊(niproller)40。传输辊39被支承在精纺机1的壳体6上。压送辊40设置为与传输辊39接触。在将从纺纱装置9排出的细纱10夹于传输辊39与压送辊40之间的状态下，利用未图示的电动机对上述传输辊39进行旋转驱动，从而能够将细纱10向卷绕装置13侧输送。
清纱器(夹杂物检测装置)52在精纺机1的壳体6的前面侧设置于比上述纱线输送装置11略靠近下游侧的位置。清纱器52主要具有清纱头521和分析器80。在纺纱装置9中纺出的细纱10在被卷绕装置13卷绕之前穿过上述清纱头521。清纱器52对运行的细纱10的粗细和夹杂物等进行监控。清纱器52在检测出细纱10的纱线瑕疵时，将纱线瑕疵检测信号向单元控制部73输送。在清纱器52附近设有切断器(cutter)57，用于在检测出纱线瑕疵时将细纱10剪断。这里，关于清纱器52的详细构造后述。
纱线松弛消除装置12构成为，能够将纺纱装置9和卷绕装置13之间(纺纱装置9和后述的接头器(splicer)43之间)的细纱10的松弛去除，向细纱10提供适当的张力。上述纱线松弛消除装置12主要具有：张紧辊21、导纱部件22。虽然对纱线松弛消除装置12的具体结构进行了省略说明，但是可以通过在上述张紧辊21的外周上卷绕保存细纱10而将保存的细纱10用作缓冲器，从而吸收细纱10的张力波动并防止纱线松弛。
接着对卷绕装置13进行说明。卷绕装置13具备能够绕支轴70摆动地支承的摇架臂(cradle arm)71。摇架臂71可旋转地支承用于卷绕细纱10的筒管(bobbin)。卷绕装置13具有卷绕滚筒(drum)72和横动装置75。
上述卷绕滚筒72能够与上述筒管或者在其上卷绕细纱10而形成的卷装45的外周面接触来驱动。横动装置75具备能够与细纱10对合的横动导纱器(traverse guide)76。该横动导纱器76固定于跨多个纺纱单元2水平配置的横动导杆(traverse rod)77。利用未图示的驱动机构使横动导杆77往复移动，同时利用未图示的电动机驱动卷绕滚筒72，从而使与卷绕滚筒72接触的卷装45旋转，将细纱10交叉卷绕。
下面对接头台车3进行说明。如图1和图2所示，接头台车3具有：接头器(接头装置)43、吸管44、吸嘴(suction mouth)46、下纱线检测传感器58。接头台车3设置为能够在轨道41上行驶，该轨道41设置于精纺机1的壳体6。当某个纺纱单元2发生断头或进行剪纱时，接头台车3行驶到该纺纱单元2停止而进行接头工作。
下面对接头台车3的接头工作进行说明。如上所述，当清纱器52检测出细纱10的纱线瑕疵时，纱线瑕疵检测信号被输送到单元控制部73。单元控制部73在接收上述瑕疵检测信号后，立即通过切断器57将纱线剪断，并且使牵伸装置7、纺纱装置9、卷绕装置13等停止，使接头台车3行驶到该纺纱单元2的前方。
接着，单元控制部73使该纺纱单元2的牵伸装置7和纺纱装置9等再次驱动，并且开始利用接头台车3所具有的吸管44和吸嘴46来捕捉纱线端头。吸管44以轴为中心沿上下方向转动，同时捕捉吸入从纺纱装置9排出的上纱线的纱线端头并引导至接头器43。与此同时，吸嘴46以轴为中心沿上下方向转动，同时吸引捕捉来自卷装45的下纱线的纱线端头并引导至接头器43，该卷装45可旋转地支承于上述卷绕装置13。
在上纱线和下纱线被引导至接头器43后，则利用接头器43对被引导的纱线端头进行联结。虽然没有对接头器43的详细结构进行说明，但是例如可以采用通过压缩空气流等流体来对两个纱线端头进行捻合的方法来进行接头作业。在完成接头后则通过卷绕装置13再次开始卷绕。
下面参照图3对清纱器52具有的清纱头521的结构进行说明。清纱头521包括：由发光二极管(LED：Light Emitting Diode)等发光元件构成的投光部531和532、由光电变换元件构成的受光部541和542、反射光平均电路(reflected-light averaging circuit)561、透射光平均电路(transmitted-light averaging circuit)562。另外，在清纱头521上形成有纱线通路55。细纱10运行通过该纱线通路55。
