JP5098299B2

JP5098299B2 - エアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法

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Publication number: JP5098299B2
Application number: JP2006299705A
Authority: JP
Inventors: 洋一牧野
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2026-11-03
Also published as: CN101173411A; JP2008115495A

Description

本発明は、エアジェット織機における緯入れ用供給エアの流量調整を行う流量制御弁の異常検出方法に関する。

特許文献１で開示された従来技術では、スレイ１２上には主ノズル４が配設され、主ノズル４の前方には案内路が形成され、その途中に中継ノズル６が設けられ、案内路の終端には緯糸１の到着を測定する検出器１５が設けられている。また、主ノズル４に隣接して補助ノズル５が設けられている。
主ノズル４及び補助ノズル５は、圧縮空気源７と接続され、その途中に遮断弁９と絞り装置１０が配置されている。絞り装置１０は回転絞り素子２４とモータ２５を備えており、回転絞り素子２４をモータ２５で回転させることにより、通過流量の絞り込みが可能となっている。

供給パッケージ２より供給される緯糸１は補助ノズル５を経由して主ノズル４に導入され、ノズルからの圧縮空気の噴射流で案内路を飛走し、途中で中継ノズル６に助成されながら終端の検出器１５に到達する。検出器１５は緯糸１の到達を検出すると、その検出信号を制御装置１４に送信する。制御装置１４は緯糸１の到達タイミングと目標タイミングの比較を行い、その結果に基づき絞り装置１０の駆動を制御し、最適な流量となるように絞り調整を行う。
特開平４−２１４４４２号公報（第３〜５頁、図１）

しかし、特許文献１で開示された技術では、絞り装置１０に動作不良があった場合には、検出できない問題がある。絞り装置１０のモータ２５の回転不良とか、接触不良などにより故障が発生した場合には、絞り装置１０による流量の絞りが不可能となるが、その異常を早期に検出することができず織機はそのまま運転されることにより、織布の仕上がり品質に重大な欠陥が生じる恐れがある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、織機における流量制御弁の動作異常を早期に検出することができ、織機の信頼性の向上を図ることができるエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法の提供にある。

上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、緯糸の到達タイミングを検出する緯糸検出装置と、ノズルと接続され該ノズルへの供給エア流量を調整可能なモータ式流量制御弁とを備え、該モータ式流量制御弁のモータ駆動により前記緯糸の到達タイミングを制御可能なエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法において、前記モータ式流量制御弁の開度調整前後の前記緯糸の到達タイミングの変化を前記緯糸検出装置により比較し、前記モータ式流量制御弁の開度を所定範囲だけ変更したにもかかわらず前記緯糸の到達タイミングが変化しない場合には、前記モータ式流量制御弁の動作異常を検出することを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、織機に既設の緯糸検出装置及びモータ式流量制御弁を使用して流量制御弁の異常検出が行われるので、特別のセンサを追加設置する必要がない。また、モータ式流量制御弁のモータ駆動前後の緯糸の到達タイミングの変化を比較することにより、モータ式流量制御弁の動作異常が検出されるので、早期に異常検出が可能であり、織布の仕上がり品質の悪化を未然に防止できる。よって、織機の信頼性の向上を図ることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法において、前記緯糸検出装置が緯糸フィーラであることを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、緯糸検出装置が緯糸フィーラなので、緯糸の到達タイミングを確実に検出可能である。

請求項３記載の発明は、請求項１記載のエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法において、前記緯糸検出装置が解舒センサであることを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、緯糸検出装置が解舒センサなので、解舒センサによる解舒タイミングを緯糸の到達タイミングの代替として利用可能である。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法において、前記モータ式流量制御弁の動作異常を検出した場合には、警告信号をファンクションパネルに表示させることを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、警告信号がファンクションパネルに表示されるので、作業者は速やかに確認ができ、対策のためのアクションをすぐ取れる。

