ITRM940200A1 - Sistema di controrullo a velocita' automaticamente variabile per apparecchio di taglio a punzone rotativo. - Google Patents

Description

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo:"Sistema di controrullo a velocità automaticamente variabile per apparecchio di taglio a punzone rotativo"

Questa invenzione si riferisce in particolare ad una apparecchiatura di taglio a punzone rotativo, in particolare per tagliare a punzone fogli di cartone ondulato e simili nella produzione di semilavorati di cartone. In particolare, l'invenzione si riferisce al controllo della velocità rotativa del controrullo rispetto al rullo punzone al fine di aggiustare variazioni del diametro del controrullo in conseguenza dell'utilizzazione normale.

In una apparecchiatura di taglio a punzone rotativo, che forma tipicamente una sezione di una macchina per la stampa flessografica/di taglio a punzone, un rullo punzone che porta una o più lame di taglio a punzone taglia semilavorati di cartone ondulato contro un controrullo di supporto. I semilavorati di cartone ondulato vengono alimentati in successione mediante una interferenza formata fra il punzone ed il controrullo che cooperano. Sia il rullo punzone che il controrulli sono condotti girevolmente. Il controrullo è tipicamente condotto mediante una struttura ad ingranaggi dal rullo punzone: vale a dire la guida del controrullo è accoppiata meccanicamente alla guida del rullo punzone. il controrullo ha comunemente una copertura resiliente o coperta, tipicamente in materiale uretanico o poliuretanico, in cui penetrano le lame del rullo punzone durante il taglio a punzone dei semilavorati. Nel senso indicato nella presente descrizione, il temine "taglio a punzone" comprende la marcatura dei semilavorati per formare linee di piegatura, e/o la esecuzione di tagli completi attraverso i semilavorati.

Usualmente, le lame di taglio sono a dente di sega e la penetrazione delle lame di taglio a dente di sega ripetutamente nella copertura resiliente tende con il passare del tempo a tagliare e strappare la superficie della copertura. Diviene quindi necessario sostituire la copertura. In conseguenza della normale usura, le superfici della copertura diventano irregolari, e il diametro totale del controrullo coperto diminuisce.

Il controrullo è montato tipicamente nell'intelaiatura della macchina in modo tale che possa essere mosso in maniera regolabile verso il rullo punzone quando la copertura del controrull si usura, al fine di ottenere una corretta penetrazione delle lame di taglio nella copertura. Inoltre, sono state proposte soluzioni e vari tentativi per far ruotare il controrullo con una velocità di rotazione leggermente differente rispetto al rullo punzone. Una di queste soluzioni è quella cosiddetta "rapporto oscillante di un dente" (one tooth hunting ratio), per cui il rullo punzone ed il controrullo sono interconnessi girevolmente da una coppia di ingranaggi. Uno di essi avendo un dente in meno dell'altro. Ad esempio, l'ingranaggio del rullo punzone può avere 101 denti, e l'ingranaggio del controrullo 100 denti. In questo modo, la configurazione di penetrazione delle lame di taglio nella copertura del controrullo inizia solo a ripetersi dopo 100 giri del controrullo. Ciò riduce la velocità di usura della copertura del controrullo. Tuttavia, poiché i rulli usualmente ruotano a una velocità maggiore di 100 giri al minuto, la configurazione della penetrazione delle lame di taglio nella copertura del controrullo si ripete abbastanza di frequente.

