IT201800006835A1 - Dispositivo ottico per il rilevamento delle trame corte in un telaio tessile - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
CAMPO DELL'INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo ottico per il rilevamento delle trame corte in macchine tessili a inserimento di trama, quali i telai a proiettile, i telai ad aria e i telai a pinza. Per "trame corte" si intende qui indicare quelle trame che, a causa della elasticità propria del filato o degli effetti dinamici di trasporto della trama, hanno la tendenza a rientrare anche solo in parte all'interno del passo, rendendo irregolare la frangia di codini di trama o segnando il tessuto con un difetto.
In particolare, il dispositivo ottico per il rilevamento delle trame corte secondo la presente invenzione trova una valida applicazione ogni volta che sia necessario controllare la effettiva presenza del filo di trama all'interno dei diversi possibili mezzi di ritenuta del filo di trama (pinzette fisse o mobili, falsa cimossa o ugello estensore) che vengono utilizzati nelle diverse tipologie di macchine tessili sopra indicate, per trattenere in posizione distesa il filo di trama nel periodo di tempo che intercorre tra il suo completo inserimento nel passo e la sua battuta, ad opera del pettine, contro il tessuto in formazione.
Un'applicazione particolarmente completa ed efficace del dispositivo ottico di rilevamento di trame corte dell'invenzione si ha nella modalità di tessitura in cui, ad avvenuto inserimento del filo di trama nel passo, i mezzi di ritenuta di detto filo di trama sono costituiti da due pinze, disposte in corrispondenza alle opposte estremità del passo, che accompagnano il filo di trama nel suo spostamento verso la zona di battuta ad opera del pettine, e sono quindi mobili nella stessa direzione del pettine, anticipandone il movimento.
Come ben noto, questa modalità di tessitura è utilizzata tipicamente nei telai a proiettile e, per comodità, si farà dunque esclusivo riferimento a questo tipo di telai nel seguito della descrizione, essendo tuttavia inteso che questa scelta ha valore esclusivamente esemplificativo e non limitativo del possibile campo di applicazione del dispositivo ottico per il rilevamento delle trame corte dell'invenzione, che infatti può trovare interessante applicazione anche nel caso delle altre tipologie di macchine tessili ad inserimento di trama.
STATO DELLA TECNICA ANTERIORE
Nei telai a proiettile, la gestione dell'inserimento del filo di trama nel passo formato dai fili di ordito avviene attualmente secondo lo schema di massima riportato in fig. 1, che comprende le diverse fasi riportate in successione dall'alto in basso, ciascuna identificata da un numero progressivo da 1 a 4. Nella fase 1, il proiettile P ha attraversato il passo realizzando l'inserimento del filo di trama T, è stato fermato all'interno del freno e quindi riposizionato all'indietro fino alla posizione di aggancio dello stesso da parte del sistema di ritorno dei proiettili sul lato del telaio da cui avviene l'inserimento del filo di trama T (lato sinistro nello schema di fig. 1). Durante il movimento di riposizionamento del proiettile, mentre il filo di trama è ancora stabilmente trattenuto dallo stesso, viene attivato un dispositivo tenditrama che recupera il filo di trama T appena inserito verso il lato sinistro del telaio nella direzione indicata dalle frecce, al fine di eliminare l'allentamento determinato dall'arretramento del proiettile P, portandolo alla tensione desiderata.
Nella fase 2, e mentre il filo di trama T è ancora in tensione tra il dispositivo tenditrama e il proiettile P, nella direzione indicata dalle frecce vengono fatte avanzare verso il filo di trama T due pinze di cimossa Gs e Gd, rispettivamente disposte sul lato sinistro e destro del telaio, che agganciano e bloccano il filo di trama T mentre, contemporaneamente, viene aperta la pinza del proiettile P, liberando così l'estremità libera del filo di trama T appena inserito e consentendo di far partire il movimento di traslazione di ritorno del proiettile P dal lato destro al lato sinistro del telaio.
Nella fase 3, le pinze di cimossa Gs e Gd si muovono all'unisono verso la posizione di battuta accompagnando il filo di trama T nella direzione indicata dalle frecce, mentre contemporaneamente inizia l'operazione di chiusura del passo da parte della macchina di armatura e l'avanzamento del pettine R verso la posizione di battuta.
Nella fase 4, il filo di trama T viene infine battuto dal pettine R e incorporato nel tessuto C in formazione. Il ciclo di inserimento trama può dunque ripartire, dopo che è stato realizzato il taglio del filo di trama T sul lato sinistro del telaio e le pinze di cimossa sono state riaperte per consentirne poi l'avanzamento (all'inizio della fase 2) verso la posizione di inserimento di un nuovo filo di trama T.
