JP2011132616A - 精紡機の管糸径推定装置及び管糸径推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精紡機における管糸の最大径を推定できるようにする。
【解決手段】紡出されたボビンＢの特定のボビン高さで実測された糸部径は、入力装置３２によって制御装置２５に入力される。制御装置２５は、実測された糸部径と当該紡出時のリフティング動作条件とを用いて糸部径基本単位を算出し、算出した糸部径基本単位を当該紡出時の糸種条件と共に登録する。入力装置３２により入力された糸種条件に合致する糸種条件が糸部径基本単位と共に前記登録手段に登録されている場合には、制御装置２５は、入力された糸種条件に対応する前記糸部径基本単位及び入力された新たなリフティング動作条件を用いて最大管糸径を算出（推定）する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リングレールのリフティング動作によってボビンに糸を巻き付けて管糸を形成する精紡機の管糸径推定装置及び管糸径推定方法に関する。

精紡機においては、機台運転中にリングレールの昇降運動（リフティング）を繰り返しながら次第にリングレールを移動させてボビンに糸を巻き付けるという管糸形成が行われる。１本のボビンにできるだけ多くの糸を巻くことは生産効率を高めることになるが、管糸の最大径が大きくなりすぎると、リングと管糸とが擦れるという好ましくない事態が生じるおそれがある。

管糸の最大径を把握するには紡出試験を行なっておけばよいのであるが、糸種条件（品種、番手、撚り数等）やリフティング動作条件（チェイス条件、管糸形状やボビン形状等）の変更があれば、その都度に紡出試験を行なう必要があり、精紡機の稼動効率の低下をもたらす。そのため、形成される管糸の最大径を推定できることが望ましい。

特許文献１では、紡出試験を行なわずに満管径を推定できる粗紡機の満管径演算装置が開示されている。
粗紡機では、層を積み重ねる毎にリフト長を短くしてゆく巻き取り方式であり、リフティング反転位置（従って肩角度）が予め分かっている。又、ボビン形状が円柱形状であるため、一層当たりの粗糸粗糸巻径増加量及び肩角度に基づいて、粗紡機における管糸形状を容易に推定することができる。

特許文献１の満管径演算装置では、初期リフト長、肩角度、単位長さ当たりのコイル長、満管までの巻取り粗糸長、一層毎の粗糸巻径増加量等の紡出条件に基づいて、満管径（管糸の最大径）が演算される。つまり、満管径は、特許文献１に開示される式に基づいて演算される。特許文献１に開示される式は、肩角度及び粗糸巻径増加量を既知要素とした演算式である。

特開平５−３２１０４６号公報

しかし、精紡機では肩角度の概念がなく、かつ、粗紡機とは巻き取り方式が異なるため、精紡機における管糸の最大径を演算するために特許文献１に開示される式を用いることはできない。

本発明は、紡出条件が変わる毎に試験紡出を繰り返すことなく精紡機における管糸の最大径を推定できるようにすることを目的とする。

請求項１乃至請求項１０の本発明は、リングレールのリフティング動作によってボビンに糸を巻き付けて管糸を形成する精紡機の管糸径推定装置を対象とし、請求項１の発明では、紡出されたボビンの特定のボビン高さで実測された糸部径と当該紡出時のリフティング動作条件とを用いて、糸部径基本単位を算出する算出手段と、前記糸部径基本単位を当該紡出時の糸種条件と共に登録する登録手段と、前記糸種条件及び前記リフティング動作条件を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された前記糸種条件に合致する前記糸種条件が前記糸部径基本単位と共に前記登録手段に登録されている場合には、入力された前記糸種条件に対応する前記糸部径基本単位及び入力された新たなリフティング動作条件を用いて最大管糸径を推定する推定手段とを備えている。

糸部径とは、管糸径からボビン径を引いた値のことである。実測された糸部径を用いて算出され、当該紡出時に糸種条件に対応して登録された糸部径基本単位は、リフティング動作条件が変更された場合でも、改めて試験紡出を行わずに最大管糸径の推定を可能にする。

好適な例では、前記算出手段は、予め設定された初期糸部径基本単位を用いて前記特定のボビン高さでの糸部径を算出し、算出された糸部径と前記実測された糸部径と前記初期糸部径基本単位とを用いて前記糸部径基本単位を算出する。

好適な例では、前記推定手段は、前記ボビンの形状条件、前記リングレールのリフィティング動作におけるチェイス条件、前記リングレールのシェーパステップ量を含む前記リフティング動作条件と、前記糸部径基本単位とを用いて、前記最大管糸径を推定する。

好適な例では、前記チェイス条件は、巻き始め高さと、リフト長と、チェイス長と、チェイス回数及びチェイス速度とを含む。
好適な例では、前記チェイス条件は、複数のチェイス速度と、チェイス速度切り換え位置とを含む。

好適な例では、前記ボビンの形状条件は、ボビン長、ボビン上端径及びボビン下端径を含む。
好適な例では、前記糸種条件は、品種、番手及び撚り数を含む。

好適な例では、前記登録手段は、スピンドル回転数及びトラベラの重量の少なくとも一方に対応させて前記糸部径基本単位を登録する。
好適な例では、前記リフティング動作条件は、単量条件及び増量条件をさらに含む。

