(57)【要約】【課題】一般的に、糸の太さが太くなる程センサの出力電圧が大きくなるため、太い糸を監視する場合は、アンプのゲインは低めに設定される。しかし、上記低めのゲインのまま細い糸を監視すると、センサ出力が低くなり過ぎてしまい、制御部側で細い糸の太さの揺らぎを検出し辛くなる問題がある。つまり、従来の糸監視装置においては、生産する糸と整合の取れたアンプのゲインを自在に選択若しくは設定できないため、制御部の分解能を向上させても、糸の太さの検出精度を高めるには限界があった。【解決手段】このマルチプレクサ７２のスイッチングは、マスターコンピュータ４７によって制御される構成となっている。即ち、マスターコンピュータ４７が、糸監視器１１のセンサ出力を変換するアンプ７１を制御する制御手段の一例であるといえ、抵抗８１の２次側は、抵抗８２〜８４側とアンプ７１側との２方向に分岐される構成となっている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸の太さを検出するセンサと、該センサの出力を変換するアンプと、該アンプを制御する制御手段と、を具備する糸監視装置を備えた繊維機械において、
加工される糸の加工条件を設定する設定手段を設け、上記制御手段は、上記設定手段での設定条件に応じて、上記アンプのゲインを決定する選択部を備えたことを特徴とする糸監視装置を備えた繊維機械。
【請求項２】
前記制御手段は、前記糸の加工条件と、前記アンプのゲインと、を対応させた対応テーブルを具備してなり、該対応テーブルには、各加工条件毎にセンサの出力値と、アンプに接続される回路素子の耐圧との関係を考慮したゲインが記憶されている請求項１記載の糸監視装置を備えた繊維機械。
【請求項３】
前記制御手段の決定に基づき、抵抗値を複数段変更可能な多段スイッチを用いて前記アンプのゲインを変更してなる請求項１、又は請求項２のいずれかに記載の糸監視装置を備えた繊維機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の紡績ユニットからなる紡績機等で加工される糸の太さを検出する糸監視装置を備えた繊維機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、下記特許文献１に示すような糸監視装置がある。
この糸監視装置とは、主に紡績産業において使用される紡績糸（以下、単に「糸」という）を製造する場合に、糸切れの発生や、糸の太さや、糸太さのムラを監視するための装置である。
この糸監視装置において、実際に糸太さ等を検出するセンサとしては光電変換式のものが用いられている。この光電変換式のセンサの一例としては、受光素子がある。
この場合に、発光ダイオードと上記受光素子との間に計測対象である糸を通すことによって、発光ダイオードから発光された光のうち、糸で遮断されずに上記受光素子に到達した光の量（即ち、光量）を、該受光素子で電気信号に変換して出力している。
そして、マイコン等の制御部が、上記電気信号を取得することによって、具体的な糸の太さを判断している。
一般的に、上述のような糸監視装置で用いられるセンサの出力電圧の範囲は０〜１５［Ｖ］である。
しかしながら、該センサの出力を受ける制御部は０〜５［Ｖ］の電圧しか受信できないのが一般的である。
即ち、センサの最高出力電圧（１５［Ｖ］）は、制御部が許容できる電圧（５［Ｖ］）を超えている。
そのため、センサと制御部との間には、上述の場合、センサの出力を５［Ｖ］以内に抑制（変換）するための増幅器（アンプ）が設けられている。
つまり、アンプは、センサ等のセンサの出力電圧を５［Ｖ］以内の電気信号に変換させている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２６２６４６５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、太い糸が生産される場合の方が、細い糸が生産される場合と比較して、生産される糸の太さの揺らぎ（変化）が大きいことは一般的に知られている。
