Brevet FR2612206A1 — publié le 19880916

L'invention concerne un dispositif pour améliorer le processus de cardage d'une carde ou d'une machine analogue comportant un tambour (principal) relié à un moteur électrique d'entraînement et présentant une phase de travail entre l'accélé- ration et la décélération. L'invention concerne également un procédé pour la mise en oeuvre de ce dispositif. Dans un système connu, la vitesse de travail ou vitesse de rotation du tambour pour un type de matière fibreuse déterminé est préfixée. En cas de changement du type de matière, par exemple pour passer de coton à des fibres chimiques et inversement, on adapte, c'est-à-dire on change la vitesse de rotation de travail en changeant le rapport de transmission mécanique entre le moteur d'entraînement et le tambour, par exemple en remplaçant des poulies à courroies. Cette façon de procéder est liée à un travail et des pertes de temps considérables. De plus, on peut seulement obtenir, de cette manière, des vitesses déterminées, suivant la construction (échelonnement) des organes de transmission. Un autre inconvénient est que, lors de la décélération du tambour, par exemple au freinage dans le cas d'une interruption dans le fonctionnement, la quantité de fibres qui s'accumule sur le tambour est plus grande que celle qui s'y trouve pendant le travail normal. Il en résulte une irrégularité qui peut provoquer la rupture du ruban ou du voile à la remise en marche de la carde (au commencement d'une nouvelle filée). Si le ruban ou le voile ne se déchire pas, le tronçon en question doit être éliminé, en raison des irrégularités, ce qui exclut le commencement automatique d'une nouvelle filée et entraîne des pertes de matière. Ce système connu comporte un moteur d'entraînement non réglé; autrement dit, un changement de la vitesse de rotation du tambour n'est pas prévu, en raison de sa très importante inertie massique, pendant le traitement de la matière fibreuse. Il peut ainsi arriver que trop de neps restent dans la matière à la vitesse de rotation prévue pour le tambour. On a déjà proposé d'interposer une unité de commutation dans les arrivées de courant du moteur pour l'entraînement de l'ensemble cylindre briseur/tambour, unité qui permet d'intercaler, dans ces arrivées de courant, un circuit de réglage pour le démarrage ou le freinage, avec un gradateur de courant alternatif, qui peut de nouveau être éliminé desdites arrivées après le processus d'accélération ou de décélération. Cette solution permet seulement de réaliser la montée en vitesse et le freinage du tambour avec une accélération ou une décélération constante. On obtient ainsi un fonctionnement à deux régimes, selon lequel, à la suite de la montée à la vitesse voulue, on produit la commutation sur le régime secteur; en d'autres termes, le réglage sélectif de vitesses déterminees pendant l'accélération ou la décélération n'est pas prévu et le changement de la vitesse de rotation du tambour pendant le régime de travail (secteur) est totalement impossible. Compte tenu de cet état de la technique, l'invention vise à créer un dispositif qui évite les inconvénients mentionnés et qui permette en particulier l'amélioration du processus de cardage, par exemple par une adaptation simple et rapide de la vitesse de travail du tambour en cas de changement du type de la matière fibreuse à traiter, une remise en service de la carde (commencement d'une nouvelle filée) sans rupture du ruban ou du voile, ainsi que la réduction du nombre de neps. A cet effet, selon l'invention, un dispositif comme indiqué au début est essentiellement caractérisé en ce que le moteur d'entraînement du tambour est un moteur électrique à vitesse variable, qui est raccordé à un dispositif de commande destiné à faire tourner le moteur à des vitesses préfixées. On obtient ainsi l'amélioration du processus de cardage, notamment une adaptation simple ou un réglage simple et rapide de la vitesse de travail du tambour en cas de changement du type de la matière fibreuse à traiter, par exemple s'il s'agit de passer de coton à des fibres chimiques. Un autre avantage est que l'accélé- ration comme la décélération du tambour peuvent être commandées de façon définie et appropriée dans chaque cas. Le tambour porte de ce fait un matelas de fibres d'épaisseur uniforme, aussi bien à l'accélération et la décélération que pendant le fonctionnement normal, si bien qu'une remise en service de la carde (commencement d'une nouvelle filée) à la suite d'une interruption ou d'une rupture de ruban ou de voile, peut se faire sans perte de matière fibreuse. Encore