两个投光部531和532配置为能够从互不相同的方向对细纱10照射光。由上述投光部531和532进行的光的照射，按照规定长度或者规定时间交替地切换进行，从而从两个不同的方向来监控细纱10(虽然在图3中描绘了从两个投光部531和532同时照射光，但实际仅从投光部531和532中的某一个发光)。由此，能够缓和从外部侵入的光或其它光源的影响，可靠地进行夹杂物检测。
从投光部531和532向细纱10照射的光，在透射(图3中实线箭头)细纱10的同时，一部分被细纱10反射(图3中虚线箭头)。如图3所示，在由投光部531照射光时，受光部542接受透射光，受光部541接受反射光。在由投光部532照射光时，受光部541接受透射光，受光部542接受反射光。受光部541和542输出与受光量的大小成比例的电压值。通过对受光部541和542的该电压值进行测定，从而能够检测上述透射光或上述反射光的受光量。
如上所述，投光部531和532交替发光，受光部541和542分别交替接受反射光和透射光。受光部541和542接受反射光或透射光而输出的电压值，经由未图示的转换元件分别输入到反射光平均电路561或透射光平均电路562。
反射光平均电路561，将受光部541接受投光部531的反射光而输出的电压值，以及受光部542接受投光部532的反射光而输出的电压值作为输入接受，并且将两个电压值的平均值作为反射光的检测电压输出。透射光平均电路562，将受光部541接受投光部532的透射光而输出的电压值，以及受光部542接受投光部531的透射光而输出的电压值作为输入接受，并且将两个电压值的平均值作为透射光的检测电压输出。
根据上述结构，细纱10上粗的部分透射光的受光量减少，细的部分透射光的受光量增加。即，由于细纱10的粗细变化而引起透射光的受光量变化，因此通过对透射光的检测电压进行测定，能够检测细纱10的粗细。细纱10上存在较暗的夹杂物时则反射光的受光量减少，而存在明亮的夹杂物时则反射光的受光量增大。即，由于夹杂物的存在而引起反射光的受光量变化，因此通过对反射光的检测电压进行测定，能够检测出细纱10中所含的夹杂物。
接着对清纱器52具备的分析器80的构成进行说明。分析器80从清纱头521接受反射光和透射光的检测电压，并对接受的检测电压进行分析来检测夹杂物。分析器80在检测出需要除去的夹杂物时，向单元控制部73发送上述的纱线瑕疵检测信号。
分析器80例如被构成为微型控制器，具备未图示的中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入输出接口(I/O)等。ROM中存储有各种程序。通过执行该程序，上述CPU、RAM、ROM、I/O协同工作，在分析器80中发挥以下各部分的功能，即：后述的检测信号接收部(detected signal receiving section)81、受光率计算部(light-receiving rate calculating section)82、第一存储部83、第二存储部84、第一途径计算部85、第二途径计算部86、第三途径计算部87、判定部88、最小值检测部89等。
检测信号接收部(测定部)81，接收来自反射光平均电路561和透射光平均电路562的检测电压，按照运行的细纱10的一定长度间隔对上述检测电压进行采样，变换为数字数据(原始数据)。另外，在本实施方式中按照运行的细纱10的1mm间隔进行上述采样。
