| 【発明の名称】 |
仮撚加工機 |
| 【発明者】 |
【氏名】梅原 嘉人
【氏名】小林 潤也
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| 【要約】 |
【課題】温度変動量を追跡して温度異常を判定する手段及び、非接触式の糸温度計を備えた仮撚加工機を構成する。
【解決手段】仮撚加工ユニット１と、ヒータ３と、各錘又は所定錘毎に設けられ、加熱された糸温度を測定する糸温度計２１と、該糸温度計２１の検出信号を取り込む温度測定装置２と、表示部３３を備えた中央制御装置３０とから仮撚加工機を構成し、温度データを錘番号データと共に温度測定装置２から中央制御装置３０に送信し、該表示部３３において錘番号及び糸温度を表示可能とし、該温度測定装置２は、温度異常を判定する手段と、温度異常を示すアラーム信号を錘番号と共に中央制御装置３０に送信する手段とを備え、該糸温度計２１は非接触式であり、該ヒータ３の出口近傍において糸の直線状態を維持したまま温度測定を行うように構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 仮撚装置と、仮撚装置の上流側にある糸加熱装置と、各錘又は所定錘毎に設けられ、加熱された糸温度を測定する温度計と、温度計の検出信号を取り込む温度測定装置と、表示部を備え、複数の該温度測定装置に対して共通に設けられた制御装置とを備え、温度計の検出信号に基づいて求めた温度データを錘番号データと共に温度測定装置から制御装置に送信し、制御装置の表示部において錘番号及び糸温度を表示可能としたことを特徴とする仮撚加工機。
【請求項２】 前記温度測定装置は、温度計の検出信号に基づいて温度異常を判定する手段と、温度異常を示すアラーム信号を錘番号と共に制御装置に送信する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の仮撚加工機。
【請求項３】 前記の温度異常を判定する手段は、現在温度と予め設定された許容温度範囲とに基づいて現在温度の異常を判定すると共に、所定時間内の温度変動量と予め設定された許容温度変動量範囲とに基づいて温度変動量の異常を判定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の仮撚加工機。
【請求項４】 前記温度計は非接触状態で糸温度を測定する非接触式温度計であり、該非接触式温度計を糸加熱装置の出口近傍に配置したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の仮撚加工機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度異常監視機構を備えた仮撚加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば、糸状体であるポリエステルやポリアミド等の熱可塑性合成繊維に、熱加工を施して縮れを付与し、伸縮性に富んだ加工糸を製造する仮撚加工機がある。この仮撚加工機においては、例えば、糸加熱装置としてのヒータ、糸温度測定手段としての糸温度計等を備えたものがあり、特に、温度異常を判定し、制御装置でオペレータに視認可能に表示する機構が設けられたものや、糸温度を設定された目標温度に維持するべくヒータが自動制御される機構を設けたものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】前述の如く、構成される温度制御手段は、基本的に温度が正常に保たれている状態での微小変動を制御するものであり、品質を大きく損なうような大きな温度異常が発生した場合には、対処不可能であった。また、設定目標温度となるべく温度制御が常時行われても、単位時間における糸温度の温度変動量が著しい場合には、品質不良となることが避けられないものである。すなわち、温度異常の監視対象として、温度変動量を追跡することが必要なのである。しかしながら該技術を含めて、温度変動量の追跡は従来行われておらず、温度異常を判定する手段が設けられていないか、温度異常の判定機構が備えられることはなかったのである。また、非接触式の糸温度計は従来用いられることがなかった。このため、糸温度計測時に計測用の部材と接触することで温度低下が発生するなど、糸温度の正確な温度測定を行うことが出来なかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。即ち、請求項１においては、仮撚装置と、仮撚装置の上流側にある糸加熱装置と、各錘又は所定錘毎に設けられ、加熱された糸温度を測定する温度計と、温度計の検出信号を取り込む温度測定装置と、表示部を備え、複数の該温度測定装置に対して共通に設けられた制御装置とを備え、温度計の検出信号に基づいて求めた温度データを錘番号データと共に温度測定装置から制御装置に送信し、制御装置の表示部において錘番号及び糸温度を表示可能としたものである。
