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WO2010116103A1 - Dispositif de bobinage d'un fil sur une bobine a rapport de bobinage constant - Google Patents

Dispositif de bobinage d'un fil sur une bobine a rapport de bobinage constant Download PDF

Info

Publication number
WO2010116103A1
WO2010116103A1 PCT/FR2010/050686 FR2010050686W WO2010116103A1 WO 2010116103 A1 WO2010116103 A1 WO 2010116103A1 FR 2010050686 W FR2010050686 W FR 2010050686W WO 2010116103 A1 WO2010116103 A1 WO 2010116103A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
winding
speed
coil
forth
cycle
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/050686
Other languages
English (en)
Inventor
Carlos Matas
Alain Bonnefoy
Original Assignee
Ritm
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 Ritm filed Critical Ritm
Publication of WO2010116103A1 publication Critical patent/WO2010116103A1/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28—Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B65H54/2884—Microprocessor-controlled traversing devices in so far the control is not special to one of the traversing devices of groups B65H54/2803 - B65H54/325 or group B65H54/38
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/38—Arrangements for preventing ribbon winding ; Arrangements for preventing irregular edge forming, e.g. edge raising or yarn falling from the edge
    • B65H54/381—Preventing ribbon winding in a precision winding apparatus, i.e. with a constant ratio between the rotational speed of the bobbin spindle and the rotational speed of the traversing device driving shaft
    • 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 invention relates to the technical field of the winding of a wire or, more generally of a continuous elongated material, which will be referred to in the following as "wire”, to form a coil, which consists in winding the wire around a support, which will be referred to in the following as "tube", said tube being rotated either by its axis or by pressure on a pilot member.
  • the wire is distributed along a generatrix along the coil in the form of crossed helical turns.
  • the invention relates more particularly to the case where the distribution of the wire is carried out by means of a wire guide moving along the generatrix of the coil, in a rectilinear or curvilinear trajectory, according to an alternating movement composed of a moving at a substantially constant speed from one end to the other of the reel, followed by an inversion of said speed to effect a displacement in the other direction, and so on.
  • a wire guide moving along the generatrix of the coil, in a rectilinear or curvilinear trajectory, according to an alternating movement composed of a moving at a substantially constant speed from one end to the other of the reel, followed by an inversion of said speed to effect a displacement in the other direction, and so on.
  • the "winding ratio” The number of turns made by the spool during a complete cycle of return of the guide wire in its movement back and forth. This number is usually fractional. "Cruise angle” means the angle at which the turns intersect, resulting from the ratio of the transverse speed of movement of the wire guide to the tangential peripheral speed of the coil, tangential velocity being proportional to the product of the rotational speed of the reel by its diameter.
  • the winding with "constant winding ratio" for depositing parallel turns is deposited at regular intervals or against each other, in an orderly manner known as the "precision winding".
  • the crest angle decreases as the diameter of the spool increases.
  • the winding at "constant crest angle" to obtain a constant coil density increases as the diameter of the coil increases, creating an apparent disorder in the removal of successive turns, known as the "wild cross".
  • the winding systems are traditionally equipped with reciprocating systems made by means of cams or any other mechanism transforming a reciprocating translational movement in one direction then in the other.
  • the reciprocating cycle is entirely determined by the profile of the cam and / or the kinematics of the mechanical device, so that the winding ratio is set by the ratio between the rotational speed of the coil and the speed of rotation. the rotation controlling said back and forth. It is known to fix this gear ratio by a mechanical transmission, pinions and / or belts between the drive system of the back and forth and that of the coil. It is also known to drive the back and forth and the drive system of the coil, by two independent motors controlled by speed-controlled driving systems, as is apparent for example from the teaching of patents FR2330632 or US4394986. Such systems make it possible to produce windings with a constant crosstalk angle or a constant winding ratio. To combine the advantages of the two types of windings, such systems also make it possible to produce a winding ratio winding evolving in stages.
  • the winding constant winding ratio, and particularly the precision winding with removal of the son contiguous turns carried under high voltages particularly relates to son of high titles, for example son formed by wiring several elementary son.
  • the principle of performing a constant winding ratio winding and / or a precision winding by means of a reciprocating composed of a wire guide directly displaced by an actuator or a rotary or linear motor driven by a reciprocating movement results from the teachings of patent EP0556212, which does not disclose the means for solving the problems described above.
  • Conventional servo control provides performance that is incompatible with the requirements of precision winding of high speed high speed threads.
  • a device for winding a wire on a coil with a constant and / or constant winding ratio by step and / or precision using a and comes directly controlled by an actuator or a reciprocating motor adapted to winding son of high title and high speed.
  • the winding device consists of: a means for driving the rotating spool associated with a control device, - a speed sensor for rotating said spool, a speed system and forth comprising a wire guide directly moved by an actuator or a motor driven by a reciprocating motion, a sensor measuring a magnitude representative of the instantaneous position of the wire guide, a control unit of the actuator or of the motor, programmed to perform a slaving of the movement of the wire guide in a sequence which describes the cycle of back and forth, said winding system being provided with a calculation capacity and being programmed to take into account a winding ratio R to be achieved: measuring the time taken by the to-and-fro to perform said complete cycle (variation period); back and forth), - measure and calculate by averaging over the complete cycle back and forth, the time taken by the coil to perform a full rotation (rotation period of the coil) calculate the actual winding ratio Rl between the back-and-forth period and the period of rotation of the coil, - compare Rl with
  • the sequence that describes the reciprocating cycle may consist of a series of positional commands, the control of the actuator being programmed to perform a servocontrol of the position of the guide wire, and / or a set of speed commands, the control of the actuator being programmed to perform a servo of the speed of the guide wire.
  • the total travel carried out by the wire guide during the reciprocating cycle is adjustable, this adjustment being made by applying a multiplying factor to the series of position or speed instructions describing the cycle of back and forth.
  • the sequence which describes the back-and-forth cycle is subdivided into a plurality of distinct phases, each being executed according to modes and / or different servo parameters.
  • the sequence which describes the reciprocating cycle is subdivided into phases defined according to the positioning of the wire guide: when the wire guide is positioned between two predetermined positions, a speed control phase of the guide wire according to an instantaneous setpoint equal to the instantaneous speed of rotation of the coil multiplied by a coefficient K, - when the wire guide reaches one of the two predetermined positions, a phase of inversion of the speed of the motor according to a slowdown cycle and re-acceleration in the opposite direction until reaching the instantaneous setpoint of rotation of the coil multiplied by a coefficient K.
  • the system is programmed to take into account a winding ratio R to be achieved, compare R1 to the winding ratio R to be attained, and if there is a difference between the real value R1 and the value at to reach R, to make a correction of the coefficient K so that this difference is reduced during the next complete cycle of back and forth.
  • the total travel carried out by the wire guide during the back-and-forth cycle is adjustable, this adjustment being made by modifying the predetermined positions defining the tilting of the operating phase in constant speed regulation towards the phase reversing speed.
