JPH0559029B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は張力制御型糸条巻取機に関する。より
詳しくは、本発明は、糸条巻取ボビンを装着し回
転可能なボビンホルダ、および該ボビンホルダに
装着されたボビンに巻取られる糸条の張力を検出
する張力検出器からなる張力制御型糸条巻取機の
異常監視装置に関する。

本発明に係る巻取機の異常監視装置は、特にポ
リエステル、ポアミド等の熱可塑性合成糸条を紡
糸し、高速で巻取るための張力制御型糸条巻取機
に有効である。

〔従来の技術〕

糸条巻取ボビンを装着し回転可能なボビンホル
ダ、および該ボビンホルダに装着されたボビンに
巻取られる糸条の張力を検出する張力検出器から
なる張力制御型糸条巻取機により糸条を糸条巻取
ボビン上に巻取る際に、ワインド比が整数に近付
きリボンが形成され、そのリボンがコンタクトロ
ーラの接圧により崩れるリボン崩れが生じたり、
コンタクトローラおよびボビンまたはボビン上に
形成された糸層間の接圧が変動することにより、
ボビン上に形成された糸層（パツケージ）の表面
がボビンの長さ方向の中央に寄つてしまう所謂中
寄り現象が発生したり、巻取糸条の張力変動によ
り糸質斑が生じることがある。このような中寄り
や糸質斑を発生する接圧変動や張力変動が大きい
場合には、巻取糸条が断糸し、巻取機による巻取
が継続できず、停止する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、接圧変動や張力変動が巻取糸条
を断糸させる程に大きくない場合には、断糸する
ことなくそのまま巻取作業が続行される。このよ
うにして、断糸する程ではないが過大な接圧変動
に曝され一時的にリボン崩れしたり、中寄りした
り過大な張力変動に曝され糸質斑を生じた糸条を
含む巻取後のパツケージは外観検査では殆ど判別
できず、そのままリワインデイングや製織のため
に次工程に送られ、次工程において、リボン崩
れ、中寄りに起因して解舒不良を発生したり、糸
質斑に起因して染め斑を発生したりするという問
題がある。

近年、後処理工程の高速化、自動化の推進とと
もに、解舒性が良好で且つ糸品質の良好な糸条パ
ツケージの製造が嘱望されている。このような要
望を満たすために、糸条巻取工程における品質管
理が重要となつている。

一方、糸条の製造工程においても、製造コスト
の低減、労力低減等を計るために糸条処理速度の
高速化や無人化が計られている。そして、高速化
や無人化を推進する場合に前述の接圧変動や張力
変動に付随するリボン崩れや中寄りや糸品質斑に
起因する解舒不良や染め斑の問題を解決すること
は必須となつている。

従つて、このような高速化や無人化に対処する
ためには、糸条製造工程における品質管理の自動
化や不良品の自動選別は欠くことができない事項
となりつつある。しかも、巻取速度の高速化に対
応するためにスピンドル駆動型巻取機の採用が増
加する傾向にあるが、スピンドル駆動型巻取機で
はパツケージ表面の僅かな状態変化により上述の
ようなリボン崩れ、中寄りが発生し易く異常が生
じ易い。

本発明は上述した従来技術に付随する問題点に
鑑み、巻取中における張力変動を検出することに
よりリボン崩れ、中寄り、糸質斑を有するパツケ
ージを早期に摘出し、次工程において解舒不良や
染め斑等の異常が発生することを予防し、また巻
取設備や紡糸設備の異常や巻取条件、紡糸条件の
不具合に対し早期に対策を取ることを可能とし、
巻取工程の自動化、無人操業を可能とすることを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明においては、糸条巻取ボビンを装着し回
転可能なボビンホルダ、および該ボビンホルダに
装着されたボビンに巻取られる糸条の張力を検出
する張力検出器からなる応力制御型糸条巻取機に
おいて、前記張力の基準値を予め設定する手段、
前記張力検出器で検出した巻取糸条の張力を前記
基準値設定手段で設定した基準値と比較する手
段、該比較手段により比較した結果検出値が設定
値に比べ所定範囲を越えて外れている場合にアラ
ーム信号を発生する手段、並びに前記巻取糸条の
張力の変化方向および変化割合を検出して該変化
方向および変化割合に基づき異常内容を識別する
判定手段からなることを特徴とする張力制御型糸
条巻取機の異常監視装置により上記の目的を達成
する。

