IT201600127586A1 - Impianto per la produzione di logs di materiale cartaceo. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un impianto per la produzione di logs di materiale cartaceo.

In fase di produzione dei nastri di materiale cartaceo, tra il monolucido ed il riavvolgitore della continua, sono normalmente predisposti dispositivi ottici che rilevano la presenza di difetti, localizzandoli e registrandone la conformazione su corrispondenti immagini fotografiche. Viene prodotto un file di dati associato alla specifica bobina nel quale sono memorizzate le posizioni dei difetti. I dati del file corrispondono alle posizioni ed eventualmente anche alla densità dei difetti intesa come numero di difetti per unità di superficie. Quando la bobina viene utilizzata in un impianto di paper converting, ad esempio per produrre logs dai quali si ricavano rotoli di carta igienica o rotoli di carta da cucina, gli addetti alla produzione regolano la velocità delle macchine di trasformazione o addirittura le fermano, in funzione dei dati di difettosità associati alle bobine in uso e registrati nei rispettivi files. In pratica, sapendo che in corrispondenza di un dato diametro di una bobina in uso vi sono difetti in grado di compromettere la produzione dei logs, gli operatori al raggiungimento di tale diametro rallentano le macchine o arrestano la produzione. Tale procedura è tuttavia inefficiente in quanto dipende in misura significativa dall'esperienza e dall'attenzione degli operatori.

Lo scopo principale della presente invenzione è di ovviare ai predetti inconvenienti.

A questo risultato si è pervenuti, in conformità del presente trovato, adottando l'idea di attuare un impianto avente le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1. Altre caratteristiche della presente invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Grazie alla presente invenzione è possibile incrementare il grado di automazione della produzione dei logs in misura significativa, svincolando l'efficienza del processo dal livello di esperienza degli operatori. In tal modo, è possibile incrementare la qualità dei prodotti finiti riducendo gli scarti giacché la carta utilizzata è soggetta a tensioni regolate in base alla difettosità precedentemente rilevata. Risulta altresì incrementata la sicurezza sul lavoro grazie al sostanziale incremento dell’automazione della produzione che riduce l’intervento da parte degli operatori.

Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione saranno più e meglio compresi da ogni tecnico del ramo grazie alla descrizione che segue ed agli annessi disegni, fomiti a titolo esemplificativo ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:

- la Fig.l rappresenta una schematica vista in pianta semplificata di un impianto per la produzione di logs di materiale cartaceo;

la Fig.2 rappresenta schematicamente una serie di possibili difetti di un nastro o di un velo utilizzato nell’impianto di Fig.l .

In conformità della presente invenzione, è previsto di associare a ciascuna bobina madre (1) un file di dati che individuano la posizione e la classe di eventuali difetti rilevati in una fase di produzione della stessa bobina (1). La classe dei difetti è determinata sulla base di un criterio prestabilito che tiene conto dei possibili effetti negativi dei difetti stessi in fase di utilizzo della bobina (1) in un impianto di paper converting. Il file di dati è immesso in una unità programmabile (2) che li elabora e che controlla l'azionamento di una o più unità operative (A, B, C) dell'impianto sulla base della classe e della posizione di ciascun difetto. In pratica, in funzione della classe e della posizione di ciascun difetto, l'unità di controllo (2) aziona le unità operative (A, B, C) in modo da determinare un rallentamento od eventualmente l'arresto delle stesse unità (A, B, C).

Ad esempio, con riferimento allo schema di Fig.l, le unità operative sono uno svolgitore (A), un goffratore (B) ed una ribobinatrice (C) disposti in cascata lungo una direzione (FW) di alimentazione della carta. Lo svolgitore (A) è una macchina configurata per supportare almeno una bobina (1) e consentire lo svolgimento della stessa. Il goffratore (B) è una macchina collocata a valle dello svolgitore (A), in cui la carta viene goffrata. La ribobinatrice (C) è una macchina nella quale la carta proveniente dal goffratore (B) viene riavvolta per produrre rotoli o logs di diametro inferiore a quello della bobina (1) di partenza. Oppure, le unità operative possono essere più semplicemente uno svolgitore (A) ed una ribobinatrice (C) disposti in cascata lungo la detta direzione (FW). In entrambi i casi, le dette unità sono di per sé note e non richiedono modifiche meccaniche o strutturali ai fini dell’ implementazione pratica dell’invenzione. Resta inteso che il numero delle unità operative costituenti l’impianto di paper converting non è un fattore limitativo dell’ invenzione descritta.