  • the invention also relates to a twisting and / or direct cabling twisting machine equipped with double twist spindles and / or direct wiring associated with a winding spooling device. constant and / or constant by step, and / or a precision winding system according to the invention as described above.
  • the invention also relates to a twin-twisting machine with integrated reception in the spindle, known as a winding spindle, equipped with a winding device integrated in the spindle, with a constant and / or constant winding ratio. compensate, and / or a precision winding system according to the invention as described above.
  • Figures 1, 2 give a general perspective diagram of a winding device according to two embodiments of the system of back and forth.
  • Figure 3 Gives a general diagram of the device according to the invention and its control system.
  • Figure 4 shows an example of operating diagrams of the device according to the invention.
  • Figure 5, 6, 1 Show examples of coil shapes obtained with a winding device according to the invention.
  • Figure 8 Shows a diagram of a wire transformation unit using a device according to the invention.
  • the invention therefore applies to winding devices or winding which consists of winding the wire (F) on a support or tube (3) to form a coil (2).
  • the coil (2) is rotated by friction, being held by a support (4) resting on a cylinder (5) which is rotated by a motor (6). ).
  • the coil (2) can also be driven by a motor acting directly on its tube (3).
  • the winding device comprises a means for driving the spool, consisting of the cylinder (5) and its motor (6) associated with a control unit (10) by example a frequency converter.
  • the speed of the cylinder (5) can be constant or variable, depending on the process of transformation of the wire (F) upstream of the winding.
  • the winding device is equipped with a sensor (13) for rotation speed of the coil (2).
  • this sensor must measure very accurately the actual speed of the coil (2) or its tube (3).
  • a sensor may consist of an encoder driven integrally by the tube (3) of the coil.
  • such a sensor may consist of an optical or magnetic detector (13) detecting the passage of elements arranged on a member rotating integrally with the tube (3) of the coil (2) or on the tube (3) itself.
  • the wire (F) is wound around the coil (2) by being distributed over the width thereof by means of a wire guide (7) driven by a reciprocating motion communicated by a system ( 8).
  • FIG. 1 represents an embodiment of a reciprocating system (8) formed of a belt integral with the guide wire (7) circulating between pulleys (here two in number), and driven by an engine (9).
  • FIG. 2 represents another embodiment of a reciprocating system (8) formed of an arm directly mounted on the shaft of an engine (9), and carrying the wire guide (7) to its end.
  • the guide wire (7) is directly driven by the motor (9) which is driven reciprocating.
  • the motor or actuator (9) can be a linear or rotary, stepping or permanent magnet motor.
  • the reciprocating system (8) comprises a sensor measuring a magnitude representative of the instantaneous position of the wire guide (7).
  • the position sensor or the encoder (14) of the actuator or the motor (9) is used.
  • the actuator or motor (9) is associated with a control unit (12) similar to those used for producing a conventional servomotor, in association with a sensor (14).
  • a control unit (12) similar to those used for producing a conventional servomotor, in association with a sensor (14).
  • the curve (18) represents the rotation of the coil (2) expressed in number of revolutions, as a function of time. In the example shown, the speed of rotation is constant.
  • the curves (16) and (17) represent the cycle of back and forth.
  • the curve (16) represents the distance (d) of the wire guide (7) with respect to one of the ends of the tube (3) of the coil and the curve (17) represents the instantaneous speed (Vg) of said wire guide ( 7) as a function of time.
  • the control unit (12) of the actuator or motor is programmed to move the wire guide (7) in a sequence that describes the reciprocating cycle.
  • Said sequence may consist of a series of position instructions of the wire guide (7), the control unit of the actuator (10) being programmed to perform a servocontrol of the position of said guide wire, and / or a set of speed commands, the control of the actuator (10) being programmed to perform a servo of the speed of the guide wire.
  • the sequence that describes the reciprocating cycle can be subdivided into a plurality of distinct phases, each of which is executed in different modes and / or servo parameters.
  • the winding device is provided for winding winding "R".
  • the winding ratio to reach “R” can be constant, variable in steps or continuously variable, for example depending on the diameter reached by the coil. In the example shown in Figure 4, the winding ratio to reach is 1.99.
  • the winding device measures the time (Pt) set by the back and forth to perform a complete cycle (period of back and forth). This time can be measured by means of the sensor or position encoder (14), or by a magnetic or optical auxiliary sensor detecting the passage of the wire guide (7) at any point on its path.
  • the winding device establishes, by measurement and calculation, the average (Pb) over the complete cycle of back and forth, the time taken by the coil to perform a complete rotation (rotation period of the coil). According to selected winding ratio, several rotations of the coil are performed during a back and forth. In the example shown in FIG. 4, the coil performs two complete rotations of duration (PbI) and (Pb2). These periods can be measured, for example, by means of the coil rotation sensor (13).
  • the ratio between the back-and-forth period (Pt) and the rotation period of the coil (Pb) corresponds to the actual winding ratio "Rl".
  • the device In order to obtain a very high precision on the winding ratio obtained, if there is a difference between the real value R1 and the value to be attained R, the device is programmed to perform a correction of the execution speed of at least a part of the sequence so that this difference is reduced during the next complete cycle of back and forth.
  • a correction is, for example, made by readjusting the frequency at which the successive values of the instructions of the sequence describing the back and forth are scanned.
  • the total travel (C) performed by the wire guide (7) during the reciprocating cycle is adjustable, this adjustment being achieved by applying a multiplying factor to the set of instructions. position or speed describing the cycle back and forth.
  • the sequence which describes the reciprocating cycle is subdivided into a plurality of distinct phases, each being executed according to different modes and / or servo parameters, which phases are defined according to the instantaneous position of the wire guide (7).
  • the control unit (12) is programmed to perform a speed control of the wire guide according to a set proportional to the instantaneous speed of rotation of the coil multiplied by a coefficient "K" of proportionality between the two speeds.
  • this situation corresponds to the marked areas (I).
  • the instantaneous speed of rotation of the spool being in this example constant (straight 17), the speed of the thread guide (7) is constant in this zone (I), which corresponds to the straight portions of the curves (16 and 17).
  • the device calculates the actual winding ratio "R1” and compares it to the winding ratio to reach "R”. If there is a difference between the actual value "R1” and the value to be achieved “R”, the device performs a correction of the coefficient "K” to correct this difference. For example, if the actual ratio "R1" is less than the ratio to be attained, that is to say that the back-and-forth period (Pt) is too small relative to the rotation period of the coil (Pb), the coefficient "K” is slightly decreased, to reduce the speed of passage of the guide wire, and thus extend this period. Importantly, this correction must be very small, and preferably less than 1% of one cycle on the other.
  • the inversion sequence (II) of the speed of the wire guide (7) at the ends of the coil (2) is defined by a speed table, the control device (12) being programmed to perform speed control during this phase.
  • the inversion sequence (II) of the speed of the guide wire (7) at the ends of the coil (2) is defined by a position table, the control unit (12) being programmed to perform position control during this phase.
