ITTO20010737A1 - Metodo e sistema perfezionati di controllo dei dispositivi frenatramaelettrocomandati per la regolazione automatica della tensione meccanic - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

"Metodo e sistema perfezionati di controllo dei dispositivi frenatrama elettrocomandati per la regolazione automatica della tensione meccanica del filo di trama nelle macchine tessili ad inserzione meccanica."

La presente invenzione concerne un metodo ed un sistema perfezionati di controllo dei dispositivi frenatrama elettrocomandati, per la regolazione automatica della tensione meccanica del filo di trama nelle macchine tessili ad inserzione meccanica.

Più particolarmente l'invenzione concerne i sistemi di regolazione automatica della tensione meccanica del filo di trama alimentato alle macchine di tessitura nelle quali la trama viene agganciata ed inserita nel passo meccanicamente; tali macchine comprendendo i telai di tessitura a pinza positiva e negativa, i telai a proiettile e quelli a lancia, mentre sono escluse dal campo dell'invenzione, le macchine di tessitura con inserzione di trama a getto di fluido.

Come è noto nei processi di tessitura, l’alimentazione del filo di trama al telaio, o macchina di tessitura del tipo specificato, avviene, a partire dalla rocca di filo, attraverso un apparecchio alimentatore di trama, con associato un freno di ingresso a regolazione manuale ed ulteriormente attraverso ad almeno un dispositivo frenatrama elettrocomandato, tipicamente a controllo elettronico, entrambi interposti tra la rocca ed il telaio stesso.

I sistemi di regolazione automatica noti sono stati sviluppati

per agire sui dispositivi frenatrama elettrocomandati essenzialmente nell'intento di conseguire gli importanti scopi di seguito precisati:

- assicurare che la tensione del filo di trama rimanga sostanzialmente costante durante il proceso di tessitura indipendentemente: a) dalle variazioni della geometria della rocca di filo nel passaggio dalla configurazione piena a quella vuota, b) dalle

diverse impostazioni scelte per il detto freno di ingresso O· associato all'alimentatore di trama, c) dalle diverse angolazioni

che il filo di trama è costretto ad assumere nel percorso compreso tra la rocca ed il telaio, d) dall'usura degli elementi frenanti;

- assicurare la presenza, sul filo di trama, di una tensione meccanica sufficientemente elevata in particolari istanti transitori

del processo di inserzione della trama, tipicamente nelle fase di pinzaggìo, in quella di scambio tra la pinza portante e quella

traente e nella fase di arrivo del filo di trama,

- assicurare che nell'intera fase di inserzione della trama il valore della tensione meccanica sul filo non raggiunga soglie

troppo elevate il cui superamento causa la rottura del filo stesso

in corrispondenza di propri punti deboli.

A questo scopo i suddetti noti sistemi di regolazione automatica agiscono sul controllo elettronico del dispositivo frenatrama con un anello di regolazione il quale, come verrà nel seguito meglio descritto, si avvale del segnale di misura della

reale tensione del filo -emesso da un corrispondente sensore di

misura- come segnale di retroazione dell'anello medesimo il cui

riferimento è rappresentato da un segnale prefissato corrispondente alla tensione desiderata per il filo. Il primo segnale viene

sottratto dal secondo per ottenere un segnale di errore e

quest'ultimo viene elaborato da mezzi logici (blocco logico tipo

PID) che ricavano un segnale-informazione capace di annullare

l'errore medesimo. A tale segnale-informazione viene fatta cor ο· rispondere -tramite adeguati circuiti di potenza- una azione

frenante di intensità proporzionale esercitata dal frenatrama; il

suddetto segnale-informazione essendo pertanto nel seguito anche denominato "azione frenante".

Il diagramma (disegnato a tratto leggero in figura 3) dei segnale corrispondente alla reale tensione del filo di trama, in

funzione della posizione angolare (in gradi) dell’albero principale

della macchina tessile, -alimentata con un sistema comprendente

l'alimentatore di trama ed un frenatrama a lamine sovrapposte,

cosidetto a papera- mostra tuttavia chiaramente che detto

segnale, ottenuto controllando il frenatrama con il predetto

anello di regolazione di tipo noto, è e rimane soggetto a flut

tuazioni continue, ad elevata frequenza.

Tali fluttuazioni, prodotte dalle variazioni dei sopraelencati parametri del processo di tessitura (geometria della rocca, usura dei mezzi frenanti, percorso del filo ecc. ), destabilizzano sensibilmente l'azione dell'anello di regolazione a scapito del corretto controllo della tensione del filo e del corretto svolgimento del processo di tessitura, anche a causa della loro imprevedibile variabilità dall'uno all'altro colpo di inserzione.

