JP3817914B2 - 織機における織布検反装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、織機上の織布の織り状態を反映する光を拾う受光部を備え、前記受光部における受光量に応じた電気信号を出力する光電センサを用いて織布の欠点の有無を検出する織布検反装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
経糸は隣合う筬羽間に一定本数単位で通されているが、例えばある筬羽間では経糸の通し本数が規定に足りず、隣の筬羽間で経糸の通し本数が規定よりも多いといった状況が生じることもある。このような状況が続くと、いわゆる経筋が織布上に生じ、不良織布ができてしまう。製織中における織布上の経筋のような欠点を検出する織布検反装置は、例えば特開昭60−231850号公報、特開平8−201310号公報に開示されている。織布上に光を当てて織布からの反射光を拾うセンサヘッドは、織布の織幅方向に往復走行する。織布上の欠点が検出されると製織が停止され、欠点を生じさせないための処置が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
織機上の織布の検反は製織中に行なうものであるため、この種の織布検反装置を織機に装着する場合には、製織開始、製織停止を制御する織機側の製織制御手段の製織停止指令、製織開始指令に合わせて織布検反装置を検反停止、検反開始させる構成が採用される。従って、織機側の製織制御手段の製織制御状態と織布検反装置の検反制御状態とを連動させる構成が要求される。しかし、このような構成の要求は、織機側の製織制御手段の仕様に合わせた織布検反装置側の検反制御手段の構築を必要とするが、織機側の製織制御手段の仕様が異なれば織布検反装置側の検反制御手段の構築内容も変えなければならない。そのため、織機側の製織制御手段の各仕様に合わせた織布検反装置を各種用意しなければならない。これは織布検反装置のコストアップをもたらす。
【0004】
本発明は、織機側の製織制御手段の仕様に合わせる必要のない織布検反装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、織機上の織布の織り状態を反映する光を拾う受光部を備え、前記受光部における受光量に応じた電気信号を出力する光電センサを用いて織布の欠点の有無を検出する織布検反装置を対象とし、請求項1の発明では、織機の製織制御手段から独立して織機の状態を製織状態及び製織停止状態のいずれか一方として検出する織機状態検出手段を備えた織布検反装置を構成し、前記受光部を搭載して織布の織幅方向に移動するセンサヘッドを備えた織布検反装置を構成し、織機が製織状態にあるときの前記電気信号の第1の基準特性を設定する第1の基準特性設定手段と、織機が製織停止状態にあるときの前記電気信号の第2の基準特性を設定する第2の基準特性設定手段と、前記光電センサから出力された前記電気信号の特性を検出する特性検出手段と、前記特性検出手段によって検出された特性が前記第1の基準特性及び第2の基準特性のいずれに該当するかを判定する特性判定手段とを備えた前記織機状態検出手段を構成した。
【0006】
織布検反装置は、織機状態検出手段の検出結果に基づいて織機側の製織制御手段から独立して製織状態及び製織停止状態のいずれかを把握できる。また、検反用の光電センサを用いて織機の状態を特定する構成は簡便である。
請求項2の発明では、請求項1において、前記光電センサから出力される電気信号に基づいて欠点の有無を判定する欠点有無判定手段と、前記織機状態検出手段が織機の製織停止状態を検出したときには前記欠点有無判定手段の欠点有りの判定を無効化する無効化手段とを備えた織布検反装置を構成した。
【0007】
製織停止状態において欠点有無判定手段が欠点有りの判定を行なった場合、無効化手段は前記欠点有無判定手段の欠点有りの判定を無効化する。従って、製織停止状態における欠点有り検出の結果による警報といった不要な対処が行われることはない。
【0009】
請求項3の発明では、請求項1又は2において、前記電気信号の特性は、経糸の配列ピッチに対応した周波数の分布特性とした。
【0010】
