ITTO20110840A1

ITTO20110840A1 - Metodo di taratura di alimentatori di filato a tensione controllata su linee di tessitura.

Info

Publication number: ITTO20110840A1
Application number: IT000840A
Authority: IT
Inventors: Mirko Ruggeri; Enrico Zenoni; Pietro Zenoni
Original assignee: Lgl Electronics Spa
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-03-21
Also published as: CN103010835A; CN103010835B; EP2573027B1; EP2573027A1

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:

"Metodo di taratura di alimentatori di filato a tensione controllata su linee di tessitura"

Il presente trovato riguarda un metodo per la taratura di alimentatori di filato a tensione controllata su linee di tessitura, dove per linea di tessitura si intende genericamente qualsiasi linea di lavorazione di filato finalizzata alla realizzazione di un tessuto o maglia, includendo pertanto linee da maglieria e simili.

Come noto, una generica linea di tessitura comprende una pluralitÃ di alimentatori di filato che servono un'unica macchina a valle. Tali alimentatori possono essere sia del tipo cosiddetto "positivo", in cui il filato Ã ̈ avvolto su un tamburo motorizzato che lo preleva da una rocca e lo invia alla macchina a valle, sia del tipo cosiddetto "negativo", in cui il filato si svolge da un tamburo fisso su richiesta della macchina. A seconda delle esigenze, una linea puÃ² prevedere sia alimentatori tutti dello stesso tipo, sia alimentatori di tipi diversi.

Il funzionamento di ogni alimentatore Ã ̈ controllato in modo da mantenere la tensione del filato alimentato alla macchina sostanzialmente costante e pari ad un valore preimpostato, che puÃ² essere il medesimo per tutti gli alimentatori oppure per gruppi di alimentatori, a seconda del disegno da realizzare. In particolare, come ben noto al tecnico del ramo, durante la lavorazione del capo Ã ̈ molto importante minimizzare sia le fluttuazioni di tensione su ogni singolo alimentatore, sia le differenze di tensione tra quegli alimentatori della linea che sono destinati a lavorare alla medesima tensione, al fine di evitare difetti nei capi finiti ed ottimizzare la resa di produzione.

Per il suddetto controllo in tensione, ogni alimentatore della linea Ã ̈ tipicamente provvisto di un rispettivo sensore che misura la tensione immediatamente a valle dell'alimentatore e che, generalmente, Ã ̈ integrato nell'alimentatore stesso. Negli alimentatori positivi, dove la tensione dipende dalla differenza tra la velocitÃ di rotazione del tamburo dell'alimentatore e la velocitÃ di assorbimento della macchina a valle, la tensione viene controllata modulando la velocitÃ di rotazione del tamburo in base al segnale ricevuto dal sensore di tensione, tramite un anello di controllo. Negli alimentatori negativi, invece, si fa uso di un freno munito di un organo frenante troncoconico cavo che, premendo contro il bordo d'uscita del tamburo fisso su comando di un attuatore elettrico pilotato in base al segnale ricevuto dal sensore di tensione, frena il filato in svolgimento in modo controllato.

Un tipico sensore di tensione comprende una coppia di occhielli guidafilo allineati tra i quali Ã ̈ interposto un tastatore che, deviando il filato in scorrimento tra i due occhielli, Ã ̈ soggetto alla tensione del filato stesso.

Un limite noto del succitato sistemo di controllo della tensione Ã ̈ che, anche se i sensori installati sulla linea si assumono tutti nominalmente identici, in realtÃ tra di essi sussistono inevitabilmente delle differenze, sia pur minime, dovute alle tolleranze di fabbricazione. Tali differenze possono alterare la precisione di misurazione del sensore e, circostanza ancor piÃ¹ grave, alterarla in modo variabile tra un alimentatore e l'altro della medesima linea.

