JPH08113816A - 紡糸口金の全自動検査掃除装置及び検査掃除方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の紡糸口金孔の詰まりを自動的に検査お
よび掃除する装置であり、検査と掃除の時間を大幅に短
縮させる。 【構成】 装置１が支持台２と断面が□状の受台３、４
からなり、支持台２上の口金プレート５の基本的条件が
予め記憶設定されたコンピューター３１によってマルチ
サーボコントローラー３０を介してスライド部材９、１
５、１６を作動させてＣＣＤカメラ３０を三次元的に移
動させ、口金孔を自動的に１孔毎に検査していき、各孔
の詰まり率より不良孔を検出し、コンピューター３１に
記憶させる。次いで、コンピューター３１は不良孔のデ
ータを基にマルチサーボコントローラー３２を介してス
ライド部材１０、１７、１８を作動させて先端にドリル
掃除針２１を備えた回転モーター２２を三次元的に移動
させ、ドリル掃除針２１を不良孔に挿入し、さらにマル
チサーボコントローラー３４で該回転モーター２２を作
動させて不良孔内の異物を自動的に１孔毎に取り除いて
いく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紡糸口金自動検査掃除
装置に関するもので、更に詳しくは紡糸口金（以下単に
口金という）の孔の形状の確認、孔詰まり率の測定およ
び不良孔の判定から不良孔内の異物除去までを自動的に
行うための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】紡糸に口金を用いる溶融紡糸では、口金
の孔が汚れていたり、異物が孔内に付着していると紡糸
時に糸切れの原因となり紡糸ができなくなるという障害
が発生するため、口金の孔を清潔に保つことが大変重要
となる。従来の口金検査掃除装置は図６に示す通り、口
金支持台３６に対して直交する拡大レンズ３７と口金支
持台３６の下方より上向きに光を照射する照明装置３８
を設けた簡単な構造で、その口金支持台３６上に口金プ
レート３９を載せて、人手によって拡大レンズ３７を前
後左右に移動させながら１孔１孔汚れを検査し、不良孔
があれば、キリやエアー等を用いて掃除するのが一般的
であった。

【０００３】口金の孔は一般的に１mm以下の孔が多数あ
るため（口金の形状にもよるが、丸型の場合で数十個か
ら数百個、矩型の場合で数百個から数千個）、前記従来
の装置を用いた掃除方法では孔検査および孔掃除に莫大
な人手と時間を要し、また視覚検査であるため長時間の
検査は目が疲れて困難であり、孔の掃除がおろそかにな
る傾向があり、更に、孔検査および孔掃除に個人差が生
じるという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した従来
の口金孔の検査及び掃除に於いての問題点を改善し、複
数の口金孔の検査及び掃除を自動的に行える装置に関す
るものであって、検査及び掃除の精度並びにこれらの作
業に要する人手や時間の節減を図るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は複数の紡糸口金
孔を有する口金プレートが載置され、且つ該口金プレー
トの下方より光を照射できる照明器具を有した支持台
に、それぞれ立体的に直行するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の三軸
方向に独立して移動できるスライド部材が２組取り付け
られており、該スライド部材の一方には、拡大レンズを
備えた電荷結合素子カメラを有し、該カメラが画像処理
装置を介してコンピューターと接続されている口金孔自
動検査機が取り付けられており、他方のスライド部材に
は、該口金孔自動検査機の検査データを基に異物が詰ま
っている口金孔にドリル掃除針を挿入し、異物を取り除
く口金孔自動掃除機が取り付けられており、前記自動検
査機及び自動掃除機をコンピューターと接続されたマル
チサーボコントローラーによって三次元的に移動および
作動させることによって複数の紡糸口金孔の１つ１つの
検査および掃除を全自動で行うことを特徴とする紡糸口
金自動検査掃除装置。

【０００６】また本発明は複数の紡糸口金孔の異物詰ま
りを検査するに当たり、複数の紡糸口金孔に順次光を照
射し、その透過光を電荷結合素子カメラ（ＣＣＤカメ
ラ）で受光して画像処理することにより孔の詰まりの面
積を測定し、該測定値と該孔の詰まりのないクリーンな
状態の時の孔断面積とから該孔の詰まり率を求め、該詰
まり率が規定数値以上となると不良孔と判定して該不良
孔の位置をすべてコンピューターに記憶させた後に、該
コンピューターの出力信号により、各不良孔の上にドリ
ル掃除針を移動させて不良孔の１つ１つにドリル掃除針
を挿入し、更に、該ドリル掃除針を回転させることによ
って孔内の異物を取り除くことを特徴とする紡糸口金自
動検査掃除方法である。

