BR112018006921B1

BR112018006921B1 - aparelho de corte rotativo e método para transmissão de dados que compreende o aparelho de corte rotativo

Info

Publication number: BR112018006921B1
Application number: BR112018006921-3A
Authority: BR
Inventors: Pierre-Luc Paul André Dijon; Arnaud Joël Pras; Jacques Secondi
Original assignee: Sandvik Hyperion AB
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2016-10-03
Publication date: 2021-02-17
Also published as: US10695930B2; JP6863972B2; ES2675850T3; US20180354149A1; HUE039651T2; KR20180063095A; BR112018006921A2; MX2018004104A; PL3153285T3; KR102528635B1; TR201807612T4; JP2018535103A; EP3153285B1; CN108025449B; EP3153285A1; WO2017060196A1; CN108025449A

Abstract

A presente invenção se refere a um aparelho de corte rotativo (10) compreendendo uma estrutura (12); um primeiro dispositivo rotativo (14 ou 16) compreendendo um primeiro eixo concentricamente disposto em torno de um primeiro eixo rotacional (A ou B) e um primeiro tambor (37 ou 38); um segundo dispositivo rotativo (14 ou 16) compreendendo um segundo eixo concentricamente disposto em torno de um segundo eixo rotacional (A ou B) e um segundo tambor (37 ou 38); referido primeiro e segundo eixos rotacionais sendo substancialmente horizontais e substancialmente no mesmo plano. em concordância com a presente invenção, uma unidade de monitoramento (28) é pelo menos parcialmente embutida em pelo menos um dos tambores do primeiro e do segundo dispositivos rotativos (14 ou 16), a unidade de monitoramento (28) sendo configurada para mensuração de pelo menos um parâmetro de trabalho e para transmissão de dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho entre a unidade de monitoramento (28) e uma unidade de transmissão de interface posicionada no exterior tanto do primeiro dispositivo rotativo ou quanto do segundo dispositivo rotativo ou de ambos.

Description

APARELHO DE CORTE ROTATIVO E MÉTODO PARA TRANSMISSÃO DE DADOS QUE COMPREENDE O APARELHO DE CORTE ROTATIVO

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere a um aparelho de corte rotativo compreendendo uma unidade de monitoramento (28) sendo pelo menos parcialmente embutida em pelo menos um do primeiro e do segundo tambor (37 ou 38) do primeiro e do segundo dispositivos rotativos (14 ou 16), a unidade de monitoramento (28) sendo configurada para mensuração de pelo menos um parâmetro de trabalho e para transmissão de dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho entre a unidade de monitoramento (28) e uma unidade de transmissão de interface posicionada no exterior tanto do primeiro dispositivo rotativo ou quanto do segundo dispositivo rotativo ou de ambos.

[002] Adicionalmente, a presente invenção também se refere a um método para transmissão de dados e de energia.

PANORAMA E ESTADO DA TÉCNICA

[003] Um aparelho de corte rotativo é, por exemplo, conhecido a partir do pedido de patente europeu número EP-A-2 508 311.

[004] Entretanto, quando de utilização de um aparelho de corte rotativo, distúrbios funcionais podem ocorrer com o aparelho e/ou também o aparelho pode ser exposto ao desgaste. Uma reação usual da pessoa especializada no estado da técnica para solucionar esta situação é a de aumentar a pressão de corte do aparelho de corte rotativo de maneira tal a obter um bom corte uma vez novamente até que a pressão máxima venha a ser alcançada. Quando isto acontece, não irá existir nenhuma outra solução do que a de parar o aparelho de corte rotativo de maneira tal a mudar as partes quebradas e/ou desgastadas. Por conseqüência, isto irá significar severas conseqüências tanto para produtividade e quanto para eficiência do aparelho de corte rotativo. Adicionalmente, o aumento de pressão de corte irá também encurtar o tempo de vida útil do equipamento.

RESUMO DA INVENÇÃO

[005] Um aspecto da presente invenção é o de proporcionar um aparelho de corte rotativo aperfeiçoado que irá solucionar e/ou irá reduzir os problemas anteriormente mencionados.

[006] A presente apresentação, conseqüentemente, se refere a um aparelho de corte rotativo conforme definido no preâmbulo da reivindicação de patente independente 1 acompanhante adicionalmente compreendendo uma unidade de monitoramento pelo menos parcialmente embutida no pelo menos um do primeiro tambor ou do segundo tambor do primeiro e do segundo dispositivos rotativos, a unidade de monitoramento sendo configurada para mensuração de pelo menos um parâmetro de trabalho e para transmissão de dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho entre a unidade de monitoramento e uma unidade de transmissão de interface posicionada no exterior tanto do primeiro dispositivo rotativo ou quanto do segundo dispositivo rotativo ou de ambos. Por mensuração e por se seguir importantes parâmetros de trabalho, irá ser possível se conhecer quando uma operação de manutenção é necessitada e também qual tipo de manutenção é necessitada para ser desempenhada, tal como, por exemplo, manutenção preventiva. Uma operação de manutenção preventiva é, por exemplo, a limpeza, a verificação e o ajustamento do equipamento.

[007] A unidade de monitoramento, que é pelo menos parcialmente embutida em pelo menos um do primeiro e do segundo tambores irá obter, enquanto a usinagem é desempenhada, mensurações precisas relacionadas para a operação de corte, tal como o número de peça de trabalho produzida e/ou uma temperatura de uma aresta de corte. De fato, a posição da unidade de monitoramento possibilita a disposição de recursos de sensoriamento muito próximos para a superfície externa do dispositivo rotativo no qual a unidade de monitoramento é pelo menos parcialmente embutida, em conseqüência disso, aperfeiçoando a precisão das mensurações realizadas em uma posição remota a partir dos dispositivos rotativos e/ou da área de corte.

[008] Em concordância com uma concretização da presente invenção, a unidade de monitoramento pode ser pelo menos parcialmente embutida tanto no primeiro tambor e quanto no segundo tambor do primeiro dispositivo rotativo e do segundo dispositivo rotativo.

