ITMI981896A1 - Metodo per la modulazione continua della velocita' di macchine tessili di spiralatura e di trocitoi e relativa disposizione - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale
La presente invenzione riguarda un metodo per la modulazione continua della velocità di macchine tessili di spiralatura e di torcitoi e relativa disposizione, in particolare per la regolazione continua della velocità durante tutto il corso della lavorazione.
E' noto che le macchine per la spiralatura del filo utilizzano dei fusi che montano un rocchetto rotante il cui peso varia col tipo di lavorazione e varia durante la lavorazione per effetto dello svolgimento del filo.
In funzione del tipo di rocchetto utilizzato è possibile abbinare un differente fuso ed a sua volta il tipo di fuso utilizzato determina la velocità massima raggiungibile.
In questo modo si hanno diverse velocità di funzionamento delle macchine tessili preimpostate in funzione del particolare rocchetto e della confezione finale.
Le macchine devono così essere impostate sin dall'inizio del loro ciclo di lavoro e sia se la bobina è di piccole dimensione sia se la bobina è di dimensioni maggiori, la velocità iniziale rimane durante l'intero ciclo di avvolgimento.
Ciò comporta in alcuni casi un aumento dei costi di manodopera correlati ai tempi di cavata e di caricamento intermedio della macchina che potrebbero essere evitati utilizzando rocchetti di maggiori dimensioni. Di conseguenza, la produttività è scarsa in quanto la velocità è costante sia a rocchetto pieno che vuoto e si possono avere qualità di avvolgimento non ottimali dovute a tensioni sul filo, specialmente nella fase finale di svuotamento del fuso.
E' pertanto uno scopo della presente invenzione quello di fornire un metodo ed una disposizione che consenta di superare i problemi tecnici ed economici connessi con la costante velocità del fuso durante tutta l’operazione di spiralatura o di torcitura, potendo così superare i vincoli in precedenza esposti.
Questo scopo viene raggiunto tramite un metodo secondo la presente invenzione che è meglio definito, nel suo aspetto più generale, dalle caratteristiche della rivendicazione 1. La disposizione relativa è oggetto di rivendicazioni dipendenti.
In una sua forma di attuazione preferita, in una macchina di spiralatura a fusi forati, esso consiste nel prevedere un sistema di comando di almeno un motore principale della macchina a velocità variabile ed una interfaccia azionata da un operatore ove è impostabile un diagramma di variazione della velocità della macchina in funzione di un particolare parametro prescelto. Il parametro può essere il tempo di lavorazione oppure in alternativa i metri di filo avvolti alla raccolta, oppure una particolare variazione della velocità secondo una legge preimpostata determinata da parametri selezionati che danno luogo ad una funzione particolare.
E ' quindi possibile, utilizzando un metodo di comando del motore (o dei motori) a velocità variabile secondo la presente invenzione, fare in modo che un fuso ad alta velocità possa essere utilizzato anche per confezioni da un chilogrammo ed oltre.
I vantaggi che vengono così ottenuti sono in breve i seguenti:
- risparmio di manodopera poiché si può produrre una confezione doppia che precedentemente recuperando il tempo di cavata e di caricamento intermedio della macchina;
- aumento della produttività in quanto la velocità può essere aumentata man mano che il rocchetto si svuota;
- controllo della qualità impostando la velocità in maniera tale da evitare slittamenti della cinghia di trascinamento o picchi di tensione sul filo specialmente nella fase finale di svuotamento del rocchetto; - maggiore flessibilità produttiva ottenuta mediante la possibilità di programmare l'ora di cavata ed un maggiore campo di utilizzo dei fusi e dei rocchetti.
Il metodo dell'invenzione è applicabile con vantaggio sia alle macchine di spiralatura per ricopertura semplice e doppia che ad altri tipi di torcitoi.
Una versione più sofisticata del metodo prevede l'utilizzo di più motori a velocità variabile per comandare le due linee di fusi, il prestiro, lo stiro e la raccolta; questi motori sono mantenuti fra loro in sincronismo mediante un sofisticato sistema di assi elettrici .
