ITBO950515A1 - Dispositivo di controllo e regolazione di formati in apparecchiature di selezione di grandi risme sfuse. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo di controllo e regolazione di formati in apparecchiature di selezione di grandi risme prevede dei mezzi (9) di motorizzazione agenti su un coltello (8) di penetrazione in un pacco (2) di fogli, disposti su un gruppo di controllo (7), ed atti e determinare una regolazione in quote, nei due sensi, dello stesso coltello rispetto al gruppo di controllo (7) ed in grado di definire l'altezza teorica (Hc) predeterminata di una risma (1) da selezionare; sono previsti dei mezzi (10) di riconoscimento di uno o più valori in altezza del pacco (2) di fogli, agenti sui mezzi (9) di motorizzazione, ed atti a variare la posizione del coltello (8) rispetto al gruppo di controllo (7) in funzione della reale altezza (Hr) della risma (1).[FIG. 1]

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: DISPOSITIVO Pi CONTROLLO E REGOLAZIONE DI FORMATI IN APPARECCHIATURE DI SELEZIONE DI GRANDI RISME SFUSE.

Il presente trovato concerne un dispositivo di controllo e regolazione di formati in apparecchiature di selezione di grandi risme sfuse.

Nel campo delle suddette grandi risme, cioè quelle utilizzate per bozzetti, disegni, riproduzioni su stampa e simili, un problema sempre molto sentito è quello della loro selezione nelle macchine atte al loro confezionamento in pacchi distinti.

I fogli da alimentare alle macchine confezionatrici, in arrivo dalla macchina (taglierina) che li produce, vengono poggiati su un pallet sotto forma di pacco; successivamente questo pallet viene posto su un elevatore che lo sale automaticamente verso una stazione di selezione in pacchi. In un altro caso analogo al precedente è previsto che la macchina che prepara i pacchi di fogli dai quali ricavare le risme conti i fogli e metta un segnalino tra un foglio ed il successivo a definizione di una risma funzione del numero di fogli predeterminato; il segnalino non è altro che un pezzetto di carta o simile, solitamente colorato, che fuoriesce dal pacco di fogli.

Attualmente la selezione delle risme avviene mediante apparecchiature automatiche, vedi ad esempio brevetto US - 5.244.340 e domanda di brevetto IT - B094A000371 entrambi della stessa Richiedente, con cui si opera una selezione delle risme tramite un gruppo sensore che controlla la planarità della superficie libera del pacco di fogli e che si può muovere verticalmente in quota. Il gruppo supporta ed agisce su un coltello che definisce lo spessore della risma tramite la sua regolazione verticale rispetto allo stesso gruppo, e risulta mobile sia orizzontalmente da e verso la risma fino ad ottenere una penetrazione nella stessa, sia una sua rotazione per ottenere una fessura tra la risma selezionata ed il pacco sufficiente per la penetrazione nella risma di mezzi di spinta.

Questi ultimi comprendono un servomeccanismo utilizzante una coppia di coltelli orizzontali, disposti parallelamente tra loro e in prossimità del bordo del pacco di fogli. Tali coltelli risultano registrabili verticalmente, possono penetrare nella risma di fogli preselezionata, e sono supportati da un carrello disposto scorrevolmente su una guida orizzontale per far scorrere gli stessi coltelli parallelamente ad una dimensione longitudinale del pacco di fogli, e quindi ottenere prima un avanzamento di penetrazione nella risma preselezionata e, successivamente, una movimentazione di alimentazione della risma preselezionata alla stazione di confezionamento.

Con tale soluzione quindi il sollevamento e la traslazione risultano automatizzati con precisione e sicurezza di funzionamento. L'operazione di cambio formato delle risme invece è ancora effettuato manualmente dall'operatore che deve alzare od abbassare il coltello rispetto al gruppo sensore tramite allentamento e successivo bloccaggio dello stesso sul relativo supporto.

