(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紡糸装置から紡出された糸条をトラバース機構とボビン装着用スピンドルとボビン上に巻取られた糸条に接触して面圧を付与する接触ローラと巻取状態検知手段とを備えた巻取装置によって巻取る際に、巻取装置の上流側に設置された糸条張力検出手段によって検出された巻取中の走行糸条の張力に基づいて異常を検出せしめる方法において、前記糸条張力検出手段によって測定された張力値を、巻取条件指令信号又は巻取状態検知手段によって検出された測定値の変化率に対応して補正し、補正後の張力値に基づいて正常か異常かを判定せしめるようにしたことを特徴とする糸条製造工程における張力監視方法。
【請求項２】
紡糸装置から紡出された糸条をトラバース機構とボビン装着用スピンドルとボビン上に巻取られた糸条に接触して面圧を付与する接触ローラと巻取状態検知手段とを備えた巻取装置によって巻取る際に、巻取装置の上流側に設置された糸条張力検出手段によって検出された巻取中の走行糸条の張力に基づいて異常を検出せしめる方法において、異常判定基準値を、巻取条件指令信号又は巻取状態検知手段によって検出された測定値の変化率に対応して補正し、補正後の異常判定基準値に基づいて正常か異常かを判定せしめるようにしたことを特徴とする糸条製造工程における張力監視方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紡糸装置から紡出された糸条を巻取機に巻取る糸条製造工程における張力監視方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ポリアミド、ポリエステル等の合成繊維糸条の製造工程においては紡糸装置から紡出された糸条をトラバース機構とボビン装着用スピンドルとボビン上に巻取られた糸条に接触して面圧を付与する接触ローラと巻取状態検知手段とを備えた巻取装置によって巻取っており、該巻取装置の上流側に設置された糸条張力検出手段によって常時糸条張力を測定し、測定された張力値を解析することによって糸条製造工程における異常等の監視を行っている。
【０００３】
上述の糸条張力検出手段によって測定される糸条張力は種々の要因で変動し、糸条製造工程における真の異常に基づく張力変動と、生産条件により必然的に発生する張力変動とがある。
【０００４】
該生産条件による張力変動は巻取装置における巻取条件であるトラバース速度変化に基づくものとスピンドルの回転速度変化に基づくものがある。
【０００５】
トラバース速度変化は図３において線（イ）で示されるような綾角一定巻においてリボンブレークを行うためにトラバース速度を一定周期で増減させるランダムトラバース、図４において線（イ）で示されるような綾角一定巻においてリボン域のみトラバース速度を急激に変化させる突変トラバース、図５において線（イ）で示されるような巻取開始から巻取終了まで綾角を変化させるようにトラバース速度を変化させる綾角変化トラバース、図６において線（イ）で示されるようなリボン域毎にワインド比を変えるためにトラバース速度を変化させるマルチワインドトラバースあるいはこれ等を複数組み合わせたもの等によっても異なるが何れも大きく変化している。
【０００６】
また、巻取速度変化巻を行う場合には、スピンドル回転速度は図７において線（イ）で示されるように糸条巻取速度が巻取開始時から巻取終了時までの間に変化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにトラバース速度が変化すると糸条張力も図３〜図６において線（ロ）で示されるように比例して変化し、所定の幅をもって設定された異常判断基準値を越えた状態になるため、異常と判定されて異常信号が発信される。
【０００８】
また、巻取速度が変化すると糸条張力も図７において線（ロ）で示されるように比例して変化し、糸条巻取操作時における許容張力範囲では巻取開始時から巻取終了時までの張力変動の方が大きくなるため、巻取途中において張力値が許容張力範囲越えた時点で異常と判定されて異常信号が発信される。
【０００９】
この様に正常な巻取状態であっても異常信号が発信されるため、糸条製造工程における真の異常による張力変動と生産条件により必然的に発生する張力変動とを判別することが非常に困難であるという問題がある。
【００１０】
また、生産条件により必然的に発生する張力変動による異常信号の出力をさける為には、異常判定基準値の上限値と下限値の幅を相当広く設定しなければならないため、例えば糸条への油剤付着量の変化や、単糸切れ、ポリマー粘度の変化等、張力値には小さな変化しか現れないが、品質は異常とすべき異常を検出できないという問題がある。
【００１１】