前記周波数の分布特性は、織布の振動をもたらす製織状態と、織布の振動をもたらさない製織停止状態とでは異なる。このような周波数の分布特性の差異が織機の状態の特定を可能にする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図1〜図9に基づいて説明する。
【0012】
図1に示すように、織布Wの上方には支持バー10が織布Wの織幅方向、即ち緯糸の糸方向に配設されている。支持バー10にはレール11、検反モータ13及びガイドプーリ16が取り付けられている。検反モータ13の出力軸には駆動プーリ15が止着されており、駆動プーリ15とガイドプーリ16とには無端状ベルト12が巻き掛けられている。無端状ベルト12は検反モータ13の往復駆動によって往復周回する。図2及び図3に示すように、レール11にはセンサヘッド14がスライド可能に支持されており、無端状ベルト12にはセンサヘッド14が止着されている。センサヘッド14は無端状ベルト12の往復周回によってレール11に沿った走査経路を往復動する。検反モータ13、プーリ15,16、無端状ベルト12及びレール11は往復走行手段を構成する。
【0013】
センサヘッド14は、投光器17、結像レンズ18、受光部かつ光電センサとなる一対の受光素子19,20及び信号処理回路基板21を備えている。投光器17から投射された光は織布W上に向けられる。結像レンズ18は織布Wの上面の像を一対の受光素子19,20の受光面に一致する平面上に結像する。受光素子19,20は、経糸Tの糸配列方向の幅が狭く、かつ経糸Tの糸方向へ長い形状である。
【0014】
図4の検知範囲191は結像レンズ18によって受光素子19上に結像される織布W上の範囲を表し、検知範囲201は結像レンズ18によって受光素子20上に結像される織布W上の範囲を表す。経糸Tの糸配列方向の検知範囲191,201の幅は同じhであり、幅hは経糸Tの糸配列ピッチPの半分P/2よりも小さくしてある。又、検知範囲191,201の経糸Tの糸方向の長さは同じであり、この長さは緯糸Yを例えば10本程度含むぐらいの長さにしてある。そして、両検知範囲191,201は経糸Tの糸配列方向に糸配列ピッチPの半分だけずらしてある。
【0015】
図5の右向きの矢印Q1で囲まれた領域はセンサヘッド14の右方向への移動による織布W上における検知範囲191,201の走査範囲を表す。センサヘッド14は織幅の端部で反転して走行するようになっている。左向きの矢印Q2で囲まれた領域はセンサヘッド14の左方向への移動による織布W上における検知範囲191,201の走査範囲を表す。即ち、検反時にはセンサヘッド14上の投光器17からの投射光は織布Wの織幅方向に走査する。織布Wは矢印Rの方向に移動する。
【0016】
受光素子19,20は受け取った光を電流に変換する。この変換電流信号は受光量に応じた電気信号になる。図5の回路は信号処理回路基板21上の回路構成を表す。受光素子19は変換電流信号を電流−電圧変換回路28に出力し、受光素子20は変換電流信号を電流−電圧変換回路29に出力する。電流−電圧変換回路28,29は変換電流信号を電圧信号S1,S2に変換して差演算回路30に出力する。図6の波形S1は電流−電圧変換回路28から出力される電圧信号を表し、波形S2は電流−電圧変換回路29から出力される電圧信号を表す。なお、電圧信号S1,S2の値の変動は、例えば出力電圧1ボルトに対して5ミリボルト程度という僅かなものである。
【0017】
差演算回路30は両電流−電圧変換回路28,29から入力する電圧信号S1,S2の値の差を演算する。図6の波形ΔSは差演算回路30から出力される差信号を表す。差演算回路30は演算して得られた差信号ΔSをバンドパスフィルタ31を経由して比較回路32に出力する。バンドパスフィルタ31は差信号ΔSの周波数近辺の周波数の信号以外の波形信号をカットする。
【0018】
比較回路32は入力した差信号ΔSと基準値設定回路33によって予め設定された基準値V(>0)とを比較する。差信号ΔSの値が基準値Vを越えると、比較回路32は図6に波形Hで示す信号を制御信号発生回路34に出力する。制御信号発生回路34は波形Hの立ち上がり部に対応して図6にパルス状波形で示す制御信号Kをカウンタ35に出力する。カウンタ35は基準クロック36から出力されるパルス信号の数に基づいて各制御信号K間の時間間隔txの計測を行なう。この計測情報は比較回路37に送られる。