〔作用〕

本発明では、比較手段おいて、張力検出器で検
出した巻取糸条の張力を基準値設定手段で設定し
た基準値と比較し、アラーム信号発生手段におい
て、比較手段により比較した結果検出値が設定値
に比べ所定範囲を越えて外れている場合にアラー
ム信号を発生する。また、本発明では、前記検出
手段が前記巻取糸条の張力の速度の変化方向およ
び速度の変化割合を検出し、前記比較手段におい
て速度変化が設定範囲を越えているか否かを判別
し、越えている際には該速度の変化方向および速
度の変化割合に基づき異常内容を識別する。従つ
て、接圧変動や張力変動が巻取糸条を断糸させる
程に大きくなく、外観からは殆ど判別できず、従
来は断糸することなくそのまま巻取作業が続行さ
れ場合にも、本発明では断糸する程ではないが過
大な接圧変動に曝され一時的に中寄りをしたり、
過大な張力変動に曝され糸質斑を生じた糸条を含
むパツケージとして選別して、そのままリワイン
デイングや製織のために次工程に送ることをなく
し、次工程において、リボン崩れや中寄りに起因
して解舒不良を発生したり、糸質斑に起因して染
め斑を発生したりするという問題が生じることが
防止できる。

また、アラーム信号により、巻取設備や紡糸設
備の異常や巻取条件、紡糸条件の不具合に対し早
期に対策を取ることが可能となり、巻取工程の自
動化、無人操業が可能となる。

本発明は、ボビンホルダが巻取糸条の張力に基
づいて該張力が所定値となるように速度制御され
るスピンドル駆動型巻取機に有効であるが、所定
の速度で回転するフリクシヨンローラにボビンホ
ルダに装着されたボビンまたはその上に形成され
た糸層が接触して回転されるようにしたフリクシ
ヨン型巻取機にも適用可能である。

なお、１つのボビン軸に複数のボビンを装着し
た多錘取り巻取機に本発明を実施する場合には、
複数のボビンに巻取られる複数の糸条の糸道に沿
つて複数の張力検出器を設けることが好ましい。

なお、上記の設定範囲としては、細デニール糸
条では設定張力の±１〜±３％程度、太デニール
糸条では±１〜±10％程度とすることが、染め斑
を減少させ、捲縮率、収縮率を均一化する上で好
ましい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を示す添付図面を参照し
て本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例のブロツク線図であ
り、本発明の係るスピンドル駆動型巻取機は、タ
ーレツト（図示せず）に回転可能に突設され、駆
動モータ１，１′に連結され、該駆動モータ１，
１′により駆動回転されるボビンホルダ２，２′、
該ボビンホルダ２，２′に装着されたボビン（図
示せず）またはその上に形成されたパツケージ３
に接触して従動回転するコンタクトローラ４から
なる。

なお、図示していないが、本実施例の巻取機は
公知の巻取機と同様に、巻取糸条をボビンに沿つ
てトラバースする装置を含んでいる。

ボビンに巻取られる糸条の糸道に沿つて公知の
形式の張力検出器５が設けられている。

該張力検出器５により糸条の張力を検出してア
ナログ信号またはデジタル信号（パルス）を発生
させる。アナログ信号の場合にはＡ／Ｄ変換器を
通してパルスとした後に、またデジタル信号の場
合には張力が所定張力以上の場合にパルスを発生
するようにして、または、張力検出器の変位をエ
ンコーダ等を使用して直接に、カウンタ７により
所定のサンプリング時間当りのパルス数を計数す
ることにより、巻取糸条の張力を直接に且つ連続
的に検出する。