本発明は正常な巻取状態におけるトラバース速度変化、スピンドル回転速度変化による張力変化を糸条製造工程における異常と判断することなく、糸条製造工程における真の異常を確実に検出することができる糸条製造工程における張力監視方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明の糸条製造工程における張力監視方法は請求項１に記載のように糸条張力検出手段によって測定された張力値を、巻取状態検知手段によって検出された測定値の変化率に対応して補正し、補正後の張力値に基づいて正常か異常かを判定せしめるようにしてある。
【００１３】
上述の巻取状態検知手段とはトラバース速度検出用のトラバース速度センサー、巻取速度検出用の巻取速度センサーのことである。
【００１４】
本発明の糸条製造工程における張力監視方法は請求項２に記載のように異常判定基準値を、巻取状態検知手段によって検出された測定値の変化率に対応して一時的に補正し、補正後の異常判定基準値に基づいて正常か異常かを判定せしめるようにする事ができる。
【００１５】
【発明の実施の態様】
図１は本発明の糸条製造設備の全体構成を示す概略図、図２は図１における糸条張力監視方法を実施するブロック図であって、糸条製造設備は溶融ポリマーを紡出するメタリングポンプ、口金等からなる紡糸装置１と、紡出された糸条を所定の速度で引き取る第１引き取りローラ２、第２引き取りローラ３と、トラバース機構５、２本のスピンドル６、７が回転自在に装着されたレボルビング部材（図示せず）、接触ローラ８等により形成された巻取装置４と、巻取装置４の近接位置に設置された制御装置９と、張力補正装置１０とにより構成されている。
【００１６】
上述の第２引き取りローラ３と巻取装置４との間には糸分けガイド１１と、振り支点ガイド１２が支持部材（図示せず）によって所定の位置に設置されていると共に、糸分けガイド１１と振り支点ガイド１２の間には各糸条に対応して糸条張力検出手段である張力センサー１３（１３-1〜１３-n）が支持部材（図示せず）によって所定の位置に設置されている。
【００１７】
該張力センサー１３は３点接触式検出器あるいは非接触式検出器を使用し、各検出信号が張力補正装置１０に送られるようになっている。
【００１８】
上述の巻取装置４には巻取状態検知手段であるトラバース速度検出用のトラバース速度センサー１４と巻取速度検出用の巻取速度センサー１５（スピンドル６、７の回転速度、接触ローラ８回転速度等を検出するセンサー）が設けられており、各検出信号が制御装置９と張力補正装置１０に送られるようになっている。
【００１９】
制御装置９にはラインコントローラ（図示せず）が接続されており、該ラインコントローラ（図示せず）からの制御設定指令信号に基づいて各巻取装置４のトラバース機構５、スピンドル６、７の速度を制御するようになっている。
【００２０】
張力補正装置１０は複数台の巻取装置４（４-1〜４-m）からの検出信号が入力できるようになっており、張力センサー１３（１３-1〜１３-n）からの検出信号の張力信号入力部１６とトラバース速度センサー１４（１４-1〜１４-m）からの検出信号のトラバース速度信号入力部１７と巻取速度センサー１５（１５-1〜１５-m）からの検知信号の巻取速度信号入力部１８と、各検出信号値に基づいて張力補正処理を行うコントロール部１９とにより構成され、設定値入力操作用のキーボード２０とマウス２１、警報用のランプ２２とブザー２３、表示用のディスプレイ２４、データ記述用のプリンタ２５等が接続されている。該張力補正装置１０にプリンターを接続して異常データ等をプリントして出力することもできる。
【００２１】
該張力センサー１３は巻取装置１台に対して１個設けた構成にすることもできる。
【００２２】
上述の張力信号入力部１６は張力センサー１３からの検出信号がアナログ信号の場合はアナログ信号の内の不要な信号をカットするためのローパスフイルターが設けられており、カットオフ周波数（ｆｃ）が５（Ｈｚ）前後になっている。該ローパスフイルターとしてはアナログハード回路フイルターまたはソフトウエアによるデジタルフイルターを使用する。該張力センサー１３からの検出信号がデジタル信号の場合はパラレル信号をシリアル信号に変換する変換器を設ける。
【００２３】
トラバース速度信号入力部１７はトラバース速度センサー１４からの検知信号をカウントしてコントロール部１９に出力し、巻取速度信号入力部１８は巻取速度センサー１５からの検知信号をカウントしてコントロール部１９に出力するようになっている。
【００２４】
コントロール部１９はマイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラの内の何れかを使用する。該コントロール部１９には制御装置９から満巻予令信号が入力され、満巻ボビンから空ボビンへの切り替え時の張力変動に基づく異常信号が出力されないようにしてある。
【００２５】
