JPH06102857B2 - 紡績機の糸ムラ分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は紡績機の糸ムラ分析装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 一般に結束紡績機等の革新精紡機、ワインダー等の紡績
機においてはスラブキャッチャーが装備され、紡出糸に
存在するスラブ等の糸欠点が機台運転中に検出され、た
だちに糸切断が行われ糸欠点が取除かれるようになって
いる。ところが、紡出糸にはスラブ等の大きな糸欠点の
ほか、糸欠点とは判断されない糸太さの小さな変動があ
る。この糸太さの変動には、ローラの偏心や変形、ある
いは駆動系の欠陥やオープンエンド精紡機におけるスピ
ニングロータの繊維収束溝内への異物の付着等によって
引起こされる糸太さの周期的な変動と、非周期的なムラ
とがある。周期的な糸太さの変動はその糸によって布地
を織った場合にモアレ模様等の欠点となって現れ、布地
の商品価値を著しく低下させることとなり、糸太さのム
ラはその態様によって重大な欠点ともなる。ところが、
前記の糸太さの変動等の欠点は紡績機の運転中には検出
されず、巻上がったボビンの幾つかを抜き取り、該ボビ
ンに巻かれた糸を別の場所に設置したムラ試験器及びス
ペクトログラフ等の試験装置にかけて糸ムラの評価を行
い、それにより当該糸の検定や紡績機の欠陥等を推定し
ている。

しかし、糸ムラを検出するために前記のような検査方法
を採用した場合には、人手によるサンプリングに手間を
要する上にムラ試験器及びスペクトログラフ等の試験装
置による検査に長時間を要する。また紡績機は連続運転
しているのでその間欠点ムラを有する多量の糸が生産さ
れることとなる。さらには前記の方法は人手を要する作
業であるため、その作業自体が煩わしいばかりでなく当
該検査を多数の錘の１つ１つについて頻繁に行うこと
は、多人数の人手と多くの検査装置が必要となり実際上
不可能であり、前記のような欠点を有する糸の生産を見
過ごしてしまうおそれがある。

前記の欠点を解消するために、昭和59年９月21日公開の
特開昭59-168139号公報、昭和59年10月12日公開の特開
昭59-179826号公報等には紡績機に装備されたスラブキ
ャッチャーからの糸信号を時間の関数から波長の関数に
変換し、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform,
略してFFT）の手法を用いて糸の周期的なムラを検出す
る装置が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記の装置においては各錘ごとに設けられた
スラブキャッチャーからの糸信号を分析する際の累加回
数が一定の条件で行なわれるため、少ない累加回数で周
期ムラがあると判定可能な場合にも所定の累加回数まで
演算処理が行なわれる。そして、この所定累加回数に必
要な演算処理時間は通常数10秒であるため、１台の分析
装置で多数錘の糸ムラの分析を行なう場合には紡績機全
錘の分析を行なうために要する時間が非常に長くなると
いう問題がある。又、特定の錘についてより詳しく糸信
号の分析を行なうことができないという問題もある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決するためこの発明においては、走行
する糸の径又は断面積に対応した電気信号を出力するた
め各錘毎に配設されたセンサーと、前記センサーからの
出力信号を高速フーリエ変換手法により周波数分析を行
なう周波数分析手段と、前記周波数分析手段による演算
処理データを累加するとともに累加回数を任意に設定可
能な累加手段と、前記分析をするための錘を選択し、前
記各センサーからの出力信号を前記周波数分析手段へ入
力し得る状態にする錘選択手段とを設けている。さら
に、前記錘選択手段による分析錘の選択が順次連続的に
行なわれるオートモードと、所望の分析錘を選択可能な
マニュアルモードに切換えるとともに、マニュアルモー
ドにおける前記累加手段の累加回数をオートモードと独
立して設定可能とする切換え手段を設けるとともに、前
記累加手段による演算処理データと予め設定された基準
値とを比較し、比較演算処理データが基準値を越えたと
き異常と判断する判断手段と前記判断手段の判断結果を
表示する表示手段とを設けている。