また、一般的に、糸の太さが太くなる程センサの出力電圧が大きくなるため、太い糸を監視する場合は、アンプのゲインは低めに設定される。
しかし、アンプのゲインを、太い糸を基準とした低めのゲインに設定したままで細い糸を監視すると、センサ出力が低くなり過ぎてしまい、制御部側で細い糸の太さの揺らぎを検出し辛くなる問題がある。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アンプのゲインを自在に設定できる糸監視装置を備えた繊維機械を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、請求項１においては、糸の太さを検出するセンサと、該センサの出力を変換するアンプと、該アンプを制御する制御手段と、を具備する糸監視装置を備えた繊維機械において、
加工される糸の加工条件を設定する設定手段を設け、上記制御手段は、上記設定手段での設定条件に応じて、上記アンプのゲインを決定する選択部を備えたことを特徴とする糸監視装置を備えた繊維機械として構成している。
【０００７】
請求項２においては、前記制御手段は、前記糸の加工条件と、前記アンプのゲインと、を対応させた対応テーブルを具備してなり、該対応テーブルには、各加工条件毎にセンサの出力値と、アンプに接続される回路素子の耐圧との関係を考慮したゲインが記憶されている糸監視装置を備えた繊維機械として構成している。
【０００８】
請求項３においては、前記制御手段の決定に基づき、抵抗値を複数段変更可能な多段スイッチを用いて前記アンプのゲインを変更してなる糸監視装置を備えた繊維機械として構成している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図１は本発明の実施の形態に係る糸監視装置の概略構成図、図２はアンプ７１、Ａ／Ｄ変換器７３、及びスパンコンピュータ４７の詳細構成図、図３は紡績ユニット１００の概略構成を模式的に示した構成図、図４は糸監視器１１の詳細構成図、図５は糸監視装置１１、スパンコンピュータ４７の機能ブロック図、図６は糸の太さ（糸径）の信号の処理を示す図、図７は糸ムラ均斉度と糸の太さとの関係を示す図である。
【００１０】
先ず、図１を用いて、本発明の実施の形態に係る糸監視装置の概略構成について説明する。
先ず、既に従来の技術で説明した発光ダイオードや受光素子を内蔵し、紡績ユニット１００毎に紡績された糸の太さを検出するための糸監視器１１を具備している。
更に、該糸監視器１１から出力される電気信号は２方向に分岐される。
そのうちの一つは、マルチプレクサ４０へ送出される。
該マルチプレクサ４０は、複数の紡績ユニット１００毎に設けられる複数の糸監視器１１と順次接続するためのスイッチである。
更に、マルチプレクサ４０の２次側にはアンプ４１が接続され、該アンプ４１は、糸監視器１１のセンサから出力される糸の太さ信号としての電気信号をスパンコンピュータ４７に入力できる出力電圧に変換するものである。
更に、上記アンプ４１で変換する電気信号を、スパンコンピュータ４７で処理できるデジタル信号に変換するためのサンプリング手段であるＡ／Ｄ変換器４６が設けられており、該Ａ／Ｄ変換器４６には発振器４５が接続されることにより、Ａ／Ｄ変換器４６のサンプリング周期を決定している。
このスパンコンピュータ４７は、Ａ／Ｄ変換器４６によってデジタル信号に変換された電気信号を解析し、異常が発見されれば、その旨を図示しない表示装置やスピーカ等より外部に示す。
尚、発振器４５、スパンコンピュータ４７、Ａ／Ｄ変換器７３、発振器７４をワンチップ内に内蔵した構成であっても良い。