Dalla breve descrizione sopra riportata, dovrebbe dunque risultare evidente che nei telai a proiettile di tipo noto, a seguito dello sgancio del filo di trama dal proiettile P e fino ad avvenuta battuta del pettine R e chiusura del passo, la posizione dell'ultimo filo di trama T inserito è garantita unicamente dal corretto funzionamento delle pinze di cimossa Gd e Gs, mentre dopo la chiusura del passo il filo di trama è mantenuto in posizione dalla pressione esercitata sullo stesso dai fili di ordito che si sono incrociati nella posizione di inserimento del filo di trama successivo. Nei telai noti non è tuttavia possibile controllare il corretto funzionamento delle pinze di cimossa Gd e Gs e prevenire quindi i difetti tessili conseguenti ad un loro eventuale malfunzionamento.
Il malfunzionamento delle pinze di cimossa si può manifestare in effetti secondo due modalità principali:
- la pinza di cimossa non trattiene la trama: inconveniente che si verifica soprattutto quando le pinze di cimossa non sono state regolate correttamente o sono state danneggiate;
- il filo di trama si sfila prematuramente dalla pinza di cimossa: inconveniente che si verifica soprattutto quando le pinze di cimossa sono usurate o sporche.
Indipendentemente dalle modalità per cui si verifica il malfunzionamento delle pinze di cimossa, in entrambi i casi il difetto conseguente, che viene indicato con il termine "trama corta", può presentarsi con diversi livelli di gravità:
i. il codino del filo di trama non si posiziona correttamente all'interno del dispositivo di ritegno della cimossa (selvedge saver) pregiudicando il corretto funzionamento del successivo dispositivo di taglio;
ii. il filo di trama perde parte della tensione impostata con conseguente difetto nella zona di cimossa del tessuto;
iii. il filo di trama viene richiamato all'interno del passo, a causa della propria elasticità, provocando un evidente difetto nel tessuto.
In questo quadro della tecnica nota, il problema alla base della presente invenzione è dunque quello di fornire un dispositivo di rilevamento trama che renda possibile la verifica dell'effettiva presenza dell'ultimo filo di trama inserito, in corrispondenza delle estremità sinistra e destra del passo, sui telai a proiettile, nel periodo di tempo che intercorre tra l'inserimento del filo di trama e la battuta dello stesso da parte del pettine, vale a dire durante il periodo di attività delle pinze di cimossa, così che, ove venga rilevata la mancata presenza del filo di trama, il funzionamento del telaio possa essere bloccato attivando quindi un usuale ciclo di rimozione della trama corta.
Per la soluzione di questo problema, gli usuali dispositivi ottici di rilevamento del filo di trama non sono tuttavia direttamente utilizzabili, sia perché tali dispositivi hanno un ingombro troppo elevato per poter essere installati nella ristretta zona - compresa tra il bordo del tessuto e le pinze di cimossa - in cui deve essere effettuata la verifica della presenza del filo di trama, sia perché essi presentano una suscettibilità molto elevata alla contaminazione da parte dei residui di lavorazione e quindi non potrebbero fornire una lettura corretta della presenza del filo di trama in modo sufficientemente continuativo, dovendo essere installati in una zona di lavoro particolarmente esposta alla formazione di tali residui. Inoltre, il funzionamento dei dispositivi ottici noti è fortemente influenzato dalle condizioni di illuminazione ambientale e, soprattutto, dalle sue variazioni; la sensibilità nel rilevamento della trama di detti dispositivi non è dunque costante come sarebbe invece auspicabile.
Nella ricerca di una soluzione al suddetto problema, un primo scopo della presente invenzione è dunque quello di offrire un dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama che presenti dimensioni estremamente contenute nella direzione trasversale del telaio e cioè quella di inserimento del filo di trama.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama avente una ridotta suscettibilità alla contaminazione da parte dei residui di lavorazione e quindi in grado di lavorare in modo continuativo per periodi di tempo sufficientemente lunghi prima di richiedere interventi di pulizia.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è poi quello di fornire un dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama dotato di un sistema di allarme in grado di segnalare tempestivamente il raggiungimento di condizioni critiche del segnale ottico, a causa dell'accumulo di residui di lavorazione, e quindi la necessità di effettuare un intervento di pulizia dello stesso.