【0019】
比較回路37は、基準値設定回路38によって予め設定された基準間隔〔to−Δt,to+Δt〕と計測された時間間隔txとの比較を行なう。txが〔to−Δt,to+Δt〕の範囲外にあれば、比較回路37は異常検出信号を出力する。txが〔to−Δt,to+Δt〕の範囲内にあれば、比較回路37は異常検出信号を出力しない。
【0020】
センサヘッド14の移動速度をv、結像レンズ18の倍率をmとすると、結像レンズ18によって受光素子19,20の受光平面上に結合される像は速度mvで移動する。経糸Tの糸配列ピッチPよりも小さい幅hの検知範囲191,201は糸配列ピッチPの半分P/2だけ経糸Tの配列方向にずらしてある。従って、経糸Tの糸配列ピッチが常に所定の糸配列ピッチPに等しいならば、制御信号Kの時間間隔txはP/mvにほぼ等しい。P/mvは基準値toとして採用されており、Δtは許容公差である。
【0021】
比較回路32、基準値設定回路33、制御信号発生回路34、カウンタ35、基準クロック36、基準値設定回路38及び比較回路37から構成される欠点有無判定手段C2は、差演算回路30によって演算された差ΔSに基づいて欠点有無の判定を行なう。この差ΔSの演算は照明光、風綿といった外乱の影響による電気信号の変化を排除する。
【0022】
経糸Tは隣合う筬羽間に一定本数単位で通されているが、例えばある筬羽間では経糸の通し本数が規定に足りず、隣の筬羽間で経糸の通し本数が規定よりも多いといった状況が生じることもある。このような状況が続くと、いわゆる経筋が織布上に生じ、不良織布ができてしまう。図6では織布Wの織幅方向の領域W1が経筋発生による粗な部分を表し、領域W2が経筋発生による密な部分を表す。受光素子19,20の検知範囲191,201の経糸Tの糸配列方向の幅hは経糸Tの糸配列ピッチP以下に設定してあり、両検知範囲191,201は糸配列方向に糸配列ピッチPの半分P/2だけずらしてある。各受光素子19,20の検知範囲191,201の幅が糸配列ピッチP以下であるため、検知範囲191,201の一方が経糸Tの配列位置上にある場合に得られる電気信号の値と、他方が隣合う経糸Tの配列位置の間にある場合に得られる電気信号の値との差が最も大きくなる。従って、糸配列ピッチPの半分P/2だけ検知範囲191,201の移動方向へ両検知範囲191,201をずらすことによって電気信号S1,S2の値の差ΔSが最も大きくなる。この差ΔSが大きいほど欠点有無の判定が正確になる。
【0023】
検反モータ13は走査制御装置C1の制御を受ける。図4に示すように、走査制御装置C1は、駆動制御回路23と駆動回路24とからなる。駆動制御回路23は予め設定された走査プログラムに基づいて検反モータ13の往復作動を指令する。駆動回路24は、駆動制御回路23の走査制御指令及び検反モータ13に組み込まれたロータリエンコーダ131からの回転位置情報に基づいて検反モータ13の往復作動をフィードバック制御する。駆動制御回路23には走査開始スイッチ26及び走査停止スイッチ27が信号接続されている。駆動制御回路23は走査開始スイッチ26のON操作により検反モータ13を作動開始する。駆動制御回路23は走査停止スイッチ27のON操作により検反モータ13の作動を停止する。
【0024】
比較回路37には出力回路39が信号接続されており、出力回路39には警報装置25が信号接続されている。織機駆動モータMの作動を制御する織機制御コンピュータCo及び駆動制御回路23には出力回路39が信号接続されている。又、出力回路39にはロータリエンコーダ131が信号接続されている。織機制御コンピュータCoには起動スイッチ22及び製織停止信号発生器40が信号接続されている。起動スイッチ22をON操作すれば織機制御コンピュータCoは織機駆動モータMを作動開始する。製織停止信号発生器40は、例えば緯入れミス検出器、経糸切れ検出器等であり、製織停止信号発生器40が製織停止信号を出力すると織機制御コンピュータCoは織機駆動モータMの作動を停止して製織を停止する。
【0025】
バンドパスフィルタ31には周波数演算回路41が信号接続されており、周波数演算回路41には統計演算回路42が信号接続されている。統計演算回路42には比較回路43が信号接続されており、比較回路43には基準値設定回路44が信号接続されている。
