JP4970670B2 - 調節開始点に対する調整値を直接求めるための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維材料用の調節式練条機で調節開始点に対する調整値を直接求めるための装置であって、スライバのドラフトを調整できる練条機の制御装置が、スライバのドラフトを変化させるために少なくとも１つの予備制御装置を有しており、ドラフトされたスライバに基づいてＣＶ値などの品質をあらわす値の複数の測定値を記録でき、しかもこれらの測定値を、練条機を制御するための最適な調節開始点を形成するような最小値を有する関数を求めるために取り出すことができ、最適化された調節開始点を練条機の運転前の試験運転または調整運転で求めることができるようにしたものに関する。
【０００２】
調節開始点は、スライバを高いスライバ均一度、すなわち低いＣＶ値（変動係数）で生産するために、練条機における重要な設定値である。
【０００３】
【従来の技術】
公知の装置では、運転前の調整運転でドラフト装置のミドルローラと供給ローラ（フロントローラ）との間でスライバがドラフトされ、カレンダローラで抜き取られ、さらにこのカレンダローラにドラフトされたスライバのＣＶ値に対する測定装置が接続されている。運転前の調整運転で複数のＣＶ値が求められるが、これらはドラフトされたスライバに関して品質をあらわす値を形成している。これら複数の測定値に基づいて、調節を実際のスライバに最良に適合させることを保証する値に対応するような最小値を有する関数の推移（形状）を規定する。記録された関数の推移を求めるための複数の測定値が、調節のその都度別の調整値で測定され、評価されるべき関数の推移を定義するために、増分的に変化するパラメータ、たとえば「電子記憶」の調節開始点を用い、各々の増分値に１つの測定値が割り当てられている。欠点は、ドラフト装置に進入するドラフトされていないスライバの品質（原料品質）を考慮できないことである。さらに特定の、すなわち同種のＣＶ値しか用いられないことも不都合である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ本発明の課題は、上述した欠点を回避し、特にドラフト装置の調節機構における最適な調節開始点の算出および調整を改善した、冒頭に記載した種類の装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１の特徴部に記載した特徴によって解決される。
【０００６】
本発明の方策により、最適な調節開始点（最適なむだ時間）が練条機自体によって規定される。練条機制御装置が、オンラインで測定されたスライバのＣＶ値に基づいて最適な調節開始点を規定する。すなわち機械が自動的に最適化する。ＣＶ値など品質を特徴づける種々の値を使用することにより、調節開始点がより正確に規定される。さらに、調節開始点をより迅速に求めることが可能である。
【０００７】
本発明の有利な構成が、請求項２から請求項１８に記載されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に示す練条機１、たとえばトゥリュッチュラー社の練条機ＨＳＲは、前段にドラフト装置入口部３が配置され、後段にドラフト装置出口部４が配置されたドラフト装置２を有している。スライバ５がケンス（図示しない）から出てスライバガイド６内に進入し、デリベリローラ７、８に引っ張られて測定素子９の傍らを通過する。ドラフト装置２は、４オーバ３方式ドラフト装置として設計されていて、３つのボトムローラＩ、ＩＩ、ＩＩＩ（ボトムフロントローラＩ、ボトムミドルローラＩＩ、ボトムバックローラＩＩＩ）と、４つのトップローラ１１、１２、１３、１４からなる。ドラフト装置２では、複数のスライバ５からなる重合スライバ５′のドラフトが行われる。ドラフトはプレドラフトとメインドラフトからなる。ローラ対１４／ＩＩＩと１３／ＩＩはプレドラフト区域を形成し、ローラ対１３／ＩＩと１１と１２／Ｉはメインドラフト区域を形成する。ドラフトされたスライバ５は、ドラフト装置出口部４でフリースガイド１０に達し、デリベリローラ１５、１６によってスライバファネル１７内に通され、その中で重合スライバ１８にまとめられ、次いでこの重合スライバ１８がケンスに収納される。Ａは作動方向を示している。
【０００９】
機械的に、たとえば歯付きベルトを介して連結されているデリベリローラ７、８、ボトムバックローラＩＩＩおよびボトムミドルローラＩＩは制御モータ１９によって駆動され、しかも目標値が設定可能である。（付属のトップローラ１４もしくは１３は一緒に回転する。）ボトムフロントローラＩとデリベリローラ１５、１６は、メインローラ２０によって駆動される。
【００１０】
