TW455635B - Method for monitoring yarn tension in yarn manufacturing process - Google Patents

Description

45 563 5 A7 B7 經珩部中决標隼局只.ΐ消费合作社印絮 五、發明説明（1 ) 發明背景 1 .發明領域 本發明係有關於一種於製紗過程中監視纺紗裝置所紡之 紗藉捲繞裝置捲繞時之紗張力之方法。 2 .相.關技藝説明 最近’於製造合成纖維紗如聚酿胺或聚酯之製紗過程中 ，紡紗裝置所紡之紗係藉捲繞裝置捲繞；該捲繞裝置包括 橫動機制’使筒管附著其上之心軸，適合接觸捲繞於筒管 上之紗以施加表面壓力於紗之接觸輥及捲繞狀況檢測裝置 。紗之張力總是藉配置於捲繞裝置上游側之紗張力檢測装 置檢測，以監視製紗過程並藉分析檢測之張力檢測製造過 程是否在正常狀態下。 紗張力檢測裝置所檢測之紗張力因若干因素而異^ 一方 面’紗張力之變異係由製紗過程之眞正異常所引起，另一 面，則是生產因素所引起。生產因素所引起之張力變異之 一係基於製造狀況之改變，如橫動速度之改變及心軸轉動 速度之改變。 紗係在若干不同橫動方法之一下藉捲繞裝置捲繞。例如 ，已知的有任意橫動方法，跳帶橫動法（ribb〇n扣叫 traversing method) ’程序橫動法’多繞橫動法及這些橫動法 之组合。例如，圖3顯示任意橫動法，其中橫動速度循環改 變以實現帶中斷，而橫動角度則保持恆定。圖4顯示跳帶橫 動法’其中橫動速度只在帶區域突然改變，而橫動角度則 保持恆定。圖5顯不程序橫動法，其中橫動速度自捲繞開始 -4 - t纸張尺度適用中國國家標準（CNS)Α4規格（210x 297公釐） - I m I - < H^J I F·- I 1 -^1 一 J4 ί请先閱讀背面之注意事項再填寫本I ) 5 U·' " -漪部中央標準局月工消费合作社印聚 A7 r-~___5Z_____ 五、發明説明（2 ) 至捲繞結束總是不斷改變以改變橫動角度。圖6顯示多繞橫 動法’其中橫動速度改變是爲改變每一帶區域之捲繞比。 在這些情形中，橫動速度變化極大。 此外，於捲繞速度改變捲繞中，心軸之轉動速度自捲繞 開始至捲繞結束都在改變，如圖7所示。 若橫動速度改變，紗張力會與橫動速度變化成正比改變 ，如圖3至6所示，而紗張力可能在具有預定範圍之異常判 斷基準之外，故製紗過程可判定爲在不正常狀態下，因此 輸出不正常信號。 此外’若捲繞速度改變’紗張力會與捲繞速度成正比變 化，如圖7所示’故紗張力自捲繞開始至捲繞結束之變異會 變得更大並超過紗捲繞作業中容許之異常判斷基準範園， 故製紗過程在檢測之張力超出異常判斷基準範圍之外而因 此輸出異常信號時’即被判定爲在異常狀態下。 依此方式，有一種情形是，既使捲繞狀況正常，仍會輸 出異常k號’因此很難區別製紗過程中眞正異常所致之紗 張力變異與因製造條件無可避免產生的紗張力變異。 爲了避免製造所產生的紗張力變異導致異常信號輸出， 有必要擴大異常判斷基準之上限與下限間之範圍。然而， 有一個問題是，只產生張力小變化的眞正異常，如附於紗之 油量之變化’纖絲斷裂及聚合物粘度變化總是檢測不出。 