专利名称：纤维束的连接部分检测传感器以及使用该传感器的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种在将纤维束连续的送入下一工序的处理装置前、检测出该纤维束连接部的传感器，以及根据该传感器的检测结果控制下一工序中的处理装置的控制方法。
作为连续体连接的纤维束可连续地送入下一工序的处理装置，例如精加工处理装置。然而，当连接部分有误地送入精加工处理装置时，会给予精加工处理装置较大的负载，这不仅成为该装置故障的原因，同时造成通过精加工处理装置的纤维束的质量较差。作为连接部分形成结头时，结头成较大的团状连接，该结头按该状态送入精加工处理装置时，会成为该装置故障的原因。因此，作为连接部分形成结头时，必须使精加工处理装置停止工作，使结头不送入精加工处理装置中。
另外，作为连接部分形成接缝时，因接缝部的纤维束连结力要弱于其他部分的连结力，此外，形成接缝的重合部分的宽度变宽或者变厚，因此，在精加工处理装置中以通常的速度行走时，接缝部分会断开，在精加工处理装置中不能对纤维束进行充分地移动处理，会制成含有质量异常部分的纤维束。作为制品，存在成为混杂有次品的产品的危险性。因此，作为连接部分形成接缝时，通过降低精加工处理装置中的行走速度，防止接缝部分在精加工处理装置中断开的同时，必须在精加工处理装置中对连接部分进行充分的处理。
以往，在精加工处理装置前有人看护，在看到连接部分时，要停下精加工处理装置，或者降低精加工处理装置的处理速度。另外，在精加工处理装置前方设有限制连接部分通过的出入口，厚度增加的连接部分不能通过该出入口。
而且，由于出入口间隔的限制，能够通过出入口的纤维束的总纤度受到限制，同时，由出入口限制的纤维束连接部分因出入口部被停止，该被停止的连接部分随着下游侧的纤维束的行走而被拉伸时，为了在该拉伸力作用下不断开，纤维束的行走速度也会受到限制。
考虑到这些问题，为了使具有连接部分的纤维束可连续地送入下一工序的处理装置中，希望开发出可分别检测出连接部分的状态是结头还是接缝，而且可根据其检测结果控制下一工序处理装置的技术。
本发明的技术问题由权利要求1～6所述的各发明实现。
即，权利要求1涉及的发明为，一种纤维束的连接部分检测传感器，其特征在于，具有设置在下一工序的处理装置上游侧、检测出移动中的纤维束中连接部分的厚度的厚度传感器，和检测出移动中的纤维束中宽度方向的变化的宽度传感器，上述厚度传感器识别并检测出纤维束的连接部分的结头和接缝。
在本发明中，在下一工序的操作装置上游侧设有纤维束的连接部分检测传感器，通过具有作为该连接部分检测传感器的厚度传感器和宽度传感器，可检测出纤维束的连接部分的结头和接缝。
作为连接部分形成结头时，由于连接部分连接成团状，可检测出作为团状部分厚度的结头。而接缝是通过喷嘴等喷射空气或水等流体，在喷射流作用下，因纤维相互配置散乱所致形成的交织或使用热等的粘接而形成的。因此，作为连接部分形成接缝时，这种接缝导致的连接存在纤维束的厚度方向重合的状态下进行的连接和在宽度方向比厚度方向宽的状态进行的连接。在纤维束厚度方向相重合状态下进行时，很显然，该厚度方向的增加比因成为团状的结头所致的厚度方向的增加要小。通过用厚度传感器检测出该厚度方向的增加量不同，可识别出作为连接部分是形成结头还是形成接缝。
另外，由于接缝引起的宽度方向的变化比厚度方向的变化大时，通过宽度传感器，可随时检测出行走中的纤维束的宽度，通过将规定时间前状态下的纤维束宽度与目前时刻下的纤维束宽度相比，在检测出目前时刻下的纤维束宽度增加规定量时，由宽度传感器就可检测为接缝。
