粗紡機における異常検出装置
【課題】紡出中の粗糸の張力状態が適正張力からずれている場合に、適正張力に調整して紡出を継続する粗紡機において、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを抑制する。
【解決手段】異常検出装置は、フロントローラの回転速度を検出可能なフロントローラ回転速度検出手段と、巻き取り回転速度を検出する巻き取り回転速度検出手段とを備えている。また、フロントローラ回転速度検出手段及び巻き取り回転速度検出手段の検出信号に基づいて各層の巻き取り時における実粗糸巻径を算出可能な実粗糸巻径算出手段と、実粗糸巻径算出手段により算出された実粗糸巻径に基づいて粗糸重量異常を検知する粗糸重量異常検知手段とを備えている。
【解決手段】異常検出装置は、フロントローラの回転速度を検出可能なフロントローラ回転速度検出手段と、巻き取り回転速度を検出する巻き取り回転速度検出手段とを備えている。また、フロントローラ回転速度検出手段及び巻き取り回転速度検出手段の検出信号に基づいて各層の巻き取り時における実粗糸巻径を算出可能な実粗糸巻径算出手段と、実粗糸巻径算出手段により算出された実粗糸巻径に基づいて粗糸重量異常を検知する粗糸重量異常検知手段とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗紡機における異常検出装置に係り、詳しくは紡出中の粗糸張力を検出する張力検出装置を備えるとともに、粗糸張力が所定の範囲内になるようにボビンホイールの回転速度を変化させて粗糸の巻き取りを行う粗紡機における異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に粗紡機においては、フロントローラから一定速度で送り出される粗糸を、一定速度で回転しているフライヤとそれより高速で回転するボビンホイールに嵌挿されたボビンの表面速度との差によってボビン上に巻き取って粗糸巻を形成する。ボビンホイールの回転速度が同じでもボビンに巻き取られた粗糸の層数の増加に伴ってボビンの表面速度は増加するため、粗糸に加わる張力が増加する。そのため、粗糸巻の直径（粗糸巻径）とボビン回転速度の関係を示す変速パターンを制御装置に記憶させておき、粗糸巻径の増加に伴ってボビンホイールの回転速度を変速制御する。また、紡出中の粗糸の張力状態を検出する張力検出装置を設け、粗糸張力が適正張力からずれている場合はボビン回転速度の調整によって適正張力となるようにして紡出を継続するようにしている（例えば、特許文献１参照）。このような制御を行うことにより、外乱（温度や湿度等の変動）があっても安定した紡出運転が可能になる。
【０００３】
また、連続スラブの原因となる太さが極端に太い（例えば、基準値より５０％以上太い）粗糸（粗紡糸）や未開繊の繊維塊の混入により太さが太くなった粗糸、所謂欠点糸を検出して、粗糸の品質管理を行う粗糸の品質管理方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この品質管理方法では、ドラフトされた粗糸がフロントローラを離れるニップ点とフライヤトップの間に静電容量式の糸ムラ検知器を設けて走行する粗糸の誘電率をモニターする。そして、得られたモニター値が基準値に対して５０％以上大きいときに粗紡機を非常停止させ、欠点糸を取り除くことにより、粗糸への欠点糸混入を防止するようにしている。
【特許文献１】特開平４−３２７２２２号公報
【特許文献２】特開平６−３３３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の粗紡機のように粗糸張力が適正範囲からずれた場合に適正張力になるように張力調整を行うテンションコントローラを備えた粗紡機では、異常な重量のスライバが供給されても、適正張力に調整して紡出が継続されるため、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給される可能性がある。一方、テンションコントローラを備えず、予め設定された巻き取りパターンをトレースしてボビンホイールの回転速度を変速して紡出するタイプの粗紡機では、異常な重量のスライバが供給されると、粗糸層が増える度に粗糸張力が異常になり、最終的に紡出運転不可能な状態に陥るため、スライバ重量の異常に気づく。しかし、テンションコントローラを備えない場合は、外乱（温度や湿度等の変動）により紡出が不安定になる。異常な重量のスライバが供給される場合としては、本来供給すべきスライバと別の紡出条件で製造されたスライバを誤って原料に使用した場合や、前工程（練条工程）で異常が発生した場合等がある。しかし、外乱の発生に比較して、異常な重量のスライバが供給される可能性は低いため、テンションコントローラを備える方が好ましい。
【０００５】
一方、特許文献２の品質管理方法は、太さが一定で全体として重量が異常のスライバ、即ち紡出原料として誤ったスライバが使用された場合を想定しているのではなく、紡出原料としては正しいスライバであっても、部分的に極端な太さムラが存在するスライバが原料として使用された場合を想定している。そのため、特許文献２の品質管理方法を本発明が問題としている、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを防止するという目的には対応することができない。
【０００６】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、紡出中の粗糸の張力状態が適正張力からずれている場合に、適正張力に調整して紡出を継続する粗紡機において、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを抑制することができる粗紡機における異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、フライヤと独立してボビンホイールの回転速度を変更可能に構成されるとともに、紡出中の粗糸張力を検出する張力検出装置を備え、かつ粗糸張力が所定の範囲になるように前記ボビンホイールの回転速度を変化させて粗糸の巻き取りを行う粗紡機における異常検出装置である。そして、フロントローラの回転速度を検出可能なフロントローラ回転速度検出手段と、巻き取り回転速度を検出する巻き取り回転速度検出手段と、前記フロントローラ回転速度検出手段及び前記巻き取り回転速度検出手段の検出信号に基づいて各層の巻き取り時における実粗糸巻径を算出可能な実粗糸巻径算出手段と、前記実粗糸巻径算出手段により算出された実粗糸巻径に基づいて粗糸重量異常を検知する粗糸重量異常検知手段とを備えている。
【０００８】
この発明では、粗紡機は、紡出条件に対応した粗糸巻径とボビン回転速度の関係になるように巻き取られた粗糸層数の増加に伴ってフライヤ駆動系及び巻き取り駆動系が制御される。また、フロントローラ回転速度検出手段によって検出されたフロントローラ回転速度及び巻き取り回転速度検出手段によって検出された巻き取り回転速度に基づいて、実際の粗糸巻径が算出される。そして、算出された実粗糸巻径に基づいて巻き取られた粗糸巻の粗糸重量異常が検知される。したがって、紡出中の粗糸の張力状態が適正張力からずれている場合に、適正張力に調整して紡出を継続する粗紡機において、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを抑制することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記粗糸重量異常検知手段は、１層当たりの粗糸巻径増加量と、正常紡出時の１層当たりの粗糸巻径増加量とを比較して、両者の差が予め設定された所定割合以上の場合に異常と判断する。ここで、「正常紡出時の粗糸巻径増加量」とは、予め記憶装置に記憶された基準値とは限らず、同一紡出条件にて紡出された過去の数回分の平均値や、過去の紡出運転から学習した数値であってもよい。