制御モータ１９およびメインモータ２０は、それぞれ固有の制御装置２１、２２を有している。制御（回転数制御）はそれぞれ閉じた制御回路を介して行われ、しかも制御モータ１９にはタコメータ発電機２３が付属し、メインモータ２０にはタコメータ発電機２４が付属している。ドラフト装置入口部３では質量に比例した大きさ、たとえば供給されたスライバ５の断面積が、たとえばＤＥ−Ａ−４４０４３２６により公知の進入部測定部材９によって測定される。ドラフト装置出口部４では排出したスライバ１８の断面積が、ＤＥ−Ａ−１９５３７９８３により公知の、スライバファネル１７に付属する出口部測定部材２５によって回収される。
【００１１】
中央コンピュータ２６（制御調節装置）、たとえばマイクロプロセッサ付きマイクロコンピュータが、制御モータ１９に対する目標値の調整を制御装置２１に伝達する。両測定部材９もしくは２５の測定値は、ドラフト過程の間、中央コンピュータ２６に伝達される。中央コンピュータ２６では、出口部測定部材９の測定値と、排出するスライバ１８の断面積に対する目標値とから、制御モータ１９に対する目標値が規定される。出口部測定部材２５の測定値は、排出するスライバ１８を監視する働きをする（引渡しスライバ監視）。この制御系を用いてドラフト過程を相応に制御することによって、供給されたスライバ５の断面積のばらつきが補償され得るか、もしくはスライバの均一化が達成され得る。２７はディスプレイ、２８はインタフェース、２９は入力装置、３０は押し棒を表す。
【００１２】
図１においては、予備制御装置は中央コンピュータ２６に組み入れることができる。図２においては、独立の予備制御装置３０が存在でき、コンピュータ２６と制御装置２１との間に配置されている。コンピュータ２６は予備制御装置３０の調節開始点Ｒを変更する。
【００１３】
測定素子９から送られる測定値、たとえばスライバ５の太さのばらつきが、コンピュータ２６内の記憶装置３１に可変な遅延を伴って供給される。この遅延により、図３に示すメインドラフト区域におけるスライバのドラフトの変化は、あらかじめ測定素子９によって測定され、目標値から外れた太さを有するスライバの部分がメインドラフトポイント３２内にある場合に行われる。このスライバの部分がメインドラフトポイント３２に到達すると、記憶装置３１から付属の測定値が呼び出される。測定素子９の測定箇所とメインドラフトポイント３２におけるドラフト箇所との間の間隔が、調節開始点Ｒである。
【００１４】
本発明の装置により、調節開始点Ｒに対する調整値を直接求めることが可能となる。ドラフトされたスライバ５''' に基づき、スライバファネル１７および測定部材２５を介して、排出するスライバ５''' の太さの複数の測定値が種々のスライバ長さにわたって記録され、これらの測定値から３つのＣＶ値（変動係数；ＣＶ１ｍ、ＣＶ１０ｃｍ、ＣＶ３ｃｍ）が品質をあらわす値として計算される。また、ドラフトされていないスライバ５に基づいて、スライバガイド６および測定部材９を介して進入するスライバ５の太さに関する測定値が特定のスライバ長さについて相応の仕方で記録され、これらの測定値からＣＶ値（ＣＶｅｉｎ）が品質をあらわす値として計算される。
【００１５】
ＣＶ値の算出は、好ましくは４つの調節開始点Ｒについて行われる。この場合、最適な調節開始点Ｒｏｐｔの手前側と向こう側でそれぞれ２つの調節開始点Ｒが選択されることが合理的である。ドラフトされていないスライバ５のＣＶ値とドラフトされたスライバ５''' のＣＶ値から、それぞれ計算により１つの品質特性値ＱＫを求める。
【００１６】
さらに、コンピュータ２６内で品質特性値ＱＫと相応の調節開始点Ｒとの間の関数を計算し、ディスプレイ２７に表示する（図４および図５参照）。この場合、調節開始点Ｒに対する値と、これらに付属する品質特性値ＱＫとから２次多項式（関数）を求め、次いでその曲線の最小値（関数の最小値）を計算する。関数の最小値が最適な調節開始点Ｒｏｐｔ（図５参照）に対応する。このようにすることによって、ドラフトされたスライバ５''' に基づき３種類のＣＶ値の複数の測定値を記録し、ドラフトされないスライバ５に基づき１種類のＣＶ値の複数の測定値を記録し、調節開始点Ｒに関して互いに対応するＣＶ値を品質特性値ＱＫにまとめ、複数の品質特性値ＱＫに基づき、最小値が最適な調節開始点Ｒｏｐｔに対応する関数を計算で求める。
【００１７】
運転時に調整運転または試験運転で第１段階で、調節開始点、たとえばＲ−５に対する推測された、好ましくは経験から知られている第１の値が調整される。入力は入力装置２９を介して、または記憶装置から行うことができる。それ以降は次のように進める。
１．調節開始点の各々の調整に対するオンラインで測定されたスライバ品質をそれぞれスライバ長さ２５０−３００ｍにわたって求める。
２．調節開始点を最適化するための測定をケンス交換なしで１箇所で、場合によっては機械の停止状態で個々の調節開始点Ｒの間で行う。
