ES2961355T3 - Estación de inspección y método para inspeccionar el material tipo lámina - Google Patents

Estación de inspección y método para inspeccionar el material tipo lámina Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a una estación de inspección de material en láminas ondulado. La estación comprende una fuente de luz para iluminar el material en láminas rizadas en un lugar de inspección, un dispositivo vibratorio para hacer vibrar el material en láminas rizadas en el lugar de inspección. El dispositivo vibratorio comprende un elemento vibratorio, en el que el material laminar ondulado es guiado a lo largo o sobre el elemento vibratorio para que el material laminar ondulado sea hecho vibrar por el elemento vibratorio. La estación de inspección comprende además un detector para detectar la luz recibida del material laminar ondulado vibrado, proporcionando así imágenes del material laminar ondulado, y un controlador para determinar el material suelto sobre la superficie ondulada del material laminar. La invención también se refiere a un método de inspección y a un aparato que comprende una estación de inspección. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Estación de inspección y método para inspeccionar el material tipo lámina
La invención se refiere a una estación de inspección y un método para inspeccionar el material tipo lámina, en particular el material tipo lámina rizada. La invención también se refiere a un aparato para fabricar material tipo lámina rizada que comprende una estación de inspección.
Se conocen métodos, donde un material tipo lámina continua se riza y se frunce en una barra continua, cuya barra se corta posteriormente en segmentos individuales. En particular, en los artículos generadores de aerosol usados en dispositivos electrónicos se usa material tipo lámina continua específico, por ejemplo, ácido poliláctico. El rizado de estos materiales se realiza a menudo haciendo pasar el material tipo lámina continua a través de un par de rulinas estructuradas. Tal rizado puede verse afectado por varios factores, por ejemplo, la condición de los rodillos rizadores o condiciones de la lámina como la temperatura. Por otro lado, los efectos de rizado pueden tener un impacto directo en los parámetros físicos de la barra final, tal como en una resistencia a la extracción (RTD), en el diámetro u ovalidad o en una dureza de la barra.
El documento US 2002/0135758 A1 describe un método para cuantificar defectos estructurales inherentes de una composición de recubrimiento en un sustrato dado.
El documento US 2008/0177228 A1 describe un método para producir barras formadoras de aerosol que comprende una etapa para determinar valores de porosidad en sección transversal y distribución de la porosidad en sección transversal para al menos una de las barras discretas.
Es conveniente mejorar el proceso de fabricación del material tipo lámina rizada para reducir los problemas de calidad en las barras finales fabricadas a partir del material tipo lámina rizada y preferentemente para ser capaz de proporcionar un proceso de producción continuo de tales barras.
De conformidad con la invención, se proporciona, como se define en la reivindicación 1, una estación de inspección para el material tipo lámina rizada, con mayor preferencia para el material tipo lámina rizada continua. La estación de inspección comprende una fuente de luz dispuesta para iluminar un material tipo lámina en un lugar de inspección y comprende un dispositivo de vibración, que se dispone preferentemente al menos parcialmente en el lugar de inspección. Preferentemente, el dispositivo de vibración es capaz de una acción oscilante a altas frecuencias en un intervalo entre 20 kHz y 70 kHz. El dispositivo de vibración se adapta para hacer vibrar un material tipo lámina en la ubicación de inspección. Si el material tipo lámina es un material tipo lámina continua, entonces se prefiere adaptar el dispositivo de vibración para hacer vibrar el material tipo lámina en la ubicación de inspección cuando el material tipo lámina continua pasa por el dispositivo de vibración en la ubicación de inspección. La estación de inspección comprende además un detector, preferentemente una cámara, para detectar la luz recibida del material tipo lámina vibrada, proporcionando de esta manera imágenes del material tipo lámina. Un controlador de la estación de inspección se adapta para determinar a partir de imágenes del material tipo lámina material suelto en una superficie del material tipo lámina para obtener un estado real de la superficie rizada del material tipo lámina rizada. El controlador se adapta para eliminar información sobre material suelto de las imágenes del material tipo lámina rizada. El controlador se adapta para determinar una imagen de la superficie rizada que calcula el material suelto presente en la superficie rizada. Por lo tanto, mediante la estación de inspección, la superficie rizada de un material tipo lámina rizada puede inspeccionarse a pesar de cualquier material suelto posiblemente presente en la superficie. Esto se hace desplazando dicho material suelto durante el proceso de inspección para que el material suelto no obstruya la inspección de la superficie rizada.
Generalmente, durante un proceso de rizado, el material tipo lámina se presiona o deforma y el material puede desprenderse, o puede recogerse polvo. Este material suelto permanece en los rodillos de un dispositivo de rizado, así como también en el material tipo lámina. Los rodillos pueden limpiarse mientras se realiza la acción de rizado, por ejemplo, mediante separadores en forma de peine. Sin embargo, el material suelto de la superficie de la lámina no se elimina fácilmente. Además, algunos materiales laminados, como por ejemplo la lámina de ácido poliláctico (PLA), tienden a cargarse electrostáticamente, lo que conduce a que el material suelto se pegue a la lámina.
El material suelto en el material tipo lámina reduce la calidad de una inspección visual. Esto generalmente se aplica al material tipo lámina que se va a procesar, pero es particularmente aplicable a la inspección visual de un efecto de rizado de un material tipo lámina.