Questa operazione quindi risulta più lenta delle restanti operazioni non operative, ma soprattutto è imprecisa nella definizione del nuovo formato che viene effettuato e risente inevitabilmente dell'esperienza dell'operatore incaricato; oltrettutto la distanza tra coltello e testa viene regolata ad un valore costante (all'interno dello stesso formato, ovviamente) e non tiene conto di parametri variabili quali la diversa altezza della risma in funzione della posizione dei fogli alle diverse altezze in cui si trovano nel pacco. In altre parole l'altezza di una risma da selezionare posta all'estremità superiore del pacco (a parità di fogli) è diversa da quella relativa ad una risma presente sul fondo del pacco, questo per effetto di una minor presenza di aria tra foglio e foglio sulla risma di fondo dovuta al peso del restante pacco sovrastante.

A tale scopo la Richiedente ha studiato e realizzato un dispositivo di controllo e regolazione del coltello nel cambio formato applicabile nelle suddette apparecchiature di selezione di grandi risme sfuse, con il quale si ottiene una veloce, automatica e precisa variazione dell'altezza del coltello corrispondente al nuovo formato di risme da selezionare sia con che senza ausilio di riferimenti o segnalini; in questo ambito la Richiedente ha altresì studiato e definito, mediante prove ed esperienze pratiche, un algoritmo che tenesse conto anche delle variabili legate alle diverse posizioni del pacco di fogli con relativa correzione in tempo reale da effettuarsi sulla posizione del coltello.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la figura 1 illustra il dispositivo di controllo e regolazione di formati oggetto del presente trovato applicato ad una apparecchiatura di selezione di grandi risme, il tutto in una vista laterale schematica;

la figura 2 illustra una parte del dispositivo di cui a figura 1 in un particolare in scala ingrandita, in una vista laterale con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

le figure 3 e 3a illustrano una variante realizzativa del dispositivo oggetto del presente trovato, in particolare per selezione con segnalini, in una vista laterale schematica e rispettivamente frontale;

la figura 4 illustra una variante del pacco di fogli da selezionare con il dispositivo di cui alla figura precedente, in particolare un pacco dotato di tacche stampate, il tutto in una vista frontale parziale;

la figura 5 illustra un grafico che rappresenta un sistema di correzione algoritmico inserito in un gruppo di calcolo e correzione previsto nel dispositivo oggetto del presente trovato.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, e con particolare riferimento alla figura 1, il dispositivo in oggetto permette il controllo e la regolazione di formati in apparecchiature di selezione di grandi risme 1 sfuse a partire da un pacco 2 di fogli impilati.

Questo pacco 2 poggia su un piano 3 mobile nei due sensi lungo un asse verticale Z e disposto a monte di una stazione 4 di confezionamento delle risme selezionata dal pacco 2. 11 piano 3 può essere composto da un sistema di movimentazione previsto di una coppia di catene 21 chiuse ad anello su rispettive coppie di ruote dentate 22a e 22b e supportanti a sbalzo, su un proprio ramo attivo, il piano mobile 3 su cui giace un bancale B ed il relativo pacco di fogli 2.

In figura 2 sono indicati con 5 dei mezzi di movimentazione della risma 1 preselezionata, tramite relativi mezzi 6 di selezione, in direzione della suddetta stazione 4 di confezionamento. I mezzi 5 di movimentazione sono visualizzati, in linea discontinua, come coltelli 23 supportati da una traversa 24 mobile da e verso la suddetta stazione 4 di confezionamento, e sono illustrati solo schematicamente in quanto di tipo noto e non facenti strettamente parte del trovato.

I mezzi 6 di selezione comprendono un gruppo 7 di riscontro sulla superficie libera del pacco 2, e di supporto di un coltello 8 di definizione della risma 1, il quale è mobile con lo stesso gruppo 7 in prossimità di un bordo 2a del pacco 2, e può posizionarsi parallelamente alla superficie libera del pacco 2 di fogli, e regolabile, nei due sensi, dal gruppo 7 di controllo e supporto ad una distanza, indicata con He, predeterminata e definente sostanzialmente l'altezza Hr della risma 1 da selezionare.

