IT201800009276A1

IT201800009276A1 - Apparecchiatura e metodo per lo scarto in linea di rotoli e rifili di materiale cartaceo

Info

Publication number: IT201800009276A1
Application number: IT102018000009276A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Paterni
Original assignee: Pnp Discover Srl
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2020-04-09

Description

TITOLO

APPARECCHIATURA E METODO PER LO SCARTO IN LINEA DI

ROTOLI E RIFILI DI MATERIALE CARTACEO

Settore Tecnico

La presente invenzione concerne un metodo ed un relativo apparato per lo scarto in linea di rotoli non conformi e rifili di materiale cartaceo a valle di macchine da taglio dei logs che realizzano separazioni in modo da creare una pluralità di rotoli finiti e porzioni minime di estremità denominate rifili.

Stato dell’arte

La carta moderna è prodotta principalmente a partire dal legno ed è costituita da numerosissime fibre di cellulosa che sono tenute insieme da collanti. La carta può subire trattamenti speciali per renderla adatta all'impiego al quale è destinata. In particolare, viene prodotta in rotoli di grandi dimensioni con un’anima di cartone duro che serve da sostegno al rotolo, dopodiché viene trasformata in rotoli più piccoli per esser poi distribuita ed arrivare all’utente finale.

È nota una tecnica per la produzione di rotoli di materiale nastriforme, dove avviene la produzione di materiale di scarto dovuto alla eliminazione delle estremità di un bastone, realizzato con avvolgimento di materiale nastriforme, chiamato log. La carta proviene da bobine madre con diametro e larghezza molto più grandi del prodotto finito e dopo essere stata svolta e trasformata, per esempio con macchine per stampa e/o macchine per variarne lo spessore, viene arrotolata in logs con diametri adatti all’utilizzatore finale. I logs vengono poi trasportati in macchine da taglio per ricavarne lunghezze variabili in base alle specifiche del prodotto richiesto dal mercato. Le parti estreme del log non possono essere comprese nei rotoli per motivi estetici e qualitativi, perché durante l’avvolgimento della carta essa subisce degli spostamenti nella sua direzione di marcia creando un profilo irregolare. Le macchine da taglio realizzano separazioni in modo da creare porzioni minime delle parti estreme dei logs, di qui avanti chiamate rifili, e porzioni sulla base delle specifiche richieste dal prodotto. In questo modo sui nastri di trasporto a valle delle macchine da taglio esce sia il prodotto finito e sia i rifili in maniera consecutiva. Comunemente tutti i nastri di trasporto dei rotoli di carta nell’industria del settore hanno una superfice piana ed il contenimento dei rotoli 6r è ottenuto installando dei profili di guida 6g su ogni lato. A valle della macchina da taglio, una specifica macchina ha il compito di eliminare solo il materiale di scarto, a riguardo sono noti i Brevetti N. EP0995559, US5475917. Nel primo brevetto si realizza un dispositivo che prevede lo spostamento di un ponte tra un primo ed un secondo trasporto di prodotto affinché nel determinato momento di passaggio del rifilo si possa formare uno spazio per la caduta del rifilo stesso. Tale ponte deve essere spostato molto velocemente per creare lo spazio di caduta del rifilo e nello stesso tempo deve richiudersi prima che arrivi un rotolo successivo. Di qui gli svantaggi di questo sistema sono le potenze energetiche necessarie, il numero di componenti necessari a realizzare ponti, guide di scorrimento con attuatori efficaci e quindi una soluzione che non può essere molto economica. Altro svantaggio di questa invenzione è la pericolosità del dispositivo dovuta a parti di macchina che con il loro movimento creano azione di taglio o schiacciamento, di qui sono necessarie protezioni apribili con serrature di sicurezza che ne limitano l’accessibilità e aumentano i costi dell’insieme. Nel secondo brevetto citato si prevede un dispositivo che trasporta il prodotto in una prima fase con appoggio su nastro, in una seconda fase con un nastro perforato con mezzi aspiranti che trasporta il prodotto sostenendolo superiormente per effetto della forza di aspirazione ed infine un terzo nastro che trasporta il prodotto in appoggio. Il dispositivo realizza lo scarto del rifilo prevedendo zone di nastro non perforato e quindi non aspiranti in corrispondenza del passaggio del rifilo stesso. Gli svantaggi di questo sistema sono i costi energetici dovuti alla consistente potenza necessaria ai mezzi aspiranti e soprattutto uno svantaggio per l’inquinamento acustico dovuto al forte movimento dell’aria di aspirazione. In definitiva il dispositivo di scarto dei rifili durante il trasporto di prodotto rimane qualcosa di non facile soluzione dal punto di vista della semplicità o della economicità. Inoltre, i sistemi attuali di scarta rifili come i brevetti N. EP0995559 e US5475917, non prevedo l’eliminazione di rotoli non conformi. Le leggi di mercato richiedono sempre maggiori velocità di produzione e le macchine hanno la necessità di essere più performanti ed efficienti, la macchina di scarto rifili ha un compito sempre più difficile in quanto oltre alla variabilità dell’elemento da scartare che può cambiare in dimensioni e posizione ha un tempo sempre più ridotto per eseguire il lavoro. In altre parole, l’elemento di scarto avendo una larghezza molto più piccola rispetto al suo diametro ha la possibilità di ribaltarsi nel suo percorso di uscita sui nastri di trasporto, oppure ha la possibilità di rimanere attaccato tra le facce che hanno subito il taglio, quindi collegato ad un rotolo finito. Tutto questo rende il lavoro del sistema di scarto rifili molto difficile e ne riduce l’efficienza. Quando un rifilo non viene scartato i problemi di fermo macchina sono importanti, infatti i rotoli prodotti dalla linea di trasformazione sono destinati a macchine che realizzano l’impacchettamento dei rotoli per poi passare a macchine che inseriscono tali pacchi in pallet per poi infine essere fasciati e spediti. È facile intuire che il passaggio di un rifilo all’interno di una macchina di impacchettamento ne crea un inceppo ed un conseguente arresto della produzione. All’interno della macchina di impacchettamento possono danneggiarsi gli organi di movimentazione dei rotoli, che erano stati programmati per manovrare un determinato volume, oppure può rimanere incompleto il processo di creazione del pacco per la variazione dimensionale dovuta alla presenza del rifilo o per esempio rimanere inceppato il sistema di saldatura ed alimentazione materiale di pacco. Il tempo per eliminare i suddetti inceppamenti, da parte dell’operatore, può essere considerevole e ridurre l’efficienza di tutta la linea di produzione in modo sensibile.