El rizado crea estructuras superficiales en un material tipo lámina. Sin embargo, el proceso de rizado también puede dañar el material tipo lámina. Es necesario detectar las partes dañadas. Además, el material suelto en la superficie del material tipo lámina puede tener la misma firma visual a alta velocidad de la máquina que las no conformidades en el material tipo lámina y puede confundirse con tales no conformidades en el material tipo lámina.
Para poder ignorar la eliminación del material suelto durante la inspección del material tipo lámina, se proporciona una estación de inspección después del rizado, cuya estación de inspección permite inspeccionar visualmente el efecto de rizado sin necesidad de eliminar el material suelto del material tipo lámina rizada.
En la estación de inspección, el material tipo lámina se inspecciona ópticamente y vibra, de manera que cualquier material suelto puede reconocerse a partir de imágenes tomadas de una misma porción del material tipo lámina. Debido a la vibración, el material suelto se desplazará en la superficie del material tipo lámina mientras el material tipo lámina se hace vibrar. Por lo tanto, una comparación de imágenes de la misma porción del material tipo lámina tomada comprende posteriormente información sobre la estructura superficial del material tipo lámina, que incluye un efecto de rizado, así como información sobre el material suelto desplazado que no pertenece al material tipo lámina. El material desplazado puede ignorarse entonces para la determinación de la calidad superficial de la superficie rizada del material tipo lámina rizada. Los resultados de la superficie inspeccionada, por lo tanto, la calidad superficial determinada de la superficie rizada sin material suelto puede usarse entonces para la adaptación de un proceso de tratamiento del material tipo lámina, en particular el proceso de rizado del material tipo lámina.
Con el procesamiento de datos e imágenes apropiado, puede obtenerse información mejorada sobre la estructura superficial, en particular el efecto de rizado. Esta información se puede utilizar para el procesamiento de material tipo lámina. Por ejemplo, a través del controlador, la información puede usarse para adaptar un proceso de rizado del material tipo lámina. En general, se puede utilizar para adaptar un proceso de manipulación de material tipo lámina. También puede usarse para interrumpir un procesamiento de material tipo lámina, por ejemplo, mediante la interrupción de un dispositivo de transporte de láminas.
El dispositivo de vibración puede ser cualquier dispositivo de vibración adecuado para material tipo lámina de vibración. Por ejemplo, el dispositivo de vibración puede ser un agitador o puede comprender un transductor ultrasónico.
Preferentemente, el dispositivo de vibración comprende un transductor ultrasónico.
El dispositivo de vibración puede hacer vibrar el material tipo lámina mientras está en contacto físico directo con el material tipo lámina. En un ejemplo fuera de la invención reivindicada, la vibración del material tipo lámina por el dispositivo de vibración también puede ocurrir indirectamente mientras el dispositivo de vibración no está en contacto físico directo, por ejemplo, mediante la vibración de un soporte del material tipo lámina.
El dispositivo de vibración comprende un elemento de vibración, que está en contacto físico directo con el material tipo lámina a vibrar. Un material tipo lámina rizada es guíable a lo largo o sobre el elemento vibratorio para que el material tipo lámina se guíe y vibre por el elemento vibratorio. Preferentemente, el elemento vibratorio es una barra cilíndrica.
El elemento vibratorio también puede usarse como elemento de guía para guiar el material tipo lámina a lo largo de su dirección de transporte y preferentemente a través de la ubicación de inspección.
El elemento vibratorio del dispositivo vibratorio puede disponerse en la ubicación de inspección o cerca de la ubicación de inspección de manera que el material tipo lámina a inspeccionar pueda pasar por la ubicación de inspección de la estación de inspección. Por ejemplo, el elemento vibratorio o dispositivo vibratorio puede disponerse corriente arriba o corriente abajo de la ubicación de inspección.
Preferentemente, el detector es una cámara adaptada para detectar luz del material tipo lámina vibrada. El detector puede disponerse por encima de la ubicación de inspección. El detector también puede disponerse debajo de la ubicación de inspección, por ejemplo, cuando se inspecciona material tipo lámina transparente y si la configuración de la estación de inspección permite tal disposición de detección.
Las diferentes opciones de posicionamiento del dispositivo de vibración y los detectores son ventajosos si el espacio es limitado.
Preferentemente, la estación de inspección comprende dos o más detectores para detectar la luz recibida del material tipo lámina vibrada en diferentes ángulos.
Preferentemente, los dos o más detectores tienen campos de visión superpuestos.
Preferentemente, la estación de inspección comprende dos detectores que tienen campos de visión superpuestos. Preferentemente, los dos o más detectores están dispuestos uno junto al otro que se extiende sobre el ancho de una trayectoria de transporte del material tipo lámina. Si un material tipo lámina se dispone en la estación de inspección, los dos o más detectores se disponen preferentemente para extenderse sobre todo el ancho del material tipo lámina. La fuente de luz de la estación de inspección puede ser luz en el intervalo visible. Alternativamente, la luz está en el intervalo ultrarrojo o UV del espectro de luz. La fuente de luz puede elegirse en dependencia de la información que se obtenga del material tipo lámina inspeccionada. Preferentemente, la luz es de una longitud de onda donde tiene una buena absorción o reflexión por las partículas de polvo o residuos en la superficie rizada del material tipo lámina. Preferentemente, se usa luz visible o luz UV para inspeccionar el material tipo lámina. Con la máxima preferencia, la fuente de luz es una fuente de luz UV. Ventajosamente, además, la luz UV tiene un efecto de esterilización sobre el material tipo lámina al iluminar el material tipo lámina con la luz UV. Este efecto de esterilización, en particular el efecto germicida, es particularmente ventajoso cuando el material tipo lámina se usa, por ejemplo, en la industria alimentaria o médica.
