ES2930139T3 - Aparato de ensayo de tableros - Google Patents

Abstract

Un aparato y método de prueba de tableros y, en particular, un aparato de prueba para probar un tablero hecho de un material corrugado, tal como cartón corrugado, para determinar las características de falla. El método comprende tomar un cartón corrugado de una corrugadora o convertidor, ubicar al menos una parte del cartón en una máquina de prueba, realizar una prueba de compresión no destructiva en una región de muestra de la parte del cartón dentro de la máquina y proporcionar una prueba de compresión. lectura característica de prueba de esa región del cartón, comparando esa lectura característica con una lectura característica de prueba de compresión aceptable predefinida que debe tener el diseño del cartón corrugado y concluyendo a partir de la comparación si el cartón, o esa región de muestra del cartón, cumple con un parámetro de rigidez a la compresión requerido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de ensayo de tableros

La presente invención se refiere a un aparato y a un procedimiento de ensayo de tableros y, en particular, a un aparato de ensayo para probar un tablero hecho de un material corrugado, como el cartón corrugado, en cuanto a sus características de fallo. Estas características de fallo pueden ser el resultado de un procesamiento excesivo dentro de la corrugadora o de un proceso de conversión posterior, como un proceso de aplicación de impresión o un proceso de corte/marcado/plegado/ensamblado. Estos procesos suelen utilizar rodillos para alimentar, transportar o procesar el tablero, y esos rodillos pueden dañar el tablero, especialmente si se configuran con presiones o anchos de separación incorrectos o inadecuados. El daño típico es una sobreflexión de la flauta del tablero, lo que puede resultar en un grado significativo de debilitamiento del tablero en su conjunto, incluso cuando no hay daño visual aparente - la flauta sobreflexionada puede típicamente rebotar elásticamente, aunque la resistencia se vea comprometida, enmascarando así el daño.

También existe un deseo continuo de optimizar el peso de los materiales utilizados en los embalajes. Por lo tanto, disponer de un procedimiento de ensayo para cuantificar la resistencia de un tablero concreto sería útil para poder ajustar el peso de los materiales utilizados en el tablero sin dejar de alcanzar la capacidad de resistencia deseada, o simplemente para maximizar esa resistencia permitiendo controlar o gestionar mejor el procesamiento del tablero.

También hay una necesidad constante de mantener una calidad constante de los productos, como las piezas en bruto o los propios embalajes o cajas ensamblados. A este respecto, puede haber tanto una calidad visualmente aparente, es decir, la ausencia de manchas, como una calidad estructural característica, como la resistencia del tablero. La comprobación de las características visuales de los embalajes suele poder realizarse en línea mediante un conjunto de cámaras o una inspección visual. Sin embargo, comprobar las propiedades estructurales del producto es menos fácil, y las pruebas disponibles suelen ser de naturaleza destructiva, o a menudo tienen que llevarse a cabo fuera y lejos de la línea de montaje, por lo que pueden ser poco prácticas o causar un tiempo de inactividad significativo de la maquinaria. Por ejemplo, si una línea de fabricación de piezas en bruto de cartón ensambla o crea entre 25 y 30 formas diferentes de embalajes en un día y si cada prueba de producto implica un proceso de prueba de 5 a 10 minutos que implica la retirada de un producto de muestra mientras la línea de montaje está parada, la retirada de ese producto de muestra de una o más muestras de prueba (o el ensamblaje de ese producto de muestra en forma de caja para una prueba de aplastamiento de cajas), el traslado de esa muestra a una máquina de prueba para su comprobación, la realización de la prueba, ¡revisar los resultados y llegar a la conclusión de si el producto cumple los requisitos, antes de realizar los ajustes necesarios en la línea de montaje (como las separaciones de los rodillos o las presiones), y luego las pruebas posteriores para validar la corrección lograda por el ajuste, entonces esos 5 a 10 minutos multiplicados por 30 líneas de producto, y luego multiplicados por el número de pruebas secuenciales necesarias para proporcionar la corrección deseada, es el equivalente de al menos tres a seis horas de tiempo de inactividad por día!. Por lo tanto, sería deseable producir un proceso de prueba que pueda ofrecer la precisión de los procesos existentes, pero con una cantidad reducida de tiempo de inactividad.

En cuanto a las pruebas del estado de la técnica, suelen incluir pruebas de aplastamiento o compresión de cajas (o BCT). Estas máquinas BCT (máquinas de ensayo de compresión de cajas) prueban cajas ensambladas hasta un punto de fallo bajo compresión vertical. Véase, por ejemplo, la figura 1, que muestra de forma esquemática una máquina BCT típica. Como se muestra, una caja 10 en forma ensamblada está siendo comprimida por una placa superior 12 contra una placa inferior 14, estando cada placa montada en cuatro columnas de esquina 16. La máquina, tal como se ilustra, tiene además al menos un accionamiento por tornillo 18 para bajar y subir la placa superior 12 con respecto a la placa inferior 14. Las lecturas de fuerza se miden con este aparato (en términos de resistencia a la compresión frente a la distancia de compresión en Newtons (N) y pm) y estas lecturas se introducen en un ordenador 20 de forma que las lecturas pueden visualizarse gráficamente en una pantalla de ordenador 22 o compararse con las normas aceptadas para dichos productos/materiales. El punto de fallo de la caja determina la característica de rendimiento de la caja para el propósito del cliente. Esto se puede ver por el punto en el que la fuerza de carga disminuye desde su pico de carga. A continuación, se declara la caja como aprobada o no aprobada.

Esta prueba, sin embargo, es una prueba destructiva y es una prueba que implica el ensamblaje de la caja y es también una prueba que es difícil de realizar en el lado de la línea de producción de la pieza en bruto para la caja debido al tamaño del aparato de prueba, y la necesidad de que el equipo esté libre de interferencias (como las que podrían ser causadas por el ruido y las vibraciones de la línea de producción del tablero/la pieza en bruto, y que pueden causar una vibración significativa de la caja ensamblada). En consecuencia, las pruebas realizadas de esta manera suelen estar alejadas de la línea de producción y, por lo tanto, consumen demasiado tiempo como para ser prácticas para las técnicas de producción de alta velocidad, debido al tiempo de inactividad que implica la realización de las pruebas en los productos.

Hay que tener en cuenta también que no es práctico continuar simultáneamente la producción de los productos o de las piezas en bruto durante el proceso de prueba, ya que de hacerlo se produciría un exceso de producto de desecho en caso de que la caja o el estuche que se está probando no superen las pruebas, por ejemplo, por no ser lo suficientemente fuerte desde el punto de vista estructural para cumplir con los requisitos del cliente. Después de todo, la producción de las cajas se realiza con velocidades de alimentación de la máquina de entre 20 y 400 cajas por minuto, y cada caja puede suponer el uso o la conversión de entre 1 y 8 metros cuadrados de material corrugado, por lo que en el tiempo que se tarda en realizar una sola prueba de compresión de la caja, es decir, en unos 5 minutos, se habrían procesado unas 2.000 cajas o más de material corrugado, que se habrían desperdiciado en caso de que el producto fallara en la prueba de compresión de la caja durante una producción continuada

Además, teniendo en cuenta los márgenes de beneficio en la producción de estas cajas, más el impacto medioambiental de estos residuos, estos niveles de desperdicio son totalmente inaceptables tanto comercial como medioambientalmente, aunque el material pueda ser finalmente reciclable. Por lo tanto, las series de producción siempre se detienen durante los procedimientos de prueba de las muestras.

También debe observarse que durante ese tiempo de inactividad tampoco se puede realizar una producción diferente, ya que cada producción implica una configuración diferente del convertidor y, por lo tanto, una prueba adicional de la muestra.

Recuperar este tiempo de inactividad perdido sería, por tanto, un beneficio significativo para los operarios de dicha maquinaria.

Un beneficio particular puede verse cuando el productor tiene cantidades típicas de pedidos o de producción que implican quizás una media de entre 2.000 y 5.000 cajas por pedido o ejecución, por lo que en el tiempo que se tarda en hacer la antigua prueba, es decir, la prueba de 5 minutos, se habría completado típicamente toda una producción si la prueba, y por lo tanto el largo tiempo de inactividad, no hubiera sido necesaria. Por lo tanto, es muy conveniente tomar medidas para acortar significativamente el tiempo de inactividad.

Además de la desventaja de tiempo de la prueba BCT de la técnica anterior, también se reconoce que la prueba hasta el fallo del embalaje de cartón/caja ensamblada es un modo de prueba relativamente tosco, ya que examina la resistencia última al aplastamiento, en lugar de la resistencia del tablero per se. Por lo tanto, una opción más preferible de prueba sería una prueba de la propiedad material del corrugado, en lugar de la propiedad estructural de la caja. Al fin y al cabo, la comprobación de la resistencia del corrugado evita que la propiedad estructural de las esquinas de la pieza en bruto formada, por ejemplo, proporcione datos inexactos de la prueba de resistencia.

Por lo tanto, se han desarrollado varias técnicas para comprobar la calidad o la resistencia del propio material corrugado, y algunas de ellas proporcionan una lectura característica de la resistencia del material corrugado, mientras que otras se fijan simplemente en el calibre del material.

En lo que respecta al calibre, una forma particular del tablero tendrá un calibre objetivo conocido (es decir, un grosor) dado su diseño (es decir, los materiales utilizados para las capas delantera y trasera, y la flauta, y la forma de esa flauta, por ejemplo, sea una flauta A, una flauta B, una flauta C, una flauta E, una flauta F, una flauta G, una flauta N o una flauta R®). Si el grosor, es decir, el calibre, del tablero después de su procesamiento, por ejemplo al salir de la corrugadora que lo forma, o en el punto de alimentación del aparato convertidor (es decir, antes del pellizco del rodillo de alimentación del mismo), siendo el aparato convertidor una máquina que podría aplicar impresión, pliegues, dobleces, perforaciones u otras etapas posteriores a la formación, o después de salir de ese aparato convertidor, está por debajo de ese calibre objetivo, entonces se sabe que está demasiado comprimido, y por lo tanto potencialmente dañado. Esta prueba básica, sin embargo, es relativamente tosca o insensible a daños menores por aplastamiento, ya que la corrugación tiene una tendencia a ser resiliente, y por lo tanto se recuperará de un cierto grado de compresión, ya sea completamente hasta el calibre objetivo, o sustancialmente hasta ese calibre objetivo, dejando así poca indicación del grado de daño causado al tablero por esa sobre-compresión o daños menores por aplastamiento.

Otra prueba más fiable es, en cambio, una prueba desarrollada más recientemente que se conoce como prueba de rigidez dinámica o DST. Este ensayo mide las características de resistencia de una muestra cortada de una lámina corrugada tras una fuerza de torsión aplicada a la misma. En la figura 2 se puede ver una imagen de un equipo utilizado para este tipo de pruebas. En dicha figura, una muestra 24 está montada en sus extremos en dos pinzas 26, 28, una de las cuales está montada en una unidad de sensor 30 y la otra 28 está fijada a un marco de montaje 32. La pinza fija 28 puede abrirse y cerrarse mediante una palanca 34. Asimismo, la pinza móvil 26 puede abrirse y cerrarse mediante una palanca 36, esta vez en el cabezal 38 de la unidad de sensor 30. Para realizar la prueba, el cabezal 38 se gira inicialmente con respecto a la pinza fija 28 para hacer girar la pinza giratoria 26 y, por tanto, torcer la muestra 24. A continuación, se permite que el cabezal 38 vuelva a su posición original, lo que ocurre mediante una oscilación del cabezal 38 que se rige por la rigidez torsional y la resiliencia de la muestra 24. De este modo, la unidad de sensor 30 puede realizar una lectura de la rigidez y la resiliencia de la muestra 24 basándose, por ejemplo, en la frecuencia, la amplitud y la tasa de decaimiento de dicha oscilación. Esa lectura proporciona así una cifra característica de rigidez representativa que proporciona una indicación de cualquier daño permanente que ya se haya producido en el tablero, como por ejemplo, daños en las corrugaciones de la muestra 24.