Quest'ultima forma di attuazione e realizzazione del metodo aggiunge ai citati vantaggi anche quello di poter variare i rapporti fra le velocità dei singoli alberi senza la necessità di cambiare pulegge dentate od altri elementi della macchina.
Qualsiasi forma realizzativa assuma il metodo secondo la presente invenzione, oltre ai vantaggi menzionati si ha anche una maggiore flessibilità di organizzazione della produzione. Si può infatti variare la velocità in maniera tale da fare finire la lavorazione quando desiderato, cioè nel momento in cui si avrà a disposizione il personale per la cavata ed il riavviamento della macchina, e magari risparmiare anche una certa quantità di energia producendo a velocità più bassa.
Un altro vantaggio collaterale è una maggiore flessibilità nell'utilizzo dei tipi di fuso e di rocchetto; aumenta infatti il campo di utilizzo degli stessi con la conseguenza benefica che, nel caso si debbano effettuare molte lavorazioni differenti, si potranno risolvere i problemi produttivi con una minore varietà di equipaggiamento.
Ulteriori vantaggi e caratteristiche del metodo di comando delle macchine tessili di spiralatura e dei torcitoi con variazione continua della velocità secondo la presente invenzione risulteranno più chiari dalla seguente descrizione, riportata a titolo esemplificativo ma non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:
la figura 1 mostra una vista schematica di un’unità di spiralatura a doppia ricopertura, dove viene usato il metodo di variazione della velocità secondo la presente invenzione,
la figura 2 mostra una vista schematica di un'unità di spiralatura a semplice ricopertura, anch/essa utilizzante il metodo dell'invenzione, e la figura 3 mostra una vista schematica di una seconda unità di spiralatura a doppia ricopertura in cui il metodo dell'invenzione viene attuato tramite una pluralità di motori associati direttamente a ciascun dispositivo della macchina, tutti a velocità variabile regolata durante il corso della lavorazione.
Con riferimento dapprima alla figura 1, si può rilevare come venga attuato il metodo della presente invenzione per la regolazione della velocità di macchine tessili di spiralatura e di torcitoi, in particolare per la regolazione continua della velocità durante tutto il corso della lavorazione.
In particolare, si rileva che in una macchina di spiralatura per doppia spiralatura, esso consiste nel prevedere un sistema di comando di almeno un motore principale della macchina a velocità variabile ed una interfaccia azionata da un operatore ove è impostabile un diagramma di variazione della velocità della macchina in funzione di un particolare parametro prescelto. Come detto, secondo l'invenzione il parametro può essere il tempo di lavorazione oppure in alternativa i metri di filo avvolti alla raccolta, oppure una particolare variazione della velocità secondo una legge preimpostata determinata da parametri selezionati che danno luogo ad una funzione particolare.
La figura 1 mostra i principali componenti del sistema che sono associati alla disposizione di comando dell'invenzione. Essi comprendono una interfaccia operatore, schematizzata in 11 e costituita da un pannello, che permette di introdurre un diagramma della velocità in funzione del tempo o dei metri di filato raccolti o di altra funzione preselezionata. In alternativa è possibile impostare dei criteri di ottimizzazione ed avere un calcolo automatico del diagramma ottimale e questo è fatto solo per le applicazioni più sofisticate.
I dati introdotti dall'operatore tramite l'interfaccia 11 sono passati ad un sistema di calcolo ed ottimizzazione, schematizzato in 12, il quale effettuerà, insieme alle altre funzioni di regolazione generale della macchina, anche la funzione aggiuntiva di ottimizzazione della velocità oggetto del seguente brevetto.
II sistema di calcolo 12, dopo aver trovato la velocità ottimale di ciascun·motore in funzione di quanto ad essi connesso e delle funzioni di regolazione continua della velocità preselezionate, invia i relativi dati a controllori a velocità variabile, schematizzati nell'esempio in 13 e 14. Infatti nell'esempio sono previsti un motore principale 16 (master) ed un secondo motore secondario 15 (slave). I dati sono inviati tenendo anche conto del rapporto di velocità fra il citato motore principale 16 ed il motore secondario 15.