Sintesi dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di proporre un dispositivo in grado di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati in quanto capace di scartare sia i rifili e sia rotoli non conformi derivanti dalla lavorazione dei logs.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo che aumenti l’efficienza nello scarto dei rifili e dei rotoli non conformi di materiale cartaceo.

Un altro scopo che la presente invenzione si propone è quello di realizzare un dispositivo che svolga sia la funzione di scarto rifili che quella di scarto rotoli non conformi con un ingombro molto ridotto e con il conseguente vantaggio sulla gestione degli spazi.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo per lo scarto in linea di rotoli 6r e rifili 7r di materiale cartaceo che non ha organi pericolosi per l’operatore e di conseguenza non richiede barriere di protezione migliorando l’accessibilità.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo per lo scarto di rotoli e rifili che non richieda l’uso di potenti attuatori o comunque la movimentazione di numerose parti ottenendo una riduzione del consumo energetico.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un’apparecchiatura per evitare l’inceppamento di macchine in linea di produzione ed aumentare la qualità del prodotto finito e quindi di evitare nuovi scarti prodotti alle macchine di impacchettamento.

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un’apparecchiatura per lo scarto dei rifili, con mezzi facilmente reperibili in commercio, nonché usando materiali di utilizzo comune, in modo che il dispositivo abbia costi produttivi contenuti.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di proporre un metodo per lo scarto in linea di rotoli e rifili di materiale cartaceo a valle di macchine da taglio dei logs che consenta di ridurre gli ingombri complessivi della linea produttiva.

Altro scopo della presente invenzione è quello di proporre un metodo per lo scarto in linea di rotoli e rifili di materiale cartaceo a valle di macchine da taglio dei logs che consenta di ridurre i costi complessivi delle apparecchiature coinvolte nella eliminazione dalla linea di produzione sia di rifili che di rotoli non conformi.