【００１０】
粗糸の原料によっては、満粗糸巻（満ボビン）の粗糸重量（粗糸ゲレン）が同じでも層数が異なる場合がある。したがって、単純に満粗糸巻の実粗糸巻径を比較するのではなく、１層当たりの粗糸巻径増加量を比較した方が精度良く粗糸重量の異常を検出することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記粗糸重量異常検知手段は、玉揚げ停止時毎に粗糸重量異常を検知する。この発明では、１回の玉揚げ毎に粗糸重量異常の有無を検知することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記粗糸重量異常検知手段は、少なくとも粗糸巻層が増加する毎に粗糸重量異常を検知する。粗糸重量異常の判断を１回の粗糸巻の形成毎、即ち玉揚げ毎に行う場合は、粗糸巻径増加量が全層で平均化された値となるため、紡出中のある期間、例えば、数層だけ粗糸重量異常が発生した場合の異常検出を行うことが難しい。しかし、この発明では、そのような場合でも粗糸重量異常を検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、紡出中の粗糸の張力状態が適正張力からずれている場合に、適正張力に調整して紡出を継続する粗紡機において、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
先ず、粗紡機の構成を説明すると、図１に示すように、ドラフト装置１０のフロントローラ１１はその回転軸１１ａの一端と、メインモータＭにより回転駆動されるドライビングシャフトとの間に配設された歯車列（何れも図示せず）を介して回転駆動されるようになっている。フライヤ１２の上部には被動歯車１３が一体回転可能に嵌着固定されている。前記ドライビングシャフトの回転がベルト伝動機構（図示せず）を介して伝達される回転軸１４の回転により、回転軸１４に嵌着された駆動歯車１５を介して被動歯車１３がフライヤ１２とともに回転駆動される。
【００１５】
ボビンレール１６上に装備されたボビンホイール１７には被動歯車１７ａが固着されている。被動歯車１７ａと噛合する駆動歯車１８が嵌着固定された回転軸１９には、ドライビングシャフトの回転力と、巻き取り用モータ２１による回転力とが差動歯車機構２２により合成されて伝達されるようになっている。差動歯車機構２２は、巻き取り用モータ２１からの回転入力がない状態ではボビンホイール１７をフライヤ１２と同じ回転数（回転速度）で回転させる出力となり、巻き取り用モータ２１からの回転入力がある状態では、巻き取り用モータ２１からの回転入力に対応してボビンホイール１７の回転数が変更されるようになっている。
【００１６】
ボビンレール１６にはリフターラック２３が固定されている。リフターラック２３と噛合する歯車２４が嵌着された回転軸２５には、昇降用モータ２６により駆動される駆動軸２７の回転が切換機構２８及び歯車列を介して伝達される。切換機構２８は中間軸２９と、該中間軸２９と前記駆動軸２７との間に設けられた一対の歯車列３０，３１と、歯車列３０，３１の回転を中間軸２９に伝達する電磁クラッチ３２，３３とから構成されている。そして、電磁クラッチ３２，３３の励消磁により回転軸２５の回転方向、即ちボビンレール１６の昇降動の方向が変更されるようになっている。
【００１７】
回転軸２５の端部にはボビンレール１６の移動方向を検知するセンサとしてのロータリエンコーダ３４が接続されている。ロータリエンコーダ３４は回転軸２５の正転、逆転に対応してそれぞれ別のパルス信号を出力するようになっており、ボビンレール１６の上昇、下降の区別がパルス信号からも確認できるようになっている。
【００１８】
フロントローラ１１と一体回転する被動歯車１１ｂの近傍には、フロントローラ１１の回転速度を検出するフロントローラ回転速度検出手段としてのセンサ３５が配設されている。ボビンホイール１７の被動歯車１７ａの近傍には、ボビンホイール１７、即ちボビンＢの回転速度を検出する巻き取り回転速度検出手段としてのセンサ３６が配設されている。フロントローラ１１とフライヤトップ１２ａとの間には、フロントローラ１１からフライヤトップ１２ａに至る粗糸Ｒの位置を連続的に非接触で検出して粗糸張力を検出する張力検出装置としての張力検出器３７が設けられている。張力検出器３７は、例えば、特許文献１に開示されたものと同様な構成で、対向して配置された発光部と受光部とを備え、発光部と受光部との間に粗糸Ｒが位置するようになっている。
【００１９】
メインモータＭ、巻き取り用モータ２１及び昇降用モータ２６は、制御装置３８の指令に基づいて制御されるそれぞれ独立のインバータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを介して駆動制御されるようになっている。
【００２０】
制御装置３８は、ＣＰＵ（中央処理装置）３９、プログラムメモリ４０、作業用メモリ４１、入力装置４２及びディスプレイ４３を備えている。ＣＰＵ３９はプログラムメモリ４０に記憶された所定のプログラムデータに基づいて動作し、図示しないインタフェース、駆動回路及び各インバータ２０ａ〜２０ｃを介してメインモータＭ、巻き取り用モータ２１及び昇降用モータ２６を制御する。また、ＣＰＵ３９は図示しないインタフェース及び駆動回路を介して電磁クラッチ３２，３３を励消磁制御する。ボビンレール１６は電磁クラッチ３２が励磁されたときに上昇移動され、電磁クラッチ３３が励磁されたときに下降移動されるようになっている。両電磁クラッチ３２，３３が同時に励磁されることはない。
【００２１】
ＣＰＵ３９は、図示しない出力インタフェースを介して表示装置としてのディスプレイ４３に接続されている。ディスプレイ４３の表示部はタッチパネルで構成され、ＣＰＵ３９は図示しない入力インタフェースを介してタッチパネルに接続されている。ＣＰＵ３９は、センサ３５，３６の検出信号に基づいて粗糸巻径を算出する。また、ＣＰＵ３９は、算出した実粗糸巻径と粗糸巻層数から１層当たりの粗糸巻径増加量（＝実粗糸巻径／層数）を演算し、粗糸巻径増加量と、正常紡出時の１層当たりの粗糸巻径増加量とを比較して、両者の差が予め設定された所定割合以上の場合に異常と判断する。なお、１層当たりの粗糸巻径増加量は、任意の粗糸巻層間の実粗糸巻径の差に基づいて演算してもよい。
【００２２】
ＣＰＵ３９は、センサ３５，３６の検出信号に基づいて各層の巻き取り時における実粗糸巻径を算出可能な実粗糸巻径算出手段と、実粗糸巻径算出手段により算出された実粗糸巻径に基づいて粗糸重量異常を検知する粗糸重量異常検知手段とを構成する。この実施形態では、ＣＰＵ３９は、玉揚げ停止時毎に粗糸重量異常を検知する。
【００２３】
巻き取り時におけるボビン回転数（回転速度）ＮＢは次式で与えられる。
ＮＢ＝ＮＳ＋Ｋ・Ｖ／（πＤ）…（１）
ここで、Ｖはフロントローラの周速、ＮＳはフライヤ回転数、Ｄは粗糸巻径、Ｋは定数（フロントローラとボビン間の延伸比）である。したがって、粗糸巻径Ｄは（１）式を変形した次式で表される。
【００２４】
Ｄ＝Ｋ・Ｖ／（ＮＢ−ＮＳ）／π…（２）
ＣＰＵ３９は作業用メモリ４１に記憶されたデータに基づいてディスプレイ４３に、紡出履歴を表示させる。プログラムメモリ４０にはディスプレイ４３に種々の画面を表示するための表示パターンフォーマットが記憶されている。表示パターンフォーマットの一つとして、例えば図３に示す紡出履歴表示画面４４がある。紡出履歴表示画面４４には、玉揚げ回数ｎ、満粗糸巻径ａｎ、層数ｂｎ、粗糸巻径増加量ｃｎ、紡出粗糸重量異常（正常の場合は○、異常の場合は×）が最新のものから順に表示されるようになっている。
