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EP0440621A1 - Procede et dispositif pour asservir la tension mecanique d'un fil textile en mouvement, et pour mesurer sa vitesse - Google Patents

Procede et dispositif pour asservir la tension mecanique d'un fil textile en mouvement, et pour mesurer sa vitesse

Info

Publication number
EP0440621A1
EP0440621A1 EP19890903761 EP89903761A EP0440621A1 EP 0440621 A1 EP0440621 A1 EP 0440621A1 EP 19890903761 EP19890903761 EP 19890903761 EP 89903761 A EP89903761 A EP 89903761A EP 0440621 A1 EP0440621 A1 EP 0440621A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
point
tension
emission
speed
wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19890903761
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
François Marie SCHMITT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universite de Haute Alsace
Original Assignee
Universite de Haute Alsace
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universite de Haute Alsace filed Critical Universite de Haute Alsace
Publication of EP0440621A1 publication Critical patent/EP0440621A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • G01L5/042—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands by measuring vibrational characteristics of the flexible member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
    • B65H59/40—Applications of tension indicators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H61/00—Applications of devices for metering predetermined lengths of running material
    • B65H61/005—Applications of devices for metering predetermined lengths of running material for measuring speed of running yarns
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D47/00—Looms in which bulk supply of weft does not pass through shed, e.g. shuttleless looms, gripper shuttle looms, dummy shuttle looms
    • D03D47/34—Handling the weft between bulk storage and weft-inserting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling the mechanical tension of a moving textile thread, in particular of a weft thread introduced between the warp threads on a weaving machine and for measuring the speed of this thread, in which propels said weft fl at high speed between said warp threads.
  • the thread tension sensors are based on the measurement of the force induced by the tying or turning of the tensioned thread, at two or three points.
  • the deformation of the measuring rod, resulting from this force is measured by a capacitive or inductive device or by j 'stress troughs.
  • the time constant of the sensor will be higher or lower.
  • the measured component depends on the chosen tie-down.
  • this embedding introduces additional tension and thus disturbs the system to be analyzed.
  • this type of sensor remains reserved for particular measurements and is hardly usable for a permanent control of the voltage.
  • the object of the present invention is to remedy this drawback by proposing a method as mentioned above which makes it possible to control the tension of a moving wire, that is to say to measure this tension permanently and d 'act on the wire to correct it if necessary.
  • the instantaneous tension of the moving wire is determined by calculating the propagation speed of a sine wave in this wire, between a point of emission and at least one point of reception offset axially with respect to the emission point, and in that a braking force is applied to this wire as a function of the value of said instantaneous voltage.
  • the propagation speed of said sine wave is calculated by measuring the phase shift between a wave emitted at a transmitting point and a wave received at a receiving point, arranged downstream from the point of program.
  • said transmitted wave is generated by means of a first piezoelectric sensor disposed at the point of emission and the wave received is detected by means of a second piezoelectric sensor disposed at the point of reception.
  • the tension of the moving weft thread is deduced by means of a calibration table which makes it possible to correspond a value of the voltage to a value of the speed. for each type of weft yarn used.
  • the interval between a fixed element and a movable element is advantageously varied, the latter being arranged to be able to move more or less in the direction of the fixed element so to modify this interval according to the tension of this thread.
  • the fixed element may comprise a plate of non-magnetic material, the mobile element comprising a plate of ferromagnetic material disposed opposite the plate of the fixed element.
  • the interval between the two plates is varied by more or less attracting the plate of the mobile element towards the plate of the fixed element by varying a magnetic field generated by a coil in which circulates a current modulated in intensity, as a function of the tension of the moving weft thread.
  • the mobile element comprises a plate linked to a soft iron plunger core disposed inside a coil in which a current modulated in intensity is circulated as a function of the tension of the moving weft thread
  • the fixed element comprises a plate arranged opposite the movable plate, in such a way that the interval between the two plates varies as a function of this tension.
  • the speed of the wire is measured by measuring the time taken by a sine wave generated by a transmitter at an emission point, to propagate up to two reception points arranged respectively upstream and downstream from the point of emission, and by determining said speed of the wire on the basis of the following relationships:
  • Tg is the time taken by the sine wave to propagate from the emission point to the upstream reception point - k
  • Td is the time taken by the sine wave to propagate from the emission point to the downstream reception point
  • V is the speed of propagation of the sine wave on the fii
  • Vf is the speed of movement of the wire
  • Dg is the distance from the sending point to the upstream receiving point
  • Dd is the distance from the transmitting point to the downstream receiving point.
  • the wire is advantageously excited at the point of transmission by a pulse and the number of pulses capable of being transmitted at a determined frequency between transmission and reception is counted.
  • the device for implementing the method for controlling the mechanical tension of a moving textile thread and in particular of a weft thread introduced between the warp threads on a weaving machine and for measuring the speed of this thread, this weft thread being propelled at high speed between said warp threads is characterized in that it comprises means for determining the instantaneous tension of the moving weft thread, these means being equipped with a device for calculating the speed of propagation of a sine wave in this moving wire between an emission point and at least one reception point offset axially with respect to the emission point, and means for applying a braking force to this wire as a function of the value of said instantaneous voltage.