Inoltre, anche assumendo che i sensori siano tutti idealmente identici tra di loro, le condizioni reali in cui ognuno di essi opera una volta installato sulla linea possono essere molto diverse sia dalle condizioni nominali controllate in cui Ã ̈ stato calibrato in fabbrica, sia dalle condizioni in cui operano gli altri sensori. Tale circostanza puÃ² far sÃ¬ che la tensione reale del filato a valle del sensore venga alterata e, ancor piÃ¹ grave, venga alterata in modo variabile tra i vari alimentatori della medesima linea, i quali, invece, dovrebbero lavorare alla medesima tensione. Come ben noto al tecnico del ramo, alcuni dei fattori che possono alterare la tensione a valle del sensore derivano dal posizionamento dell'alimentatore che porta il sensore stesso e sono, p.es., l'angolo d'uscita del filato dal sensore di tensione, l'angolo d'ingresso del filato nel rispettivo occhiello d'ingresso della macchina, la distanza tra l'alimentatore ed il punto d'ingresso del filato nel capo, e cosÃ¬ via.

Inoltre, si deve considerare che non tutti i filati a valle dei rispettivi alimentatori eseguono lo stesso percorso. Infatti, in alcuni casi il filato segue una traiettoria rettilinea fino all'occhiello d'ingresso nella macchina, in altri casi puÃ² eseguire un percorso spezzato, con piÃ¹ deviazioni realizzate tramite occhielli guida-filo di rinvio, provocando un'ulteriore variazione nella tensione reale con cui il filato entra nella macchina.

E' altresÃ¬ ben noto al tecnico del ramo che occhielli guida-filo del medesimo materiale (tipicamente ceramica) possono presentare rudositÃ leggermente diverse tra loro. Altri fattori che possono influenzare la tensione del filato a valle dell'alimentatore in modo diverso tra un alimentatore e l'altro sono, p.es., la velocitÃ di scorrimento del filato, il tipo di filato, ecc.

Per tutte le suddette ragioni ed altre ancora, durante la lavorazione si Ã ̈ riscontrato che le tensioni reali dei filati in ingresso alla macchina non solo normalmente differiscono dalla tensione desiderata su cui sono impostati gli alimentatori ma, circostanza ben piÃ¹ grave, quegli alimentatori teoricamente destinati a lavorare alla medesima tensione in realtÃ possono lavorare a tensioni diverse tra loro di quantitÃ non trascurabili, causando deformazioni e distorsioni indesiderate nella maglia.

Nella pratica, si Ã ̈ constatato che il valore di tensione reale del filato misurata nel punto d'ingresso alla macchina puÃ² differire dalla tensione misurata dal sensore del 20-25% in quantitÃ variabile sull'intero intervallo da un'alimentatore all'altro.

EP 1901 984 descrive un apparato di alimentazione in cui, per ogni alimentatore, Ã ̈ previsto un secondo sensore che misura la tensione del filato in prossimitÃ della macchina a valle e, durante la lavorazione, corregge in tempo reale la misurazione effettuata dal primo sensore in funzione della differenza tra i due valori misurati.

BenchÃ© il sistema di EP 1901 984 renda effettivamente piÃ¹ preciso il controllo in tensione sul singolo alimentatore, tuttavia non risulta soddisfacente sia perchÃ© incrementa il costo complessivo dell'apparato, in quanto, per ogni alimentatore, deve essere previsto un secondo sensore, sia perchÃ© anche i sensori aggiuntivi, benchÃ© nominalmente identici, presenteranno inevitabilmente delle differenze di fabbricazione e comportamenti diversi a seconda del loro posizionamento, e piÃ¹ in generale costituiranno un fattore di disturbo variabile tra un alimentatore e l'altro.

Pertanto, lo scopo principale del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un metodo di taratura di alimentatori di filato a tensione controllata su linee di tessitura, che permetta di minimizzare le differenze tra le tensioni reali dei filati che si desidera alimentare alla medesima tensione, compensando sia le disuniformitÃ dovute alle differenze intrinseche tra i vari sensori, sia le differenze derivanti dalle diverse condizioni in cui i vari alimentatori operano.

