BR102012012608A2 - sistema para detectar rupturas da mecha em uma maÇaroqueira - Google Patents
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Abstract
SISTEMA PARA DETECTAR RUPTURAS DA MECHA EM UMA MAÇAROQUEIRA. Uma maçaroqueira (1) de uma linha de fiação, compreende um dispositibo de estiramento (12), um dispositivo de enrolamento (14), e um sistema para detectar rupturas da mecha (20) compreendendo vários sensores de detecção, um dispositivo de processamento (50) associado com cada sensor de acordo com um filtro de baixa passagem ou cronômetro, e um dispositivo de controle (70) conectado aos dispositivos de processamento (50) para parar o dispositivo de estiramento (12) e o dispositivo de enrolamento (14) na presença de uma ruptura da mecha.
Description
“SISTEMA PARA DETECTAR RUPTURAS DA MECHA EM UMA MAÇAROQUEIRA”
Descrição
A presente invenção se refere a uma maçaroqueira em uma linha de fiação e, em particular, um dispositivo eletrônico da maçaroqueira para detectar ruptura da mecha.
Em uma maçaroqueira, a trama de fibra obtida por cardagem ou penteadura, depo
sitada em tambores, é estirada em um dispositivo de estiramento, para obter uma mecha. Em um dispositivo de formação de carretei, à jusante do dispositivo de estiramento, a mecha é enrolada em tubos, para obter os carretéis a serem enviados para a unidade de fiação.
A maçaroqueira funciona simultaneamente em um grande número de pontos de usinagem.
Por exemplo, a maçaroqueira FTSN por Marzoli S.p.a., prevê 192 carretéis e se estende por um comprimento de cerca de 25 metros.
O estiramento que ocorre na maçaroqueira é fortemente acionado, de modo que a velocidade da mecha à jusante do dispositivo de estiramento é muito alta, em geral em torno de 25 m/min. Ale disso, a mecha está sujeita a fortes oscilações entre o dispositivo de estiramento e o dispositivo de formação de carretei, e, portanto sujeita a ruptura.
Para o funcionamento correto da maçaroqueira, é essencial detectar prontamente a ruptura da mecha. Tal detecção é acompanhada da parada da máquina inteira, de modo a permitir a intervenção de um operador para conectar a mecha novamente e retomar o processamento.
Numerosas soluções de sensor existem para detectar a ruptura d mecha.
No entanto, tais soluções são frequentemente muito dispendiosas, tendo em mente o grande número de pontos de usinagem onde os sensores devem ser instalados.
O propósito da presente invenção é fazer uma maçaroqueira fornecida com um sistema particularmente econômico para detectar ruptura da mecha.
Tal propósito é alcançado por uma maçaroqueira de acordo com a reivindicação 1.
As características e vantagens da maçaroqueira de acordo com a presente invenção serão evidentes a partir da descrição fornecida abaixo, feita por meio de um exemplo não limitante, com referência aos desenhos anexos, em que:
- a Figura 1 mostra um diagrama de uma maçaroqueira de acordo com a presente
invenção;
- a Figura 2 mostra um detalhe de uma região intermediária da maçaroqueira;
- a Figura 3 mostra um dispositivo de detecção da maçaroqueira de acordo com a presente invenção;
- a Figura 4 mostra um invólucro do dispositivo na Figura 3;
- a Figura 5 mostra uma vista dianteira do invólucro na Figura 4;
- a Figura 6 mostra uma cobertura do dispositivo na Figura 3; - a Figura 7 mostra uma vista dianteira da cobertura na Figura 6;
- a Figura 8 mostra um diagrama de um sistema de maçaroqueira para detectar ruptura de uma mecha, compreendendo o dispositivo na Figura 3;
- a Figura 9 mostra um detalhe de uma região intermediária da maçaroqueira, de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção; e
- a Figura 10 mostra um detalhe de uma região intermediária da maçaroqueira, de acordo ainda com uma modalidade adicional da presente invenção.