[009] Em concordância com a presente invenção, a “área de corte” se refere a um espaço proximamente circundando o primeiro dispositivo rotativo e o segundo dispositivo rotativo, particularmente em torno de uma aresta de corte proporcionada em cima do primeiro dispositivo rotativo ou do segundo dispositivo rotativo, quando o aparelho de corte rotativo está em funcionamento.

[0010] O pelo menos um parâmetro de trabalho se refere para uma propriedade física ou para um comportamento dinâmico ou para um estado que tem capacidade para ser mensurado ou para ser detectado e que se refere para a operação de corte desempenhada pelo aparelho de corte rotativo. O pelo menos um parâmetro de trabalho pode ser um parâmetro relacionado para o primeiro dispositivo rotativo e/ou para o segundo dispositivo rotativo, o recurso de força ou qualquer membro do aparelho de corte rotativo participante para a operação de corte. Adicionalmente, o pelo menos um parâmetro de trabalho pode se referir para qualquer parâmetro que pode ser utilizado para controlar a operação de corte.

[0011] Dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho se referem para dados determinados a partir do parâmetro de trabalho mensurado e/ou detectado. Por exemplo, um sensor mensura um parâmetro de trabalho de maneira tal a fornecer dados representativos deste parâmetro de trabalho. Adicionalmente, dados representativos do parâmetro de trabalho também se referem para dados calculados em concordância com o parâmetro de trabalho, por exemplo, cálculo de um outro parâmetro em concordância com o parâmetro de trabalho ou determinação de que um valor de limiar é alcançado. Exemplos, mas não limitantes, destes parâmetros de trabalho que podem ser mensurados e/ou detectados são vibrações, sujidade do equipamento e temperatura.

[0012] Na medida em que pelo menos um parâmetro de trabalho é transmitido para o exterior, tanto do primeiro dispositivo rotativo ou quanto do segundo dispositivo rotativo ou de ambos enquanto a usinagem é desempenhada, a unidade de monitoramento possibilita para um controle em tempo real da operação de corte. Por exemplo, é possível controlar a velocidade de rotação dos dispositivos rotativos e/ou a velocidade de alimentação da peça de trabalho.

[0013] Este controle em tempo real irá proporcionar para a possibilidade para diretamente alcance e solução de desvio dentro da operação, por exemplo, por variação do processo, das condições de operação e/ou de usinagem em concordância com os parâmetros de trabalho mensurados, em conseqüência disso, aperfeiçoando a produtividade do aparelho de corte rotativo. Adicionalmente, por mensuração de parâmetros de trabalho relacionados para o primeiro e/ou para o segundo dispositivos rotativos em si mesmos, é possível se conhecer em tempo real a atividade de referido dispositivo rotativo de maneira tal a se conhecer quando manutenção é necessitada e, particularmente, qual espécie de manutenção é necessitada. Por exemplo, quando referido dispositivo de corte rotativo deveria ser substituído, afiado ou esmerilhado. Portanto, a transmissão em tempo real de parâmetros de trabalho irá possibilitar para agendamento mais eficiente da manutenção. Por conseqüência, por combinação de parâmetros de trabalho monitorados e dados de desempenho, a unidade de monitoramento irá possibilitar intuições (conhecimentos) sobre dados de manutenção e de desempenho para otimização de produtividade do aparelho de corte rotativo.

[0014] Em concordância com uma concretização da presente invenção, o aparelho de corte rotativo conforme definido aqui anteriormente ou aqui posteriormente também compreende uma unidade de transmissão de interface disposta em cima da estrutura, em que a unidade de monitoramento é adicionalmente configurada para transmissão de dados através de transmissão sem fio entre a unidade de monitoramento e a unidade de transmissão de interface.

[0015] Em concordância com uma concretização da presente invenção, a unidade de monitoramento está sendo configurada para mensuração de um parâmetro de trabalho. Em concordância com uma outra concretização da presente invenção, a unidade de monitoramento está sendo configurada para mensuração de mais do que um parâmetro de trabalho.

[0016] Em concordância com uma outra concretização da presente invenção, a unidade de monitoramento conforme definido aqui anteriormente ou aqui posteriormente é adicionalmente configurada para transmissão de energia de potência através de transmissão sem fio entre a unidade de monitoramento e a unidade de transmissão de interface. Na presente invenção, o termo “energia de potência” se refere para a energia necessitada para impulsionar a unidade de monitoramento sem a utilização de baterias. Por conseqüência, não irá existir nenhuma necessidade mudar (substituir) baterias.

[0017] Adequadamente, a unidade de monitoramento é configurada para transmissão de dados juntamente com energia de potência em uma freqüência entre 1 kHz e 25 kHz (entre 1 mil e 25 mil ciclos por segundo) e irá possibilitar transmissão sem fio tanto de dados e quanto de energia de potência enquanto evitando perdas insatisfatórias, que irão acontecer quando a transmissão sem fio é desempenhada em alta freqüência, isto é, acima de 1 MHz (1 milhão de ciclos por segundo). Quando freqüências mais altas são utilizadas, campos magnéticos utilizados para transmissão sem fio podem ser absorvidos pelos metais utilizados no equipamento. Se os campos magnéticos são absorvidos, estes irão aquecer o equipamento, o que irá provocar problemas. Conseqüentemente, a correta freqüência de energia de potência tem que ser cuidadosamente selecionada.

[0018] Em concordância com ainda uma outra concretização do dispositivo cortador rotativo da presente invenção conforme definido aqui anteriormente ou aqui posteriormente, cada um do primeiro e do segundo par de alojamentos de rolamentos compreende um alojamento de rolamentos estacionário acoplado para a estrutura e um alojamento de rolamentos rotativo acoplado para o primeiro eixo ou para o segundo eixo, em que a unidade de monitoramento compreende uma antena rotativa acoplada para o alojamento de rolamentos rotativo; e a unidade de transmissão de interface compreende uma antena estacionária acoplada para um alojamento de rolamentos estacionário de um mesmo primeiro ou segundo par de alojamentos de rolamentos, e em que a unidade de transmissão de interface e a unidade de monitoramento são configuradas para transmissão de dados e/ou de energia de potência entre a antena estacionária e a antena rotativa através de transmissão sem fio.