勿論、必要であれば図示されない通信回線により当該紡績ユニット１００を停止することも可能である。
このように、糸監視器１１から出力された電気信号の１つが、マルチプレクサ４０によってスイッチングされながらスパンコンピュータ４７に入力される構成であるので、各紡績ユニット１００において生成される糸の周期的且つ定常的な異常を発見することが可能となる。
【００１１】
上記周期的且つ定常的な異常の原因は次のようなものである。
ここで先ず、紡績機の１つである空気紡績機が具備する多数の紡績ユニット１００の概略構成に関して図３を用いて説明する。
各紡績ユニット１００には、スライバ２０の供給方向に対して上流側から順にバックローラ２４ａ、サードローラ２４、セカンドローラ２５、フロントローラ２６を設けて、ドラフト装置を構成している。上記ローラのそれぞれが上位のトップローラと下位のボトムローラとからなっており、スライバ２０を引き伸ばして細い繊維束とするドラフトを行う構成となっている。
また、ドラフト装置の下流側には、ドラフト装置から供給される繊維束を、空気噴射により加撚する紡績ノズル２８が設けられている。尚、紡績ノズル２８に関しては空気噴射によるものに限定されない。オープンエンド等の紡績機であっても良い。
尚、上記セカンドローラ２５には、無端状のゴムベルトであるエプロン２７が巻回されている。
上記紡績ノズル２８で製造された糸２１は、デリベリローラ２９を介して糸監視器１１に送り込まれ、該糸監視器１１を通過した糸は最終的には巻き取られる。
このような構成において、例えば、何らかの原因で上記ローラにキズ等が有ると、上記ローラによるドラフト過程において、該キズの影響で糸２１の太さが周期的に変化してしまう場合がある。
即ち、キズがローラの表面に存在すると、該ローラを通過するスライバ２０により製造された糸２１は周期的且つ定常的に太さが変化してしまう。
このような糸２１の太さの変化を監視するための構成が、上述したマルチプレクサ４０、アンプ４１、Ａ／Ｄ変換器４６、発振器４５の構成である。
これにより、ローラの異常を発することができ、そのローラの交換等のメンテナンスが行える。
【００１２】
また、上述とは異なり、何らの原因で突発的に糸２１の太さが変化したこと（例えば、スラブの発生等）を検出する構成について説明する。
糸監視器１１から出力され２方向に分岐される電気信号のうち、残る１つは、アンプ７１、Ａ／Ｄ変換器７３側へ送出される。
このアンプ７１、Ａ／Ｄ変換器７３は、各糸監視器１１毎に接続されている。即ち、各糸監視器１１から送出されたセンサ出力は、電圧等の電気信号としてアンプ７１、Ａ／Ｄ変換器７３を介してスパンコンピュータ４７に入力される構成となっている。
即ち、既に上述した場合と異なってマルチプレクサ等を介してないので、糸監視器１１の出力信号が直接的にリアルタイムでスパンコンピュータ４７に入力される構成となっている。
したがって、突発的に上記糸２１にスラブの発生等の太さの変化があった場合に、スパンコンピュータ４７は該変化を検出して判断することが可能となる。
また、このアンプ７１、Ａ／Ｄ変換器７３、及びスパンコンピュータ４７の組み合わせの構成は、詳しくは、図２に示すような構成となっている。
【００１３】
図２に示すように、アンプ７１には並列に多段スイッチの一例であるマルチプレクサ７２が設けられている。
このマルチプレクサ７２のスイッチングは、スパンコンピュータ４７によって制御される構成となっている。
即ち、スパンコンピュータ４７が、糸監視器１１のセンサ出力を変換するアンプ７１を制御する制御手段の一例であるといえる。
このマルチプレクサ７２の一次側には複数の抵抗が並列に設けられており、図２に示す例においては、抵抗８２・８３・８４の３つが並列に接続されている。更に上記３つの抵抗と糸監視器１１との間には抵抗８１が設けられ、該抵抗８１の２次側はアンプ７１にも直接接続される構成となっている。