【００２５】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。機台の運転に先立って先ず、繊維種、紡出粗糸重量（ゲレン）、フライヤ回転数、撚り数、粗糸張力目標値、プレッサ巻き数等の紡出条件が入力装置４２により入力される。
【００２６】
機台の運転が開始されると、メインモータＭ、巻き取り用モータ２１及び昇降用モータ２６がそれぞれ駆動される。メインモータＭの駆動によりフライヤ１２が回転駆動される。また、差動歯車機構２２に入力されたメインモータＭの回転力と、巻き取り用モータ２１の回転力とが差動歯車機構２２で合成され、合成された回転力により回転軸１９が駆動されてボビンホイール１７が回転駆動される。その結果、ドラフト装置１０から紡出された粗糸Ｒがフライヤ１２により加撚され、フライヤ１２より高速で回転するボビンＢに層状に巻き取られる。また、昇降用モータ２６の駆動により、切換機構２８、回転軸２５等を介してリフターラック２３とともにボビンレール１６が昇降動される。
【００２７】
ＣＰＵ３９はロータリエンコーダ３４からの出力信号によりボビンレール１６の昇降切替えを検知し、巻き取り粗糸層が１層増加する毎に、ボビン回転速度が所定量減速するようにインバータ２０ｂを介して巻き取り用モータ２１を駆動制御する。また、昇降用モータ２６の速度も巻き取り用モータ２１の速度に対応して減速制御され、ボビンレール１６の移動速度が巻取り速度に同期して減速される。
【００２８】
制御装置３８には張力検出器３７の出力信号が常に入力され、ＣＰＵ３９はその信号から粗糸Ｒの位置を演算するとともに、検出粗糸位置が目標粗糸位置から所定の範囲内、即ち、粗糸張力が所定の範囲内となるようにインバータ２０ｂを介して巻き取り用モータ２１を駆動制御する。即ち、粗糸Ｒが適正張力状態となるように巻き取り用モータ２１の駆動速度が変速制御される。
【００２９】
ＣＰＵ３９は、所定時間毎にセンサ３５の検出信号からフロントローラ１１の回転速度を演算するとともに、センサ３６の検出信号からボビンＢの回転速度を演算して、それらの値を作業用メモリ４１に記憶させる。この作業は少なくとも粗糸巻の層数が増加する毎に少なくとも１回行われる。
【００３０】
粗糸Ｒが所定量ボビンＢに巻き取られて粗紡機の運転が停止される玉揚げ停止時になると、ＣＰＵ３９は図２のフローチャートにしたがって粗糸重量異常検知作業を行う。
ＣＰＵ３９は、ステップＳ１において、実粗糸巻径及び層数から１層当たりの粗糸巻径増加量ΔΦを演算する。詳述すると、ＣＰＵ３９は、最終層の巻き取り時に、センサ３５の検出信号からフロントローラ１１の周速Ｖを演算し、センサ３６の検出信号からボビンＢの回転速度ＮＢを演算し、メインモータＭの回転速度からフライヤ回転数ＮＳを演算する。次に（２）式により、粗糸巻径Ｄを演算して、その値を満管時の実粗糸巻径Φとする。そして、ＣＰＵ３９は、実粗糸巻径Φを満管時の粗糸巻の層数で割って、粗糸巻径増加量ΔΦを演算する。なお、ＣＰＵ３９は、演算した粗糸巻径増加量ΔΦを、作業用メモリ４１の所定の記憶領域に記憶させる。粗糸巻径増加量ΔΦは、通算玉揚げ回数の値と共に記憶される。したがって、各玉揚げ時における粗糸巻径増加量ΔΦは、後から確認可能となっている。
【００３１】
次にＣＰＵ３９は、ステップＳ２において、同一紡出条件における過去所定回数（この実施形態では３回）の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値ΔΦａｖｅを演算する。この実施形態では、過去３回の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値を平均値ΔΦａｖｅとして演算する。過去の各玉揚げ時の粗糸巻径増加量ΔΦは作業用メモリ４１に記憶されているため、ＣＰＵ３９はそのデータのうちから最近の３回のデータを用いて平均値ΔΦａｖｅを演算する。なお、最近の３回のデータには、異常発生の場合のデータは含まれず、異常発生データを除いた最近の３回のデータで平均値ΔΦａｖｅが演算される。また、同じ紡出条件における紡出回数が少なく、最近の３回のデータの平均が取れない場合は、３回よりも少ない回数の平均で平均値ΔΦａｖｅを演算する。
【００３２】
次にＣＰＵ３９は、ステップＳ３に進み、最新の（今回の）粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗと、過去所定回数の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値ΔΦａｖｅとの差を演算した後、ステップＳ４に進み、ステップＳ４において、最新の粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗと、平均値ΔΦａｖｅとの差が設定値以上か否かを判断する。具体的には、今回の粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗと、過去３回の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値ΔΦａｖｅとの差の絶対値を演算し、その値を今回の粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗで割った値を設定値と比較する。設定値としては、例えば、０．１（即ち百分率としては１０％）、好ましくは０．０３〜０．０６（即ち、百分率としては数％）が使用される。
【００３３】
ＣＰＵ３９は、ステップＳ４において、差が設定値以上であればステップＳ５に進み、ステップＳ５で異常と判断するとともに異常表示の指令信号を出力する。ＣＰＵ３９は、ステップＳ４において、差が設定値未満であれば、粗糸重量異常検知作業を終了する。
【００３４】
異常表示の指令信号が出力されると、例えば、図示しない警告灯が点灯されたり、ディスプレイ４３の表示部に異常メッセージが表示されたりする。なお、異常表示がされても直ちに粗紡機の運転を中止するのではなく、作業者の注意を喚起する役割を果たす。
【００３５】
張力検出器３７の検出信号に基づいて適正張力となるようにボビンＢの回転速度を制御するテンションコントローラを備えた粗紡機では、間違ったスライバ重量の紡出原料が供給されても、紡出を継続することができ、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が形成される。従来はこのような異常表示がなされなかったため、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給され、作業者がその事態を認識するのが遅れがちであった。しかし、この実施形態では粗糸巻径増加量ΔΦが所定の範囲から逸脱すると異常表示がなされるため、作業者が早期にその事態に気付き、必要な処置を行うことができる。
【００３６】
この実施形態では以下のような効果を得ることができる。
（１）粗紡機は、フライヤ１２と独立してボビンホイール１７の回転速度を変更可能に構成されるとともに、紡出中の粗糸張力を検出する張力検出器３７を備え、かつ粗糸張力が所定の範囲になるようにボビンホイール１７の回転速度を変化させて粗糸の巻き取りを行う。異常検出装置は、フロントローラ１１の回転速度を検出可能なセンサ３５と、巻き取り回転速度（ボビン回転速度）を検出するセンサ３６と、センサ３５，３６の検出信号に基づいて各層の巻き取り時における実粗糸巻径Φを算出し、算出された実粗糸巻径Φに基づいて粗糸重量異常を検知する粗糸重量異常検知手段（ＣＰＵ３９）とを備えている。したがって、紡出中の粗糸の張力状態が適正張力からずれている場合に、適正張力に調整して紡出を継続する粗紡機において、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを抑制することができる。また、粗糸重量異常の原因としては、前工程（練条工程）でのスライバの品質不良が考えられるため、前工程（練条工程）を調査して前工程での品質不良を発見することができる。さらに、ドラフト装置１０の異常やチェンジギアの交換ミス等による粗糸重量変動も検出することができる。