En modalidades preferidas de la estación de inspección, dos o más fuentes de luz se disponen distanciadas entre sí y preferentemente a lo largo de una trayectoria de transporte del material tipo lámina. Las dos o más fuentes de luz están dispuestas para iluminar el material tipo lámina en la ubicación de inspección desde dos o más ángulos diferentes. Preferentemente, un primer ángulo de iluminación está en la dirección de transporte del material tipo lámina y un segundo ángulo de iluminación está hacia la dirección de transporte del material tipo lámina. De esta manera, el material tipo lámina se ilumina desde al menos dos lados en la ubicación de transporte de manera que se optimiza la iluminación del material tipo lámina en la ubicación de inspección y se reducen o eliminan los efectos de interferencia de fuentes de luz externas.
De conformidad con la invención, también se proporciona, como se define en la reivindicación 10, un método para inspeccionar un material tipo lámina rizada o un material tipo lámina continua, con mayor preferencia un material tipo lámina continua rizada. El método comprende proporcionar un material tipo lámina y hacer vibrar dicho material tipo lámina en al menos una ubicación de inspección de una estación de inspección e iluminar el material tipo lámina en la ubicación de inspección con luz. El método comprende además detectar la luz recibida del material tipo lámina vibrada, preferentemente con una cámara, que representa imágenes del material tipo lámina, y determinar a partir de las imágenes del material tipo lámina material suelto presente en el material tipo lámina, lo que permite de esta manera proporcionar un estado real de la superficie rizada del material tipo lámina rizada, donde se ha eliminado la información del material suelto. Por lo tanto, en el método, la información de una imagen resultante de material suelto se calcula a partir de la imagen. De esta manera, puede proporcionarse una imagen de la superficie rizada donde se ha eliminado la información de distorsión basada en material suelto.
Preferentemente, el método comprende guiar continuamente el material tipo lámina rizada continua a través de la ubicación de inspección de manera que pueda determinarse continuamente un estado real del material tipo lámina rizada y, si se desea, monitorearse.
Preferentemente, el método comprende comparar el estado real del material tipo lámina rizada con las condiciones de la lámina de referencia; y en dependencia de una desviación del estado real de las condiciones de la lámina de referencia, adaptar los parámetros de procesamiento de la lámina o interrumpir un procesamiento del material tipo lámina rizada. Si una desviación de un estado real del material tipo lámina rizada, en particular un efecto de rizado del material tipo lámina, se desvía de una condición de lámina de referencia, los parámetros de procesamiento de la lámina pueden adaptarse. Por ejemplo, puede adaptarse una velocidad de transporte, una fuerza de tensión, una temperatura de calentamiento, una forma o similar del material tipo lámina. En particular, un parámetro de rizado del material tipo lámina puede adaptarse. Por ejemplo, puede adaptarse una distancia entre dos elementos de rizado de un par de elementos de rizado, tal como un par de rodillos de rizado. En particular, la pinza entre los dos rodillos rizadores puede hacerse más pequeña o puede hacerse más grande. Alternativa o adicionalmente, si una desviación de un estado real del material tipo lámina, en particular un efecto de rizado del material tipo lámina se desvía de una condición de la lámina de referencia, el procesamiento de la lámina puede interrumpirse. Esto puede evitar que se fabriquen más material tipo lámina defectuoso o material tipo lámina de baja calidad.
Preferentemente, una adaptación o interrupción del proceso se hace dependiente de la magnitud de la desviación. Por ejemplo, si la magnitud de la desviación está por encima o por debajo de un cierto umbral, pero aún dentro de un cierto intervalo, el proceso se adapta o preferentemente se registra al menos la desviación. Si la magnitud de la desviación está fuera de dicho intervalo, preferentemente el proceso se interrumpe.
Preferentemente, el método comprende además detectar luz del material tipo lámina rizada vibrada bajo diferentes ángulos. Una detección de luz bajo diferentes ángulos permite determinar una imagen tridimensional de la superficie del material tipo lámina.
Preferentemente, el método comprende además esterilizar el material tipo lámina iluminando el material tipo lámina con luz UV. Preferentemente, la luz UV también se usa para propósitos de inspección del material tipo lámina.
El método de conformidad con la invención puede usarse básicamente en cualquier método de procesamiento de material tipo lámina donde se trata y procesa un material tipo lámina y donde se mejorarán los resultados del procesamiento de material. En particular, el método puede usarse cuando la detección o evaluación de la calidad de una estructura superficial de un material tipo lámina está al menos parcialmente obstruida por material suelto como, por ejemplo, polvo y residuos. Preferentemente, el método se usa en un método de procesamiento de material tipo lámina donde el material tipo lámina se trata mecánicamente como, por ejemplo, se riza. Preferentemente, el método se usa para la inspección del material tipo lámina continuo usado en la fabricación de artículos formadores de aerosol, por ejemplo, una lámina de ácido poliláctico (PLA).
Preferentemente, el método comprende rizar el material tipo lámina continua antes de hacer vibrar el material tipo lámina rizada y proporcionar el material tipo lámina rizada a la estación de inspección, donde se inspecciona el material tipo lámina rizada y vibrada.