[0019] Adequadamente, a unidade de monitoramento compreende o pelo menos um sensor para mensuração de pelo menos um parâmetro de trabalho e fornecimento (saída) de dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho; um controlador conectado para o sensor para recepção de dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho, o controlador sendo adicionalmente configurado para processamento dos dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho e para transmissão dos referidos dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho para a unidade de transmissão de interface.

[0020] A unidade de monitoramento pode compreender pelo menos um sensor selecionado a partir do grupo consistindo de um sensor de temperatura, um sensor de vibração, um sensor de carga e um sensor de rotação.

[0021] Adequadamente, o controlador pode compreender uma memória para armazenamento de dados que foram obtidos a partir do sensor e/ou dos dados transmitidos pela unidade de transmissão de interface e um calculador conectado para a memória para cálculo de um novo parâmetro. Na medida em que ferramentas rotativas podem ser montadas e desmontadas no aparelho de corte rotativo por diversas vezes, uma memória a qual tem capacidade para armazenar dados obtidos a partir do sensor ou dos dados transmitidos pela unidade de transmissão de interface se irá possibilitar para a recuperação e/também para a vigilância da história operacional do dispositivo de corte rotativo em qualquer tempo.

[0022] Em concordância com uma concretização da presente invenção, o pelo menos um parâmetro de trabalho é selecionado a partir de pelo menos um de: uma temperatura em uma superfície externa do primeiro dispositivo rotativo e/ou do segundo dispositivo rotativo, uma diferença de temperatura entre o primeiro dispositivo rotativo e/ou o segundo dispositivo rotativo, um nível de vibração do primeiro dispositivo rotativo e/ou do segundo dispositivo rotativo, um deslizamento entre o primeiro dispositivo rotativo e o segundo dispositivo rotativo, o número de cortes desempenhados pelo primeiro dispositivo rotativo e/ou pelo segundo dispositivo rotativo e o número de revoluções do primeiro dispositivo rotativo e/ou do segundo dispositivo rotativo.

[0023] Adequadamente, o aparelho de corte rotativo adicionalmente compreende uma unidade de exibição (display) para exibição de dados transmitidos pela unidade de monitoramento.

[0024] Adicionalmente, o aspecto anteriormente identificado da presente invenção irá também ser conseguido por um método para transmissão de dados compreendendo as seguintes etapas: provisão de um aparelho de corte rotativo conforme definido aqui anteriormente ou aqui posteriormente; mensuração de pelo menos um parâmetro de trabalho com a unidade de monitoramento; processamento dos dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho; e transmissão dos dados processados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho a partir da unidade de monitoramento para uma unidade de transmissão de interface através de transmissão sem fio.

[0025] O método como definido aqui anteriormente ou aqui posteriormente pode adicionalmente compreender a etapa de transmissão energia de potência a partir de um gerador de energia de potência, posicionado no exterior do primeiro dispositivo rotativo e/ou do segundo dispositivo rotativo para a unidade de monitoramento através de transmissão sem fio.

[0026] Adequadamente, as etapas de mensuração de pelo menos um parâmetro de trabalho, de processamento dos dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho e de transmissão de dados e/ou de energia de potência são desempenhadas enquanto o primeiro dispositivo rotativo e/ou o segundo dispositivo rotativo são rotacionados.

[0027] Em concordância com uma concretização do método da presente invenção conforme definido aqui anteriormente ou aqui posteriormente, um parâmetro de trabalho é mensurado. Em concordância com uma outra concretização do método da presente invenção conforme definido aqui anteriormente ou aqui posteriormente, mais do que um parâmetro de trabalho é mensurado.

[0028] Características e vantagens adicionais da presente invenção irão se tornar aparentes a partir da descrição detalhada a seguir de concretizações, determinadas como exemplos não limitantes, com referência para os Desenhos das Figuras acompanhantes listados aqui abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA INVENÇÃO

[0029] A invenção irá se tornar aparente a partir da descrição em maiores detalhes a seguir, e por intermédio dos desenhos, nos quais:
A Figura 1 e a Figura 2 mostram esquematicamente uma vista em perspectiva e uma vista frontal, respectivamente, de um aparelho de corte rotativo com um cortador rotativo e uma bigorna rotativa em um relacionamento de corte;
A Figura 3 mostra um diagrama representando transmissão de dados entre a unidade de monitoramento do cortador rotativo ou da bigorna rotativa, que são mostrados na Figura 1 e na Figura 2, e uma unidade de transmissão de interface;
A Figura 4 mostra esquematicamente uma vista de seção transversal da bigorna rotativa que é mostrada na Figura 1 e na Figura 2; e:
A Figura 5 mostra esquematicamente um exemplo de uma interface de uma unidade de exibição exibindo dados representativos de um parâmetro de trabalho do aparelho de corte rotativo que é mostrado na Figura 1 e na Figura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0030] A Figura 1 e a Figura 2 mostram um aparelho de corte rotativo (10) compreendendo uma estrutura (12) adaptada para ser atada para uma fundação não mostrada. Na estrutura (12), um cortador rotativo (14) e uma bigorna rotativa (16) são disposto/as. O cortador rotativo (14) e a bigorna rotativa (16) são mostrado/as em um relacionamento de corte. Um relacionamento de corte se refere para uma posição específica do cortador rotativo (14) e da bigorna rotativa (16) com respeito um para a outra. Particularmente, se refere para uma posição em que uma aresta de corte (20) do cortador rotativo (14) é posicionada próxima para a superfície externa da bigorna rotativa (16), por exemplo, em uma distância abaixo de 0,3 mm, ou em contato com a superfície externa da bigorna rotativa (16), dependendo dos materiais a serem cortados.