即ち、抵抗８１の２次側は、抵抗８２〜８４側とアンプ７１側との２方向に分岐される構成となっている。
上述における、抵抗８１、抵抗８２〜８４、マルチプレクサ７２、及びアンプ７１の構成は、所謂演算増幅器の構成となっている。
したがって、抵抗８１と、マルチプレクサ７２によって選択された抵抗８２〜８４の何れか１つの抵抗と、の比に応じて利得（即ち、ゲイン）が変化するので、糸監視器１１のセンサから出力される電気信号を当該演算増幅器で増幅若しくは抑制することが可能となる。
即ち、抵抗の組み合わせによって上記ゲインを変更・決定することが可能となる。
また、上記増幅若しくは抑制とは、糸監視器１１のセンサから出力される電気信号を変換することの一例である。
更にまた、マルチプレクサ７２と複数の抵抗とを並列に並べ、多数段にわたって変更可能にすることにより、回路構成を簡単にすることができる。
【００１４】
このような構成により、スパンコンピュータ４７からマルチプレクサ７２に指令を伝達することによって、マルチプレクサ７２のスイッチングを変化することが可能となる。
したがって、スパンコンピュータ４７のゲイン選択部４７ａにより、所望のゲインが得られる抵抗の組み合わせとなるように、マルチプレクサ７２を制御することで、自在にアンプ７１のゲイン（上記演算増幅器全体を見たゲインであっても良い）を決定することが可能となる。
また、予めスパンコンピュータ４７に、加工する糸の条件と、ゲインとを対応させた対応テーブル４７ｂを記憶させても良い。
このように構成することによって、スパンコンピュータ４７は、糸監視器１１のセンサ出力に応じて、適切に該ゲインを定めることが可能となる。
勿論、上記対応テーブル４７ｂには、上記対応の他に、更に該ゲインに対応するマルチプレクサ７２で接続される抵抗８２〜８４の組み合わせ（即ち、スイッチングパターン）を記憶しても良い。
上記演算増幅器に係る構成を図１に示すアンプ４１に適用しても良い。
即ち、アンプ４１に対して、既に上述した抵抗８１、抵抗８２・８３・８４、及びマルチプレクサ７２の構成を付加することで、上述同様の演算増幅器を実現する。
これによって、アンプ４１においても、上記アンプ７１と同様の効果を奏することが可能となる。
【００１５】
更に上述の構成において、アンプ７１の２次側及びマルチプレクサ７２の２次側は、Ａ／Ｄ変換器７３の一次側と接続されている。
したがって、マルチプレクサ７２を通過した電気信号は、該Ａ／Ｄ変換器７３にてデジタル信号に変換される。
該Ａ／Ｄ変換器７３には発振器７４が接続されている。
更に、Ａ／Ｄ変換器７３の２次側はスパンコンピュータ４７に接続される構成となっている。
したがって、スパンコンピュータ４７は、該Ａ／Ｄ変換器７３によってデジタル信号に変換された電気信号を解析し、異常が発見されれば、その旨を図示しない表示装置やスピーカ等より外部に示す。
勿論、必要であれば図示されない通信回線により当該紡績ユニット１００を停止することも可能である。
このような構成により、各紡績ユニット１００に設けられる各糸監視器１１より出力された電気信号を、スパンコンピュータ４７が常時監視することが可能となるので、突発的に発生するスラブの発生等の糸の太さの突発変化を監視することが可能となると共に、糸の太さに応じて適切なアンプのゲインを自在に定めることが可能となる。
【００１６】
また、既に図１及び図２で説明したスパンコンピュータ４７は、図１に示すように、予め定められた台数分まとめられた紡績ユニット１００の群５０の制御を直接的に担当するものであって、このような群毎に設けられるものである。
また、このように群毎に設けられるスパンコンピュータ４７を統括するコンピュータが機台中央制御部９０である。
【００１７】
