CN110088020A - 用于生产纸张纸卷的设施 - Google Patents
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Abstract
一种用于生产纸张纸卷的设施,该设施包括多个操作单元(A、B、C),被构造成从由一个或多个对应的卷筒(1)解卷的纸质材料的纸幅(W)开始生产纸质材料的纸卷,控制单元(2)被构造成用于驱动操作单元(A、B、C),使得操作单元中的每一个操作单元具有预定的生产速度。所述控制单元(2)被编程为处理这样的数据:包含在每个卷筒(1)的数据库(5D)中,并代表根据预测分类(I、II、III、IV)而分类的缺陷(10‑21),且还代表纸幅上的缺陷的位置。控制单元(2)借助于对应的检测装置(3;4)接收位置数据。控制单元(2)被编程为根据瞬时位置和缺陷(10‑21)中的每个缺陷的类别(I、II、III、IV)来修改生产速度。
Description
本发明涉及一种用于生产纸张纸卷的设施。在纸幅的生产过程中,在造纸机的复卷机与Yankee干燥器之间,通常设置用于检测存在的缺陷的光学装置,光学装置定位缺陷并在对应的摄影图像上记录缺陷的形状。还产生与特定卷筒相关联的数据文件,缺陷位置存储在数据文件中。所述文件的数据对应于位置,并且还可能对应于作为每单位面积的缺陷数量的缺陷的密度。当卷筒用于纸张加工设施时,例如生产用于制作卫生纸卷或厨房用纸卷的纸卷,操作员根据与使用中的卷筒相关联的并记录在相应的文件中的缺陷数据调整正在处理的机器的速度或甚至停止它们。在实践中,知道在使用中的卷筒的给定直径处存在能够损害纸卷生产的缺陷,在到达该直径时操作员减慢机器或停止生产。
然而,该程序效率低,因为它在很大程度上取决于操作员的经验和注意力。
本发明的主要目的是克服上述缺点。
根据本发明,通过采用实施具有权利要求1所述特征的设施的思想,已经实现了该结果。本发明的其他特征是从属权利要求的主题。
由于本发明,可以在很大程度上提高纸卷生产的自动化程度,从而使处理的效率从操作员的经验水平中解放出来。以这种方式,可以通过减少浪费来提高成品的质量,因为所使用的纸张受到基于先前检测到的缺陷调节的应力。由于生产自动化的大量增加减少了操作员的干预,因此工作安全性也得到提高。
得益于作为示例提供但不应被视为具有限制意义的所附附图和以下描述,本领域技术人员将更好地理解本发明的这些和进一步的优点和特征,在附图中:
-图1示出了上述用于生产纸张纸卷的设施的从上方观察的示意性简化视图;
-图2示意性地表示在图1的设施中使用的纸幅的一系列可能的缺陷。
根据本发明,设想将数据文件与每个母卷(1)相关联,数据文件识别在相同母卷(1)的生产步骤中检测到的任何缺陷的位置和类别。基于考虑了在纸张加工设施中使用卷筒(1)期间缺陷的可能的负面影响而预先建立的标准来确定缺陷的类别。数据文件被输入进可编程单元(2),该可编程单元处理数据文件并基于每个缺陷的类别和位置来控制设施的一个或多个操作单元(A、B、C)的致动。实际上,根据每个缺陷的类别和位置,控制单元(2)致动操作单元(A、B、C),以致使操作单元(A、B、C)减速或可能停止。
例如,参考图1,操作单元是沿着纸张给进方向(FW)一个接一个地设置的解卷机(A)、压花机(B)和复卷机(C)。解卷机(A)是构造成支撑至少一个卷筒(1)并允许其解卷的机器。压花机(B)是位于解卷机(A)下游的机器,纸张在压花机中压花。复卷机(C)是一种来自压花机(B)的纸幅被卷绕以产生直径小于母卷(1)的卷筒或纸卷的机器纸卷。否则,操作单元可以更简单地是沿所述方向(FW)一个接一个地设置的解卷机(A)和复卷机(C)。在这两种情况下,所述单元本身是已知的,并且不需要对本发明的实际实施方式进行机械或结构修改。应当理解,构成纸张加工设施的操作单元的数量不是本文公开的本发明的限制因素。如前所述,由母卷(1)呈现的缺陷类别是根据在纸张加工设施中使用纸张的可能的负面影响来限定的。例如,缺陷的类别可以是四类(I、II、III、IV),在纸张加工设施中使用纸张期间缺陷的负面影响逐渐变得不那么重要。例如,可以通过下表限定与缺陷位置相关的缺陷的可能分类。