Gli scopi suddetti ed altri ancora sono raggiunti da un dispositivo per lo scarto in linea di rotoli e rifili di materiale cartaceo comprendente almeno un sistema di trasporto, almeno un sistema di visione gestito da un dispositivo di controllo e almeno un sistema di eliminazione degli scarti, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di trasporto è un dispositivo trasportatore a nastro avente una superfice di appoggio del prodotto che in una sezione trasversale di detto trasportatore presenta una zona centrale in recesso rispetto a porzioni laterali sporgenti verso l’alto a costituire punti di contatto dei rotoli e rifili, per tenere in guida stabilmente i rotoli ed i rifili stessi durante il trasporto.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, gli scopi suddetti sono raggiunti per mezzo di un metodo per lo scarto in linea di rotoli e rifili di materiale cartaceo a valle di macchine da taglio dei logs che realizzano separazioni in modo da creare una pluralità di rotoli finiti e porzioni minime di estremità denominate rifili, detto metodo prevedendo fasi di:

- avanzamento su un trasportatore a nastro di rotoli e rifili prodotti da detta macchina da taglio,

- riconoscimento tramite un medesimo sistema di visione associato a detto trasportatore a nastro sia di rotoli non conformi che di rifili al passaggio degli stessi da una determinata sezione di detto trasportatore a nastro,

- Rimozione, da parte di un medesimo sistema di eliminazione degli scarti associato a detto trasportatore a nastro a valle di detto sistema di visione, di detti rotoli non conformi e rifili riconosciuti da detto sistema di visione.

Lo scarto di rotoli non conformi e rifili in un’unica operazione è ottenuto grazie all’utilizzo di un nastro di trasporto con uno specifico profilo per appoggio prodotto, nello specifico rotoli di carta, capace di convogliarlo attraverso un sistema di visione atto ad identificare la qualità del rotolo o la presenza di un rifilo e a portarlo in prossimità di un sistema di espulsione che è attivato in base ad un segnale inviato da un processore a seguito dell’informazione acquisita dal sistema di visione.

Il dispositivo della presente invenzione comprende vantaggiosamente: -un nastro di trasporto realizzato ad esempio come catena multiarticolata, il cui profilo per supportare il prodotto ha una a forma tipo a “V” atta ad accogliere e tenere in posizione stabile il prodotto da trasportare;

-un sistema di visione realizzato con fotocellule o sensori di visione per individuare il passaggio di un rifilo o un rotolo non conforme;

-un sistema di espulsione del rifilo realizzato con un elettromagnete che muove un elemento spintore posto a fianco del nastro trasportatore e che al passaggio del rotolo o rifilo riceve il comando da un processore.

Breve descrizione dei disegni

Queste caratteristiche e vantaggi del dispositivo della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del dispositivo per lo scarto di rotoli o rifili prodotti dalle trasformazioni dei rotoli di materiale cartaceo, illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:

la Fig. 1 mostra una vista laterale ed una vista in pianta del dispositivo dell’invenzione nel suo insieme relativo a l’installazione su due canali di alimentazione prodotto di rotoli di carta;

la Fig. 2 rappresenta sezioni del dispositivo in corrispondenza del sistema di scarto ed in particolare la Fig.2A mostra l’elemento spintore in posizione aperta e la Fig. 2B mostra l’elemento spintore in posizione chiusa;

la Fig.3 mostra alcuni esempi realizzativi di catene multiarticolate o nastri in gomma aventi la superfice dove appoggia il prodotto da trasportare con un profilo con caratteristiche di guida per il prodotto stesso da trasportare.

Descrizione delle forme realizzative preferite

Con riferimento alla Fig.1, il dispositivo della presente invenzione per lo scarto di rifili e rotoli non conformi prodotti dalle lavorazioni dei rotoli di materiale cartaceo, secondo il trovato, indicato globalmente col numero 1 comprende, un dispositivo di trasporto, 2, composto da una catena articolata, articolo noto al settore che non descriviamo ulteriormente, avente una superfice di appoggio, 2.4, su cui appoggia il prodotto con un profilo che in una sezione trasversale di detto trasportatore 2 presenta una zona centrale in recesso rispetto a porzioni laterali sporgenti verso l’alto a costituire punti di contatto dei prodotti trasportati (rotoli o rifili), come rappresentato in Fig.3, efficace ad accogliere i rotoli, 6r, e rifili, 7r, in modo stabile.

