IT9021992A1 - Metodo per determinare la dimensione delle boccole di maglia nelle macchine per la produzioni di calzini - Google Patents
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Description
Descrizione :
La presente invenzione riguarda un metodo per determinare la dimensione delle boccole di maglia nelle macchine per la produzione di, calzini ad alta velocità e di conseguenza la estensibilità trasversale dei calzini stessi, mediante un’unità di controllo.
E' noto che la larghezza di un calzino viene regolata variando la posizione in altezza dei triangoli di formazione maglia: è possibile così variare la profondità di discesa dell'ago al di sotto del piano di abbattaggio delle platine e di conseguenza la lunghezza di filo assorbita da ogni boccola di maglia.
La posizione in altezza dei triangoli viene regolata dai motori passo-passo, che sono due: - motore dei diritti;
- motore dei rovesci.
Nel seguito i riferimenti al motore passo-passo riguardano il motore dei diritti. La posizione del motore dei rovesci è deducibile da quella del motore dei diritti e dal coefficiente P (percentuale del rapporto rovesci/diritt.i)
dove HR e HD sono rispettivamente la posizione, in passi, del motore dei rovesci e la posizione, in passi, del motore dei diritti.
Allo stato attuale la regolazione dell'altezza viene predeterminata dall'operatore in base alla sua esperienza ricorrendo a numerose prove.
I parametri-base in gioco per detta determinazione sono la tipologia ed il tipo del filato lasciando costanti il numero di aghi, la velocità del filo e la percentuale del rapporto diritti/rovesci.
Noi abbiamo trovato un metodo il quale permette di determinare l'altezza ottimale mediante l'utilizzo di un'unità di controllo che si avvale di un algoritmo, riducendo i tempi di determinazione e contemporaneamente rendendo più affidabile la macchina per la produzione di calzini in quanto viene altresì diminuito il margine di errore dell'operatore stesso.
Nel contempo l'adozione di tale metodo permette di modificare, se necessario, l'altezza dei triangoli di formazione maglia senza alcun intervento manuale da parte dell'operatore.
Il metodo della presente invenzione, per determinare la dimensione delle boccole di maglia nelle macchine per la produzione di calzini mediante un'unità di controllo, comprende i seguenti stadi:
immagazzinare nell'unità di controllo informazioni indicanti, per ogni tipologia e tipo di filato con cui deve essere eseguita una zona della calza, due coppie dei seguenti valori: l'altezza dei triangoli di formazione maglia e larghezza corrispondente della calza; eventualmente la lunghezza specifica e la larghezza corrispondente del calzino; eventualmente l'altezza dei triangoli di formazione maglia e la lunghezza specifica corrispondente del calzino;
scegliere, per ogni zona del calzino, la larghezza e la tipologia e il tipo di filato determinando, di conseguenza, tramite l'unità di controllo, per ogni zona del calzino, l'altezza dei triangoli di formazione maglia mediante l'equazione seguente:
sono le due coppie di valori e h è l'altezza dei triangoli;
- rilevare il numero di giri e la posizione angolare del cilindro inviando tali informazioni alla unità di controllo;
infine fornire i comandi ai motori passopasso tramite l'unità di controllo.
La larghezza 1 è determinata sottoponendo la calza ad una trazione, nel senso dei ranghi, che distenda al massimo i ranghi stessi. Appositi attrezzi sono già usati in calzificio, atti ad impartire sempre la stessa forza di tensione per distendere il rango.
Rilievi sperimentali hanno mostrato che il legame esistente fra altezza dei triangoli e larghezza del calzino è di tipo lineare, secondo il grafico mostrato in figura 1,
dove la larghezza è valutata in centimetri, mentre l'altezza dei triangoli è misurata in numero di impulsi da inviare al motore del restringimento. Una rappresentazione analitica di tale legame può essere ottenuta, in prima approssimazione (rilevatasi sufficiente nelle applicazioni), misurando la larghezza del calzino corrispondente a due diverse altezze del triangolo.