Per ottenere questa regolazione del coltello 8 (vedi anche figura 2) sono previsti dei mezzi 9 di motorizzazione associati allo stesso coltello, disposti sul gruppo di controllo e supporto 7, ed atti a determinare una posizione in quota, nei due sensi (vedi freccia F di figura 2), dello stesso coltello rispetto al suddetto gruppo di controllo e supporto 7. Tali mezzi 9 di motorizzazione sono quindi in grado di definire la suddetta altezza teorica He predeterminata della risma 1 da selezionare.

Più in dettaglio, questi mezzi 9 di motorizzazione possono essere costituiti, ad esempio, da un motore 17 passo passo od analoga motorizzazione supportato da un'asta verticale 18 collegata al restante gruppo di controllo e supporto 7. Il motore 17 muove una vite senza fine 19 awitabilmente inserita in una boccola filettata 20 a cui è solidale il coltello 8 che così può variare in quota nei due sensi: questo cinematismo definisce così un accoppiamento a movimento unilaterale.

Sul motore 17 agiscono dei mezzi 10 di riconoscimento di uno o più valori in altezza del suddetto pacco 2 di fogli, con i quali viene effettuata una variazione della posizione del coltello 8 rispetto al gruppo di controllo e supporto 7 in funzione dell'altezza reale Hr della risma 1.

In altre parole questi mezzi 10 di riconoscimento permettono di controllare in tempo reale la variazione in altezza del pacco 2 di fogli mano a mano che questo viene assottigliato dalla selezione di risme portate verso la stazione 4 di confezionamento.

In linea pratica infatti vi è una differenza tra le risme che definiscono il fondo del pacco 2 e quelle che definiscono la parte superiore del pacco; il peso dei fogli disposti nella parte superiore fa sì che eventuale aria tra foglio e foglio diminuisca man mano che si scende nello sviluppo del pacco 2: questo si traduce quindi in una differenziazione in altezza delle risme, tanto maggiore quanto è l'altezza del pacco 2.

Per permettere quindi che il numero di fogli di una risma 1 selezionata rimanga inalterato vengono utilizzati questi mezzi 10 di riconoscimento di uno o più valori in altezza del pacco 2, i quali possono essere costituiti da un gruppo 11 di conteggio e misurazione dell'altezza del pacco 2, quale ad esempio un encoder collegato in entrata ad una suddetta ruota dentata 22a o 22b. Questo encoder 11 è collegato, in uscita, ad un gruppo di calcolo ed elaborazione 12, ad esempio un PLC, collegato a sua volta ed agente, in tempo reale, sul motore 17 per ottenere le variazioni in altezza del coltello 8 rispetto al gruppo di controllo 7.

11 gruppo di calcolo 12 è previsto di un programma algoritmico SA di correzione che potrà essere di tipo lineare, iperbolico od altro in funzione del tipo di selezione del pacco di fogli e quindi di correzione da effettuare sul coltello. Nel caso illustrato, questo sistema algoritmo SA è di tipo lineare ed è studiato appositamente a questo scopo per il tipo di conformazione e strutturazione del pacco 2 di fogli: come visibile in figura 5, dove viene illustrata la funzione algoritmo utilizzata secondo uno schema in coordinate cartesiane, in cui in ascissa è indicata l'altezza Hp del pacco 2, mentre in ordinata sono indicati dei valori ± Δχ di correzione; le correzioni previste da questo sistema algoritmico SA prevedono di disporre il coltello 8 ad una quota di selezione che viene identificata in Hr Δχ quando il coltello 8 comincia a selezionare nella parte superiore del pacco 2, per scendere fino ad un valore di Hr - Δχ quando il coltello 8 seleziona nella parte finale del pacco 2 di fogli.

