IT201800006835A1 - OPTICAL DEVICE FOR DETECTION OF SHORT WEFT IN A TEXTILE FRAME - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
CAMPO DELL'INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo ottico per il rilevamento delle trame corte in macchine tessili a inserimento di trama, quali i telai a proiettile, i telai ad aria e i telai a pinza. Per "trame corte" si intende qui indicare quelle trame che, a causa della elasticità propria del filato o degli effetti dinamici di trasporto della trama, hanno la tendenza a rientrare anche solo in parte all'interno del passo, rendendo irregolare la frangia di codini di trama o segnando il tessuto con un difetto. The present invention refers to an optical device for detecting short wefts in weft insertion textile machines, such as projectile looms, air looms and rapier looms. By "short wefts" we mean here those wefts which, due to the elasticity of the yarn or the dynamic transport effects of the weft, have a tendency to re-enter even only partially within the shed, making the fringe of pigtails irregular. weft or marking the fabric with a defect.
In particolare, il dispositivo ottico per il rilevamento delle trame corte secondo la presente invenzione trova una valida applicazione ogni volta che sia necessario controllare la effettiva presenza del filo di trama all'interno dei diversi possibili mezzi di ritenuta del filo di trama (pinzette fisse o mobili, falsa cimossa o ugello estensore) che vengono utilizzati nelle diverse tipologie di macchine tessili sopra indicate, per trattenere in posizione distesa il filo di trama nel periodo di tempo che intercorre tra il suo completo inserimento nel passo e la sua battuta, ad opera del pettine, contro il tessuto in formazione. In particular, the optical device for detecting short weft according to the present invention finds a valid application whenever it is necessary to check the actual presence of the weft thread inside the different possible weft thread retention means (fixed tweezers or furniture, false selvedge or extender nozzle) which are used in the different types of textile machines indicated above, to hold the weft yarn in an extended position in the period of time between its complete insertion into the shed and its stop, by the comb, against the fabric being formed.
Un'applicazione particolarmente completa ed efficace del dispositivo ottico di rilevamento di trame corte dell'invenzione si ha nella modalità di tessitura in cui, ad avvenuto inserimento del filo di trama nel passo, i mezzi di ritenuta di detto filo di trama sono costituiti da due pinze, disposte in corrispondenza alle opposte estremità del passo, che accompagnano il filo di trama nel suo spostamento verso la zona di battuta ad opera del pettine, e sono quindi mobili nella stessa direzione del pettine, anticipandone il movimento. A particularly complete and effective application of the optical device for detecting short wefts of the invention occurs in the weaving mode in which, once the weft thread has been inserted into the shed, the holding means of said weft thread consist of two grippers, arranged at the opposite ends of the shed, which accompany the weft thread in its displacement towards the abutment area by the reed, and are therefore movable in the same direction as the reed, anticipating its movement.
Come ben noto, questa modalità di tessitura è utilizzata tipicamente nei telai a proiettile e, per comodità, si farà dunque esclusivo riferimento a questo tipo di telai nel seguito della descrizione, essendo tuttavia inteso che questa scelta ha valore esclusivamente esemplificativo e non limitativo del possibile campo di applicazione del dispositivo ottico per il rilevamento delle trame corte dell'invenzione, che infatti può trovare interessante applicazione anche nel caso delle altre tipologie di macchine tessili ad inserimento di trama. As is well known, this weaving method is typically used in projectile looms and, for convenience, reference will therefore be made exclusively to this type of looms later in the description, it being understood however that this choice is only an example and not a limitation of the possible field of application of the optical device for detecting short wefts of the invention, which in fact can find interesting application also in the case of other types of weft insertion textile machines.
STATO DELLA TECNICA ANTERIORE STATE OF THE PRIOR ART
Nei telai a proiettile, la gestione dell'inserimento del filo di trama nel passo formato dai fili di ordito avviene attualmente secondo lo schema di massima riportato in fig. 1, che comprende le diverse fasi riportate in successione dall'alto in basso, ciascuna identificata da un numero progressivo da 1 a 4. Nella fase 1, il proiettile P ha attraversato il passo realizzando l'inserimento del filo di trama T, è stato fermato all'interno del freno e quindi riposizionato all'indietro fino alla posizione di aggancio dello stesso da parte del sistema di ritorno dei proiettili sul lato del telaio da cui avviene l'inserimento del filo di trama T (lato sinistro nello schema di fig. 1). Durante il movimento di riposizionamento del proiettile, mentre il filo di trama è ancora stabilmente trattenuto dallo stesso, viene attivato un dispositivo tenditrama che recupera il filo di trama T appena inserito verso il lato sinistro del telaio nella direzione indicata dalle frecce, al fine di eliminare l'allentamento determinato dall'arretramento del proiettile P, portandolo alla tensione desiderata. In projectile looms, the management of the insertion of the weft yarn in the shed formed by the warp yarns currently takes place according to the general scheme shown in fig. 1, which includes the different phases shown in succession from top to bottom, each identified by a progressive number from 1 to 4. In phase 1, the projectile P has crossed the pass, making the insertion of the weft thread T, was stopped inside the brake and then repositioned backwards to the position where it is hooked by the bullet return system on the side of the loom from which the weft thread T is inserted (left side in the diagram in fig. 1). During the repositioning movement of the projectile, while the weft thread is still stably held by it, a weft tensioning device is activated which retrieves the weft thread T just inserted towards the left side of the loom in the direction indicated by the arrows, in order to eliminate the loosening caused by the retraction of the projectile P, bringing it to the desired tension.