Ancora un altro scopo dell'invenzione è infine quello di fornire un dispositivo ottico di rilevamento del filo di trana che risulti insensibile alle variazioni delle condizioni di luce ambientali.
DESCRIZIONE SOMMARIA DELL'INVENZIONE
Questo problema viene risolto e questi scopi vengono raggiunti mediante un dispositivo ottico per il rilevamento di trame corte avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 1. Altre preferite caratteristiche di tale dispositivo ottico vengono definite nelle rivendicazioni secondarie.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo ottico per il rilevamento di trame corte secondo la presente invenzione risulteranno comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita della stessa, fornita a puro titolo esemplificativo e non limitativo ed illustrata nei disegni allegati, nei quali:
fig. 1 è uno schema di funzionamento dei telai a proiettile di tipo noto che illustra, in fasi successive, la modalità di inserimento e battuta di un filo di trama;
fig. 2 è una vista in prospettiva di un sensore a fibre ottiche e relativo supporto che fanno parte del dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama secondo la presente invenzione, installato in corrispondenza della estremità destra del passo;
fig. 3 è una vista in alzato laterale di una porzione terminale del sensore a fibre ottiche di fig. 2; e
fig. 4 è una vista in alzato laterale del sensore a fibre ottiche di fig. 2, privo del suo supporto e visto dal lato opposto a quello illustrato in fig. 2, lato che è quello di alloggiamento delle fibre ottiche.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PREFERITA FORMA DI ESECUZIONE Secondo la presente invenzione, al fine di risolvere il problema sopra evidenziato si propone di utilizzare un dispositivo ottico per il rilevamento del filo di trama costituito da tre elementi distinti, e precisamente un'unità di base ottica, un sensore a fibre ottiche e un'unità di elaborazione e trattamento del segnale rilevato. L'unità di base comprende un trasmettitore ottico e un ricevitore ottico e provvede alla generazione e ricezione del segnale, alla sua trasformazione in un segnale elettrico rilevato e opportunamente filtrato ed alla sua trasmissione analogica. Il sensore a fibre ottiche provvede invece al trasferimento del segnale luminoso dall'unità di base alla posizione di rilevamento trama, e viceversa, ed è costituito da una piastra a due rebbi, ciascuno dei quali munito di una fibra ottica alloggiata in una sede propria, dette fibre ottiche essendo convergenti ad un'estremità verso la posizione di rilevamento del filo di trama ed essendo rispettivamente connesse, all'estremità opposta, a detti trasmettitore ottico e ricevitore ottico. Infine, l'unità di elaborazione e trattamento del segnale analogico proveniente dal ricevitore ottico è costituita da un processore di segnali digitali (DSP), che effettua la conversione analogico/digitale del segnale analogico proveniente dal ricevitore ottico, lo interpreta quindi logicamente per determinare la presenza/assenza del filo di trama e inoltre colloquia con il sistema di controllo della macchina tessile.
Grazie a questa costruzione, il sensore a fibre ottiche può essere così facilmente ed efficacemente disposto nella ristretta zona in cui va monitorato il passaggio del filo di trama, utilizzando i segnali ottici provenienti dalla unità di base, alloggiata nelle vicinanze (e non illustrata nei disegni) in una posizione meno critica dal punto di vista degli ingombri, e ritrasferendoli poi alla stessa per la trasformazione in segnali elettrici e la successiva conversione digitale e analisi di segnale da parte dell'unità di elaborazione e trattamento del segnale rilevato.
Sensore a fibre ottiche
Una preferita forma di esecuzione del sensore a fibre ottiche dell'invenzione è illustrata nei disegni. In particolare, nella fig. 2 si può vedere chiaramente come tale sensore a fibre ottiche sia semplicemente costituito da una piastra 1 a due rebbi, avente un basso spessore nella direzione di inserimento della trama, in cui sono stabilmente alloggiate fibre ottiche 3 e 4. La piastra 1 è disposta lateralmente ai fili di ordito W e del tessuto in formazione, nello spazio compreso tra questi e le pinze di cimossa Gs e Gd rispettivamente sui due lati del telaio.