Come tentativo per risolvere questo problema, sono stati sviluppati compensatori della copertura del controrullo per prolungare la vita della copertura del controrullo e migliorare la qualità del prodotto compensando le superfici della copertura del controllo che si sono deteriorate a causa dell'utilizzazione normale per riottenere una condizione utilizzabile, ciò può prolungare la vita della copertura del controrullo oltre a realizzare una vita maggiore della copertura del controrullo utilizzando coperture del controrullo che sono più spesse rispetto alle coperture per il controrullo utilizzate su dispositivi di taglio a punzone standard. Un utensile compensatore comprendente una lama a coltello è previsto in posizione adiacente al controrullo. Quando si deve ripreparare la superficie della copertura del controrullo, l'utensile compensatore viene portato a contatto con la copertura del controrullo e, poiché il controrullo ruota, l'utensile compensatore viene mosso assialmente lungo la copertura del controrullo, in maniera simile ad un tornio. L'utensile compensatore può quindi ripristinare la superficie della copertura del controrullo con un diametro uniforme. Compensando le coperture del controrullo in maniera regolare e mantenendo la superficie del controrullo più uniforme, si migliora la qualità di marcatura e taglio mediante punzoni in conseguenza della profondità più uniforme di penetrazione delle lame di taglio nella copertura del controrullo. Su macchine che non sono attrezzate con dispositivi di compensazione della copertura del controrullo, sono necessari valori di penetrazione delle lame di taglio eccessivi in zone che non sono usurate al fine di ottenere una penetrazione adeguata in aree usurate.

Un risultato intrinseco del processo di taglio a punzone e del processo di compensazione è che il diametro totale del controrullo coperto diminuisce, in particolare dopo ciascuna operazione di compensazione.E* pertanto necessario muovere il controrullo più vicino al rullo punzone alla fine di ottenere la quantità desiderata di penetrazione del punzone. Ciò può essere fatto supportando il controrullo in modo da ruotare in alloggiamenti eccentrici così che la rotazione degli alloggiamenti eccentrici permetta che il controrullo venga mosso verso o in allontanamento dal rullo punzone.

Un problema di maggiore difficoltà da risolvere che deriva dall'operazione di compensazione consiste nel fatto che, poiché il diametro totale del controrullo coperto diminuisce, la velocità tangenziale in ogni punto della sua superficie diminuisce, assumendo una velocità di rotazione costante. La velocità tangenziale è infatti direttamente proporzionale al diametro del rullo.

Il risultato netto che si ottiene è che la velocità tangenziale del controrullo diminuirà rispetto alla velocità tangenziale del rullo punzone, a meno che non si preva un aumento della velocità di rotazione del controrullo per compensare la sua riduzione di diametro. Se non si prevede questa soluzione, semilavorati di cartone che si muovono lungo la interferenza fra il rullo punzone ed il controrullo incontreranno una differenza di velocità lineare tra le loro superfici superiore ed inferiore. Ciò dà come conseguenza lo scivolamento ed un taglio a punzone non soddisfacente, compreso lo strappo, tagli frastagliati e tagli che non hanno le tolleranze dimensionali volute.

Tentativi della tecnica anteriore rivolti a risolvere il problema della regolazione della velocità di rotazione del controrullo per compensare le operazioni di compensazione del controrullo si sono basati su strutture ad ingranaggi meccaniche complesse tra il rullo punzone ed il controrullo. Ad esempio, il brevetto U.S. 4.736.660 descrive una apparecchiatura di taglio a punzone rotativo ed una struttura ad ingranaggi che utilizza una trasmissione armonica in un treno di ingranaggi tra il controrullo ed il rullo punzone. Si realizzano cambi di velocità casuali ad un motore di regolazione che ha una entrata rotativa nella trasmissione armonica al fine di variare temporaneamente Il rapporto di trasmissione della trasmissione armonica. In questo brevetto è descritto anche di prevedere un treno di ingranaggi tra il rullo punzone e il controrullo con una pluralità di coppie di ingranaggi con differenti rapporti di ingranaggi per prevedere un periodo molto lungo tra le ripetizioni delle configurazioni delle penetrazioni delle lame di taglio nella copertura del controrullo.

Il brevetto prosegue nel descrivere la regolazione della velocità periferica del controrullo rispetto a quella del rullo punzone rilevando il diametro del controrullo e variando meccanicamente il rapporto di trasmissione tra il controrullo ed il rullo punzone sulla base del diametro rilevato sul controrullo. Il brevetto descrive la utilizzazione del sonar per rilevare la posizione della superficie della copertura del controrullo, o di rilevare la posizione della copertura del controrullo per contatto fisico o rilevando la posizione dell'asse di rotazione del contrullo dopo il movimento dello stesso rispetto al rullo punzone per la penetrazione della lama di taglio desiderata.