【０００５】請求項２においては、前記温度測定装置は、温度計の検出信号に基づいて温度異常を判定する手段と、温度異常を示すアラーム信号を錘番号と共に制御装置に送信する手段とを備えたものである。
【０００６】請求項３においては、前記の温度異常を判定する手段は、現在温度と予め設定された許容温度範囲とに基づいて現在温度の異常を判定すると共に、所定時間内の温度変動量と予め設定された許容温度変動量範囲とに基づいて温度変動量の異常を判定するものである。
【０００７】請求項４においては、前記温度計は非接触状態で糸温度を測定する非接触式温度計であり、該非接触式温度計を糸加熱装置の出口近傍に配置したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を説明する。図１は仮撚加工ユニットを示す概略図であり、図２は仮撚加工機の制御機構を示す概略図であり、図３は第一実施例での温度異常監視手順であり、図４は第二実施例での温度異常監視手順であり、図５は赤外放射温度計を示す斜視図である。
【０００９】図１、図２に示す仮撚加工機は、複数の仮撚加工ユニット１及び、該仮撚加工ユニット１に接続される温度測定装置２、中央制御装置３０より構成されている。温度測定装置２及び中央制御装置３０はそれぞれ、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、Ｉ／Ｏ等を含むマイクロコンピュータを備えている。
【００１０】まず、仮撚加工ユニット１の概略構成について説明する。図１に示す仮撚加工ユニット１においては、給糸パッケージ６から解舒された糸状体Ｙが第一フィードローラ１１と、該第一フィードローラ１１の下流側に配置される第二フィードローラ１２とによって延伸可能な糸張力に保持されている。これら第一・第二フィードローラ１１・１２間における下流側部分に仮撚装置５が設けられている。該仮撚装置５により糸状体Ｙに撚りがかけられ、第一フィードローラ１から仮撚装置５までの間（加撚領域）の糸状体Ｙは、撚りが入った加撚状態となっている。
【００１１】また、第一・第二フィードローラ１１・１２間における上流側部分には熱固定用の糸加熱装置であるヒータ３が設けられている。該ヒータ３は、撚りが入った糸状体Ｙを延伸温度まで加熱するものである。その加熱温度は、ヒータ３に内蔵された熱電対等のヒータ温度計３ａにより検出したヒータ３内の発熱体の温度、あるいは、後述する非接触式温度測定装置を構成する糸温度計２１により検出した糸状体Ｙの温度に基づいて精度良く制御されている。該ヒータ３の下流側には冷却プレート４を設けて、ヒータ３により加熱された糸状体Ｙを冷却するようにしている。
【００１２】第二フィードローラ１２と第三フィードローラ１３との間には第二ヒータ８が設けられ、糸状体Ｙが再度加熱される。その後、糸状体Ｙは、オイリング装置９によりオイリング処理され、巻取パッケージ７に巻き取られる。このように、仮撚加工ユニット１においては、給糸パッケージ６から解舒した糸状体Ｙを延伸しながら撚りを付与し、この撚りを熱固定することで、該糸状体Ｙを嵩高加工糸に加工するようにしている。なお以下では、一巻の給糸パッケージ６から解舒されて加工される一繋がりの糸状体Ｙをさして錘と呼んでいる。そして一つの仮撚加工ユニット１につき、一つの錘が対応している。仮撚加工機は、複数の錘（仮撚加工ユニット１）を並設して構成されている。
【００１３】次いで、温度測定装置２及び中央制御装置３０について説明する。一定数の仮撚加工ユニット１・１・・・につき、温度測定装置２が一つ配設されており、図２に示すように、該温度計測装置２は切換部２２、制御部２３、通信部２４より構成されている。前記糸温度計２１は切換部２２と接続可能に構成されており、該接続が行われた場合には、該糸温度計２１で計測された温度が温度測定装置２へ入力されるのである。なお、切換部２２には該一定数の仮撚加工ユニット１の糸温度計２１がすべて接続可能に構成されている。したがって、ある仮撚加工ユニット１の糸温度計２１での温度計測が終了次第、次の仮撚加工ユニット１の糸温度計２１での温度計測を開始するべく、切換部２２では各仮撚加工ユニット１における糸温度計２１・２１・・・の接続の切換を周期的に行うことを可能に構成されている。
