JP3277596B2 - 粗紡機における残紡出時間表示装置及び残紡出時間表示方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフライヤ回転速度をボビ
ンに巻き取られた粗糸の長さに応じて変速しつつ粗糸巻
を形成する粗紡機における残紡出時間表示装置及び残紡
出時間表示方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、粗紡機の生産性の向上を図るため
に、高速化及びラージパッケージ化が行われる傾向にあ
る。巻取り時に粗糸に作用する遠心力は粗糸巻の径、す
なわち巻取り量の増大及びフライヤの回転速度の増大に
つれて大きくなり、粗紡機の運転は、この遠心力が粗糸
切れや粗糸の不正ドラフトが生じない範囲の一定値以下
になるように抑制する必要がある。従来、この要求を満
足させる粗紡機の運転方法として、特開昭６２−８５０
３７号公報には、図６に示すように巻取り開始から満管
に至る間に複数の紡出粗糸長ｌ₀,ｌ_1,ｌ_2,…ｌ_n を選定
し、これに対応するフライヤ回転速度Ｎ₀,Ｎ_1,Ｎ_2,…Ｎ
_n を予め設定し、これらの値をコンピュータに記憶さ
せ、紡出粗糸長を検出しつつ、各設定値間のフライヤ回
転速度を補間法によって計算させ、これに対応する信号
を逐次出力してフライヤ駆動用のモータの回転速度を制
御する方法が開示されている。そして、この方法を実施
する場合は一般に前記紡出粗糸長ｌ_i とフライヤ回転速
度Ｎ_i の組を１０以上設定するようにしていた。

【０００３】又、本願出願人は、所望の平均フライヤ回
転数を設定することにより、巻取り開始から満管まで遠
心力に起因する粗糸切れ防止が考慮された速度で自動的
にフライヤを回転駆動制御することができる粗紡機の運
転方法を提案している（特開平４−３５２８２１号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】粗紡機ではスライバケ
ンスから供給されるスライバを粗糸として紡出する。ス
ライバケンスが空に近づくと、当該ケンスと新たに供給
すべきスライバを収容した満スライバケンスとの交換作
業を行う。このとき、紡出中のスライバと新たに供給す
べきスライバとを接合するスライバ継ぎ作業を行う。ス
ライバ継ぎ作業は粗紡機の運転を停止した状態で行う必
要がある。そして、粗紡機の稼働効率を高めるために、
スライバ継ぎ作業は玉揚げのための機台停止時に行うこ
とが多い。従って、玉揚げのときまでに満スライバケン
スを紡出中の各ケンスと対応する位置に配置する等の準
備作業を行う必要がある。又、玉揚げされた満ボビンを
次工程に運搬する台車を玉揚げ開始までに所定位置に配
置する必要がある。これらの作業を行う作業者は一人が
複数の粗紡機を受け持っており、各粗紡機の玉揚げ停止
までの間に必要な準備作業を完了する必要がある。

【０００５】運転中フライヤ回転速度が一定の場合は、
巻取り開始からの紡出長あるいはボビン径を知ることに
より満管までの残紡出時間が容易に分かり、玉揚げある
いはスライバケンス交換の準備作業を効率良く行うこと
ができる。しかし、フライヤ回転速度を巻取り開始から
満管まで逐次変更する運転方法では、巻取り開始からの
紡出長あるいはボビン径が分かっても、満管までの残紡
出時間を把握することが難しい。そして、従来装置には
満管までの残紡出時間の表示機能がないため、前記準備
作業を効率良く行うことが難しい。

【０００６】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は運転中にフライヤ回転速度が逐
次変更される場合であっても、必要なときに満管までの
残紡出時間を知ることができる粗紡機における残紡出時
間表示装置及び残紡出時間表示方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め請求項１に記載の発明では、フライヤ回転速度をボビ
ンに巻き取られた粗糸の長さに応じて変速しつつ粗糸巻
を形成する粗紡機において、フライヤ回転速度変速パタ
ーン、満管紡出長、撚数等の運転条件を入力する入力装
置と、前記入力装置により入力された運転条件を記憶す
る記憶装置と、紡出長をカウントするカウンタと、前記
運転条件と前記カウンタのカウント値とから満管までに
要する残紡出時間を演算する演算手段と、前記演算手段
により演算された残紡出時間を表示する表示装置とを備
えた。