Il suddetto scopo ed altri vantaggi, quali risulteranno piÃ¹ chiaramente dal seguito della descrizione, sono raggiunti dal metodo di taratura avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1, mentre le rivendicazioni subordinate descrivono altre caratteristiche vantaggiose del trovato, ancorchÃ© secondarie.

Si descriverÃ ora piÃ¹ in dettaglio il trovato con riferimento ad alcune sue realizzazioni preferite ma non esclusive, illustrate a titolo d'esempio non limitativo negli uniti disegni, in cui:

- la Fig.1 Ã ̈ una vista schematica in pianta illustrante una porzione angolare di una linea di maglieria circolare alla quale Ã ̈ applicabile il metodo di taratura secondo il trovato;

- la Fig.2 Ã ̈ uno schema a blocchi della linea di maglieria di Fig.1;

- la Fig. 3 Ã ̈ lo schema circuitale di un anello di regolazione della tensione associato ad un alimentatore della linea di Fig. 2, tarato in base a una prima realizzazione del metodo secondo il trovato;

- la Fig. 4 Ã ̈ lo schema circuitale di un anello di regolazione della tensione associato ad un alimentatore della linea di Fig. 2, tarato in base ad una seconda realizzazione del metodo secondo il trovato;

- la Fig. 5 Ã ̈ un diagramma di flusso illustrante alcune fasi del metodo di taratura secondo il trovato.

Con riferimento iniziale alla Fig. 1, una generica linea di lavorazione di filato comprende una macchina MU, che nell'esempio illustrato in Fig.1 Ã ̈ una macchina da maglieria di tipo circolare, circondata da una molteplicitÃ di alimentatori di filato D1, D2, ..., D8. Gli alimentatori trasmettono rispettivi filati F1, F2, ..., F8 da rispettive rocche R1, R2, ..., R8 a rispettivi occhielli d'ingresso OM1, OM2, OM8 della macchina MU. Nell'esempio di Fig. 1, la linea prevede una prima serie di alimentatori del tipo cosiddetto "negativo" D1, D3, D5, D7 disposti lungo una circonferenza piÃ¹ esterna, ed una seconda serie di alimentatori del tipo cosiddetto "positivo" D2, D4, D6, D8 disposti lungo una circonferenza piÃ¹ interna.

Come illustrato nelle figure, negli alimentatori positivi il filato Ã ̈ avvolto su un tamburo rotante motorizzato RD2, RD4, RD6, RD8, che preleva il filato dalla rispettiva rocca R2, R4, R6, R8 e lo invia alla macchina a valle MU, mentre negli alimentatori negativi il filato si svolge da un tamburo fisso S1, S3, S5, S7 su richiesta della macchina MU.

Il funzionamento di ogni alimentatore Ã ̈ controllato in modo da mantenere la tensione del filato da esso alimentato alla macchina MU sostanzialmente costante e pari ad un valore preimpostato che, nell'esempio qui descritto, per semplicitÃ si assume uguale per tutti gli alimentatori ma potrebbe anche essere uguale solo per gruppi di alimentatori (p.es, gli alimentatori positivi potrebbero lavorare su un primo livello di tensione e gli alimentatori negativi su un secondo livello di tensione).

A tal scopo, con riferimento anche alla Fig. 2, ogni alimentatore Ã ̈ munito di un rispettivo sensore di tensione SD1, SD2, ..., SDn disposto in corrispondenza della sezione d'uscita dall'alimentatore. Convenzionalmente, come illustrato schematicamente in Fig. 2, ogni sensore comprende una coppia di occhielli guida-filo allineati OC'1, OC''1, OC'2, OC''2, ..., OC'n, OC''n, tra i quali Ã ̈ interposto un tastatore T1, T2, ..., Tn, che, deviando il filato in scorrimento tra i due occhielli, Ã ̈ soggetto alla tensione del filato stesso.

