JP2019210590A - 繊維機械の動作状態を決定する方法、および、繊維機械 - Google Patents

Abstract

【課題】オープンエンド、または、エアジェット紡糸機を含む繊維機械（１８）のワークステーション（１）における機能状態を決定する方法が提供される。【解決手段】繊維機械（１８）は、ワークステーション（１）を複数有し、ワークステーション（１）のそれぞれは、少なくとも１つの駆動装置（１１）を有し、駆動装置（１１）は、繊維材料（２、３、１６）を処理するために、特定のワークステーション（１）における、駆動装置（１１）に関連する少なくとも１つの処理手段（４、５、６、７、８、９、１０、１９、２０）を駆動する。ワークステーション（１）の少なくとも１つの処理手段（４、５、６、７、８、９、１０、１９、２０）、および／または、少なくとも１つの駆動装置（１１）の機能状態は、少なくとも１つの駆動装置（１１）の負荷角（α）を含む負荷変数の測定に基づいて決定される。ワークステーション（１）における機能状態を決定する方法を実行する繊維機械（１８）も提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、繊維機械、特に、オープンエンド、または、エアジェット紡糸機のワークステーションの機能状態を決定する方法に関する。繊維機械は、複数のワークステーションを有する。各ワークステーションは、少なくとも１つの駆動装置を有し、駆動装置は、繊維材料を処理するためにこの駆動装置に関連する特定のワークステーションの処理手段を駆動する。さらに、本発明は、ワークステーションにおいて機能状態を決定するための方法を実行する繊維機械に関する。

特許文献１は、紡糸機の動作状態を検知し、この動作状態の特徴を表す信号を出力する少なくとも１つのセンサを有する紡糸機を開示している。さらに、この信号を供給し、この信号に基づく動作を開始するための少なくとも１つのアクチュエータが設けられている。しかしながら、センサによる動作状態の測定は、センサが付加的なコストを生じる構成要素である点が不利である。

欧州特許公開公報第２ ３０９ ０４３号

本発明の課題は、従来技術の不利益を解消することである。

この課題は、独立項に記載された特徴を有する、繊維機械のワークステーションにおいて機能状態を決定する方法、並びに、繊維機械によって解決される。

本発明は、繊維機械のワークステーションにおいて機能状態を決定する方法に関する。紡糸機は、例えば、オープンエンド紡糸機、または、エアジェット紡糸機であってよい。ワークステーションにおける機能状態は、例えば、摩耗、故障、遮断、破損確率、生産性、および／または、耐用年数であってよい。例えば、遮断は、ワークステーションの可動構成要素の間で起きる。同様に、機能状態は、処理手段の動作状態であってよい。

繊維機械は、ワークステーションを複数含むので、繊維機械の生産性は、ワークステーションの数に従い増大する。

さらに、各ワークステーションは、少なくとも１つの駆動装置を有し、駆動装置は、繊維材料を処理するために、この駆動装置に関連する特定のワークステーションの少なくとも１つの処理手段を駆動する。処理手段は、ワークステーションが、その最終製品または中間製品を生成できるように繊維材料を処理する。処理手段は、繊維材料を加工するかまたはさらに搬送する構成要素、補助手段、および／または、装置であってよい。例えば、ワークステーションは、全方向の個々の繊維を繊維ウェブへと加工できるカード機であってよい。この場合、処理手段は、例えば、あらゆる方向の繊維を整列させるために駆動装置によって回転させられるローラであってよい。

また、繊維材料は、スライバであってよいが、まず第１に、紡糸ステーションにおいて、処理手段、例えば、開繊ユニットによって、個々の繊維にされ、その後、紡糸ロータである処理手段によって糸に紡がれる。この場合、駆動装置は、開繊ユニット、または、紡糸ロータを駆動し得る。

また、ワークステーションは、再巻き取りユニットであってもよい。この再巻き取りユニットは、１つのパッケージから他のパッケージへと糸を巻き直す。

本発明によれば、少なくとも１つの処理手段の少なくとも１つの機能状態は、少なくとも１つの駆動装置の負荷変数の測定に基づいて決定される。追加として、または、代替として、駆動装置の機能状態も決定されてよい。追加として、または、代替として、ワークステーションの機能状態は、処理手段、および／または、駆動装置の機能状態から推測されてよい。例えば、紡糸ロータがフル稼働できないことを機能状態が示す場合、ワークステーションの機能状態も同様に制限される。機能状態が処理手段の動作状態である場合、負荷変数を測定することによって、処理手段、特に、開繊ユニット、または、ワークステーションが正常動作、または、糸つぎ動作中であるかどうかを検出することができる。

特に、負荷変数が測定される駆動装置の機能状態が決定されてよい。負荷変数は、例えば、少なくとも１つの駆動装置の負荷角であってよい。電気駆動装置の場合、負荷角は、駆動装置の固定子磁界と回転子磁界との間の角度として定義される。

追加として、または、代替として、負荷変数は、駆動装置のトルクでもよい。駆動装置の挙動は、負荷変数の測定によって決定できるので、挙動はより精密に決定され得る。負荷変数、特に、負荷角、および／または、トルクは、電流、電圧、および／または、駆動装置の電流および／または電圧の時間プロフィールによって決定されてよい。したがって、負荷変数の測定は、特に、センサを用いずとも実行できる。その結果、負荷変数の測定は、確実かつ精密に行われ得る。