La presente invenzione, partendo dalla nozione di tale grave inconveniente è diretta ad eliminarlo.

In particolare lo scopo precipuo ed importante della presente invenzione è quello di perfezionare il metodo di misura della tesione realmente agente sul filo di trama ed il sistema di controllo del frenatrama, per eliminare le suddette rapide fluttuazioni del segnale di tensione e le incertezze da esse prodotte nel funzionamento dell'anello di regolazione della corrente di eccitazione del dispositivo frenatrama.

Ciò si ottiene, secondo la presente invenzione, con un metodo ed un sistema perfezionati aventi le caratteristiche specifiche definite dalle rivendicazioni che seguono.

Sostanzialmente l'invenzione si basa sul concetto di assumere come misura della tensione diretta del filo -costituente il segnale di retroazione dell'anello di regolazione del frenatrama- non già il valore istantaneo della tensione stessa, ma una valore medio calcolato in prefissati intervalli dell'inserzione della trama e per un prefissato numero di colpi di inserzione in modo che detto valore medio di tensione del filo sia sostanzialmente stabile e non viziato dalle predette rapide fluttuazioni.

Corrispondentemente il metodo secondo l’invenzione consiste: -nel suddividere il periodo complessivo di inserzione della trama in intervalli, espressi per esempio in angoli di rotazione dell'albero principale dèlia macchina tessile, predefiniti e modificabili, -neU'impostare, in ciascuno dei detti intervalli, valori predeterminati (modificabili a scelta) di riferimento della frenatura media che si desidera esercitare sul filo in detto intervallo, -nel calcolare, durante l'inserzione, la tensione media relativa a ciascuno degli intervalli definiti considerando l'insieme dei valori medi di tensione per ogni colpo di inserzione,

- nel ricavare, dai valori medi diogni i-esimo colpo di inserzione, il valore medio rélativo all’intervallo considerato, -nel confrontare ogni singolo valore di riferimento predefinito con il corrispondente valore medio misurato ricavandone un segnale di errore e da quest'ultimo, un corrispondente segnaleinformazione al quale far corrispondere un'azione frenante capace di annullare detto errore.

Le caratteristiche, le finalità ed i vantaggi del metodo e del dispositivo secondo la presente invenzione risulteranno chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue e con riferimento agli allegati disegni, forniti a titolo di esempio non limitativo nei quali:

-Fig. 1 è lo schema a blocchi di un sistema di alimentazione del filo di trama ad un telaio ad inserzione meccanica con un anello di regolazione del dispositivo frenatrama di tipo noto,

-Fig. 2 è lo schema a blocchi di un sistema di alimentazione simile a figura 1 perfezionato secondo la presente invenzione, -Fig. 3 è un diagramma di confronto delle tensioni del filo, espresse in funzione della posizione angolare della macchina tessile, ottenute col sistema di regolazione di figura 1 e rispettivamente con quello perfezionato di figura 2.

Riferendosi inizialmente alla figura 1 con SAL è genericamente indicato un noto sistema di alimentazione dèi filo di trama F ad un telaio TE del tipo ad inserzione meccanica. Tale sistema, comprende sostanzialmente la rocca RO di avvolgimento del filo di trama F, un apparecchio P alimentatore di trama, un frenatrama LF, per esempio del tipo a lamine contrapposte descritto nel brevetto europeo EP 622.485 e denominato anche freno a papera, interposto tra l'alimentatore P ed il telaio TE ed un sensore TM per la misura diretta del valore della tensione meccanica T sul filo F; detto sensore essendo inserito immediatamente a valle del freno LF.

In modo per sè noto l'alimentatore P comprende un tamburo TA sul quale un braccio a mulinello BR, azionato da un motore MO, avvolge e ripristina una pluraltà di spire di filato, costituenti una riserva di filato RT, che su richiesta del telaio TE si svolgono dal tamburo TA ad ogni inserzione di trama passando in un guidafilo GA .

Analogamente in modo per sè noto il frenatrama LF comprende una lamina fissa ed una mobile tra le quali passa il filo F ed un attuatore elettromeccanico MF che, alimentato da una corrente di eccitazione modulata dal segnale emesso dal sensore TM preme più o meno intensamente la lamina mobile contro quella fissa variando il grado di frenatura, e cioè l'azione frenante AF, esercitata sul filo F.

