JP6417411B2 - 加工機への糸の供給を制御するコンパクトな装置 - Google Patents

Description

本発明の対象は、主請求項の公知要件事項部に記載の、繊維機械又は糸巻機若しくは巻線機などの加工機への糸又は金属糸の供給を制御する装置である。斯かる装置の一つによって行われる方法も、本発明の対象である。

限定するわけではないが、特に、繊維分野に関連して、製造過程中に糸の張力、量及び速度を正確に測定することが重要な多くの用途がある。例えば、本願と同じ出願人の国際公開第２０１３／０４５９８２号が、糸を、一定の張力及び一定の速度若しくは糸の量で、繊維機械に供給する方法を記載しており、この方法では、糸が繰り出されるボビンから（ゼロメートル〜数十メートル）離れた位置における前記パラメータの一定性を、管理する必要がある。この国際公開公報は、糸の張力と糸の速度を調節する異なるループの存在を開示しており、特に、第２の調節ループにとって有用なデータ（例えば、糸の張力及び糸の供給速度）を検知するのに用いられ、糸を使用するために糸が繊維機械から取り出される帯域に近接して配置されたセンサが、その繊維機械からよりも遠い場所での糸の張力及び速度を調節するのに用いられることを述べている。そのようにして、糸が供給される繊維機械の近傍で、所望の糸の量／速度が得られる。

ミシンにおいても、加工の質にとって、糸の２個のパラメータ、即ち、供給される糸の張力及び供給される糸の量を制御することは、非常に重要である。縫製工程は、ほとんど何時も、２本の糸、縫いが実際に行われる第１の糸とアバットメントとして作用する第２の糸を用いることによって行われる。一般的に、これらのミシンの構成され方と一致して、第１の糸は、物理的にアクセス可能なので、センサを通じて制御することができるが、第２の糸は、そうではない。そのため、１本の糸の制御を通じて、この糸の張力及び使用量を観測することによって、行った縫いの質を管理し、縫製中、斯かる糸の張力及び使用量が、所定の範囲内にあることを確認することが、必要不可欠である。特に、供給する糸の張力と量の制御を通じて、第２の糸の不在を、確固たる確実性で阻止することができる。

ドイツ特許第１０１ ０１ ７４７号は、本願請求項１の公知要件事項部の基礎を成すものであり、対応する支持体から繰り出される糸の加工機への供給を制御する装置を開示している。

この装置は、糸が巻き付けられ速度検知手段が協働する複数の回転部材を支持する本体を備え、速度検知手段は、回転部材の回転速度を検知するようになっている制御ユニットに接続されている。動いている糸の張力を検知する手段も備わっている。

本発明の目的は、繊維機械又は糸巻機若しくは巻線機などの加工機への糸又は金属糸の供給を、そうした加工機に供給される糸の張力及び糸の量を絶えず制御下に維持しながら、制御するように現実に効果的に適合させた装置を提供することである。

特に、本発明の目的は、非常にサイズが小さいことにより、どのタイプの繊維機械にも装着し易い、上記のタイプの装置又は金属糸を取り扱う上記のタイプの装置を提供することである。

本発明の更なる目的は、複数の糸を取り扱っている機械において、類似の装置の「ネットワーク」に組み入れることのできる上記のタイプの装置を提供することであり、前記類似の装置は全て、全ての糸の斯かる機械への適正な供給の確認を得る目的で、明解な集中化された方式で制御することができ、とりわけ繊維分野において、欠陥のある糸が組み込まれた完成品ができることを防止している。

本発明の更に別の目的は、限られたコストで容易に製造することのできる上記のタイプの装置を提供することである。

本発明の他の目的は、加工機への糸の供給を制御する方法を提供することであり、この方法は、本発明による装置を用いることにより、斯かる供給を制御するための複雑な複数の調節ループを有することを可能にするものである。