方法は、以下に、例えば、負荷角に関連して説明される。しかしながら、方法は、他の負荷変数にも容易に適用できる。

負荷角は、電気駆動装置の固定子磁界と、回転子磁界との間の角度である。無負荷の駆動装置の場合、負荷角は０度である。しかしながら、負荷が増大すると、負荷角も増大する。負荷角が０度の場合、固定子磁界と、回転子磁界とは、互いに逆平行になる。駆動装置に負荷がかかると、負荷角が増大し、それに基づいて、機能状態が推測できる。負荷角を用いて、駆動装置に作用する負荷に関する推測がなされてよい。さらに、駆動装置への負荷の変化は、負荷角の変化によって推測されてもよい。例えば、ワークステーションの駆動装置が動かなくなった場合、負荷角は増大する。この情報によって故障が推測され、機能状態が決定される。

本発明の好適な実施形態では、負荷変数は、開繊ユニット、紡糸ロータ、トラバース装置、対の搬送ローラ、パッケージ、および、巻き取りローラのとしての処理手段に関連する少なくとも１つの駆動装置で測定される。その結果、ワークステーションで駆動される処理手段の機能状態が決定され得る。

遮断、摩耗、破損確率、耐用年数、および／または、処理手段および／または駆動装置のメンテナンス間隔は、負荷変数の測定に基づいて決定される。例えば、処理手段の交換は、摩耗の検出に応じて計画されてよい。将来の交換のために利用可能としておく処理手段の数は、故障確率または耐用年数に基づいて計画されてよい。ワークステーション、および／または、繊維機械のメンテナンス計画は、メンテナンス間隔に基づいて立てられてよい。摩耗が起きるかまたは激しい場合、例えば、処理手段の動きが緩慢になり、処理手段に関連する駆動装置には、より高い負荷がかかるようになり、負荷変数、例えば、負荷角が増大する。この測定に基づいて、摩耗が推測され得る。

追加として、または、代替として、ワークステーションの生産性は、負荷変数の測定に基づいて決定され得る。その結果、最終製品の生産コストが計算され得る。その結果、例えば、生産性の低いワークステーションは、例えば、オフにされるか、または、より集中的なメンテナンスを受けるといった特別な処置がなされてよい。ワークステーションの生産性が高い場合、少なくとも１つの駆動装置には、より高い負荷がかけられるので、負荷変数が変化する。特に、ワークステーションの生産性が高い場合、そのワークステーションのすべての駆動装置に同様にさらに高い負荷がかけられるので、それに基づいて生産性が高いことが推測できる。

追加として、または、代替として、負荷変数の測定に基づいて、ワークステーションにおける繊維材料の存在が決定されてよい。ワークステーションにおける処理手段の１つの駆動装置、または、複数の、特にすべての駆動装置に負荷がかけられていない場合、負荷変数、または、例えば、負荷角などの駆動装置の負荷変数は、本来ゼロになるか、または、駆動装置が活動停止中である場合、駆動装置の１つの負荷変数または複数の負荷変数は、少なくとも実質的に、負荷をかけられている駆動装置より小さくなり、これは、繊維材料が存在していないか、または不足しているかを示す。例えば、糸を生成している最中のワークステーションで、糸生成用のカンに貯蔵されたスライバを使い果たしてしまった場合、糸の生成は中断されるが、ワークステーションの駆動装置は、処理手段を駆動し続ける。繊維材料が使い果たされたことは、負荷角の減少、または、負荷角の急変によって検出でき、ワークステーションがオフにされる、および／または、エネルギーを節約するか、もしくは、オペレータに繊維材料を補充する必要があることを警告するために適切なメッセージが出力されてよい。さらに、負荷をかけられていない処理手段、特に、供給ローラの過剰摩耗を防ぐことができる。同様に、糸つぎ中は、繊維材料が存在するか否かが検出され、もし繊維材料がないことがわかった場合、紡糸ステーションの開繊ユニット、および、供給ユニットの駆動装置を停止してよい。その結果、不要な糸つぎ工程を避けることができる。

さらに、処理手段の端位置、停止位置、および／または、終了位置に到達する前に、処理手段の遮断が決定されれば有利である。処理手段の遮断は、端位置、停止位置、および／または、終了位置に達した状態と似ているので、端位置、停止位置、および／または、終了位置に達したこと混同しないよう、これらの位置に到達する前に処理装置の遮断を検出することが有利である。例えば、処理装置は、２つの終了位置の間を行き来するトラバーストラバース装置であってよい。終了位置では、トラバーストラバース装置の移動方向は、逆になるので、終了位置では、どちらの終了位置でも少なくとも同様な、負荷変数の特定のプロフィールとなるかまたは変化が起きる。終了位置の間の遮断は、遮断中の負荷変数の動きと、終了位置における負荷変数の動きとを比較することによって推測できる。