Si las corrugaciones han sido dañadas, la rigidez será menor que si las corrugaciones están todavía en una condición no dañada, y la prueba anterior proporciona una clara diferenciación entre las muestras dañadas y las no dañadas. Esta prueba de rigidez dinámica ha resultado ser muy eficaz para proporcionar información de garantía de calidad sobre los materiales corrugados que salen de una corrugadora o de una máquina de conversión (como una máquina de impresión, una máquina de corte o una máquina de plegado/perforación), y ha sido utilizada por múltiples plantas de fabricación de corrugados hasta la fecha. Sin embargo, la prueba es relativamente lenta y su precisión puede depender en gran medida de la diligencia del operario, como se verá más adelante:

El documento US2003136199 divulga un procedimiento y un aparato para medir, supervisar y/o proporcionar una indicación de "daños" materiales en los productos de tablero, en particular el cizallamiento en dirección de la máquina (MD). En este sentido, este documento divulga la aplicación de una fuerza predeterminada a un producto de tablero, de manera que el producto de tablero no se desvíe más allá de su región elástica.

El documento US2003226404 divulga un aparato para probar características de rigidez tales como módulo de elasticidad E de un artículo tal como una pieza de madera que se mueve en una dirección de transporte transversal al eje de la prueba, comprendiendo una unidad del soporte capaz de entrar en contacto con la pieza de madera en dos porciones espaciadas de la misma.

El documento US5511432 se refiere a un soporte para una muestra de ensayo de tablero corrugado diseñado para orientar la muestra en un plano vertical, de modo que la muestra pueda someterse a un ensayo de compresión de canto.

El documento US6386027 describe un procedimiento para medir la resistencia a la tracción en la dirección z de una muestra (2) de papel o cartón en una dirección perpendicular a su superficie, recubriendo la muestra (2) en las dos superficies opuestas con cinta adhesiva de doble cara (5, 5') sensible a la presión para obtener una banda de muestra estructurada en forma de sándwich (3); poniendo, en cada uno de los dos lados opuestos de la banda de muestra (3), una platina de comprobación de la resistencia a la tracción (10, 10') en contacto con la superficie libre de la cinta adhesiva de doble cara (5, 5') sensible a la presión; fijar, en cada uno de los dos lados opuestos de la banda de muestra (3), las platinas de comprobación de resistencia a la tracción (10, 10') a la superficie libre de la cinta adhesiva de doble cara (5, 5') sensible a la presión; separar las platinas de comprobación de resistencia a la tracción (10, 10') mediante el uso de una fuerza de tracción; y medir la fuerza de tracción necesaria para romper la muestra (2) en un plano entre sus superficies opuestas; caracterizado porque pueden realizarse varios ensayos de resistencia a la tracción en dirección z en lugares separados de una banda de muestra continua (3).

El documento US6041661 divulga un procedimiento y un aparato para obtener datos relativos a las características de fallo por compresión de un revestimiento de una muestra de tablero.

Como se muestra en la Figura 3, el proceso de producción de las muestras 24 implica el uso manual de una forma de guía 40 que tiene dos guías de corte paralelas 42 a través de las cuales se puede utilizar un cuchillo especial como un cuchillo Stanley ® para cortar la muestra. A continuación, para obtener una longitud consistente, la forma de guía 40 se gira para utilizar los bordes largos exteriores de la misma como guía para cortar una longitud predeterminada para las muestras 24. Dichas muestras pueden entonces montarse dentro de las dos pinzas 26, 28 y luego probarse. El afilado de la cuchilla utilizada puede determinar si las muestras se cortan limpiamente, y dado que un corte no limpio puede por sí mismo introducir daños en las corrugaciones/flautas, esto hace que el uso de cuidado, y en particular el uso de un cuchillo afilado, sea importante. Asimismo, la presión aplicada sobre la forma de guía 40 puede variar de un usuario a otro, y si se aplica una presión demasiado fuerte también puede dañar las flautas. Además, la sujeción de la muestra en las pinzas puede introducir errores o daños, por ejemplo, si se sujeta con demasiada fuerza (y no todas las muestras tendrán un grosor común, por ejemplo, muestras de diferentes tipos de tarjetas). Por último, aunque la prueba en sí es rápida -aproximadamente 15 segundos-, la preparación de la muestra a partir de una lámina extraída de la línea de producción, y el montaje de la muestra en el banco de pruebas, pueden hacer que todo el procedimiento dure quizás 2 o 3 minutos por muestra, incluso para un operario experimentado. Por lo tanto, aunque esto puede ser más rápido que una prueba de compresión de cajas, y más preciso que una simple prueba de calibre, incluso esta prueba es demasiado lenta para ser extendida a todas las aplicaciones comerciales, o para todas las tiradas de producto en una línea de producción dada, o para el ajuste fino de una tirada de producción a través de múltiples pruebas repetidas después de los ajustes de calibración de los rodillos. Por lo tanto, en la práctica se realiza de forma inconsistente, o sólo irregularmente.

Por lo tanto, sería deseable proporcionar un procedimiento de prueba más rápido, pero igualmente preciso, para utilizarlo dentro de la línea de producción o junto a ella, de modo que se pueda utilizar con regularidad y coherencia y permitir así que un fabricante pueda realizar siempre la prueba y, por lo tanto, calibrar mejor las presiones de los rodillos, y también ofrecer a los clientes un certificado de conformidad para el producto que sale de la línea de producción. De este modo, se puede garantizar al cliente la calidad, la consistencia y las características de rendimiento de los espacios en blanco o los productos de embalaje que se le suministran.

Según un primer aspecto de la presente invención, existe un procedimiento de prueba de tableros como se define en la reivindicación 1.

Un procedimiento de prueba de una característica estructural de un tablero corrugado puede comprender tomar un tablero corrugado de una corrugadora o convertidor, ubicando al menos una parte del tablero en una máquina de ensayo, realizando una prueba de compresión no destructiva en una región de muestra de la parte del tablero dentro de la máquina y proporcionando una lectura de la característica de prueba de compresión de esa región del tablero, comparando esa lectura característica con una lectura característica de ensayo de compresión predefinida aceptable que debería tener ese diseño de tablero corrugado y concluyendo a partir de la comparación si el tablero, o esa región de muestra del tablero, cumple un parámetro de rigidez de compresión requerido.

Preferiblemente, el tablero es una pieza en bruto completa para formar una caja o un embalaje. Preferiblemente, se comprueba cuando aún está desplegado o sin ensamblar la caja. Sin embargo, es posible que el tablero sea una pieza en bruto plegada, un producto parcialmente plegado o una caja totalmente ensamblada, aunque preferiblemente con un borde de tablero accesible para su inserción en la máquina de ensayo. La máquina de ensayo tiene preferentemente una ranura para recibir ese borde.

Típicamente la prueba se realiza sobre una caja, o en pieza en bruto plegada, o en una pieza en bruto parcialmente plegada, en lugar de una pieza en bruto plana o desplegada, cuando el tablero sale de la línea de producción en esa condición plegada, ensamblada o parcialmente ensamblada.

Una realización alternativa es aquella en la que el tablero que se va a probar es una hoja de tablero corrugado antes de pasar por un convertidor.

Otra forma de realización es cuando el mismo tablero, pieza en bruto o pieza en bruto plegada se prueba más de una vez, incluyendo una prueba antes de pasar por un convertidor y una prueba posterior después de pasar por el convertidor. Esta es la disposición preferida para la configuración inicial de una tirada de producción.

Se prefiere que el tablero no sea una muestra cortada a partir de una lámina que sale de la línea de producción, sino que sea un miembro corrugado grande, como una pieza en bruto completa, por ejemplo, que tenga una dimensión lineal, como una anchura o una longitud, de al menos 30 cm.

Al salir directamente de la línea de producción, en lugar de ser una muestra cortada de la lámina que sale de la línea de producción, se necesita menos procesamiento, o incluso ningún procesamiento, antes de realizar la prueba en el tablero o lámina. De este modo, se acelera el proceso de prueba de manera significativa, permitiendo potencialmente múltiples pruebas por minuto.

Una disposición preferida es aquella en la que la prueba puede llevarse a cabo en una hoja o tablero situado en la zona de alimentación del convertidor en un plazo de 10 segundos, de manera que coger la hoja, realizar la prueba y devolver la hoja a la zona de alimentación no lleva más de 10 segundos.

En los ejemplos preferidos, se prefiere que la hoja o tablero tenga al menos 30 cm de ancho. Es preferible que también tenga al menos 20 cm de longitud. Es preferible que tenga al menos 1 m de ancho y más preferiblemente que tenga al menos 30 cm de largo.

Anteriormente, las piezas en bruto terminadas (o las láminas/tableros que tenían una dimensión superior a 20cm, 30cm o 1m) generalmente no podían utilizarse directamente en los procedimientos de prueba de calidad o en los aparatos de prueba de calidad, ya que eran demasiado grandes para el equipo de prueba. Incluso en la compresión de cajas, los cartones no se utilizan "directamente", sino que primero hay que doblarlos para formar la caja, por lo que el equipo de ensayo de compresión de cajas sólo probaba las cajas ensambladas hechas con los cartones, en lugar de los propios cartones.

Según un segundo aspecto de la presente invención también se proporciona una máquina de ensayo como se define en la reivindicación 8.

Una máquina de ensayo está adaptada para llevar a cabo un procedimiento como el definido en la reivindicación 1, en el que la máquina de ensayo comprende:

a) una superficie de soporte sobre la que puede apoyarse la región del tablero,

b) una placa de presión con la que se puede aplicar una fuerza de prueba a un lado opuesto del tablero para aplicar una fuerza de compresión a través del espesor del tablero hacia la superficie de apoyo,

c) uno o más sensores para detectar una deflexión y una fuerza del tablero y

d) una tabla de consulta para cotejar los datos detectados con un parámetro predeterminado de fuerza por deflexión.

El procedimiento es como el descrito anteriormente con respecto al primer aspecto de la invención.

Preferiblemente, la prueba de compresión implica la provisión de un aparato de prueba que tenga una ranura en el mismo adaptada para acomodar el grosor del tablero de manera que permita que el tablero, o la sección del mismo que se va a probar, sea encajado en la misma.

Preferiblemente, el ensayo implica múltiples pruebas del tablero, por ejemplo, en diferentes regiones de muestra del mismo, con el fin de proporcionar una gama de características de ensayo de compresión a lo largo de la superficie, anchura o longitud del tablero. La característica global determinada del tablero podría ser entonces una media de esas lecturas. Los múltiples resultados de las pruebas no son esenciales, pero se prefieren, especialmente en el caso de las piezas en bruto utilizadas para formar objetos de varias caras, ya que los rodillos utilizados en el conformado o la conversión del tablero pueden estar dispuestos de forma no uniforme a lo largo de la anchura de la hoja que pasa por esas máquinas, y es posible que se quiera probar cada lado del objeto que se va a formar.

En lo que respecta a los rodillos, pueden producirse presiones incoherentes de los rodillos debido a una configuración incorrecta o al desgaste de un rodillo, que puede manifestarse como un ahusamiento de un rodillo, de modo que se produzca una presión no uniforme sobre la hoja o la pieza en bruto a lo largo de su anchura. También puede formarse una conicidad del cilindro, que puede dar lugar a una sección central más ancha (o más estrecha) en el tablero en comparación con una o ambas secciones de borde del tablero. Otras formas de desgaste, o una configuración incorrecta, pueden incluso producir ondulaciones a lo largo o ancho del tablero. Las pruebas en múltiples posiciones pueden identificar fallos localizados, o alineaciones incorrectas de los rodillos, en la línea de producción, lo que permite corregirlos cuando sea posible, a menudo simplemente pulsando uno o varios botones en un panel de control de los aparatos de producción.