本発明によれば、流量制御弁の異常検出を特別にセンサを追加設置することなく、速やかに行うことができ、織機の信頼性の向上が可能となる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示されるように、図示しない給糸部より供給された緯糸Ｙは、緯糸測長貯留装置１を通って緯入れ用ノズルに供給される。緯入れ用ノズルはタンデムノズル２とタンデムノズル２に直列に配列されたメインノズル３とで構成され、両ノズル２、３によって、緯糸Ｙを噴射流体と共に図示しない案内通路に沿って緯入れする。
案内通路の途中には、複数の（この場合には３本）ノズル群より形成されたサブノズル４、５がそれぞれ配設されており、タンデムノズル２及びメインノズル３により緯入れされた緯糸Ｙの飛走を助成する。案内通路の終端には、緯糸Ｙの到達タイミングを光学的に検出するための緯糸検出装置としての緯糸フィーラ６が設けられている。一方、緯糸測長貯留装置１の端部には解舒センサ７が設けられ、緯糸測長貯留装置１より解舒される緯糸Ｙの解舒タイミングを光学的に検出する。

なお、タンデムノズル２はタンデムバルブ８とタンデムバルブ８に隣接して設けられたモータ式流量制御弁９を介してメインタンク１０に接続され、メインノズル３はメインバルブ１１を介してメインタンク１０に接続されている。そして、メインタンク１０は手動レギュレータ１２を介してエア供給源１３に接続されている。
メインタンク１０より供給された一定圧力のエアは、モータ式流量制御弁９により流量を絞られ、タンデムバルブ８を介してタンデムノズル２に供給されると共に、メインバルブ１１を介してメインノズル３に供給される。

モータ式流量制御弁９は、内蔵されているモータの回転角を制御することにより、絞り弁の開度（略して、絞り開度）の調整を行うことができ、供給エアの流量調整が可能となっている。具体的には、モータはステッピングモータであり、モータに対してステップパルス信号を入力することにより、指令ステップパルス数に応じた絞り開度に調整することができる。このモータ式流量制御弁９により流量調整された供給エアをタンデムノズル２に供給することにより、緯入れされる緯糸Ｙの移送速度を変えることができる。即ち、流量を増やせば緯糸Ｙの移送速度を早くすることができ、流量を減らせば緯糸Ｙの移送速度を遅くすることができる。
また、サブノズル４、５は、サブバルブ１４、１５を介してサブタンク１６に接続され、サブタンク１６は手動レギュレータ１７を介して共通のエア供給源１３に接続されている。サブタンク１６より供給された一定圧力のエアは、サブバルブ１４、１５を介してサブノズル４、５に供給され、リレー噴射されることにより緯糸Ｙの緯入れ方向の飛走を助成する。

以上の構成を持つエアジェット織機の緯入れ装置の制御は、コントロールボックス１８、１９によって行われる。コントロールボックス１８、１９はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成され、各種制御機能、演算機能及び記憶機能を有している。なお、コントロールボックス１８は織機の右側に設置されて、織機の主制御を行い、コントロールボックス１９は織機の左側に設置されて、織機の副制御を行っており、コントロールボックス１８とコントロールボックス１９とは接続されている。

図１に破線で示されるように、緯糸フィーラ６とコントロールボックス１８とは接続され、緯糸フィーラ６にて緯糸Ｙの到達の検出が行われると、その検出信号はコントロールボックス１８に送信される。また、コントロールボックス１９とモータ式流量制御弁９とは接続されており、コントロールボックス１９よりモータ式流量制御弁９を駆動制御するための信号の送信が行われる。コントロールボックス１８、１９はファンクションパネル２０と接続され、また、解舒センサ７とコントロールボックス１８とは接続されている。