【００３７】
（２）粗糸重量異常検知手段（ＣＰＵ３９）は、今回の紡出における１層当たりの粗糸巻径増加量ΔΦと、正常紡出時の粗糸巻径増加量ΔΦとを比較して、両者の差が予め設定された所定割合以上の場合に異常と判断する。したがって、単純に満粗糸巻の実粗糸巻径を比較するのではなく、１層当たりの粗糸巻径増加量ΔΦを比較するため、精度良く粗糸重量の異常を検出することができる。
【００３８】
（３）粗糸重量異常検知手段（ＣＰＵ３９）は、玉揚げ停止時毎に粗糸重量異常を検知する。したがって、粗糸巻層が増加する度に粗糸巻径増加量ΔΦを演算する必要がないため、演算が容易になる。
【００３９】
（４）ＣＰＵ３９は、最新の（今回の）粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗと、同一紡出条件における過去所定回数の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値ΔΦａｖｅとの差に基づいて、粗糸重量異常の有無を判断する。したがって、予め記憶装置に基準値（データベース）を記憶させなくても、同じ紡出条件で紡出を繰り返すことにより、比較のための対象が記憶装置に記憶される。
【００４０】
（５）ＣＰＵ３９は、最新の（今回の）粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗと、同一紡出条件における過去所定回数の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値ΔΦａｖｅを演算する際、異常データを除いた所定回数の平均値を演算するため、単純に過去所定回数の平均値を演算する場合に比較して精度が高くなる。
【００４１】
（６）ディスプレイ４３の紡出履歴表示画面４４には、玉揚げ回数ｎ、満粗糸巻径ａｎ、層数ｂｎ、粗糸巻径増加量ｃｎ、紡出粗糸重量異常の有無が最新のものから順に表示されるようになっている。したがって、作業者は警告灯の点灯により異常発生に気付いたとき、紡出履歴表示画面４４を見ることにより、異常がどの程度かを確認することができ、異常に対する処置を直ちに行うべきか否かの判断を行い易くなる。
【００４２】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○ 粗糸重量異常の有無判断を、粗糸巻径増加量ΔΦの比較に基づいて行うのではなく、実粗糸巻径Φの比較で行うようにしてもよい。
【００４３】
○ 粗糸重量異常の有無判断を行う際の対象（基準値）は、理論的に演算した値を用いてもよい。
○ 粗糸重量異常の有無判断を行う際の対象（基準値）は、最新の所定複数回の玉揚げ時の粗糸巻径増加量ΔΦに限らず、過去の紡出運転から学習した粗糸巻径増加量ΔΦとしてもよい。例えば、同じ紡出条件で粗紡機の運転が何度も行われた場合、それらのうちの正常紡出時の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値を基準値として定め、その後は、紡出が行われても基準値をその都度更新せずに使用するようにしてもよい。
【００４４】
○ 粗糸重量異常検知手段（ＣＰＵ３９）は、玉揚げ毎に粗糸重量異常の有無判断を行うのではなく、少なくとも粗糸巻層が増加する毎に粗糸重量異常を検知する構成にしてもよい。例えば、粗糸巻層が増加する毎に実粗糸巻径Φを算出するとともに、算出した実粗糸巻径Φとそのときの層数から粗糸巻径増加量ΔΦを演算する。そして、その粗糸巻径増加量ΔΦと基準となる値との間に１０％（好ましくは数％）以上の差が有るか否かを判断する。粗糸重量異常の判断を１回の粗糸巻の形成毎、即ち玉揚げ毎に行う場合は、粗糸巻径増加量が全層で平均化された値となるため、紡出中のある期間、例えば、数層だけ粗糸重量異常が発生した場合の異常検出を行うことが難しい。しかし、粗糸巻層が増加する毎に粗糸重量異常を検知する構成にした場合は、数層だけ粗糸重量異常が発生した場合でも精度良く粗糸重量異常を検出することができる。
【００４５】
○ 粗糸重量異常の判断を粗糸巻層が増加する毎に行うのではなく、粗糸巻層が複数層（例えば、数層）巻き取られる毎に粗糸重量異常を検知する構成にしてもよい。この場合、粗糸巻層が増加する毎に粗糸重量異常を行う場合に比較して演算の手間が少なくなるばかりでなく、誤検知の可能性が低くなる。
【００４６】
○ 粗糸重量異常の有無判断を行う際の対象（基準値）として、最新の所定複数回の玉揚げ時の粗糸巻径増加量ΔΦを使用する場合、過去に紡出を行っていない新たな紡出条件の場合、所定回数に達するまでは、異常なしと判断するようにしてもよい。
【００４７】
○ 粗糸重量異常の有無判断を行う際の対象（基準値）との差は、数％より小さくてもよい。しかし、あまり小さくすると、操業上、支障のない変動でも異常と判断されるようになるため、好ましくない。
【００４８】
○ リフターラック２３を昇降動させる構成は、一定方向に回転駆動される駆動軸２７の回転方向を切換機構２８を介して変更する構成に限らない。例えば、昇降用モータ２６として正逆回転可能なモータを使用するとともに、切換機構２８を省略して、昇降用モータ２６の回転方向を変更することで回転軸２５の回転方向を変更する構成としてもよい。
【００４９】
○ メインモータＭにより駆動されるドライビングシャフトの回転を歯車列でドラフト装置に伝達して駆動する構成に代えて、ドラフト装置１０を専用のドラフト用モータで駆動する構成としてもよい。
【００５０】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記フライヤ駆動系及び巻き取り駆動系は差動歯車機構を備える駆動機構で連結され、前記差動歯車機構への巻き取り用モータの回転入力がない状態でメインモータのみが駆動されると、フライヤ及びボビンホイールが同一速度で回転され、巻き取り用モータの回転入力によってボビンホイールの回転速度がフライヤの回転速度より高速に変更される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】一実施形態における粗紡機の駆動系の概略図。
【図２】粗糸重量異常検出手順を示すフローチャート。
【図３】ディスプレイに表示される履歴表の一例を示す模式図。
【符号の説明】
【００５２】
Ｒ…粗糸、１１…フロントローラ、１２…フライヤ、１７…ボビンホイール、３７…張力検出装置としての張力検出器、３９…実粗糸巻径算出手段及び粗糸重量異常検知手段としてのＣＰＵ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗紡機における異常検出装置に係り、詳しくは紡出中の粗糸張力を検出する張力検出装置を備えるとともに、粗糸張力が所定の範囲内になるようにボビンホイールの回転速度を変化させて粗糸の巻き取りを行う粗紡機における異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に粗紡機においては、フロントローラから一定速度で送り出される粗糸を、一定速度で回転しているフライヤとそれより高速で回転するボビンホイールに嵌挿されたボビンの表面速度との差によってボビン上に巻き取って粗糸巻を形成する。ボビンホイールの回転速度が同じでもボビンに巻き取られた粗糸の層数の増加に伴ってボビンの表面速度は増加するため、粗糸に加わる張力が増加する。そのため、粗糸巻の直径（粗糸巻径）とボビン回転速度の関係を示す変速パターンを制御装置に記憶させておき、粗糸巻径の増加に伴ってボビンホイールの回転速度を変速制御する。また、紡出中の粗糸の張力状態を検出する張力検出装置を設け、粗糸張力が適正張力からずれている場合はボビン回転速度の調整によって適正張力となるようにして紡出を継続するようにしている（例えば、特許文献１参照）。このような制御を行うことにより、外乱（温度や湿度等の変動）があっても安定した紡出運転が可能になる。