カウンタ７は、糸条張力に対応するパルスを所
定の時間周期でサンプリングし、該信号を連結さ
れた比較回路１１、周期カウンタ８、微分回路
９、およびピーク検出回路１０からなる比較手段
に入力する。

周期カウンタ８は、張力検出手段により検出し
た巻取糸条張力が巻取時間の経過とともに予め設
定した値に対し上下に変化した場合に、その変化
周期を検出し、判定回路１３に入力する。この場
合に公知のフイルター装置を通して、糸条をトラ
バースするとにより生じる張力変動は除去するよ
うにしている。

微分回路９は、前回のサンプリング時間にサン
プリングした巻取糸条張力と、前回のサンプリン
グ時間に引続く今回のサンプリング時間にサンプ
リングした張力との差から、巻取糸条張力の変化
方向（増減）と勾配（変化割合）を算出し、判定
回路１３に入力する。

ピーク検出回路１０は、巻取糸条張力が変化し
た場合のピーク値（上死点、下死点の張力）を検
出し、判定回路１３に入力する。

基準値設定器１２は本発明の基準値設定手段で
あり、比較回路１１に接続されている。基準値設
定器１２には、巻取糸条の張力の各巻取時間につ
いての基準値が、キーボードまたは設定ダイアル
等から公知の方法により予め設定され、該基準値
は巻取工程の進展に伴い順次、前記比較回路１１
に入力される。

比較回路１１、周期カウンタ８、微分回路９、
ピーク検出回路１０および判定回路１３はカウン
タ７のサンプリング時間に合せてクロツク（図示
せず）によつて同期が取られている。

比較回路１１は、本発明の比較手段であり、基
準値設定器１２により設定された巻取糸条の張力
の基準値とカウンタ７からの糸条の実測張力とを
比較し、両張力の差を判定回路１３に入力すると
ともに、駆動モータ１，１′制御用のPID制御回
路２０へ巻取速度のフイードバツク信号を入力す
る。

判定回路１３は中央処理装置（CPU）からな
つており、上述した周期カウンタ８、微分回路
９、ピーク検出回路１０、および比較回路１１か
ら入力された巻取糸条張力の挙動に関する信号
（周波数、張力変化の勾配および方向、並びに変
動振幅のピーク値）をデータ記憶回路１４から入
力される信号とマツチングさせて、巻取糸条張力
の回転変動の原因の解明を行い、異常と判断した
場合にはアラーム回路１８により処置方法（アラ
ーム信号の発生、機台停止令令、ターレツト切替
え命令、演算回路１９へのPID制御定数の変更指
示、ボビンホルダ２，２′上に形成しているパツ
ケージの格付等）を出力し、併せて上記の内容を
記憶回路１６に入力する。

演算回路１９は、張力検出器５で検出した巻取
糸条張力から、判定回路１３により制御系にハン
テイング現象が認められた際に、PID演算回路２
０のPID定数（比例、積分、微分制御の定数）を
変更してハンテイングが起こらないようにする。
PID演算回路２０はインバータ２１，２１′を操
作し、駆動モータ１，１′の回転を制御する。

データ記憶回路１４には、巻取機の種々の異常
発生時の巻取糸条張力の挙動に関するデータ（パ
ターンに関するデータ、周波数、張力変化の勾配
および方向、並びに変動振幅のピーク値）並びに
その挙動を惹起する原因、異常に対する処置方法
および異常を受けたパツケージの格付に関して統
計的なデータが予め入力されている。

クロツク回路１５は巻取開始後の経過時間また
は絶対的な時刻を計測し、記録回路１６に入力さ
れ、上記判定回路１３から記録回路１６に入力さ
れたデータに時刻を付す。

符号１７はデイスプレイまたはプリンタを示
し、データ記録回路１４の出力データは、時々
刻々または指定信号を受けた際にデイスプレイ上
に表示されまたはプリンタからアウトプツトされ
る。