Come deto in precedenza, la classe dei difeti presentati dalla carta della bobina madre (1) è definita in funzione dei possibili effeti negativi dell'uso della carta in un impianto di paper converting. Ad esempio, le classi di appartenenza dei difeti possono essere quattro (I, II, III, IV) i cui effeti negativi in fase di uso della carta in un impianto di paper converting sono progressivamente minori. Ad esempio, una possibile classificazione dei difeti correlata alla posizione dei difeti stessi può essere definita atraverso la seguente tabella

Nella tabella esemplificativa che precede, il difetto di classe I è di entità tale da imporre la fermata dell'impianto. Ad esempio, il difetto di classe I può corrispondere ad una discontinuità (10) nel nastro cartaceo (W) alimentato dalla bobina (1) di qualsiasi forma e di area maggiore di 70 cm<2>o ad una discontinuità (11) orientata in una direzione (T) sostanzialmente trasversale al nastro di lunghezza (hi 1) pari almeno al 20% della larghezza (LW) del nastro (W) oppure ad una serie di discontinuità (12) singolarmente di ridotta ampiezza ma contenute in un'area (A 12) tale che la somma delle aree delle singole discontinuità rapportata all’area (A12) sia maggiore o uguale di 0.2 (∑Ai/A12 > 0.2, dove Ai è l’area della singola discontinuità e A12 è l’area di riferimento).

Analogamente, ad esempio, il difeto di classe II può corrispondere ad una discontinuità (13) nel nastro cartaceo alimentato dalla bobina (1) di qualsiasi forma e di area compresa tra 70 cm<2>e 50 cm<2>o ad una discontinuità (14) orientata in ima direzione (T) sostanzialmente trasversale al nastro di lunghezza (hi 4) compresa tra il 20% e il 10% della larghezza (LW) del nastro (W) oppure ad una serie di discontinuità (15) singolarmente di ridota ampiezza ma contenute in un'area (Al 5) tale che la somma delle aree delle singole discontinuità rapportata all’area (Al 2) sia compresa tra 0.2 e 0.1 (0.2 > ∑ΑΛ/ΑΊ5 ≥ 0.1 dove Ai è l’area della singola discontinuità e Al 5 è l’area di riferimento).

Similmente, ad esempio, il difetto di classe III può corrispondere ad una discontinuità (16) nel nastro cartaceo alimentato dalla bobina (1) di qualsiasi forma e di area compresa tra 50 cm<2>e 30 cm<2>o ad una discontinuità (17) orientata in una direzione (T) sostanzialmente trasversale al nastro di lunghezza (hi 7) compresa tra il 10% ed il 5% della larghezza (LW) del nastro (W) oppure ad una serie di discontinuità (18) singolarmente di ridotta ampiezza ma contenute in un'area (Al 8) tale che la somma delle aree delle singole discontinuità rapportata all’area (Al 8) sia compresa tra 0.1 e 0.05 (0.1 > ∑A:/A 18 ≥ 0.05 dove Ai è l’area della singola discontinuità e Al 8 è l’area di riferimento).

Infine, ad esempio, il difetto di classe IV può corrispondere ad una discontinuità (19) nel nastro cartaceo alimentato dalla bobina (1) di qualsiasi forma e di area compresa tra 30 cm<2>e 10 cm<2>o ad una discontinuità (20) orientata in una direzione (T) sostanzialmente trasversale al nastro di lunghezza compresa tra il 5% ed il 2% della larghezza (LW) del nastro (W) oppure ad una serie di discontinuità (21) singolarmente di ridotta ampiezza tale che la somma delle aree delle singole discontinuità rapportata all’area (A21) sia compresa tra 0.05 e 0.03 (0.05 > ∑At/A21 > 0.03 dove Ai è l’area della singola discontinuità e A21 è l’area di riferimento).