【０００３】
また、連続スラブの原因となる太さが極端に太い（例えば、基準値より５０％以上太い）粗糸（粗紡糸）や未開繊の繊維塊の混入により太さが太くなった粗糸、所謂欠点糸を検出して、粗糸の品質管理を行う粗糸の品質管理方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この品質管理方法では、ドラフトされた粗糸がフロントローラを離れるニップ点とフライヤトップの間に静電容量式の糸ムラ検知器を設けて走行する粗糸の誘電率をモニターする。そして、得られたモニター値が基準値に対して５０％以上大きいときに粗紡機を非常停止させ、欠点糸を取り除くことにより、粗糸への欠点糸混入を防止するようにしている。
【特許文献１】特開平４−３２７２２２号公報
【特許文献２】特開平６−３３３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の粗紡機のように粗糸張力が適正範囲からずれた場合に適正張力になるように張力調整を行うテンションコントローラを備えた粗紡機では、異常な重量のスライバが供給されても、適正張力に調整して紡出が継続されるため、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給される可能性がある。一方、テンションコントローラを備えず、予め設定された巻き取りパターンをトレースしてボビンホイールの回転速度を変速して紡出するタイプの粗紡機では、異常な重量のスライバが供給されると、粗糸層が増える度に粗糸張力が異常になり、最終的に紡出運転不可能な状態に陥るため、スライバ重量の異常に気づく。しかし、テンションコントローラを備えない場合は、外乱（温度や湿度等の変動）により紡出が不安定になる。異常な重量のスライバが供給される場合としては、本来供給すべきスライバと別の紡出条件で製造されたスライバを誤って原料に使用した場合や、前工程（練条工程）で異常が発生した場合等がある。しかし、外乱の発生に比較して、異常な重量のスライバが供給される可能性は低いため、テンションコントローラを備える方が好ましい。
【０００５】
一方、特許文献２の品質管理方法は、太さが一定で全体として重量が異常のスライバ、即ち紡出原料として誤ったスライバが使用された場合を想定しているのではなく、紡出原料としては正しいスライバであっても、部分的に極端な太さムラが存在するスライバが原料として使用された場合を想定している。そのため、特許文献２の品質管理方法を本発明が問題としている、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを防止するという目的には対応することができない。
【０００６】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、紡出中の粗糸の張力状態が適正張力からずれている場合に、適正張力に調整して紡出を継続する粗紡機において、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを抑制することができる粗紡機における異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、フライヤと独立してボビンホイールの回転速度を変更可能に構成されるとともに、紡出中の粗糸張力を検出する張力検出装置を備え、かつ粗糸張力が所定の範囲になるように前記ボビンホイールの回転速度を変化させて粗糸の巻き取りを行う粗紡機における異常検出装置である。そして、フロントローラの回転速度を検出可能なフロントローラ回転速度検出手段と、巻き取り回転速度を検出する巻き取り回転速度検出手段と、前記フロントローラ回転速度検出手段及び前記巻き取り回転速度検出手段の検出信号に基づいて各層の巻き取り時における実粗糸巻径を算出可能な実粗糸巻径算出手段と、前記実粗糸巻径算出手段により算出された実粗糸巻径に基づいて粗糸重量異常を検知する粗糸重量異常検知手段とを備えている。
【０００８】
この発明では、粗紡機は、紡出条件に対応した粗糸巻径とボビン回転速度の関係になるように巻き取られた粗糸層数の増加に伴ってフライヤ駆動系及び巻き取り駆動系が制御される。また、フロントローラ回転速度検出手段によって検出されたフロントローラ回転速度及び巻き取り回転速度検出手段によって検出された巻き取り回転速度に基づいて、実際の粗糸巻径が算出される。そして、算出された実粗糸巻径に基づいて巻き取られた粗糸巻の粗糸重量異常が検知される。したがって、紡出中の粗糸の張力状態が適正張力からずれている場合に、適正張力に調整して紡出を継続する粗紡機において、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを抑制することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記粗糸重量異常検知手段は、１層当たりの粗糸巻径増加量と、正常紡出時の１層当たりの粗糸巻径増加量とを比較して、両者の差が予め設定された所定割合以上の場合に異常と判断する。ここで、「正常紡出時の粗糸巻径増加量」とは、予め記憶装置に記憶された基準値とは限らず、同一紡出条件にて紡出された過去の数回分の平均値や、過去の紡出運転から学習した数値であってもよい。
【００１０】
粗糸の原料によっては、満粗糸巻（満ボビン）の粗糸重量（粗糸ゲレン）が同じでも層数が異なる場合がある。したがって、単純に満粗糸巻の実粗糸巻径を比較するのではなく、１層当たりの粗糸巻径増加量を比較した方が精度良く粗糸重量の異常を検出することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記粗糸重量異常検知手段は、玉揚げ停止時毎に粗糸重量異常を検知する。この発明では、１回の玉揚げ毎に粗糸重量異常の有無を検知することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記粗糸重量異常検知手段は、少なくとも粗糸巻層が増加する毎に粗糸重量異常を検知する。粗糸重量異常の判断を１回の粗糸巻の形成毎、即ち玉揚げ毎に行う場合は、粗糸巻径増加量が全層で平均化された値となるため、紡出中のある期間、例えば、数層だけ粗糸重量異常が発生した場合の異常検出を行うことが難しい。しかし、この発明では、そのような場合でも粗糸重量異常を検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、紡出中の粗糸の張力状態が適正張力からずれている場合に、適正張力に調整して紡出を継続する粗紡機において、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
先ず、粗紡機の構成を説明すると、図１に示すように、ドラフト装置１０のフロントローラ１１はその回転軸１１ａの一端と、メインモータＭにより回転駆動されるドライビングシャフトとの間に配設された歯車列（何れも図示せず）を介して回転駆動されるようになっている。フライヤ１２の上部には被動歯車１３が一体回転可能に嵌着固定されている。前記ドライビングシャフトの回転がベルト伝動機構（図示せず）を介して伝達される回転軸１４の回転により、回転軸１４に嵌着された駆動歯車１５を介して被動歯車１３がフライヤ１２とともに回転駆動される。
【００１５】
