FI119503B - Menetelmä ja laitteisto kohteen leikkaamiseksi nestesuihkulla - Google Patents

Description

119503

Menetelmä ja laitteisto kohteen leikkaamiseksi nestesuihkulla Förfarande och anläggning för att skära ett objekt medelst en vätskesträle

5 TEKNIIKAN ALA

Keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen menetelmään kohteen leikkaamiseksi nestesuihkulla.

10 Keksintö liittyy lisäksi patenttivaatimuksen 2 johdanto-osan mukaiseen laitteistoon kohteen leikkaamiseksi nestesuihkulla.

Rainanmuodostuskoneella tarkoitetaan tässä hakemuksessa paperi- kartonki-pehmopaperi- tai sellunkuivauskoneita.

15

TEKNIIKAN TASO

Rainanmuodostuskoneiden nopeuksien noustessa luonnollisesti myös katkoherk- • · · kyy s kasvaa. Mikäli koneen kaikki komponentit eivät ole kasvaneen nopeuden • · · 20 edellyttämässä kunnossa, katkot lisääntyvät väistämättä. Tällöin on tärkeää pystyä • · Φ · ennakoimaan syntynyt häiriö, jolloin mahdollinen katko voidaan estää tai ainakin φ * · t · · selvittää nopeammin.

# · · • · · · · • · ·

Ongelmat rainan reunan leikkauksessa aiheuttavat suuren osan katkoista. Rainan-25 muodostuskoneilla suoritetaan rainan leikkausta nestesuihkuilla siten, että rainan • ♦ ♦ • » .···. molemmista reunoista leikataan pois kapeat reuna-alueet, jolloin leikkauksella • · ··* ·. saadaan poistettua laadultaan muusta rainasta poikkeava osa. Leikkauksella saa- • * ♦ • · · I" daan samalla säädettyä rainalle tietty leveys. Leikkaus suoritetaan yleensä rainan • φ "* yläpuolelle, rainan kummallekin reuna-alueelle sovitetuilla reunapilleillä. Reuna- • · *··;* 30 pilleissä on suuttimet, joista purkautuu rainaa kohti suuntautuva ohut nestesuihku.

• · « t · • · 2 119503

Leikkaus tehdään yleensä viiraosalla rainalle, joka vedenpoiston ansiosta on muodostunut koossapysyväksi kuituverkostoksi.

Rainan päänvientitilanteessa rainaa leikataan niin sanotulla viistoonvetolaitteella S siten, että rainaan jää vain kapea suikale, joka viedään ensin koneen tai koneenosan läpi. Kim kapea suikale on viety koneen tai koneenosan läpi leikkaavaa suihkua ohjataan siten, että kapea suikale levenee hallitusti rainan täyteen leveyteen.

10 Korkeapaineisella nesteellä (10-45 bar paine) ja reunapillien avulla saatavalla kapealla nestesuihkulla saadaan yleensä aikaan kohtuullinen leikkuujälki.

FI patenttijulkaisussa 112180 on esitetty eräs menetelmä ja laite paperiradan reunan leikkaamiseksi. Menetelmässä käytetään kahta, konesuunnassa peräkkäistä, 15 radan reuna-alueelle suunnattua leikkaavaa nestesuihkua. Konesuunnassa ensimmäisellä suihkulla leikataan paperiradan reunaa viistosti ensimmäisessä suihku-kulmassa radan ulkoreunaan suuntautuvalla suihkulla. Konesuunnassa jälkimmäisenä sijaitsevalla toisella suihkulla leikataan edellisessä vaiheessa saatu viisto S * * "I reuna uudestaan, joka toinen suihku suuntautuu vähemmän viistosti toisessa suih- • * · · *" 20 kukulmassa radan ulkoreunaan. Toisen suihkun tarkoitus on siistiä ensimmäisen • · · .*” suihkun leikkuuj älkeä.

i « ·

Ml · • • · · I I · . · · ·, Tekniikan tasosta tunnetaan myös sellainen reunaleikkauslaitteisto, jossa reunapil- • ·

IM

lejä voidaan ohjata kaukosäätöisesti esim. koneen valvomosta. Jäijestelmällä pyri- :*. 25 tään optimoimaan leikkauskulma kuhunkin tilanteeseen sopivaksi, jonka jälkeen « ## .**·. leikkauskulman säätö voidaan automatisoida ja liittää lajinvaihtotapahtumaan.

