JP6566756B2 - 織機における緯糸検出装置 - Google Patents

Description

本願発明は、織機において、緯入れされた緯糸を光学的に検出する緯糸検出装置に関する。

特許文献１には、流体噴射式織機において緯入れされた緯糸を光学的検知手段により検知する緯糸検出装置が開示されている。緯糸検出装置は、織布の織前付近に設置された緯糸の通過可能なスリットを有する検知部本体を有する。検知部本体には、スリットを挟んで、発光ダイオード等の発光素子を備えた投光部及びフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子を備えた受光部からなる光電センサーが設けられている。

緯糸検出装置の回路は、次のように構成されている。投光部の発光素子は、駆動アンプに接続され、緯糸検出期間中、常時発光する。受光部の受光素子は、オペアンプの入力側に接続されている。オペアンプは微分回路に接続され、微分回路は信号を増幅するアンプに接続されている。アンプはゲイン変更回路に接続し、ゲイン変更回路によりアンプのゲイン変更が可能である。

緯入れされた緯糸が検知部本体のスリットを通過すると、発光素子からの光が遮られ、受光素子は信号を出力する。受光素子の出力信号は、オペアンプにより増幅された信号となってオペアンプから出力される。オペアンプの出力信号は、光が遮られた期間だけ出力が減少する。微分回路は受光信号の変化率に対応した微分信号を出力する。微分信号は比較器に入力され、比較器の基準電圧と比較される。基準電圧は、緯糸がスリットを通過する際に得られる受光素子の信号レベル以内で、他のノイズ成分による出力以上の値に設定されている。比較器に入力された微分信号が基準電圧より大きい時、比較器は緯糸検出信号を出力する。

特開平８−３３７９４５号公報

特許文献１に開示された流体噴射式織機では、２色以上の多色仕様で製織する場合、製織運転中、種々の緯糸が緯入れされる。光学的手段を用いた緯糸検出装置との関連で緯糸を大別すると、例えば、白糸のように光を反射し易い光反射系の緯糸及び黒糸のように光を吸収し易い光吸収系の緯糸が存在する。筬に向けて配設した反射式光電センサーからなる緯糸検出装置を使用し、白糸及び黒糸を緯入れした場合、光電センサーは図３に示した信号を出力する。

図３において、白糸の場合、光を反射するため、受光部に入射する光の受光量が多く、光電センサーの受光部は、緯糸が到達する前の、例えば筬からの反射光による受光信号Ｒの信号レベルより高い信号レベルとなる受光信号Ｙ１を出力する。一方、黒糸の場合、光の吸収により反射光が少なくなるため、受光部への入射光量が少なく、光電センサーの受光部は、緯糸が到達する前の受光信号Ｒの信号レベルより低い信号レベルとなる受光信号Ｙ２を出力する。なお、符号Ｗは経糸シートからの反射光による受光信号を示している。また、符号Ｔは緯糸が光電センサーの位置に到達するタイミングを示し、符号ＴＬは緯糸検出期間を示している。

白糸の緯入れにより得られた光電センサーの受光信号Ｙ１は、特許文献１に開示された回路に適用すると、図４のように処理される。図４において、光電センサーの受光部は、緯糸がタイミングＴで光電センサーの位置に到達すると、緯糸検出期間ＴＬの間、緯糸が到達する前の受光信号Ｒの信号レベルより高い信号レベルの受光信号Ｙ１を出力する。受光部の出力信号は、微分回路において微分され、高周波信号Ａ１を出力する。高周波信号Ａ１は、受光部での受光量が多いため、緯糸が光電センサーの位置に到達したタイミングＴと同時に出力する最初の受光信号ＨＡが高い信号レベルとなり、正側に発生する。