ボビンレール１６上に装備されたボビンホイール１７には被動歯車１７ａが固着されている。被動歯車１７ａと噛合する駆動歯車１８が嵌着固定された回転軸１９には、ドライビングシャフトの回転力と、巻き取り用モータ２１による回転力とが差動歯車機構２２により合成されて伝達されるようになっている。差動歯車機構２２は、巻き取り用モータ２１からの回転入力がない状態ではボビンホイール１７をフライヤ１２と同じ回転数（回転速度）で回転させる出力となり、巻き取り用モータ２１からの回転入力がある状態では、巻き取り用モータ２１からの回転入力に対応してボビンホイール１７の回転数が変更されるようになっている。
【００１６】
ボビンレール１６にはリフターラック２３が固定されている。リフターラック２３と噛合する歯車２４が嵌着された回転軸２５には、昇降用モータ２６により駆動される駆動軸２７の回転が切換機構２８及び歯車列を介して伝達される。切換機構２８は中間軸２９と、該中間軸２９と前記駆動軸２７との間に設けられた一対の歯車列３０，３１と、歯車列３０，３１の回転を中間軸２９に伝達する電磁クラッチ３２，３３とから構成されている。そして、電磁クラッチ３２，３３の励消磁により回転軸２５の回転方向、即ちボビンレール１６の昇降動の方向が変更されるようになっている。
【００１７】
回転軸２５の端部にはボビンレール１６の移動方向を検知するセンサとしてのロータリエンコーダ３４が接続されている。ロータリエンコーダ３４は回転軸２５の正転、逆転に対応してそれぞれ別のパルス信号を出力するようになっており、ボビンレール１６の上昇、下降の区別がパルス信号からも確認できるようになっている。
【００１８】
フロントローラ１１と一体回転する被動歯車１１ｂの近傍には、フロントローラ１１の回転速度を検出するフロントローラ回転速度検出手段としてのセンサ３５が配設されている。ボビンホイール１７の被動歯車１７ａの近傍には、ボビンホイール１７、即ちボビンＢの回転速度を検出する巻き取り回転速度検出手段としてのセンサ３６が配設されている。フロントローラ１１とフライヤトップ１２ａとの間には、フロントローラ１１からフライヤトップ１２ａに至る粗糸Ｒの位置を連続的に非接触で検出して粗糸張力を検出する張力検出装置としての張力検出器３７が設けられている。張力検出器３７は、例えば、特許文献１に開示されたものと同様な構成で、対向して配置された発光部と受光部とを備え、発光部と受光部との間に粗糸Ｒが位置するようになっている。
【００１９】
メインモータＭ、巻き取り用モータ２１及び昇降用モータ２６は、制御装置３８の指令に基づいて制御されるそれぞれ独立のインバータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを介して駆動制御されるようになっている。
【００２０】
制御装置３８は、ＣＰＵ（中央処理装置）３９、プログラムメモリ４０、作業用メモリ４１、入力装置４２及びディスプレイ４３を備えている。ＣＰＵ３９はプログラムメモリ４０に記憶された所定のプログラムデータに基づいて動作し、図示しないインタフェース、駆動回路及び各インバータ２０ａ〜２０ｃを介してメインモータＭ、巻き取り用モータ２１及び昇降用モータ２６を制御する。また、ＣＰＵ３９は図示しないインタフェース及び駆動回路を介して電磁クラッチ３２，３３を励消磁制御する。ボビンレール１６は電磁クラッチ３２が励磁されたときに上昇移動され、電磁クラッチ３３が励磁されたときに下降移動されるようになっている。両電磁クラッチ３２，３３が同時に励磁されることはない。
【００２１】
ＣＰＵ３９は、図示しない出力インタフェースを介して表示装置としてのディスプレイ４３に接続されている。ディスプレイ４３の表示部はタッチパネルで構成され、ＣＰＵ３９は図示しない入力インタフェースを介してタッチパネルに接続されている。ＣＰＵ３９は、センサ３５，３６の検出信号に基づいて粗糸巻径を算出する。また、ＣＰＵ３９は、算出した実粗糸巻径と粗糸巻層数から１層当たりの粗糸巻径増加量（＝実粗糸巻径／層数）を演算し、粗糸巻径増加量と、正常紡出時の１層当たりの粗糸巻径増加量とを比較して、両者の差が予め設定された所定割合以上の場合に異常と判断する。なお、１層当たりの粗糸巻径増加量は、任意の粗糸巻層間の実粗糸巻径の差に基づいて演算してもよい。
【００２２】
ＣＰＵ３９は、センサ３５，３６の検出信号に基づいて各層の巻き取り時における実粗糸巻径を算出可能な実粗糸巻径算出手段と、実粗糸巻径算出手段により算出された実粗糸巻径に基づいて粗糸重量異常を検知する粗糸重量異常検知手段とを構成する。この実施形態では、ＣＰＵ３９は、玉揚げ停止時毎に粗糸重量異常を検知する。
【００２３】
巻き取り時におけるボビン回転数（回転速度）ＮＢは次式で与えられる。
ＮＢ＝ＮＳ＋Ｋ・Ｖ／（πＤ）…（１）
ここで、Ｖはフロントローラの周速、ＮＳはフライヤ回転数、Ｄは粗糸巻径、Ｋは定数（フロントローラとボビン間の延伸比）である。したがって、粗糸巻径Ｄは（１）式を変形した次式で表される。
【００２４】
Ｄ＝Ｋ・Ｖ／（ＮＢ−ＮＳ）／π…（２）
ＣＰＵ３９は作業用メモリ４１に記憶されたデータに基づいてディスプレイ４３に、紡出履歴を表示させる。プログラムメモリ４０にはディスプレイ４３に種々の画面を表示するための表示パターンフォーマットが記憶されている。表示パターンフォーマットの一つとして、例えば図３に示す紡出履歴表示画面４４がある。紡出履歴表示画面４４には、玉揚げ回数ｎ、満粗糸巻径ａｎ、層数ｂｎ、粗糸巻径増加量ｃｎ、紡出粗糸重量異常（正常の場合は○、異常の場合は×）が最新のものから順に表示されるようになっている。
【００２５】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。機台の運転に先立って先ず、繊維種、紡出粗糸重量（ゲレン）、フライヤ回転数、撚り数、粗糸張力目標値、プレッサ巻き数等の紡出条件が入力装置４２により入力される。
【００２６】
機台の運転が開始されると、メインモータＭ、巻き取り用モータ２１及び昇降用モータ２６がそれぞれ駆動される。メインモータＭの駆動によりフライヤ１２が回転駆動される。また、差動歯車機構２２に入力されたメインモータＭの回転力と、巻き取り用モータ２１の回転力とが差動歯車機構２２で合成され、合成された回転力により回転軸１９が駆動されてボビンホイール１７が回転駆動される。その結果、ドラフト装置１０から紡出された粗糸Ｒがフライヤ１２により加撚され、フライヤ１２より高速で回転するボビンＢに層状に巻き取られる。また、昇降用モータ２６の駆動により、切換機構２８、回転軸２５等を介してリフターラック２３とともにボビンレール１６が昇降動される。
【００２７】
ＣＰＵ３９はロータリエンコーダ３４からの出力信号によりボビンレール１６の昇降切替えを検知し、巻き取り粗糸層が１層増加する毎に、ボビン回転速度が所定量減速するようにインバータ２０ｂを介して巻き取り用モータ２１を駆動制御する。また、昇降用モータ２６の速度も巻き取り用モータ２１の速度に対応して減速制御され、ボビンレール１６の移動速度が巻取り速度に同期して減速される。
【００２８】
制御装置３８には張力検出器３７の出力信号が常に入力され、ＣＰＵ３９はその信号から粗糸Ｒの位置を演算するとともに、検出粗糸位置が目標粗糸位置から所定の範囲内、即ち、粗糸張力が所定の範囲内となるようにインバータ２０ｂを介して巻き取り用モータ２１を駆動制御する。即ち、粗糸Ｒが適正張力状態となるように巻き取り用モータ２１の駆動速度が変速制御される。
【００２９】
ＣＰＵ３９は、所定時間毎にセンサ３５の検出信号からフロントローラ１１の回転速度を演算するとともに、センサ３６の検出信号からボビンＢの回転速度を演算して、それらの値を作業用メモリ４１に記憶させる。この作業は少なくとも粗糸巻の層数が増加する毎に少なくとも１回行われる。
【００３０】