同じく、負荷変数による限界値の超過を検出できれば有利である。その結果、例えば、過負荷による故障または破損から駆動装置を保護することができる。特に、駆動装置は、負荷角が９０度を超えると前に傾いて停止するので、駆動装置の負荷角の限界値は、９０度と選択されてよい。追加として、または、代替として、負荷変数の限界値を下回ることが検出されてもよい。この検出に基づいて、駆動装置の負荷が低下したことが予測されてよい。

さらに、負荷変数の測定に基づいて、負荷変数のプロフィールが生成されれば有利である。負荷変数プロフィールを生成するためには、負荷変数を、例えば、時間間隔でプロットしてよい。比較的短い間隔、例えば、数秒における負荷変数の推移を表す負荷変数プロフィールを用いることによって、例えば、比較的急に起きる処理手段の機能状態の変化が検出できる。したがって、例えば、原則的に数秒以内に起きる遮断が検出できる。遮断中、負荷変数は比較的素早く変化するので、負荷変数プロフィールは、短い時間間隔で生成すればよい。したがって、負荷変数プロフィールを数秒以内に生成すれば、遮断、または、繊維材料の不足といった不具合が検出できる。

追加として、または、代替として、負荷変数プロフィールは、より長い期間、または、より長い時間間隔で生成されてもよい。期間の長さは、決定される機能状態の種類に依存する。例えば、検出されるのが処理手段の摩耗である場合、負荷変数プロフィールは、摩耗が負荷変数に重大な影響を与える期間にわたって生成されてよい。このような時間間隔は、数日または数週間になる場合も確実にあり得る。摩耗によって、負荷変数は、長期間にわたって変化することもあり、これは数日から数週間にわたって記録された負荷変数プロフィールに基づいて検出され得る。

負荷変数プロフィールは、連続的に生成されるので、処理手段、および／または、駆動装置の機能状態が連続的にモニタされてよい。さらに、負荷変数プロフィールは、特定の時間間隔で生成され得るので、比較のための測定、および／または、計算の費用を比較的抑えられる。

少なくとも１つの基準値、好ましくは、駆動装置の負荷変数の基準プロフィールが、負荷変数の測定に基づいて生成されれば有利である。したがって、例えば、紡糸ロータの駆動装置の基準プロフィールが生成されてよい。基準プロフィールは、特定の期間にわたって記録されてよい。基準プロフィールは、機能状態が正常である、すなわち、故障がないなどの場合に生成されるのが好ましい。基準プロフィールは、負荷角の経時的推移を示す。基準値、または、基準プロフィールを用いることによって、ワークステーションの通常動作との比較が可能になる。同様に、例えば、繊維材料の存在を検出するために、開繊ユニットの駆動装置の負荷変数の基準値を生成してよい。同様に、基準値は、機能状態が正常である、すなわち、ワークステーションに繊維材料が存在する場合に生成されてよい。

ワークステーションの第１の開始段階の間に基準値または基準プロフィールが生成されれば有利である。追加として、または、代替として、基準値または基準プロフィールは、駆動装置および／または処理手段の第１の開始段階の間に生成されてもよい。第１の開始段階は、ワークステーション終了後の段階であるが、ワークステーションのすべての構成要素は、まだ正常に機能している、すなわち、処理手段がほとんど摩耗していないか、例えば、詰まっていない。したがって、ワークステーションは、まだ摩耗しておらず、故障もなく、最長耐用年数であり、破損確率は最低である。この期間に生成された基準プロフィールは、ワークステーションの好適な機能状態を示す。

例えば、処理手段の中に繊維材料、または、場合によっては糸の存在を検出すべく、処理手段の第１の開始段階において基準値を生成することも合理的であり得る。例えば、繊維の供給が始まらないので、繊維材料が入っていない開繊ユニットが活動停止中である場合、開繊ユニットの駆動装置の基準値は、糸つぎ工程の開始直後に生成されてよい。必要であれば、事前供給の間に基準値を生成してもよい。

基準値または基準プロフィールは、有利には、現在測定されている負荷変数、または、記録された負荷変数プロフィールと比較されてよい。現在測定されている負荷変数、または、負荷変数プロフィールは、駆動装置および／または処理手段の現在の機能状態を反映している。瞬間的な機能状態と、処理手段および／またはワークステーションが正常に機能した時間の機能状態との差は、負荷変数プロフィールと基準プロフィールとの比較によって決定され得る。開繊ユニットの前述の例において、例えば、繊維供給開始後、または、紡糸動作中に、負荷変数の現在測定された値が、予め決定された基準値を上回った場合、スライバが存在し、糸つぎまたは正常な紡糸プロセスが継続されていると考えられる。しかしながら、負荷変数の値が、予め決定された基準値と等しい場合には、スライバが見当たらず、糸つぎが中断しているか、または、稼働中のワークステーションでは、該当するワークステーションが停止していることが推測される。

また、駆動装置の負荷変数の推移を、ワークステーションにおける駆動装置によって駆動される処理手段の瞬間的な位置と比較すれば有利である。追加として、または、代替として、駆動装置の負荷変数プロフィールの推移は、ワークステーションにおける駆動装置によって駆動される処理手段の瞬間的な回転位置と比較されてもよい。ワークステーションにおける駆動された処理手段は、例えば、トラバース装置であってよく、それによって、トラバース装置の目標位置と実際の位置との間のオフセットは、負荷変数プロフィールと、瞬間的な位置との比較によって検出され得る。例えば、トラバース装置が駆動装置によって、特に、トラバース装置の互いに反対の位置で駆動される場合、負荷変数プロフィールの推移は、特定の形状を示す。目標位置と実際の位置との間の差は、トラバース装置の瞬間的な位置の比較に基づいて推測できる。