また、機台中央制御部９０の操作部９１から糸の加工条件を入力設定可能であり、例えば、その１つとして、加工したい糸の太さ（番手）情報を入力可能である。スパンコンピュータ４７（スパンコンピュータ４７内にゲイン選択部４７ａを備え）は、上記操作部９１から入力された番手情報に基づき、対応テーブル４７ｂを参照して、該選択部がその番手に応じた適切なゲインを選択する。
これにより、アンプのゲインを、太い糸を基準とした低めのゲインに設定したままで細い糸を監視してしまい、センサ出力が低くなり過ぎて、制御部側で細い糸の太さの揺らぎが検出し辛くなることがなくなる。
即ち、検出される番手に応じて、適切に電圧を増幅することができるため、細かい糸で太さの揺らぎが生じても、ゲインを大きく設定することにより、揺らぎを大きく検出できる。
従って、番手に拘わらずＡ／Ｄ変換器の分解能を最大限に生かした揺らぎ検出ができる。
該対応テーブル４７ｂに記憶された糸番手とゲインとの関係は、Ａ／Ｄ変換器等のアンプに接続された電気素子の耐圧を考慮して設定されるものである。
これは、ある糸の加工中に糸の太ムラが発生した場合、センサ出力（電圧）が通常より大きくなる。そこで、増幅後のセンサ出力電圧値が上記素子の耐圧を越えるようなことがあると、素子の損傷を招く。そこで、Ａ／Ｄ変換器の耐圧が例えば５Ｖであれば、いかなる番手を生成する場合であっても、各番手において考えられ得る最大の太さムラ（最大出力電圧値）を考慮して、その最大値が５Ｖを超えないようなゲインを記憶させても良い。
【００１８】
ここで、上述した糸監視器１１の構造について図４を用いて詳細に説明する。図４において、糸監視器１１（即ち、スラブキャッチャ）は、発光ダイオード３０と受光素子３１からなり、発光ダイオード３０から送光される光量を受光素子３１により検出し、その検出した光量を端子間の電気変位（例えば、電圧等の電気信号）として出力する方式の高感度で応答性が高い検出器である。
例えば、糸２１で発生したスラブが当該糸監視器１１を通過することによって、極めて大きな電気信号（電気量の変位）が受光素子３１の出力端子３７より出力されると、その電気信号は上記アンプ７１側に出力されて上記スパンコンピュータ４７に入力される。
該入力によって、例えば、スパンコンピュータ４７は、該当する紡績ユニット１００を停止させたり、或いは、スラブが発生した箇所において糸を切断することなどが可能となる。
尚、上記光電変換式のセンサの替わりに静電容量式のセンサを用いても良い。
【００１９】
また、スパンコンピュータ４７が行う処理手法について、図５から図７を用いて説明する。
次に、図５において、平均手段１は、糸監視器１１からの検出信号（糸径）Ｖを移動加算し、これを平均して糸径の加算値Ａ１、平均値Ｖａを算出する。
加算手段３は、糸監視器１１からの信号Ｖとこの糸径の平均値Ｖａとの差を移動加算して偏差加算値Ａ２を算出する。
除算手段４は、この偏差加算値Ａ２を糸径の加算値Ａ１で除して糸ムラ均斉度Ｕ％を算出する。
この加算手段３と除算手段４とが糸ムラ均斉度算出手段２を構成する。
判断手段５は、糸径の平均値Ｖａと糸ムラ均斉度Ｕ％とを、図示されない他のユニットから入力される糸径の平均値信号８、糸ムラ均斉度信号９と比較判断し、異常、正常等の信号６を出力する。
また、判断手段５には、図示されない糸切れ検出器から糸切れ信号７も入力されており、これに基づく判断も行う。
【００２０】
図６において、糸径Ｖを一定区間Ｔで移動加算すると移動加算値Ａ１が得られ、これをデータ数で割ると移動平均値Ｖａが算出される。
糸径Ｖと糸径の平均値Ｖａとの差を移動加算すると偏差加算値Ａ２が算出される。
この偏差加算値Ａ２を糸径の加算値Ａ１で割って１００倍することにより糸ムラ均斉度Ｕ％が算出される。
偏差加算値Ａ２をデータ数で割ったものは糸径の平均偏差であるから、この糸ムラ均斉度Ｕ％は、糸径の平均偏差を糸径の平均値Ｖａに対する百分率で表したものである。
【００２１】
