ITBO990517A1

ITBO990517A1 - Macchina automatica provvista di una ruota operatrice con controllo senza fili .

Info

Publication number: ITBO990517A1
Application number: IT1999BO000517A
Authority: IT
Inventors: Fiorenzo Draghetti; Mario Turra; Pier Luigi Lolli
Original assignee: Gd Spa
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2001-03-27
Also published as: DE60026211D1; CN1158020C; EP1086898B1; US6487831B1; EP1086898A1; DE60026211T3; DE60026211T2; ITBO990517A0; EP1086898B2; CN1291457A; IT1310493B1; ES2258433T3

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale dal titolo: "Macchina automatica provvista di una ruota operatrice con controllo senza fili."

La presente invenzione è relativa ad una macchina automatica provvista di una ruota operatrice con controllo senza fili. La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione, fra l'altro, nelle macchine automatiche per sigarette,quali le macchine metti-filtro e, in generale, le macchine incartatrici, comprendenti almeno una ruota operatrice provvista di una pluralità di stazioni di lavoro che devono essere controllate singolarmente.

Per semplicità,ma senza per questo perdere in generalità, la trattazione che segue farà riferimento a macchine da sovraincarto comprendenti una ruota operatrice costituita da una ruota d1 saldatura presentante una pluralità di stazioni di saldatura distribuite lungo la ruota di saldatura stessa. Nelle macchine automatiche note per il sovraincarto di pacchetti di sigarette, ad esempio nelle macchine del tipo di quella descritta nella domanda di brevetto EP-A-792803, ciascun pacchetto di sigarette viene accoppiato ad un rispettivo foglio di incarto di materiale plastico termosaldabile, il quale viene inizialmente ripiegato attorno al pacchetto stesso e, quindi , viene stabilizzato mediante saldatura per formare un incarto tubolare. Successivamente, le porzioni di estremità aperte di questo incarto tubolare vengono ripiegate contro le pareti di fondo del pacchetto ed il pacchetto stesso viene alimentato ad una ruota di saldatura, in cui una rispettiva coppia di saldatori impegna le pareti di fondo del pacchetto per stabilizzare rincarto mediante termosaldatura.

Per ottenere una saldatura di buona qualità in tempi relativamente ridotti è necessario controllare in modo rapido ed estremamente preciso la temperatura dei saldatori. Nelle macchine automatiche note per il sovraincarto di pacchetti di sigarette le temperatura del saldatori viene controllata da un dispositivo di controllo portato dalla macchina in posizione fissa all 'esterno della ruota di saldatura, e la comunicazione tra i saldatori ed il dispositivo di controllo viene realizzata tramite contatti striscianti portati dalla ruota di saldatura medesima.

L'utilizzo di contatti striscianti comporta tuttavia una serie di Inconvenienti dovuti al costo, all ' ingombro e all 'affidabilità dei contatti striscianti stessi. Infatti, una ruota di saldatura supporta normalmente dagli otto ai venti saldatori, ciascuno dei quali necessità di due contatti per il segnale e di due contatti per la potenza. Inoltre, i contatti striscianti di segnale sono particolarmente problematici, in quanto tendono a generare parecchi segnali di disturbo e richiedono, per la loro realizzazione, una grande precisione nella meccanica di connessione e l'utilizzo di materiali nobili (oro o argento) per garantire una migliore trasmissione del segnale e l 'affidabilità del contatto stesso.

Scopo della presente invenzione è realizzare una macchina automatica provvista di una ruota operatrice, la quale sia priva degli inconvenienti sopra descritti e, in particolare, sia di semplice ed economica realizzazione.