Per ottenere queste regolazioni sul coltello 8 è necessario che il gruppo di calcolo sia sempre aggiornato sull'altezza del pacco 2 di fogli e questi dati sono forniti attraverso l'encoder 11 suddetto. A titolo di esempio vengono controllate le seguenti quote: l'altezza tra piano mobile 3 in una posizione di cambio del pacco 2 ed un piano macchina P complanare alla stazione di confezionamento 4 (che risulta essere una misura fìssa di 2000mm indicata in figura 1 con Hf), l'altezza Hb del suddetto bancale B e l'altezza effettiva H misurata dall’encoder 11 dall'entrata del pacco 2 sul piano mobile 3 fino ad uno stop di sollevamento quando la sommità del pacco 2 viene ad impegnarsi con una fotocellula 25 disposta frontalmente allo stesso pacco in prossimità del coltello 8 (vedi sempre figura 1) e disposta ad una quota D già predeterminata in partenza (solitamente leggermente superiore al suddetto piano macchina P). Come si vede la variabile che viene aggiornata di volta in volta è il dato H che l'encoder 11 invia al gruppo di conteggio 12 ogni qualvolta è necessaria la correzione di posizione del coltello 8.

Partendo da questi dati il gruppo di calcolo 12 definisce l'altezza effettiva Hp del pacco 2 che è data, nell'esempio illustrato, da Hp = 2000 D - H -Hb. Potendo avere questo dato in tempo reale e continuamente, il gruppo di calcolo effettua le relative correzioni citate più sopra ed illustrate in figura 5; queste correzioni possono essere algebricamente riassunte nella seguente

Attraverso questa tipologia di formula che risulta a semplice titolo esemplificativo per meglio spiegare il funzionamento del dispositivo, il PLC può quindi calcolare di volta in volta, in funzione del valore H che viene costantemente calcolato dall'encoder 11, il valore dalla variabile di spostamento del coltello 8 rispetto alla precedente posizione che lo stesso assumeva nei confronti del gruppo 7: in questo modo si tiene conto della diminuzione di altezza del pacco 2 e si corregge il valore Hr della risma 1 da selezionare, introducendo una correzione che si presume correlata alla variazione di spessore della risma 1 funzione della sua posizione all'interno del pacco 2, correzione ovviamente teorica e legata all'algoritmo studiato di cui sopra.

La soluzione finora esplicata può essere adattata anche nelle selezione in cui il pacco 2 di fogli è previsto di una pluralità di segnalini 13, equi di stanziati tra loro, ed ognuno disposto in parte aH'intemo del pacco 2, ed in parte sporgente all'esterno dello stesso pacco. Questi segnalini 13 servono come riferimento visivo della base della risma 1 da selezionare.

In questo caso (vedi figura 3) si prevede che il gruppo di controllo e supporto 7 sia dotato di un'asta verticale 14 fissa, la quale si sviluppa al disotto del coltello 8, per ripiegare il segnalino 13 in baso ed in direzione del suddetto bordo 2a del pacco 2 man mano che il pacco stesso viene sollevato dal piano sollevatore 3.

1 mezzi 10 di riconoscimento sono costituiti da una fotocellula 15 disposta a fianco e complanarmente al coltello 8 e collegata direttamente al motore 17, per poter effettuare l'eventuale variazione della posizione del coltello 8 in funzione della posizione del fronte del segnalino 13 ripiegato, visto che anche in questo caso si ha la variazione degli spessori delle varie risme 1 in funzione della loro posizione all'interno del pacco 2.

