Brevet FR2548643A1 — publié le 19850111

La présente invention a pour objet un appareillage pour le contrôle de la dévidabilité de bobines de fils textiles, en particulier pour la mesure des variations de tensions mécaniques se produisant sur le fil. Depuis longtemps, les producteurs de fils continus artificiels et synthétiques, de même que les utilisateurs en tissage et bonneterie, cherchent à caractériser les enroulements de fil pour définir, soit si ledit enroulement de fil présente, une qualité permettant ou non de satisfaire à l'emploi, soit par exemple si, 10 lors de réglages de paramètres, des progrès significatifs sont réalisés. Le contrôle de la dévidabilité des enroulements de fil plat ou texturé permet ainsi par exemple la caractérisation de l'enroulement et le contrôle suivi de la qualité des 15 fabrications. Il a déjà été proposé d'enregistrer des tensions sous forme de graphique et de comparer les graphiques entre eux Toutefois, le temps de réponse et l'inertie propre aux appareils utilisés ne permettent qu'une approche de la solution sans réponse précise 20 permettant de confirmer ou non l'intérêt de réglages en fabrication A ce stade, il a été constaté que la valeur moyenne de tension de dévidage n'était pas significative de l'aptitude à un emploi et que, sur le graphique, les pics de tension enregistrés étaient difficilement exploitables Un graphique, par 25 son allure,ne peut permettre que de définir la nature d'un défaut passager (par exemple brins cassés, effets cycliques ou variables dus au déréglage ou à la défectuosité d'éléments mécaniques, etc) Il a été constaté, de manière constante, lors de l'utili30 sation de matériels de transformation aval tels que métiers à tricoter, métiers à tisser, cantres, etc, que le paramètre -2 important pour la marche normale et la qualité du produit fini était essentiellement la valeur et le nombre de pics de tension. A titre d'exemple, la dévidabilité de fils continus textures fins de titre compris entre 11 dtex/7 brins et 22 dtex/7 brins sur 5 métier chaussant haute vitesse ( 1 000 m/min) ne doit pas conduire à des pics de tension, après le dernier embarrage, de plus de 2,5 grammes; si les pics sont supérieurs, on aura des ruptures de fils conduisant à des arrêts de métier Si l'on considère par exemple que la valeur du seuil critique de 22 dtex/7 brins est de 10 2,5 grammes et qu'il est toléré au maximum un arrêt pour 7 000 a collants, on peut en déduire que la qualité programmée et choisie pour l'application visée ne doit pas conduire à plus de N pics par kilo de matière, soit N pics par bobine. De même qu'il peut être défini une tension supérieure à 15 détecter, il peut être défini une tension inférieure ce qui permettra, en ayant deux types de pics maxi-mini, de pouvoir mieux sélectionner la qualité des fabrications. La présente demande a pour objet un dispositif permettant ces mesures. La présente invention a pour objet un appareillage pour le contrôle de la dévidabilité de fils textiles par exemple en provenance de supports, caractérisé en ce qu'il comporte, reliés ensemble,: un moyen de mesure de la vitesse d'appel du fil un capteur de tension relié à un tensiomètre avec enregistreur ponctuel rapide un enregistreur avec convertisseur pour enregistrement et tracé des histogrammes des pics de tension supérieurs à des seuils de valeurs fixées. La présente demande concerne aussi un procédé pour la mise en oeuvre de l'appareillage ci-dessus, caractérisé en ce qu'un fil, en provenance d'un moyen d'alimentation, -3 est appelé par un cylindre monté sur un moteur à vitesse réglable à affichage digital de la vitesse, passe dans un capteur de tension de dévidage, situé en amont du cylindre d'appel, relié à un tensiomètre couplé avec un enregis5 treur rapide, les variations de tensions électriques fournies par le capteur traduisent des variations de tension mécaniques en cours de dévidage du fil; chaque défaut décelé en fonction du réglage préalable des seuils de tension mécaniques est compté dans un 10 compteur partiel, donne