Com referência aos desenhos anexos, o numeral de referência 1 indica globalmente uma maçaroqueira de acordo com a presente invenção.
A maçaroqueira 1 compreende várias estações de trabalho, uma ao lado da outra
longitudinalmente, cada uma capaz de fazer uma mecha.
Em particular, a maçaroqueira 1 compreende um dispositivo de alimentação 2 da trama W, contidas em tambores 4.
O dispositivo de alimentação 2 compreende uma armação de suporte 6 e barras de desvio 8, de preferência oscilando, para o desvio da trama que sai dos tambores.
A maçaroqueira 1 ainda compreende uma armação 10 que, no topo, suporta um dispositivo de estiramento 12 adequada para estirar a trama W para obter uma mecha R.
Por exemplo, o dispositivo de estiramento 12 compreende pelo menos dois pares de rolos acoplados por pressão, tipicamente rolos inferiores motorizados e rolos de pressão superiores não motorizados, cada um acoplado com o rolo inferior respectivo.
Por exemplo, três pares de rolos são considerados, um à jusante do outro. A diferença em velocidade periférica entre os pares de rolos em seqüência determina o estiramento da trama.
A maçaroqueira 1 ainda compreende primeiro meio de movimento para mover os rolos do dispositivo de estiramento 12.
A armação 10 compreende uma mesa perfurado 11, através da qual as mechas passam da região superior para a região inferior.
Em adição, a maçaroqueira 1 compreende um dispositivo de enrolamento 14, sob a mesa 11, adequado para enrolar a mecha R que vem do dispositivo de estiramento 12 em carretéis S.
A maçaroqueira 1 ainda compreende segundo meio para mover o dispositivo de enrolamento 14.
À jusante do dispositivo de estiramento 12 e à montante do dispositivo de enrolamento 14, uma região intermediária 19 é definida na parte superior da mesa 11, atravessada pelas mechas durante a operação normal da maçaroqueira.
Em uma modalidade preferida, além do mais, a maçaroqueira 1 compreende um dispositivo de substituição 16 adequado para recolher os carretéis S na conclusão de formação e inserir tubos vazios no dispositivo de formação de carretei 14, para a formação de carretéis adicionais, e transportar os carretéis S para processamento subsequente, em particular para uma armação de fiação de anel.
A maçaroqueira 1 compreende um sistema de detecção de ruptura de mecha 20, adequada para detectar a ruptura de uma mecha R saindo do dispositivo de estiramento 12.
O sistema de detecção de ruptura de mecha 20 compreende vários sensores adequados para detectar a presença da mecha em uma zona de detecção da região intermediária 19.
Em particular, os ditos sensores são adequados para gerar um sinal de detecção primitivo Sp dependendo da presença ou ausência da mecha na zona de detecção.
De preferência, os sensores são digitais, isto é adequados para gerar um sinal primitivo Sp tendo dois estados lógicos dependendo da presença ou ausência da mecha na zona de detecção.
De preferência, os sensores consistem em fotocélulas.
Por exemplo, os sensores consistem de fotocélulas de sensor de contato, isto é,
baseados na reflexão de Iuz pela mecha que intercepta o feixe luminoso emitido.
Em particular, de preferência, as fotocélulas são sensores de contato com supressão de fundo, adequadas para discriminar objetos de tamanhos pequenos independente do fundo adjacente.
De preferência, o dispositivo de detecção 30 compreende um invólucro 32 fornecido
com aberturas longitudinalmente opostas 34, e os ditos sensores, dois por dispositivo, são alojados no dito invólucro e observam a partir das aberturas respectivas 34.
Em adição, o dispositivo 30 compreende meios de conexão 38, integrados no invólucro 32, para a conexão liberável do invólucro e a armação 10 da maçaroqueira 1.