さらに、第１のワークステーションの駆動装置の負荷変数と、第２のワークステーションの対応する駆動装置の負荷変数とを比較すれば有利である。追加として、または、代替として、第１のワークステーションの駆動装置の負荷変数プロフィールは、第２のワークステーションの対応する駆動装置の負荷変数プロフィールと比較されてもよい。したがって、例えば、２つのワークステーションの紡糸ロータの駆動装置の負荷変数、および／または、負荷変数プロフィールが互いに比較されてよい。その結果、２つのワークステーションの機能状態を比較することができる。例えば、２つのワークステーションの２つの紡糸ロータのどちらの生産性が高いのか決定できる。第１のワークステーションの紡糸ロータの生産性が、例えば、第２のワークステーションの紡糸ロータの生産性より高い場合、一方の紡糸ロータの駆動装置は、他方の紡糸ロータの駆動装置よりも高い負荷をかけられる。その結果、紡糸ロータに割り当てられる２つの駆動装置の負荷変数は異なるので、ワークステーションの生産性、または、２つのワークステーションの生産性の差がそこから推測され得る。さらに、この場合、２つの負荷変数、および／または、負荷変数プロフィールは互いに異なるので、例えば、２つの紡糸ロータの摩耗が検出できる。特に、２つの駆動装置の２つの負荷変数、および／または、負荷変数プロフィールの偏差が互いに比較されてよい。追加として、または、代替として、２つより多い駆動装置が比較されてよい。この場合、特定の処理手段に割り当てられた駆動装置のみが互いに比較されてよい。例えば、繊維機械の紡糸ロータの駆動装置の一部の負荷変数、および／または、負荷変数プロフィール、または、繊維機械の紡糸ロータのすべての駆動装置の負荷変数、および／または、負荷変数プロフィールが互いに比較されてよい。その結果、例えば、どの紡糸ロータの生産性が高いか、または、例えば、少なくとも摩耗量が決定され得る。例えば、第１のワークステーションのすべての駆動装置に第２のワークステーションのすべての駆動装置よりも高い負荷がかけられる場合は、第１のワークステーションの生産性が第２のワークステーションよりも高いことを示し得る。

ワークステーションの少なくとも第１の駆動装置の負荷変数が、同じワークステーションの第２の駆動装置の負荷変数と比較されれば有利である。追加として、または、代替として、ワークステーションの少なくとも第１の駆動装置の負荷変数プロフィールが、同じワークステーションの第２の駆動装置の負荷変数プロフィールと比較されてよい。２つの駆動装置、または、駆動装置によって駆動される処理手段は、特に、例えば、糸の搬送方向に互いに前後して配置されてよい。その結果、例えば、これら２つの駆動装置の間で発生した故障を検出することができる。追加として、または、代替として、ワークステーションの複数の駆動装置の負荷変数および／または負荷変数プロフィールが互いに比較されてもよい。

駆動装置の負荷変数が、統計的に評価されれば有利である。追加として、または、代替として、負荷変数プロフィールが統計的に評価されてもよい。例えば、摩耗の場合は、負荷変数および／または負荷変数プロフィールの連続的な、特に、一定の変化から推測できるので、負荷変数の変化が測定されてよい。したがって、例えば、時間の経過に伴う（正または負の）傾きが決定され得る。負荷変数の、例えば、標準偏差、分散、および／または、統計的分布、特にガウス分布が評価されてよい。

負荷変数の平均値が決定されれば有利である。追加として、または、代替として、負荷変数の変動も決定されてよい。同様に、追加として、または、代替として、負荷変数プロフィールの平均値および／または変動も決定されてよい。例えば、平均値として、時間平均が取られてよい。また、変動の周期性が決定されれば有利である。負荷変数の周期的変動は、例えば、バランスの悪い処理手段を駆動する駆動手段で起き得る。

さらに、ワークステーションおよび／または繊維機械のコントローラによって負荷変数が測定できれば有利である。追加として、または、代替として、駆動装置および／または処理手段の機能状態も、コントローラを用いて決定されてよい。コントローラは、好ましくは、少なくとも１つの駆動装置に接続されてよく、それによって、コントローラは、駆動装置を制御し、駆動装置から負荷変数を受信することができるか、または、コントローラ自身で負荷変数を測定することができる。例えば、コントローラに評価プログラムが格納されてよく、このプログラムによって、負荷変数、負荷変数の変化、基準プロフィール、および／または、負荷変数プロフィールが生成される。これらのデータもメモリのコントローラに格納されるか、または、すでにメモリに存在していてよい。コントローラは、例えば、駆動装置の電流、および／または、電圧を測定することによって、負荷変数を測定してよい。特に、コントローラは、駆動装置の動作中に発生する誘導電圧を測定することによって、負荷変数を決定してよい。また、コントローラは、例えば、駆動装置の電流および電圧と、誘導電圧との間の位相ずれを測定し、測定した位相ずれに基づいて、負荷変数を決定してよい。

