JP4049107B2

JP4049107B2 - 紡績機における繊維束の品質管理方法

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Publication number: JP4049107B2
Application number: JP2004055793A
Authority: JP
Inventors: 豊篠崎
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2024-03-01
Also published as: EP1574607B1; CN1664193A; JP2005248333A; DE602005023922D1; EP1574607A3; CN100385052C; EP1574607A2

Description

本発明は、紡績機における糸あるいはスライバー等の紡出繊維束の品質管理方法に関するものである。

紡績機において紡出された繊維束の品質、例えば斑、毛羽、強力等で代表される品質項目の検査は、通常例えばリング精紡機の複数錘で紡出された糸の一部をサンプル糸として抽出し、紡績工場に備えられた信用のある標準的な専用検査機にかけて良否を判定し、糸品質がよければリング精紡機の紡出運転を継続する。また、このサンプル糸の検査は例えば管糸１本が紡出される毎というように、定期的に行って良品質の糸の生産を行わなければならない。従って、紡出糸の品質管理は非常に煩雑で工数と時間がかかっていた。
また、煩雑さを減らすために糸の品質検査時期の間隔をあけると不良品の発生する恐れが増加し、その間に紡出された糸は仮に不良品であっても後工程に流れてしまう恐れが生じるため、作業が煩雑であっても短い周期での定期検査を行わざるを得なかった。

上記の問題を解消するため、従来より、例えば特許文献１〜３に開示されているような紡績機の品質管理方法が種々提案されている

特許文献１は、空気式精紡機（結束紡績機）において、デリベリローラから送り出される糸の糸斑を検出するスラブキャッチャを糸経路に配設し、スラブキャッチャからの検出信号を演算し、糸の太さを表すデータを得るとともにこれを設定値と比較して糸斑を監視している。

特許文献２は、結束紡績機において、ドローオフローラ及びトップローラによって引き出された糸の経路に静電容量型のセンサーを配設し、同センサーからの信号を演算処理して得た糸斑を予め設定された基準値と比較し、糸斑の良否を判断している。この場合に、その基準値はその値を超えたものが製品として不合格となる値でなく、そのまま放置した場合に製品として不良品が発生するという値に設定すると説明されている。

特許文献３は、延伸仮撚機において、紡出された糸の走行経路にテンションセンサを配設し、テンションセンサから得られた張力信号を予め設定されている目標値に対する上下の検知基準（上限値及び下限値）と比較し、不良品か否かを判定する。
特開昭６１−１３２６４４号公報特開昭６２−５７９５３号公報特開平６−３２２６２１号公報

前記特許文献１〜３に開示された公知技術はいずれも紡績機に糸の検出装置を設け、その検出信号から得られたデータによって糸の品質を監視し、管理しようとするものである。
しかし、いずれの公知技術も測定したデータの良否を判定するための基準値については何も配慮されていない。即ち、紡績機の糸検出装置に設けた基準値は一般的に経験的あるいは試験的に得た値を設定している。また、糸検出装置にもばらつきがあり、しかも紡績機の１つの錘に備えた糸検出装置は前記した標準検査機とは測定場所や検出器の感度も異なり、標準検査機に備えられるような検出精度を求めることは難しい。

このため、紡績機に備えた糸検出装置で測定された糸品質データは前記標準検査機から得られるデータと同じものを期待することができず、信頼性に欠けるという問題点がある。実際に例えばリング精紡機等においては糸品質管理のための糸検出装置の採用が全く見られない。通常は、前記したようにサンプル糸を取り、標準検査機にかけるという煩雑な品質管理を行わざるを得ないというのが実情である。

本発明は、上記問題点に鑑み、紡績機において紡出後の走行繊維束を測定して得た品質データを用いて前記標準検査機で得られる判定結果とほぼ同等の効果を得ることができる繊維束の品質管理方法を提供する。