Mediante una taratura l'operatore deve scegliere i seguenti parametri:
: altezza del triangolo (posizione del motore passo-passo)
P: percentuale del rapporto diritti/rovesci G: numero di giri
V: velocità di rotazione.
Dopo l'impostazione dei dati si provvede alla fabbricazione di due calzini: il primo fatto con i motori passo-passo nella posizone , il secondo con i motori passo-passo nella posizione . Fatti i calzini si misurano, per ogni zona, le larghezze h1e h2 e si inseriscono i valori in memoria.
Siano (11h-1) e (12,h2) le coordinate dei punti nel piano (l,h) di figura 1 corrispondente a tali rilievi sperimentali.
L'equazione della retta passante per questi punti è data da:
può essere riscritta come
Va osservata che la relazione (1) è funzione del titolo del filato, del tipo di filo,. della tensione del filo, delle condizioni ambientali.
Tale relazione fornisce il legame funzionale fra altezza dei triangoli e larghezza del calzino cercato.
Questo legame è in generale diverso per ogni zona, e quindi occorre ripetere le misure sperimentali prima descritte per ogni zona del calzino.
E' stata sviluppata una funzione PASCAL per determinare l'altezza corrispondente ad una certa larghezza. Tale funzione si basa sulla conoscenza dei dati sperimentali (l1,h1) e (Ι2,h2) ed opera sulla generica larghezza 1 per fornire la corrispondente altezza h secondo l'equazione (2).
Per evitare di utilizzare la libreria di funzioni floating-point del compilatore PASCAL utilizzato, si sono organizzati i calcoli relativi alla equazione (2) in modo da utilizzare solo l'aritmetica intera.
Il numeratore N della 3 da' evidentemente un risultato intero, mentre il quoziente NΔ 1 è stato ottenuto mediante una operazione di arrotondamento secondo il seguente algoritmo:
dove round indica l'operazione di arrotondamento, trunc quella di troncamento e div la divisione intera. Si noti che non è stata utilizzata la funzione round del PASCAL perchè questa fa parte della libreria per l'aritmetica floating-point Il numero di impulsi da inviare al motore del restringimento così calcolato viene "saturato" al massimo numero di impulsi realmente inviabili a tale motore (vincolo meccanico).
La funzione in linguaggio PASCAL di conversione larghezza altezza può ad esempio essere la seguente:
I valori delle due coppie formate dall'altezza dei triangoli di formazione di maglia e lunghezza specifica corrispondente del calzino, vengono reperiti mediante la stessa taratura sopra descritta dove la stessa unità di controllo calcola i valori della lunghezza specifica mediante la misurazione da parte della macchina stessa delle posizioni del tiraggio.
II tiraggio è un dispositivo (meccanico, elettrico ed elettronico) usato per mantenere in tensione la maglia durante la sua fabbricazione. Tale azione è necessaria per motivi tessili.
Parallelamente alla sua funzione principale, sfruttiamo il tiraggio per misurare l'allungamento specifico della maglia attraverso un insieme di dispositivi.
Più in particolare abbiamo trovato che è possibile misurare da parte della macchina le porzioni del tiraggio utilizzando un dispositivo trasduttore di posizione ("encoder") posizionato in un adatto punto del tiraggio stesso.
Supponiamo che il tiraggio sia inizialmente situato nella posizione TIRI e che dopo G giri, a velocità V, venga a trovarsi in posizione TIR2. L'allungamento specifico t è definito così:
calcola l'allungamento specifico t. Questo è possibile in tutte le zone nelle quali è attivo il tiraggio.
I dati ottenuti hanno mostrato che il legame esistente fra la lunghezza specifica e l'altezza dei triangoli di formazione maglia è di tipo lineare, secondo il grafico mostrato in fig. 2, dove la lunghezza specifica è valutata in centimetri al giro, mentre l'altezza dei triangoli è misurata in numero di impulsi da inviare al motore del restringimento.