此外，也可不由宽度传感器经常比较行走中的前后纤维束的宽度，根据行走的纤维束的种类预先确定相对宽度方向的极限值，宽度传感器检测出超过同样的极限值的纤维束宽度时，就可检测为接缝。
作为厚度传感器，将一端作为枢轴的旋转板的另一端平行于行走的纤维束并且设有规定量的间隙。此时，在其间隔着纤维与厚度传感器相对置的位置上优选设有导纱梳栉、导纱罗拉、导纱板等。检测出因纤维束中的连接部分使上述旋转板的另一端转动时、该旋转板的回转角。由此时的回转角，可识别出连接部分是结头还是接缝。作为回转角的检测，可使用分别配置在规定的回转角位置上的限位开关或设置在旋转轴上的角度传感器等。另外，作为厚度传感器，也可将光电式线性传感器设置在纤维束的厚度方向，通过线性传感器检测出在厚度方向的变动。
本申请权利要求2涉及的发明为，按照权利要求1所述的纤维束的连接部分检测传感器，其特征在于，所述厚度传感器由结头传感器和接缝传感器构成，结头传感器检测出结头所致的厚度，而接缝传感器检测出接缝所致的厚度，上述结头传感器设置在接缝传感器的上游侧。
在本发明中，作为厚度传感器使用结头传感器和接缝传感器这两种传感器，而且将结头传感器配置在接缝传感器的上游侧。因此，最初，可由结头传感器检测出行走中的纤维束上的结头，在由结头传感器检测出结头时，可在结头到达接缝传感器的检测位置前停止纤维束行走。由此，就可避免结头进入接缝传感器部，使接缝传感器发生故障等事态。另外，可在减速状态下进行下一工序中的对于接缝的处理。
作为结头传感器和接缝传感器，可将一端作为枢轴的旋转板的另一端侧平行于行走的纤维束并且分别配置成设有规定量的间隙。此时，优选在纤维束夹持在其间地方式，在与厚度传感器相对置的位置上设置导纱梳栉、导纱罗拉、导纱板等，可使用检测出各旋转板回转角的限位开关或角度传感器。另外，将光电式的线性传感器设置在纤维束的厚度方向，可通过线性传感器检测出厚度方向的变动。
本申请的权利要求3涉及的发明为，按照权利要求1或2所述的纤维束的连接部分检测传感器，其特征在于，所述宽度传感器由线性传感器构成。
在本发明中，使用线性传感器，可检测出作为纤维束的接缝在宽度方向上增加的状态。
利用宽度传感器，可经常检测出行走中的纤维束的宽度，将规定时间前状态下的纤维束宽度与目前时刻下的纤维束宽度相比，检测出目前时刻下的纤维束的宽度增加规定量时，宽度传感器就检测为接缝。
另外，也可不用宽度传感器经常比较行走中的前后的纤维束宽度，而是根据行走的纤维束的种类，预先确定相对纤维束宽度方向的极限值，在宽度传感器检测出宽度超过同一极限值时，就可检测为接缝。
作为线性传感器，是垂直于纤维束的行走方向且相对纤维束的行走面平行设置的，但可用配置在纤维束宽度方向上的多个光电管来代替线性传感器。另外，作为线性传感器和多个光电管由于利用了红外线，因此可防止室内灯引起的误动作。
本申请权利要求4涉及的发明为，按照权利要求1～3任一所述的纤维束的连接部分检测传感器，其特征在于，所述厚度传感器在下一工序处理装置上游侧间隔开并列状设置的多个导纱梳栉的任一个对置配置。