３．オンラインで測定されたスライバ品質の規定は、次の品質値を介して行われる。
○引渡しスライバ品質：ＣＶ３ｃｍ、ＣＶ１０ｃｍ、ＣＶ１ｍ（ＳＬＩＶＥＲ−ＦＯＣＵＳ）
○原料品質はＣＶｅｉｎ（入口部測定ファネル）によって表される。
【００１８】
これら種々の品質値から品質特性値ＱＫを求める。
【００１９】
ＱＫ＝ＣＶ３ｃｍ＋ＣＶ１０ｃｍ＋ＣＶ１ｍ−ＣＶｅｉｎ
この品質特性値により、スライバ品質は十分正確に表される。
【００２０】
ＱＫ高 品質不良
ＱＫ低 品質良好
ＱＫ方程式により単独値の自然のばらつきが減少し、異常値が過大評価されることがなくなる。平均値を形成するとより正確な判定が得られ、長い波長と短い波長の両方に対する調節の影響が考慮される。さらに計算において原料品質（スライバ５）の影響を考慮する。
【００２１】
段階４、５、６、７、８を展開できるようにするために、実験の現実的なＣＶ値から計算されるＱＫ値を使用する。
４．調節開始点Ｒにわたる品質推移は、曲線の最小値に対して常に対称的である（図４）。すなわち、最適な調節開始点Ｒが０の場合に、−４におけるＣＶ値劣化は＋４におけるＣＶ値劣化と全く等しい。関数関係は、対称形に基づき２次多項式によって表される。
５．−５と＋５の間の範囲を考慮すれば有利であり、品質差が十分大きく、同時に調節開始点の水準が現実的にとどまる。
６．調節開始点Ｒに対して３ないし４つの値を段階づけると、十分に支点（４箇所）が得られる。
【００２２】
−５ −４ −３ −２ −１ ０ １ ２ ３ ４ ５
７．数値解法を用いて、調節開始点Ｒに対する４つの値と付属のＱＫ値とから２次多項式（対称的推移）を求める。
８．次いで数値法により曲線の最小値を規定する。
９．この最小値は現在の機械調整と与えられた繊維材料において最適な調節開始点Ｒである（図５参照）。
【００２３】
調整開始点の自動算出は、視覚化（ディスプレイ２７）によって操作者に検証できるように表示される（図５）。
【００２４】
異なる切断長さの複数の種々異なるＣＶ値が互いに比較され、引渡し品質（スライバ５''' ）のほかに原料品質も重要な品質特徴として考慮される。さらに、メインドラフトポイントが２次多項式、すなわち対称的推移の最小値から計算される。複数の種々異なるＣＶ値がアルゴリズムにより特性係数ＱＫにまとめられる。調節開始点Ｒｏｐｔと対応する品質特性係数から関数が近似される。最小値は結果として生じる関数推移から計算される。この算出は運転前のテストまたは調整運転で行われる。最適化された調節開始点Ｒは生産運転の開始前に制御装置２６、３０によって受け取られ、場合によってはエラーメッセージを伴うコンシステンシー照会が行われる。結果は操作者に検証できるようにグラフで表示される。確定された調節開始点Ｒに対して４つの品質特性係数ＱＫが算出される。これら４つの品質特性係数は記憶装置に記憶され、それらに基づいて関数の推移が近似される。そうして初めて関数推移から最小値が計算される。各々の品質特性係数に対して、若干メートルのスライバが搬送される。品質をあらわす値（ＣＶ値）は、供給ローラと収納（出口）との間でも、進入部測定ファネルでも求められる。試験運転はケンス充填している内に行われる。４つの調節開始点Ｒ（支点）の間で機械が停止される。確定された４つの調節開始点Ｒは種々異なる間隔を有している。
【００２５】
調節開始点の自動最適化の利点は、特に次の通りである。
ａ）調節開始点をより迅速に最適化できる。
ｂ）材料節約型の最適化。
ｃ）実験室もしくはウスター・テスターを使用する必要がない。
ｄ）最適化に対するＣＶ値が、ケンス収納、気候の影響などの効果によって狂わされることがなくなる。
ｅ）「自動最適化練条機」が実現される。
ｆ）機械制御装置（コンピュータ２６）を効果的に活用する。
ｇ）自動的な最適化により、動作記憶装置のデータと機械的調整のデータとが一致しない場合でも最適な調節開始点を発見できる。
ｈ）手動で最適化する際にあらかじめ操作者に知識を伝達する必要がない。
【００２６】
調節開始点（メインドラフトポイント）を自動的に規定することにより、スライバ均一性だけでなく、糸品質のＣＶ値も同程度に改善できる。これは綿および綿ポリエステル混紡において細番手紡績が可能である。
【００２７】
本発明は、調節式練条機１の例で説明した。本発明は、調節可能なドラフト装置２を有する機械、たとえばカード、コーマなどでも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置を有する自動調節式練条機の概略的な側面図である。
【図２】独立の予備制御装置を有する構成を示す図である。
【図３】メインドラフトポイントを有するメインドラフト区域を示す図である。
【図４】オンラインＣＶ値に対する調節開始点の影響を示す図である。