Nella fig. 4, che illustra il lato della piastra 1 contrapposto a quello illustrato nelle figg. 2 e 3, si può notare che tale piastra comprende un rebbio superiore lt e un rebbio inferiore lb, separati da una cavità 2, e che le estremità libere le di detti rebbi terminano reciprocamente contrapposte ad una distanza sufficiente a permettere il passaggio del filo di trama T all'interno della cavità 2. Nello spessore di detti rebbi lt e lb sono inoltre formate scanalature longitudinali che costituiscono sedi di accoglimento di rispettive fibre ottiche 3 e 4. Dette sedi si estendono dalle estremità libere le dei rebbi lt e lb fino all'estremità opposta della piastra 1 e sono formate in modo da risultare perfettamente allineate in corrispondenza delle estremità libere le dei rebbi e, inoltre, in modo da rispettare nei loro tratti curvilinei il raggio minimo di curvatura ammissibile per non compromettere l'integrità delle fibre ottiche 3 e 4 in esse alloggiate. Il posizionamento corretto delle fibre ottiche 3 e 4 sulla piastra 1 e, in particolare, il loro allineamento ottico in corrispondenza delle estremità libere le, risulta dunque estremamente semplice, permettendo la formazione di un raggio luminoso L di rilevamento, che passa con elevata efficienza dalla fibra ottica 3 connessa al trasmettitore ottico dell'unità di base alla fibra 4 connessa al ricevitore ottico della stessa unità di base. Al fine di garantire la necessaria rigidità strutturale del sensore a fibre ottiche sopra descritto, nonostante il modesto spessore dello stesso, la piastra 1 è preferibilmente formata in un adatto materiale metallico ed è fissata, per esempio mediante viti alloggiate nei fori 6, ad una base di supporto 5 solidale al telaio.
La forma della cavità 2 prevista all'interno della piastra 1 non è particolarmente limitata, essendo unicamente necessario che essa sia abbastanza lunga ed ampia da impedire ogni possibile contatto tra detti rebbi lt e lb e i fili di trama T che scorrono all'interno cavità 2 - trascinati dalle pinze di cimossa Gd, Gs e dal pettine R - muovendosi lungo la linea F tra la posizione di inserimento Ti del filo di trama e la posizione di battuta Tb dello stesso contro il tessuto in formazione C.
Come illustrato in fig. 3, il dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama della presente invenzione verifica infatti la presenza del filo di trama T durante il movimento di ritorno delle pinze di cimossa Gs, Gd dalla posizione di inserimento Ti del filo di trama - posizione in cui il filo di trama è stato pinzato da dette pinze di cimossa Gs Gd - verso la posizione di battuta Tb del filo di trama, contro il tessuto in formazione C, e quindi immediatamente prima della chiusura del passo. Eventuali trame perse dalle pinze di cimossa dopo la chiusura del passo non sono infatti rilevanti, in quanto non comportano comunque la presenza di difetti sul tessuto.
Il dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama secondo l'invenzione effettua un controllo ottico del tipo a barriera: il fascio di luce prodotto dal trasmettitore ottico dell'unità di base viene infatti trasportato lungo la fibra ottica 3 fino all'estremità libera del rebbio lt e qui trasferito alla fibra ottica 4 alloggiata nel rebbio lb formando il raggio luminoso L di rilevamento del filo di trama attraverso lo spazio libero tra le contrapposte estremità libere dei due rebbi lt e lb. Il segnale luminoso viene quindi trasportato dalla fibra ottica 4 fino al ricevitore ottico, alloggiato anch'esso nell'unità di base, che provvede a trasformarlo in un segnale elettrico. Detto segnale elettrico viene successivamente convertito in segnale digitale e monitorato dal processore di segnali digitali (DSP) presente nell'unità di elaborazione e trattamento del segnale rilevato.
Il passaggio del filo di trama T, attraverso il fascio di luce L formato tra le due contrapposte estremità libere le dei rebbi lt e lb, oscura del tutto o in parte detto fascio di luce generando un segnale ripetibile in termini di ampiezza, forma, durata temporale e temporizzazione rispetto al ciclo di lavoro della macchina tessile. Come verrà meglio precisato in seguito, il DSP è programmato secondo un opportuno algoritmo che permette di riconoscere la presenza o l'assenza di tale segnale e, conseguentemente, di verificare l'effettivo passaggio del filo di trama. Quando tale presenza non viene rilevata, il DSP provvede ad inviare un segnale di allarme al sistema di controllo della macchina tessile per determinarne l'arresto e consentire quindi gli usuali interventi, manuali o automatici, di riparazione della trama corta.