In pratica, con riferimenti ai difetti (12, 15, 18, 21) il criterio di classificazione è basato sulla loro densità superficiale. Resta inteso che i difetti del nastro (W) possono essere classificati secondo qualsiasi altro criterio. Analogamente, le azioni programmate possono essere differenti anche in funzione della qualità del prodotto finito desiderata e del tipo di carta. In altri termini, i valori e le corrispondenti azioni programmate fomiti in precedenza a titolo di esempio possono variare in funzione delle caratteristiche strutturali della carta e/o in funzione del risultato voluto in termini di qualità del prodotto finito

In pratica, un impianto in conformità della presente invenzione comprende più unità operative (A, B, C) cooperanti tra loro per produrre logs di materiale cartaceo con una velocità di produzione operativa prestabilita utilizzando almeno un nastro di materiale cartaceo (W) alimentato da una bobina madre (1), in cui le dette unità (A, B, C) sono controllate da una unità di controllo (2) programmata per fermare le unità stesse o ridurne la velocità operativa in funzione della posizione e della tipologia di eventuali difetti (10-21) presentati dal nastro (W) e registrati in un database utilizzato dall'unità di controllo (2) per controllare la velocità operativa delle dette unità (A, B, C) secondo un criterio di controllo prestabilito che associa ad ogni difetto (10-21) una corrispondente modalità di azionamento delle unità da essa controllate.

Il database dei difetti presentati dal nastro (W) è acquisito in una fase di produzione della bobina madre (1) ed è utilizzato in una successiva fase di impiego della stessa.

L'unità di controllo (2) gestisce l'azionamento sincrono delle unità (A, B, C) che compongono la linea di produzione dei logs sulla base della posizione e della classe dei difetti del nastro (W) acquisiti durante la produzione di quest'ultimo. In pratica, mediante sistemi di ispezione ottica normalmente impiegati per controllare la qualità del prodotto nelle continue, i difetti del nastro (W) sono rilevati, localizzati e registrati in fase di produzione del nastro stesso.

La classificazione dei difetti così rilevati e localizzati, in conformità della presente invenzione, è stabilita secondo un criterio che, come detto in precedenza, attribuisce ai vari tipi di difetti un effetto negativo in fase di produzione dei logs di entità progressivamente minore. Ad esempio, con riferimento alla tabella esemplificativa di cui sopra, un difetto di classe I può determinare lo strappo del nastro durante la produzione dei logs anche in caso di rallentamento delle unità (B, C) che lo utilizzano. Oppure, ad esempio, un difetto di classe II o di classe III può determinare uno strappo del nastro se la velocità di produzione delle unità (B, C) non viene diminuita del 50% o del 30% ma comunque la qualità del log prodotto a causa dei difetti presentati ne impedisce la commercializzazione. O ancora, ad esempio, un difetto di classe VI può determinare uno strappo del nastro se la velocità di produzione delle unità (B, C) non viene diminuita del 30% ma la qualità del log prodotto è comunque sufficiente per consentirne la commercializzazione. Ad esempio, la velocità di produzione normale, ovvero la velocità di produzione in assenza di difetti classificati, è di 650 metri di nastro al minuto.

La posizione di ciascun difetto del nastro (W) è in correlazione diretta con il diametro istantaneo della bobina (1). Il diametro istantaneo della bobina (1) può essere rilevato, ad esempio, mediante un encoder (3) collegato sull’asse della stessa bobina sulla base della velocità di svolgimento del nastro od anche mediante fotocellule (4) o dispositivi ottici equivalenti predisposti di fronte ad una testata della bobina. Le uscite dell’encoder (3) o delle fotocellule (4) sono collegate subingresso dell’unità di controllo (2). Per semplicità in Fig. 1 il collegamento tra le fotocellule (4) e l’unità di controllo (2) non è rappresentato. Il database dei difetti è registrato, ad esempio, in un server (5) collegato all’unità di controllo (2). Il server (5) dispone di una memoria nella quale è registrato il database dei difetti di ciascuna bobina collocata nello svolgitore (A). In alternativa, la stessa unità di controllo (2) dispone di una memoria nella quale è registrato il database dei difetti di ciascuna bobina collocata nello svolgitore (A).