微分回路から出力された高周波信号Ａ１はアンプにより増幅され、増幅信号Ｂ１がアンプから出力される。また、最初の受光信号ＨＡは正側の増幅信号ＨＢとして出力される。増幅信号Ｂ１は、比較器においてしきい値Ｓと比較される。比較器は、しきい値Ｓより高いレベルの増幅信号Ｂ１に対応した緯糸検出信号Ｃ１を出力する。増幅信号Ｂ１において、最初の受光信号ＨＡに対応する増幅信号ＨＢがしきい値Ｓより高い信号レベルであるため、比較器は、緯糸が光電センサーの位置に到達したタイミングＴの最初に出力された受光信号ＨＡに基づく緯糸検出信号ＣＡを出力する。

一方、黒糸の緯入れにより得られた光電センサーの受光信号Ｙ２は、特許文献１に開示された回路に適用すると、図５のように処理される。図５において、光電センサーの受光部は、緯糸がタイミングＴで光電センサーの位置に到達すると、緯糸検出期間ＴＬの間、緯糸が到達する前の受光信号Ｒの信号レベルより低い信号レベルの受光信号Ｙ２を出力する。受光部の出力信号は、微分回路において微分され、高周波信号Ａ２を出力する。

高周波信号Ａ２は、受光部での受光量が少ないため、緯糸が光電センサーの位置に到達したタイミングＴと同時に出力される最初の受光信号ＬＡが低い信号レベルとなり、負側に発生する。微分回路から出力された高周波信号Ａ２はアンプにより増幅され、増幅信号Ｂ２がアンプから出力される。また、最初の受光信号ＬＡは負側の増幅信号ＬＢとして出力される。増幅信号Ｂ２は、比較器においてしきい値Ｓと比較される。比較器は、しきい値Ｓより高いレベルの増幅信号Ｂ２に対応した緯糸検出信号Ｃ２を出力する。

しかし、最初の受光信号ＬＡに対応する増幅信号ＬＢは、しきい値Ｓより低い信号レベルであるため、増幅信号ＬＢに対応する緯糸検出信号は比較器から出力されない。比較器は、負側の増幅信号ＬＢより遅れて発生しているしきい値Ｓより高いレベルの増幅信号Ｂ３に対応して緯糸検出信号Ｃ３を最初に出力する。このため、光吸収系の黒糸では、光反射系の白糸と異なり、比較器が最初に出力する緯糸検出信号Ｃ３の発生は、緯糸が光電センサーの位置に到達したタイミングＴより時間Ｔ１だけ遅れたタイミングとなる。

緯糸到達タイミングの正確な検出は織機の運転制御にとって重要であり、黒糸を使用した時のような緯糸検出タイミングの遅れは、例えば、流体噴射式織機の場合、緯入れ終了直前における緯糸速度制御や緯糸到達タイミング制御あるいは補助ノズルからのエア噴射制御に大きな影響を及ぼす。緯糸速度制御では、緯入れ終了時の緯糸速度超過により緯糸先端の跳ね返りや緯糸切れが発生し易く、緯糸到達タイミング制御では、緯糸の到達タイミングのばらつきが生じ易く、エア噴射制御では、流体の使用量増加につながる等の不具合が生じる。

本願発明は、緯糸検出装置における緯糸の検出遅れを防止することを目的とする。

請求項１は、緯入れされた緯糸が通過する経路に光を照射する投光部及び緯糸から反射する光を受光する受光部からなる光電センサーと、前記光電センサーの出力信号から低周波を除く周波数の信号を取り出す低周波除去フィルタ手段と、しきい値を超える信号が入力されたとき緯糸検出信号を出力する比較手段とを備えた織機における緯糸検出装置において、前記低周波除去フィルタ手段と前記比較手段との間に全波整流手段を設け、前記比較手段は前記全波整流手段の出力信号を前記しきい値と比較することを特徴とする。