Infrastruttura elettronica
Dal punto di vista logico, l'infrastruttura elettronica del dispositivo ottico di rilevamento del filo di trama secondo la presente invenzione è composta da due sezioni distinte: un front-end analogico che gestisce il trasmettitore ottico e il ricevitore ottico e un back-end digitale che gestisce la conversione analogico-digitale del segnale, la elaborazione del segnale digitalizzato e il colloquio con il sistema di controllo della macchina tessile. Dal punto di vista delle componenti fisiche del dispositivo, il dispositivo ottico di rilevamento della trama dell'invenzione comprende due schede elettroniche contenenti i front-end analogici, disposte in corrispondenza dei due lati della macchina tessile, e una scheda elettronica principale contenente la coppia di backend digitali e i relativi cablaggi.
Il front-end analogico presiede alle seguenti funzioni:
- pilotaggio del trasmettitore ottico
Il trasmettitore viene pilotato in corrente attraverso un'onda quadra modulata in PWM di frequenza e duty-cycle costanti e noti. L'intensità della corrente durante le fasi di accensione dell'onda quadra viene definita e impostata dal back-end digitale.
- trattamento del segnale proveniente dal ricevitore ottico Il segnale in ricezione possiede il medesimo contenuto armonico del segnale trasmesso. Tale segnale viene amplificato, filtrato e demodulato al fine di estrarne il contenuto informativo utile al back-end digitale. Il particolare pilotaggio ad onda quadra e il corrispondente filtraggio del segnale ricevuto rendono il sensore insensibile ad eventuali componenti del segnale continue o alternate aventi una frequenza diversa da quella di pilotaggio, per esempio quelle legate all'illuminazione ambientale.
- interfaccia analogica verso il back-end
Stadi analogici di ingresso e uscita consentono l'interfacciamento del front-end con il back-end di elaborazione del segnale digitale.
Il back-end digitale presiede invece alle funzioni di:
- alimentazione
tutti i necessari livelli di tensione per il front-end e il backend vengono generati localmente a partire dall'alimentazione principale in bassa tensione della macchina tessile (tensione standard 24V). Gli stadi di alimentazione sono dotati, in modo convenzionale, di protezioni per sovracorrente e corto-circuito.
- generazione del segnale di riferimento per il front-end
Il livello di corrente desiderato per il trasmettitore ottico viene elaborato dal back-end e trasmesso al front-end attraverso un riferimento analogico bufferizzato.
- elaborazione digitale del segnale proveniente dal front-end il segnale ricevuto e trattato dal front-end viene elaborato dal back-end attraverso un apposito algoritmo di controllo in esecuzione sul DSP.
- comunicazione con il sistema di controllo della macchina tessile Il funzionamento del dispositivo ottico di rilevamento trama dell'invenzione deve essere perfettamente sincronizzato alle varie fasi di funzionamento della macchina tessile. Lo scambio di informazioni tra il back-end e la macchina avviene attraverso bus di campo (CANBUS) e opportuni segnali digitali.
Algoritmo di controllo del DSP
Due copie del medesimo algoritmo di controllo sono contemporaneamente in esecuzione su altrettanti DSP, uno per il lato destro e uno per il lato sinistro della macchina tessile.
L'algoritmo che permette di rilevare la presenza della trama, mediante l'analisi del segnale digitale che arriva al DSP, comprende tre diverse successive fasi di lavoro, strettamente correlate a tre diversi periodi di ogni singolo ciclo di inserimento trama nella macchina tessile:
1. attesa
In questa prima fase di lavoro - che corrisponde circa al periodo che intercorre tra la battuta di una trama e la presentazione della trama successiva - l'algoritmo si limita a monitorare il segnale digitale proveniente dal front-end, al fine di regolarne l'ampiezza e verificare l'assenza di disturbi.
2. allineamento
La seconda fase di lavoro viene attivata tra due ben definite posizioni di lavoro della macchina tessile, configurabili a piacere nel periodo del ciclo tessile in cui avviene la presentazione della trama, e termina comunque prima che inizi l'inserimento della trama. Durante questa fase di allineamento, il passaggio della trama in corrispondenza dei sensori a fibre ottiche non può dunque in alcun caso verificarsi e pertanto il segnale proveniente dal ricevitore ottico di ciascun sensore viene analizzato al fine di individuarne grandezze caratteristiche quali l'entità, il rapporto segnale rumore, ed altre eventuali grandezze e viene quindi assunto dall'algoritmo come segnale standard di riferimento in relazione alla successiva fase di rilevamento della presenza del filo di trama.