在上面的示例表中,I类缺陷达到了强制停止设施的程度。例如,I类缺陷可以对应于由任何形状的卷筒(1)给进的纸幅(W)中的并且面积大于70cm2的不连续部(10);或者对应于沿着大体横向于纸幅的方向(T)定向的并且具有等于该纸幅(W)的宽度(LW)的至少20%的长度(h11)的不连续部(11);或者对应于一系列不连续部(12),该一系列不连续部(12)各自地具有减小的宽度但包含在面积(A12)中,使得各个不连续部的面积之和相对于面积(A12)是大于或等于0.2(ΣAi/A12≥0.2,其中Ai是单个不连续部的面积,以及A12是参考面积)。
类似地,例如,II类缺陷可以对应于由任何形状的卷筒(1)给进的纸幅中的并且面积包括介于70cm2与50cm2之间的不连续部(13);或者对应于沿着大体垂直于纸幅的方向(T)定向的并且具有包括在该纸幅(W)的宽度(LW)的介于20%与10%之间的长度(h14)的不连续部(14);或者对应于一系列不连续部(15),该一系列不连续部(15)各自地具有减小的伸展但包含在面积(A15)中,使得各个不连续部的面积之和相对于面积(A12)是介于0.2与0.1之间(0.2>ΣAi/A15≥0.1,其中Ai是单个不连续部的面积,以及A15是参考面积)。
类似地,例如,III类缺陷可以对应于由任何形状的卷筒(1)给进的纸幅中的并且面积包括介于50cm2与30cm2之间的不连续部(16);或者对应于沿着大体横向于纸幅的方向(T)定向的并且具有包括介于该纸幅(W)的宽度(LW)的10%与5%之间的长度(h17)的不连续部(17);或者对应于一系列不连续部(18),该一系列不连续部(18)各自地具有减小的伸展但包含在面积(A18)中,使得各个不连续部的面积之和相对于面积(A18)是介于0.1与0.05之间(0.1>ΣAi/A18≥0.05,其中Ai是单个不连续部的面积,以及A18是参考面积)。
最后,例如,IV类缺陷可以对应于由任何形状的卷筒(1)给进的纸幅中的并且面积包括在30cm2与10cm2之间的不连续部(19);或者对应于沿着大体垂直于纸幅的方向(T)定向的并且具有包括在该纸幅(W)的宽度(LW)的介于5%与2%之间的长度的不连续部(20);或者对应于一系列不连续部(21),该一系列不连续部(21)各自地具有减小的伸展,使得各个不连续部的面积之和相对于面积(A21)是介于0.5与0.03之间(0.5>ΣAi/A21≥0.03,其中Ai是单个不连续部的面积,以及A21是参考面积)。
在实践中,参考缺陷(12、15、18、21),分类标准是以它们的表面密度为基础的。应理解,可以根据任何其他标准对纸幅(W)的缺陷进行分类。类似地,编程的动作也可以根据所需成品的质量和纸张的类型而不同。换句话说,先前作为示例提供的值和对应的编程动作可以根据纸张的结构特征和/或根据成品质量方面的期望结果而变化。在实践中,根据本发明的设施包括多个操作单元(A、B、C),这些操作单元彼此协作以使用由母卷(1)给进的至少一个纸幅(W)以预定的操作生产速度生产纸质材料的纸卷。其中所述单元(A、B、C)由控制单元(2)控制,该控制单元(2)被编程为根据由纸幅(W)呈现的并记录在由控制单元(2)使用的数据库中的缺陷(10-21)的位置和类型来停止单元本身或降低其操作速度,以根据将每个缺陷(10-21)与由控制单元控制的单元的对应操作模式相关联的预定的控制标准来控制所述单元(A、B、C)的操作速度。
由纸幅(W)呈现的缺陷的数据库在母卷(1)的生产阶段中获取并且用于随后的母卷的使用阶段。