第１図に示した巻取機により糸条を巻取る場合
には、巻取糸条の張力が予め設定した所定の張力
となるように駆動モータ１，１′の回転速度を制
御し、ボビンホルダ２，２′の回転速度を制御す
る。

巻取中にワインド比が整数に近付くことがある
と、ボビンホルダに装着した巻取ボビン上に形成
したパツケージの表面にリボンが発生し、このリ
ボンの量がある程度となると崩れる。このような
リボン崩れが発生しても、リボンの量が大量でな
く張力変動がそれ程大きくない場合には、巻取糸
条が断糸することもなく、そのまま巻取が継続さ
れる。しかしながら、このようなパツケージは外
観からは上述のようなリボン崩れを含んでいるこ
とが判らず、そのまま次工程へ移送し、リワイン
デイング等のために該パツケージから解舒しよう
とするとリボン崩れのために解舒不良が発生した
り、張力変動により染め斑が生じたりすることが
ある。

本発明者は、鋭意検討した結果、巻取過程にお
いて、巻取糸条の張力を時々刻々連続的に観測す
ることにより、巻取糸条の張力変化パターンから
リボン崩れの発生を検出できることを見出した。

すなわち、パツケージの表面にリボンが形成さ
れ、そのリボンが崩れるとパツケージの外径が瞬
時に減少し、巻取糸条の張力は外径の減少により
予め設定した張力から所定の範囲（一例として、
細デニール糸条では設定張力から−１〜−３％、
太デニール糸条では設定張力から−１〜−10％程
度）を越えて急速に低下する。従つて、パツケー
ジに接触して従動回転しているパツケージに巻取
られる糸条の張力は、リボン崩れの瞬間に、急速
に、基準値から低下する。

この巻取糸条の張力をカウンタが検出し、基準
値設定器１２からの基準値と比較回路１１で比較
することにより発生した偏差が、PID演算回路２
０にフイードバツクされる。この結果、駆動モー
タ１，１′の回転速度が急速に高められ、コンタ
クトローラ４の回転速度は設定値を越えて高めら
れ、糸条張力も高められる。しかし、この場合に
PID演算回路が適正に作動していることにより最
初の速度低下時のピーク値に比較して絶対値が小
さい値をピークとして回転速度は再度減速され、
糸条張力も低下される。

従つて、本発明の張力制御型糸条巻取機の異常
監視装置によつて、前記巻取糸条の張力の速度の
変化方向および速度の変化割合を検出し、巻取糸
条の張力が急勾配で低下し、次いで、巻取糸条張
力が設定値を越えて高められるという変化パター
ンを取ることを、判定手段において該張力の変化
方向およい張力の変化割合に基づき検出してリボ
ン崩れという異常が発生したことを識別できる。

同様にパツケージの巻取中に、コンタクトロー
ラおよびボビン上に形成された糸層間の接圧が変
動することにより、ボビン上に形成された糸層
（パツケージ）の表面がボビンの長さ方向の中央
に寄つてしまう中寄りが生じると、パツケージの
外径が瞬間的に増加し、この結果パツケージの周
速は高まり、パツケージに巻取られている糸条の
張力は、瞬間的に、予め設定した張力の基準値か
ら増大する。

この巻取糸条の張力をカウンタで検出し、基準
値設定器１２からの基準値と比較回路１１で比較
することにより発生した偏差が、PD演算回路２
０にフイードバツクされる。この結果、駆動モー
タ１，１′の回転速度が急速に低下され、巻取糸
条の張力は設定値以下に下げられる。しかし、こ
の場合にPID演算回路が適正に作動していること
により最初の速度増加時のピーク値に比較して絶
対値が小さい値をピークとして回転速度は再度増
速され、糸条張力は高められる。

従つて、本発明の張力制御型糸条巻取機の異常
監視装置によつて、前記巻取糸条の張力の変化方
向および変化割合を検出し、巻取糸条の張力が急
勾配で増加し、次いで、設定値を越えて低下され
るという変化パターンを取ることを、判定手段に
おいて該巻取糸条の張力の変化方向および変化割
合に基づき検出して中寄りという異常が発生した
ことを識別できる。