A questo scopo il sensore TM genera un segnale tens-mis rappresentante sostanzialmente il segnale di retroazione dell’anello A di controllo del frenatrama LF. Tale anello di controllo comprende un blocco logico sottrattore 1 nel quale il segnale tens-mis viene sottratto da un segnale di riferimento tens-rif rappresentante il valore della tensione meccanica desiderato per il filo F di trama. All'uscita del sottrattore 1 è perciò presente un segnale di errore, denominato error, rappresentante la differenza tra la tensione meccanica di riferimento e quella misurata all'istante considerato. Il segnale error viene inviato all'ingresso di un noto regolatore PID indicato con 2, il quale ricava un segnale-informazione fren-ref di riferimento-freno tale da annullare il segnale error. Mediante un bloccco logico 3 ed un circuito di potenza DRV il segnale fren-ref genera una corrente di eccitazione le permettente al freno LF di produrre la corrispondente azione frenante AF sostanzialmente proporzionale al detto segnale fren-ref. L'anello si chiude preferibilmente con un segnale di retroazione addizionale fren-info (per esempio costituito da una porzione della corrente le) inviato al blocco logico 3.

Con riferimento alla figura 2, nella quale le parti simili o corrispondenti sono indicate con lo stesso numero di riferimento, viene ora descritto il perfezionamento secondo la presente invenzione consistente nel fatto che il periodo di inserzione della trama viene suddiviso in intervalli x predefiniti e modificabili, per esempio espressi in gradi di rotazione dell'albero principale del telaio TE (fig. 3) come di seguito specificato:

-1° intervallo da 70° a 100° corrispondente alla fase di pinzaggio della trama,

-11° intervallo, adiacente al primo e compreso tra 100" e 160° corrispondente alla fase di trasporto della trama nel passo da parte della pinza portante,

-111° intervallo, adiacente al secondo e compreso tra 160° e 200° corrispondente alla fase dello scambio del filo di trama tra la pinza portante e quella traente,

-IV° intervallo, adiacente al terzo e compreso tra 200° e 280° corrispondente alla fase di trasposrto della trama nel passo da parte della pinza traente,

-V° ed ultimo intervallo compreso tra 280°e 320° corrispondente alla fase di fine inserzione della trama.

Naturalmente il numero di intervalli x di suddivisione del periodo di inserzione e la loro specifica ampiezza angolare non è limitativa ed i valori sopra elencati sono soltanto puramente esemplificativi .

La figura 2 mostra inoltre che secondo la presente invenzione, per ognuno degli intervalli angolari x sopradefiniti sono pure definiti, comunque varabili a piacere, valori di riferimento di frenatura RFx con x compreso tra 1 ed n dove n rappresenta il numero di intervalli di suddivisione, e perciò n=5 nel caso esemplificato. Ciascuno di tali riferimenti rappresenta il valore desiderato della frenatura media esercitata sul filo F nell'intervallo xesimo corrispondente.

Con il metodo oggetto dell'invenzione, viene calcolata, durante l'inserzione, la tensione media relativa a ciascuno degli intervalli x definiti e si ottiene così l'insieme dei valori medi Tmxi dove "i" rappresenta il numero di colpi di inserzione preso in considerazione. Infatti, oltre ai valori medi dell'inserzione in corso, (Tmxo) il controllore di macchina, del quale si dirà nel seguito, mantiene in memoria i valori medi dì tensione relativi agli ultimi m colpi di inserzione dove m è convenientemente compreso tra 0 (zero) e 7; nell'esempio di figura 2 m essendo compreso tra 0 e 3 ed il valore 0 essendo assunto per indicare il colpo di inserzione in atto.

A tale scopo il blocco operativo logico 1, includente il suddetto controllore di macchina, calcola i valori Tmxi ricavandoli dal valore istantaneo della tensione tens-mis e dal valore istantaneo tel-pos della posizione angolare dell’albero principale del telaio TE fornita da un sensore angolare SA associato a detto albero. Inoltre, ad ogni colpo di inserzione, il successivo blocco logico indicato con 2, calcola il valore medio TMx corrispondente alla media di tutti i valori precedenti Tmxi relativi ad ogni ogni intervallo x ponendo:

Ulteriormente il blocco logico 3 confronta ogni valore di riferimento di frenatura RFx con il valore medio TMx dell'intervallo x corrispondente ed in base all'errore risultante da tale confronto determina, in modo noto l'azione frenante AFx (atta ad annullare l'errore) che il freno LF dovrà esercitare durante l'intero e corrispondente intervallo di frenatura x per l'inserzione a venire. In successione il blocco logico 4 commuta, in funzione della posizione angolare tel-pos dell'albero del telaio TE, il valore AFx sull'uscita fren-ref e quest'ultimo segnale, mediante il blocco logico 5 ed il circuito di potenza DRV, genera la corrente di eccitazione Im atta ad energizzare l'attuatore MF del freno per produrre la corrispondente azione frenante AFx. Nel diagramma della figura 3 la curva a tratto marcato mostra i valori della tensione meccanica rilevata sul filo di trama ed elaborata col metodo a valori mediati calcolati, secondo l'invenzione, per intervalli angolari x prefissati; tale curva, in accordo con gli scopi espressamente dichiarati, essendo esente da fluttuazioni e/o variazioni ad alta frequenza.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di esecuzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato a titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1)- Metodo perfezionato di controllo dei dispositivi frenatrama elettrocomandati per la regolazione automatica della tensione meccanica del filo (F) di trama nelle macchine tessili (TE) ad inserzione meccanica, nel quale la corrente di eccitazione (le) del dispositivo frenatrama (LF) è controllata da un anello (A) di regolazione che si avvale del segnale di misura (tens-mis) della reale tensione del filo come segnale di retroazione dell’anello di regolazione (A) medesimo, caratterizzato dal fatto che consiste nell’assumere come misura della tensione diretta del filo (F) un valore medio (TMx) calcolato in prefissati intervalli (x) della inserzione della trama e per un prefissato numero (i) di colpi di inserzione in modo che detto valore medio (TMx) di tensione del filo sia sostanzialmente stabile e non viziato da fluttuazioni prodotte dalle variazione dei parametri del processo di tessitura. 2)- Metodo di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che consiste: -nel suddividere il periodo complessivo di inserzione della trama in intervalli (x) predefiniti e modificabili, -nell'impostare, in ciascuno dei detti intervalli (x) , valori (RFx) predeterminati (modificabili a scelta) di riferimento della frenatura media che si desidera esercitare sul filo nel detto intervallo, -nel calcolare, durante l'inserzione, la tensione media (Tmxi) del filo (F) relativa a ciascuno degli intervalli (x) definiti con si derando l'insieme (TMxi) dei valori medi di tensione per ogni colpo di inserzione, - nel ricavare, dai valori medi (TMxi) di ogni i-esimo colpo di inserzione, il valore medio (TMX) relativo all'intervallo (x) considerato, -nel confrontare ogni singolo valore di riferimento (RFx) predefinito con il corrispondente insieme di valori medi (TMx) misurato ricavandone un segnale di errore e -nell'elaborare un segnale-informazione al quale far corrispondere un'azione frenante (AFx) capace di annullare detto errore . 3)- Metodo di controllo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detto periodo di inserzione della trama è suddiviso in intervalli (x) angolari espressi in gradi di rotazione dell'albero principale della macchina tessile (TE) . 4)- Metodo di controllo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto periodo di inserzione della trama è suddiviso in cinque intervalli (x1....x5) rispettivamente corrispondenti: alla fase di pinzaggio del filo di trama, alla fase di trasporto della trama nel passo da parte della pinza portante, alla fase di scambio del filo di trama tra la pinza portante e quella traente, alla fase di trasporto della trama nel passo da parte dèlia pinza traente, alla fase di fine inserzione della trama. 5)- Metodo perfezionato di controllo dei dispositivi frenatrama elettrocomandati (LF) per la regolazione automatica della tensione meccanica del filo (F) di trama nelle macchine tessili (TE) ad inserzione meccanica, sostanzialmente come descritto illustrato e per gli scopi specificati. 6)- Sistema perfezionato di controllo di dispositivi frenatrama elettrocomandati (LF) per la regolazione automatica della tensione meccanica del filo (F) di trama nelle macchine tessili (TE) ad inserzione meccanica, caratterizzato dal fatto che comprende un organo sensore (TM) di rilievo della tensione meccanica del filo (F) e primi mezzi funzionali logici (1) atti a calcolare una serie di valori medi (Tmxi) della tensione in corrispondenti intervalli (x) di di suddivisione del periodo di inserzione della trama per ottenere un insieme (TMxi) di valori medi di tensione per ogni colpo (i) di inserzione e secondi mezzi funzionali logici (2 e 3 ) atti a confrontare singoli valori di riferimento (RFx) della frenatura, predefiniti e variabili a scelta, con il corrispondente valore medio (TMx) misurato ricavandone un segnale di errore e da quest'ultimo un corrispondente segnale (AF) di azione frenante che ulteriori mezzi logici (4, 5, DRV) convertono in una corrente (Im) di eccitazione per l'attuatore (MF) dei frenatrama èlettrocomandato atta a far compiere a detto frenatrama la detta azione frenante. 7)- Sistema secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che d^tti primi mezzi funzionali logici (1) calcolano i detti valori medi (Tmxi) della tensione del filo (F) ricavandoli dal valore istantaneo della tensione (tens-mis) fornito dal detto sensore (TM) e dal valore istantaneo (tel-pos) della corrispondente posizione angolare dell'albero principale del telaio (TE) fornita da un ulteriore sensore angolare (SA) associato a detto albero. 8)- Sistema secondo le rivendicazioni 5 e 6 e sostanzialmente come descritto, illustrato a per gli scopi specificati.