  • This embodiment makes it possible to optimize the precision and the reproducibility of the position of the inversion point and to optimize the movement of the wire guide (7), for example to reproduce similar characteristics to those obtained by means of a mechanical cam.
  • the total stroke (C) of the reciprocating system is adjustable according to the diameter of the coil (2).
  • this adjustment of the total reciprocating stroke (C) is effected by modifying the predetermined positions (d1, d2) defining the tilting of the operation in constant speed regulation (I) towards the sequence of inversion of the speed (II).
  • the device performs the correction of the speed of execution of the cycle on the part, mark (I) in FIG. 4, where the device operates a regulation at a substantially constant speed under a load related to the tension of the thread which does not have any variation brutal, allowing stable regulation with a very small error.
  • control parameters can be optimized independently in the traversing sequences (I) with respect to the inversion (II) sequences.
  • the inversion sequence (II) can be optimized to obtain a very high dynamic, in accordance with the winding requirements, which can tolerate errors (delays or positional deviations) provided that these errors are reproducible from one cycle to another, offset by the correction made on the other parts of the cycle. It is thus possible to use less sophisticated equipment and / or less oversized, and thus either to reduce the costs of the equipment, or to push the limits of speed or allowable voltages.
  • the winding device allows variations of the total stroke (C) of the comings and goings of a cycle on the aure.
  • a first particularly advantageous application of this characteristic is to make a variation of the stroke as a function of the diameter reached by the coil, separately or in combination: - to compensate for the bulge of the flanks of the coil (2) due to the pressure exerted by the upper layers on the lower layers.
  • the variation of a cycle back-and-forth to the other of the total travel of the back and forth (C) is less than 1%.
  • Figures 5 and 6 show two examples of evolution law of the total stroke (C) depending on the diameter and the coil shape thus obtained.
  • Figure 5 shows how to make a spool with straight sides, with and without compensation of bulges due to the pressure exerted by the upper layers on the lower layers.
  • Figure 6 shows how to make a bi-conical coil, with and without compensation of bulges because of the pressure exerted by the upper layers on the lower layers.
  • a second advantageous application of this characteristic consists in forming layers of turns of reduced width compared to the nominal stroke, for example:
  • FIG. 7 illustrates an example of a method of depositing the son according to this second application.
  • the system is advantageously programmed to form a complete reduced-stroke layer before returning to the nominal stroke.
  • the number of back-and-forth cycles necessary to form a complete layer is determined by the ratio between the value (e) creating the shift between the worst and the period (Pb) of rotation of the coil.
  • the measurement of the periods of back-and-forth (Pt) and rotation of the coil (Pb) can be performed in the control unit (10) of the system. driving the coil and / or in the control unit (12) of the reciprocating system, and calculating the actual winding ratio "R1" and correcting the execution speed of the sequence or part sequence, or the coefficient "K" can be achieved for example in the control unit (12) of the system of back and forth.
  • control units (10) and (12) are themselves controlled by a calculation unit (15), the measuring the periods (Pt) and (Pb), the actual winding ratio (Rl).
  • the calculation of the corrections of the speed of execution of all or part of the sequence or of the coefficient "K", as well as of total stroke variations (C), is entrusted to said calculation unit (15) which can be a card electronic or a PLC or a calculator that may have other functions.
  • the invention also relates to a thread transformation machine by twisting process and / or cabling equipped with a winding device according to the invention.
  • the invention relates to a machine for converting son by double torsion and / or direct wiring, equipped with double twist spindles and / or direct wiring, associated with a winding device with a constant and / or constant winding ratio. to overcome, and / or to a precision winding device according to the invention as previously exposed.
  • a schematic representation that is in no way limiting to the working unit of such a machine is shown in FIG. 8.
  • a wire-processing machine may consist of a workstation or several juxtaposed workstations.
  • the invention also relates to a double twist twisting machine with integrated reception, equipped with double twist spindles, known as winder spindles equipped with a winding device integrated in the spindle, constant winding ratio and / or or constant by step, and / or a precision winding device according to the invention as described above.
  • winder spindles equipped with a winding device integrated in the spindle, constant winding ratio and / or or constant by step, and / or a precision winding device according to the invention as described above.
  • the twist imparted to the yarn results from the ratio between the speed of rotation of the spindle (20) and the speed of advancement of the yarn (F) therein.
  • the speed of call of the wire (F) by the winding system is equal to the peripheral speed of the coil (2) divided by the sine of the half-angle of crossing.
  • the drive speed of the bobbin (2) is thus controlled in relation to the speed of the spindle (20) and the crest angle.
  • the reciprocating control system (12) is programmed to automatically adjust its cycle (traversing speed and reciprocating period) with respect to the driving speed of the spool (2).
  • the control device (22) performs a servocontrol of the speed of the spindle (20) in a closed loop by means of a speed sensor (23).
  • the control unit (17) performs a servocontrol of the speed of the drive system (18) closed loop through the speed sensor (19).
  • the control unit (10) performs a servocontrol of the rotation of the coil (2) in a closed loop thanks to the speed sensor of (13).
  • a reciprocating system (8) driving the wire guide (7) controlled by a motor (9), associated with the control unit (10), to perform an alternating cycle according to the present invention
  • the set of elements being controlled by a computing unit (15).
  • a twisting machine and / or wiring according to the invention consists of a winding pin, that is to say a spindle equipped with a winding system according to the present invention disposed therein.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

Adapté au bobinage de fils (F) de titre élevé et à haute vitesse, et comportant : un moyen d'entraînement de la bobine (2) en rotation; un capteur de vitesse de rotation de ladite bobine (13); un système de va-et-vient (8) piloté par un actionneur ou un moteur (9); un capteur (14) mesurant de la position instantanée du guide fil; une unité de pilotage (12) de l' actionneur ou du moteur (9). Le dispositif est assujetti à des moyens de calcul programmés pour, compte tenu d'un rapport de bobinage R à atteindre : mesurer la période de va-et-vient; mesurer et calculer par moyenne période de rotation de la bobine; calculer le rapport de bobinage réel R1 entre la période de va-et-vient (Pt) et la période de rotation de la bobine (Pb); comparer R1au rapport de bobinage R à atteindre; s'il y a un écart entre la valeur réelle R1 et la valeur à atteindre R, effectuer une correction de la vitesse d'exécution.

Description

DISPOSITIF DE BOBINAGE D'UN FIL SUR UNE BOBINE A RAPPORT
DE BOBINAGE CONSTANT
L'invention concerne le domaine technique du renvidage d'un fil ou, plus généralement d'une matière allongée continue, que l'on désignera dans ce qui suit par « fil », afin de former une bobine, qui consiste à enrouler le fil autour d'un support, que l'on désignera dans ce qui suit par « tube », ledit tube étant entraîné en rotation soit par son axe, soit par pression sur un organe pilote. Pour réaliser une telle opération, le fil est distribué selon une génératrice le long de la bobine sous la forme de spires hélicoïdes croisées.