（作用） この発明の装置においては、各錘毎に配設されたセンサ
ーから走行する糸の径又は断面積に対応した電気信号が
常に出力されている。そして、通常は錘選択手段の選択
信号に基づいて各錘のセンサーからの出力信号が順次デ
ジタル信号に変換された後周波数分析手段へと入力され
る。周波数分析手段において高速フーリエ変換手法によ
り演算処理されたデータが予め設定された基準値と比較
され、比較演算処理データが基準値を越えたときに異常
と判断され判断結果が表示手段に表示される。

錘選択手段による分析錘の選択が順次連続的に行われる
オートモードの場合には累加回数が予め設定された所定
の値で分析が行なわれるが、マニュアルモードに切換え
るとオートモードにおける分析錘の選択順序とは独立し
て所望の任意の錘が選択可能となる。さらに、マニュア
ルモードにおいては累加回数がオートモードと独立して
設定可能となり、特定の錘についてのみ累加回数を増加
させることにより厳密な分析が可能となる。

（実施例） 以下この発明を結束紡績機に具体化した一実施例を図面
に従って説明する。結束紡績装置は第１図に示すよう
に、ケンス（図示せず）から供給されたスライバＳがバ
ックローラ１、エプロン２、フロントローラ３からなる
ドラフト装置により偏平なリボン状繊維束にドラフトさ
れた後加撚ノズル４により加撚されて糸Ｙとして紡出さ
れ、ドローオフローラ５及びトップローラ６により上方
へ引出されて図示しない巻取ボビンに巻取られるように
なっている。そして、前記ドローオフローラ５の下流
（第１図の上方）には走行する糸の径又は断面積に対応
した電気信号を出力するセンサーとしてのスラブキャッ
チャー７が配設されている。スラブキャッチャー７は通
過する糸の質量変化に応じた電気量を出力する静電容量
型のセンサーで構成されている。又、スラブ等の通過に
よる極めて大きな電気量の変位を検出した場合にはその
信号によって図示しない切断装置が働き糸Ｙを切断する
ようになっている。又、センサーとして光電変換による
システムを採用することも可能である。

次に前記スラブキャッチャー７からの出力信号に基づい
て紡出時における糸Ｙのムラを分析する糸ムラ分析装置
について説明する。この糸ムラ分析装置はスラブキャッ
チャー７からの出力信号がA/D変換器８によりデジタル
化された後解析手段へ入力されて解析され、解析結果が
表示手段により表示されるようになっている。

この実施例の装置においては片側60錘左右両側合計120
錘の紡出糸の糸ムラ分析を１台の分析装置により分析す
るようになっている。各錘毎に配設されたスラブキャッ
チャー７からの出力信号は錘選択手段を構成する第１の
マルチプレクサ９及び第２のマルチプレクサ10を経て増
幅器11へ送られ、増幅器11においてA/D変換器８でデジ
タル化するのに最も適した電圧レベルに増幅された後、
ローパスフィルタ12において50Hz以上の信号がカットさ
れた後、A/D変換器８でアナログ信号がデジタル信号に
変換されて解析手段としての中央処理装置（CPU）13に
入力される。スラブキャッチャー７は12錘分ずつ１つの
グループとして合計10個の第１のマルチプレクサ９に電
気的に接続され、前記10個の第１のマルチプレクサ９が
それぞれ第２のマルチプレクサ10に電気的に接続されて
いる。そして、CPU13からの錘選択信号により両マルチ
プレクサ9,10を介して所定の錘のスラブキャッチャー７
からの出力信号がCPU13へ入力可能な状態となる。

CPU13は制御プログラムが記憶された読出し専用メモリR
OM15に基づいて動作し、CPU13における演算処理結果が
読出し及び書替え可能なメモリRAM16に一時記憶される
ようになっている。

CPU13はA/Dコントロールタイマ17によりA/D変換器８か
ら所定時間サンプリング信号を入力し、周波数分析（ス
ペクトル分析）とAD変換データの統計処理とを行なう。