  • the device for calculating the propagation speed of the sinusoidal ladi onge comprises means for measuring the phase shift between a wave emitted at a transmitting point and a wave received at a receiving point, disposed downstream from the transmitting point .
  • the device comprises a first piezoelectric sensor arranged to generate said emitted wave, disposed at said emitting point and a second piezoelectric sensor disposed at said receiving point to detect said received wave.
  • Said means for determining the instantaneous tension of the moving weft yarn preferably comprise a calibration table designed to define a correspondence between a value of the propagation speed of the sine wave in this yarn, and a value of its tension , depending on the type of weft thread used.
  • said means for applying a braking force to the weft thread in motion as a function of the value of the tension of this thread comprise a fixed element and a movable element and means for moving more or less the movable element in the direction of "fixed element, so as to vary the interval between these two elements as a function of the tension of the wire.
  • the fixed element may comprise a plate of non-magnetic material
  • the mobile element may comprise a plate of ferromagnetic material arranged opposite the plate of the fixed element
  • the means for moving the 'movable element may include a coil in which flows a current modulated in intensity as a function of the instantaneous tension of the weft thread in motion, so as to generate a variable magnetic field between the two plates.
  • the movable element may comprise a plate linked to a soft iron plunger core disposed inside a coil in which a current modulated in intensity flows as a function of the instantaneous voltage of the wire.
  • the device comprises means for measuring the time taken by a sine wave generated by a transmitter at an emission point, to propagate up to two reception points arranged respectively upstream and downstream of this' emission point.
  • the two reception points are advantageously arranged at equal distance on either side of the emission point.
  • the means for counting time can include a high frequency pulse counter for counting the pulses transmitted between the transmission at the transmission point and the reception at the reception points.
  • the means for counting time can also include means for measuring the phase difference between a wave generated at the point of emission and the corresponding wave picked up at the reception points respectively upstream and downstream.
  • fig. 1 represents a schematic view of the sensors making it possible to determine the tension of the moving wire
  • fig. 2 represents a schematic view of an embodiment of a thread brake used to control the tension of the moving thread
  • FIG. 3 represents a schematic view of an installation for determining the speed of the wire.
  • the voltage T can be deduced from a measurement of the speed "v" of propagation of a wave in the wire.
  • the proposed solution consists of generating a sine wave on the wire and picking it up at a certain distance. In practice, the phase difference between the transmitted wave and the received wave will be measured. This phase shift is representative of the mechanical tension T of the wire.
  • the means for determining the instantaneous tension of the wire in motion comprise a first sensor 10 to generate a transverse disturbance on the wire, in the form of a sine wave, and a second sensor 11 to detect the passage of this wave .
  • the emission point defined by the sensor 10 and the reception point defined by the sensor 11 are offset by a few centimeters along the wire.
  • the sensors are advantageously made using piezoelectric ceramics.
  • the wire 12 passes through two guide-f i ls 1 3 and l arranged on either side of the measurement zone defined by the position of the two sensors 10 and 1 1. All of these elements is mounted on a rigid support 15.
  • an electronic card whose mission is to generate the transmission signal, to carry out the acquisition of the reception signal, to measure the phase difference between the two signals and to convert the phase difference into an amplitude, has been developed .
  • a clock signal is generated from a quartz oscillator and imitates the piezoelectric sensor 10 to generate the emission waves on the wire.
  • a divider circuit can optionally be associated with the crystal oscillator circuit to allow a certain frequency to be chosen.
  • the waves transmitted by the wire are received by the second piezoelectric sensor 11 and a comparator circuit which makes it possible to measure the phase difference between the transmitted wave and the received wave.
  • the electronic card provides an output signal which is representative of the phase shift of the wave between the point of emission and the point of reception.
  • a calibration curve has been drawn and it can be seen, as expected, that it is linear.
  • the phase shift between the transmitted signal and the received signal is a linear function of the thread tension.
  • the sensors used are, for example, multimorphic rods of the PXE 5 type produced by RTC.
  • the tension sensors described above allow to know the tension of the moving wire. This knowledge makes it possible to control this quantity by means of a device which can be called "wire brake".
  • the current looms work at the rate of 600 strokes per minute, which represents 1200 interventions of braking of the weft thread per minute, that is to say an intervention every 50 ms. Therefore, a brake actuator must act within a few milliseconds. This reality requires very low mechanical response times. To achieve this, it is necessary to find a brake putting a minimum of mechanical parts in motion. The parts which must nevertheless be mobile will only be over very short distances and must have the lowest possible inertia. These constraints have imposed the production of a wire clamping device to produce the brake.
  • the wire brake which is used in the context of this invention consists of two plates arranged on either side of the wire in order to compress it.
  • the braking force is generated by an electromagnet.
  • a fixed plate 20 is fixed to an electromagnet 21.
  • This plate is made of a non-magnetic material so that it does not close the lines of the magnetic fields of the electromagnet. This material is for example copper.
  • the other plate, called movable plate 22, is articulated on a pivot axis 23. It will close the magnetic circuit and is therefore real ized in a f erromagnetic material such as for example a profiled sheet of chromed steel.
