专利名称：热辊温度控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及把纱卷绕在外圆上进行导向，对纺纱加热的热辊温度控制装置。
纺纱卷绕机利用由高温的辊组成的热辊来拉伸并卷绕纺出的纱。纺出纱被搭在多个辊上，通过各个辊的旋转来传送纺出纱。同时，纺出纱因被卷绕在热辊的外圆上而被加热。若多个辊的圆周速度不同，则由于纺出纱受到张力的作用而被加热的纺出纱在多个辊之间被拉伸，多个辊的圆周速度比就成为拉伸比。
被采用的这种热辊，其内部安装加热装置，辊的外圆上的温度可以控制在一定范围内。例如，加热装置是被缠绕在热辊的固定筒外圆上的加热器，而该固定筒被设置在接近热辊的滚动筒的位置上；由该加热器来对在其周围滚动的滚动筒进行加热。对这样被加热的辊的温度进行测量所用的温度检测元件被安装在热辊上，根据该温度检测元件的输出来控制上述加热装置的加热程度。
温度检测元件由于被埋入热辊外周的滚动部分内或者被安装在接近热辊外周的滚动部分的位置上，所以，可能因受机械损伤等而发生异常。当温度检测元件发生异常时，热辊温度就会偏离规定值，使拉伸纺纱达不到规定的质量。因此，要使热辊停止转动，进行检修。所以使其停止转动后进行冷却、检修、再加热，重新开始运转，这就需要相当长的时间。并且，由于不是从前部工序(上流侧)的纺纱机停止挤压纺纱，而是仅停止后部工序(下流侧)进行检修，所以挤压工序要浪费大量树指。
因此，在热辊外周的以转动轴为基准的2个对称位置上布置温度检测元件，对2个位置上的温度检测元件的输出进行平均后用于控制，使得即使一个温度检测元件发生异常，也能使热辊不立即停止而继续运转。在此情况下，出现的问题是当一个温度检测元件发生异常时输出不会为零，但输出电平降低，不能正确控制温度。另外一种用法是2个位置上的温度检测元件中，一个用于温度控制；另一个用于异常检测。由于2个温度检测元件被连接在另外的控制装置上，所以，当控制用温度检测元件发生故障时要停止下来检修热辊，这一点仍没有改变。
本发明正是针对现有技术存在的这一问题而提出的。其目的在于提供这样一种热辊温度控制装置，它在检测出控制用温度检测元件的异常时能利用另一个正常的温度检测元件来继续进行温度控制，待整个设备停止工作时再进行检修。
为达到上述目的，本发明采取以下技术方案一种热辊温度控制装置，其是在内部装有加热装置的辊的外圆上卷绕纺纱进行导向，并对纺纱加热的，其特征在于具有用来检测上述辊的温度的多个温度检测元件；以及根据来自上述温度检测元件的输出来对上述加热装置的温度进行控制的控制装置；上述控制装置具有用来检测上述温度检测元件的异常的异常检测装置，以及当上述异常检测装置检测出特定温度检测元件的异常时，用其他温度检测元件的输出来继续进行上述加热装置的温度控制的切换装置。
所述的热辊温度控制装置，其特征在于上述异常检测装置和上述切换装置是设置成对多个上述温度检测元件是通用的。
所述的热辊温度控制装置，其特征在于上述异常检测装置通过对多个温度检测元件的输出进行比较，来检测上述特定温度检测元件的异常。
所述的热辊温度控制装置，其特征在于具有报警装置，当上述控制装置利用上述异常检测装置检测出特定温度检测元件的异常，而切换成用其他温度检测元件进行温度控制时，对这一情况进行报警。
所述的热辊温度控制装置，其特征在于它具有在旋转侧和固定侧接收和发送信号的光收发器；多个上述温度检测元件的输出，通过时间分割而连续地由光收发器进行发送。
所述的热辊温度控制装置，其特征在于具有用来依次切换而取得多个上述温度检测元件的输出的切换开关装置；以及与该切换开关装置相连动，以使各个温度检测元件分别具有不同的输出补偿值的电阻切换部。