これらの目的及び当業者には、より明らかになるであろう他の目的は、添付の特許請求の範囲の請求項に記載の装置によって達成される。

本発明のより良い理解のため、単に例示するものである非限定の例として、以下の図面が添付されている。

本発明の１実施の形態の斜視図である。 図１の装置の正面図である。 図１の装置の右側面図である。 図１の装置の平面図である。 図４の線５−５に沿う断面図である。 図１の装置の変更形態の斜視図である。

これらの図は、本発明による糸の供給を制御する装置を、２個、それぞれ図１〜図５及び図６に示している。本明細書において、以下に、それらの装置のうちの第１の装置のみを、図１〜図５を参照して説明する。第２の装置（図６）は、外側の形態が第１の装置と異なっているだけで、技術的な特徴が異なっているわけではないからである。もちろん、図１〜図５の特徴として示されている事項は、図６の装置にもあてはまる。

これらの図を参照すると、本発明による装置が、本体１を備えており、本体は、図１〜図５の実施の形態では、実質的に平板状で、本体の長手方向の軸線Ｘに沿って細長く、向かい合う面２及び３を有している。「実質的に平板状」の語を用いることによって、長手方向の軸線Ｘに沿う本体１の延び巾が、長手方向の軸線Ｘに対して垂直な、即ち、面２及び３に対して垂直な軸線Ｙに沿う本体１の延び巾よりも、かなり大きいことを表している。

面２において、本体１は、２個の回転遊び部材５及び６を支持している。

回転遊び部材５及び６は、互いに平行で、前記長手方向の軸線Ｘを含む同様な平面にある回転の軸線Ｋを有している。それらの回転遊び部材は、溝１０を有しており、加工機（図示せず）に送られる糸Ｆが、この溝内を摺動するようになっている。前記糸は、糸でも金属糸でもよく、加工機は、繊維機械又は糸巻機若しくは巻線機の何れでもよい。糸は、ボビン又は糸を加工機に供給する部材の一部でよい糸の支持体から繰り出される。斯かる糸は、支持体から加工機へ移動することができ、逆も可能である。

糸は、その経路の途中で、回転遊び部材５及び６（それぞれ、本発明の対象である装置への入口用及びこの装置からの出口用の部材である）に遭遇し、糸の運動がそれらの回転遊び部材を必然的に回転させる。

各々の回転遊び部材は、回転遊び部材の回転を検知するセンサ１２と協働する。このセンサ１２は、図１及び図２に単なる例示として示されているが、どのタイプのものでもよく、例えば、それぞれの回転遊び部材に取り付けられた１個以上の磁石と協働する１個以上のホールセンサでよく、そのほか、光学若しくは磁気エンコーダ又は他の種類のエンコーダでもよい。

センサ１２は、図５に概略的に示す糸の制御ユニット１３に接続されており、制御ユニットは、センサ１２自体から来る信号を通じて、各々の前記回転遊び部材の回転速度を測定し、その結果、前記回転遊び部材に接触して移動する糸又はヤーンの量を間接的に測定するようになっている。制御ユニットは、センサ１２から来る信号を通じて、糸の量だけでなく、糸の摺動方向も測定することができ、したがって、糸が、どれだけ前記回転遊び部材５及び６上を繊維機械の方向に摺動したか、及びどれだけ前記回転遊び部材５及び６上をその反対方向に摺動したかを測定できることが好ましい。

制御ユニット１３は、センサ１２によって検知された糸の速度データ及び供給される糸の量のデータを通じて、機械（繊維機械又は金属糸を処理する機械）の種々の作業工程を自己認識できることが好ましい。

制御ユニット１３に接続された張力センサ１５は、どのようなタイプのものでもよく、例えばロードセルでよい。この張力センサは、糸が一方の回転遊び部材からもう一方の回転遊び部材へと進む間において、糸と協働する。

張力センサ１５のおかげで、供給制御ユニット１３は、糸の供給中、糸の張力の推移又は変動を確認することができ、特に、糸の張力の平均値又は瞬時値を観測して、糸の張力が所定の許容範囲内にあることを確認することができる。糸の張力が所定の許容範囲内にあることが認められない場合には、供給制御ユニット１３に接続された警報発生器によって、聴覚及び／又は視覚警報信号が発生されるのが好ましい。

