CH654555A5 - ELECTROMAGNETIC BRAKING DEVICE WITH ELECTRONICALLY CONTROLLED ROTATION TORQUE. - Google Patents

ELECTROMAGNETIC BRAKING DEVICE WITH ELECTRONICALLY CONTROLLED ROTATION TORQUE. Download PDF

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CH654555A5
CH654555A5 CH576783A CH576783A CH654555A5 CH 654555 A5 CH654555 A5 CH 654555A5 CH 576783 A CH576783 A CH 576783A CH 576783 A CH576783 A CH 576783A CH 654555 A5 CH654555 A5 CH 654555A5
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CH
Switzerland
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torque
voltage
braking
wire
signal
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Application number
CH576783A
Other languages
French (fr)
Inventor
Gianbattista Parati
Original Assignee
Sarcem Sa
Marsilli & Co
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H59/00Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
    • B65H59/38Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension

Landscapes

  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Description

La présente invention a pour objet un dispositif électromagnétique de freinage avec couple de rotation contrôlé électriquement. Il s'applique très avantageusement à tous les types de bobineuses (fils métalliques en général, fibres textiles, papier, etc.) et permet de programmer la tension du fil à enrouler et en particulier de maintenir constante cette tension dans toutes les phases du bobinage, en variant le nombre de tours et les dimensions des noyaux à bobines. Les dispositifs connus jusqu'à présent sont essentiellement de type mécanique et présentent le défaut de changer leurs caractéristiques de freinage selon la température et l'humidité. En outre, ils ne réussissent pas à maintenir suffisamment constante la tension du fil dans les phases d'accélération et de décélération. Ces inconvénients ne permettent pas d'augmenter la vitesse de travail au-delà de certaines limites. Cette invention par contre rend possible un réglage de la tension du fil d'une remarquable constance parce qu'indépendante des facteurs ambiants, et la possibilité — moyennant le contrôle électronique — de régler au mieux la tension du fil durant les phases d'accélération et de décélération. Ces avantages permettent d'augmenter la vitesse de travail bien au-delà du 50% de ce qui peut être obtenu avec les dispositifs traditionnels. The present invention relates to an electromagnetic braking device with electrically controlled torque. It very advantageously applies to all types of winders (metallic threads in general, textile fibers, paper, etc.) and makes it possible to program the tension of the thread to be wound and in particular to keep this tension constant in all phases of the winding , by varying the number of turns and the dimensions of the coil cores. The devices known up to now are essentially of the mechanical type and have the defect of changing their braking characteristics according to the temperature and the humidity. In addition, they fail to keep the thread tension constant enough in the acceleration and deceleration phases. These drawbacks do not make it possible to increase the working speed beyond certain limits. This invention, on the other hand, makes it possible to adjust the thread tension with remarkable consistency because it is independent of ambient factors, and the possibility - by electronic control - of optimally adjusting the thread tension during the acceleration and deceleration. These advantages make it possible to increase the working speed well beyond the 50% of what can be obtained with traditional devices.

Ce dispositif comprend les caractéristiques énumérées à la revendication 1. This device includes the features listed in claim 1.

Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif selon l'invention. The attached drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the device according to the invention.

Les fig. la et 1b illustrent en vue avant et arrière un dispositif d'actionnement. Figs. la and 1b illustrate in front and rear view an actuating device.

La fig. 2 est un schéma-bloc. Fig. 2 is a block diagram.

La fig. 3 est un détail du circuit électronique avec capteurs. Fig. 3 is a detail of the electronic circuit with sensors.

La fig. 4 est un schéma tachymétrique à blocs lecteurs. Fig. 4 is a tachometric diagram with reader blocks.

Le dispositif d'actionnement illustré à la fig. 1 comprend un support principal indiqué par 1, un bras de compensation 2, un ressort calibré 3 du bras 2, une poulie 4 fixée au bras 2 qui donne la tension au fil, des poulies de renvoi 5 et 6, un sabot pour nettoyer le fil 7, un œillet guide-fil 8, un capteur optique 9 et un disque 10 serti sur la poulie 4 pour fournir des informations sur la vitesse de rotation de la poulie 4 et un capteur inductif 11 et un capteur ferromagnétique 12, fixé au bras 2 pour donner des informations sur la position du bras 2, un dispositif électromagnétique 13 qui alimente le couple de freinage de la poulie 4, un circuit électronique de contrôle 14, complément du potentiomètre 15 pour le réglage de la tension mécanique selon le diamètre du fil à enrouler. The actuating device illustrated in FIG. 1 comprises a main support indicated by 1, a compensating arm 2, a calibrated spring 3 of the arm 2, a pulley 4 fixed to the arm 2 which gives tension to the wire, idler pulleys 5 and 6, a shoe for cleaning the wire 7, a wire guide eyelet 8, an optical sensor 9 and a disc 10 crimped on the pulley 4 to provide information on the speed of rotation of the pulley 4 and an inductive sensor 11 and a ferromagnetic sensor 12, fixed to the arm 2 to give information on the position of the arm 2, an electromagnetic device 13 which supplies the braking torque of the pulley 4, an electronic control circuit 14, complement of the potentiometer 15 for adjusting the mechanical tension according to the diameter of the wire to roll up.

Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant: The operation of the device described is as follows:

Le fil à enrouler passe de sa bobine à travers l'œillet 8, l'organe de nettoyage 7, s'enroule sur la poulie de renvoi 5, sur la poulie de freinage 4, sur le deuxième renvoi 6 et depuis là sur le guide-fil de la machine pour être fixé sur le noyau à bobiner. The wire to be wound passes from its spool through the eyelet 8, the cleaning member 7, is wound on the return pulley 5, on the braking pulley 4, on the second return 6 and from there on the guide. - machine wire to be fixed on the core to be wound.

Suivant le diamètre du fil à enrouler, il faut faire deux calibrages: Depending on the diameter of the wire to be wound, two calibrations must be made:

1) régler la tension du ressort 3 1) adjust the spring tension 3

2) positionner le potentiomètre 15. 2) position the potentiometer 15.

Si pour un motif quelconque des variations de tensions se produisent durant le bobinage (par exemple forme irrégulière du noyau), deux choses sont à vérifier: If for any reason voltage variations occur during the winding (for example irregular shape of the core), two things are to be checked:

1) que le bras de compensation 2 s'abaisse ou se relève si la tension du fil augmente ou diminue; 1) that the compensation arm 2 be lowered or raised if the thread tension increases or decreases;

2) que la poulie 4 ralentit ou accélère si la tension du fil augmente ou diminue. 2) that the pulley 4 slows down or accelerates if the thread tension increases or decreases.

L'abaissement du bras 2 provoque le déplacement du secteur ferromagnétique 12 qui lui est rattaché, et par conséquent le capteur 11 enverra un signal variable relatif à la situation antérieure du système de contrôle électronique. Celui-ci est subdivisé en quatre modules fondamentaux (fig. 2) fonctionnant de la manière suivante: The lowering of the arm 2 causes the ferromagnetic sector 12 which is attached to it to move, and consequently the sensor 11 will send a variable signal relating to the previous situation of the electronic control system. This is subdivided into four fundamental modules (fig. 2) operating as follows:

Dans le premier module A, la tension créée par le capteur inductif 11 sera discriminée pour obtenir une variation linéaire et proportionnelle aux déplacements de l'axe. Le second module B utilise ce signal provenant du capteur 11 comme un signal de modulation; cette tension permet d'obtenir à la sortie du module B une tension variable continue entre la valeur minimale et la valeur maximale exigée, au moyen de deux trimmers de contrôle calibrés en phase. La valeur minimale permet d'obtenir un signal compris entre 0 et 100% ; avec la valeur maximale, le signal se situe entre 100 et 200%. Le signal de sortie du module B rend donc possible une variation linéaire en pour-cent de 0 à 200% se référant à la valeur de tension du potentiomètre 15. Ainsi, ce signal fonctionne comme signal modulateur pour le troisième module C qui transmet à sa sortie une tension dépendant de la valeur de tension imposée, du potentiomètre 15, du pourcentage du signal modulateur fourni à l'entrée. Cette tension est ensuite présentée à l'entrée du quatrième module D qui est un convertisseur tension-courant qui règle le courant dans le frein F, déterminant ainsi le couple de rotation final de freinage. Ce dispositif peut donc changer instantanément le couple de rotation de freinage de la poulie 4 afin de maintenir la tension du fil constante, si c'est là l'objectif à atteindre. En particulier, le signal S 1 (fig. 3) à la sortie du capteur inductif 11 entre dans l'amplificateur opérationnel OP 1 sur lequel agit également le potentiomètre P 1 et à la sortie, nous aurons un signal S 2 proportionnel au déplacement du bras 2. Ce signal S 2 entre dans un amplificateur contrôlé de tension OP 2 qui, par le réglage des potentiomètres P 2 et P 3 sur lequels se place le champ d'action en pour-cent, fournit aux amplificateurs contrôlés en tension OP 3, OP 4, OP 5 un signal qui sert à moduler la tension du potentiomètre P 15. Cette tension entre dans un convertisseur tension-courant CVI qui fournit le courant de freinage. In the first module A, the voltage created by the inductive sensor 11 will be discriminated to obtain a linear variation proportional to the displacements of the axis. The second module B uses this signal from the sensor 11 as a modulation signal; this voltage makes it possible to obtain at the output of module B a variable continuous voltage between the minimum value and the maximum value required, by means of two control trimmers calibrated in phase. The minimum value gives a signal between 0 and 100%; with the maximum value, the signal is between 100 and 200%. The output signal of module B therefore makes possible a linear variation in percent from 0 to 200% referring to the voltage value of potentiometer 15. Thus, this signal functions as a modulating signal for the third module C which transmits to its output a voltage depending on the imposed voltage value, potentiometer 15, the percentage of the modulator signal supplied to the input. This voltage is then presented to the input of the fourth module D which is a voltage-current converter which regulates the current in the brake F, thus determining the final braking torque. This device can therefore instantly change the braking rotation torque of the pulley 4 in order to keep the thread tension constant, if this is the objective to be achieved. In particular, the signal S 1 (fig. 3) at the output of the inductive sensor 11 enters the operational amplifier OP 1 on which the potentiometer P 1 also acts and at the output, we will have a signal S 2 proportional to the displacement of the arm 2. This signal S 2 enters a voltage controlled amplifier OP 2 which, by adjusting the potentiometers P 2 and P 3 on which the field of action is located in percent, supplies the voltage controlled amplifiers OP 3 , OP 4, OP 5 a signal which is used to modulate the voltage of the potentiometer P 15. This voltage enters a voltage-current converter CVI which supplies the braking current.

