專利名稱：纖維束的連接部分檢測傳感器以及使用該傳感器的控制方法
技術領域：
本發明涉及一種在將纖維束連續的送入下一工序的處理裝置前、檢測出該纖維束連接部的傳感器，以及根據該傳感器的檢測結果控制下一工序中的處理裝置的控制方法。
作為連續體連接的纖維束可連續地送入下一工序的處理裝置，例如精加工處理裝置。然而，當連接部分有誤地送入精加工處理裝置時，會給予精加工處理裝置較大的負載，這不僅成為該裝置故障的原因，同時造成通過精加工處理裝置的纖維束的質量較差。作為連接部分形成結頭時，結頭成較大的團狀連接，該結頭按該狀態送入精加工處理裝置時，會成為該裝置故障的原因。因此，作為連接部分形成結頭時，必須使精加工處理裝置停止工作，使結頭不送入精加工處理裝置中。
另外，作為連接部分形成接縫時，因接縫部的纖維束連結力要弱于其他部分的連結力，此外，形成接縫的重合部分的寬度變寬或者變厚，因此，在精加工處理裝置中以通常的速度行走時，接縫部分會斷開，在精加工處理裝置中不能對纖維束進行充分地移動處理，會制成含有質量異常部分的纖維束。作為制品，存在成為混雜有次品的產品的危險性。因此，作為連接部分形成接縫時，通過降低精加工處理裝置中的行走速度，防止接縫部分在精加工處理裝置中斷開的同時，必須在精加工處理裝置中對連接部分進行充分的處理。
以往，在精加工處理裝置前有人看護，在看到連接部分時，要停下精加工處理裝置，或者降低精加工處理裝置的處理速度。另外，在精加工處理裝置前方設有限制連接部分通過的出入口，厚度增加的連接部分不能通過該出入口。
而且，由于出入口間隔的限制，能夠通過出入口的纖維束的總纖度受到限制，同時，由出入口限制的纖維束連接部分因出入口部被停止，該被停止的連接部分隨著下游側的纖維束的行走而被拉伸時，為了在該拉伸力作用下不斷開，纖維束的行走速度也會受到限制。
考慮到這些問題，為了使具有連接部分的纖維束可連續地送入下一工序的處理裝置中，希望開發出可分別檢測出連接部分的狀態是結頭還是接縫，而且可根據其檢測結果控制下一工序處理裝置的技術。
本發明的技術問題由權利要求1～6所述的各發明實現。
即，權利要求1涉及的發明為，一種纖維束的連接部分檢測傳感器，其特征在于，具有設置在下一工序的處理裝置上游側、檢測出移動中的纖維束中連接部分的厚度的厚度傳感器，和檢測出移動中的纖維束中寬度方向的變化的寬度傳感器，上述厚度傳感器識別并檢測出纖維束的連接部分的結頭和接縫。
在本發明中，在下一工序的操作裝置上游側設有纖維束的連接部分檢測傳感器，通過具有作為該連接部分檢測傳感器的厚度傳感器和寬度傳感器，可檢測出纖維束的連接部分的結頭和接縫。
作為連接部分形成結頭時，由于連接部分連接成團狀，可檢測出作為團狀部分厚度的結頭。而接縫是通過噴嘴等噴射空氣或水等流體，在噴射流作用下，因纖維相互配置散亂所致形成的交織或使用熱等的粘接而形成的。因此，作為連接部分形成接縫時，這種接縫導致的連接存在纖維束的厚度方向重合的狀態下進行的連接和在寬度方向比厚度方向寬的狀態進行的連接。在纖維束厚度方向相重合狀態下進行時，很顯然，該厚度方向的增加比因成為團狀的結頭所致的厚度方向的增加要小。通過用厚度傳感器檢測出該厚度方向的增加量不同，可識別出作為連接部分是形成結頭還是形成接縫。
另外，由于接縫引起的寬度方向的變化比厚度方向的變化大時，通過寬度傳感器，可隨時檢測出行走中的纖維束的寬度，通過將規定時間前狀態下的纖維束寬度與目前時刻下的纖維束寬度相比，在檢測出目前時刻下的纖維束寬度增加規定量時，由寬度傳感器就可檢測為接縫。