【０００７】ここで本発明の口金自動検査掃除装置につ
いて図面を用いて説明する。図１は本発明の口金自動検
査掃除装置の一例を示す図である。図１において本発明
の装置１は支持台２、断面が□状の受台３、４からなっ
ている。支持台２は図２に示すように口金プレート５の
載置面に開口部６が形成され、その下側にすりガラス７
が取り付けられ、さらにその下側に照明器具８が取り付
けられている。また、支持台２は受台３、４の内部を貫
通していると共に、支持台２の裏側にスライド部材９、
１０が取り付けられている。支持台２は架台（図示略）
に固定されており、スライド部材９、１０は図３に示す
ように断面が凹状に成形された枠１１とその内部の２本
のレール１２および該レール１２の外側に取り付けられ
た側板１３からなり、該側板１３によって受台３、４は
スライド部材９、或いは１０に取り付けられている。従
って、受台３はスライド部材９によって、また、受台４
はスライド部材１０によってそれぞれ左右方向（図１中
Ｘ軸方向）に移動可能とされている。なお、図３中符号
１４は駆動軸であり、モーター等の駆動装置およびロー
タリーエンコーダー（図示略）が設けられ、該駆動軸を
所定の角度だけ回転させる（後述図４、５も同様）。ま
た、支持台２および受台３、４の形状は何等これに限定
されるものではなく、必要に応じて適宜の形状のものを
使用することができる。

【０００８】前記受台３は上部外側にスライド部材１
５、１６が取り付けられ、また、前記受台４にはスライ
ド部材１７、１８が取り付けられている。該スライド部
材１６に拡大レンズ１９を備えた電荷結合素子カメラ
（ＣＣＤカメラ）２０が支持台２方向に向けて取り付け
られている。一方、スライド部材１８には先端にドリル
掃除針２１を備えた回転モーター２２がこれも支持台２
方向に向けて取り付けられている。スライド部材１５、
１７は図４に示すように断面が凹状に成形された枠２３
とその内部の２本のレール２４および該レール２４の外
側に取り付けられた側板２５からなり、該側板２５にス
ライド部材１６、１８がＬ型金具２６を介して取り付け
られている。従って、スライド部材１６に取り付けられ
たＣＣＤカメラ２０は該スライド部材１５によって、ま
た、スライド部材１８に取り付けられた回転モーター２
２は該スライド部材１７によってそれぞれ前後方向（図
１中のＹ軸方向）に移動可能とされている。

【０００９】また、スライド部材１６、１８は図５に示
すように断面が凹状に成形された枠２７とその内部の２
本のレール２８および該レール２８の外側に取り付けら
れた側板２９からなり、該側板２９にＣＣＤカメラ２０
または回転モーター２２が取り付けられている。従っ
て、ＣＣＤカメラ２０はスライド部材１６によって、ま
た、回転モーター２２はスライド部材１８によってそれ
ぞれ上下方向（図１中のＺ軸方向）に移動可能とされて
いる。即ち、スライド部材１６に取り付けられているＣ
ＣＤカメラ２０はスライド部材９、１５、１６によっ
て、またスライド部材１８に取り付けられている回転モ
ーター２２はスライド部材１０、１７、１８によってそ
れぞれ支持台２上でＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の任意の位置
へ移動可能とされている。

【００１０】前記スライド部材９、１５、１６は何れも
マルチサーボコントローラー３０を介してコンピュータ
ー３１と接続され、また、前記スライド部材１０、１
７、１８は何れもマルチサーボコントローラー３２を介
してコンピューター３１と接続されている。また、ＣＣ
Ｄカメラ２０は画像処理装置３３を介してコンピュータ
ー３１と接続され、回転モーター２２はマルチサーボコ
ントローラー３４を介してコンピューター３１と接続さ
れている。尚、コンピューター３１には口金の形状（矩
型または円形等）、口金の各部の寸法、孔の半径、孔の
ピッチ、一列当たりの孔の個数、列数、列のピッチ、検
査開始初めの孔の位置等の口金孔の検査、掃除に必要な
データが予め記憶設定されている。