Em particular, a maçaroqueira 1 compreende uma barra de sensor 35, feita de vá
rios pedaços, tendo uma extensão longitudinal ao longo do comprimento da armação 10 e posicionada acima da mesa 11 da mesma.
Os dispositivos de detecção 30 são conectados na barra de sensor 35, regularmente distanciados longitudinalmente, entre uma estação de trabalho e outro, de modo que cada um está situado entre duas mechas R.
De acordo com uma variação de modalidade, o dispositivo compreende meios de sinalização luminosa, no invólucro, conectado de modo operativo nos sensores, adequados para sinalizar a presença e/ou ausência da mecha.
De preferência, o sistema compreende meios de sinalização luminosa conectada operativamente nos sensores, adequados para sinalizar a presença e/ou ausência da mecha.
Por exemplo, os meios de sinalização compreendem um LED de presença 42, de preferência posicionado na região intermediária 19, de preferência acima da mesa 11 da armação 10.
De preferência, o LED de presença 42 é posicionado entre dois dispositivos 30 ao lado um do outro.
Em particular, de acordo com uma modalidade preferida, meios de sinalização indi
viduais são operativamente conectados a vários sensores, isto é a várias fotocélulas, de modo que a sinalização de ruptura da mecha é realizada na ruptura de pelo menos uma mecha das várias mechas associadas com vários sensores conectados nos ditos meios de sinalização.
Em outras palavras, um único LED de sinalização 42 está associado com o estado
de um grupo de mechas.
Vantajosamente, acima de tudo no caso de uma maçaroqueira com um grande número de estações de trabalho, é possível identificar a região onde a mecha rompida é situada ao longo da armação; inversamente, fornecer um LED para cada mecha tornaria impossível monitora-las, devido ao alto número de LEDs que de outro modo estaria presente ao longo da máquina.
O sistema 20 ainda compreende um dispositivo de processamento digital 50 para cada sensor do dispositivo de detecção 30, conectado de modo operativo no sensor respectivo para captar o sinal primitivo Sp, processa-lo e emitir um sinal processado respectivo.
Em particular, o dito dispositivo de processamento 50 compreende um filtro de bai
xa passagem digital adequado para cortar as altas frequências do sinal primitivo Sp, para anular a influência da oscilação da mecha, tal como colocá-lo fora da zona de detecção.
Alternativamente, o dito dispositivo de processamento 50 compreende um cronômetro digital adequado para aumentar a faixa de amostragem do sinal primitivo Sp, novamente de modo a anular a influência da oscilação da mecha.
De preferência, um filtro 60 compreende vários dispositivos de processamento 50, por exemplo agrupados em 8 dispositivos de detecção 30 de cada vez, correspondendo com a detecção em 16 mechas (portanto agrupadas para 16 fotocélulas de cada vez).
Além disso, a maçaroqueira 1 compreende um dispositivo de controle eletrônico 70 conectado aos dispositivos de processamento 50 ou aos filtros respectivos 60 e aos primeiro e segundo meios de movimento.
O dispositivo de controle 70 é adequado para captar, entre outras coisas, os sinais processados e para enviar um sinal de comando para os primeiro e segundo meios de movimento, para parar o dispositivo de estiramento e o dispositivo de enrolamento se pelo menos um dos sinais processados é indicativo da presença de uma ruptura da mecha.
De acordo com uma modalidade adicional, o sistema 20 compreende um dispositivo de comparação 55 conectado aos dispositivos de processamento 50, adequado para captar os sinais processados dos dispositivos de processamento e gerar um sinal comparativo Sc que indica a presença de uma ruptura se pelo menos um dois sinais processados indica a presença de uma ruptura.
Em tal modalidade, o dispositivo de controle 70 é conectado de modo operativo no dispositivo de comparação para captar o sinal comparativo Sc, e nos primeiro e segundo meios de movimento para enviar sinais de comando para estes e parar o dispositivo de estiramento 12 e o dispositivo de enrolamento 14 na presença de pelo menos um sinal comparativo indicando a presença de uma ruptura da mecha.