[0031] Quando um pedaço de entrelaçado é passado através da bigorna rotativa (16) e do cortador rotativo (14), a aresta de corte (20) deforma o entrelaçado até que este venha a ser cortado. O entrelaçado pode ser selecionado a partir de, por exemplo, mas não limitado para, material não tecido, material tecido, películas (filmes) plásticas, celulose, papelão, lâmina (folha) de papel ou metálica. Os produtos e aparas obtido/as a partir da operação de corte podem ser separado/as diretamente pelo efeito de pressão, mas podem também ser separado/as na medida em que este/as são movimentado/as em diferentes direções ou sobre diferentes correias depois da operação de corte. Por exemplo, o produto avança em linha reta e as aparas avançam para cima ou para baixo.

[0032] O cortador rotativo (14) é proporcionado com um eixo de cortador alongado (15) e com um tambor de cortador (38), o tambor de cortador (38) sendo coaxialmente disposto sobre o eixo de cortador (15) em torno de um eixo geométrico de rotação (A). O eixo de cortador possui uma extensão axial sobre cada lateral do tambor de cortador (38), onde um par de alojamentos de rolamentos de cortador (31) é proporcionado, respectivamente. O par de alojamentos de rolamentos de cortador (31) é um cada conectado para a estrutura (12) por intermédio de um elemento de fixação (de aperto), tal como um parafuso. O eixo de cortador (15) é preferivelmente feito de aço e é adaptado para ser conectado para uma fonte de potência rotacionável não mostrada.

[0033] O tambor de cortador (38) é proporcionado com um par de anéis de suporte anular (18) e a aresta de corte (20) para corte de artigos a partir de um entrelaçado. O tambor de corte (38) pode ser proporcionado com mais do que uma aresta de corte (20), por exemplo, o tambor de cortador (38) pode compreender um par de luvas de cortador anular, cada um proporcionado com membros de corte ou com arestas de corte. Os anéis de suporte (18) podem ser partes separadas. Alternativamente, um dos anéis de suporte pode ser uma parte integrada de uma luva de cortador e o outro anel de suporte pode ser uma parte integrada da outra luva de cortador. O tambor de cortador (38) pode também compreender uma luva anular intermediária sem arestas de corte entre as luvas de cortador anular, a luva intermediária e a luva de cortador sendo coaxialmente dispostas em relação para o eixo geométrico de rotação (A). Alternativamente, o tambor de cortador (38) pode ser feito de uma peça única, formando uma luva anular integrada, a extensão axial da qual correspondendo para aquela do tambor de cortador (38).

[0034] Os anéis de suporte (18), as luvas de cortador anular e/ou a luva anular intermediária podem ser feitos de aço e/ou de um metal duro (cemented carbide) e/ou de um metalo-cerâmica (cermet). Os anéis podem ser montados por pressionamento, montados por encolhimento, aparafusados ou colados em cima de uma porção do eixo de cortador (15) possuindo um diâmetro ampliado, constituindo completamente referido tambor de cortador (38).

[0035] A bigorna rotativa (16) é proporcionada com um eixo de bigorna alongado (17) e um com tambor de bigorna (37), o tambor de bigorna (37) sendo coaxialmente disposto sobre o eixo de bigorna (17) em torno de um eixo geométrico de rotação (B).

[0036] O tambor de bigorna (37) compreende um par de anéis de suporte (18) e uma luva de bigorna anular coaxial para o eixo geométrico (B). A luva de bigorna anular e os anéis de suporte (18) podem ser feitos como uma peça única, formando uma luva anular integrada, a extensão axial da qual correspondendo para aquela do tambor de bigorna (37) (ver também a Figura 4). Alternativamente, somente um dos anéis de suporte pode ser uma parte integrada da luva de bigorna anular. Alternativamente, os anéis de suporte (18) podem ser partes separadas. A luva de bigorna anular é preferivelmente feita de aço, mas luvas de metal duro (cemented carbide) podem também ser utilizadas.

[0037] Os anéis de suporte podem ser montados por pressionamento ou montados por encolhimento ou colados em cima de uma porção do eixo de bigorna (17) possuindo um diâmetro ampliado, completamente constituindo referido tambor de bigorna (37) (ver também a Figura 4).

[0038] Os anéis de suporte (18) do tambor de bigorna (37) são adaptados para se apoiarem contra os anéis de suporte (18) do tambor de cortador (38) para posicionamento do cortador rotativo (14) e da bigorna rotativa (16) em um relacionamento de corte durante a operação de corte.

[0039] O eixo de bigorna (17) é disposto verticalmente acima do eixo de cortador (15) de uma maneira tal que o eixo geométrico de rotação (B) é paralelo para o e está no mesmo plano como o do eixo geométrico de rotação (A). Particularmente, quando a estrutura (12) é atada para uma fundação em uma posição horizontal, o eixo geométrico de rotação (B) é paralelo para o e está no mesmo plano vertical como o eixo geométrico de rotação (A). Alternativamente, a fundação pode ser inclinada relativamente para uma direção horizontal ou para uma direção intermediária.

[0040] Um par de alojamentos de rolamentos de bigorna (29) é disposto sobre ambas as laterais do tambor de bigorna (37) e conectado para um par de berços (23) de um recurso de força (22).

[0041] Um par de cilindros (25) é utilizado para pressionamento dos berços (23) incluindo o par de alojamentos de rolamentos de bigorna (29) e, por conseqüência, também o anel de suporte de bigorna (18) e bem como a superfície externa da luva de bigorna anular em direção dos e contra os anéis de suporte (18) e a aresta de corte (20) do tambor de cortador (38), respectivamente. Os cilindros (25) podem ser pneumaticamente ou hidraulicamente movimentados. Os cilindros (25) podem também ser substituídos por sistemas de carregamento acionados por um par de parafusos-porca.

