IT202000003482A1

IT202000003482A1 - Procedimento per la gestione selettiva degli allarmi di una macchina automatica per la produzione o l’impacchettamento di articoli di consumo.

Info

Publication number: IT202000003482A1
Application number: IT102020000003482A
Authority: IT
Inventors: Paolo Zanni; Alfredo Napoli; Stefano Salmi; Giuliano Gamberini
Original assignee: Gd Spa
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2021-08-20
Also published as: EP4107080A1; WO2021165912A1

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Procedimento per la gestione selettiva degli allarmi di una macchina automatica per la produzione o l?impacchettamento di articoli di consumo."

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione ? relativa ad un procedimento per la gestione selettiva degli allarmi di una macchina automatica per la produzione o l?impacchettamento di articoli di consumo.

La presente invenzione trova vantaggiosa, ma non esclusiva, applicazione nella gestione selettiva degli allarmi di una macchina automatica confezionatrice che produce pacchetti di sigarette, cui la trattazione che segue far? esplicito riferimento senza per questo perdere di generalit?.

ARTE ANTERIORE

Una macchina automatica confezionatrice per sigarette comprende una pluralit? di attuatori che agiscono sugli articoli per modificarne la conformazione, la struttura o la posizione e ciascun attuatore pu? assumere una pluralit? di posizioni diverse.

Generalmente, gli attuatori sono motori elettrici o cilindri pneumatici e sono collegati in modo solidale a parti meccaniche di diverse forme e dimensioni atte a lavorare gli articoli.

In caso di errato azionamento (ad esempio dovuto ad un fault, ovvero un evento inatteso e non desiderato, un allarme, un sovraccarico, ecc.) due o pi? attuatori possono collidere, e quindi possono essere, in certi casi, causa di interferenze (battute meccaniche) fra le parti meccaniche ad essi collegate, rischiando quindi di causare la rottura o il danneggiamento di tali parti meccaniche o degli articoli su cui esse lavorano.

Durante la produzione di articoli di consumo, pu? capitare che uno degli attuatori della macchina automatica vada in allarme (ad esempio a causa di una sovralimentazione, di una rottura del materiale, di un malfunzionamento, del superamento di un errore di inseguimento massimo consentito, ecc.). In questi casi, per evitare interferenze meccaniche, viene generalmente effettuato un arresto generale, ovvero vengono arrestati tutti gli attuatori della macchina automatica. In particolare, appena si completa l?arresto, un sistema di sicurezza disabilita gli attuatori negandogli l?alimentazione e pertanto evitando che eventuali posizioni di interferenza vengano mantenute forzatamente.

Nonostante l?arresto generale sia efficace in termini di sicurezza, esso non pu? considerarsi un sistema efficiente per la ripresa produttiva della macchina automatica. In particolare, a seguito della mancata alimentazione, gli attuatori si possono trovare in posizioni non definite (cio? non note ai loro controllori) e necessitano di un procedimento di ripristino dello stato funzionale attraverso il quale gli attuatori vanno predisposti (mobilitati) per la messa in moto della macchina automatica. Questa ? un?operazione solitamente molto lunga e che incide sulle prestazioni e sul tempo di recupero (dopo un guasto) della macchina automatica.

Inoltre, l?arresto generale determina la necessit? di scartare gli articoli con cicli di lavorazione non ultimati e non recuperabili, spesso presenti all?interno della macchina automatica nell?istante in cui viene rilevato l?errore scatenante.

Nelle macchine automatiche di nuova generazione, le quali sono solitamente di grandi dimensioni e processano una grande quantit? di articoli contemporaneamente, lo scarto di articoli semilavorati reso necessario a seguito di un arresto generale ? causa di un forte spreco di materie prime (dal punto di vista del produttore) e di una elevata produzione di rifiuti da smaltire (dal punto di vista ambientale). Questa attivit? di scarto aumenta il tempo di recupero gi? abbondante necessario per il ripristino dello stato funzionale (ovvero della produzione) della macchina automatica.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione ? fornire un procedimento per la gestione selettiva degli allarmi di una macchina automatica per la produzione o l?impacchettamento di articoli di consumo che sia almeno parzialmente esente dagli inconvenienti sopra descritti e, nello stesso tempo, sia di semplice ed economica realizzazione.

In accordo con la presente invenzione viene fornito un procedimento per la gestione selettiva degli allarmi di una macchina automatica per la produzione o l?impacchettamento di articoli di consumo, secondo quanto rivendicato nelle rivendicazioni allegate. Viene fornita anche una macchina automatica per la produzione o l?impacchettamento di articoli di consumo configurata per realizzare il suddetto procedimento.

Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

? la figura 1 ? una vista prospettica e schematica di una macchina automatica per la produzione di articoli dell?industria del tabacco;

? la figura 2 ? una vista schematica e in pianta di una parte della macchina automatica della figura 1 in cui un primo ed un secondo attuatore presentano delle posizioni di possibile interferenza l?uno rispetto all?altro;

? le figura 3 illustra una possibile matrice di interferenza relativa alla parte di macchina della figura 2; e

? la figura 4 ? un diagramma che illustra la possibile gestione di un allarme di uno degli attuatori di una macchina automatica secondo la presente invenzione.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL?INVENZIONE

Nella figura 1 ? illustrata una macchina 1 automatica per la produzione di articoli dell?industria del tabacco, in particolare una macchina 1 automatica confezionatrice per l?applicazione di un sovraincarto trasparente a pacchetti di sigarette.