まずスペクトル分析について説明すると、A/D変換器８
からの信号は高速フーリエ変換（FFT）の手法により演
算処理されるとともに所定回数の累加が行なわれ、パワ
ースペクトルにベクトル合成されて各周波数成分のパワ
ースペクトル信号となりRAM16に記憶され、必要に応じ
てグラフィックプロセッサ18を介して表示装置19として
のCRT20の画面に第４図あるいは第10図に示すグラフと
して表示される。この場合周波数領域が50Hz以下に処理
されているが、これは糸の周期ムラの原因となるフロン
トローラの偏心や変形等に起因する周期ムラが現れる周
波数領域が30〜40Hz付近であるため50Hz以上の周波数に
ついてはあまり意味がないためである。

例えば、糸速180m/分、オーバーフィード率1.047、フロ
ントトップローラ3bの直径を28mm、フロントボトムロー
ラ3aの直径を25mmとすると、フロントボトムローラ3aの
周波数（FB）はFB＝（180×1.047×1000/60）÷（25×
π）＝40.0Hzとなる。また、フロントトップローラ3bの
周波数（FT）はFT＝｛（フロントボトムローラ径）／
（フロントトップローラ径）｝×FBよりFT＝（2.5/2.
8）×40.0＝35.7HZとなる。すなわち、前記の紡出条件
においてはフロントトップローラ3bに起因する周期ムラ
は35.7Hzの周波数部分に現れ、フロントボトムローラ3a
に起因する周期ムラは40.0Hzの部分に現れることにな
る。

そして、CPU13はFFTの手法により演算処理された処理デ
ータをRAM16に記憶させるとともに、そのフロントボト
ムローラ3a及びフロントトップローラ3bの周波数と対応
する値に予め設定された基準値と比較することにより、
糸の周期ムラが許容される範囲であるか否かを判断し判
断結果をRAM16に記憶する。

前記基準値との比較判断をする際、フロントボトムロー
ラ3a及びフロントトップローラ3bに対応する周波数FB、
FTの値の誤差を考慮にいれて読取領域はFB±αの周波数
領域BZ、FT±βの周波数領域TZ及び他の周波数領域とに
区別され、各領域におけるピークレベルが糸種等に応じ
て予め算出されRAM16に記憶された基準値と比較され
る。

第４図の場合ピークP1は領域TZ内にあるためフロントト
ップローラ3bに起因するものであり、ピークP2は領域BZ
内にあるためフロントボトムローラ3aに起因するもので
あることが読取られ、基準値LB,LTより大きな値である
ことから、フロントトップローラ3b及びフロントボトム
ローラ3aに何等かの異常が生じ、その結果大きな周期的
糸ムラが発生しているものと推定される。なお、基準値
LB,LTはその値を越えたものが製品として不合格となる
値に定めるのではなく、そのまま放置した場合には製品
として不良品が発生するという値を設定する。このよう
に基準値を設定することにより多数錘を１台の糸ムラ分
析装置で管理する場合においても、一度分析が行なわれ
次の分析が行われるまでに不良品の糸が紡出されるとい
う事態が防止される。

周期ムラ以外の変動はA/D変換器８によってデジタル信
号に変換された糸信号を次の式に従って処理し、Ｖ＝
｛Σ（データ）²｝／（データ数）Ｖの値を所定の基準
値と比較することにより糸ムラの状態が判断される。そ
してＶの値及び判断結果はRAM16に記憶される。

表示装置19は第３図に示すように表示画面としてのブラ
ウン管（CRT）20を備え、CRT画面に前記CPU13によるス
ペクトル分析の途中経過あるいは演算処理結果及びそれ
に基づく異常の有無の判断結果等の情報が文字あるいは
図形として表示される。

スペクトル分析（周波数分析）を行なう際の条件である
累加回数、糸速、フロントトップローラ3bの直径、ある
いは演算結果が一定の基準レベル以下であるか否かの判
定基準となる基準値、読取領域等の設定値をRAM16に入
力する入力装置21は表示装置19にキーボードとして一体
に組込まれている。キーボードには０〜９までの数字キ
ーとL,R,Eの文字キーとカーソル移動用の矢印キーと少
数点キー及び予備のキーが設けられている。

