ITMI20001140A1 - Macchina per la trafilatura di fili con impostazione automatica - Google Patents

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

"Macchina per la trafilatura di fili con impostazione automatica"

Campo dell'Invenzione

La presente invenzione riguarda generalmente macchine per la trafilatura di fili, o macchine trafilatrici, e, più particolarmente, riguarda un'apparecchiatura per impostare ed avvolgere inizialmente il tamburo o "capstan" della macchina trafilatrice. Sfondo dell'invenzione

Macchine trafilatrici di fili sono tipicamente impiegate per svolgere filo da una bobina di filo, tirare il filo attraverso una scatola di trazione-stiro o "drawbox" per ridurre il diametro del filo, e alimentare il filo di diametro ridotto ad una macchina di produzione a valle. Macchine di questo tipo sono ben note e sono descritte, ad esempio, nei Brevetti Statunitensi No. 4099 403, e 5 097 688, entrambi ceduti alla presente Assegnataria, e qui espressamente incorporati a titolo di riferimento.

In una simile macchina trafilatrice, il filo è inizialmente fornito in una bobina avvolta che è supportata su un qualche tipo di tavola girevole. Filo dalla bobina è quindi infilato manualmente, o fatto passare attraverso una scatola di trazione o stiro, o filiera, ed è quindi avvolto per varie volte attorno ad un tamburo azionato a potenza o capstan. Quando il capstan è fatto ruotare, esso tira filo attraverso la scatola di trazione o stiro o "drawbox", in modo da ridurre il diametro del filo, e il filo a diametro ridotto si avvolge sul capstan. Mentre un certo numero di spire rimangono sul capstan per scopi di stiro, il filo viene svolto e alimentato alla summenzionata stazione di produzione a valle. Quando il filo viene tirato dal capstan, la tavola girevole ruota per consentire al filo di svolgersi dalla bobina e procedere alla drawbox.

Con tutte le macchine trafilatrici attualmente note ed impiegate, il processo di impostazione della macchina, infilando il filo dalla bobina attraverso la drawbox, ed avvolgendo il filo attorno al capstan per un numero sufficiente di volte, viene eseguito manualmente. Più specificatamente, un operatore deve presentare fisicamente l'estremità appuntita del filo dalla bobina alla drawbox, e fissare l'estremità del filo ad un qualche tipo di dispositivo di fissaggio previsto sul capstan. Il dispositivo di fissaggio può essere previsto sotto forma di una catena di presa manuale che mantiene il filo sotto trazione, il che consente al filo di essere rilasciato quando non è sotto trazione, oppure può essere previsto sotto forma di un dispositivo a viti di fissaggio o a incuneamento. Il tipo attuale di dispositivo di fissaggio è tipicamente imposto dal diametro del filo che viene tirato. In ogni caso, il processo è completamente manuale, in cui l'operatore deve presentare fisicamente l'estremità appuntita del filo alla drawbox e fissare fisicamente il filo al tamburo. L'operatore deve quindi spostare in avanti il capstan per avvolgere il filo attorno al capstan per un numero di volte sufficiente a consentire al filo di essere tirato dal capstan della bobina quando essa ruota. Correntemente, l'operatore individuale ha grande autonomia nel determinare il numero di spire lasciate sul capstan che possono determinare un avvolgimento accettabile, ma che possono pure danneggiare il capstan o la macchina trafilatrice se eseguite in modo non appropriato. In aggiunta, è richiesto tempo perché l'operatore abbia a spostare in avanti sufficientemente ed accuratamente il capstan.

Quando il capstan ha l'appropriato numero di spire, il capstan deve essere arrestato, e l'operatore deve nuovamente rimuovere manualmente l'estremità del filo dal dispositivo di fissaggio per liberarla dal capstan e consentire ad essa di essere alimentata ad una macchina di produzione a valle. Quando l'estremità del filo viene rilasciata dal capstan, l'operatore deve nuovamente spostare in avanti il capstan di una quantità sufficiente a consentire al filo di esser fatto passare attorno ad un braccio di compensazione ed essere collegato alla macchina di produzione a valle. Questo procedimento è un procedimento richiedente una grande quantità di tempo, la qual cosa è economicamente nociva per l'operazione poiché qualsiasi tempo dedicato alla inizializzazione o alla impostazione di una simile macchina trafilatrice si traduce in tempo morto per la macchina di produzione a valle.

In aggiunta ai requisiti di tempo delle correnti macchine e dei correnti sistemi, la componente manodopera determina pure un ambiente di lavoro potenzialmente pericoloso. Poiché l'operatore deve infilare manualmente il filo attraverso la drawbox o scatola di stiro e fissare e rilasciare l'estremità del filo al capstan in corrispondenza di momenti appropriati, le mani e gli indumenti dell'operatore possono essere afferrati in punti di pinzatura multipli previsti sulla macchina. In aggiunta, è importante comprendere che il filo che viene stirato o trafilato è assai spesso un filo di diametro molto grande, l'intera bobina avendo un peso di migliaia di libre. Ciò non solo aggrava la natura pericolosa degli attuali sistemi, ma rende pure il processo di infilare e avvolgere manualmente il filo un processo fastidioso e affaticante.

Sommario dell’Invenzione

Perciò, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un'apparecchiatura per automatizzare sostanzialmente il processo di impostazione per una macchina trafilatrice di filo.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un'apparecchiatura ed un procedimento per impostare una macchina trafilatrice che riduca grandemente il tempo richiesto rispetto ai sistemi attuali, lasciando così tempo agli operatori per assolvere ad altri compiti.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un'apparecchiatura ed un procedimento per impostare una macchina trafilatrice con sicurezza migliorata rispetto a macchine trafilatrici attuali.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un'apparecchiatura ed un procedimento per impostare una macchina trafilatrice di filo con migliorata affidabilità, e che faccia mano affidamento sull'esperienza dell'operatore individuale .

