CN110177666B - 用于检查预切割装置的正确操作的方法和复卷机 - Google Patents

Abstract

一种用于检查预切割装置(PC)的正确操作的方法，所述预切割装置设置在用于生产由纸材料制成的纸卷的设施中，所述装置(PC)设置有至少第一旋转元件或第一辊(RS)，所述第一旋转元件或第一辊(RS)与第二元件或逆刀片(FB)相互作用，以用于经由至少一个刀片(RB)在纸材料的带上形成连续的预切割线，所述方法包括以下操作步骤：实现和组装所述预切割装置(PC)，并对所述第一元件(RS)和第二元件(FB)进行相对定位和调节；在所述装置的操作使用之前的测试步骤期间，启动预切割装置(PC)，并且测量与所述第一元件与所述第二元件之间的相互作用相关联地发出的振动；存储与所述振动测量相关的对应于所述装置(PC)的最佳操作配置或参考操作配置的至少一个值或值的集合，所述存储是在所述测试步骤期间执行的；在所述设施的操作期间测量由于所述第一元件(RS)与所述第二元件(FB)之间的相互作用而发出的振动的值，并将所述振动的值与和所述参考操作配置相关的所述值或值的集合进行比较，并且，如果所检测到的值与参考值或参考值的集合之间存在不对应，则发出信号。

Description

用于检查预切割装置的正确操作的方法和复卷机

本发明涉及用于生产由纸材料制成的纸卷的复卷机，尤其涉及用于检查预切割线的正确执行的方法和设备的技术领域。

众所周知，由纸材料制成的纸卷的生产——从由纸材料制成的纸卷获得例如成卷的卫生纸或成卷的厨房用纸——涉及沿着预定路径进给由一个或多个叠加的纸层片形成的纸幅，沿着所述路径，在进行到纸卷的构型之前实施各种操作，这些操作包括纸幅的横向预切口以形成预切割线，该预切割线将纸幅分成可分离的纸张。纸卷的生产还意味着使用纸板管，通常称为“芯”，将预定量的胶分配在所述纸板管的表面上，以允许当纸幅被引入到生产纸卷的通常被称为“复卷机”的机器中时，将纸幅结合到所述芯上。当芯通过包括由于其凹入形状而通常称为“支架”的端部部分的相应路径时，胶水被分布在芯上，纸卷的生产还意味着使用位于支架下游的卷绕辊，其驱使在每个芯围绕其纵向轴线的旋转，从而确定将纸幅卷绕在同一芯上。当预定数量的纸张卷绕在芯上时，该过程结束，并且最后的纸张的垂下的部分胶合在该辊的位于下面的纸张上从而形成(所谓的“闭合垂下的部分”操作)。此时，将纸卷从复卷机上卸下并运送到切割机器，所述切割机器将纸卷分成预定长度的卷。在卷绕在芯上之前，纸材料的幅材经历预切割单元的作用，即，经历在幅材上产生一系列平行切口线的设备的作用，该切口线对应于所谓的“撕裂”，从而确定在成品上形成一系列平行的切口线，这些切口允许纸张的分离。

为了在进给到复卷机的纸幅上执行预切割线，相同的纸幅在设置有多个径向突出的刀片的辊和对应的逆刀片之间穿过。正确执行预切割线意味着存在辊的刀片与逆刀片的正确干涉。

与预切割线的执行相关的可能缺点可能与一个或多个刀片的磨损、以及预切割元件之间的不对准、或与介于辊与逆刀片之间的不对齐和/或间距不正确的不正确配置有关。事实上，刀片遭受磨损，并且每个刀片可能相对于同一辊的其他刀片磨损到不同的程度，从而导致预切割元件之间的不正确的相互作用；所述不正确的相互作用也可以由在机器组装期间设定的最佳预切割配置的由于各种原因的可能的变化来确定。因此，成品可能表现出由不准确或在任何情况下不正确地执行的预切割线而构成的缺陷，这导致单个纸张的撕裂分离更加困难。