在本发明中，跨绕在多个导纱梳栉间的纤维束由于成为被该导纱梳栉施加了规定的张力的状态，所以对于施加了规定张力的纤维等能够可靠地检测出连接部分。并且，由于厚度传感器设置成与导纱梳栉对置的状态，因此可正确地检测出连接部分在厚度方向的变化。另外，宽度传感器的设置位置只要是能够稳定地检测出纤维束宽度的位置即可，配置于导纱梳栉附近的上游侧或下游侧，可检测出纤维束的宽度。此外，也可设置在可检测出导纱梳栉间的纤维束宽度的位置上。如果纤维束的宽度是在行走中宽度方向不摆动的状态下可检测出纤维束的宽度，则可在稳定的状态下可靠地检测出接缝所致的宽度方向的增加。如果可用线性传感器检测出左右两端，并根据检测值，计算左右两端间的长度，将该长度作为行走中的纤维束的宽度加以检测，即使假定行走中的纤维束在宽度方向摆动，也可不受摆动引起的影响，可检测出纤维束的宽度。
本申请权利要求5涉及的发明为，按照权利要求1～4任一所述的纤维束的连接部分检测传感器，其特征在于，所述下一工序的处理装置为拉伸装置。
在本发明中，可在作为精加工处理装置的拉伸装置前的阶段检测出纤维束中的连接部分。由此，可防患于未然地防止连接部分在拉伸装置内发生故障。
本申请权利要求6涉及的发明为一种控制方法，其特征在于，使用配置在下一工序的处理装置上游侧的如权利要求1～5任一所述的纤维束的连接部分检测传感器，在通过所述厚度传感器进行结头检测时，至少停止所述下一工序处理装置的动作，在通过所述厚度传感器或宽度传感器检测出接缝时，在规定时间内减速控制所述下一工序的处理装置的作业速度。
在本发明中，根据由连接部分检测传感器检测出的作为连接部分的结头或接缝，至少可停止下一工序的处理装置或在规定时间减速控制下一工序的处理装置的作业速度。
作为处理装置的停止，并不限于下一工序中的处理装置，可停止配置连接部分检测传感器的前后工序的作业。由处理装置的停止来停止纤维束的行走时，在结头送入下一工序之前必须切断结头部分，停止纤维束的行走，以能够停在可重新作为接缝连接的区域。另外，由厚度传感器检测出结头时，也必须在该结头相对其他传感器不会发生故障的区域，停止纤维束的行走。
在规定时间减速控制下一工序的处理装置的作业速度时，必须将下一工序中的处理装置的作业速度减速到相对于接缝部分可充分进行下一工序的处理的作业速度，并且，必须只是在接缝部分可通过下一工序的处理装置内的规定时间内进行前述减速控制。
下面，根据附图详细地说明本发明的优选实施方案。本发明在借助于连接部分使纤维束作为连续体被连接的方式连续地输送到下一工序的处理装置前，可通过传感器识别和检测出前述连接部分是结头还是接缝。另外，通过该传感器的检测结果，可控制下一工序的处理装置的作业。
此外，在本实施方案中，作为下一工序的处理装置以拉伸装置为例进行说明，但本发明并不限于拉伸装置，只要是将具有连接部分的纤维束连续地送入以下一工序处理装置都可适用，当然包括对于本领域技术人员而言可容易适用的技术范围。作为纤维束可使用包含丙烯腈系纤维束的各种纤维束。
在
图1中，示出了本实施例的整体示意图。将聚合物熔融纺丝成的未拉伸丝或将多根未拉伸丝复合成合丝的未拉伸纤维束1暂时收纳于收纳容器2后，从该收纳容器2中拉出，在多个导纱梳栉7上跨绕成锯齿状，在施加规定的张力的状态下，向拉伸装置4连续地送进，在拉伸装置4中，对纤维束1以规定的拉伸倍率进行拉伸。从收纳容器2中被拉出的纤维束1的后端部与下个收纳于收纳容器2中的纤维束1的前端部连接成连续体。在拉伸装置4中，在作为配置于被拉伸侧的罗拉的低速导纱辊5与作为配置于拉伸侧的罗拉的高速导纱辊6间，以两个导纱辊5，6的周速存在差地方式对纤维束1进行拉伸。在两个导纱辊5、6之间，可在常温下进行拉伸，也可在对纤维束1给予蒸汽等热量的同时进行拉伸。