  • 2k ceramic wire guides are placed on both sides of the brake.
  • These thread guides are arranged in such a way that the thread as it travels returns the movable plate 22 to its rest position, so that the brake does not act.
  • This rest position is adjustable by means of a screw 26 placed opposite the electro-ai m ⁇ nt 21. It allows an optimal adjustment of the rest position so that the travel of the movable plate is as short as possible af in order to obtain the shortest possible response time.
  • the increase in voltage ⁇ ⁇ of the tension can be varied by varying the two parameters JJ and F. Special coatings with a higher coefficient of friction than copper or chrome steel can be applied to the fixed and mobile plates.
  • the device of the invention consists on the one hand of means for measuring the tension of the moving wire and on the other hand of means for increasing this tension, by braking the thread.
  • Electronic servo-control makes it possible to interpret the output signal of the voltage measurement means and to apply this signal to the wire brake. It is understood that the invention is not limited to the embodiments described, but could: be modified within the limits of knowledge of a person skilled in the art.
  • the ceramic sensors could for example be replaced by sensors based on hardened steel blades with higher mechanical resistance, which make it possible to lower the resonance frequency and increase the amplitude of the wave transmitted on the wire.
  • the control of the mechanical tension control of a weft thread will bring about an important modification in the field of weaving. Indeed, it will contribute to increasing the productivity of the weaving looms by avoiding the breakage of the weft thread, and also to increase the quality of the fabric, because during weaving, the tension of the weft thread will have been more regular.
  • the measuring device illustrated by FIG. 3, consists of a transmitter E, arranged to generate a pulse, for example in the form of a sine wave and two receivers
  • Rg and Rd the first of which is located upstream from the transmitter and the second downstream.
  • the transmitter must be capable of generating either sine waves or waves of any shape in the direction Oy perpendicular to the line connecting the transmitter and the two receivers.
  • the wire is kept in contact with the transmitter and the two receivers by a light tie.
  • the contact surfaces should be treated so that the friction is as low as possible when the wire is in motion.
  • the principle of the measurement will be set out below. Suppose first of all that the wire is at rest, that is to say that its speed Vf is zero. If any signal is applied to the transmitter, this will induce a transverse wave on the wire which will propagate at speed ⁇ to the receivers located on the right and on the left. The receiver Rd will detect this wave after time Td and the receiver Rg will detect it after time Tg. If the distances Dd and Dg are identical. these two times will be equal.

Landscapes

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Abstract

La présente invention concerne un procédé ainsi qu'un dispositif pour asservir la tension mécanique d'un fil textile en mouvement, et pour mesurer sa vitesse. Le dispositif comporte des moyens pour déterminer la tension instantanée du fil (12), comprenant un premier capteur (10) pour générer une perturbation transversale sur le fil sous la forme d'une onde sinusoïdale et un second capteur (11) pour détecter le passage de cette onde. Le fil traverse deux guide-fils (13 et 14) et l'ensemble est monté sur un support (15). Le dispositif permet de contrôler et d'asservir la tension d'un fil de trame introduit entre les fils de chaîne d'une machine à tisser, et de mesurer la vitesse de ce fil.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR ASSERVIR LA TENSION MECANIQUE D'UN FIL TEXTILE EN MOUVEMENT, ET POUR MESURER SA VITESSE.-
La présente invention concerne un procédé pour asservir la tension mécanique d'un fil textile en mouvement, notamment d'un fi l de trame introduit entre les fils de chaîne sur une machine à tisser et pour mesurer la vitesse de ce fil, dans lequel on propulse ledit f l de trame a grande vitesse entre lesdits fils de chaîne.
Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le travail des textiles linéaires ou fils, en vue de leur transformation en étoffe ou de leur conditionnement, nécessite la maîtrise de plusieurs paramètres liés à leur structure. 11 apparaît à l'issue de nombreuses recherches que la tension mécanique du fil représente une des caractéristiques les plus importantes et qu'elle conditionne la bonne marche des procédés et la qualité des produits obtenus.
En tissage, par exemple, de faibles variations de tension entre plusieurs fi ls du tissu peuvent conduire à des irrégularités d'aspect et a un déclassement de l'étoffe.
Si l'importance de la maîtrise de la tension des fi ls est aujourd'hu i reconnue, les moyens pour la mesurer et la réguler sont peu nombreux, voire inexistants, surtout quand on a affaire à des procédés de transformation de fils à grande vitesse. A ce sujet, il faut rappeler qu'en tissage on dépasse actuellement des vitesses de trame de 20 m/s, et que les constantes de temps des variations de tension sont de l'ordre de 10 ms.
La plupart des capteurs de tension de fil sont fondés sur la mesure de la force induite par l'embarrage ou détour du fil tendu, en deux ou trois points. La déformation du barreau de mesure, résultant de cette force, est mesurée par un dispositif capacitif ou inductif o u encore par des j'auges de contrainte. Selon l'option choisie, la constante de temps du capteur sera plus ou moins élevée. La composante mesurée dépend de l'embarrage choisi. De plus, par les frottements qu'i l occasionne, cet embarrage introduit une tension supplémentaire et perturbe ainsi le système à analyser. Aussi, ce type de capteurs reste réservé à des mesures particulières et n'est guère utilisable pour un contrôle permanent de la tension.
