JP2008214030A - 糸条の走行監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、合繊糸などの糸条であっても、非接触で正確にその走行が監視できる装置を提供することにある。
【解決手段】糸条の走行監視装置１０は、糸条１２に照射する光Ｌを発光する光源１４と、光Ｌを糸条１２に垂直に照射し、糸条１２からの反射光を光源１４とは異なる方向に導く導光手段１６と、糸条１２からの反射光を撮像素子１８で受光し、撮像素子１８の出力の単位時間ごとの相対変化から糸条１２の動きを検出する手段２０と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミシンや編機、ワインダ等の各種の繊維機械において、ミシン糸や編立糸条等の走行糸長や糸速、糸切れやミシンの目飛び等を確実に監視する糸条の走行監視装置に関するものである。

従来、ミシンや編機などの繊維機械の稼働中に走行する糸条の監視が行われている。衣類などの繊維製品の生産中に起きる糸切れや目飛びなどを監視することによって、製造歩留まりを改善する目的がある。走行する糸条の糸長や糸速、糸切れあるいはミシンの目飛び発生等を監視する場合、糸条をローラに巻きつけて行う方法がある。この方法では、糸条に連れ回りするローラの回転数を検出することによって、糸条の走行状態を監視する。

糸条をローラに巻きつける方法では、糸条とローラとの間に不規則な滑りや摩擦が発生して、糸条の走行に対するローラの回転数が一定しないため、糸長や糸速、糸切れ、ミシンの目飛び等を正確に監視することができない。また、ローラを回転させるためのエネルギーを糸の走行によって得ているので、過大な張力で糸条を引っ張る必要がある。さらに、ローラには回転摺動部が存在するために、回転摺動部に綿ゴミなどがたまって回転しなくなるという問題点があった。

差動型空間フィルタを使用した糸条の走行監視装置が特許文献１と２に開示されている。この糸条の走行監視装置は非接触で糸条の走行監視を行うことができる。具体的には、差動型空間フィルタによって糸条の毛羽の動きを検出して走行を監視する。非接触であるので、上記のような問題が解決される。しかし、毛羽が存在する綿糸であれば問題ないが、毛羽が存在しないナイロン等の合繊糸等は検出できないという欠点があった。

特許第１８１５２９２号公報 特許第１６６１９６３号公報

そこで本発明の目的は、合繊糸などの糸条であっても、非接触で正確にその走行が監視できる装置を提供することにある。

本発明の糸条の走行監視装置は、糸条に照射する光を発光する光源と、前記光を糸条に垂直に照射し、糸条からの反射光を光源とは異なる方向に導く導光手段と、前記糸条からの反射光を受光する撮像素子と、前記撮像素子の出力の単位時間ごとの相対変化から糸条の動きを検出する手段と、を含む。

光源で発光した光は導光手段を介して糸条に照射され、反射光が再び導光手段を介して撮像素子に導かれる。糸条が動くことによって単位時間ごとの撮像素子の出力が異なるようになる。動きを検出する手段は、この撮像素子の出力の違いから糸条の動きを検出する。

糸条の走行糸長や糸速、糸切れやミシンの目飛び等を監視する装置において、撮像素子の出力によって糸条の動きを検出するため、糸条が綿糸だけでなくすべての糸条に対して適用でき、かつ非接触で糸条の走行に影響を与えずに監視することができる。

本発明の糸条の走行監視装置について図面を使用して説明する。本発明の走行監視装置は、繊維機械の糸条の走行経路の途中に取り付けられる。走行を監視される糸条は、綿等の天然繊維またはナイロン等の合成繊維等からなるが、糸であれば限定されない。

図１に本発明の糸条の走行監視装置１０の基本的な構成を示す。本発明の糸条の走行監視装置１０は、糸条１２に照射する光Ｌを発光する光源１４と、光Ｌを糸条１２に垂直に照射し、糸条１２からの反射光を光源１４とは異なる方向に導く導光手段１６と、糸条１２からの反射光を撮像素子（イメージセンサ）１８で受光し、撮像素子１８の出力の単位時間ごとの相対変化から糸条１２の動きを検出する手段２０と、を含む。

光源１４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（レーザダイオード）を含む。光Ｌは集光レンズ２２で指向性を高め、所定の方向に進行するようにする。

