ITTO970351A1 - Tastatore ottico perfezionato per la sorveglianza della riserva di fil ato negli apparecchi alimentatori di trama ed apparecchio alimentatore - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal atitolo:

"Tastatore ottico perfezionato per la sorveglianza della riserva di filato negli apparecchi alimentatori di trama ed apparecchio alimentatore di trama incorporante detto dispositivo tastatore",

La presente invenzione concerne un dispositivo tastatore ottico per la sorveglianza della riserva di filato negli apparecchi alimentatori di trama a telai e macchine tessili in generale, e l'apparecchio alimentatore di trama incorporante tale dispositivo.

Più in particolare l'invenzione si riferisce agli apparecchi alimentatori di trama del noto tipo comprendente un tamburo fisso sul quale un braccio rotante a mulinello, azionato da un motore elettrico, avvolge una pluralità di spire spaziate di filato costituenti una riserva di trama, in cui le spire della riserva vengono svolte dal tamburo in quantità prefissata ad ogni battuta del telaio ed in cui sono provvisti mezzi tastatori ottici atti ad avviare e ad arrestare il motore che aziona il braccio a mulinello quando la riserva di trama scende al di sotto di un prefissato numero di spire e rispettivamente quando la riserva è totalmente ricostituita oppure in presenza di una rottura del filato.

Sono già noti dispositivi ottici di soveglianza e rilevamento della presenza delle spire del filato di riserva basati sull’impiego di uno o più emettitori di luce che dirigono i raggi luminosi sul filato avvolto sul tamburo e di uno o più ricevitori che raccolgono detti raggi e li convertono in segnali elettrici utilizzati per indicare la presenza o l'assenza delle spire spaziate di filato; nella presente descrizione intendendosi per raggi luminosi sia quelli compresi nello spettro dei raggi visibili, sia quelli compresi nello spettro dei raggi non visibili, per esempio infrarossi.

In particolare dal precedente brevetto europeo No. 624.674 è noto un dispositivo per sorvegliare la riserva di trama e la rotttura del filato di trama su apparecchi alimentatori di trama comprendente un diodo emettitore ed un fototransistore ricevitore disposti in corrispondenza della medesima faccia, superiore, di una piastra trasparente che giace sul tamburo dell'apparecchio alimentatore e che riceve le spire della riserva di trama. L'emettitore invia sulla piastra trasparente un fascio di raggi inclinato di un prefissato angolo di incidenza ed il ricevitore riceve un fascio di raggi emergenti dalla piastra trasparente ed inclinati di un angolo di riflessione, diverso da quello di incidenza, prodotto da mezzi a riflessione multipla disposti sull'altra faccia, inferiore, della piastra trasparente. I raggi incidenti ed emergenti vengono intercettati da una spira della riserva di filato quando detta spira perviene sulla piastra, per oscurare il ricevitore il quale emette un corrispondente segnale elettrico di presenza delle spire.

E' anche noto dal precedente brevetto europeo No. 327.973 un dispositivo di sorveglianza della riserva di trama basato sull'impiego di una coppia di celle fotoelettriche che inviano rispettivi raggi di luce, concentrati da lenti, su una superficie riflettente del tamburo sulla quale sono avvolte le spire della riserva e che generano segnali elettrici, prodotti dalla riflessione di detti raggi. Tali segnali elettrici hanno durate temporali differenti a seconda che le spire di filato che intersecano i raggi luminosi incidenti e/o riflessi, si svolgano dal tamburo su richiesta del telaio o avanzino sul tamburo avvolte dal braccio a mulinello per formare la riserva di trama. Un circuito elettronico, collegato alle celle fotoelettriche, è provvisto per discriminare i segnali prodotti dall'avanzamento delle spire che formano la riserva dai segnali prodotti dallo svolgimento delle spire che lasciano il tamburo richiamate dal telaio così che detti segnali vengono propriamente utilizzati per controllare il motore di azionamento.

E' altresì noto di tastare otticamente la presenza delle spire di filato della riserva di trama rilevando, per mezzo di un fotosensore atto a fornire un segnale elettrico utile, ì raggi di luce riflessi dal filato stesso ed emessi da una sorgente luminosa costituita da un fotodiodo o simile.