De preferência, o dito dispositivo de comparação 55 compreende vários relés.
De preferência, no entanto, o sistema 20 fornece vários dispositivos de comparação
55, cada dispositivo de comparação sendo associada com somente um número predefinido de dispositivos de processamento 50.
Por exemplo, o dispositivo de comparação 55 está associado com um grupo de 8 de dispositivos de processamento 50.
De preferência, o dispositivo de controle 70 compreende um PLC.
Quando as mechas R saindo do dispositivo de estiramento 12 avançam regularmente através da região intermediária 19, os sensores, focalizados na zona de detecção, emitem um sinal primitivo altamente oscilante Sp devido às oscilações da mecha, que ainda saem da zona de detecção.
Os sinais primitivos Sp são captados pelos dispositivos de processamento 50, que
atuam como filtros de passagem baixa ou cronômetros, de modo a emitir sinais processados regulares, que identificam a presença da mecha sem ruptura na zona de detecção.
Quando a mecha se rompe, o dispositivo de processamento 50 afetado pela ruptura emite um sinal processado regular que identifica a ausência permanente da mecha na zona de detecção (isto é, a ruptura da mecha).
Consequentemente, o dispositivo de controle 70 para o dispositivo de estiramento
12 e o dispositivo d enrolamento 14, captando os sinais processados pelos dispositivos de processamento diretamente ou captando o sinal comparativo Sc emitido pelos dispositivos de comparação.
De preferência, o sistema de detecção fornece vários dispositivos de comparação
em cascata, de modo a limitar progressivamente o número de sinais a serem transmitidos ao dispositivo de processamento.
De preferência, além disso, a ausência permanente da mecha na zona detecção, identificada como ruptura da mecha, corresponde a um sinal elétrico, em outras palavras o sinal processado é não nulo; enquanto a presença permanente da mecha na zona de detecção, identificada como não ruptura da mecha, não corresponde a um sinal elétrico, em outras palavras o sinal processado é nulo. Vantajosamente, tal característica torna possível limitar a voltagem do suprimento de energia do sistema de detecção, e em particular dos dispositivos de comparação de relé.
De acordo com uma modalidade preferida, o invólucro 32 compreende um revestimento 32 e uma cobertura 32b, acoplando uma na outra para formar o alojamento interno no qual os sensores estão posicionados.
De preferência, o revestimento 32a e a cobertura 32b são feitos de material plástico, por exemplo policarbonato antiestático , de preferência transparente, por exemplo fosco.
Em particular, os sensores são posicionados no invólucro, ou os ditos invólucros são encaixados na barra de sensor 35, de modo que a direção de emissão E do raio é inclinada, por exemplo para baixo, em relação a uma direção horizontal, impedindo a interferência recíproca.
De preferência, a dita direção de emissão é inclinada por um ângulo de 1o a 4o, de preferência 1o a 3o, de preferência igual a 2o.
De acordo com uma modalidade adicional, os sensores são posicionados no invólucro, os ditos invólucros são encaixados na barra de sensor 35, de modo que a direção de emissão E dos raios emitidos por um sensor está desalinhada com aquela de um sensor adjacente, de modo a impedir interferências.
Em particular, o dispositivo de detecção 30 (ou sensores dentro do invólucro) é inclinado de modo que a direção de emissão principal E dos raios é incidente, não ortogonal à direção de avanço das mechas (figura 10).
Em outras palavras, os dispositivos de detecção (ou sensores dentro deles) são desalinhados em um plano equatorial identificado pela trajetória ideal das mechas R.
De acordo ainda com uma modalidade adicional, o sistema de detecção de ruptura de mecha 20 compreende pelo menos um divisor 100 adequado para formar uma barreira para a emissão de um sensor, de modo que um sensor não interfere com os outros sensores.