Pertanto, l’unità di controllo (2) riceve con continuità i dati relativi al diametro istantaneo della bobina (1), ovvero relativi al “metraggio” di nastro svolto, ed attiva le azioni programmate sulle unità (A, B, C) in funzione dell’eventuale difetto corrispondente al diametro istantaneo della bobina stessa.

In Fig. 1 il blocco “2P” indica un programma software, residente nell’unità di controllo (2), che elabora i dati in ingresso relativi al diametro istantaneo della bobina (1) e i dati contenuti nel database dei difetti, e fornisce istruzioni all’unità di controllo (2) per attuare gli eventi precedentemente indicati sulla base di un corrispondente algoritmo di esecuzione degli eventi. L’unità di controllo (2) è collegata agli azionamenti (AA, AB, AC) delle unità (A, B, C) da essa controllate. Il bocco “5D” indica il database dei difetti immesso nel server (5).

Se il materiale cartaceo avvolto nella ribobinatrice (C) è formato da più veli alimentati da più corrispondenti bobine madri, allora l'unità di controllo (2) utilizza il database dei difetti di ciascun velo ed interviene per attivare l'azione programmata indipendentemente dallo specifico velo che presenta i difetti della classe corrispondente all'azione programmata. In altri termini, se anche un solo velo presenta difetti di una data classe, l'unità di controllo (2) comanda l'attivazione della corrispondente azione programmata anche se gli altri veli non presentano difetti. In altri termini, il nastro (W) utilizzato per la produzione dei logs può essere formato da più veli ognuno dei quali si svolge da una corrispondente bobina e ad ogni bobina è associato un corrispondente database dei difetti in conformità di quanto descritto in precedenza. In tal caso, l’unità di controllo (2) attiva le predette azioni programmate sulla base dei singoli database. Ad esempio, i veli possono essere uniti tra loro nel goffratore (B) secondo modalità di per sé note ai tecnici del ramo.

In termini più generali, pertanto, un impianto per la produzione di logs di materiale cartaceo, comprende più unità operative (A, B, C) configurate per produrre logs di materiale cartaceo partendo da un nastro (W) di materiale cartaceo svolto da una o più corrispondenti bobine (1) ed asservite ad una unità di controllo (2) che a sua volta è configurata per pilotare le dette unità operative in modo che ognuna di esse abbia una velocità di produzione prestabilita; la detta unità di controllo (2) è programmata per elaborare dati contenuti in un database (5D) individualmente associato a ciascuna bobina (1) e rappresentativi di difetti (10-21) classificati secondo una classificazione predittiva (I, II, III, IV) basata sugli effetti dei difetti stessi nella produzione dei logs e rappresentativi della posizione dei difetti sul nastro che si svolge da tale bobina; l’unità di controllo (2) riceve dati di posizione correlati al diametro istantaneo della bobina mediante corrispondenti mezzi di rilevazione (3; 4), e l’unità di controllo (2) è programmata per modificare la detta velocità di produzione in funzione della posizione istantanea e della classe (I, II, III, IV) di ciascuno dei detti difetti (10-21).

In conformità della presente invenzione è perciò possibile utilizzare i dati relativi ai difetti del nastro (W) svolto dalla bobina (1) per pilotare in sincrono le unità operative dell’impianto (A, B, C) secondo modalità automatiche di gestione delle azioni programmate, riducendo i possibili effetti negativi dei difetti nella produzione dei logs di materiale cartaceo.

E’ altresì possibile programmare l’unità di controllo (2) in modo tale che la velocità di produzione prestabilita venga modificata secondo una prestabilita rampa di decelerazione fino al raggiungimento di una seconda velocità inferiore a quella di produzione (ovvero, fino al raggiungimento del valore di velocità corrispondente all’azione programmata e corrispondente allo svolgimento di una porzione difettosa del nastro dalla bobina 1) che successivamente è riportata al valore di produzione di partenza secondo una prestabilita rampa di accelerazione. In altri termini, le azioni programmate possono essere opportunamente anticipate rispetto al passaggio delle porzioni difettose del nastro cartaceo tenendo conto delle inerzie e dei ritardi nell’esecuzione delle azioni connessi agli azionatoli utilizzati per il pilotaggio delle unità che compongono rimpianto.