Secondo tali scopi, una caratteristica di una forma di realizzazione preferita della presente invenzione è quella di fornire un sistema di impostazione sostanzialmente automatica per una macchina trafilatrice di filo comprendente un tamburo o capstan, una scatola di stiro o drawbox, mezzi per fissare in modo rilasciabile un'estremità del filo al capstan, mezzi per allineare l'uscita della drawbox con i mezzi per fissare in modo rilasciabile l'estremità del filo, ed un processore atto ad attivare automaticamente i componenti summenzionati. Il capstan è atto ad avere una pluralità di spire di filo avvolte attorno ad esso e attirare filo da una alimentazione del filo quando il capstan ruota. La drawbox è atta a ridurre il diametro del filo dalla alimentazione quando filo viene tirato attraverso la drawbox. La drawbox include un ingresso atto a ricevere filo di un primo diametro dall'alimentazione di filo, ed un'uscita atta a erogare filo di un secondo diametro al capstan.

Un altra caratteristica della forma di realizzazione preferita della presente invenzione è quella di fornire i mezzi per il fissaggio rilasciabile sotto forma di un foro di presa nel capstan con un cuneo azionato a potenza che è atto ad impegnare l'estremità del filo inserita nel foro di presa e ad esercitare forza contro il filo così da ritenere il filo sul capstan.

Un'altra caratteristica di una forma di realizzazione preferita della presente invenzione è quella di fornire i mezzi di allineamento sotto forma di una staffa di montaggio ad autoarticolazione per la drawbox, in cui la drawbox è allineata lungo un asse verticale tramite la staffa e l'effetto della gravità, lungo un asse orizzontale tramite un cilindro automatico azionato a potenza.

Ancora un'altra caratteristica di una forma di realizzazione preferita della presente invenzione è quella di dotare il summenzionato sistema di impostazione automatica di un rullo di rilassamento del filo che esercita una prima pressione contro il filo quando i mezzi di fissaggio rilasciabile sono impegnati, e che esercita una seconda pressione, più alta, quando i mezzi per fissare in modo rilasciabile il filo sono disimpegnati così da mantenere il filo sul capstan, consentendo al tempo stesso ad una lunghezza sufficiente del filo di essere rilasciata dal capstan per l'alimentazione al braccio di compensazione e alla macchina di produzione a valle.

Ancora un'altra caratteristica di una forma di realizzazione preferita della presente invenzione è quella di fornire il sistema di impostazione precedentemente descritto e includente inoltre un vassoio o piatto di guida che è atto a ricevere l'estremità del filo dopo il disimpegno dei mezzi per fissare in modo rilasciabile il filo, e allineare l'estremità del filo con il braccio di compensazione della macchina trafilatrice di filo.

Ancora un'altra caratteristica di una forma di realizzazione preferita della presente invenzione è quello di fornire il summenzionato sistema di impostazione automatica con un modulo di interfaccia d'operatore in modo tale che il sistema sia avviato semplicemente facendo in modo che l'operatore abbia ad immettere il numero di spire o avvolgimenti desiderati sul capstan, e iniziare un comando di avviamento.

Un'altra caratteristica di una forma di realizzazione preferita della presente invenzione è quella di fornire un procedimento per automatizzare sostanzialmente il processo di impostazione per una macchina trafilatrice di filo del tipo avente un capstan motorizzato atto a ruotare e in tal modo tirare filo da una bobina di filo e attraverso una drawbox. Il procedimento comprende le fasi di allineare un'uscita della drawbox con un dispositivo di fissaggio sul capstan, presentare una estremità appuntita del filo dalla bobina attraverso la drawbox e al dispositivo di fissaggio, fissare l'estremità del filo al capstan impegnando il dispositivo di fissaggio, far ruotare il capstan di un numero di giri predeterminato per creare un predeterminato numero, di spire sul capstan, e rilasciare l'estremità del filo dal capstan mediante disimpegno del dispositivo di fissaggio.

Ancora un'altra caratteristica di una forma di realizzazione preferita della presente invenzione è quello di impiegare un sensore per monitorare continuamente la posizione iniziale del capstan, e arrestare automaticamente il capstan nella posizione iniziale quando l'apparecchiatura viene inizializzata.

Questi e ulteriori scopi e caratteristiche dell'invenzione risulteranno più evidenti dalla seguente descrizione dettagliata, quando letta in unione con i disegni acclusi.

Breve Descrizione dei Disegni

FIG. 1 è una vista laterale della forma di realizzazione preferita della presente invenzione.

FIG. 2 è una vista di estremità della forma di realizzazione rappresentata in FIG. 1, illustrante specificatamente il vassoio di guida e l'allineamento di esso con un braccio di compensazione .

FIG. 3 è una vista dall'alto della forma di realizzazione rappresentata in FIG. 1, illustrante specificatamente il dispositivo di presa ad auto-incuneamento .

FIG. 4 è una vista ingrandita della scatola di stiro o drawbox e del suo perno ad auto-articolazione.

FIG. 5 è una vista ingrandita del capstan con una molteplicità di spire di file su di esso, e della cooperazione del rullo di rilassamento del filo e del perno di guida con le spire.

FIG. 6 è una rappresentazione schematica di una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, illustrante la bobina che deve essere svolta, la presente invenzione con uno schermo protettivo completamente attorno ad essa e avente un ingresso ed un'uscita, ed una macchina di produzione a valle.

FIG. 7 è una vista ingrandita del capstan, del sensore della posizione iniziale e del cilindro a perni di impatto.

FIG. 8 è una vista dall'alto ingrandita del dispositivo di rilassamento del filo.

FIG. 9A è una vista laterale del capstan o tamburo con il dispositivo di rilassamento del filo disimpegnato.

FIG. 9B è una vista laterale del capstan con il dispositivo di rilassamento del filo nella prima posizione impegnata.

FIG. 9C è una vista laterale del capstan con il dispositivo di rilassamento del filo nella seconda posizione impegnata.

