JP3596017B2 - Apparatus for detecting abnormal portion of running object and method for producing synthetic fiber using the apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、長尺物の生産工程及び検査工程等において、走行する物体の異常を接触式の加速度検出センサにより、異常物が加速度検出センサの検出端金属に接触し、振動が変化することにより、走行物体の異常を検出する装置及びそれを用いた合成繊維の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、長尺ものの生産工程及び検査工程等において走行している物体の異常検出は、走行物体が走行している状態で、発光素子と受光素子間の光軸をさえぎる光量変化を検出したり、電極間の異常物による体積の変化を静電容量の変化として検出する方法等が知られている。しかし、前述の方法は、走行している糸状物体の振動等により、誤検知があり、また走行状態で検出するため、発光素子と受光素子との組合せによる光学式、電極の組合せによる静電容量式では、センサを異常物体が通過した瞬間に検出しなければならず、検出が不安定であること、及び走行物体中の微小異常物体における信号の変化量が少なく判別が不安定であるという欠点があった。このような状況下において、長尺ものの生産工程及び、検査工程等の高速化等が進み、異常物体の検出が困難となってきている。更に高速で走行する物体の微小な異常を出来る限り検出する装置が必要となっている。それゆえ、更なる異常物体の検出精度向上が要求されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の欠点を改良し、近年の高速化生産技術の向上に答えるべく異常物体の検出精度が向上する異常部検出装置とその装置を用いた合成繊維の製造方法を提供することが課題である。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段、即ち本発明は、検出端金属、圧電素子及びアンプから構成される振動センサ部とフィルタ、増幅部、比較部、時間計測部、計数部、インタロック及び出力部から構成される処理部を主要部としてなる走行物体の異常部検出装置において、比較部により、ある一定のしきい値を越える信号が発生すると時間計測部で計測し、この設定時間内で設定回数以上にしきい値を越える信号の発生が計数部により計数されると、異常物体と判断し、インタロックへ異常物体検知信号が送られるように設計されていることを特徴とする走行物体の異常検出装置及び溶融紡糸された繊維糸条を加熱延伸してワインダーにより巻取るに際し、溶融紡糸工程から巻取工程において請求項1に記載の異常部検出装置を組み入れ、振動センサ部の検出端金属を走行物体に近接させて配置したことを特徴とする合成繊維の製造方法である。
【0005】
本発明における走行物体とは、長尺ものの製造工程において走行する長尺体であり、細化された連続長尺体であれば、合成繊維、金属繊維、天然繊維等いかなるものであってもよいが、とりわけ合成繊維が適当である。
【0006】
合成繊維は、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン等が挙げられるが、特に溶融紡糸により製造されるポリエステル、ナイロン繊維の製造中における走行糸条が好適である。
【0007】
本発明における異常部とは、走行物体の正常な形態に対して、品質の管理上形態が管理の限界から外れて異なる部分を総称するものであり、具体的には毛羽、ループ、ドリップ等を言う。
【0008】
本発明は、走行する物体の異常が正常物体に比べて異形になることにより、異常物体が金属との接触により、金属の加速度が変化する。この加速度の変化を圧電素子により、電気信号に変換して、処理装置に送り、信号処理装置により、異常物体を判別し、検出する。
【0009】
これら異常部は、走行物体より、異形であったり、突出したり、絡まったりしており、これらを検出端金属に接触させ、その金属の加速度(振動)が変化するのを検知する。正常時の金属の加速度(振動)による電気信号をフィルタを採用して、カットし、異常物体が金属に接触した電気信号のみを取り出して検知する。フィルタとは、電気信号を周波数で分離する装置であり、正常時の信号周波数をカットし、異常物体が接触した電気信号のみを取り出すものとする。このフィルタは、使用条件、異常物体等により設定を可変する。これにより、微小異常物体の信号でも増幅でき、検出物体の範囲が広がる。また、異常物体との接触による金属の加速度(振動)を検出するため、走行物体が高速である程、高い信号が得られ、また、長い加速度(振動)の信号が得られることも特徴である。
【0010】
本発明の異常部検出装置を図1により説明する。尚、図1は異常部検出装置のブロック図である。この装置は、センサ部と処理部に点線の部分により分かれている。センサ部は、金属と圧電素子とを組合せた、振動センサ1で構成されている。圧電素子は、金属の加速度(振動)を電気信号に変換するものであり、FETアンプは、この電気信号の振幅を増幅し、処理部へ送るものである。この金属の加速度(振動)を電気信号に変換し、処理部へ送り、処理部のフィルタ2で通常の加速度(振動)信号がカットされ、異常物体の接触による加速度(振動)信号が取り出される。フィルタ2とは、入力された電気信号に対し、設定周波数以外の信号をカットする電子部品であり、この場合、通常の状態の金属の加速度(振動)信号[機械振動等]がカットされ、異常物体の金属への接触による金属の加速度(振動)信号だけが取り出される。
【0011】
次に、異常物体が金属に接触した加速度(振動)の信号を増幅部3により、その電気信号を取扱い易い電圧まで増幅する。この増幅した信号をしきい値4である一定の電圧で比較部5により、比較する。ある一定の電圧を異常物体の金属接触による信号が越えると次の回路へ信号が送られる。これが比較部の働きである。比較部により、ある一定のしきい値を越える信号が発生すると時間計測部7で計測し、この設定時間内で設定回数以上にしきい値を越える信号が発生すると、異常物体と判断し、次の電子回路へ異常物体検知信号が送られる。この異常物体検知信号を出力する条件をインターロック8で設定し、異常物体検知信号を出力する条件であれば、出力部9で外部出力する。
【0012】