Una rappresentazione analitica può essere data, in prima approssimazione, dalla seguente equazione rappresentante una retta
( ) p
convertire in cm/giro l'informazione fornita dal trasduttore di posizione che è, generalmente, espressa con altre unità. Ad esempio un encoder fornisce impulsi/giro.
Va osservato che la relazione (4) è funzione del titolo del filato, del tipo del filato, della tensione e delle condizioni ambientali.
Oltre ai valori delle due coppie formate dall'altezza dei triangoli di formazione maglia e dalla lunghezza specifica corrispondente, si possono determinare conseguentemente anche i valori delle due coppie formate dalla lunghezza specifica e dalla larghezza corrispondente.
Rilievi sperimentali hanno mostrato che, in macchine con cilindro dello stesso diametro e con ugual numero di aghi (finezza), il legame esistente fra la lunghezza specifica t e la larghezza di maglia del calzino è di tipo lineare, secondo il grafico mostrato in fig. 3, dove la larghezza è valutata in centimetri, mentre la lunghezza specifica è misurata in cm/giri di cilindro. Inoltre, tale relazione è sostanzialmente indipendente dal titolo del filo, tensione di svolgimento e condizioni di lavoro.
Una rappresentazione analitica può essere data, in prima approssimazione, dalla seguente equazione
mediante la sopra descritta taratura e mediante la determinazione conseguente delle lunghezze specifiche e K è un fattore di conversione. Le misure sperimentali hanno mostrato che le rette (1, t) associate a differenti selezioni formano un fascio F di rette quasi parallele e piuttosto ravvicinate. Per questo motivo la retta media del fascio può essere sostituita a qualsiasi altra retta di F con un errore che, nelle applicazioni pratiche alle quali ci riferiamo, può essere ampiamente tollerato.
Il significato del termine differenti selezioni può essere spiegato in modo corretto nel seguente modo*, consideriamo una macchina con N aghi. Ad esempio, se N/2 aghi lavorano sui diritti e N/2 aghi lavorano sui rovesci si dice che la selezione è 1:1: Se 3N/4 aghi lavorano sui diritti e N/4 sui rovesci, la selezione è 3:1. ;Abbiamo già detto che, a parità di numero dì aghi e di diametro del cilindro, le rètte (1-t) si mantengono molto simili al variare della selezione e del filato. ;Quando sono disponibili i parametri delle rette per più filati (a parità di tipologia) è possibile calcolare, per ogni zona, una retta media caratteristica della tipologia. ;Per questo motivo la macchina può eseguire la taratura automatica (autotaratura). In altri termini, l'utente evita la procedura di taratura precedentemente descritta basandosi sui dati della retta media. ;L 'autotaratura si rivela particolarmente utile nelle macchine capaci di fabbricare calzini con disegni ricamati. Infatti la presenza della maglia del disegno rende problematica la misura della larghezza. ;L'autotaratura mediante la quale vengono reperiti i valori delle due coppie formate dall'altezza dei triangoli di formazione maglia e dalla larghezza corrispondente del calzino, da immagazzinare nella unità di controllo avviene nel modo di seguito descritto . ;Si scelgono due valori dell'altezza del cilindro (h1) e (h2), indi la stessa unità di controllo determina operativamente le lunghezze specifiche (t1) (t2 ) mediante la misurazione da parte della macchina stessa delle posizioni del tiraggio e calcola ciascuno dei due valori della larghezza (1) corrispondente del calzino mediante l'equazione seguente ;; ;;