【００１１】口金孔の検査、掃除を行うには、口金プレ
ート５を支持台２の上に載せた後、コンピューター３１
でマルチサーボコントローラー３０を作動させてスライ
ド部材９内の側板１３およびスライド部材１５内の側板
２５をそれぞれＸ軸、Ｙ軸方向へ移動させ、ＣＣＤカメ
ラ２０を口金プレート５の複数孔の１つの孔の真上に順
次位置させ、さらにスライド部材１６内の側板２９をＺ
軸方向に移動させてＣＣＤカメラ２０の焦点を合わせ
る。尚、正確な詰まり率を測定するにはＣＣＤカメラ２
０の焦点合わせが重要となるので焦点自動補正装置付き
のＣＣＤカメラを用いるのが好ましい。焦点合わせの
後、照明器具８から光を照射し、拡大レンズ１９で孔を
拡大してＣＣＤカメラ２０で写し出す。その際の拡大さ
れた孔の状態はモニター３５で直接観察できる。ＣＣＤ
カメラ２０で写し出された口金孔は画像処理装置３３で
画像処理し、該画像はコンピューター３１に入力され
る。尚、ＣＣＤカメラ２０で受光した画像は数十万画素
に分解され、画面の明るさを数百諧調に分解している。
さらに、画面の明るさは、例えば４０諧調をしきい値と
した場合、このしきい値を基準として明るいか暗いかに
より白と黒に二値化される。その結果、口金孔を透過し
た光の明るさを白い部分と黒い部分とに判別し、黒い部
分には異物が存在するものとして異物の有無を簡単に判
定し、この黒い部分の画素を積算することにより異物存
在部分の面積が計算される。ただし、孔の円周内側に
歪、ノイズ等があると汚れ、異物の存在として判定され
る恐れがある。そのため、孔の円周内側部分を一部マス
クすること（孔の面積計算より除外する）で孔の汚れの
状態の誤差を無くす必要がある。即ち、画面より孔の半
径を測定し、コンピューター３１に予め記憶設定されて
いる孔の半径のデータと比較して、その差が１０μｍ以
内であれば、測定した半径を基準半径とし、その基準半
径から内側数μｍ（例えば５μｍ）を孔の面積計算より
除外して、ここで求められた孔の面積を１００％（基準
面積）とする。尚、前記しきい値およびマスク値は従来
の方法による検査結果から経験的に求めることができ、
コンピューター３１に予め記憶設定しておけば良い。

【００１２】次いで、前記マスクされた口金孔の内部に
ある黒い部分の面積（汚れ或いは異物の面積）を測定す
る。この面積を前記基準面積で割った値が詰まり率とさ
れ、該詰まり率のしきい値を、例えば１．０％としてコ
ンピューター３１に予め記憶設定しておけば、該しきい
値よりも大きい値を示す孔を不良孔として判定し、該不
良孔の位置をコンピューター３１が座標化し、記憶して
いく。尚、このしきい値は従来の方法による検査結果か
ら経験的に求めることができる。以上の一連の動作を全
ての孔に対して行うと検査は終了し、検査終了後は口金
孔検査機（ＣＣＤカメラ２０）は装置端に待避する。

【００１３】待避完了後、コンピューター３１は前記口
金孔検査機の検査データを基にマルチサーボコントロー
ラー３２を作動させてスライド部材１０内の側板１３お
よびスライド部材１７内の側板２５をそれぞれＸ軸、Ｙ
軸方向へ移動させ、前記不良孔の真上にドリル掃除針２
１を位置させる。その後、スライド部材１８内の側板２
９をＺ軸方向に移動させ、ドリル掃除針２１を不良孔に
挿入する。この際のスライド部材１８内の側板２９の移
動量はコンピューター３１に予め記憶設定されている口
金プレート５の外寸法より決められる。尚、ドリル掃除
針２１はドリル部の長さが孔の深さよりも数ｍｍ長く、
針径が孔径よりも数十μｍから数百μｍ小さいものを用
いるのが好ましい。例えば、孔径０．５ｍｍ、深さ１ｍ
ｍの孔に対しては針径０．４ｍｍ、長さ２〜３ｍｍ程度
のものを用いれば良い。また、ドリル掃除針２１の材質
は一般的な合金工具鋼でよい。