le nombre de défauts enregistrés pendant le temps choisi de la mesure et est également compté dans un compteur totalisateurs et l'amplitude des histogrammes tracés. Le fil est appelé à une vitesse constante ou non selon la mesure effectuée. En matérialisant sur graphique le nombre de variations de tension ayant dépassé les seuils choisis etleur espacement sur la bobine, on dispose ainsi d'un moyen simple de contrôle efficace et d'appréciation de la qualité. Le dispositif et son fonctionnement seront mieux compris à 20 l'aide de la figure 1 ci-jointe et de la description ci-après s'y rapportant. Sur la figure 1, on distingue: la bobine 1, le fil 2, un cylindre d'appel 3, un régulateur de vitesse 4, une tête de lecture 5, un tensiomètre 6 et un enregistreur rapide 7, un 25 convertisseur 8 et un enregistreur produisant des histogrammes 9 classique ou du type machine à écrire. En fonctionnement, le fil 2 est tiré de la bobine 1 au moyen d'un cylindre d'appel 3, monté sur un moteur à vitesse réglable avec affichage digital 4 de la vitesse en mètres/minute (gamme de 30 vitesse de O à 1 700 m/min) Un capteur de tension 5 du type tensotron de la Société ROTSCHILD, est placé en amont du cylindre d'appel Ce capteur est relié à un tensiomètre 6, lequel est -4 couplé à un enregistreur rapide 7 à un convertisseur 8 et à un traceur d'hystogramme 9 La sensibilité et le décalage d'origine du signal traduisant la tension sont fixés sur le tensiomètre et le signal du tensiomètre est mis en mémoire dans le convertis5 seur 8 pour traçage d'histogramme par l'enregistreur 9 Les valeurs limites de tension acceptables sont affichées sur le convertisseur 8 (seuils critiques de tension), à partir de là, tout pic de tension supérieur aux seuils critiques affichés, se traduit par l'envoi d'une impulsion sur les compteurs du conver10 tisseur 8 Ces signaux sont totalisés sur une période de temps prédéfini entre 1 S et 99 minutes La somme des signaux est transcrite sous forme d'un trait de longueur correspondant à l'échelle choisie Le tracé réalisé, le papier avance d'un pas, toutes les 3 mesures, et est prêt à nouveau à enregistrer la 15 nouvelle somme d'impulsions totalisée dans l'unité de temps suivante; dans le même temps, chaque impulsion est totalisée dans le compteur totalisateur correspondant. Ces appareils étant munis de sécurité d'arrêt en cas de rupture du fil, ils peuvent fonctionner sans surveillance De 20 plus, ils sont munis d'un dispositif qui permet de programmer des enregistrements de tension sur l'enregistreur rapide Cette programmation peut être faite à temps constant (heure/minute) pour une période de temps définie (minute seconde) (toutes les heures pendant 10 " par exemple) ou quand la somme des pics de 25 tension totalisée dans une des catégories est supérieure à une certaine valeur (qui correspond à un passage anormal sur la bobine testée par exemple). Ce principe permet de ne pas perdre l'information et de vérifier à l'allure de la courbe s'il s'agit d'un brin cassé ou 30 de passage d'envergure par exemple. -5 A titre d'exemple, il a été réalisé un appareillage comme suit; il comprend: Un coffret électronique contenant les modules de commandes de l'enregistreur rapide, le module d'asservissement du système de 5 dévidage, les commandes de l'imprimante, les microprocesseurs qui dirigent ces fonctions et le pupitre de commande qui permet de définir les paramètres de l'essai et le mode de fonctionnement de l'appareil. Une imprimante (telle que celle de marque MICROLINE 80), à 10 entrées parallèles, sert d'enregistreur graphique à deux voies et d'enregistreur numérique pour les paramètres relatifs à l'essai préalable. Les caractéristiques électriques sont les suivantes alimentation:220 Volts, 6 Ampères,50/60 HZ15 2 entrées: 1 entrée analogique, 1 entrée logique 2 sorties non contrôlées 220 Volts alternatif, 1 Ampère * 2 sorties contrôlées tout ou rien 220 Volts alternatif, 2 Ampères interrupteur statique avec amorçage à zéro) 1 sortie contrôlée tout ou rien capable de couper 24 Volts 20 continu/2 Ampères * 1 lignede sortie 8 bits (logique TTL) * 1 sortie analogique * 1 pupitre de commande. Entrée analogique: échelle O à 12 Volts crête; Z = 5 K Cette entrée peut éventuellement avoir une échelle différente Cette entrée est destinée à recevoir le signal du capteur de tensions. Entrée tout ou rien: de type TTL, cette entrée est destinée h recevoir le contact du capteur de présence de fil (contact ouvert 30 par présence du fil) libre de toute tension extérieure. -6 Sorties non contrôlées 220 Volts 1 Ampère: 1 sortie est destinée à alimenter l'amplificateur du capteur de tension. 