導光手段１６は、ハーフミラーまたはビームスプリッターと呼ばれる２つのプリズム１６ａ，１６ｂを貼り合わせたものを使用する。導光手段１６は各辺の長さが等しい立方体である。図１のように光Ｌを側方から入射させると、プリズム１６ａ，１６ｂの接合面１７で光Ｌの半分が下方に導かれる。糸条１２と導光手段１６の下面とが平行になっていると、光Ｌが糸条１２に垂直照射される。糸条１２で反射された光Ｌは、再び導光手段１６に下方から入射され、入射光の半分が真っ直ぐに進行して、導光手段１６の上面から出射される。撮像素子１８は糸条１２の反射光を垂直に受光するようにする。

光源１４と導光手段１６との位置関係は、図１に限定されるものではない。例えば、図２〜図４の走行監視装置１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで示す位置であっても良い。図２であれば、光源１４と導光手段１６との間にミラー２６を設けて、光Ｌを導光手段１６の側方に垂直入射させる。図２であれば、糸条１２の動き検出手段２０と光源１４とが同じ方向に位置するため、装置１０ｂの構成が楽になる。また、図３と図４は、図１と図２の構成に対して導光手段１６と糸条１２との間にレンズ２８を設けたものである。レンズ２８によって、糸条１２に光Ｌを集光させる。

撮像素子１８は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）と呼ばれる縦横に受光素子が並べられたものである。図１に示すように、必要に応じて糸条１２にピントを合わせて、撮像素子１８に糸条１２の像を結ぶための受光レンズ２４を導光手段１６と撮像素子１８との間に設ける。撮像素子１８の受光面と糸条１２とが平行になっており、撮像素子１８に対して糸条１２の全体のピントを合わせることができる。光源１４によって確実に糸条１２の像を撮像素子１８に結ぶことができ、繊維機械の使用環境に撮像素子１８の受光精度が左右されなくなる。糸条１２の位置ずれが発生しないように、図１〜図４に示すように、糸条１２の経路にガイドＧを設けるのが好ましい。

なお、図１〜図４に示す光源１４と撮像素子１８の位置を逆にしても良い。例えば、図１であれば、上方から導光手段１６に光Ｌを入射し、導光手段１６の側方から撮像素子１８に向けて光Ｌを出射する。撮像素子１８には垂直に光りＬが入射される。図２〜図３も同様である。このとき、集光レンズ２２と受光レンズ２４の位置も逆になるようにする。

糸条１２の動き検出手段２０は、撮像素子１８の出力の単位時間ごとの相対変化から糸条１２の動きを検出するものである。例えば図５（ａ）、（ｂ）のように、５×５に受光素子３０が並んだ撮像素子１８を用いたとする。一定時間後に図５（ａ）から図５（ｂ）に出力が変化したとする。そうすると、図５（ａ）での中心の受光素子３０ａの出力と図５（ｂ）での中心右横の受光素子３０ｂの出力が同じとなる。この単位時間ごとの相対変化から、糸条１２が動いていることがわかる。このように、単位時間ごとの撮像素子１８の出力から、同じ出力がある受光素子３０の位置の違いを求めることによって、糸条１２の動きがあるか否かを求めることができる。例えば糸切れや目飛びによって糸条１２の走行が全くなければ、同じ出力がある受光素子３０の位置は変わらない。また、糸条１２が無くなってしまうと、撮像素子１８に結ばれる像が無くなり、結果として受光素子３０の出力は変わらなくなる。なお、動き検出手段２０がおこなう上述のような処理は、画像処理によっておこなう。説明の便宜上、図５ではある受光素子３０に注目しているが、実際には撮像素子１８に像が結ばれているのは糸条１２であるため、糸条１２の単位時間の動きを画像処理することとなる。

ガイドＧが無ければ糸条１２の走行が無くなっても糸条１２が揺れて撮像素子１８の単位時間当たりの出力の変化が生じてしまう場合がある。ガイドＧによって糸条１２が走行しなくなったときに糸条１２の揺れを無くしたり小さくしたりすることができ、撮像素子１８の出力を同じにすることができる。

より線の糸条１２ａには必ず凹凸があり（図６）、単線の糸条１２であっても表面に微細な変化がある。本発明は、この表面の凹凸や微細な変化などを検出することによって、糸条１２の動きを検出する構成となっている。図６に示すような毛羽のない糸条１２ａであっても動きを検出することができ、その走行を監視することができる。