Nella fase 2, e mentre il filo di trama T è ancora in tensione tra il dispositivo tenditrama e il proiettile P, nella direzione indicata dalle frecce vengono fatte avanzare verso il filo di trama T due pinze di cimossa Gs e Gd, rispettivamente disposte sul lato sinistro e destro del telaio, che agganciano e bloccano il filo di trama T mentre, contemporaneamente, viene aperta la pinza del proiettile P, liberando così l'estremità libera del filo di trama T appena inserito e consentendo di far partire il movimento di traslazione di ritorno del proiettile P dal lato destro al lato sinistro del telaio. In phase 2, and while the weft thread T is still under tension between the weft tensioning device and the projectile P, two selvedge grippers Gs and Gd are made to advance towards the weft thread T in the direction indicated by the arrows. left and right of the loom, which hook and lock the weft thread T while, at the same time, the pincer of the projectile P is opened, thus freeing the free end of the weft thread T just inserted and allowing to start the translation movement of return of the bullet P from the right side to the left side of the frame.
Nella fase 3, le pinze di cimossa Gs e Gd si muovono all'unisono verso la posizione di battuta accompagnando il filo di trama T nella direzione indicata dalle frecce, mentre contemporaneamente inizia l'operazione di chiusura del passo da parte della macchina di armatura e l'avanzamento del pettine R verso la posizione di battuta. In phase 3, the selvedge grippers Gs and Gd move in unison towards the stop position accompanying the weft thread T in the direction indicated by the arrows, while at the same time the operation of closing the shed by the weaving machine begins and the advancement of the reed R towards the stop position.
Nella fase 4, il filo di trama T viene infine battuto dal pettine R e incorporato nel tessuto C in formazione. Il ciclo di inserimento trama può dunque ripartire, dopo che è stato realizzato il taglio del filo di trama T sul lato sinistro del telaio e le pinze di cimossa sono state riaperte per consentirne poi l'avanzamento (all'inizio della fase 2) verso la posizione di inserimento di un nuovo filo di trama T. In step 4, the weft thread T is finally beaten by the reed R and incorporated into the fabric C being formed. The weft insertion cycle can therefore restart, after the weft thread T has been cut on the left side of the loom and the selvedge pliers have been reopened to allow them to move forward (at the beginning of phase 2) towards the position for inserting a new weft thread T.
Dalla breve descrizione sopra riportata, dovrebbe dunque risultare evidente che nei telai a proiettile di tipo noto, a seguito dello sgancio del filo di trama dal proiettile P e fino ad avvenuta battuta del pettine R e chiusura del passo, la posizione dell'ultimo filo di trama T inserito è garantita unicamente dal corretto funzionamento delle pinze di cimossa Gd e Gs, mentre dopo la chiusura del passo il filo di trama è mantenuto in posizione dalla pressione esercitata sullo stesso dai fili di ordito che si sono incrociati nella posizione di inserimento del filo di trama successivo. Nei telai noti non è tuttavia possibile controllare il corretto funzionamento delle pinze di cimossa Gd e Gs e prevenire quindi i difetti tessili conseguenti ad un loro eventuale malfunzionamento. From the brief description given above, it should therefore be evident that in known type projectile looms, following the release of the weft thread from the projectile P and until the reed R stops and the shed is closed, the position of the last thread The inserted T weft is guaranteed only by the correct functioning of the selvedge grippers Gd and Gs, while after the closure of the shed the weft yarn is kept in position by the pressure exerted on it by the warp yarns that have crossed in the yarn insertion position of next weft. In known looms, however, it is not possible to check the correct operation of the selvedge grippers Gd and Gs and thus prevent textile defects resulting from their possible malfunction.
Il malfunzionamento delle pinze di cimossa si può manifestare in effetti secondo due modalità principali: The malfunction of the selvedge clamps can actually manifest itself in two main ways:
- la pinza di cimossa non trattiene la trama: inconveniente che si verifica soprattutto quando le pinze di cimossa non sono state regolate correttamente o sono state danneggiate; - the selvedge clamp does not hold the weft: a drawback that occurs especially when the selvedge clamps have not been adjusted correctly or have been damaged;
- il filo di trama si sfila prematuramente dalla pinza di cimossa: inconveniente che si verifica soprattutto quando le pinze di cimossa sono usurate o sporche. - the weft thread comes out prematurely from the selvedge clamp: a problem that occurs especially when the selvedge clamps are worn or dirty.
Indipendentemente dalle modalità per cui si verifica il malfunzionamento delle pinze di cimossa, in entrambi i casi il difetto conseguente, che viene indicato con il termine "trama corta", può presentarsi con diversi livelli di gravità: Regardless of the ways in which the malfunction of the selvedge pliers occurs, in both cases the consequent defect, which is indicated by the term "short weft", can occur with different levels of severity:
i. il codino del filo di trama non si posiziona correttamente all'interno del dispositivo di ritegno della cimossa (selvedge saver) pregiudicando il corretto funzionamento del successivo dispositivo di taglio; the. the tail of the weft thread does not position itself correctly inside the selvedge saver, jeopardizing the correct functioning of the subsequent cutting device;
ii. il filo di trama perde parte della tensione impostata con conseguente difetto nella zona di cimossa del tessuto; ii. the weft thread loses part of the tension set with a consequent defect in the selvedge area of the fabric;
iii. il filo di trama viene richiamato all'interno del passo, a causa della propria elasticità, provocando un evidente difetto nel tessuto. iii. the weft thread is drawn inside the shed, due to its elasticity, causing an evident defect in the fabric.
In questo quadro della tecnica nota, il problema alla base della presente invenzione è dunque quello di fornire un dispositivo di rilevamento trama che renda possibile la verifica dell'effettiva presenza dell'ultimo filo di trama inserito, in corrispondenza delle estremità sinistra e destra del passo, sui telai a proiettile, nel periodo di tempo che intercorre tra l'inserimento del filo di trama e la battuta dello stesso da parte del pettine, vale a dire durante il periodo di attività delle pinze di cimossa, così che, ove venga rilevata la mancata presenza del filo di trama, il funzionamento del telaio possa essere bloccato attivando quindi un usuale ciclo di rimozione della trama corta. In this framework of the known art, the problem underlying the present invention is therefore that of providing a weft detection device that makes it possible to check the actual presence of the last inserted weft thread, at the left and right ends of the shed. , on projectile looms, in the period of time that elapses between the insertion of the weft thread and the beat of the same by the reed, i.e. during the period of activity of the selvedge pliers, so that, where the in the absence of the weft thread, the operation of the loom can be blocked thus activating a usual cycle for removing the short weft.