前述の通り、走行物体の異常を金属の接触による加速度(振動)の変化を電気信号に変換し、その信号を処理部で確実に異常物と判別し、出力する高精度な振動式異常検出装置である。走行物体の異常物を異形によって金属に接触し、その金属が振動して加速度が変化する信号を電気信号に変換し、この信号を処理部で処理して検知することが可能である。処理部の増幅度、フィルタ、しきい値他は使用条件、検出異常物等により設定し、確実に異常物体が検知できるようにする。生産工程及び、検査工程等での走行物の異常物体を検出し、生産工程及び、検査工程等の条件と組合せ、異常物体の情報・集計を行う。又、品質管理における製品の区分、工程条件へのフィードバック、異常検知による自動アクション等ができる。
【0013】
以下図2〜7に基づいて、本発明異常部検出装置を組み入れて合成繊維を製造する方法について説明する。
【0014】
【実施例】
図2は本発明の合成繊維の製造方法の実施の一例を示す図である。
溶融紡糸された繊維糸条を加熱・延伸するゴテットローラで引き取った後に、スピンドルに挿入された紙管に巻き取るワインダーからなる装置の説明をする。溶融紡糸された繊維糸条が10〜13のゴテットローラで引き取られ、加熱・延伸される。最終ローラ13からワインダー14によって巻き取られる。製糸工程で発生した毛羽、ループ等は、最終ローラの表面でローラ屈曲とローラ遠心力により、ローラ表面の鉛直方向に立つ。この毛羽、ループ等をローラ側面15に取付けた金属(ピアノ線)に接触するように設置する。尚、本発明に言う、近接とは、走行物体の異常部、即ち、毛羽、ループ等が金属に接触可能な距離を言う。
【0015】
図3〜4により、検出端金属と圧電素子とを組み合わせた振動式センサの設置詳細図を示す。金属(ピアノ線)はローラに平行に設置し、ローラ表面から立った毛羽、ループ等がこの金属(ピアノ線)へ接触する。この金属(ピアノ線)とローラとの間隔を機械制約上、なるべく短くし、毛羽、ループ等異常物体を全て検知するようにする。接触した金属(ピアノ線)の加速度(振動)の変化を電気信号に変換し、これを処理部に送り、異常物体を検知する。毛羽、ループ等の検出信号をワインダー等の巻取工程の条件と合わせ、糸条巻取中に1ドッフ単位ごとの毛羽、ループ数を表示し、製品を管理することが出来る。また、異常製品に対しては、満巻まで、巻き取らず、待機中の空紙管と入替を行う信号を出力し、不良製品の糸条を少なくすることが出来る。
【0016】
次に溶融紡糸された繊維糸条を延伸するフィードローラで引き取った後に、缶に落とすことによる合成繊維の製造方法に適用した例について説明する。
図5によりこの方法について説明をする。溶融紡糸された繊維糸条がローラ16〜18を通過し、フィードローラ19〜21により引き取られ、延伸される。溶融紡糸された繊維糸条には、ドリップと呼ばれる異常が発生する場合があり、それは糸条の径が大きくなる。それを溶融紡糸された後のローラ以前22の部分で、繊維糸条の径が大きくなった部分(ドリップ)を金属に接触するように設置する。
図6〜7は、金属と圧電素子とを組み合わせた振動式センサの設置詳細図を示す。金属(C型金物)は、繊維糸条に添うように設置し、繊維糸条の異常として、ドリップがこの金属(C型金物)へ接触する。この金属(C型金物)と繊維糸条との隙間は、操業制約上、なるべく狭くし、ドリップ等異常物体を全て検出するようにする。または、繊維糸条と接触させ、設置する。異常物体が金属(C型金物)に接触し、加速度(振動)の変化を電気信号に変換し、これを処理部に送り、異常物体を検知する。
【0017】
【発明の効果】
本発明は以上の構成をとるので、長尺ものの生産工程及び検査工程による走行物体の異常を微小にもかかわらず検出が出来るとともに高速で走行する物体の異常部の検出においても十分検出が可能である。
更には、生産工程及び検査工程等で高精度の異常部の検知が可能なため、品質管理による製品の区分、工程へのフィードバックが迅速にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の異常部検出装置のブロック図である。
【図2】本発明の合成繊維の製造における紡糸〜捲取工程の一例を示す図である。
【図3】検出端金属と圧電素子とを組合せた振動式センサの設置の詳細を示す正面図である。
【図4】検出端金属と圧電素子とを組合せ振動式センサの設置の詳細を示す側面図である。
【図5】溶融紡糸された繊維糸条を延伸するフィードローラーで引き取った後に缶に振り落す工程を示す図である。
【図6】振動センサ部を溶融紡糸細化工程へ取り付けた例を示す正面図である。
【図7】振動センサ部を溶融紡糸細化工程へ取り付けた例を示す側面図である。
【符号の説明】
1:振動センサ部 12:ゴデットローラ
2:フィルタ 13:ゴデットローラ
3:増幅部 14:ワインダー
4:しきい部 15:検出端金属取付位置
5:比較部 16:ローラ
6:計数部 17:ローラ
7:計測部 18:ローラ
8:インタロック 19:フィードローラ
9:出力部 20:フィードローラ
10:ゴデットローラ 21:フイードローラ
11:ゴデットローラ 22:ドリップ検出位置[0001]
[Industrial applications]
According to the present invention, in a production process and an inspection process of a long object, an abnormality of a traveling object is detected by a contact-type acceleration detection sensor. The present invention relates to a device for detecting an abnormality of a running object and a method for producing a synthetic fiber using the device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the detection of an abnormality of a traveling object in a production process or an inspection process of a long product, in a state where the traveling object is traveling, detects a change in the