L'invention porte plus particulièrement sur le cas où la distribution du fil est réalisée au moyen d'un guide-fil se déplaçant le long de la génératrice de la bobine, sur une trajectoire rectiligne ou curviligne, selon un mouvement alternatif composé d'un déplacement à vitesse sensiblement constante d'une extrémité à l'autre de la bobine, suivi d'une inversion de ladite vitesse pour effectuer un déplacement dans l'autre sens, et ainsi de suite. Un tel dispositif sera désigné dans ce qui suit par le terme de « va-et-vient ». La combinaison de la rotation de la bobine avec la vitesse de déplacement alternatif du guide- fil conduit à une dépose du fil sur la surface de la bobine en spires hélicoïdes dans un sens puis dans l'autre.
Il en résulte deux caractéristiques du bobinage:
Le « rapport de bobinage » : nombre de tours fait par la bobine pendant un cycle complet d'aller et retour du guide-fil dans son mouvement de va-et-vient. Ce nombre est généralement fractionnaire. L'« angle de croisure » : Angle selon lequel les spires se croisent, découlant du rapport entre la vitesse de déplacement transversal du guide-fil et la vitesse tangentielle périphérique de la bobine, ladite vitesse tangentielle étant proportionnelle au produit de la vitesse de rotation de la bobine par son diamètre.
Selon les caractéristiques exposées précédemment, on distingue deux types de bobinages :
Le bobinage à « rapport de bobinage constant » permettant de déposer des spires parallèles. Selon le rapport de bobinage choisi, les spires sont déposées à intervalle régulier ou les unes contre les autres, d'une manière ordonnée connue sous le terme de « bobinage de précision ». L'angle de croisure décroît au fur et à mesure de l'augmentation du diamètre de la bobine.
Le bobinage à « angle de croisure constant » permettant d'obtenir une densité de bobine constante. Le rapport de bobinage croît au fur et à mesure de l'augmentation du diamètre de la bobine, créant un désordre apparent dans la dépose des spires successives, connu sous le terme de « croisure sauvage ».
Les systèmes de bobinages sont traditionnellement équipés de systèmes de va-et-vient réalisés au moyen de cames ou tout autre mécanisme transformant une rotation en mouvement alternatif de translation dans un sens puis dans l'autre. Le cycle de va-et-vient est entièrement déterminé par le profil de la came et/ou la cinématique du dispositif mécanique, de sorte que le rapport de bobinage est fixé par le rapport entre la vitesse de rotation de la bobine et la vitesse de la rotation commandant ledit va-et-vient. Il est connu de fixer ce rapport de vitesse par une transmission mécanique, pignons et/ou courroies entre le système d'entraînement du va-et-vient et celui de la bobine. II est aussi connu d'entraîner le va-et-vient et le système d'entraînement de la bobine, par deux moteurs indépendants commandés par des systèmes de pilotage asservis en vitesse, comme il ressort par exemple de l'enseignement des brevets FR2330632 ou US4394986. De tels systèmes permettent de réaliser des bobinages à angle de croisure constante ou à rapport de bobinage constant. Pour combiner les avantages des deux types de bobinages, de tels systèmes permettent aussi de réaliser un bobinage à rapport de bobinage évoluant par paliers.
II a été proposé de remplacer les systèmes de va-et-vient mécaniques par des systèmes composés d'un guide fil directement déplacé par un actionneur ou un moteur électrique linéaire ou rotatif effectuant un mouvement alternatif, tel que ceux qui ressortent des enseignements des brevets EP0556212 ou EP0453622. Pour obtenir une rapidité et une précision de renversement de la vitesse aux extrémités comparables aux systèmes mécaniques, de tels systèmes exigent des moteurs ou actionneurs ayant une force ou un couple instantané très élevé, associés à des moyens sophistiqués de pilotages tels que ceux divulgués par les brevets EP0453622 ou EP0999992. De tels systèmes exigent des développements spécifiques complexes et coûteux. Compte tenu des limites technologiques, ils permettent d'atteindre des vitesses élevées avec des fils fins (de masse linéique très faible) et bobinés sous de faibles tensions, mais pour des fils de plus gros titre, et/ou bobinés sous des tensions plus élevées, ils offrent des performances limitées.
Le bobinage à rapport de bobinage constant, et particulièrement le bobinage de précision avec une dépose des fils à spires jointives effectuée sous des tensions élevées, concerne notamment des fils de titres élevés, par exemples des fils formés par câblage de plusieurs fils élémentaires. Le principe consistant à effectuer un bobinage à rapport de bobinage constant et/ou un bobinage de précision au moyen d'un va-et-vient composé d'un guide fil directement déplacé par un actionneur ou un moteur rotatif ou linéaire animé d'un mouvement alternatif, ressort des enseignements du brevet EP0556212, lequel ne divulgue pas les moyens de résoudre les problèmes exposés précédemment. Un asservissement conventionnel procure des performances incompatibles avec les exigences du bobinage de précision de fils de titres élevés à haute vitesse.
Or il a été trouvé, et c'est l'objet de la présente invention, un dispositif de bobinage d'un fil sur une bobine à rapport de bobinage constant et/ou constant par pallier et/ou de précision, en utilisant un va-et-vient directement piloté par un actionneur ou un moteur animé d'un mouvement alternatif adapté au bobinage de fils de titre élevé et à haute vitesse.
Le dispositif de bobinage selon l'invention se compose : d'un moyen d'entraînement de la bobine en rotation associé à un dispositif de pilotage, - d'un capteur de vitesse de rotation de ladite bobine, d'un système de va-et-vient comportant un guide-fil directement déplacé par un actionneur ou un moteur animé d'un mouvement alternatif, d'un capteur mesurant une grandeur représentative de la position instantanée du guide fil, d'une unité de pilotage de l'actionneur ou du moteur, programmée pour effectuer un asservissement du déplacement du guide fil suivant une séquence qui décrit le cycle de va-et-vient, ledit système de bobinage étant doté d'une capacité de calcul et étant programmé pour, compte tenu d'un rapport de bobinage R à atteindre: mesurer le temps mis par le va-et-vient pour effectuer ledit cycle complet (période de va-et-vient), - mesurer et calculer par moyenne sur le cycle complet de va-et-vient, le temps mis par la bobine pour effectuer une rotation complète (période de rotation de la bobine) calculer le rapport de bobinage réel Rl entre la période de va-et-vient et la période de rotation de la bobine, - comparer Rl au rapport de bobinage R à atteindre, s'il y a un écart entre la valeur réelle Rl et la valeur à atteindre R, effectuer une correction de la vitesse d'exécution d'au moins une partie de la séquence pour réduire cet écart lors du prochain cycle complet de va-et-vient.
Selon l'invention, la séquence qui décrit le cycle de va-et-vient peut être constituée d'une série de consignes de position, le pilotage de l'actionneur étant programmé pour effectuer un asservissement de la position du guide fil, et/ou d'une série de consignes de vitesses, le pilotage de l'actionneur étant programmé pour effectuer un asservissement de la vitesse du guide fil.