Analogamente (vedi figura 4), se il pacco 2 di fogli è previsto di tacche 16 di colore contrastante stampate sul fronte del bordo 2a del pacco 2, sempre equi di stanziate tra loro per definire il riferimento per la base della risma 1 da selezionare, i mezzi 10 di riconoscimento sono costituiti dalla sola suddetta fotocellula 15 disposta a fianco e complanarmente al coltello 8, e collegata al motore 17 per poter variare la posizione del coltello 8 in funzione della posizione del fronte della tacca 16 stampata.

Tale dispositivo quindi, come già deducibile dalla descrizione fatta finora, attua il controllo e la regolazione nel seguente modo, partendo da una configurazione di partenza in cui si ha che il piano mobile 3 si trova nel punto più basso della stazione di selezione per poter far accedere nella stessa un pacco 2 di fogli da selezione, senza segnalini 13 o tacche 16, nel l'apparecchiatura.

Appena il nuovo pacco 2 viene disposto sul piano elevatore 3 si iniziano le operazioni di azzeramento dell'encoder 11, grazie alla segnalazione di una fotocellula 40 posta in corrispondenza del piano elevatore 3 in posizione di attesa del pacco 2.

Eseguito l'azzeramento dell'encoder 11, si procede al posizionamento della suddetta fotocellula 25 posta alla quota D superiore al piano macchina P ed al posizionamento del coltello 8 alla quota He teorica di altezza risma 1 rispetto al gruppo 7 di controllo; a questo punto viene attivato il piano 3 che solleva il pacco 2 (vedi freccia FI di figura 1) fino a quando questo impegna la fotocellula 25, bloccando il movimento ascensionale del piano 3.

A questo punto, avendo anche il dato H di altezza per poter ottenere l'effettiva dimensione Hp del pacco 2tramite il conteggio dell'encoder 11 , è possibile definire la correzione dell'altezza del coltello 8 tramite il gruppo di calcolo 12 che ha già in memoria i restanti dati (altezza bancale, distanza piano macchina P, ecc.), il quale gruppo 12 attiva il motore 17 che determina lo spostamento del coltello 8 dal gruppo 7 (vedi freccia F di figura 2).

La procedura quindi prevede l'inizio della selezione delle risme 1 attraverso il movimento orizzontale del coltello 8 da e verso il pacco 2 di fogli (vedi freccia F2 di figura 1) con relativo inserimento dello stesso nel pacco 2. La riduzione in altezza del pacco 2 determina, di volta in volta, la correzione dell'altezza del coltello 8 da parte del gruppo 12 per mantenere sempre uguali le risme 1 selezionate, questo fino a quando l'altezza del pacco 2 risulta essere minore od uguale all'altezza della risma 1, ovvero Hp ≤ Hr.

Questa condizione viene riscontrata dall'encoder 11, e determina la disabilitazione deU'inserimento del coltello 8 con contemporanea attivazione del comando di discesa del piano elevatore 3 per poter sostituire il bancale B vuoto con un nuovo pacco 2 da selezionare.

Mei caso invece di pacchi di fogli 2 dotati di segnalini 13 o tacche stampate 16, la procedura prevede una correzione diretta della posizione del coltello 8 tramite la fotocellula 15 che, attraverso la lettura della posizione del segnalino 13 o della tacca 16 agisce direttamente sul motore 17 per regolare la posizione del coltello 8.

Questo dispositivo quindi raggiunge pienamente gli scopi prefissati grazie ad una struttura semplice, pratica e con un elevato standard di sicurezza nella selezione.

il complesso di elementi di controllo, grazie al loro minimo ingombro, può essere previsto già dotato di tutti gli elementi che permettano la selezione con o senza segnalini, rendendo il selezionatore adattabile a tutti i tipi di esigenze.