所述的热辊温度控制装置，其特征在于多个上述温度检测元件包括控制用元件、异常检测用元件和轴承温度监视用元件。
本发明，其中，第1种方案是把纺纱卷绕在内部装有加热装置的热辊的外圆上进行导向，对纺纱进行加热的热辊的温度控制装置，它具有用来检测上述热辊温度的多个温度检测元件、以及根据上述温度检测元件的输出来控制上述加热装置温度的控制装置；上述控制装置具有用来检测上述温度检测元件异常的异常检测装置、以及当上述异常检测装置检测出特定温度检测元件的异常时，利用另一个温度检测元件的输出来继续控制上述加热装置温度的切换装置。
第2种方案的技术发明是在第1种方案中，上述异常检测装置和上述切换装置按照对于多个上述温度检测元件来说都是通用的方式进行安装。
第3种方案的技术发明是在第1种方案中，上述异常检测装置通过对多个温度检测元件的输出进行比较而检测出上述特定温度检测元件的异常。
本发明的效果如上所述，根据第1种方案的技术发明，即使控制用的特定温度检测元件发生异常，也能切换到其他温度检测元件上，所以能继续运转。因此，能省去以下的麻烦作业，即为了检修温度检测元件，使热辊暂时停止，吸取来自前工序一侧的纺纱，经检修后，再把上述纺纱从热辊穿入后工序的纺纱卷绕机内。发生故障的温度检测元件可以在设备全部停止时的维修时再进行检修。
根据第2种方案的技术发明，异常检测装置和切换装置按照中央处理器的程序被接入，对多个温度检测元件来说是通用的，所以，按照中央处理器的程序要求可以自由地组合来自多个温度检测元件的信号，可以任意进行温度检测元件的异常检测和向其他温度检测元件的切换。
根据第3种方案的技术发明，因为是通过对比多个温度检测元件的输出来检测特定温度检测元件的异常的，所以，用简单的方法即可准确地检测出异常。
根据第4种方案的技术发明，操作员能够知道特定温度检测元件的异常，并能在适当时间进行适当的处理。
根据第5种方案的技术发明，旋转侧不使用CPU等运算装置，对多个温度检测元件的输出的处理简单容易。
根据第6种方案的技术发明，对各个温度检测元件分别采用不同的补偿电压值，所以，即使是通过时间分割的连续信号，也能区别出各个温度检测元件的输出。
根据第7种方案的技术发明，能够一边利用控制用的温度检测元件进行通常的温度控制，一边检测加热器的异常和轴承温度的上升。
以上参照附图，详细说明
具体实施例方式
图1是本发明的热辊温度控制装置的设备方框图。
图2是来自辊旋转部分的多个热敏元件的输出波形图。
图3是温度控制的流程图。
图4是表示温度控制子程序的流程图。
图5是本发明的热辊的另一种温度控制装置的设备方框图。
图6是热辊的断面图。
图7是热辊系统的设备布置图。
以下根据附图来详细说明本发明的实施例。在详细说明热辊温度控制装置之前，首先根据图6和图7来说明装入了热辊的热辊系统和热辊的结构。
图7(a)是系统的正面图；图7(b)是系统的侧面图。图中，热辊系统具有两组辊一组是第1加热辊GR1和第1分纺纱辊SR2；另一组是第2加热辊GR2和第2分纺纱辊SR2。从图中未示出的纺纱机中纺出多根(例如8根)纺纱，变成宽度为W的横向排成一行的许多根纺纱YG1，然后送入第1加热辊GR1。并且，在第1加热辊GR1和第2分纺纱辊SR1之间卷绕数圈。这时，为了使许多根纺出纱YG1能够相对于第1加热辊GR1顺利地横向移动，倾斜地安装第1分纺纱辊SR1。另外，从第1加热辊GR1中出来的许多根纺出纱YG2进入第2加热辊GR2。并且，在第2加热辊GR2和倾斜地安装的第2分纺纱辊SR2之间卷绕数圈。然后，从第2加热辊GR2出来的多根纺出纱YG3在辊轴方向上散开，由纺纱卷绕机TK将其卷绕成一个个的卷装纺纱。该加热辊GR1和GR2之间的纺出纱YG2被拉伸。当加热辊GR1和GR2的圆周速度比例如为GR2/GR1＝1.5时，纺纱在加热辊GR1和GR2之间被拉伸1.5倍。也就是说，拉伸比＝GGR2的圆周速度/GR1的圆周速度。尼龙长纺纱和聚酯长纺纱的纺出纱经过具有不同圆周速度的加热辊GR1、GR2的导纺纱辊后，即被拉伸，变成FDY(全拉伸纺纱)。