【０００８】又、請求項２に記載の発明では、フライヤ
回転速度をボビンに巻き取られた粗糸の長さに応じて変
速しつつ粗糸巻を形成する粗紡機において、フライヤ回
転速度変速パターン、満管紡出長、撚数を含む運転条件
と、紡出長をカウントするカウンタのカウント値とか
ら、満管までに要する残紡出時間を逐次演算し、その結
果を表示装置に逐次表示するようにした。

【０００９】

【作用】本発明の粗紡機においては、ボビンに巻き取ら
れた粗糸の長さに応じてフライヤ回転速度が変速されつ
つ粗糸巻が形成される。運転に先立ってフライヤ回転速
度変速パターン、満管紡出長、撚数等の運転条件が入力
装置により入力され、記憶装置に記憶される。フロント
ローラより送り出された粗糸の長さ、すなわち紡出長は
カウンタによりカウントされる。フライヤ回転速度変速
パターン、満管紡出長、撚数を含む運転条件と、カウン
タのカウント値とから満管までに要する残紡出時間が演
算手段により演算される。その演算結果が残紡出時間と
して表示装置に表示される。残紡出時間の演算は、逐次
あるいは必要時に行われる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図５に従って説明する。粗紡機の駆動系は基本的には本
願出願人が先に提案（特開昭６３ー２６４９２３号公
報）したものと同じであるが、ボビンレールの昇降動切
替機構が異なっている。図２に示すように、フロントロ
ーラ１はその回転軸１ａの一端と、主モータＭにより回
転駆動されるドライビングシャフトとの間に配設された
歯車列（いずれも図示せず）を介して回転駆動されるよ
うになっている。フライヤ２の上部には被動歯車３が一
体回転可能に嵌着固定されている。被動歯車３と噛合す
る駆動歯車４が嵌着された回転軸５は、ベルト伝動機構
（図示せず）を介してドライビングシャフトと連結さ
れ、フライヤ２はドライビングシャフトの回転により、
駆動歯車４及び被動歯車３を介して回転駆動される。

【００１１】一方、ボビンレール６上に装備されたスピ
ンドル７には被動歯車７ａが固着されている。該被動歯
車７ａと噛合する駆動歯車８が嵌着固定された回転軸９
には、ドライビングシャフトの回転力と、インバータ１
０ｂを介して変速駆動される巻取用モータ１１による回
転力とが差動歯車機構１２により合成されて伝達される
ようになっている。

【００１２】ボビンレール６にはリフターラック１３が
固定されている。リフターラック１３と噛合する歯車１
４が嵌着された回転軸１５には、駆動軸１６の回転が切
替機構１７及び歯車列を介して伝達される。駆動軸１６
はインバータ１０ｃを介して変速駆動される昇降用モー
タ１８により駆動される。切替機構１７は中間軸１９
と、中間軸１９と駆動軸１６との間に設けられた一対の
歯車列２０，２１と、歯車列２０，２１の回転を中間軸
１９に伝達する電磁クラッチ２２，２３とから構成され
ている。そして、電磁クラッチ２２，２３の励消磁によ
り回転軸１５の回転方向すなわちボビンレール６の昇降
動の方向が変更されるようになっている。回転軸１５の
端部にはボビンレール６の移動方向を検知するロータリ
エンコーダ２４が接続されている。又、回転軸１ａと一
体回転可能に嵌着された歯車２５の近傍には回転数検出
器２６が配設されている。回転数検出器２６は歯車２５
の回転に伴ってパルス信号を出力する。

【００１３】前記各モータＭ，１１，１８は制御装置２
７により駆動制御される。制御装置２７を構成するマイ
クロコンピュータ２８は、残紡出時間を演算する演算手
段としての中央処理装置（以下ＣＰＵという）２９と、
制御プログラムを記憶した読出し専用メモリ（ＲＯＭ）
よりなるプログラムメモリ３０と、入力装置３１により
入力された入力データ及びＣＰＵ２９における演算処理
結果等を一時記憶する読出し及び書替可能なメモリ（Ｒ
ＡＭ）よりなる記憶装置としての作業用メモリ３２とか
らなる。ＣＰＵ２９はプログラムメモリ３０に記憶され
たプログラムデータに基づいて動作する。