Una ulteriore tecnica nota, per esempio descritta nel precedente WO 91/18818, si avvale di una schiera di sensori, per esempio ottici, disposti sul tamburo in corrispondenza di rispettive spire della riserva ed atti a fornire segnali che vengono processati da circuiti elettronici per fornire diverse informazioni tra le quali informazioni di presenza o assenza delle spire di filato.

I sistemi di sorveglianza noti e sopra specificati presentano alcuni inconvenienti che ne limitano l'impiego e la diffusione. Generalmente infatti tali sistemi sono tutti relativamente complicati e costosi e quelli basati sulla riflessione ottica presentano l'inconveniente di una alterazione delle caratteristiche funzionali nel tempo dovute sia all'accumulo di polvere, filacce e simili, sia alla possibile variazione dei coefficienti di riflessione delle superfici riflettenti dovute all'usura e/o all'alterazione microstrutturale dei materali.

Inoltre i sistemi noti sopra menzionati presentano tutti, in misura più o meno accentuata, una sensibilità alla luce ambiente che può falsare i segnali di monitoraggio e che richiede quindi l'impiego di sofisticati circuiti elettronici di processo dei segnali stessi.

La presente invenzione, partendo dalla nozione di questi inconvenienti, è essenzialmente diretta ad eliminarli e, nell'ambito di questo scopo generale, ha i seguenti importanti scopi particolari:

-realizzare un dispositivo tastatore ottico perfezionato, di struttura estremamente semplificata, in grado di fornire un segnale diretto e discriminato di presenza o assenza delle spire di filato della riserva di trama,

- realizzare un dispositivo tastatore ottico perfezionto avente struttura di minimo ingombro e tale da poter essere facilmente associato all'apparecchio alimentatore di trama in particolare senza richiedere significative variazioni del profilo geometrico del tamburo di detti apparecchi,

realizzare un dispositivo tastatore ottico perfezionato comprendente componenti di tipo standard che non richieda complicati circuiti di processo del segnale emesso, di elevata sensibilità e sostanzialmente esente da alterazioni di segnale prodotte da usure, presenza di polvere e assenza di manutenzione in genere.

Secondo la presente invenzione si conseguono questi importanti scopi ed altri che risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue con un dispositivo tastatore ottico avente le caratteristiche specifiche di cui alle rivendicazioni che seguono .

Sostanzialmente la presente invenzione si basa, per il conseguimento degli scopi suddetti, sul concetto di inviare, su almeno una spira del filato da sorvegliare, un fascio di raggi emessi da una sorgente luminosa e focalizzati da un primo sistema ottico di trasmissione il quale forma una prima immagine puntiforme della sorgente luminosa posizionata sulla detta spira di filato ed in assenza di essa# una seconda immagine puntiforme posizionata su una superficie di schermo, sottostante la spira e sufficientemente distante, in direzione radiale, dalla superficie cilindrica di avvolgimento della spira stessa. Le dette prima e seconda immagini luminose puntiformi vengono selettivamente proiettate, per mezzo di un secondo sistema ottico focalizzato di proiezione, su uno o più sensori ottici posti su corrispondenti e discriminati cammini ottici separanti dette immagini dal o dai sensori; la lunghezza di detti cammini ottici essendo differente e dipendente dalla posizione dei piani sui quali si formano le dette prima e seconda immagine e quindi dalla presenza o dall'assenza delle spire di filato in sorveglianza.

Corrispondentemente, e secondo un concetto più generale dell'invenzione, un sensore è posizionato su un primo cammino ottico congiungente la prima immagine puntiforme della sorgente luminosa formata sulla spira di filato col sensore stesso e fornisce un corrispondente segnale utile di presenza della spira. Un altro sensore ottico è disposto su un secondo cammino ottico congiungente la seconda immagine puntiforme col sensore stesso e fornisce invece un corrispondente segnale di assenza della spira.