受光率计算部82每当检测信号接收部81对检测电压采样时，基于采样的原始数据来计算反射光的受光率(light-receiving rate)[％]。受光率是指：将来自没有任何夹杂物的状态下的细纱10的反射光的检测电压作为基准电压，求出表示反射光的电压值相对于上述基准电压如何变化的变化率[％]，用此时的纱线粗细除该变化率得出的值(基于透射光的原始数据求出)。用纱线粗细除变化率的意义在于：纱线细则反射光减少而纱线粗则反射光增加，因此用纱线粗细修正上述变化率能够消除纱线粗细的影响，精度更高低地检测出由于夹杂物影响引起的反射光变化。
第一存储部83具有构成为可存储多个数据的环状缓冲存储器的存储区域。第一存储部83将受光率计算部82算出的反射光的受光率数据按照最新规定的纱线长度进行存储。图4是表示通过清纱器52对图7(b)所示细纱10进行测定时在第一存储部83中存储的受光率数据的示意图。另外，图4是示意图并非表示在第一存储部83中由环状缓冲存储器构成的存储器中的实际的数据按照图示方式配置。
图4的A、B、C区间分别与图7(b)的A、B、C区间对应。图4的各个柱状图形表示各个受光率数据。如上所述，在本实施方式中以运行的细纱的1mm为单位进行采样，因此各个柱状图形表示细纱的每1mm的受光率。图表的纵轴表示受光率，越低则表示受光量越少(即较暗)。横轴为时间而右侧表示新数据，最右的Dnew表示最新的受光率数据。并且在以下说明中，“受光率数据的测定位置(measurementposition of light-receiving rate data)”是指细纱10上的对作为计算该受光率数据的基础的检测电压进行采样的位置。
接着对使用分析器80的夹杂物检测方法进行简单说明。本实施方式的清纱器52的分析器80构成为，基于从清纱头521接收的反射光和透射光的检测电压，能够区别检测出三种夹杂物。这样能够区别检测出多种夹杂物，因此在以下说明中会将各种夹杂物的检测方式称为“途径(channel)”。
第一途径的目的是用于检测暗而短的夹杂物。第二途径的目的是用于检测略暗而长的夹杂物即色纱。第三途径的目的是用于检测如图7(b)所示那样的中间部分为直线状的色纱。另外，本实施方式的分析器80构成为，通过对透射光和反射光的检测电压进行监控，除了夹杂物以外也能够检测各种纱线瑕疵(例如飞花(fly waste)、粗节(slub)、纱线粗细不均(unevenness in yarn thickness)等)，但是省略说明。
第一途径和第二途径的夹杂物检测方法的基本原理在于，求出细纱10的规定长度范围内的受光率的平均值，将该平均值和阈值进行比较，当上述平均值低于阈值时则判定为存在夹杂物。即，夹杂物具有一定程度上确定的长度和颜色，因此能够通过对规定长度范围内的平均受光量进行观察，来判断是否存在具有特定颜色和长度的夹杂物。另外，由于是对一定范围的平均值进行观察，因此即使在该范围内存在受到噪声影响的异常的受光率数据的情况下，也能够减小该异常的受光率数据的影响。因此，上述夹杂物判定方法对于降低噪声影响也是有利的。
参照图4进行具体说明。在通过第一途径检测夹杂物时，求出相对于最新的受光率数据Dnew的测定位置在细纱10下游侧第一途径长度L1区间内测定的受光率数据的平均值。当该平均值低于第一途径检测阈值时则判断为存在夹杂物。在通过第二途径检测夹杂物时，求出相对于最新的受光率数据Dnew的测定位置在细纱10下游侧第二途径长度L2区间内测定的受光率数据的平均值。当该平均值低于第二途径检测阈值时则判断为存在夹杂物。如图4所示，与第一途径长度L1相比第二途径长度L2较长，第一途径检测阈值也比第二途径检测阈值低。如上所述，第一途径能够检测短而暗的夹杂物，第二途径能够检测长而略暗的夹杂物(色纱)。
以上为第一和第二途径的夹杂物检测方法的基本原理，但是在本实施方式中不求平均值而是对合计值和阈值进行比较。即，在求平均值时需要求出第一和第二途径长度区间所含受光率数据的合计值(受光率合计值)，并且用数据数量除该受光率合计值。采用上述受光率合计值代替求平均值，从而能够减少运算量而降低CPU的处理负荷。以下对实施方式中采用合计值的情况进行说明。