在设有多个导纱梳栉7的区域3中，设有作为本发明的连接部分检测传感器10的作为厚度传感器11的结头传感器11a，接缝传感器11b以及宽度传感器12。作为厚度传感器11的结头传感器11a和接缝传感器11b被配置为在其间隔着行走的纤维束并且分别与各导纱梳栉对置的状态。另外，宽度传感器12的配置位置可位于导纱梳栉7的上游侧或下游侧处，或者在导纱梳栉间的位置上配置，只要是可稳定地检测出行走中的纤维束的宽度的位置即可。
图2为示出厚度传感器11和宽度传感器12与导纱梳栉7a、7b，纤维束1的关系的模式图。通过轴承部件21，21可自由回转地被枢轴支承着的旋转轴15上装有旋转板16和动作片19。另外，通过图中未示出的弹簧部件施加朝向图2中顺时针方向一侧的力，通过旋转板16的一部分与止动件17接触，限制了弹簧部件引起的回转。此外，在动作片19的回转区域设有通过该动作片动作的限位开关18a，18b。沿箭头方向行走着的纤维束1中具有厚度增加的连接部分20，该连接部分20一旦来到导纱梳栉7b与旋转板16之间，因该连接部分20，旋转板16就克服弹簧部件的弹力逆时针方向回转。连接部分为结头时，旋转板16的回转角变大，由动作片19接通限位开关18a。而在连接部分20的厚度为变厚的接缝时，旋转板16的回转角要比结头时的回转角小，动作片19使限位开关18b接通。借助于旋转板16，根据是限位开关18a接通还是仅仅是限位开关18b接通，就可识别出检测出的连接部分20是结头还是接缝。
限位开关18a接通时，由于作为连接部分20可检测出结头，就可将作为下一工序的处理装置的拉伸装置4中的纤维束1的输送动作停止。导纱梳栉设置区域3中的纤维束1的行走由于是通过拉伸装置4的拉伸力实现的，因此，如停止拉伸装置4中的纤维束1的输送动作，就可在连接部分20进入拉伸装置4前停下。另外，在设有本发明的连接部分检测传感器的场设置有使纤维束1行走的输送机构的场合，或者从前工序排出纤维束的场合，必须使这些纤维束1的输送机构停止。
限位开关18a接通时，当然限位开关18b也接通，但通过使限位开关18a优先动作，可取消限位开关18b的动作。
只有限位开关18a接通时，由于检测出作为连接部分20的是接缝，在接缝从拉伸装置4中脱出为止的规定时间内，均可降低拉伸装置4中的输送速度。
作为旋转板16是通过图中未示出的弹簧部件施加向顺时针方向的回转力，但也可如图4所示，设置成靠旋转板16的自重形成自由下落的状态。旋转板16的前端部与纤维束1的行走面间的间隙可预先设定成0～30mm的间隙。作为间隙的间隔，能够可靠地检测出结头和接缝，通常，成为行走的纤维束1不与旋转板16的前端接触的位置。
旋转板16的回转角度使用2个限位开关检测出，但也可使用近程传感器、回转角传感器等可检测出回转角度的传感器构成的任意传感器来替代限位开关。
也可用线性传感器来替代旋转板设置在纤维束1的厚度方向，可通过线性传感器测检出厚度的变化来检测出结头和接缝。
图3示出作为厚度传感器11的结头传感器11a和接缝传感器11b，其中，结头传感器11a设置于接缝传感器11b的上游侧。作为结头传感器11a，由图中未示出的弹簧部件施加朝向顺时针方向回转的弹力，并且由止动件17限制了回转位置，在旋转板16的前端形成引导用的球形。作为结头传感器11a的检测机构，设有与图2所示的厚度传感器11同样的动作片以及限位开关18a。与图2的厚度传感器11不同之处在于，除了旋转板16的旋转轴相对于旋转板16的前端部设置在纤维束1的行走方向下游侧，以及不设置检测接缝的限位开关18b以外，是同样的检测机构。接缝传感器11b仅仅为在图2的厚度传感器11中不设有限位开关18a，其他结构没有不同。