發明概述 本發明之目的爲提供一種於製紗過程中監视紗張力之方 法，藉此法製紗過程中的任何異常都能可靠地檢測出，但 -5- 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）~ (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 4 5 563 5 經"部中戎標隼局E工消泠合竹社印" A7 五、發明説明（3 ) — ' 一 " i動速度乂異與捲繞速度變異所產生的紗張力變異不會被 檢出爲異常。 、根據本發明’其提供者爲—種於製紗過程中監視紗張力 2檢测纺紗裝置所纺之紗藉捲繞裝置捲繞時製紗過程之異 系該捲繞裝置包括橫動機制，使筒筒附著其上之心，軸及 適於接觸捲繞於筒管上之紗以施加表面壓力於紗之接觸輥 成V張力係藉配置於捲繞裝置上游側之紗張力檢測裝置 檢測。 在本發明之一方面，該方法包含對應於捲繞狀況檢測裝 置所檢測之捲繞狀況之改變率校正紗張力檢測裝置所檢測 爻張力，並參照校正之張力判定製紗過程是否在正常狀態 下。 在本發明之另一方面，該方法包含對應於捲繞狀況檢測 裝置所檢測出之捲繞狀況之改變率校正異常判斷基準，及 參照校正之異常判斷基準判斷製紗過程是否在正常狀態下 等步驟。 & 欲檢測之捲繞狀況較佳是橫動速度與捲繞速度中之—。 附圖簡要説明 本發明從以下參照附圖之較佳具體例説明中將更爲明白 ;圖中： 圖1爲根據本發明具體例之製紗裝置之概略透視圖； 圖2爲一方塊圖，顯示用以實現於製紗過程中監視紗張力 之方法之本發明具體例； 圖3爲顯示任意橫動法中橫動速度，紗張力及校正紗張力 -6- 本紙張尺度適用中準（CNS ) A4規格（2丨0〆297公釐)~ I M I i ·批衣 .ϋ , 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 45 563 5 A7 A / B7 五'發明説明（4) 之圖； 圖4爲顯示跳帶橫動法中橫動速度’紗張力及杈正紗張力 之圖； 圖5爲顯示程序橫動法中橫動速度，紗張力及杈正紗張力 之圖； 圖6爲顯示多繞橫動法中橫動速度，紗張力及校正紗張力 之圖； 圖7爲顯示捲繞速度，紗張力及校正紗張力之圖；及 圖8爲顯示橫動速度，紗張力及校正後者之異常判斷基準。 較佳具體例之説明 圖1爲根據本發明具體例之製紗裝置之概略透視圖，及圖 2爲方塊圖，顯示用以實現於製紗過程中監視紗張力之方法 之本發明具體例。 製紗裝置包含紡紗裝置1，其包括計量泵及自熔融聚合物 纺'紗之環圈（Fetrule)，以預定速度承接及抽引纺紗之第一 捲取輥2，第二捲取輥3，包括橫動機制5之捲繞裝置4，具 二個心軸6及7可轉動附著於其上之回轉構件，接觸輥8， 配置於捲繞裝置4附近的捲繞控制裝置9及張力校正裝置} 0 好浐部中央榡挲局只工消贽合竹社印^ [- I- —1 -- I II - -- . - - -------- ^, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 分紗棒1 1及支轴導紗器1 2係配置在第二接取粮3與捲繞 裝置4間之適當位置並藉支撑構件（未示出）支撑。作爲紗張 力檢測裝置之張力傳感器1 3係配置在分紗棒1 1與支軸導紗 器12間之適當位置並藉支撑構件（未示出）支撑。 