织机中纱线的定位和连续性的控制
阅读说明：本技术 织机中纱线的定位和连续性的控制 (Control of the positioning and continuity of the yarn in a loom ) 是由 马修·朱利安·查拉斯 于 2020-03-16 设计创作，主要内容包括：一种编织装置(400),其包括织机(100),旨在通过将多根纱线编织在一起来制造编织织物,多根纱线中的至少一些纱线是碳纱线(210、211、212、213、214、215),碳纱线各自单独存储在织机上游存在的多个碳纱线存储线轴(220、221、222、223、224、225)中的一个线轴上。该装置还包括存在于存储线轴(220、221、222、223、224、225)和织机(100)之间的多对第一和第二电触点(301、302；303、304；305、306；307、308；309、310；311、312)。每对第一和第二电触点存在于碳纱线的路径中,每对的第一和第二触点旨在与给定的碳纱线电接触。每对第一和第二触点中的触点也连接到开路检测电路(230)。(A weaving device (400) comprising a weaving machine (100) intended to manufacture a woven fabric by weaving together a plurality of yarns, at least some of which are carbon yarns (210, 211, 212, 213, 214, 215) each stored individually on one of a plurality of carbon yarn storage spools (220, 221, 222, 223, 224, 225) present upstream of the weaving machine. The device further comprises a plurality of pairs of first and second electrical contacts (301, 302; 303, 304; 305, 306; 307, 308; 309, 310; 311, 312) present between the storage spools (220, 221, 222, 223, 224, 225) and the loom (100). Each pair of first and second electrical contacts is present in the path of the carbon yarn, the first and second contacts of each pair being intended to be in electrical contact with a given carbon yarn. The contacts of each pair of first and second contacts are also connected to an open circuit detection circuit (230).)
技术领域
本发明涉及织机领域，特别是使用碳纤维用于生产复合材料部件的纤维增强的织机领域。
背景技术
经线的准备，也称为整经，是一项非常繁琐的操作，因为它包括将每根碳纱线一个接一个地放置在穿孔板上，以有序化用于编织的纱线或综片孔眼中的纱线，并使用存在的纱线调用系统将它们固定在织机出口处。该操作是错误的来源，因为要放置的碳纱线的数量可能非常多，例如超过一百根，并且每个纱线之间的距离非常小。
此外，即使经过适当的经纱准备，一根或多根纱线也可能在编织过程中断裂。有时很难发现所有经纱线中碳纱线的断裂。
在任何情况下，在开始时不正确的放置纱线或在编织期间纱线的断裂都会产生重大后果，因为获得的纤维增强不具备所有所需的机械特性，这会导致废品风险，从而导致原料浪费。
发明内容
因此，希望有一种解决方案来监控织机中碳纱线的正确定位和完整性(连续性)。
为此，根据本发明，提供了一种包括织机的编织设备，该织机用于通过在多根纱线之间编织来制造编织织物，多根纱线中的至少一部分纱线是碳纱线，碳纱线各自单独地存储在织机上游存在的多个碳纱线存储线轴中的一个线轴上，其特征在于，它包括在存储线轴和织机之间存在的多对第一和第二电触点，每对第一和第二电触点存在于碳纱线的路径中，每对的第一和第二触点旨在与给定的碳纱线电接触，每对第一和第二触点的触点进一步连接到开路检测电路。
由于每根纱线的路径中存在的一对电触点，本发明的编织设备能够在编织之前监控织机中经线的准备以及编织期间每根经纱线的完整性。实际上，关于经纱线的准备，如果它们中一根或多根经纱线不正确地被定位，则相关的开路检测电路会检测到该错误，这允许操作员在启动织机之前，正确地更换每根不正确地定位的纱线。类似地，如果一根或多根经纱线在编织期间断裂，相关的开路检测电路会检测到这一情况，允许立即干预。
根据本发明的编织设备的第一特定特征，每对第一和第二触点的第一和第二电触点分别地位于碳纱线存储线轴附近和织机入口附近。这覆盖了经纱线进入织机之前的经纱线的大部分路径。
根据本发明的编织设备的第二特定特征，多对第一和第二电气触点中的每个触点包括可旋转的导电元件，每个导电元件旨在与多个碳纱线的纱线接触。因此，当纱线穿过电触点时，纱线上的磨损大大减少。
根据本发明的编织设备的第三个特定特征，该编织设备还包括连接到开路检测电路的监控系统，配置为向织机发出停止信号或错误信号的控制装置，以响应至少一对第一和第二电触点的电触点之间的开路检测。因此，该系统能够在一根或多根经纱线发生事故时自动控制织机。
根据本发明的编织设备的第四个特定特征，开路检测电路是低压电路。这可以防止在设备中可能出现电弧放电。