第一途径计算部(受光值检测部)85，从第一存储部83存储的受光率数据中，取出相对于最新的受光率数据Dnew的测定位置在细纱10下游侧与第一途径长度L相当的区间内测定的受光率数据，计算该区间的受光率合计值(受光值)。在本实施方式中，第一途径长度L1为细纱10的10mm长度。因此，第一途径计算部85从第一存储部83取出最新10个单位的受光率数据并算出合计值。另外，该受光率合计值在每次向第一存储部83追加新的受光率数据时进行计算。
第二途径计算部86从第一存储部83存储的受光率数据中，取出相对于最新的受光率数据Dnew的测定位置在细纱10下游侧与第二途径长度L2相当的区间内测定的受光率数据，计算该区间的受光率合计值。在本实施方式中，第二途径长度L2为细纱10的25mm长度。因此，第二途径计算部86从第一存储部83取出最新的25个单位的受光率数据并计算合计值。并且，该受光率合计值也在每次向第一存储部83追加新的受光率数据时进行计算。
判定部88通过将第一途径计算部85和第二途径计算部86算出的受光率合计值与规定的阈值进行比较来判断是否存在夹杂物。具体而言，将第一途径计算部85算出的10个单位的受光率数据的受光率合计值与规定的阈值(十倍于上述第一途径判定阈值)进行比较，当合计值低于阈值时则判定为暗而短的夹杂物。同样地，将第二途径计算部86算出的25个单位的受光率数据的受光率合计值与规定的阈值(上述第一途径判定阈值的25倍值)进行比较，当合计值低于阈值时则判定为略暗而长的夹杂物(色纱)。
如图4所示，当色纱具有直线状部分(B区间)时，则无法通过上述第一途径和第二途径将该色纱作为夹杂物检测出来。即，色纱为螺旋状的A区间不够暗而无法用第一途径检测阈值检测出来，因此无法通过第一途径进行检测。另外，B区间(受光率大的区间)的一部分进入到第二途径长度L2范围内，因此第二途径计算部算出的合计值较大而高于第二途径检测阈值，也无法第二途径进行检测。
因此，在本实施方式的清纱器52中，用于检测中间部分为直线状的色纱的第三途径，获取将规定范围的受光率数据除外的合计值，将该合计值与规定的阈值进行比较。即，跳过纱线的直线状中间部分(B区间)来获取受光率数据的合计值，从而能够忽略该直线状部分来进行夹杂物判定。
参照图5进行说明。图5上侧的图表与图4同样为第一存储部83中存储的受光量数据的示意图。例如，计算以下二者的合计值并将该合计值和阈值进行比较，即：相对于最新的受光率数据Dnew的测定位置在规定的范围A1内所含的受光率数据，以及相对于最新的受光率数据Dnew的测定位置在下游侧空出规定间隔的位置的规定的范围C1内所含的受光率数据。在范围A1内测定的受光率数据，是对色纱为螺旋状的A区间进行检测而得出的。在范围C1内测定的受光率数据，是对色纱为螺旋状的C区间进行检测而得出的。通过获取范围A1和范围C1所含受光率数据的合计值，能够算出不含B区间的受光率数据的合计值。因此，通过将上述合计值与适当的阈值进行比较，从而在色纱中间部分为直线状的情况下，也能够将该色纱准确地检测出来。
但是在实际的细纱中，色纱为直线状的区间(B区间)的长度各不相同，如果预先设定上述C1的范围，则无法准确地检测色纱。因此，在本实施方式中，第二存储部84、第三途径计算部87、最小值检测部89构成如下。
第二存储部(存储部)84具有构成为可存储多个数据的环状缓冲存储器的存储区域。第二存储部84将第一途径计算部85算出的10个单位(第三长度)的受光率合计值按照最新规定的纱线长度进行存储。第二存储部84每当第一途径计算部85算出10个单位的受光率数据的受光率合计值时，将该受光率合计值追加到上述环状缓冲存储器中。这样利用第一途径计算部85算出的值并进行存储，因此不必重新计算受光率合计值而能够减轻处理负荷。