【0026】
周波数演算回路41は、バンドパスフィルタ31から出力される差信号ΔSに基づいて波形頂部間の時間間隔の逆数、即ち周波数fを演算する。図7(a)の棒グラフは、織機を運転していないとき、即ち製織停止状態において所定数(例えば100個)サンプリングした周波数の分布を表す。図7(b)の棒グラフは、織機を運転しているとき、即ち製織状態において前記所定数サンプリングした周波数の分布を表す。各グラフの横軸は周波数を表し、縦軸は個数を表す。図7(a),(b)の鎖線曲線G1,G2は、サンプリング数を増やしてゆくと共に、グラフの棒の幅を小さくしていった極限状態、即ち所定のサンプリング数から標準偏差演算という統計処理で得た周波数分布を表す。
【0027】
基準値設定回路44には基準値Xoが予め設定されている。基準値Xoは次式(1)で表される。
Xo=(A1+B1)/2 ・・・(1)
A1は図7(a)の一点鎖線L1と鎖線曲線G1との交点の間の幅Aoの所定割合(例えば1/3)となる特性値であり、B1は図7(b)の一点鎖線L2と鎖線曲線G2との交点の間の幅Boの前記所定割合となる特性値である。一点鎖線L1は鎖線曲線G1と横軸とで囲まれる面積を所定割合比(例えば9対1)に分割する線であり、一点鎖線L2は鎖線曲線G2と横軸とで囲まれる面積を前記所定割合比に分割する線である。図示の例では幅Boは幅Aoよりも大きく、特性値B1は特性値A1よりも大きい。即ち、基準値Xoは特性値A1と特性値B1との中間にある。基準値Xo以上の特性値は第1の基準特性となり、基準値Xoより小さい特性値は第2の基準特性となる。
【0028】
統計演算回路42は、周波数を所定数サンプリングする毎に鎖線曲線G1,G2で示すような周波数分布を統計処理して算出する。統計演算回路42は、所定のサンプリング数から統計処理して算出した周波数分布に基づいて特性値Xを刻々と算出する。比較回路43は、統計演算回路42から得られる特性値Xと基準値Xoとの大小比較を行なう。周波数演算回路41、統計演算回路42及び基準値設定回路44と共に織機状態検出手段C3を構成する比較回路43は、出力回路39に信号接続されている。
【0029】
出力回路39、織機状態検出手段C3及び織機制御コンピュータCoは図8及び図9のフローチャートで示す検反制御プログラムを遂行する。
検反モータ13は作動状態にあり、センサヘッド14が往復走行しているとする。統計演算回路42から出力される特性値Xが基準値Xo以上の場合、比較回路43は製織状態信号を出力回路39に出力する。統計演算回路42から出力される特性値Xが基準値Xoに達しない場合、比較回路43は製織停止状態信号を出力回路39に出力する。
【0030】
出力回路39は、ロータリエンコーダ131からの回転位置情報に基づいてセンサヘッド14の走査速度Vxを把握している。比較回路37が異常検出信号を出力したとき、センサヘッド14の走査速度Vxが速度vであり、かつ比較回路43が製織状態信号を出力しているときには出力回路39は異常検出信号を有効化する。この有効化状態では出力回路39は、運転停止信号を織機制御コンピュータCoに出力すると共に、警報信号を出力する。織機制御コンピュータCoは運転停止信号の入力に応答して織機駆動モータMの作動を停止して製織を停止する。警報装置25は警報信号の入力に基づいて作動する。
【0031】
比較回路37が異常検出信号を出力したとき、センサヘッド14の走査速度Vxが速度vであり、かつ比較回路43が製織停止状態信号を出力しているときには出力回路39は異常検出信号を無効化する。この無効化状態では出力回路39は警報信号を出力しない。又、センサヘッド14の走査速度Vxが速度vでないとき、例えばセンサヘッド14が織布Wの端部で減速停止してから反転走行するときには、出力回路39は比較回路37からの異常検出信号を無効化する。
【0032】
第1の実施の形態では以下の効果が得られる。
(1-1)織機制御コンピュータCoは織機駆動モータMの作動を制御する製織制御手段であるが、織機状態検出手段C3は織機制御コンピュータCoの製織制御状態から独立して織機の状態を検出する。即ち、織機状態検出手段C3は、織機制御コンピュータCoから製織開始情報及び製織停止情報を得ることなく製織状態か否かを判断できる。図4に示すように、このような織機状態検出手段C3を備えた織布検反装置49は、織機制御コンピュータCoの製織制御状態から独立して織機の状態を把握できる。従って、織機制御コンピュータCoの制御仕様に合わせて織布検反装置を各種用意する必要がなく、織布検反装置のコストアップが抑制される。
