(57)【要約】【課題】本発明は、ボビン（２４ａ）から軸方向に引き出される糸をモニタするための方法およびシステムを提供する。アクティブボビンの残りの容量と、１つのアクティブボビン（２４ａ）から次のものへの移行との一方または両方をモニタすることが望まれる。【解決手段】糸の自由部（３０）は、糸がボビンから引き出されるときにボビンの周りを周方向に移動する。本発明は、糸の自由部（３０）を感知し、ボビン（２４ａ）の周りの糸の自由部の周方向の移動の周期に対応する周期Ｐで変動する出力を提供するように構成された、電磁放射に応答するセンサを含む。周期Ｐは、所望の情報を提供するように解釈することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンからの糸引きをモニタする方法であって、
前記糸は前記ボビンから軸方向に引き出され、前記糸の自由部は前記ボビンの周りを周方向に移動し、
電磁放射に応答するセンサが、前記糸の前記自由部を感知し、前記ボビンの周りの前記糸の前記自由部の前記周方向の移動の周期に対応する周期Ｐで変動する出力を提供するように構成される方法。
【請求項２】
空のボビンから新たなボビンへの移行に起因する前記周期Ｐの変化が検出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
移行が生じたことを示す使用者への出力を提供することによって、周期Ｐの前記変化に応答することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記周期Ｐに基づいて、
（ａ）前記ボビンを使い尽くすまでの時間と
（ｂ）前記ボビンに残っている糸の量と
のいずれかまたは両者を推定することをさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記センサが光学式センサである、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
光源が前記糸の前記自由部を照射し、前記センサが前記糸の前記自由部から反射した光を検出するように構成されている、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
アクティブボビンが対応するリザーブボビンの近傍に取り付けられているクリールにおいて実行され、前記センサが両方の前記ボビンから引き出された糸をモニタするように構成される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
糸がボビンから軸方向に引き出され、前記糸の自由部が前記ボビンの周りを周方向に移動するプロセスをモニタするためのシステムであって、
前記糸の前記自由部を感知し、前記ボビンの周りの前記糸の前記自由部の前記周方向の移動の周期に対応する周期Ｐで変動する出力を提供する、前記ボビンの近傍に取り付け可能な、電磁放射に応答するセンサと、
前記センサの前記出力から前記周期Ｐを判定するための処理装置と
を含むシステム。
【請求項９】
前記処理装置は、空になったボビンから新たなボビンへの移行から生じる前記周期Ｐの変化を検出し、それに応答して移行イベントを記録するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記処理装置は、前記周期Ｐに基づいて、
（ａ）前記ボビンを使い尽くすまでの時間と
（ｂ）前記ボビンに残っている糸の量と
のいずれかまたは両者を推定するように構成されている、請求項８または請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記センサが光学式センサである、請求項８〜１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
前記糸の前記自由部を照射するための光源をさらに含み、前記センサが前記糸の前記自由部から反射した光を検出するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれかに記載のシステムを備えたクリール。
【請求項１４】
アクティブボビンが対応するリザーブボビンの近傍に取り付けられ、単一のセンサが両方の前記ボビンから引き出された糸をモニタするように構成されている、請求項１３に記載のクリール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸がボビンから引き出されるプロセスのモニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