Selon un aspect important de l'invention, la course totale effectuée par le guide fil au cours du cycle de va-et-vient est ajustable, cet ajustement étant réalisé en appliquant un facteur multiplicateur à la série de consignes de position ou de vitesse décrivant le cycle de va-et-vient.
Selon un perfectionnement de l'invention, la séquence qui décrit le cycle de va-et-vient est subdivisée en une pluralité de phases distinctes, chacune étant exécutée selon des modes et/ou des paramètres d'asservissements différents.
Selon ce perfectionnement, la séquence qui décrit le cycle de va-et- vient est subdivisée en phases définies selon le positionnement du guide fil : - lorsque le guide-fil est positionné entre deux positions prédéterminées, une phase d'asservissement en vitesse du guide fil selon une consigne instantanée égale à la vitesse instantanée de rotation de la bobine multipliée par un coefficient K, - lorsque le guide fil atteint l'une des deux positions prédéterminées, une phase d'inversion de la vitesse du moteur selon un cycle de ralentissement et de ré-accélération en sens inverse jusqu'à atteindre la consigne instantanée de rotation de la bobine multipliée par un coefficient K.
Selon ce perfectionnement, le système est programmé pour, compte tenu d'un rapport de bobinage R à atteindre, comparer Rl au rapport de bobinage R à atteindre, et, s'il y a un écart entre la valeur réelle Rl et la valeur à atteindre R, effectuer une correction du coefficient K pour que cet écart soit réduit lors du prochain cycle complet de va-et-vient.
Selon ce perfectionnement, la course totale effectuée par le guide fil au cours du cycle de va-et-vient est ajustable, cet ajustement étant réalisé par modification des positions prédéterminées définissant le basculement de la phase de fonctionnement en régulation de vitesse constante vers la phase d'inversion de la vitesse.
L'invention porte également sur une machine de retordage par double torsion et/ou de câblage direct, équipée de broches de double torsion et/ou de câblage direct associées à un dispositif de bobinage à rapport de bobinage constant et/ou constant par pallier, et/ou un système de bobinage de précision selon l'invention telle qu'exposée précédemment.
L'invention porte également sur une machine de retordage par double torsion avec réception intégrée dans la broche, connu sous le nom de broche renvideuse, équipée d'un dispositif de bobinage intégré dans la broche, à rapport de bobinage constant et/ou constant par pallier, et/ou un système de bobinage de précision selon l'invention telle qu'exposée précédemment.
L'invention sera mieux comprise en se reportant sur les figures et dessins annexés donnés à titre d'exemple et dans lesquels :
Figures 1, 2 : Donnent un schéma général en perspective d'un dispositif de bobinage selon deux modes de réalisation du système de va-et-vient.
Figure 3 : Donne un schéma général du dispositif selon l'invention et son système de pilotage. Figure 4 : Montre un exemple de diagrammes de fonctionnement du dispositif selon l'invention. Figure 5, 6, 1 : Montrent des exemples de formes de bobines obtenues avec un dispositif de bobinage conforme à l'invention. Figure 8 : Montre un schéma d'une unité de transformation de fil utilisant un dispositif selon l'invention.
L'invention s'applique donc aux dispositifs de renvidage ou bobinage qui consiste à enrouler le fil (F) sur un support ou tube (3) pour former une bobine (2). Comme cela est illustré sur les figures 1 et 2, la bobine (2) est entraînée en rotation par friction, en étant maintenue par un support (4) en appui sur un cylindre (5) qui est entraîné en rotation par un moteur (6). Sans s'écarter de l'invention, la bobine (2) peut aussi être entraînée par un moteur agissant directement sur son tube (3).
Selon le mode de réalisation de l'invention illustré figure 3, le dispositif de bobinage comporte un moyen d'entraînement de la bobine, constitué du cylindre (5) et de son moteur (6) associé à une unité de pilotage (10) par exemple un variateur de fréquence. La vitesse du cylindre (5) peut être constante ou variable, en fonction du processus de transformation du fil (F) en amont du bobinage.
Le dispositif de bobinage est équipé d'un capteur (13) de vitesse de rotation de la bobine (2). D'une manière importante, ce capteur doit mesurer de façon très précise la vitesse réelle de la bobine (2) ou de son tube (3). Par exemple, un tel capteur peut être constitué par un codeur entraîné solidairement par le tube (3) de la bobine. Selon un mode de réalisation préféré, un tel capteur peut être constitué d'un détecteur (13) optique ou magnétique détectant le passage d'éléments disposés sur un élément tournant solidairement avec le tube (3) de la bobine(2) ou sur le tube (3) lui-même.
Le fil (F) est enroulé autour de la bobine (2) en étant réparti sur la largeur de celle-ci au moyen d'un guide fil (7) animé d'un mouvement de va- et-vient communiqué par un système (8).
La figure 1 représente une mode de réalisation d'un système de va-et- vient (8) formé d'une courroie solidaire du guide fil (7) circulant entre des poulies (ici au nombre de deux), et piloté par un moteur (9). La figure 2 représente un autre mode de réalisation d'un système de va-et-vient (8) formé d'un bras directement monté sur l'arbre d'un moteur (9), et portant le guide fil (7) à son extrémité.
Dans les deux cas, donnés à titre d'exemples non limitatifs, le guide fil (7) est donc directement piloté par le moteur (9) qui est animé d'un mouvement alternatif. Le moteur ou actionneur (9) peut être un moteur linéaire ou rotatif, de type pas à pas ou à aimants permanents.
Le système de va-et-vient (8) comporte un capteur mesurant une grandeur représentative de la position instantanée du guide fil (7). D'une manière avantageuse, on utilise le capteur de position ou le codeur (14) de l' actionneur ou du moteur (9).
L'actionneur ou moteur (9) est associé à une unité de pilotage (12) similaire à celles utilisées pour réaliser un servomoteur conventionnel, en association avec un capteur (14). L'un des avantages de l'invention est de réaliser le système avec des composants relativement standards et répandus sur le marché et donc peu coûteux.
Afin de comprendre l'invention, on se reportera à la figure 4. La courbe (18) représente la rotation de la bobine (2) exprimée en nombre de tours, en fonction du temps. Dans l'exemple représenté la vitesse de rotation est constante. Les courbes (16) et (17) représentent le cycle de va-et-vient. La courbe (16) représente la distance (d) du guide fil (7) par rapport à l'une des extrémités du tube (3) de la bobine et la courbe (17) représente la vitesse instantanée (Vg) dudit guide fil (7) en fonction du temps. L'unité de pilotage (12) de l'actionneur ou du moteur est programmée pour effectuer le déplacement du guide fil (7) selon une séquence qui décrit le cycle de va-et-vient. La dite séquence peut être constituée d'une série de consignes de position du guide fil (7), l'unité de pilotage de l'actionneur (10) étant programmée pour effectuer un asservissement de la position dudit guide-fil, et/ou d'une série de consignes de vitesses, le pilotage de l'actionneur (10) étant programmé pour effectuer un asservissement de la vitesse du guide fil.