本发明还涉及一种用于监控在根据本发明的编织设备中碳纱线的定位和连续性的方法，该编织设备包括织机，该织机用于通过在多根纱线之间编织来制造编织织物，多根纱线的至少一部分是碳纱线，每根碳纱线单独地存储在织机上游存在的多个碳纱线存储线轴中的一个纱线轴上，其特征在于，它包括通过检测一个或多个开路来监控存储线轴和织机之间每根碳线的存在。
本发明的方法使得可以在经线准备结束时，监控经纱线的正确定位，并在启动织机之前纠正任何定位错误，从而确保顺从的编织。此外，在编织过程中，本发明的方法可以实时检测经纱线的断裂，从而在必要时快速应用纠正措施。
根据本发明的编织方法的第一特定特征，监控每根碳纱线的存在包括将每根碳纱线连接到开路检测电路，该连接包括在碳纱线存储线轴附近的碳纱线上进行第一次电接触，并在织机入口附近的相同碳纱线上进行第二次电接触。
根据本发明的编织方法的第二特定特征，第一和第二电气触点的接合分别用第一和第二可旋转导电元件实现。
根据本发明的编织方法的第三个特定特征，后者进一步包括响应于检测到存储线轴和织机之间不存在碳纱线，而停止织机或发出错误信号。
根据本发明的编织方法的第四个特定特征，开路检测电路是低压电路。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的编织设备的示意性透视图。
具体实施方式
本发明通常地应用于用碳纤维纱线生产纤维织物的织机，纱线存储在织机上游的线轴中并退绕到织机出口。本发明特别地应用于提花型织机，该提花型织机特别地用于通过二维(2D)和三维(3D)或多层编织，在经纱线层和纬纱线层之间生产纤维织物或织构。
图1非常示意性地示出了根据本发明实施例的编织设备400。该编织设备300包括织机100，其经纱喂入碳纱线(包括碳纤维组成的纱线)。为了清楚起见，图1仅示出了每根分别地存储在6个线轴220至225上的6根碳经纱线210至215。线轴存储在架子上，也称为线轴架(图1中未显示)。常规地，织机100从上游到下游包括第一横梁110、棒或杆120(其可以由一个或多个输送架代替)、通丝具130、穿筘140、梭子或喷枪150和第二横梁或滚筒160，旨在用于调用经纱线并卷绕编织织物。通丝具130设置有综片131，具有经纱线210至215穿过的孔眼(未示出)，综片131在向上或向下的方向上移动，以在梭子150的路径的轴线方向上产生通道或梭口，旨在用于穿过纬纱线230。
根据本发明，编织设备400还包括存储线轴和织机之间存在的多对第一和第二电触点，该对触点形成纱线定位和连续性监控系统300的一部分。更准确地说，在这里描述的示例中，该系统包括6对第一和第二电触点301和302、303和04、305和306、307和308、309和310以及311和312，旨在分别地与碳经纱线210、211、212、213、214和215电接触。第一电触点301、303、305、307和309优选地放置在线轴220至225附近，而第二电触点优选地放置在织机100入口附近，以在大部分经纱线织入织机之前覆盖大部分经纱线的路径。每对电触点连接到下面更详细描述的开路检测电路。
在本发明中，有利地利用了构成碳纱线的碳纤维的导电特性。实际上，由于碳纤维由石墨晶畴(graphitic domains)组成，因此它们具有石墨的电学特性。石墨是一种各向异性材料，在石墨烯平面的方向上具有非常好的导电性。由于石墨晶畴沿纤维的纵向被定向，因此纤维在纱线方向上具有良好的热性能和电性能。因此，如果纤维的石墨特性增加，则纤维的电阻率会降低，其值范围从高模量纤维(350GPa至500GPa)的900μΩ.cm到具有较低模量(200GPa至300GPa)的纤维的1650μΩ.cm.
因此，通过存在于每根纱线路径中的一对电触点，可以连续监控(即，在编织之前和期间)织机入口处每根经纱线的存在。每对电触点可以是静态的，即，它们每个都由具有导电表面的固定元件组成，碳纱线在该导电表面上滑动。根据本发明的另一个特征，每个电触点可以由可旋转的导电元件构成，其最小化碳纱线上的摩擦力并降低损坏所述纱线的风险。在这里描述的示例中，每对的第一和第二电触点301和302、303和304、305和306、307和308、309和310以及311和312由导电金属材料，比如铜制成的辊子组成。因此，碳纱线在其存储线轴和织机之间的移动导致形成第一和第二电触点对的两个辊子旋转，从而保持与碳纱线的永久电接触而不会被摩擦磨损。这里使用的辊子可以是滑轮或轮子类型，可选地与弹簧支架相关联，以便更好地监控与纱线的电接触，而不会对其施加太大的应力。
纱线定位和连续性监控系统300包括多个开路检测电路，每个开路检测电路连接到给定的一对第一和第二电触点。
为了清楚起见，图1中仅示出了一个开路检测电路230，电路230连接到碳纱线210的路径中存在的第一和第二电触点301和302。其他五个开路检测电路分别地连接到第一和第二电触点对303和304、305和306、307和308、309和310以及311和312。
开路检测电路230包括与电阻器232串联的电压发生器231。电路230还包括与电阻器232并联的电压表233。经由模数转换器234，电压表233进行的电压测量被传输到监控装置250，例如计算机。
每对触点的电触点用于使开路检测电路形成回路。在碳纱线与一对电触点中的至少一个电触点不接触或失去接触的情况下，电路变为开路，并且由电压表测量的电压aux为零。
监控装置250包括用于由识别的开路检测电路提供的每个电压测量信号的专用输入，以能够在检测到开路时确定哪根碳纱线断裂或不正确地被放置。
上述开路检测电路230仅是这种电路的实施例的一个示例。本领域技术人员考虑用于产生开路检测电路的其他结构将没有困难。
如果检测到一个或多个开路，则监控装置可以发出错误信号，以警告操作员该故障。监控装置还可以与织机控制装置连接，在检测到碳纱线断裂对应的开路时，向织机控制装置发送停止信号，以停止编织，使原料损失最小化。
本发明使得可以在启动织机之前监控纱线的正确定位以及它们在整个编织过程中的完整性或连续性。