糸の特性を向上させるため、またはそれらを布地にするためのいずれかで、糸を加工する多くの種類の織物機械は、以前に先行して巻かれている吊るした糸のボビンに頼っており、その結果、糸が、頻繁に高速で、機械の作動している加工部分の中へと「端から端まで」ほどけることがある。例として、当業者によく知られている公知のドローテクスチャリング機が挙げられる。
【０００３】
本明細書で使用する「糸」という語は、その目的または材料にかかわらず、ボビンに巻き付けることができる任意の細長い可撓性繊維を示す。糸は、天然であっても合成であってもよく、また布地や他の目的のために使用されてもよい。
【０００４】
ボビンを支え、糸を加工機械の作動要素に誘導する構造は、クリールとして知られている。図１は、軽量の管状フレーム構造１２を有する公知のタイプのクリール１０の例を示しており、ボビン１４がペグ１６に支えられ、ペグは交換のためにボビン１４にアクセスできるように揺動可能にヒンジ結合されている。糸は、その移動時には、ボビン１４から機械（図示せず）まで、一連のセラミックガイドおよびクリールフレームワーク内に取り付けられたチューブにより支えられる。典型的には、クリール１０は何百ものボビン１４を収容することができる。ボビン１４の重量は１０ｋｇ以上であり得、それらをクリール１０の所定の位置に移動させるために、機械による補助が頻繁に必要となる。
【０００５】
ボビン１４は糸がそれらから引き出されるときには回転しない。糸は、ボビンに対してほぼ軸方向である方向に沿って引き出され、糸がボビン１４から外れて自由に動くことを可能にする。当然、糸はボビンの周りに周方向に巻かれている。それがほどけると、ボビンから糸が外れる箇所は、周方向にその周りを移動する。ボビン１４と糸が引き出されるアイレットガイドとの間にある糸の自由部は、ボビンの周りを旋回し、自重のために多少外側に突き出て、その結果、糸がバルーンとして知られている回転するエンベロープを形成する。
【０００６】
継続した機械の動作を促進するために、リザーブボビンに由来する糸は、各アクティブボビンの自由端につなぎ合わせて、アクティブボビンが使い尽くされたときに、機械の処理セクションへの糸の供給を維持するようにする。使用されたボビンの空のチューブが取り除かれ、リザーブボビンが取り付けられて、必要に応じてアクティブボビンにつなぎ合わせる。典型的には、糸は数百メートル／分の一定の速度でクリール１０から引き出される。機械の処理速度や供給ボビンのサイズに応じて、アクティブボビンからリザーブボビンへのこの移行が生じるのに、数時間または数日かかることがある。従来、手作業でパトロールして、アクティブボビンからリザーブボビンへの移行が生じたクリールの位置を特定することによって、使用されたボビンは置き換えられている。
【０００７】
処理した各位置の移行の詳細の手動による記録は、多くの処理上の欠陥が、上流の制御上のエラーに起因する供給されたボビンに既に存在している欠陥によって生じるため、生産管理、特に品質管理に役立つ。特定のプロセスでは、移行・つなぎ合わせ自体が、処理された糸が分離され、第２の品質に格下げすることを必要とする重大な欠陥である場合がある。手動によるモニタには、労働力とその結果として生じる費用が伴い、必要なモニタの自動化により回避することが望ましい。
【０００８】
アクティブボビンに配置されたものとリザーブボビンに配置されたものの一対のモーションセンサを使用するクリール・モニタ・システムが考案されており、アクティブボビンからリザーブボビンへの移行を繊維製品工場の生産および品質管理システムに直接記録することができるようにしている。これは、モーションセンサが各々のボビン（アクティブおよびリザーブ）に近接して取り付けられることや、頻繁に動くクリールのフレームワークに沿ってケーブルがセンサに電力と信号を伝送することを必要とする。これらのシステムは、新たなリザーブボビンがつなぎ合わされたときにセンサを手作業でねじ込むことを必要とすることが多く、必然的に、人為的なエラーによりセンサが正しくねじ込まれなかったり、これらのシステムがまったく信頼できないものになったりする。糸の経路のマイクロスイッチに依拠する他のシステムが使用されているが、これらは糸と接触する何らかの構成要素に依拠しており、その構成要素は急速な磨耗や、それに伴う故障に曝される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そのため、ボビンからの糸の引き出しをモニタするための改良された方法および装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、ボビンからの糸引きをモニタする方法であって、
糸はボビンから軸方向に引き出され、糸の自由部はボビンの周りを周方向に移動し、
電磁放射に応答するセンサが、糸の自由部を感知し、ボビンの周りの糸の自由部の周方向の移動の周期に対応する周期で変動する出力を提供するように構成される方法が存在する。
【００１１】