請求項１に記載の発明は、前記紡績機に繊維束の品質測定処理装置を設置して紡出繊維束を検出するとともにその検出信号から得られる繊維束の品質に関するデータを記憶し、前記繊維束を標準検査機を用いて品質検査し、前記標準検査機によって検査された繊維束が良品と判定されたとき、その繊維束についての前記紡出時の品質に関するデータをその紡績機で紡出される繊維束の品質を判断する基準値として前記品質測定処理装置に設定し、前記基準値に対し繊維束の品質に関する統計的な値あるいは予め決められた割合で前記紡績機の管理限界値を設定し、紡出される繊維束の品質を運転中に前記管理限界値に基づいて判断することを特徴とする。
請求項１の発明によれば、紡績機の品質測定処理装置の品質に関するデータと標準検査機の検査結果との間の相対的な関係を利用しているので、品質測定処理装置の測定結果は標準検査機の検査結果とほぼ同等のものと推測することができ、紡績機に備えた品質測定処理装置であっても信頼性の高い品質管理を行うことができる。その結果、標準検査機による定期的な検査を行う必要が無いので、検査工数を大幅に低減することができる。また、糸不良を見逃す確率を大幅に低減することができる。さらに、信頼性の高い管理限界値を設定することができ、許容範囲を設けた繊維束の品質管理に支障をきたすことが無い。

請求項２に記載の発明は、紡績機の品質測定処理装置は通信手段を備えた制御手段を含み、前記標準検査機は検査室に設置されるとともに通信手段を備えた制御手段を有し、標準検査機による繊維束の検査結果を標準検査機の制御手段から通信によって前記紡績機の制御手段に送信し、紡績機の制御手段は良品と判定された繊維束の検査結果信号に基づき品質測定処理装置に基準値と管理限界値を設定することを特徴とする。
請求項２の発明では、例えば紡績機を設置した工場に対し、別工場に検査室が存在するとか、同じ工場内でも紡績機の設置位置と検査室が大きく離れ場所に存在するような場合に標準検査機の検査結果は通信によって即座に対象の紡績機に伝えられ、その信号に基づいて紡績機の品質測定処理装置に基準値や管理限界値等を設定することができるので、紡績機の品質管理のための準備工数を大幅に低減することができる。

請求項３に記載の発明は、品質測定処理装置による繊維束の品質測定は、巻き取り部のボビンに向かって走行する繊維束を検出器によって検出し、同検出器の検出信号から得られる測定データ及び測定データを基に演算される繊維束の品質項目データによって行うことを特徴とする。
請求項３の発明では、前期標準検査機のような高価な非常に精度の高い測定器を使う必要が無く、精紡機に装備可能な簡単かつ安価な構成で十分実施することができる。

請求項４に記載の発明は、繊維束の品質項目データは少なくとも繊維束斑を含むことを特徴とする。
請求項４の発明では、繊維束の品質管理上最も重要な斑に関して信頼性の高い管理を行うことができる。

以上のように本発明は、紡績機に設けた紡出中の繊維束を直接検出する品質測定処理装置のような簡単な装置を用いるだけでも一般に信用されている標準検査機で行う場合とほぼ同等の繊維束品質管理を行うことができ、信頼性の高い品質管理を行うことができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。
図は公知のリング精紡機の一部を概略的に示したもので、図示しない駆動源に連結されて回転するボビン３ａに対して、リングレール２が昇降し、管糸３が形成される。管糸３を形成する糸４は図示しないドラフト部から送り出され、スネルワイヤ５を通過後、バルーニングを形成しながらトラベラ６を介してボビン３ａに順次巻かれる

次に、糸の品質測定処理装置１について説明する。
スネルワイヤ５に至る糸４の走行経路には、糸４を挟んで投光器７及び受光器８から成る光電式糸検出器が配設される。受光器８は増幅器９、Ａ／Ｄ変換器１０を介して演算装置１１に接続する。演算装置１１は受光器８の受光信号を基に例えば糸斑、糸毛羽等の品質項目を表すデータを演算するための公知のプログラムを記憶した読み出し専用メモリ１２と受光器８による測定データ及び演算後の糸品質項目データ並びに後記する基準値や管理限界値を記憶する書き込み可能なメモリ１３とに接続する。演算装置１１はさらに前記各種データを表示する表示器１４、作業者により必要なデータを入力することができる入力装置１５に接続する。