Per la soluzione di questo problema, gli usuali dispositivi ottici di rilevamento del filo di trama non sono tuttavia direttamente utilizzabili, sia perché tali dispositivi hanno un ingombro troppo elevato per poter essere installati nella ristretta zona - compresa tra il bordo del tessuto e le pinze di cimossa - in cui deve essere effettuata la verifica della presenza del filo di trama, sia perché essi presentano una suscettibilità molto elevata alla contaminazione da parte dei residui di lavorazione e quindi non potrebbero fornire una lettura corretta della presenza del filo di trama in modo sufficientemente continuativo, dovendo essere installati in una zona di lavoro particolarmente esposta alla formazione di tali residui. Inoltre, il funzionamento dei dispositivi ottici noti è fortemente influenzato dalle condizioni di illuminazione ambientale e, soprattutto, dalle sue variazioni; la sensibilità nel rilevamento della trama di detti dispositivi non è dunque costante come sarebbe invece auspicabile. However, for the solution of this problem, the usual optical devices for detecting the weft thread are not directly usable, both because these devices have too large a footprint to be installed in the restricted area - between the edge of the fabric and the grippers. selvedge - in which the presence of the weft thread must be checked, both because they have a very high susceptibility to contamination by processing residues and therefore could not provide a correct reading of the presence of the weft thread in a sufficiently continuous manner , having to be installed in a work area particularly exposed to the formation of such residues. Furthermore, the operation of known optical devices is strongly influenced by the ambient lighting conditions and, above all, by its variations; the sensitivity of the weft detection of said devices is therefore not constant as it would be desirable.
Nella ricerca di una soluzione al suddetto problema, un primo scopo della presente invenzione è dunque quello di offrire un dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama che presenti dimensioni estremamente contenute nella direzione trasversale del telaio e cioè quella di inserimento del filo di trama. In the search for a solution to the aforesaid problem, a first object of the present invention is therefore to offer an optical device for detecting the weft thread which has extremely small dimensions in the transverse direction of the loom, that is, that of insertion of the weft thread.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama avente una ridotta suscettibilità alla contaminazione da parte dei residui di lavorazione e quindi in grado di lavorare in modo continuativo per periodi di tempo sufficientemente lunghi prima di richiedere interventi di pulizia. Another object of the present invention is to provide an optical device for detecting the weft thread having a reduced susceptibility to contamination by processing residues and therefore capable of working continuously for sufficiently long periods of time before requiring interventions. cleaning.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è poi quello di fornire un dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama dotato di un sistema di allarme in grado di segnalare tempestivamente il raggiungimento di condizioni critiche del segnale ottico, a causa dell'accumulo di residui di lavorazione, e quindi la necessità di effettuare un intervento di pulizia dello stesso. A further object of the present invention is then to provide an optical device for detecting the weft thread equipped with an alarm system capable of promptly signaling the achievement of critical conditions of the optical signal, due to the accumulation of processing residues, and therefore the need to carry out a cleaning operation of the same.
Ancora un altro scopo dell'invenzione è infine quello di fornire un dispositivo ottico di rilevamento del filo di trana che risulti insensibile alle variazioni delle condizioni di luce ambientali. Finally, yet another object of the invention is to provide an optical device for detecting the wire which is insensitive to variations in the ambient light conditions.
DESCRIZIONE SOMMARIA DELL'INVENZIONE SUMMARY DESCRIPTION OF THE INVENTION
Questo problema viene risolto e questi scopi vengono raggiunti mediante un dispositivo ottico per il rilevamento di trame corte avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 1. Altre preferite caratteristiche di tale dispositivo ottico vengono definite nelle rivendicazioni secondarie. This problem is solved and these objects are achieved by means of an optical device for detecting short frames having the characteristics defined in claim 1. Other preferred characteristics of this optical device are defined in the secondary claims.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo ottico per il rilevamento di trame corte secondo la presente invenzione risulteranno comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita della stessa, fornita a puro titolo esemplificativo e non limitativo ed illustrata nei disegni allegati, nei quali: Further characteristics and advantages of the optical device for detecting short frames according to the present invention will in any case become better evident from the following detailed description of a preferred embodiment thereof, provided purely by way of non-limiting example and illustrated in the attached drawings, in which :
fig. 1 è uno schema di funzionamento dei telai a proiettile di tipo noto che illustra, in fasi successive, la modalità di inserimento e battuta di un filo di trama; fig. 1 is an operating diagram of projectile looms of a known type which illustrates, in successive steps, the method of inserting and beating a weft thread;
fig. 2 è una vista in prospettiva di un sensore a fibre ottiche e relativo supporto che fanno parte del dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama secondo la presente invenzione, installato in corrispondenza della estremità destra del passo; fig. 2 is a perspective view of an optical fiber sensor and relative support which form part of the optical device for detecting the weft thread according to the present invention, installed at the right end of the shed;
fig. 3 è una vista in alzato laterale di una porzione terminale del sensore a fibre ottiche di fig. 2; e fig. 3 is a side elevation view of an end portion of the optical fiber sensor of fig. 2; And
fig. 4 è una vista in alzato laterale del sensore a fibre ottiche di fig. 2, privo del suo supporto e visto dal lato opposto a quello illustrato in fig. 2, lato che è quello di alloggiamento delle fibre ottiche. fig. 4 is a side elevation view of the optical fiber sensor of fig. 2, without its support and seen from the side opposite to that illustrated in fig. 2, side which is that of housing the optical fibers.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PREFERITA FORMA DI ESECUZIONE Secondo la presente invenzione, al fine di risolvere il problema sopra evidenziato si propone di utilizzare un dispositivo ottico per il rilevamento del filo di trama costituito da tre elementi distinti, e precisamente un'unità di base ottica, un sensore a fibre ottiche e un'unità di elaborazione e trattamento del segnale rilevato. L'unità di base comprende un trasmettitore ottico e un ricevitore ottico e provvede alla generazione e ricezione del segnale, alla sua trasformazione in un segnale elettrico rilevato e opportunamente filtrato ed alla sua trasmissione analogica. Il sensore a fibre ottiche provvede invece al trasferimento del segnale luminoso dall'unità di base alla posizione di rilevamento trama, e viceversa, ed è costituito da una piastra a due rebbi, ciascuno dei quali munito di una fibra ottica alloggiata in una sede propria, dette fibre ottiche essendo convergenti ad un'estremità verso la posizione di rilevamento del filo di trama ed essendo rispettivamente connesse, all'estremità opposta, a detti trasmettitore ottico e ricevitore ottico. Infine, l'unità di elaborazione e trattamento del segnale analogico proveniente dal ricevitore ottico è costituita da un processore di segnali digitali (DSP), che effettua la conversione analogico/digitale del segnale analogico proveniente dal ricevitore ottico, lo interpreta quindi logicamente per determinare la presenza/assenza del filo di trama e inoltre colloquia con il sistema di controllo della macchina tessile. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT According to the present invention, in order to solve the problem highlighted above it is proposed to use an optical device for detecting the weft thread consisting of three distinct elements, and precisely an optical base unit, a fiber optic sensor and a processing and processing unit for the detected signal. The base unit comprises an optical transmitter and an optical receiver and provides for the generation and reception of the signal, for its transformation into a detected and suitably filtered electrical signal and for its analogue transmission. The optical fiber sensor, on the other hand, transfers the light signal from the base unit to the weft detection position, and vice versa, and consists of a plate with two prongs, each of which is equipped with an optical fiber housed in its own seat, said optical fibers being convergent at one end towards the detection position of the weft thread and being respectively connected, at the opposite end, to said optical transmitter and optical receiver. Finally, the processing and processing unit of the analog signal coming from the optical receiver is constituted by a digital signal processor (DSP), which carries out the analog / digital conversion of the analog signal coming from the optical receiver, then interprets it logically to determine the presence / absence of the weft thread and also communicates with the control system of the textile machine.
Grazie a questa costruzione, il sensore a fibre ottiche può essere così facilmente ed efficacemente disposto nella ristretta zona in cui va monitorato il passaggio del filo di trama, utilizzando i segnali ottici provenienti dalla unità di base, alloggiata nelle vicinanze (e non illustrata nei disegni) in una posizione meno critica dal punto di vista degli ingombri, e ritrasferendoli poi alla stessa per la trasformazione in segnali elettrici e la successiva conversione digitale e analisi di segnale da parte dell'unità di elaborazione e trattamento del segnale rilevato. Thanks to this construction, the optical fiber sensor can thus be easily and effectively placed in the restricted area where the passage of the weft thread is to be monitored, using the optical signals coming from the base unit, housed nearby (and not shown in the drawings). ) in a less critical position from the point of view of the overall dimensions, and then transferring them back to the same for the transformation into electrical signals and the subsequent digital conversion and signal analysis by the processing and processing unit of the detected signal.
Sensore a fibre ottiche Fiber optic sensor
Una preferita forma di esecuzione del sensore a fibre ottiche dell'invenzione è illustrata nei disegni. In particolare, nella fig. 2 si può vedere chiaramente come tale sensore a fibre ottiche sia semplicemente costituito da una piastra 1 a due rebbi, avente un basso spessore nella direzione di inserimento della trama, in cui sono stabilmente alloggiate fibre ottiche 3 e 4. La piastra 1 è disposta lateralmente ai fili di ordito W e del tessuto in formazione, nello spazio compreso tra questi e le pinze di cimossa Gs e Gd rispettivamente sui due lati del telaio. A preferred embodiment of the optical fiber sensor of the invention is illustrated in the drawings. In particular, in fig. 2 it can be clearly seen how this optical fiber sensor is simply constituted by a plate 1 with two prongs, having a low thickness in the direction of insertion of the weft, in which optical fibers 3 and 4 are stably housed. The plate 1 is arranged laterally to the warp threads W and of the fabric being formed, in the space between them and the selvedge grippers Gs and Gd respectively on the two sides of the loom.
Nella fig. 4, che illustra il lato della piastra 1 contrapposto a quello illustrato nelle figg. 2 e 3, si può notare che tale piastra comprende un rebbio superiore lt e un rebbio inferiore lb, separati da una cavità 2, e che le estremità libere le di detti rebbi terminano reciprocamente contrapposte ad una distanza sufficiente a permettere il passaggio del filo di trama T all'interno della cavità 2. Nello spessore di detti rebbi lt e lb sono inoltre formate scanalature longitudinali che costituiscono sedi di accoglimento di rispettive fibre ottiche 3 e 4. Dette sedi si estendono dalle estremità libere le dei rebbi lt e lb fino all'estremità opposta della piastra 1 e sono formate in modo da risultare perfettamente allineate in corrispondenza delle estremità libere le dei rebbi e, inoltre, in modo da rispettare nei loro tratti curvilinei il raggio minimo di curvatura ammissibile per non compromettere l'integrità delle fibre ottiche 3 e 4 in esse alloggiate. Il posizionamento corretto delle fibre ottiche 3 e 4 sulla piastra 1 e, in particolare, il loro allineamento ottico in corrispondenza delle estremità libere le, risulta dunque estremamente semplice, permettendo la formazione di un raggio luminoso L di rilevamento, che passa con elevata efficienza dalla fibra ottica 3 connessa al trasmettitore ottico dell'unità di base alla fibra 4 connessa al ricevitore ottico della stessa unità di base. Al fine di garantire la necessaria rigidità strutturale del sensore a fibre ottiche sopra descritto, nonostante il modesto spessore dello stesso, la piastra 1 è preferibilmente formata in un adatto materiale metallico ed è fissata, per esempio mediante viti alloggiate nei fori 6, ad una base di supporto 5 solidale al telaio. In fig. 4, which illustrates the side of the plate 1 opposite to that illustrated in figs. 2 and 3, it can be noted that this plate comprises an upper tine lt and a lower tine lb, separated by a cavity 2, and that the free ends 1a of said prongs terminate mutually opposite each other at a distance sufficient to allow the passage of the wire weft T inside the cavity 2. In the thickness of said prongs lt and lb, longitudinal grooves are also formed which form seats for receiving respective optical fibers 3 and 4. Said seats extend from the free ends i of the prongs lt and lb up to opposite end of the plate 1 and are formed in such a way as to be perfectly aligned at the free ends i of the prongs and, moreover, in such a way as to respect in their curvilinear portions the minimum permissible radius of curvature in order not to compromise the integrity of the optical fibers 3 and 4 housed in them. The correct positioning of the optical fibers 3 and 4 on the plate 1 and, in particular, their optical alignment at the free ends 1a, is therefore extremely simple, allowing the formation of a detection light beam L, which passes with high efficiency from the optical fiber 3 connected to the optical transmitter of the base unit to fiber 4 connected to the optical receiver of the same base unit. In order to ensure the necessary structural rigidity of the optical fiber sensor described above, despite its modest thickness, the plate 1 is preferably formed of a suitable metal material and is fixed, for example by means of screws housed in the holes 6, to a base support 5 integral with the frame.