In questo esempio, le velocità dei rimanenti alberi di stiro e prestiro 17 e 17', del sovralimentatore 20 e di raccolta 21, sono derivate dal movimento del motore principale 16 tramite una serie di cinematismi, complessivamente indicati con 23, che assicurano il sincronismo meccanico.
Sono infine indicati in figura 1, due fusi forati 18 e 19, di due linee di fusi, con montato un rocchetto flangiato. Infine un sensore di prossimità 22 permette di leggere la velocità di rotazione di un albero di raccolta 21, ovvero di un albero 25 affiancato su cui ruota e si avvolge un rocchetto 26 di raccolta del filato in bobina, e di calcolare da essa il numero di metri avvolti alla raccolta. In questo caso è proprio in base alla lettura dei metri di filato avvolto che viene ottimizzata in modo continuo la velocità di rotazione dei due motori 16 e 15 delle linee di fusi.
La figura 2 mostra la stessa applicazione del metodo usato nella disposizione precedentemente illustrata in figura 1, in questo caso per una macchina di spiralatura semplice.
Nel caso della spiralatura semplice si ha una separazione netta fra le due linee di fusi ciascuna delle quali è programmata indipendentemente.
La figura 2 mostra per semplicità una sola linea di fusi, poiché la seconda linea è identica alla precedente, e in questo secondo esempio elementi uguali vengono indicati con numeri di riferimento uguali.
L'interfaccia operatore 11 permette di introdurre il diagramma della velocità in funzione del tempo o dei metri raccolti. Come per l'esempio precedente, si noti che in alternativa è possibile impostare dei criteri di ottimizzazione ed avere un calcolo automatico del diagramma ottimale, e questo è fatto solo per le applicazioni più sofisticate.
I dati introdotti dal pannello dell'operatore 11 sono passati al sistema di calcolo ed ottimizzazione 12 il quale effettuerà, insieme alle altre funzioni di regolazione della macchina, anche la funzione aggiuntiva di ottimizzazione della velocità oggetto del seguente brevetto.
II sistema di calcolo 12, dopo aver trovato la velocità ottimale del motore 16 della prima linea di fusi 18, invia il relativo dato al controllore a velocità variabile 14, e la stessa procedura avviene anche per la seconda linea di fusi, mostrata in figura solo nel motore 15 e nel fuso forato 19.
La velocità degli altri alberi di stiro 17 e di prestiro 17', di sovralimentazione 20 e di raccolta 21, sono derivate dal movimento del motore 16 dei fusi 18 tramite cinematismi 23 che assicurano il sincronismo meccanico.
Anche in questo caso viene previsto il sensore di prossimità 22 che permette di leggere la velocità di rotazione dell'albero di raccolta 21 e di calcolare da essa il numero di metri avvolti alla raccolta in base ai quali viene ottimizzata la velocità.
Un analogo funzionamento si ha per la seconda linea di fusi, solo parzialmente mostrata.
La figura 3 mostra una vista schematica di un'unità di spiralatura a doppia ricopertura, dove è stata installata una disposizione di variazione continua della velocità secondo la presente invenzione.
Anche in questa figura, che mostra i principali componenti del sistema, elementi uguali sono indicati con gli stessi numeri di riferimento.
Come in precedenza, l'interfaccia operatore 11 permette di introdurre il diagramma della velocità in funzione del tempo o dei metri raccolti ed in ogni caso, in alternativa, è possibile impostare dei criteri di ottimizzazione ed avere un calcolo automatico del diagramma ottimale.
I dati introdotti dal pannello operatore 11 sono passati al sistema di calcolo ed ottimizzazione 12 il quale effettua, insieme alle altre funzioni di regolazione della macchina, anche la funzione aggiuntiva di ottimizzazione della velocità che si è visto essere oggetto della presente invenzione.
In questo caso, il sistema di calcolo 12 colloquia con una serie di azionamenti 30, 31, 32, 33 e 34, disposti in un tunnel di azionamenti elettrici indicato complessivamente con 35, a loro volta connessi ad una rispettiva serie di motori 16, 15, 36, 37, 38 e 39, a velocità variabile correlati ai vari dispositivi della macchina di doppia spiralatura.