即使是磨损或预切割元件的定位的微小变化也会导致对于可以实现高水平的生产、以及可以实现正常的生产质量标准的不可接受的效果。

本发明的主要目的是消除或在任何情况下大大减少上述缺点。

根据本发明，借助于具有本发明中所述特征的操作方法和机器，已经实现了该结果。本发明的其他特征是本发明的主题。

由于本发明可以检查旋转刀片的运行状态并且自动发出关于预设标准的任何异常信号，从而允许操作员或自动调节装置在检测到引起正在生产的纸卷上的缺陷的异常之前干预预切割单元。此外，用于实施本发明的控制系统可以借助于与所提供的优点相关的简单且经济的回路配置来实现。本发明的另一个优点涉及刀片相互作用的恒定控制和随后的基本上连续的调节，这确定了较长的持续时间，因为基本上避免了刀片的异常磨损。换句话说，异常的信号不再通过从预切割单元出来的纸幅所呈现的缺陷的“下游”检测来确定，而是基于对刀片实际状况的实时控制，以几乎绝对的方式排除可能导致机器损坏和/或质量上的不合适产品的生产的不正确操作条件。

另一个优点是本发明的操作方法和设备目的可以应用于已经存在的设施，而不需要对相同的设施进行结构和功能上过度相关的修改。

根据以下描述和附图，本领域的任何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，以下描述和附图作为示例提供但不应被视为具有限制意义，在附图中：

-图1示意性地表示配备有根据本发明的控制装置的可能实施例的预切割单元，其中，组件不是按比例的，而是仅示意性地或用方块表示；

-图2表示预切割单元相对于逆刀片辊的细节的局部示意图；

-图3和4示意性地表示根据本发明的预切割单元的可能实施例中的切割辊和逆刀片的可能实施例。

简化到其基本结构并且参考所附的示例性附图，根据本发明的控制装置可以设置在已知类型的复卷机中。

特别地，控制装置设置在预切割单元(PC)上并且作用于预切割单元(PC)，预切割单元(PC)通常设置在卷轴的解卷站(RW)的下游，该卷轴进给纸幅(W)以围绕芯卷绕从而制作纸卷的芯，并且预切割单元(PC)设置在用于围绕芯卷绕芯的装置(FL)的上游。

为简单起见，在图1的图中，解卷站由两个相对的辊(RW)表示，纸幅(W)由实线表示，并且卷绕装置由沿着纸幅(W)所遵循的路径设置在预切割单元(PC)的下游的方块(FL)表示，纸幅(W)的前进方向由箭头(A)表示。

预切割单元(PC)包括辊(RS)，辊(RS)围绕相关轴线(X)以预定速度旋转并且具有从辊的外表面径向突出的多个刀片(RB)。刀片(RB)可以是例如从辊(RS)的一个基部延伸到另一个基部并且彼此间隔开预定值的螺旋形刀片，如图3和图4中示意性地表示的那样。根据附图中所示的示例，预切割单元(PC)还包括逆刀片(FB)，逆刀片(FB)由相对支撑件(2)支撑并从相对支撑件(2)突出并朝向辊(RS)定向。图2、图3和图4中所示的逆刀片(FB)是设置有可以在不同时间例如在由于磨损更换期间使用的多个逆刀片的类型。

辊(RS)和逆刀片(FB)限定了纸幅(W)的通道，该通道通过单元(PC)，如图1中的箭头“A”所指示。在预切割阶段，当纸幅(W)在刀片和逆刀片之间穿过时，辊(RS)的刀片(RB)干涉逆刀片(FB)。这种干涉，如在传统的预切割单元中，导致在纸幅(W)上形成横向于同一纸幅穿过单元(PC)的方向(A)的预切割线。

预切割单元(PC)由复卷机的侧面支撑，即由侧向支撑件(该侧向支撑件可以由复卷机的侧面形成，或者可以是其他合适的支撑件)支撑，辊(RS)的轴和逆刀片(FB)支撑在支撑件上。因此，所述侧向支撑件构成了预切割单元(PC)的支撑结构。