次に、エアジェット織機の流量制御弁９の異常検出方法について説明を行う。
緯糸フィーラ６によって緯糸Ｙの到達の検出が行われると、その検出信号はコントロールボックス１８に送信され、コントロールボックス１８にて例えば、織機の主軸の回転角度に変換され、到達タイミングＴＷとして記憶される。なお、ここで緯糸Ｙの到達タイミングをＴＷとし、到達タイミングの実測値（略して、実測タイミング）をＴＷｍ、到達タイミングの目標値（略して、目標タイミング）をＴＷａとする。到達タイミングＴＷは値が小さいほど、緯糸フィーラ６への緯糸Ｙの到達時期が早く、値が大きいほど緯糸フィーラ６への緯糸Ｙの到達時期が遅い。

ところで、コントロールボックス１８には、目標タイミングＴＷａに関する設定情報が予め入力され記憶されており、コントロールボックス１８内で実測タイミングＴＷｍと目標タイミングＴＷａとの比較処理が行われる。
実測タイミングＴＷｍが目標タイミングＴＷａより大きい（即ちＴＷｍ＞ＴＷａで、目標タイミングＴＷａに対し実測タイミングＴＷｍが遅い）場合には、モータ式流量制御弁９の絞り開度を広めて供給エアの流量を増やすように、駆動信号がコントロールボックス１９を介してモータ式流量制御弁９に送信される。

また、実測タイミングＴＷｍが目標タイミングＴＷａより小さい（即ちＴＷｍ＜ＴＷａで、目標タイミングに対し実測タイミングが早い）場合には、モータ式流量制御弁９の絞り開度を狭めて供給エアの流量を減らすように、駆動信号がコントロールボックス１９を介してモータ式流量制御弁９に送信される。

なお、モータ式流量制御弁９の絞り開度の調整は、内蔵されているモータの回転角を制御することにより行われるが、モータへの指令ステップパルス数で表される絞り弁位置をＶｇとすれば、絞り弁位置Ｖｇは値が小さいほど絞り開度が広くなり、値が大きいほど絞り開度は狭くなる。
従って、上記ＴＷｍ＞ＴＷａの場合には、絞り弁位置Ｖｇを小さくする方向のモータ制御が行われ、その都度実測タイミングＴＷｍの検出が行われ、このルーチン作業は実測タイミングＴＷｍが目標タイミングＴＷａに一致するまで継続される。
また、上記ＴＷｍ＜ＴＷａの場合には、絞り弁位置Ｖｇを大きくする方向のモータ制御が行われ、その都度実測タイミングＴＷｍの検出が行われ、このルーチン作業は実測タイミングＴＷｍが目標タイミングＴＷａに一致するまで継続される。

モータ式流量制御弁９の絞り弁位置Ｖｇの調整の結果、実測タイミングＴＷｍが目標タイミングＴＷａに達しない場合には、コントロールボックス１８、１９はモータ式流量制御弁９の動作異常と判断し、警告信号をファンクションパネル２０に表示するように制御が行われる。
絞り弁位置Ｖｇの調整の結果、実測タイミングＴＷｍが目標タイミングＴＷａに達した場合には、コントロールボックス１８、１９はモータ式流量制御弁９が正常動作していると判断し、一連の制御プログラムを終了する。
なお、上記した制御弁の動作異常を検出するための一連の制御は、コントロールボックス１８、１９に予め入力されている制御プログラムに基づき自動的に行われる。

次に、具体的な制御動作について説明を行う。
図２に示されるように、目標タイミングＴＷａ＝２３０°に対し、緯糸フィーラ６にて検出された実測タイミングＴＷｍ＝２４０°とし、この時のモータ式流量制御弁９の絞り弁位置Ｖｇ＝４０とする。
ここで、ＴＷｍ＞ＴＷａなので、モータ式流量制御弁９は絞り弁位置Ｖｇを小さくして供給エアの流量を増やすように、駆動制御される。なお、絞り弁位置Ｖｇは、Ｖｇ＝０の時全開状態となり、Ｖｇ＝９０の時全閉状態となるように設定されているとする。