【００１４】フライヤ回転速度変速パターン、満管紡出
長、撚数等の運転条件を入力する入力装置３１は、制御
装置２７にキーボードとして一体に組み込まれている。
制御装置２７には回転数検出器２６の出力信号を入力し
て、フロントローラより送り出された粗糸の長さ、すな
わち紡出長をカウントするカウンタ３３が設けられてい
る。又、制御装置２７にはＣＰＵ２９で演算された満管
までに要する残紡出時間を表示する表示装置３４が一体
に組み込まれている。ＣＰＵ２９、入力装置３１、作業
用メモリ３２、カウンタ３３及び表示装置３４により残
紡出時間表示装置が構成されている。

【００１５】ロータリエンコーダ２４からの出力信号は
入力インタフェース３５を介してＣＰＵ２９に入力され
るようになっている。又、電磁クラッチ２２，２３はＣ
ＰＵ２９からの信号に基づき、電磁クラッチ励消磁回路
３６を介してその励消磁が制御され、ボビンレール６の
昇降切換が行われるようになっている。又、ＣＰＵ２９
は出力インタフェース３７、モータ駆動回路３８ａ，３
８ｂ，３８ｃ及びインバータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを
介して主モータＭ、巻取用モータ１１及び昇降用モータ
１８を駆動制御するようになっている。

【００１６】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フライヤ回転速度
変速パターン、満管紡出長、撚数等の運転条件が入力装
置３１により入力される。フライヤ回転速度変速パター
ンの入力は、図３に示すように巻取り開始から満管まで
の紡出長すなわち満管紡出長Ｒ₀ を１０等分するととも
に、各紡出長０，Ｒ₀ ／１０，２Ｒ₀ ／１０，…９Ｒ₀
／１０，Ｒ₀ に対応する時点におけるフライヤ回転数Ｎ
₀,Ｎ_1,Ｎ_2,…Ｎ₁₀を予め設定し、それらの値を入力す
る。これらの値は紡出番手や繊維の種類等によって適宜
変更される。

【００１７】その後、粗紡機の運転が開始され、主モー
タＭによりフロントローラ１及びフライヤ２がそれぞれ
回転駆動される。又、同時に巻取用モータ１１及び昇降
用モータ１８も駆動され、差動歯車機構１２に入力され
た主モータＭの回転力と、巻取用モータ１１の回転力と
が差動歯車機構１２で合成され、合成された回転力によ
り回転軸９が駆動されてスピンドル７が回転駆動され
る。そして、ドラフト装置で延伸された粗糸Ｒがフライ
ヤ２により加撚され、フライヤ２より高速で回転するボ
ビンＢに層状に巻取られる。又、昇降用モータ１８の駆
動により、切替機構１７、回転軸１５等を介してリフタ
ーラック１３とともにボビンレール６が昇降動される。

【００１８】機台の駆動とともに回転速度検出器２６か
らの出力信号がカウンタ３３に入力される。ＣＰＵ２９
はカウンタ３３のカウント値に基づいて紡出長を演算す
るとともに、その値に対応するフライヤ回転数を入力さ
れたフライヤ回転速度変速パターンから演算する。そし
て、ＣＰＵ２９は紡出長に対応したフライヤ回転数とな
るように、出力インタフェース３５、モータ駆動回路３
８ａ及びインバータ１０ａを介して主モータＭを駆動制
御する。又、巻取り速度及びボビンレール６の昇降速度
は巻取用モータ１１及び昇降用モータ１８の回転速度を
変更することにより変更される。

【００１９】又、ＣＰＵ２９は作業用メモリ３２に記憶
されたフライヤ回転速度変速パターン、満管紡出長及び
撚数の値と、カウンタ３３のカウント値とから満管まで
に要する残紡出時間を逐次演算する。そして、演算結果
が残紡出時間として表示装置３４に逐次表示される。従
って、作業者は表示装置３４の表示を見ることにより、
当該粗紡機の残紡出時間を簡単に確認でき、玉揚げ時の
準備作業を効率良く行うことができる。

【００２０】次に残紡出時間の演算方法を説明する。第
ｉ番目の区間における紡出長Ｒは次式で表される。 ｉＲ₀ ／１０≦Ｒ＜（ｉ＋１）Ｒ₀ ／１０ 又、この間のフライヤ回転数Ｎ(R) は次式で表される。

