IT202000016024A1

IT202000016024A1 - Metodo di controllo del processo di affilatura di una lama di taglio in una macchina troncatrice

Info

Publication number: IT202000016024A1
Application number: IT102020000016024A
Authority: IT
Inventors: Samuele Giannelli
Original assignee: Paper Converting Machine Company S P A
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-01-02
Also published as: WO2022002763A1; DE112021003573T5; WO2022002763A4

Description

Titolo: ?METODO DI CONTROLLO DEL PROCESSO DI AFFILATURA DI UNA LAMA DI TAGLIO IN UNA MACCHINA TRONCATRICE?

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce al settore inerente la produzione di rotoli di materiali in foglio. Pi? in particolare, la presente invenzione riguarda un metodo per il controllo dell?usura dei componenti di macchine troncatrici per il taglio di log o bastoni di carta, carta tissue e simili.

Sfondo dell?invenzione

Convenzionalmente, la fabbricazione di rotoli di materiali in foglio, quali carta igienica, carta tissue, carta da cucina e prodotti similari, richiede una pluralit? di fasi di processo, comprendenti lo svolgimento del materiale in foglio da un rotolo di grande diametro, il riavvolgimento, eventualmente su un?anima, a formare log o bastoni di diametro pi? piccolo, il taglio dei log in rotoli della lunghezza desiderata, in base al loro uso finale, e il confezionamento dei rotoli.

Il taglio dei log per formare rotoli di minore lunghezza viene effettuato con apposite macchine troncatrici, che presentano una o pi? lame metalliche o ceramiche, del tipo a disco, che vengono fatte ruotare in un?orbita intorno ad un asse in un piano di taglio trasversale alla direzione di alimentazione del log, o del tipo a nastro, che vengono ciclicamente abbassate sul log da tagliare.

I log vengono fatti avanzare, normalmente in pi? canali paralleli, verso la lama di taglio, spinti da appositi spintori di una catena di trascinamento rinviata su ruote di rinvio.

Un altro tipo di troncatrice prevede una serie di lame piane fisse contro le quali vengono trascinati i log in una direzione perpendicolare ai loro assi, in modo da essere ?affettati?.

Un problema che fa ridurre, anche drasticamente, la produttivit? delle troncatrici ? il mantenimento della qualit? del rotolo dovuta alla perdita del filo della macchina di taglio.

Poich? la lama di taglio deve avere un?elevata velocit? di rotazione, durante il taglio tra la superficie della lama e quella del log da tagliare si genera un elevato attrito che alla lunga provoca una perdita della affilatura con frastagliamento del bisello.

Conseguentemente, raggiunta una deformazione limite, occorre affilare la lama per non avere rotoli in uscita dalla stazione di taglio con una qualit? talmente bassa da risultare inutilizzabili; una lama eccessivamente frastagliata, inoltre, potrebbe deformarsi ulteriormente danneggiandosi fino alla rottura.

Nelle linee di produzione e confezionamento di carta tissue esistono varie stazioni i cui componenti necessitano di essere sostituiti. Tipici interventi di sostituzione di componenti usurati sono legati proprio alla manutenzione delle troncatrici, dove le lame di taglio devono essere periodicamente sostituite a causa della perdita di filo dovuta al contatto sia con i log da tagliare sia con le mole di affilatura. Le stesse mole di affilatura devono essere periodicamente sostituite.

Tali sostituzioni sono operazioni dispendiose, richiedono tempo e sospensione della produzione, con conseguenti ricadute sulla produttivit?.

A questo scopo, le macchine troncatrici sono dotate di sistemi atti a verificare lo stato di usura della lama controllandone la deformazione e affilandola quando risulta necessario. La maggior parte dei sistemi attualmente utilizzati risulta tuttavia inefficiente. Accade spesso, infatti, che la mola di affilatura non esegua il suo lavoro correttamente. Nel settore l?uso di colle e sostanze varie durante la produzione pu? sporcare o in generale influenzare lo stato della mola, con conseguente deterioramento della qualit? dell?affilatura.

Tali sistemi di controllo si basano generalmente su celle di carico che misurano la pressione di contatto tra mola da affilare e lama di taglio e nessuno di essi tiene in considerazione lo stato effettivo della mola, senza verificare quale parte di essa stia effettivamente lavorando e se essa stia efficacemente eseguendo il proprio compito.