先ず、図２の上段に示されるように、Ｖｇ＝４０より１パルスだけ下げて（絞り開度を広げて）Ｖｇ＝３９とすると、モータ式流量制御弁９が正常に動作している場合には緯糸Ｙの移送速度が増すため、この時の実測タイミングＴＷｍは２３９°となったとする。続けて、Ｖｇ＝３８とし、この時の検出された実測タイミングＴＷｍが２３８°となったとする。この作業は繰り返し行われ、例えば、Ｖｇ＝３０の時、実測タイミングＴＷｍ＝２３０°となったとすると、実測タイミングＴＷｍが目標タイミングＴＷａ＝２３０°に達したことになり、コントロールボックス１８、１９はモータ式流量制御弁９が正常動作していると判断する。

一方、図２の下段に示されるように、Ｖｇ＝４０より１パルスだけ下げて（絞り開度を広げて）Ｖｇ＝３９とし、この時の実測タイミングＴＷｍの検出を行い、ＴＷｍ＝２４０°のままであったとする。続けて、Ｖｇ＝３８とし、この時の検出された実測タイミングもまたＴＷｍ＝２４０°であったとする。この作業は繰り返し行われ、例えば、Ｖｇ＝０（全開状態）に至っても依然としてＴＷｍ＝２４０°のままであるとすると、絞り弁位置Ｖｇを小さくして絞り弁を全開状態にしても、実測タイミングＴＷｍが変更前の２４０°のままであり、目標タイミングＴＷａ＝２３０°に達していないことになる。この場合には、コントロールボックス１８、１９はモータ式流量制御弁９の動作異常と判断し、警告信号をファンクションパネル２０に表示させる。
図３には、ファンクションパネル２０に表示される警告信号の一例を示す。

図示しないが、ＴＷｍ＜ＴＷａの場合には、モータ式流量制御弁９は絞り弁位置Ｖｇを大きくして供給エアの流量を減らすように、駆動制御される。
すなわち、Ｖｇを１パルスづつ上げて（絞り開度を狭めて）、実測タイミングＴＷｍの検出を行い、実測タイミングＴＷｍが目標タイミングＴＷａに達した場合には、正常動作していると判断される。一方、絞り弁位置Ｖｇを大きくして全閉状態（Ｖｇ＝９０）にしても実測タイミングＴＷｍが目標タイミングＴＷａに達しない場合には、動作異常と判断される。

この実施形態に係るエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法によれば以下の効果を奏する。
（１）織機に既設の緯糸フィーラ６を使用してモータ式流量制御弁９の異常検出が行われるので、特別のセンサを追加設置する必要がなく、装置の簡略化を図れる。
（２）モータ式流量制御弁９のモータ駆動前後の緯糸Ｙの到達タイミングＴＷの変化を比較することにより、モータ式流量制御弁９の動作異常を検出可能であり、例えば、モータ駆動前後で緯糸Ｙの実測タイミングＴＷｍに変化があり、目標タイミングＴＷａに達した場合には、モータ式流量制御弁９は正常動作と判断され、モータ駆動前後で緯糸Ｙの実測タイミングＴＷｍに変化がなく、目標タイミングＴＷａに達しない場合には、モータ式流量制御弁９は異常動作と判断される。従って、早期に異常検出が可能であり、織布の仕上がり品質の悪化を未然に防止でき、織機の信頼性の向上を図ることができる。
（３）メインノズル３には一定圧力で一定流量のエア供給が行われ、タンデムノズル２と接続されたモータ式流量制御弁９により流量調整が行われるので、緯糸Ｙの緯入れ性能に悪影響を及ぼすことなく、緯糸Ｙの到達タイミングＴＷの調整を行うことができる。
（４）モータ式流量制御弁９の動作異常と判断された時には、警告信号がファンクションパネル２０に表示されるので、作業者は速やかに確認ができ、対策のためのアクションをすぐ取ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図１に基づいて説明する。
この実施形態では、第１の実施形態における緯糸検出装置の種類を変更したものである。
従って、ここでは、説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。