(1-2)この実施の形態では、走査停止スイッチ27をON操作しない限り、製織停止状態においてもセンサヘッド14が往復走行して検反が行われる。従って、製織停止状態においても欠点有無判定手段C2が欠点有りの判定を行なうこともある。製織停止状態において欠点有無判定手段C2が欠点有りの判定を行なった場合、無効化手段である出力回路39は欠点有無判定手段C2の欠点有りの判定を無効化する。従って、製織停止状態における欠点有り検出の結果による警報といった不要な対処が行われることはない。
(1-3)基準値設定回路44及び比較回路43は、製織状態における光電センサからの電気信号の第1の基準特性を設定する第1の基準特性設定手段、及び製織停止状態における前記電気信号の第2の基準特性を設定する第2の基準特性設定手段を構成する。周波数演算回路41及び統計演算回路42は前記電気信号の特性を検出する特性検出手段を構成し、基準値設定回路44及び比較回路43は、前記特性検出手段によって検出された特性が前記第1の基準特性及び第2の基準特性のいずれに該当するかを判定する特性判定手段を構成する。検反用の光電センサである受光素子19,20を用いて織機の状態を特定する構成は簡便である。
(1-4)受光素子19,20からなる光電センサは、経糸Tの配列ピッチに対応した周波数成分を取り出すが、前記周波数の分布特性は、織布Wの振動をもたらす製織状態と、織布Wの振動をもたらさない製織停止状態とでは図7(a),(b)に示すように異なる。このような周波数の分布特性の差異は、製織状態か否かの誤りのない判定を可能にする。
(1-5)統計処理を施した後の周波数の分布特性は、製織状態における分布特性と製織停止状態における分布特性との差異を一層際立たせ、製織状態か否かの識別が容易となる。
【0033】
次に、図10の第2の実施の形態を説明する。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。
この実施の形態では、速度検出器46が支持バー10に取り付けられており、速度検出器46の回転体461が織布Wの上面に押接されている。回転体461は織布Wの移動に伴って回転し、速度検出器46は回転体461の回転速度から織布Wの移動速度を検出する。製織停止状態では織布Wの移動速度は零であり、出力回路45は速度検出器46からの織布移動速度情報に基づいて織機の状態を判定する。製織停止状態の判定のときには出力回路45は欠点有無判定手段C2を含む信号処理回路基板21からの異常検出信号を無効化する。走査制御装置C4を構成する駆動制御回路50は速度検出器46からの織布移動速度情報に基づいて検反モータ13の作動を制御する。駆動制御回路50は製織状態では検反モータ13を作動し、製織停止状態では検反モータ13の作動を停止する。
【0034】
速度検出器46は織機状態検出手段となり、第2の実施の形態では第1の実施の形態における(1-1)項と同じ効果が得られる。又、第1の実施の形態における走査開始スイッチ26及び走査停止スイッチ27が不要となり、織布検反装置の構成が簡素になる。さらに、欠点有りの判定に伴って製織が停止するとセンサヘッド14が欠点検出位置付近に停止し、作業者が欠点位置を見つけ出す作業が容易になる。
【0035】
次に、図11の第3の実施の形態を説明する。第2の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。
この実施の形態では、振動検出器48が支持バー10に取り付けられている。製織停止状態では支持バー10の振動はなく、出力回路47は振動検出器48からの振動情報に基づいて織機の状態を判定する。製織停止状態の判定のときには出力回路45は欠点有無判定手段C2を含む信号処理回路基板21からの異常検出信号を無効化する。走査制御装置C5を構成する駆動制御回路51は振動検出器48からの振動情報に基づいて検反モータ13の作動を制御する。駆動制御回路501は製織状態では検反モータ13を作動し、製織停止状態では検反モータ13の作動を停止する。