如图7(b)所示，多根纺出纱YG1在第1加热辊GR1和第1分纺纱辊SR1之间卷绕数圈，然后在第2加热辊GR2和第2分纺纱辊SR2之间卷绕数圈，在传输驱动力的同时被加热，一边保持规定的拉伸比，一边到达图中未示出的纺纱卷绕机。为了避免该卷绕数圈的多根纺出纱和相邻纺出纱的干扰，必须使第1加热辊GR1上的多根纺出纱YG1之间保持一定的距离L1。同样，必须使第2加热辊GR2上的多根纺出纱YG2之间也保持一定的距离L2。根据该距离L1、L2和卷绕圈数来决定第1加热辊GR1和第2加热辊GR2的一定长度M1、M2。
根据图6来说明上述加热辊GR1、GR2的结构。构成加热辊GR1、GR2的热辊1分别包括转动的辊和固定的辊。在固定辊一侧的空心圆筒上安装了辊筒心3，辊筒心3的图示中左方向的前端敞开；相反方向的基端被固定在电机部分2上。辊筒心3，在由非磁性体制成的空心圆筒的外圆上沿圆周方向按规定间隔安装了多块铁氧体片11，从基端到前端有一定长度，其间，在辊筒心3的外圆上按一定间距卷绕了固定线圈4，在电机部分2上安装了旋转轴5，该旋转轴5具有图中未示出的电机转子。
在辊筒心3的内侧，设置了被插入辊筒心空心部分内的辊轴部分6，并使其与电机部分2的旋转轴5相连结。在辊筒心3的外侧设置了覆盖固定线圈4的圆筒形辊外筒部分7。辊轴部分6的前端和辊外筒部分7的前端通过圆盘形的辊前端部分8互相相连接。在辊外筒部分7的内侧，即线圈4的对面部分上设置了铁等的感应加热体17，其他的辊轴部分6、辊外筒部分7以及辊前端部分8，为减轻重量而用铝等制成一个整体。在该一体化的辊9的外圆上卷绕纺出纱。对该辊9进行旋转驱动的装置由电机部分2和图中未示出的转速控制电路构成。
在辊外筒部分7上，在以旋转轴为中心互相对称的两个位置上埋入了作为第1温度检测元件的第1热敏元件21、以及作为第2温度检测元件的第2热敏元件22，用于检测辊9的温度。该实施形态是把第1和第2热敏元件21、22安装在辊外筒部分7的纵长方向上大体正中间的位置上并使其互相间隔180度。2个热敏元件21、22中，一个用于控制温度；另一个用于检测异常。另外，在旋转轴6内埋入了作为第3温度检测元件的第3热敏元件23，该埋入位置靠近安装在旋转轴6和电机部分2之间的轴承10。该第3热敏元件23用于监视轴承10的温度。
在辊前端部分8上安装了电路组件12，第1、第2和第3热敏元件21、22、23，其图中未示出的引线连接在电路组件12内。来自电路组件的引线13也引出到辊轴部分6内。该引线13通过电机部分2的旋转轴5内延伸到与辊9相反的一侧的旋转轴端部5a上。在该旋转轴端部5a上安装了利用光进行数据通信的辊侧光收发器14。辊侧光收发器14的光轴与旋转轴5的中心相一致。对准辊侧光收发器14的光轴设置固定光收发器15。固定光收发器15的输出端连接到温度调整组件16上。
下面利用附图1至附图5来说明本发明的温度控制装置的主体。图1是本发明的热辊温度控制装置的设备方框图。
在图1中，4是固定线圈，9是辊，12是电路组件，16是温度调整组件。第1、第2、第3热敏元件21、22、23被埋设于辊9的上述旋转部分的适当位置，其引线被连接到电路组件12的切换开关25上。