3. rilevamento
Questa fase viene attivata al termine della fase precedente, e cioè prima che inizi l'inserimento della trama, e termina al momento della battuta della trama, in ben definite posizioni di lavoro del telaio, che possono essere configurate a piacere. In questa fase il DSP analizza ogni variazione delle grandezze che individuano il segnale rilevato - in particolare, durata e ampiezza del segnale digitale e livello del rumore di fondo - determinata dal passaggio della trama, rispetto al segnale standard rilevato nella fase di allineamento. L'analisi di dette variazioni comprende il loro confronto con predeterminati intervalli di accettabilità delle grandezze sopra riportate, predefiniti e parametrizzabili, determinando così la presenza o l'assenza della trama nelle previste posizioni di rilevamento. I parametri che definiscono i suddetti intervalli di ammissibilità possono essere sia impostati dall'utente che calcolati dallo stesso algoritmo mediante procedure di auto-apprendimento. Quando l'esito dell'analisi è di assenza della trama, tale esito viene comunicato dal DSP al sistema di controllo della macchina tessile, per determinare l'arresto della macchina.
Durante le fasi di allineamento e rilevamento vengono applicate usuali tecniche di filtraggio dati al fine di rendere l'algoritmo meno sensibile ai disturbi, siano essi di natura ottica o elettromagnetica. In ognuna delle precedenti fasi di lavoro, l'algoritmo monitora inoltre la bontà del segnale in termini di ampiezza e rumore generando, all'occorrenza, messaggi di allerta verso il sistema di controllo della macchina tessile.
In aggiunta alle fasi di lavoro sopra descritte, l'algoritmo di controllo del dispositivo ottico di rilevamento della trama secondo la presente invenzione porta a termine altri compiti di controllo e supervisione eseguiti secondo una programmazione temporale rigidamente predefinita. I principali di questi compiti sono i seguenti:
- regolazione della corrente di pilotaggio per il front-end
La corrente di pilotaggio del trasmettitore ottico non è costante ma viene regolata in modo continuo, sulla base del segnale di volta in volta catturato dal ricevitore ottico. La regolazione continua della corrente di pilotaggio consente, attraverso un regolatore PID, di mantenere il segnale rilevato nell'intervallo ideale di funzionamento indipendentemente dalla presenza di fattori che riducono l'efficienza ottica del dispositivo. Tali fattori possono essere la sporcizia e l'usura dei tratti terminali delle fibre ottiche 3 e 4, eventuali disallineamenti meccanici tra le estremità contrapposte delle fibre ottiche, e infine anche la perdita nel tempo di efficienza del trasmettitore ottico.
- verifica della qualità del segnale rilevato
Vengono precedentemente definiti e memorizzati nel DSP intervalli di valori rappresentativi di una qualità soddisfacente del segnale rilevato, sulla base del rapporto uscita/ingresso del segnale stesso. Questi intervalli di valori predefiniti consentono di impostare soglie di allerta e di allarme che, qualora raggiunte, attivano la richiesta di un intervento di ripristino della funzionalità da parte di un operatore. Tale stima della qualità del segnale permette inoltre una rapida verifica della bontà dell'installazione iniziale del dispositivo ottico.
- configurabilità da remoto e comunicazione dati
Il dispositivo ottico è configurabile mediante la comunicazione di alcuni parametri da parte del sistema di controllo del telaio, che possono all'occorrenza essere diversificati in relazione ai diversi fili di trama in lavorazione. Tale comunicazione bidirezionale avviene su bus di campo ed è indipendente per ciascun lato della macchina tessile. Analogamente, i parametri fondamentali di funzionamento del dispositivo ottico vengono comunicati dal back-end al sistema di controllo della macchina tessile consentendone il monitoraggio. Lo stesso canale di comunicazione è utilizzato per comunicare in tempo reale l'esito del rilevamento della trama.
- ottimizzazione dei parametri di rilevamento per autoapprendimento
Oltre alla parametrizzazione diretta del dispositivo ottico comandata dal sistema di controllo della macchina tessile, il dispositivo ottico dell'invenzione è inoltre in grado di attivare una procedura di autoapprendimento per individuare i parametri migliori per l'algoritmo di rilevamento. Questa procedura di autoapprendimento può, all'occorrenza, essere applicata anche solo per alcuni tra i diversi tipi di fili di trama in lavorazione sulla macchina tessile.