El método puede comprender además medir una pluralidad de parámetros de la lámina, por ejemplo, grosor, velocidad de transporte o tensión del material tipo lámina. En el método, los parámetros de la lámina medidos pueden usarse adicionalmente para determinar un estado extendido del material tipo lámina; comparar el estado extendido del material tipo lámina con las condiciones de la lámina de referencia, y en dependencia de una diferencia del estado extendido y las condiciones de la lámina de referencia, adaptar los parámetros de procesamiento de la lámina o interrumpir un procesamiento del material tipo lámina.
En estas modalidades del método, además de los datos determinados en la estación de inspección, también pueden usarse parámetros de lámina adicionales, por ejemplo, datos adicionales obtenidos de uno o más sensores proporcionados en el método de procesamiento de lámina, para adaptar o interrumpir el procesamiento de lámina. Preferentemente, tales parámetros adicionales de la lámina se obtienen dentro o cerca de la estación de inspección. Preferentemente, los parámetros de la lámina se proporcionan con información de tiempo para asignar los parámetros de la lámina de una porción específica de material tipo lámina a la misma porción de material tipo lámina inspeccionada en la estación de inspección.
Una adaptación o interrupción de un proceso puede entonces hacerse dependiente de un intervalo más amplio de información de la lámina disponible, por lo tanto, en imágenes de superficie, así como en parámetros de lámina adicionales. Una interrupción del proceso puede, por ejemplo, inicializarse si tres de los valores medidos o determinados están fuera de un intervalo específico, mientras que la interrupción no se inicializa si solo dos de los valores medidos o determinados están fuera del intervalo específico.
La información que se determina a partir de la estación de inspección y los diferentes parámetros de la lámina pueden, por ejemplo, tener relevancia ponderada, por ejemplo, uno del valor medido o determinado puede ser más relevante para que se logre un resultado final, otro valor determinado o medido puede ser menos relevante. En consecuencia, la relevancia de un parámetro más importante puede tener una mayor influencia en la decisión de si el proceso debe interrumpirse que un parámetro menos importante. Por ejemplo, para el parámetro más importante, una desviación del dos por ciento de un valor objetivo puede desencadenar una interrupción. Para un parámetro menos importante, la interrupción se activaría, por ejemplo, solo cuando el parámetro menos importante se desvía en un cinco por ciento del valor objetivo o cuando dos parámetros menos importantes se desvían en un cuatro por ciento.
Un estado del material tipo lámina puede corresponder a un estado verdadero. Un estado real del material tipo lámina corresponde al estado del material tipo lámina determinado por la estación de inspección en base a las imágenes de la superficie del material tipo lámina. Un estado real representa el estado de la superficie, preferentemente la superficie rizada, del material tipo lámina, preferentemente sin la presencia de ningún material suelto. La información sobre material suelto se elimina de cualquier dato de imagen detectado o determinado para obtener un estado real de la superficie del material tipo lámina rizada. El estado verdadero es particularmente representativo de la calidad de un proceso de rizado de un material tipo lámina.
Un estado del material tipo lámina también puede corresponder a un estado extendido del material tipo lámina. Un estado extendido del material tipo lámina corresponde al estado real del material tipo lámina (determinado por la estación de inspección) combinado con el estado del material tipo lámina determinado por al menos un parámetro adicional de la lámina, preferentemente medido por uno o varios sensores. Por lo tanto, un estado extendido del material tipo lámina comprende información obtenida de la inspección visual del material tipo lámina, así como información de parámetros adicionales de la lámina, tales como, por ejemplo, temperatura, tensado o velocidad. El material tipo lámina puede introducirse en la estación de inspección continuamente o por pasos. El material tipo lámina puede pasarse a través de la estación de inspección de forma automática o manual.
Preferentemente, el material tipo lámina se introduce en la estación de inspección de manera continua y automática. La invención también se refiere a un aparato para fabricar e inspeccionar material tipo lámina continua rizada, preferentemente para fabricar un artículo continuo en forma de barra a partir de un material tipo lámina continua rizada.
El aparato comprende un dispositivo de rizado para rizar material tipo lámina continua y comprende además una estación de inspección de conformidad con la invención y como se describe en la presente descripción. La estación de inspección está dispuesta corriente abajo del dispositivo de rizado.
Preferentemente, el aparato también comprende un dispositivo formador de barras para formar una barra continua del material tipo lámina continua rizada. En estas modalidades, la estación de inspección se dispone entre el dispositivo de rizado y el dispositivo formador de barras.
Preferentemente, el aparato comprende un dispositivo de transporte de láminas. Preferentemente, el dispositivo de transporte de láminas es interrumpible por el controlador de la estación de inspección. Tal interrupción es preferentemente dependiente de un estado real del material tipo lámina derivado de las imágenes del material tipo lámina. Alternativa o adicionalmente, la interrupción depende de una magnitud de una desviación de las imágenes del material tipo lámina o de una desviación de los parámetros de la lámina medidos o determinados de las condiciones de la lámina de referencia. Alternativa o adicionalmente, la interrupción depende de un estado extendido del material tipo lámina teniendo en cuenta el estado real del material tipo lámina y, además, teniendo en cuenta los parámetros de la lámina medidos o determinados.