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé tel que mentionné ci-dessus qui permet d'asservir la tension d'un fil en mouvement, c'est-à-dire de mesurer cette tension en permanence et d'agir sur le fil pour la corriger si nécessaire.
Dans ce but, il est caractérisé en ce que l'on détermine la tension instantanée du fil en mouvement en calculant la vitesse de propagation d'une onde sinusoïdale dans ce fil, entre un point d'émission et au moins un point de réception décalé axialement par rapport au point d'émission, et en ce que l'on applique sur ce fil une force de freinage en fonction de la valeur de ladite tension instantanée.
Selon un mode de réalisation préféré, l'on calcule la vitesse de propagation de ladite onde sinusoïdale en mesurant le déphasage entre une onde émise en un point d'émission et une onde reçue en un point de réception, disposé en aval du point d'émission.
A cet effet, l'on engendre ladite onde émise au moyen d'un premier capteur piézo-électrique disposé au point d'émission et l'on détecte l'onde reçue au moyen d'un second capteur piézo-électrique disposé au point de réception.
De préférence, l'on déduit de la vitesse de propagation de l'onde sinusoïdale la tension du fil de trame en mouvement au moyen d'un tableau d'étalonnage qui permet de faire correspondre une valeur de la tension à une valeur de la vitesse pour chaque type de fi l de trame utilisé. Pour appliquer la force de freinage sur le fil de trame en mouvement on fait avantageusement varier l'intervalle entre un élément fixe et un élément mobile, ce dernier étant agencé pour pouvoir se déplacer pl us ou moins en direction de l'élément fixe de manière à modifier cet intervalle en fonction de la tension de ce fil.
A cet effet, l 'élément fixe peut comporter une plaque d'un matériau amagnétique, l'élément mobile comportant une plaque d'un matériau ferromagnétique disposée en regard de la plaque de l 'élément fixe. Dans ce cas l'on fait varier l'intervalle entre les deux plaques en attirant plus ou moins la plaque de l'élément mobile en direction de la plaque de l'élément fixe en faisant varier un champ magnétique engendré par une bobine dans laquelle on fait circuler un courant modulé en intensité, en fonction de la tension du fil de trame en mouvement.
Selon une variante, l 'élément mobile comporte une plaque liée à un noyau plongeur en fer doux disposé à l'intérieur d'une bobine dans laquelle on fait circuler un courant modulé en intensité en fonction de la tension du fil de trame en mouvement, et l'élément fixe comporte une plaque disposée en regard de la plaque mobile, de telle manière que l 'intervalle entre les deux plaques varie en fonction de cette tension.
Selon un mode de réalisation préféré, on mesure la vitesse du f i l en mesurant le temps mis par une onde sinusoïdale engendrée par un émetteur en un point d'émission, pour se propager jusqu'à deux points de réception disposés respectivement en amont et en aval du point d'émission, et en déterminant ladite vitesse du fil sur la base des relations suivantes :
Tg (V - Vf) = Dg
Td (V + Vf) = Dd
où Tg est le temps mis par l'onde sinusoïdale pour se propager du point d'émission au point de réception amont - k
Td est le temps mis par l'onde sinusoïdale pour se propager du point d'émission au point de réception aval
V est la vitesse de propagation de l'onde sinusoïdale sur le fii
Vf est la vitesse de déplacement du fil
Dg est la distance du point d'émission au point de réception amont
Dd est la distance du point d'émission au point de réception aval.
De manière avantageuse, l'on dispose les points de réception amont et aval à égale distance du point d'émission, de telle manière que Dg = Dd.
Pour mesurer les temps Tg et Td, on excite avantageusement le fil au point d'émission par une impulsion et on compte le nombre d'impulsions susceptibles d'être émises à une fréquence déterminée entre l'émission et la réception.
Pour mesurer les temps Tg et Td. on peut également mesurer le déphasage entre une onde engendrée au point d'émission et l'onde correspondante captée aux points de réception respectivement amont et aval.
Dans ce but également, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé pour asservir la tension mécanique d'un fil textile en mouvement et notamment d'un fil de trame introduit entre les fils de chaîne sur une machine à tisser et pour mesurer la vitesse de ce fil, ce fil de trame étant propulsé à grande vitesse entre lesdits fils de chaîne, est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déterminer la tension instantanée du fil de trame en mouvement, ces moyens étant équipés d'un dispositif pour calculer la vitesse de propagation d'une onde sinusoïdale dans ce fil en mouvement entre un point d'émission et au moins un point de réception décalé axialement par rapport au point d'émission, et des moyens pour appliquer à ce fil une force de freinage en fonction de la valeur de ladite tension instantanée. Le dispositi f pour calculer la vitesse de propagation de ladi te onGe sinusoïdale comporte des moyens pour mesurer le déphasage entre une onde émise en un point d'émission et une onde reçue en un poi n t de réception, disposé en aval du point d'émission.