Dalla precedente descrizione, si evince chiaramente come il dispositivo ottico di rilevamento di trame corte secondo la presente invenzione abbia pienamente raggiunto gli scopi prefissi. Grazie infatti all'utilizzo di un sensore a fibre ottiche, separato dall'unità ottica di trasmissione e ricezione del segnale ottico è possibile conferire al sensore ottico una forma piatta e sottile che ne consente il facile inserimento nelle zone ristrette dove deve essere rilevata la presenza del filo di trama. Inoltre, la stessa conformazione a piastra sottile del sensore a fibre ottiche rende tale sensore meno suscettibile all'accumulo di residui tessili e quindi in grado di offrire prestazioni soddisfacenti per periodi di tempo sufficientemente lunghi tra due interventi di pulizia successivi. Inoltre, grazie alla funzione di verifica della qualità del segnale rilevato compresa nell'algoritmo di controllo del DSP, è possibile effettuare tali interventi di pulizia in modo mirato e solo quando tali interventi sono effettivamente necessari per ripristinare l'efficienza del segnale ottico. Si noti infine che, grazie al particolare pilotaggio ad onda quadra del trasmettitore ottico e al corrispondente filtraggio del segnale ricevuto con identica frequenza, il sensore ottico dell'invenzione risulta del tutto insensibile alle specifiche condizioni ambientali di illuminazione ed alle loro variazioni, mantenendo quindi caratteristiche di sensibilità di rilevamento del filo di trama costanti.
S'intende comunque che l'invenzione non deve considerarsi limitata alle particolari disposizioni illustrate sopra, che costituiscono soltanto una forma di esecuzione esemplificativa di essa, ma che diverse varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall'ambito di protezione dell'invenzione stessa, che risulta unicamente definito dalle rivendicazioni che seguono.
Claims (16)
- RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo ottico per il rilevamento delle trame corte in una macchina tessile, del tipo in cui fili di trama (T) vengono successivamente inseriti nel passo formato tra fili di ordito e quindi battuti da un pettine (R) contro il tessuto in formazione (C) ed in cui inoltre un sistema di controllo della macchina tessile arresta il funzionamento della macchina tessile quando riceve un segnale rappresentativo della assenza del filo di trama in almeno una predefinita posizione di rilevamento del filo di trama, caratterizzato da ciò che comprende: a. almeno un'unità di base ottica, dotata di un trasmettitore ottico e di un ricevitore ottico, che trasmette ad un'unità di elaborazione e trattamento il segnale rilevato dal ricevitore ottico; b. almeno un corrispondente sensore a fibre ottiche comprendente due rebbi (lt, lb) di supporto di rispettive fibre ottiche (3, 4), ciascuna stabilmente alloggiata in una sede propria, dette fibre ottiche (3, 4) essendo convergenti ad un'estremità verso detta posizione di rilevamento del filo di trama ed essendo rispettivamente connesse, all'estremità opposta, a detto trasmettitore ottico e ricevitore ottico dell'unità di base ottica; c. un'unità di elaborazione e trattamento di detto segnale rilevato, che determina la presenza/assenza del filo di trama in un periodo di tempo prestabilito in almeno una posizione di rilevamento del filo di trama.
- 2) Dispositivo ottico come in 1, in cui detti rebbi (1t, 1b) del sensore a fibre ottiche sono formati in una piastra (1), avente un basso spessore nella direzione di inserimento della trama, detta piastra (1) essendo disposta lateralmente ai fili di ordito (W) e del tessuto in formazione.
- 3) Dispositivo ottico come in 2, in cui detta piastra (1) comprende un rebbio superiore (lt) e un rebbio inferiore (lb), separati da una cavità (2), le estremità libere (le) di detti rebbi (lt, lb) terminando reciprocamente contrapposte ad una distanza sufficiente a permettere il passaggio dei fili di trama (T) all'interno della cavità (2) durante il movimento di battuta del pettine (R).
- 4) Dispositivo ottico come in 3, in cui nello spessore di detti rebbi (lt, lb) sono formate scanalature longitudinali che costituiscono sedi di accoglimento di dette fibre ottiche (3, 4), dette sedi estendendosi dalle estremità libere (le) dei rebbi (lt, lb) fino all'estremità opposta di detta piastra (1), risultando perfettamente allineate in corrispondenza delle estremità libere (le) dei rebbi e presentando inoltre, nei loro tratti curvilinei, un raggio minimo di curvatura non minore di quello minimo ammissibile per l'integrità delle fibre ottiche (3, 4).
- 5) Dispositivo ottico come in 4, in cui detta piastra (1) è di materiale metallico ed è fissata mediante viti ad una base di supporto (5) solidale alla struttura della macchina tessile.