好適な例では、実測されるボビン高さは、一箇所のみである。
請求項１１の発明は、リングレールのリフティング動作によってボビンに糸を巻き付けて管糸を形成する精紡機の管糸径推定方法を対象とし、紡出されたボビンの特定のボビン高さで糸部径を実測し、実測された糸部径と当該紡出時のリフティング動作条件とを用いて糸部径基本単位を算出し、前記糸部径基本単位を当該紡出時の前記糸種条件と共に登録し、入力された前記糸種条件に合致する前記糸種条件が前記糸部径基本単位と共に登録されている場合には、入力された前記糸種条件に対応する前記糸部径基本単位及び入力された新たなリフティング動作条件を用いて最大管糸径を推定する。

本発明は、紡出条件が変わる毎に試験紡出を繰り返すことなく精紡機における管糸の最大径を推定できるという優れた効果を奏する。

一実施形態を示すリング精紡機の概略構成図。 （ａ）は、管糸の形成状態を示す模式図。（ｂ）は、チェイス動作を説明するためのグラフ。 （ａ）は、ボビン形状及び管糸形状を説明するための側面図。（ｂ）は、チェイス動作１回の糸巻き量及びシェーパステップを説明するためのグラフ。 紡出試験のステップを示すフローチャート。 最大管糸径推定プログラムを示すフローチャート。 最大管糸径推定プログラムを示すフローチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１に示すように、ドラフトパートを構成するフロントローラ１１の回転軸１１１の端部には歯車１２が止着されている。回転軸１１１は、モータＭｏにより回転駆動されるドライビングシャフト１３と歯車１２との間に配設された歯車列（図示略）を介して回転駆動されるようになっている。モータＭｏは、可変速モータであってインバータ１６を介して駆動される。

スピンドル１４は、ドライビングシャフト１３に固定されたチンプーリ１５との間に巻き掛けられたスピンドルテープ（図示略）を介して回転駆動されるようになっている。フロントローラ１１及びスピンドル１４は、フロントローラ１１からのフリースの送り出し量（紡出量）と、スピンドル１４の糸巻き取り量とが常に同量となるように回転される。両者の回転数比は、撚数に対応して設定されている。歯車１２の近傍にはフロントローラ１１の回転に対応してパルス信号を出力するセンサＳが配設されている。

ラペットアングル１９にはスネルワイヤ１９１が取り付けられており、フロントローラ１１から送り出された糸Ｙがスネルワイヤ１９１を経てリング１８１上を摺動するトラベラ２０に導かれるようになっている。

ラインシャフト１７は、精紡機の機台の長手方向に沿って配設されており、ラインシャフト１７には所定間隔でねじ歯車２１（図１では１個のみ図示）が一体回転可能に止着されている。リングレール１８は、複数のポーカピラー２２（図１では１本のみ図示）により支持されている。ポーカピラー２２は、上下方向に移動可能に機台フレーム（図示略）に支承されており、ポーカピラー２２の下部側にはスクリュー部２２１が形成されている。スクリュー部２２１は、機台フレームの所定高さ位置に回転可能に支持されたナット体２３に螺合している。ナット体２３の外周にはねじ歯車２１と噛合するねじ歯車（図示略）が一体に形成されている。ラペットアングル１９も同様な昇降機構でリングレール１８と同期して昇降可能となっている。

ラインシャフト１７は、サーボモータ２４の駆動軸に歯車列（図示略）を介して連結されている。サーボモータ２４は、制御装置２５によりサーボドライバ２６を介して駆動制御される。サーボモータ２４にはロータリエンコーダ２７が装備されている。ラインシャフト１７は、サーボモータ２４により駆動され、回転速度及び回転方向が自由に変更可能となっている。

ラインシャフト１７、ポーカピラー２２、ナット体２３、サーボモータ２４及び歯車列は、リフティング装置を構成する。リフティング装置は、ラインシャフト１７を介してリングレール１８及びラペットアングル１９を昇降させる。リフティング装置、ドラフトパート及びスピンドル駆動系は、独立した状態で、しかも同期した状態で駆動される。

制御装置２５は、ＣＰＵ（中央処理装置）２９、プログラムメモリ（ＲＯＭ）３０、作業用メモリ（ＲＡＭ）３１、入力インタフェース３３、出力インタフェース３４及びカウンタ３７を備えている。ＣＰＵ２９にはモータＭｏがインバータ１６、主モータ駆動回路３５及び出力インタフェース３４を介して電気的に接続されている。又、ＣＰＵ２９にはサーボモータ２４がサーボドライバ２６、サーボモータ駆動回路３６及び出力インタフェース３４を介して電気的に接続されている。

ＣＰＵ２９には入力装置３２が入力インタフェース３３を介して信号接続されており、ＣＰＵ２９には表示装置３８が出力インタフェース３４を介して信号接続されている。
カウンタ３７は、ロータリエンコーダ２７及びＣＰＵ２９と信号接続されている。カウンタ３７にはアップダウンカウンタが使用されている。カウンタ３７は、サーボモータ２４の正転時にロータリエンコーダ２７からの出力パルスが入力されるとカウント値を増加し、サーボモータ２４の逆転時にロータリエンコーダ２７からの出力パルスが入力されるとカウント値を減少する。

ＣＰＵ２９は、プログラムメモリ３０に記憶された所定のプログラム情報に基づいて動作する。プログラムメモリ３０は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）である。プログラムメモリ３０には前記プログラム情報と、プログラムの実行に必要な各種情報とが記憶されている。各種情報は、例えば各種の算出式である。