旋转侧的电路组件12具有切换开关25(切换开关装置)、放大器26、波形整形器27、发光二极管14和电源电路28。切换开关25具有这样的功能，即按照等间隔的定时来切换第1、第2、第3热敏元件21、22、23的输出端接头。另外，放大器25具有这样的电阻切换部分25a，即对第1、第2、第3热敏元件21、22、23分别选用基准电压值(补偿电压值)，该电阻切换部分25a与上述切换开关25进行连动。使各个热敏元件21、22、23分别具有不同的补偿电压值，以时分方式输出的模拟输出信号通过波形整形器27而变换成规定频带的数字信号。来自波形整形器27的脉冲信号从作为光收发器14的发光二极管14发送到固定光收发器15。
来自旋转侧电路组件12的输出例子示于图2。作为第1热敏元件21的第1个Pt，其输出是较宽的频带，根据波形的间隔可以判断输出信号的大小。作为第2热敏元件22的第2个Pt，其输出是中等的频带，根据波形的间隔可以判断出输出的大小。作为第3热敏元件23的第3个Pt，其输出是较窄的频带，根据波形的间隔可以判断出输出的大小。这样对各个热敏元件分别改变频带时，即使是时分的连续的信号也能区别出各个热敏元件的输出。
由于电路组件12是在旋转一侧，所以电源电路28通过电磁感应线圈28a接收从固定一侧提供的功率，使上述各电路工作。但是，由于其结构是对来自各热敏元件21、22、23的输出进行时间分割，以规定的频带进行输出，所以，在电路组件12一侧不需要像CPU那样的运算功能，对多个热敏元件的输出进行处理时很简单。
固定侧的温度调整组件16具有作为固定光收发器的光电晶体管15、中央处理器(CPU)32、门电路33和可控硅整流器(SCR)34。来自光电晶体管15的输出被输入到CPU32内，通过与主机之间进行串行通信来管理CPU32。在该CPU32内装入规定的程序，对各个热敏元件21、22、23的输出进行区分和判断，一边与规定的温度设定值进行比较，一边进行必要的运算处理。另外，CPU32根据上述运算处理的结果，通过门电路33来驱动可控硅整流器34，对供给到作为加热器的固定线圈4内的功率进行相位控制，同时进行必要的报警输出和显示。
图3和图4表示由CPU32内的程序进行控制的运算处理流程。在图3中，取出作为第1热敏元件21的第1个Pt的输出，判断其是否正常(步骤#1)。若判断为异常(步骤#1、否)，则把作为异常检测用第2热敏元件22的第2个Pt切换到温度控制用上(步骤#2)，同时进行报警、显示等，把已切换状态通知操作员(步骤#3)。把作为第2热敏元件22的第2个Pt切换到温度控制用后，也仍然利用该第2热敏元件22的输出来控制辊的温度(步骤#4)。切换后，第2热敏元件22兼用于温度控制和异常检测。并且，像定期检修等那样，在设备全部停止时检修原来的温度控制用第1热敏元件21。这样，即使温度控制用第1热敏元件21发生异常，也能不立即使热辊停止，而是继续运转。
图4表示用于检测第1热敏元件21异常的子程序。若第1热敏元件21像断线等那样完全损坏，则电阻为无限大，输出为零，所以这种异常很容易检测出来。但是在达到断线之前也可能输出异常值，对这种异常的检测方法现说明如下。异常检测用的第2热敏元件22被安装在条件与第1热敏元件21相同的地方，其输出应当是相同的，所以，对第1热敏元件21的输出t1和第2热敏元件22的输出t2的差Δt进行计算(步骤#11)。然后，判断Δt是否超过规定范围α(步骤#12)。若Δt不超过α(步骤#13，否)，则判断为第1热敏元件21正常。若Δt超过α(步骤#13，是)，则检测出轴承温度检测用第3热敏元件23和异常检测用第2热敏元件22的输出的相关关系(步骤#14)，判断异常检测用第2热敏元件22本身是否异常(步骤#15)。若第2热敏元件22无异常(步骤#15，是)，则判断为第1热敏元件21异常(步骤#16)；若第2热敏元件22异常(步骤#15，否)，则显示出第2热敏元件22异常(步骤#17)。
