Source: http://patent-de.com/20030116/EP1262581.html
Timestamp: 2019-05-24 07:14:25+00:00
Document Index: 137047317

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Verfahren zum Kontrollieren der Herstellungsqualität von Textilfaserbändern - Dokument EP1262581
Dokumentenidentifikation EP1262581 16.01.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1262581
Titel Verfahren zum Kontrollieren der Herstellungsqualität von Textilfaserbändern
Anmelder N. Schlumberger & Cie, S.A., Guebwiller, FR
EP-Anmeldetag 14.05.2002
EP-Aktenzeichen 023601495
IPC-Hauptklasse D01H 5/38
IPC-Nebenklasse D01G 15/64
La présente invention concerne le domaine de l'industrie des machines textiles, notamment les machines d'étirages communément appelées Gills, et a pour objet un procédé de contrôle de la qualité de fabrication de rubans de fibres textiles.
Actuellement, il existe de nombreux dispositifs de contrôle en ligne de la qualité de fabrication sur machines d'étirage. Ces dispositifs, dont le principe de mesure diffère selon les modèles, ont pour but de contrôler la variation du titre en g/m ou en Ktex d'un ruban de fibres textiles sortant ou entrant d'une machine d'étirage.
A cet effet, on connaît, par CH-A-441 067, un dispositif de mesure capable de déterminer les variations à long terme du titre d'un ruban par pesage de la quantité de ruban déposée dans un pot par unité de longueur de ruban. Le principal inconvénient de ce dispositif est que la mesure est faussée lorsqu'une partie du ruban est retirée du pot, soit pour un contrôle périodique, soit à cause d'un incident. En outre, un tel dispositif ne permet pas de contrôler des variations à court terme.
WO-A-98/18985 et FR-A-2 768 437 décrivent respectivement, par ailleurs, le contrôle du volume occupé par les fibres qui composent le ruban à l'aide d'un galet tâteur ou par un palpeur. Ces dispositifs sont encombrants et de forte inertie, de sorte qu'ils sont inadaptés à une détection des variations à court terme, et mal adaptés aux grandes vitesses lorsqu'ils sont placés en sortie de machine d'étirage où ils créent des enroulements de fibres.
En outre, le principe de mesure exige de comprimer le ruban de sortie, ce qui détériore sa qualité.
FR-A-1 473 942 décrit un procédé de mesure par déformation élastique, dans lequel le ruban de fibres passe dans un entonnoir de dimension réduite, qui freine le passage du ruban et la déformation élastique d'un matériau est contrôlée à l'aide d'un capteur, qui peut être à jauge de contrainte, inductif, capacitif ou optique. La taille de l'entonnoir doit correspondre exactement au titre du ruban sortant et il convient d'en changer à chaque modification du titre du ruban sortant. Par ailleurs, le principe de mesure détériore la qualité du ruban sortant.
On connaît aussi un procédé de mesure par rayonnement, dans lequel le ruban se déplace en face d'une source de rayonnements Béta par exemple (FR-A-1 209 535). Le titre du ruban est proportionnel à l'absorption des particules Béta. Ce genre de dispositif présente l'inconvénient d'irradier la matière textile et pose le problème du recyclage des sources à rayons.
Il existe également un procédé de mesure optique mettant en oeuvre un dispositif tel que connu, par exemple, par FR-A-1 375 439 et qui consiste à faire circuler le ruban en face d'une source lumineuse émettant sur une longueur d'onde du domaine du visible et à détecter les variations de lumière à l'aide d'une cellule photo électrique. La matière textile absorbe une partie des ondes électromagnétiques et les variations de lumière sont proportionnelles au titre du ruban.
Les dispositifs utilisés à cet effet présentent l'inconvénient majeur d'être très sensibles à la couleur des fibres et d'afficher des résultats aberrants lorsque les fibres textiles sont teintes.
Il a également été proposé, par FR-A-2 520 119, un procédé de mesure sonique consistant à déplacer le ruban dans une chambre, dans laquelle on émet une onde sonore. La matière textile absorbe et ralentit la propagation de l'onde sonore en fonction du titre du ruban. Cette technologie présente l'inconvénient d'être très sensible aux dépôts de poussière et de fibres dans la chambre de mesure, de sorte que l'on observe progressivement une dérive de la qualité de la mesure.
Un procédé de mesure pneumatique a été décrit dans BE-A-873 050 et propose de faire passer le ruban de fibres dans un entonnoir, dans lequel on mesure la pression d'air, dont la valeur est proportionnelle au titre du ruban. Toutefois, ce procédé présente l'inconvénient d'être sensible à la vitesse linéaire du ruban.