图5下侧为该第二存储部84中存储的受光率合计值的示意图。图5下侧图表中的各个柱状图形表示各个受光率合计值。如上所述，在本实施方式中以运行的细纱10的1mm为单位进行受光率合计值的计算，因此各个柱状图形表示以细纱的1mm为单位算出的受光率合计值。图表的纵轴表示受光率合计值，比作为基准的受光率0％越低则表示受光量越少(即较暗)。横轴为时间而右侧表示新数据，最右的Vnew表示最新的受光率合计值。并且在以下说明中，当提到“受光率合计值的测定位置(measurement position of light-receiving rate sum)”时，该受光率合计值是在该受光率合计值所含受光率数据中的最新受光率数据的测定位置测定的。
第三途径计算部(计算部)87获取以下二者之和，即：最新的受光率合计值Vnew，以及判定长度(第二长度)L4范围内最小的受光率合计值Vmin(利用后述的最小值检测部89求出)。
上述判定长度L4范围设定为相对于最新的受光率合计值Vnew的测定位置在细纱10下游侧间隔设定长度(第一长度)L3。第三途径在检测夹杂物时不考虑相对于最新的受光率合计值Vnew的测定位置的上述设定长度L3范围的受光率合计值。即，设定长度L3范围的受光率合计值，因为跳过色纱的直线状部分(B区间)而忽略。该设定长度L3设定为适当值而使最新的受光率合计值Vnew与判定长度L4范围内最小的受光率合计值Vmin的间隔至少为一个单位(在本实施方式中为1mm)的受光率数据以上。在本实施方式中，设定长度L3是相对于细纱10的最新的受光率合计值Vnew的测定位置在细纱10下游侧20mm(20个单位的受光率合计值)的范围。
并且如上所述，由于无法预知色纱的直线部分(B区间)长度如何，因此在本实施方式中构成为，在判定长度L4范围即一定幅度内检测色纱的C区间。在本实施方式中，判定长度L4是细纱10的长度为40mm(40个单位的受光率合计值)的范围。例如，求出在判定长度L4范围内测定的各个受光率合计值与最新的受光率合计值Vnew的合计值，当各上述合计值中至少一个小于规定的阈值时即判定为存在夹杂物。但是，如果对判定长度L4范围的全部各个受光率合计值每次都进行上述比较判定，则会导致计算负荷过大。因此，在本实施方式中构成为，仅获取判定长度L4范围内最小的受光率合计值Vmin与最新的受光率合计值Vnew的合计值。
最小值检测部89求出判定长度L4范围内最小的受光率合计值Vmin。如果采用每次进行夹杂物判定时都求出判定长度L4范围内最小值的结构，则会增加不必要的计算负荷，因此最小值检测部89采用以下构成。
即，最小值检测部89存储有此前求出的最小的受光率合计值Vmin。第三途径计算部87将该最小值检测部89存储的受光率合计值Vmin读出并用于计算合计值。最小值检测部89当存储的最小的受光率合计值Vmin的测定位置在判定长度L4范围之外时，重新计算判定长度L4范围内最小的受光率合计值，对存储的最小的受光率合计值Vmin进行更新。如果在新进入判定长度L4范围的测定位置测定的受光率合计值比存储的最小的受光率合计值Vmin小，则更新最小的受光率合计值Vmin。
判定部88将第三途径计算部87计算的最新的受光率合计值Vnew与最小的受光率合计值Vmin的合计值与规定的阈值进行比较，当上述合计值低于阈值时则判定为存在夹杂物(色纱)。
下面参照图6的流程对如上构成的清纱器52的夹杂物检测方法进行说明。
首先，检测信号接收部81对来自运行的细纱的反射光和透射光的检测电压进行采样(测定工序：步骤S101)。在进行上述采样时，受光率计算部82基于采样的原始数据来计算反射光的受光率(步骤S102)。此时，在第一存储部83中追加最新的受光率数据Dnew。
接着，利用第一途径计算部85将相对于最新的受光率数据Dnew的测定位置在第一途径长度L1范围内测定的受光率数据的合计值(受光值)求出(受光值检测工序：步骤S103)。
通过第一途径计算部85算出最新的受光率合计值，将该值追加到第二存储部84中(存储工序：步骤S104)。