従って、投光器７から投射された光は糸４によって一部遮光されるが、他の遮光されない光は受光器８に達するので、糸４の太さや毛羽の多少等によって受光器８の受光量が変化する。受光器８の受光信号は増幅器９において増幅され、OLE_LINK2さらにＡ／Ｄ変換器１０OLE_LINK2においてデジタル信号に変換された後、演算装置１１に送られる。

演算装置１１は、前記デジタル信号をそのままあるいは加工して糸４の状態をリアルタイムで表す測定データとしてメモリ１３に記憶させる。また、演算装置１１はメモリ１２から読み出した演算プログラムによって前記測定データを基に糸斑や毛羽の発生状態を表す品質項目データを演算し、その品質項目データをメモリ１３に記憶させる。なお、この例では糸斑データは太さのばらつきを示すＵ％で表され、また毛羽についてのデータは単位長さあたりの糸からはみ出している繊維の個数で表される。

表示器１４では前記測定データをリアルタイムで表示したり、演算された糸斑や毛羽のデータを読み出して表示することができる。また、入力装置１５は測定データや品質項目データを比較評価するための基準値及び管理限界値、その他必要なデータを入力することができる。

次に、上記のように構成されたリング精紡機における紡出糸の品質管理方法について図２を参照して説明する。
まず、ボビン３ａが公知の方法でスピンドル（図示せず）にセットされ、リング精紡機の紡出運転が開始されると、ドラフト部でドラフトされた糸４がドラフト部から送り出され、スネルワイヤ５を通りトラベラ６との間でバルーニングを形成しながらボビン３ａに巻き取られていく。また、作業者は一定レベルの糸品質を得られるようにリング精紡機の運転を調整する。

この紡出運転中、光電式糸検出器が作動され、投光器７から投射された光は走行する糸４に一部遮光されながら受光器８に受光される。この受光信号は増幅器９で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１０でデジタル信号に変換され、演算装置１１に送られる点は前記した通りである。また、演算装置１１ではリアルタイムで送られてくる糸検出信号を基に測定データ及び糸の品質項目データをメモリ１３に所定の紡出期間毎に順次記憶させていく。
紡出運転がさらに継続され、管糸３が満巻状態に達すると、リング精紡機が停止され、管糸３の交換が行われる。

こうして満巻となった管糸３について、作業者は複数個の管糸３をサンプルとして取り出し、標準検査機（図示せず）のある検査室に運び、サンプル管糸３の糸品質検査を受ける。検査室では、検査員が従来から行われている方法を用いて標準検査機により管糸３の糸品質検査を行い、糸斑や毛羽等に関する種々の検査データを得る。この検査データは必要に応じて印刷され使用される。また、検査員は上記検査データに基づいてサンプル管糸３の糸品質の良否を判定する。

上記検査の結果、サンプル管糸３の糸品質が良と判定されると、作業者はこの判定結果を持ち帰り、サンプル管糸３を紡出したリング精紡機についてその後の紡出運転中の糸品質管理のための操作を行う。
即ち、標準検査機で良と判定された糸の紡出時間帯における前記測定データ及び品質項目データは、前記標準検査機で得られた検査データと比較した場合、両装置の構造や精度が異なるため絶対値としては異なるものであるが、同じ糸を測定した結果であるため両装置で得た各データの持つ意味は実質的に同一と考えることができる。

従って、作業者は上記サンプル管糸３の検査を受けた糸の紡出時間帯の測定データ及び測定データに基づき計算された糸斑及び毛羽等の品質項目データを入力装置１５を介してメモリ１３から読み出し、それを基準値としてメモリ１３に記憶させる。
また、作業者は糸品質項目のデータのバラツキ等に関する統計的な値あるいは予め決められている割合に基づいて基準値に対する相対的な管理限界値を入力装置１５に入力してメモリ１３に記憶させる。