Secondo una forma preferita di realizzazione dell'invenzione detti primo e secondo sensore sono unificati in un unico fotodiodo a due uscite, del tipo PSD, in grado di generare corrispondenti e discriminati segnali di uscita in termini di corrente, proporzionali alle posizioni nelle quali vengono proiettate sulla superficie attiva del fotodiodo, le dette prima e seconda immagini puntiformi della sorgente luminosa e quindi proporzionali alla lunghezza dei cammini ottici che separano dette immagini puntiformi dal detto fotodiodo.

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

- la fig. 1 è la vista schematica di un apparecchio alimentatore di trama col dispositivo tastatore ottico perfezionato secondo la presente invenzione,

- le figg. 2 e 2a sono sezioni schematiche del ricevitore ottico del dispositivo tastatore ottico di fig. 1 secondo una forma preferita di realizzazione dell'invenzione,

- la fig. 3 è una vista schematica simile a fig. 1 mostrante una variante costruttiva del dispositivo secondo l'invenzione.

Nei disegni con 10 è genericamente indicato un apparecchio alimentatore di trama del noto tipo comprendente un tamburo fisso 11 sul quale un braccio rotante a mulinello 12, azionato da un motore elettrico 13, avvolge una pluralità di spire di filato F costituenti una riserva di trama RT per un telaio T o altra macchina tessile. In modo per sè noto le spire di filato della riserva di trama si svolgono dal tamburo ad ogni battuta del telaio T ed un dispositivo tastatore ottico 20 sorveglia la riserva di trama avviando il motore 13 del braccio rotante a mulinello 12 quando detta riserva scende al di sotto di un prefissato numero di spire e fermando il motore 13 quando la riserva è totalmente ricostituita.

Secondo la presente invenzione e per conseguire gli scopi specificati, il tastatore 20 comprende una sorgente luminosa 21, costituita da un diodo emettitore di raggi visibili o non visibili (per esempio infrarossi) oppure da un emettitore di raggio Laser o altra sorgente ad alta intensità, la quale è situata esternamente al tamburo 11 ed invia verso il tamburo un fascio di raggi R. I raggi R vengono focalizzati da un primo sistema ottico, di trasmissione, per esempio costituito da una lente 22 di tipo non sferico o presentante comunque una aberrazione sferica molto limitata. In presenza di spire di filato della riserva di trama, detto sistema ottico forma, su una generica spira in sorveglianza, una prima immagine puntiforme A della sorgente luminosa ed, in assenza di spire, una seconda immagine puntiforme B posizionata su una superficie di schermo 23 situata sottostante le spire e sufficientemente distante dalla superficie cilindrica di avvolgimento delle stesse. La superficie 23 può essere riflettente o non riflettente ed è costituita dal fondo di un ribassamento a canale 24 provvisto sulla superficie del tamburo fisso 11 in corrispondenza del piano radiale che contiene l'asse ottico della lente 22. Tale ribassamento è preferibilmente chiuso da un vetro 25 (o altro materiale trasparente) sul quale appoggiano le spire e che protegge il canale 24 dall'inclusione di polvere e altri corpi estranei. La profondità p del canale 24 è preferibilmente scelta, in rapporto al raggio r del tamburo 11, tale per cui p/r = 0,15 - 0,45.

Per mezzo di un secondo sistema ottico focalizzato, di proiezione, per esempio costituito da una lente 26 anch'essa di tipo non sferico, le dette prima o seconda immagini luminose puntiformi A-B vengono selettivamente proiettate su corrispondenti sensori ottici 27-28 disposti rispettivamente su un primo e un secondo cammino ottico C01-C02 aventi lunghezze discriminate; essendo il primo cammino ottico COI quello che congiunge la prima immagine puntiforme A col sensore 27 ed il secondo cammino ottico C02 quello che congiunge la seconda immagine puntiforme B col sensore 28.

Corrispondentemente in presenza delle spire di filato, la prima immagine A viene proiettata sul sensore 27 che emette un segnale "pr" di presenza delle spire, ed in assenza di spire la seconda immagine B viene proiettata sul sensore 28 che emette un segnale "as" di assenza delle spire.