On connaît également un procédé de mesure capacitif, suivant DE-A-1 043 886, qui consiste à faire passer le ruban entre les électrodes d'un condensateur électrique, dont il modifie la capacité diélectrique. Les variations de capacité diélectrique sont fonction du titre du ruban. Le capteur mis en oeuvre, bien qu'il soit sans contact, de très grande sensibilité et très rapide, présente toutefois l'inconvénient d'être sensible aux variations de l'environnement, notamment, de la température et de l'humidité de l'air ambiant, de sorte que l'on observe des dérives de la mesure.
La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des dispositifs et procédés connus en proposant un nouveau procédé de contrôle de la qualité de fabrication de rubans de fibres textiles permettant un contrôle en ligne.
A cet effet, le procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à comparer, en ligne, les mesures individuelles effectuées simultanément sur au moins deux rubans sortants ou sur au moins deux nappes entrantes d'une même machine d'étirage, placée en amont de finisseurs de préparation, à une référence moyenne elle-même déterminée à partir de ces mesures individuelles.
La figure 1 représente une machine d'étirage mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention, et
les figures 2a à 2f sont des représentations graphiques des signaux de mesure individuelle délivrés par le dispositif suivant la figure 1.
La figure 1 des dessins annexés représente, par exemple, une machine d'étirage destinée à produire trois rubans. Une telle machine d'étirage 1, tel qu'un Gills, permettant de produire simultanément au moins deux rubans 2a, 2b, 2c est pourvue d'un râtelier 3, d'au moins un ensemble de cylindres alimentaires 4a, 4b, 4c, d'au moins une zone de contrôle des fibres 5a, 5b, 5c, d'au moins un ensemble de cylindres étireurs 6a, 6b, 6c, d'entonnoirs 7a,7b,7c et d'au moins un dispositif de stockage 8a, 8b, 8c. Cette machine est équipée, en outre, des capteurs de mesure 9a, 9b, 9c et/ou 10a, 10b, 10c. Ainsi, des capteurs de mesure 9a, 9b, 9c sont avantageusement placés entre les cylindres étireurs 6a, 6b, 6c et le dispositif de stockage 8a, 8b, 8c.
Conformément à l'invention, cette machine 1 met en oeuvre un procédé de contrôle de la qualité de fabrication de rubans de fibres textiles qui consiste à comparer les mesures individuelles effectuées ou valeurs individuelles relevées simultanément sur au moins deux rubans sortants 2a, 2b, 2c ou sur au moins deux nappes entrantes d'une même machine d'étirage 1, placée en amont de finisseurs de préparation, à une référence moyenne elle-même déterminée à partir de ces mesures individuelles.
Un exemple graphique des résultats obtenus est donné par les figures 2a à 2c, où A est l'amplitude du signal délivré par le capteur 9a, B l'amplitude du signal délivré par le capteur 9b, et C l'amplitude du signal fourni par le capteur 9c.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé consiste à réaliser pour chaque capteur 9a, 9b, 9c, etc. une courbe A, B, C correspondant à une moyenne progressive ou moyenne glissante de "m" valeurs individuelles fournies par lesdits capteurs.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste à effectuer ensuite une courbe A,B,C de moyenne progressive ou moyenne glissante de la moyenne arithmétique des amplitudes individuelles de "n" valeurs A, B et C, de manière à lisser la courbe d'évolution. Cette moyenne progressive formant la courbe A, B, C est représentée par la figure 2d.
Les valeurs "n" et "m" sont choisies de telle façon que les variations à très court terme soient filtrées et que n'apparaissent que les variations à moyen et long terme.
Chaque courbe individuelle A, B, C est comparée, selon une autre caractéristique de l'invention, avec la courbe A, B, C représentant la moyenne progressive et tout dépassement d'un seuil de différence prédéterminé entraîne l'émission, soit d'une information de défaut détecté, soit d'un signal d'arrêt de la machine pour cause de défaut de taille inacceptable. A cet effet, l'émission d'un signal d'alerte sera donnée de manière lumineuse ou sonore et complétée par une information en mode texte décrivant le type de défaut détecté.