il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di controllo e regolazione di formati in apparecchiature di selezione di grandi risme (1) sfuse a partire da un pacco (2) di fogli impilati e poggianti su un piano mobile (3) lungo un asse verticale (Z), e disposto pressoché a monte di una stazione (4) di confezionamento delle stesse risme preselezionabili, dispositivo abbinabile a mezzi (5) di movimentazione di detta risma (1) preselezionata, tramite relativi mezzi (6) di selezione, in direzione di detta stazione (4) di confezionamento; detti mezzi (6) di selezione comprendendo un gruppo di riscontro (7) sulla superficie libera di detto pacco (2) e di supporto di un coltello (8) di definizione di detta risma (1), mobile con lo stesso in prossimità di un bordo (2a) di detto pacco (2), ed atto a posizionarsi parallelamente alla superficie libera di detto pacco (2) di fogli, e regolabile, nei due sensi, da detto gruppo di controllo (7) ad una distanza (He) predeterminata definente l'altezza (Hr) di detta risma (1) da selezionare, caratterizzato dal fatto di comprendere: mezzi (9) di motorizzazione associati a detto coltello (8), disposti su detto gruppo di controllo e supporto (7), ed atti a determinare una posizione in quota, nei due sensi, dello stesso coltello rispetto a detto gruppo di controllo e supporto (7) ed in grado di definire l'altezza teorica (He) predeterminata di detta risma (1) da selezionare; mezzi (10) di riconoscimento di uno o più valori in altezza di detto pacco (2) di fogli, agenti su detti mezzi (9) di motorizzazione, ed atti a variare la posizione di detto coltello (8) rispetto a detto gruppo di controllo e supporto (7) in funzione dell'altezza reale (Hr) di detta risma (1).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dai fatto che i detti mezzi (10) di riconoscimento di uno o più valori in altezza di detto pacco (2) sono costituiti almeno da un gruppo (11) di conteggio e misurazione dell'altezza di detto pacco (2) collegato a detto piano mobile (3) e da un gruppo di calcolo ed elaborazione (12) collegato ed agente, in tempo reale, su detti mezzi (9) di motorizzazione, e previsto di un sistema algoritmico (SA) di correzione della detta posizione di detto coltello (8) in funzione dell'altezza di detto pacco (2) di fogli.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto algoritmo di correzione (SA) è costituito da una funzione ad andamento lineare.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detto pacco (2) di fogli è previsto di una pluralità di segnalini (13), equidistanziati tra loro, e disposti ognuno in parte all'interno del detto pacco (2), ed in parte sporgenti all'estemo dello stesso pacco, ed atti a definire il riferimento per la base di detta risma (1) da selezionare, caratterizzato dal fatto che detto gruppo di controllo e supporto (7) è dotato di un'asta verticale (14) fissa, sviluppantesi al disotto di detto coltello (8), ed atta a ripiegare detto segnalino (13) in direzione di detto bordo (2a) di detto pacco (2), ed i detti mezzi (10) di riconoscimento sono costituiti da una fotocellula (15) disposta a fianco e complanarmente al detto coltello (8), e collegata a detti mezzi (9) di motorizzazione in grado di variare la posizione di detto coltello (8) in funzione della posizione del fronte di detto segnalino (13) ripiegato.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 in cui detto pacco (2) di fogli è previsto di tacche (16) stampate sul fronte di detto bordo (2a) di detto pacco (2), di colore contrastante rispetto al detto pacco (2), equidistanziate tra loro, ed atte a definire il riferimento per la base di detta risma (1) da selezionare, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (10) di riconoscimento sono costituiti da una fotocellula (15) disposta a fianco e complanarmente a detto coltello (8), e collegata a detti mezzi (9) di motorizzazione ed in grado di variare la posizione di detto coltello (8) in funzione della posizione del fronte di detta tacca (16) stampata.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione I, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (9) di motorizzazione sono costituiti da un motore (17) supportato da un’asta verticale (18) collegata a detto gruppo di controllo e supporto (7); a detto motore (17) essendo asservita una vita senza fine (19) avvitabilmente inserita in una boccola filettata (20) a cui è solidale detto coltello (8) in modo da realizzare le variazioni in quota, nei due sensi, dello stesso coltello.
7. 7. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.