Come mostrato in Fig. 3, secondo una variante realizzativa preferita, la superficie di appoggio del prodotto 2.4 presenta sezione trasversale a forma di “v”, mentre in varianti realizzative alternative il trasportatore 2 ha superfici di appoggio, 2.41, 2.42 con profilo a culla.

La catena multiarticolata 2 è avvolta su due pulegge di cui una condotta ed una motorizzata. Inoltre, la catena multiarticolata 2 ha una larghezza che non supera la metà della larghezza del rotolo 6r e consente così una facile e rapida fase di scarto prodotto, in seguito descritta. Nel dispositivo della presente invenzione il trasportatore 2 prevede solo un tratto rettilineo, e quindi l’assenza di curve pericolose per la stabilità consente l’utilizzo di questa catena articolata 2 con superficie di appoggio 2.4 avente il profilo di guida sopra descritto che consente di evitare l’installazione di guide laterali 6g. Questa caratteristica risulta particolarmente importante allo scarto del rifilo perché non ci sia nessun impedimento alla fuoriuscita laterale.

La Fig.1 mostra il dispositivo di visione 4 associato al trasportatore 2 composto dalle fotocellule 4.1 e 4.2, poste in posizione tale da leggere la presenza di un rotolo 6r e la presenza di un rifilo 7r. Quest’ultimo si distingue dal rotolo 6r per la sua larghezza ed è generalmente intorno alla metà della larghezza del rotolo. Il rifilo 7r quindi, quando rimane con il suo asse parallelo al nastro di trasporto, può essere individuato dalle fotocellule 4.1 e 4.2 che verranno impegnate alla lettura al passaggio del rifilo 7r per un tempo inferiore al tempo in cui sono impegnate nella lettura quando passa un rotolo 6r larghezza standard. Quando invece il rifilo 7r si ribalta e si trova appoggiato con la faccia parallela al piano di taglio può essere individuato al suo passaggio dalla fotocellula 4.1 e dalla non lettura della fotocellula 4.2. In altro modo quando le due fotocellule non sono impegnate al passaggio del rotolo 6r in modo non contemporaneo si individua che la faccia di taglio non ha una perpendicolarità rispetto al piano di trasporto e di conseguenza può essere identificato un rotolo non conforme. In ultimo si può identificare anche un rotolo non conforme per difetto nella sua lunghezza misurando il tempo in cui sono impegnate le fotocellule 4.1 e 4.2 al passaggio del rotolo stesso. È vero infatti che, conoscendo la velocità di avanzamento del sistema di trasporto 2 tramite il motore con encoder 2.2, si può calcolare la lunghezza di un rotolo 6r misurando quanto tempo le fotocellule 4.1 e 4.2 rimangono impegnate dalla lettura al passaggio del rotolo 6r stesso. Il processore che ricevendo ed elaborando questi tipi di segnali individua il passaggio del rifilo 7r e il passaggio di un rotolo 6r non conforme, sia per la sua differenza di lunghezza rispetto al rotolo di specifica inserite nel programma o per il suo taglio non eseguito bene e quindi per la sua faccia non ortogonale al piano di trasposto. Di conseguenza invia il comando al sistema di scarto 3. Alternativamente alle fotocellule può essere utilizzato un sensore di visione che è un dispositivo noto alla tecnica, il quale, per mezzo di un processore, può misurare il profilo dell’immagine che sta leggendo, può confrontarla con altre immagini prese a modello ed infine inviare un segnale di prodotto non conforme se non rientra nelle specifiche inserite nel programma.