amount of light blocking an optical axis between the light emitting element and the light receiving element, There is known a method of detecting a change in volume due to an abnormal object between electrodes as a change in capacitance. However, in the above-described method, there is an erroneous detection due to vibration of a running thread-like object or the like, and detection is performed in a running state. Therefore, an optical system using a combination of a light emitting element and a light receiving element, and a capacitance using a combination of electrodes. In the formula, the detection must be performed at the moment when the abnormal object passes through the sensor, and the detection is unstable, and the change amount of the signal of the small abnormal object in the traveling object is small and the determination is unstable. was there. Under such circumstances, the speed of the production process and the inspection process for long products has been increased, and it has become difficult to detect abnormal objects. Further, there is a need for a device for detecting as little as possible a minute abnormality of an object traveling at high speed. Therefore, further improvement in the detection accuracy of abnormal objects is required.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide an abnormal part detection device which improves the above-described disadvantages of the conventional technology and improves the accuracy of detecting an abnormal object in order to respond to the improvement of recent high-speed production technology, and a method of manufacturing a synthetic fiber using the device. is there.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the above problems, that is, the present invention provides a vibration sensor unit including a detection end metal, a piezoelectric element and an amplifier, a filter, an amplifier, a comparator, a time measuring unit, a counting unit, an interlock and an output unit. In a device for detecting an abnormal part of a running object, which mainly includes a processing unit composed of a processing unit, when a signal exceeding a certain threshold is generated by a comparison unit, the signal is measured by a time measurement unit. When the occurrence of a signal exceeding the threshold value is counted by the counting unit, it is determined that the object is an abnormal object, and an abnormal object detection signal is sent to the interlock. When the apparatus and the melt-spun fiber yarn are heated and stretched and wound by a winder, the abnormal part detecting device according to claim 1 is incorporated in the melt-spinning step to the winding step, and vibration is performed. A method for producing synthetic fibers, characterized in that arranged close to the detection end metal capacitors portion in the traveling object.