Benché l'invenzione sia suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, talune forme di realizzazione illustrative di essa sono state rappresentate nei disegni e saranno descritte dettagliatamente in seguito. Si deve comprendere, tuttavia, che non si intende limitare l'invenzione alle specifiche forme descritte ma, viceversa, l'intento è quello di coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative ed equivalenti rientranti entro lo spirito e ambito protettivo dell'invenzione come definiti dalle rivendicazioni accluse. Descrizione Dettagliata della Forma di Realizzazione Preferita Facendo ora riferimento ai disegni, e facendo specifico riferimento a FIG. 1, la forma di realizzazione preferita della presente invenzione è generalmente illustrata come un sistema di impostazione 20 per una macchina 22 trafilatrice di filo. A titolo di descrizione generale, è importante osservare che la macchina 22 trafilatrice di filo tira filo 24 di un primo diametro dalla bobina 26 attraverso la scatola di stiro o "drawbox" 28 per fornire un filo 30 di un secondo diametro ridotto (vedere FIG. 6). La macchina 22 trafilatrice del filo tira filo 24 dalla bobina 26 avvolgendo il filo attorno alla circonferenza esterna del tamburo o capstan 32 per un certo numero di volte e facendo ruotare il capstan. Spire 34 (vedere FIG. 5) rimangono sul capstan 32 per fornire una presa sufficiente quando il capstan 32 ruota mentre l'estremità 38 del filo 30 è alimentata ad una macchina di produzione a valle 40. Benché la forma di realizzazione preferita include un modulo 86 di controllo di interfaccia d'operatore elettronico avente un processore in comunicazione con un azionamento a velocità variabile per controllare la velocità di un motore e alla fine del capstan 32, si deve comprendere che una varietà di sistemi di azionamento, tra cui sistemi idraulici, possono essere impiegati con la presente invenzione per far ruotare il capstan 32. Tuttavia, nella forma di realizzazione preferita, il motore è collegato ad una puleggia e ad una scatola ingranaggi o cambio 36 per far ruotare il capstan 32.

Macchine trafilatrici di filo richiedono attualmente di essere inizializzate o impostate manualmente, ciò significando che un operatore deve infilare fisicamente il filo attraverso la drawbox e fissarlo al capstan, far ruotare il capstan per una pluralità di volte, rilasciare manualmente l'estremità del filo dal capstan e. infilare manualmente il filo dal capstan alla macchina di produzione, facendo al tempo stesso passare il filo attorno al braccio di compensazione 42.La presente invenzione elimina la maggior parte della interazione manuale con la macchina 22 trafilatrice del filo e fornisce un sistema di impostazione sostanzialmente automatico 20.

Al fine di automatizzare sostanzialmente il sistema, una cosa che deve essere realizzata è quella di allineare automaticamente l'uscita 44 della drawbox 28 con il meccanismo di presa 46 del capstan 32. La presente invenzione, perciò, prevede la drawbox 28 sul perno ad auto-articolazione 48, come è meglio rappresentato nelle FIG.

1, 3 e 4. La drawbox 28 stessa ha struttura convenzionale poiché essa include una filiera per ridurre il diametro del filo 24 entrante attraverso l'ingresso 50. Tuttavia, il perno 48 è alquanto singolare poiché esso consente alla drawbox di ruotare in una direzione verticale com'è meglio rappresentato in FIG. 1, tra la posizione di impostazione rappresentata con linee tratteggiate, e la posizione di funzionamento rappresentata con linee continue. Il perno ad auto- articolazione 48 consente pure alla drawbox 28 di essere allineata lungo un asse orizzontale com'è meglio rappresentato in FIG. 4 per consentire alla uscita 44 della drawbox 28 di essere allineata con il meccanismo di presa 46 sul capstan 32. Movimento della drawbox 28 nella direzione verticale è governato dalla gravità e dalla forza della trazione del filo sul capstan 32, mentre il movimento della drawbox 28 nella direzione orizzontale è governato dal cilindro 52 che, nella forma di realizzazione preferita, è un cilindro pneumatico, ma che può essere un qualsiasi tipo di attuatore lineare, tra cui cilindri elettrici ed idraulici.

La drawbox 28 è perciò allineata nella posizione di impostazione consentendo alla gravità di tirare la drawbox 28 alla sua posizione più bassa rappresentata in FIG. 1, e attivando il cilindro 52 della drawbox per spingere la drawbox 28 in una direzione verso l'esterno, rappresentata dalla freccia 54 in FIG. 2, per allineare l'uscita 44 della drawbox 28 con il meccanismo di presa 46 del capstan 32. Il capstan 32 è dotato di una posizione iniziale o di riferimento rappresentata in FIG. 1, in cui il meccanismo di presa 46 è allineato con l'uscita 44 della drawbox 28. Poiché il capstan 32 è azionato a potenza o motorizzato mediante un motore, è previsto un meccanismo per arrestare rapidamente e con precisione il capstan 32 e il meccanismo di presa 46 nella posizione iniziale o di riferimento. Questo, nella forma di realizzazione preferita, è previsto sotto forma dell'azionamento a velocità variabile del modulo 86 di controllo di interfaccia dell'operatore, assieme ad un processore e sensore 60, che è in grado di monitorare la posizione di riferimento o iniziale e consentire al capstan di ruotare ad essa. Una varietà di dispositivi di frenatura possono quindi essere impiegati per arrestare con precisione il capstan 32, nella forma di realizzazione preferita essendo costituiti da un perno di impatto meccanico 56 che è impegnato nella apertura 57 prevista nel capstan 32 quando il meccanismo 46 si trova nella sua posizione iniziale o di riferimento (vedere FIG. 7). Questa azione arresta immediatamente la rotazione del capstan 32 e non consente al capstan 32 di muoversi per inerzia a causa del momento. Più specificatamente, è previsto un sensore 60 per monitorare la posizione del capstan 32, in gradi rispetto alla posizione di riferimento, e per comunicare questi dati al modulo di controllo 86. Il modulo di controllo 86 dirige quindi l'azionamento a velocità variabile ed il motore per iniziare a frenare il capstan 32 per arrestarsi approssimativamente nella posizione di riferimento o iniziale. Il perno di impatto meccanico 56, com'è rappresentato in FIG. 7, è quindi infilato nell'apertura 57 mediante il cilindro 59 per fissare il capstan 32 esattamente in corrispondenza della posizione iniziale. Sia l'apertura 57 che il perno 56 includono smussi 61 per facilitare questo movimento, nella forma di realizzazione preferita. Inoltre, nella forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il sensore è previsto sotto forma di un interruttore di prossimità, ma un numero qualsiasi di sensori, tra cui cellule fotoelettriche e simili, possono essere impiegate con efficacia simile. Il cilindro 59 è preferibilmente un cilindro pneumatico ma può essere un qualsiasi tipo di attuatore lineare tra cui un attuatore elettrico, pneumatico ed idraulico. Inoltre, il cilindro 59 è preferibilmente montato su una piastra regolabile in modo tale che la sua posizione può essere modificata per adattarsi a variazioni nelle macchine.