un autre avantage est que l'on peut déterminer et ajuster sélectivement la vitesse de rotation du tambour avec LaqueLLe la pLupart des neps sont éliminées de La matière fibreuse. La vitesse de rotation du tambour peut ainsi être réglée ou commandée de façon continue. Des vitesses déterminées peuvent être établies de façon continue et en peu de temps, également pendant la phase de travail ou de traitement de la matière fibreuse. Différents avantages essentiels de l'invention peuvent être résumés ainsi: 1. L'accélération du tambour peut être commandée de façon définie et sélective. IL devient ainsi possible d'établir des dépendances de la vitesse de rotation de celles d'autres cylindres tournants (amenée de la matière fibreuse, peigneur et organes ana- logues). Ceci est particulièrement avantageux en relation avec le commencement automatique de la filée du ruban de carde et la mise en service sans rupture de ruban à la suite d'une interruption. 2. La décélération du tambour peut se faire de façon définie et avec freinage. L'inclusion de la faculté de freinage dans le dispositif selon l'invention supprime la nécessité de prévoir un appareil'de freinage particulier. Cette possibilité de freinage est également très importante pour la remise en service sans rupture de ruban. 3. La vitesse de rotation de travail peut être accordée à la matière à traiter et aux autres entraînements (en dehors du tambour). Il devient ainsi possible de déterminer pour chaque matière fibreuse la vitesse optimale, qualitativement, et de l'utiliser de façon reproductible. Le moteur électrique pour l'entraînement du tambour est de préférence un moteur à courant continu. SeLon un autre mode de réalisation préféré, le tambour est entraîné par un moteur triphasé à induit en court-circuit et dont la vitesse est réglée par le changement de la fréquence. Il convient d'accéLérer ou de décélérer le moteur de façon constante. Un mode de réalisation préféré prévoit que le moteur d'entraînement du tambour est raccordé à un appareil de réglage de la vitesse de rotation, appareil qui commande le moteur. L'appareil est en mesure de produire une accé- lération et une décélération (freinage) définies et préfixées du tambour. Il est constitué de préférence par un convertisseur de fréquence. Il est préférable que l'appareil de réglage de la vitesse soit en liaison avec un dispositif de commande. Ce dispo- sitif (par exemple sous forme d'un système de commande à micro- ordinateur) fournit à l'appareil de réglage des vitesses de consigne qui correspondent chaque fois aux besoins. Il est préfé- rable que la commande soit un micro-ordinateur, par exemple du type TMS de la firme Tr tzschler. La commande comporte de préférence une mémoire rémanente ou mémoire vive pour des vitesses de rotation du tambour préfixées et spécifiques aux différentes matières fibreuses à traiter. On introduit dans cette mémoire des données optimales, spécifiques aux différentes matières et déterminées une fois pour toutes, concernant les vitesses de rotation nécessaires du tambour (y compris pendant son accélération et sa décélération). Au besoin, ces données peuvent de nouveau être appelées, également de façon automatique, à tout moment et pratiquement sans que cela demande des dépenses supplémentaires. Il convient en outre que Le dispo- sitif de commande soit équipé d'une unité pour entrées, accords et corrections manuels, ainsi que d'une unité pour entrées, accords et corrections automatiques. Il est judicieux de réaliser le dispo- sitif de commande de manière qu'il soit en mesure de fournir des vitesses de consigne pour tous les autres entraînements encore présents, de contrôler ces vitesses et de les corriger éventuel- lement. Le procédé selon l'invention pour la mise en oeuvre du dispositif est caractérisé en ce que la vitesse de rotation du tambour est variable après l'accélération et avant la décélération, c'est-à-dire pendant la phase de travail ou de traitement de la matière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente le schéma synoptique d'un dispo- sitif selon l'invention et son raccordement au tambour d'une carde; et - La figure 2 représente Le schéma synoptique du dispo- sitif de commande selon l'invention, avec d'autres fonctions de commande et de contrôle. La figure montre schématiquement, par une vue de côté, une carde, par exemple du type EXACTACARD DK 715 de Tr tzschler, comprenant un cylindre alimentaire 1, un cylindre briseur 2, un tambour (principal) 3, un peigneur 4, un cylindre détacheur 5, des rouleaux presseurs 6, 7, un élément guide-voile 8, un entonnoir 9, des rouleaux