Preferentemente, los parámetros de rizado del dispositivo de rizado, en particular una distancia de los elementos de rizado de un par de elementos de rizado, son adaptables por el controlador de la estación de inspección. Una distancia entre los elementos de rizado tiene, entre otros efectos, un efecto sobre una profundidad de rizado del material tipo lámina.
Tal adaptación depende preferentemente de un estado real del material tipo lámina derivado de las imágenes del material tipo lámina o de una magnitud de una desviación de las imágenes del material tipo lámina de las condiciones de la lámina de referencia. Una adaptación también puede depender de una combinación del estado real del material tipo lámina y la magnitud de una desviación de las imágenes del material tipo lámina.
En consecuencia, una adaptación también puede depender del estado extendido del material tipo lámina, de una magnitud de una desviación de los parámetros de la lámina medidos o determinados de las condiciones de la lámina de referencia o de una combinación del estado extendido y la magnitud de una desviación de los parámetros de la lámina medida de las condiciones de la lámina de referencia.
Preferentemente, el aparato comprende al menos un sensor para medir o determinar al menos un parámetro de la lámina. Preferentemente, se miden o determinan varios parámetros de la lámina. Por ejemplo, se proporciona una pluralidad de sensores para medir o determinar una pluralidad de parámetros de la lámina tales como, por ejemplo, tensión, velocidad o grosor del material tipo lámina.
Preferentemente, uno o más sensores están dispuestos dentro o cerca de la estación de inspección. Con mayor preferencia, uno o más sensores se disponen corriente arriba de la estación de inspección.
Las características y elementos mencionados y descritos en relación con la estación de inspección también se refieren al método y al aparato de la presente invención y viceversa cuando corresponda.
El 'rizado' se entiende en la presente descripción como una estructura longitudinal regular en el material tipo lámina, preferentemente causada por el paso del material tipo lámina entre uno o varios pares de rulinas estructuradas. El material tipo lámina también puede pasarse entre dos placas estructuradas. En consecuencia, un “efecto de rizado” es la estructura sobre la superficie del material tipo lámina después de haber pasado un dispositivo de rizado. El material tipo lámina rizada comprende ranuras con una profundidad definida. Esta profundidad se denomina profundidad de rizado.
El procesamiento de imágenes y la evaluación de imágenes pueden realizarse con medios conocidos para el procesamiento y la evaluación de imágenes. Por ejemplo, el procesamiento de imágenes puede usar filtros como blanco y negro, contraste, brillo o saturación. Después de tal procesamiento de imágenes, el material suelto puede eliminarse digitalmente comparando imágenes de dos cámaras e identificando el material suelto desplazado y el fondo. La evaluación de la imagen puede realizarse por ordenador y en línea o manualmente en comparación con una muestra de referencia. En dependencia de las necesidades de un usuario, se puede elegir el método de evaluación adecuado.
La evaluación de la imagen en línea puede incluir, por ejemplo, medir una densidad de cada línea de rizado, una densidad de las líneas de rizado, distancia entre las líneas de rizado, etc. El resultado de esta evaluación de imagen puede usarse entonces para dar retroalimentación a un aparato de procesamiento de material tipo lámina, en particular a un dispositivo de rizado para configurar los parámetros para el rizado.
La invención se describe adicionalmente con respecto a modalidades, que se ilustran por medio de las siguientes figuras, en donde:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una estación de inspección;
La Figura 2 es una ilustración esquemática de una vista lateral de la estación de inspección de la Figura 1; La Figura 3 muestra un aparato formador de barras;
La Figura 4 muestra otro aparato formador de barras;
La Figura 5 es una ilustración esquemática de un proceso de control para el material tipo lámina.
La Figura 1 muestra una estación de inspección 2 que comprende un dispositivo de vibración y un dispositivo de iluminación y detección. Un material tipo lámina continua 5, por ejemplo, una lámina rizada de lámina de PLA, se guía entre la barra cilíndrica 20 del dispositivo de vibración y el dispositivo de iluminación y detección.
El dispositivo de vibración comprende un transductor ultrasónico 24, una sección de transición 25 y la barra cilíndrica 20. La barra cilíndrica 20 está en contacto con el material tipo lámina 5 y hace vibrar el material tipo lámina. La sección de transición típicamente vibra a una amplitud baja, mientras que la barra cilíndrica en contacto con el material tipo lámina está preferentemente vibrando con una amplitud alta, preferentemente, entre aproximadamente 5 micrómetros y 10 micrómetros. La barra cilíndrica 20 puede ser un cuerpo sólido hecho de metal. La sección de transición 25 se elige preferentemente para amplificar una frecuencia de resonancia entre 20 kHz y 70 kHz, por ejemplo, 35 kHz con una longitud de onda de hasta 200 nm. La barra cilíndrica 20 también puede realizarse en diferentes formas, por ejemplo, en una forma de bloque rectangular.
El dispositivo de iluminación y detección está dispuesto por encima y distanciado a la barra cilíndrica 20.
Una matriz de cámaras lineales con dos cámaras dispuestas linealmente 34,35 está dispuesta entre dos barras emisoras de luz 31,32, preferentemente luz UV. La matriz de cámaras y las dos barras emisoras de luz 31,32 están dispuestas paralelas a la barra cilíndrica 20 y transversales a la trayectoria de transporte del material tipo lámina 5. Preferentemente, la matriz de cámaras captura una secuencia de imágenes del material tipo lámina iluminada 5. La luz reflejada del material tipo lámina 5 y que progresa hacia las cámaras 34, 35 se indica mediante el signo de referencia 37. Cada cámara 34,35 captura la superficie del material tipo lámina 5 desde un ángulo diferente para obtener una perspectiva diferente de la superficie. Las dos barras emisoras de luz UV 31,32 iluminan el material tipo lámina 5 desde diferentes ángulos, reduciendo así la interferencia de la luz con otra fuente de luz.