Dopo aver trovato la velocità ottimale di ciascun motore ed i rapporti di velocità fra di loro, invia i relativi dati al tunnel di azionamenti elettrici 35 a velocità variabile. Questo tunnel 35 a sua volta provvede a pilotare i motori dei fusi 16 e 15 ed il motore 36 degli assi di stiro 17 e prestiro 17', il motore 37 dell'asse di alimentazione 20, ed il motore 38 dell'asse di raccolta 21.
Tutti questi motori sono gestiti in asse elettrico con funzioni di buco di rete, gestite da un controllo di buco di rete 40 e da una alimentazione intelligente 41 in caso di microinterruzioni, anch'esse appartenenti al tunnel di azionamenti 35.
Gli assi pilotati dai motori 36, 37 e 38 sono rispettivamente l'asse stiro 17 e prestiro 17', l'asse alimentazione 20 e l'asse raccolta 21.
Il sistema di calcolo ed ottimizzazione 12 comanda pure una zettatura elettronica che è costituita da un sistema di controllo zetto 42 che realizza le funzioni di rastremazione, differenziazione e scompigliatura .
Il sistema di controllo zetto 42 agisce a sua volta su un sistema di controllo posizione 43, in pratica un controllo assi, che genera i comandi necessari per comandare lo zetto in posizione.
Infine è presente anche un driver del brushless 44 che è un attuatore a basso livello dedicato a tramutare i comandi di velocità e posizione in segnali di pilotaggio per il motore 39, di tipo brushless, di zettatura.
Sono inoltre indicati in figura 3 i due fusi forati 18 e 19 con montato il rocchetto flangiato. Infine è sempre previsto il sensore di prossimità 22 che permette di leggere la velocità di rotazione dell'albero di raccolta 21 e di calcolare da essa il numero di metri avvolti alla raccolta in base ai quali viene ottimizzata la velocità in continuo.
In generale, l'azione di variazione della velocità è realizzata dal sistema di calcolo ed ottimizazione 12 che può prevedere un microprocessore o un PLC che, ad esempio, misura i metri di filo avvolti alla raccolta mediante un sensore di prossimità, e in funzione di questi ultimi imposta la velocità ottimale dei fusi durante tutta la lavorazione.
Il valore desiderato di velocità viene inviato all'azionamento del motore a velocità variabile tramite una linea di comunicazione seriale.
L'impostazione del diagramma di variazione della velocità è realizzata su un visualizzatore 50 nel sistema di visualizzazione di interfaccia operatore 11, ad esempio con quattro linee da 20 caratteri ciascuna e tastierino funzionale; è prevista anche una versione con impostazione grafica del profilo di velocità.
Un'alternativa più avanzata del metodo di controllo della velocità continua secondo l'invenzione è la realizzazione di un algoritmo automatico di impostazione della velocità che utilizza uno o più criteri di limitazione quali:
- la potenza assorbita dal motore (funzionamento a potenza costante allo svuotarsi dell'elemento rotante che porta il filo),
- la tensione massima del filo dopo il riccio rompiballoon misurata con apposito sensore in linea (funzionamento a tensione costante),
- l'ottimizzazione del consumo energetico (viene impostata quella curva che garantisce il massimo risparmio di energia durante 1'intero ciclo di lavorazione della macchina),
- il tempo di cavata (la velocità verrà impostata in modo tale da andare in cavata al movimento previsto), - una qualunque combinazione dei criteri di limitazione precedenti.
Il programma permette di impostare uno o più dei criteri sopra esposti e calcola quindi il profilo ottimale di velocità in funzione degli obiettivi prescelti .
Eventuali aggiunge o miglioramenti potranno essere realizzati dagli esperti del ramo alla forma applicativa sopra descritta ed illustrata delle disposizioni esemplificative, atto a realizzare il controllo della velocità secondo la presente invenzione.