La macchina 1 automatica comprende diverse parti atte ad effettuare delle lavorazioni sugli articoli (pacchetti 3 di sigarette nella forma di attuazione illustrata nella figura 1). In particolare, la macchina 1 automatica comprende una parte 2 provvista di una pluralit? di attuatori (almeno due) 4 e 5, ciascuno dei quali pu? assumere una pluralit? di posizioni diverse e si muove, durante la produzione, con un proprio movimento (NM) nominale, ovvero effettua un movimento standard (in particolare seguendo un profilo di posizione o di velocit? predefinito).

Secondo alcune preferite ma non limitative forme di attuazione, gli attuatori 4 e 5 comprendono dei motori elettrici (in particolare di tipo brushless). Secondo ulteriori forme di attuazione non illustrate, gli attuatori 4 e 5 comprendono anche tipi di azionamenti diversi dai motori elettrici (ad esempio cilindri ad attuazione elettrica, ecc.).

La parte 2 della macchina 1 automatica della figura 1 ? illustrata in pianta e schematicamente nella figura 2. Tale parte 2 comprende: una ruota 6 montata girevole attorno ad un asse A di rotazione centrale e provvista di sedi 7 (in particolare tasche) atte ad accogliere i pacchetti 3 di sigarette ed (almeno) uno spingitore 8 atto a spingere i pacchetti 3 all?interno delle sedi 7 della ruota 6 mobile.

Nella non limitativa forma di attuazione illustrata nella figura 2, sono presenti due attuatori 4 e 5: un primo attuatore 4 ? accoppiato alla ruota 6 per comandare la rotazione della ruota 6 attorno all?asse A di rotazione ed ? provvisto di un motore elettrico rotante (ad esempio di tipo brushless) che porta in rotazione la ruota 6 attraverso l?interposizione di un riduttore (non illustrato); un secondo attuatore 5 ? accoppiato allo spingitore 8 per comandare lo spostamento lineare dello spingitore 8 lungo una direzione D e per una corsa (stroke) predefinita S ed ? provvisto di un motore elettrico rotante (ad esempio di tipo brushless) e di un riduttore che trasforma il movimento circolare in movimento lineare (in alternativa il secondo attuatore 5 potrebbe comprendere un motore elettrico lineare oppure un cilindro pneumatico/idraulico).

La parte 2 della macchina 1 automatica presenta quindi due attuatori 4 e 5 che possono generare delle posizioni di interferenza (o interferenze). Con la terminologia ?posizioni di interferenza? (o ?interferenze?) si intendono tutte quelle combinazioni di posizioni degli attuatori 4 e 5 che generano delle collisioni tra delle componenti meccaniche della macchina automatica (ad esempio tra la ruota 6 e lo spingitore 8 e/o un pacchetto 3 che si interpone tra la ruota 6 e lo spingitore 8).

In certi casi, un attuatore 4 o 5 pu? trovarsi in delle posizioni che non consentono all?altro attuatore 5 o 4 di muoversi liberamente (cio? non permettono all?altro attuatore di assumere una qualunque delle sue possibili posizioni) in quanto genererebbero delle collisioni.

In alcuni casi non limitativi e non illustrati, l?attuatore 4 della ruota 6 si trova in una posizione in cui allo spingitore 8 non ? permesso l?ingresso con il prodotto (il pacchetto 3) in una delle sedi 7. Di conseguenza, l?attuatore 5 dello spingitore 8 non pu?, in questi casi, muoversi liberamente (cio? non pu? far assumere allo spingitore 8 una qualunque delle sue possibili posizioni lungo la corsa S) poich? potrebbe generare una collisione tra lo spingitore 8 e la ruota 6, in quanto la ruota 6 si trova in una posizione non adatta all?inserimento del pacchetto 3 nella sede 7 da parte dello spingitore 8. In altre parole, data la posizione dell?attuatore 4 della ruota 6, se l?attuatore 5 dello spingitore 8 si muovesse percorrendo la sua corsa S per provare ad inserire il pacchetto 3 all?interno di una delle sedi 7, il pacchetto 3 prima, ed eventualmente lo spingitore 8 poi, andrebbero a collidere con la ruota 6, generando spreco di materiale ed una possibile/probabile rottura di componenti meccaniche. Tuttavia, tale combinazione di posizioni degli attuatori 4 e 5 consente libero movimento all?attuatore 4 della ruota 6, in quanto, facendo girare la ruota 6, non causerebbe alcuna collisione tra la ruota 6 e lo spingitore 8 od un pacchetto 3.