Inoltre, in molte realizzazioni, il controllo avviene in catena aperta, ovvero la mola viene fatta avanzare a intervalli di tempo o ogni numero di tagli prestabiliti, senza tenere particolarmente conto del consumo effettivo della lama.

Sommario dell?invenzione

Scopo della presente invenzione ? quello di fornire un metodo di controllo del processo di affilatura della lama di taglio di una macchina troncatrice che elimini, o quantomeno riduca, gli inconvenienti della tecnica nota.

In particolare, scopo della presente invenzione ? quello di fornire un metodo di controllo che consenta di effettuare un?affilatura della lama di taglio ottimale evitando perdite di filo e deformazioni indesiderate al fine di garantire la qualit? dei rotoli tagliati.

Un altro scopo della presente invenzione ? quello di fornire un metodo di controllo dell?affilatura della lama di taglio che possa essere applicato a una macchina troncatrice di uno qualsiasi dei tipi noti al fine di ottenere i risultati previsti.

Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di fornire una macchina troncatrice in cui la lama di taglio non necessiti di frequenti affilature.

Questi e altri scopi sono raggiunti da un metodo di controllo del processo di affilatura della lama di taglio di una macchina troncatrice in accordo all?invenzione avente le caratteristiche elencate nella annessa rivendicazione indipendente 1 e da un relativa macchina troncatrice, come esposto nella rivendicazione 7.

Realizzazioni vantaggiose dell?invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Sostanzialmente, la presente invenzione riguarda un metodo di controllo del processo di affilatura della lama di taglio di una macchina troncatrice, in particolare una macchina troncatrice utilizzata per il taglio di log di materiale in foglio, in particolare carta, comprendente almeno una mola di affilatura, in cui detta lama di taglio e detta almeno una mola sono formate in un materiale elettricamente conduttivo e detta almeno una mola ? isolata elettricamente dal resto della struttura che forma la macchina troncatrice ed ? comandata da un controllore PLC, comprendente le fasi consistenti nel:

avvicinare detta almeno una mola alla lama di taglio in modo tale da determinare la chiusura di un circuito quando il contatto tra i due componenti stabilisce un collegamento elettrico;

misurare un segnale di contatto in detto circuito che dipende dalla qualit? del collegamento elettrico generato tra mola e lama di taglio, tale segnale di contatto avendo valore nullo quando non viene stabilito collegamento elettrico;

confrontare il segnale di contatto con un segnale di riferimento; e, alternativamente,

inviare un segnale di ingresso al controllore PLC per avviare una fase di affilatura della lama di taglio mediante azione sulla mola se il segnale di contatto ? superiore o uguale al valore del segnale di riferimento;

avviare un?operazione di manutenzione se il segnale di contatto ? inferiore al valore del segnale di riferimento.

Ulteriori caratteristiche dell?invenzione risulteranno pi? chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa, di realizzazione illustrata nei disegni annessi, in cui:

la figura 1 ? una vista prospettica schematica di una macchina troncatrice con un disco di taglio montato su un braccio orbitante secondo la tecnica nota; e

la figura 2 ? una vista schematica semplificata del circuito elettrico che si crea al contatto tra mola e lama di taglio.

Descrizione dettagliata dell?invenzione

Il metodo di controllo del processo di affilatura della lama di taglio secondo la presente invenzione pu? essere applicato a una macchina troncatrice 10 standard come, ad esempio, quella mostrata in fig. 1.

Una tale macchina 10 presenta sostanzialmente una lama di taglio a disco rotante 11 montata su un braccio orbitante in modo che la lama compia un?orbita in un piano di taglio perpendicolare all?asse dei log 13 da tagliare. Tale figura mostra anche un gruppo di affilatura costituito nell?illustrazione esemplificativa da una coppia di mole di affilatura 14, anche se pu? essere prevista una singola mola 14. Il funzionamento della macchina 10 ? controllato da un controllore PLC 20.

Secondo la presente invenzione, in una macchina troncatrice 10 la lama di taglio 11 e le mole di affilatura 14 sono realizzate in un materiale elettricamente conduttivo, e le mole 14 sono inoltre isolate elettricamente dal resto della struttura.