したがって、供給制御ユニットは、回転遊び部材５及び６を通じて、繊維機械に供給される糸Ｆの量を測定する。特に、回転遊び部材５は、ボビン又は同等の供給装置（図示せず）から糸を受け、一方、回転遊び部材６は、斯かる糸を加工機に送る。

そのため、供給制御ユニット１３は、回転遊び部材５及び６と連携するセンサ１２を通じて、糸の供給量と供給速度を検知、測定し、糸の供給量と供給速度を、供給制御ユニット自体に又は供給制御ユニットが協働する記憶装置に保存された予め定義された値と比較する。検知した値と保存された値との間に食い違いがある場合には、供給制御ユニット１３は、前記警報発生器を通じて聴覚及び／又は視覚警報信号を発生させることが好ましい。

特に、このような予め定義されて保存された値は、検査された又は合格したサンプル又は製品の製造を行っている間、固定されていても、予め設定されていても、自己学習されてもよい。それらの値は、加工機の特定の作業工程の関数として可変でも（固定されていなくても）よい。

供給制御ユニット１３は、センサ１２及び張力センサ１５から来る信号を観測し続けるので、加工中、繊維機械に供給される糸の張力又は量に関連する異常を抑制又は阻止することができる。

特に、張力センサ１５から来るデータを管理することにより、供給制御ユニットは、測定した糸の張力が、設定された又は自己学習された所定の範囲内にあることを確認することができる。供給制御ユニット１３は、測定の瞬時値又は測定の（平均）フィルタ値を用いて、突然の変動（張力のピーク）又は緩やかな変動（例えば、糸の経路に沿って存在する通常の糸ガイドに作用する摩擦に起因するずれ（ｄｒｉｆｔｓ））を阻止できることが好ましい。

回転センサ１２から来るデータを管理するだけで、供給制御ユニット１３は、糸が摺動しているかどうかを、場合により摺動方向も、確認することができる。供給制御ユニット１３は、「糸の摺動」情報を用いて張力制御を自己同期化することにより、例えば、センサが、実際の製造工程の間だけ働くことを確実にすることができる。

そのため、供給制御ユニット１３は、回転センサ１２から来るデータを処理することにより、糸の速度とその結果として供給される糸の量を、確固とした精度で測定することができる。供給制御ユニットは、この情報を用いて、先に稼働させたサンプル製造工程の実行中、測定した糸の量が、所定の又は自己学習された範囲内にあるように制御することができ、これが、検査して合格したサンプル完成品を得ることにつながる。これは、この場合にも瞬時値又はフィルタ値を用いて行われ、いろいろな警報状況を阻止する。

加えて、２個の回転センサ１２を有することを利用することにより、供給制御ユニット１３は、本発明による装置の本体１に入る速度の値と、本発明による装置の本体１から出る速度の値との間の差を、制御できるのが好ましい。実際、大きな速度差又は時間とともに（ゆっくり又は突然）変化する速度差が、製造工程中、問題を知らせることがある。

特に、速度差の分析を通して、供給制御ユニット１３は、例えば、２個のプーリ５及び６のうちの１個が適正に回転しない場合、又は張力センサ１５が破損し若しくは汚れ、そのため過剰な摩擦が接触点に生じた場合、本発明の対象である装置の機械的機能不全を阻止することができる。

速度差の分析は、製造過程の異常の防止にも、用いることができる。例えば、パラフィン処理をした糸を管理することにより、張力センサは、糸Ｆに付着したパラフィンの量が一定で、時間とともに変化していないことを確認することができる。パラフィン量が変動すると、糸の摺動係数が違ってくるので、張力センサのセラミックに作用する摩擦の変動を引き起こし、その結果、入口回転遊び部材５と出口回転遊び部材６との間の速度差を生じさせる。