【0036】
振動検出器48は織機状態検出手段となり、第3の実施の形態では第2の実施の形態と同じ効果が得られる。
本発明では以下のような実施の形態も可能である。
(1)第1の実施の形態において、欠点有りの判定が行われたときには製織を停止させることなく警報装置25を作動させるようにすること。
(2)第1の実施の形態において、特性値A1,A2を求めるような演算処理を行わず、統計処理により求められた周波数分布の標準偏差値を基準値と比較することにより、織機の状態を判定するようにすること。この場合、標準偏差値が基準値よりも大きい場合は、織機が製織状態にあると判定する。又、周波数分布の最大値(最大度数値)を基準値と比較して織機の状態を判定すること。この場合、周波数分布の最大値が基準値より大きいときに織機は製織停止状態にあると判定する。
(3)織機には織機の回転位置を検出するための回転検出器が装着されているが、この回転検出器の回転位置情報から織機の状態を検出する織布検反装置を構成すること。
【0037】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明では、織機の製織制御手段から独立して織機の状態を製織状態及び製織停止状態のいずれか一方として検出する織機状態検出手段を備えた織布検反装置を構成したので、織機側の製織制御手段の仕様毎に合わせるために多種の織布検反装置を用意する必要がないという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示し、センサヘッドの拡大断面図を組み込んだ正面図。
【図2】図1のA−A線断面図。
【図3】図1のB−B線断面図。
【図4】織布上の検知範囲、信号処理回路、織機状態検出手段及び走査制御装置の組み合わせ図。
【図5】検知範囲の走査領域を示す略体平面図。
【図6】信号処理回路における信号処理を説明するグラフ。
【図7】(a)は製織停止状態における周波数分布特性を示すグラフ。(b)は製織状態における周波数分布特性を示すグラフ。
【図8】検反制御プログラムを示すフローチャート。
【図9】検反制御プログラムを示すフローチャート。
【図10】第2の実施の形態を示し、センサヘッドの拡大断面図を組み込んだ正面図。
【図11】第3の実施の形態を示し、センサヘッドの拡大断面図を組み込んだ正面図。
【符号の説明】
14…センサヘッド、19,20…受光部かつ光電センサとなる受光素子、43…第1及び第2の基準特性設定手段、特性判定手段を構成する比較回路、44…第1及び第2の基準特性設定手段を構成する基準値設定回路、Co…製織制御手段となる織機制御コンピュータ、C3…織機状態検出手段。
Claims (3)
- 織機上の織布の織り状態を反映する光を拾う受光部を備え、前記受光部における受光量に応じた電気信号を出力する光電センサを用いて織布の欠点の有無を検出する織布検反装置において、
織機の製織制御手段から独立して織機の状態を製織状態及び製織停止状態のいずれか一方として検出する織機状態検出手段を備え、前記受光部は、織布の織幅方向に移動するセンサヘッドに搭載されており、前記織機状態検出手段は、織機が製織状態にあるときの前記電気信号の第1の基準特性を設定する第1の基準特性設定手段と、織機が製織停止状態にあるときの前記電気信号の第2の基準特性を設定する第2の基準特性設定手段と、前記光電センサから出力された前記電気信号の特性を検出する特性検出手段と、前記特性検出手段によって検出された特性が前記第1の基準特性及び第2の基準特性のいずれに該当するかを判定する特性判定手段とを備えている織機における織布検反装置。 - 前記光電センサから出力される電気信号に基づいて欠点の有無を判定する欠点有無判定手段と、前記織機状態検出手段が織機の製織停止状態を検出したときには前記欠点有無判定手段の欠点有りの判定を無効化する無効化手段とを備えている請求項1に記載の織機における織布検反装置。
- 前記電気信号の特性は、経糸の配列ピッチに対応した周波数の分布特性である請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の織機における織布検反装置。
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