さらに、本発明は、それぞれが少なくとも１つの駆動装置を有する複数のワークステーションを備えた繊維機械、特に、オープンエンド、または、エアジェット紡糸機に関する。繊維材料を処理するために、特定のワークステーションにおける駆動装置に割り当てられた少なくとも１つの処理手段を、その駆動装置で駆動することができる。ワークステーションが、例えば、紡糸ステーションである場合、処理手段は、例えば、開繊ユニット、紡糸ロータ、対の搬送ローラ、トラバース装置、および／または、巻き取りローラであってよい。

また、繊維機械は、少なくとも１つのコントローラを有し、このコントローラによって繊維機械の少なくとも１つの駆動装置が制御されてよい。追加として、または、代替として、１つのワークステーション、および／または、ワークステーション群は、コントローラを有してよい。コントローラは、コントローラが駆動装置を作動できるようにするための手段を有する。コントローラは、また、制御プログラムを格納するための記憶装置、測定値を評価するための処理装置、および／または、制御データおよび／または測定データをやりとりできるようにするための少なくとも１つのインターフェースも有してよい。

本発明によれば、コントローラは、繊維機械が、上記および／または以下に記載の少なくとも１つの特徴に従う方法によって作動されるよう設計されている。

本発明のさらなる利点は、以下の実施例に記載されている。

オープンエンド紡糸機のワークステーションを示す概略側面図である。 固定子と回転子とを有する駆動装置を示す概略断面図である。 固定子と回転子とを有する駆動装置を示す概略断面図である。 固定子と回転子とを有する駆動装置を示す概略断面図である。 ２つのワークステーションを有する繊維機械を示す概略正面図である。

図１は、繊維機械１８のワークステーション１を示す概略側面図である。繊維機械１８は、複数のワークステーション１を有する。本実施形態では、ワークステーション１は、紡糸地点として設計されている。紡糸地点では、スライバ３を受け取り、糸２を生成する。図１に示すワークステーション１は、スライバ３から糸２を生成する。糸２は、ワークステーション１を搬送方向ＬＲに沿って通過し、パッケージ９に巻き付けられる。

本実施形態のワークステーション１は、スライバ３の個別の繊維１６を拡げる開繊ユニット４を有する。個別の繊維１６は、紡糸ロータ５に誘導されて糸２にされる。本実施形態では、紡糸ロータ５は、紡糸ボックス１７内に配置される。紡糸ロータ５によって形成された糸２は、対の搬送ローラ７によって、紡糸ロータ５から紡糸ボックス１７の外へ引き出される。糸２は、糸２を移動させる第１のトラバース装置６を通過することができる。対のローラ７の摩耗を抑制または遅らせるために、第１のトラバース装置６によって、糸２は、対の搬送ローラ７の間を移動する。ワークステーション１は、対のローラ７の搬送方向ＬＲ下流に位置し、糸２の向きを糸２が巻きつけられるパッケージ９の方に変える方向転換ユニット８を有する。本実施形態のワークステーション１は、方向転換ユニット８の搬送方向ＬＲ下流に、第２のトラバース装置２０を有し、この第２のトラバース装置２０によって、糸２は、方向転換ユニット８とパッケージ９との間を移動できる。第２のトラバース装置２０によって、糸２は、パッケージ９の幅方向に巻きつくことができる。パッケージ９は、パッケージ９に支持される巻き取りローラ１０によって駆動され得る。巻き取りローラ１０は、パッケージ９と巻き取りローラ１０との間の摩擦によってパッケージ９を駆動する。追加として、または、代替として、パッケージ９自体が駆動装置を有してもよい。

本実施形態では、対の搬送ローラ７と方向転換ユニット８との間に、糸２の存在をモニタすることができる糸モニタ１９が配置されている。

本実施形態によれば、開繊ユニット４、紡糸ロータ５、第１のトラバース装置６、対の搬送ローラ７、方向転換ユニット８、第２のトラバース装置２０、パッケージ９、巻き取りローラ１０、および、糸モニタ１９は、ワークステーション１内で繊維材料を加工するための処理手段である。例えば、開繊ユニット４は、繊維材料を変形させる。開繊ユニット４は、スライバ３の個別の繊維１６を拡げる。紡糸ロータ５は、個別の繊維１６を糸２に加工することができる。第１のトラバース装置６、および／または、第２のトラバース装置２０は、搬送方向ＬＲに対して糸２を横に移動させる。しかしながら、対のローラ７は、糸２を搬送方向ＬＲに搬送する。

さらに、ワークステーション１は、少なくとも１つの駆動装置１１を有する。本実施形態では、ワークステーション１は、複数の駆動装置１１ａ〜１１ｆを有する。駆動装置１１ａ〜１１ｆ（図３には第２のトラバース装置２０に割り当てられた駆動装置１１ｆが示されている）は、処理手段のそれぞれに割り当てられ、本実施形態によれば、処理手段のそれぞれは、開繊ユニット４、紡糸ロータ５、第１のトラバース装置６、対の搬送ローラ７、第２のトラバース装置２０、および、巻き取り回転子１０である。したがって、処理手段４、５、６、７、１０、および、２０は、割り当てられた駆動装置１１ａ〜１１ｆによって、互いに独立して個別に駆動され得る。