La forma della cavità 2 prevista all'interno della piastra 1 non è particolarmente limitata, essendo unicamente necessario che essa sia abbastanza lunga ed ampia da impedire ogni possibile contatto tra detti rebbi lt e lb e i fili di trama T che scorrono all'interno cavità 2 - trascinati dalle pinze di cimossa Gd, Gs e dal pettine R - muovendosi lungo la linea F tra la posizione di inserimento Ti del filo di trama e la posizione di battuta Tb dello stesso contro il tessuto in formazione C. The shape of the cavity 2 provided inside the plate 1 is not particularly limited, since it only needs to be long and wide enough to prevent any possible contact between said prongs lt and lb and the weft threads T which run inside the cavity 2 - dragged by the selvedge grippers Gd, Gs and by the reed R - moving along the line F between the insertion position Ti of the weft thread and the abutment position Tb of the same against the fabric being formed C.
Come illustrato in fig. 3, il dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama della presente invenzione verifica infatti la presenza del filo di trama T durante il movimento di ritorno delle pinze di cimossa Gs, Gd dalla posizione di inserimento Ti del filo di trama - posizione in cui il filo di trama è stato pinzato da dette pinze di cimossa Gs Gd - verso la posizione di battuta Tb del filo di trama, contro il tessuto in formazione C, e quindi immediatamente prima della chiusura del passo. Eventuali trame perse dalle pinze di cimossa dopo la chiusura del passo non sono infatti rilevanti, in quanto non comportano comunque la presenza di difetti sul tessuto. As illustrated in fig. 3, the optical device for detecting the weft thread of the present invention verifies in fact the presence of the weft thread T during the return movement of the selvedge grippers Gs, Gd from the weft thread insertion position Ti - position in which the thread was clamped by said selvedge grippers Gs Gd - towards the abutment position Tb of the weft thread, against the fabric being formed C, and therefore immediately before the closure of the shed. Any wefts lost by the selvedge pliers after closing the shed are not in fact relevant, as they do not in any case involve the presence of defects on the fabric.
Il dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama secondo l'invenzione effettua un controllo ottico del tipo a barriera: il fascio di luce prodotto dal trasmettitore ottico dell'unità di base viene infatti trasportato lungo la fibra ottica 3 fino all'estremità libera del rebbio lt e qui trasferito alla fibra ottica 4 alloggiata nel rebbio lb formando il raggio luminoso L di rilevamento del filo di trama attraverso lo spazio libero tra le contrapposte estremità libere dei due rebbi lt e lb. Il segnale luminoso viene quindi trasportato dalla fibra ottica 4 fino al ricevitore ottico, alloggiato anch'esso nell'unità di base, che provvede a trasformarlo in un segnale elettrico. Detto segnale elettrico viene successivamente convertito in segnale digitale e monitorato dal processore di segnali digitali (DSP) presente nell'unità di elaborazione e trattamento del segnale rilevato. The optical device for detecting the weft thread according to the invention carries out an optical control of the barrier type: the beam of light produced by the optical transmitter of the base unit is in fact transported along the optical fiber 3 up to the free end of the tine lt and here transferred to the optical fiber 4 housed in the prong lb forming the light beam L for detecting the weft thread through the free space between the opposite free ends of the two prongs lt and lb. The light signal is then transported by the optical fiber 4 to the optical receiver, also housed in the base unit, which transforms it into an electrical signal. Said electrical signal is subsequently converted into a digital signal and monitored by the digital signal processor (DSP) present in the processing and processing unit of the detected signal.
Il passaggio del filo di trama T, attraverso il fascio di luce L formato tra le due contrapposte estremità libere le dei rebbi lt e lb, oscura del tutto o in parte detto fascio di luce generando un segnale ripetibile in termini di ampiezza, forma, durata temporale e temporizzazione rispetto al ciclo di lavoro della macchina tessile. Come verrà meglio precisato in seguito, il DSP è programmato secondo un opportuno algoritmo che permette di riconoscere la presenza o l'assenza di tale segnale e, conseguentemente, di verificare l'effettivo passaggio del filo di trama. Quando tale presenza non viene rilevata, il DSP provvede ad inviare un segnale di allarme al sistema di controllo della macchina tessile per determinarne l'arresto e consentire quindi gli usuali interventi, manuali o automatici, di riparazione della trama corta. The passage of the weft thread T, through the light beam L formed between the two opposite free ends lt and lb, completely or partially obscures said beam of light, generating a repeatable signal in terms of amplitude, shape, duration time and timing with respect to the work cycle of the textile machine. As will be better specified hereinafter, the DSP is programmed according to an appropriate algorithm which allows to recognize the presence or absence of this signal and, consequently, to verify the actual passage of the weft thread. When this presence is not detected, the DSP sends an alarm signal to the control system of the weaving machine to determine its stop and therefore allow the usual manual or automatic repairs of the short weft.