作業用メモリ３１は、読出し及び書替え可能なメモリ（ＲＡＭ）である。作業用メモリ３１は、入力装置３２により入力された各種条件やＣＰＵ２９における演算処理結果等を一時記憶する。入力装置３２によって入力される条件は、糸種条件及びリフティング動作条件、機台仕様条件である。リフティング動作条件は、チェイス条件、ボビン形状条件等を含む。

糸種条件は、糸の品種、番手及び撚り数等である。チェイス条件は、図３（ａ）に示す巻き始め高さＬｏ（ボビンＢの下端Ｂ１からの高さ）、リフト長ＬＴ、チェイス長Ｃ〔図３（ｂ）に示す〕、チェイス回数Ｘ（例えば２００回）、シェーパステップ量Δ〔図３（ｂ）に示す〕及び単量条件、チェイス速度である。単量条件は、ボビンＢに巻き得る糸の量のことである。ボビン形状条件は、図３（ａ）に示すボビン長ＢＬ、ボビン上端径ＤＥ２及びボビン下端径ＤＥ１等であり、機台仕様条件は、リング１８１の内径Ｒである。本実施形態では、ボビンＢは、ＤＥ１＞ＤＥ２という円錐台形状である。

ＣＰＵ２９にはセンサＳ及びロータリエンコーダ２７が入力インタフェース３３を介して信号接続されている。ＣＰＵ２９は、センサＳからの出力信号に基づいて紡出量を演算する。ＣＰＵ２９は、ロータリエンコーダ２７の出力信号に基づいてリングレール１８の移動方向、即ち上昇か下降かを認識するとともに、カウンタ３７のカウント値に基づいてリングレール１８の位置を演算する。

次に、前記のように構成された装置の作用を説明する。機台の運転に先立って、まず、糸種条件、リフティング動作条件（チェイス条件、ボビン形状条件）及び機台仕様条件からなる紡出条件が入力装置３２により入力される。

ＣＰＵ２９は、入力装置３２により入力されて作業用メモリ３１に記憶された紡出条件に基づいて、サーボモータ２４とモータＭｏとを同期して駆動制御する。サーボモータ２４が駆動されると、歯車列を介してラインシャフト１７が回転されると共に、ねじ歯車２１を介してナット体２３が回転される。そして、ナット体２３に螺合されたポーカピラー２２がリングレール１８等と共に上昇あるいは下降移動される。サーボモータ２４の正転時にはリングレール１８等が上昇移動され、逆転時には下降移動される。又、フロントローラ１１から送り出された糸Ｙは、スネルワイヤ１９１及びトラベラ２０を経てボビンＢに巻き取られる。これにより管糸２８が形成される。

巻き取り開始から巻き取り終了（巻き終わり）までにおけるリング１８１の高さ位置の変化は、図２（ａ）のグラフにおける曲線Ｆで示すようになる。横軸は、時間を表し、縦軸は、リング１８１の高さ位置を表す。制御装置２５は、リングレール１８が上限位置に達するまでは、リングレール１８が上昇行程から下降行程に移行する際のリング１８１の上部反転位置ＰＵの上方への変位量Ｄｄを巻き始めから一定になるようにリングレール１８を昇降させる。又、制御装置２５は、リングレール１８の下降行程から上昇行程に移行する際のリング１８１の下部反転位置ＰＬの上方への変位量Ｄｕを巻き始めから一定となるようにリングレール１８が昇降される。リングレール１８の１回の上昇行程とこれに続く１回の下降行程とは、リングレール１８のチェイス動作１回分の行程である。

４つのボビンＢは、時間ｔ０（巻き取り開始時）、時間ｔ１（巻き取り前半の途中）、時間ｔ２（巻き取り後半の途中）、時間ｔ３（巻き取り終了時）における巻き取り量を示す。２８１は、時間ｔ１での管糸形状を示し、２８２は、時間ｔ２での管糸形状を示す。

図２（ｂ）における曲線Ｔ（ｎ）は、ｎ回目（ｎは、１，２，３・・・の整数）のチェイス動作を表しており、曲線Ｔ（ｎ＋１）は、（ｎ＋１）回目のチェイス動作を表している。横軸は、時間を表し、縦軸は、リング１８１の高さ位置を表す。リングレール１８の上昇行程におけるリング１８１の上昇距離は、チェイス長Ｃである。変位量Ｄｄ及び変位量Ｄｕは、シェーパステップ量Δのことであり、シェーパステップ量Δは一定値である。

本実施形態では、曲線Ｔ（ｎ）（ｎ＝１，２，３・・・）は、全て同じ形状である。曲線Ｔ（ｎ）で表される１回のチェイス動作における上昇区間は、３つの区間Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３に分けられており、１回のチェイス動作における下降区間は、１つの区間Ｋ４のみである。区間Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４における速度は、この順にＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４である。速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、チェイス上昇速度であり、速度Ｖ４は、チェイス下降速度である。速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、チェイス１回分の複数の速度である。

区間Ｋ１，Ｋ２の境Ｋ１２及び区間Ｋ２，Ｋ３の境Ｋ２３は、チェイス上昇速度切り換え位置である。本実施形態では、チェイス下降速度の切り換えはなく、チェイス下降速度切り換え位置はない。境Ｋ１２，Ｋ２３は、チェイス１回分の複数の切り換え位置である。

チェイス１回分のチェイス上昇速度である速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３、チェイス１回分のチェイス下降速度情報である速度Ｖ４、及びチェイス１回分の複数の切り換え位置である境Ｋ１２，Ｋ２３は、入力装置３２によって制御装置２５に予め入力される。