判定部88将第一途径计算部85算出的受光率合计值与规定的阈值进行比较(步骤S105)，当该合计值低于阈值时则判断为存在夹杂物。当检测出夹杂物时，从清纱器52向单元控制部73发送纱线瑕疵检测信号，对该夹杂物部位进行剪切和接头(步骤S110)。
接着，利用第二途径计算部86将从于最新的受光率数据Dnew的测定位置在第二途径长度L2范围内测定的受光率数据的合计值求出(步骤S106)。判定部88将第二途径计算部86算出的受光率合计值与规定的阈值进行比较(步骤S107)，当该合计值低于阈值时则判断为存在夹杂物。当检测出夹杂物时，从清纱器52向单元控制部73发送纱线瑕疵检测信号，对该夹杂物部位进行剪切和接头(步骤S110)。
在第一途径和第二途径无法检测出夹杂物的情况下，利用第三途径计算部87算出合计值。第三途径计算部87从第二存储部84读出最新的受光率合计值。并且取得最小值检测部89存储的最小的受光率合计值，算出最新的受光率合计值与最小的受光率合计值的合计值(计算工序：步骤S108)。
判定部88将第三途径计算部87算出的受光率的合计值与规定的阈值进行比较(比较工序：步骤S109)，当该合计值低于阈值时则判断为存在夹杂物。当检测出夹杂物时，从清纱器52向单元控制部73发送纱线瑕疵检测信号，对该夹杂物部位进行剪切和接头(步骤S110)。
接着，最小值检测部89判断是否需要对存储的最小的受光率合计值进行更新(步骤S111)。如上所述，当存储的最小的受光率合计值在判定长度L4范围以外时，或者比存储的最小的受光率合计值小的受光率合计值进入判定长度L4范围时，对存储的最小的受光率合计值进行更新(步骤S112)。
以运行的细纱10的1mm为单位执行以上流程，从而能够连续地监控细纱10并检测出夹杂物。
如上所述，本实施方式的清纱器52具备：投光部531、532；受光部541、542；检测信号接收部81；第一途径计算部85；第二存储部84；第三途径计算部87、判定部88。投光部531、532向运行的细纱10照射光。受光部541、542接受投光部531、532的照射光被细纱10反射的反射光。检测信号接收部81以细纱10的1mm为单位对受光部541、542的受光量进行采样。第一途径计算部85基于检测信号接收部81采样的受光量来获取受光率合计值。第二存储部84存储第一途径计算部85求出的多个受光率合计值。第三途径计算部87获取以下二者的合计值，即：第一途径计算部85求出的最新的受光率合计值，以及相对于最新的受光率合计值的测定位置在空出比采样间隔(1mm)长的20mm(设定长度L3)以上的间隔的位置测定而存储于第二存储部84的受光率合计值。判定部88基于第三途径计算部87求出的合计值来判断是否存在夹杂物。
即，间隔规定长度L3来获取受光率的合计值，基于该合计值来判断是否存在夹杂物，因此能够跳过设定长度L3的部分来进行夹杂物判定。由此，即使色纱的中间部分为直线状，也能够不受该中间部分的测定值影响，将色纱作为夹杂物检测出来。从而更加准确地进行色纱检测。
本实施方式的清纱器52还具备最小值检测部89。最小值检测部89获取相对于最新的受光率合计值在比采样间隔(1mm)长的20mm(设定长度L3)下游侧的判定长度L4范围内测定而存储于第二存储部84的受光率合计值中最小的受光率合计值。第三途径计算部87求出最新的受光率合计值与最小的受光率合计值的合计值。
即，通过在最新的受光率合计值与最小的受光率合计值之间空出设定长度L3的间隔，从而能够求出跳过色纱的直线状部分的合计值。另外，由于考虑了具有一定幅度的判定长度L4范围内以往的受光率合计值，因此能够适应色纱的直线状的中间部分长度相同的各种情况，将色纱检测出来。另外，由于求出了以往的受光率合计值的最小值与最新的受光率合计值的合计值，因此无需获取判定长度L4范围内以往的全部受光率合计值与最新的受光率合计值之和来判断是否存在夹杂物，从而提高计算效率。