二點接觸型傳感器或軌接觸瘦傳感器可作爲張力傳感器 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 5 4 經济部中决標準局货工消費合作社印^ 563 5 A7 B7 五、發明说明（5 ) 1 3使用，而檢測信號則由張力傳感器1 3傳送至張力校正裝 置1 0。 捲繞裝置4具有橫動速度傳感器14，以供檢測橫動速度 ，及捲繞速度傳感器（檢測心軸6及7或接觸輥8之轉動速度 之傳感器）1 5作爲檢測捲繞速度之捲繞狀況檢測裝置。檢測 信號係自這些傳感器1 4及1 5傳送至張力校正裝置1 〇。 捲繞控制裝置9具有連接其上之線控制器，而橫動機制5 久速度及捲繞裝置4心軸6與7之速度則藉線控制器控制。 張力校正裝置4接收來自眾多捲繞裝置4(4-1至4-m)之檢 測信號’並具有連接至張力傳感器1 3 (1 3 -1至1 3 - n )之張力 信號輸出16，連接至橫動速度傳感器14(14-1至14-m)之 橫動速度信號輸出17 ’連接至捲繞速度傳感器15(15_〗至 1 5 - m)之捲繞速度輸出及實現張力校正過程之控制器组件9 。手工輸入數據用之鍵盤20及滑鼠21，警告燈22，警告铃 23，顯示器24及書寫數據用之印表機2 5係連接至張力校正 裝置10。可經由印表機25輸出異常數據。 也可一個捲繞裝置4配置一個張力傳感器13。 張力信號輸出1 6具有低通濾波器以除去張力傳感器丨3傳 送之信號中之任何不必要組份’若張力傳感器13傳送之檢 測k號爲類比信號及斷頻（f c)在5 Η z附近。可使用類比硬 體迴路或软體數字濾波器作爲低通濾波器。若張力傳感器 13傳送之檢測信號爲數字信號，則張力信號輸入“具^轉 換器以將平行信號轉換成系列信號。 橫動速度仏號輸入17計數橫動速度傳感器14傳送之檢測 本纸張尺度適用中1國家標準（CNS ) Α4規格（ I m^i f I I - I 1 - - - . - - - «^^1 HI )^1 - ! I I r 、-0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I} 4 5 563 5 A7 B7 五、發明説明（6 信號並輸出至控制器组件1 9。捲繞速度輸入1 8計數捲繞速 度傳感器15傳送之檢測信號並輸出至控制器組件19。 控制器組件1 9可由微電腦，個人電腦或可程序邏輯電腦 所組成。全捲繞前進信號係由捲繞控制裝置9傳送至控制器 组件19,故張力變異所產生之異常信號，當滿筒管變成空 筒管時，並非輸出。 本發明使用紗張力T之改變率△T。首先進行分析以獲得 紗張力之改變率A T與橫動速度VTR之改變率△ Vtr間之關 係，以上認定之橫動方法’紗之種類，捲繞速度及橫動速 度。已很明白的是，紗張力之改變率△T係在± (3 -1 5 ) % 範圍内，當橫動速度之改變率±10游。 此一關係可藉以下方程式表示： —^1_·_ -I ί - - 1» I - - - I I - i I I TJ 、-0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Δ Vtr