図１に示されるように、この実施形態では緯糸検出装置として第１の実施形態における
緯糸フィーラ６に代えて解舒センサ７を用いるものである。解舒センサ７は、緯糸測長貯留装置１より解舒される緯糸Ｙの解舒タイミングを光学的に検出する。
ここで、１回の緯入れに必要な緯糸Ｙの長さが緯糸測長貯留装置１上のドラムで３巻に相当しているとすると、解舒センサ７は１巻目、２巻目、３巻目と３回の解舒タイミングの検出を行っている。この３巻目の検出が行われた後、緯入れされた緯糸Ｙは緯糸フィーラ６に到達し、緯糸Ｙの到達タイミングの検出が行われる。

解舒センサ７にて検出される解舒タイミングをＫＷとし、到達タイミングＴＷと同じく主軸の回転角度で表されるとする。また、１巻目の解舒タイミングをＫＷ１とし、２巻目の解舒タイミングをＫＷ２とし、３巻目の解舒タイミングをＫＷ３とすれば、ＫＷ１＜ＫＷ２＜ＫＷ３＜ＴＷの関係が有る。すなわち、解舒タイミングＫＷ１が最も小さく（タイミングが最も早く）、次にＫＷ２、ＫＷ３の順に値が大きく（タイミングが遅く）なる。
これはあたかも緯入れされる緯糸Ｙの飛走軌跡上に、３個のセンサを設け、それぞれのセンサにて検出される緯糸Ｙの到達タイミングがＫＷ１、ＫＷ２、ＫＷ３であることと等価である。
この３巻目の解舒タイミングＫＷ３は、到達タイミングＴＷに対しタイミングとして最も近く、この実施形態は、この解舒タイミングＫＷ３を到達タイミングＴＷの代わりに利用するものである。また、この解舒タイミングＫＷ３は到達タイミングＴＷと同じように、モータ式流量制御弁９により供給エアの流量調整を行うことにより、制御可能となっている。

ところで、コントロールボックス１８には、この解舒タイミングの目標値（略して、目標タイミング）ＫＷ３ａに関する設定情報が予め入力され記憶されており、コントロールボックス１８内で上記解舒センサ７にて実測された解舒タイミングの実測値（略して、実測タイミング）ＫＷ３ｍと目標タイミングＫＷ３ａとの比較処理が行われる。
あとの制御処理については、第１の実施形態の場合と同等であり、実測タイミングＴＷｍを実測タイミングＫＷ３ｍに置き換え、目標タイミングＴＷａを目標タイミングＫＷ３ａに置き換えて考えれば良いので、説明を省略する。

この実施形態に係るエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法によれば以下の効果を奏する。
尚、第１の実施形態の（３）、（４）の効果は共通なので省略し、それ以外の効果を記す。
（１）織機に既設の解舒センサ７を使用してモータ式流量制御弁９の異常検出が行われるので、特別のセンサを追加設置する必要がなく、装置の簡略化を図れる。
（２）モータ式流量制御弁９のモータ駆動前後の緯糸Ｙの解舒タイミングＫＷの変化を比較することにより、モータ式流量制御弁９の動作異常を検出可能であり、例えば、モータ駆動前後で緯糸Ｙの実測タイミングＫＷ３ｍに変化があり、目標タイミングＫＷ３ａに達した場合には、モータ式流量制御弁９は正常動作と判断され、モータ駆動前後で緯糸Ｙの実測タイミングＫＷ３ｍに変化がなく、目標タイミングＫＷ３ａに達しない場合には、モータ式流量制御弁９は異常動作と判断される。従って、早期に異常検出が可能であり、織布の仕上がり品質の悪化を未然に防止でき、織機の信頼性の向上を図ることができる。