Quando viene avviato un processo di affilatura, una o pi? mole 14 (anche singolarmente) vengono avvicinate al perimetro della lama di taglio 11. Data la natura conduttiva dei due componenti, al contatto tra mola 14 e lama di taglio 11 si genera un collegamento elettrico in grado di chiudere un circuito come quello schematizzato in fig. 2, in cui il contatto elettrico tra mola e lama funziona come una sorta di interruttore.

La chiusura del circuito a seguito del collegamento elettrico genera un segnale di contatto I nel circuito che ? direttamente dipendente dalla qualit? del contatto tra mola 14 e lama 11. Se ad esempio la mola 14 presenta segni di sporco o residui di sostanze quali colla, ecc. dovute ai continui tagli effettuati sui log, il contatto stabilito dalla mola 14 con la lama 11 non ? perfetto, in quanto le sostanze indesiderate si comportano da materiale isolante, con conseguente diminuzione dell?intensit? del segnale di contatto I. Al contrario, una mola 14 in ottime condizioni a contatto con la lama 11 d? luogo a un collegamento elettrico perfetto con conseguente segnale di contatto I a un livello ideale. In casi estremi, il contatto tra mola e lama pu? addirittura non generare collegamento elettrico. In tal caso il segnale di contatto I ? chiaramente nullo.

Una volta avviato il processo di affilatura, dopo aver quindi avvicinato le mole 14 alla lama 11, il segnale di contatto I rilevato viene confrontato con un segnale di riferimento Isetpoint che rappresenta un valore di soglia al di sotto del quale ? necessario interrompere il processo. Se il valore del segnale rilevato I ? basso ? difatti probabile che il collegamento elettrico sia stato influenzato da cattive condizione della mola 14. In una tale situazione, il PLC 20 notifica agli operatori che ? necessario effettuare un?operazione di manutenzione.

Tra le varie operazioni di manutenzione, vi ? la pulizia della mola 14. Operazioni di pulizia sulla mola possono essere eseguite manualmente dagli operatori oppure in modo ?naturale?. In generale, infatti, il piano delle mole 14 ? inclinato di qualche grado rispetto al piano della lama di taglio 11. Facendo avanzare in modo graduale e calcolato dal PLC 20 la mola 14 verso la lama 11, viene aumentata gradualmente anche la pressione di lavoro, che a sua volta contribuisce a ripulire la superficie dei componenti.

In caso di usura eccessiva verificata dagli operatori, un?altra operazione di manutenzione ? rappresentata dalla sostituzione dei componenti. Un?operazione di sostituzione ? di per s? sempre dispendiosa e influenza la produzione. Quando per? viene effettuata secondo le indicazioni fornite dal metodo secondo la presente invenzione rappresenta un notevole risparmio sotto tutti i punti di vista, dato che viene eseguita al momento ideale. Come gi? anticipato, ? infatti altamente inefficiente se non dannoso proseguire con processi di affilatura in cui la mola non esegue al meglio il proprio lavoro.

Quando il segnale di contatto I ? superiore o uguale al segnale di riferimento Isetpoint, il controllore PLC 20 riceve un segnale in ingresso In_PLC che avvia una fase di affilatura vera e propria. Il segnale di ingresso In_PLC arriva al PLC 20 ad esempio tramite un rel? 30 che si attiva al raggiungimento del valore di riferimento Isetpoint (fig.2).

Il valore del segnale di ingresso In_PLC pu? anche essere utilizzato come parametro per ottimizzare la fase di affilatura. Ad esempio, ? possibile impostare il tempo di chiusura del gruppo di affilatura 14 in modo proporzionale al segnale in ingresso al PLC. In aggiunta, ? possibile utilizzare i segnali da due gruppi di affilatura tra loro separati per impostare avanzamenti ad istanti differenti e cos? diminuire ulteriormente i consumi.

Il sistema di controllo ? inoltre in grado di misurare, sempre tramite il segnale di contatto I, eventuali vibrazioni esistenti tra lama 11 e mola 14 dovute a surriscaldamento o cattivo assemblaggio e ed elaborare i dati relativi.