Secondo la presente invenzione viene fornita una macchina automatica comprendente una unità di controllo centrale fissa, almeno una ruota operatrice, la quale è girevole attorno ad un asse centrale e supporta un numero di stazioni di lavoro, ed un apparato di comunicazione atto a col legare ciascuna detta stazione di lavoro con la detta unità di controllo centrale; la macchina essendo caratterizzata dal fatto che il detto apparato di comunicazione comprende una unità di comunicazione senza fili provvista di un dispositivo di comunicazione mobile portato dalla detta ruota e di un dispositivo di comunicazione fisso portato dalla macchina; i detti dispositivi di comunicazione essendo sostanzialmente coassiali al detto asse centrale per risultare tra loro sempre sostanzialmente affacciati durante la rotazione della ruota.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi , che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica schematica, parzialmente a blocchi e con parti asportate per chiarezza, di una preferita forma di attuazione della macchina automatica oggetto della presente invenzione;

- la figura 2 è una vista frontale, con parti asportate per chiarezza, di un particolare della figura 1; e

- la figura 3 è una vista prospettica e schematica di un ulteriore particolare della figura 1.

Nella figura 1 con 1 è indicata nel suo complesso una macchina cellofanatrice del tipo di quella descritta nel brevetto US 5,477,661 e atta a sovrai ncartare pacchetti 2 di sigarette in fogli 3 di incarto di materiale plastico trasparente e termosaldabi le.

La macchina 1 comprende una ruota 4 di incarto, la quale è definita da una coppia di dischi 5 affiancati, è montata per ruotare a passo attorno ad un asse 6 orizzontale, ed è provvista di una pluralità di tasche 7 periferiche di trasporto. Ciascuna tasca 7 riceve, all 'atto di una propria sosta in corrispondenza di una stazione 8 di carico, un rispettivo foglio 3 di materiale plastico trasparente ed un rispettivo pacchetto 2, i quali vengono introdotti in modo noto all 'interno della tasca 7 stessa con ripiegamento a "U" del foglio 3 attorno al pacchetto 2.

Durante la citata sosta in corrispondenza della stazione 8 di carico e durante un successivo passo di avanzamento a partire dalla stazione 8 di carico stessa, le estremità del foglio 3 ripiegato a "U" vengono ripiegate in modo noto una sopra l 'altra per formare un incarto 9 tubolare, il quale viene stabilizzato mediante termosaldatura durante la sosta della relativa tasca 7 in corrispondenza di tre stazioni 10 di saldatura provviste di rispettivi saldatori 11 di tipo noto.

Ciascun incarto 9 tubolare stabilizzato viene estratto dalla rispettiva tasca 7 mediante una cinghia 12, la quale presenta esternamente una pluralità di risalti 13 spingitori ed è avvolta attorno ad una prima puleggia (non illustrata) di estremità disposta tra i dischi 5 della ruota 4 ed attorno ad una seconda puleggia di estremità definita da una ruota 14 di saldatura, la quale ruota con moto continuo attorno ad un asse 15 orizzontale parallelo all 'asse 6.

La cinghia 12 avanza ciascun incarto 9 tubolare lungo un ramo 16 di trasporto rettilineo disposto tra la ruota 4 di incarto e la ruota 14 di saldatura, e lungo un successivo ramo 17 di trasporto circolare disposto attorno alla ruota

14 di saldatura e terminante in una stazione 18 di scarico

(figura 2) .

Almeno parte del ramo 16 di trasporto rettilineo definito

dalla cinghia 12 si estende attraverso dei dispositivi piegatori fissi conformati ad elica (noti e non illustrati), i

quali ripiegano le estremità aperte ed opposte degli incarti

9 tubolari contro le rispettive estremità dei rispettivi

pacchetti 2 a mano a mano che gli incarti 9 tubolari stessi

vengono trasferiti dalla ruota 4 di incarto alla ruota 14 di

saldatura, e realizzano in questo modo gli incarti 19 com Ω pleti, che vengono successivamente stabilizzati di testa ϋ dalla ruota 14 di saldatura mediante termosaldatura.