帯形状部Ｙｃｕ（ｎ）は、ｎ回目のチェイス動作の上昇行程における管糸２８の増加分を模式的に表す。帯形状部Ｙｃｄ（ｎ）は、ｎ回目のチェイス動作の下降行程における管糸２８の増加分を模式的に表す。帯形状部Ｙｃｕ（ｎ）は、上昇区間Ｋ１に対応した管糸２８の増加部Ｙ（Ｋ１）と、上昇区間Ｋ２に対応した管糸２８の増加部Ｙ（Ｋ２）と、上昇区間Ｋ３に対応した管糸２８の増加部Ｙ（Ｋ３）とからなる。帯形状部Ｙｃｄ（ｎ）は、下降区間Ｋ４に対応した管糸２８の増加部Ｙ（Ｋ４）である。

上昇区間Ｋ１に対応した管糸２８の増加部Ｙ（Ｋ１）の幅Ｗ（Ｋ１）は、上昇区間Ｋ１での糸部径の増加量である。上昇区間Ｋ２に対応した管糸２８の増加部Ｙ（Ｋ２）の幅Ｗ（Ｋ２）は、上昇区間Ｋ２での糸部径の増加量である。上昇区間Ｋ３に対応した管糸２８の増加部Ｙ（Ｋ３）の幅Ｗ（Ｋ３）は、上昇区間Ｋ３での糸部径の増加量である。下降区間Ｋ４に対応した管糸２８の増加部Ｙ（Ｋ４）の幅Ｗ（Ｋ４）は、下降区間Ｋ４での糸部径の増加量である。チェイス動作の速度が遅いほど、幅Ｗ（Ｋ１），Ｗ（Ｋ２），Ｗ（Ｋ３），Ｗ（Ｋ４）は、大きくなる。つまり、１回のチェイス動作における糸部径の増加量は、チェイス動作の速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の逆数１／Ｖ１，１／Ｖ２，１／Ｖ３，１／Ｖ４に比例する。

図４は、糸部径基本単位Φbaseを登録するために、紡出運転によって満管形成された管糸２８における任意のボビン高さＨｂ（ボビンＢの下端Ｂ１からの高さ）での管糸径Φsを測定するフローチャートを示す。

プログラムメモリ３０に記憶されている算出式のうちの１群は、下記の式〈１〉〜〈４〉である。
Φbase＝Φinit×Φyb（Ｈｂ，Φinit）÷Φs0 ・・・〈１〉
Φyb（Ｈｂ，Φinit）＝ΣΦyc,n（Ｈｂ,Φinit） ・・・〈２〉
Ｄbob（Ｈｂ）＝DE1−（DE1−DE2）×Ｈｂ÷BL・・・〈３〉
Φs0＝Φs−Ｄbob（Ｈｂ） ・・・〈４〉
制御装置２５は、式〈１〉〜〈４〉を用いて、糸部径基本単位Φbaseを算出する。

式〈３〉は、ボビン高さＨｂでのボビンＢの径Ｄbob（Ｈｂ）を算出するための算出式である。
式〈４〉は、ボビン高さＨｂでの糸部径Φs0を算出するための算出式である。ボビン高さＨｂで実測された管糸径ΦsからΦbob（Ｈｂ）を引いた値Φs0は、管糸２８の糸部の２箇所の厚み〔図３（ａ）に示す２箇所のΦs１，Φs２〕の合計（Φs１＋Φs２）である。

式〈２〉は、予め設定された初期糸部径基本単位Φinitを用いて、ボビン高さＨｂでの糸部径Φyb（Ｈｂ，Φinit）を算出する算出式である。Φyc,n（Ｈｂ,Φinit）は、n回目のチェイス動作によるボビン高さＨｂでの糸部径の増加量を表す。ΣΦyc,n（Ｈｂ,Φinit）は、ボビン高さＨｂでの糸部径の増加量をもたらすチェイス動作の回数（Ｍ回）分の糸部径の増加量の総和を表す。ボビン高さＨｂでの糸部径の最初の増加量をもたらすチェイス動作が(Ｎ＋１)（Ｎは整数）回目とすると、ボビン高さＨｂでの糸部径の増加量をもたらすチェイス動作は、(Ｎ＋１)回目，(Ｎ＋２)回目，・・・，(Ｎ＋Ｍ)回目のチェイス動作である。

図３（ｂ）は、糸部径の増加量Φyc,n（Ｈｂ,Φinit）の総和ΣΦyc,n（Ｈｂ,Φinit）を説明するためのグラフである。縦軸は、ボビンＢの下端Ｂ１〔図３（ａ）参照〕からの高さを表す。

曲線Ｔ（Ｎ＋１）は、（Ｎ＋１）回目のチェイス動作を表す。帯形状部Ｙｃｕ（Ｎ＋１）は、（Ｎ＋１）回目のチェイス動作の上昇行程における糸部径の増加量を模式的に表す。帯形状部Ｙｃｄ（Ｎ＋１）は、（Ｎ＋１）回目のチェイス動作の下降行程における糸部径の増加量を模式的に表す。

曲線Ｔ（Ｎ＋２）は、（Ｎ＋２）回目のチェイス動作を表す。帯形状部Ｙｃｕ（Ｎ＋２）は、（Ｎ＋２）回目のチェイス動作の上昇行程における糸部径の増加量を模式的に表す。帯形状部Ｙｃｄ（Ｎ＋２）は、（Ｎ＋２）回目のチェイス動作の下降行程における糸部径の増加量を模式的に表す。