Ad esempio, il database dei difetti può essere associato alla specifica bobina mediante la produzione di un codice a barre applicato sulla bobina stessa in modo tale da realizzare una associazione univoca tra il codice a barre e l’insieme dei difetti della bobina formanti il database dei difetti classificati come detto in precedenza. Il codice a barre potrà essere letto mediante un lettore di codice a barre utilizzato da un operatore in fase di caricamento della bobina sullo svolgitore. Oppure, il database dei difetti può essere associato ad una posizione occupata dalla bobina in un magazzino automatizzato (ad esempio un magazzino automatizzato con uno o più traslo-elevatori eventualmente servito da carrelli LGV) così da formare una associazione univoca tra la posizione della bobina nel magazzino e l’insieme dei difetti della bobina formanti il database dei difetti classificati come detto in precedenza, ovvero una associazione univoca tra tale database ed il carrello in uso. Resta inteso che in ogni caso le modalità di associazione del database dei difetti alla singola bobina possono variare in funzione delle specifiche caratteristiche dell’impianto.

In pratica i particolari di esecuzione possono comunque variare in maniera equivalente per ciò che attiene ai singoli elementi descritti e illustrati senza per questo uscire dall'ambito dell'idea di soluzione adottata e perciò restando nei limiti della tutela conferita dal presente brevetto.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Impianto per la produzione di logs di materiale cartaceo, comprendente più unità operative (A, B, C) configurate per produrre logs di materiale cartaceo partendo da un nastro (W) di materiale cartaceo svolto da una o più corrispondenti bobine (1) ed asservite ad una unità di controllo (2) che a sua volta è configurata per pilotare le unità operative (A, B, C) in modo che ognuna di esse abbia una velocità di produzione prestabilita, caratterizzato dal fatto che la detta unità di controllo (2) è programmata per elaborare dati contenuti in un database (5D) individualmente associato a ciascuna bobina (1) e rappresentativi di difetti (10-21) classificati secondo una classificazione predittiva (I, II, III, IV) basata sugli effetti dei difetti stessi nella produzione dei logs e rappresentativi della posizione dei difetti sul nastro che si svolge da tale bobina, dal fatto che l’unità di controllo (2) riceve dati di posizione correlati al diametro istantaneo della bobina mediante corrispondenti mezzi di rilevazione (3; 4), e dal fatto che l’unità di controllo (2) è programmata per modificare la detta velocità di produzione in funzione della posizione istantanea e della classe (I, II, III, IV) di ciascuno dei detti difetti (10-21).
2. 2) Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le dette unità operative sono uno svolgitore (A), un goftratore (B) ed una ribobinatrice (C).
3. 3) Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l’unità di controllo (2) è programmata per ridurre la detta velocità di produzione in funzione della posizione istantanea e della classe (I, II, III, IV) di ciascuno dei detti difetti (10-21).
4. 4) Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l’unità di controllo (2) è programmata per annullare la detta velocità di produzione in funzione della posizione istantanea e della classe (I, II, III, IV) di ciascuno dei detti difetti (10-21).
5. 5) Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che nella detta unità di controllo (2) risiede un programma software (2P) che esegue la detta elaborazione utilizzando i dati contenuti nel database (5D) e fornisce istruzioni all’unità di controllo (2) per modificare la velocità di produzione quando richiesto.
6. 6) Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il database (5D) è registrato in un server (5) provvisto di una uscita dati collegata con un ingresso dati dell’unità di controllo (2).
7. 7) Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la velocità di produzione prestabilita è modificata secondo una prestabilita rampa di decelerazione fino al raggiungimento di una seconda velocità inferiore a quella di produzione che successivamente è riportata al valore di produzione secondo una prestabilita rampa di accelerazione.