Un circuito elettronico 30, operativamente collegato al motore 13 tramite un'interfaccia 31, elabora detti segnali ed emette rispettivi segnali di arresto e di avvio del detto motore 13.

Secondo una forma preferita di attuazione dell'invenzione, i suddetti sensori 27-28 sono unificati in un unico fotodìodo 40 del noto tipo denominato PSD per esempio prodotto dalla ditta SHARP e commercializzato con la sigla PD 311F.

Tale noto fotodiodo, schematizzato nelle figg. 2 e 2a, presenta due uscite U1-U2 sulle quali si attestano segnali di corrente II-12 le cui intensità sono proporzionali alla posizione nella quale viene proiettata l immagine luminosa sulla superficie attiva 41 di detto fotodiodo.

Secondo la presente invenzione la prima immagine A della sorgente luminosa colpisce la superficie attiva 41 del fotodiodo 40 in un punto Al (fig .2) per il quale si ha

e la seconda immagine B colpisce la superfìcie 41 in un punto B1 (fig. 2a) per la quale si ha

In alternativa al diodo PSD sopra descritto può essere utilizzato un sensore del noto tipo denominato CCD, oppure un sensore costituito da una schiera (array) di fotodiodi.

Il circuito elettronico 30 è programmato per elaborare le coppiedisegnali suddetti contemporaneamente presenti e ricavare corrispondenti segnali di arresto e avviamento del motore 13, nonché per ricavare un terzo segnale funzione di due segnali contemporaneamente presenti, atto a fornire un dato relativo allo stato operativo della detta superficie di schermo 23 (presenza di polvere o altro) .

Il medesimo risultato si ottiene, nel caso di impiego dei sensori differenziati 27-28 di fig.l,con la disposizione raddoppiata illustrata in fig. 3 nella quale i segnali pr-as e pr'-as' contemporaneamente presenti permettono di ricavare un segnale 13 = f(pr-pr'; as-as' ) per lo scopo specificato.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato,i particololari 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 .