曲線Ｔ（Ｎ＋ｊ）（ｊは整数）は、（Ｎ＋ｊ）回目のチェイス動作を表す。帯形状部Ｙｃｄ（Ｎ＋ｊ）は、（Ｎ＋ｊ）回目のチェイス動作の下降行程における糸部径の増加量を模式的に表す。帯形状部Ｙｃｕ（Ｎ＋ｊ）は、（Ｎ＋ｊ）回目のチェイス動作の上昇行程における糸部径の増加量を模式的に表す。帯形状部Ｙｃｄ（Ｎ＋ｊ）は、（Ｎ＋ｊ）回目のチェイス動作の下降行程における糸部径の増加量を模式的に表す。

曲線Ｔ（Ｎ＋Ｍ）は、（Ｎ＋Ｍ）回目のチェイス動作を表す。帯形状部Ｙｃｕ（Ｎ＋Ｍ）は、（Ｎ＋Ｍ）回目のチェイス動作の上昇行程における糸部径の増加量を模式的に表す。帯形状部Ｙｃｄ（Ｎ＋Ｍ）は、（Ｎ＋Ｍ）回目のチェイス動作の下降行程における糸部径の増加量を模式的に表す。

ボビン高さＨｂにおける帯形状部Ｙｃｕ（Ｎ＋１）の幅Ｗｕ（１）と、ボビン高さＨｂにおける帯形状部Ｙｃｄ（Ｎ＋１）の幅Ｗｄ（１）との和は、（Ｎ＋１）回目のチェイス動作によるボビン高さＨｂにおける糸部径の増加量を表す。ボビン高さＨｂにおける帯形状部Ｙｃｕ（Ｎ＋２）の幅Ｗｕ（２）と、ボビン高さＨｂにおける帯形状部Ｙｃｄ（Ｎ＋２）の幅Ｗｄ（２）との和は、（Ｎ＋２）回目のチェイス動作によるボビン高さＨｂにおける糸部径の増加量を表す。ボビン高さＨｂにおける帯形状部Ｙｃｕ（Ｎ＋ｊ）の幅Ｗｕ（ｊ）と、ボビン高さＨｂにおける帯形状部Ｙｃｄ（Ｎ＋ｊ）の幅Ｗｄ（ｊ）との和は、（Ｎ＋１）回目のチェイス動作によるボビン高さＨｂにおける糸部径の増加量を表す。ボビン高さＨｂにおける帯形状部Ｙｃｕ（Ｎ＋Ｍ）の幅Ｗｕ（Ｍ）は、（Ｎ＋Ｍ）回目のチェイス動作によるボビン高さＨｂにおける糸部径の増加量を表す。

ボビン高さＨｂにおける各帯形状部Ｙｃｕ（Ｎ＋ｊ），Ｙｃｄ（Ｎ＋ｊ）（ｊ＝１，２，３，・・・Ｍ）の幅Ｗｕ（ｊ），Ｗｄ（ｊ）の総和が糸部径の増加量Φyc,n（Ｈｂ,Φinit）の総和ΣΦyc,n（Ｈｂ,Φinit）〔＝Φyb（Ｈｂ，Φinit）〕となる。

上昇区間Ｋ１における糸部径の増加部Ｙ（Ｋ１）の幅Ｗ（Ｋ１）は、Φinit／Ｖ１によって表されると定義されている。上昇区間Ｋ２における糸部径の増加部Ｙ（Ｋ２）の幅Ｗ（Ｋ２）は、Φinit／Ｖ２によって表されると定義されている。上昇区間Ｋ３における糸部径の増加部Ｙ（Ｋ３）の幅Ｗ（Ｋ３）は、Φinit／Ｖ３によって表されると定義されている。下降区間Ｋ４における糸部径の増加部Ｙ（Ｋ４）の幅Ｗ（Ｋ４）は、Φinit／Ｖ４によって表されると定義されている。

従って、上昇区間Ｋ１に対応する増加部Ｙ（Ｋ１）と下降区間Ｋ４に対応する増加部Ｙ（Ｋ４）との径方向に重なる合成増加部における糸部径の増加量〔つまりＷ（Ｋ１）＋Ｗ（Ｋ４）〕は、Φinit／Ｖ１＋Φinit／Ｖ４と表される。上昇区間Ｋ２に対応する増加部Ｙ（Ｋ２）と下降区間Ｋ４に対応する増加部Ｙ（Ｋ４）との径方向に重なる合成増加部における糸部径の増加量〔つまりＷ（Ｋ２）＋Ｗ（Ｋ４）〕は、Φinit／Ｖ２＋Φinit／Ｖ４と表される。上昇区間Ｋ３に対応する増加部Ｙ（Ｋ３）と下降区間Ｋ４に対応する増加部Ｙ（Ｋ４）との径方向に重なる合成増加部における糸部径の増加量〔つまりＷ（Ｋ３）＋Ｗ（Ｋ４）〕は、Φinit／Ｖ３＋Φinit／Ｖ４と表される。

制御装置２５は、式（Φinit／Ｖ１＋Φinit／Ｖ４），（Φinit／Ｖ２＋Φinit／Ｖ４），（Φinit／Ｖ３＋Φinit／Ｖ４）を用いて、ボビン高さＨｂでの糸部径の増加量Φyc,n（Ｈｂ,Φinit）の総和ΣΦyc,n（Ｈｂ,Φinit）〔＝Φyb（Ｈｂ，Φinit）〕を算出する。