In altri casi non limitativi, invece, un attuatore 4 o 5 pu? trovarsi in delle posizioni che consentono all?altro attuatore 5 o 4 di muoversi liberamente (cio? permettono all?altro attuatore 5 o 4 di assumere una qualunque delle sue possibili posizioni) senza generare collisioni. Come illustrato nella figura 2, l?attuatore 4 della ruota 6 si trova in una posizione in cui allo spingitore 8 ? permesso l?ingresso con il prodotto (il pacchetto 3) in una delle sedi 7. Di conseguenza, l?attuatore 5 dello spingitore 8 pu? muoversi liberamente (cio? pu? assumere una qualunque delle sue possibili posizioni lungo la corsa S) senza generare alcuna collisione tra lo spingitore 8 e la ruota 6, in quanto la ruota 6 si trova in una posizione adatta all?inserimento del pacchetto 3 nella sede 7 da parte dello spingitore 8. In altre parole, data la posizione dell?attuatore 4 della ruota 6, se l?attuatore 5 dello spingitore 8 si muovesse percorrendo la sua corsa S per inserire il pacchetto 3 all?interno di una delle sedi 7, non genererebbe alcuna collisione tra il pacchetto 3 e/o lo spingitore 8 con la ruota 6. Tuttavia, tale combinazione di posizioni degli attuatori 4 e 5 non consente libero movimento all?attuatore 4 della ruota 6, in quanto, facendo girare la ruota 6, causerebbe una collisione tra la ruota 6 ed il pacchetto 3 nel caso in cui il pacchetto 3 fosse solo parzialmente inserito nella sede 7, oppure causerebbe una collisione tra la ruota 6 e lo spingitore 8 nel caso in cui il pacchetto 3 fosse completamente inserito e lo spingitore 8 fosse parzialmente all?interno della sede 7. In entrambi i casi sarebbe necessario fermare e ripristinare la macchina 1 automatica e nel secondo caso sarebbe probabile anche una rottura di componenti meccaniche.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, la macchina 1 automatica comprende anche una unit? 9 di controllo configurata per pilotare (almeno) gli attuatori 4 e 5. In particolare, l?unit? 9 di controllo comprende una memoria 10 all?interno della quale ? memorizzata una matrice 11 di interferenza che fornisce per ciascuna posizione di un attuatore 4 o 5 la presenza o l?assenza di interferenza rispetto a tutte le possibili posizioni dell?altro attuatore.

Nella figura 3, con il numero 11 ? indicata nel suo complesso una matrice di interferenza che fornisce per ciascuna posizione dei due attuatori 4 e 5 la presenza o l?assenza di posizioni di interferenza (o interferenze) rispetto a tutte le possibili posizioni dell?altro attuatore. Ovvero, nella matrice 11 di interferenza sono riportate sull?asse delle ordinate tutte le possibili posizioni (n4) dell?attuatore 4 della ruota 6 e sull?asse delle ascisse tutte le possibili posizioni (n5) dell?attuatore 5 dello spingitore 8. In altre parole, l?intera corsa di ciascun attuatore 4 o 5 viene suddivisa in un numero finito di posizioni e tale numero finito di posizioni ? arbitrario e dipende dal grado di risoluzione che si desidera: ad esempio nel caso dell?attuatore 4 della ruota 6 ? possibile una libert? di attuazione lungo l?intero angolo giro e quindi la corsa dell?attuatore 4 pu? venire divisa in 360 posizioni (distanti 1? una dall?altra), pu? venire divisa in 72 posizioni (distanti 5? una dall?altra), oppure pu? venire divisa in 720 posizioni (distanti 0,5? una dall?altra); invece, nel caso dell?attuatore 5 dello spingitore 8 la corsa S pu? venire divisa in posizioni distanti 1 mm una dall?altra, in posizioni distanti 1 cm una dall?altra, in posizioni distanti 0,2 mm una dall?altra? . Nella matrice 11 di interferenza della figura 3, alcune righe ed alcune colonne sono indicate tratteggiate, per indicare la possibile presenza di un numero diverso di righe o colonne in funzione della risoluzione desiderata per ciascun attuatore 4 e 5. Generalmente, la risoluzione utilizzata per ciascun attuatore 4 e 5 ? all?incirca pari alla precisione dell?attuatore 4 e 5 stesso, ovvero non ha senso utilizzare una risoluzione dell?ordine dei micron se un attuatore 4 o 5 ha una precisione dell?ordine di centimetri e viceversa.

La matrice 11 di interferenza ? provvista di una pluralit? di caselle 12, ciascuna delle quali ? relativa quindi ad una coppia di posizioni degli attuatori 4 e 5, ovvero ? relativa ad una corrispondente posizione dell?attuatore 4 associata ad una corrispondente posizione dell?attuatore 5. Data una posizione dell?attuatore 4 o 5, la matrice 11 di interferenza definisce, sulla base di tale posizione dell?attuatore 4 o 5, se per ogni posizione dell?attuatore 5 o 4 (che insieme formano una riga o colonna della matrice 11 di interferenza) si verifica una condizione (posizione) di interferenza tra delle parti meccaniche nella parte 2 della macchina 1 automatica.