Secondo un ulteriore aspetto dell?invenzione, una mola 14 di un macchina troncatrice 10 pu? essere equipaggiata di un sensore di controllo che misura la distanza dal perimetro esterno della lama 11 e in base a tale parametro rilevato il PLC 20 stabilisce il momento in cui ? opportuno avviare un processo di affilatura, nonch? la distanza di avanzamento della mola e i tempi di affilatura.

Da quanto esposto appaiono evidenti i vantaggi dell?invenzione che, applicando un metodo di controllo del processo di affilatura della lama di taglio in una macchina troncatrice della tecnica nota, permette di monitorare lo stato di usura dei componenti e intervenire tempestivamente quando questi sono in condizioni non ottimali, in particolare andando a valutare le condizioni della mola, minimizzando il consumo della lama di taglio facendo avanzare il gruppo di affilatura solo quando necessario.

Naturalmente l?invenzione non ? limitata alle particolari forme di realizzazione precedentemente descritte e illustrate nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate numerose modifiche di dettaglio alla portata del tecnico del ramo, senza per questo uscire dall?ambito dell?invenzione stessa, definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Metodo di controllo del processo di affilatura della lama di taglio (11) di una macchina troncatrice, in particolare una macchina troncatrice utilizzata per il taglio di log di materiale in foglio, in particolare carta, comprendente almeno una mola di affilatura (14), in cui detta lama di taglio (11) e detta almeno una mola (14) sono formate in un materiale elettricamente conduttivo e detta almeno una mola (14) ? isolata elettricamente dal resto della struttura che forma la macchina troncatrice ed ? comandata da un controllore PLC (20),

comprendente le fasi consistenti nel:

- avvicinare detta almeno una mola (14) alla lama di taglio (11) in modo tale da determinare la chiusura di un circuito (100) quando il contatto tra i due componenti stabilisce un collegamento elettrico;

- misurare un segnale di contatto (I) in detto circuito che dipende dalla qualit? del collegamento elettrico generato tra mola (14) e lama di taglio (11), tale segnale di contatto (I) avendo valore nullo quando non viene stabilito collegamento elettrico;

- confrontare il segnale di contatto (I) con un segnale di riferimento (Isetpoint); e, alternativamente,

- inviare un segnale di ingresso (In_PLC) al controllore PLC (20) per avviare una fase di affilatura della lama di taglio (11) mediante azione sulla mola (14) se il segnale di contatto (I) ? superiore o uguale al valore del segnale di riferimento (Isetpoint);

- avviare un?operazione di manutenzione se il segnale di contatto (I) ? inferiore al valore del segnale di riferimento (Isetpoint).

2. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui detta operazione di manutenzione consiste in una tra:

- pulizia di detta almeno una mola (14);

- sostituzione di detta almeno una mola (14);

- sostituzione di detta lama di taglio (11).

3. Metodo di controllo secondo la rivendicazione 2, in cui detta operazione di pulizia viene effettuata in modo automatico aumentando gradualmente il contatto tra mola (14) e lama di taglio (11) in modo tale che il conseguente aumento della pressione di lavoro favorisce l?eliminazione di sporco dalla superficie di contatto.

4. Metodo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto circuito (100) comprende un rel? (30) che viene attivato quando il segnale di contatto (I) e maggiore o uguale a un valore di riferimento (Isetpoint) al fine di trasmettere detto segnale di ingresso (In_PLC) al PLC (20).

5. Metodo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il tempo di chiusura delle mole di affilatura (14) sulla lama di taglio (11) ? proporzionale al segnale di contatto (I).

6. Metodo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui due mole di affilatura (14) vengono fatte avanzare verso la lama di taglio (11) in modo non contemporaneo.

7. Macchina troncatrice (1) comprendente almeno una mola di affilatura (14) e una lama di taglio (11) in materiale elettricamente conduttivo, detta almeno una mola (14) essendo isolata elettricamente dal resto della struttura della macchina (1), caratterizzata dal fatto di essere comandata da un controllore PLC (20) atto ad eseguire un metodo di controllo del processo di affilatura della lama di taglio (11) secondo la rivendicazione 1.

8. Macchina troncatrice (1) secondo la rivendicazione 7, in cui detta almeno una mola (14) ? dotata di un sensore atto a misurare la distanza della mola rispetto al perimetro esterno della lama di taglio (11).