dégivreurs 10, 11 et un chapelet de chapeaux marchants 12. Les flèches représentées dans les cylindres ou rouleaux 1 à 7 et 10, 11 indiquent le sens de rotation. Le tambour 3 est relié à un moteur d'entraînement élec- trique 13 à vitesse variable, lequel est raccordé à un dispositif de commande 14 destiné à faire tourner le moteur à des vitesses préfixées. Le dispositif de commande représenté comporte un micro- processeur 15 en tant qu'unité centrale, laquelle est connectée d'jne part à des mémoires 16 et 17 et d'autre part à une inter- face 18. Les organes de commande 15 à 18 constituent ensemble un microordinateur. Le mémoire 16 reçoit les données pour le programme de production à exécuter, introduites par l'opérateur à l'aide d'un clavier 19. La mémoire 17 contient les données prépro- grammées de façon fixe et qui sont valables pour le déroulement du processus de commande pour chaque programme de production. Il s'agit notamment de données qui autorisent ou suppriment des fonctions machine déterminées lorsque des états de fonctionnement spécifiques sont détectés. Des données fixant la plage permise de vitesses de rotation du tambour en constituent un exemple. Le microprocesseur 15 génère d'une part tous les signaux de commande nécessaires au fonctionnement du micro-ordinateur et exécute d'autre part, sous la commande du programme contenu dans la mémoire PMEM 17, tous les transferts de données entre les mémoires et les circuits et dispositifs externes raccordés à travers 2612 2 0 6 l'interface 18. Le microprocesseur 15 exécute par aiLleurs tous les calculs nécessaires et prend toutes les décisions requises. L'interface 18 est en principe une mémoire tampon, avec des registres d'entrée et de sortie, qui permet, à la suite d'instruc- tions du micro-ordinateur, d'inscrire dans celui-ci, en tant que signaux d'entrée, des informations externes, telles que des signaux provenant du clavier par exemple et des signaux représentatifs de l'état de la machine, et de délivrer les informations contenues dans le micro-ordinateur, c'est-à-dire des instructions, en tant que signaux de sortie au logique de commande, dispositifs d'affi- chage et ainsi de suite qui se trouvent à l'extérieur. Ces dispo- sitifs externes comportent.un affichage 20 par lequel des données essentielles du programme et aussi, par exemple, des indications sur la vitesse actuelle de production, ainsi que d'autres états de la machine, peuvent être visualisées. Différents capteurs produisent des signaux renseignant sur l'état de fonctionnement de la machine. De tels signaux indiquent, par exemple, si le tambour 3 tourne ou non. Enfin, on a prévu une logique de production à laquelle sont raccordés des moteurs réglables pour le transport de la matière. En cas de fonctionnement automatique, cette logique reçoit ses signaux d'instructions du micro-ordinateur et commande le fonctionnement en fonction du programme de production. Comme déjà mentionné, les programmes de production sont introduits dans la mémoire 16 à l'aide d'un dispositif d'entrée, tel que le clavier 19 par exemple. L'actionnement d'une touche de programmation provoque la génération d'un code qui est inscrit à travers l'inter- face 18 dans le microprocesseur 15. Celui-ci détermine si le code concerné représente une instruction, par exemple pour la mémori- sation, l'effacement ou l'application d'un signal, ou alors une information pour le programme de production. Dans le premier cas, l'instruction est exécutée. S'il est déterminé que le signal représente une instruction de mémorisation, le microprocesseur 15 provoque le transfert des données introduites en dernier dans la mémoire 16. Dans le second cas, des chiffres ou des fonctions sont mémorisés temporairement dans la mémoire de données 16 en vue d'une utilisation ultérieure. Un générateur tachymétrique électronique 21 26122 06 est coordonné en tant que capteur au tambour 3 et est connecté à un appareil de réglage 22 qui est prévu entre la commande 14 et le moteur d'entraînement 13. Selon la figure 3, le générateur tachy- métrique électronique 21, coordonné au tambour 3 en tant que capteur de vitesse, est connecté à un convertisseur analogique/ numérique 23. Ce convertisseur est en liaison avec l'unité de commande électronique 14, constituant un micro-ordinateur, qui contient un microprocesseur et des mémoires (voir figure 1). Le convertisseur 23 est commandé par ce microordinateur 14, auquel est coordonné un générateur de valeurs de consigne 24. Le micro- ordinateur 14 est connecté à un premier convertisseur numérique/ analogique de puissance 25, lequel est