La séquence qui décrit le cycle de va-et-vient peut être subdivisée en une pluralité de phases distinctes, chacune étant exécutée selon des modes et/ou des paramètres d'asservissements différents.
Le dispositif de bobinage est prévu pour effectuer un bobinage à rapport de bobinage « R ». Sans s'écarter du domaine de l'invention, selon le type de bobinage désiré, le rapport de bobinage à atteindre « R » peut être constant, variable par paliers ou continûment variable, par exemple en fonction du diamètre atteint par la bobine. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, le rapport de bobinage à atteindre est égal à 1,99.
Le dispositif de bobinage mesure le temps (Pt) mis par le va-et-vient pour effectuer un cycle complet (période de va-et-vient). Ce temps peut être mesuré au moyen du capteur ou codeur de position (14), ou par un capteur auxiliaire magnétique ou optique détectant le passage du guide-fil (7) en un point quelconque placé sur son parcours.
Le dispositif de bobinage établit, par mesure et calcul, la moyenne (Pb) sur le cycle complet de va-et-vient, des temps mis par la bobine pour effectuer une rotation complète (période de rotation de la bobine). Selon le rapport de bobinage choisi, plusieurs rotations de la bobine sont effectuées pendant un va et vient. Dans l'exemple représenté figure 4, la bobine effectue deux rotations complètes de durée (PbI) et (Pb2). Ces périodes peuvent être mesurées, par exemple, au moyen du capteur (13) de rotation de la bobine.
Le rapport entre la période de va-et-vient (Pt) et la période de rotation de la bobine (Pb) correspond au rapport « Rl » de bobinage réel.
Si ce rapport est une fraction entière (de type N/D, N et D étant des entiers), tous les « D » cycles de va-et-vient la dépose de fil sur la surface de la bobine se reproduit de façon identique, et donc les spires de fil se superposent exactement. Dans le cas du bobinage de précision, on cherche à déposer les spires parallèlement, serrées les unes contre les autres ou séparée d'un intervalle constant, selon la densité recherchée. Le rapport de bobinage « R » à atteindre est donc généralement égal à une fraction entière corrigée d'une petite valeur, créant le décalage d'une spire à l'autre. Exprimé en temps, ce décalage (e) est extrêmement petit. Dans l'exemple représenté à la figure 4, pour un rapport de bobinage de 1,99, ce décalage (e) est égal au centième du temps de va-et-vient (Pt).
Afin d'obtenir une très grande précision sur le rapport de bobinage obtenu, s'il y a un écart entre la valeur réelle Rl et la valeur à atteindre R, le dispositif est programmé pour effectuer une correction de la vitesse d'exécution d'au moins une partie de la séquence pour que cet écart soit réduit lors du prochain cycle complet de va-et-vient. Une telle correction est, par exemple, effectuée en réajustant la fréquence à laquelle les valeurs successives des consignes de la séquence décrivant le va-et-vient sont balayées. Selon un aspect important de l'invention, la course totale (C) effectuée par le guide fil (7) au cours du cycle de va-et-vient est ajustable, cet ajustement étant réalisé en appliquant un facteur multiplicateur à la série de consignes de position ou de vitesse décrivant le cycle de va-et-vient.
Selon un perfectionnement de l'invention, la séquence qui décrit le cycle de va-et-vient est subdivisée en une pluralité de phases distinctes, chacune étant exécutée selon des modes et/ou des paramètres d'asservissements différents, lesquelles phases sont définies selon la position instantanée du guide fil (7).
Lorsque le guide fil (7) est positionné entre deux positions prédéterminées (dl, d2), l'unité de pilotage (12) est programmée pour réaliser un asservissement en vitesse du guide fil selon une consigne proportionnelle à la vitesse instantanée de rotation de la bobine multipliée par un coefficient « K » de proportionnalité entre les deux vitesses. Sur la figure 4 cette situation correspond aux zones repérées (I). La vitesse instantanée de rotation de la bobine étant dans cet exemple constante (droite 17), la vitesse du guide-fil (7) est constante dans cette zone (I), ce qui correspond aux parties droites des courbes (16 et 17).
On observera que le rapport entre la vitesse périphérique de la bobine (2) et la vitesse d'avancement du guide fil (7) détermine l'angle de croisure réel obtenu.
Lorsque le guide-fil (7) atteint l'une des deux positions prédéterminées (dl ou d2), le système exécute une séquence d'inversion de la vitesse du moteur ou actionneur (9) selon un cycle de ralentissement et de réaccélération en sens inverse jusqu'à atteindre la vitesse instantanée de rotation de la bobine multipliée par le coefficient « K ». Sur la figure 4, cette situation correspond aux zones repérées (II), la décélération et la réaccélération correspondant aux parties curvilignes des courbes (16 et 17).
Le dispositif calcule le rapport de bobinage réel « Rl » et le compare au rapport de bobinage à atteindre « R ». S'il y a un écart entre la valeur réelle « Rl » et la valeur à atteindre « R », le dispositif effectue une correction du coefficient « K » pour corriger cet écart. Par exemple si le rapport réel « Rl » est inférieur au rapport à atteindre, c'est à dire que la période du va-et-vient (Pt) est trop petite par rapport à la période de rotation de la bobine (Pb), le coefficient « K » est légèrement diminué, pour réduire la vitesse de traversée du guide fil, et donc rallonger cette période. D'une manière importante, cette correction doit être très petite, et de préférence inférieure à 1% d'un cycle sur l'autre.
Selon un mode de réalisation de ce perfectionnement, la séquence d'inversion (II) de la vitesse du guide-fil (7) aux extrémités de la bobine (2) est définie par une table de vitesse, le dispositif de pilotage (12) étant programmé pour effectuer un asservissement de la vitesse pendant cette phase.
Afin d'améliorer le contrôle de la localisation du point d'inversion du mouvement de va-et-vient du guide fil, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la séquence d'inversion (II) de la vitesse du guide fil (7) aux extrémités de la bobine (2) est définie par une table de positions, l'unité de pilotage (12) étant programmée pour effectuer un asservissement en position pendant cette phase. Ce mode de réalisation permet d'optimiser la précision et la reproductibilité de la position du point d'inversion et d'optimiser le mouvement du guide fil (7), par exemple pour reproduire des caractéristiques similaires à celles obtenues au moyen d'une came mécanique.
Selon ce perfectionnement, la course totale (C) du système de va-et- vient est ajustable en fonction du diamètre de la bobine (2). D'une manière préférée, particulièrement avantageuse, cet ajustement de la course totale (C) de va-et-vient est effectué par modification des positions prédéterminées (dl, d2) définissant le basculement du fonctionnement en régulation de vitesse constante (I) vers la séquence d'inversion de la vitesse (II).
L'avantage de ce perfectionnement ressort bien de cette explication :
Le dispositif effectue la correction de la vitesse d'exécution du cycle sur la partie, repère (I) dans la figure 4, où le dispositif opère une régulation à vitesse sensiblement constante sous une charge liée à la tension du fil ne présentant pas de variation brutale, permettant une régulation stable avec une erreur très faible.