Les défauts sont classés suivant différents types pouvant être détectés en fonction de seuils choisis librement, tant en durée qu'en amplitude, à savoir des seuils de durée de détection d'un défaut T4, T5, des seuils d'alerte de défauts de tailles différentes S1 et S2 et un seuil d'arrêt S3 pour défaut de taille inacceptable. Ainsi, par exemple, le seuil de durée T4 peut être d'une durée relativement courte, alors que le seuil T5 est plus grand que T4. Les seuils d'alerte S1 et S2 peuvent être choisis de manière à signaler à l'opérateur des tailles différentes de défauts que l'on accepte de produire, alors que le seuil d'arrêt S3 est choisi de façon à commander l'arrêt de la machine pour cause de défaut de taille jugé inacceptable. D'autres seuils peuvent évidemment être choisis en remplacement ou en complément.
La figure 2f représente l'amplitude d'une perturbation Z telle que, par exemple, l'augmentation de l'humidité relative de l'air ambiant. A partir de t1, on note une augmentation de l'humidité relative de l'air environnant la machine d'étirage 1. Cette perturbation crée une dérive des signaux délivrés par les capteurs 9a, 9b,9c, qui est représentée par une augmentation de l'amplitude des signaux A, B et C.
A partir de t2 et jusqu'à t3 on note l'absence d'un ruban d'alimentation de la machine d'étirage 1. Cette absence est détectée par le capteur 9b.
Par comparaison de la courbe B avec la courbe A, B, C, il apparaît entre t2 et t3 une différence qui dépasse en durée et en amplitude à la fois les seuils de durée T4 ou T5, les seuils d'alerte S1 et S2 et le seuil d'arrêt S3. Ainsi, par exemple, l'alerte sera donnée de manière lumineuse ou sonore et complétée par une information en mode texte décrivant le type de défaut détecté et une commande d'arrêt de la machine sera émise.
Les défauts peuvent être comptabilisés en fonction de leur type, comme représenté, par exemple, ci-après :
Défaut type Durée Amplitude Caractéristique 1 T 4 S 2 Court, de forte amplitude 2 T 5 S 1 Long, de faible amplitude 3 T 5 S 2 Long, de forte amplitude Etc...
Selon une variante de réalisation de l'invention, il est également possible de déterminer la courbe A,B,C en commençant par effectuer la moyenne progressive de A, B et C sur "m" valeurs de manière à obtenir les courbes A, B et C puis en faisant la moyenne arithmétique de A, B et C avant de calculer la moyenne progressive A,B,C. sur "n" valeurs.
Grâce à l'invention il devient possible de s'affranchir des inconvénients liés aux mesures indirectes sans contact du type optique, sonique, pneumatique ou capacitif. En effet, face à une perturbation extérieure, les dérives inévitables de mesure de ces types de capteurs sont supposées être identiques entre deux capteurs de même principe.
De préférence le contrôle de qualité de fabrication de rubans de fibres textiles est placé sur la dernière machine d'étirage composant une ligne de préparation, laquelle est située en amont du finisseur, tel que le frotteur ou le banc à broches ou en amont du métier à filer, dans le cas d'une ligne de préparation à la filature directe sans finisseur.
En l'occurrence, généralement cette dernière machine de préparation produit simultanément au moins deux rubans d'un même lot et plus couramment quatre rubans. Cette machine alimente les finisseurs produisant des bobines de mèche qu'il est difficile de recycler en cas de défaut, (respectivement les bobines de fil dans le cas de filature directe). De ce fait, il est préférable de détecter des défauts à la sortie de la dernière machine d'étirage produisant des rubans, lesquels sont facilement recyclables le cas échéant.
L'exemple selon la figure 2f représente l'évolution d'une perturbation Z en fonction du temps "t", telle que, par exemple, une augmentation rapide de l'humidité relative de l'air environnant la machine. L'amplitude de cette variation est relativement plus importante que sa conséquence mesurée par les capteurs 9a, 9b, et 9c, qui est représentée aux figures 2a, 2b et 2c.
De la même manière on observe que l'allure de la perturbation Z ne se reproduit pas directement sur les courbes A, B et C. Aussi, un repérage d'un défaut serait délicat s'il était effectué, par exemple une opération A - Z.
Conformément à une autre variante de réalisation de l'invention, des capteurs de mesure 10a, 10b et 10c peuvent être placés entre le râtelier 3 et les cylindres alimentaires 4a, 4b, et 4c.
Ces capteurs 10a, 10b et 10c peuvent, en outre, être placés sur chaque ruban individuel 12 alimentant la machine, en amont des cylindres alimentaires 4a, 4b, et 4c.
