JPS628058A - ２重回転設備の内側回転体の回転速度測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、２ｍ！１回転設備の内側回転体の回転速度測
定方法及び装置に係り、特に、例えばパンチャー型撚線
機のオーバーツイスタの回転速度を測定する際に用いる
のに好適な、内側回転体と、その外側を回転する外側回
転体を含む２重回転設備の内側回転体の回転速度測定方
法及び装置の改良に関する。

【従来の技術】

例えば第２図に示すような、素線ボビン１０Ａ１１０Ｂ
、ＩＯＣ・・・が撚線機本体２０の外側に置かれたパン
チャー型撚線機は、大型化が可能という利点を有してお
り、広く用いられている。このパンチャー型！！線機に
おいては、ｉ’！−１１機本体２０の外部に置かれた複
数の素線ボビン１０Ａ、１０Ｂ。 １０Ｃ・・・のそれぞれから、素線１２Ａ、１２８゜１
２０・・・が、矢印Ａに示す如く、ＩＩＡ機本体２０の
中に入って行き、次に、回転している弧状のツイスタ２
２（外側回転体）に沿って素線入り口２０Ａの反対側ま
で行き、回転しているツイスタ２２の内側に導かれて撚
１ｉ！２４となり、オーバーツイスタ２６等を経由して
、製品ボビン２８に巻き取られる。 このような撚線機によって１造される製品の品質管理項
目としては、撚り具合の均一性、撚り形状、製品ボビン
巻き取り時の張力等が挙げられるが、製品ボビン２８が
撚線機本体２０内の回転しているツイスタ２２の中にあ
るため、轡き取り前の張力、撚り状態等の製品の品質検
査が困難であるという欠点を有している。例えば、撚り
具合の均一性を保証するためには、製品の撚り矯正に用
いられるオーバーツイスタ２６の回転速度が、ツイスタ
２２の回転速度（３０００ｒｐｍ程度）と一定の比率（
６〜７割）を保持することが重要であり、ツイスタ２２
の回転速度と共に、オーバーツイスタ２６の回転速度も
監視する必要がある。 このオーバーツイスタ２６は、ツイスタ２２と連結ぎれ
ており、一応ツィスタ２２と連係して回転する機構にな
ってはいるが、この連結部でスリップを起こし、両者の
回転数の比が一定でなくなることもあり得るため、両者
の回転数をそれぞれ独立に測定する必要がある。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら従来は、外側に回転するツイスタ２２が存
在するため、オーバーツイスタ２６の回転速度の測定は
行われていなかった。これは、オーバーツイスタ２６が
、回転しているツイスタ２２の中にあるため、信号ケー
ブルを中まで伸ばすことが非常に困難であり、又、光学
的手法でオーバーツイスタ２６の回転速度を測定しよう
としても、ツイスタ２２の回転による信号が、オーバー
ツイスタ２６の回転信号のノイズとなり、正確な測定が
困難であるからである。 このような問題点を解消するべく、出願人は既に、特願
昭５９−２４４８４６で内側回転体、即ち、オーバーツ
イスタ２６の回転速度を光学的に測定する方法を提案し
ている。 これは、第３図に示す如く、オーバーツイスタ２６の両
側に光源３０と受光素子３６を設けると共に、ツイスタ
２２が光′ｆＲ３０より照射された光束３２を遮る周期
よりも、オーバーツイスタ回転板２６Ａ上に設けられた
光線遮蔽板３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ・・・が光束３２を
オン、オフする周期を長くして、前記受光素子３６で受
光される−受光信号に基づいてオーバーツイスタ２６の
回転速度を測定する測定装置である。 即ち、この測定装置においては、前記受光信号を増幅す
る増幅器３８の第４図（Ａ＞に示す如き出力を、ツイス