Selon une forme de réalisation particul ièrement avantageuse, le dispositif comporte un premier capteur piézo-électrique agencé pout engendrer ladite onde émise, disposé audit point d'émission et un second capteur piézo-éiectπque disposé audit point de réception pour détecter ladite onde reçue.
Lesdits moyens pour déterminer la tension instantanée du f i l de trame en mouvement comportent de préférence un tableau d'étalonnage conçu pour définir une correspondance entre une valeur de la v itesse de propagation de l'onde sinusoïdale dans ce fil, et une valeur de sa tension, en fonction du type de fil de trame utilisé.
Selon un mode de réalisation préférentiel lesdits moyens pour appliquer au f i l de trame en mouvement une force de freinage en fonction de l a valeur de la tension de ce fi l, comprennent un élément fi xe et un élément mobile et des moyens pour déplacer plus ou moins l 'élément mobile en direction de "é l ément fixe, de manière à faire v arier l'interval le entre ces deux éléments en fonction de la tension du f il.
Dans ce cas l'élément fixe peut comporter une plaque d'un matériau amagnétique, et l'élément mobile peut com porter une plaque d'un matériau ferromagnétique disposée en regard de la plaque de l 'élément fixe, et les moyens pour déplacer l'élément mobi le peuvent comporter une bobine dans laquelle circule un courant modulé en intensité en fonction de la tension instantanée du fil de trame en mouvement, de manière à générer un champ magnétique variable entre les deux plaques.
Selon une variante de ce dispositif, l 'élément mobile peut comporter une plaque liée à un noyau plongeur en fer doux disposé à l 'intérieur d'une bobine dans laquelle circule un courant modulé en intensité en fonction de la tension instantanée du fi l de trame en mouvement, l 'élément fixe
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étant une plaque disposée en regard de la plaque mobile.
Selon une forme de réalisation préférée, le dispositif comporte des moyens pour mesurer le temps mis par une onde sinusoïdale engendrée par un émetteur en un point d'émission, pour se propager jusqu'à deux points de réception disposés respectivement en amont et en aval de ce ' point d'émission.
Les deux points de réception sont avantageusement disposés à égale distance de part et d'autre du point d'émission.
Les moyens pour compter le temps peuvent comporter un compteur d'impulsions à haute fréquence pour compter les impulsions émises entre l'émission au point d'émission et la réception aux points de réception.
Les moyens pour compter le temps peuvent également comporter des moyens pour mesurer le déphasage entre une onde engendrée au point d'émission et l'onde correspondante captée aux points de réception respectivement amont et aval.
La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation et du dessin annexé dans lequel :
la fig. 1 représente une vue schématique des capteurs permettant de déterminer la tension du fil en mouvement,
la fig. 2 représente une vue schématique d'une forme de réalisation d'un frein de fil utilisé pour asservir la tension du fil en mouvement, et
la figure 3 représente une vue schématique d'une installation pour déterminer la vitesse du fil.
Pour asservir la tension mécanique d'un fil en mouvement, il est indispensable de pouvoir mesurer cette grandeur par l'intermédiaire d'un capteur de tension. Le capteur qui sera utilisé est basé sur le principe de la propagation des ondes le long d'un fil. On peut démontrer que la vitesse de propagation "v" d'une pertubation transversale de peine amplitude dans un fi l est liée a la tension "T" de ce fi l et a sa masse linéique "m" par la relation suivante :
= ~V 11 m
Etant donné que la masse linéique d'un fil est une constante connue pour chaque type de fil, la tension T peut être déduite d'une mesure de la vitesse "v" de propagation d'une onde dans le fil. La solution proposée consiste à générer une onde sinusoïdale sur le fil et à la capter à une certaine distance. Dans la pratique, on mesurera le déphasage entre l'onde émise et l'onde reçue. Ce déphasage est représentatif de la tension mécanique T du fil.
En référence à la fig. 1 , les moyens pour déterminer la tension instantanée du fi l en mouvement comprennent un premier capteur 10 pour générer une pertubation transversale sur le fil, sous la forme d'une onde sinusoïdale, et un second capteur 1 1 pour détecter le passage de cette onde. Le point d'émission défini par le capteur 10 et le point de réception défini par l e capteur 1 1 sont décalés de quelques centimètres le long du fil. Les capteurs sont avantageusement réalisés au moyen de céramiques piézo-électπques.
Comme le montre la figure, le fil 12 traverse deux guide-f i ls 1 3 et l disposés de part et d'autre de la zone de mesure définie par la position des deux capteurs 10 et 1 1. L'ensemble de ces éléments est monté sur un support rigide 15.
Pour effectuer les mesures, une carte électronique qui a pour mission de générer le signal d'émission, de réaliser l'acquisition du signal de réception, de mesurer le déphasage entre les deux signaux et de convertir le déphasage en une amplitude, a été développée. Un signal d'horloge est généré à partir d'un oscillateur à quartz et al imente le capteur piézo-électrique 10 pour engendrer les ondes d'émission sur le fil. Un circuit diviseur peut éventuellement être associé au circuit oscillateur à quartz pour permettre de choisir une certaine fréquence. Les ondes transmises par le fil sont reçues par le second capteur piézo-électrique 11 et un circuit comparateur qui permet de mesurer la différence de phase entre l'onde émise et l'onde reçue. La carte électronique fournit un signal de sortie qui est représentatif du déphasage de l'onde entre le point d'émission et le point de réception."