In Fig. 1 sono mostrati i rotoli 6r distanziati tra loro in quanto quando escono dalle macchine da taglio, 6m, vengono portati su nastri, 6n, che hanno una velocità trasporto maggiore ed avviene che i rotoli 6r e rifili 7r assumono tra loro una distanza determinata dalla differenza di velocità. Nell’esempio della Fig. 1 il dispositivo della presente invenzione 1, tramite il trasportatore 2, avente una velocità leggermente maggiore del precedente nastro di trasporto 6n, realizza ancora un incremento della distanza tra i rotoli 6r e rifili 7r. Tutto questo per garantire che il flusso dei rotoli 6r e dei rifili 7r sia ben visibile dalle fotocellule 4.1 e 4.2 o da un eventuale sensore di visione. La Fig.1 mostra infine il dispositivo di eliminazione degli scarti 3 che comprende un attuatore elettromagnetico 3.1 che comanda un elemento allungato, 3.2 o paletta. La paletta 3.2 ha un’altezza superiore al diametro massimo dei rotoli 6r, che vengono trasportati in direzione 6d dalla catena articolata 2 ed è costruita di un materiale con caratteristiche di leggerezza e rigidità come l’alluminio o la fibra di carbonio. La paletta 3.2 è posta in corrispondenza del lato sinistro dei rotoli 6r. In questo modo la paletta 3.2 si sposta per spingere il rotolo 6r o il rifilo 7r fuori dalla catena articolata 2, lasciandolo cadere su un altro nastro di trasporto o scatola contenitore, qui non mostrato perché non influente ai fini della presente invenzione. L’uso di un dispositivo di attuazione, 3.1, quale un attuatore elettromagnetico garantisce una velocità di movimento della paletta 3.2 molto rapida affinché inserirsi trasversalmente sul nastro per eseguire lo scarto del prodotto ed arretrare nuovamente a lato del nastro ad alta velocità durante l’avanzamento del prodotto sul trasportatore 2 senza interferire con i rotoli che non devono essere scartati. Inoltre, la ridotta larghezza della superficie di supporto 2.1 permette anch’essa di velocizzare l’operazione di scarto.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze, purché coerenti con lo scopo realizzativo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo 1 per lo scarto in linea di rotoli 6r e rifili 7r di materiale cartaceo comprendente almeno un sistema di trasporto 2, almeno un sistema di visione 4 gestito da un dispositivo di controllo 9e e almeno un sistema di eliminazione degli scarti 3, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di trasporto 2 è un dispositivo trasportatore a nastro avente una superfice di appoggio del prodotto 2.4 che in una sezione trasversale di detto trasportatore presenta una zona centrale in recesso rispetto a porzioni laterali sporgenti verso l’alto a costituire punti di contatto di detti prodotti, per tenere in guida stabilmente i rotoli 6r ed i rifili 7r durante il trasporto.
2. Dispositivo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta superficie di appoggio del prodotto 2.4 presenta sezione trasversale a forma di “v”.
3. Dispositivo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta superficie di appoggio del prodotto 2.4 presenta sezione trasversale a forma di culla.
4. Dispositivo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta superficie di supporto 2.1 ha in sezione trasversale larghezza inferiore o uguale rispetto alla metà della larghezza di detti rotoli o rifili.
5. Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il sistema di visione 4 è realizzato con almeno una fotocellula.
6. Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il sistema di scarto è realizzato con un attuatore tipo elettromagnete.
7. Dispositivo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che è per i prodotti di carta igienica ed asciuga tutto del settore del Tissue.
8. Metodo per lo scarto in linea di rotoli 6r e rifili 7r di materiale cartaceo a valle di macchine da taglio dei logs che realizzano separazioni in modo da creare una pluralità di rotoli finiti (6r) e porzioni minime di estremità denominate rifili (7r), detto metodo prevedendo fasi di: - Avanzamento su un trasportatore a nastro (2) di rotoli (6r) e rifili (7r) prodotti da detta macchina da taglio, - Riconoscimento tramite un medesimo sistema di visione (4) associato a detto trasportatore a nastro di rotoli non conformi (6r) e rifili (7r) al passaggio da una determinata sezione di detto trasportatore a nastro (2), - Rimozione, da parte di un medesimo sistema di eliminazione degli scarti (3) associato a detto trasportatore a nastro (2) a valle di detto sistema di visione (4), di detti rotoli (6r) non conformi (6r) e rifili (7r) riconosciuti da detto sistema di visione (4).