La matrice 11 di interferenza presenta quindi un numero ?n? caselle 12 uguale al prodotto del numero di posizioni degli attuatori 4 e 5 (ovvero al prodotto tra il numero di righe ed il numero di colonne). In particolare, all?interno di ciascuna casella 12 pu? essere presente o non presente un valore ?X?. Il valore ?X? all?interno di una casella 12 indica che la relativa coppia di posizioni determina una interferenza (e che quindi quella coppia di posizioni non ? consentita), in quanto, se si verificasse che entrambi gli attuatori si trovino in quelle posizioni vi sarebbe una collisione meccanica tra degli elementi meccanici (ad esempio tra la ruota 6 e lo spingitore 8) o tra degli elementi meccanici ed un articolo (ad esempio tra la ruota 6 ed un pacchetto 3).

Ovviamente il valore ?X? pu? essere sostituito da un qualunque altro valore, immagine o simbolo predefinito avente la stessa funzione di fornire informazioni sulla presenza di interferenze date le posizioni degli attuatori 4 e 5.

Secondo la non limitativa forma di attuazione illustrata nella figura 3, l?assenza del valore ?X? all?interno di una casella 12 indica che la relativa coppia di posizioni dei due attuatori 4 e 5 non determina una interferenza. In altre parole, la mancanza del valore ?X? all?interno di una casella 12 determina che quella coppia di posizioni ? consentita, in quanto nessun elemento della macchina 1 automatica entrerebbe involontariamente in collisione con un altro elemento. Nella non limitativa forma di attuazione della figura 3, ciascun attuatore 4, o 5 effettua il rispettivo movimento nominale (rispettivamente lungo l?asse delle ordinate e lungo l?asse delle ascisse) che determina un percorso nominale NP sulla matrice 11 di interferenza. Il movimento nominale degli attuatori 4 e 5 determina il passaggio, nella matrice 11 di interferenza, da una posizione 13 iniziale ad una posizione 14 finale lungo il percorso NP nominale.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, viene fornito un procedimento per la gestione selettiva degli allarmi almeno di una parte 2 di una macchina 1 automatica per la produzione o l?impacchettamento di articoli di consumo.

Il procedimento comprende la fase di determinare una tantum la matrice 11 di interferenza che fornisce per ciascuna posizione di un attuatore la presenza o l?assenza di interferenze rispetto a tutte le possibili posizioni degli altri attuatori (e viceversa).

Vantaggiosamente, il procedimento comprende inoltre la fase di verificare, al presentarsi di un allarme di un attuatore AM e tramite la matrice 11 di interferenza, la presenza o l?assenza di eventuali attuatori RM a rischio, i quali, durante il proprio movimento nominale, rischiano di interferire con l?attuatore AM in allarme. In altre parole, tale fase prevede di verificare se l?attuatore AM in allarme si trova in una posizione di possibile interferenza rispetto a ciascuno degli altri attuatori RM, FM della macchina 1 automatica, determinando gli eventuali attuatori RM a rischio. Ad esempio, al presentarsi di un allarme dell?attuatore 4 della ruota 6 (come un sovraccarico, un eccessivo errore di inseguimento, la rottura di un elemento elettronico, surriscaldamento, ecc.) viene interrogata la matrice 11 di interferenza relativa al motore in allarme (o tutte le matrici 11 relative allo stesso motore) in modo da verificare la presenza o l?assenza di eventuali attuatori RM a rischio di interferenza (come, in questo caso, l?attuatore 5 dello spingitore 8), cio? quegli attuatori che, se continuassero normalmente la produzione seguendo i loro movimenti nominali, rischierebbero di collidere entrando (facendo riferimento alla matrice 11 di interferenza) in zone di interferenza, contrassegnate dal simbolo X.

Pi? precisamente, un attuatore RM a rischio ? ritenuto tale se l?attuatore in allarme si trova attualmente in una posizione di interferenza (ovvero contrassegnata dal simbolo X) all?interno della matrice 11 di interferenza.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, nel caso in cui l?attuatore AM in allarme sia in una posizione di interferenza per almeno un attuatore RM a rischio, ovvero nel caso in cui esista almeno un attuatore RM a rischio, il procedimento comprende l?ulteriore fase di propagare (ovvero trasmettere, comunicare) un segnale WS di avviso a ciascun attuatore RM a rischio. In particolare, come illustrato nella non limitativa forma di attuazione della figura 4, gli attuatori che non ricevono il segnale di avviso, cio? gli attuatori FM liberi, continuano normalmente la produzione degli articoli (i pacchetti 3) di consumo.

Nella non limitativa forma di attuazione della figura 4, l?attuatore AM in allarme invia un segnale AS di allarme all?unit? 9 di controllo. In particolare, l?unit? 9 di controllo, a seguito della ricezione del segnale AS di allarme da parte dell?attuatore AM in allarme, verifica la presenza o l?assenza di eventuali attuatori RM a rischio interrogando la matrice 11 di interferenza relativa all?attuatore AM in allarme.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il procedimento comprende l?ulteriore fase di elaborare, tramite l?unit? 9 di controllo, un movimento MM modificato per ciascun attuatore RM a rischio. In particolare, l?unit? 9 di controllo elabora il movimento MM modificato, diverso dal movimento NM nominale, per ciascun attuatore RM a rischio, evitando che lo stesso vada ad occupare almeno parzialmente la posizione in cui si trova l?attuatore AM in allarme.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il procedimento comprende l?ulteriore fase di comandare, tramite l?unit? 9 di controllo, il rispettivo movimento MM modificato a ciascun attuatore RM a rischio.