Quando l'uscita 44 della drawbox è stata allineata con il meccanismo di presa 46, e il perno di impatto 56 si è impegnato per fissare il capstan 32 nella posizione iniziale o di riferimento, l'operatore presenterà l'estremità appuntita 38 del filo 30 attraverso la drawbox 28 e in impegno con il meccanismo di presa 46. Il meccanismo di presa 46 sarà quindi impegnato per fissare l'estremità 38 sul capstan 32 in modo tale che quando il capstan 32 inizia a ruotare, il filo 30 sarà tirato dalla bobina 26. Nella forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il meccanismo di presa 46 è previsto sotto forma di un cuneo 64 atto ad esercitare forza sull'estremità 38 contro il capstan 32 e a ritenere così il filo 30 in posizione. Il foro di presa 66, com'è meglio rappresentato in FIG. 30, è previsto nel capstan 32 per consentire alla estremità 38 di essere alimentata attraverso di esso e colpire l'elemento d'arresto fisso 68 del meccanismo di presa 46. Il meccanismo di presa 46 è quindi attivato per far sì che il cuneo 64 abbia ad impegnare l'estremità 38 e a piegare il filo 30 dalla posizione rappresentata con linee continue in FIG. 3 alla posizione rappresentata con linee tratteggiate in FIG. 3. Il cuneo 64 è del tipo ad "auto-incuneamento·', poiché quando esso viene tirato in posizione, esso rimarrà nella posizione incuneata finché forza è alimentata dal cilindro 70 per rimuoverlo. Il cilindro 70 è preferibilmente pneumatico, ma può essere un qualsiasi tipo di attuatore lineare tra cui cilindri elettrici ed idraulici.

Il meccanismo di presa 46 include pure un alloggiamento 72, che è fissato al gruppo 74 di bulloni di torsione della macchina 22. Il cuneo 64 è in grado di scorrere di moto alternativo nel e fuori dal canale 76 previsto nell'alloggiamento 72. Nella forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il cuneo 64 è fissato separatamente all'asta o stelo 78 tramite viti di fissaggi 80 in modo tale che il cuneo 64 può essere facilmente sostituito dopo impiego prolungato. Al fine di far scorrere l'asta 78 nel e fuori dal canale 76, il cilindro 70 è dotato di un utensile flangiato 82 atto ad inter- accoppiarsi con la gola 84 prevista nell'asta 78. Poiché l'utensile flangiato 82 è in grado di estendersi dal e arretrare rispetto al cilindro 70, l'asta o stelo 78 è così spostata dentro e fuori dal canale 76 a causa dell'impegno dell'utensile flangiato 82 e della gola 84 com'è meglio rappresentato in FIG . 3.

Perciò, il meccanismo di presa 46, e, più specificatamente, l'asta 78, è atta a muoversi dalla posizione disimpegnata, in cui l'asta 78 è completamente ricevuta nel canale 76, alla posizione impegnata in cui l'asta o stelo 78 è completamente rimossa dal canale 76 completamente entro l'interno del capstan 32, e auto- incuneata per ritenere l'estremità 38 del filo 30 sul capstan 32. Il cuneo 64 e l'asta 78 ruotano perciò con il capstan 32 quando nella posizione impegnata. Quando si desidera rilasciare l'estremità 38 del filo 30 dal foro di presa 66, il cilindro 70 è esteso così da forzare l'asta 78 nel canale 76 come sarà discusso in ulteriori dettagli nel contesto.

Quando l'estremità 38 del filo 30 è fissata al capstan 32 tramite il meccanismo di presa 36, il modulo di controllo 86, dopo un certo ritardo di tempo, fa sì che il motore abbia a far ruotare il capstan 32. Il numero di volte in cui il capstan 32 ruota è imposto dalle informazioni immesse nel modulo di controllo 86. A tal fine, la macchina 22 è dotata di un modulo di interfaccia d'operatore 86 per consentire all'operatore di immettere, tra le altre cose, il numero predeterminato di avvolgimenti o spire desiderati/e, e avviare il processo di impostazione.

Il capstan 32 ruoterà quindi per il numero predeterminato di volte, contate mediante il sensore 60 in unione con il modulo di controllo 86. A questo punto, filo 30 sarà stato avvolto sul capstan 32 in un grado sufficiente per cui, quando il capstan 32 ruota, filo 24 viene tirato dalla bobina 26 e attraverso la drawbox 28. Tuttavia, al fine di alimentare l'estremità 38 del filo 30 alla macchina di produzione a valle 40, l'estremità 38 deve prima essere rilasciata dal foro di presa 66. Prima di far ciò, il rullo 88 di rilassamento del filo deve essere impegnato per garantire che le spire 30 non abbiano ad essere completamente disimpegnate dal capstan 32, ma solamente che una lunghezza sufficiente di filo 30 sia liberata per consentire ad esso di essere fatto passare attorno al braccio di compensazione 42 e di essere collegato alla macchina di produzione 40. L'impiego di rulli 88 di rilassamento del filo non è nuovo nell'industria ma l 'apparecchiatura ed il procedimento per impegnare automaticamente i dispositivi di rilassamento del filo come qui descritti sono nuovi.