ボビンから軸方向に引き出される糸についての言及は、糸の経路が必然的に正確に軸方向になることを意味するのではなく、単に、糸はボビンの回転を伴う様式で径方向に沿って引き出されるというよりも、ボビンが一方の端部から外れて引き出されるということを意味する。周期Ｐについて言及する場合、これは周期の逆数である特定の対応する周波数ｆを意味し、したがって周期Ｐに基づいた、または周期Ｐに関係する任意の推定または計算は、対応する周波数ｆをも含むことが理解されなければならない。周期Ｐの判定または周期Ｐの使用に関する言及は、対応する周波数ｆの使用または判定に関する言及を含むことを理解しなければならない。
【００１２】
本発明の特定の実施形態を、添付の図面を参照して、単なる例としてこれから説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術に属するクリールを片側から見た図である。
【図２】本発明を具体化するモニタ構造を組み込んだ、上から見たクリールの一部の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図２は、一対のボビン支持構造２２ａ、２２ｂを含むクリール２０の一部のみを示している。動作中の任意の所与の瞬間、ボビン２４ａの１つがアクティブボビンであり、１つがリザーブボビン２４ｂである。処理をするためにアクティブボビンから糸が引き出される。糸は、上述したようにつなぎ合わせ、アクティブボビン２４ａが使い尽くされると、糸が自動的に他方のボビン２４ｂから引き出され始め、そのボビンが次にアクティブボビンになる。１つのボビンから別のボビンへのこの変化を、本明細書では「移行」と呼ぶ。移行後、使い尽くされたボビン２４ａは交換し、その糸は新しいアクティブボビン２４ｂにつなぎ合わせ、新しいアクティブボビン２４ｂを使い尽くした後にさらなる移行が生じる。このようにすると、糸を絶たずに引き出すことができる。
【００１５】
ボビン２４ａ、２４ｂの交換を容易にするために、ボビン支持構造２２ａ、２２ｂが各々回転可能に取り付けられており、それらが図の実線で示されている「使用中」の位置と、破線で示されている「装填」位置との間で回ることを可能にし、各々には、操作者が２つの位置の間でそれらを移動させるのを補助するために、各々のハンドル２６が設けられている。ボビン支持構造が装填位置にあるとき、操作者は、使い尽くされたボビンを取り出し、満杯のもので置き換えることができ、これもまた図面の破線で示されている。
【００１６】
それらの使用中の位置では、ボビン支持構造２２ａ、２２ｂは各々、ボビンの軸が糸が引かれるガイド２８に向かって（少なくとも近似した方向に）方向付けられるような向きで、各々のボビン２４ａ、２４ｂを支える。これは、本実施形態ではアイレットの形をとっている。
【００１７】
アクティブボビン２４ａの糸の自由部３０は、ボビンからガイド２８に通じており、上述したように、それはボビン２４ａの回りを旋回して、当業者がバルーンと呼ぶものを形成する。図面では自由部３０を直線で示しているが、実際には幾分外側に湾曲して曲線を形成している。
【００１８】
本発明によれば、クリール２０は、ボビン２４ａ、２４ｂからの糸の引き込みをモニタするためにバルーンを感知するセンサモジュール３２を組み込んでいる。この実施形態では、センサは光学式である。具体的には、スペクトルの可視の部分の光に応答する。他の実施形態では、原理的には、他の周波数の範囲、例えばスペクトルの紫外領域または赤外領域の電磁放射に応答することができる。
【００１９】
図示された実施形態では、糸が通ってクリールのガイド構造に入るガイド２８がセンサモジュール３２に組み込まれているが、他の実施形態では、これらは別個に形成してもよい。
【００２０】
この実施形態では、センサは反射構成で使用される。光源（この実施形態ではセンサモジュール３２に組み込まれているが、他の実施形態ではそれとは別個でもよい）は、センサモジュール３２から全体的に離れる方向に光を放射し、バルーンを照らすように構成される。バルーンから反射された光は、センサモジュール３２によって検出可能であり、ボビン２４ａを中心とした糸の回転運動により変調される。他の実施形態では、センサ構造を透過型のものにすることができ、バルーンを経てセンサモジュール３２に向けられる光源を使用して、バルーンの影がセンサモジュールで受け取られる光を変調するようにする。専用の光源が不要となる場合がある。
【００２１】