Infrastruttura elettronica Electronic infrastructure
Dal punto di vista logico, l'infrastruttura elettronica del dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama secondo la presente invenzione è composta da due sezioni distinte: un front-end analogico che gestisce il trasmettitore ottico e il ricevitore ottico e un back-end digitale che gestisce la conversione analogico-digitale del segnale, la elaborazione del segnale digitalizzato e il colloquio con il sistema di controllo della macchina tessile. Dal punto di vista delle componenti fisiche del dispositivo, il dispositivo ottico di rilevamento della trama dell'invenzione comprende due schede elettroniche contenenti i front-end analogici, disposte in corrispondenza dei due lati della macchina tessile, e una scheda elettronica principale contenente la coppia di backend digitali e i relativi cablaggi. From the logical point of view, the electronic infrastructure of the optical device for detecting the weft thread according to the present invention is composed of two distinct sections: an analog front-end that manages the optical transmitter and the optical receiver and a digital back-end which manages the analog-digital conversion of the signal, the processing of the digitized signal and the dialogue with the control system of the textile machine. From the point of view of the physical components of the device, the optical weft detection device of the invention comprises two electronic boards containing the analog front-ends, arranged at the two sides of the weaving machine, and a main electronic board containing the pair of digital backends and related cabling.
Il front-end analogico presiede alle seguenti funzioni: The analog front-end has the following functions:
- pilotaggio del trasmettitore ottico - piloting of the optical transmitter
Il trasmettitore viene pilotato in corrente attraverso un'onda quadra modulata in PWM di frequenza e duty-cycle costanti e noti. L'intensità della corrente durante le fasi di accensione dell'onda quadra viene definita e impostata dal back-end digitale. The transmitter is driven in current through a PWM modulated square wave of constant and known frequency and duty-cycle. The intensity of the current during the ignition phases of the square wave is defined and set by the digital back-end.
- trattamento del segnale proveniente dal ricevitore ottico Il segnale in ricezione possiede il medesimo contenuto armonico del segnale trasmesso. Tale segnale viene amplificato, filtrato e demodulato al fine di estrarne il contenuto informativo utile al back-end digitale. Il particolare pilotaggio ad onda quadra e il corrispondente filtraggio del segnale ricevuto rendono il sensore insensibile ad eventuali componenti del segnale continue o alternate aventi una frequenza diversa da quella di pilotaggio, per esempio quelle legate all'illuminazione ambientale. - treatment of the signal coming from the optical receiver The received signal has the same harmonic content as the transmitted signal. This signal is amplified, filtered and demodulated in order to extract the information content useful for the digital back-end. The particular square wave driving and the corresponding filtering of the received signal make the sensor insensitive to any continuous or alternating signal components having a frequency other than the driving frequency, for example those linked to ambient lighting.
- interfaccia analogica verso il back-end - analogue interface towards the back-end
Stadi analogici di ingresso e uscita consentono l'interfacciamento del front-end con il back-end di elaborazione del segnale digitale. Analog input and output stages allow interfacing of the front-end with the digital signal processing back-end.
Il back-end digitale presiede invece alle funzioni di: The digital back-end instead presides over the functions of:
- alimentazione - Power supply
tutti i necessari livelli di tensione per il front-end e il backend vengono generati localmente a partire dall'alimentazione principale in bassa tensione della macchina tessile (tensione standard 24V). Gli stadi di alimentazione sono dotati, in modo convenzionale, di protezioni per sovracorrente e corto-circuito. all the necessary voltage levels for the front-end and the backend are generated locally from the main low-voltage power supply of the textile machine (standard voltage 24V). The power supply stages are conventionally equipped with overcurrent and short-circuit protections.
- generazione del segnale di riferimento per il front-end - generation of the reference signal for the front-end
Il livello di corrente desiderato per il trasmettitore ottico viene elaborato dal back-end e trasmesso al front-end attraverso un riferimento analogico bufferizzato. The desired current level for the optical transmitter is processed by the back end and transmitted to the front end through a buffered analog reference.
- elaborazione digitale del segnale proveniente dal front-end il segnale ricevuto e trattato dal front-end viene elaborato dal back-end attraverso un apposito algoritmo di controllo in esecuzione sul DSP. - digital processing of the signal coming from the front-end the signal received and processed by the front-end is processed by the back-end through a special control algorithm running on the DSP.
- comunicazione con il sistema di controllo della macchina tessile Il funzionamento del dispositivo ottico di rilevamento trama dell'invenzione deve essere perfettamente sincronizzato alle varie fasi di funzionamento della macchina tessile. Lo scambio di informazioni tra il back-end e la macchina avviene attraverso bus di campo (CANBUS) e opportuni segnali digitali. - communication with the control system of the weaving machine The operation of the optical weft detection device of the invention must be perfectly synchronized with the various operating phases of the weaving machine. The exchange of information between the back-end and the machine takes place via field bus (CANBUS) and suitable digital signals.
Algoritmo di controllo del DSP DSP control algorithm
Due copie del medesimo algoritmo di controllo sono contemporaneamente in esecuzione su altrettanti DSP, uno per il lato destro e uno per il lato sinistro della macchina tessile. Two copies of the same control algorithm are simultaneously running on as many DSPs, one for the right side and one for the left side of the textile machine.
L'algoritmo che permette di rilevare la presenza della trama, mediante l'analisi del segnale digitale che arriva al DSP, comprende tre diverse successive fasi di lavoro, strettamente correlate a tre diversi periodi di ogni singolo ciclo di inserimento trama nella macchina tessile: The algorithm that allows to detect the presence of the weft, by analyzing the digital signal that arrives at the DSP, includes three different successive work phases, strictly correlated to three different periods of each single weft insertion cycle in the textile machine:
1. attesa 1. waiting
In questa prima fase di lavoro - che corrisponde circa al periodo che intercorre tra la battuta di una trama e la presentazione della trama successiva - l'algoritmo si limita a monitorare il segnale digitale proveniente dal front-end, al fine di regolarne l'ampiezza e verificare l'assenza di disturbi. In this first phase of work - which corresponds approximately to the period that elapses between the beat of a frame and the presentation of the next frame - the algorithm limits itself to monitoring the digital signal coming from the front-end, in order to adjust its amplitude and verify the absence of disturbances.