さらに有利なことに、ワークステーション１は、駆動装置１１ａ〜１１ｆを制御するために、接続部（図示せず）によって少なくとも１つの駆動装置１１ａ〜１１ｆに接続され得るコントローラ１２を有する。その結果、糸２の生産工程を実行することができる。

本発明によれば、ワークステーション１の機能状態を決定できるように、ワークステーション１の少なくとも１つの駆動装置１１ａ〜１１ｆの負荷変数が測定される。負荷変数は、例えば、駆動装置１１ａ〜１１ｆの負荷角αである。しかしながら、負荷変数は、駆動装置１１ａ〜１１ｆによってかけられるトルクであってもよい。機能状態は、例えば、故障、遮断、生産性、耐用年数、摩耗、および／または、駆動装置１１ａ〜１１ｆおよび／または処理手段４、５、６、７、１０、および、２０の破損確率であってよい。ワークステーション１の機能状態は、駆動装置１１ａ〜１１ｆ、および／または、処理手段４、５、６、７、１０、および、２０の機能状態に基づいて推測できる。一般的に、例えば、駆動装置１１ａ〜１１ｆ、および／または、処理手段４、５、６、７、１０、および、２０の機能状態の制限は、ワークステーション１全体の機能状態の制限となる。例えば、開繊ユニット４の動作が遅いことは、ワークステーション１の機能状態の制限要因となり得る。

負荷変数の一例としての負荷角αを、図２ａ〜２ｃを参照して以下に説明する。負荷角αは、電動機の固定子磁界Ｎ−Ｓと回転子磁界Ｎ’−Ｓ’との間の角度として定義される。したがって、駆動装置１１ａ〜１１ｆは、電気駆動装置、特に、電動機である。

図２ａ〜２ｃは、固定子１３と回転子１４とを有する電気駆動装置１１を示す概略断面図である。図２ａ〜２ｃによれば、回転子１４は、回転軸１５の周りを回転可能である。固定子１３は、少なくとも駆動装置１１の動作中、例として固定子１３によって形成される固定子磁界Ｎ−Ｓを形成する。一方、回転子１４は、少なくとも駆動装置１１の動作中、回転子磁界Ｎ’−Ｓ’を形成する。この場合、回転子磁界Ｎ’−Ｓ’は、例として、Ｎ極Ｎ’と、Ｓ極Ｓ’との間に形成される。２つの磁界は、互いに影響し合うので、駆動装置１１は、トルクをかけることができる。

駆動装置１１の動作中、固定子磁界Ｎ−ＳのＮ極ＮおよびＳ極Ｓは、回転方向ＤＲ１に回転することができる。Ｎ極ＮおよびＳ極Ｓは、互いに対して常に１８０度のオフセットになるよう配置されているので、常に同様にＤＲ１の方向に移動する。よって、参照符号ＤＲ１は、Ｎ極ＮおよびＳ極Ｓに関連する２つの矢印に割り当てられている。

固定子磁界Ｎ−Ｓと、回転子磁界Ｎ’−Ｓ’との間の磁力によって、固定子磁界Ｎ−Ｓの回転方向ＤＲ１への回転が生じるので、それによって回転子１４が回転することができる。磁力Ｆは、Ｓ極ＳとＮ極Ｎ’との間、および、Ｎ極ＮとＳ極Ｓ’との間に形成される。回転子１４は、回転方向ＤＲ２に回転する。

例えば、図２ａの固定子１３の上部に位置する固定子磁界Ｎ−ＳのＳ極が回転方向ＤＲ１に回転する場合、回転子磁界Ｎ’−Ｓ’のＮ極Ｎ’を磁力によって移動させるので、回転子１４は、同様に回転方向ＤＲ２に回転する。回転子１３の下部に位置する固定子磁界Ｎ−ＳのＮ極Ｎでも同じことが起きる。Ｎ極Ｎは、磁力Ｆによって回転子磁界Ｎ’−Ｓ’のＳ極Ｓ’を移動させるので、回転子１４は、同様に、回転方向ＤＲ２に回転する。回転方向ＤＲ１および回転方向ＤＲ２は、駆動装置１１の通常動作中は、常に同一方向になる。

図２ａに示す本実施形態では、Ｓ極ＳとＮ極Ｎ’との間、および、Ｎ極ＮとＳ極Ｓ’との間は角度のオフセットはないので、固定子磁界Ｎ−Ｓと回転子磁界Ｎ’−Ｓ’との間の負荷角は、０度である。これは、駆動装置１１が動作中に負荷をかけられない場合である。

負荷がないと、回転子１４は、回転している固定子磁界Ｎ−Ｓに常に従うことができる。図２ｂは、駆動装置１１に負荷がかけられた例を示している。負荷は、駆動装置１１に作用する。固定子磁界Ｎ−ＳのＮ極ＮおよびＳ極Ｓは、図２ａからさらに回転している。固定子磁界Ｎ−Ｓは、回転子磁界Ｎ’−Ｓ’をリードする。回転子１４に負荷が作用するので、回転子１４の回転が妨げられる。回転子１４は、固定子磁界Ｎ−Ｓを追跡するので、負荷角αは、約４５度の範囲内にある。