Ml . Tämä jäijestelmä edellyttää videokameroiden käyttöä reunaleikkauslaitteiston ♦ « '•o, ympärillä. Videokuvasta voidaan seurata nestesuihkun kulmaa, leikkausjälkeä ja • · *·* mahdollisia häiriöitä.

M ·

III

: ·* 30 • M • · • · ··« 3 119503 JP patenttijulkaisussa 2005288472 on esitetty laitteisto, jossa vesisuihkulla leikataan liikkumatonta kohdetta kuten keramiikkaa, metallia tai puolijohdelevyä ja jossa lasersäde johdetaan vesisuihkuun. Julkaisussa mitataan Raman sironneen valon intensiteettiä kun laservalo tunkeutuu vesisuihkuun ja synkronoidaan ve-5 sisuihkun keskiakseli ja lasersäteen optinen akseli keskenään mitatun Raman sironneen valointensiteetin perusteella.

JP patenttijulkaisussa 2001287071 on esitetty laitteisto, jossa vesisuihkulla työstetään liikkumatonta kohdetta. Julkaisussa on esitetty peilijärjestely, jonka avulla 10 laservalo saadaan heijastettua vesisuihkuun.

DD patenttijulkaisussa 296174 on esitetty laitteisto, jossa vesisuihkulla leikataan liikkumatonta kohdetta. Laitteistossa ohjataan valo vesisuihkun tuottavan laitteen suuttimessa peilipintojen avulla vesisuihkuun. Kohteeseen osuvaa valaistua ve-15 sisuihkua kuvataan videokameralla ja tämän videokuvan perusteella ohjataan vesisuihkua.

. KEKSINNÖN YHTEENVETO

• · · • · · • •e * · · • · · IV, 20 Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan paremmin ennakoida rainan leikkauk- * · sessa mahdollisesti syntymässä olevat ongelmat.

• · · ··· · • φ φ φ • · a • ·· .···. Keksinnön mukaisen menetelmän pääasialliset tunnusmerkit on esitetty patentti- • · ·· · vaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

25 • · • · :***; Keksinnön mukaisen laitteiston pääasialliset tunnusmerkit on esitetty patenttivaa- • ·· [•m timuksen 2 tunnusmerkkiosassa.

• · · ··* ··· • · • · ···

Keksinnön muut tunnusomaiset ominaispiirteet on esitetty epäitsenäisissä patent- • φ φ # .1*1 30 ti vaatimuksissa.

φ · Φ · • m 4 119503

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa valaistaan leikkaussuihkua, jolloin siinä mahdollisesti esiintyvät virheet voidaan havainnoida helpommin.

Keksinnön mukaista ratkaisua voidaan käyttää rainan reunan leikkauksen yhtey-5 dessä sekä viistoonvetolaitteen yhteydessä. Valaistun nestesuihkun havainnointi voidaan tehdä suoraan silmämääräisesti tai kameroiden avulla. Kamerakuvaa voidaan puolestaan tarkkailla suoraan silmämääräisesti tai kuvaa voidaan analysoida automaattisella kuvantulkintaprosessilla. Kun nestesuihkua valaistaan, voidaan kameravalvonnassa käyttää halvempia ja vähemmän tarkkoja kameroita verrattuna 10 tilanteeseen, jossa nestesuihkua ei valaista. Leikkauslaitteisto voi olla varustettu kaukosäädettävällä ohjauslaitteistolla, jolloin reunapillejä voidaan säätää esim. kameroiden antaman kuvan perusteella.

KUVIOIDEN LYHYT SELOSTUS 15

Kuviossa 1 on esitetty kaaviomainen koneen poikkisuuntainen leikkauskuva eräästä keksinnön mukaisesta leikkauslaitteistosta.

• · · *·1 2 3 4 5;1 Kuviossa 2 on esitetty kaaviomainen koneen poikkisuuntainen leikkauskuva • 1 · *"; 1 20 eräästä toisesta keksinnön mukaisesta leikkauslaitteistosta.

« 1 • 1

• M

• · • · · • · · " V Kuviossa 3 on esitetty poikkileikkaus eräästä reunapillin suuttimesta.