2. allineamento 2. alignment
La seconda fase di lavoro viene attivata tra due ben definite posizioni di lavoro della macchina tessile, configurabili a piacere nel periodo del ciclo tessile in cui avviene la presentazione della trama, e termina comunque prima che inizi l'inserimento della trama. Durante questa fase di allineamento, il passaggio della trama in corrispondenza dei sensori a fibre ottiche non può dunque in alcun caso verificarsi e pertanto il segnale proveniente dal ricevitore ottico di ciascun sensore viene analizzato al fine di individuarne grandezze caratteristiche quali l'entità, il rapporto segnale rumore, ed altre eventuali grandezze e viene quindi assunto dall'algoritmo come segnale standard di riferimento in relazione alla successiva fase di rilevamento della presenza del filo di trama. The second working phase is activated between two well-defined working positions of the textile machine, which can be configured at will in the period of the textile cycle in which the weft presentation takes place, and in any case ends before the insertion of the weft begins. During this phase of alignment, the passage of the weft in correspondence with the optical fiber sensors cannot therefore in any case occur and therefore the signal coming from the optical receiver of each sensor is analyzed in order to identify characteristic quantities such as the entity, the ratio signal noise, and other possible quantities and is then assumed by the algorithm as a standard reference signal in relation to the subsequent detection phase of the presence of the weft thread.
3. rilevamento 3. detection
Questa fase viene attivata al termine della fase precedente, e cioè prima che inizi l'inserimento della trama, e termina al momento della battuta della trama, in ben definite posizioni di lavoro del telaio, che possono essere configurate a piacere. In questa fase il DSP analizza ogni variazione delle grandezze che individuano il segnale rilevato - in particolare, durata e ampiezza del segnale digitale e livello del rumore di fondo - determinata dal passaggio della trama, rispetto al segnale standard rilevato nella fase di allineamento. L'analisi di dette variazioni comprende il loro confronto con predeterminati intervalli di accettabilità delle grandezze sopra riportate, predefiniti e parametrizzabili, determinando così la presenza o l'assenza della trama nelle previste posizioni di rilevamento. I parametri che definiscono i suddetti intervalli di ammissibilità possono essere sia impostati dall'utente che calcolati dallo stesso algoritmo mediante procedure di auto-apprendimento. Quando l'esito dell'analisi è di assenza della trama, tale esito viene comunicato dal DSP al sistema di controllo della macchina tessile, per determinare l'arresto della macchina. This phase is activated at the end of the previous phase, ie before the insertion of the weft begins, and ends at the moment of the weft beat, in well-defined working positions of the loom, which can be configured as desired. In this phase, the DSP analyzes every variation of the quantities that identify the detected signal - in particular, the duration and amplitude of the digital signal and the level of the background noise - determined by the passage of the frame, compared to the standard signal detected in the alignment phase. The analysis of said variations includes their comparison with predetermined ranges of acceptability of the above reported, predefined and parameterizable quantities, thus determining the presence or absence of the frame in the foreseen detection positions. The parameters that define the aforementioned admissibility ranges can be either set by the user or calculated by the same algorithm through self-learning procedures. When the result of the analysis is absence of the weft, this result is communicated by the DSP to the control system of the textile machine, to determine the stop of the machine.
Durante le fasi di allineamento e rilevamento vengono applicate usuali tecniche di filtraggio dati al fine di rendere l'algoritmo meno sensibile ai disturbi, siano essi di natura ottica o elettromagnetica. In ognuna delle precedenti fasi di lavoro, l'algoritmo monitora inoltre la bontà del segnale in termini di ampiezza e rumore generando, all'occorrenza, messaggi di allerta verso il sistema di controllo della macchina tessile. During the alignment and detection phases, usual data filtering techniques are applied in order to make the algorithm less sensitive to disturbances, whether of an optical or electromagnetic nature. In each of the previous work phases, the algorithm also monitors the goodness of the signal in terms of amplitude and noise, generating, if necessary, warning messages to the control system of the textile machine.
In aggiunta alle fasi di lavoro sopra descritte, l'algoritmo di controllo del dispositivo ottico di rilevamento della trama secondo la presente invenzione porta a termine altri compiti di controllo e supervisione eseguiti secondo una programmazione temporale rigidamente predefinita. I principali di questi compiti sono i seguenti: In addition to the work steps described above, the control algorithm of the optical frame detection device according to the present invention carries out other control and supervision tasks performed according to a strictly predefined time schedule. The main of these tasks are the following:
- regolazione della corrente di pilotaggio per il front-end - regulation of the driving current for the front-end
La corrente di pilotaggio del trasmettitore ottico non è costante ma viene regolata in modo continuo, sulla base del segnale di volta in volta catturato dal ricevitore ottico. La regolazione continua della corrente di pilotaggio consente, attraverso un regolatore PID, di mantenere il segnale rilevato nell'intervallo ideale di funzionamento indipendentemente dalla presenza di fattori che riducono l'efficienza ottica del dispositivo. Tali fattori possono essere la sporcizia e l'usura dei tratti terminali delle fibre ottiche 3 e 4, eventuali disallineamenti meccanici tra le estremità contrapposte delle fibre ottiche, e infine anche la perdita nel tempo di efficienza del trasmettitore ottico. The driving current of the optical transmitter is not constant but is regulated continuously, on the basis of the signal captured by the optical receiver each time. The continuous regulation of the driving current allows, through a PID regulator, to maintain the detected signal in the ideal operating range regardless of the presence of factors that reduce the optical efficiency of the device. These factors can be dirt and wear of the terminal portions of the optical fibers 3 and 4, any mechanical misalignments between the opposite ends of the optical fibers, and finally also the loss of efficiency of the optical transmitter over time.