センサは、旋回する糸によりもたらされる変調に起因して周期的に変動する出力信号を発する。センサの信号は、当然のことながら、何らかのノイズを含み得るが、当業者によく知られている信号処理技術を適用して、信号の変動の周波数（または同等に、周期）に対する値を信号から得て、したがってアクティブボビン２４ａを中心とした糸の自由部３０の動きの周波数（周期）を得ることができる。原理上、信号処理は、例えば、高速フーリエ変換などの数値的な周波数解析技術を利用することができるが、実際には、そのような手法の計算量は不要であることが見出されており、簡単な技法、例えば信号を平滑化し、その後それが閾値をクロスする周波数を判定することを伴うことが、本目的には適切であることが見出されている。これは「ゼロクロッシング」法と呼ばれることがある。ただし、この場合の信号は、オフセットがそれから減算されない場合、必ずしもゼロになるとは限らない。
【００２２】
したがって、モニタ構造は、以下で「周期Ｐ」と呼ぶ、アクティブボビン２４ａを中心とした糸の動く周期のリアルタイムの表示である出力を提供する。周期Ｐに基づく計算などの判定が、対応する周波数に等しく良好に基づき得るということは、当業者に明らかである。
【００２３】
周期Ｐは、本発明の実施形態で、（ａ）あるボビンから別のボビンへの移行が生じるとき、および（ｂ）ボビンに残っている糸のおおよその量および／またはボビンが使い尽くされる前のおおよその作動時間を判定するために使用することができる。
【００２４】
これらの判定がどのようになされるかを理解するために、糸の自由部３０がボビン２４ａに巻かれた糸の本体３４の最外層から引き出されることにまずは留意されたい。この糸の本体の直径は、糸がそれから引き出されると減少する。図２において、アクティブボビン２４ａは部分的に空になっており、それが担持する糸の本体は、満杯のリザーブボビン２４ｂのものよりも小さい。典型的には、糸がボビン２４ａから引き出される線速度は概ね一定である。したがって、ボビンが空になるにつれて、糸の自由部３０がボビン２４ａの周りを移動する回転速度は次第に増加せざるを得ず、したがって周期Ｐは減少する。実世界の例では、満杯のボビンについて測定された周期Ｐは、使い尽くした時点のボビンについて測定されたものより約４倍大きい。したがって、周期Ｐと、ボビンに残っている糸のおおよその長さ、または同等に、ボビンを使い尽くすのに対する残りの時間との間に、数学的関係が存在する。したがって、センサモジュール３２の出力信号を処理することにより、アクティブボビン２４ａを使い尽くすまでの近似する時間、および／またはその上に残っている糸の長さの指標を得ることができる。
【００２５】
周期Ｐは、１つのアクティブボビン２４ａから次のものへ移行する直前に最小になる。なぜなら、その時点で糸の本体３４の直径が最小になるからである。次のアクティブボビンに移行すると、満杯のボビンから糸が引き出され始めるので、周期Ｐが急激に最大値に変化する。この周期Ｐの変化は、移行が生じるときの指標として検出され、解釈される。したがって、センサモジュール３２からの出力は、移行の瞬間のリアルタイムまたはほぼリアルタイムの表示を提示するように処理される。
【００２６】
実用的なシステムでは、通常、クリール上または複数のクリール上のボビン支持構造２２ａ、２２ｂの各対に、それぞれセンサモジュール３２が設けられ、すべてのセンサモジュール３２からの出力が（例えば、アナログ−デジタル変換器を介して）デジタル化され、３６で概略的に表されているコンピュータまたはコンピュータネットワークに伝えられる。センサデータは、グラフィカルインタフェースを介して使用者に提示され、各ボビン対についてのリアルタイムのデータを使用者に提示し得る。このようなシステムにより記録されて提示されるデータは、例えば、設置されるボビン、ボビン間の移行、およびアクティブボビンを使い尽くすまでの近似の時間のログを含むことができる。このようなデータは、一定の手動での監督を必要とせずに、生産を維持するのに必要なときに新たなボビンを設置することを確実にするよう促すが、同様に、既知の供給源から得た糸の特定のバッチの処理を追跡する際に補助する。例えば、特定の糸の供給に遡って生産における任意の問題の原因を追跡する際に補助することができる。
【００２７】
上述の実施形態は、本発明の実施の１つの可能な方法の例としての役割を果たすが、非限定的であり、添付の特許請求の範囲による本発明の範囲から逸脱することなく、多数の変形、変更および修正が可能である。図示の実施形態では、現在アクティブであるボビン２４ａ、２４ｂ両方のバルーンをモニタするように配置された単一のセンサを有する単一のセンサモジュール３２を使用しており、簡素さおよび経済性という観点で有利であるが、本発明は、一対のボビン２４ａ、２４ｂの各々に対してそれぞれのセンサを使用しながら実施することができる。
【図１】
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【図２】
2019104630.tif 000004
【外国語明細書】
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