[0005]
The running object in the present invention is a long body that runs in the manufacturing process of a long thing, and any synthetic fiber, metal fiber, natural fiber, or the like may be used as long as it is a thin continuous long body. However, synthetic fibers are particularly suitable.
[0006]
Examples of the synthetic fibers include nylon, polyester, acrylic, polyethylene, polypropylene, and polyurethane. Among them, running yarns during the production of polyester and nylon fibers produced by melt spinning are preferred.
[0007]
The abnormal part in the present invention is a general term for a part different from a normal form of a traveling object in a form of quality management that is out of a management limit, and specifically, a fluff, a loop, a drip, and the like. To tell.
[0008]
According to the present invention, the abnormality of a running object is deformed compared to a normal object, and the acceleration of the metal changes due to the contact of the abnormal object with the metal. The change in acceleration is converted into an electric signal by a piezoelectric element and sent to a processing device, and the signal processing device determines and detects an abnormal object.
[0009]
These abnormal portions are deformed, project, or become entangled with the running object. The abnormal portions are brought into contact with the metal at the detection end to detect a change in the acceleration (vibration) of the metal. The electric signal due to the acceleration (vibration) of the metal in a normal state is cut by using a filter, and only the electric signal when the abnormal object comes into contact with the metal is extracted and detected. A filter is a device that separates an electric signal by frequency, cuts a signal frequency in a normal state, and extracts only an electric signal that is in contact with an abnormal object. The setting of this filter varies depending on usage conditions, abnormal objects, and the like. As a result, even a signal of a minute abnormal object can be amplified, and the range of the detected object is widened. Further, since the acceleration (vibration) of the metal due to the contact with the abnormal object is detected, a higher signal is obtained as the traveling object moves faster, and a signal of a longer acceleration (vibration) is obtained. .
[0010]
An abnormal part detecting device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of the abnormal portion detecting device. This device is divided into a sensor unit and a processing unit by a dotted line. The sensor section is constituted by a vibration sensor 1 in which a metal and a piezoelectric element are combined. The piezoelectric element converts the acceleration (vibration) of the metal into an electric signal, and the FET amplifier amplifies the amplitude of the electric signal and sends it to the processing unit. The acceleration (vibration) of the metal is converted into an electric signal, sent to the processing unit, the normal acceleration (vibration) signal is cut by the filter 2 of the processing unit, and the acceleration (vibration) signal due to the contact of the abnormal object is extracted. The filter 2 is an electronic component that cuts a signal other than a set frequency from an input electric signal. In this case, a normal state of an acceleration (vibration) signal [mechanical vibration or the like] of a metal is cut, and the abnormality is abnormal. Only the acceleration (vibration) signal of the metal due to the contact of the object with the metal is extracted.
[0011]
Next, the signal of the acceleration (vibration) when the abnormal object comes into contact with the metal is amplified by the amplification unit 3 to a voltage at which the electric signal is easily handled. The amplified signal is compared by the comparator 5 at a constant voltage which is the threshold value 4. When a signal due to a metal contact of an abnormal object exceeds a certain voltage, a signal is sent to the next circuit. This is the function of the comparison unit. When a signal exceeding a certain threshold value is generated by the comparing unit, the time measuring unit 7 measures the signal. When a signal exceeding the threshold value exceeds the set number of times within the set time, it is determined that the object is an abnormal object. An abnormal object detection signal is sent to the electronic circuit. The condition for outputting the abnormal object detection signal is set by the interlock 8. If the condition for outputting the abnormal object detection signal is satisfied, the output unit 9 outputs the signal externally.