【図５】最適な調節開始点を自動的に求める方法を視覚的に示す図である。
【符号の説明】
２…ドラフト装置
３…入口部
４…出口部
５…スライバ
９…測定素子
１９…制御モータ
２０…メインモータ
２１…制御装置
２２…制御装置
２５…測定部材
２６…中央コンピュータ
３０…予備制御装置
３２…メインドラフトポイント

Claims (14)

1. 繊維材料用の調節式練条機で調節開始点に対する調整値を直接求めるための装置であって、
   スライバのドラフトを調整できる練条機の制御装置が、スライバのドラフトを変化させるために少なくとも１つの予備制御装置を有しており、ドラフトされたスライバに基づいて品質を特徴づける値の複数の測定値を記録でき、しかもこれらの測定値を、練条機を制御するための最適な調節開始点を与える最小値を有する関数を求めるために取り出すことができ、最適化された調節開始点を練条機の運転前の試験運転または調整運転で求めることができるようにしたものにおいて、
   ドラフトされたスライバ（５''' ）に基づいて品質を特徴づける少なくとも２つの値の複数の測定値、及びドラフトされていないスライバ（５）に基づいて品質を特徴づける少なくとも１つの値の複数の測定値、を記録でき、
   ドラフトされたスライバ（５''' ）及びドラフトされていないスライバ（５）における品質を特徴づける値の、調節開始点（Ｒ）を基準にして、互いに対応する測定値が１つの品質特性係数（ＱＫ）にまとめることができ、さらに、
   複数の品質特性係数（ＱＫ）に基づいて最小値が最適な調節開始点（Ｒｏｐｔ）を与える関数を求め得る、
   ことを特徴とする装置。
2. 最適化された調節開始点（Ｒｏｐｔ）が練条機の調節装置（２６；３０）に取り入れられることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 最適化された調節開始点（Ｒｏｐｔ）を運転中に変えないことを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
4. ドラフトされたスライバの、品質を特徴づける少なくとも２種類の値が用いられることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. ドラフトされていないスライバ（５）の、品質を特徴づける少なくとも１種類の値が用いられることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 品質を特徴づける種々の値が種々の測定長さでのＣＶ値であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 少なくとも３つの測定値が、品質特性係数の関数を求めるために用いられることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 品質特性係数の関数を求めるために４つの測定値が用いられることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 少なくとも３つの品質特性係数が記憶装置（３１）に記憶され、関数が求められ、関数（Ｒｏｐｔ）がコンピュータ（２６）によって規定されることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. ドラフトされていないスライバ（５）の、品質を特徴づける少なくとも１つの値が、ドラフト装置のバックローラ（１４；ＩＩＩ）の前で測定されることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. ドラフトされていないスライバ（５）の、品質を特徴づける少なくとも１つの値が、入口測定部材（６、９）内で測定されることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. ドラフトされたスライバ（５''' ）の、品質を特徴づける少なくとも１つの値が、ドラフト装置の供給ローラ（１１、１２；Ｉ）の後で測定されることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. ドラフトされたスライバ（５''' ）の、品質を特徴づける少なくとも１つの値が、出口測定部材（１７、２５）内で測定されることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
14. 測定は異なる間隔の調節開始点で行われることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。

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