La séquence d'inversion de sens, pendant lesquelles les conditions de fonctionnements sont critiques (forte décélération et ré-accélération du guide-fil (7) sous une charge liée à la tension du fil fortement variable) n'est pas affectée par ces corrections.
Il en résulte que l'on peut optimiser les paramètres de régulation de façon indépendante dans les séquences de traversées (I) par rapport aux séquences d'inversion (II).
Notamment la séquence d'inversion (II) peut être optimisée pour obtenir une dynamique très élevée, conforme aux exigences du bobinage, pouvant tolérer des erreurs (retards ou écarts de positions) sous réserve que ces erreurs soient reproductibles d'un cycle sur l'autre, compensées par la correction effectuée sur les autres parties du cycle. Il est ainsi possible d'utiliser des équipements moins sophistiqués et/ou moins surdimensionnés, et donc soit de réduire les coûts de l'équipement, soit d'en repousser les limites de vitesse ou de tensions admissibles.
Quels que soient les perfectionnements exposés précédemment, le dispositif de bobinage selon l'invention permet de réaliser des variations de la course totale (C) du va-et-vient d'un cycle sur l'aure.
Une première application particulièrement avantageuse de cette caractéristique consiste à effectuer une variation de la course en fonction du diamètre atteint par la bobine, séparément ou en combinaison : - compenser le renflement des flancs de la bobine (2) du fait de la pression exercée par les couches supérieures sur les couches inférieures.
- et/ou réaliser une bobine présentant des flancs coniques ou bi- coniques.
Selon cette première application, d'une manière préférée, la variation d'un cycle de va-et-vient à l'autre de la course totale du va-et-vient (C) est inférieure à 1%.
Les figures 5 et 6 montrent deux exemples de loi d'évolution de la course totale (C) en fonction du diamètre et la forme de bobine ainsi obtenue. La figure 5 montre la façon de réaliser une bobine à flancs droits, avec et sans compensation des renflements du fait de la pression exercée par les couches supérieures sur les couches inférieures. La figure 6 montre la façon de réaliser une bobine bi-conique, avec et sans compensation des renflements du fait de la pression exercée par les couches supérieures sur les couches inférieures.
Une deuxième application avantageuse de cette caractéristique consiste à former des couches de spires de largeur réduites par rapport à la course nominale, par exemple :
- en début de bobinage pour faciliter la formation des premières couches de fil sur le tube vide en début de bobinage,
- ou périodiquement pendant le bobinage pour réduire la densité de bobines sur ces flancs.
La figure 7 illustre un exemple de mode de dépose du fils selon cette deuxième application. Dans le cas d'un bobinage à croisure de précision avec une dépose de fils à spires jointives, d'une manière avantageuse, le système est programmé pour former une couche complète à course réduite avant de revenir à la course nominale. Le nombre de cycle de va-et-vient nécessaire à former une couche complète est déterminé par le rapport entre la valeur (e) créant le décalage entre les pires et la période (Pb) de rotation de la bobine.
Afin de réaliser un dispositif de bobinage selon l'invention, la mesure des périodes de va-et-vient (Pt) et de rotation de la bobine (Pb) peut être réalisée dans l'unité de pilotage (10) du système d'entraînement de la bobine et/ou dans l'unité de pilotage (12) du système de va-et-vient, et le calcul du rapport de bobinage réel « Rl » et la correction de la vitesse d'exécution de la séquence ou partie de séquence, ou encore du coefficient « K » peut être réalisé par exemple dans l'unité de pilotage (12) du système de va-et-vient.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les unités de pilotages (10) et (12) sont elles même commandées par une unité de calcul (15), la mesure des périodes (Pt) et (Pb), du rapport de bobinage réel (Rl). Le calcul des corrections de la vitesse d'exécution de toute ou partie de la séquence ou du coefficient « K », ainsi que des variations de courses totale (C), est confié à ladite unité de calcul (15) qui peut être une carte électronique ou un automate ou encore un calculateur pouvant avoir par ailleurs d'autres fonctions.
L'invention porte également sur une machine de transformation de fils par procédé de retordage et/ou de câblage équipé d'un dispositif de bobinage selon l'invention.
Notamment l'invention porte sur une machine de transformation de fils par double torsion et/ou de câblage direct, équipée de broches de double torsion et/ou de câblage direct, associées à un dispositif de bobinage à rapport de bobinage constant et/ou constant par pallier, et/ou à un dispositif de bobinage de précision selon l'invention tels qu'exposés précédemment. Une représentation schématique nullement limitative de l'unité de travail d'une telle machine est représentée figure 8. D'une manière connue, une machine de transformation de fil peut être constituée d'une station de travail ou de plusieurs stations de travail juxtaposé.
L'invention porte aussi sur une machine de retordage par double torsion avec réception intégrée, équipée de broches de double torsion, connues sous le nom de broches renvideuses équipées d'un dispositif de bobinage intégré dans la broche, à rapport de bobinage constant et/ou constant par pallier, et/ou à un dispositif de bobinage de précision selon l'invention tel qu'exposé précédemment. Dans les deux cas, la torsion conférée au fil résulte du rapport entre la vitesse de rotation de la broche (20) et la vitesse d'avancement du fil (F) dans celle-ci. Or la vitesse d'appel du fil (F) par le système de bobinage est égale à la vitesse périphérique de la bobine (2) divisée par le sinus du demi-angle de croisure. Afin d'obtenir une torsion du fil parfaitement contrôlée, la vitesse d'entraînement de la bobine (2) est donc pilotée en relation avec la vitesse de la broche (20) et l'angle de croisure. Le système de pilotage (12) du va-et- vient est programmé pour ajuster automatiquement son cycle (vitesse de traversée et période de va-et-vient) par rapport à la vitesse d'entraînement de la bobine (2).
Il ressort de cette caractéristique une combinaison particulièrement avantageuse de la broche (20) de torsion ou de câblage direct mise en rotation par une motorisation individuelle (21) associée à un dispositif de pilotage (22), avec le dispositif de bobinage selon l'invention, permettant une optimisation indépendante du bobinage, particulièrement pour réaliser des bobinages de précision à haute vitesse avec des fils de titre élevé et sous tension de bobinage élevée, à un coût sensiblement moins élevé que les moyens conventionnels.
Une forme particulièrement avantageuse de réalisation d'une machine selon l'invention est constituée des éléments suivants :
Une broche (20) de retordage ou de câblage direct, entraînée en rotation par un moteur (21) associée à un dispositif de pilotage (22). D'une manière préférée, le dispositif de pilotage (22) effectue un asservissement de la vitesse de la broche (20) en boucle fermée grâce à un capteur de vitesse (23). Un système d'entraînement (18) du fil (F) par un moteur (16) associé à une unité de pilotage (17). Optionnellement, l'unité de pilotage (17) effectue un asservissement de la vitesse du système d'entraînement (18) en boucle fermée grâce au capteur de vitesse (19).