sopra già descritta, rappresentante una retta, dove t è la lunghezza specifica determinata dalla unità di controllo, (t1, l1) e (t2, 12) sono i valori delle due coppie formate dalla lunghezza specifica e dalla larghezza corrispondente del calzino . ;Il metodo oggetto della presente invenzione permette anche di determinare le varie altezze dei triangoli per zone sagomate del calzino. Infatti talvolta può accadere che la larghezza di una zona del calzino non rimanga costante ma vari: l'operatore attualmente deve intervenire predeterminando, dopo un certo numero di giri, l'aumento dell'altezza col risultato di ottenere però una "scalinatura" più o meno evidente. ;Mediante il metodo sopra descritto per ogni zona sagomata vengono scelte due larghezze, la maggiore e la minore, determinando tramite l'unità di controllo, mediante l'equazione (1), le corrispondenti altezze iniziale e finale,· essendo le altezze intermedie estrapolate dall'unità di controllo stessa mediante un algoritmo che faccia variare la larghezza in modo progressivo. ;In tal modo l'altezza dei triangoli potrebbe essere variata anche fra un giro e l'altro. ;Altro oggetto della presente invenzione è la procedura per il controllo e l'eventuale correzione operativa della larghezza programmata per singole zone sagomate della calza, modificandone l'altezza dei triangoli di formazione maglia unicamente mediante l'unità di controllo. ;L'espressione correzione operativa indica una sequenza di azioni tendenti ad ottenere una larghezza di maglia avente caratteristiche il più possibile vicine a quelle realizzate nelle varie zone del calzino durante la taratura o 1'autotaratura . ;L'esperienza mostra che le dimensioni dei calzini fabbricati sono piuttosto variabili anche se non vengono modificati i parametri dai quali, teoricamente, dipendono tali cambiamenti. Fra questi parametri possiamo annoverare tutte le funzioni comandate dalla parte elettronica e le caratteristiche meccaniche della macchina. ;Esistono, inoltre, altri parametri ·che non è lecito reputare costanti neppure in teoria; fra questi citiamo il tipo e tensione del filato, temperatura, umidità dell'aria. ;Il metodo di controllo e dell'eventuale modifica dell'altezza dei triangoli di formazione maglia determinata precedentemente, viene effettuato tramite l'unità di controllo la quale calcola per una stessa zona del calzino la lunghezza specifica, rileva con misurazioni da parte della macchina stessa durante la fabbricazione del calzino, le posizioni del tiraggio, confronta il valore ottenuto della lunghezza specifica sopra calcolata (tv,) con il valore della lunghezza specifica (tp) ottenuta mediante l'equazione seguente: ;; ;;
modifica solo nel caso di valori delle lunghezze specifiche non coincidenti (t =t ), il valore dell'altezza dei triangoli di formazione maglia mediante un algoritmo basato su una retta avente 10 stesso coefficiente angolare della retta di equazione (4) passante per un punto avente come coordinate la lunghezza specifica sopra calcolata e l'altezza determinata con l'equazione (1), dalla quale retta viene ricavata una nuova altezza del cilindro corrispondente alla lunghezza specifica ottenuta mediante l'equazione (4). ;Per meglio illustrare detta procedura di controllo e di eventuale correzione ci avvaliamo del grafico mostrato in fig.4. ;La retta (p) è la retta calcolata mediante l'equazione (4): data l'altezza programmata (hp) si ottiene la corrispondente lunghezza specifica (tp). L'unità di controllo calcola una lunghezza (tv,) differente da quella programmata. ;Si deve allora utilizzare una nuova retta di lavoro (v parallela alla precedente e passante per il punto V (1 ,h ) determinando in tal modo una nuova corrispondente altezza (hc) per ottenere la lunghezza specifica (lp). ;Le misure effettuate ed i valori delle grandezze coinvolte autorizzano ad assumere che p e v siano rette parallele. ;Ricapitolando, i dati coinvolti nella correzione operativa sono desunti da relazioni lineari. Tali rette hanno due origini: ;- taratura o autotaratura, ;- tiraggio. ;La correzione operativa nel caso di autotaratura presenta aspetti diversi dal caso di taratura. Infatti, mentre con la taratura diventano disponibili le rette (1-h) e (t-h) con 1'autotaratura diventa disponibile la retta (t-h) e, dai dati delle tipologie, è nota la retta (1-t). Tuttavia queste ultime due rette sono sufficienti a ricavare la retta (1-h) e a ricondurre il calcolo al caso della taratura. ;Facciamo osservare che la correzione operativa è possibile solo nelle zone in cui è attivo il tiraggio: ciò non è limitativo in quanto sono proprio tali zone quelle in cui la correzione operativa è utile ed efficace. ;Vengono ora forniti due esempi che mostrano l'algoritmo utilizzato per la determinazione di una retta larghezza-lunghezza caratteristica della tipologia e l'algoritmo utilizzato per la correzione operativa dell'altezza. ;Esempio 1 ;Algoritmo per la determinazione di una retta larghezza-lunghezza specifica caratteristica della tipologia. ;Si dispone di un numero finito di punti (xi, yi) attraverso i quali si vuol determinare una retta interpolante . ;Affrontiamo il problema della migliore approssimazione (m.a.) nel senso dei minimi quadrati. ;; ; ; ;