Dans le cas des capteurs individuels sur rubans, lesdits capteurs peuvent, en variante, n'être capables de contrôler que la présence ou l'absence d'un ruban d'alimentation et il conviendra de s'assurer que chaque tête d'étirage de la machine est bien alimentée par le nombre adéquat de rubans.
Il est également possible de placer des capteurs 11a à 11f du milieu environnant en sus des capteurs 9a, 9b, 9c ou 10a, 10b et 10c.
Le capteur 11a est un capteur vide de matière textile, du même type que ceux, 9 ou 10, utilisés sur la machine 1, alors que les capteurs 11b, 11c et 11d mesurent respectivement la température de l'air ambiant, l'humidité de l'air ambiant et la vitesse de la machine et le capteur 11e enregistre les paramètres d'utilisation de la machine, tel que le type de matière, le titre, etc...
Par corrélation des informations des capteurs du milieu environnant 11a à 11f avec les valeurs mesurées par les capteurs 9a, 9b, 9c ou 10a, 10b et 10c, on peut améliorer la précision du procédé de contrôle de la qualité de fabrication de rubans de fibres textiles, objet de l'invention.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des différents éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
Procédé de contrôle de la qualité de fabrication de rubans de fibres textiles caractérisé en ce qu'il consiste à comparer, en ligne, les mesures individuelles (A, B, C) effectuées ou valeurs individuelles relevées simultanément sur au moins deux rubans sortants (2a, 2b, 2c) ou sur au moins deux nappes entrantes d'une même machine d'étirage (1), placée en amont de finisseurs de préparation et pourvue d'un râtelier (3), d'au moins un ensemble de cylindres alimentaires (4a, 4b, 4c), d'au moins une zone de contrôle des fibres (5a, 5b, 5c) et d'au moins un ensemble de cylindres étireurs (6a, 6b, 6c), au moyen de capteurs de mesure (9a, 9b, 9c et/ou 10a, 10b, 10c), à une référence moyenne elle-même déterminée à partir de ces mesures individuelles.
Procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des capteurs de mesure (9a, 9b, 9c) sont placés entre les cylindres étireurs (6a, 6b, 6c) et un dispositif de stockage (8a, 8b, 8c).
Procédé, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser pour chaque capteur (9a, 9b, 9c, etc.) une courbe (A), (B), (C) correspondant à une moyenne progressive ou moyenne glissante de "m" valeurs individuelles fournies par lesdits capteurs.
Procédé, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une courbe (A,B,C) de moyenne progressive ou moyenne glissante de la moyenne arithmétique des amplitudes individuelles de "n" valeurs (A), (B) et (C), de manière à lisser la courbe d'évolution.
Procédé, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les valeurs "n" et "m" sont choisies de telle façon que les variations à très court terme soient filtrées et que n'apparaissent que les variations à moyen et long terme.
Procédé, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque courbe individuelle (A), (B), (C) est comparée avec la courbe (A,B,C) représentant la moyenne progressive et tout dépassement d'un seuil de différence prédéterminé entraîne l'émission, soit d'une information de défaut détecté, soit d'un signal d'arrêt de la machine pour cause de défaut de taille inacceptable.
Procédé, suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'émission d'un signal d'alerte est donnée de manière lumineuse ou sonore et complétée par une information en mode texte décrivant le type de défaut détecté.
Procédé, suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les défauts sont classés suivant différents types pouvant être détectés en fonction de seuils choisis librement, tant en durée qu'en amplitude, à savoir des seuils de durée de détection d'un défaut (T4, T5), des seuils d'alerte de défauts de tailles différentes (S1 et S2) et un seuil d'arrêt (S3) pour défaut de taille inacceptable.
Procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer une courbe (A,B,C) en commençant par effectuer la moyenne progressive de (A), (B) et (C) sur "m" valeurs de manière à obtenir les courbes (A, B et C) puis en faisant la moyenne arithmétique de (A), (B) et (C) avant de calculer la moyenne progressive (A,B,C) sur "n" valeurs.
Procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des capteurs de mesure (10a, 10b et 10c) sont placés entre le râtelier 3 et les cylindres alimentaires (4a, 4b, et 4c).
Procédé, suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les capteurs (10a, 10b et 10c) sont placés sur chaque ruban individuel (12) alimentant la machine, en amont des cylindres alimentaires (4a, 4b, et 4c).
Procédé, suivant l'une quelconque des revendications 1, 3, 10 et 11, caractérisé en ce que des capteurs (11a à 11f) du milieu environnant sont placés en sus des capteurs (9a, 9b, 9c ou 10a, 10b et 10c).