La barra cilíndrica 20 transmite la frecuencia al material tipo lámina 5. A través de la tensión del material tipo lámina 5, la vibración generalmente no es visible; sin embargo, el material suelto parcial o completo se ve afectado y se agita por la vibración. La vibración del material suelto desvela los rebordes de pliegue previamente cubiertos por material suelto. Esto reduce el riesgo de interpretación errónea de la imagen visual de la superficie del material tipo lámina 5.
Las imágenes capturadas pueden procesarse en un sistema informático (no mostrado) o directamente en un controlador de un aparato como se describe a continuación. Las imágenes de ambas cámaras 34, 35 se combinan para determinar la geometría del efecto de rizado del material tipo lámina inspeccionado 5 y también para identificar material suelto en la superficie del material tipo lámina 5 o contaminación y defectos en el material tipo lámina 5. Preferentemente, la luz UV tiene una longitud de onda entre 100 nm y 300 nm, por ejemplo 180 nm. La luz UV tiene un efecto germicida sobre las bacterias y otros patógenos. Por lo tanto, el material tipo lámina puede esterilizarse, preferentemente en modo continuo, mientras se inspecciona.
Como puede verse en la Figura 1, la estación de inspección también puede realizarse y aplicarse independientemente de las etapas de fabricación o procesamiento de láminas adicionales. Por ejemplo, las láminas prefabricadas de papel de aluminio pueden insertarse manualmente en la estación de inspección donde pueden inspeccionarse.
En la Figura 2 se muestra una vista lateral dibujada esquemáticamente de la estación de inspección 2 de la Figura 1. Se usan los mismos números de referencia para los mismos elementos.
El material tipo lámina 5 se guía sobre la barra cilíndrica 20 en la dirección de transporte 100. De esta manera, el material tipo lámina 5 se guía desde debajo de la barra 20 que entra en contacto con la barra 20 y se guía alrededor de la barra 20 hasta la ubicación de inspección 39. En la Figura 2 la dirección de transporte 100 conduce hacia arriba a la barra cilíndrica 20 y básicamente se dispone horizontalmente cuando se entra en la ubicación de inspección 39 y después de haber salido de la estación de inspección 2. La ubicación de inspección 39 está dispuesta ligeramente desplazada en una dirección corriente abajo desde el centro de la barra cilíndrica 20. El área de captura de imágenes 38 está dispuesta en el centro de la ubicación de inspección 39 y está dispuesta cerca y corriente abajo del centro de la barra 20 cuando se ve en la dirección de transporte 100. El área de captura de imágenes 38 se dispone esencialmente corriente abajo de un área de contacto del material tipo lámina 5 y la barra 20. El área de excitación ultrasónica 26 del material tipo lámina 5 dibujada como líneas dobles se extiende esencialmente desde poco antes de que el material tipo lámina 5 entre en contacto con la barra cilíndrica 20 hasta poco corriente abajo de la posición de la barra 20 cuando el material tipo lámina 5 ya no tiene contacto físico con la barra cilíndrica 20.
Las dos fuentes de luz 31, 32 iluminan el material tipo lámina 5 corriente arriba y corriente abajo de la ubicación de inspección 39.
La luz 37 de la ubicación de inspección y de una región en el material tipo lámina 5, donde interfiere la luz de las dos fuentes de luz 31, 32, emite a las cámaras 34, 35, donde se detecta la luz emitida. Las cámaras 34,35 están dispuestas entre las dos fuentes de luz 31,32.
Si el material tipo lámina 5 es un material translúcido, tal como una lámina de PLA, las cámaras 34,35 también capturan un efecto de rizado en un lado inferior de la lámina.
El aparato mostrado en la Figura 3 comprende generalmente: medios de suministro para proporcionar una lámina continua de un material PLA u otro material tipo lámina utilizado en la fabricación de filtros u otros segmentos de artículos generadores de aerosol utilizados en dispositivos electrónicos generadores de aerosol; medios de rizado para rizar el material tipo lámina continua; medios de formación de barra para reunir la lámina rizada continua y circunscribir el material reunido con una envoltura para formar una barra continua; y medios de corte para seccionar la barra continua en una pluralidad de barras discretas. El aparato comprende también medios de transporte para transportar el material tipo lámina continua corriente abajo a través del aparato desde los medios de suministro hasta los medios para formar la barra a través de los medios de rizado.
Otros materiales adecuados son película de polipropileno, película de polietileno, película de tereftalato de polietileno para mascotas, película de poliéster o película de acetato de celulosa. Tal como se muestra en la Figura 3, los medios de suministro para proporcionar una lámina continua de, por ejemplo, material PLA comprende un material tipo lámina continua 5 montado en una bobina 10. El medio de rizado comprende un par de rodillos rizadores giratorios 11. Durante el uso, el material tipo lámina continua 5 se aspira de la bobina 10 y se transporta corriente abajo hasta el par de rodillos rizadores 11 mediante el mecanismo de transporte, por ejemplo, a través de una serie de rodillos guía y tensores (no mostrados). A medida que el material tipo lámina continua 5 se alimenta entre el par de rodillos rizadores 11, los rodillos rizadores se acoplan y rizan el material tipo lámina continua 5 para formar un material tipo lámina rizada continua que tiene una pluralidad de crestas u ondulaciones separadas esencialmente paralelas al eje longitudinal del material tipo lámina a través del aparato.