L'obiettivo è la realizzazione del precendente algoritmo facendo uso della sola aritmetica intera senza ricorrere alla libreria floating point del compilatore Pascal. ;I principali problemi sono due: ;i valori degli elementi della matrice dei coefficienti e del vettore dei termini noti devono rimanere nel campo degli interi: ;I = - 2147483648, 2147483647. ;II problema è duplice: ;- calcolo dim22 e r2. ;Riguardo ai singoli valori non esiste altro metodo che imporre limiti al numero dei punti e ai valori delle loro coordinate. I valori adottati nella pratica garantiscono questo punto. ; ;
Le due sole divisioni richieste dall'algoritmo A/ e B/ devono conservare informazioni almeno su due cifre decimali (pur essendo divisioni intere). ;Il metodo seguito è quello di moltiplicare il dividendo per 100 in modo che, nonostante la divisione intera, si mantenga l'informazione sulle prime due cifre decimali. ;Poiché vi sono problemi di overflow anche senza la moltiplicazione per 100, si adotta il seguente algoritmo che non introduce ulteriori limitazioni. ;Se i valori del divisore D e del dividendo N sono nell'intervallo dei valori ammessi, il seguente algoritmo non produce overflow: ;; ;;
Qp è un numero intero nel quale la cifra delle unità e la cifra delle decine rappresentano, rispettivamente, la parte centesimale e la parte decimale del quoziente; in altri termini: ;Qp = INT (Q/N) * 100
Algoritmo di correzione operativa dell'altezza.
La posizione nella quale portare il motore per mantenere quanto programmato è facilmente calcolabile:
Illustriamo ora la funzionalità dell’invenzione mediante lo schema di fig. 5.
All'unità di controllo (U) vengono forniti dal terminale (T) i parametri, dai sensori (SMR)e(SMD) il riferimento di "zero" dei dischi DR e DD e dal sensore (S) le informazioni sul sincronismo cilindro-macchina .
L'unità di controllo fornisce i comandi ai motori passo-passo (MR) e (MD) sui cui alberi motori sono calettati rispettivamente il disco (DR) e il disco (DD) che mediante leverismi modificano i corrispondenti valori dell'altezza (HR) e dell'altezza (HD) dei triangoli.
In detto schema vengono raffigurati anche l'asta del tiraggio (A) e l'encoder del tiraggio (E).
Claims (7)
- Rivendicazioni : 1) Metodo per determinare la dimensione delle boccole di maglia nelle macchine per la produzione di calzini mediante un'unità di controllo comprendente i seguenti stadi: immagazzinare nell'unità di controllo informazioni indicanti, per ogni tipologia e tipo di filato con cui deve essere eseguita una zona del calzino, due coppie dei seguenti valori: l'altezza dei triangoli di formazione maglia e larghezza corrispondente del calzino; eventualmente la lunghezza specifica del calzino e la larghezza corrispondente del calzino; eventualmente l'altezza dei triangoli di formazione maglia e la lunghezza specifica corrispondente del calzino; scegliere, per ogni zona del calzino la larghezza e la tipologia e il tipo di filato determinando di conseguenza, tramite l'unità di controllo, per ogni zona del calzino, l'altezza dei triangoli di formazione maglia mediante l'equazione seguente:dove 1 è la larghezza scelta, (h1,l1 ) e (hgl2 ) sono le due coppie di valori e h è l'altezza dei triangoli; rilevare il numero di giri e la posizione angolare del cilindro e controllare il sincronismo fra detto cilindro e la macchina, inviando tali informazioni alla unità di controllo ; infine fornire i comandi ai motori passopasso tramite l'unità di controllo.