作業者は上記の基準値及び管理限界値を設定後、リング精紡機の紡出運転を開始する。以後リング精紡機は紡出運転中、光電式糸検出器の受光器８から継続して信号を受け、演算装置１１はこの信号を基にした測定データ及び測定データから演算された糸品質項目データをメモリ１３に記憶させるとともに前記設定された管理限界値との比較を行って紡出糸の品質異常の発生をリアルタイムで監視する。

上記紡出糸の監視中に、糸品質項目データが前記管理限界値を外れた場合は品質異常が発生したとして表示器１４あるいは他の表示装置に異常信号を表示し、作業者に警告する。また、作業者はこの警告を受けて対象のリング精紡機に対する必要な処置をとることができる。

また、作業者は入力装置１５を操作し、紡出運転中の管糸３における糸品質項目データの推移を表示器１４に表示し、糸の状態を任意の時期に確認することができる。
なお、前記標準検査機の検査でサンプル管糸３が不良と判定された場合は再度リング精紡機の紡出運転の調整を行い、調整後に得られた管糸を前記のようにして標準検査機の検査を受ける作業を行う。

前記第１の実施形態では前記発明の効果に加え、以下の効果を奏する。
（１）測定データは長期にわたって得られたリアルタイムのデータであるため、対象機械における標準的なバラツキを精度良く統計的に算出することができ、この算出値から精度の高い管理限界値を容易に設定することができる。
（２）リング精紡機の紡出運転中、測定データや品質項目データの推移を任意のタイミングで表示器に表示させ、確認することができるので、データの変化及び今後の傾向を即座に読み取り、事前に問題発生の可能性を知ることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図３に基づいて説明する。第２の実施形態は、前記第１の実施形態に一部異なる構成を付加したもので、前記第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与してある。
リング精紡機に設置した品質測定処理装置１の演算装置１１はさらに通信手段１６を有し、メモリ１２及びメモリ１３とともに制御手段１７を構成する。

一方、標準検査機１８は、リング精紡機の設置場所から離れた場所にある検査室１９内に設置されている。検査機１８にかけられた糸の検査データ等は制御部２０において処理され、記憶される。また、制御部２０は通信手段２１を備え、制御手段２２を構成する。通信手段２１は前記品質測定処理装置１の通信手段１６との間をケーブル２３で接続され、制御手段１７，２２の持つデータを相互に通信することができる。

リング精紡機において形成されたサンプル管糸３が検査室１９に運ばれ、検査機１８によって検査を受ける点は前記第１の実施形態と同様である。検査機１８はサンプル管糸３の糸の検査データを制御部２０において公知のように品質項目等の糸の品質に関する所定のデータに加工し、記憶する。また、品質に関するデータを基にサンプル管糸３が良品か否かの判定を行い、その判定結果及び品質に関するデータを対象リング精紡機の識別記号とともに制御部に記憶する。

制御部２０はサンプル管糸３の判定結果を通信手段２１からケーブル２３を介してリング精紡機側の通信手段１６に送信する。演算装置１１は受信した判定結果信号が良であった場合に限り、サンプル管糸３が紡出された時間帯の糸の品質項目データをメモリ１３から読み出し、これをサンプル管糸を紡出したリング精紡機における基準値として自動的に設定する。
なお、管理限界値については、バラツキあるいは毛羽等に関する統計的な値あるいは予め定めた割合を予めメモリ１３に記憶させておくことにより、前記基準値の設定時に自動的に設定することができる。

前記第２の実施形態では前記発明の効果に加え、以下の効果を奏する。
（１）検査機での検査結果が自動通信され、この検査結果信号を受けてリング精紡機側の品質測定処理装置では糸の品質管理のための基準値及び管理限界値が自動的に設定されるので、作業者は検査結果信号の良否を確認するだけで済み、作業者の負担を大幅に軽減することができる。