• · · • •t · · * ·

EDULLISTEN SUORITUSMUOTOJEN SELOSTUS

:·. 25 • ·1 ,··1. Kuviossa 1 on esitetty kaaviomainen koneen poikkisuuntainen leikkauskuva rai- 2 • ® · * . nan reunan leikkauslaitteistosta 20 eli niin sanotusta reunapillistä. Neste, joka 3 • · 4 ... yleensä on vesi syötetään nuolen S osoittamassa suunnassa reunapilliin, josta se • · "1 johdetaan suuttimen 21 kautta pienen halkaisijan omaavana suihkuna 22 kohti • 1 · 30 viiran 11 päällä kulkevaa rainaa 12. Reunapillin suihkulla 22 leikataan rainan 12 • · 5 reuna-alueesta kaistale 12a pois. Reunapilliin on lisäksi jäljestetty laservalolähde 5 119503 30, jossa on linssi ja/tai ikkuna 31, josta laservalolähteen 30 tuottama laserva-losäde 32 johdetaan reunapillin tuottamaan vesisuihkuun siten, että se valaisee suuttimesta 21 purkautuvan suihkun 22 sisältäpäin.

5 Kuviossa 2 esitetyssä suoritusmuodossa laservalolähde 30 on sijoitettu reunapillin 20 ulkopuolelle. Laservalolähteen 30 tuottama laservalosäde 32 johdetaan valokuidulla 33 reunapillissä 20 olevaan linssiin ja/tai ikkunaan 31, josta laservalolähteen 30 tuottama laservalosäde 32 johdetaan reunapillin tuottamaan vesisuihkuun siten, että se valaisee suuttimesta 21 purkautuvan suihkun 22 sisältäpäin.

10

Kuviossa 3 on esitetty poikkileikkaus eräästä reunapillin suuttimesta 210. Suutin 210 käsittää läpinäkyvän ensimmäisen suutinosan 211, jossa on pyöreä suutin-reikä keskellä. Ensimmäisen suutinosan 211 alapuolella on toinen suutinosa 212 ja ensimmäisen suutinosan 211 yläpuolella on kolmas suutinosa 213. Toisessa 212 15 ja kolmannessa 213 suutinosassa on pyöreä reikä keskellä, jonka halkaisija on suurempi kuin ensimmäisen suutinosan 211 pyöreä suutinreikä. Ensimmäinen suutinosa 211 on siten tuettu toisen 212 ja kolmannen 213 suutinosan väliin. Kolmannen suutinosan 213 yläpuolelle on jäljestetty valolähde 214 ja siihen liittyvä * · **:·' valoa heijastava, katkaistun kartion muotoinen pinta 215, joka heijastaa valoläh- « · · 20 teen 214 tuottaman valon kohti ensimmäistä läpinäkyvää suutinosaa 211. Valo • ♦ läpäisee ensimmäisen suutinosan 211 ja jatkaa sen jälkeen sylinterimäisenä valo- • * · ***,· verhona suuttimesta 210 purkautuvan suihkun 22 ympärillä. Valolähde 214 sijait- « « · • · · VV. see suuttimen vesitilan ulkopuolella ja se voi muodostua yhdestä tai useasta valo- • · lähteestä.

. . 25 • * * • · · ,···, Reunapillin 20 suuttimesta purkautuva suihku 22 tulee siten näkymään yhtenäise- • · «»« ·, nä valojuovana tilanteessa, jossa suihku 22 on ehjä. Jos suihku 22 on epänormaali • · · VV. ja se pisaroituu, valo siroaa vesipisaroissa, jolloin suihkun ulkopuolinen havain- • · • · *t’ noitsija ei näe yhtenäistä valojuovaa.

• · · 30 • · · • · » * · * * 6 119503

Valaisemalla suihkua 22 voidaan helpottaa suihkussa 22 mahdollisesti olevien virheiden mahdollisimman aikaista havaitsemista. Tämä havaitseminen voi tapahtua tarkkailemalla suihkua 22 suoraan silmämääräisesti tai tarkkailemalla suihkua 22 kameroiden avulla.

5

Laservalolähde sopii keksinnön mukaiseen ratkaisuun hyvin, koska se tuottaa voimakkaasti suunnatun kapean valokeilan, mutta myöskin muunlaista suunnatun valokeilan tuottavaa valolähdettä voidaan luonnollisesti käyttää.