图5是另一种热辊温度控制装置的方框图。与图1不同的是第1、第2、第3热敏元件21、22、23不是安装在旋转侧的辊6上，而是安装在固定侧。把热敏元件的检测端插入到图6的辊外圆部分17的端部的圆周狭缝17a内，这样即可把温度控制用和异常检测用的第1、第2热敏元件21、22安装在固定侧，再把轴承温度监视用的第3热敏元件23安装在轴承10的外环侧，这样就可把各个热敏元件21、22、23都安装在固定侧。
在此情况下，作为温度控制装置只有相当于图1的固定侧温度调整阻件的温度调整阻件41。该温度调整组件41具有A/D变换器42、CPU43、门电路44、可控硅整流器45。从第1、第2、第3热敏元件21、22、23中的输出信号经过A/D变换器后直接进入CPU43内。然后，由CPU43进行处理，该处理和图3及图4中的说明相同，通过门电路33来驱动可控硅整流器34，对供给到加热器固定线圈4内的功率进行相位控制，同时进行必要的报警输出和显示。
权利要求
1.一种热辊温度控制装置，其是在内部装有加热装置的辊的外圆上卷绕纺纱进行导向，并对纺纱加热的，其特征在于具有用来检测上述辊的温度的多个温度检测元件；以及根据来自上述温度检测元件的输出来对上述加热装置的温度进行控制的控制装置；上述控制装置具有用来检测上述温度检测元件的异常的异常检测装置，以及当上述异常检测装置检测出特定温度检测元件的异常时，用其他温度检测元件的输出来继续进行上述加热装置的温度控制的切换装置。
2.如权利要求1所述的热辊温度控制装置，其特征在于上述异常检测装置和上述切换装置是设置成对多个上述温度检测元件是通用的。
3.如权利要求1或2所述的热辊温度控制装置，其特征在于上述异常检测装置通过对多个温度检测元件的输出进行比较，来检测上述特定温度检测元件的异常。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的热辊温度控制装置，其特征在于具有报警装置，当上述控制装置利用上述异常检测装置检测出特定温度检测元件的异常，而切换成用其他温度检测元件进行温度控制时，对这一情况进行报警。
5.如权利要求1～4中任一项所述的热辊温度控制装置，其特征在于它具有在旋转侧和固定侧接收和发送信号的光收发器；多个上述温度检测元件的输出，通过时间分割而连续地由光收发器进行发送。
6.如权利要求5所述的热辊温度控制装置，其特征在于具有用来依次切换而取得多个上述温度检测元件的输出的切换开关装置；以及与该切换开关装置相连动，以使各个温度检测元件分别具有不同的输出补偿值的电阻切换部。
7.如权利要求1～6中的任一项所述的热辊温度控制装置，其特征在于多个上述温度检测元件包括控制用元件、异常检测用元件和轴承温度监视用元件。
全文摘要
本发明公开一种热辊温度控制装置,其在热辊上设有多个温度检测元件,通常由其中的特定温度检测元件进行对加热装置的温度检测,当由异常检测装置检测出特定温度检测元件的异常时,切换成其他的温度检测元件,用其温度检测元件进行加热器的温度控制。
文档编号D02J1/22GK1196408SQ98101020
公开日1998年10月21日 申请日期1998年3月16日 优先权日1997年4月15日
发明者鸳海幸一郎 申请人:村田机械株式会社