CRT20の画面の表示はモード切換キー22,23,24により、
前記初期設定値を入力する際のセットモードにおける表
示、各錘のスラブキャッチャー７からの糸信号の分析を
順次連続的に行なうオートモードにおける表示あるいは
所望の錘の糸信号を選択的に分析するマニュアルモード
における表示のいずれかに切換えられるようになってい
る。そして、CRT画面の保護及び残像の影響をなくすた
めCRT画面には常には画像の表示がされず、画像表示キ
ー25を押すことによりまず第７図に示す画像が表示され
るようになっている。すなわち、CPU13が糸信号の分析
を行なった結果異常を検知した際には警報ランプ26が点
灯するようになっており、作業者は警報ランプ26が点灯
した際どの錘に異常があるのかを調べるために画像表示
キー25を押してCRT20の画面に画像を表示するようにな
っている。

次に、第５図のフローチャートに従ってCPU13の糸ムラ
分析動作を説明する。

測定が開始されるとまずCPU14はマルチプレクサ9,10へ
錘選択信号を送り、錘選択信号に基づいてマルチプレク
サ9,10が作動され所定の錘のスラブキャッチャー７の出
力信号が入力可能となる。そして、A/Dコントロールタ
イマ17にサンプリング信号が送られサンプリング信号に
基づいてA/D変換器８からCPU13に信号が入力される（ス
テップS1）。次に所定時間（0.5〜１秒）の間入力信号
があるか否かが判断され、測定可能か否かのチェックが
行われる（ステップS2）。入力信号が無い場合には測定
を中止し測定不能処理（ステップS3）を行ないその錘の
測定を終了し次の錘の測定を行なう。測定不能処理とは
測定不能であることをRAM16に記憶するとともにCRT20の
画面に分析結果を表示する際第８図に示すように＊＊＊
表示を行なう。

一方、測定可能であればFFT手法を行いたスペクトル解
析処理及びデータ統計が行なわれる（ステップS4）。FF
T分析を１回行なうごとに前回までの結果と合わせて平
均がとられ（ステップS5）、平均回数がカウントされる
（ステップS6）。そして、平均回数すなわち累加回数が
設定値と等しいか否かが判断される（ステップS7）。平
均回数が設定値と等しくない場合にはステップS1からの
動作が繰返される。平均回数が設定値に等しい場合には
演算処理結果が各項目すなわちフロントボトムローラ3a
と対応する周波数領域、フロントトップローラ3bと対応
する周波数領域、その他の周波数領域及びＶの値が基準
値と比較される（ステップS8）。そして各項目について
設定値を越えるか否かが判断され（ステップS9）、設定
値を越えるものがない場合には正常であることがRAM16
に記憶される。一方、前記各項目のうち１つでも設定値
を越えるものがある場合には異常確認処理（ステップS1
0）が行なわれた後測定が終了する。異常確認処理とは
警報ランプ26を点灯するとともに異常項目及び異常値を
RAM16に記憶しCRT20の画面に表示可能な状態とすること
である。

次に第６図に示すフローチャートに従いモード切換キー
22,23,24の作用を説明する。電源投入によりまず初期化
が行なわれた後、糸ムラ分析装置はROM15の制御プログ
ラムに従って左側に配設された錘のギヤエンド側から順
次オートモードにより測定を開始する。この状態で画像
表示キー25を押すと第７図に示す情報がCRT20の画面に
表示される。測定の順序はL1,L2・・・L5,R1,R2・・・R
5の順で行なわれ現在分析中の錘には三角印が表示され
る。又、分析の結果４項目のうち１項目でも基準値を越
えるものがあれば該当錘に異常表示が行なわれる。又、
測定不能の錘には＊印が表示される。CRT20の画面の上
部には現在分析中の錘の番号及びその１つ前の錘の測定
データが表示され、基準値を越えた測定値は反転表示で
現わされる。又、画面の下部には糸速、各測定項目の基
準値及びフィード比が表示される。従って、第７図に示
す画面の場合には現在L2ブロックの３番目の錘（左側の
15番目の錘）を分析中であることが分る。