速度差は、糸が本発明の装置内を、適正に通過していないこと（例えば、糸が、回転遊び部材５、６又は張力センサ１５を適正に通過していないこと）を、意味することもある。

供給制御ユニット１３は、測定した量／速度の値を用いて張力の管理閾値を自動的に変えることもでき、測定した量／速度自体を、供給する糸の量／速度の関数として用いて、いろいろな作業工程の関数として、糸Ｆの供給の最適な管理をすることもできる。

速度差は、糸Ｆ自体の延び又は弾性係数を測定するのに用いることもできる。糸Ｆ自体の延び又は弾性係数は、張力センサ１５を糸が通過し、摩擦を生じさせて糸が伸びると、入口プーリ（入口回転遊び部材）と出口プーリ（出口回転遊び部材）との間の糸の速度差を通じて測定可能だからである。

加えて、張力センサ１５と供給する糸の量／速度の測定とを組み合わせることにより、張力の変動が、加わる張力すなわち測定する張力の関数として、測定する糸Ｆの伸びを生じさせるので、非常に高い精度のメートルカウンターを得ることができ、したがって、測定する糸の量の値を、張力自体の関数として自動的に相殺することができる。例えば、５％の伸長率を有する糸を用いることにより、誤差が５％を決して下回らない処理に用いられる糸の量の測定ができる。処理中に糸の量の測定と同時に行う糸の張力測定は、代わりとして、相殺因子を、読み取った張力の関数として、測定する糸の長さに適用することを可能にする。例えば、５グラムの平均張力で１０００メートルの最終メトリック値を設定し、１グラムの張力で１％の伸びがあり、１０グラムの張力で５％の最大伸びがあるように糸を制御すると仮定すると、本発明の装置は、測定した張力の関数として、測定した糸の量を、リアルタイムで相殺し、パーセンテージの測定そのものを修正することができる。

例えば、１グラムの張力で１０００メートルは、１０００＋０．０４ｘ１０００＝１０４０メートルとなり、これに対し、１０グラムの張力で１０００メートルは、１０００−０．０５ｘ１０００＝９５０メートルとなる。

このようにして、かなり高い伸長係数を有する糸に関してさえも、１％にも満たない精度のメートルカウンターを構成することができる。

最後に、加工に供される糸Ｆの張力及び速度／量に関する情報を、国際公開第２０１３／０４５９８２号に記載されているような複雑な調節ループを閉ループ化するのに用いることができる。

供給制御ユニット１３は、（図５に見られるように）本体１に組み入れることができる。

供給制御ユニット１３は、同期信号として用いられるインレット２０を備えて、同期信号を通じて、供給制御ユニット１３は、斯かる加工機によって糸が実際に使用されている間だけ、パラメータ（供給する糸の張力及び速度／量）が帯域内にとどまる制御を有効又は無効にするようにしてもよい。

供給制御ユニット１３は、加工機の作業段階の関数である所定のパラメータに基づいて、この制御を行えることが好ましい。これは、接続部すなわちインレット２０を通って来る同期信号によるものであり、同期信号は、供給制御ユニットが前記作業段階を確認することを可能にする。例えば、供給制御ユニットは、縫い目ごとに供給する糸Ｆの量を確認し、この供給する糸の量をプログラムされた又は自己学習された対応する保存されたパラメータと比較する。或いは、供給制御ユニットは、製造過程の間、斯かる確認を作成される製品、例えば色のついた差し込みを有する靴下、の部分の関数として行う。検知した供給する糸の量と、プログラムした又は予め定義した供給する糸の量との間に差異がある場合には、供給制御ユニット１３は、聴覚及び／又は視覚警報信号を発生させる。

本体１は、この接続部２０を有していてもよく、（図１に概略的に示す）更に別のインレット（又はポート）２６を有し、シリアルラインを本発明の装置に接続（ケーブル又はＷｉ−Ｆｉを用いた接続）してもよい。こうした接続を通じて、供給制御ユニット１３によって検知されたデータを、遠隔の収集センターに送り、このデータを場合により更に処理することもできる。同時に、外部インターフェースを通じて、制御値を設定することができ、前記外部インターフェースは、携帯用コンピュータ、端末機、タブレット又はスマートフォンでよい。