【００１４】制御部２３は切換部２２及び通信部２４と接続されている。制御部２３には糸温度計２１での測定データが切換部２２を介して入力され、該データが後述する条件を満たす場合は、通信部２４を介して中央制御装置へ送信される。すなわち制御部２３は、糸温度データに基づいて温度異常を判定する手段としての機能を有しているのである。また通信部２４は、温度異常発生時に、詳しくは後述するが、温度異常を示すアラーム信号及び異常が発生している錘の錘ナンバーを送信することを可能に構成されているのである。前記ヒータ３にはヒータ温度計３ａが内装されており、該ヒータ３及び該ヒータ温度計３ａが制御部２３に接続されており、ヒータ温度計３ａで計測される温度が常時該制御部２３に入力されると共に、該制御部２３はヒータ３の加熱制御を行うことを可能に構成されている。
【００１５】仮撚加工機の端部に一つ備えられている中央制御装置３０は通信部３１、制御部３２、表示部３３より構成され、各温度測定装置２・２・・・と共通の通信ラインを介して接続されている。制御部３２は、通信部３１及び温度測定装置２・２・・・の通信部２４を介して、該温度測定装置２・２・・・に対する目標温度値の設定を可能に構成している。
【００１６】これより、本発明の仮撚加工機における第一実施例の温度異常監視手順について説明する。前述したように、仮撚加工機には一つの中央制御装置３０が備えられ、該中央制御装置３０に複数の温度測定装置２が接続されている。即ち、複数の温度測定装置２に対して共通の中央制御装置３０が設けられている。それぞれの温度測定装置２には一定数の仮撚加工ユニット１・１・・・と糸温度計２１及びヒータ３が接続されている。温度異常監視手順はそれぞれの温度測定装置２において同様に実行されるものであり、ここでは一つの温度測定装置２を対象にし、該温度測定装置２に接続される、ある仮撚加工ユニット１に対する制御操作に関して代表的に説明を行う。
【００１７】図３に示すように、温度異常監視手順を開始（Ｂ１）すると、まずは温度測定装置２に接続されている複数の糸温度計２１・２１・・・より、一つの糸温度計２１が選択される（Ｂ２）。これに従い、前述したように、温度測定装置２の切換部２２が接続の切換を行う。そして、その選択された時点で処理されている錘の温度を糸温度計２１によって計測し、該計測によって得られた糸温度データを制御部２３に送信する（Ｂ３）。制御部２３では、送信された糸温度データを錘ナンバーと関連付けて制御部２３に内装されている記憶媒体に記憶させておく。
【００１８】誤差の影響を可能な限り避けるため、複数回の糸温度データの計測を行う。つまり選択された錘に対して、所定のサンプリング回数の計測が終了したかどうかの判定を行う（Ｂ４）。選択された錘に対する所定のサンプリング回数の計測が終了していない場合は、再びＢ３の処理に戻る。なお該計測は一秒あたり数十回に及ぶ速度で行われる計測作業であり、所定回のサンプリング作業も、瞬時にして行われるものである。選択された錘での計測が終了した場合は、温度測定装置２に接続されているすべての糸温度計２１での計測が、一巡したかどうかを判定する（Ｂ５）。まだ計測されていない錘がある場合は、再びＢ２の処理に戻る。
【００１９】すべての錘に対する計測が一巡して終了すると、各錘での現在温度の算出及び更新が行われる（Ｂ６）。前記記憶媒体に記憶された各錘毎の、所定サンプリング回数の糸温度データを平均した平均値が、その錘におけるその計測時点での現在温度として与えられる。そして、前計測で得られた現在温度は前回温度に変更され、新たに得られた現在温度がその時点での現在温度として、該記憶媒体に記憶される処理が行われる。
【００２０】温度測定装置２には、加工中の糸温度として正常値とされる温度範囲が許容温度範囲として予め与えられており、各錘での現在温度が該許容温度範囲内に収まっているかどうかが、前記制御部２３にて判定される（Ｂ７）。もし該現在温度が許容温度範囲から外れている場合は、異常値が計測された錘の錘ナンバー及び現在温度データ、温度異常発生を警告するアラーム信号とが、制御部２３から中央制御装置３０に向けて送信される（Ｂ８）。