La ruota 14 di saldatura presenta una scanalatura 20 anulare

centrale, la quale alloggia la cinghia 12 e definisce due

spalle 21 laterali anulari disposte da bande opposte della

scanalatura 20 e solcate da intagli assiali 22 ciechi fra

loro allineati. All ' interno degli intagli 22 di ciascuna

coppia di intagli 22 tra loro allineati sono alloggiati due

dispositivi 23 attuatori contrapposti, ciascuno dei quali è

interposto fra una estremità del relativo intaglio 22 ed una

testa 24 di saldatura mobile sotto la spinta del relativo

dispositivo 23 attuatore da e verso l 'altra testa 24 di saldatura per definire, sulla ruota 14 di saldatura, una rispettiva sede o stazione 25 di saldatura atta ad accogliere un relativo incarto 9 tubolare e la cui lunghezza varia a partire da un valore minimo sostanzialmente pari alla lunghezza dei pacchetti 2.

Lungo il ramo 17 di trasporto ciascun incarto 19 si dispone all ' interno di una rispettiva stazione 25 e viene impegnato dalle relative teste 24 di saldatura, le quali effettuano la stabilizzazione di testa dell ' incarto 19 stesso mediante termosaldatura delle estremità ripiegate in precedenza.

Secondo quanto illustrato nella figura 2, ciascuna coppia di teste 24 di saldatura comprende una relativa unità 26 di controllo, la quale è atta a controllare la temperatura ed il corretto funzionamento delle teste 24 di saldatura stesse. In particolare, ciascuna testa 24 di saldatura comprende una rispettiva resistenza 27 elettrica (illustrata nella figura 3) alimentata dalla relativa unità 26 di controllo ed un rispettivo sensore 28 di temperatura (illustrato nella figura 3), in particolare una termocoppia, collegato alla relativa unità di 26 di controllo, la quale controlla in retroazione ed in modo noto la temperatura della testa 24 di saldatura stessa.

Secondo quanto illustrato nella figura 3, ciascuna testa 24 di saldatura comprende un tampone 29 di supporto costituito di un materiale termicamente isolante (in particolare gomma siliconica), ed una lamina 30, la quale è supportata dal tampone 29 ed è realizzata con un materiale elettricamente e termicamente conduttore (in particolare con un materiale metallico). La lamina 30 definisce contemporaneamente la resistenza 27 elettrica ed una superficie di saldatura, e comprende una striscia, la quale si estende lungo un percorso 31 operativo presentante due estremità 32. Nel tampone 29 è annegato il sensore 28 di temperatura, 1n modo tale che una superficie di misura del sensore 28 stesso risulti disposta a contatto della lamina 30.

Ciascuna unità 26 di controllo è elettricamente col legata alle estremità 32 di una rispettiva lamina 30 per fare circolare una corrente elettrica alternata o continua di intensità regolabile lungo la lamina 30 stessa e secondo il percorso 31 operativo per portare e mantenere la lamina 30 ad un valore di temperatura desiderato.

Secondo una diversa forma di attuazione, ciascuna unità 26 di controllo comprende un dispositivo di misura atto sia a determinare il valore complessivo della resistenza elettrica della corrispondente lamina 30 misurata tra le estremità 31 misurando i valori di tensione e corrente esistenti tra le estremità 32 stesse, sia a determinare, in base a tale valore di resistenza, il valore della temperatura della lamina 30. In tale forma di attuazione, ovviamente, i sensori 28 di temperatura mancano.

Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 2, la macchina 1 cel lofanatrice comprende una unità 33 di controllo centrale fissa, la quale è atta a controllare e regolare l ' Intera macchina 1, ed un apparato 34 di comunicazione, il quale è atto a collegare ciascuna unità 26 di controllo della ruota 14 di saldatura con l'unità 33 di controllo centrale.

Attraverso l 'apparato 34 di comunicazione l 'unità 33 di controllo centrale comunica alle unità 26 di controllo il valore ottimale di temperatura delle lamine 30, valore ottimale di temperatura che viene variato generalmente in funzione della velocità operativa della macchina 1 e del tipo di fogli 3 di incarto utilizzati. Attraverso l 'apparato 34 di comunicazione, Inoltre, le unità 26 di controllo comunicano all 'unità 33 di controllo centrale dei messaggi di diagnostica, in particolare dei segnali di malfunzionamento.