此外，也可不由寬度傳感器經常比較行走中的前后纖維束的寬度，根據行走的纖維束的種類預先確定相對寬度方向的極限值，寬度傳感器檢測出超過同樣的極限值的纖維束寬度時，就可檢測為接縫。
作為厚度傳感器，將一端作為樞軸的旋轉板的另一端平行于行走的纖維束并且設有規定量的間隙。此時，在其間隔著纖維與厚度傳感器相對置的位置上優選設有導紗梳櫛、導紗羅拉、導紗板等。檢測出因纖維束中的連接部分使上述旋轉板的另一端轉動時、該旋轉板的回轉角。由此時的回轉角，可識別出連接部分是結頭還是接縫。作為回轉角的檢測，可使用分別配置在規定的回轉角位置上的限位開關或設置在旋轉軸上的角度傳感器等。另外，作為厚度傳感器，也可將光電式線性傳感器設置在纖維束的厚度方向，通過線性傳感器檢測出在厚度方向的變動。
本申請權利要求2涉及的發明為，按照權利要求1所述的纖維束的連接部分檢測傳感器，其特征在于，所述厚度傳感器由結頭傳感器和接縫傳感器構成，結頭傳感器檢測出結頭所致的厚度，而接縫傳感器檢測出接縫所致的厚度，上述結頭傳感器設置在接縫傳感器的上游側。
在本發明中，作為厚度傳感器使用結頭傳感器和接縫傳感器這兩種傳感器，而且將結頭傳感器配置在接縫傳感器的上游側。因此，最初，可由結頭傳感器檢測出行走中的纖維束上的結頭，在由結頭傳感器檢測出結頭時，可在結頭到達接縫傳感器的檢測位置前停止纖維束行走。由此，就可避免結頭進入接縫傳感器部，使接縫傳感器發生故障等事態。另外，可在減速狀態下進行下一工序中的對于接縫的處理。
作為結頭傳感器和接縫傳感器，可將一端作為樞軸的旋轉板的另一端側平行于行走的纖維束并且分別配置成設有規定量的間隙。此時，優選在纖維束夾持在其間地方式，在與厚度傳感器相對置的位置上設置導紗梳櫛、導紗羅拉、導紗板等，可使用檢測出各旋轉板回轉角的限位開關或角度傳感器。另外，將光電式的線性傳感器設置在纖維束的厚度方向，可通過線性傳感器檢測出厚度方向的變動。
本申請的權利要求3涉及的發明為，按照權利要求1或2所述的纖維束的連接部分檢測傳感器，其特征在于，所述寬度傳感器由線性傳感器構成。
在本發明中，使用線性傳感器，可檢測出作為纖維束的接縫在寬度方向上增加的狀態。
利用寬度傳感器，可經常檢測出行走中的纖維束的寬度，將規定時間前狀態下的纖維束寬度與目前時刻下的纖維束寬度相比，檢測出目前時刻下的纖維束的寬度增加規定量時，寬度傳感器就檢測為接縫。
另外，也可不用寬度傳感器經常比較行走中的前后的纖維束寬度，而是根據行走的纖維束的種類，預先確定相對纖維束寬度方向的極限值，在寬度傳感器檢測出寬度超過同一極限值時，就可檢測為接縫。
作為線性傳感器，是垂直于纖維束的行走方向且相對纖維束的行走面平行設置的，但可用配置在纖維束寬度方向上的多個光電管來代替線性傳感器。另外，作為線性傳感器和多個光電管由于利用了紅外線，因此可防止室內燈引起的誤動作。
本申請權利要求4涉及的發明為，按照權利要求1～3任一所述的纖維束的連接部分檢測傳感器，其特征在于，所述厚度傳感器在下一工序處理裝置上游側間隔開并列狀設置的多個導紗梳櫛的任一個對置配置。
在本發明中，跨繞在多個導紗梳櫛間的纖維束由于成為被該導紗梳櫛施加了規定的張力的狀態，所以對于施加了規定張力的纖維等能夠可靠地檢測出連接部分。并且，由于厚度傳感器設置成與導紗梳櫛對置的狀態，因此可正確地檢測出連接部分在厚度方向的變化。另外，寬度傳感器的設置位置只要是能夠穩定地檢測出纖維束寬度的位置即可，配置于導紗梳櫛附近的上游側或下游側，可檢測出纖維束的寬度。此外，也可設置在可檢測出導紗梳櫛間的纖維束寬度的位置上。如果纖維束的寬度是在行走中寬度方向不擺動的狀態下可檢測出纖維束的寬度，則可在穩定的狀態下可靠地檢測出接縫所致的寬度方向的增加。如果可用線性傳感器檢測出左右兩端，并根據檢測值，計算左右兩端間的長度，將該長度作為行走中的纖維束的寬度加以檢測，即使假定行走中的纖維束在寬度方向擺動，也可不受擺動引起的影響，可檢測出纖維束的寬度。