【００２１】 Ｎ(R) ＝Ｎ_i ＋｛（Ｎ_i+1 −Ｎ_i ) ／（Ｒ₀ ／１０）｝（Ｒ−ｉＲ₀ ／１０） そして、この式はＮ(R) ＝ａi Ｒ＋ｂi と表され、ａi
及びｂi は設定値から一義的に決まる定数となる。又、
この時の紡出速度Ｖ(R) は周知のように次式で表され
る。

【００２２】 Ｖ(R) ＝（Ｎ(R) ／Ｔ）×２５．４［ｍｍ／ｍｉｎ］ 但し、Ｔ：１インチ当たりの撚数、Ｎ(R) ：フライヤ回
転数［ｒｐｍ］である。従って、紡出長Ｒから（ｉ＋
１）Ｒ₀ ／１０までの紡出に要する時間τ₁ は次式で表
される。但し、この場合、紡出長Ｒの単位はメートルと
している。

【００２３】

【数１】

【００２４】そして、この積分値はａi が０か否か、す
なわち当該区間におけるフライヤ回転数Ｎ(R) が一定か
否かによって異なる。そして、フライヤ回転数Ｎ(R) が
一定、すなわちａi ＝０のとき、τ₁ は次式で表され
る。

【００２５】 τ₁ ＝（Ｔ／25.4)(１／ｂi)｛（ｉ＋１)(Ｒ₀ ／１０) −Ｒ｝×１０³ … 又、ａi ≠０のとき、τ₁ は次式で表される。

【００２６】

【数２】

【００２７】又、第ｋ区間の紡出に要する時間τk は次
式で表される。

【００２８】

【数３】

【００２９】従って、紡出長Ｒが第ｉ区間に存在すると
きの残紡出時間τr は次式で表される。

【００３０】

【数４】

【００３１】次に残紡出時間の表示手順を図５（ａ），
（ｂ）のフローチャートに従って説明する。入力装置３
１により各運転条件が入力されると、ＣＰＵ２９は図５
（ａ）のフローチャートに従ってフライヤ回転速度変速
パターンの各区間について紡出に要する時間τk を演算
し、その結果を作業用メモリ３２に記憶させる。ＣＰＵ
２９はまず第０区間におけるフライヤ回転速度変速パタ
ーンの傾きａk が０か否かの判定を行い、ａk が０なら
ば式により、ａk が０でなければ式により時間τk
を演算する。そして、その結果を作業用メモリ３２に記
憶させる。以下、同様に第１区間から第９区間まで各区
間について紡出に要する時間τk を式又は式により
順に演算する。この作業は粗紡機の運転が開始される前
に行われる。

【００３２】粗紡機の運転開始と同時にＣＰＵ２９はカ
ウンタ３３のカウント値から紡出長Ｒを演算し、現在の
紡出長Ｒが図３に示すフライヤ回転速度変速パターンの
どの区間に存在するかの判定、すなわち現在の紡出長Ｒ
の存在区間の確認を行う。次に現在の紡出長Ｒが存在す
る区間（この実施例では第ｊ区間とする）のフライヤ回
転速度変速パターンの傾きａk が０か否かの判定を行
い、ａk が０ならば式により、ａk が０でなければ
式により当該区間を通過するのに要する時間τ₁を演算
する。次に時間τ₁ と、残りの第（ｊ＋１）区間から第
９区間の紡出終了（＝満管）までに要する時間τ₂ との
和により残紡出時間τr を求め、その時間τr を表示装
置３４に表示する。時間τ₂ は運転開始前に演算した各
区間の紡出に要する時間τk の和により求められる。

【００３３】この実施例の残紡出時間演算方法では各区
間の紡出に要する時間τk が、粗紡機の運転開始前に予
め演算されて作業用メモリ３２に記憶されているため、
運転開始後、残紡出時間τr を逐次演算する際にいちい
ち当該時間τk を演算する必要がなく、演算時間が短縮
される。

【００３４】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、フライヤ回転速度変速パターンを
入力する場合、巻取り開始から満管紡出長までを１０等
分以外の区間に区分して、各区間の端点の紡出長及びフ
ライヤ回転数の値を入力してもよい。各区間は必ずしも
等間隔でなくてもよい。