Vtr (〇) - Vtr (-1) Vtr (-1) (1) 經浐部中央標準局只工消贽合竹社印3ΐ 其中VTR (0)爲橫動速度VTR之現値，而VTR (-1)則爲變化前 橫動速度VTR之前値。

△ T T (0) - T (-1) T (-1) (2) 其中T (0)爲張力下之現値 前値。 AT =Ktr X △Vtr 而τ (-1)則爲變化前張力之 (3) 9- 本紙張尺度適用中國國家棉隼（CNS ) Λ4規格（2!〇χ29：/公釐〉 45 563 5 A7 _______B7 五、發明説明（7 ) 此爲紗張力改變率ΛΤ與橫動速度（3)改變率vTR間之關係 ’而KTR則爲杈正因數。校正因數ktr可爲存在於ο.〗至15 範圍内之適當値。 因此，可使用校正因數KTR計算改變之張々DT，其係由 於橫動速度之變化所引起；校正因數係由實驗檢測之數値 及紗張力之改變率△!>與橫動速度之改變率△▽找間之關係 而得。校正之張力c T可如下由檢測出之現張力τ ( 〇)減去改 變之張力DT而計算。 CT = T (0) - DT - (4)

校正之張力CT可用來判斷製紗過程之異常。當以檢測張 力爲函數測定之異常判斷基準用於判斷製紗過程之異常時 ，異常判斷基準即依紗張力之改變率△T變化，故橫動速 度變異所產生之紗張力變異可能檢測不出任何異常D (實例1) 經"部中央桴卑局1只-'消贽合作社印^ — ； ^-衣------ir (請先閲讀背面之注項再填寫本K ) 進行以下試驗。所用紗爲聚酯拉伸紗75D- 36f，捲繞速度 爲4800米/分，橫動速度爲約5〇〇米/分，及橫動速度校正因 數KTR爲0.75。張力傳感器1 3所檢測出之張力係使用横動 速度傳感器1 4所檢測出之橫動速度之改變率△ Vtr校正，故 張力値係以反方向（反符號）校正。結果由圖3至6中之"校正 張力"所代表之曲線顯示，故而可完成捲繞作業而不輸出任 何不必要之異常信號。 圖3至8中，以隨意刻度説明三條曲線，並故意垂直相互 -10- 適^中國國家標隼（) Αϋ 210X297公釐)~ 經济部中央標準局月工消费合作社印來 A7 B7 五、發明説明（8 ) 移動，故彼等相互不疊置，以顯示個別曲線之特徵。 也可使用由捲繞控制装置9傳送至橫動機制5之捲繞狀況 指令信號作爲橫動速度以校正檢測之張力，代替所示具體 例中橫動速度傳感器14所檢測出之數値。 接著，測量紗張力T及捲繞速度VW，結果顯示於圖7。 捲繞速度Vw之改變率AVw如下表示： V w (〇) - V\v (-1) Δ Vw = -------— (5)

Vw (·1) 其中Vw(0)爲捲繞速度Vw之現値，及Vw(-1)爲捲繞速度 Vw變化之前値。方程式（2)也適用於此一情形。 紗張力改變率△T及捲繞速度VW改變率A VW間之關係 如下表示·· ΔΤ = Kw^AVw (6) 然後測量紗張力改變率△ T與捲繞速度Vw改變率間之關 係，結果顯示於圖7。校正因數K w可以類似於校正因數 KTR之方式獲得，而校正因數Kw在30至150之範園。 很明顯的，異常判斷基準係根據紗張力之改變率A T改 變，故當紗張力因橫動速度變異而發生變異時，檢測不出 異常。 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS)A4規格（210x297公釐)

I— I I — i m n^— - I - > 士—i I —^ϋ --- —^ϋ TJ - 0¾ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁；I 455635 A7 B7 經米-部中决標準局刃工消费合作社印繁 五'發明説明（〇 (實例2) 進行以下試驗，其中所用紗爲聚酯拉伸紗7 5 D - 3 6 f， 捲繞速度爲4800米/分、橫動速度爲約50〇米/分及捲繞速 度校正因數Kw爲65。張力傳感器1 3所檢測出之張力係使 用捲繞速度傳感器1 5所檢測出之捲繞速度改變率△vw加以 校正’故檢測之數値係以反方向（反符號）校正。結果由圖7 中"校正張力"所代表之曲線顯示，因而可完成捲繞作業而 不輸出任何異常信號。 也可使用由捲繞控制裝置9傳送至橫動機制5之捲繞狀況 指令信號作爲捲繞速度數値以.校正檢測出之張力，代替所 示具體例中捲繞速度傳感器1 5所檢測出之數値。 很明顯的’異常判斷基準係根據紗張力改變率△T改變， 故當張力因橫動速度變異而發生變異時，檢測不出異常。 上述具體例可在張力校正裝置1 0之控制器組件1 9加以修 正’以致異常判斷基準範圍必須藉校正之張力CT(其係根 據張力傳感器1 3所檢測出之張力τ計算）及改變之張力d T ( 其係根據橫動速度或捲繞速度之改變率^Ttr或ATw計算 ;而橫動速度或捲繞速度係藉橫動速度傳感器14或撓繞速 度傳感器1 5檢測出）加以改變，因而可判斷過程之異常。 圖8顯示校正之異常判斷基準。在此情形，捲繞係藉跳带 橫動方法進行，而橫動速度以間隔1至5秒，較佳1秒檢測 。圖8中，點線代表檢測之橫動速度，而異常判斷基準爲介 於上限與下限間之範圍。上限及下限係依橫動速度傳感器 1 4所檢測出之橫動速度之改變率△T T R加以校正，俾張力 傳感器1 3所檢測出之張力T與校正過異常判斷基準作比較 12 本紙張尺度適用中國國家標苹（CNS )六4規格（NOX2?7公釐〉 (請先閱讀背&之注意事項再填寫本頁) 、-=-0 4 5 563 5 A7 B7 五、發明説明（10) 以檢測過程之異常。 也可使用以下方程式（7 )及（8 )，代替方程式（3 )及（6 )測 定。 T (0) T (-1) VTR (0) Vtr (-1) ⑺ 其中使用的是張力τ及橫動速度Vt] τ (0) T (])