Le soluzioni proposte dal brevetto 4.736.660 sono quanto meno complesse. Le strutture ad ingranaggi previste in quel brevetto sono complesse in maniera eccessiva, richiedono una regolazione precisa, e possono dar luogo a disallineamento, usura, scorrimento e gioco nel treno di inranaggi e un certo numero di altre limitazioni pratiche.

La presente invenzione tende a fornire una soluzione unica al problema della compensazione della diminuzione del diametro globale di un controrullo coperto in conseguenza dell'usura e senza che si debbano sopportare gli inconvenienti propri dei sistemi della tecnica anteriore. La presente invenzione ottiene questo scopo disaccoppiando fisicamente il controrullo dal rullo punzone e comandando il controrullo indipendentemente dal rullo punzone. La velocità di rotazione del rullo punzone ed il diametro totale del controrullo coperto sono rilevati e sono utilizzati per controllare un motore di comando separato accoppiato al controrullo che ruota il controrullo con una velocità di rotazione appropriata in modo tale che le velocità tangenziali del rullo punzone e del controrullo sismo sostanzialmente le stesse. Ciò riduce al minimo qualsiasi differenza di velocità che si è avuta per semilavorati di cartone muovendoli tra il rullo punzone ed il controrullo e fornisce un rapporto di pendolamento variabile all'infinito per distribuire l'usura in maniera più uniforme attorno a tutta la circonferenza del controrullo.

La presente invenzione consente di utilizzare coperture del controrullo più spesse, permettendo di realizzare un numero significativo di operazioni di compensazione del controrullo.

Secondo un aspetto di questa invenzione, un apparecchio per controllare la velocità di rotazione di un secondo elemento rotante di diametro variabile (per esempio un controrullo) rispetto ad un primo elemento rotante di diametro costante (per esempio un rullo punzone) comprende mezzi per far ruotare il primo elemento attorno ad un asse con una prima velocità di rotazione desiderata, primi mezzi di rilevazione per rilevare una velocità di rotazione reale del primo elemento, secondi mezzi di rilevazione per rilevare un diametro reale del secondo elemento o una misura correlata (come ad esempio la posizione del controrullo dopo ce è stato mosso per ripristinare il rapporto di cooperazione corretto tra i rulli dopo la compensazione del controrullo), mezzi di controllo che rispondono sia ai primi che ai secondi mezzi di rilevazione per generare un segnale di comando per guidare il secondo elemento ad una seconda velocità di rotazione desiderata che è una funzione della velocità di rotazione reale del primo elemento, e mezzi di guida che rispondono al segnale di comando dai mezzi di controllo per guidare il secondo elemento alla seconda velocità di rotazione desiderata.

Un esempio dell'apparecchiatura secondo questa invenzione è mostrato nei disegni allegati.

La figura 1 è una vista in elevazione laterale, parzialmente in sezione, che illustra un apparecchio di taglio a punzone che impiega la presente invenzione;

la figura 2 è una vista in sezione presa lungo la linea 2-2 di figura 1, che mostra i dettagli dell'apparecchio di taglio a punzone di figura 1;

la figura 3 è una vista in sezione presa lungo le linee 3-3 di figura 2, che mostra uno dei supporti eccentrici in cui è supportato il controrullo;

la figura 4 è una vista in sezione presa lungo le linee 4-4 di figura 2, che mostra i dettagli dei mezzi per rilevare la velocità di rotazione del rullo punzone e i mezzi per rilevare il diametro totale del controrullo?

la figura 5 è una vista in sezione presa lungo le linee 5-5 di figura 4, che mostra un accoppiamento tra il rullo punzone e i mezzi per rilevare la velocità del rullo punzone; e

la figura 6 è un diagramma a blocchi semplificato di un sistema di servocomando per comandare

la velocità di rotazione del controrullo in risposta ai mezzi per rilevare la velocità di rotazione del rullo punzone e i mezzi per rilevare il diametro totale del controrullo .