[0012]
As described above, a high-precision vibration-type abnormality detection device that converts a change in acceleration (vibration) due to metal contact into an electrical signal, and that the processing unit reliably identifies and outputs the signal as an abnormal object as described above. It is. It is possible to convert a signal in which an abnormal object of a running object comes into contact with a metal due to an irregular shape and the acceleration of the metal changes due to the vibration of the metal into an electric signal, and process this signal by a processing unit to detect the signal. The amplification degree, filter, threshold value, etc. of the processing section are set according to the use conditions, detected abnormal objects, etc., so that abnormal objects can be detected reliably. An abnormal object of a traveling object in a production process, an inspection process, and the like is detected, and information and counting of abnormal objects are performed in combination with conditions of the production process and the inspection process. In addition, product classification in quality control, feedback to process conditions, automatic action by abnormality detection, and the like can be performed.
[0013]
Hereinafter, a method for producing a synthetic fiber by incorporating the abnormal part detection device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
【Example】
FIG. 2 is a diagram showing an example of an embodiment of the method for producing a synthetic fiber of the present invention.
A description will be given of a device comprising a winder which takes up a melt-spun fiber yarn with a gotet roller for heating and stretching, and then winds it around a paper tube inserted into a spindle. The melt-spun fiber yarn is picked up by 10 to 13 gottering rollers, heated and drawn. The
[0015]
FIGS. 3 and 4 show detailed installation diagrams of a vibration sensor in which a detection end metal and a piezoelectric element are combined. The metal (piano wire) is installed in parallel with the roller, and fluff, loops, and the like standing from the roller surface come into contact with the metal (piano wire). The interval between the metal (piano wire) and the roller is made as short as possible due to mechanical restrictions, and all abnormal objects such as fluff and loops are detected. The change in acceleration (vibration) of the contacted metal (piano wire) is converted into an electric signal, which is sent to a processing unit to detect an abnormal object. The detection signal of fluff, loop, and the like is matched with the conditions of the winding process of a winder or the like, and the number of fluffs and loops per one doff unit is displayed during winding of the yarn, so that products can be managed. In addition, for abnormal products, a signal for replacing the empty paper tube in a standby state without being wound up until full winding is output, and the number of yarns of defective products can be reduced.
[0016]
Next, an example in which the method is applied to a method for producing a synthetic fiber by pulling a melt-spun fiber yarn with a feed roller for stretching and dropping it into a can will be described.
This method will be described with reference to FIG. The melt-spun fiber yarn passes through
6 and 7 show detailed installation diagrams of a vibration sensor combining a metal and a piezoelectric element. The metal (C-shaped metal) is placed along the fiber thread, and the drip contacts the metal (C-shaped metal) as an abnormality of the fiber yarn. The gap between the metal (C-shaped metal) and the fiber yarn is made as narrow as possible due to operation restrictions, and all abnormal objects such as drip are detected. Alternatively, it is placed in contact with the fiber yarn. The abnormal object comes into contact with a metal (C-shaped metal), converts a change in acceleration (vibration) into an electric signal, sends the signal to a processing unit, and detects the abnormal object.
[0017]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above configuration, it is possible to detect the abnormality of the traveling object due to the production process and the inspection process of a long product despite the minuteness, and it is also possible to sufficiently detect the abnormal portion of the object traveling at high speed. is there.
Furthermore, since abnormal parts can be detected with high accuracy in the production process, the inspection process, and the like, product classification by quality control and feedback to the process can be performed quickly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an abnormal part detection device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a spinning to winding step in the production of the synthetic fiber of the present invention.
FIG. 3 is a front view showing details of installation of a vibration sensor in which a detection end metal and a piezoelectric element are combined.
FIG. 4 is a side view showing details of installation of a vibration type sensor in which a detection end metal and a piezoelectric element are combined.
FIG. 5 is a view showing a step of taking out a melt-spun fiber yarn with a feed roller for stretching and then shaking the melted yarn into a can.
FIG. 6 is a front view showing an example in which a vibration sensor unit is attached to a melt spinning thinning step.
FIG. 7 is a side view showing an example in which a vibration sensor unit is attached to a melt spinning thinning step.
[Explanation of symbols]
1: Vibration sensor section 12: Godet roller 2: Filter 13: Godet roller 3: Amplifying section 14: Winder 4: Threshold section 15: Detection end metal mounting position 5: Comparison section 16: Roller 6: Counting section 17: Roller 7: Measurement Unit 18: roller 8: interlock 19: feed roller 9: output unit 20: feed roller 10: godet roller 21: feed roller 11: godet roller 22: drip detection position
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