[0042] Como é mostrado na Figura 3, o aparelho de corte rotativo (10) compreende uma unidade de corte (24) compreendendo o cortador rotativo (14) e a bigorna rotativa (16), uma unidade de transmissão de interface (26) e uma unidade de exibição (52). Cada um/uma do cortador rotativo (14) e da bigorna rotativa (16) compreende uma unidade de monitoramento (28) para mensuração de um parâmetro de trabalho e para transmissão de dados representativos do parâmetro de trabalho entre a unidade de monitoramento (28) e uma unidade de transmissão de interface posicionada no exterior tanto do primeiro dispositivo rotativo ou quanto do segundo dispositivo rotativo ou de ambos. A unidade de monitoramento (28) é pelo menos parcialmente embutida em pelo menos um do tambor de cortador (37) ou do tambor de bigorna (38) do cortador rotativo (14) e da bigorna rotativa (16). Em outras palavras, pelo menos um membro da unidade de monitoramento (28), por exemplo, um sensor, é parcialmente embutido em pelo menos um do tambor de cortador (37) ou do tambor de bigorna (38). Os outros membros da unidade de monitoramento (28) podem ser dispostos no exterior do tambor de cortador (37) ou do tambor de bigorna (38), por exemplo, em um alojamento sobre a lateral do tambor de cortador (37) ou do tambor de bigorna (38).

[0043] Para o propósito de clareza, ainda que se tanto o cortador rotativo (14) e quanto a bigorna rotativa (16) venham a compreender uma unidade de monitoramento (28), somente a unidade de monitoramento (28) da bigorna rotativa (16) é descrita abaixo. A unidade de monitoramento (28) do tambor rotativo (14) é estruturalmente e funcionalmente similar para a unidade de monitoramento (28) da bigorna rotativa (16) descrita abaixo. Alternativamente, a unidade de monitoramento (28) do cortador rotativo (14) e da bigorna rotativa (16) pode ser diferente. Por exemplo, a unidade de monitoramento (28) do cortador rotativo (14) e da bigorna rotativa (16) pode compreender diferentes tipos de sensores ou a unidade de monitoramento (28) pode ser diferentemente embutida no tambor de cortador (37) e no tambor de bigorna (38). Alternativamente, o aparelho de corte rotativo (10) pode possuir somente um do cortador rotativo (14) e da bigorna rotativa (16) compreendendo uma unidade de monitoramento (28).

[0044] Como é mostrado na Figura 3 e na Figura 4, a unidade de monitoramento (28) compreende sensores de temperatura (30) dispostos dentro da bigorna rotativa (16) para mensuração da temperatura na superfície externa da bigorna rotativa (16) e para envio de um sinal representativo desta temperatura para um controlador (32) também colocado/embutido dentro da bigorna rotativa (16). O controlador (32) é configurado para processamento de dados representativos do parâmetro de trabalho recebido pelos sensores de temperatura (30) e para transmissão de referidos dados representativos do parâmetro de trabalho para a unidade de transmissão de interface (26). Os sensores de temperatura (30) irão proporcionar uma indicação quanto ao grau de expansão térmica de superfície da bigorna na medida em que uma expansão térmica não uniforme irá deformar a ferramenta e, em conseqüência disso, atrapalhar o relacionamento de corte.

[0045] Adicionalmente, o controlador (32) compreende uma memória (34) e um calculador (35). O calculador (35) irá possibilitar que o controlador (32) venha a calcular um parâmetro calculado com respeito para o parâmetro de trabalho mensurado pelos sensores, tal como a diferença de temperatura dentro do cortador rotativo (14) ou da bigorna rotativa (16), ou tal como um nível de temperatura por comparação de uma temperatura mensurada com um limiar de temperatura pré-determinado.

[0046] A memória (34) irá possibilitar o armazenamento de dados representativos do parâmetro de trabalho fornecido pelos sensores e de dados vindo a partir da unidade de transmissão de interface (26), tal como um limiar pré-determinado. A transmissão de dados a partir dos sensores ou a partir da unidade de transmissão de interface (26) para a memória (34) pode ser realizada continuamente ou em regulares intervalos de tempo, até mesmo quando uma operação de corte é operada.

[0047] De maneira tal para que a pelo menos parcialmente embutida unidade de mensuração da bigorna rotativa (16) venha a mensurar, processar e armazenar dados representativos de parâmetro de trabalho, os sensores de temperatura (30), o calculador (35) e a memória (34) podem ser embutidos na bigorna rotativa (16). Como é mostrado na Figura 4, o eixo de bigorna (17) consiste de dois eixos de extremidade (36) montados em cada extremidade de um eixo central (41) sendo coaxialmente dispostos e torno do eixo geométrico de rotação (B). Os eixos de extremidade (36) são adaptados para serem desmontados a partir do eixo central (41) para possibilitação de trabalho de manutenção dos sensores de temperatura (30), do calculador (35) e/ou da memória (34). Alternativamente, o calculador (35) e a memória (34) podem ser colocado/as no exterior do tambor de bigorna (37), por exemplo, integrado/as em um disco posicionado sobre uma lateral do tambor de bigorna (37).

[0048] Adicionalmente, para possibilitação de recuperação dos dados representativos dos parâmetros de trabalho processados pelo controlador (32) e/ou armazenados na memória (34), a unidade de monitoramento (28) compreende um conector (40) alcançável a partir do exterior da bigorna rotativa (16). O conector (40) é configurado para ser conectado em uma posição montada da bigorna rotativa (16), isto é, uma posição na qual a bigorna rotativa (16) pode ser operada para um processo de corte. Conseqüentemente, dados podem ser recuperados enquanto o aparelho de corte rotativo (10) é operado de maneira tal que a unidade de transmissão de interface (26) tem capacidade para utilizar dados representativos dos parâmetros de trabalho para controle da operação de corte e/ou para informar um usuário. Alternativamente, dados podem também ser recuperados com o conector (40) em uma posição desmontada da bigorna rotativa (16). O conector (40) pode também ser conectado para uma unidade de transmissão de interface, por exemplo, conectada para uma unidade de transmissão de interface movível ou para um computador, para recuperação de dados representativos dos parâmetros de trabalho de maneira tal a mostrar ou para documentar a história da bigorna rotativa (16) independentemente a partir do aparelho de corte rotativo (10).