Une courbe d'étalonnage a été tracée et l'on constate, comme prévu, qu'elle est linéaire. Le déphasage entre le signal émis et le signal reçu est une fonction linéaire de la tension du fil.
Les capteurs utilisés sont par exemple des bâtonnets multimorphes de type PXE 5 produits par RTC.
Les capteurs de tension décrits ci-dessus permettent de connaître la tension du fil en mouvement. Cette connaissance permet d'asservir cette grandeur au moyen d'un dispositif que l'on peut appeler "frein de fil". Les métiers à tisser actuels travaillent à raison de 600 coups par minute, ce qui représente 1200 interventions de freinage du fil de trame par minute, soit une intervention toutes \es 50 ms. De ce fait, il faut qu'un actionneur du frein agisse en quelques millisecondes. Cette réalité impose des temps de réponse mécanique très faibles. Pour y parvenir, il convient de trouver un frein mettant un minimum de pièces mécaniques en mouvement. Les pièces devant malgré tout être mobiles ne le seront que sur des distances très faibles et devront avoir une inertie la plus faible possible. Ces contraintes ont imposé la réalisation d'un dispositif de pincement du fil pour réaliser le frein. Un tel dispositif a en effet l'avantage d'exiger des déplacements très faibles, de l'ordre de quelques centièmes de millimètre, d'où des temps de réponse mécanique très faibles. Le frein de fil qui est utilisé dans le cadre de cette invention se compose de deux plaques disposées de part et d'autre du fil afin de le comprimer.
Une augmentation Δ T de la tension T du fil est liée au coefficient de frottement u entre les plaques et le fil, et à la force de freinage appliquée sur les plaques par la relation :
A τ = F La tension T obtenue en aval du frei n est augmentée deΔ ï par rappcr* à la tension initiale To en amont du frein, d'où :
T = To + Δ T
Selon un mode de réalisation préféré illustré par la fig. 2, la force de freinage est générée par un électro-aimant. Une des deux plaques mentionnées ci-dessus, appelée plaque fixe 20, est fixée à un électro¬ aimant 21. Cette plaque est réalisée en un matériau amagnétique afin qu'elle ne ferme pas les lignes des champs magnétiques de l 'electro- aimant. Ce matériau est par exemple du cuivre. L'autre plaque, dite plaque mobile 22, est articulée sur un axe de piv otement 23. Elle fermera le circuit magnétique et est par conséquent réal isée en un matériau f erromagnétique tel que par exemple une tôle profilée en acier chromé. De part et d'autre du frein sont placés des guide-fi ls en céramique 2k (respectivement 25). Ces guide-fils sont disposés de telle manière que le fil en défilant remet la plaque mobile 22 dans sa position de repos, afin que le frein n'agisse pas. Cette position de repos est réglable au moyen d'une vis 26 disposée en face de J 'él ectro-ai mεnt 21. Elle permet un réglage optimal de la position de repos pour que le parcours de la plaque mobile soit aussi faible que possible af i n d'obtenir un temps de réponse le plus court possible.
On peut faire varier l'augmentatιon Δ τ de l a tension en faisant v arier les deux paramètres JJ et F. Des revêtements spéciaux à coefficient de frottement plus élevé que le cuivre ou l'acier chromé peuvent être appliqués sur les plaques fixe et mobile.
Le dispositif de l'invention se compose d'une part de moyens pour mesurer la tension du fil en mouvement et d'autre part de moyens pour augmenter cette tension, en freinant le fil. Une électronique d 'asservis¬ sement permet d'interpréter le signal de sortie des moyens de mesure de la tension et d'appliquer ce signal au frein de fil. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites, mais pourrait: être modifiée dans les limites des connaissances de l'homme de l'art. Les capteurs en céramique pourraient par exemple être remplacés par des capteurs à base de lames en acier trempé dont la résistance mécanique est plus élevée, qui permettent d'abaisser la fréquence de résonnance et d'augmenter l'amplitude de l'onde transmise sur le fil.
Le contrôle de l'asservissement de la tension mécanique d'un fil de trame va apporter une modification importante dans le domaine du tissage. En effet, il contribuera à augmenter la productivité des métiers à tisser en évitant la casse du fil de trame, et également à augmenter la qualité du tissu, car lors du tissage, la tension du fil de trame aura été plus régulière.
Bien au-delà du tissage, ce type de système de régulation de tension peut s'étendre à bien des procédés de production ou de transformation de fils. En effet, la productivité de ces procédés et la qualité de leurs produits sont actuellement réduites par l'absence de contrôle de la tension des fils.
Le principe décrit en détail ci-dessus, s'applique à la mesure de la vitesse du fil. A cet effet, le dispositif de mesure, illustré par la figure 3, est constitué d'un émetteur E, agencé pour engendrer une impulsion, par exemple sous la forme d'une onde sinusoïdale et de deux récepteurs
Rg et Rd dont le premier est disposé en amont de l'émetteur et le second en aval.