L'apparato 34 di comunicazione comprende una unità 35 di comunicazione senza fili provvista di un dispositivo 36 di comunicazione mobile portato dalla ruota 14 di saldatura e di un dispositivo 37 di comunicazione fisso portato dalla macchina 1 in posizione fissa; i due dispositivi 36 e 37 di comunicazione sono disposti in modo da essere sostanzialmente coassiali all 'asse 15 centrale della ruota 14 di saldatura per risultare tra loro sempre sostanzialmente affacciati durante la rotazione della ruota 14 di saldatura stessa.

Secondo una preferita forma di attuazione ciascuno dei due dispositivi 36 e 37 di comunicazione è atto a trasmettere e ricevere onde elettromagnetiche di tipo ottico, in particolare laser o infrarosso. In particolare, le onde infrarosse emesse da un dispositivo 36 o 37 di comunicazione si propagano all 'interno di un volume conico verso l 'altro dispositivo 37 o 36 di comunicazione, in modo tale che l 'altro dispositivo risulti coperto da tali onde infrarosse anche se montato con una certa eccentricità rispetto all'asse 15 centrale della ruota 14 di saldatura.

Secondo una diversa forma di attuazione 1 due dispositivi 36 e 37 di comunicazione sono atti, ciascuno, a trasmettere e ricevere onde elettromagnetiche di tipo radio. Secondo una ulteriore forma di attuazione, i due dispositivi 36 e 37 di comunicazione comprendono mezzi di accoppiamento di tipo induttivo o capacitivo.

Secondo quanto illustrato nella figura 1 o 2 il dispositivo 37 di comunicazione mobile comprende un elemento 38 di elaborazione, il quale è atto a raggruppare una serie di diversi segnali di uscita, inviati dalle unità 26 di controllo, in un unico segnale di uscita di gruppo da inviare al dispositivo 36 di comunicazione fisso, ed è atto a suddividere un unico segnale di ingresso di gruppo, ricevuto dal dispositivo 36 di comunicazione fisso, in una serie di diversi segnali di ingresso da inviare alle corrispondenti unità 26 di controllo. Secondo una preferita forma di attuazione i sopra citati segnali di gruppo vengono organizzati secondo un protocollo di comunicazione di tipo seriale. Secondo quanto illustrato nella figura 2, il dispositivo di comunicazione 37 mobile, l 'elemento di elaborazione 37 e le unità 26 di controllo sono tutti alloggiati su un unico supporto 39 circolare fissato ad una superficie di base della ruota 14 di saldatura.

Rispetto alle ruote di saldatura note la ruota 14 di saldatura sopra descritta permette un controllo ottimale della temperatura e della funzionalità delle teste 24 di saldatura e, nel contempo, risulta particolarmente compatta ed economica, 1n quanto prevede l 'utilizzo di solo due contatti striscianti (noti e non il lustrati) per portare alla ruota 14 di saldatura l 'alimentazione elettrica necessaria al funzionamento del dispositivo di comunicazione 37 mobile e delle unità 26 di controllo (le quali , a loro volta, alimentano le resistenze 27 delle teste 24 di saldatura).

Inoltre, il fatto di dotare ciascuna unità 26 di controllo della logica necessaria al controllo della rispettiva coppia di teste 24 di saldatura permette di ridurre enormemente lo scambio di dati tra le unità 26 di controllo e l 'unità 33 di controllo centrale, scambio di dati che è sostanzialmente limitato ai segnali di diagnostica e ai comandi di variazione del valore di temperatura pre-impcstato. In tale modo la quantità di dati trasmessa nell 'unità di tempo dall 'apparato 34 di comunicazione risulta relativamente limitata con indubbi vantaggi per quanto riguarda sia l 'affidabilità della trasmissione stessa, sia il costo dell 'apparato 34 di comunicazione.