タ回転計４６で検出されたツイスタ２２の回転速度に比
例するように自動的に設定されたカットオフ周波数「Ｃ
を有するローパスフィルタ４０に入力し、第４ｅ（Ａ）
中の破線部に示す高周波成分、即ち、ツイスタ２２が光
束３２を遮ることによって生ずる受光信号中のノイズを
除去して第４図（Ｂ）に示す如き回転信号を求め、その
回転信号を波形整形回路４２で第４図（Ｃ）に示す如く
矩形波に波形整形し、波形整形された回転信号を周波数
カウンタ４４で計数して前記オーバーツイスタ２６の回
転速度を測定する。 しかしながら、この方法では、−撚線機の回転に伴なう
撮動により光１１１３０の姿勢が変動するため、光束３
２の方向が初期の設定からずれてしまい、受光素子３６
上に光束３２が当らなくなることがある。従って、その
度に人手等により光軸調整を行う必要があるという問題
点を有していた。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、光源の姿勢を自動制御することにより、常に光束
が受光素子の同一箇所に照射されるようにして、内側回
転体と、その外側を回転する外側回転体を含む２重回転
設備の内側回転体の回転速度を安定して精度良く検出す
ることができる２重回転設備の内側回転体の回転速度測
定方法及び装置を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、内側回転体と、その外側を回転する外側回転
体を含む２重回転設備の内側回転体の回転速度測定方法
において、内側回転体の光線遮蔽部材に向けて、外側回
転体の外側に配設した光源から光束を照射し、該光線遮
蔽部材の反対側に配設した受光素子により前記光束を受
光して、明部と暗部の長さがほぼ等しく、且つ、外側回
転体による遮蔽信号よりも周波数の低い受光量信号を発
生すると共に、前記受光素子上の光束が照射される位置
を検出し、該検出位置に基づき、前記光源から照射され
る光束が、常に前記受光素子の同一箇所に照射されるよ
うに、前記光源の姿勢を制御すると共に、前記受光量信
号から、外側回転体の回転速度に比例したカットオフ周
波数で高周波成分を除去して回転信号を発生し、該回転
信号から内側回転体の回転速度を求めるようにして、前
記目的を達成したちのである。 又、本発明は、内側回転体と、その外側を回転する外側
回転体を含む２重回転設備の内側回転体の回転速度測定
装置において、外側回転体の外側に配設された光源と、
内側回転体の回転に従って、該光源からの光束を、明部
と暗部の長さがほぼ等しく、且つ、前記外側回転体によ
る遮蔽周期よりも遅い周期でオン、オフするようにされ
た光線遮蔽部材と、該光線遮蔽部材を通過゛した光束を
前記光源と相対向する位置で受光して、受光量と該光束
の照射位置を検出する受光素子と、該受光素子が検出し
た光束の照射位置信号に基づき、前記光源からの光束が
常に前記受光素子の同一箇所に照射されるように、該光
源の姿勢を制御する制御手段と、前記受光素子が検出し
た受光量信号を増幅する増幅器と、前記外側回転体の回
転速度を検出する外側回転速度検出手段と、該外側回転
速度検出手段出力の外側回転体の回転速度に比例したカ
ットオフ周波数で前記増幅器出力の高周波出力を除去す
るローパスフィルタと、該Ｏ−バスフィルタ出力によっ
て得られる回転信号を計数して、内側回転体の回転速度
を求めるための周波数カウンタと、該周波数カウンタ出
力の内側回転体の回転速度と前記外側回転速度検出手段
出力の外側回転体の回転速度との比を計算して、回転比
率を求めるための割算器とを備えることにより、同じく
前記目的を達成したものである。

【作用】

以下本発明の作用を、例えば、２１ｉ回転設備であるパ