[0049] Para transmissão de dados representativos dos parâmetros de trabalho sobre o exterior da bigorna rotativa (16), quando a bigorna rotativa (16) é montada para o aparelho de corte rotativo (10), a unidade de monitoramento (28) é configurada para transmissão destes dados através de transmissão sem fio. Nesta concretização da presente invenção, a unidade de monitoramento (28) adicionalmente compreende uma antena rotativa (42) conectada para o conector (40). A antena rotativa (42) é acoplada para a bigorna rotativa (16) de maneira tal que quando a bigorna rotativa (16) é rotacionada, a antena rotativa (42) rotaciona na mesma direção. Para transmissão de dados representativos dos parâmetros de trabalho para a unidade de transmissão de interface (26), uma antena estacionária (44) é proporcionada dentro da unidade de transmissão de interface (26). Tanto a antena estacionária (44) e quanto a antena rotativa (42) consistem em bobinas enroladas magneticamente acopladas juntamente para formar um sistema de indução, por conseqüência, assegurando que dados sem fio venham a ser transmitidos. Para aperfeiçoamento da eficiência e da qualidade da transmissão sem fio entre a antena estacionária (44) e a antena rotativa (42), a antena estacionária (44) e a antena rotativa (42) são posicionadas próximas uma para a outra. Particularmente, o par de alojamentos de rolamentos de bigorna (29) compreende um alojamento de rolamentos rotativo acoplado para o eixo de extremidade (36) e um alojamento de rolamentos estacionário acoplado para a estrutura (12). A antena rotativa (42) é bobinada e acoplada para o alojamento de rolamentos rotativo e a antena estacionária (44) é bobinada e acoplada para o alojamento de rolamentos estacionário. Desta maneira, quando o aparelho de corte rotativo está sendo operado, a antena rotativa (42) rotaciona juntamente com a bigorna rotativa (16), enquanto que a antena estacionária (44) é estática com respeito para a estrutura (12).

[0050] Para assegurar uma operabilidade constante da unidade de monitoramento (28), a antena estacionária (44) e a antena rotativa (42) são adicionalmente configuradas para transferir energia de potência através de transmissão sem fio. Desta maneira, a bigorna rotativa (16) não necessita de qualquer bateria. Para transferência tanto de dados e quanto de energia de potência, sinal de dados e ondas de energia são sobreposto/as em uma mesma freqüência. Para uma eficiente transmissão sem fio tanto de dados e quanto de energia de potência, o sinal de dados e as ondas de energia são transmitido/as em uma freqüência entre 1 kHz e 25 kHz (entre 1 mil e 25 mil ciclos por segundo).

[0051] Para transferência de dados e de energia de potência a partir da unidade de transmissão de interface (26) para o controlador (32), energia e sinais de dados são sobreposta/os e transmitida/os a partir da antena estacionária (44) para a antena rotativa (42). A energia e os sinais de dados são então separada/os por um circuito eletrônico de demodulação disposto dentro do controlador (32) para armazenar o sinal de energia em capacidades de potência e o sinal de dados na memória (34).

[0052] Para transferência de temperaturas mensuradas a partir do controlador (32) para a unidade de transmissão de interface (26), principio de modulação de carga é desempenhado. Particularmente, a corrente no circuito primário do sistema de indução consistindo da antena estacionária (44) e da antena rotativa (42) é variada e, então, demodulada por um circuito eletrônico analógico. O sinal de dados é, então, armazenado em uma memória instalada dentro da unidade de transmissão de interface (26).

[0053] A bigorna rotativa (16) pode possuir uma ou mais antenas estacionárias (44) e rotativas (42). Adicionalmente, o número de antenas estacionárias (44) e rotativas (42) irá depender de se desassociar ou de se associar dados e energia na mesma antena estacionária (44) e na mesma antena rotativa (42) ou para criar uma possível cópia de segurança (backup).

[0054] A unidade de monitoramento (28) adicionalmente compreende sensores de vibração (46), sensores de rotação (48) e sensores de carga (50).

[0055] Os sensores de vibração (46), tais como acelerômetros, são colocados em diferentes posições, por exemplo, sobre a bigorna estacionária (16), sobre o cortador rotativo (14) ou sobre a estrutura (12). Alternativamente, os sensores de vibração (46) podem ser também embutidos no cortador rotativo (14) e na bigorna rotativa (16) e seus dados podem ser transmitidos da mesma maneira conforme foi descrito para os dados de temperatura a partir dos sensores de temperatura (30).

[0056] Os sensores de rotação (48) são associados com rodas dentadas, uma acoplada para um eixo de extremidade (36) da bigorna rotativa (16) e uma outra acoplada para um eixo de extremidade (39) do cortador rotativo (14), para se ter capacidade para determinar a velocidade de rotação do cortador rotativo (14) e da bigorna rotativa (16) e para detectar o deslizamento entre o cortador rotativo (14) e a bigorna rotativa (16). Os sensores de rotação (48) podem ser do tipo indutivo, capacitivo, de efeito de Hall ou de codificador. Alternativamente, os sensores de rotação (48) podem também ser embutidos no cortador rotativo (14) e na bigorna rotativa (16) e seus dados podem ser transmitidos da mesma maneira como foi descrito para os dados de temperatura a partir dos sensores de temperatura (30).

[0057] o sensor de carga (50) é fisicamente colocado dentro da unidade de transmissão de interface (26) e mensura a pressão aplicada sobre a bigorna rotativa (16) pelos cilindros (22). Os sensores de carga (50) podem ser células de carga ou sensores de pressão no caso de sistemas de carregamento pneumáticos ou hidráulicos. Alternativamente, os sensores de carga (50) podem também ser embutidos no cortador rotativo (14) e/ou na bigorna rotativa (16) e seus dados podem ser transmitidos da mesma maneira como foi descrito para os dados de temperatura a partir dos sensores de temperatura (30).

[0058] Adicionalmente, a unidade de monitoramento (28) é também configurada para mensurar tempo através de relógios estacionários e embutidos de maneira tal a rastrear mudanças de uma maneira sincronizada.