Facendo ora riferimento alle FIG. 1 e 5, il rullo 88 di rilassamento del filo è rappresentato in ulteriori dettagli. Come è qui rappresentato, il rullo 88 di rilassamento del filo include una gola anulare 90 sagomata a V che è atta a muoversi lungo la circonferenza esterna dei fili 30. La sagoma della gola 90 facilita questo impegno. Quando il capstan 32 è ruotato per il numero di volte predeterminato e spire sono state disposte sulla circonferenza esterna del capstan 32, il rullo 88 di rilassamento del filo viene impegnato impiegando una prima pressione contro il filo 30.

Più specificatamente, il cilindro 96, com'è rappresentato nelle FIG. 9A-9C, è impegnato per portare il rullo 88 di rilassamento del filo dalla posizione disimpegnata rappresentata in FIG. 9A alla prima posizione impegnata contro il capstan 32 com'è rappresentato in FIG. 9B. Il cilindro 96 è un cilindro a doppio effetto impiegato in unione con valvole di controllo multi- posizioni in maniera tale che una posizione completamente retratta, una posizione intermedia ed una posizione completamente estesa possono essere ottenute in base a segnali appropriati dalla interfaccia di controllo dell'operatore. Poiché sono richiesti gradi variabili di forza di rilassamento del filo, la molla 89 è impiegata in unione con il cilindro 96 nella maniera seguente.

Come è rappresentato in FIG. 9a, la molla 89 è compressa mediante la forza del cilindro in modo tale che il rullo 88 di rilassamento del filo non contatta il capstan o il filo.Flusso di fluido è bloccato in corrispondenza della luce B in modo tale che il cilindro arretra completamente.

Come è rappresentato in FIG. 9b, flusso di fluido è approssimativamente uguale ai porti A e B, ed il cilindro si estende consentendo al rullo 88 di rilassamento del filo di contattare il filo ed il capstan con una leggera pressione. Il grado di pressione, o forza, è determinato dalla struttura della molla. E' necessaria una quantità efficiente a contattare il filo e a guidarlo. Una quantità di forza superiore a quella necessaria sarebbe nociva per l'operazione di impostazione automatica poiché l'ultimo filo potrebbe non muoversi liberamente lungo l'asse del capstan.

Come è rappresentato in FIG. 9c, flusso di fluido è bloccato i corrispondenza della luce A e al cilindro è consentito di estendersi compietamente. A questo punto, la forza fornita dalla molla 89 non risulta importante se l'intera forza di rilassamento del filo erogata al rullo 88 dipende dalla pressione e delle dimensioni del sistema fluidico. E' previsto che nel modo completamente esteso, il cilindro 96 formerà,una forza molte volte quella della molla.

Quando il rullo 88 di rilassamento del filo con la posizione esterna del filo 30 in maniera tale che esso trova la prima spira 34 estendetesi dal foro di presa 66, il modulo 86 di controllo dell'interfaccia dell'operatore dirige il capstan 32 a ruotare di un pieno giro. Il rullo 88 di rilassamento del filo segue il filo 30, ed il perno di guida 92, montato sulla parte 93 dell'elemento di rilassamento, "pela" via una spira di filo dal corpo delle spire 34 estendentesi indietro alla flangia 44 sul alto interno del capstan 32. Come è rappresentato nelle FIG. 9A-9C, il braccio 91 dell'elemento di rilassamento del filo e la base 93 dell'elemento o dispositivo di rilassamento del filo sono collegati girevolmente in corrispondenza della bugnatura 95, ed il braccio 91 è collegato girevolmente al cilindro 96 sul perno 97 per facilitare rotazione sia in un senso laterale attraverso il capstan 32 che in un senso verticale perpendicolarmente al capstan 32. La FIG. 8 illustra la direzione di movimento nella direzione o senso laterale.

Il cilindro 96 è preferibilmente un cilindro pneumatico ma potrebbe essere idraulico. Inoltre, il cilindro 96 può includere il pressostato per consentire di variare la forza di impegno in base al diametro del filo.

Quando il capstan 32 è ruotato di un completo giro, una seconda pressione, minore, viene applicata mediante il rullo 88 di rilassamento del filo contro il filo 30 come è rappresentato in FIG. 9C. La seconda pressione, più forte, della forma di realizzazione preferita è fornita estendendo ulteriormente il cilindro 96 e la molla 89. La seconda pressione più forte è richiesta poiché, quando il meccanismo di presa 46 è ribassato, ed il capstan 32 ruota per consentire all'estremità 38 di 30 di essere liberata dal foro di presa 66, la molla segue in modo naturale verso l'esterno la configurazione arcuata naturale assunta dalla bobina 26. Il capstan ruota in grado sufficiente per consentire al filo di essere liberato per passare attorno al braccio compensatore 42 e alla macchina di produzione 40. Questa quantità è una lunghezza fissa basata sulle dimensioni del filo che viene tracciato. Tuttavia, per la pressione applicata dal cilindro 96 contro il rullo 88 dal dispositivo di rilassamento del filo, tutte le spire 34 sarebbero impiegate non strettamente con il capstan 32 per cui, in seguito a rotazione del capstan 32, il filo 24 non sarebbe tirato dalla bobina 26. Il rullo 88 del dispositivo di rilassamento del filo, contiene perciò impegno delle spira 34 con il capstan 32, consentendo contemporaneamente ad una sufficiente lunghezza di file 30 di essere liberata dal capstan 32, così da essere collegato a valle alla macchina di produzione 40.

Quando il rullo 88 di rilassamento del filo viene ingegnato con la seconda pressione più forte, ed il meccanismo di presa 46 viene disimpegnato, il capstan 32 sarà nuovamente comandato per ruotare il che, come si è già menzionato, farà sì che l'estremità 38 sia realizzata nei fori di presa 66 e a cavar via seguendo la sua configurazione arcuata naturale nel vassoio di guida 100 (vedere le FIG.