ンチャー型撚線機に本発明が適用された場合について説
明する。 前記撚線機の内側回転体であるオーバーツイスタの回転
速度を測定する際は、オーバーツィスタ回転板に設けら
れた光線遮蔽板に、光源から光束を照射し、前記光Ｉｉ
Ｉ′ａ蔽板の反対側に設けられた受光素子で、前記光１
！蔽板を通過する光束を受光し、受光量信号を発生する
と同時に受光素子上への光束の照射位置を検出する。そ
して、該受光素子から出力される光束の照射位置信号に
より光束の方向の変動、即ち、光源の姿勢の変動を検出
し、光源の姿勢を一定に制御する。従って、常に光束の
方向を一定として光束を前記受光素子の同一箇所に照射
することができるため、安定して受光量信号を発生する
ことができる。 又、前記光線遮蔽板は、前記光束が遮られる時間と、前
記光束が通過する時間をほぼ等しくでき、又、前記撚線
機の外側回転体であるツイスタにより前記光束が遮られ
る時間よりも、前記光束が前記光ｍ″ａａ蔽板過する時
間を−長くするように設置されている。従って、カット
オフ周波数を適正に設定したＯ−バスフィルタを用いれ
ば、ツイスタにより光線が遮られることによって発生す
る受光量信号への影響、即ち、高周波成分を取り除くこ
とができる。 即ち、ツイスタの回転速度を測定し、ローパスフィルタ
のカットオフ周波数を、前記ツイスタの回転速度に比例
した値に自動設定し、前記受光量信号を増幅する増幅器
の出力を前記ローパスフィルタに入力し、該ローパスフ
ィルタでは、前記高周波成分を除去し、波形整形回路で
該ローパスフィルタの出力に適当な波形整形を施し、又
は、該ローパスフィルタの出力をそのままで、周波数カ
ウンタ等で計数することにより前記オーバーツイスタの
回転速度を検出できる。 このようにして、光学的方法を用いてオーバーツイスタ
の回転速度を測定する時に、該オーバーツイスタ等の回
転による振動が生じても安定した受光量信号を得ること
ができ、又、ツイスタが光束を遮ることによって生ずる
誤差をなくすことができる。従って、２重回転設備の内
側回転体、即ち、オーバーツイスタの回転速度を外側回
転体、即ち、ツイスタの回転の影響を受けることなく、
安定して精度良く検出することが可能となる。

【実施例】

以下図面を参照して、本発明が採用されたパンチャー型
撚榛機のオーバーツイスタ２６の回転速度測定装置の実
施例を詳細に説明する。 本実施例は、第１！！ｌに示す如く、前記従来例と同様
の光ｍ遮蔽板３４Ａ１３４Ｂ、３４Ｃ・・・と、増幅ｆ
ｉ３８とローパスフィルタ４０と、波形整形回路４２と
、周波数カウンタ４４と、ツイスタ回転計゛４６を有す
るオーバーツイスタ２６の回転速度測定装置において、
光［３０をツイスタ２２の外側に配設すると共に、受光
素子３６Ａを一前記光ｍａ蔽板３４Ａ、３４Ｂ、３４　
Ｃ・を通過した光束３２を受光して、受光素子３６Ａ上
への光束の照射位置を２次元的に検出し、且つ、受光量
を求めるものとし、更に、該受光素子３６Ａからの前記
光束の照射位置信号を基に前記光源３０の姿勢を制御し
、該光ｉｌｌ！３０からの光束３２の方向が常に一定方
向になるようにする姿勢制御装置５０と、周波数カウン
タ４４出力のオーバーツイスタ２６の回転速度Ｎｏとツ
イスタ回転計４６出力のツイスタ２２の回転速度Ｎｔと
の比を計算して、回転比率Ｒｎを求めるための割算器４
８とを設けたものである。 なお、前記光源３０から照射される光束３２は、指向性
を有するものが望ましく、コリメートされたレーザ光が
より望ましい。 又、前記受光素子３６Ａには、全ての受光量及び光束の
照射位置を出力することが可能な半導体２次元位置検出
素子（ｐｏｓｌｔｌｏｎ　５ｅｎｓｌｔｌｖｅ　ｄｅｔ