1 sortie est destinée à alimenter l'imprimante semi-graphique à entrée parallèle. Sorties contrôlées 220 Volts 2 Ampères: sortie sert à alimenter le coffret de commande de vitesse du dévidage. 1 sortie sert à alimenter l'enregistreur rapide. Sortie contrôlée 24 Volts continu/2 Ampères Cette sortie sert à commander le marqueur de l'enregistreur rapide. Ligne de sortie 8 bits TTL Cette ligne de sortie commande l'imprimante. Sortie analogique: Cette sortie permet d'appliquer le signal du capteur de tension à l'enregistreur rapide. Le pupitre est constitué comme suit: "Fonctions": 2 roues codeuses permettent de sélectionner le numéro de la fonction désirée (mode de fonctionnement et paramètres à initialiser ou visualiser). "Valeurs": 4 roues codeuses permettent d'initialiser les valeurs des paramètres de l'essai. 25 "Visualisation": 6 afficheurs numériques à diode leeds permettent d'afficher la valeur des paramètres. 8 voyants leeds miniatures indiquent le mode de fonctionnement qui a été choisi. 3 voyants rouges indiquent le type d'alarme rencontrée. 1 voyant jaune indique les tensions qui dépassent le seuil haut (gros défauts). -7 1 voyant vert indique les tensions qui dépassent le seuil bas (petits défauts). "Ecriture": le bouton poussoir serth écrire dans la mémoire du dispositif la valeur de chaque paramètre ou le mode de fonctionnement choisi. "Acquit": le bouton poussoir sert à l'arrêt d'un avertisseur sonore. En fonctionnement, la tension analogique appliquée à l'entrée de l'appareillage (échelle O à 12 V) est divisée et 10 filtrée pour donner une échelle de O à 9,99 V à la sortie de l'étage amplificateur puis est comparée auxseuils dont l'échelle est de O à 999 Lorsque cette valeur ainsi divisée est supérieure à la valeur du seuil "petits défauts" (sensibilité petits défauts) le voyant leed vert petit défaut s'allume et si la 15 valeur est inférieure au seuil "gros défauts" (sensibilité gros défauts), une impulsion est comptée dans les compteurs "petits défauts" Si la valeur est supérieure au seuil des gros défauts, le voyant leed jaune s'allume et une impulsion est comptée dans les compteurs "gros défauts". Chaque défaut dans une catégorie donnée est compté dans un compteur totalisateur et dans un compteur partiel Le compteur totalisateur ou cumul donne donc le nombre total des défauts enregistrés dans la catégorie correspondante et le compteur partiel donne le nombre de défauts enregistrés dans cette 25 catégorie pendant le temps de cette mesure Le compteur partiel donne l'amplitude de l'histogramme pour la mesure correspondante. A la fin de chaque mesure, il est remis automatiquement à zéro et il recommence automatiquement à compter les défauts pendant la durée de la mesure suivante qui est automatiquement lancée. 30 Répartition des fonctions Paramètres: fonctions zéro à 22 et 32, 33 Appareils utilisés: fonctions 23 à 25 -8 Mode de fonctionnement: fonctions 27 h 31 Décalage d'origine sur histogramme: fonction 26 Initialisation de l'appareillage "exemplifié" A la mise sous tension, toutes les valeurs des paramètres de 5 l'essai sont h zéro, aucune des fonctions de mode n'est en service et les interrupteurs statiques de commande de dévidage et de l'enregistreur rapide sont ouverts La valeur indiquée surles afficheurs correspond à la valeur de la mémoire contenant la valeur du paramètre sélectionné par les roues codeuses 10 "fonctions" Le bouton poussoir "écriture" sert à transférer dans la