- 2) Metodo come da rivendicazione 1 dove i valori delle due coppie formate dall'altezza dei triangoli di formazione maglia e dalla larghezza corrispondente del calzino da immagazzinare nell'unità di controllo vengono reperiti mediante taratura scegliendo due valori dell'altezza dei triangoli e misurando poi le corrispondenti larghezze del calzino ottenute.
- 3) Metodo come da rivendicazione 1 dove i valori delle due coppie formate dall'altezza dei triangoli di formazione maglia e dalla lunghezza specifica corrispondente del calzino vengono reperiti mediante taratura come da rivendicazione 2 dove la stessa unità di controllo calcola i valori della lunghezza specifica mediante la misurazione da parte della macchina stessa delle posizioni del tiraggio, determinando conseguentemente anche .i valori delle due coppie formate dalla lunghezza specifica e dalla larghezza corrispondente del calzino.
- 4) Metodo come da rivendicazione 1 dove per ogni zona sagomata vengono scelte due larghezze, la maggiore e la minore, determinando tramite l'unità di controllo, mediante l'equazione 1, le corrispondenti altezze iniziale e finale, essendo le altezze intermedie estrapolate mediante un algoritmo che faccia variare la larghezza in modo progressivo.
- 5) Metodo come da rivendicazione 1 dove i valori delle due coppie formate dall'altezza dei triangoli di formazione maglia e dalla larghezza corrispondente del calzino, da immagazzinare nella unità di controllo, vengono reperiti mediante autotaratura scegliendo due valori dell'altezza dei triangoli, la stessa unità di controllo determinando le lunghezze specifiche mediante la misurazione delle posizioni del tiraggio da parte della macchina stessa e di conseguenza calcolando ciascuno dei due valori della larghezza (1) corrispondente del calzino mediante l'equazione seguenterappresentante una retta, dove t è la lunghezza specifica determinata dalla unità di controllo, (t1, l1) e 2 e l2) sono i valori delle due coppie formate dalla lunghezza specifica e dalla larghezza corrispondente del calzino e K è un fattore di conversione.
- 6) Metodo per controllare ed eventualmente modificare l'altezza dei triangoli formatori di maglia determinata con il metodo come da rivendicazione 1 mediante l'unità di controllo la quale calcola, per una stessa zona del calzino, la lunghezza specifica, rileva con misurazioni da parte della macchina stessa durante la fabbricazione del calzino, le posizioni del tiraggio, confronta il valore della lunghezza specifica sopra calcolata con il valore della lunghezza specifica (t) ottenuta mediante l'equazione seguente :formate dall'altezza dei triangoli di formazione maglia e lunghezza specifica corrispondente, h è l'altezza determinata con l'equazione (1), e K è un fattore di conversione, modifica solo nel caso di valori delle lunghezze specifiche non coincidenti il valore dell'altezza dei triangoli formatori maglia mediante un algoritmo basato su una retta avente lo stesso coefficiente angolare della retta di equazione (4) passante per un punto avente come coordinate la lunghezza specifica sopra calcolata e l'altezza determinata con l'equazione (1), dalla quale retta viene ricavata una nuova altezza dei triangoli corrispondente alla lunghezza specifica ottenuta mediante l'equazione (4).
- 7) Metodo per misurare da parte della macchina le posizioni del tiraggio come da rivendicazione 3 oppure 5 oppure 6 che utilizza un dispositivo trasduttore di posizioni ("encoder") posizionato in un punto del tiraggio.
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Effective date: 19971126 |