【００１４】挿入完了後、コンピューター３１はマルチ
サーボコントローラー３４を介して回転モーター２２を
作動させ、これと同時にマルチサーボコントローラー３
２を作動させてスライド部材１８内の側板２９を揺動さ
せ、これによりドリル掃除針２１を回転させながらＺ軸
方向に往復運動させる。この際のドリル掃除針２１の回
転速度および往復運動の速度や距離は任意に設定可能で
ある。コンピューター３１はドリル掃除針２１を数秒間
作動させた後、回転モーター２２を停止し、さらにマル
チサーボコントローラー３２を作動させてスライド部材
１８内の側板２９をＺ軸方向に動かし、ドリル掃除針２
１を孔より引き抜く。その後、前記一連の動作を不良孔
の全てについて行うことで孔の掃除が完了となる。全て
の不良孔の掃除が終了すると口金孔掃除機は口金孔検査
機とは反対の装置端に待避する。

【００１５】口金孔掃除機の待避完了後、再度口金孔検
査機の前記一連の動作で不良孔のみを検査し、不良孔が
無くなるまで掃除、検査を繰り返し、不良孔数が０とな
ったところで全ての作業を完了する。

【００１６】

【発明の作用】以上説明してきたように、本発明では作
業員が予めコンピューター３１に口金孔の検査および掃
除に必要なデータを入力し、装置をスタートさせるだけ
で、該装置が複数の口金孔の検査、掃除を自動的に行っ
てくれるため、装置の作動中は手間がかからず、従っ
て、作業の省力化が行える作用がある。また、口金孔の
検査および掃除を全てコンピューター３１が行うため作
業時の個人差がなく、従って、検査および掃除の精度が
向上し、更に全作業の時間短縮化が行える作用がある。

【００１７】

【実施例】

実施例 第１図に示した装置に幅２００ｍｍ、長さ２０００ｍｍ
の矩型状で、口金孔径０．６ｍｍ、孔のピッチ５．１ｍ
ｍ、孔総数３５００個、列数１０列、列のピッチ１６．
８ｍｍ、１列の孔数３５０個の口金プレート５を載置
し、口金孔の検査および掃除を行った。尚、口金プレー
ト５は流動槽に４時間入れて樹脂分を燃焼させ、温水洗
浄後、超音波洗浄を４時間実施し、乾燥させたものであ
る。また、ドリル掃除針２１のドリル部の径は０．５ｍ
ｍ、長さ３ｍｍであり、回転モーターの作動時間を３
秒、往復運動の片道距離を１．０ｍｍ、速度を２．０ｍ
ｍ／秒に設定した。尚、装置は検査→掃除→検査→掃除
→検査の行程を行って作業を全て完了した。

【００１８】比較例１ 実施例と同種の口金プレートを同様の洗浄処理を行った
後、図６の従来の装置を用いて口金孔を１孔毎に検査
し、不良孔と思われる孔はキリとエアーを用いて掃除を
行っていった。尚、孔掃除に携わる作業員は１名とし
た。

【００１９】比較例２ 比較例１と同様に口金孔の検査、掃除を行った。ただ
し、孔掃除に携わる作業員は交替で３名とした。実施例
および比較例１、２で得られた下記の各データを表１に
示した。

【００２０】

【表１】

【００２１】（１）総作業時間：口金孔の検査開始から
掃除終了までの時間。 （２）１孔当たりの検査時間：１孔を検査するのに要し
た時間の平均。 （３）１孔当たりの掃除時間：１孔を掃除するのに要し
た時間の平均。 （４）第１回目検査時の不良孔数：第１回目の検査で不
良孔と認められた孔の総数。 （５）第２回目検査時の不良孔数：第２回目の検査で不
良孔と認められた孔の総数。（実施例のみ） （６）再検査時の不良孔数：実施例で用いた装置の口金
孔検査機を使って、それぞれの例において掃除が完了し
た口金プレートを再度検査した時の不良孔の総数。 尚、（４）〜（６）の項目における表中の不良孔率＝不
良孔総数／口金孔総数×１００（％）である。