- verifica della qualità del segnale rilevato - verification of the quality of the signal detected
Vengono precedentemente definiti e memorizzati nel DSP intervalli di valori rappresentativi di una qualità soddisfacente del segnale rilevato, sulla base del rapporto uscita/ingresso del segnale stesso. Questi intervalli di valori predefiniti consentono di impostare soglie di allerta e di allarme che, qualora raggiunte, attivano la richiesta di un intervento di ripristino della funzionalità da parte di un operatore. Tale stima della qualità del segnale permette inoltre una rapida verifica della bontà dell'installazione iniziale del dispositivo ottico. Intervals of values representative of a satisfactory quality of the detected signal are previously defined and stored in the DSP, on the basis of the output / input ratio of the signal itself. These predefined value ranges allow you to set alert and alarm thresholds which, if reached, trigger the request for an intervention to restore functionality by an operator. This estimate of the signal quality also allows a quick verification of the goodness of the initial installation of the optical device.
- configurabilità da remoto e comunicazione dati - remote configurability and data communication
Il dispositivo ottico è configurabile mediante la comunicazione di alcuni parametri da parte del sistema di controllo del telaio, che possono all'occorrenza essere diversificati in relazione ai diversi fili di trama in lavorazione. Tale comunicazione bidirezionale avviene su bus di campo ed è indipendente per ciascun lato della macchina tessile. Analogamente, i parametri fondamentali di funzionamento del dispositivo ottico vengono comunicati dal back-end al sistema di controllo della macchina tessile consentendone il monitoraggio. Lo stesso canale di comunicazione è utilizzato per comunicare in tempo reale l'esito del rilevamento della trama. The optical device can be configured by communicating some parameters by the loom control system, which can, if necessary, be diversified in relation to the different weft threads being processed. This bidirectional communication takes place on a field bus and is independent for each side of the textile machine. Similarly, the fundamental operating parameters of the optical device are communicated from the back-end to the control system of the textile machine, allowing it to be monitored. The same communication channel is used to communicate the result of the frame detection in real time.
- ottimizzazione dei parametri di rilevamento per autoapprendimento - optimization of the detection parameters by self-learning
Oltre alla parametrizzazione diretta del dispositivo ottico comandata dal sistema di controllo della macchina tessile, il dispositivo ottico dell'invenzione è inoltre in grado di attivare una procedura di autoapprendimento per individuare i parametri migliori per l'algoritmo di rilevamento. Questa procedura di autoapprendimento può, all'occorrenza, essere applicata anche solo per alcuni tra i diversi tipi di fili di trama in lavorazione sulla macchina tessile. In addition to the direct parameterization of the optical device controlled by the control system of the textile machine, the optical device of the invention is also capable of activating a self-learning procedure to identify the best parameters for the detection algorithm. This self-learning procedure can, if necessary, also be applied only for some of the different types of weft threads being processed on the textile machine.
Dalla precedente descrizione, si evince chiaramente come il dispositivo ottico di rilevamento di trame corte secondo la presente invenzione abbia pienamente raggiunto gli scopi prefissi. Grazie infatti all'utilizzo di un sensore a fibre ottiche, separato dall'unità ottica di trasmissione e ricezione del segnale ottico è possibile conferire al sensore ottico una forma piatta e sottile che ne consente il facile inserimento nelle zone ristrette dove deve essere rilevata la presenza del filo di trama. Inoltre, la stessa conformazione a piastra sottile del sensore a fibre ottiche rende tale sensore meno suscettibile all'accumulo di residui tessili e quindi in grado di offrire prestazioni soddisfacenti per periodi di tempo sufficientemente lunghi tra due interventi di pulizia successivi. Inoltre, grazie alla funzione di verifica della qualità del segnale rilevato compresa nell'algoritmo di controllo del DSP, è possibile effettuare tali interventi di pulizia in modo mirato e solo quando tali interventi sono effettivamente necessari per ripristinare l'efficienza del segnale ottico. Si noti infine che, grazie al particolare pilotaggio ad onda quadra del trasmettitore ottico e al corrispondente filtraggio del segnale ricevuto con identica frequenza, il sensore ottico dell'invenzione risulta del tutto insensibile alle specifiche condizioni ambientali di illuminazione ed alle loro variazioni, mantenendo quindi caratteristiche di sensibilità di rilevamento del filo di trama costanti. From the previous description, it is clear that the optical device for detecting short wefts according to the present invention has fully achieved the intended purposes. In fact, thanks to the use of an optical fiber sensor, separated from the optical unit for transmitting and receiving the optical signal, it is possible to give the optical sensor a flat and thin shape that allows it to be easily inserted in confined areas where its presence must be detected. of the weft thread. Furthermore, the same thin plate conformation of the optical fiber sensor makes this sensor less susceptible to the accumulation of textile residues and therefore able to offer satisfactory performance for sufficiently long periods of time between two successive cleaning operations. Moreover, thanks to the function of checking the quality of the detected signal included in the control algorithm of the DSP, it is possible to carry out these cleaning interventions in a targeted manner and only when these interventions are actually necessary to restore the efficiency of the optical signal. Finally, it should be noted that, thanks to the particular square wave driving of the optical transmitter and the corresponding filtering of the signal received with the same frequency, the optical sensor of the invention is completely insensitive to the specific environmental lighting conditions and their variations, thus maintaining characteristics constant weft thread detection sensitivity.
S'intende comunque che l'invenzione non deve considerarsi limitata alle particolari disposizioni illustrate sopra, che costituiscono soltanto una forma di esecuzione esemplificativa di essa, ma che diverse varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall'ambito di protezione dell'invenzione stessa, che risulta unicamente definito dalle rivendicazioni che seguono. However, it is understood that the invention must not be considered limited to the particular arrangements illustrated above, which constitute only an exemplary embodiment thereof, but that various variants are possible, all within the reach of a person skilled in the art, without thereby departing from the 'scope of protection of the invention itself, which is uniquely defined by the following claims.
Claims (16)
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2022
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