上述の各トラバース方法に対応させて糸条の種類、巻取速度、トラバース速度等を変更してトラバース速度（ＶTR）の変化率（△ＶTR）と糸条張力の変化率（△Ｔ）の関係を測定した結果、トラバース速度の変化率が±１０％の場合、糸条張力変化率（△Ｔ）は±３〜１５％の範囲であることが解った。
【００２６】
この関係は、次式で表すことができ、トラバース速度（ＶTR）の現在値をＶTR(0) 、変化前の値をＶTR(-1)とすると、
0003722399.tif 000002
となり、張力の変化率（△T ）の現在値をＴ(0) 、変化前の値をＴ(-1)とすると、
0003722399.tif 000003
となる。
【００２７】
張力変化率（△Ｔ）とトラバース速度変化率（△ＶTR）の関係は、△Ｔ＝ＫTR×△ＶTR（式１）となり、ＫTRは補正係数であり０．３〜１．５の範囲で設定する。
【００２８】
このことから、予め測定されたトラバース速度の変化率と糸条張力の関係から導かれる補正係数（Ｋ  ＴＲ）を用いてトラバースの変化により変化した張力値を算出し、測定した張力の現在値［Ｔ（０）］からトラバース速度の変化により変化した張力値を引き算することで張力を補正する。
【００２９】
また、上述のトラバース速度の変化により変化した張力値を張力の異常判定基準値に加えることで異常判定基準値を変化させて異常と判定しないようにすることもできる。
【００３０】
【実施例１】
ポリエステル延伸糸：７５Ｄ−３６ｆ、巻取速度：４８００m/min 、トラバース速度：約５００m/min 、トラバース速度の補正系数ＫTRを０．７５に設定し、トラバース速度センサー１４によって検知されたトラバース速度によるトラバース速度変化率（△ＶTR）を用いて張力センサー１３からの検出張力値をトラバース速度の変動方向とは逆方向（逆符号）の状態になるように補正すると図３〜図６において線（ハ）で示されるような張力値になり、異常信号を発信することなく巻取操作を行うことができた。
【００３１】
なお、図３〜図８における各線（イ）、（ロ）、（ハ）は重なった状態で描くと不明瞭になるため、高さ方向に故意にずらして図示している。
【００３２】
上述の実施例におけるトラバース速度センサー１４によって検出するトラバース速度に代えて、トラバース機構５に対する制御装置９からの指令トラバース速度信号を用いて張力の補正を行うことも可能である。
【００３３】
次に、巻取速度（Ｖｗ）の変化率（△Ｖｗ）と糸条張力の変化率（△Ｔ）の関係を測定したところ図７に示されるような状態で変化しており、トラバース速度変化の場合と同様に巻取速度（Ｖｗ）の変化率（△Ｖｗ）に対する補正係数（Ｋｗ）は３０〜１５０である。
【００３４】
このことから、予め検出された巻取速度の変化率と糸条張力の関係から巻取速度の変化率（ΔＶｗ）に対して補正係数（Ｋｗ）を用いてΔＴ＝Ｋｗ×ΔＶｗ（式２）として、上述の実施例と同様に張力の現在値［Ｔ（０）］から巻取速度の変化により変化した張力値を引き算することで張力を補正する。
【００３５】
上述のトラバース速度変化率（△ＴTR）の場合と同様に次式で表すことができ、巻取速度の現在値を［Ｖｗ(0) ］、巻取速度変化前の値を［Ｖｗ(-1)］とすると、
0003722399.tif 000004
となる。
【００３６】
また、上述の巻取速度の変化により変化した張力値を張力の異常判定基準値に加えることで異常判定基準値を変化させて異常と判定しないようにすることもできる。
【００３７】
【実施例２】
ポリエステル延伸糸条：７５Ｄ−３６ｆ、巻取速度：４８００m/min 、トラバース速度：約５００m/min 、巻取速度の補正係数（Ｋｗ）を６５に設定し、巻取速度センサー１５によって検出された巻取速度による巻取速度変化率（△Ｖｗ）を用いて張力センサー１３からの検出張力値を巻取速度の変動方向とは逆方向（逆符号）の状態になるように補正すると図７の（ハ）線で示されるような張力値になり、異常信号を発することなく巻取操作を行うことができた。
【００３８】
なお、巻取速度として巻取装置４に対する巻取指令速度を用いて張力の補正を行うこともできる。また、接触ローラの回転速度に代えてスピンドルの回転速度を検出しても張力の補正を行うことも可能である。
【００３９】
また、上述の巻取速度の変化により変化した張力値を張力の異常判定基準値に加えることで異常判定基準値を変化させて異常と判定しないようにすることもできる。
【００４０】
上述の実施例をトラバース速度センサー１４あるいは巻取速度センサー１５によってトラバース速度変化あるいは巻取速度変化を検出すると、張力補正装置１０のコントロール部１９においてトラバース速度の変化により変化した張力値だけ異常判定基準値を変化せしめ、張力センサー１３によって検出された張力値と比較して正常、異常を判定するようにせしめることもできる。
【００４１】