なお、本発明は、上記した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、第２の実施形態では、緯入れ用タンデムノズルに流量制御弁を接続し流量制御を行うとして説明したが、緯入れ用メインノズルやサブノズルに流量制御弁を接続し流量制御を行ってもよい。
○ 第１、第２の実施形態では、絞り開度の調整ステップを１パルスごとに上下させるとして説明したが、２パルス以上としても構わない。
○ 第１、第２の実施形態において、絞り開度の調整により検出される到達タイミングを複数回測定による平均値としても構わない。
○ 第１、第２の実施形態では、警告信号をファンクションパネルに表示させるとして説明したが、別途設けられた警告ランプを点灯させても構わないし、機械を停止させても良い。或いは、これらを２つ以上（例えば、パネル表示と警告ランプ点灯）組み合わせても構わない。
○ 第２の実施形態では、３巻目の解舒タイミングＫＷ３を到達タイミングＴＷの代わりに利用するとして説明したが、２巻目の解舒タイミングＫＷ２、或いは１巻目の解舒タイミングＫＷ１を利用しても構わない。また、１回の緯入れに必要な緯糸Ｙの長さがドラム上で３巻以外であっても、各巻目の解舒タイミングＫＷを上記と同様に到達タイミングＴＷの代わりに利用することができる。
○ 第１、第２の実施形態では、絞り弁位置Ｖｇが全開又は全閉位置になっても、実測到達タイミングＴＷｍや実測解舒タイミングＫＷ３ｍが目標タイミングに達しないことをもってモータ式流量制御弁９の異常と判断しているが、これに限定されず、モータ式流量制御弁９の絞り弁位置Ｖｇを所定範囲（例えば２０パルス）だけ変更したにもかかわらず、実測到達タイミングＴＷｍや実測解舒タイミングＫＷ３ｍが変化しないことをもってモータ式流量制御弁９の異常と判断してもよい。また、モータ式流量制御弁９の絞り弁位置Ｖｇを所定範囲だけ変更した場合に、実測到達タイミングＴＷｍや実測解舒タイミングＫＷ３等の変化量を予め設定した下限値と比較し、これに満たない場合にモータ式流量制御弁９の異常と判断してもよい。

第１の実施形態に係るエアジェット織機の流量制御弁の異常検出装置の全体構成を表すシステム構成図である。第１の実施形態に係るエアジェット織機の流量制御弁の異常検出の制御ルーチンを説明するための図表である。第１の実施形態に係るエアジェット織機の流量制御弁の異常検出時のファンクションパネルへの警告表示を示す模式図である。

符号の説明

２タンデムノズル
３メインノズル
６緯糸フィーラ
９モータ式流量制御弁
１８、１９コントロールボックス
Ｙ緯糸
ＴＷ到達タイミング
ＴＷｍ到達タイミングの実測値（実測タイミング）
ＴＷａ到達タイミングの目標値（目標タイミング）

Claims

緯糸の到達タイミングを検出する緯糸検出装置と、ノズルと接続され該ノズルへの供給エア流量を調整可能なモータ式流量制御弁とを備え、該モータ式流量制御弁のモータ駆動により前記緯糸の到達タイミングを制御可能なエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法において、
前記モータ式流量制御弁の開度調整前後の前記緯糸の到達タイミングの変化を前記緯糸検出装置により比較し、前記モータ式流量制御弁の開度を所定範囲だけ変更したにもかかわらず前記緯糸の到達タイミングが変化しない場合には、前記モータ式流量制御弁の動作異常を検出することを特徴とするエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法。
前記緯糸検出装置が緯糸フィーラであることを特徴とする請求項１に記載のエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法。
前記緯糸検出装置が解舒センサであることを特徴とする請求項１に記載のエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法。
前記モータ式流量制御弁の動作異常を検出した場合には、警告信号をファンクションパネルに表示させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアジェット織機の流量制御弁の異常検出方法。