【００３５】又、各区間の紡出に要する時間τk を運転
前に予め求めて作業用メモリ３２に記憶させる代わり
に、残紡出時間τr を演算する際に必要な区間の紡出に
要する時間τk をその都度演算するようにしてもよい。

【００３６】又、フライヤ回転速度変速パターンの設定
を行う場合、各区間の端点におけるフライヤ回転数及び
紡出長をそれぞれ入力する代わりに、本願出願人が先に
提案した方法のように平均フライヤ回転数Ｎavを入力す
るとＣＰＵ２９がフライヤ回転数変速曲線を決定するよ
うにしてもよい。この場合、フライヤ回転数変速曲線を
予め作業用メモリ３２に多数記憶しておいたフライヤ回
転数変速曲線の中から選択する構成の場合は、各フライ
ヤ回転数変速曲線に対応して紡出長と残紡出時間との関
係を示す曲線あるいはデータベースを作業用メモリ３２
に記憶させ、その曲線あるいはデータベースから残紡出
時間を求めるようにしてもよい。又、残紡出時間を演算
する方法として、別の近似方法を採用してもよい。

【００３７】又、残紡出時間を逐次演算するとともに表
示装置３４に表示する構成に代えて、作業者が残紡出時
間を知りたいときに入力装置３１の所定のキーを操作し
たときに、ＣＰＵ２９が残紡出時間を演算して表示装置
３４に表示させる構成としてもよい。

【００３８】又、残紡出時間の表示方法は画面表示に限
らず、残紡出時間が所定の値になった時、例えば満管の
５分前にアラームを鳴らしてオペレータに伝えるような
方法、あるいは通信等により次作業の準備工程に通報す
る方法にしてもよい。

【００３９】又、スピンドル７の変速駆動手段としてコ
ーンドラムを使用した駆動系を採用したり、差動歯車機
構１２を設けることなくフライヤ駆動系、スピンドル駆
動系、ボビンレール駆動系を全て独立してモータで駆動
する構成としてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、運
転中にフライヤ回転速度が逐次変更される場合であって
も、必要なときに満管までの残紡出時間を簡単に知るこ
とができ、作業者が玉揚げあるいはスライバケンス交換
の準備作業を効率良く行うことができる。

【００４１】又、請求項２に記載の発明では残紡出時間
が逐次表示装置に表示されるため、作業者は表示装置を
見るだけで残紡出時間をすぐに把握できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】粗紡機の駆動系の概略図である。

【図３】フライヤ回転速度変速パターンを示すグラフで
ある。

【図４】図３のフライヤ回転速度変速パターンの部分拡
大図である。

【図５】残紡出時間の決定手順を示すフローチャートで
ある。

【図６】従来のフライヤ回転数変速曲線を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

２…フライヤ、６…ボビンレール、２６…回転数検出
器、２９…演算手段としてのＣＰＵ、３１…入力装置、
３２…記憶装置としての作業用メモリ、３３…カウン
タ、３４…表示装置、Ｂ…ボビン、Ｒ…粗糸。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01H 13/24 B65H 67/00 - 67/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フライヤ回転速度をボビンに巻き取られた
   粗糸の長さに応じて変速しつつ粗糸巻を形成する粗紡機
   において、 フライヤ回転速度変速パターン、満管紡出長、撚数等の
   運転条件を入力する入力装置と、 前記入力装置により入力された運転条件を記憶する記憶
   装置と、 紡出長をカウントするカウンタと、 前記運転条件と前記カウンタのカウント値とから満管ま
   でに要する残紡出時間を演算する演算手段と、 前記演算手段により演算された残紡出時間を表示する表
   示装置とを備えた粗紡機の残紡出時間表示装置。
2. 【請求項２】 フライヤ回転速度をボビンに巻き取られ
   た粗糸の長さに応じて変速しつつ粗糸巻を形成する粗紡
   機において、 フライヤ回転速度変速パターン、満管紡出長、撚数を含
   む運転条件と、紡出長をカウントするカウンタのカウン
   ト値とから、満管までに要する残紡出時間を逐次演算
   し、その結果を表示装置に逐次表示する粗紡機の残紡出
   時間表示方法。