1 e 2). Una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il vassoio di guida 100 è previsto sotto forma di piastre deflettrici angolate 102 che si estendono da un lato interno della macchina 22 al lato esterno della macchina 22, e sono cóllegate al mantello esterno 104 come è meglio rappresentato in FIG.2.Le piastre deflettrici 102 ed il mantello 104 cooperano così per formare un avvallamento 106 in cui l'estremità 38 del filo 30 riquadra naturalmente in modo naturale in seguito a rilascio. L'avvallamento 106, come è meglio rappresentato in FIG. 2, è allineata con il rullo 108 previsto sul braccio compensatore 42. Allineando l'avvallamento 106 con il rullo 108, il filo 30 può essere più facilmente fatto passare attorno al rullo 108 e essere alla fine alimentato alla macchina di produzione 40.

Nella forma di realizzazione preferita della presente invenzione, come è illustrato schematicamente in FIG. 6, il mantello 104 racchiude completamente la macchina 22 ed è semplicemente dotato di una struttura d'ingresso 110 e di una struttura d'uscita 112. Un operatore, perciò, deve semplicemente presentare l'estremità puntuta 38 del filo 24 nella fessura d'ingresso 110 per avviare il sistema 20 il che, a sua volta, fa sì che l'estremità 38 abbia ad essere scaricata dalla fessura d'uscita 112 per la connessione finale alla macchina di produzione 40. Ciò non solo riduce il tempo dall'operatore per inizializzare o impostare la macchina 22, ma, grazie allo schermo 104, la possibilità che l'operatore sia ferito viene grandemente ridotta.

La presente invenzione non riguarda solamente l'apparecchiatura del sistema 20, ma anche il procedimento per automatizzare sostanzialmente il processo di impostazione per una macchina 22 trafilatrice di filo con minima interazione dell'operatore, maggior affidabilità, meno tempi morti e sicurezza grandemente migliorata. Nel funzionamento, il procedimento secondo la presente invenzione è inizializzato da un operatore immettente il numero di spire desiderato sul capstan 32 ed un comando di inizializzazione, attraverso il modulo 86 di controllo dell'interfaccia dell'operatore. Ciò fa sì che il capstan 32 abbia a ruotare alla sua posizione iniziale o di riferimento, sotto il monitoraggio da parte del sensore 60. Il perno di impatto meccanico 56 è quindi impegnato per bloccare il capstan 32 nella posizione iniziale o di riferimento. Simultaneamente con questa operazione, il cilindro 52 della drawbox viene esteso per far sì che l'uscita 44 della drawbox 28 abbia ad essere allineata con il meccanismo di presa 46.

L'operatore presenta quindi una estremità appuntita del filo 24 attraverso la drawbox 28 finché essa non impatta l'elemento d'arresto fisso 68 del meccanismo di presa 46. E' a questo punto che l 'operatore immette quindi un comando di avviamento attraverso il modulo di controllo 86 che provoca l'impegno del meccanismo di presa 56. Più specificatamente, l'asta 78 viene tirata fuori dal canale 76 attraverso il cilindro 78 del cuneo ed il cuneo 64 esercita forza contro l'estremità 38 contro la circonferenza interna del capstan 32 per bloccare l'estremità 38 del filo in posizione.

Il modulo di controllo 86 fa quindi sì che il perno di impatto 56 abbia a disimpegnarsi e che il capstan 32 abbia a ruotare per il numero predeterminato di volte nel modo monitorato mediante il sensore 60. Quando il numero predeterminato di spire 34 sono state poste sul capstan 32, il modulo di controllo 86 rallenta il capstan 32 per arrestarsi in corrispondenza della posizione di riferimento. Dopo un certo ritardo di tempo, il rullo 88 del dispositivo di rilassamento del filo viene impegnato impiegando una prima pressione contro il filo 30 ed il capstan 32 è fatto ruotare un giro per consentire al rullo 88 di rilassamento del filo di seguire il filo e pelar via una prima spira dal corpo rimanente di spire sul capstan 32. Una seconda pressione più forte è quindi applicata dal rullo 88 del dispositivo di rilassamento del filo, in corrispondenza di questo punto.

Il meccanismo di presa 46 è quindi disimpegnato spingendo l'asta 78 all'indietro nel canale 76 mediante il cilindro 70 del cuneo. Dopo un ritardo di tempo, il capstan 32 è quindi indotto a ruotare nuovamente, il che fa si che l'estremità 38 sia rimossa dal foro di presa 66 indietro ài punto ove il rullo 88 di rilassamento del filo forza il filo 30 contro il capstan 32. Ciò libera dal capstan 32 una lunghezza di filo 30 sufficiente a consentire al filo 30 di essere collegato alla macchina di produzione 40.

A questo punto, il filo 30 scatta elasticamente via dal capstan 32 seguendo il suo orientamento arcuato naturale e cade nel vassoio di guida 100. Più specificatamente, il filo 30 impatta le piastre deflettrici 102, il che dirige il filo 30 nell'avvallamento 106 definito dalle piastre deflettrici 102 e dal mantello 104. Poiché l'avvallamento 106 è allineato con il rullo 108 del braccio di compensazione 42, il filo 30 può essere facilmente fatto passare attorno al rullo 108 e alla fine collegato alla macchina di produzione a valle 40. A questo punto, la macchina 22 di trafilatura del filo ha completato il procedimento di impostazione, ed è pronta per essere collegata alla macchina di produzione.

Poiché il modulo di interfaccia di controllo dell'operatore è un dispositivo "intelligente" che controlla l'operazione di impostazione, questa intelligenza inerente può essere impiegata per eseguire altre funzioni. Ad esempio, in base ad un ingresso d'operatore del numero di modello, del diametro del tamburo o capstan, e delle dimensioni del filo, il modulo potrebbe determinare automaticamente il numero richiesto di spire e la pressione di rilassamento del rullo di filo. In aggiunta, fili di materiali di diametri differenti potrebbero essere immessi dall'operatore per eseguire una determinazione relativa al fatto se la riduzione d'area sia entro limiti di sicurezza, e se ma macchina trafilatrice del filo è in grado di eseguire soddisfacentemente la produzione.Le uscite potrebbero essere visualizzate su un dispositivo di lettura o visualizzazione adatto, come ad esempio un display LCD. Inoltre, al fine di soddisfare requisiti di sicurezza e monitorare le prestazioni, il modulo di interfaccia potrebbe mantenere registrazione dei tipi di materiali e delle dimensioni dei fili effettivamente impiegati in un modo di produzione. In aggiunta, il modulo di interfaccia potrebbe registrare la forza della drawbox e le ore effettive di tempo operativo.Utenti della macchina di trafilatura del filo potrebbero monitorare le ore di funzionamento al fine di impostare programmi di manutenzione preventiva.