Negli alimentatori positivi, dove la tensione dipende dalla differenza tra la velocitÃ di rotazione del tamburo dell'alimentatore e la velocitÃ di assorbimento della macchina a valle, la tensione viene controllata modulando la velocitÃ di rotazione del tamburo in base al segnale ricevuto dal sensore di tensione, tramite un anello di controllo. Gli alimentatori negativi, invece, sono provvisti di un freno munito di un organo frenante troncoconico cavo B1, B3, B5, B7 (Fig. 1) che, premendo contro il bordo d'uscita del tamburo fisso su comando di un attuatore elettrico (non illustrato) pilotato in base al segnale ricevuto dal sensore di tensione, frena il filato in svolgimento in modo controllato.

Le misurazioni effettuate dai vari sensori possono essere condizionate in misura variabile dalle inevitabili, benchÃ© minime, differenze di fabbricazione tra i sensori. Tali differenze possono pertanto alterare la precisione di misurazione del sensore e, circostanza ancor piÃ¹ grave, alterarla in modo variabile tra un alimentatore e l'altro della medesima linea.

Oltre a questi fattori, ve ne sono altri che possono alterare la tensione reale dei filati a valle dei sensori, prima dell'ingresso nella macchina, in modo variabile tra i vari rami di alimentazione o "cadute". Per esempio, nelle Figg.1 e 2 Ã ̈ evidenziato come gli angoli di uscita dei filati dai rispettivi sensori di tensione, cosÃ¬ come gli angoli di ingresso negli occhielli di ingresso alla macchina, variano normalmente tra un alimentatore e l'altro. Inoltre, i filati, a valle dei rispettivi alimentatori potrebbero eseguire percorsi diversi con piÃ¹ o meno deviazioni realizzate tramite occhielli guida-filo di rinvio (non illustrati). Altri fattori che possono influenzare la tensione in modo diverso tra un alimentatore e l'altro sono, p.es., velocitÃ diverse di alimentazione del filato v1, v2, ..., vn (Fig. 2), tipi diversi di filato, ecc.

Tutte le suddette differenze fanno sÃ¬ che le tensioni reali dei vari filati alimentati alla macchina normalmente differiscano sia dalla tensione desiderata, sia tra loro. Tale circostanza, come accennato sopra, puÃ² provocare deformazioni e distorsioni indesiderate nella maglia.

Al fine di minimizzare le suddette differenze, secondo il trovato si esegue una taratura preliminare della linea che comprende le fasi di:

- eseguire un ciclo campione, risultante nella formazione di un tessuto campione CT (Fig.2), con tutte le cadute disposte nella loro esatta configurazione di lavoro;

- durante l'esecuzione del ciclo campione, misurare in successione la tensione reale TM di tutti i filati in prossimitÃ dei rispettivi punti di ingresso nella macchina tramite un medesimo strumento di misura della tensione SR;

- calcolare, per ogni alimentatore, un fattore di correzione K in base al rapporto tra la tensione reale TM misurata dallo strumento SR e la tensione di riferimento TR in ingresso all'anello di controllo;

- introdurre nell'anello di regolazione di ogni alimentatore il rispettivo fattore di correzione K in modo da minimizzare la differenza tra la tensione misurata TM e la tensione desiderata TD.

Vantaggiosamente, negli esempi qui descritti il fattore di correzione K Ã ̈ uguale al rapporto tra la tensione misurata TM e la tensione di riferimento TR in ingresso all'anello di regolazione, secondo la relazione

K = TM/TR.

In una prima realizzazione del metodo secondo il trovato, schematizzata in Fig. 3, la compensazione si esegue moltiplicando il valore della tensione di uscita TO, rilevata dal sensore di tensione SD1, SD2, ..., SDn a bordo macchina, per il coefficiente K, cosÃ¬ da ottenere, in ingresso al nodo sommatore dell'anello di regolazione, una tensione di retroazione compensata TF = TO x K. Nello schema di Fig. 3, con ET Ã ̈ indicato l'errore di tensione calcolato dall'anello di regolazione in base alla differenza tra la tensione di retroazione compensata TF e la tensione di riferimento TR, con A Ã ̈ indicato il blocco di regolazione che include sia l'unitÃ di controllo sia il mezzo di regolazione fisico (freno o motore a seconda del tipo di alimentatore), mentre DT rappresenta idealmente l'insieme di fattori di disturbo che possono alterare la tensione a valle dell'alimentatore.