【００２２】表１から明らかなように、実施例による口
金孔の検査、掃除では比較例１、２に比べて総作業時間
が１／３〜１／４と短く、口金孔の検査および掃除の精
度も高く、作業完了後の口金孔の状態は大変良好であっ
た。比較例１、２では作業を連続的に行うには目の疲れ
等で１時間が限度であった。従って、比較例１では作業
の合間に１５分の休憩を取りながら作業を続けたが、作
業の後半には疲労により作業時間が長く、しかも作業精
度が落ちてしまった。また、比較例２では作業者３人で
交替しながら行ったため比較例１に比べれば作業時間も
短く、作業精度も良好であったが、実施例におよぶもの
ではなかった。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では作業員
が予めコンピューター３１に口金孔の検査および掃除に
必要なデータを入力し、装置をスタートさせるだけで、
該装置が複数の口金孔の検査、掃除を自動的に行ってく
れるため、装置の作動中は手間がかからず、従って、作
業の省力化が行える効果がある。また、口金孔の検査お
よび掃除を全てコンピューター３１が行うため作業時の
個人差がなく、従って、検査および掃除の精度が向上
し、更に全作業の時間短縮化が行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例の要部斜視図である。

【図２】図２は図１の要部分解斜視図である。

【図３】図３は図２中Ａ−Ａ’線要部断面図である。

【図４】図４は図２中Ｂ−Ｂ’線要部断面図である。

【図５】図５は図２中Ｃ−Ｃ’線要部断面図である。

【図６】図６は従来装置の一例の正面図である。

【符号の説明】

１：本発明の装置 ２：支持台 ３：口金孔検査機側断面□状受台 ４：口金孔掃除機側断面□状受台 ５：口金プレート ６：支持台開口部 ７：すりガラス ８：照明器具 ９、１５、１６：口金孔検査機側スライド部材 １０、１７、１８：口金孔掃除機側スライド部材 １１、２３、２７：凹状枠 １２、２４、２８：レール １３、２５、２９：側板 １４：駆動軸 １９：拡大レンズ ２０：電荷結合素子カメラ（ＣＣＤカメラ） ２１：ドリル掃除針 ２２：回転モーター ２６：Ｌ型金具 ３０：口金孔検査機用マルチサーボコントローラー ３１：コンピューター ３２：口金孔掃除機用マルチサーボコントローラー ３３：画像処理装置 ３４：回転モーター用マルチサーボコントローラー ３５：モニター ３６：従来装置支持台 ３７：従来装置拡大レンズ ３８：従来装置照明器具 ３９：口金プレート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の紡糸口金孔を有する口金プレート
   が載置され、且つ該口金プレートの下方より光を照射で
   きる照明器具を有した支持台に、それぞれ立体的に直行
   するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の三軸方向に独立して移動できる
   スライド部材が２組取り付けられており、該スライド部
   材の一方には、拡大レンズを備えた電荷結合素子カメラ
   を有し、該カメラが画像処理装置を介してコンピュータ
   ーと接続されている口金孔自動検査機が取り付けられて
   おり、他方のスライド部材には、該口金孔自動検査機の
   検査データを基に異物が詰まっている口金孔にドリル掃
   除針を挿入し、異物を取り除く口金孔自動掃除機が取り
   付けられており、前記自動検査機及び自動掃除機をコン
   ピューターと接続されたマルチサーボコントローラーに
   よって三次元的に移動および作動させることによって複
   数の紡糸口金孔の１つ１つの検査および掃除を全自動で
   行うことを特徴とする紡糸口金自動検査掃除装置。
2. 【請求項２】 複数の紡糸口金孔の異物詰まりを検査す
   るに当たり、複数の紡糸口金孔に順次光を照射し、その
   透過光を電荷結合素子カメラ（ＣＣＤカメラ）で受光し
   て画像処理することにより孔の詰まりの面積を測定し、
   該測定値と該孔の詰まりのないクリーンな状態の時の孔
   断面積とから該孔の詰まり率を求め、該詰まり率が規定
   数値以上となると不良孔と判定して該不良孔の位置をす
   べてコンピューターに記憶させた後に、該コンピュータ
   ーの出力信号により、各不良孔の上にドリル掃除針を移
   動させて不良孔の１つ１つにドリル掃除針を挿入し、更
   に、該ドリル掃除針を回転させることによって孔内の異
   物を取り除くことを特徴とする紡糸口金自動検査掃除方
   法。