- 6) Dispositivo ottico come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta unità di base ottica comprende le seguenti funzioni: pilotaggio del trasmettitore ottico; trasformazione del segnale rilevato proveniente dal ricevitore ottico in un segnale elettrico analogico; filtraggio del segnale elettrico analogico e trasmissione del segnale filtrato a detta unità di elaborazione e trattamento del segnale rilevato.
- 7) Dispositivo ottico come in 6, in cui nella funzione di pilotaggio del trasmettitore ottico il trasmettitore ottico viene pilotato in corrente attraverso un'onda quadra modulata in PWM di frequenza e duty-cycle costanti.
- 8) Dispositivo ottico come in 7, in cui l'intensità della corrente durante le fasi di accensione dell'onda quadra viene definita e impostata dall'unità di elaborazione e trattamento del segnale rilevato.
- 9) Dispositivo ottico come in 7, in cui l'operazione di filtraggio del segnale elettrico analogico viene effettuata tramite un filtro impostato sulla medesima frequenza utilizzata per la corrente di pilotaggio del trasmettitore ottico, così da rilevare il solo contenuto di segnale introdotto dal pilotaggio del trasmettitore ottico.
- 10) Dispositivo ottico come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta unità di elaborazione e trattamento del segnale rilevato comprende le seguenti funzioni: alimentazione; generazione del segnale di riferimento che determina l'intensità della corrente di pilotaggio del trasmettitore ottico; conversione analogico/digitale del segnale elettrico filtrato proveniente da detta unità di base ottica; elaborazione digitale del segnale digitale così ottenuto mediante un algoritmo di controllo eseguito su un processore di segnali digitali (DSP); comunicazione con il sistema di controllo della macchina tessile.
- 11) Dispositivo ottico come in 10, in cui detto algoritmo di controllo comprende: a. una prima fase di lavoro, che corrisponde circa al periodo che intercorre tra la battuta di una trama e la presentazione della trama successiva, in cui il segnale proveniente dalle unità di base viene monitorato al fine di regolarne l'ampiezza e verificare l'assenza di disturbi; b. una seconda fase di lavoro, che corrisponde circa al periodo in cui avviene la presentazione di trama, in cui il segnale proveniente dalle unità di base viene analizzato al fine di individuarne le grandezze caratteristiche, detto segnale essendo assunto come segnale standard di riferimento in relazione alla successiva fase di lavoro; c. una terza fase di lavoro, che corrisponde circa al periodo di inserimento e battuta del filo di trama, in cui viene analizzata ogni variazione della durata e ampiezza del segnale digitale rilevato e del livello di rumore di fondo rispetto al segnale standard rilevato nella precedente seconda fase di lavoro, e determinata dal passaggio del filo di trama nelle posizioni di rilevamento del filo di trama, confrontando tali variazioni con corrispondenti intervalli di accettabilità, predefiniti e parametrizzabili, da detto confronto viene quindi determinata la presenza o l'assenza del filo di trama nelle posizioni di rilevamento del filo di trama e, in quest'ultimo caso, viene inviato al sistema di controllo della macchina tessile detto segnale rappresentativo dell'assenza del filo di trama.
- 12) Dispositivo ottico come in 11, in cui dette fasi di lavoro dell'algoritmo iniziano e terminano in corrispondenza di posizioni di lavoro della macchina tessile, predefinite e configurabili a piacere.
- 13) Dispositivo ottico come in 11, in cui detto algoritmo svolge inoltre i seguenti compiti di controllo e supervisione: regolazione della corrente di pilotaggio del trasmettitore ottico; verifica della qualità del segnale rilevato; ottimizzazione dei parametri di rilevamento per autoapprendimento.
- 14) Dispositivo ottico come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta macchina tessile è un telaio a proiettile e detto sensore a fibre ottiche è disposto, su entrambi i lati del telaio, nello spazio compreso tra i fili di ordito W e il tessuto in formazione, da una parte, e le pinze di cimossa (Gs, Gd) dall'altra parte.
- 15) Dispositivo ottico come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 13, in cui detta macchina tessile è un telaio a pinze e detto sensore a fibre ottiche è disposto, su entrambi i lati del telaio, nello spazio compreso tra i fili di ordito W e/o il tessuto in formazione, da una parte, e i mezzi di ritenuta delle estremità libere dei codini di trama, dall'altra parte.
- 16) Dispositivo ottico come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 13, in cui detta macchina tessile è un telaio ad aria e detto sensore a fibre ottiche è disposto, sul lato di inserimento del filo di trama, nello spazio compreso tra i fili di ordito W e il tessuto in formazione, da una parte, e una pinza di ritenuta del filo di trama dall'altra parte.
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