ｅｃｔｏｒ以下ＰＳＤと略す）を用いることができる。 以下実施例の作用を説明する。 第１図のような構成において、ＰＳＤ３６Ａの検出する
、該ＰＳＤ３６Ａ上への光束３２の照射位置信号Ｘ、Ｙ
が、初期に設定された光束照射位ＩＸｏ、Ｙｏからずれ
た量Δｘ１ΔＹを次式から求める。 ΔＸ−Ｘ−Ｘｏ　　　　　・・・・・・・・・（１）Δ
Ｙ＝Ｙ−Ｙｏ　　　　　・・・・・・・・・（２）この
求められた光束の照射位置のずれ量ΔＸ。 ΔＹに応じて前記光源３０の姿勢を姿勢制１Ｉｌｌ装置
５０で制御し、光１ｌＩ３０からの光束３２の方向が常
に一定方向となるようにする。従って、光束３２は、常
にＰＳＤ３６Ａの受光面上の同一地点に照射されること
となり、オ・−バーツイスタ２６の回転速度の測定が安
定して行える。 更に、従来と同様にして求められたオーバーツイスタ２
６の回転速度Ｎｏ、即ち、周波数カウンタ４４の出力と
、ツイスタ２２の回転速１！ｌＮｔ　１即ち、ツイスタ
回転計４６の出力とを割算器４８に入力し、オーバツイ
スタ２６とツイスタ２２の回転比Ｒｎを得る。ツイスタ
２２とオーバーツイスタ２６との連結部の異常等で、前
記回転比Ｒｎと、予め設定した回転比とが一定比率の範
囲外になった場合は、異常信号を出力する装置等からツ
イスタ２２を停止させる信号を送り、前記異常等に対処
することにより、異常品の発生を事前に完全な形で防止
することが可能となり、撚線の品質保証の上で多大な効
果を有する。 本発明に係る光束の方向を制御する方法を採用する前、
即ち改良前の方法と本発明法とにより、１×５撚りワイ
ヤ（０，６７ｎφ）を実機で１５Ｑ　ｔｏｎずつ製作し
たものを比較した。改良前の方法では、はぼ１箇月で光
束の照射位置が受光素子３６上からずれてしまい、約０
．０３％の撚り不良が発生していたが、本発明法によれ
ば、光束３２のずれを完全に防止できたため、撚り不良
発生率は、０．０２％と改良前の方法の２／３に低減で
き、本発明の有効性が確認できた。 なお、前記実施例においては、複数枚の光Ｉｌｌ遮蔽板
３４Ａ、３４Ｂ１３４Ｃ・・・がオーバーツイスタ回転
板２６Ａに取付けられていたが、光線遮蔽板の枚数や取
付は位置はこれに限定されず、１枚としたり、オーバー
ツイスタ２６と共に回転する他の場所に取付けたりする
ことができる。又、別体の光線遮蔽板を設けることなく
、オーバーツイスタ２６の形状を工夫して、オーバーツ
イスタ２６自身で光束３２をオンオフするように構成す
ることもできる。 又、前記実施例では、ローパスフィルタ出力を波形整形
回路４２で波形整形し、該波形整形回路４２出力を周波
数カウンタ４４で計数していたが、波形整形回路４２は
必ずしも必要ではなく、ローパスフィルタ４０の出力を
直接周波数カウンタで計数してもよい。 更に、前記実施例は、本発明を、パンチャー型撚線機の
オーバーツイスタの回転速度測定に適用したものである
が、本発明の適用範囲はこれに限定されず、内側回転体
と、その外側を回転する外側回転体を含む一般の２重回
転設備の内側回転体の回転速度測定にも同様に適用でき
ることは明らかである。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、内側回転体と、そ
の外側を回転する外側回転体を含む２重回転設備の内側
回転体の回転速度を、回転による振動の影響を受けずに
安定して、又、外側回転体の回転状態にかかわらず正確
に検出することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が採用されたパンチャー型撚線機のオ
ーバーツイスタの回転速度測定＠置の実施例の構成を示
す、一部ブロック線図を含む横断面図、第２図は、本発
明が適用されるパンチャー型撚線機の全体構成を示す縦