commandé par le microproces- seur et est en liaison avec le moteur 26 pour Le cylindre alimen- taire 1. Le micro-ordinateur 14 est connecté en outre à un deuxième convertisseur numérique/analogique de puissance 28, lequel est en liaison avec le moteur 27 pour le peigneur 4. De plus, le micro- ordinateur 14 est connecté à un troisième convertisseur numérique/ analogique de puissance 29, lequel est en liaison avec le moteur d'entraînement électrique 13 pour le tambour 3. Au cours du fonctionnement, les vitesses de rotation du tambour 3 sont transformées par le générateur tachymétrique 21 en signaux électriques analogiques. Ces signaux analogiques sont transformés par le convertisseur 23 en signaux numériques, lesquels constituent les signaux d'entrée du micro-ordinateur 14. A partir de ces signaux d'entrée et des données de programme mémorisées, le microprocesseur (voir figure 1) génère des signaux numériques de sortie. Ceux-ci sont transformés de nouveau par le convertisseur 29 en signaux analogiques qui parviennent finalement dans le moteur 13 commandant Le tambour 3. La figure 2 montre également des éléments pour des fonctions supplémentaires de commande et de contrôle. Un appareil d'essais est raccordé en plus au convertisseur analogique/numérique 23. Celui-ci reçoit en outre un signal analogique d'un appareil pour mesurer l'épaisseur du ruban de carde. Au micro-ordinateur sont en outre connectés électriquement les dispositifs suivants: des éléments de commande, tels qu'un interrupteur Marche/Arrêt 2612 2 0 6 pour la carde et des éléments semblables; des organes de surveil- lance, lesquels signalent des perturbations du système ou dans le déroulement du fonctionnement; un ordinateur pilote d'ordre hiérarchique supérieur et coordonné à plusieurs cardes ou machines analogues; un module de programmation, à l'aide duquel des données variables peuvent être programmées au départ et être reprogrammées en cas de changements; un appareil d'affichage pour l'indication d'informations concernant la production et la position de comp- teurs; de même qu'un dispositif par lequel peuvent être commandés directement, par exemple, des voyants lumineux, des contacteurs et des distributeurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour améliorer le processus de cardage d'une carde ou d'une machine analogue comportant un tambour (principal) relié à un moteur électrique d'entraînement et présentant une phase de travail entre l'accélération et la décélération, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement du tambour (3) est un moteur éLec- trique (13) à vitesse variable, qui est raccordé à un dispositif de commande (14) destiné à faire tourner le moteur à des vitesses préfixées. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (13) est un moteur à courant continu. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (13) est un moteur triphasé à induit en court-circuit et à réglage de la vitesse par variation de la fréquence. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur (13) est à accélération ou décélération constante. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement (13) du tambour (3) est raccordé à un appareil (22) de réglage de la vitesse. 6. Dispositif selon La revendication 5, caractérisé en ce que l'appareil (22) de réglage de la vitesse est un convertisseur de fréquence. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tambour (3) est équipé d'un générateur tachymétrique (21) connecté à l'appareil (22) de réglage de la vitesse. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'appareil (22) de réglage de la vitesse est en liaison avec un dispositif de commande (14). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de commande (14) est un microordinateur. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de commande (14) comporte une mémoire vive (16) pour des vitesses de rotation du tambour qui sont préfixées et sont spécifiques à des matières à traiter. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que le dispositif de commande (14) est relié au moteur électrique (13) à travers un convertisseur numérique/ analogique de puissance (29). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le générateur tachymétrique (21) est connecté au convertisseur numérique/analogique de puissance (29) et à un convertisseur analogique/numérique (23). 13. Procédé pour la mise en oeuvre du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la vitesse de rotation du tambour est variable après l'accélération et avant la décélération, c'est-à-dire pendant la phase de travail ou de traitement de la matière.