In particolare potranno essere previsti metodi di impostazione dei dati diversi da quelli descritti ed illustrati nonché sistemi di comando e realizzazione del controllo della velocità variabile differenti. In tal modo è possibile ottenere durante la lavorazione la massima velocità possibile compatibilmente coi limiti meccanici e tecnologici del filo.
Claims (11)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la modulazione continua della velocità di macchine tessili di spiralatura e di torcitoi, in cui è previsto almeno un motore di azionamento (16, 15, 36-39) di comando di almeno una linea di fusi (18, 19) di alimentazione ad un rocchetto (26) di raccolta del filato in bobina, caratterizzato dal fatto di prevedere un sistema di comando (14, 13, 35) a velocità variabile di detto almeno un motore (16, 15, 36-39) della macchina impostabile tramite una interfaccia (11) azionata da un operatore, in detto sistema di comando (14, 13, 35) detta interfaccia (11) essendo impostabile a realizzare una variazione continua di velocità della macchina durante tutto il corso di lavorazione in funzione di parametri prescelti.
- 2. Metodo per la modulazione continua della velocità di macchine tessili secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere quale sistema di comando un controllore a velocità variabile (13, 14, 30-34, 42) connesso ad un relativo motore a velocità variabile (16, 15, 36-39).
- 3. Metodo per la modulazione continua della velocità di macchine tessili secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di utilizzare quale parametro, atto a realizzare la variazione di velocità della macchina, il tempo di lavorazione.
- 4. Metodo per la modulazione continua della velocità di macchine tessili secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di utilizzare quale parametro, atto a realizzare la variazione di velocità della macchina, i metri di filato avvolti su una bobina di raccolta (26).
- 5. Metodo per la modulazione continua della velocità di macchine tessili secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di utilizzare quale parametro, atto a realizzare la variazione di velocità della macchina, una variazione della velocità secondo una legge preimpostata determinata da parametri selezionati che danno luogo ad una funzione particolare.
- 6. Disposizione per la regolazione della velocità di macchine tessili di spiralatura e di torcitoi, che utilizza il metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato di prevedere un sistema di comando (14, 13, 35) a velocità variabile di detto almeno un motore (16, 15, 36-39) della macchina, anch'esso a velocità variabile, tramite una interfaccia (11) azionata da un operatore.
- 7. Disposizione secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto di prevedere un sensore (22) associato ad un albero di raccolta (21) di filato su un rocchetto (26) a realizzare una bobina, che permette di leggere la velocità di rotazione di detto albero di raccolta (21).
- 8. Disposizione secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto di prevedere un motore principale (16) ed un secondo motore secondario (15), correlati a rispettivi controllori a velocità variabile (13, 14), nonché ad un sistema di calcolo ed ottimizzazione (12) che elabora ed invia dati, detto motore principale (16) comandando tramite una serie di cinematismi (23) la rotazione a velocità controllata di alberi di stiro e prestiro (17, 17'), alberi del sovralimentatore (20) e di raccolta (21) in sincronismo meccanico, secondo un parametro preimpostato da una interfaccia operatore (11) costituita da un'pannello e da un visualizzatore (50).
- 9. Disposizione secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto di prevedere un tunnel di azionamento (35) comprendente una serie di controllori a velocità variabile (13, 14, 30-34, 42) connessi a relativi motore a velocità variabile (16, 15, 36-39) collegati alle varie parti della macchina tessile, essendo previsto un sistema di calcolo ed ottimizzazione (12) che elabora ed invia dati secondo un parametro preimpostato da una interfaccia operatore (11) costituita da un pannello e da un visualizzatore (50) a detto tunnel di azionamento (35).
- 10. Disposizione secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto di inoltre un controllore zetto (42) che agisce a sua volta su un sistema di controllo posizione (43) che genera comandi necessari per comandare lo zetto in posizione con interposizione di un driver (44) per un motore brushless (39) di uno zetto.
- 11. Metodo per la modulazione continua della velocità di macchine tessili di spiralatura e di torcitoi e disposizione per la regolazione della velocità di macchine tessili di spiralatura e di torcitoi, che utilizza il citato metodo come in precedenza descritti e come illustrato nei disegni allegati.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 0001 | Granted |