断面図、第３図は、前記パンチャー型撚線機のオーバー
ツイスタの回転速度の測定に適用された、光学的手法に
よる回転速度測定装置の従来例の構成を示す、一部ブロ
ック線図を含む横断面図、第４図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は
、前記従来例における各部信号波形の例を示す線図であ
る。 ２２・・・ツイスタ（外側回転体）、 ２６・・・オーバーツイスタ（内側回転体）、３０・・
・光源、 ３２・・・光束、 ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｇ・・・光線遮蔽板、３６・・・
受光素子、 ３６Ａ・−Ｐ　Ｓ　Ｄ　。 ３８・・・増幅器、 ４０・・・ローパスフィルタ、 ｆｃ・・・カットオフ周波数、 ４４・・・周波数カウンタ、 ＮＯ・・・オーバーツイスタ回転速度、４６・・・ツイ
スタ回転計、 Ｎ【・・・ツイスタ回転速度、 ４８・・・割算器、 Ｒｎ・・・回転比率、 ５０・・・姿勢制御装置、 ΔＸ、ΔＹ・・・光束の照射位置のずれ量。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内側回転体と、その外側を回転する外側回転体を
   含む２重回転設備の内側回転体の回転速度測定方法にお
   いて、 内側回転体の光線遮蔽部材に向けて、外側回転体の外側
   に配設した光源から光束を照射し、該光線遮蔽部材の反
   対側に配設した受光素子により前記光束を受光して、明
   部と暗部の長さがほぼ等しく、且つ、外側回転体による
   遮蔽信号よりも周波数の低い受光量信号を発生すると共
   に、前記受光素子上の光束が照射される位置を検出し、
   該検出位置に基づき、前記光源から照射される光束が、
   常に前記受光素子の同一箇所に照射されるように、前記
   光源の姿勢を制御すると共に、前記受光量信号から、外
   側回転体の回転速度に比例したカットオフ周波数で高周
   波成分を除去して回転信号を発生し、 該回転信号から内側回転体の回転速度を求めるようにし
   たことを特徴とする２重回転設備の内側回転体の回転速
   度測定方法。
2. （２）内側回転体と、その外側を回転する外側回転体を
   含む２重回転設備の内側回転体の回転速度測定装置にお
   いて、 外側回転体の外側に配設された光源と、 内側回転体の回転に従つて、該光源からの光束を、明部
   と暗部の長さがほぼ等しく、且つ、前記外側回転体によ
   る遮蔽周期よりも遅い周期でオン、オフするようにされ
   た光線遮蔽部材と、 該光線遮蔽部材を通過した光束を前記光源と相対向する
   位置で受光して、受光量と該光束の照射位置を検出する
   受光素子と、 該受光素子が検出した光束の照射位置信号に基づき、前
   記光源からの光束が常に前記受光素子の同一箇所に照射
   されるように、該光源の姿勢を制御する制御手段と、 前記受光素子が検出した受光量信号を増幅する増幅器と
   、 前記外側回転体の回転速度を検出する外側回転速度検出
   手段と、 該外側回転速度検出手段出力の外側回転体の回転速度に
   比例したカットオフ周波数で前記増幅器出力の高周波成
   分を除去するローパスフィルタと、該ローパスフィルタ
   出力によつて得られる回転信号を計数して、内側回転体
   の回転速度を求めるための周波数カウンタと、 該周波数カウンタ出力の内側回転体の回転速度と、前記
   外側回転速度検出手段出力の外側回転体の回転速度との
   比を計算して、回転比率を求めるための割算機と、 を備えたことを特徴とする２重回転設備の内側回転体の
   回転速度測定装置。