Contrairement au cas décrit ci-dessus, le circuit électronique de contrôle reçoit et compense non seulement les variations de vitesse de la poulie 4, mais il est en mesure de varier le courant appliqué au couple de freinage afin d'avoir un courant inférieur en phase d'accélération, un courant stable en phase de régime normal et un courant plus grand en phase de décélération. Unlike the case described above, the electronic control circuit not only receives and compensates for the speed variations of the pulley 4, but it is able to vary the current applied to the braking torque in order to have a lower current in phase. acceleration, a stable current in normal operating phase and a larger current in deceleration phase.

Dans ce but, le système (fig. 4) est alors basé sur des impulsions produites par un encoder 10 monté sur le même axe que la poulie 4 à contrôler. La fréquence fournie par ce disque 10 est de 128 impulsions par tour et alimente un générateur d'impulsion G. For this purpose, the system (fig. 4) is then based on pulses produced by an encoder 10 mounted on the same axis as the pulley 4 to be checked. The frequency supplied by this disk 10 is 128 pulses per revolution and supplies a pulse generator G.

Cette fréquence sera transformée par un convertisseur fréquence-tension F/V 1 qui présente deux échelles de niveau distinctes: FS 1 pour le contrôle jusqu'au régime des basses fréquences, c'est-à-dire avec nombre de tours peu élevé, et FS 2 pour un plus large contrôle s'étendant à tout le champ d'action. La première conversion FS 1, donc la plus fine, produit un signal appelé VA qui entre dans un dis-criminateur de niveau D2; ce circuit sélectionne, parmi les divers signaux de tension ayant des caractéristiques différentes, seulement ceux servant au fonctionnement du système; il fournit le signal de qualification VA 1 à la logique de contrôle L qui détermine la valeur This frequency will be transformed by a frequency / voltage converter F / V 1 which has two distinct level scales: FS 1 for control up to the low frequency regime, that is to say with a low number of turns, and FS 2 for a wider control extending to the whole field of action. The first FS 1 conversion, therefore the finest, produces a signal called VA which enters a level D2 discriminator; this circuit selects, among the various voltage signals having different characteristics, only those used for operating the system; it supplies the qualification signal VA 1 to the control logic L which determines the value