【００２１】前述したように、中央制御装置３０には表示部３３が設けられており、温度計測装置２より送信された信号を表示可能としている。温度異常発生時には異常値が計測された錘の錘ナンバー及び現在温度データが温度計測装置２より送信され、表示部３３に表示されてオペレータに視認可能となる。同時に送信されたアラーム信号により、温度異常発生が電光表示ディスプレイ等から構成される表示部３３での点滅表示や、音声での警報を発することで、オペレータの注意を促すのである。
【００２２】次いで、Ｂ７での判定に関わりなく、糸温度の現在温度変動量の算出が行われる。現在温度変動量は、各錘での現在温度と前回温度との偏差値として与えられる。この現在温度変動量により、単位時間当りの温度変動量を予測するのである。温度測定装置２には、加工中の糸温度変動量として正常値とされる温度変動量範囲が許容温度変動量範囲として予め与えられており、各錘での現在温度変動量が該許容温度変動量範囲に収まっているかどうかが、前記制御部２３にて判定される（Ｂ９）。もし該現在温度変動量が許容温度変動量範囲から外れている場合は、異常値が計測された錘の錘ナンバー及び現在温度変動量データ、温度変動量異常発生を警告するアラーム信号とが、制御部２３から中央制御装置３０に向けて送信される（Ｂ１０）。尚、現在温度を算出するための複数のサンプリングデータに基づいて、温度変動量の異常判定を行うこともできる。この場合も、サンプリングデータの変動量が許容温度変動量範囲に入っているか否かで判定できる。これにより、より短時間に起こる一瞬の温度変動をも検出することが出来る。
【００２３】この場合も、前述した温度異常発生時の同様の処理が中央制御装置３０にて行われ、表示部３３に異常値が計測された錘の錘ナンバー及び現在温度変動量データが表示され、温度変動量異常発生を表示部３３での点滅表示や、音声での警報を発することで、オペレータの注意を促すのである。
【００２４】Ｂ９での判定に関わりなく、現在温度送信要求の有無の判定が行われる（Ｂ１１）。これは、前回のＢ１１処理終了時点から、今回のＢ９・Ｂ１０処理の終了時までに、オペレータが中央制御装置３０を介して、現在計測中の錘の現在温度送信を温度計測装置２に要求したかどうかを判定するものである。現在温度送信要求がある場合は、要求されている錘の現在温度が温度計測装置２より中央制御装置３０へ向けて送信されるのである（Ｂ１２）。
【００２５】そしてＢ１１の判定に関わりなく、一定時間だけ温度異常監視作業は停止され（Ｂ１３）、再びＢ２からの一連の処理が繰り返されるのである。なお、Ｂ７とＢ９の手順は順序を入れ替えてもよく、現在温度異常と現在温度変動量異常とを共に判定することが重要である。
【００２６】次いで、第二実施例について説明する。第二実施例では、加工中のすべての錘に対する温度計測を行うのではなく、複数錘のうち代表的な錘で、温度計測を行う。第二実施例での温度異常監視手順は、図４に示すようにして行われる。図４中で代表錘とは、複数の錘の内、計測用に代表させている錘のことを指している。第一実施例ではすべての錘を対象にしていたところを、第二実施例では代表錘を対象にしているところが、相違点である。その他は第一実施例（図３）と略同一であるため、図４の説明は省略する。
【００２７】次に、仮撚加工機に構成される非接触式温度測定装置について説明する。非接触式温度測定装置は、糸状体Ｙの温度測定箇所であるヒータ３の下流側に、糸状体Ｙ等の被測定物から放射される赤外線を検出することにより温度測定を行う、非接触式温度計としての赤外放射温度計２１を配置している。図５に示すように、赤外放射温度計２１の測定部２１ａに糸状体Ｙを通過させて、該糸状体Ｙの温度測定を行うようにして構成されている。
【００２８】尚、該赤外放射温度計２１は、各錘毎に固定的にヒータ３下流側（ヒータ３と冷却プレート４との間）に設けられているが、赤外放射温度計２１を前記冷却プレート４の下流側又はヒータ３の下流側（出口近傍）に設けて、この箇所に非接触式温度測定装置を構成することもできる。また、糸状体Ｙは、例えばポリエステルやポリアミド等の熱可塑性合成繊維にて構成されている。
【００２９】赤外放射温度計２１は、該赤外放射温度計２１内を通過する糸状体Ｙの温度を測定するものであり、糸状体Ｙに対する仮撚装置５による撚りの伝達が妨げられないように、該糸状体Ｙは赤外放射温度計２１内を実質的に非接触状態で走行している。即ち糸状体Ｙは、ニップされたり屈曲されたりすることなく、赤外放射温度計２１により温度が測定されるのである。