Secondo una diversa forma di attuazione non illustrata una unità di comunicazione senza fili del tipo dell 'unità 35 di comunicazione descritta in precedenza viene applicata ad una macchina automatica diversa da un cellofanatrice. In particolare, tale unità di comunicazione può venire utilizzata nella sezione di applicazione dei filtri di una macchina confezionatrice per sigarette per realizzare la comunicazione tra un tamburo di controllo, il quale supporta una pluralità di stazioni atte ad effettuare una serie di controlli sulle sigarette, ed una unità di controllo centrale della macchina.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Macchina automatica comprendente una unità (33) di controllo centrale fissa, almeno una ruota (14) operatrice, la quale è girevole attorno ad un asse (15) centrale e supporta un numero di stazioni (25) di lavoro, ed un apparato (34) di comunicazione atto a col legare ciascuna detta stazione (25) di lavoro con la detta unità (33) di controllo centrale; la macchina essendo caratterizzata dal fatto che il detto apparato (34) di comunicazione comprende una unità (35) di comunicazione senza fili provvista di un dispositivo (37) di comunicazione mobile portato dalla detta ruota (14) e di un dispositivo (37) di comunicazione fisso portato dalla macchina (1); 1 detti dispositivi (36,37) di comunicazione essendo sostanzialmente coassiali al detto asse (15) centrale per risultare tra loro sempre sostanzialmente affacciati durante la rotazione della ruota (14).
2) Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascuna detta stazione (25) d1 lavoro comprende una rispettiva unità (26) di controllo locale, la quale è atta a ricevere dei segnali di regolazione dalla detta unità (33) di controllo centrale e ad inviare dei segnali di diagnostica all 'unità (33) di controllo centrale stessa.
3) Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che ciascuna detta unità (26) di controllo locale ed il detto dispositivo (37) di comunicazione mobile sono portati da uno stesso supporto (39) di forma circolare portato dalla detta ruota (14).
4) Macchina secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, caratterizzata dal fatto che il detto dispositivo (37) di comunicazione mobile comprende mezzi (38) di elaborazione, i quali sono atti a raggruppare una serie di diversi segnali in uscita, inviati dalle dette stazioni (25) di lavoro, in un unico segnale in uscita di gruppo da inviare al detto dispositivo (37) d1 comunicazione fisso, e sono atti a suddividere un unico segnale in ingresso di gruppo, ricevuto dal dispositivo (37) di comunicazione fisso, in una serie di diversi segnali in ingresso da inviare alle corrispondenti stazioni (25) di lavoro.
5) Macchina secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che 1 detti mezzi (38) di elaborazione sono atti a trattare 1 detti segnali di gruppo mediante un protocollo d1 comunicazione di tipo seriale.
6) Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto che i detti dispositivi (36,37) di comunicazione senza fili comprendono mezzi di trasmissione e ricezione di onde elettromagnetiche.
7) Macchina secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che le dette onde elettromagnetiche emesse da un detto dispositivo (36;37) di comunicazione si propagano all '-interno di un volume conico verso l 'altro dispositivo ( 37 ; 36) di comunicazione.
8) Macchina secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di trasmissione e ricezione sono atti a trasmettere e ricevere onde elettromagnetiche di tipo ottico, in particolare laser o infrarosso.
9) Macchina secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di trasmissione e ricezione sono atti a trasmettere e ricevere onde elettromagnetiche di tipo radio.
10) Macchina secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di trasmissione e ricezione comprendono mezzi di accoppiamento di tipo induttivo o capacitivo.
11) Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10 ed atta a sovrai ncartare pacchetti (3) di sigarette; la detta ruota (14) essendo una ruota di saldatura, e le dette stazioni (25) di lavoro essendo stazioni di saldatura.
12) Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10 ed atta a confezionare sigarette; la detta ruota essendo una ruota dì controllo, e le dette stazioni di lavoro essendo stazioni di controllo delle sigarette.