[0059] Os dados representativos dos parâmetros de trabalho são, por exemplo, a diferença de temperatura no cortador rotativo (14), a diferença de temperatura, tipicamente a diferença entre a temperatura máxima e a temperatura mínima na bigorna rotativa (16), o nível de vibração do cortador rotativo (14), o nível de vibração da bigorna rotativa (16), o deslizamento entre a bigorna rotativa (16) e o cortador rotativo (14), a velocidade de rotação do cortador rotativo (14), a velocidade de rotação da bigorna rotativa (16), a pressão nos cilindros (22), o número de cortes desempenhados pelo cortador rotativo (14) e/ou o número de cortes desempenhados pela bigorna rotativa (16).

[0060] O aparelho de corte rotativo (10) adicionalmente compreende uma unidade de exibição (display) (52) para exibição dos dados representativos dos parâmetros de trabalho mensurados ou de registros de desempenho. A unidade de mostrador (52) compreende uma Interface Homem Máquina [“Human Machine Interface (HMI)”], diretamente conectada para a unidade de transmissão de interface (26) para exibição por intermédio de uma tela com uma Interface Multimídia de Alta Definição [“High-Definition Multimedia Interface (HDMI)”] ou portal de Matriz de Gráficos de Vídeo [“Video Graphics Array (VGA)” port].

[0061] Um exemplo da interface exibida pela unidade de exibição (52) é mostrado na Figura 5. A interface mostra esquematicamente o cortador rotativo (14) e a bigorna rotativa (16) e os cilindros (22). Valores de temperatura (54) são exibidos em diferentes posições correspondendo para as posições dos sensores de temperatura (30). De uma maneira similar, um valor de pressão (56), os valores de velocidade de rotação (58) do cortador rotativo (14) e da bigorna rotativa (16), um valor de tempo (60) e vibração, deslizamento e temperatura sobre (ao longo de) indicadores de limiar (62) são exibidos.

[0062] O aparelho de corte rotativo (10) pode ser operado para transmissão de dados e/ou de energia de potência utilizando as seguintes etapas: a) mensuração de uma temperatura de trabalho com um dos sensores instalados dentro do aparelho de corte rotativo (10); b) determinação de dados representativos do parâmetro de trabalho em concordância com o parâmetro de trabalho mensurado; c) transmissão dos dados processados representativos do parâmetro de trabalho a partir da unidade de monitoramento (28) para uma unidade de transmissão de interface através de transmissão sem fio, por exemplo, em freqüência entre 1 kHz e 25 kHz. O aparelho de corte rotativo (10) pode também transmitir energia de potência a partir de um gerador de energia de potência fixado com respeito para a estrutura (12) para a unidade de monitoramento (28). A transmissão sem fio de dados e de energia de potência pode ser desempenhada durante a operação de corte.

[0063] Para possibilitação de manutenção do cortador rotativo (14) e/ou da bigorna rotativa (16), tal como re-esmerilhamento e re-afiamento, a bigorna rotativa (16) e o cortador rotativo (14) podem ser proporcionados com vedações e proteções justas (firmes) de maneira tal que a manutenção pode ser realizada da mesma maneira como para aparelhos de corte convencionais.

[0064] Ainda que a presente invenção tenha sido descrita com precisas concretizações anteriormente, muitas variações são possíveis dentro do escopo da presente invenção.

[0065] Por exemplo, a unidade de monitoramento (28) pode compreender medidores de deformação para mensuração da deformação do cortador rotativo (14) e/ou da bigorna rotativa (16), por exemplo, a deformação da aresta de corte (20).

[0066] Alternativamente para a HMI, a interface pode utilizar comunicações padrão (standard) ou desenvolvidas, tais como CANopen, Process Field Bus (Profibus) ou um software específico.

[0067] Adicionalmente, a unidade de transmissão de interface (26) pode também compreender alarmes para evolução de dados anormais de sinal e uma possível necessidade para manutenção e portas de download, tais como portal “Universal Serial Bus (USB) port”, para diretamente downloading dos dados representativos dos parâmetros de trabalho armazenados tanto na memória (34) da unidade de monitoramento (28) e/ou quanto em uma memória estacionária da unidade de transmissão de interface (26).

[0068] Em uma das concretizações descritas acima, tanto o cortador rotativo (14) e quanto a bigorna rotativa (16) compreendem uma unidade de monitoramento (28) de maneira tal a transmitir dados e/ou energia de potência a partir da e para a unidade de transmissão de interface (26). Alternativamente, o aparelho de corte rotativo (10) pode possuir somente um do cortador rotativo (14) e da bigorna rotativa (16) compreendendo uma unidade de monitoramento (28).