Dado que los ensayos se realizan sobre una pieza en bruto completa, en lugar de muestras cortadas de la misma, los ensayos pueden ser muy rápidos. De hecho, con el equipo de pruebas que se muestra en la realización preferente, se pueden llevar a cabo múltiples pruebas y ajustes del aparato en un minuto, por lo que se puede realizar una prueba en una primera muestra y, si se identifica un fallo, se puede ajustar la corrugadora o el aparato de conversión cambiando los pesos de la prensa o las velocidades de alimentación o similares (normalmente a través de un controlador que se acciona por medio de botones, o el panel de control antes mencionado) y, a continuación, se puede sacar una siguiente muestra de la línea de producción y repetir las pruebas en ella para ver si se ha corregido el problema. De este modo, se ha comprobado que al menos cuatro de estas comprobaciones, y cuando sea necesario cualquier pequeño cambio de alineación de presión/alimentación, pueden llevarse a cabo en un minuto, por lo que la presente invención puede proporcionar tiempos rápidos de preparación de la línea de producción entre órdenes de trabajo, o identificaciones y correcciones rápidas de fallos, para la línea de producción. Así, esta invención puede reducir significativamente el tiempo de inactividad de los equipos de la línea de producción. Esto es especialmente útil en el caso de los equipos de conversión de tableros, ya que dicha maquinaria puede llevar a cabo una serie de procesos diferentes, muchos de los cuales pueden tener un efecto perjudicial en una hoja de corrugado si se llevan a cabo de forma incorrecta, o con la configuración de rodillos incorrecta, como por ejemplo en lo que respecta a las distancias de separación y las presiones. Estos procesos pueden incluir la aplicación de cola, la aplicación de colores o tintas, la adición de códigos de barras, la adición de pliegues, hendiduras, líneas de puntuación, perforaciones y cortes, además del propio montaje del producto en algunas situaciones. Estos convertidores también tienen rodillos de alimentación para pellizcar la pieza en bruto para introducirla en la máquina, y eso puede dañar fácilmente una pieza en bruto si está mal configurada.

Con la presente invención, el tablero, es decir, el material del corrugado, puede probarse tanto en forma plana como en forma ensamblada (o parcialmente ensamblada) siempre y cuando, en la realización preferente, se pueda acceder a un borde del tablero e insertarlo en la ranura del aparato de prueba.

Se prefiere que la prueba se lleve a cabo en más de un área de la pieza en bruto y que los resultados se comparen o se sometan a un proceso de promediación, de manera que se puedan identificar los fallos localizados y, por lo tanto, se puedan observar las tendencias, o de manera que sólo un fallo menor, o un fallo extraño, no provoque necesariamente el fallo del tablero en su conjunto. Así se evita que los defectos localizados u ocasionales/erráticos provoquen un desperdicio importante de producto. Esto es beneficioso, ya que, por lo general, la integridad de toda la caja no se ve comprometida por una sola zona débil localizada.

Dado que no es necesario cortar muestras de prueba del tablero, la presente invención también evita los problemas de salud y seguridad derivados de la presencia de cuchillos o equipos de corte adyacentes pero separados de la línea de producción en la planta de la fábrica. Esta es otra ventaja de la presente invención.

Las pruebas pueden centrarse en las características de fallo de un corrugado, más que en el punto de fallo absoluto:

Los inventores han reconocido que un corrugado no dañado no tiene un punto de fallo singular, sino que se caracteriza por un modo de fallo de varias etapas que tiene tres puntos de fallo distintos. Esto se desprende de la revisión de los trazos de deflexión frente a la carga en las figuras 5 a 10. Por lo tanto, los presentes inventores han hecho uso de esta característica específica de fallo para poner a punto un aparato de prueba con el fin de proporcionar resultados de prueba más rápidos, y de manera no destructiva. Al igual que con la prueba de rigidez dinámica, pero a diferencia de la prueba de compresión en caja, un fallo completo del tablero no es parte de la prueba, por lo que la prueba de la presente invención puede llevarse a cabo rápidamente en una muestra una vez que esa muestra se encuentra dentro del aparato de prueba. Sin embargo, a diferencia de la prueba de rigidez dinámica, la presente invención puede llevarse a cabo en el propio tablero, en lugar de requerir que se corte una muestra del mismo. Según el tercer aspecto de la presente invención, por lo tanto, se proporciona un procedimiento de prueba de tableros llevado a cabo por una máquina de ensayo, el procedimiento comprende colocar un tablero de un tipo conocido de material corrugado entre una placa de soporte y una placa de presión de la máquina, cargando el tablero mediante el movimiento de la placa de presión en relación con la placa de soporte con el fin de comprimir el tablero entre ellas, tomar lecturas de carga y deflexión con uno o más sensores montados en la máquina o dentro de ella, y emitir al menos un par de lecturas de carga y deflexión para compararlas con una lectura predeterminada para esa deflexión dada para ese tipo de tablero, siendo esa deflexión una distancia que no excede el 90% de un primer punto de fallo medio predeterminado para ese tipo de material corrugado.

Preferiblemente, el procedimiento también implica tomar un calibre del tablero en un punto de carga que no exceda de 20N/cm2 en la zona de carga, o más preferiblemente 10N/cm2 en la zona de carga, pero preferiblemente que exceda de 1N/cm2, o más preferiblemente 3N/cm2 Este calibre puede considerarse como un calibre de referencia con una supuesta desviación sustancialmente nula. La lectura de este calibre se realiza utilizando lo que generalmente se denomina "aterrizaje suave", que suele tener los niveles de carga indicados anteriormente. Esto puede ser de 5N a 30N en total en algunas realizaciones. La carga de aterrizaje suave preferida es de unos 10N.

Para una máquina de ensayo típica, la placa de presión tiene una superficie plana, en forma de disco, orientada hacia el tablero. Preferiblemente tiene un diámetro de unos 20 mm. Como tal, tiene una superficie de apoyo contra el tablero de unos 3,14cm2. La forma o el diámetro puede variar, pero preferiblemente tiene una superficie entre 2 y 10cm2.

Preferiblemente, la placa de presión está conectada a un mecanismo de accionamiento para impartir una fuerza de carga contra la pieza en bruto de hasta al menos 500N o, en otra realización, de hasta al menos 1000N. Preferiblemente, el calibre de referencia, correspondiente a una supuesta deflexión sustancialmente nula, se toma con una carga de entre 10 y 40N.

El procedimiento también puede comprender la toma de un punto de referencia del calibre cero mediante el movimiento de la placa de presión contra la placa de soporte, y su posterior retracción, todo ello antes de la inserción del tablero entre ellas.

El primer punto de fallo de un tablero corrugado es el punto de deflexión de un tablero en el que se produce un primer pico de carga. Esto se corresponde con el punto en el que el primer arco de una flauta del tablero, es decir, una corrugación, falla por primera vez, es decir, se dobla. A continuación, se produce un segundo fallo puntual, que es cuando falla el arco de la flauta opuesta, es decir, también se dobla. A continuación, se produce un fallo puntual final en el que las paredes de la flauta (que unen los arcos de la flauta) también fallan, es decir, también se doblan. Esto se considera entonces un fallo estructural completo de la corrugación. Las figuras 35 a 38 proporcionan imágenes representativas de la forma de estos fallos para un primer tipo de corrugación encolada (en la que los arcos están pegados a las caras superior e inferior del tablero, respectivamente).

El aparato de prueba también toma una medida del calibre del tablero ya que esto proporciona la referencia del punto de deflexión cero. Sin embargo, esto también puede ser para hacer referencias cruzadas dentro de una tabla de consulta que comprende esa lectura predeterminada. La medición del calibre puede proporcionar una indicación tosca de un fallo en caso de que la medición del calibre del tablero no coincida o si varía en más de un delta predeterminado con respecto a una medición media predeterminada del calibre para ese tipo de tablero.

También se prefiere que se tomen dos lecturas del calibre - una primera antes de la conversión del tablero por el aparato convertidor, y luego una segunda después de esa conversión. Esto puede ofrecer una determinación más tosca del fallo - por ejemplo, si las dos lecturas del calibre difieren en más de una cantidad predeterminada para el tipo de tablero, pero lo más útil es que proporciona datos adicionales para la determinación del daño.

En una realización preferente, la prueba busca un delta de deflexión para una carga determinada. En la disposición preferida, esto se calcula como la medición inicial del calibre (por ejemplo, el calibre del extremo de alimentación (es decir, antes de que el convertidor lo pellizque con sus rodillos de alimentación), menos la medición del calibre del panel (es decir, la segunda medición del calibre - tomada después de la conversión) más la deflexión medida a partir de esa segunda medición del calibre cuando ese panel se somete a la carga preestablecida de la prueba. Esa carga actual puede ser del orden del 50 al 95% de la carga predeterminada del tipo de tablero de la muestra para lograr un primer punto de fallo, y más preferiblemente a aproximadamente el 85% de la carga de ese primer punto de fallo. Si el delta de desviación supera un delta objetivo, entonces es un fallo. Si no es así, es un pase.

El uso de dos calibradores (uno antes y otro después de la conversión) evita que una pequeña deflexión posterior a la conversión, por ejemplo, con un 85% de carga, dé un falso positivo. Después de todo, si el tablero fue aplastado demasiado por el convertidor, potencialmente no se recuperaría elásticamente, y por lo tanto tendría un calibre más pequeño en el punto de aterrizaje suave, y entonces tendría una mayor rigidez a partir de entonces (por lo tanto se desvía menos y causa un falso positivo, aparte de la presencia del calibrador anterior a la conversión que corrige eso).

Las Figuras 5 a 10 muestran varias trazas para varios tipos de tableros diferentes, con varios materiales diferentes utilizados en la construcción de los mismos, incluyendo trazas (en algunos casos) tanto para una primera prueba en un tablero hasta un cierto punto de fallo, por ejemplo, fallo en el primer o segundo punto, pero no en el tercer punto y luego una prueba de seguimiento en la misma muestra de tablero para mostrar cómo ese tablero parcialmente fallado presenta una respuesta diferente a la carga hasta el punto de fallo del tercer punto (completo), ilustrando así que es posible identificar un fallo por compresión de un tablero incluso cuando no se ha producido un fallo completo - puede identificarse por la ruta de trazado inferior a través de, al menos, el punto en el que se habría esperado el fallo del primer punto.

La presente invención se caracteriza, por lo tanto, por el análisis de los datos de fuerza frente a la deflexión de un tablero que se está ensayando frente a la respuesta esperada para dicho tablero - predeterminada a través de ensayos previos de un tablero del mismo tipo que se sabe que está en buenas condiciones.

La invención se centra en la carga requerida para proporcionar una primera deflexión del tablero, siendo dicha deflexión en un punto situado a aproximadamente el 85% del primer punto de deflexión de fallo, o a la inversa, la deflexión alcanzada tras una carga del 85% (de la carga requerida para alcanzar el primer punto de deflexión de fallo) y proporcionando una indicación de aprobación o característica de calidad para el tablero que se está probando basada en una comparación de la fuerza/deflexión real frente a la fuerza/deflexión esperada para dicha deflexión/fuerza.

Dado que el primer punto de fallo no se cruza, se trata de una prueba no destructiva.

La deflexión o fuerza de prueba está entre el 50 y el 90% de la deflexión o fuerza esperada necesaria para alcanzar un primer punto de fallo.

Preferiblemente, el sistema comprende una base de datos o una tabla de consulta que incluye datos de prueba para tableros de varios tipos diferentes, de modo que el aparato pueda buscar las lecturas apropiadas para una estructura de tablero determinada. Preferiblemente, esta tabla de consulta tiene datos sobre las respuestas de deflexión y/o fuerza además de los datos sobre la forma del propio tablero, como al menos algunos de los siguientes: tipo de perfil de la flauta, pesos y tipos de material, incluyendo datos separados para al menos algunos de los materiales de la banda superior, b) materiales de la banda inferior, c) materiales de la flauta, d) estructura de las capas (es decir, diseños de tres paredes o dos paredes) y e) calibres, y posiblemente también no sólo las deflexiones/fuerzas del primer punto de fallo, sino también las deflexiones/fuerzas del segundo punto de fallo y las deflexiones/fuerzas del tercer punto de fallo.

Preferiblemente, para cada estructura de tablero se asigna un "código de tipo de tablero" identificativo, mediante el cual en la tabla de consulta se puede consultar rápidamente todos los detalles de un tipo de tablero determinado haciendo referencia a dicho código.

Preferiblemente, el procedimiento de prueba incluye una prueba de referencia antes de la prueba en el tablero final, donde dicho tablero final sale de una máquina convertidora. Esta prueba de referencia puede realizarse sobre un tablero sacado de la corrugadora, es decir, antes de pasar al convertidor. Otra posibilidad es tomarla del convertidor, pero antes de que sea pellizcada inicialmente por el rodillo de alimentación del mismo. Esto se conoce comúnmente como tablero de alimentación.