10 Suihkun valaisi tapahtuu edullisesti suihkun suuntaan suunnatulla valolla, koska silloin saadaan koko suihku valaistua pienellä valolähteellä. Jos suihkua valaistaan esim. sivusta, tulee valolähteen olla suurempi, jotta koko suihku saataisiin valaistua. Suihkua sivusta valaiseva valolähde aiheuttaa likaantumisongelmia. Reuna-leikkauslaitteisto on likaa eli massaa keräävässä paikassa koneen viiraosalla, joten 15 kaikki likaa keräävät pinnat on minimoitava. Valaistessa suihkua suihkun suuntaisella pistemäisellä laservalolla voidaan suihkun kohdistus (suihkun kulma viiraa kohden sekä suihkun paikka kone- ja poikkisuunnassa) esim. seisok-ki/starttitilanteessa suorittaa laservalolla ilman vesisuihkua.

• φφφ φφφ Φφφ • φφφ • · « *** 20 Edellä on esitetty ainoastaan eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja ja alan • · • · .1 2 3'1 ammattimiehelle on selvää, että niihin voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita f » 1 • · · ! 1 V oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

φφφ ··1 ·« · • · • 1 ··1 »· · • ·· ··· « 1 · φφφ · 2 φφφ • 1 • · 3 • φφ · * Φ » * φ φ φ φφφ φ φ φ φ φφφ

Claims (5)

119503

1. Menetelmä kohteen leikkaamiseksi nestesuihkulla (22), jossa kohdetta leikkaavaa nestesuihkua (22) valaistaan ainakin yhdellä valolähteellä (30, 214), tunnettu siitä, S että valaistaan liikkuvaa rainaa (12) leikkaavaa nestesuihkua (22) laservalolähteellä (30, 214) siten, että laservalo kulkee nestesuihkun (22) sisällä, tai siten, että laservalo kulkee sylinterimäisenä kimppuna nestesuihkun (22) ympärillä, jolloin nestesuihkussa (22) mahdollisesti esiintyvät virheet voidaan havainnoida helpommin.

2. Laitteisto käsittää leikkauslaitteiston (20), joka tuottaa kohdetta leikkaavan nes tesuihkun (22), ja ainakin yhden valolähteen (30, 214), jolla valaistaan kohdetta leikkaavaa nestesuihkua (22), tunnettu siitä, että nestesuihkulla (12) leikattava kohde on rainanmuodostuskoneella liikkuva raina (12), ja että valolähde on laser-valolähde (30, 214), jonka tuottama laservalo kulkee leikkauslaitteiston (20) suut-15 timesta (21, 211) purkautuvan nestesuihkun (22) sisällä tai sylinterimäisenä valo-kimppuna suuttimesta (21, 211) purkautuvan nestesuihkun (22) ympärillä, jolloin nestesuihkussa (22) mahdollisesti esiintyvät virheet voidaan havainnoida helpommin. • · » • · · • · · • · ·

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laservalolähde (30) • · • · . * * * sijaitsee nestesuihkua ohjaavan leikkauslaitteiston (20) sisällä, jolloin laservalo ohja- • · · • · "V taan linssillä ja/tai ikkunalla nestesuihkun (22) tuottavan suuttimen (21) yhteyteen * S S siten, että laservalo kulkee leikkauslaitteiston (20) suuttimesta (21) purkautuvan nes- • · tesuihkun (22) sisällä. 25 • » · • » .···, 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laservalolähde (30) • · *«* *. sijaitsee nestesuihkua ohjaavan leikkauslaitteiston (20) ulkopuolella, jolloin laservalo • · · • · · tuodaan valokuidulla (33) leikkauslaitteistoon (21), jossa se ohjataan linssillä ja/tai · [·* ikkunalla suuttimen (21) yhteyteen siten, että laservalo kulkee suuttimesta (21) pur- • · ' · · · * 30 kautuvan nestesuihkun (22) sisällä. ·· · v ' • * · m • · 119503

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että jäljestetään katkaistun kartion muotoinen valoa heijasta pinta (215) nestesuihkua (22) ohjaavan suutti-men (211) yhteyteen ja valaistaan valoa heijastavaa pintaa (215) laservalolähteellä (214), jolloin valo muodostaa sylinterimäisen valokimpun suuttimesta (211) purkau-5 tuvan nestesuihkun (22) ympärille. * « · • · · ··· • · · • · · «·· ··· • · • t ··· • · * · · • · * ··· · t · · • » · • »I Ml • · ♦ · · • « • · · • · · • · · » • · • · • ·· f · · • · * • M · · • · • · • · · Ml • · • · Ml M · • · t t t · 119503