糸部径基本単位Φbaseは、実測された管糸径Φsから算出された糸部径Φs0、初期糸部径基本単位Φinit及び式〈１〉〜〈４〉を用いて算出される。
図５及び図６は、最大管糸径Φmaxを推定するための最大管糸径推定プログラムを表すフローチャートである。制御装置２５は、最大管糸径推定プログラム及びプログラムメモリ３０に記憶されている算出式に基づいて最大管糸径Φmaxを推定する。

プログラムメモリ３０に記憶されている算出式の他の群は、下記の式〈５〉〜式〈７〉である。
Φall（ｈ,Φbase）＝Ｄbob（ｈ）＋Φyb（ｈ,Φbase）・・・〈５〉
Ｄbob（ｈ）＝DE1−（DE1−DE2）×ｈ÷BL ・・・〈６〉
Φyb（ｈ，Φbase）＝ΣΦyc（ｈ,Φbase） ・・・〈７〉
制御装置２５は、式〈５〉〜〈７〉を用いて、Φall（ｈ,Φbase）を算出する。

式〈６〉は、ボビン高さｈ〔ボビンＢの下端Ｂ１からの高さであり、図３（ａ）に一例を示す〕でのボビンＢの径Ｄbob（ｈ）〔図３（ａ）に一例を示す〕を算出するための算出式である。

式〈７〉は、予め登録された糸部径基本単位Φbaseを用いて、ボビン高さｈでの糸部径Φyb（ｈ，Φbase）を算出する算出式である。Φyc（ｈ,Φbase）は、１回分のチェイス動作によるボビン高さｈでの糸部径の増加量を表す。ΣΦyc（ｈ,Φbase）は、ボビン高さｈでの糸部径の増加量をもたらすチェイス動作の回数分の糸部径の増加量Φyc（ｈ,Φbase）の総和を表す。

増加量Φyc（ｈ,Φbase）の総和ΣΦyc（ｈ,Φbase）は、図３（ｂ）に示すボビン高さＨｂをボビン高さｈに置き換えることによって、増加量Φyc,n（Ｈｂ,Φinit）の総和ΣΦyc,n（Ｈｂ,Φinit）の場合と同様に説明できる。

上昇区間Ｋ１における糸部径の増加部Ｙ（Ｋ１）の幅Ｗ（Ｋ１）は、Φbase／Ｖ１によって表されると定義されている。上昇区間Ｋ２における糸部径の増加部Ｙ（Ｋ２）の幅Ｗ（Ｋ２）は、Φbase／Ｖ２によって表されると定義されている。上昇区間Ｋ３における糸部径の増加部Ｙ（Ｋ３）の幅Ｗ（Ｋ３）は、Φbase／Ｖ３によって表されると定義されている。下降区間Ｋ４における糸部径の増加部Ｙ（Ｋ４）の幅Ｗ（Ｋ４）は、Φbase／Ｖ４によって表されると定義されている。

従って、上昇区間Ｋ１に対応する増加部Ｙ（Ｋ１）と下降区間Ｋ４に対応する増加部Ｙ（Ｋ４）との径方向に重なる合成増加部における糸部径の増加量〔つまりＷ（Ｋ１）＋Ｗ（Ｋ４）〕は、Φbase／Ｖ１＋Φbase／Ｖ４と表される。上昇区間Ｋ２に対応する増加部Ｙ（Ｋ２）と下降区間Ｋ４に対応する増加部Ｙ（Ｋ４）との径方向に重なる合成増加部における糸部径の増加量〔つまりＷ（Ｋ２）＋Ｗ（Ｋ４）〕は、Φbase／Ｖ２＋Φbase／Ｖ４と表される。上昇区間Ｋ３に対応する増加部Ｙ（Ｋ３）と下降区間Ｋ４に対応する増加部Ｙ（Ｋ４）との径方向に重なる合成増加部における糸部径の増加量〔つまりＷ（Ｋ３）＋Ｗ（Ｋ４）〕は、Φbase／Ｖ３＋Φbase／Ｖ４と表される。

制御装置２５は、式（Φbase／Ｖ１＋Φbase／Ｖ４），（Φbase／Ｖ２＋Φbase／Ｖ４），（Φbase／Ｖ３＋Φbase／Ｖ４）を用いて、ボビン高さｈでの糸部径の増加量Φyc（ｈ,Φbase）の総和ΣΦyc（ｈ,Φbase）〔＝Φyb（ｈ，Φbase）〕を算出する。

式〈５〉におけるΦall（ｈ,Φbase）は、ボビン高さｈでのボビンＢの径Ｄbob（ｈ）とボビン高さｈでの糸部径Φyb（ｈ,Φbase）とを足して得られるボビン高さｈでの管糸径を表す。

以下においては、図５及び図６のフローチャートに基づいて最大管糸径を推定する方法を説明する。
ステップＳ１において、制御装置２５は、測定情報Ｈｂ，Φsの入力の有無を判断している。測定情報Ｈｂ，Φsの入力があった場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、制御装置２５は、式〈１〉〜〈４〉及び測定情報Ｈｂ，Φsを用いて糸部径基本単位Φbaseを算出する（ステップＳ２）。糸部径基本単位Φbaseを算出した後、制御装置２５は、入力装置３２によって入力された糸種条件Ｚ（品種、番手及び撚り数）と、算出した糸部径基本単位Φbaseとを対（Ｚ，Φbase）として登録（作業メモリ３１に記憶）する（ステップＳ３）。