しかしながら、約４５度の負荷角は、磁力Ｆおよび回転子１４が互いに対して角度を有するという効果を生じるので、てこの原理によって、磁力Ｆによるトルクが回転子１４に作用する。駆動装置１１は、駆動装置１１にかかる負荷を移動させることができる。

図２ｃは、負荷角αが約９０度である実施形態を示す。回転子磁界Ｎ’−Ｓ’は、固定子磁界Ｎ−Ｓを追跡し、図２ｂの駆動装置１１よりさらに回転している。このような負荷角αでは、回転子１４に最大トルクを伝えることができる。しかしながら、負荷角αが９０度では、負荷角αが９０度を超えると、駆動装置１１が傾く危険性がある。その結果、駆動装置１１が停止する可能性があり、ワークステーション１は、動作を停止し得る。

駆動装置１１および／または処理手段４、５、６、７、１０、２０の機能状態は、負荷角αを測定することによって決定され得る。以上のように、負荷角αは、駆動装置１１にかけられる負荷に依存する。負荷角αを測定することによって、駆動装置１１および／または処理手段４、５、６、７、１０、２０に作用する負荷を推測することができる。駆動装置１１、および／または、駆動装置１１によって駆動される処理手段４、５、６、７、１０、２０の機能状態は、負荷、および／または、時間プロフィールに基づいて推測できる。

例えば、開繊ユニット４が詰まると、回転子１４は回転しなくなる。固定子磁界Ｎ−Ｓは、回転し続けるので、負荷角αは、絶えず変化する。負荷角αの変化は、この場合、固定子磁界Ｎ−Ｓの回転数と等しい。この変化が測定された場合、開繊ユニット４が詰まったという機能状態が存在することが推測され得る。

例えば、パッケージ９に巻きつけられた糸２の量が機能状態として測定されてもよい。パッケージ９に巻きつけられた糸２の量が増えれば、パッケージ９の慣性モーメントも必然的に増加する。その結果、巻き取りローラ１０の駆動装置１１ｅにますます負荷がかかるので、パッケージ９の糸２の量の増加にともない、負荷角αも増大する。パッケージ９の糸２の量が機能状態として決定されてよい。したがって、特に、時間にともなうパッケージ９の糸２の量の増加も決定されてよい。それによって、例えば、ワークステーション１の生産性が推測され得る。

少なくとも１つの駆動装置１１ａ〜１１ｆにおける負荷変数の基準プロフィールが、負荷変数の測定に基づいて生成されれば有利である。その後、基準プロフィールは、ワークステーション１の稼働中に記録された負荷変数プロフィールと比較されてよい。負荷変数プロフィールは、時間間隔で継続的に記録されてよい。負荷変数は、負荷変数の変化、および／または、負荷変数の大きさを含んでよい。負荷変数プロフィールは、統計的に評価されてもよい。

図３は、少なくとも２つのワークステーション１、１’を有する繊維機械１８を示す正面図である。２つのワークステーション１、１’は、図１に示すのと同じ特徴をいずれも有するので、それらの特徴についてはさらに説明しない。ワークステーション１’の構成要素の参照符号には、’（アポストロフィ）を付けている。

有利なことに、第１のワークステーション１の駆動装置１１ａ〜１１ｆの負荷変数は、第２のワークステーション１’の対応する駆動装置１１ａ’〜１１ｆ’の負荷変数と比較することができる。例えば、巻き取りローラ１０の駆動装置１１ｅの負荷変数は、巻き取りローラ１０’の駆動装置１１ｅ’の負荷変数と比較してよい。その結果、巻き取りローラ１０と１０’との間の差、または、パッケージ９と９’との差が推測できる。

さらに図示しない紡糸ロータの駆動装置の負荷変数、および／または、負荷変数プロフィールを測定してもよい。その結果、２つの紡糸ロータ間の生産性、または、摩耗の差を決定することができる。

本発明は、上記例示的実施形態に限定されない。特徴が異なる実施形態に記載されていても、それらの特徴を組み合わせるなどの請求項の範囲内での変更が可能である。

１ ワークステーション
２ 糸
３ スライバ
４ 開繊ユニット
５ 紡糸ロータ
６ 第１のトラバース装置
７ 対の搬送ローラ
８ 方向転換ユニット
９ パッケージ
１０ 巻き取りローラ
１１ 駆動装置
１２ コントローラ
１３ 固定子
１４ 回転子
１５ 回転軸
１６ 繊維
１７ 紡糸ボックス
１８ 繊維機械
１９ 糸モニタ
２０ 第２のトラバース装置
ＬＲ 搬送方向
α 負荷角
Ｎ Ｎ極
Ｓ Ｓ極
Ｎ’ Ｎ極
Ｓ’ Ｓ極
Ｎ−Ｓ 固定子磁界
Ｎ’−Ｓ’ 回転子磁界
Ｆ 磁力
ＤＲ１ 固定子磁界の回転方向
ＤＲ２ 回転子磁界の回転方向

Claims (14)