El material tipo lámina rizada continua 5 se transporta continuamente corriente abajo desde el par de rodillos rizadores 11 hacia los medios para formar la barra. El material tipo lámina continua 5 se introduce a través de un embudo convergente o cuerno 12. El embudo convergente 12 recoge el material tipo lámina continua 5 con relación a su eje longitudinal. La lámina continua de material 5 adopta una configuración esencialmente cilíndrica al pasar por el embudo convergente 12.
Al salir del embudo convergente 12, la lámina fruncida de PLA 50 se envuelve en una lámina continua de material de envoltura. La lámina continua de material de envoltura se alimenta desde una bobina 13 y se envuelve alrededor de la lámina rizada continua de material por medio de una cinta transportadora sin fin o una guarnición 14. Como se muestra en la Figura 3, los medios de formación de la barra comprenden un medio de aplicación de adhesivo 15 que aplica adhesivo a uno de los bordes longitudinales de la lámina continua de material de envoltura, de manera que cuando los bordes longitudinales opuestos de la lámina continua de material de envoltura se ponen en contacto se adhieren entre sí para formar una barra continua.
Los medios de formación de barra comprenden además unos medios de secado 16 corriente abajo de los medios de aplicación de adhesivo 15, que para su uso secan el adhesivo aplicado a la costura de la barra continua a medida que la barra continua se transporta corriente abajo desde los medios de formación de barra hasta los medios de corte 17. Los medios de secado comprenden preferentemente medios de calentamiento y compresión de manera que la barra envuelta de material tipo lámina 51 se fija en su forma de barra final.
Los medios de corte 17 comprenden normalmente una cortadora rotativa que secciona la barra continua envuelta 51 en una pluralidad de barras discretas 52 de longitud unitaria o longitud unitaria múltiple.
El aparato mostrado en la Figura 3 comprende además una estación de inspección 2 situada entre los medios de rizado y los medios de formación de barras para inspeccionar el material tipo lámina continua rizada antes de que sea recogido transversalmente con relación al eje longitudinal del mismo por el embudo convergente 12.
Preferentemente, la estación de inspección 2 es una estación de inspección como se describe y muestra en la Figura 1 y la Figura 2. El material tipo lámina continua 5 se guía y desvía a través del rollo guía 18 de manera que el material tipo lámina 5 se alimenta entonces desde abajo sobre el elemento vibratorio cilíndrico 20 de la estación de inspección 2. El material tipo lámina 5 continúa a través de la ubicación de inspección debajo de la unidad de iluminación y detección 30 de la estación de inspección 2. La información obtenida sobre el material tipo lámina rizada 5 por la estación de inspección 2 se envía a una unidad de control (no se muestra).
El aparato mostrado en la Figura 3 comprende además una unidad de sensor 40 dispuesta corriente arriba de los rodillos rizadores 11. La unidad de sensor 40 puede comprender uno, preferentemente varios sensores para medir o detectar parámetros físicos del material tipo lámina 5. Tales parámetros pueden, por ejemplo, ser el grosor del material tipo lámina, el tensado o la velocidad del material tipo lámina 5. En consecuencia, la unidad de sensor 40 puede comprender un sensor de grosor y un sensor de velocidad. Los datos medidos por los sensores de la unidad de sensor 40 se proporcionan con una marca de tiempo, que también se envía a la unidad de control para su procesamiento posterior.
La Figura 4 muestra un proceso de formación de barras, sin embargo, con dos estaciones de inspección 2,22 dispuestas en serie. Las otras partes del aparato son básicamente idénticas a las partes del aparato del aparato mostradas y descritas con referencia a la Figura 3. El rollo guía 18 del aparato mostrado en la Figura 3 se reemplaza por una barra cilíndrica 21 de un dispositivo de vibración. Una unidad de iluminación y detección 33 asignada a la barra cilíndrica 21 está dispuesta debajo de la trayectoria de transporte del material tipo lámina 5, ya que el material tipo lámina 5 se guía horizontalmente por debajo de la barra cilíndrica 18 y se guía alrededor de la barra 18 para entrar en contacto con la barra cilíndrica 20 de la otra estación de inspección dispuesta corriente abajo.
En la Figura 4, se usan los mismos números de referencia para los mismos elementos y las mismas partes del aparato.
La segunda estación de inspección está inspeccionando el otro lado del PLA desde abajo, en caso de que el material sea opaco o una sola estación de inspección sea insuficiente para inspeccionar ambas superficies.
Preferentemente, la segunda estación de inspección 22 se dispone debajo de la barra cilíndrica 21, y corriente arriba de la barra cilíndrica 20 con una distancia preferida entre las estaciones de inspección de aproximadamente 20 centímetros y 50 centímetros.
En la Figura 5 se muestra un ejemplo de un lazo de control de manera simplificada.