La prueba de referencia permite anotar por separado cualquier daño aplicado al tablero por la corrugadora o la unidad convertidora, con lo que se puede ajustar la corrugadora si es necesario, o en cambio la unidad convertidora si el daño sólo se produce en la unidad convertidora. Por ejemplo, puede ser necesario ajustar la presión de los rodillos de alimentación, de los rodillos de entintado o de los rodillos de corte/incisión/perforación/plegado de la unidad convertidora para garantizar que no se dañe el tablero a su paso, en lugar de tener que realizar un proceso de prueba y error con la corrugadora y la unidad convertidora para identificar dónde se ha producido el daño. También puede proporcionar un calibrador de corrección o de referencia para el tablero final muy dañado para que la deflexión del mismo en la prueba de compresión posterior a la conversión no dé un falso pase.

Con la presente invención, se puede proporcionar un resultado de la prueba dentro de hasta 5 segundos o hasta 10 segundos de la inserción de un tablero en el aparato de prueba, ya que el grado de compresión requerido para obtener una lectura es pequeño - típicamente menos de 1mm, y quizás menos de 0.8mm, o incluso 0.5mm, y más preferiblemente hasta aproximadamente 0.4mm. Sin embargo, los diferentes tipos de tableros pueden requerir diferentes grados de compresión para realizar la prueba, ya que algunos sólo requieren una compresión de hasta 0,35 mm para determinar un fallo o un pase. Dado que la prueba se puede realizar rápidamente, se pueden hacer múltiples pruebas y ajustes en la unidad de conversión o en la corrugadora en un minuto, lo que permite una rápida puesta a punto de la unidad de conversión o de la corrugadora, reduciendo así el tiempo de inactividad de la misma durante los cambios de pedidos, o cuando hay cambios de rodillos o de suministro de material durante un día determinado.

Un aparato de prueba preferido tiene una velocidad de avance para el brazo de carga, es decir, la placa de presión, de unos 12,5 mm por minuto, o entre 5 y 20 mm por minuto.

La carga utilizada en la prueba se denomina a veces carga de par. Esto se debe a la forma de accionamiento de la placa de presión - tiene un motor y es la salida del par motor. Por lo tanto, el par motor necesario para alcanzar el primer punto de fallo sería el par del primer punto de fallo o el 100% del par. Esto está predeterminado por las pruebas en los tableros de muestra. Sin embargo, el par para la prueba de pase/fallo sería entonces un porcentaje de ese par del 100%, es decir, entre el 50 y el 95% de ese par del 100%, es decir, preferiblemente alrededor del 85% de esa primera carga de par del punto de fallo. La carga, sin embargo, suele ser una carga de compresión del tablero, en lugar de un par aplicado al propio tablero. De hecho, se prefiere que la carga no sea una carga de par en el tablero o panel, y que en su lugar sea más simplemente una prueba de compresión entre la placa de soporte y la placa de presión.

Por lo tanto, en disposiciones preferidas, puede haber dos opciones para obtener un resultado de pase/fallo: 1. introducir un valor de par de aproximadamente el 85% del primer punto de fallo y medir la deflexión - si es menor que un valor de deflexión objetivo, entonces la placa es un pase, pero si es más que un valor de deflexión objetivo es un fallo.

2. introducir un valor de deflexión objetivo para que el cilindro logre desde el punto de aterrizaje suave y medir el par resultante requerido por el cilindro para lograr ese valor de deflexión objetivo, y si es, por ejemplo, alrededor del 80% del par de fallo del primer punto, entonces el tablero es bueno, pero si es mucho más bajo, digamos del 30 al 40%, entonces el tablero ha sido previamente aplastado por fallo en el primer punto y, por lo tanto, es un fallo.

Hay que tener en cuenta que puede haber un delta entre los puntos de pase y fallo, es decir, una condición "ámbar", que puede significar un resultado no concluyente, o para crear un margen para acomodar pequeñas imperfecciones localizadas. Sin embargo, esto no es esencial.

Una pieza en bruto preformada y preparada para ser ensamblada en un embalaje o caja puede comprender una capa superior, una capa inferior y al menos un corrugado entre ellas, y además comprende una certificación con respecto a las características estructurales de la misma que ha sido autentificada durante el proceso de producción de dicha pieza en bruto utilizando el procedimiento o aparato descrito anteriormente o en el presente documento.

Preferiblemente, el tablero es el resultado de una tirada de producción ajustada, en la que la retroalimentación del procedimiento de prueba permitió ese ajuste a través de un ajuste de la unidad corrugadora o convertidora, como un ajuste de la separación de los rodillos, una alineación de los rodillos o una presión de los rodillos.

Un aparato para ensayar tableros de corrugado está provisto de una placa de soporte, una placa de presión, un bastidor, un mecanismo para mover la placa de presión con respecto a la placa de soporte, y un equipo de sensores, preferiblemente en forma de sensores de carga y sensores de movimiento para medir los movimientos y las fuerzas experimentadas por la placa de presión o la placa de soporte o ambas, y una ranura para recibir un tablero entre la placa de soporte y la placa de presión, la ranura se extiende a todo lo ancho del aparato.

Preferiblemente, la placa de presión 48 está adaptada para el movimiento a través de un mecanismo de desplazamiento con detección de fuerza 56, integrando así el sensor de carga en el mismo junto con el sensor de desplazamiento.

Preferiblemente, el aparato comprende una pantalla integrada.

Preferiblemente, la pantalla es una pantalla táctil para controlar las operaciones del aparato. Preferiblemente, la pantalla indica la información de pase o fallo del tablero. Esto puede ser a través de un indicador de semáforo, por ejemplo, con verde o ámbar para un pase o pase preliminar y rojo para un fallo.

Preferiblemente, el aparato está preparado para tomar múltiples lecturas de la prueba y proporcionar una puntuación de pase o fallo basada en múltiples lecturas. Esto es preferible en lugar de utilizar una sola lectura, aunque también se pueden proporcionar las puntuaciones individuales de pase o fallo de cada prueba. Preferiblemente, los resultados múltiples se promedian para proporcionar la puntuación de pase o fallo.

El movimiento de la placa de presión puede ser proporcionado mecánicamente, hidráulicamente, neumáticamente, a través de un accionamiento por tornillo o por correa. El medio preferido utiliza un actuador de bobina móvil, debido a su precisión. Puede ser un actuador de tipo bobina de voz.

Preferiblemente, la placa de presión es más pequeña que la placa de soporte.

Preferiblemente la placa de presión tiene una dimensión exterior que no excede de 30mm y más preferiblemente es un disco redondo de 25mm o 20mm. Proporcionando una placa de presión pequeña, cargas más pequeñas son necesarias emprender la prueba, puesto que sobre un área más grande, una fuerza más grande es necesaria proporcionar la compresión total necesaria para causar la desviación del tablero.

Una línea de fabricación de piezas en bruto corrugadas puede implementar un aparato como el definido anteriormente.

Una línea de fabricación de piezas en bruto corrugadas puede caracterizarse por la implementación en una pieza en bruto fabricada o en un producto de la misma de un procedimiento como el definido anteriormente.

Una línea de fabricación de piezas en bruto corrugadas puede caracterizarse por la implementación en la misma de una máquina de ensayo como la definida anteriormente.

Una línea de fabricación de piezas en bruto corrugadas, tal y como se ha definido anteriormente, puede tener presiones de rodillos calibrados para su corrugadora o su convertidora para su tirada particular de piezas en bruto o productos fabricados a partir de piezas en bruto. Estos rodillos calibrados producen un suministro más fiable de productos sin fallos, reduciendo así la probabilidad de devoluciones.

Una pieza en bruto o un producto corrugado procedente de una serie de piezas en bruto fabricadas en una línea de fabricación de piezas en bruto corrugadas, tal y como se ha definido anteriormente, con presiones de rodillos calibrados para su corrugadora o su convertidora, o para ambas, para esa serie concreta de piezas en bruto o productos. La pieza en bruto puede optimizarse en cuanto al peso del material gracias a la utilización de la línea inventiva de fabricación de piezas en bruto corrugadas, y por lo general no tendrá fallos, ya que los rodillos de su corrugadora o de su convertidora no aplicaron presiones excesivas o insuficientes sobre ella.

Una pila o bala de piezas en bruto puede proceder de una serie de piezas en bruto fabricadas en una línea de fabricación de piezas en bruto corrugadas, tal como se ha definido anteriormente, que tenga presiones de rodillo calibradas para su corrugadora o su convertidora para esa serie de piezas en bruto en particular. La pila o bala puede optimizarse en cuanto al peso del material gracias a la utilización de la línea inventiva de fabricación de piezas en bruto corrugadas, y por lo general estará libre de fallos, ya que no se han aplicado presiones excesivas o insuficientes a las piezas en bruto por parte de los rodillos de su corrugadora o su convertidora.

Estas y otras características de la presente invención se describirán ahora con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 muestra un aparato de ensayo de cajas;

La figura 2 muestra un aparato de pruebas de rigidez dinámica;

La figura 3 muestra una disposición de cortador de plantillas para cortar muestras para su uso en el probador de rigidez dinámica de la figura 2;

La figura 4 muestra un aparato de ensayo de compresión/deflexión utilizado para formar datos para las tablas de consulta para su uso en la presente invención mediante el ensayo de muestras 50 no dañadas.

Las figuras 5 a 10 muestran los resultados de los datos de las pruebas o los gráficos de las pruebas realizadas con el aparato de la figura 4;

La figura 11 muestra una primera disposición del aparato de prueba de tableros de la presente invención; La figura 12 muestra un detalle de la placa de soporte y de la placa de presión de dicho aparato;

Las figuras 13 y 14 muestran otra realización de un aparato de prueba según la presente invención con una ranura para recibir un tablero en ella para ser probado;

Las figuras 15 a 19 muestran ejemplos de disposiciones de pantalla para su uso en la pantalla del aparato de ensayo durante un proceso de ensayo preferido;

Las figuras 20 a 34 muestran una disposición preferida del aparato de ensayo y su modo de fabricación; La figura 35 ilustra esquemáticamente una sección a través de una lámina corrugada que tiene una buena corrugación en el núcleo de la misma, con la forma de las flautas claramente ilustrada;

La figura 36 muestra esa misma lámina corrugada pero después de un primer fallo puntual en el que las coronas de parte de la forma de ondas de las corrugaciones han colapsado. La altura del tablero se reduce correspondientemente en comparación con la figura 35;

La figura 37 muestra esa misma lámina corrugada después de un segundo fallo puntual en el que las coronas opuestas, o todas las coronas, han fallado. La altura del tablero vuelve a reducirse de forma correspondiente, ahora en comparación con la figura 36; y

La figura 38 muestra un fallo completo de la corrugación/flautas, por lo que han fallado tanto las coronas como las paredes entre las coronas. De este modo, la lámina es tal que el tablero corrugado ha colapsado por completo, por lo que las corrugaciones ofrecerán una resistencia mínima a la compresión. Así, la altura del tablero se reduce aún más, ahora en comparación con la figura 37.

Refiriéndonos en primer lugar a la figura 1, se ilustra un aparato de ensayo de compresión de cajas (BCT). Como se ha comentado anteriormente, en este aparato, una caja 10 está situada entre una placa superior 12 y una placa inferior 14 y se comprime hasta el punto de rotura. Normalmente, el fallo es observable en las esquinas de la caja 10, o en los bordes que discurren entre la placa superior 12 y la placa inferior 14, viéndose como un pliegue que se propaga. Este fallo también proporciona una clara caída en la fuerza de soporte de compresión proporcionada por la caja 10, que puede verse fácilmente en un gráfico de deflexión frente a la fuerza, gráfico que puede mostrarse en una pantalla de ordenador adyacente 22 de un ordenador 20. Esta prueba es una prueba bien conocida en la técnica para proporcionar una resistencia a la compresión absoluta de una caja. Sin embargo, desgraciadamente, es algo inexacto en cuanto a la identificación de los tableros que han fallado, ya que el fallo identificado por la prueba viene determinado por el fallo estructural de la caja, y no por el fallo estructural del material de la caja. También es relativamente lento de realizar debido a la necesidad de ensamblar la caja antes de realizar la prueba y debido a las mayores deflexiones necesarias para lograr la detección del fallo y, por tanto, para proporcionar una lectura de la "resistencia de la caja" (ya sea un valor o una indicación de pase/fallo, por ejemplo, si hay una resistencia objetivo).