Riferendosi ora ai disegni, la figura 1 illustra, in maniera molto semplificata, una vista laterale di un apparecchio 10 di taglio a punzone rotativo che forma tipicamente una sezione di una stampante flessografica o macchina di flessione/piegatura/incollaggio usata tipicamente nella fabbricazione di cartoni ondulati. (Sebbene l'invenzione sia descritta in connessione ad una macchina per fabbricare cartoni ondulati, si deve comprendere che l'invenzione non è limitata alla fabbricazione di qualsiasi prodotto particolare, o a qualsiasi macchina particolare) .

L'apparecchio 10 di taglio a punzone comprende un rullo 12 punzone superiore ed un controrullo 14 inferiore che lavorano su un semilavorato 16 di cartone ondulato che passa attraverso l'interferenza tra il rullo punzone 12 ed il controrullo 14. I semilavorati 16 sono alimentati al rullo punzone 12 e al controrullo 14 da un rullo di alimentazione 18, in maniera di per se nota. Un dispositivo di compensazione della copertura del controrullo , indicato genericamente con il riferimento numerico 20, è previsto in modo da compensare la copertura 22 del controrullo al fine di rigenerare la superficie della copertura 22 del controrullo e ripristinare un diametro uniforme al controrullo coperto 14. In maniera convenzionale, il dispositivo di compensazione 20 si muove assialmente lungo la superficie esterna del controrullo 14 lungo un'asta di guida 24 che si estende trasversalmente attraverso l'apparecchio 10 di taglio a punzone, quando si compensa la copertura 22 del controrullo. Il dispositivo di compensazione è provvisto di una lama a coltello 26 di compensazione che rimuove una quantità desiderata della copertura 22 del controrullo. Il dispositivo di compensazione 20 della copertura del controrullo è noto nella tecnica, e non deve essere descritto ulteriormente in maggiore dettaglio.

Riferendosi ora alle figure 2 e 3, oltre che alla figura 1, si vede che il rullo punzone 12 è supportato in modo da ruotare nei cuscinetti 28 e 30 montati nelle intelaiature laterali 32 e 34. Il rullo punsone 12 comprende un cilindro metallico montato su alberi 36 e 38. Una o più lame di marcatura 40 e lame di taglio 42 sono montate sul rullo punzone 12, ciascuna lama comprendendo lame di marcatura o taglio che si estendono radialmente dal rullo punzone 12. Il rullo punzone 12 è comandato da un ingranaggio 44 di comando del rullo punzone che è accoppiato al comando o trasmissione principale (che è stata omessa per chiarezza) nella macchina da stampa flessografica.

Il controrullo 14 è supportato in modo da ruotare al disotto del rullo punzone 12, ed è situato in modo tale che le lame 40 e 42 di marcatura e di taglio penetrino nella copertura 22 del controrullo quando si taglia o si marca un semilavorato 16 di cartone ondulato. La copertura 22 del controrullo può essere realizzata in forma di cilindro continuo o può comprendere una pluralità di sezioni anulari, montate su (e in maniera rimovibile da la circonferenza del controrullo 14. Preferibilmente, la copertura 22 del controrullo è in materiale uretanico o poliuretanico.

Il controrullo 14 comprende due alberi 46 e 48 che si estendono assialmente per mezzo dei quali il controrullo 14 è supportato in modo da ruotare tra intelaiature laterali 32 e 34 in eccentrici 50 e 52. Gli eccentrici 50 e 52 sono montati sugli ingranaggi 54 e 56, e sono fissati ad essi mediante piastre di serraggio 58 e 60. Entrambi gli eccentrici 50 e 52 sono montati girevolmente in maniera regolabile in fori nei rispettivi telai 32 e 34 laterali. La regolazione della rotazione degli eccentrici 50 e 52 muove i controllo 14 verso l'alto o verso il basso per ottenere la distanza corretta tra il rullo punzone 12 ed il controrullo 14. A tal fine gli eccentrici 50 e 52 sono regolabili per mezzo di un sistema 62 di regolazione manuale. Il sistema 62 di regolazione comprende una manopola 64 ed un gruppo di ingranaggi 66, 68, 70 e 72 di regolazione che si innestano tra di essi e consentono che gli ingranaggi 54 e 56 vengano ruotati mediante la rotazione della manopola 64 manuale. Un indicatore 74 della posizione del controrullo è anche esso comandato dalla manopola manuale 64 mediante ingranaggi intermedi 76 e 78. La rotazione della manopola manuale 64 determina in questo modo la rotazione di un disco indicatore 80 rispetto ad un puntatore fisso 82.