請求項１によれば、低周波除去フィルタ手段から取り出された高周波信号を全波整流するため、光吸収系の緯糸の場合に出力される正側の信号及び負側の信号を共に正側の整流信号として取り出すことができ、光反射系の緯糸と同様に、しきい値と比較できる信号に置き換えることができる。従って、光電センサーの照射光の領域に到達した緯糸からの反射光による最初の受光信号に対応した緯糸検出信号を出力することができる。このため、どのような種類の緯糸を使用しても、緯糸の検出遅れが無く、緯糸検出信号に基づく、サブノズルの流体噴射制御や緯入れ終了直前の緯糸飛走速度制御あるいは緯入れ終了時の緯糸到達タイミング制御等を精度良く行うことができる。

請求項２は、前記低周波除去フィルタ手段は、ハイパスフィルタ手段であることを特徴とする。請求項２によれば、光電センサーの受光信号に対して、ノイズの少ない高周波成分のみを取り出して全波整流するため、光吸収系の緯糸の検出遅れを防止することができる。

請求項３は、前記低周波除去フィルタ手段は、バンドパスフィルタ手段であることを特徴とする。請求項３によれば、光電センサーの受光信号に対して、ノイズの無い特定の周波数成分のみを取り出して全波整流するため、光吸収系の緯糸の検出遅れを防止することができる。

請求項４は、前記低周波除去フィルタ手段と前記全波整流手段との間に、増幅率の変更可能な増幅手段を設けたことを特徴とする。請求項４によれば、低周波除去フィルタ手段から取り出された信号を簡単な構成で必要な信号レベルに増幅することができ、しきい値の設定を容易にすることができる。

請求項５は、前記比較手段は、しきい値変更手段を備えることを特徴とする。請求項５によれば、比較手段に入力する信号のレベルに合わせてしきい値を設定することができ、入力信号としきい値との比較を正確に行うことができる。また、増幅率の変更可能な増幅手段と組み合わせることにより、しきい値のレベルを無用に高めたり、低めたりする必要が無く、しきい値の設定を容易にすることができる。

本願発明は、緯糸検出装置における緯糸の検出遅れを防止することができる。

エアジェット織機における緯糸検出装置の光電センサーと信号処理回路を示すブロック線図である。 図１の回路による光吸収系緯糸の検出動作を説明する各部の出力波形の線図である。 光反射系緯糸及び光吸収系緯糸の受光信号を示す線図である。 従来の緯糸検検出装置の回路による光反射系緯糸の検出動作を説明する各部の出力波形の線図である。 従来の緯糸検出装置の回路による光吸収系緯糸の検出動作を説明する各部の出力波形の線図である。

本願発明の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、２色以上の多色緯糸を使用するエアジェット織機に採用した緯糸検出装置１を示す。なお、本願明細書で説明する多色緯糸を検出する緯糸検出装置１は、多色織り織機に設ける場合に限らず、１色の緯糸を緯入れする織機に設ける場合も含む。

図１において、スレイ（図示せず）に設けた変形筬２の緯糸案内通路３は、緯入れされた緯糸Ｙが通過する経路を構成する。緯糸検出装置１は、反射式で構成された光電センサー４及び信号処理手段としての信号処理回路５を備えている。光電センサー４は、発光ダイオードあるいはその他の光源からなる投光部６及びフォトダイオードあるいはフォトトランジスタ等からなる受光部７からなる。

投光部６は緯糸Ｙの経路となる緯糸案内通路３に向けて照射光Ｌ１を照射し、受光部７は反射光Ｌ２を受光する。反射光Ｌ２は、緯糸Ｙが存在しない時、変形筬２からの反射光となり、緯糸Ｙが照射光Ｌ１の領域に到達すると、緯糸Ｙからの反射光となり、また、緯入れが終了し、変形筬２が筬打ち方向へ移動する時、経糸シート（図示せず）の反射光となる。