In particolare rientra nell'ambito dell'invenzione la variante che prevede l'impiego di un tastatore ottico (20), come sopra descritto, disposto sulla parte frontale dell'apparecchio 10, a valle del tamburo 11, per segnalare la presenza o l'assenza delle spire in svolgimento; il dispositivo 20 essendo in tal caso posizionato in corrispondenza del piano diametrale che contiene una generatrice del solido di rivoluzione, cosidetto "balloon," che le spire in svolgimento generano a valle di detto tamburo.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1) - Tastatore ottico perfezionato (20) per la sorveglianza della riserva di filato negli apparecchi alimentatori di trama (10) comprendente un emettitore di luce costituito da una sorgente luminosa (21) , che dirige raggi luminosi sul filato avvolto in spire spaziate sul tamburo (11) dell'apparecchio alimentatore (10) ed un mezzo ricevitore (27-28-40) che raccoglie detti raggi luminosi e li converte in segnali (pr-as) elettrici indicanti la presenza o l'assenza di spire di filato, caratterizzato dal fatto che comprende un primo sistema ottico focalizzato di trasmissione (22) che forma una prima immagine puntiforme luminosa (A) della sogente luminosa (21) sulla spira in sorveglianza ed, in assenza della spira, una seconda immagine puntiforme luminosa (B)della sorgente luminosa posizionata su una superficie di schermo (23) disposta sottostante le spire ed un secondo sistema ottico focalizzato di proiezione (26) che proietta selettivamente la prima o la seconda immagine luminosa (A-B) lungo rispettivi cammini ottici (C01-C02) differenziati, su almeno un sensore ottico (27-28-40) in grado di emettere segnali discriminati (pras) corrispondenti alla lunghezza discriminata dei corrispondenti cammini ottici che separano dette prima e seconda immagine puntiforme (A1-A2) dal detto sensore ottico. 2) - Tastatore ottico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende un primo sensore ottico (27) disposto sul primo cammino ottico (COI) che congiunge detta prima immagine puntiforme (A) con detto primo sensore (27) ed un secondo sensore ottico (28) disposto sul secondo cammino ottico (C02) che congiunge la seconda immagine puntiforme (B) con detto secondo sensore (28) e dal fatto che detti primo e secondo sensore (27-28) sono attivati selettivamente e rispettivamente dalla prima e dalla seconda immagine (A-B) per emettere corrispondenti segnali di presenza (pr) e di assenza (as) della spira. 3) - Tastatore ottico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende un unico sensore ottico (40) a due uscite (U1-U2) la cui superficie attiva (41) è intersecata da entrambi i cammini ottici discriminati (C01-C02) i quali proiettano selettivamente dette prima o seconda immagine puntiformi (A-B) in punti corrispondentemente discriminati (Al-Bl) di detta superficie attiva (41) generando su dette uscite (U1-U2) segnali (11-12, I1-I2) di corrente la cui intensità è dipendente dalla posizione di detti punti discriminati (Al-Bl) in rapporto alla detta superficie attiva (41) del sensore (40) . 4) - Tastatore ottico secondo le rivendicazioni 1 e 3, caratterizzato dal fatto che detto unico sensore ottico (40) è costituito da un diodo PSD. 5). - Tastatore ottico secondo le rivendicazioni 1 e 3, caratterizzato dal fatto che detto unico sensore (40) è costituito da un sensore CCD. 6) - Tastatore ottico secondo le rivendicazioni 1 e 3, caratterizzato dal fatto che detto unico sensore (40) è costituito da una schiera di fotodiodi. 7) -Tastatore ottico secondo la rivendicazione 1 ed una quaunque delle rivendicazioni 2 a 6, caratterizzato dal fatto che detta superficie di schermo (23) è costituita dal fondo di un ribassamento a canale (24) provvisto sulla superfìcie del tamburo (11) dell'apparecchio alimentatore (IO) in corrispondenza dell'asse ottico del detto primo sistema ottico (22) . 8) - Tastatore ottico secondo la rivendicazione 7, carattterizzato dal fatto che detto ribassamento a canale è chiuso da una piastra (25) di materiale trasparente, tipicamente vetro, sulla quale appoggiano le spire della riserva di trama ( RT ) . 9) - Tastatore ottico secondo la rivendicazione 1 ed una qualunque delle rivendicazioni 2 a 8, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo sistema ottico includono rispettivamente almeno una lente (22-26) di tipo non sferico, 10) - Tastatore ottico secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta superficie di schermo (23) è opaca . 11) - Tasatatore ottico secondo le rivendicazioni 1 a 9, caraterizzato dal fatto che detta superficie di schermo (23) è rifletente. 12) - Tastatore ottico secondo la rivendicazione 1 ed una qualunque delle rivendicazioni 2 a 11, caratterizzato dal fatto che comprende un circuito elettronico (30) operativamente collegato al motore (13) dell'apparecchio alimentatore (IO) ed atto ad elaborare i segnali emessi da detto, detti sensori ottici (27-28-40) ed emettere corrispondenti segnali di avvio ed arresto di detto motore ( 13 ) . 13) - Tastatore ottico secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che comprende una disposizione raddoppiata (fig.3) di detti primo e secondo sistemi ottici. 14) - Tasatatore ottico perfezionato (20) per la sorveglianza della riserva di filato (RT) negli apparecchi alimentatore di trama (IO), sostanzialmente come descritto, illustrato e per gli scopi specificati. 15) - Apparecchio alimentatore di trama (10) , caratterizzato dal fatto che include almeno un tastatore ottico (20) secondo le rivendicazioni precedenti. 16) - Apparecchio secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detto tastatore ottico (20) è posizionato in corrispondenza del tamburo (11) dell'apparecchio (10) e sorveglia la riserva di trama (RT) accumulata su detto tamburo. 17) - Apparecchio secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detto tastatore ottico (20) è posizionato sulla parte frontale dell'apparecchio (10) a valle del tamburo (11) di detto apparecchio ed in corrispondenza di una generatrice del "balloon" formato dalle spire in svolgimento, per segnalare la presenza o l'assenza di dette spire in svolgimento.