ここで、糸監視器１１のゲインがずれると、糸径の信号値Ｖの大きさが変化するので、平均値Ｖａは変化するが、糸ムラ均斉度Ｕ％は平均値Ｖａと平均偏差の比であるから変化しない。
また、糸の番手（即ち、番手とは糸の太さのこと）が変わった場合、糸ムラ均斉度は、図７の曲線６０に示すように糸の太さとともに漸減する。
従って、平均値Ｖａ、糸ムラ均斉度Ｕ％ともに変化する。また、糸品質が変わると、糸径の平均偏差が変化するので糸ムラ均斉度Ｕ％が変化し、平均値Ｖａは変化しない。
従って、糸径の平均値Ｖａと糸ムラ均斉度Ｕ％を、図５の他の複数のユニットから入力される糸径の平均値信号８、糸ムラ均斉度信号９と比較することにより、糸監視器のゲインエラーを検出することができる。
また、図５の糸切れ信号７を用いて糸切れ状態を知ることにより、その状態で糸径信号Ｖが出力されている場合は糸監視器の０点がずれていると判断することができる。
【００２２】
尚、上述の実施例では、空気紡績機に本発明を適用した場合を説明したが、その他の場合、例えばリング紡績機、オープンエンド紡績機の場合には、巻取ユニットが図１の紡績ユニット１００に替わって同様に本発明を適用することが可能である。
さらに、自動ワインダー、合糸機等にも適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
上記目的を達成するために本発明は、請求項１においては、糸の太さを検出するセンサと、該センサの出力を変換するアンプと、該アンプを制御する制御手段と、を具備する糸監視装置を備えた繊維機械において、
加工される糸の加工条件を設定する設定手段を設け、上記制御手段は、上記設定手段での設定条件に応じて、上記アンプのゲインを決定する選択部を備えたことを特徴とする糸監視装置を備えた繊維機械として構成している。
このような構成により、アンプのゲインを自在に決定することが可能となるので、細番手でも大きな揺らぎが検出できるため、番手に拘わらず確実に太さの揺らぎを検出できる。
【００２４】
請求項２においては、前記制御手段は、前記糸の加工条件と、前記アンプのゲインと、を対応させた対応テーブルを具備してなり、該対応テーブルには、各加工条件毎にセンサの出力値と、アンプに接続される回路素子の耐圧との関係を考慮したゲインが記憶されている糸監視装置を備えた繊維機械として構成している。
この場合、アンプに接続された素子の損傷を防止することが可能となる。
【００２５】
請求項３においては、前記制御手段の決定に基づき、抵抗値を複数段変更可能な多段スイッチを用いて前記アンプのゲインを変更してなる糸監視装置を備えた繊維機械として構成している。
これにより、簡単な構成でアンプのゲインを容易に変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る糸監視装置の概略構成図。
【図２】アンプ７１、Ａ／Ｄ変換器７３、及びスパンコンピュータ４７の詳細構成図。
【図３】紡績ユニット１００の概略構成を模式的に示した構成図。
【図４】糸監視器１１の詳細構成図。
【図５】糸監視装置１１、スパンコンピュータ４７の機能ブロック図。
【図６】糸の太さ（糸径）の信号の処理を示す図。
【図７】糸ムラ均斉度と糸の太さとの関係を示す図。
【符号の説明】
１１  糸監視器
２０  スライバ
２１  糸
２４  バックローラ
２５  セカンドローラ
２６  フロントローラ
２８  紡績ノズル
３０  発光ダイオード
３１  受光素子
４０  マルチプレクサ
４１  アンプ
４７  スパンコンピュータ
７１  アンプ
７２  マルチプレクサ
８１、８２、８３、８４  抵抗
１００  紡績ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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