mémoire, correspondant au paramètre défini par les roues codeuses "fonctions", la valeur affichée par les roues codeuses "valeurs". Après avoir initialisé les paramètres de l'essai, on choisit 15 le mode de fonctionnement de l'appareillage. Mode de fonctionnement Les fonctions 23 à 26 doivent être combinées à une des fonctions 27 à 31. fonction 23: L'appareillage sert à totaliser les gros défauts d'une part, et les petits défauts d'autre part L'enregistreur 20 rapide et l'imprimante ne sont pas commandés. fonction 24: Fonctionnement identique à la fonction 23 sauf pour l'enregistreur rapide qui sera mis en service chaque fois que l'intervalle de temps défini par la fonction 8 sera écoulé et pour une durée d'enregistrement égale à la valeur de la fonc25 tion 9. fonction 25: Dans ce mode de fonctionnement, les totalisateurs, l'enregistreur rapide et l'imprimante seront en service. fonction 26: L'amplitude maximum de l'histogramme est de 100 points Si la valeur du compteur partiel dépasse 100 au cours 30 d'une mesure, deux cas sont envisagés: 1 er cas: L'histogramme indiquera la valeur maximum Dans ce cas, on travaille sans décalage d'échelle donc on initialisera la fonction 26 avec une valeur zéro zéro. -9 2 ème cas: L'histogramme indiquera la valeur du dépassement. Dans ce cas, on travaille avec décalage d'échelle et on initialisera la fonction 26 avec une valeur 01, à gauche de l'enregistrement on indiquera le nombre de centaines du décalage ( O à 9) et l'histogramme représentera l'amplitude du dépassement par rapport à la centaine enregistrée comme décalage. fonction 27: Ce mode de fonctionnement autorise la marche du dévidage si on a présence fil, et déclenche l'alarme "absence fil" et le klaxon et arrête le dévidage si on n'a pas de fil sur 10 le détecteur. Le comptage des défauts peut se faire: Si la fonction 24 ou 25 est validée, le déclenchement de l'enregistreur rapide sera uniquement sous contrôle de la position de l'interrupteur marche enregistreur rapide Si la fonction 25 est validée, l'imprimante 15 sera commandée et imprimera le tableau des valeurs des paramètres avant d'autoriser le dévidage du fil Les paramètres peuvent être modifiés à tout moment dans ce mode de fonctionnement. fonction 28: Ce mode de fonctionnement est identique au mode de la fonction 27 mais, en plus, l'enregistreur est déclenché par 20 la base de temps enregistrement, ou les limites définies en fonction 10 et 11 et l'appareillage contrôle les différents seuils et limites de certaines fonctions De plus, les paramètres ne peuvent pas être modifiés au cours de cette fonction. Au passage de la fonction 27 à la fonction 28, les compteurs 25 sont remis à zéro, les bases de temps réinitialis 6 es et l'imprimante enregistre les paramètres de l'essai et leurs valeurs Alors les mesures commencent. fonction 29: Cette fonction permet de modifier un ou plusieurs paramètres pendant le déroulement de la fonction 28 Quand cette 30 fonction est validée, l'autorisation de marche du dévidage est suspendue ainsi que le déclenchement de l'enregistreur rapide. Après modification des paramètres, on valide la fonction 30 ("relance") pour pouvoir continuer l'essai avec les nouveaux paramètres. fonction 30: Au début de cette fonction, l'imprimante, si elle est en service, enregistre tous les paramètres et leurs valeurs afin de faire apparaître les changements de paramètres réalisés, l'enregistrement de l'histogramme, les contrôles des seuils et limites se poursuivent comme en fonction 28. fonction 31: Cette fonction annule l'autorisation de dévidage, la marche de l'enregistreur, remet les compteurs à zéro après avoir imprimé les cumuls, incrémente le compteur de numéro essai et positionne l'appareillage pour l'analyse par exemple d'une 10 nouvelle bobine en conservant les valeurs des paramètres de l'essai précédent. L'imprimante semi-graphique utilisée permet de tracer trois cycles de l'histogramme h chaque ligne En conséquence, un tracé de l'histogramme exécuté par l'imprimante correspondra à 3 15 mesures. L'appareil