También debe observarse que, dado que se ensaya toda la caja, en lugar de sólo un área de la misma, las imperfecciones en la cuadratura de las esquinas, o de la veracidad de los pliegues, también pueden dar lugar a deflexiones iniciales significativas a medida que la caja se asienta en el ciclo de compresión de la máquina, por lo que la prueba tiene dificultades para proporcionar lecturas detalladas de la resistencia, en lugar de valores de fallo. Este es un problema común en los ensayos realizados con piezas en bruto completos, o con cajas fabricadas a partir de ellas, pero es menos problemático en los ensayos realizados con muestras extraídas de las piezas en bruto.

Refiriéndonos a la Figura 2, se ilustra una prueba más fiable de este tipo, realizada sobre una muestra extraída de una pieza en bruto. En este ensayo, se toma una muestra de una pieza en bruto y se comprueba con un aparato de prueba de rigidez dinámica o DST. Como también se ha revelado anteriormente, este aparato proporciona una lectura de rigidez dinámica para el material de la pieza en bruto, en lugar de una lectura de resistencia para la pieza en bruto en su conjunto, esta vez a través de una carga de torsión de esa muestra. Se considera que es más preciso y repetible en términos de proporcionar una lectura en cuanto a la calidad del tablero. Sin embargo, estas pruebas ^d S^t tienden a ser un proceso de prueba bastante lento debido a la necesidad de cortar las muestras de la pieza en bruto y luego cargar la muestra primero entre dos pinzas -una en cada extremo de la muestra- y sólo entonces realizar la prueba DST.

Aunque tal vez sea más rápido que la BCT, y más portátil, ya que el aparato DST es significativamente más pequeño que el aparato BCT, el procedimiento de prueba, incluida la preparación de la muestra, todavía puede tardar minutos, y cuando se lleva a cabo en 20 a 30 tiradas de producto por día, como ocurriría en una línea de producción de embalajes de cartón (cada tirada produce un producto diferente, ya sea simplemente una tirada diferente o un tipo de tablero diferente, o un perfil de corte diferente), tal vez con múltiples pruebas que se requieren en cualquier producto dado con el fin de ajustar los pesos de la prensa del aparato de conversión, u otros rodillos, cortadores y plegadores o similares dentro de la línea de producción, incluso esta prueba más rápida todavía se considera demasiado lenta para ser comercialmente viable en todas las tiradas de productos. Después de todo, si cada prueba dura 2 minutos, incluso una sola prueba por producto supone un tiempo de inactividad adicional de 1 hora (2 minutos x 30 cambios de tirada de producto), y ese tiempo se sumará al tiempo de inactividad esencial creado por los cambios de rodillo/material entre las tiradas de producto. No obstante, los resultados de las pruebas son repetibles y fiables, por lo que se reconocen como una buena indicación de la calidad del tablero. Por ello, varias líneas de producción utilizan ahora este tipo de pruebas como procedimiento de comprobación de la calidad del corrugado.

Sin embargo, se ha identificado otro problema con el desarrollo de las pruebas DST: debido a la necesidad de recortar las muestras del tablero que sale de la línea de producción, siendo esas muestras las que necesariamente se cargan en el aparato de prueba (debido al modo de prueba - proporcionando una torsión en la muestra y luego analizando la recuperación elástica), hay una susceptibilidad a la variación en los resultados de la prueba debido a los defectos puestos en las muestras por el proceso de recorte de las muestras, o por el proceso de carga de las muestras en las pinzas 26, 28. Por ejemplo, se puede proporcionar una fuerza de sujeción demasiado alta y, dado que los tableros pueden tener diferentes grosores y resistencias, la regulación o normalización de esa fuerza de sujeción no es sencilla. Por otra parte, si la cuchilla utilizada para cortar la muestra está menos afilada en las muestras siguientes, las corrugaciones pueden sufrir daños variables.

La carga aplicada a la forma guía o a la plantilla de la muestra durante el corte de la misma, o la velocidad del corte (o el número de pasadas de la cuchilla necesarias para completar el corte) también pueden introducir variables.

Por lo tanto, un nuevo procedimiento de prueba sería beneficioso para permitir tanto la precisión como la rapidez en la determinación de si el corrugado cumple con los requisitos de resistencia estándar para el tipo de tablero que es.

Eliminar el uso de una cuchilla en la línea de producción (es decir, para cortar las muestras para las pruebas) también sería deseable, ya que eso puede eliminar los problemas de salud y seguridad relacionados con el uso de tales cuchillas en el lugar de trabajo.

Otro tipo de prueba también se ha llevado a cabo en la práctica, ya que es rápida, y se trata simplemente de una prueba o determinación del calibre de un tablero, es decir, del grosor del tablero. Ese grosor medido puede compararse con el estándar para ese tipo de tablero y si el tablero es demasiado fino (o -menos probable- demasiado grueso), entonces el tablero no cumpliría los requisitos para ese tipo de tablero y podría ser rechazado. Sin embargo, se reconoce que la prueba del calibre es inadecuada para determinar si un tablero está dañado sólo parcialmente, ya que las corrugaciones tienden a tener un grado de resiliencia, por lo que pueden volver a un grosor inicial si sólo se comprime una cierta cantidad (aunque una primera deflexión suficiente para causar algún daño a la estructura de las flautas dentro del tablero). Por lo tanto, una prueba de calibre puede proporcionar una determinación precisa sobre si las flautas están soportando correctamente la altura o el espacio entre las caras del tablero, pero una prueba de calibre no puede determinar si las flautas han emprendido un colapso previo y una recuperación elástica. Esta última deficiencia es un problema, ya que si las flautas han sufrido un primer colapso preliminar (es decir, un primer fallo), el corrugado no tendrá las mismas características generales de rigidez y resistencia que si las flautas no hubieran sufrido ese colapso inicial, más o menos como los cascos de fibra de vidrio: no son tan fuertes después de un primer impacto.

Esta debilidad impartida en las flautas después de una primera compresión parcial puede verse en las trazas de deflexión/carga en el gráfico de la figura 10, donde se realizaron ensayos repetidos en varias muestras, y cada una con diferentes grados de fallo, para mostrar las diferentes características de las trazas en tales circunstancias.

Las pruebas realizadas están numeradas del 1 al 6.

La primera prueba se llevó a cabo simplemente para ilustrar la existencia de fallos de primer, segundo y tercer punto. Para ver la forma general de estos fallos, véanse las figuras 35 a 38, que representan el modo de cada una de estos tres fallos proporcionando una ilustración generalizada de la forma de la flauta en sección en cada punto de fallo.

Los tres fallos puntuales están representados por los tres picos 58, 60, 62 en la traza, correspondiendo el primer pico 58 a un primer fallo de la flauta, como se muestra en la Figura 36. Es cuando la corona de una primera de dos flautas opuestas dentro de la forma de onda de las flautas falla (o se dobla). El segundo pico 60 indica entonces un segundo fallo de la flauta, correspondiente a la figura 37, donde las coronas de las formas de onda superior e inferior de la flauta colapsan, fallan o se doblan. El tercer pico 62 indica entonces un colapso final del tablero. En este fallo, las paredes entre las coronas también comienzan a colapsar, fallar o doblarse. Véase la figura 38.

La segunda prueba se llevó a cabo con una nueva muestra sin daños. Su trazo se muestra desplazado a lo largo del eje X en relación con el primer trazo, pero esto sólo representa un punto de partida diferente allí - las fuerzas medidas durante las características de carga son por lo demás claramente similares al primer trazo.

Como puede observarse, en esta segunda prueba, la carga se inició, pero también cesó antes de que el grado de compresión provocara una fuerza de carga correspondiente a ese primer punto de fallo 58, es decir, la carga alcanzó su punto máximo a unos 500N, mientras que el primer punto de fallo se produjo en la primera traza a una carga de unos 600N. Por lo tanto, las flautas sufrieron cierto grado de flexión, pero la flauta no falló.

Al liberar la compresión, el tablero reasume elásticamente su espesor inicial.

Esa misma muestra se probó de nuevo en una tercera prueba (una segunda prueba para esa segunda muestra) y se puede ver claramente que el trazo repite la misma curva, aunque desplazado de nuevo a lo largo del eje x (en aproximadamente 0,1 mm) en el gráfico debido a que de nuevo tiene un punto de partida diferente (por ejemplo, ya que la recuperación elástica no fue perfecta, por lo que puede haber habido un calibre ligeramente más pequeño - tal vez los 0,1 mm mencionados anteriormente).

A continuación, se llevó a cabo una cuarta prueba en otra muestra nueva (primera prueba para esta tercera muestra) y esa muestra se probó a través del primer punto de fallo, pero se detuvo debido a una mayor deflexión justo antes del segundo punto de fallo - en un punto de deflexión por encima y más allá del punto de carga del primer punto de fallo 58, pero menos que el segundo punto de fallo 60. Esto se hizo para poder realizar una prueba posterior con esa misma tercera muestra, pero esta vez siendo esa muestra una muestra parcialmente fallida.

La quinta prueba es la segunda prueba sobre esa tercera muestra, es decir, una prueba sobre una muestra que ha fallado parcialmente, y como puede verse el primer pico de fallo 58 simplemente no se produce, y el trazo sigue inicialmente una trayectoria mucho más baja hacia el segundo punto de fallo. Luego, el trazado simplemente fluye hacia el segundo punto de fallo 60 (aunque la compresión de esta tercera muestra tampoco fue llevada a ese segundo punto de fallo 60.

La sexta prueba se realizó de nuevo con esa tercera muestra, pero esta vez se llevó a un fallo final. El trazado está de nuevo ligeramente desplazado debido a un punto de partida diferente, pero inicialmente sigue en general el trazado de la 5' prueba.

También se puede ver en esta sexta prueba que la carga requerida para el segundo punto de fallo 60 es aproximadamente la misma que en la primera prueba (alrededor de 900N). Asimismo, la carga para su fallo final también fue similar a la de la primera prueba (alrededor de 1700N).

El final del trazo que va hacia arriba indica simplemente la compresión total del tablero donde la carga aumenta a medida que las placas del aparato de prueba se empujan entre sí a través de la muestra corrugada comprimida.

De lo anterior se desprende, por tanto, que la observación de las características de carga en respuesta a las deflexiones iniciales puede dar una indicación de si el tablero ha sufrido ya un primer fallo puntual. Un fallo de este tipo es el que podría producirse en un tablero corrugado durante el proceso de corrugación o durante el proceso de conversión, por ejemplo, si los huecos de los rodillos o las presiones de los rodillos se ajustan de forma incorrecta, pero que, sin embargo, no sería detectable mediante una prueba de calibre. Por lo tanto, la presente invención trata de detectar dicho fallo para permitir que se certifique que un tablero suministrado cumple con los requisitos del tipo de tablero que se suministra.

Debido a la inexistencia del primer punto de fallo en un tablero dañado resultante de un primer fallo de flauta, una comparación de la curva de trazado o de fuerza frente a la deflexión permite determinar si un tablero que ha sido sometido a un proceso de transformación en una convertidora o corrugadora de rodillos ha sido dañado por dicho proceso o no. Si presenta las características iniciales de resistencia de un tablero no dañado, seguirá una trayectoria hacia un primer punto de fallo, pero si ha sido dañado por ese procesamiento de manera que ya ha asumido el daño de las flautas, en su lugar mostraría una característica de carga más baja al principio antes de revertir hacia el segundo punto de fallo.

Por lo tanto, es posible, mediante la comparación de los datos de prueba de una muestra viva, y comparándolos con los datos de prueba esperados para una muestra pre-probada de una forma no dañada, determinar en una prueba no destructiva si una muestra está dañada de esa manera, o no.