本申請權利要求5涉及的發明為，按照權利要求1～4任一所述的纖維束的連接部分檢測傳感器，其特征在于，所述下一工序的處理裝置為拉伸裝置。
在本發明中，可在作為精加工處理裝置的拉伸裝置前的階段檢測出纖維束中的連接部分。由此，可防患于未然地防止連接部分在拉伸裝置內發生故障。
本申請權利要求6涉及的發明為一種控制方法，其特征在于，使用配置在下一工序的處理裝置上游側的如權利要求1～5任一所述的纖維束的連接部分檢測傳感器，在通過所述厚度傳感器進行結頭檢測時，至少停止所述下一工序處理裝置的動作，在通過所述厚度傳感器或寬度傳感器檢測出接縫時，在規定時間內減速控制所述下一工序的處理裝置的作業速度。
在本發明中，根據由連接部分檢測傳感器檢測出的作為連接部分的結頭或接縫，至少可停止下一工序的處理裝置或在規定時間減速控制下一工序的處理裝置的作業速度。
作為處理裝置的停止，并不限于下一工序中的處理裝置，可停止配置連接部分檢測傳感器的前后工序的作業。由處理裝置的停止來停止纖維束的行走時，在結頭送入下一工序之前必須切斷結頭部分，停止纖維束的行走，以能夠停在可重新作為接縫連接的區域。另外，由厚度傳感器檢測出結頭時，也必須在該結頭相對其他傳感器不會發生故障的區域，停止纖維束的行走。
在規定時間減速控制下一工序的處理裝置的作業速度時，必須將下一工序中的處理裝置的作業速度減速到相對于接縫部分可充分進行下一工序的處理的作業速度，并且，必須只是在接縫部分可通過下一工序的處理裝置內的規定時間內進行前述減速控制。
下面，根據附圖詳細地說明本發明的優選實施方案。本發明在借助于連接部分使纖維束作為連續體被連接的方式連續地輸送到下一工序的處理裝置前，可通過傳感器識別和檢測出前述連接部分是結頭還是接縫。另外，通過該傳感器的檢測結果，可控制下一工序的處理裝置的作業。
此外，在本實施方案中，作為下一工序的處理裝置以拉伸裝置為例進行說明，但本發明并不限于拉伸裝置，只要是將具有連接部分的纖維束連續地送入以下一工序處理裝置都可適用，當然包括對于本領域技術人員而言可容易適用的技術范圍。作為纖維束可使用包含丙烯腈系纖維束的各種纖維束。
在
圖1中，示出了本實施例的整體示意圖。將聚合物熔融紡絲成的未拉伸絲或將多根未拉伸絲復合成合絲的未拉伸纖維束1暫時收納于收納容器2后，從該收納容器2中拉出，在多個導紗梳櫛7上跨繞成鋸齒狀，在施加規定的張力的狀態下，向拉伸裝置4連續地送進，在拉伸裝置4中，對纖維束1以規定的拉伸倍率進行拉伸。從收納容器2中被拉出的纖維束1的后端部與下個收納于收納容器2中的纖維束1的前端部連接成連續體。在拉伸裝置4中，在作為配置于被拉伸側的羅拉的低速導紗輥5與作為配置于拉伸側的羅拉的高速導紗輥6間，以兩個導紗輥5，6的周速存在差地方式對纖維束1進行拉伸。在兩個導紗輥5、6之間，可在常溫下進行拉伸，也可在對纖維束1給予蒸汽等熱量的同時進行拉伸。
在設有多個導紗梳櫛7的區域3中，設有作為本發明的連接部分檢測傳感器10的作為厚度傳感器11的結頭傳感器11a，接縫傳感器11b以及寬度傳感器12。作為厚度傳感器11的結頭傳感器11a和接縫傳感器11b被配置為在其間隔著行走的纖維束并且分別與各導紗梳櫛對置的狀態。另外，寬度傳感器12的配置位置可位于導紗梳櫛7的上游側或下游側處，或者在導紗梳櫛間的位置上配置，只要是可穩定地檢測出行走中的纖維束的寬度的位置即可。