受光部７は、発明が解決しようとする課題の欄において、図３を参照して説明したように、照射光Ｌ１の領域に緯糸Ｙが到達するタイミングＴまで、変形筬２からの反射光Ｌ２による受光信号Ｒを発生する。緯糸Ｙの到達タイミングＴから緯糸検出期間ＴＬの間では、受光部７は緯糸Ｙからの反射光Ｌ２による受光信号Ｙ１、Ｙ２を発生する。受光信号Ｙ１は、受光部７の受光量が多くなる光反射系の例えば、白糸を緯糸Ｙとして緯入れした場合に発生し、変形筬２からの反射光Ｌ２による受光信号Ｒよりも高い信号レベルとなる。

受光信号Ｙ２は、受光部７の受光量が少なくなる光吸収系の、例えば、黒糸を緯糸Ｙとして緯入れした場合に発生し、変形筬２からの反射光Ｌ２による受光信号Ｒよりも低い信号レベルとなる。なお、図３において、緯糸検出期間ＴＬが経過し、変形筬２が筬打ち方向へ移動する時、受光部７は経糸シートからの強い反射光Ｌ２を受光し、緯糸Ｙの受光信号Ｙ１、Ｙ２よりも高い信号レベルの受光信号Ｗを発生する。

信号処理回路５は、受光部７が接続する低周波除去フィルタ手段としての低周波除去フィルタ回路８、増幅手段としての増幅回路９、全波整流手段としての全波整流回路１０及び比較手段としての比較器１１を直列に接続して構成される。低周波除去フィルタ回路８は、低周波を除去できる手段としてのフィルタ回路であれば良い。例えば、低周波除去フィルタ回路８は、高周波成分を取り出すことができる手段としてのハイパスフィルタ回路あるいは特定の周波数成分を取り出すことができる手段としてのバンドパスフィルタ回路により構成することができ、本実施形態では、ハイパスフィルタ回路を用いた構成で説明する。

増幅回路９は、低周波除去フィルタ回路８の出力信号を増幅する。増幅回路９には、増幅率変更手段としての増幅率変更回路１２が接続され、増幅率変更回路１２の調整操作により増幅回路９の増幅率を変更することができる。全波整流回路１０は、増幅回路９から増幅されて出力される高周波信号Ｆ（図２参照）の正側の成分及び負側の成分を全波整流する。

比較器１１は、予め設定されているしきい値Ｓ（図２参照）と全波整流回路１０から出力される全波整流信号ＦＲ（図２参照）とを比較し、しきい値Ｓより高い信号レベルとなる全波整流信号ＦＲに対応して緯糸検出信号Ｄ（図２参照）を出力する。比較器１１には、しきい値変更手段としてのしきい値変更回路１３が接続され、しきい値変更回路１３の調整操作により、しきい値Ｓの値を変更することができる。

なお、本実施形態では、しきい値Ｓを固定値で設定し、増幅回路９の増幅率の調整によりしきい値Ｓと比較可能な信号を出力するように構成しているため、しきい値変更回路１３は必ずしも設ける必要が無い。また、逆に、増幅回路９の増幅率を固定値に設定した場合、しきい値変更回路１３の調整操作によりしきい値Ｓの値を調整することができるため、増幅率変更回路１２を無くしてもかまわない。

また、図１のように、増幅率変更回路１２及びしきい値変更回路１３の双方を設けた構成では、増幅回路９の増幅率としきい値Ｓとの双方を変更することにより、双方の値を微小調整で設定でき、増幅率やしきい値Ｓの大幅な変更を避けることができる。

図２において、光吸収系の黒糸を緯糸Ｙとして緯入れした場合の緯糸検出装置１における信号処理を説明する。緯糸ＹがタイミングＴにおいて投光部６の照射光Ｌ１の領域に到達すると、受光部７は、緯糸Ｙからの反射光Ｌ２を受光して緯糸検出期間ＴＬの間、受光信号Ｙ２を出力する。受光信号Ｙ２は、照射光Ｌ１の一部が黒糸からなる緯糸Ｙに吸収され、反射光Ｌ２の光量が減少するため、受光部７の受光量が低下し、タイミングＴより前の変形筬２からの反射光Ｌ２による受光信号Ｒよりも信号レベルが低くなる。