【００３０】赤外放射温度計２１の本体２１ｂには、糸状体Ｙが通過して温度測定が行われる測定部２１ａが形成され、該測定部２１ａにおける、糸状体Ｙの走行方向の両側面には、糸状体ガイド２３・２３が付設されている。該糸状体ガイド２３・２３には、スリット状に形成されるガイド部２３ａがそれぞれ形成されており、該ガイド部２３ａ・３２ａに糸状体Ｙが断続的に接触することで揺れが規制される。糸状体Ｙは、ガイド部２３ａ・２３ａによりガイドされながら走行することで、赤外放射温度計２１の本体２１ｂに構成される測定部２１ａを通過することとなり、該測定部２１ａを通過する際に、その糸温度を検出される。
【００３１】
【発明の効果】請求項１記載の如く、仮撚装置と、仮撚装置の上流側にある糸加熱装置と、各錘又は所定錘毎に設けられ、加熱された糸温度を測定する温度計と、温度計の検出信号を取り込む温度測定装置と、表示部を備え、複数の該温度測定装置に対して共通に設けられた制御装置とを備え、温度計の検出信号に基づいて求めた温度データを錘番号データと共に温度測定装置から制御装置に送信し、制御装置の表示部において錘番号及び糸温度を表示可能としたので、加工中の糸温度を容易に確認することが出来る。また、制御装置に共通の表示部を設けることで、任意の錘の糸温度を錘番号と共に容易に確認することができる。さらに糸温度計での計測結果のデータを制御装置へ送信可能に構成されているため、オペレータは異常錘の発生を早期に知ることが出来るのである。
【００３２】請求項２記載の如く、前記温度測定装置は、温度計の検出信号に基づいて温度異常を判定する手段と、温度異常を示すアラーム信号を錘番号と共に制御装置に送信する手段とを備えたので、温度異常の判定が温度測定装置側で行われ、制御装置側の処理負荷を軽減できると共に、温度測定装置と制御装置との間の通信負荷を軽減できるのである。特に異常錘に関する温度データが送信され、各錘の所定期間分の温度データを送る必要がないために、通信量が大きく減少されるのである。
【００３３】請求項３記載の如く、前記の温度異常を判定する手段は、現在温度と予め設定された許容温度範囲とに基づいて現在温度の異常を判定すると共に、所定時間内の温度変動量と予め設定された許容温度変動量範囲とに基づいて温度変動量の異常を判定するので、絶対的な糸温度が許容範囲にとどまる場合でも、糸温度の変動量が激しい場合などを確認することが出来、より精密な温度異常監視手段を提供することが出来る。同時に、そのような異常時には中央制御装置へ警告用の信号をも送信されるため、オペレータが異常事態の発生を早期に認識することが出来るのである。
【００３４】請求項４記載の如く、前記温度計は非接触状態で糸温度を測定する非接触式温度計であり、該非接触式温度計を糸加熱装置の出口近傍に配置したので、糸温度計によって撚りの伝播が阻止されることがなく、糸温度を測定しつつ正常な仮撚加工を行うことができる。また、糸が糸温度計と接触して、糸温度測定装置に熱が逃げてしまうことがないのである。このため、接触式の温度計測装置を用いる場合と比べて、より正確な温度測定を行うことが出来、温度異常発生の判定をより正確に行うことが出来るのである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２９７
【氏名又は名称】村田機械株式会社
【識別番号】０００００１９９３
【氏名又は名称】株式会社島津製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年６月１３日（２０００．６．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８０６２１
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 寿一郎
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３５５１３５（Ｐ２００１−３５５１３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７６７６７（Ｐ２０００−１７６７６７） |
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