最後に、本発明の装置がその本体１の内部に供給制御ユニット１３を有する解決策が、先に説明された。しかしながら、簡易化した形態では、本体は、前記供給制御ユニットを収容していないが、測定した張力と２個の回転遊び部材５及び６に関連する３個の信号（アナログ／デジタル）を発生させる。こうしたデータは、ケーブルを介して、場合によって上記の本発明の装置と類似の他の装置と対応する他のデータが届く遠隔の制御ユニットに到達して、加工機のいろいろな糸（例えば、編み機の糸）を処理することができる。こうした遠隔の制御ユニットは、全てのデータを受信して、これらのデータを対応する保存された予め定義された値と比較し、前記糸Ｆを用いて行われる作業過程の質を管理する又は国際公開第２０１３／０４５９８２号に記載されたような複雑な調節ループを閉ループ化する。

そのため、本発明は、コンパクトな装置によって達成され、ボビンから斯かる装置へ及び斯かる装置から繊維機械への糸の供給の最適な制御を提供することができる。したがって、本明細書で説明した装置により、２個の回転供給部材を用いているが、それらの回転供給部材の間には張力センサが１個だけ配置された単一の要素を使用して、糸の供給を調節する２個のループを構成することができる。このことは、本発明の供給制御装置を得る上で、供給制御装置の信頼性と費用の面と共に、簡易性を向上させるものである。

本発明によれば、供給する糸の速度、張力及び量の複数の測定値を検知することと、糸を供給するための高精度の複雑な複数の調節ループ又は制御ループ（メートルカウンター）の閉ループ化を含む糸の供給の制御方法が提供され、この糸の供給の制御方法では、最終の結果は、測定値自体の組み合わせの関数である。

先の説明に照らして、本発明の他の実施の形態を得ることができる。例えば、より一般的に、複数の回転部材が設けられ、それらの回転部材に近接して１個以上の張力センサが配置され、前記回転部材は、糸の経路に沿ってカスケード状に配置され、全て本体１に連結されている（これらの回転部材の間には、対応する張力センサが配置されていてもよい）。

こうした実施の形態も、以下の特許請求の範囲に記載した事項の範囲内にあるとみなされる。

Claims (13)