粗糸Ｒが所定量ボビンＢに巻き取られて粗紡機の運転が停止される玉揚げ停止時になると、ＣＰＵ３９は図２のフローチャートにしたがって粗糸重量異常検知作業を行う。
ＣＰＵ３９は、ステップＳ１において、実粗糸巻径及び層数から１層当たりの粗糸巻径増加量ΔΦを演算する。詳述すると、ＣＰＵ３９は、最終層の巻き取り時に、センサ３５の検出信号からフロントローラ１１の周速Ｖを演算し、センサ３６の検出信号からボビンＢの回転速度ＮＢを演算し、メインモータＭの回転速度からフライヤ回転数ＮＳを演算する。次に（２）式により、粗糸巻径Ｄを演算して、その値を満管時の実粗糸巻径Φとする。そして、ＣＰＵ３９は、実粗糸巻径Φを満管時の粗糸巻の層数で割って、粗糸巻径増加量ΔΦを演算する。なお、ＣＰＵ３９は、演算した粗糸巻径増加量ΔΦを、作業用メモリ４１の所定の記憶領域に記憶させる。粗糸巻径増加量ΔΦは、通算玉揚げ回数の値と共に記憶される。したがって、各玉揚げ時における粗糸巻径増加量ΔΦは、後から確認可能となっている。
【００３１】
次にＣＰＵ３９は、ステップＳ２において、同一紡出条件における過去所定回数（この実施形態では３回）の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値ΔΦａｖｅを演算する。この実施形態では、過去３回の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値を平均値ΔΦａｖｅとして演算する。過去の各玉揚げ時の粗糸巻径増加量ΔΦは作業用メモリ４１に記憶されているため、ＣＰＵ３９はそのデータのうちから最近の３回のデータを用いて平均値ΔΦａｖｅを演算する。なお、最近の３回のデータには、異常発生の場合のデータは含まれず、異常発生データを除いた最近の３回のデータで平均値ΔΦａｖｅが演算される。また、同じ紡出条件における紡出回数が少なく、最近の３回のデータの平均が取れない場合は、３回よりも少ない回数の平均で平均値ΔΦａｖｅを演算する。
【００３２】
次にＣＰＵ３９は、ステップＳ３に進み、最新の（今回の）粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗと、過去所定回数の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値ΔΦａｖｅとの差を演算した後、ステップＳ４に進み、ステップＳ４において、最新の粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗと、平均値ΔΦａｖｅとの差が設定値以上か否かを判断する。具体的には、今回の粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗと、過去３回の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値ΔΦａｖｅとの差の絶対値を演算し、その値を今回の粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗで割った値を設定値と比較する。設定値としては、例えば、０．１（即ち百分率としては１０％）、好ましくは０．０３〜０．０６（即ち、百分率としては数％）が使用される。
【００３３】
ＣＰＵ３９は、ステップＳ４において、差が設定値以上であればステップＳ５に進み、ステップＳ５で異常と判断するとともに異常表示の指令信号を出力する。ＣＰＵ３９は、ステップＳ４において、差が設定値未満であれば、粗糸重量異常検知作業を終了する。
【００３４】
異常表示の指令信号が出力されると、例えば、図示しない警告灯が点灯されたり、ディスプレイ４３の表示部に異常メッセージが表示されたりする。なお、異常表示がされても直ちに粗紡機の運転を中止するのではなく、作業者の注意を喚起する役割を果たす。
【００３５】
張力検出器３７の検出信号に基づいて適正張力となるようにボビンＢの回転速度を制御するテンションコントローラを備えた粗紡機では、間違ったスライバ重量の紡出原料が供給されても、紡出を継続することができ、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が形成される。従来はこのような異常表示がなされなかったため、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給され、作業者がその事態を認識するのが遅れがちであった。しかし、この実施形態では粗糸巻径増加量ΔΦが所定の範囲から逸脱すると異常表示がなされるため、作業者が早期にその事態に気付き、必要な処置を行うことができる。
【００３６】
この実施形態では以下のような効果を得ることができる。
（１）粗紡機は、フライヤ１２と独立してボビンホイール１７の回転速度を変更可能に構成されるとともに、紡出中の粗糸張力を検出する張力検出器３７を備え、かつ粗糸張力が所定の範囲になるようにボビンホイール１７の回転速度を変化させて粗糸の巻き取りを行う。異常検出装置は、フロントローラ１１の回転速度を検出可能なセンサ３５と、巻き取り回転速度（ボビン回転速度）を検出するセンサ３６と、センサ３５，３６の検出信号に基づいて各層の巻き取り時における実粗糸巻径Φを算出し、算出された実粗糸巻径Φに基づいて粗糸重量異常を検知する粗糸重量異常検知手段（ＣＰＵ３９）とを備えている。したがって、紡出中の粗糸の張力状態が適正張力からずれている場合に、適正張力に調整して紡出を継続する粗紡機において、本来紡出すべき粗糸重量とは違う品質不良の粗糸巻が後工程に供給されるのを抑制することができる。また、粗糸重量異常の原因としては、前工程（練条工程）でのスライバの品質不良が考えられるため、前工程（練条工程）を調査して前工程での品質不良を発見することができる。さらに、ドラフト装置１０の異常やチェンジギアの交換ミス等による粗糸重量変動も検出することができる。
【００３７】
（２）粗糸重量異常検知手段（ＣＰＵ３９）は、今回の紡出における１層当たりの粗糸巻径増加量ΔΦと、正常紡出時の粗糸巻径増加量ΔΦとを比較して、両者の差が予め設定された所定割合以上の場合に異常と判断する。したがって、単純に満粗糸巻の実粗糸巻径を比較するのではなく、１層当たりの粗糸巻径増加量ΔΦを比較するため、精度良く粗糸重量の異常を検出することができる。
【００３８】
（３）粗糸重量異常検知手段（ＣＰＵ３９）は、玉揚げ停止時毎に粗糸重量異常を検知する。したがって、粗糸巻層が増加する度に粗糸巻径増加量ΔΦを演算する必要がないため、演算が容易になる。
【００３９】
（４）ＣＰＵ３９は、最新の（今回の）粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗと、同一紡出条件における過去所定回数の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値ΔΦａｖｅとの差に基づいて、粗糸重量異常の有無を判断する。したがって、予め記憶装置に基準値（データベース）を記憶させなくても、同じ紡出条件で紡出を繰り返すことにより、比較のための対象が記憶装置に記憶される。
【００４０】
（５）ＣＰＵ３９は、最新の（今回の）粗糸巻径増加量ΔΦｎｅｗと、同一紡出条件における過去所定回数の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値ΔΦａｖｅを演算する際、異常データを除いた所定回数の平均値を演算するため、単純に過去所定回数の平均値を演算する場合に比較して精度が高くなる。
【００４１】
（６）ディスプレイ４３の紡出履歴表示画面４４には、玉揚げ回数ｎ、満粗糸巻径ａｎ、層数ｂｎ、粗糸巻径増加量ｃｎ、紡出粗糸重量異常の有無が最新のものから順に表示されるようになっている。したがって、作業者は警告灯の点灯により異常発生に気付いたとき、紡出履歴表示画面４４を見ることにより、異常がどの程度かを確認することができ、異常に対する処置を直ちに行うべきか否かの判断を行い易くなる。