Los datos de una estación de inspección en línea 2,22 se envían a un sistema informático 81 para la evaluación de datos. Además, los valores objetivo, por ejemplo, las condiciones de la lámina de referencia, se envían al sistema informático 81. El resultado de esta evaluación puede usarse para una retroalimentación al aparato de procesamiento de láminas, en particular al dispositivo de rizado. Si el resultado de la evaluación en el sistema informático 81 indica una desviación de un resultado deseado, esta información se envía al controlador 83. El controlador inicia entonces un cambio de la pinza 110 entre los rodillos rizadores. El material tipo lámina rizada adaptado resultante 84 se inspecciona en la estación de inspección 2,22 y el bucle comienza de nuevo. En caso de no conformidad inaceptable, en el sentido de que una desviación de un resultado deseado no puede corregirse cambiando los parámetros del equipo, los datos del sistema informático 81 también se enviarán al controlador 83, cuyo controlador detiene entonces el equipo de producción de manera que no se fabriquen productos no conformes. El sistema informático 81 puede, por ejemplo, generar un informe de estado sobre los datos del sensor y una recopilación de imágenes. Esto puede acortar el tiempo de inactividad del aparato.
El sistema informático puede ser una parte integral del controlador o puede disponerse parcialmente en el sistema de detección de la estación de inspección 2,22.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Estación de inspección para material tipo lámina rizada, la estación comprende:
una fuente de luz dispuesta para iluminar el material tipo lámina rizada en una ubicación de inspección; un dispositivo de vibración adaptado para hacer vibrar el material tipo lámina rizada en la ubicación de inspección para desplazar el material suelto en la superficie del material tipo lámina en la ubicación de inspección, en donde el dispositivo de vibración comprende un elemento de vibración en forma de una barra, en donde el material tipo lámina rizada es guíable a lo largo o sobre el elemento vibratorio para que el material tipo lámina rizada vibre por el elemento vibratorio;
un detector para detectar la luz recibida del material tipo lámina rizada vibrada, proporcionar de esta manera imágenes del material tipo lámina rizada;
un controlador adaptado para determinar a partir de imágenes del material tipo lámina rizada material suelto en la superficie rizada del material tipo lámina rizada, y adaptado para proporcionar un estado real de la superficie rizada del material tipo lámina rizada, el estado real que representa la superficie del material tipo lámina rizada sin material suelto.
2. Estación de inspección de conformidad con la reivindicación 1, en donde el dispositivo de vibración comprende un transductor ultrasónico.
3. Estación de inspección de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el elemento vibratorio es una barra cilíndrica.
4. Estación de inspección de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el detector es una cámara adaptada para detectar luz del material tipo lámina rizada vibrada.
5. Estación de inspección de conformidad con cualquier reivindicación anterior, que comprende dos detectores o más detectores para detectar la luz recibida del material tipo lámina rizada vibrada en diferentes ángulos.
6. Estación de inspección de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la fuente de luz es una fuente de luz UV.
7. Aparato para fabricar e inspeccionar material tipo lámina continua rizada, el aparato comprende un dispositivo de rizado para rizar material tipo lámina continua, y comprende además una estación de inspección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 dispuesta corriente abajo del dispositivo de rizado.
8. Aparato de conformidad con la reivindicación 7, en donde los parámetros de rizado del dispositivo de rizado son adaptables por el controlador de la estación de inspección.
9. Aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, que comprende al menos un sensor para medir o determinar al menos un parámetro de lámina.
10. Método para inspeccionar un material tipo lámina rizada, el método comprende:
proporcionar un material tipo lámina rizada y hacer vibrar dicho material tipo lámina rizada en al menos un lugar de inspección de una estación de inspección guiando el material tipo lámina rizada sobre o a lo largo de un elemento vibratorio, desplazar de esta manera el material suelto en la superficie del material tipo lámina durante el proceso de inspección;
iluminar el material tipo lámina rizada en el lugar de inspección con luz;
detectar la luz recibida del material tipo lámina rizada vibrada que representa imágenes del material tipo lámina rizada;
determinar a partir de imágenes del material tipo lámina rizada material suelto presente en el material tipo lámina rizada, proporcionar de esta manera un estado real de la superficie rizada del material tipo lámina rizada, el estado real que representa la superficie del material tipo lámina rizada sin material suelto.
11. Método de conformidad con la reivindicación 10, comparar además el estado real del material tipo lámina rizada con las condiciones de la lámina de referencia; en
dependencia de una desviación del estado real de las condiciones de la lámina de referencia, adaptar los parámetros de procesamiento de la lámina o interrumpir un procesamiento del material tipo lámina rizada. 12. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, que comprende, además detectar luz del material tipo lámina rizada vibrada bajo diferentes ángulos.
13. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, que comprende, además esterilizar el material tipo lámina rizada iluminando el material tipo lámina rizada con luz UV.
14. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en donde el material tipo lámina rizada es un material tipo lámina rizada continua usado en la fabricación de artículos formadores de aerosol, por ejemplo, una lámina de ácido poliláctico (PLA).
15. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, que comprende, además
medir una pluralidad de parámetros de la lámina, por ejemplo, grosor, velocidad de transporte o tensión; usar adicionalmente los parámetros de la lámina medida y determinar un estado extendido del material tipo lámina rizada;
comparar el estado extendido del material tipo lámina rizada con las condiciones de la lámina de referencia, y en dependencia de una diferencia del estado extendido y las condiciones de la lámina de referencia, adaptar los parámetros de procesamiento de la lámina o interrumpir un procesamiento del material tipo lámina rizada.
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