控制单元(2)基于在纸幅(W)的生产期间获得的纸幅(W)的缺陷的位置和类别,同步地驱动构成纸卷生产线的单元(A、B、C)。
在实践中,借助于通常用于控制造纸机中产品质量的光学检查系统,在纸幅生产期间检测、定位和记录纸幅(W)的缺陷。
根据本发明,如此检测和定位的缺陷的分类是根据如下标准建立的,如上所述,该标准归因于各种类型的缺陷在逐渐变小的实体的纸卷的生产阶段中的负面影响。例如,参考上面提供的示例表,即使在使用它的单元(B、C)减慢的情况下,I类缺陷也可以确定在生产纸卷期间纸幅的撕裂或断裂。或者,例如,如果单元(B、C)的生产速度没有降低50%或30%,则II类或III类缺陷会导致纸幅撕裂或断裂,但在任何情况下,由于存在缺陷,纸卷的质量都会阻止它们的商业化。或者,例如,如果单元(B、C)的生产速度没有降低30%,则IV类缺陷可能导致纸幅撕裂,但是所生产的纸卷的质量仍足以允许其商业化。例如,正常的生产速度,即不存在分类的缺陷的生产速度,是每分钟生产650米的纸幅。
纸幅(W)的每个缺陷的位置与卷筒(1)的瞬时直径直接相关。卷筒(1)的瞬时直径可以例如通过连接在同一卷筒上的轴上的编码器(3)基于纸幅的解卷速度或者还通过感光器(4)或设置在卷筒端部前面的等效光学装置来检测。
编码器(3)或感光器(4)的输出连接到控制单元(2)的输入。为简单起见,在图1中未示出感光器(4)和控制单元(2)之间的连接。
缺陷数据库例如存储在连接到控制单元(2)的服务器(5)中。服务器(5)具有存储放置在解卷机(A)中的每个卷筒的缺陷数据库的存储器。或者,相同控制单元(2)具有存储位于解卷机(A)中的每个卷筒的缺陷数据库的存储器。
因此,控制单元(2)连续接收相对于卷筒(1)的瞬时直径的数据,即相对于解卷的纸幅的“长度”,并根据与卷筒本身的瞬时直径相对应的可能缺陷激活在单元(A、B、C)上编程的动作。
在图1中,“2P”框表示位于控制单元(2)中的软件程序,该软件程序处理相对于卷筒(1)的瞬时直径和缺陷数据库中包含的数据的输入数据,并提供指令到控制单元(2)以基于对应的动作执行算法实现先前指示的动作。控制单元(2)连接到由其控制的单元(A、B、C)的驱动器(AA、AB、AC)。“5D”框表示存储在服务器(5)中的缺陷数据库。
如果缠绕在复卷机(C)中的纸质材料是由一个以上的母卷给进的多个层片组成,则控制单元(2)使用每个纸幅的缺陷数据库并介入以独立于特定层片激活编程动作,该特定层片呈现类别与编程动作相对应的缺陷。换句话说,即使只有一个层片具有给定类别的缺陷,即使其他层片没有显示任何缺陷,控制单元(2)也会命令激活对应的编程动作。换句话说,用于生产纸卷的纸幅(W)可以由若干层片形成,每个层片由对应的卷筒执行,并且每个卷筒与根据上面已经描述的对应的缺陷数据库相关联。在这种情况下,控制单元(2)基于各个数据库激活上述编程动作。例如,根据本领域技术人员已知的方法,可以在压花机(B)中将层片结合在一起。
因此,更一般地说,用于生产纸质材料的纸卷的设施包括若干操作单元(A、B、C),若干操作单元(A、B、C)构造成从由一个或多个对应的卷筒(1)给进的纸幅(W)开始生产纸质材料的纸卷,并且若干操作单元(A、B、C)由控制单元(2)控制,控制单元(2)又被构造为驱动所述操作单元,使得操作单元中的每一个操作单元具有预定的生产速度;所述控制单元(2)被编程为处理这样的数据:数据包含在与每个卷筒(1)分别关联的数据库(5D)中,并代表根据以在纸卷生产中的缺陷本身纸卷的影响为基础的预测分类(I、II、III、IV)而分类的缺陷(10-21),且代表从所述卷筒解卷的纸幅上缺陷的位置;控制单元(2)通过对应的检测装置(3;4)接收与卷筒的瞬时直径相关的位置数据,并且控制单元(2)被编程为根据每个所述缺陷(10-21)的瞬时位置和类别(I、II、III、IV)来修改所述生产速度。