Refiriéndonos a la Figura 4, se muestra un aparato de prueba que puede utilizarse para producir datos de muestra para una tabla de búsqueda en productos no dañados. En este ejemplo, se cortan discos de un diámetro típico de 80 mm a partir de tableros que se sabe que no han sido dañados, y de ellos se pueden obtener los datos de la prueba, por lo que se pueden obtener los datos detrás de la curva correspondiente a la de la primera prueba de la figura 10 para todas las diferentes formas de tablero que se van a producir en la línea de producción. Esto puede incluir datos de pruebas para tableros hechos con diferentes láminas superiores, diferentes láminas inferiores, diferentes corrugaciones (formas, frecuencias y amplitudes), además de diferentes grosores de corrugación/tablero, y números de capas. Estos datos se pueden proporcionar para una tabla de búsqueda para comparar con los datos reales del producto de la línea de producción, por ejemplo, para un producto vivo.

Refiriéndonos a la Figura 5, se muestran seis trazos de pruebas separadas hasta el fallo, siendo cuatro de ellos sobre material no dañado y dos de ellos sobre material dañado, y por tanto siguiendo un camino diferente hacia el segundo punto de fallo - el primer punto de fallo no se produce. Como se puede ver, las existencias no dañadas tienen trazos que siguen una trayectoria con tres inflexiones claras, cada una de las cuales representa uno de los tres puntos de fallo descritos anteriormente. Los otros dos trazos sólo tienen dos inflexiones claras.

La figura 6 muestra pruebas similares en un tipo diferente de tablero, en el que el corrugado está hecho de un material más rígido. En esta prueba, de nuevo cuatro de las trazas siguen sustancialmente la misma forma, mientras que las otras dos no muestran claramente la primera inflexión del punto de fallo. De este modo, los daños pueden volver a identificarse simplemente a partir del análisis de la parte inicial de las curvas (o de la respuesta inicial a la carga de deflexión).

La figura 7 muestra otras seis trazas, de nuevo en las que cuatro tableros muestran los tres puntos de fallo mientras que dos sólo muestran dos. En estas muestras, se utiliza un material de flauta más grueso y se exhibe una mayor variación en el punto de fallo final. No obstante, el primer punto de fallo sigue siendo lo suficientemente repetible como para permitir una determinación, ya que hay una clara diferencia en el trazado de los dos tableros dañados en comparación con los tableros no dañados. Así, de nuevo, un estudio de la respuesta temprana de la carga a las deflexiones puede indicar si un tablero ha sido dañado.

Las Figuras 8 y 9 muestran otras trazas para los tableros hechos con los materiales de flauta más rígidos y, de nuevo, la existencia del primer punto de fallo en un tablero que pasa la prueba es fácilmente aparente, cuando se compara con los dos tableros que están dañados, por lo que se puede conseguir un pase o un fallo de los tableros basado en la respuesta inicial a la carga.

Está claro, por tanto, que buscando la resistencia a la compresión (aquí medida en Newtons) de una muestra viva a una deflexión dada y comparando eso con la respuesta esperada a tales deflexiones, y quizás mirando eso en un punto entre, por ejemplo, el 50 y el 90% del primer punto de fallo esperado, se puede determinar la calidad de la flauta. Asimismo, la deflexión resultante de una carga fija puede medirse y compararse con las deflexiones esperadas para esa carga, de nuevo entre el 50 y el 90%, o más preferiblemente alrededor del 85%, del primer punto de fallo, puede proporcionar una indicación del estado de la flauta. Si el tablero pasa la prueba, la flauta está en un estado correcto o aceptable, mientras que si falla, la flauta ha sido dañada negativamente, por ejemplo, por el procesamiento del corrugado.

Este procedimiento de ensayo permite realizar una prueba rápida, ya que no es necesario colapsar completamente el corrugado para realizar la prueba y asegurar una lectura fiable. Preferiblemente, la prueba se realiza directamente sobre el tablero a la salida de la línea de producción, ya sea antes o después de la conversión del mismo, es decir, sin cortar muestras de dicho tablero. Así, el aparato de ensayo tiene un hueco o ranura para recibir un borde de un tablero.

En vista de que la prueba es más rápida, también es posible que la prueba se lleve a cabo al lado de la línea de producción, por lo que un operario puede realizar pruebas y afinar las presiones de los rodillos para evitar que se dañe el tablero durante la producción del tablero o la conversión del tablero en el cliente posterior de la respectiva pieza en bruto. Esto puede hacerse incluso varias veces por minuto, ya que sólo se necesita una deflexión muy pequeña para obtener un resultado de la prueba, normalmente menos de 1 mm o incluso menos de 0,5 mm.

Los inventores también han reconocido que un único ensayo sobre un ancho del corrugado que pasa por una máquina corrugadora o un convertidor no siempre va a ser adecuado o preciso para un tablero en su conjunto, ya que puede haber variaciones en el desgaste o la configuración de los rodillos dentro de la corrugadora o el convertidor. Por ejemplo, un borde del tablero puede estar más comprimido que el otro, o el centro puede estar más comprimido que los bordes. Esto puede ocurrir, por ejemplo, si el rodillo se ha desgastado, por ejemplo, de manera que se ha estrechado a lo largo de su longitud, o incluso si sólo está ligeramente desalineado. Se pueden realizar múltiples pruebas a lo largo de la anchura de un solo tablero. Con los procedimientos de la técnica anterior, dado que las muestras tenían que ser cortadas del tablero, esto implicaría cortar múltiples muestras del ancho de un tablero, lo que alargaría aún más el proceso de prueba. La presente invención, sin embargo, puede lograr el proceso completo de pruebas múltiples sin cortar dichas muestras del tablero, lo que ahorra tiempo ya que cortar las muestras ralentiza el proceso de pruebas quizás hasta un nivel inaceptable. Se desea que el tablero se pruebe intacto, en lugar de que se corten muestras del mismo para la prueba. También se prefiere que el ciclo de preparación y realización de la prueba sea inferior a 20 segundos.

En una disposición preferida, el tablero o la pieza en bruto intacta se someten a prueba en múltiples lugares de la misma. Por ejemplo, en el caso de una pieza en bruto para una caja con cuatro lados, el ensayo puede realizarse en los cuatro paneles para formar los lados de la caja. Si hay más lados, puede ser conveniente realizar más pruebas, aunque no es imprescindible probar todos los lados. Del mismo modo, si hay solapas u otros paneles significativos, también podrían ser examinados. Sin embargo, una vez más, esto no es esencial.

Se prefiere que el ciclo de preparación y realización de la prueba para cada una de estas pruebas sea inferior a 20 segundos. En conjunto pueden tardar más de 20 segundos.

Un tablero puede ser probado en más de una ubicación y más preferiblemente en cuatro o más ubicaciones.

El tablero puede ser una pieza en bruto acabada o puede ser un tablero cortado o un ancho de tablero procedente de la corrugadora, es decir, antes de su inserción a través del convertidor, o una pieza en bruto o un tablero parcialmente formado que se encuentra en la bandeja de alimentación de la unidad convertidora. Las pruebas de estos dos últimos pueden proporcionar una referencia para la pieza en bruto después de convertida, o terminada. Entonces, si la máquina de conversión produce daños en la pieza en bruto, esto puede identificarse más tarde, mediante una prueba posterior en esa pieza en bruto anterior después del proceso de conversión. A continuación, se puede adaptar la máquina de conversión o bajar sus presiones, para corregir o eliminar el error de ajuste en la misma. Sin embargo, si la primera prueba muestra en cambio que la máquina corrugadora es la causante del daño, entonces se puede ajustar la máquina corrugadora.

Dado que las máquinas dentro de la línea de producción tienden a tener controles de botón para el ajuste de las presiones de los rodillos y similares, al tener el aparato de pruebas al lado del aparato de control para la corrugadora o el convertidor, la prueba rápida de los tableros o las piezas en bruto combinada con el ajuste rápido y fácil de las presiones de los rodillos puede permitir que las piezas en bruto que salen del aparato convertidor se ajusten rápidamente para proporcionar los resultados deseados.

Se ha comprobado que se pueden realizar más de tres y tal vez cuatro o más pruebas, con ajustes en la maquinaria cuando sea necesario, por minuto, y que la prueba en sí misma puede durar sólo 3-6 segundos.

Se prefiere que las pruebas se realicen en un entorno controlado. Esto incluiría las pruebas que se realizan para rellenar las tablas de consulta y también las pruebas realizadas en la línea de producción durante el proceso de fabricación. Las temperaturas ambientales preferidas en la mayoría de las industrias de embalajes de cartón son 23°C y 50% de humedad relativa, /- 1 grado y /- 2%. El entorno controlado proporciona una característica previsible o repetible al tablero, que puede ser especialmente importante con los corrugados a base de madera o fibra de celulosa.

Como ya se ha indicado, al ubicar el aparato de pruebas adyacente a la línea de producción, el producto puede sacarse fácilmente de la línea de producción mientras ésta se ha detenido. A continuación, se puede probar ese producto y ajustar la línea de producción si es necesario. A continuación, las operaciones de la línea de producción pueden restablecerse en el modo de producción para lanzar el siguiente producto para su comprobación (por ejemplo, si se ha realizado previamente un ajuste) para verificar la conformidad del producto modificado con la norma requerida.

Dado que la prueba se lleva a cabo en el producto, en lugar de en una muestra cortada del mismo, o incluso en un producto remodelado (por ejemplo, una caja ensamblada del mismo), y dado que la prueba sólo contempla la respuesta inicial a la carga, el procedimiento de prueba es lo suficientemente rápido como para permitir que se realicen múltiples pruebas y ajustes en la línea de producción, y que se reanude la producción, en un minuto, o en el tiempo que antes se tardaba en hacer una prueba de aplastamiento de cajas o incluso una prueba de rigidez dinámica.

Por lo tanto, la rapidez de la prueba reduce el tiempo de inactividad entre las series de producción, aumentando así la productividad. También permite reducir los daños en la línea de producción, lo que permite una mayor eficiencia en el uso de los materiales -los materiales elegidos pueden lograr características de resistencia más consistentes en las láminas/productos corrugados resultantes, y como el procedimiento puede identificar los daños causados por la línea de producción, y así eliminarlos en el resto de la producción del producto para esa tirada de producción, el fabricante puede utilizar un menor margen de seguridad en la resistencia para el cliente, lo que permite proporcionar embalajes más ligeros mientras sigue proporcionando consistentemente el rendimiento de resistencia requerido por el cliente.

Estas reducciones de peso también pueden reducir el daño medioambiental, ya que el embalaje utilizará menos materias primas, y también puede reducir los costes de transporte, ya que habrá menos embalajes que transportar/reciclar.

Refiriéndonos a la Figura 11, se muestra un primer aparato de pruebas. Comprende una superficie de apoyo 46 sobre la que se puede situar un tablero a ensayar, una placa de presión 48 para impartir la presión de ensayo sobre el tablero que se encuentra debajo, y un marco 54 para soportar la placa de presión 48. En esta realización, el marco soporta adicionalmente la varilla de accionamiento de la placa de presión 64, el mecanismo de desplazamiento de detección de fuerza 56 y los sensores de carga o emisores 52 para el envío de datos a un ordenador 66 a través de un cable 68 (en este caso un cable USB a un PC/ordenador portátil separado).

El aparato también comprende una unidad de alimentación 70 provista para suministrar la energía al mecanismo de desplazamiento de detección de fuerza 56 y a los sensores de carga 52. Esta realización también cuenta con una segunda unidad de alimentación - provista ya que hay componentes que operan a diferentes voltajes, o ya que quiere haber una separación en el suministro de energía entre el motor de accionamiento y los sensores para evitar interferencias. Sin embargo, si se prefiere, se puede proporcionar una sola unidad de alimentación para reducir los costes.

La placa de soporte 46 en esta realización está formada por un solo componente con sus patas 72 - para colocar el aparato de prueba sobre una mesa. También es posible que sea un diseño integrado con el marco 54.

La placa de presión es significativamente más pequeña que la placa de soporte en esta realización. Sin embargo, también son posibles otras disposiciones, como se ilustra en la figura 1 o 4, por ejemplo (donde tienen el mismo tamaño). Sin embargo, es preferible que sea inferior al 10% del tamaño de la placa de soporte. El hecho de tener una placa de presión pequeña permite que la unidad de accionamiento de la placa de presión sea pequeña, pero capaz de proporcionar una presión adecuada sobre el tablero en el aparato de prueba. Por otro lado, se prefiere tener una placa de soporte grande, ya que puede ofrecer una superficie de apoyo estable para el tablero que se está probando - el tablero tendrá una tendencia reducida a balancearse en la placa de soporte - un beneficio potencialmente importante teniendo en cuenta que el tablero puede ser sostenido dentro del aparato de prueba por un operario.