1. オープンエンド、または、エアジェット紡糸機を含む繊維機械（１８）のワークステーション（１）における機能状態を決定する方法であって、
   前記繊維機械（１８）は、前記ワークステーション（１）を複数有し、
   前記ワークステーション（１）のそれぞれは、少なくとも１つの駆動装置（１１）を有し、
   前記駆動装置（１１）は、繊維材料（２、３、１６）を処理するために、特定の前記ワークステーション（１）における、前記駆動装置（１１）に関連する少なくとも１つの処理手段（４、５、６、７、８、９、１０、１９、２０）を駆動し、
   前記ワークステーション（１）の前記少なくとも１つの処理手段（４、５、６、７、８、９、１０、１９、２０）、および／または、前記少なくとも１つの駆動装置（１１）の機能状態は、前記少なくとも１つの駆動装置（１１）の負荷角（α）である負荷変数の測定に基づいて決定される、
   方法。
2. 前記負荷変数は、前記ワークステーション（１）の開繊ユニット（４）、紡糸ロータ（５）、トラバース装置（６、２０）、対の搬送ローラ（７）、パッケージ（９）、および／または、巻き取りローラ（１０）であり得る前記少なくとも１つの処理手段（４、５、６、７、８、９、１０、１９、２０）に関連する前記少なくとも１つの駆動装置（１１）において測定される、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記処理手段（４、５、６、７、８、９、１０、１９、２０）、および／または、前記駆動装置（１１）の遮断、摩耗、故障確率、耐用年数、および／または、メンテナンス間隔、および／または、前記ワークステーション（１）の生産性、および／または、前記ワークステーション（１）における繊維材料（２、３、１６）の存在、および／または、エラー原因の解消の可能性は、前記負荷変数の測定に基づいて決定される、
   請求項１または２に記載の方法。
4. 前記処理装置（４、５、６、７、８、９、１０、１９、２０）の遮断は、前記処理装置（４、５、６、７、８、９、１０、１９、２０）の端位置、停止位置、終了位置に達する前に決定される、
   請求項１〜３の少なくとも一項に記載の方法。
5. 前記負荷変数の限界値の超過、および／または、下落がモニタされる、請求項１〜４の少なくとも一項に記載の方法。
6. 前記負荷変数の測定に基づいて、負荷変数プロフィールが生成される、請求項１〜５の少なくとも一項に記載の方法。
7. 前記負荷変数の測定に基づいて、前記駆動装置（１）の前記負荷変数の基準プロフィールを含む少なくとも１つの基準値が生成され、
   前記ワークステーション（１）の第１の開始段階において前記基準プロフィールを含む少なくとも１つの基準値が生成される、および／または、前記基準プロフィールを含む少なくとも１つの基準値は、負荷変数プロフィールを含む前記負荷変数と比較される、
   請求項１〜６の少なくとも一項に記載の方法。
8. 前記駆動装置（１１）の負荷変数プロフィールの推移は、前記ワークステーション（１）における、前記駆動装置（１１）によって駆動される前記処理手段（４、５、６、７、８、９、１０、１９、２０）の瞬時位置、および／または、瞬時回転位置と比較される、
   請求項１〜７の少なくとも一項に記載の方法。
9. 第１のワークステーション（１）の駆動装置（１１）の負荷変数、および／または、負荷変数プロフィールは、第２のワークステーション（１’）の対応する駆動装置（１１’）の負荷変数、および／または、負荷変数プロフィールと比較される、
   請求項１〜８の少なくとも一項に記載の方法。
10. 前記ワークステーション（１）の少なくとも第１の駆動装置（１１）の負荷変数、および／または、負荷変数プロフィールは、前記ワークステーション（１）の第２の駆動装置（１１）の負荷変数、および／または、負荷変数プロフィールと比較される、
    請求項１〜９の少なくとも一項に記載の方法。
11. 前記駆動装置（１１）の前記負荷変数および／または、負荷変数プロフィールは、統計的に評価される、
    請求項１〜１０の少なくとも一項に記載の方法。
12. 前記負荷変数および／または、負荷変数プロフィールの時間平均を含む平均値、および／または、周期的変動が生成される、
    請求項１〜１１の少なくとも一項に記載の方法。
13. 前記ワークステーション（１）、および／または、前記繊維機械（１８）のコントローラ（１２）によって、前記負荷変数が測定される、および／または、前記ワークステーション（１）の前記機能状態が決定される、
    請求項１〜１２の少なくとも一項に記載の方法。
14. オープンエンドまたはエアジェット紡糸機を含む繊維機械（１８）であって、
    複数のワークステーション（１）と、
    少なくとも１つのコントローラ（１２）と、を備え、
    前記複数のワークステーション（１）のそれぞれは、少なくとも１つの駆動装置（１１）を含み、
    前記駆動装置（１１）は、繊維材料（２、３、１６）を処理するために、特定の前記ワークステーション（１）における、前記駆動装置（１１）に関連した少なくとも１つの処理手段（４、５、６、７、８，９、１０、１９、２０）を駆動し、
    前記コントローラ（１２）は、前記繊維機械（１８）の前記駆動装置（１）を制御し、請求項１〜１３の少なくとも一項に記載された方法に従って前記繊維機械（１８）を操作するよう設計されている、
    繊維機械（１８）。