Por exemplo, na variação de modalidade considerando o uso de fotocélulas, o dito divisor 100 é uma parede opaca aos raios emitidos pela fotocélula e é posicionado entre um sensor e o sensor adjacente, de modo a interceptar os raios emitidos pelo dito sensor, impedindo-o de interferir com o sensor adjacente (figura 9).
De modo inovador, o sistema de detecção para uma maçaroqueira de acordo com a presente invenção torna possível reduzir consideravelmente os custos de realização, em que os sensores usados estão comercialmente disponíveis.
Ao mesmo tempo, a detecção é altamente confiável, graças acima de tudo à presença de um filtro associado com cada sensor.
Vantajosamente, além do mais, o dispositivo de detecção ocupa um espaço bastante limitado, sem obstruir o posicionamento dos outros componentes da maçaroqueira. De acordo com uma modalidade vantajosa adicional, os sensores são posicionados de modo a não interferir um com o outro, e em particular, de tal maneira que o raio emitido por um sensor não intercepta a abertura de emissão do sensor adjacente.
Está claro que uma pessoa versada na técnica pode fazer modificações na maçaroqueira descrita acima de modo a satisfazer exigências contingentes, todas enquanto permanecem dentro da esfera de proteção como definida pelas reivindicações seguintes.
Claims (20)
1. Maçaroqueira (1) de uma linha de fiação, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: - um dispositivo de estiramento (12) compreendendo pelo menos dois pares de rolos acoplados por pressão, adequados para estirar uma trama (W) e fazer uma mecha (R); - primeiros meios de movimento para mover os rolos do dispositivo de estiramento; - um dispositivo de em rolamento (14), à jusante do dispositivo de estiramento (12) para enrolar a mecha (R) em carretéis (S); - segundos meios de movimento para o dispositivo de enrolamento; - uma região intermediária (19) posicionada à jusante do dispositivo de estiramento (12) e à montante do dispositivo de enrolamento (14), atravessado pela mecha (R) durante usinagem normal; - um sistema para detectar rupturas da mecha (20) compreendendo: a) vários sensores posicionados na região intermediária, cada um associado com uma mecha (R) e cada um adequado para detectar a presença da mecha (R) em uma zona de detecção relativa da região intermediária e para emitir um sinal primitivo relativo (Sp); b) um dispositivo de processamento (50) associado com cada sensor, adequando para captar o sinal primitivo (Sp) e para emitir um sinal processado, capaz de atuar no sinal primitivo (Sp) de acordo com um filtro de baixa passagem ou um cronômetro; - um dispositivo de controle (70), conectado de modo operativo nos dispositivos de processamento (50) para captar os sinais processados, e nos primeiro e segundo meios de movimento, para enviar sinais de comando para estes e parar o dispositivo de estiramento (12) e o dispositivo de enrolamento (14) na presença de um sinal processado indicando uma ruptura da mecha.
2. Maçaroqueira (1) de uma linha de fiação CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: - um dispositivo de estiramento (12) compreendendo pelo menos dois pares de rolos acoplados por pressão, adequados para estirar uma trama (W) e fazer uma mecha (R); - primeiros meios de movimento para mover os rolos do dispositivo de estiramento; - um dispositivo de em rolamento (14), à jusante do dispositivo de estiramento (12) para enrolar a mecha (R) em carretéis (S); - segundos meios de movimento para o dispositivo de enrolamento; - uma região intermediária (19) posicionada à jusante do dispositivo de estiramento (12) e á montante do dispositivo de enrolamento (14), atravessado pela mecha (R) durante usinagem normal; - um sistema para detectar rupturas da mecha (20) compreendendo: a) vários sensores posicionados na região intermediária, cada um associado com uma mecha (R) e cada um adequado para detectar a presença da mecha (R) em uma zona de detecção relativa da região intermediária e para emitir um sinal primitivo relativo (Sp); b) um dispositivo de processamento (50) associado com cada sensor, adequando para captar o sinal primitivo (Sp) e para emitir um sinal processado, adequado para atuar no sinal primitivo (Sp) de acordo com um filtro de baixa passagem ou um cronômetro; c) um dispositivo de comparação (55) conectado aos dispositivos de processamento (50), adequado para captar os sinais processados dos dispositivos de processamento e para gerar um sinal comparativo (Sc) que indica a presença de uma ruptura se pelo menos um dos sinais processados indica a presença de uma ruptura; - um dispositivo de controle (70), conectado de modo operativo no dispositivo de comparação para captar o sinal comparativo (Sc), e nos primeiro e segundo meios de movimento, para enviar sinais de comando para estes e parar o dispositivo de estiramento (12) e o dispositivo de enrolamento (14) na presença de um sinal processado indicando uma ruptura da mecha.
3. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que vários dispositivos de comparação (55) são fornecidos, cada dispositivo de comparação sendo associado com somente um número predefinido de dispositivos de processamento (50).
4. Maçaroqueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações prévias, CARACTERIZADA pelo fato de que os sensores são digitais.
5. Maçaroqueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações prévias, CARACTERIZADA pelo fato de que o dispositivo de controle (70) é um PLC.
6. Maçaroqueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações prévias, CARACTERIZADA pelo fato de que o sensor é uma fotocélula.
7. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a fotocélula é um sensor de contato.
8. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a fotocélula é uma fotocélula de supressão de fundo.
9. Maçaroqueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações prévias, compreendendo um dispositivo de detecção (30) associado em uma maneira destacável na armação (10) da maçaroqueira, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: - um par de sensores; - um invólucro (32) no qual os sensores são alojados, tendo aperturas longitudinalmente opostas (34) das quais os ditos sensores observam.
10. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito invólucro compreende um revestimento (32a) e uma cobertura (32b), em material plástico, adequado para ser acoplado para formar o alojamento que recebe os sensores.
11. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, CARACTERIZADA pelo fato de que os sensores são posicionados no invólucro de tal maneira que a direção de emissão do sensor é inclinada em relação a uma direção horizontal.
12. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADA pelo fato de que a direção de emissão é inclinada para baixo na direção de emissão.
13. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita direção de emissão é inclinada por um ângulo de 1o a 4o, de preferência 1o a 3°, preferivelmente igual a 2°.
14. Maçaroqueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações prévias, CARACTERIZADA pelo fato de que o sistema de detecção de ruptura de mecha compreende meio de sinalização luminosa operativamente conectada aos sensores, adequando para sinalizar a presença e/ou ausência da mecha.
15. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que os meios de sinalização compreendem um LED de presença (42), por exemplo posicionado na região intermediária (19) de preferência acima da mesa (11) da armação (10).
16. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, CARACTERIZADA pelo fato de que os meios de sinalização individuais são operativamente conectados a vários sensores para sinalizar a ruptura detectada por um dos ditos sensores.
17. Maçaroqueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações prévias, CARACTERIZADA pelo fato de que a direção de emissão principal dos raios emitidos por um sensor é inclinada de modo a ser incidente para a direção de avanço das mechas, rodada na direção de avanço das mechas ou na direção oposta.
18. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADA pelo fato de que a direção de emissão principal dos raios emitidos por um sensor se encontra em um plano equatorial identificado pela trajetória ideal das mechas (R).
19. Maçaroqueira, de acordo com qualquer uma das reivindicações prévias, CARACTERIZADA pelo fato de que o sistema de detecção de ruptura de mecha (20) compreende pelo menos um divisor (100) adequado para formar uma barreira para a emissão de um sensor, de modo que um sensor não interfere com os outros sensores.
20. Maçaroqueira, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito divisor (100) é uma parede opaca para os raios emitidos por um sensor, e é posicionado entre um sensor e o sensor adjacente, de modo a interceptar os raios emitidos pelo dito sensor, impedindo-o de interferir com o sensor adjacente.
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