図７のように、糸条１２の走行を監視するために、検出手段２０で求めた上記の相対変化や糸条１２の動きの有無をコンピュータ３２に出力し、コンピュータ３２のディスプレイに表示するようにしても良い。検出手段２０とコンピュータ３２とを接続するためのコントローラ３４を設け、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などで接続する。

図８のように、動き検出手段２０から繊維機械の動作を制御するシーケンサ３６にデータを送るようにしても良い。シーケンサ３６の動きを糸条１２の動きに合わせて制御するためである。途中に、撮像素子１８の単位時間ごとの相対変化の変化量をパルスに変換する信号変換手段３８を含む。この信号変換手段３８に、パルスの有無によって糸条１２の走行の有無を判断する手段（図示せず）を含むようにしても良い。相対変化があればパルスを発生させ（図９（ａ））、無ければパルスが発生しないようにする（図９（ｂ））。パルスの有無によって簡単に糸条の走行の有無がわかる。パルスがなければ、糸条１２の走行が無く、目飛びや糸切れを起こしているので、シーケンサ３６は繊維機械の動きを止めるようにする。

信号変換手段３８は、相対変化の変化量の違いによって、パルスの単位時間当たりの数と幅が異なるようにしても良い。糸条１２の動きが速ければ、パルスの単位時間当たりの数が多く、幅が狭くなるようにする。糸条１２の動きが遅ければ、その反対になる。パルスによって、糸条１２の動きがわかる。この場合、パルスの単位時間当たりの数と幅から糸条１２の走行糸長、糸速を算出する手段を含むようにする。糸条１２の走行の有無だけでなく、糸条１２の走行状態がわかる。算出された糸条１２の走行糸長、糸速のデータを繊維機械の動作を制御するシーケンサ３６にフィードバックするようにしても良い。フィードバックされたデータから、シーケンサ３６が繊維機械の動作を修正することができる。

算出された糸条１２の走行の有無、糸長、糸速のデータを繊維機械の動作を制御するシーケンサ３６にフィードバックすることによって、繊維機械の動作を停止させたりすることができるため、繊維機械が生産する衣料などの歩留まりを改善することができる。

なお、糸条１２の動き検出手段２０などは、上述した動作をおこなうための回路、ソフト、あるいはその両方で構成されるものである。

以上、本発明の実施形態を上述したが本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

本発明の監視装置の構成を示す図である。 本発明の監視装置の他の構成を示す図である。 本発明の監視装置の他の構成を示す図である。 本発明の監視装置の他の構成を示す図である。 撮像素子で糸条の動きを検出する図であり、（ａ）は中央の受光素子が他とは異なる出力となっている図あり、（ｂ）は（ａ）の中央右横の受光素子が他とは異なる出力となっている図である。 より線の糸条の拡大図である。 動き検出手段の出力をコンピュータに出力する構成を示す図である。 動き検出手段の出力をシーケンサに出力する構成を示す図である。 動き検出手段の出力をパルスに変換した図であり、（ａ）は糸条の動きがある場合の図であり、（ｂ）は糸条の動きが無い場合の図である。

符号の説明

１０、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ：走行監視装置
１２、１２ａ：糸条
１４：光源
１６：導光手段（ハーフミラー、ビームスプリッター）
１８：撮像素子
２０：動き検出手段
２２、２８：集光レンズ
２４：受光レンズ
２６：ミラー
３０：受光素子
３２：コンピュータ
３４：コントローラ
３６：シーケンサ
３８：信号変換手段

Claims (3)

1. 糸条の走行を監視する装置であって、
   前記糸条に照射する光を発光する光源と、
   前記光を糸条に垂直照射し、糸条からの反射光を光源とは異なる方向に導く導光手段と、
   前記糸条からの反射光を受光する撮像素子と、
   前記撮像素子の出力の単位時間ごとの相対変化から糸条の動きを検出する手段と、
   を含む走行監視装置。
2. 前記撮像素子の出力の単位時間ごとの相対変化の変化量をパルスに変換する手段と、
   前記パルスの有無によって糸条の走行の有無を判断する手段と、
   を含む請求項１の走行監視装置。
3. 前記相対変化の変化量の違いによって、前記パルスの単位時間当たりの数と幅が異なるようにし、前記パルスの単位時間当たりの数と幅から糸条の走行糸長、糸速を算出する手段を含む請求項２の走行監視装置。

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