La fuente de alimentación 70 puede estar conectada a la red eléctrica a través de otros cables 74, por lo que puede comprender un convertidor de tensión.

En esta realización, el mecanismo de desplazamiento de detección de fuerza 56 tiene la forma de un actuador de bobina móvil, o una bobina de voz, y se prefiere que sea capaz de proporcionar mediciones de desplazamiento hasta una precisión de al menos 50 micrómetros, o más preferiblemente 10 micrómetros, o mejor aún 5 micrómetros o 1 micrómetro. Las precisiones de entre 1 y 0,1 micrómetros también pueden ser beneficiosas en algunos casos, aunque generalmente no son esenciales. La precisión del dispositivo preferido es de unos 5 micrómetros.

En el caso de las placas de presión pequeñas, como se ha comentado anteriormente, se prefiere que la unidad de accionamiento sea capaz de aplicar cargas de hasta 100N, o 150N o incluso 200N. Las fuerzas mayores no son necesarias debido a la pequeña placa de presión. Un dispositivo preferido proporciona cargas de hasta 185N. Esto suele ser adecuado para los aparatos de ensayo que tienen una placa de presión 48 en forma de disco de 25 o 20 mm de diámetro. Por supuesto, la placa de presión puede ser más grande o más pequeña que eso. Asimismo, la capacidad de fuerza de la unidad motriz puede ser mayor o menor que 185 Newtons.

Dado que no es necesario que la flauta falle completamente durante la prueba, y dado que el área de carga es menor, se requieren cargas más pequeñas que en las pruebas de compresión en cajas, o en el equipo de laboratorio utilizado para probar los discos de 80mm de la Figura 4.

Un tipo de unidad de alimentación que es adecuado para el aparato de prueba de la presente invención es un actuador de bobina móvil. Entre los fabricantes de estos equipos se encuentra SMAC. Estos dispositivos pueden ser actuadores lineales y lineales/rotatorios, y dos posibles números de modelo son el LAL 300 y el LAL 500, ambos de SMAC. Otros incluyen la unidad LAL 95-015-85 de SMAC. Preferiblemente tienen un controlador de un solo eje de alta velocidad. Un controlador adecuado puede ser el controlador LAC-1 de SMAC.

Se prefiere que la disposición proporcione una medición del desplazamiento y una lectura de la carga para ese desplazamiento con una longitud de carrera de hasta 15 mm, 25 mm o 50 mm, por lo que es perfectamente adecuada para probar láminas corrugadas - tales láminas son raramente más gruesas que 10 mm.

Refiriéndonos a continuación a las Figuras 13 y 14, se muestra una versión modificada del aparato de pruebas. En esta versión modificada, el ordenador está incorporado en la propia carcasa y, por tanto, hay una pantalla en la parte frontal del aparato de ensayo. Esta pantalla es una pantalla táctil que permite la interacción del usuario para controlar el procedimiento de la prueba.

Como también se muestra en la Figura 14, se proporciona una ranura muesca en la que se puede deslizar el tablero con el fin de probarlo. Esa ranura 76 es preferiblemente de al menos 10 mm de ancho para poder acomodar espesores de tablero comúnmente encontrados en el negocio del corrugado. También se pueden utilizar espesores más amplios para la ranura si es apropiado para los tableros más grandes que se van a muestrear. La ranura se muestra con una anchura fija, aunque podría ser ajustable si se desea, por ejemplo, para asegurar un tablero dentro de la ranura durante la duración de una prueba. Sin embargo, hay que tener en cuenta que es preferible que no exista este tipo de fijación, ya que podría ser una causa de daños en el tablero.

La disposición de la ranura es beneficiosa ya que permite que un borde de un tablero sea presentado muy rápidamente en el aparato de prueba. Una ranura también puede proporcionar un mecanismo de protección de seguridad, ya que una ranura es restrictiva en términos de acceso que proporciona, sin obstaculizar la capacidad del aparato de prueba para recibir rápidamente una hoja corrugada. Por ejemplo, la ranura se resistirá a la inserción de los dedos del operario que sujeta la hoja, ya que es poco probable que los dedos encajen adicionalmente dentro de la ranura, pero es lo suficientemente ancha como para recibir fácilmente el borde del tablero.

En uso, la pantalla táctil 78 puede tener numerosos iconos o botones de software en la pantalla, cuyos botones o iconos 80 pueden variar de un modo a otro del aparato de pruebas. En la Figura 13, se muestra un modo inicial en el que hay varios botones de opción. Por ejemplo, se puede seleccionar el tipo de prueba que se va a realizar o el tipo de tablero que se va a probar.

Se prefiere que la máquina esté conectada a la red de la línea de producción para que pueda recibir automáticamente los detalles de la tirada de producción actual, o para que pueda cargarlos desde una base de datos, por ejemplo, desde un número de pedido de producto. Sin embargo, los detalles pueden ser seleccionados por el usuario en la pantalla, por ejemplo, a través de menús desplegables o un dispositivo de entrada como un teclado (virtual en la pantalla, o uno de hardware separado).

Las figuras 15 a 19 muestran otras opciones de pantalla, por ejemplo, para los pasos posteriores de la prueba.

La pantalla de la Figura 15 permite indicar o fijar los materiales del tablero. El número de orden de fabricación (MFO) se indica en la parte superior de una primera tabla 82, y en esta tabla también se indican los detalles designados del tipo de tablero esperado para esa orden. En este ejemplo se trata de un tablero con una flauta de tipo C, fabricado con un material de tipo FHY con un peso de 130 gramos por metro cuadrado (GSM), y con revestimientos superior e inferior de tipo KBR o Kraft y un peso de 135 gramos por metro cuadrado.

En una segunda tabla a la derecha de la primera, se pueden seleccionar otras opciones si se desea de la lista desplegable presentada, como el tipo de flauta en este caso. Para ello, se selecciona la entrada "Tipo de flauta" en la tabla de la izquierda, tal y como indica la flecha de la derecha. Al tratarse de una pantalla táctil, esto puede ser presionando con un dedo la casilla correspondiente de la tabla 82. De este modo, se puede seleccionar un tipo de flauta diferente en la lista desplegable de la derecha si se considera oportuno (por ejemplo, si la tirada de producción se modifica con respecto a la predeterminada por cualquier motivo).

Una vez que el tipo de tablero se indica en la pantalla y se ajusta al tablero que se va a probar, el usuario puede pulsar el botón de confirmación para pasar a la siguiente etapa.

En esta realización, se debe realizar primero una prueba de referencia, que en este caso es en forma de prueba de tablero de alimentación. Es preferible que esto ocurra para cada tirada de producción, o siempre que se ajuste la corrugadora (en lugar de sólo la máquina de conversión). Para ello, se extrae un tablero de la salida de la corrugadora, o más preferiblemente del extremo de alimentación de la máquina de conversión, es decir, antes de un punto de pellizco por un rodillo de alimentación de la máquina de conversión, y se introduce en la máquina de prueba para poder realizar la prueba en ella. Esto es para asegurar que la corrugadora está produciendo el tablero correcto y que no necesita que se actualicen o cambien las presiones de los rodillos. Esta prueba de referencia también se utiliza de forma beneficiosa como parte de la prueba de compresión general, después de la conversión del tablero, como se describirá con más detalle a continuación en relación con una realización preferente, ya que proporciona un calibre para el tablero antes de alimentar la máquina de conversión.

En el proceso de prueba, las lecturas de deflexión y fuerza se toman y se comparan con los datos de una tabla de consulta, con las lecturas normales para ese tipo de tablero que se han determinado previamente en condiciones de laboratorio. Suponiendo que el tablero de alimentación cumpla esas normas, los tableros procedentes del convertidor, es decir, el tablero o el producto convertido, pueden someterse a pruebas en la siguiente fase.

La figura 17 muestra una pantalla preferida de la etapa siguiente, que está preparada para recibir la pieza en bruto. Esa pieza en bruto puede ser impresa o lisa (o pre-impresa) y se puede pulsar un botón en la pantalla para seleccionarlo. Se trata de una opción preferida, ya que el tipo de impresión en la pieza en bruto puede cambiar las características del tablero en su conjunto debido a que puede ser una capa más en el tablero, por ejemplo, en el caso del uso de papel de cubierta pre-impreso, o puede significar que el tablero ha realizado un ciclo de compresión adicional en el caso de un proceso de impresión en línea que implique el uso de un rodillo de impresión. Entonces se pueden poner en marcha las pruebas.

Como se muestra en la Figura 18, una primera área del tablero ha sido probada y ha pasado. En esa prueba, se introducía el tablero en la ranura y se pulsaba el botón "run-test". A continuación, la placa de presión presionaba el tablero para apretarlo contra la placa de soporte y el aparato tomaba simultáneamente las lecturas de deflexión/carga, tal vez en un punto de deflexión del 85% en relación con el "primer punto de fallo" conocido para ese tipo de tablero (según lo predeterminado en condiciones de laboratorio). También sería posible entre el 50% y el 90%. Sin embargo, antes de la carga, se tomó un calibre de aterrizaje suave para determinar el espesor de pre-compresión del tablero. Esto se puede comparar con el calibre similar tomado para el tablero cuando era un tablero de alimentación, es decir, antes de la conversión.

A continuación, en la figura 19, se han probado las secciones segunda y tercera. La segunda sección ha pasado, pero la tercera sección ha fallado. Para conseguir dicho resultado, el tablero probado había sido dañado deliberadamente (por ejemplo, comprimido con los dedos) en la zona de la tercera prueba para crear el resultado de fallo. En la práctica, sólo se produciría un fallo si la maquinaria de producción causara el daño.

Para mejorar el proceso de prueba, en lugar de que un solo fallo provoque el fallo de todo el tablero, se puede aplicar opcionalmente una regla, como en este ejemplo, para ayudar al proceso de prueba a ignorar los fallos localizados. Para ello, un solo fallo no suele ser suficiente para fallo del producto.

Como se puede ver en la Figura 19, también hay, debajo del área de la imagen 86 a la izquierda, un sistema de semáforo para indicar si el tablero o la pieza en blanco en su conjunto pasa o falla. Esto, aunque es opcional, es beneficioso para el procedimiento de pruebas múltiples. En este caso, a pesar del fallo de la tercera sección, el producto sigue siendo globalmente un pase (aunque queda una cuarta prueba por hacer), ya que la línea superior 88 del sistema de semáforo -que registra la puntuación media global necesaria para crear un fallo, cifra que puede ser absoluta para un tipo de tablero determinado, o fijarse individualmente para un pedido para satisfacer las demandas de los clientes (algunos quieren una mayor resistencia para un tablero determinado, mientras que otros no están demasiado preocupados por la resistencia del tablero)- todavía no se alcanza con la puntuación media en funcionamiento 90. De hecho, esa puntuación media de 90 sigue superando la zona verde del semáforo 92, ya que las dos primeras pruebas tuvieron buenos resultados, y la tercera fue un fallo límite.

Si la puntuación media después de la cuarta prueba entrara en la región de advertencia ámbar 94 (o incluso en la región roja 96 en este ejemplo, ya que la línea superior (o la barra de pase 88) define el punto en el que debe producirse el fallo), entonces se produciría una advertencia general o un fallo, según corresponda.

Los ejemplos divulgados no sólo pueden hacer pruebas, sino que también pueden proporcionar pruebas de puntuación media. Esto es beneficioso, ya que permite que un fallo localizado no provoque el fallo de la pieza en bruto en su conjunto.

Además, un cliente o fabricante puede especificar las condiciones de un fallo (fallo medio/fallo singular, fallo ámbar, fallo rojo), con lo que se añade flexibilidad. Esto permite a un fabricante evitar el fallo de un tablero que, de otro modo, sería perfectamente aceptable para un cliente. Esto puede acelerar aún más las tiradas de producción, o incluso evitar potencialmente que se desperdicie un gran volumen de papel en comparación con la situación en la que la especificación provisional de los materiales no puede cumplir la especificación requerida por el cliente, lo que claramente ofrece un beneficio medioambiental.