L'émetteur doit être capable de générer soit des ondes sinusoïdales soit des ondes de forme quelconque dans la direction Oy perpendiculaire à la droite reliant l'émetteur et les deux récepteurs.
Le fil est maintenu en contact avec l'émetteur et les deux récepteurs par un léger embarrage. Les surfaces de contact doivent être traitées de telle sorte que le frottement soit le plus faible possible lorsque le fil est en mouvement. Le principe de la mesure sera énoncé ci-dessous. Supposons tout d'abord que le fi l est au repos, c'est-à-dire que sa v i tesse Vf est nulle. Si l 'on applique un signal quelconque à l 'émetteur, cel ui-ci induira une onde transversale sur le fi l qui se propagera a la v i tesse \ vers les récepteurs situés à droite et à gauche. Le récepteur Rd détectera cette onde au bout du temps Td et le récepteur Rg la détectera au bout du temps Tg. Si les distances Dd et Dg sont identiques. ces deux temps seront égaux.
Supposons ensuite que le fil est animé d'une vitesse Vf différente de zéro et considérons que Dd = Dg. Répétons la même expérience que précédemment. On constate que cette fois-ci les temps Td et Tg sont différents. Le temps Td est d'autant plus faible que la v itesse de déplaceme nt Vf du fil est plus grande, alors que le temps Tg est d 'autant plus grand que la vitesse de déplacement Vf du fi l est pl us grande.
Si V est la vitesse de propagation de l'onde sur le fi l, on a les relations suivantes :
Tg (V - Vf) = Dg
Td (V -r Vf) = Dd
Ceci est un système à deux inconnues : la mesure de Tg et de Td permet par conséquent, connaissant Dd et Dg, de déterminer les vitesses V et Vf. Si la relation entre la v itesse de propagation sur le fil et l a tension du fil est connue, on peut également en déduire la tension du fil.
Pour mesurer les temps Tg et Td, deux méthodes sont possibles :
1. En excitant l'émetteur par une impulsion, on peut par comptage déterminer le temps qui s'est écoulé entre l'émission et la réception. Pour obtenir une bonne précision, la fréquence de l'horloge de comptage doit être très élevée. 2. En excitant l'émetteur avec des ondes sinusoïdales, on peut mesurer le temps par l'intermédiaire de la mesure du déphasage entre l'émetteur et le récepteur.
II faut être conscient que dans l'une et l'autre des méthodes, le bruit généré par le frottement du fil sur les capteurs de réception, perturbe considérablement les mesures. Il est absolument indispensable d'effec¬ tuer un filtrage adéquat pour réduire ce bruit.

Claims

Revendications
1. Procédé pour asservir la tension mécanique d'un fi l te xtile en mouvement, notamment d'un fil de trame introduit entre les fi ls de chaîne sur une machine à tisser et pour mesurer la vitesse de ce fil, dans lequel on propulse ledit fil de trame à grande vitesse entre lesdits fil s de chaîne, caractérisé en ce que l'on détermine la tension instantanée de ce fil en mouvement en calculant la vitesse de propagation d'une onde Sinusoïdale dans ce fil, entre un point d'émission et au moins un point de réception décalé axialement par rapport au point d'émission, et en ce que l 'on applique sur ce fil une force de freinage en fonction de l a v aleur de ladite tension instantanée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l 'on calcule la vitesse de propagation de ladite onde sinusoïdale en mesurant le déphasage entre une onde émise en un point d'émission et une onde reçue en un point de réception, disposé en aval du point d'émission.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l 'on engendre ladite onde émise au moyen d'un premier capteur piézo-électπque disposé au point d'émission et en ce que l'on détecte l'onde reçue au moyen d'un second capteur piézo-électrique disposé au poi nt de réception.
. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l 'on déduit de la vitesse de propagation de l'onde sinusoïdale la tension du fi l de trame en mouvement au moyen d'un tableau d'étalonnage qui permet de faire correspondre une valeur de la tension à une valeur de la vitesse pour chaque type de fil de trame utilisé.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on applique la force de freinage sur le fil de trame en mouvement en faisant varier l'intervalle entre un élément fixe et un élément mobile, ce dernier étant agencé pour pouvoir se déplacer plus ou moins en direction de l 'élément fixe de manière à faire varier cet intervalle en fonction de la tension de ce fil. - -
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément fixe comporte une plaque d'un . matériau amagnéτique, l'élément mobile comportant une plaque d'un matériau ferromagnétique disposée en regard de la plaque de l'élément fixe, et en ce que l'on fait varier l'intervalle entre les deux plaques en attirant plus ou moins la plaque de . l'élément mobile en direction de la plaque de l'élément fixe en faisant varier un champ magnétique engendré par une bobine dans laquelle on fait circuler un courant modulé en intensité, en fonction de la tension du fil de trame en mouvement.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément mobile comporte une plaque liée à un noyau plongeur en fer doux disposé à l'intérieur d'une bobine dans laquelle on fait circuler un courant modulé en intensité en fonction de la tension du fil de trame en mouvement, et en ce que l'élément fixe comporte une plaque disposée en regard de la plaque mobile, de telle manière que l'intervalle entre les deux plaques varie en fonction de cette tension.
S. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mesure la vitesse du fil en mesurant le temps mis par une onde sinusoïdale engendrée par un émetteur en un point d'émission, pour se propager jusqu'à deux points de réception disposés respectivement en amont et en aval du point d'émission, et en déterminant ladite vitesse du fil sur la base des relations suivantes :
Tg (V - Vf) = Dg Td (V + Vf) = Dd
où - Tg est le temps mis par Tonde sinusoïdale pour se propager du point d'émission au point de réception amont
Td est le temps mis par l'onde sinusoïdale pour se propager du point d'émission au point de réception aval V est la vitesse de propagation de l 'onde sinusoïdal e sur l e . j
Vf est la vitesse de déplacement du fil
5 Dg est la distance du point d'émission a u point de réception amont
Dd est la distance du point d'émission au point de réception aval.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on dispose les 10 points de réception amont et aval à égale distance du point d 'émission, de telle manière que Dg = Dd.
1 0. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que pour mesurer les temps Tg et Td on excite Je fi l au point d'émission par une i mpulsion
\ 5 et on compte le nombre d'impulsions susceptibles d'être émises à une fréquence déterminée entre l 'émission et la réception.
1 1 . Procédé selon la revendication S, caractérisé en ce que pour mesurer les temps Tg et Td, on mesure le déphasage entre une onde engendrée au 0 point d'émission et l'onde correspondante captée aux points de réception respectivement amont et aval.
1 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la rev endi¬ cation 1 , pour asservir la tension mécanique d' un fi l texti le et 5 notamment d'un fil de trame, introduit entre les fils de chaîne sur une machine à tisser et pour mesurer la vitesse de ce fil, ce fi l de trame étant propulsé à grande vitesse entre lesdits fi ls de chaîne, caractérisé en ce qu'i l comporte des moyens pour déterminer la tension instantanée du fil de trame en mouvement, ces moyens étant équipés d'un dispositif 0 pour calculer la vitesse de propagation d'une onde sinusoïdale dans ce fil entre un point d'émission et au moins un point de réception décalé axialement par rapport au point d'émission, et des moyens pour appliquer à ce fil une force de freinage en fonction de la valeur de ladite tension instantanée. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit dispositif pour calculer la vitesse de propagation de ladite onde sinusoïdale comporte des moyens pour mesurer le déphasage entre une onde émise en un point d'émission et une onde reçue en un point de réception, disposé en aval du point d'émission.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte un premier capteur piézo-électrique agencé pour engendrer ladite onde émise, disposé audit point d'émission et un second capteur pîézo-élec- trique disposé audit point de réception pour détecter ladite onde reçue.
15. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens pour déterminer la tension instantanée du fil de trame en mouvement comportent un tableau d'étalonnage conçu pour définir une correspondance entre une valeur de la vitesse de propagation de l'onde sinusoïdale dans ce fil, et une valeur de sa tension, en fonction du type de fil de trame utilisé.
16. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens pour appliquer au fil de trame en mouvement une force de freinage en fonction de la valeur de la tension de ce fil. comprennent un élément fixe et un élément mobile et des moyens pour déplacer plus ou moins l'élément mobile en direction de l'élément fixe, de manière à faire varier l'intervalle entre ces deux éléments en fonction de la tension du fil.
17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'élément fixe comporte une plaque d'un matériau amagnétique, et l'élément mobile comporte une plaque d'un matériau ferromagnétique disposée en regard de la plaque de l'élément fixe, et en ce que les moyens pour déplacer l'élément mobile comportent une bobine dans laquelle circule un courant modulé en intensité en fonction de la tension instantanée du fil de trame en mouvement, de manière à générer un champ magnétique variable entre les deux plaques. 18. Dispositif selon la revendication 1 6, caractérisé en ce que l 'ele mer* mobile comporte une plaque liée à un nov au plongeur en rc doi x disposé à l'intérieur d'une bobine dans laquelle circule ur courarr modulé en intensité en fonction de la tension instantanée du f i l de trame en mouvement, et en ce que l'élément fixe est une plaque disposée en regard de la plaque mobile.
19. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il com porte 10 des moyens pour mesurer le temps mis par une onde sinusoïdale engendrée par un émetteur en un point d'émission, pour se propager jusqu'à deux points de réception disposés respectivement en amon t et en aval de ce point d'émission.
[ 20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que les deux points de réception sont disposés à égale distance de part et d'autre du point d'émisssion.
21. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que les movens 20 pour compter le temps comportent un compteur d'impulsions a haute fréquence pour compter les impulsions émises entre l 'émission au point d'émission et la réception aux points de réception.
22. Dispositif selon la revendication 1 9, caractérisé en ce que les movens 25 pour compter le temps comportent des moyens pour mesurer le déphasage entre une onde engendrée au point d'émission et l'onde correspondante captée aux points de réception respectivement amont et aval.
30
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