Un moyen d'entraînement de la bobine (2) de réception du fil (F) constitué du cylindre (5) sur laquelle ladite bobine (2) est maintenue appliquée au moyen d'un support (4), lequel cylindre (5) est entraîné par un moteur (6) associé à l'unité de pilotage (10). D'une manière préférée, l'unité de pilotage (10) effectue un asservissement de la rotation de la bobine (2) en boucle fermée grâce au capteur de vitesse de (13), Un système de va-et-vient (8), pilotant le guide fil (7), commandé par un moteur (9), associé à l'unité de pilotage (10), pour effectuer un cycle alternatif conformément à la présente invention,
L'ensemble des éléments étant contrôlés par une unité de calcul (15).
Sans s'écarter de l'invention, une machine de retordage et/ou câblage selon l'invention, est constituée d'une broche renvideuse, c'est à dire d'une broche équipée d'un système de bobinage conforme à la présente invention, disposé à l'intérieur de celle-ci.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de bobinage d'un fil (F) sur une bobine (2) à rapport de bobinage constant, adapté au bobinage de fils (F) de titre élevé et à haute vitesse, et comportant : un moyen d'entraînement de la bobine (2) en rotation associé à une unité de pilotage (10) ; un capteur de vitesse de rotation de ladite bobine (13) ; un système de va-et-vient (8) comportant une guide fil (7) directement piloté par un actionneur ou un moteur (9) animé d'un mouvement alternatif ; un capteur (14) mesurant une grandeur représentative de la position instantanée du guide fil ; une unité de pilotage (12) de l' actionneur ou du moteur (9) ; caractérisé en ce qu'il est assujetti à des moyens de calcul programmés pour, compte tenu d'un rapport de bobinage R à atteindre: mesurer le temps (Pt) mis par le va-et-vient (8) pour effectuer un cycle complet (période de va-et-vient) ; mesurer et calculer par moyenne sur le cycle complet de va-et-vient, le temps (Pb, moyenne de Pl, Pb2...) mis par la bobine pour effectuer une rotation complète (période de rotation de la bobine) ; de calculer le rapport de bobinage réel Rl entre la période de va-et- vient (Pt) et la période de rotation de la bobine (Pb) ; comparer Rl au rapport de bobinage R à atteindre ; - s'il y a un écart entre la valeur réelle Rl et la valeur à atteindre R, effectuer une correction de la vitesse d'exécution d'au moins une partie de la séquence pour que cet écart soit réduit lors du prochain cycle complet de va-et-vient.
2. Dispositif de bobinage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la séquence qui décrit le cycle de va-et-vient est constituée d'une série de consignes de position, le pilotage de l'actionneur (9) étant programmé pour effectuer un asservissement de la position du guide fil.
3. Dispositif de bobinage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la séquence qui décrit le cycle de va-et-vient est constituée d'une série de consignes de vitesses, le pilotage de l'actionneur (9) étant programmé pour effectuer un asservissement de la vitesse du guide fil.
4. Dispositif de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la course totale (C) effectuée par le guide fil (7) au cours du cycle de va-et-vient est ajustable, cet ajustement étant réalisé en appliquant un facteur multiplicateur à la série de consignes de position ou de vitesse décrivant le cycle de va-et-vient.
5. Dispositif de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la séquence qui décrit le cycle de va-et-vient est subdivisé en une pluralité de phases distinctes, chacune étant exécutée selon des modes et/ou des paramètres d'asservissements différents.
6. Dispositif de bobinage selon la revendication 5 caractérisé en ce que la séquence qui décrit le cycle de va-et-vient est subdivisée en phases définies selon le positionnement du guide fil : - lorsque le guide-fil est positionné entre deux positions prédéterminées, une phase d'asservissement en vitesse du guide fil selon une consigne instantanée égale à la vitesse instantanée de rotation de la bobine multipliée par un coefficient K, - lorsque le guide fil atteint l'une des deux positions prédéterminées, une phase d'inversion de la vitesse du moteur selon un cycle de ralentissement et de ré-accélération en sens inverse jusqu'à atteindre la consigne instantanée de rotation de la bobine multipliée par un coefficient K.
7. Dispositif de bobinage selon la revendication 6 caractérisé en ce que, compte tenu d'un rapport de bobinage R à atteindre, il est programmé pour: calculer le rapport de bobinage réel Rl entre la période de va-et-vient
(Pt) et la période de rotation de la bobine (Pb), - comparer Rl au rapport de bobinage R à atteindre, s'il y a un écart entre la valeur réelle Rl et la valeur à atteindre R, effectuer une correction du coefficient K pour que cet écart soit réduit lors du prochain cycle complet de va-et-vient.
8. Dispositif de bobinage selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que la course totale effectuée par le guide fil au cours du cycle de va-et-vient est ajustable, cet ajustement étant réalisé par modification des positions prédéterminées définissant le basculement du fonctionnement en régulation de vitesse constante vers la séquence d'inversion de la vitesse.
9. Dispositif de bobinage selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce que la séquence d'inversion est définie par une table de positions, l'unité de pilotage (12) étant programmée pour effectuer un asservissement en position pendant la phase (II) d'inversion de vitesse.
10. Dispositif de bobinage selon l'une quelconque des revendications 5 à 9 caractérisé en ce que la course totale (C) du système de va-et-vient est ajustable en fonction du diamètre atteint par la bobine (2), la variation d'un cycle à l'autre de la course totale du va-et-vient étant inférieure à 1%.
11. Dispositif de bobinage selon l'une quelconque des revendications 5 à 10 caractérisé en ce que l'ajustement de la course totale (C) de bobinage est effectué par modification des positions prédéterminées (dl, d2) définissant le basculement du fonctionnement en régulation de vitesse constante (I) vers la séquence d'inversion de la vitesse (II).
12. Dispositif de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement de la bobine est constitué d'un moteur entraînant directement le tube (3) de la bobine (2).
13. Dispositif de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que le moyen d'entraînement est constitué d'un cylindre (5) relié à un moteur (6) sur le quel la bobine (2) est maintenue en appui par un support (4) et est entraînée par friction.
14. Machine de transformation du fil par double torsion et/ou câblage et/ou câblage direct, caractérisée en ce qu'elle est équipée de broches de double torsion et/ou de câblage direct associées à un dispositif de bobinage à rapport de bobinage constant, et/ou constant par pallier, et/ou un système de bobinage de précision selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
15. Machine de transformation du fil par double torsion et/ou câblage et/ou câblage direct, caractérisée en ce qu'elle est équipée de broches connues sous le nom de broche renvideuse, équipée d'un dispositif de bobinage à rapport de bobinage constant, et/ou constant par pallier, et/ou un système de bobinage de précision selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
PCT/FR2010/050686 2009-04-09 2010-04-09 Dispositif de bobinage d'un fil sur une bobine a rapport de bobinage constant WO2010116103A1 (fr)

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