受光部７から出力される受光信号Ｙ２は、低周波除去フィルタ回路８に入力され、低周波除去フィルタ回路８からは高周波信号Ｆが取り出される。受光信号Ｙ２の信号レベルが低いため、高周波信号Ｆでは、緯糸Ｙが到達するタイミングＴにおける最初の受光信号ＬＦが負側に発生している。低周波除去フィルタ回路８から取り出された高周波信号Ｆは増幅回路９により増幅されてから全波整流回路１０に入力される。

全波整流回路１０では、高周波信号Ｆの正側の成分及び負側の成分が取り出され、全波整流回路１０からは全波整流信号ＦＲが出力される。このため、全波整流回路１０は、高周波信号Ｆにおいて負の信号として出力された最初の受光信号ＬＦを、正の信号として最初の全波整流信号ＨＲに変換して取り出すことができる。

全波整流回路１０から出力された全波整流信号ＦＲは、比較器１１に入力され、比較器１１に設定されているしきい値Ｓと比較される。比較器１１での比較の結果、比較器１１からは、しきい値Ｓより高い信号レベルを有する全波整流信号ＦＲに対応して緯糸検出信号Ｄが出力される。負側にあった最初の受光信号ＬＦに対応する最初の全波整流信号ＨＲは、信号レベルの高い正側の信号に変換されているため、最初の全波整流信号ＨＲに対応する最初の緯糸検出信号ＤＦが、遅れ時間を生じることなく比較器１１から出力される。

なお、例えば、白糸のような光反射系の緯糸Ｙについては、図４に基づく従来技術の説明で示したように、受光信号Ｙ１の信号レベルが高く、緯糸検出信号Ｃ１に遅れの問題が無いため、図示に基づく説明をしない。ただし、本実施形態における緯糸検出装置１の信号処理回路５は、光反射系の緯糸Ｙであっても、受光信号Ｙ１（図３参照）を全波整流回路１０により全波整流し、光吸収系の緯糸Ｙと同様に緯糸検出信号Ｄを出力することができる。比較器１１から緯糸検出信号Ｄが出力されることにより、エアジェット織機は製織運転を継続する。

本実施形態は、低周波除去フィルタ回路８から取り出された高周波信号Ｆを全波整流回路１０により全波整流するため、光吸収系の緯糸Ｙの場合に出力される正側の信号及び負側の信号を共に正側の全波整流信号として取り出すことができ、光反射系の緯糸Ｙと同様に、しきい値Ｓと比較できる信号に置き換えることができる。

従って、光電センサー４の照射光Ｌ１の領域に到達した緯糸Ｙからの反射光による最初の受光信号ＬＦに対応した最初の緯糸検出信号ＤＦを出力することができる。このため、どのような種類の緯糸Ｙを使用しても、緯糸Ｙの検出遅れが無く、緯糸検出信号に基づく、サブノズルの流体噴射制御や緯入れ終了直前の緯糸飛走速度制御あるいは緯入れ終了時の緯糸到達タイミング制御等を精度良く行うことができる。

また、低周波除去フィルタ回路８をハイパスフィルタ回路で実施することにより、光電センサー４の受光信号Ｙ２に対して、ノイズの少ない高周波成分のみを取り出して全波整流し、光吸収系の緯糸Ｙの検出遅れを防止することができる。また、低周波除去フィルタ回路８をバンドパスフィルタ回路で実施すれば、光電センサー４の受光信号Ｙ２に対して、ノイズの無い特定の周波数成分のみを取り出して全波整流することができ、光吸収系の緯糸Ｙの検出遅れを防止することができる。