更にまた、高速巻取用のスピンドル駆動型巻取
機にあつてはパツケージ表面の僅かな状態変化に
より制御系のハンテイングが発生して、糸条に過
大な張力変動が作用し、糸質斑が発生し易い。本
発明にあつては、巻取糸条の張力のピーク値およ
びピーク発生周期を検出して、制御系のハンテイ
ングが発生したことを判定手段により識別するこ
とができる。

この識別結果は、アラーム回路１８に入力さ
れ、巻取パツケージに異常が生じたことを知らせ
る信号が発生され、例えば警告ランプが点灯され
る。

また、異常の発生は記憶回路に入力され、巻取
られたパツケージはリボン崩れまたは中寄りを含
むパツケージとしてせ別されて、そのままリワイ
ンデイングや製織のために次工程に送られること
がなく、次工程において、リボン崩れや中寄りに
起因して解舒不良や糸質不良を発生するという問
題が生じることを防止できる。

また、アラーム信号により、巻取設備や紡糸設
備の異常や巻取条件、紡糸条件の不具合に対し早
期に対策を取ることを可能とし、巻取工程の自動
化、無人操業が可能となる。

以上の説明はボビンホルダが巻取糸条の張力に
基づいて速度制御されるスピンドル駆動型の巻取
機について行つたが、本発明はボビンホルダに装
着されたボビンが巻取糸条の張力に基づいて速度
制御されるフリクシヨンローラに押圧され、該フ
リクシヨンローラにより回転されるフリクシヨン
型巻取機にも適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明では、巻取中における張力変動を検出す
ることによりリボン崩れ、中寄り、糸質斑を有す
るパツケージを早期に摘出し、次工程において解
舒不良や染め斑等の異常が発生することを予防
し、また巻取設備や紡糸設備の異常や巻取条件、
紡糸条件の不具合に対し早期に対策を取ることを
可能とし、巻取工程の自動化、無人操業を可能と
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロツク線図であ
る。 １，１′……駆動モータ、２，２′……ボビンホ
ルダ、３……パツケージ、４……コンタクトロー
ラ、５……張力検出器、７……カウンタ、８……
周期カウンタ、９……微分回路、１０……ピーク
検出回路、１１……比較回路、１２……基準値設
定器、１３……判定回路、１４……データ記憶回
路、１５……クロツク回路、１６……記憶回路、
１７……デイスプレイまたはプリンタ、１８……
アラーム回路、１９……演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 糸条巻取ボビンを装着し回転可能なボビンホ
   ルダ、および該ボビンホルダに装着されたボビン
   に巻取られる糸条の張力を検出する張力検出器か
   らなる張力制御型糸条巻取機において、前記張力
   の基準値を予め設定する手段、前記張力検出器で
   検出した巻取糸条の張力を前記基準値設定手段で
   設定した基準値と比較する手段、該比較手段によ
   り比較した結果検出値が設定値に比べ所定範囲を
   越えて外れている場合にアラーム信号を発生する
   手段、並びに前記巻取糸条の張力の変化方向およ
   び変化割合を検出して該変化方向および変化割合
   に基づき異常内容を識別する判定手段からなるこ
   とを特徴とする張力制御型糸条巻取機の異常監視
   装置。 ２ 前記巻取機はボビンホルダが巻取糸条の張力
   に基づいて速度制御されるスピンドル駆動型巻取
   機である特許請求の範囲第１項に記載の張力制御
   型糸条巻取機の異常監視装置。 ３ 前記巻取機はボビンホルダがフリクシヨンロ
   ーラに押圧され、該フリクシヨンローラにより回
   転されるフリクシヨン型巻取機であり、前記コン
   タクトローラが該フリクシヨンローラである特許
   請求の範囲第１項に記載の張力制御型糸条巻取機
   の異常監視装置。