如将结头传感器11a的配置位置设置在接缝传感器11b的上游侧，即使分别设置在邻接的导纱梳栉上，也可将多个导纱梳栉夹持在其间布置。优选用结头传感器11a检测出结头，在停止纤维束1行走时，结头不会使接缝传感器11b动作。如此，结头不会使接缝传感器11b发生故障，同时，接缝传感器11b与纤维束1的间隙变窄，能够快速地检测出接缝所致的厚度方向的变化。
如图2所示，宽度传感器12为线状配置的线性传感器，相对纤维束1非接触式使用。作为连接部分20形成接缝时，由线性传感器可检测出接缝宽度方向比厚度方向增加的要多。作为检测方法为，连续地测定行走的纤维束1的宽度，将从0.05秒到0.5秒前的纤维束1的宽度与目前检测出的纤维束1的宽度相比较，检测出增加了规定量以上时，就检测为接缝。
用宽度传感器12检测出接缝时，与由接缝传感器11b检测出接缝时同样，使拉伸装置中的行走速度减速。作为减速时间，优选至少为接缝部分通过拉伸装置进行处理的时间。作为规定时间的减速控制，在5～20秒间，通过使行走速度减速10～30％，可降低施加到纤维束的连接部分上的负荷，可防止纤维束断开。可是，在此示出的时间或减速率由于作为拉伸装置的作业长度或拉伸的纤维束的总纤度等会有所不同，需要分别根据纤维束和拉伸装置的作业长度等预先求出最合适的条件。
权利要求
1.一种纤维束的连接部分检测传感器，其特征在于，具有，设置在下一工序的处理装置上游侧、检测出移动中的纤维束中连接部分的厚度的厚度传感器，和检测出移动中的纤维束中宽度方向的变化的宽度传感器，上述厚度传感器识别并检测出纤维束的连接部分的结头和接缝。
2.按照权利要求1所述的纤维束的连接部分检测传感器，其特征在于，上述厚度传感器由结头传感器和接缝传感器构成，结头传感器检测出结头所致的厚度，而接缝传感器检测出接缝所致的厚度，上述结头传感器设置在接缝传感器的上游侧。
3.按照权利要求1或2所述的纤维束的连接部分检测传感器，其特征在于，上述宽度传感器由线性传感器构成。
4.按照权利要求1～3任一项所述的纤维束的连接部分检测传感器，其特征在于，上述厚度传感器与在下一工序的处理装置上游侧间隔开并列状设置的多个导纱梳栉的任一个对置配置。
5.按照权利要求1～4任一项所述的纤维束的连接部分检测传感器，其特征在于，上述下一工序的处理装置为拉伸装置。
6.一种控制方法，其特征在于，使用配置在下一工序的处理装置上游侧的如权利要求1～5任一项所述的纤维束的连接部分检测传感器，在通过上述厚度传感器检测出结头时，至少停止上述下一工序处理装置的动作，在通过上述厚度传感器或宽度传感器检测出接缝时，在规定时间内减速控制上述下一工序的处理装置的作业速度。
全文摘要
本发明提供了一种在将纤维束连续地送入下一工序的处理装置前，可检测和识别出该纤维束上形成的结头或接缝的传感器，以及根据该传感器的检测结果控制下一工序的处理装置的控制方法。在下一工序的处理装置上游侧设有用以检测出行走中的纤维束1中的连接部分20的厚度的厚度传感器11，和检测出行走中的纤维束中宽度方向的变化的宽度传感器12，由厚度传感器11，根据结头中的纤维束1的厚度和接缝中的纤维束1的厚度不同，以识别检测出的连接部分20是结头还是接缝。另外，由宽度传感器检测出纤维束1的宽度增加时，检测出作为连接部分20为接缝。检测出结头时，停止下一工序的处理装置的动作，在检测出接缝时，在规定时间内减速控制下一工序的处理装置中的输送速度。
文档编号D02J1/22GK1448688SQ03119488
公开日2003年10月15日 申请日期2003年3月12日 优先权日2002年4月2日
发明者能村素郎, 绪方正治 申请人:三菱丽阳株式会社