辊(RS)的每个刀片(RB)与逆刀片(FB)之间的干涉产生振动，所述振动沿着预切割单元(PC)的支撑结构传播并且由适于将振动本身转换为模拟电信号的传感装置(AC)检测，该模拟电信号又经由A/D转换器被转换成数字信号并被传输到可编程处理单元(PU)，该单元(PU)将因此接收到的信号的振幅与存储在同一可编程单元(PU)的存储器部分(MS)中的参考值进行比较。通常，如果接收到的信号的振幅小于或大于预定参考值，则单元(PU)发出警报信号。例如，如在本说明书的以下部分中将更好地解释的，接收到的信号的振幅低于预定参考值，则单元(PU)可以将该情况归因于介于刀片与逆刀片之间的干涉不足，这可能是由于例如刀片的过度磨损。另一方面，如果接收到的信号的振幅大于预定参考值，则单元(PU)可以将该情况归因于刀片与逆刀之间的过度干涉，这可能是由于例如刀片在辊上的不正确安装或由于刀片的几何缺陷。

传感装置(AC)可以包括SKF CMSS2200型的加速度计。然而，可以提供能够检测振动并根据检测到的振动发出信号的另一种类型的传感器装置(由一个或多个传感装置组成)。通常，可以使用能够检测由辊(RS)与(FB)之间的相互作用发出的振动的装置，例如通过检测受到相应加速度的质量的惯性，从而将所述质量的位移转换为可以由处理单元(PU)使用的电信号。换句话说，可以使用能够将由于辊和逆刀片之间的相互作用产生的振动转换成电信号的任何传感器。

此外，通过将编码器(EN)连接到辊(RS)的轴以及连接到处理单元(PU)，还可以识别哪个刀片(RB)产生异常振动。实际上，通过实现这种连接，处理单元(PU)接收来自检测装置(AC)的信号和来自编码器(EN)的辊(RS)的位置信号，并且因此接收来自编码器(EN)的刀片(RB)的位置信号。

表1和表2显示了通过测量由于辊(RB)与逆刀片(FB)之间的干涉所产生的振动在实验上获得的数据。特别地，表显示了对应于刀片频率(f_blade)和对应于前四个左侧带(从-1到-4的值)的峰值，他们是从相应的光谱值导出的，分别从没有使用纸(表1)的初步测量和使用纸(表2)进行的初步测量中获得的。初步测量是在操作条件下在机器上实施的测量，以定义所谓的参考值，即在操作机器之前进行的测量，以建立在预定操作条件下由传感器感测的值。所述预定操作条件对应于至少正确的配置和一系列不正确的配置，这些不正确的配置可能是由于例如辊和逆刀片之间的不对准、由于辊和逆刀片之间的不正确距离等引起的。

特别是，参考表中提供的示例，已经评估了以下配置的值：正确值或参考值、过度干涉、干涉不足、工作侧的辊偏移、操作员侧的辊偏移以及无刀片干涉。每个表的顶部提供测量的值，而表的下部提供相对于参考值的百分比值。

在实践中，由传感器装置检测的(以及优选地适当地转换的)信号用于定义一种能够自动地允许将机器重新定位到正确值的异常图。

可以根据检测到的异常类型有利地区分可以由单元(PU)发出的任何警报(基于振幅值或从其导出的或与其相关的值)。这些警报可以是声学警报和发光警报两者，并且这些警报可以包括在连接到单元(PU)的显示器(D)上发出文本消息或产生特定图形符号。

表1

表2

本发明的操作方法对象提供了设置参考值的步骤，该参考值——被存储在(例如在一个或多个文件中)存储器(MS)中——将由处理单元(PU)使用以用于检查预切割单元(PC)元件的正确定位。

特别地，传感器装置可以包括设置在预切割站上方便的位置的振动检测器。例如，振动检测器可以相对于辊(RS)和(FB)侧向地或在中间点处固定到预切割站的壁上。

在实践中，在组装设施和预切割站(PC)之后，相同的设施开始在“常规”条件下测量振动值，即通过使辊相互作用，例如在有或没有(优选地但不唯一地)在所述辊之间通过并经受预切割的纸幅(W)的情况下。