対（Ｚ，Φbase）の登録後、制御装置２５は、新たな糸種条件及びリフティング動作条件の入力の有無を判断する（ステップＳ４）。新たな糸種条件及びリフティング動作条件の入力がない場合（ステップＳ４においてＮＯの場合）、制御装置２５は、ステップＳ１へ移行する。新たな糸種条件及びリフティング動作条件の入力がある場合（ステップＳ４においてＹＥＳの場合）、制御装置２５は、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ１においてＮＯの場合（測定情報Ｈｂ，Φsの入力がない場合）、制御装置２５は、ステップＳ４へ移行する。
ステップＳ５において、制御装置２５は、新たな入力糸種条件に合致する登録糸種条件の有無を判断する。新たな入力糸種条件に合致する登録糸種条件がある場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、制御装置２５は、登録糸種条件に対応する糸部径基本単位Φbase及び式〈５〉〜〈７〉を用いて全ての管糸径Φall(ｈ,Φbase)を算出する（ステップＳ６）。管糸径Φall(ｈ,Φbase)は、ボビン高さｈでの算出された管糸径のことである。

全管糸径Φall(ｈ,Φbase)の算出後、制御装置２５は、全管糸径Φall(ｈ,Φbase)から最大管糸径Φmaxを選出する（ステップＳ７）。
ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７は、入力された糸種条件が登録されている糸種条件に合致していれば、新たに入力されたリフティング動作条件がボビン高さＨｂにおける管糸径Φｓを測定したときと異なっていても、入力された新しいリフティング動作条件に基いて最大管糸径Φmaxを算出できることを表している。

最大管糸径Φmaxの選出後、制御装置２５は、最大管糸径Φmaxと（Ｒ−δ）との大小比較を行なう（ステップＳ８）。δは、内径Ｒのリング１８１の内周と管糸２８の外周との許容隙間の大きさを表す。最大管糸径Φmaxが（Ｒ−δ）未満である場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、制御装置２５は、精紡機の運転を許可する（ステップＳ９）。最大管糸径Φmaxが（Ｒ−δ）以上である場合（ステップＳ８においてＮＯ）、制御装置２５は、表示装置３８に警告表示を指令（ステップＳ１０）して精紡機の運転を禁止する（ステップＳ１１）。

ステップＳ５においてＮＯの場合（新たな入力糸種条件に合致する登録糸種条件がない場合）、制御装置２５は、表示装置３８にＨｂ，Φsの測定の必要性の警告表示を指令する（ステップＳ１２）。

入力装置３２は、糸種条件及びリフティング動作条件を入力する入力手段である。
制御装置２５は、紡出されたボビンＢの特定のボビン高さＨｂで実測された糸部径Φs0と当該紡出時のリフティング動作条件とを用いて、当該紡出時の糸種条件に対応する糸部径基本単位Φbaseを算出する算出手段である。又、制御装置２５は、算出された糸部径基本単位Φbaseを当該紡出時の糸種条件Ｚと共に登録する登録手段である。

さらに、制御装置２５は、入力された糸種条件に合致する糸種条件が糸部径基本単位Φbaseと共に登録されている場合には、入力された糸種条件に対応する糸部径基本単位Φbase及び入力されたリフティング動作条件を用いて最大管糸径Φmaxを推定する推定手段である。

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）入力された糸種条件が登録されている糸種条件Ｚに合致していれば、新たに入力された糸種条件と対のリフティング動作条件が糸部径基本単位Φbaseを算出した試験紡出時のリフティング動作条件と異なっていても、最大管糸径Φmaxを算出することができる。

（２）糸部径基本単位Φbaseを算出するために紡出された管糸２８の管糸径の実測は、ボビン高さＨｂの一箇所のみで行なわれる。ボビン高さ一箇所のみでの管糸径の実測は、最大管糸径Φmaxを算出（推定）する上で簡便である。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○スピンドル１４の回転数及びトラベラ２０の重量の少なくとも一方にも対応させて糸部径基本単位Φbaseを登録してもよい。スピンドル１４の回転数及びトラベラ２０の重量は、ボビンＢに対する糸Ｙの巻き締まり具合に影響を与える。トラベラ２０の回転数及び重量の少なくとも一方にも対応させて糸部径基本単位Φbaseを登録すれば、よりきめ細かな糸部径基本単位の分類ができ、最大管糸径の推定精度が向上する。

○増量（巻き始めや巻き終わりで行なわれる増量巻きにおける増量）条件をリフティング動作条件の要素としてもよい。
○チェイス動作の下降区間を複数区間に分けてもよい。つまり、チェイス下降速度を複数にしてもよい。

○図１の実施形態では、リングレール１８の昇降制御を行なう制御装置２５が算出手段、登録手段及び推定手段となっているが、算出手段、登録手段及び推定手段を備えた管糸径推定装置をリングレール１８の昇降制御を行なう制御装置から独立させてもよい。

○紡出された管糸２８の管糸径をセンサで測定してもよい。この測定情報は、制御装置２５へ直接入力するようにしてもよいし、入力装置３２を使って入力してもよい。
○チェイス条件をプログラムメモリ３０に記憶しておいてもよい。チェイス条件は、リングレール１８の昇降動作を決定する情報である。