なお、本発明は、前記した第１、第２の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 第１及び第２の実施形態において、紡出運転中における糸の品質に関するデータ収集は各錘単独でも各錘の平均値であってもよい。
○ 第１及び第２の実施形態において、演算装置、表示器、入力装置等はリング精紡機の制御装置と共用しても良い。
○ 第１及び第２の実施形態において、リング精紡機に仕掛けられる粗糸が変更されたり、トラベラやその他の部位の磨耗等により品質測定処理装置で測定している糸品質に関するデータが変化し、異常の判断がなされた場合でも、そのときに紡出された管糸を前記標準検査機で検査し、その結果が良と判定されればその管糸紡出時の品質測定処理装置に記憶されているデータを新たな基準値として再設定することができる。
この方法は、糸品質の管理レベルを下げることになるが、そのレベルでも紡出された糸の品質は標準検査機で合格となるものであり、これは同じ品質管理レベルのリング精紡機で使用できる糸種の範囲を広げられることを意味する。
○ 品質測定処理装置に使用する糸の検出装置は糸斑を検出できる静電容量型検出器を使用しても良い。
○ 標準検査機にかける糸の長さは、第１及び第２の実施形態のように、管糸単位に限らず分玉単位であっても良い。
○ 糸斑に関する基準値は、バラツキを表すＵ％の他にヒストグラムで設定したり、これらに糸番手を組み合わせて設定することができる。
○ 毛羽に関する基準値は、毛羽の個数の他に毛羽の長さと個数あるいは毛羽の総長さで設定したり、またこれらのヒストグラムで設定することもできる。
○ 第２の実施形態について、標準検査機からの検査結果を通信でリング精紡機の品質測定処理装置に送信し、作業者は品質測定処理装置の表示器で検査結果を確認してから基準値及び管理限界値を手動で入力設定するという変形方法で実施することも可能である。
○ 本発明は、第１及び第２の実施形態で例示したリング精紡機の他、リング撚糸機、オープンエンド式精紡機、結束紡績機、ワインダー、粗紡機、練条機等の各紡績機においても実施することができる。

第１の実施形態を示すリング精紡機の錘と品質測定処理装置の概略図である。第１の実施形態における品質管理方法を示すフローチャートである。第２の実施形態を示すリング精紡機の錘と品質測定処理装置の概略図である。

符号の説明

１品質測定処理装置
７、８光電式糸検出器
１１演算装置
１４表示器
１５入力装置
１６、２１通信手段
１７、２２制御手段
１８標準検査機
１９検査室
２０制御部

Claims

紡出された繊維束をボビンに巻き取る巻き取り部を多数備えた紡績機において、
前記紡績機に繊維束の品質測定処理装置を設置して紡出繊維束を検出するとともにその検出信号から得られる繊維束の品質に関するデータを記憶し、
前記繊維束を標準検査機を用いて品質検査し、
前記標準検査機によって検査された繊維束が良品と判定されたとき、その繊維束についての前記紡出時の品質に関するデータをその紡績機で紡出される繊維束の品質を判断する基準値として前記品質測定処理装置に設定し、前記基準値に対し繊維束の品質に関する統計的な値あるいは予め決められた割合で前記紡績機の管理限界値を設定し、紡出される繊維束の品質を運転中に前記管理限界値に基づいて判断する
ことを特徴とした紡績機における繊維束の品質管理方法。
前記紡績機の品質測定処理装置は通信手段を備えた制御手段を含み、前記標準検査機は検査室に設置されるとともに通信手段を備えた制御手段を有し、標準検査機による繊維束の検査結果を標準検査機の制御手段から通信によって前記紡績機の制御手段に送信し、紡績機の制御手段は良品と判定された繊維束の検査結果信号に基づき品質測定処理装置に基準値と管理限界値を設定することを特徴とする請求項１項記載の紡績機における繊維束の品質管理方法。
前記品質測定処理装置による繊維束の品質に関するデータは、巻き取り部のボビンに向かって走行する繊維束を検出器によって検出し、同検出器の検出信号から得られるリアルタイムの測定データと同測定データを基に計算された繊維束の品質項目データからなることを特徴とする請求項１項又は２項記載の紡績機における繊維束の品質管理方法。
前記繊維束の品質項目データは少なくとも繊維束斑を含むことを特徴とする請求項３記載の紡績機における繊維束の品質管理方法。