1. 対応する支持体から繊維機械又は糸巻機若しくは巻線機などの加工機へと繰り出される糸又は金属糸の供給を制御するコンパクトな装置であって、前記供給は、支持体から加工機へ及び加工機から離れて支持体に向かって行うことができ、前記装置は、少なくとも２個の回転部材（５、６）を有する本体（１）を備え、これらの回転部材には糸が巻き付けられ、検知手段（１２）がこれらの回転部材と連携してこれらの回転部材の回転速度を検知し、これらの検知手段（１２）は、制御ユニット（１３）に接続されており、前記制御ユニット（１３）に接続された手段（１５）が設けられて糸の張力を検知し、各々の前記回転部材（５、６）は、遊び部材であり、回転部材に接触して移動する糸によって回転し、張力検知手段（１５）は、糸に近接して配置されている装置において、
   この装置が、接触して移動する糸によって回転し、各々供給される糸の量及び速度を測
   定する速度検知手段（１２）と協働する２個の遊び回転部材（５、６）を備え、張力検知手段（１５）が、それらの遊び回転部材の間に配置され、制御ユニット（１３）は、糸（Ｆ）の摺動又は休止状態、糸の速度及び／又は供給する糸の量、並びに糸（Ｆ）の摺動方向、すなわち、糸が加工機に向かって移動しているか又は糸が加工機から離れるように移動しているかを検知することを特徴とする装置。
2. 前記制御ユニット（１３）が、聴覚及び／又は視覚による警報発生器に接続されており、前記制御ユニットは、糸の供給中、特に糸の張力の平均値又は瞬時値を観測することにより、糸（Ｆ）の張力の推移を確認して、糸の張力が所定の許容範囲内にあることを確認し、前記制御ユニット（１３）は、張力の値が前記許容範囲を外れている場合には、前記警報発生器を起動し、前記警報発生器は、２個の遊び回転部材のうちの１個によって供給される糸の速度値及び量が、予め設定した値と異なる場合、又は前記制御ユニット（１３）によって糸の量が比較されるプログラムされた製造値に、糸の量が達した場合にも起動され、前記糸の量の値を、処理中、測定した張力の関数として前記糸の伸びを相殺することができることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 糸の張力及び速度若しくは供給量の予め設定した値は、加工機の作業段階の関数であり、本体（１）は、加工機から来る同期信号用の接続部又はインレット（２０）を備え、この同期信号を通じて、制御ユニット（１３）は、前記作業段階を検知し、前記加工機への糸の供給中、前記予め設定した値と、検知された糸の張力及び速度若しくは量の対応する値との間の比較を行うことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 予め設定された張力値が、予め定義されたもの又は自己学習されたものであり、前記張力値は、加工機の特定の作業段階の関数として固定されている又は可変であることを特徴とする請求項２に記載に記載の装置。
5. 前記制御ユニット（１３）は、装置に入って一方の回転部材（５）と協働する糸の速度値と、もう一方の回転部材（６）と協働して装置から出る糸の速度値との間の差を測定することを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記制御ユニット（１３）は、前記速度検知手段（１２）によって検知された糸の速度データ及び供給する糸の量のデータを通じて加工機の種々の作業段階を自己認識することを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記遊び回転部材（５、６）が、装置の本体（１）の同じ面（２）に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記本体（１）は、実質的に平板状であること、すなわち、本体が、本体の長手方向の軸線（Ｘ）に沿って、遊び回転部材を有する前記面（２）に対して垂直な軸線（Ｙ）に沿う伸び巾よりも、かなり大きく伸びていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記遊び回転部材は、前記本体（１）の長手方向の軸線（Ｘ）を含む同様な平面にある平行な回転の軸線（Ｋ）を有していることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 制御ユニット（１３）が、前記本体（１）の内側又は前記本体（１）の外側にあり、本体は、本体自体に設けられた接続部（２０）を通じてケーブルを介して前記制御ユニットに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 前記本体（１）は、前記遊び回転部材（５、６）及び前記張力検知手段（１５）によって収集された張力及び速度のパラメータが送られるデータ収集ステーションに接続された物理的な又はＷｉ−Ｆｉのシリアルラインへの装置の接続部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
12. 前記回転速度を検知する手段（１２）は、それぞれの遊び回転部材（５、６）に取り付けられた少なくとも１個のホールセンサ又はエンコーダを備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. 対応する支持体から繊維機械又は糸巻機若しくは巻線機などの加工機へと繰り出される糸又は金属糸の供給を制御する方法であって、前記供給は、支持体から加工機へ及び加工機から離れて支持体に向かって行うことができ、前記方法は、請求項１に記載の少なくとも１個の装置によって実施され、前記装置は、少なくとも２個の回転部材（５、６）を有する本体（１）を備え、これらの回転部材には糸が巻き付けられ、検知手段（１２）がこれらの回転部材と連携してこれらの回転部材の回転速度を検知し、これらの検知手段（１２）は、制御ユニット（１３）に接続されており、前記制御ユニット（１３）に接続された手段（１５）が設けられて糸の張力を検知し、制御ユニットは、供給される糸の速度、張力及び量の複数の測定とともに、糸の供給のための複雑な複数の調節ループ又は高精度の制御ループの閉ループ化を行い、その結果は、測定値自体の組み合わせの関数である方法において、
    糸（Ｆ）の摺動及び休止状態と、糸（Ｆ）の摺動方向、すなわち、糸が加工機に向かって移動しているか又は糸が加工機から離れて移動しているかを検知することを含んでいることを特徴とする方法。

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