【００４２】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○ 粗糸重量異常の有無判断を、粗糸巻径増加量ΔΦの比較に基づいて行うのではなく、実粗糸巻径Φの比較で行うようにしてもよい。
【００４３】
○ 粗糸重量異常の有無判断を行う際の対象（基準値）は、理論的に演算した値を用いてもよい。
○ 粗糸重量異常の有無判断を行う際の対象（基準値）は、最新の所定複数回の玉揚げ時の粗糸巻径増加量ΔΦに限らず、過去の紡出運転から学習した粗糸巻径増加量ΔΦとしてもよい。例えば、同じ紡出条件で粗紡機の運転が何度も行われた場合、それらのうちの正常紡出時の粗糸巻径増加量ΔΦの平均値を基準値として定め、その後は、紡出が行われても基準値をその都度更新せずに使用するようにしてもよい。
【００４４】
○ 粗糸重量異常検知手段（ＣＰＵ３９）は、玉揚げ毎に粗糸重量異常の有無判断を行うのではなく、少なくとも粗糸巻層が増加する毎に粗糸重量異常を検知する構成にしてもよい。例えば、粗糸巻層が増加する毎に実粗糸巻径Φを算出するとともに、算出した実粗糸巻径Φとそのときの層数から粗糸巻径増加量ΔΦを演算する。そして、その粗糸巻径増加量ΔΦと基準となる値との間に１０％（好ましくは数％）以上の差が有るか否かを判断する。粗糸重量異常の判断を１回の粗糸巻の形成毎、即ち玉揚げ毎に行う場合は、粗糸巻径増加量が全層で平均化された値となるため、紡出中のある期間、例えば、数層だけ粗糸重量異常が発生した場合の異常検出を行うことが難しい。しかし、粗糸巻層が増加する毎に粗糸重量異常を検知する構成にした場合は、数層だけ粗糸重量異常が発生した場合でも精度良く粗糸重量異常を検出することができる。
【００４５】
○ 粗糸重量異常の判断を粗糸巻層が増加する毎に行うのではなく、粗糸巻層が複数層（例えば、数層）巻き取られる毎に粗糸重量異常を検知する構成にしてもよい。この場合、粗糸巻層が増加する毎に粗糸重量異常を行う場合に比較して演算の手間が少なくなるばかりでなく、誤検知の可能性が低くなる。
【００４６】
○ 粗糸重量異常の有無判断を行う際の対象（基準値）として、最新の所定複数回の玉揚げ時の粗糸巻径増加量ΔΦを使用する場合、過去に紡出を行っていない新たな紡出条件の場合、所定回数に達するまでは、異常なしと判断するようにしてもよい。
【００４７】
○ 粗糸重量異常の有無判断を行う際の対象（基準値）との差は、数％より小さくてもよい。しかし、あまり小さくすると、操業上、支障のない変動でも異常と判断されるようになるため、好ましくない。
【００４８】
○ リフターラック２３を昇降動させる構成は、一定方向に回転駆動される駆動軸２７の回転方向を切換機構２８を介して変更する構成に限らない。例えば、昇降用モータ２６として正逆回転可能なモータを使用するとともに、切換機構２８を省略して、昇降用モータ２６の回転方向を変更することで回転軸２５の回転方向を変更する構成としてもよい。
【００４９】
○ メインモータＭにより駆動されるドライビングシャフトの回転を歯車列でドラフト装置に伝達して駆動する構成に代えて、ドラフト装置１０を専用のドラフト用モータで駆動する構成としてもよい。
【００５０】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記フライヤ駆動系及び巻き取り駆動系は差動歯車機構を備える駆動機構で連結され、前記差動歯車機構への巻き取り用モータの回転入力がない状態でメインモータのみが駆動されると、フライヤ及びボビンホイールが同一速度で回転され、巻き取り用モータの回転入力によってボビンホイールの回転速度がフライヤの回転速度より高速に変更される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】一実施形態における粗紡機の駆動系の概略図。
【図２】粗糸重量異常検出手順を示すフローチャート。
【図３】ディスプレイに表示される履歴表の一例を示す模式図。
【符号の説明】
【００５２】
Ｒ…粗糸、１１…フロントローラ、１２…フライヤ、１７…ボビンホイール、３７…張力検出装置としての張力検出器、３９…実粗糸巻径算出手段及び粗糸重量異常検知手段としてのＣＰＵ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライヤと独立してボビンホイールの回転速度を変更可能に構成されるとともに、紡出中の粗糸張力を検出する張力検出装置を備え、かつ粗糸張力が所定の範囲になるように前記ボビンホイールの回転速度を変化させて粗糸の巻き取りを行う粗紡機において、
フロントローラの回転速度を検出可能なフロントローラ回転速度検出手段と、
巻き取り回転速度を検出する巻き取り回転速度検出手段と、
前記フロントローラ回転速度検出手段及び前記巻き取り回転速度検出手段の検出信号に基づいて各層の巻き取り時における実粗糸巻径を算出可能な実粗糸巻径算出手段と、
前記実粗糸巻径算出手段により算出された実粗糸巻径に基づいて粗糸重量異常を検知する粗糸重量異常検知手段と
を備えていることを特徴とする粗紡機における異常検出装置。
【請求項２】
前記粗糸重量異常検知手段は、１層当たりの粗糸巻径増加量と、正常紡出時の１層当たりの粗糸巻径増加量とを比較して、両者の差が予め設定された所定割合以上の場合に異常と判断する請求項１に記載の粗紡機における異常検出装置。
【請求項３】
前記粗糸重量異常検知手段は、玉揚げ停止時毎に粗糸重量異常を検知する請求項１又は請求項２に記載の粗紡機における異常検出装置。
【請求項４】
前記粗糸重量異常検知手段は、少なくとも粗糸巻層が増加する毎に粗糸重量異常を検知する請求項１又は請求項２に記載の粗紡機における異常検出装置。
【請求項１】
フライヤと独立してボビンホイールの回転速度を変更可能に構成されるとともに、紡出中の粗糸張力を検出する張力検出装置を備え、かつ粗糸張力が所定の範囲になるように前記ボビンホイールの回転速度を変化させて粗糸の巻き取りを行う粗紡機において、
フロントローラの回転速度を検出可能なフロントローラ回転速度検出手段と、
巻き取り回転速度を検出する巻き取り回転速度検出手段と、
前記フロントローラ回転速度検出手段及び前記巻き取り回転速度検出手段の検出信号に基づいて各層の巻き取り時における実粗糸巻径を算出可能な実粗糸巻径算出手段と、
前記実粗糸巻径算出手段により算出された実粗糸巻径に基づいて粗糸重量異常を検知する粗糸重量異常検知手段と
を備えていることを特徴とする粗紡機における異常検出装置。
【請求項２】
前記粗糸重量異常検知手段は、１層当たりの粗糸巻径増加量と、正常紡出時の１層当たりの粗糸巻径増加量とを比較して、両者の差が予め設定された所定割合以上の場合に異常と判断する請求項１に記載の粗紡機における異常検出装置。
【請求項３】
前記粗糸重量異常検知手段は、玉揚げ停止時毎に粗糸重量異常を検知する請求項１又は請求項２に記載の粗紡機における異常検出装置。
【請求項４】
前記粗糸重量異常検知手段は、少なくとも粗糸巻層が増加する毎に粗糸重量異常を検知する請求項１又は請求項２に記載の粗紡機における異常検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−７７１５（Ｐ２００９−７７１５Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７１７８７（Ｐ２００７−１７１７８７）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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