Claims

Aparelho de corte rotativo (10) compreendendo:
- - uma estrutura (12);
- - um primeiro dispositivo rotativo (14) ou (16), tal como um cortador rotativo (14) ou uma bigorna rotativa (16), compreendendo um primeiro eixo (15 ou 17) concentricamente disposto em torno de um primeiro eixo rotacional (A ou B) e um primeiro tambor (37 ou 38), tal como um tambor de bigorna (38) ou um tambor cortador (37), concentricamente dispostos sobre referido primeiro eixo (15 ou 17), referido primeiro eixo (15 ou 17) sendo proporcionado com um primeiro par de alojamentos (29 ou 31) disposto sobre ambas as laterais de referido primeiro tambor (37 ou 38);
- - um segundo dispositivo rotativo (14 ou 16) compreendendo um segundo eixo (15 ou 17) concentricamente disposto em torno de um segundo eixo rotacional (A ou B) e um segundo tambor (37 ou 38), tal como um tambor de bigorna (38) ou um tambor cortador (37), concentricamente disposto sobre referido segundo eixo (15 ou 17), referido segundo eixo (15 ou 17) sendo proporcionado com um segundo par de alojamentos (29 ou 31) disposto sobre ambas as laterais de referido primeiro tambor (37 ou 38);
- - referidos primeiro e segundo dispositivos rotativos (14 ou 16) sendo dispostos em referida estrutura (12) de uma maneira tal que referido primeiro e segundo eixos rotacionais (A ou B) são horizontais e no mesmo plano;
- - referido segundo eixo (15 ou 17) sendo conectado para a estrutura (12) por intermédio de referido segundo par de alojamentos de rolamentos (29 ou 31);
- - referido primeiro eixo (15 ou 17) sendo associado com referida estrutura (12) por intermédio de referido primeiro par de alojamentos de rolamentos (29 ou 31), referido primeiro par de alojamentos de rolamentos (29 ou 31) sendo movível relativamente para a estrutura (12) em uma direção transversal para referido primeiro eixo rotacional (A ou B) por intermédio de um recurso de força (22) de maneira tal que o primeiro e o segundo tambores entram em um relacionamento de corte um com o outro;
caracterizado pelo fato de que:
- - uma unidade de monitoramento (28) é pelo menos parcialmente embutida em pelo menos um do primeiro ou do segundo tambores (37 ou 38) do primeiro e do segundo dispositivos rotativos (14 ou 16), a unidade de monitoramento (28) sendo configurada para mensuração de pelo menos um parâmetro de trabalho e para transmissão de dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho entre a unidade de monitoramento (28) e uma unidade de transmissão de interface posicionada no exterior tanto do primeiro dispositivo rotativo ou quanto do segundo dispositivo rotativo ou de ambos.
Aparelho de corte rotativo (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende uma unidade de transmissão de interface (26) disposta sobre a estrutura (12), em que a unidade de monitoramento (28) é adicionalmente configurada para transmissão de dados através de transmissão sem fio entre a unidade de monitoramento (28) e a unidade de transmissão de interface (26).
Aparelho de corte rotativo (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de monitoramento (28) é adicionalmente configurada para transmissão de energia de potência através de transmissão sem fio entre a unidade de monitoramento (28) e a unidade de transmissão de interface (26).
Aparelho de corte rotativo (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de monitoramento (28) é configurada para transmissão de dados juntamente com energia de potência em uma freqüência entre 1 kHz e 25 kHz.
Aparelho de corte rotativo (10), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que cada um do primeiro e do segundo par de alojamentos de rolamentos (29 ou 31) compreende um alojamento de rolamentos estacionário acoplado para a estrutura (12) e um alojamento de rolamentos rotativo acoplado para o primeiro eixo ou para o segundo eixo (15 ou 17), em que:
- - a unidade de monitoramento (28) compreende uma antena rotativa (42) acoplada para um alojamento de rolamentos rotativo; e:
- - a unidade de transmissão de interface (26) compreende uma antena estacionária (44) acoplada para um alojamento de rolamentos estacionário de um mesmo primeiro ou segundo par de alojamentos de rolamentos (29 ou 31); e:
- - em que a unidade de transmissão de interface (26) e a unidade de monitoramento (28) são configuradas para transmissão de dados e/ou de energia de potência entre a antena estacionária (44) e a antena rotativa (42) através de transmissão sem fio.
Aparelho de corte rotativo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que a unidade de monitoramento (28) compreende:
- - pelo menos um sensor para mensuração de pelo menos um parâmetro de trabalho e dados de saída representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho;
- - um controlador (32) conectado para o sensor para recepção de dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho, o controlador (32) sendo adicionalmente configurado para processamento dos dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho e para transmissão de referidos dados processados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho para a unidade de transmissão de interface (26).
Aparelho de corte rotativo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de monitoramento (28) compreende pelo menos um sensor selecionado a partir de pelo menos um de um sensor de temperatura (30), um sensor de vibração (46), um sensor de carga (50) e um sensor de rotação (48).
Aparelho de corte rotativo (10), de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o controlador (32) compreende:
- - uma memória (34) para armazenamento de dados fornecidos pelo sensor ou de dados transmitidos pela unidade de transmissão de interface (26);
- - um calculador (35) conectado a memória (34) para cálculo de um parâmetro calculado com respeito para os dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho fornecido pelo sensor.
Aparelho de corte rotativo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os dados representativos do pelo menos parâmetro de trabalho são selecionados a partir de pelo menos um de: uma temperatura em uma superfície externa do primeiro e/ou do segundo dispositivos rotativos (14 ou 16), uma diferença de temperatura no primeiro e/ou no segundo dispositivos rotativos (14 ou 16), um nível de vibração do primeiro e/ou do segundo dispositivos rotativos (14 ou 16), um deslizamento entre o primeiro e o segundo dispositivos rotativos (14 ou 16), um número de cortes feitos pelo primeiro e/ou pelo segundo dispositivos rotativos (14 ou 16) e um número de revoluções do primeiro e/ou do segundo dispositivos rotativos (14 ou 16).
Aparelho de corte rotativo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende uma unidade de exibição (52) para exibição de dados transmitidos pela unidade de monitoramento (28).
Método para transmissão de dados, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:
- - prover um aparelho de corte rotativo (10), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 3 a 10;
- - mensurar pelo menos um parâmetro de trabalho com a unidade de monitoração (28);
- - determinar dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho em concordância com o parâmetro de trabalho mensurado;
- - processar os dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho;
- - transmitir os dados processados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho a partir da unidade de monitoração (28) para uma unidade de transmissão de interface (26) através de transmissão sem fio.
Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de transmitir energia de potência a partir de um gerador de energia de potência, posicionado no exterior do pelo menos um entre o primeiro e o segundo dispositivos rotativos (14 ou 16) incluindo a unidade de monitoramento (28), para a unidade de monitoramento (28) através da transmissão sem fio.
Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que as etapas de mensuração de pelo menos um parâmetro de trabalho, de determinação e de processamento dos dados representativos do pelo menos um parâmetro de trabalho e de transmissão de dados e/ou de energia de potência são desempenhadas enquanto o pelo menos um entre o primeiro e o segundo dispositivos rotativos (14 ou 16) incluindo a unidade de monitoramento (28) é rotacionado.