permet de contrôler chaque bobine de fil, il peut aussi être monté sur un dispositif de transformation aval pour effetuer les mesures sur le fil en mouvement. L'appareil permet de contrôler n'importe quel phénomène se 20 traduisant par des variations de tension mécanique pouvant être traduites par des variations de tension électrique. Indépendamment de l'utilisation dans l'industrie textile, on peut en envisager l'utilisation en médecine, etc L'exemple suivant illustre la présente demande sans la 25 limiter. Exemple On désire mesurer les défauts sur un fil continu en polytéréphtalate d'éthylène glycol de titre 50 dtex/40 brins On utilise l'appareillage décrit ci-dessus en réglant de façon telle 30 que les seuils de sensibilité aux défauts mini et maxi, soit respectivement des tensions de dévidage de 3 g et 3,5 g. Ces conditions sont mesurées avec un dévidage à une vitesse de 500 m/min, on constate alors 819 gros défauts et 3 064 petits défauts (diagramme figure 2 a) On procède alors à des modifications de réglage de la densité de l'enroulement et de brouillage 5 sur la machine de texturation On dévide à nouveau le fil à 500 m/min pour vérifier l'influence des réglages: il ne présente alors plus de défaut (diagramme figure 2 b) On procède ensuite au dévidage à une vitesse supérieure à partir de laquelle on verra apparaître à nouveau des défauts de surtension. Dans cet exemple, on constate qu'à partir d'une vitesse de dévidage de 800 m/min apparaissent à nouveau des défauts de surtension (diagramme figure 2 c). Cette façon de procéder a permis de classer les bobines issues de fabrication afin de n'envoyer en clientèle que celles, 15 en fonction de l'application ici recherchée qui ne nécessitait pas de passage en tension supérieure à 3,5 g et inférieure à 3 g, présentant des bonnes caractéristiques permettant sur l'article terminé d'éviter les phénomènes de barrures, de différences d'aspect et d'affinité tinctoriale. Les histogrammes 2 a, 2 b et 2 c ci-joints sont réalisés comme suit On enregistre toute les heures (déclenchement automatique) pendant 1 minute, la sensibilité aux gros défauts est réglée à 3,5 g, la sensibilité aux petits défauts est réglée à 3 g; échelle de tension de l'appareil ROTSCHILD: 10, on règle le 25 seuil d'enregistrement du nombre de gros et de petits défauts: respectivement à 50 et 300; dès que ces seuils sont atteints lors du dévidage, il y a arrêt automatique et déclenchement d'une alarme visuelle et sonore, lorsqu'ils sont répétitifs. L'appareillage de la présente demande apporte ainsi une 30 amélioration en ce qu'il permet le contrôle de façon relativement simple, de la qualité des fils à tester, en fonction de leur emploi. REVENDICATIONS 1/ Appareillage pour le contrôle de la dévidabilité de fils textiles, par exemple en provenance de supports, caractérisé en ce qu'il comporte reliés ensemble: un moyen de mesure ( 4) de la vitesse d'appel du fil, un capteur de tension ( 5) relié à un tensiomètre ( 6) avec un enregistreur ponctuel ( 7) rapide, un enregistreur ( 9) avec convertisseur ( 8) pour enregistrement et tracé des histogrammes des pics de tension supérieurs à des 10 seuils de valeurs fixées. 2/ Procédé pour la mise en oeuvre du dispositif objet de la revendication 1, caractérisé-en ce qu'un fil ( 2) en provenance d'un moyen d'alimentation (i), est appelé par un cylindre monté, sur un moteur ( 4) à vitesse 15 réglable à affichage digital de vitesse, passe, dans un capteur de tension ( 5) de dévidage, situé en amont du cylindre d'appel, relié à un tensiomètre ( 6) couplé à un enregistreur rapide ( 7), les variations de tensions électriques fournies par le 20 capteur ( 5) traduisent alors des variations de tension mécaniques au cours du dévidage du fil ( 2); chaque défaut décelé en fonction du réglage préalable des seuils de tension mécaniques est compté dans un compteur partiel, donne: le nombre de défauts enregistrés pendant le temps choisi de la mesure et est également 25 compté dans un compteur totalisateur, et l'amplitude des histogrammes tracés -