また、本実施形態では、増幅回路９に増幅率変更回路１２を備えることにより、低周波除去フィルタ回路８から取り出された高周波信号Ｆを簡単な構成で必要な信号レベルに増幅することができ、しきい値Ｓの設定を容易にすることができる。また、本実施形態では、比較器１１にしきい値変更回路１３を備えることにより、比較器１１に入力する信号のレベルに合わせてしきい値Ｓを設定することができ、入力信号としきい値Ｓとの比較を正確に行うことができる。また、増幅率変更回路１２を備えた増幅回路９としきい値変更回路１３を備えた比較器１１とを組み合わせることにより、しきい値Ｓのレベルを無用に高めたり、低めたりする必要が無く、しきい値Ｓの設定を容易にすることができる。

本願発明は、前記した実施形態の構成に限定されるものではなく、本願発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のように実施することができる。

（１）低周波除去フィルタ回路８は、ハイパスフィルタ回路あるいはバンドパスフィルタ回路に限らず、低周波を除去できるものであれば、他のフィルタ回路で実施しても良い。
（２）緯糸検出装置１の信号処理回路５は、低周波除去フィルタ回路８と全波整流回路１０との間に増幅回路９を設けない構成であっても良い。
（３）低周波除去フィルタ回路８、増幅回路９、全波整流回路１０、比較器１１、増幅率変更回路１２及びしきい値変更回路１３を備えた信号処理手段としての信号処理回路５は、コンピュータに備えられるソフトウェアに置き換えて構成することができる。光電センサー４の受光部７から出力される受光信号Ｙ２は、信号処理手段であるソフトウェアにより、信号処理回路５の場合と同様に処理される。
（４）緯糸検出装置１は、エアジェット織機に限らず、ウォータジェット織機、レピア織機等他の織機において実施することができる。

１ 緯糸検出装置
２ 変形筬
３ 緯糸案内通路
４ 光電センサー
５ 信号処理回路
６ 投光部
７ 受光部
８ 低周波除去フィルタ回路
９ 増幅回路
１０ 全波整流回路
１１ 比較器
１２ 増幅率変更回路
１３ しきい値変更回路
Ｄ 緯糸検出信号
ＤＦ 最初の緯糸検出信号
Ｆ 高周波信号
ＦＲ 全波整流信号
ＨＲ 最初の全波整流信号
Ｌ１ 照射光
Ｌ２ 反射光
ＬＦ 最初の受光信号
Ｒ 筬の反射光による信号
Ｓ しきい値
Ｔ 緯糸の到達タイミング
ＴＬ 緯糸検出期間
Ｗ 経糸シートの反射光による信号
Ｙ 緯糸
Ｙ１ 光反射系緯糸の受光信号
Ｙ２ 光吸収系緯糸の受光信号

Claims (5)

1. 緯入れされた緯糸が通過する経路に光を照射する投光部及び緯糸から反射する光を受光する受光部からなる光電センサーと、前記光電センサーの出力信号から低周波を除く周波数の信号を取り出す低周波除去フィルタ手段と、しきい値を超える信号が入力されたとき緯糸検出信号を出力する比較手段とを備えた織機における緯糸検出装置において、
   前記低周波除去フィルタ手段と前記比較手段との間に全波整流手段を設け、前記比較手段は前記全波整流手段の出力信号を前記しきい値と比較することを特徴とする織機における緯糸検出装置。
2. 前記低周波除去フィルタ手段は、ハイパスフィルタ手段であることを特徴とする請求項１に記載の織機における緯糸検出装置。
3. 前記低周波除去フィルタ手段は、バンドパスフィルタ手段であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の織機における緯糸検出装置。
4. 前記低周波除去フィルタ手段と前記全波整流手段との間に、増幅率の変更可能な増幅手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の織機における緯糸検出装置。
5. 前記比較手段は、しきい値変更手段を備えることを特徴する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の織機における緯糸検出装置。

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