因此,根据本发明,可以使用与从卷筒(1)解卷的纸幅(W)的缺陷相关的数据,以根据用于管理程序化动作、减少纸张纸卷生产中缺陷可能产生的负面影响的自动程序同步地驱动系统的操作单元(A、B、C)纸卷。还可以对控制单元(2)进行编程,使得按照预定的减速斜率来修改预定的生产速度,直到达到低于生产速度的第二速度(即,直到与到达编程动作相对应并且与从卷筒1纸幅的缺陷部分的解卷相对应的速度值),随后按照预定的加速斜率使其达到起始生产值。换句话说,考虑到连接到用于驱动构成设施的单元的致动器的动作的执行中的惯性和延迟,可以相对于纸幅的缺陷部分的通过适当地预期编程的动作。
例如,缺陷数据库可以通过提供应用于卷筒的条形码与特定卷筒相关联,以便在条形码与形成按上述分类的卷筒缺陷数据库的缺陷之间创建唯一关联。当将卷筒装载在解卷机上时,由操作员使用的条形码读取器可以读取条形码。或者,缺陷数据库可以与自动仓库中的卷筒所占据的位置相关联(例如,具有可能由LGV手推车服务的一个或多个输送机-电梯的自动仓库),以便在仓库中卷筒的位置与形成如前所述分类的卷筒的缺陷数据库的缺陷之间形成单一的关联,或者在该数据库与使用的小车之间形成单一关联。应当理解,在任何情况下,单卷筒缺陷数据库的关联方法可以根据设施的特定特征而变化。
实际上,执行细节在任何情况下都可以以与所描述和说明的各个元件等同的方式变化,而不脱离所采用的解决方案构思,并且因此保持在本专利所赋予的保护范围内。
Claims (6)
1.一种用于生产纸卷的设施,所述设施包括多个操作单元(A、B、C),所述操作单元被构造成从由一个或多个对应的卷筒(1)解卷的纸质材料的纸幅(W)开始生产纸质材料的纸卷,并且所述操作单元受控制单元(2)控制,所述控制单元(2)又被构造成用于驱动所述操作单元(A、B、C),使得所述操作单元中的每一个操作单元具有预定的生产速度,所述设施的特征在于:
-所述控制单元(2)被编程为处理这样的数据:所述数据包含在与每个卷筒(1)分别关联的数据库(5D)中,并代表根据以在所述纸卷的生产中的缺陷的影响为基础的预测分类(I、II、III、IV)而分类的缺陷(10-21),且还代表从所述卷筒解卷的纸幅上的缺陷的位置,
-所述控制单元(2)借助于对应的检测装置(3;4)接收与所述卷筒的瞬时直径相关的位置数据,
-所述控制单元(2)被编程为根据所述缺陷(10-21)中的每个缺陷的类别(I、II、III、IV)和瞬时位置来修改所述生产速度,
-相对于所述纸幅(W)的展示出缺陷(10-21)的一部分的通过而适时地预期所述生产速度的修改,所述预定的生产速度被修改为:按照预定的减速斜率直至达到低于所述生产速度的第二速度,然后按照预定的加速斜率直至恢复起始生产速度。
2.根据权利要求1所述的设施,其特征在于,所述操作单元是解卷机(A)、压花单元(B)和复卷单元(C)。
3.根据权利要求1所述的设施,其特征在于,所述控制单元(2)被编程为根据所述缺陷(10-21)中的每个缺陷的类别(I、II、III、IV)和瞬时位置来减小所述生产速度。
4.根据权利要求1所述的设施,其特征在于,所述控制单元(2)被编程为根据所述缺陷(10-21)中的每个缺陷的类别(I、II、III、IV)和瞬时位置来使所述生产速度等于零。
5.根据权利要求1所述的设施,其特征在于,在所述控制单元(2)中设有软件程序(2P),所述软件程序通过使用包含在所述数据库(5D)中的数据来执行所述处理,并且向所述控制单元(2)提供指令以在需要时改变所述生产速度。
6.根据权利要求1所述的设施,其特征在于,所述数据库(5D)被记录在服务器(5)中,所述服务器(5)具有与所述控制单元(2)的数据输入相连的数据输出。
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