Ciò eliminerebbe costoso tempo morto di produzione nella eventualità che la macchina dovesse richiedere servizio immediato.

Ciò sarebbe estremamente utile per una operazione di fabbricazione avente macchine che sono spostate frequentemente da una posizione ad un'altra.

Da quanto precede l'esperto del ramo può perciò comprendere che la presente invenzione fornisce un sistema di impostazione per automatizzare sostanzialmente il processo di inizializzazione ed impostazione per una macchina trafilatrice di filo. Poiché il processo è sostanzialmente automatizzato, il tempo richiesto per impostare una macchina trafilatrice di filo è sostanzialmente ridotto rispetto a metodi della tecnica nota. Ciò si traduce direttamente in maggior tempo di produzione, una maggior quantità di prodotto finale prodotta, e più elevati profitti. Inoltre, automatizzando sostanzialmente il processo, è richiesta una minor interfaccia con l'operatore, il che riduce così la possibilità di ferimenti all'operatore e determina un sistema molto più sicuro, migliorando al tempo stesso l'affidabilità, poiché una minor responsabilità è imposta all'operatore individuale. Altre prove possono essere eseguite contemporaneamente dall 'operatore .

Claims (27)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico per una macchina trafilatrice di filo, comprendente : un tamburo o capstan motorizzato atto ad avere una pluralità di spire di filo avvolte su di esso e tirare filo da una alimentazione di filo quando il capstan ruota; una scatola di stiro o drawbox atta a ridurre il diametro del filo dalla alimentazione quando filo viene tirato attraverso la drawbox, la drawbox avendo un ingresso atto a ricevere filo di un primo diametro dalla alimentazione del filo ed un'uscita atta ad erogare filo di un secondo diametro al capstan; un meccanismo di presa atto a fissare in modo rilasciabile un'estremità del filo di un secondo diametro al capstan; un dispositivo di incernieramento automatico supportante la drawbox atto ad allineare l'uscita della drawbox con il meccanismo di presa; e un processore atto ad attivare il dispositivo di incernieramento automatico ed il meccanismo di presa e a far sì che il capstan abbia a ruotare in seguito ad avviamento del sistema da parte di un operatore.
2. 2. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 1, in cui il capstan include un foro di presa, ed il meccanismo di presa include un cuneo atto ad impegnare l'estremità del filo inserita nel foro di presa e ad esercitare forza contro il filo così da ritenere l'estremità del filo sul capstan.
3. 3. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 2, in cui il cuneo è spostato da una posizione impegnata ad una posizione disimpegnata mediante un cilindro pneumatico .
4. 4. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 2, in cui la drawbox è allineata lungo un asse verticale con il foro di presa per effetto della gravità, e lungo un asse orizzontale mediante il dispositivo di incernieramento automatico .
5. 5. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 4, in cui il dispositivo di incernieramento automatico include un cilindro pneumatico fissato alla drawbox, ed un azionamento e motore a velocità variabile atto ad arrestare la rotazione del capstan in corrispondenza di una posizione di riferimento, l'uscita della drawbox essendo allineata con il foro di presa solamente in corrispondenza della posizione di riferimento del capstan.
6. 6. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 4, in cui il dispositivo di incernieramento automatico include un cilindro pneumatico fissato alla drawbox, ed un perno di impatto atto a spostarsi in una apertura prevista nel capstan per arrestare il capstan in corrispondenza di una posizione di riferimento, l'uscita della drawbox essendo allineata con il foro di presa solamente in corrispondenza della posizione di riferimento del capstan.
7. 7. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 1, includente inoltre un rullo di rilassamento del filo atto ad abbassare il filo contro il capstan per impedire al filo di disimpegnarsi completamente dal capstan quando il meccanismo di presa rilascia l'estremità del filo.
8. 8. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 7, in cui il dispositivo di rilassamento del filo esercita una prima pressione contro il filo quando il meccanismo di presa è impegnato, ed una seconda pressione, più elevata, quando il meccanismo di presa è disimpegnato.
9. 9. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 8, in cui la prima e seconda pressioni sono derivate da un cilindro pneumatico.
10. 10. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 7, in cui il dispositivo di rilassamento del filo include inoltre un perno di guida per tirare una prima spira del filo avvolta attorno al capstan via dalle spire rimanenti.
11. 11. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 1, includente inoltre un vassoio di guida atto a ricevere l'estremità del filo dopo che il meccanismo di presa si è disimpegnato, l'orientamento arcuato naturale del filo facendo sì che il filo abbia a spostarsi nel vassoio di guida.
12. 12. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 11, in cui il vassoio di guida include lati angolati atti a dirigere il filo in una posizione predeterminata, la posizione predeterminata essendo allineata con un braccio di compensazione della macchina trafilatrice del filo cosi da facilitare infìlamento del filo attorno al braccio di compensazione e ad una macchina di produzione a valle.
13. 13. Sistema di impostazione sostanzialmente automatico secondo la rivendicazione 1, includente inoltre un modulo di controllo di interfaccia d'operatore, il sistema essendo inizializzato in seguito a immissione da parte dell'operatore del numero di spire desiderate sul capstan e di un comando di avviamento nel modulo di controllo d'interfaccia dell'operatore, il modulo di controllo di interfaccia dell'operatore facendo sì che il capstan abbia a ruotare per il numero di volte desiderato.