第７図に示す画面の状態で入力装置21のキーのうち目的
のブロックを現わすL1,L2・・・L5,R1・・・R5を押すと
対応するブロックの詳細を表示する第８図に示す画面に
切換わる。この時オートモードの測定は継続して順次行
なわれる。例えば、第７図の状態からL1ブロックの詳細
を知りたい場合にはL1のキーを押すと第８図に示す画面
に変わり、１ブロックの９番目の錘（L9）の異常項目が
何であるかが分る。第８図に示すディーテイル画面と対
応する他のブロックの画面を表示したい場合には前記と
同様に対応するブロックのキーを押すことによっても表
示されるが、カーソルキーの↑↓キーを押すことにより
別のブロックのデータ表を表示することもできる。この
場合には↑キーを押せば１ブロック前進し、↓キーを押
せば１ブロック後退する。データ表の下部には各項目の
基準値とフロントボトムローラ3a及びフロントトップロ
ーラ3bの周波数が表示される。従って、各錘の測定値を
基準値と比較することによりどの項目に異常があるかが
明らかになる。すなわち、第８図のデータ表のCH1の欄
にはフロントボトムローラに起因するデータが、CH2の
欄にはフロントトップローラに起因するデータが、CH3
の欄にはその他の原因によるデータが、Ｖの欄には統計
のデータがそれぞれ表示される。

ディーテイル画面表示の際、表示中のブロックに測定中
の錘がある場合には測定途中における各平均ごとのデー
タが表示される。又、ディーテイル画面におけるデータ
は新たに測定が開始された錘についてのみ開始時点で前
測定サイクルのデータがクリアされるようになってい
る。従って、測定中の錘より前の錘のデータは現測定サ
イクルにおけるデータが表示され測定中の錘より後の錘
のデータは前サイクルのデータが表示される。CRT20の
画面にディーテイル画面に表示されている状態で入力装
置21のＥキーを押すと第７図に示すノーマル画面に復帰
する。又モード切換キー24（MANUAL）、22（SET）を押
すとマニュアルモードあるいはセットモードに切換わ
る。マニュアルモードに切換わるとオートモードの測定
が中断され、測定途中の錘のデータは破棄される。そし
て、マニュアルモードから再びモード切換キー23（AUT
O）を押すことによりオートモードに切換えられた場合
には中断された錘から測定が再開される。

マニュアル分析を開始するにはまず入力装置21のキーに
より分析を必要とする錘の番号を入力する。次にアベレ
ージ回数（累加回数）を入力する。マニュアルモードに
おけるアベレージ回数はオートモードにおけるアベレー
ジ回数と異なる所定の値が初期値として設定されてお
り、その初期値からアベレージ回数を変更する場合には
１〜128の範囲でアベレージ回数を設定する。アベレー
ジ回数を変更する必要がない場合にはエンターキー
（Ｅ）を押すのみで分析が開始される。マニュアルモー
ドにおける画面には第10図に示すように周波数分析（ス
ペクトル分析）の処理グラフとＶ値及びアベレージ回数
の表示が行われる。アベレージ回数は現在処理中の回数
と設定回数とが対応して表示され、グラフは各アベレー
ジ毎に平均処理されたものが表示される。又、画面には
フロントボトムローラ3a、フロントトップローラ3bに対
応する監視幅とリミットレベルが線分で表示されスペク
トルのピークが対応する線分を越えているか否かで異常
の有無が判断できるようになっている。又、カーソルキ
ーを用いてカーソルを移動させることにより、画面にXY
座標の表示が行なわれピーク位置の正確な値を読取るこ
とができる。マニュアルモードにおける測定中に入力キ
ーＥを押した場合あるいは測定終了後は測定錘の入力待
ちの状態に戻る。

このようにマニュアルモードに切換えることによりオー
トモードにおけるアベレージ回数すなわち累加回数と独
立してアベレージ回数の設定が可能なため、必要に応じ
てアベレージ回数の変更が簡単にでき結果的に分析を必
要最小限の時間で行なうことが可能となる。

マニュアルモードあるいはオートモードにおいてモード
切換キー22を押すとCRT20の画面は第９図に示すセット
モードの画面に切換わり各測定項目の基準値、糸速、読
取領域幅（監視幅）、フロントトップローラ3bの直径、
オートモードにおけるアベレージ回数すなわち累加回数
の設定あるいは変更が可能となる。オートモードからセ
ットモードに移行した時点でオートモードにおける測定
は中断し測定中の錘のデータは破棄される。又、セット
モードにおいて必要項目が入力及び変更された後入力キ
ーＥを押すとオートモードに切換えが行なわれ、前記中
断した錘から測定が再開される。