检测到的振动是由于辊的相互作用而发生的接触(或碰撞)。测量到的值可以由处理单元(PU)直接使用，或者测量到的值可以使用例如相关谐波进行转换，如上述表中那样。例如，参考值可以包括相对于连续谐波的几个图的总和，以便使所提供的值的频谱尽可能完整。在实践中，本发明的方法和设备提供了一种振动的“指纹”，该振动的“指纹”可以直接从检测到的振动或通过适当的转换获得，并且振动的“指纹”被存储用于在机器的生产阶段期间的后续比较。在启动预切割元件并设置参考值后，系统在生产模式中进行操作并且检测装置被启动以向处理单元提供相关数据。

有利地，在初步测量期间用于提供参考值的相同的检测装置也用于监控机器的正确操作。以这种方式，检测尽可能精确，因为用于初步测量的装置对应于用于监控生产模式的装置。

在测量结果不正确但又包含在对应于非最佳功能但可以进行校正的“标准”值的范围内的情况下，单位(PU)会发出甚至可以自动确定对预切割构件(PC)进行重新定位直到达到标准参考值的检测的警报信号。

相反，在不包括在该范围内的检测期间，如果该值超过预先设定的阈值，单元(PU)发出甚至可以自动确定预切割构件(PC)的停止的警报信号。

在附图中，允许预切割单元(PC)的自动的重新定位的装置示出为作用在逆刀片(FB)上的马达装置(3)并且易于例如根据双箭头(F)所示使其进行双向移动。实验测试表明，移动这种元件(FB)可能更有效：该元件(FB)在附图中示意性地示出为由两个沿相应的引导元件可移动的支架(31)支撑，或者优选地由允许更多有效地调节所述刀片保持辊的定位的凸轮装置支撑。

特别地，参考附图中所示的非限制性示例，可以通过将控制信号发送到作用在由附图中的(30A)和(30B)表示的两个相对面上的刀片保持辊(FB)的定位装置来进行预切割元件的重新定位。换句话说，控制单元(PU)能够驱动用于该辊的定位/定向的马达装置。

在图1的图中，控制单元(PU)还连接到解卷站(RW)和连接到设置在下游的卷绕装置(FL)。这意味着在检测到无法通过重新定位预切割辊来校正的故障的情况下，控制系统可以在预切割单元的上游和下游停止复卷机的操作。换句话说，监控系统有可能自动修复某种类型的异常，例如，诸如两个辊的分离或它们的不正确间距，而不能通过用于定位辊的装置(3)的动作来校正的异常(例如，刀片的破损或过度消耗)能够向预切割装置和复卷机的其他部件发送停止信号。

实际上，执行细节在任何情况下都可以以所描述和说明的各个元件的任何等同方式变化，而不脱离所采用的解决方案构思的范围，因此保持在本专利所赋予的保护范围内。

Claims (12)

1.一种用于检查预切割装置(PC)的正确操作的方法，所述预切割装置设置在用于生产由纸材料制成的纸卷的设施中，所述预切割装置(PC)设置有至少第一旋转元件(RS)或第一辊，所述第一旋转元件(RS)或第一辊与第二元件(FB)或逆刀片相互作用，以用于经由至少一个刀片(RB)在纸材料的带上形成连续的预切割线，所述方法包括以下操作步骤：