In alcuni casi non limitativi, il movimento MM modificato termina con l?arresto dell?attuatore RM a rischio, in particolare tramite la massima accelerazione (intesa come variazione di velocit? in termini negativi, ovvero decelerazione) possibile (tenendo conto dei limiti fisici dell?attuatore, di eventuali fragilit? del prodotto, della struttura delle parti meccaniche connesse all?attuatore, ecc.). In tal modo, vengono ridotti i rischi derivanti dal manifestarsi improvviso di un allarme dell?attuatore AM, poich? l?attuatore a rischio viene fermato nel minor tempo e nel il minor spazio possibile, evitando quindi eventuali interferenze con l?attuatore AM in allarme.

In altri casi non limitativi, il movimento MM modificato comprende una fase di aggiramento della posizione occupata dall?attuatore AM in allarme (comprensiva, ovviamente dalle parti meccaniche ad esso collegate). Ad esempio, nel caso in cui la lavorazione comprenda un sistema a pi? gradi di libert? (almeno tre) come un robot antropomorfo, la lavorazione di un articolo di consumo pu? proseguire tramite l?aggiramento della posizione occupata dall?attuatore in allarme o dalle parti meccaniche ad esso collegate. Pi? precisamente, il movimento MM modificato elaborato e comandato dall?unit? 9 di controllo all?attuatore RM a rischio (in questo caso il robot antropomorfo o i motori che ne compongono la catena cinematica) include un fase di aggiramento dell?ostacolo determinato dall?attuatore in allarme.

Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate, la posizione iniziale e la posizione finale del movimento MM modificato corrispondono rispettivamente alla posizione iniziale 13 e alla posizione finale 14 del movimento nominale del rispettivo attuatore RM a rischio. In altre parole, la fase di aggiramento costituisce solamente una porzione del percorso MM modificato, il quale viene elaborato dall?unit? di controllo per consentire all?attuatore RM a rischio di completare la stessa lavorazione (in particolare nello stesso tempo) impiegato per compiere il movimento NM nominale.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il movimento MM modificato di ciascun attuatore, nel caso in cui la meccanica della parte 2 lo consenta, viene calcolato in modo da fermare l?attuatore a rischio in fase (e poter riprendere rapidamente la produzione a seguito della risoluzione dell?errore).

In alcuni casi non limitativi, ad esempio nel caso in cui la produzione dei pacchetti 3 non possa continuare a seguito di un allarme dell?attuatore AM in allarme, tutti gli attuatori FM liberi (ovvero non a rischio e non in allarme) vengono fermati in fase (o in posizioni note), in modo da poter riprendere immediatamente la produzione una volta risolto l?allarme scatenante dell?attuatore AM in allarme.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende l?ulteriore fase di verificare, gerarchicamente (a seguito della propagazione del segnale WS di avviso a ciascun attuatore RM a rischio interferenza con l?attuatore AM in allarme), la presenza o l?assenza di eventuali ulteriori attuatori RM?, RM?? a rischio, diversi dall?attuatore AM in allarme, i quali, durante il proprio movimento nominale, rischiano di interferire con l?attuatore RM a rischio a cui ? stato propagato il segnale WS di avviso. In altre parole, l?unit? 9 di controllo verifica se ciascun attuatore RM a rischio si trova a sua volta in una posizione di interferenza con almeno una possibile posizione di un ulteriore attuatore RM?, RM?? a rischio (diverso dall?attuatore in allarme, il quale ? ovviamente in potenziale interferenza con l?attuatore RM a rischio) determinando eventuali ulteriori attuatori RM?, RM?? a rischio, i quali , durante il proprio movimento nominale, rischiano di interferire con l?attuatore RM a rischio a cui ? stato propagato il segnale WS di avviso.

In maggior dettaglio, il metodo comprende l?ulteriore fase di propagare gerarchicamente a cascata il segnale WS?, WS?? di avviso agli ulteriori attuatori RM?, RM?? a rischio.

Secondo alcune forme di attuazione non limitative, tutti gli attuatori RM, RM?, RM?? a rischio a cui ? stato propagato il segnale WS, WS?, WS?? di avviso vengono arrestati dall?unit? 9 di controllo. In particolare, tale fase avviene comandando loro un rispettivo movimento MM modificato comprendente la massima decelerazione rispettivamente possibile. Pi? precisamente, gli attuatori che non ricevono il segnale di avviso continuano normalmente la produzione degli articoli di consumo, in modo da evitare spreco di materiale, svuotare la macchina 1 e consentire una eventuale ripresa della produzione senza necessariamente spegnere la macchina 1 automatica.

Secondo alcune forme di attuazione non limitative, la matrice di interferenza presenta una dimensione per ciascun attuatore 4, 5. Facendo riferimento alla figura 3, si pu? notare infatti che la matrice 11 di interferenza presenta due dimensioni in quanto sono presenti solamente gli attuatori 4 e 5. Nel caso in cui, la parte della macchina 1 automatica comprendesse tre attuatori, la matrice di interferenza (non illustrata) risulterebbe essere tridimensionale, con una dimensione per ciascun attuatore indicante tutte le possibili posizioni di un attuatore.