:Kw’ X

Vw (0) Vw (-1) (8) 經济部中央楛芈局Θ X,消费合竹社印絮 其中使用的是張力τ及捲繞速度vw。 例如，校正因數Ktr，在0.93至1_05之範圍内，而校正因 數Kw_則在3.6至14.5之範圍内。 在此情形’校正係以校正因數KTR，或Kw，乘檢測之T(〇) 進行。也可以校正因數KTR，或Κ;乘異常基準=> 也可作以下安排’即，上述校正因數KTR，KW，KTR，及 Kw'非爲常數，而是橫動速度vTR及捲繞速度之函數β 亦即，可如下測定κ τ R。

K

TR (Vtr) (9) I I I Ϊ - HI - -I I -I I--I I -I- I - -- - - X» - 、-" (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 式中，捲繞速度可代入近似式中。 很明顯地，本發明不限於上述方程式 •13· 本紙張尺度中關家辟（CNS) A4規格（2「GX2^公| - 4 5 563 5 A7 ------ -— B7 五、發明説明（11) ' 如根據本發明更詳細所述，可以可靠地檢測製紗過程中 的任何異常’而不會將橫動速度變異及捲繞速度變異所導 致之紗張力變異不當地判定爲異常。 n 1 m —i- - nn (I « rl^i ^^^1 ^^4 (请先Έ讀背面ilii意事項存填寫本萸) 經濟部中央標萆扃负工消资合作社印製 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 5 3 6 5 5 4 Μ濟部中央標準局員工消費合作社印裂 AS B8 __—_____I 申請專利範圍 ' 一種於製紗過程中監視紗張力以檢測紡紗裝置所紡之紗 捲繞於捲繞裝置時製紗過程之異常之方法，該捲繞裝置 包括橫動機制，使筒管附著於其上之心軸及適於接觸捲 繞於筒管上之紗以施加表面壓力於紗之接觸輥，該紗張 力係藉配置於捲繞裝置上游側之紗張力檢測裝置檢測； 該方法包含下列步騍·· 依捲繞狀況檢測裝置所檢測之捲繞狀況之改變率校正 紗張力檢測裝置所檢測之張力；及 參照校正之張力，判斷製紗過程是否在正常狀態下。 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該欲檢測之捲繞 狀況係橫動速度及捲繞速度中之一。 一種於製紗過程中監視紗張力，以檢測紡紗裝置所紡之 紗捲繞於捲繞裝置時製紗過程之異常之方法，該捲繞裝 置包括橫動機制，使筒管附著於其上之心軸及適於接觸 捲繞於筒管上之紗以施加表面壓力於紗之接觸輥，該紗 張力係藉配置於捲繞裝置上游側之紗張力檢測裝置檢測 ，該方法包含下列步驟： 依捲繞狀ΐ兄檢測裝置所檢測之捲繞狀況之改變率校正 異常判斷基準及 參照校正之異常判斷基準判斷製紗過程是否在正常狀 態下。 根據申請專利範圍第3項之方法，其中該欲檢測之捲繞 狀況爲橫動速度及捲繞速度中之一。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標华（CMS ) A4規格（210X297公釐） n n I _ ~ n I u I .線 V . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)