Sul piano pratico, la correzione si esegue programmando il software di controllo dell'alimentatore in modo da consentire l'introduzione del fattore di correzione K, tramite tecniche di programmazione rientranti nelle normali conoscienze del tecnico del ramo e pertanto non descritte qui in dettaglio. I passaggi del metodo sono illustrati schematicamente nel diagramma di flusso di Fig.5.

Durante il ciclo campione, l'operatore puÃ² impostare come tensione di riferimento TR la tensione desiderata TD, dopodichÃ© misurare la tensione in ingresso alla macchina TM tramite lo strumento SR e introdurla nella centralina di controllo C1, C2, ..., Cn (Fig.2) associata all'alimentatore. A questo punto, la centralina C1, C2, ..., Cn calcola automaticamente il valore del fattore di correzione K come rapporto tra TM e TR (=TD) e lo introduce nel braccio di retroazione dell'anello di regolazione, nel modo sopra descritto.

In alternativa, durante il ciclo campione l'operatore potrebbe modificare per tentativi la tensione di riferimento TR in ingresso all'anello fintanto che lo strumento di misura SR segna esattamente la tensione desiderata, e quindi introdurre il valore individuato nella centralina che calcolerÃ di conseguenza il valore del fattore di correzione K come rapporto tra TM (=TD) e TR.

Si Ã ̈ constatato in pratica che i valori del fattore di correzione calcolati secondo i due criteri sopra enunciati possono essere applicati indifferentemente. Tuttavia, Ã ̈ preferibile che su tutti gli alimentatori destinati ad operare alla medesima tensione si applichi lo stesso criterio.

In una seconda realizzazione del metodo secondo il trovato, schematizzata in Fig. 4, la compensazione si esegue moltiplicando la tensione desiderata TD per l'inverso del fattore di correzione K, in modo da ottenere, in ingresso al nodo sommatore dell'anello di regolazione, una tensione di riferimento compensata TR = TD x 1/K.

Sul piano pratico, durante il ciclo campione l'operatore puÃ² procedere analogamente a quanto descritto in merito alla prima realizzazione e, una volta che la centralina ha calcolato il valore di K, tale valore viene introdotto all'ingresso dell'anello di regolazione in modo da modificare il valore di riferimento dal valore desiderato TD (impostato dall'utente) a TR, secondo quanto sopra descritto.

Anche in questo caso, in alternativa l'operatore potrebbe modificare per tentativi la tensione di riferimento TR in ingresso all'anello di regolazione fintanto che lo strumento di misura SR segna esattamente la tensione desiderata, e quindi introdurre il valore individuato nella centralina, che calcolerÃ di conseguenza il valore di K come rapporto tra TM (=TD) e TR.

Naturalmente, Ã ̈ preferibile effettuare la misurazione tramite lo strumento SR il piÃ¹ vicino possibile al punto d'ingresso del filato nella macchina, compatibilmente con i limiti di spazio imposti dalla configurazione della macchina stessa, in modo da minimizzare l'influenza degli ulteriori possibili fattori di disturbo a valle dello strumento. Tuttavia, Ã ̈ molto importante che il punto scelto per la misurazione sia il medesimo per tutte le cadute.

Il metodo di taratura secondo le realizzazioni descritte presenta numerosi vantaggi in quanto consente di uniformare le tensioni reali dei filati in ingresso alla macchina sul valore desiderato, indipendentemente dalle possibili differenze tra i vari sensori di tensione e dalle diverse condizioni di alimentazione. A tal proposito, l'esperto del ramo apprezzerÃ come l'eventuale imprecisione dello strumento di misura utilizzato per la taratura si ripercuote in modo analogo su tutte le cadute. Peraltro, come il tecnico del ramo comprenderÃ facilmente, la tensione di riferimento TR puÃ² eventualmente essere corretta di un fattore, p.es., individuato empiricamente per tenere conto dell'errore introdotto dallo stesso strumento di misura.