Quindi, in generale, nel caso in cui la parte 2 della macchina 1 automatica presenti ?k? attuatori, la relativa matrice di interferenza avr? ?k? dimensioni. Definendo come ni il numero di possibili posizioni di un i-esimo attuatore (nel caso della figura 3 n4 indica il numero di posizioni dell?attuatore 4 mentre n5 indica il numero di posizioni dell?attuatore 5), il quantitativo Q di caselle indicanti posizioni di interferenza o non interferenza sar? uguale a:

Il numero di posizioni di un i-esimo attuatore ni, pu? essere minore o uguale al numero effettivo delle posizioni che pu? assumere l?i-esimo attuatore. Ovviamente, pi? ni ? elevato, maggiore ? la risoluzione del procedimento.

Secondo alcune forme di attuazione non limitative, le posizioni di ciascun attuatore 4, 5 sono limitate al numero 360, in modo che l?intera corsa S dello spingitore 8, cos? come una rotazione completa della ruota 6, siano divise in 360 parti, in modo che la matrice 11 di interferenza abbia 360 righe e 360 colonne (nel caso di matrice 11 di interferenza bidimensionale).

Secondo altre forme di attuazione non limitative, la macchina 1 automatica ? divisa in gruppi, ciascuno dei quali comprende una coppia di attuatori e per ciascun gruppo viene definita una corrispondente matrice 11 di interferenza bidimensionale. Secondo tali forme di attuazione non limitative, le matrici 11 di interferenza bidimensionali sono utilizzate singolarmente e ricorsivamente per verificare la presenza o l?assenza di attuatori RM, RM?, RM?? a rischio con le stesse modalit? precedentemente illustrate nel caso della matrice 11 di interferenza solamente per i due attuatori 4 e 5 (figura 3).

Vantaggiosamente ma non necessariamente, e come illustrato nella non limitativa forma di attuazione della figura 3, il movimento MM modificato ? ricavato tramite un percorso MP?, MP?? definito sulla matrice 11 di interferenza da una posizione 15 di avviso (ovvero la posizione nella quale sopraggiunge l?allarme ed il segnale WS di avviso viene propagato) degli attuatori 4 e 5 ad una posizione 16?, 16?? di arresto (nella quale termina il movimento MM modificato dell?attuatore RM a rischio). In particolare il movimento MM modificato dell?attuatore RM avviene lungo una dimensione (ad esempio una riga, come nella forma di attuazione della figura 3 o una colonna) della matrice 11 di interferenza.

Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate, il percorso MP?, MP?? modificato ? definito utilizzando algoritmi di ottimizzazione (ad esempio algoritmi per la ricerca dei cammini minimi che tengono conto della percentuale del rischio di interferenza tra i vari attuatori AM, RM, RM?, RM??). Secondo altre forme di attuazione non limitative e non illustrate, il percorso MP?, MP?? modificato ? definito utilizzando delle traiettorie derivate da funzioni di interpolazione, in particolare funzioni polinomiali, trigonometriche o splines. Ancor pi? in particolare, tali traiettorie sono del quinto o del settimo ordine, in modo da assicurare continuit? rispettivamente all?accelerazione e allo strappo (jerk). In tal modo, ? possibile raccordare le posizioni inziale 13 e finale 14 al movimento modificato effettuato durante la fase di aggiramento.

In alcuni casi non limitativi, l?allarme dell?attuatore AM si manifesta ad un malfunzionamento di un componente elettrico/elettronico della parte 2 della macchina 1 automatica.

In altri casi non limitativi, l?allarme dell?attuatore AM si manifesta ad una deviazione (oltre una certa soglia) dal percorso NP nominale effettuato dagli attuatori 4 e 5 sulla matrice 11 di interferenza.

Nella non limitativa forma di attuazione della figura 3, sono illustrati tre possibili percorsi NP, MP? ed MP??. Il percorso NP indica il percorso nominale effettuato sulla matrice 11 di interferenza combinando le posizioni degli attuatori 4 e 5 durante i loro movimenti NM nominali (ovvero standard, durante la produzione degli articoli di consumo). I percorsi MP? ed MP?? indicano due esempi di percorsi modificati, effettuati in seguito ad un allarme dell?attuatore 5 (che per fermarsi impiega due caselle 12) e ad un segnale WS di avviso avvenuto nella posizione 15 di avviso. Nel caso del movimento MP?, il movimento MM? modificato prevede l?allontanamento dalle zone di interferenza (indicate dal simbolo X) per una maggiore prevenzione, pertanto, la posizione di arresto sar? la posizione 16?. Nel caso, invece, del movimento MP??, il movimento MM?? modificato prevede l?arresto immediato (ovvero con la maggior decelerazione possibile) oppure la non partenza dell?attuatore 4, pertanto, la posizione di arresto sar? la posizione 16??.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il procedimento per la gestione selettiva degli allarmi prevede di memorizzare la matrice 11 di interferenza nella memoria 10 dell?unit? 9 di controllo (illustrata schematicamente nella figura 1) della macchina 1 automatica che ? atta a pilotare gli attuatori 4 e 5.