なお、測定条件あるいは測定項目の基準値等が入力され
た後オートモードに移行した時点でロックキー27をロッ
ク状態にすると設定値がその状態で保持され、その状態
においてはモード切替スイッチをオート及びマニュアル
モード間で変更することは可能であるが、セットモード
にすることができないようになっている。セットモード
にする場合にはロックキー27のロック状態を解除した状
態でセットモード切換キー22を押す必要がある。

又、CRTの画面に画像が表示されている状態で画像表示
キー25を再び押すと画像の表示が行なわれなくなる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、例えば、糸速を予め紡出条件に対応した固定値とし
て入力するのではなく、フロントボトムローラの回転を
検出する検出器を設け検出器によるフロントボトムロー
ラの回転数の測定結果とフロントボトムローラの直径か
ら糸速すなわちフロントボトムローラの周速を演算し、
機台の紡出運転中における駆動系の電圧の変動あるいは
負荷の変動等の原因により糸速すなわちフロントローラ
の周速が変動した場合にも、実際のフロントローラの周
速からフロントボトムローラ3a及びフロントトップロー
ラ3bの周波数を算出し自動的に読取領域を変更可能に構
成してもよい。又、CPU13で他の処理と一緒にFFT手法に
よる演算を行なう代わりにCPU13とは独立したフーリエ
変換器を用いFFT処理をフーリエ変換器で独立して行な
うように構成してもよい。さらには、前記実施例におい
ては結束紡績機に具体化したが、オープンエンド精紡
機、リング精紡機等の他の紡績機に具体化すことももち
ろん可能である。

発明の効果 以上詳述したように、この発明によれば錘選択手段によ
る分析錘の選択が順次連続的に行なわれるオートモード
と所望の分析錘を選択可能なマニュアルモードとの切換
えが可能でしかもマニュアルモードにおける累加回数が
オートモードと独立して設定可能なため、必要な錘につ
いてのみより詳しい分析を行なうことが可能となり結果
として多数錘を１つの分析装置で管理する場合でも分析
時間を短くすることが可能となり糸ムラの測定における
無駄な時間消費をなくし多数錘を効率的に測定できると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を結束紡績装置に適用した場合の該略
図、第２図は電気ブロック回路図、第３図は表示装置及
び入力装置を示す正面図、第４図はスペクトル解析され
た糸信号を示す図、第5,6図はフローチャート、第７図
はオートモードにおけるCRT画面の表示画像を示す図、
第８図は同じくオートモードにおけるディーテイル画面
を示す図、第９図はセットモードにおけるCRT画面の画
像を示す図、第10図はマニュアルモードにおけるCRT画
面の画像を示す図である。 スラブキャッチャー７、A/D変換器８、錘選択手段とし
てのマルチプレクサ9,10、周波数分析手段，累加手段，
判断手段としてのCPU13、表示装置19、モード切換キー2
2,23,24、警報ランプ26。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行する糸の径又は断面積に対応した電気
   信号を出力するため各錘毎に配設されたセンサーと、 前記センサーからの出力信号を高速フーリエ変換手法に
   より周波数分析を行なう周波数分析手段と、 前記周波数分析手段による演算処理データを累加すると
   ともに、累加回数を任意に設定可能な累加手段と、 前記分析をするための錘を選択し、前記各センサーから
   の出力信号を前記周波数分析手段へ入力し得る状態にす
   る錘選択手段と、 前記錘選択手段による分析錘の選択が順次連続的に行な
   われるオートモードと、所望の分析錘を選択可能なマニ
   ュアルモードとに切換えるとともに、マニュアルモード
   における前記累加手段の累加回数をオートモードと独立
   して設定可能とする切換手段と、 前記累加手段による演算処理データと予め設定された基
   準値とを比較し、比較演算処理データが基準値を越えた
   とき異常と判断する判断手段と、 前記判断手段の判断結果を表示する表示手段とを備えた
   紡績機の糸ムラ分析装置。