最小值检测部89将求出的最小的受光率合计值存储起来，当上述最小的受光率合计值的测定位置处于判定长度L4范围以外时，重新求出判定长度L4范围内的最小的受光率合计值，对最小的受光率合计值的存储内容进行更新。由此，无需每次都对在判定长度L4范围内所含测定位置测定的全部的受光率合计值进行比较以获取最小值，从而进一步提高计算效率。
最小值检测部89当在新进入判定长度L4范围的测定位置测定的受光率合计值比存储的最小的受光率合计值小时，对最小的受光率合计值的存储内容进行更新。由此，能够简便地对存储的最小的受光率合计值进行更新，从而进一步提高计算效率。
第一途径计算部85将受光率合计值与相对于该受光率合计值的测定位置在第一途径长度L1下游侧的范围测定的受光率数据合计求出。由此，通过考虑一定范围的受光率数据来获取受光率合计值，从而能够抑制噪声的影响以提高检测精度。
判定部88通过对第三途径计算部87求出的合计值与规定的阈值进行比较来判断是否存在夹杂物。由此，能够通过对合计值和阈值进行比较这样的简单处理来检测夹杂物。
另外，本实施方式的精纺机1具备上述清纱器52。因此，精纺机1能够检测中间部分为直线状的色纱，从而提高卷装的品质。
本发明的夹杂物检测方法包含：测定工序、受光值检测工序、存储工序、计算工序、比较工序。在测定工序中，向运行的细纱10照射光，接受上述照射光被细纱10反射的反射光，以细纱10的1mm为单位对受光量进行扫描。在受光值检测工序中，基于测定的受光量的测定值来获取受光率合计值。在存储工序中，将受光率合计值存储于第二存储部84。在计算工序中，获取以下二者的合计值，即：最新的受光率合计值，以及相对于最新的受光率合计值的测定位置在空出比采样间隔(1mm)长的20mm(设定长度L3)以上的间隔的位置测定而存储于第二存储部84的受光率合计值。在比较工序中，将上述合计值与规定的阈值进行比较来检测夹杂物。
该方法以规定的间隔来获取受光率合计值的合计值，基于该合计值来判定是否存在夹杂物，因此能够跳过上述设定长度L3的部分来进行夹杂物判定。由此，即使色纱的中间部分为直线状，也能够不受该中间部分的受光率数据影响，将色纱作为夹杂物检测出来。从而更加准确地进行色纱检测。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但是上述结构也可以进行如下变更。
采样间隔、第一途径长度L1、第二途径长度L2、设定长度L3、设定长度L4等不限于上述说明书中的值，可以适当地进行变更。另外，也可以经由操作者向机台控制装置60适当输入希望的值，从而能够随时变更上述值。
第三途径利用了第一途径计算部85计算的受光率合计值，但是不限于此，也可以与第一途径分别地计算规定范围的受光率数据的合计值(即，范围A1和范围C1的长度可以与第一途径长度L1不一致)。但是，从利用已经算出的受光率合计值来减少计算量的观点出发，优选地采用第一途径计算部85求出的受光率合计值。
在上述实施方式中，通过第三途径计算部87求出各受光率合计值的合计值，但是不限于此，例如也可以获取以下二者之和，即：最新的受光率数据Dnew，以及相对于最新的受光率数据Dnew在下游侧空出规定间隔的位置测定的受光率数据。但是，此时在受到噪声等影响而含有异常的受光率数据的情况下无法准确地检测色纱，因此优选如本实施方式那样获取对一定范围(在本实施方式中为第一途径长度L1)的受光率数据进行合计的各受光率合计值的合计值以用于夹杂物判定。
在上述实施方式中采用了降低计算负荷的各种方法，但是并非必须，在CPU等的处理能力足够的情况下可以省略。例如可以省略最小值检测部89的最小值检测，分别获取在判定长度L4范围内测定的各个受光率合计值与最新的受光率合计值的合计值，对各个合计值和阈值进行比较。另外，例如可以在第一途径计算部85中获取在第一途径长度L1范围测定的受光率数据的平均值。此时，在第二存储部84中顺次存储受光率数据的移动平均值。通过第三途径使用该变形例的上述移动平均值，也能够以与上述实施方式相同的精度，将中间部分为直线状的色纱检测出来。