Ovviamente, il procedimento fin qui descritto per semplicit? con i soli due attuatori 4 e 5 si applica con le stesse modalit? anche nel caso di tre o pi? attuatori.

In alcuni casi, e come illustrato nella non limitativa forma di attuazione della figura 4, l?attuatore AM in allarme invia un segnale AS di allarme all?unit? 9 di controllo, la quale interroga la matrice 11 di interferenza memorizzata nella memoria 10 per determinare la presenza o l?assenza di attuatori RM a rischio. In questo caso, viene inviato all?attuatore RM a rischio un messaggio WS di avviso, a seguito del (o contemporaneamente al) quale l?unit? di controllo elabora e comanda il movimento MM modificato all?attuatore RM a rischio. Contestualmente, l?attuatore RM a rischio invia all?unit? 9 di controllo un ulteriore segnale AS? di allarme, la quale interroga le matrici di interferenza relative all?attuatore RM a rischio (diverse da quella in comune con l?attuatore AM in allarme) per determinare eventuali ulteriori attuatori RM? a rischio, ai quali viene comunicato un ulteriore segnale WS? di avviso (insieme ad un rispettivo movimento modificato). Ricorsivamente (a cascata), gli ulteriori attuatori RM? a rischio invieranno un ulteriore segnale AS?? di allarme all?unit? 9 di controllo, la quale interroga le matrici di interferenza relative all?ulteriore attuatore RM? a rischio (diverse da quella in comune con l?attuatore RM a rischio) per determinare eventuali ennesimi attuatori RM?? a rischio, ai quali viene comunicato un ennesimo segnale WS?? di avviso (insieme ad un rispettivo movimento modificato). La cascata fin qui descritta prosegue finch? tutti gli attuatori a rischio della macchina automatica non hanno ricevuto il rispettivo segnale di avviso (ed il rispettivo movimento modificato).

In altri casi non limitativi, la cascata di segnali di avviso viene inviata direttamente dall?unit? 9 di controllo, la quale controlla in un singolo ciclo operativo tutti gli attuatori a rischio (ulteriori ed ennesimi) che saranno determinati dalla condizione dell?attuatore AM in allarme. In altre parole, l?unit? di controllo interroga autonomamente tutte le matrici di interferenza potenzialmente interessate dall?allarme dell?attuatore AM ed invia simultaneamente i segnali di avviso agli eventuali attuatori a rischio (ulteriori ed ennesimi).

Nella preferita e non limitativa forma di attuazione illustrata nella figura 1, gli articoli dell?industria del tabacco processati dalla macchina 1 automatica sono pacchetti 3 di sigarette. Secondo diverse forme di attuazione non illustrate, la macchina 1 automatica ? di tipo diverso (ad esempio una confezionatrice, una cellofanatrice, oppure una impacchettatrice, una macchina per alimentari, una macchina per articoli assorbenti igienici, ecc.) e quindi gli articoli sono sigarette, spezzoni di filtro, pacchetti di tabacco, sigari, pannolini, cioccolatini, ecc.

Bench? l?invenzione sopra descritta faccia particolare riferimento ad un esempio di attuazione ben preciso, essa non ? da ritenersi limitata a tale esempio di attuazione, rientrando nel suo ambito tutte quelle varianti, modifiche o semplificazioni che risulterebbero evidenti al tecnico esperto del settore, quali ad esempio: l?aggiunta di ulteriori attuatori, l?utilizzo su un altro tipo di macchina dell?industria del tabacco diversa da una confezionatrice, un allarme diverso da quelli descritti (ma che comunque potrebbe inficiare la produzione, ad esempio un cosiddetto ?warning?), l?utilizzo di insiemi di movimenti generati con traiettorie o algoritmi diversi da quelli citati, ecc.

La presente invenzione, presenta molteplici vantaggi.

Innanzitutto, consente di ridurre drasticamente il numero di riposizionamenti necessari alla ripresa dello stato funzionale di una macchina automatica a seguito di un allarme, in quanto gli attuatori realmente fermati sono quelli a rischio interferenza, mentre tutti gli altri continuano la produzione o si fermano in fase in modo controllato (consentendo quindi una rapida ripresa della produzione degli articoli). Tutto ci? comporta una riduzione sensibile dei tempi di ripresa della produzione, con un conseguente aumento della produttivit? della macchina automatica.