圖2為示出厚度傳感器11和寬度傳感器12與導紗梳櫛7a、7b，纖維束1的關系的模式圖。通過軸承部件21，21可自由回轉地被樞軸支承著的旋轉軸15上裝有旋轉板16和動作片19。另外，通過圖中未示出的彈簧部件施加朝向圖2中順時針方向一側的力，通過旋轉板16的一部分與止動件17接觸，限制了彈簧部件引起的回轉。此外，在動作片19的回轉區域設有通過該動作片動作的限位開關18a，18b。沿箭頭方向行走著的纖維束1中具有厚度增加的連接部分20，該連接部分20一旦來到導紗梳櫛7b與旋轉板16之間，因該連接部分20，旋轉板16就克服彈簧部件的彈力逆時針方向回轉。連接部分為結頭時，旋轉板16的回轉角變大，由動作片19接通限位開關18a。而在連接部分20的厚度為變厚的接縫時，旋轉板16的回轉角要比結頭時的回轉角小，動作片19使限位開關18b接通。借助于旋轉板16，根據是限位開關18a接通還是僅僅是限位開關18b接通，就可識別出檢測出的連接部分20是結頭還是接縫。
限位開關18a接通時，由于作為連接部分20可檢測出結頭，就可將作為下一工序的處理裝置的拉伸裝置4中的纖維束1的輸送動作停止。導紗梳櫛設置區域3中的纖維束1的行走由于是通過拉伸裝置4的拉伸力實現的，因此，如停止拉伸裝置4中的纖維束1的輸送動作，就可在連接部分20進入拉伸裝置4前停下。另外，在設有本發明的連接部分檢測傳感器的場設置有使纖維束1行走的輸送機構的場合，或者從前工序排出纖維束的場合，必須使這些纖維束1的輸送機構停止。
限位開關18a接通時，當然限位開關18b也接通，但通過使限位開關18a優先動作，可取消限位開關18b的動作。
只有限位開關18a接通時，由于檢測出作為連接部分20的是接縫，在接縫從拉伸裝置4中脫出為止的規定時間內，均可降低拉伸裝置4中的輸送速度。
作為旋轉板16是通過圖中未示出的彈簧部件施加向順時針方向的回轉力，但也可如圖4所示，設置成靠旋轉板16的自重形成自由下落的狀態。旋轉板16的前端部與纖維束1的行走面間的間隙可預先設定成0～30mm的間隙。作為間隙的間隔，能夠可靠地檢測出結頭和接縫，通常，成為行走的纖維束1不與旋轉板16的前端接觸的位置。
旋轉板16的回轉角度使用2個限位開關檢測出，但也可使用近程傳感器、回轉角傳感器等可檢測出回轉角度的傳感器構成的任意傳感器來替代限位開關。
也可用線性傳感器來替代旋轉板設置在纖維束1的厚度方向，可通過線性傳感器測檢出厚度的變化來檢測出結頭和接縫。
圖3示出作為厚度傳感器11的結頭傳感器11a和接縫傳感器11b，其中，結頭傳感器11a設置于接縫傳感器11b的上游側。作為結頭傳感器11a，由圖中未示出的彈簧部件施加朝向順時針方向回轉的彈力，并且由止動件17限制了回轉位置，在旋轉板16的前端形成引導用的球形。作為結頭傳感器11a的檢測機構，設有與圖2所示的厚度傳感器11同樣的動作片以及限位開關18a。與圖2的厚度傳感器11不同之處在于，除了旋轉板16的旋轉軸相對于旋轉板16的前端部設置在纖維束1的行走方向下游側，以及不設置檢測接縫的限位開關18b以外，是同樣的檢測機構。接縫傳感器11b僅僅為在圖2的厚度傳感器11中不設有限位開關18a，其他結構沒有不同。