14. 14. Macchina di impostazione di filo sostanzialmente automatica secondo la rivendicazione 13, includente inoltre un interruttore di prossimità per rilevare il numero di giri e la posizione di riferimento del capstan e trasmettere un segnale al modulo di controllo di interfaccia d'operatore per arrestare il capstan al raggiungimento del numero di giri predeterminato e della posizione di riferimento.
15. 15. Procedimento per automatizzare sostanzialmente il processo di impostazione per una macchina trafilatrice di filo del tipo avente un capstan motorizzato atto a ruotare e a tirare così filo da una bobina di filo e attraverso una drawbox, il procedimento comprendendo le fasi di: allineare un'uscita della drawbox con un dispositivo di fissaggio sul capstan; presentare una estremità appuntita del filo dalla bobina, attraverso la drawbox e al dispositivo di fissaggio; fissare l'estremità del filo al capstan impegnando il dispositivo di fissaggio; far ruotare il capstan per un numero predeterminato di giri per creare un numero predeterminato di spire sul capstan; e rilasciare l'estremità del filo dal capstan disimpegnando il dispositivo di fissaggio; in cui ciascuna delle fasi di allineamento, fissaggio, rotazione e rilascio è controllata mediante un modulo di controllo della macchina trafilatrice di filo.
16. 16. Procedimento secondo la rivendicazione 15 , in cui la fase di allineamento è eseguita facendo ruotare il capstan ad una posizione di riferimento e spostando la drawbox lungo un asse orizzontale impiegando un cilindro pressurizzato, il movimento della drawbox lungo un asse verticale essendo governato mediante la gravità e un dispositivo di incernieramento ad auto-articolazione.
17. 17. Procedimento secondo la'rivendicazione 15, in cui la fase di alimentazione viene eseguita manualmente dall'operatore.
18. 18. Procedimento secondo la rivendicazione 15, in cui la fase di fissaggio è eseguita incuneando l'estremità del filo fra il dispositivo di fissaggio ed una superficie interna del capstan.
19. 19. Procedimento secondo la rivendicazione 15, in cui il dispositivo di fissaggio è un cuneo atto a scorrere sotto comando di un cilindro pneumatico .
20. 20. Procedimento secondo la rivendicazione 15, includente inoltre la fase di impegnare un rullo di rilassamento del filo contro il filo e il capstan, e far ruotare il capstan di un giro prima della fase di rilascio.
21. 21. Macchina trafilatrice di filo del tipo avente un capstan motorizzato ed una drawbox, il capstan essendo atto a ricevere una pluralità di spire di filo attorno alla circonferenza esterna del capstan così da tirare filo da una bobina in seguito a rotazione del capstan, la drawbox essendo disposta tra la bobina ed il capstan per ridurre il diametro del filo quando il filo è tirato attraverso la drawbox, la macchina trafilatrice di filo comprendendo: un cuneo fissato al capstan e atto a spostarsi selettivamente rispetto ad un foro di presa e a ritenere così filo inserito nel foro di presa del capstan, il foro di presa essendo previsto nella circonferenza esterna del capstan; una staffa di montaggio ad auto-articolazione fissata alla drawbox, la drawbox essendo posizionata lungo un asse verticale mediante la staffa e gravità, la drawbox essendo posizionata lungo un asse orizzontale mediante un cilindro retraibile fissato alla drawbox e alla macchina trafilatrice di filo; mezzi per arrestare la rotazione del capstan in corrispondenza di una posizione di riferimento, la posizione di riferimento essendo ove il foro di presa è allineato con una uscita della drawbox; un sensore atto a monitorare la posizione rotazionale del foro di presa, la posizione di riferimento, ed il capstan; e un modulo di interfaccia d'operatore atto a ricevere ingresso da un operatore includente il numero di spire desiderate per il capstan ed un comando di avviamento e atto a ricevere segnali dal sensore e a controllare movimento del cuneo, del cilindro della drawbox, e di mezzi d'arresto.
22. 22. Macchina trafilatrice di filo secondo la rivendicazione 21, includente inoltre un rullo di rilassamento del filo montato sulla macchina in prossimità della circonferenza esterna del capstan, il rullo includendo un canale atto a muoversi lungo le spire di filo, il rullo esercitando forza contro il filo per mantenere il filo contro il capstan anche dopo che il cuneo è stato allontanato dal foro di presa.
23. 23. Macchina trafilatrice di filo secondo la rivendicazione 22, includente inoltre una molla per sollecitare il rullo di rilassamento del filo contro le spire di filo, ed un perno di guida atto a tirare una spira di filo verso il dispositivo di rilassamento del filo in seguito a rotazione nel capstan.
24. 24. Macchina trafilatrice di filo secondo la rivendicazione 23, includente inoltre un cilindro ad aria compressa o cilindro pneumatico fissato al dispositivo di rilassamento del filo per forzare il filo contro il capstan con una pressione superiore a quella della molla quando il cuneo è allontanato dal foro di presa.
25. 25. Macchina trafilatrice di filo secondo la rivendicazione 24, includente inoltre mezzi per guidare il filo in allineamento con un braccio di compensazione fissato alla macchina dopo che il cuneo si è allontanato dal foro di presa e ha rilasciato una porzione del filo dal foro di presa al rullo di rilassamento del filo.
26. 26. Macchina trafilatrice di filo secondo la rivendicazione 25, in cui i mezzi di guida includono una coppia di piastre angolate fissate alla macchina ed un mantello esterno, le piastre angolate od il mantello definendo un canale in cui il filo scatta elasticamente in seguito a rilascio del cuneo, il filo scattando elasticamente via dal capstan per effetto del suo orientamento arcuato naturale, il canale essendo allineato con il braccio di compensazione per facilitare la guida ad esso e l'alimentazione del filo ad una apparecchiatura di produzione a valle.
27. 27. Macchina trafilatrice di filo secondo la rivendicazione 26, in cui il mantello copre l'intera macchina trafilatrice di filo e include una fessura d'ingresso per la ricezione di filo dalla bobina di filo, ed una fessura d'uscita per lo scarico di filo ad una apparecchiatura di produzione a valle