Inoltre, continuando la produzione degli articoli di consumo con tutti gli attuatori non interessati da possibili interferenze con l?attuatore in allarme (o con gli attuatori a rischio) viene ridotto (o annullato) il numero di articoli semilavorati da scartare a causa di cicli di lavorazione non ultimati. Ne consegue un ulteriore aumento della produttivit? ed una sensibile riduzione degli scarti (sprechi) dal punto di vista economico e ambientale.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per la gestione selettiva degli allarmi di almeno una parte (2) di una macchina (1) automatica per la produzione o l?impacchettamento di articoli di consumo; la macchina (1) automatica comprendente una pluralit? di attuatori, ciascuno dei quali pu? assumere una pluralit? di posizioni diverse e si muove, durante la produzione, con un proprio movimento (NM) nominale; il procedimento comprende le fasi di: determinare una tantum una matrice (11) di interferenza che fornisce per ciascuna posizione di un attuatore (4, 5) la presenza o l?assenza di interferenze rispetto alle possibili posizioni degli altri attuatori; verificare, al presentarsi di un allarme del detto attuatore (4, 5) e tramite la matrice (11) di interferenza, la presenza o l?assenza di eventuali attuatori (RM) a rischio, i quali, durante il proprio movimento (NM) nominale, rischiano di interferire con l?attuatore (AM) in allarme.
2) Procedimento secondo la rivendicazione 1, e comprendente l?ulteriore fase di propagare, nel caso vi siano degli attuatori a rischio, un segnale (WS, WS?, WS??) di avviso a ciascun attuatore (RM) a rischio; in particolare, gli attuatori che non ricevono il segnale (WS, WS?, WS??) di avviso continuano normalmente la produzione degli articoli.
3) Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, e comprendente l?ulteriore fase di elaborare, tramite un?unit? (9) di controllo, un movimento (MM) modificato per ciascun attuatore (RM) a rischio; in particolare, l?unit? (9) di controllo elabora il movimento (MM) modificato, diverso dal movimento (NM) nominale, per ciascun attuatore (RM) a rischio evitando che ciascun attuatore (RM) a rischio vada ad occupare almeno parzialmente la posizione in cui si trova l?attuatore (AM) in allarme.
4) Procedimento secondo la rivendicazione 3 e comprendente l?ulteriore fase di comandare, tramite l?unit? (9) di controllo, il rispettivo movimento (MM) modificato a ciascun attuatore (RM) a rischio.
5) Procedimento secondo le rivendicazioni 3 o 4, in cui il movimento (MM) modificato termina con l?arresto dell?attuatore (RM) a rischio, in particolare tramite la massima decelerazione possibile.
6) Procedimento secondo le rivendicazioni 3 o 4, in cui il movimento (MM) modificato comprende una fase di aggiramento della posizione occupata dall?attuatore (AM) in allarme.
7) Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui la posizione iniziale e la posizione finale del movimento (MM) modificato corrispondono rispettivamente alla posizione iniziale e alla posizione finale del movimento (NM) nominale del rispettivo attuatore (RM) a rischio.
8) Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 2 a 7 e comprendente la fase di verificare gerarchicamente, a seguito della propagazione del segnale (WS, WS?, WS??) di avviso a ciascun attuatore (RM) a rischio, la presenza o l?assenza di eventuali ulteriori attuatori (RM?, RM??) a rischio, diversi dall?attuatore (AM) in allarme, i quali, durante il proprio movimento (NM) nominale, rischiano di interferire con l?attuatore (RM) a rischio a cui ? stato propagato il segnale (WS, WS?, WS??) di avviso.
9) Procedimento secondo la rivendicazione 8 e comprendente la fase di propagare gerarchicamente a cascata il segnale (WS, WS?, WS??) di avviso agli ulteriori eventuali attuatori (RM?, RM??) a rischio.
10) Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 2 a 9, in cui tutti gli attuatori (RM, RM?, RM??) a rischio a cui ? stato propagato il segnale (WS, WS?, WS??) di avviso vengono arrestati; in particolare comandando loro un rispettivo movimento (MM) modificato comprendente la massima decelerazione rispettivamente possibile; gli attuatori (FM) che non ricevono il segnale (WS, WS?, WS??) di avviso continuano normalmente la produzione degli articoli.
11) Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la matrice (11) di interferenza presenta una dimensione per ciascun attuatore (4, 5).
12) Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il movimento (MM) modificato ? ricavato tramite un percorso modificato definito sulla matrice (11) di interferenza da una posizione (15) di avviso degli attuatori ad una posizione (16, 16?, 16??) arresto; in particolare lungo una dimensione della matrice (11) di interferenza.
13) Procedimento secondo la rivendicazione 12, in cui il percorso modificato ? definito utilizzando algoritmi di ottimizzazione, in particolare algoritmi per la ricerca dei cammini minimi e/o utilizzando delle traiettorie derivate da funzioni di interpolazione, in particolare funzioni polinomiali, trigonometriche o splines.
14) Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui: la macchina (1) automatica ? suddivisa in gruppi, ciascuno dei quali comprende una coppia di attuatori; e per ciascun gruppo viene definita una corrispondente matrice (11) di interferenza bidimensionale.
15) Macchina (1) automatica per la produzione di articoli di consumo; la macchina (1) automatica comprende: una pluralit? di attuatori, ciascuno dei quali pu? assumere una pluralit? di posizioni diverse; ed una unit? (9) di controllo configurata per pilotare gli attuatori; la macchina (1) automatica ? caratterizzata dal fatto che l?unit? (9) di controllo comprende una memoria (10) in cui ? memorizzata una matrice (11) di interferenza che fornisce per ciascuna posizione di un attuatore (4, 5) la presenza o l?assenza di interferenza rispetto a tutte le possibili posizioni degli altri attuatori; la macchina (1) automatica essendo configurata per eseguire il metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 14.