Inoltre, la linea tarata tramite il metodo secondo il trovato ha il vantaggio che, in caso si imposti la tensione di lavoro su un valore diverso rispetto a quello su cui si Ã ̈ effettuata la taratura, non sarÃ necessario effettuare una nuova taratura in quanto il sistema applicherÃ il medesimo fattore di correzione all'anello regolato sul nuovo valore di riferimento.

Si sono descritte alcune realizzazioni preferite del trovato, ma naturalmente il tecnico del ramo potrÃ apportare diverse modifiche e varianti nell'ambito delle rivendicazioni. In particolare, benchÃ© negli esempi descritti il metodo sia stato applicato ad una linea impiegante una macchina da maglieria circolare, naturalmente lo stesso metodo si potrebbe parimenti applicare anche a linee di tessitura utilizzanti macchine rettilinee o di altro tipo.

Claims

"Metodo di taratura di alimentatori di filato a tensione controllata su linee di tessitura" Rivendicazioni 1. Metodo di taratura per linee di tessitura comprendenti una molteplicitÃ di alimentatori di filato (D1, D2, ..., Dn) alimentanti rispettivi filati (F1, F2, ..., Fn) ad una macchina a valle (MU) tramite rispettivi rami di alimentazione, il funzionamento di ognuno di detti alimentatori essendo pilotato da un rispettivo anello di controllo in tensione soggetto al segnale di uscita (TO) di un rispettivo sensore di tensione (SD1, SD2, ..., SDn) allo scopo di mantenere la tensione del filato in svolgimento sostanzialmente costante e pari ad una tensione desiderata (TD), caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - eseguire un ciclo campione con tutti i rami di alimentazione disposti nella loro esatta configurazione di lavoro; - durante l'esecuzione di detto ciclo campione, misurare in successione la tensione di tutti i filati in prossimitÃ dei rispettivi punti di ingresso nella macchina (MU), tramite un medesimo strumento di misura (SR); - calcolare, per ogni alimentatore, un fattore di correzione (K) in base al rapporto tra la tensione reale (TM) misurata dallo strumento (SR) e una tensione di riferimento (TR) in ingresso all'anello di controllo; - introdurre nell'anello di controllo di ogni alimentatore il rispettivo fattore di correzione (K) in modo da compensare la differenza tra detta tensione misurata (TM) e detta tensione desiderata (TD).
2. Metodo di taratura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto fattore di correzione (K) Ã ̈ dato dalla formula K= TM/TR, dove K Ã ̈ detto fattore di correzione, TM Ã ̈ la tensione reale misurata da detto strumento di misura (SR), e TR Ã ̈ detta tensione di riferimento in ingresso all'anello di controllo.
3. Metodo di taratura secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta compensazione si ottiene moltiplicando detto segnale di uscita (TO) per detto fattore di correzione (K) per ottenere, in ingresso al nodo sommatore dell'anello di regolazione, una tensione di retroazione compensata (TF) secondo la formula TF = TO x K, dove TF Ã ̈ detta tensione di retroazione compensata e TO Ã ̈ detto segnale di uscita.
4. Metodo di taratura secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta compensazione si ottiene moltiplicando detta tensione desiderata (TD) per l'inverso di detto fattore di correzione (1/K) in modo da ottenere, in ingresso al nodo sommatore dell'anello di regolazione, detta tensione di riferimento (TR) in base alla relazione TR = TD x 1/K, dove TR Ã ̈ detta tensione di riferimento.
5. Metodo di taratura secondo una delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che, per il calcolo del fattore di correzione (K), durante il ciclo campione la tensione di riferimento (TR) viene impostata pari alla tensione desiderata (TD).
6. Metodo di taratura secondo una delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che, per il calcolo del fattore di correzione (K), durante il ciclo campione la tensione di riferimento (TR) viene regolata per tentativi fino a che la tensione reale misurata (TM) risulta pari alla tensione desiderata (TD).