如將結頭傳感器11a的配置位置設置在接縫傳感器11b的上游側，即使分別設置在鄰接的導紗梳櫛上，也可將多個導紗梳櫛夾持在其間布置。優選用結頭傳感器11a檢測出結頭，在停止纖維束1行走時，結頭不會使接縫傳感器11b動作。如此，結頭不會使接縫傳感器11b發生故障，同時，接縫傳感器11b與纖維束1的間隙變窄，能夠快速地檢測出接縫所致的厚度方向的變化。
如圖2所示，寬度傳感器12為線狀配置的線性傳感器，相對纖維束1非接觸式使用。作為連接部分20形成接縫時，由線性傳感器可檢測出接縫寬度方向比厚度方向增加的要多。作為檢測方法為，連續地測定行走的纖維束1的寬度，將從0.05秒到0.5秒前的纖維束1的寬度與目前檢測出的纖維束1的寬度相比較，檢測出增加了規定量以上時，就檢測為接縫。
用寬度傳感器12檢測出接縫時，與由接縫傳感器11b檢測出接縫時同樣，使拉伸裝置中的行走速度減速。作為減速時間，優選至少為接縫部分通過拉伸裝置進行處理的時間。作為規定時間的減速控制，在5～20秒間，通過使行走速度減速10～30％，可降低施加到纖維束的連接部分上的負荷，可防止纖維束斷開。可是，在此示出的時間或減速率由于作為拉伸裝置的作業長度或拉伸的纖維束的總纖度等會有所不同，需要分別根據纖維束和拉伸裝置的作業長度等預先求出最合適的條件。
權利要求
1.一種纖維束的連接部分檢測傳感器，其特征在于，具有，設置在下一工序的處理裝置上游側、檢測出移動中的纖維束中連接部分的厚度的厚度傳感器，和檢測出移動中的纖維束中寬度方向的變化的寬度傳感器，上述厚度傳感器識別并檢測出纖維束的連接部分的結頭和接縫。
2.按照權利要求1所述的纖維束的連接部分檢測傳感器，其特征在于，上述厚度傳感器由結頭傳感器和接縫傳感器構成，結頭傳感器檢測出結頭所致的厚度，而接縫傳感器檢測出接縫所致的厚度，上述結頭傳感器設置在接縫傳感器的上游側。
3.按照權利要求1或2所述的纖維束的連接部分檢測傳感器，其特征在于，上述寬度傳感器由線性傳感器構成。
4.按照權利要求1～3任一項所述的纖維束的連接部分檢測傳感器，其特征在于，上述厚度傳感器與在下一工序的處理裝置上游側間隔開并列狀設置的多個導紗梳櫛的任一個對置配置。
5.按照權利要求1～4任一項所述的纖維束的連接部分檢測傳感器，其特征在于，上述下一工序的處理裝置為拉伸裝置。
6.一種控制方法，其特征在于，使用配置在下一工序的處理裝置上游側的如權利要求1～5任一項所述的纖維束的連接部分檢測傳感器，在通過上述厚度傳感器檢測出結頭時，至少停止上述下一工序處理裝置的動作，在通過上述厚度傳感器或寬度傳感器檢測出接縫時，在規定時間內減速控制上述下一工序的處理裝置的作業速度。
全文摘要
本發明提供了一種在將纖維束連續地送入下一工序的處理裝置前，可檢測和識別出該纖維束上形成的結頭或接縫的傳感器，以及根據該傳感器的檢測結果控制下一工序的處理裝置的控制方法。在下一工序的處理裝置上游側設有用以檢測出行走中的纖維束1中的連接部分20的厚度的厚度傳感器11，和檢測出行走中的纖維束中寬度方向的變化的寬度傳感器12，由厚度傳感器11，根據結頭中的纖維束1的厚度和接縫中的纖維束1的厚度不同，以識別檢測出的連接部分20是結頭還是接縫。另外，由寬度傳感器檢測出纖維束1的寬度增加時，檢測出作為連接部分20為接縫。檢測出結頭時，停止下一工序的處理裝置的動作，在檢測出接縫時，在規定時間內減速控制下一工序的處理裝置中的輸送速度。
文檔編號D02J1/22GK1448688SQ03119488
公開日2003年10月15日 申請日期2003年3月12日 優先權日2002年4月2日
發明者能村素郎, 緒方正治 申請人:三菱麗陽株式會社