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

654 555 654,555

seuil minimale d'intervention réglable de 0 à 2000 Hz. La seconde tension, dite VB, entre à son tour dans un discriminateur de niveau D4 et dans un circuit de dérivation dV/dT. Ce dernier fournit deux tensions, V INC et V DEC, qui indiquent la tendance du système à accélérer ou décélérer. La tâche des discriminateurs de niveau INC et DEC est au contraire d'exclure les interventions sur le contrôle de courant à une valeur seuil qui peut être fixée par l'opérateur, ou alors en phase de contrôle. Tous ces niveaux de tension, discriminés opportunément, seront présentés à la logique de contrôle L qui, en élaborant les signaux logiques, produira à son tour quatre signaux de type logique avec les fonctions suivantes: minimum intervention threshold adjustable from 0 to 2000 Hz. The second voltage, called VB, in turn enters a level discriminator D4 and a dV / dT branch circuit. The latter provides two voltages, V INC and V DEC, which indicate the tendency of the system to accelerate or decelerate. The task of the INC and DEC level discriminators is, on the contrary, to exclude interventions on current control at a threshold value which can be set by the operator, or in the control phase. All these voltage levels, appropriately discriminated, will be presented to the control logic L which, by developing the logic signals, will in turn produce four logic type signals with the following functions:

Le premier (NOR) fournit le courant nominal au système, le second (DEC) le courant en phase d'accélération, le troisième (INC) le courant en phase de décélération et le quatrième (INOR) détermine le courant en phase de démarrage. The first (NOR) supplies the nominal current to the system, the second (DEC) the current during the acceleration phase, the third (INC) the current during the deceleration phase and the fourth (INOR) determines the current during the start-up phase.

Ces quatre signaux arrivent sur le multiplexeur analogique M, qui à son tour élabore de façon opportune les réglages faits au moyen de quatre potentiomètres: These four signals arrive on the analog multiplexer M, which in turn conveniently elaborates the adjustments made by means of four potentiometers:

P 1 stabilise le couple de rotation de démarrage; 5 P 2 stabilise le couple de rotation en accélération; P 1 stabilizes the starting rotation torque; 5 P 2 stabilizes the torque during acceleration;

P 3 stabilise le couple de rotation en décélération; P 3 stabilizes the torque during deceleration;

P 4 stabilise le courant de freinage et délivre un signal au générateur de courant 7 qui convertit ces signaux de tension en un courant alimentant le frein, et qui détermine le couple de freinage. P 4 stabilizes the braking current and delivers a signal to the current generator 7 which converts these voltage signals into a current supplying the brake, and which determines the braking torque.

io Ces descriptions se réfèrent au cas particulier où l'on recherche un enroulement du fil avec une tension constante. Au cas où une tension de fil variable est désirée en raison de paramètres donnés ou de règles spéciales, il faut remplacer le capteur 11 par un signal de sortie d'un autre circuit électronique, afin d'élaborer les paramètres 15 désirés, ou bien il faut le programmer avec les règles exigées. These descriptions refer to the particular case where a winding of the wire is sought with a constant tension. If a variable thread tension is desired due to given parameters or special rules, the sensor 11 must be replaced by an output signal from another electronic circuit, in order to develop the desired parameters, or else must be programmed with the required rules.

4 feuilles dessins 4 sheets of drawings

Claims (4)

654 555654,555 1. Dispositif électromagnétique de freinage avec couple de rotation contrôlé électriquement, caractérisé par le fait qu'il comprend un frein électromagnétique, un bras de compensation réglé par des moyens mécaniques, des moyens électroniques de contrôle de la position du bras de compensation, le tout agencé de manière à pouvoir freiner un fil à enrouler ayant une tension constante avec un couple de rotation constant. 1. Electromagnetic braking device with electrically controlled torque, characterized in that it comprises an electromagnetic brake, a compensation arm adjusted by mechanical means, electronic means for controlling the position of the compensation arm, all arranged so as to be able to brake a winding wire having a constant tension with a constant torque. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend encore un capteur de la vitesse de la roue du frein et un contrôle électronique avec la caractéristique de pouvoir freiner un fil à enrouler de tension constante avec un couple de rotation constant. 2. Device according to claim 1, characterized in that it further comprises a sensor for the speed of the brake wheel and an electronic control with the characteristic of being able to brake a wire to be wound of constant tension with a constant torque . 2 2 REVENDICATIONS 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit analogique permettant de freiner un fil à enrouler de tension variable avec un couple de freinage variable selon les informations fournies par le circuit analogique. 3. Device according to claim 1, characterized in that it comprises an analog circuit for braking a wire to be wound of variable voltage with a variable braking torque according to the information provided by the analog circuit. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur inductif indiquant la position du bras de compensation. 4. Device according to claim 1, characterized in that it comprises an inductive sensor indicating the position of the compensation arm.
CH576783A 1983-10-25 1983-10-25 ELECTROMAGNETIC BRAKING DEVICE WITH ELECTRONICALLY CONTROLLED ROTATION TORQUE. CH654555A5 (en)

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