Refiriéndonos finalmente a las Figuras 20 a 34, se proporciona un montaje preferido para el probador de integridad de la flauta. Como puede verse en la figura 20, el comprobador de la integridad de la flauta 100 comprende un mecanismo interno 102 y una cubierta abatible 104 con una pantalla táctil 78 en su parte delantera. Debajo de los bordes de la cubierta abatible 94 (cuando está en su posición cerrada, como se ve generalmente en la figura 13) se encuentra la ranura 76. En esta figura, la placa de presión 48 ya ha descendido contra la placa de apoyo 46 por el mecanismo de desplazamiento de detección de fuerza 56 que ha extendido su varilla de accionamiento 64, por ejemplo, para obtener un punto de referencia cero.

Los cables del interior del aparato no se muestran en estos dibujos para facilitar la referencia, pero véase la Figura 11 como ejemplo del tipo de cables que podrían proporcionarse.

Un mecanismo de desplazamiento con detección de fuerza 56 acciona un cilindro para mover la varilla hacia arriba y hacia abajo y en esta realización esto es a través de un actuador de bobina móvil o un sistema de bobina de voz, aunque también son posibles modos alternativos de desplazamiento como el mecánico, el neumático, el hidráulico, la transmisión por tornillo o por correa y otros modos conocidos de desplazamiento de varillas.

El mecanismo de accionamiento está conectado en esta realización a un controlador del cilindro, estando dicho controlador 106 conectado a una primera fuente de alimentación 70 como se ve en la figura 34.

En esta realización, una segunda fuente de alimentación 108 se proporciona en el lado opuesto del marco a la primera fuente de alimentación 70 y opera bajo un voltaje diferente para controlar el sensor en lugar de la varilla de accionamiento. Pueden ser necesarios otros requisitos de voltaje para otros controladores o sensores. También es posible utilizar una sola unidad de alimentación (o, en su lugar, se pueden proporcionar varios controladores de tensión).

Refiriéndonos a continuación a las Figuras 21 a 34, se muestran los pasos involucrados en el ensamblaje del producto.

El procedimiento comienza con la placa base o placa de soporte 46 con un conjunto de marco trasero 110 que puede ser una sola pieza, o múltiples piezas unidas. La figura 21 muestra el alzado lateral mientras que la figura 22 muestra la vista en planta desde arriba. Como se ha visto, está formado por un solo componente, por ejemplo, una sola moldura.

Un marco de soporte 54 es entonces atornillado al conjunto del marco trasero 110 y como puede verse en la Figura 24, el marco 54 de esta realización tiene una configuración generalmente en forma de U para recibir el mecanismo de desplazamiento de detección de fuerza 56, o un actuador para el mismo, en el mismo.

En su parte superior se montan los sensores de carga 52 o el controlador 106. Véase las figuras 25 a 28.

Las posiciones ilustradas y discutidas de los diversos componentes son las posiciones preferidas para esta realización. Por supuesto, también son posibles otras posiciones y disposiciones de los componentes.

A continuación, las placas de protección 114 se colocan en la parte delantera y trasera de la unidad y luego un protector de dedos más grande 116 se adjunta a las bases de la misma para crear una barrera para evitar el acceso de los dedos en el equipo de prueba. La forma de la ranura queda así definida. Sin embargo, la forma de la ranura podría estar formada por la carcasa del aparato o por el borde inferior de la cubierta 104.

A continuación, se pueden colocar las fuentes de alimentación, por ejemplo, como se muestra en las figuras 31 y 32. En este caso, se fijan a los lados del marco antes de fijar la cubierta sobre todo ello.

Este conjunto proporciona un aparato de prueba de una sola caja con pantalla integrada y control de pantalla táctil, y con la ranura que se proporciona en el mismo para recibir el tablero directamente, y sin ninguna sujeción previa del mismo dentro del aparato de prueba.

Se proporciona un dispositivo de prueba novedoso y un procedimiento altamente preciso y rápido para probar las piezas en bruto y los tableros en la línea de producción sin crear largos tiempos de inactividad para la línea de producción.

Dado que los tipos de tableros que se fabrican se someten a pruebas previas para determinar las respuestas estándar a la carga de compresión, y las pruebas en vivo sólo tienen que mirar una tabla de consulta para determinar si los tableros reales en uso cumplen con la norma, los resultados de las pruebas son rápidos y fáciles de reconocer como un pase o un fallo.

Puede haber ocasiones en las que se especifique un tablero a medida o no probado y, por tanto, si el tablero que se va a fabricar no ha sido probado previamente, es decir, no se encuentran normas en las tablas de consulta, el sistema puede señalar la deficiencia y los datos de las pruebas pueden cargarse para su uso futuro, lo que aumenta la flexibilidad de la base de datos.

Dado que la base de datos de la tabla de consulta puede ser constante de una línea de producción a la siguiente, pueden ser controladas de forma centralizada y conectadas en red, por lo que múltiples máquinas pueden depender de ellas, por ejemplo, en una o varias ubicaciones de la línea de producción o en diferentes países. Además, cuando se obtiene un nuevo resultado de prueba/estándar y se añade desde un laboratorio, todos los lugares pueden recibir o acceder a ese nuevo resultado de prueba/estándar.

Además, dado que un tablero de alimentación puede ser probado antes de la conversión final, un operario no necesita confiar sólo en una inspección visual del tablero de alimentación.

Además, los resultados de la prueba pueden proporcionar una indicación de si un tablero que falla cumple la norma antes de la conversión o sólo después de la conversión. Esto reduce el tiempo necesario para identificar dónde se ha producido el fallo.

Además de la nueva prueba, es preferible determinar también los espesores de los calibres, ya que también pueden compararse con las normas, o utilizarse para determinar la compresión/deformación real a partir del estado predeterminado. Sin embargo, el valor básico del calibre permite realizar la prueba del calibre y esto es importante, ya que si se observa un cambio significativo del calibre, esto también puede ser una indicación de un daño significativo -como podría causar que la nueva prueba de compresión diera un falso positivo, por lo que hay una doble comprobación.

Debido a la forma de la unidad de prueba (que tiene una ranura relativamente ancha pero estrecha, y una carcasa relativamente pequeña encima), la prueba no sólo de las piezas en bruto planas, sino también de las cajas ensambladas es posible - si de un tamaño adecuado, y si tiene bordes accesibles para encajar en la ranura del aparato de prueba. Por ejemplo, el aparato de pruebas tiene preferentemente una anchura de unos 20 cm y una altura sobre la ranura de unos 20 cm. Por lo tanto, una caja que tenga una abertura superior con una anchura de al menos 20 cm y una longitud de al menos 20 cm, y una altura de orificio suficiente para permitir que el tablero pase entre la placa de presión y la placa de soporte, será comprobable a lo largo de sus cuatro lados.

Preferiblemente, las dimensiones (altura y anchura) no son superiores a 40 cm.

La prueba ilustrada se describe con referencia a un promedio de las lecturas para cuatro partes probadas de un tablero. Sin embargo, se podría preferir utilizar una puntuación total.

Con la presente invención, las pruebas pueden realizarse en segundos, y generalmente en menos de 10 segundos, por lo que es posible recalibrar las presiones de impresión o de los rodillos en una corrugadora o convertidora también en segundos, en lugar de en minutos, ya que al pulsar un botón se pueden ajustar las presiones de impresión o de los rodillos y los resultados de las pruebas aparecen muy rápidamente en la pantalla.

En la actualidad, el sistema está diseñado para funcionar en una máquina independiente de la corrugadora en línea y de los dispositivos de conversión. Sin embargo, se prevé que podría incorporarse en línea en la línea de producción, como por ejemplo mediante la provisión de múltiples unidades de prueba a lo largo de los anchos de la máquina de corrugación o conversión, típicamente cada una definiendo un hueco en lugar de una ranura. Sin embargo, el hecho de que alguien tenga que estar presente al lado de la máquina de todos modos para comprobar la calidad visual de la impresión y la calidad visual de la flauta, hacer que él también haga la prueba no va a cambiar especialmente la velocidad de procesamiento del producto. De hecho, puede incluso acelerarlo en comparación con los procedimientos actuales que utilizan las pruebas BCT o DST.

Por lo tanto, la presente invención se ha descrito anteriormente a modo de ejemplo. La invención puede modificarse en detalle dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de ensayo de tableros llevado a cabo por una máquina de ensayo, comprendiendo el procedimiento:

colocar un tablero de un tipo conocido de material corrugado entre una placa de soporte (46) y una placa de presión (48) de la máquina,

cargar el tablero mediante el movimiento de la placa de presión (48) con respecto a la placa de soporte (46) para aplicar una fuerza de compresión a través del espesor del tablero hacia la placa de soporte (46), tomar lecturas de la deflexión de la carga y del calibre con uno o más sensores (30, 52) montados en la máquina o dentro de ella, en el que el calibre es el espesor del tablero; y

dar salida de al menos un par de lecturas deflexión de carga y del calibre para compararlas con una lectura predeterminada para esa deflexión de la carga o del calibre dada para ese tipo de tablero,

en el que, o bien:

la deflexión dada del calibre es una distancia que no supera el 90% de un primer punto medio de fallo predeterminado para ese tipo de material corrugado, o

la carga dada es del orden del 50 al 95% de una carga predeterminada para alcanzar un primer punto de fallo para ese tipo de material corrugado,

en el que el primer punto de fallo es un punto de deflexión en el que se produce un primer pico de carga, que se corresponde con el punto en el que falla por primera vez un primer arco de una flauta del tablero.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el procedimiento también implica tomar un calibre del tablero en un punto de carga que no exceda de 20N/cm2 en la zona de carga.

3. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un calibre de referencia, correspondiente a una supuesta deflexión sustancialmente nula, se toma con una carga de entre 5 y 40N.

4. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende la toma de una referencia de calibre cero mediante el movimiento de la placa de presión (48) contra la placa de soporte (46), y su posterior retracción, todo ello antes de la inserción del tablero entre ellas.

5. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un valor de deflexión del calibre para la comparación se calcula como una medición inicial del calibre tomada antes de que el convertidor pellizque el tablero con sus rodillos de alimentación, menos la medición del calibre del panel tomada después de la conversión, más la deflexión del calibre medida a partir de esa segunda medición del calibre cuando ese panel se somete a la carga preestablecida de la prueba.

6. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tablero es de un tipo de corrugación conocido previamente y la carga de prueba se proporciona al tablero a un valor de aproximadamente el 85% de una carga de fallo predeterminada en el primer punto de ese tipo de tablero.

7. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la prueba es un ensayo no destructivo del tablero.

8. Una máquina de ensayo adaptada para llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que la máquina de ensayo comprende:

a) una superficie de soporte (46) sobre la que puede apoyarse la región del tablero,

b) una placa de presión (48) con la que se puede aplicar una fuerza de prueba a un lado opuesto del tablero para aplicar una fuerza de compresión a través del espesor del tablero hacia la superficie de soporte (46), c) uno o más sensores (30, 52) para detectar una deflexión del calibre y una fuerza del tablero y d) una base de datos o una tabla de consulta para comprobar los datos detectados con respecto a un parámetro predeterminado de fuerza por deflexión.

9. La máquina de ensayo de la reivindicación 8, en la que la base de datos o la tabla de consulta comprende datos de prueba para tableros de varios tipos diferentes para que el aparato pueda buscar las lecturas apropiadas para una estructura de tablero dada.

10. La máquina de ensayo de la reivindicación 8 o la reivindicación 9, en la que la base de datos o la tabla de consulta tiene datos sobre la deflexión del calibre y/o las respuestas de fuerza además de los datos sobre la forma del propio tablero, incluyendo al menos uno de los siguientes: tipo de perfil de flauta, pesos de material y tipos de material, como datos separados para al menos uno de los materiales de la banda superior, el material de la banda inferior, el material de la flauta, la estructura de la capa o el calibre.

11. La máquina de ensayo de una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en la que la base de datos o la tabla de búsqueda tiene datos no sólo sobre las deflexiones/fuerzas del calibre del primer punto de fallo, sino también sobre las deflexiones/fuerzas del calibre del segundo punto de fallo y, opcionalmente, sobre las deflexiones/fuerzas del tercer punto de fallo.

12. La máquina de ensayo de una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en la que el ensayo de compresión se realiza con un grado de compresión del tablero inferior a 1mm.