上述の突変トラバースによる巻取においてトラバース速度センサー１４によって１秒〜５秒間隔、好ましくは１秒間隔で検出されたトラバース速度検出値に基づいて異常判定基準値は、図８においてトラバース速度検出値線（イ）に対応して異常判定基準値が上限値線（ニ-H）、下限値線（ニ-L）に示されるように補正され、線（ホ）で示される張力センサー１３によつて検出された張力値が該異常判定基準値である上限値線（ニ-H）または下限値線（ニ-L）を越えると異常と判定されて警報が発せられる。
【００４２】
上述の補正係数（ＫTR）による式１、補正係数（Ｋｗ）による式２に代えて次式を使用することもできる。
【００４３】
巻取張力（Ｔ）とトラバース速度に基づく場合は、
0003722399.tif 000005
となり、巻取張力（Ｔ）と巻取速度に基づく場合は、
0003722399.tif 000006
となる。
【００４４】
この場合の補正係数（ＫTR′）の範囲は０．９３〜１．０５、補正係数（Ｋｗ′）の範囲は３．６〜１４．５である。
【００４５】
この場合は測定した張力値[ Ｔ(0)]に補正係数（ＫTRおよびＫｗ）を掛けることで補正をおこなう。また、異常判定基準値に補正係数（ＫTRおよびＫｗ）を掛けることで補正をおこなうこともできる。
【００４６】
上述の補正係数（ＫTR、Ｋｗ、ＫTR′、Ｋｗ′）は定数ではなくトラバース速度（ＶTR）、巻取速度（Ｖｗ）の関数により求まる値にすることもできる。
【００４７】
すなわち、ＫTR＝ｆ（ＶTR）とし、該ｆ（ＶTR）はトラバース速度変化に対する張力の変化の測定データを元に導かれる近似式とし、該近似式にトラバース速度の現在値を代入しトラバース速度に応じた補正係数（ＫTR）を用いるようにする。
【００４８】
巻取速度についても同様にＫｗ＝ｇ（Ｖｗ）とし、巻取速度（Ｖｗ）に巻取速度の現在値[ Ｖｗ(0)]を代入しても良い。
【００４９】
本発明は上述の各式に限定されないことはいうまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の糸条製造工程における張力監視方法は請求項１に記載のように糸条張力検出手段によって測定された張力値を、巻取状態検知手段によって検出された測定値の変化率に対応して補正し、補正後の張力値に基づいて正常か異常かを判定せしめるようにしているため、正常な巻取状態におけるトラバース速度変化、スピンドル回転速度変化による張力変化を糸条製造工程における異常と判断することなく、糸条製造工程における真の異常を確実に検出することができる。
【００５１】
また、本発明の糸条製造工程における張力監視方法は請求項２に記載のように異常判定基準値を、巻取状態検知手段によって検出された測定値の変化率に対応して補正し、補正後の異常判定基準値に基づいて正常か異常かを判定せしめるようにしても請求項１の場合と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の糸条製造設備の全体構成の１実施例を示す概略図である。
【図２】本発明における糸条張力監視方法を実施する１実施例を示すブロック図である。
【図３】ランダムトラバースにおけるトラバース速度変化と張力変化の関係を示す概略線図である。
【図４】突変トラバースにおけるトラバース速度変化と張力変化の関係を示す概略線図である。
【図５】綾角変化トラバースにおけるトラバース速度変化と張力変化の関係を示す概略線図である。
【図６】綾角変化付きマルチワインドトラバースにおけるトラバース速度変化と張力変化の関係を示す概略線図である。
【図７】スピンドル回転速度と張力変化の関係を示す概略線図である。
【図８】異常判定基準値を変更する場合のトラバース速度変化と異常判定基準値変化の関係を示す概略線図である。
【符号の説明】
１  紡糸装置
２  第１引き取りローラ
３  第２引き取りローラ
４  巻取装置
５  トラバース機構
６、７  スピンドル
８  接触ローラ
９  制御装置
１０  張力補正装置
１１  糸分けガイド
１２  振り支点ガイド
１３  張力センサー
１４  トラバース速度センサー
１５  巻取速度センサー
１６  張力信号入力部
１７  トラバース速度入力部
１８  巻取速度入力部
１９  コントロール部
２０  キーボード
２１  マウス
２２  ランプ
２３  ブザー
２４  ディスプレイ
２５  プリンタ
【図１】
0003722399.tif 000007
【図２】
0003722399.tif 000008
【図３】
0003722399.tif 000009
【図４】
0003722399.tif 000010
【図５】
0003722399.tif 000011
【図６】
0003722399.tif 000012
【図７】
0003722399.tif 000013
【図８】
0003722399.tif 000014