清纱头521具备的投光部不限于两个，也可以是一个或者三个以上。但是在一个投光部的情况下，光的照射位置少而无法检测照射位置相反侧的夹杂物，因此导致夹杂物的检测精度降低。因此优选设置两个以上的投光部。
在上述实施方式中，清纱头521与分析器80不是一体的，但是也可以取代这种方式，例如变更为将分析器80内置于清纱头521。
本发明不限于精纺机，也适用于自动络纱机等其它纤维机械。

Claims (9)

1.一种夹杂物检测装置，其特征在于，具备：
投光部，其向运行的纱线照射光；
受光部，其接受所述投光部的照射光被所述纱线反射的反射光；
测定部，其按照规定的纱线长度间隔测定所述受光部的受光量；
受光值检测部，其基于所述测定部测定的测定值来求出受光值；
存储部，其存储所述受光值检测部求出的多个受光值；
计算部，其计算以下二者的合计值，即：所述受光值检测部求出的最新受光值，和基于在下游侧的位置所测定的测定值来求出并存储于所述存储部的受光值，其中所述下游侧的位置是指相对于与所述最新受光值对应的测定值的测定位置起而处于比所述纱线长度间隔长出规定长度的下游侧的位置；
判定部，其基于所述计算部求出的合计值来判断是否存在夹杂物。
2.根据权利要求1所述的夹杂物检测装置，其特征在于，
还具有最小值检测部，
所述最小值检测部求出基于在规定的第二长度范围内所测定的测定值来求出并存储于所述存储部的受光值中的最小受光值，其中所述规定的第二长度范围是指相对于与所述最新受光值对应的测定值的测定位置起而处于比所述纱线长度间隔长出规定的第一长度的下游侧的范围，
所述计算部计算所述最新受光值与所述最小受光值的合计值。
3.根据权利要求2所述的夹杂物检测装置，其特征在于，
所述最小值检测部预先存储了求出的所述最小受光值，
当与所述最小受光值对应的测定值的测定位置在所述第二长度范围之外时，所述最小值检测部重新求出所述第二长度范围内的最小受光值，并更新所述存储部中存储的所述最小受光值。
4.根据权利要求2所述的夹杂物检测装置，其特征在于，
当基于在新进入所述第二长度范围的测定位置测定的测定值而求出的受光值比所述存储部中存储的所述最小受光值小时，所述最小值检测部更新所述存储部中存储的所述最小受光值。
5.根据权利要求3所述的夹杂物检测装置，其特征在于，
当基于在新进入所述第二长度范围的测定位置测定的测定值而求出的受光值比所述存储部中存储的所述最小受光值小时，所述最小值检测部更新所述存储部中存储的所述最小受光值。
6.根据权利要求1所述的夹杂物检测装置，其特征在于，
所述受光值检测部，考虑在相对于与该受光值对应的测定值的测定位置在规定的第三长度下游侧的范围内测定的测定值来求出所述受光值。
7.根据权利要求1所述的夹杂物检测装置，其特征在于，
所述判定部把所述计算部求出的所述合计值与规定的阈值进行比较来判断是否存在夹杂物。
8.一种纤维机械，其特征在于，具备权利要求1至6中任意一项所述的夹杂物检测装置。
9.一种夹杂物检测方法，其特征在于，包含：
测定工序，其向运行的纱线照射光，接受所述照射光被所述纱线反射的反射光，按照规定的纱线长度间隔测定受光量；
受光值检测工序，其基于测定的所述受光量的测定值来求出受光值；
存储工序，其将所述受光值存储于存储部；
计算工序，其计算以下二者之和，即：最新的受光值和基于在下游侧的位置所测定的测定值来求出并存储于所述存储部的受光值，其中所述下游侧的位置是指相对于与所述最新受光值对应的测定值的测定位置起而处于比所述纱线长度间隔长出规定长度的下游侧的位置；
比较工序，其把所述合计值与规定的阈值进行比较。
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