○円筒形状のボビンを用いる場合にも本発明を適用してもよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
（イ）前記推定手段は、実測された管糸径Φs及び式〈１〉〜〈４〉に基づいて、糸部径基本単位Φbaseを算出する請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の精紡機の管糸径推定装置。

Φbase＝Φinit×Φyb（Ｈｂ，Φinit）÷Φs0 ・・・〈１〉
Φyb（Ｈｂ，Φinit）＝ΣΦyc,n（Ｈｂ,Φinit） ・・・〈２〉
Ｄbob（Ｈｂ）＝DE1−（DE1−DE2）×Ｈｂ÷BL・・・〈３〉
Φs0＝Φs−Ｄbob（Ｈｂ） ・・・〈４〉
（ロ）前記推定手段は、式〈５〉〜〈７〉に基づいて、ボビン高さｈでの管糸径Φall（ｈ,Φbase）を算出する付記項１に記載の精紡機の管糸径推定装置。

Φall（ｈ,Φbase）＝Ｄbob（ｈ）＋Φyb（ｈ,Φbase）・・・〈５〉
Ｄbob（ｈ）＝DE1−（DE1−DE2）×ｈ÷BL ・・・〈６〉
Φyb（ｈ，Φbase）＝ΣΦyc,n（ｈ,Φbase） ・・・〈７〉
（ハ）前記ボビンの形状は、円錐台形状である請求項１乃至請求項１０、及び前記（イ），（ロ）項のいずれか１項に記載の精紡機の管糸径推定装置。

１８…リングレール。２０…トラベラ。２５…算出手段、登録手段及び推定手段である制御装置。３２…入力手段である入力装置。２８…管糸。Ｙ…糸。Ｂ…ボビン。ＭＬ…ボビン長。ＤＥ１…ボビン下端径。ＤＥ２…ボビン上端径。Ｌｏ…巻き始め高さ。ＬＴ…リフト長。Ｃ…チェイス長。Δ…シェーパステップ量。Ｘ…チェイス回数。Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…チェイス上昇における速度。Ｖ４…チェイス下降における速度。Ｋ１２，Ｋ２３…チェイス上昇速度切り換え位置。ｈ…ボビン高さ。Ｈｂ…特定のボビン高さ。Φs0…実測された糸部径。Φyb（ｈ，Φbase）…算出された糸部径。Φmax…最大管糸径。Φbase…糸部径基本単位。Φinit…初期糸部径基本単位。

Claims (11)

1. リングレールのリフティング動作によってボビンに糸を巻き付けて管糸を形成する精紡機の管糸径推定装置において、
   紡出されたボビンの特定のボビン高さで実測された糸部径と当該紡出時のリフティング動作条件とを用いて、糸部径基本単位を算出する算出手段と、
   前記糸部径基本単位を当該紡出時の糸種条件と共に登録する登録手段と、
   前記糸種条件及び前記リフティング動作条件を入力する入力手段と、
   前記入力手段により入力された前記糸種条件に合致する前記糸種条件が前記糸部径基本単位と共に前記登録手段に登録されている場合には、入力された前記糸種条件に対応する前記糸部径基本単位及び入力された新たなリフティング動作条件を用いて最大管糸径を推定する推定手段とを備えた精紡機の管糸径推定装置。
2. 前記算出手段は、予め設定された初期糸部径基本単位を用いて前記特定のボビン高さでの糸部径を算出し、算出された糸部径と前記実測された糸部径と前記初期糸部径基本単位とを用いて前記糸部径基本単位を算出する請求項１に記載の精紡機の管糸径推定装置。
3. 前記推定手段は、前記ボビンの形状条件、前記リングレールのリフィティング動作におけるチェイス条件、前記リングレールのシェーパステップ量を含む前記リフティング動作条件と、前記糸部径基本単位とを用いて、前記最大管糸径を推定する請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の精紡機の管糸径推定装置。
4. 前記チェイス条件は、巻き始め高さと、リフト長と、チェイス長と、チェイス回数及びチェイス速度とを含む請求項３に記載の精紡機の管糸径推定装置。
5. 前記チェイス条件は、複数のチェイス速度と、チェイス速度切り換え位置とを含む請求項４に記載の精紡機の管糸径推定装置。
6. 前記ボビンの形状条件は、ボビン長、ボビン上端径及びボビン下端径を含む請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の精紡機の管糸径推定装置。
7. 前記糸種条件は、品種、番手及び撚り数を含む請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の精紡機の管糸径推定装置。
8. 前記登録手段は、スピンドル回転数及びトラベラの重量の少なくとも一方に対応させて前記糸部径基本単位を登録する請求項７に記載の精紡機の管糸径推定装置。
9. 前記リフティング動作条件は、単量条件及び増量条件をさらに含む請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の精紡機の管糸径推定装置。
10. 実測されるボビン高さは、一箇所のみである請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の精紡機の管糸径推定装置。
11. リングレールのリフティング動作によってボビンに糸を巻き付けて管糸を形成する精紡機の管糸径推定方法において、
    紡出されたボビンの特定のボビン高さで糸部径を実測し、
    実測された糸部径と当該紡出時のリフティング動作条件とを用いて糸部径基本単位を算出し、
    前記糸部径基本単位を当該紡出時の前記糸種条件と共に登録し、
    入力された前記糸種条件に合致する前記糸種条件が前記糸部径基本単位と共に登録されている場合には、入力された前記糸種条件に対応する前記糸部径基本単位及び入力された新たなリフティング動作条件を用いて最大管糸径を推定する精紡機の管糸径推定方法。

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