-实现和组装所述预切割装置(PC)，并对所述第一旋转元件(RS)和第二元件(FB)进行相对定位和调节；

-在所述预切割装置的操作使用之前的测试步骤期间，启动预切割装置(PC)，并且测量与所述第一旋转元件与所述第二元件之间的相互作用相关联地发出的振动；

-存储与所述振动测量相关的对应于所述预切割装置(PC)的最佳操作配置或参考操作配置的至少一个参考值或参考值的集合，所述存储是在所述测试步骤期间执行的；

-在所述设施的操作期间测量由于所述第一旋转元件(RS)与所述第二元件(FB)之间的相互作用而发出的振动的值，并将所测量到的振动的值与和所述参考操作配置相关的所述参考值或参考值的集合进行比较，并且，如果所测量到的振动的值与所述参考值或参考值的集合之间存在不对应，则发出信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考值的集合构成参考值的范围，并且所述比较确定所测量到的振动的值是否在此范围内。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所测量到的振动的值与所述参考值或参考值的集合之间存在不对应时发出的所述信号被发送到用于调节所述第一旋转元件(RS)和所述第二元件(FB)中的一者的位置的自动定位装置，所述自动定位装置适于改变所述第一旋转元件和所述第二元件中的一者相对于彼此的距离和/或倾斜度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一旋转元件(RS)和所述第二元件(FB)的调节是经由设置在相对于所述第一旋转元件和所述第二元件的纵向延展的相反两侧的和/或在相对于所述第一旋转元件和所述第二元件的纵向延展的相反两侧作用的至少两个自动定位装置来执行的。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述参考值或参考值的集合的确定是通过使纸材料的带在所述第一旋转元件(RS)与第二元件(FB)之间穿行以及通过测量相关振动的值来执行的。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，所测量到的振动的值是以时间函数的形式或相关转换的形式来使用的。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述第一旋转元件(RS)或第一辊的作用是由多个刀片(RB)执行的，其特征在于，所述方法包括：由能够提供所述辊的位置的信号的装置(EN)来检测所述第一旋转元件的位置以使所执行的测量与所述多个刀片(RB)相关联。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，用于限定所述参考值的装置(AC)与在机器操作期间使用的那些装置是相同的。

9.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述预切割装置(PC)的作用是在解卷站(RW)的下游以及卷绕装置(FL)的上游实现的，其特征在于，当所测量到的振动的值超过阈值时，使所述解卷站(RW)和/或所述卷绕装置(FL)歇止。

10.一种用于生产由纸材料制成的纸卷的复卷机，所述复卷机包括：用于沿着预定的进给路径来对由一个或多个叠置的幅材形成的纸幅(W)进行进给的装置(RW)；沿着所述进给路径设置的并且适于在穿行的带上产生一系列横向的预切割线的预切割装置(PC)；设置在所述预切割装置(PC)的下游并且用于在卷绕站中将所述纸幅(W)卷绕成具有预定长度的纸卷或纸卷筒的形式的卷绕装置(FL)；以及用于从所述卷绕站中排出所述纸卷的装置，其中，所述预切割装置(PC)包括预定数量的刀片(RB)，所述预定数量的刀片通过与逆刀片干涉而在所述带上产生所述预切割线(PL)，

其特征在于，所述复卷机包括：检测装置(AC)，所述检测装置(AC)用于对由于在产生所述预切割线的阶段中所述刀片(RB)与所述逆刀片之间的干涉所产生的振动进行检测，并且所述检测装置(AC)适于产生代表所述振动的电信号；以及可编程处理单元(PU)，所述可编程处理单元(PU)接收由所述检测装置(AC)产生的所述信号并且将检测到的所述信号的值与在涉及所述预切割装置的测试步骤期间获取的参考值进行比较，以用于在检测到的所述值中的一个值是在由所述参考值限界的区间之外的情况下发出警报信号。

11.根据权利要求10所述的用于生产由纸材料制成的纸卷的复卷机，其特征在于，所述可编程处理单元(PU)连接到所述逆刀片的支撑辊的自动定位装置、和/或所述预定数量的刀片(RB)的支撑辊的自动定位装置，从而根据由所述检测装置(AC)执行的检测来自动地调节所述支撑辊的定位。

12.根据权利要求10所述的用于生产由纸材料制成的纸卷的复卷机，其特征在于，所述可编程处理单元(PU)连接到用于进给纸幅(W)的所述装置(RW)以及所述卷绕装置(FL)，从而根据由所述检测装置(AC)执行的所述检测来停用所述复卷机的操作。

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