Sebbene i dettagli del sistema di regolazione del controrullo non siano essenziali per l'invenzione, si può notare che la rotazione della manopola 64 dà come conseguenza la rotazione dell'ingranaggio 66 che è montato su un albero comune 84 con quello della manopola 64. L'ingranaggio 66 si ingrana con l'ingranaggio 68 che è montato su un albero comune 86 con gli ingranaggi 70 e 72. Così, la rotazione della manopola 64 viene trasmessa agli ingranaggi 70 e 72 attraverso gli ingranaggi 66 e 68 e l'albero 86. Gli ingranaggi 70 e 72 si ingranano con gli ingranaggi 54 e 56, determinandone la rotazione nella stessa direzione. Come si può vedere meglio in figura 1, l'asse degli eccentrici 50 e 52 è distanziato rispetto all'asse del controrullo 14, in modo tale che la rotazione degli ingranaggi 54 e 56 dia come conseguenza il movimento del controrullo 14 verso e lontano dal rullo punzone 12.

Come descritto in precedenza, il rullo punzone 12 è comandato dal comando principale della macchina mediante un ingranaggio 44 sull'albero 38 del rullo punzone. La velocità di rotazione del rullo punzone 12 è rilevata da un decodificatore 88 dell'albero accoppiato all'albero 36 del rullo punzone. Come si vede meglio nelle figure 4 e 5, il decodificatore 88 è accoppiato all'albero 36 del rullo punzone mediante un accoppiamento con rappoorto di trasmissione 1:1. L'accoppiamento 90 comprende un ingranaggio 92 montato in modo da ruotare con l'albero 36 ed un ingranaggio di accoppiamento 94, montato in modo da ruotare con un albero 96 che è accoppiato al decodificatore 88. L'albero 96 è preferibilmente supportato in modo da ruotare nel cuscinetto 98. L'accoppiamento 90 ad ingranaggio è racchiuso in un alloggiamento 100. In virtù dell'accoppiamento ad ingranaggio 901:1, un giro completo del rullo punzone 12 produrrà un giro completo dell'albe r o9 del decodificatore 88. Nella forma di realizzazione illustrata, il decodificatore produrrà 5000 impulsi per ciascun giro completo. Gli impulsi in uscita dal decodificatore 8, che rappresentano la velocità di rotazione del rullo punzone 12 sono utilizzati per comandare il controrullo 14 come verrà descritto nel seguito.

Il controrullo 14 è separato meccanicamente sìa dal rullo punzone 12 che dalla trasmissione principale della macchina. Esso è comandato indipendentemente da un motore elettrico 102 (figura 2). Il motore 102 è montato sull'esterno dì un alloggiamento 104 che racchiude una struttura di accoppiamento per accoppiare l'albero di uscita 106 del motore 102 all'albero 46 del controrullo. La struttura di accoppiamento è simile ad una trasmissione Oldham. Come si vede meglio in figura 4, l'albero di uscita 106 del motore 102 è connesso mediante una struttura a chiavetta e sede di chiavetta 108 ad una piastra 110 allungata. Le estremità opposte della piastra allungata Ilo portano complessi a rullo 112 e 114 che sono alloggiati in fessure 116 e 118 sagomate ad U in una piastra 120 fessurata generalmente circolare. Come si vede meglio nella figura 4, la piastra 120 fessurata ha fessure a forma di U ad intervalli di 90° attorno alla sua Circonferenza. I complessi a rullo 1 12 e 1 14 sono alloggiati in fessure diametricalmente opposte 116 e 118. Un secondo gruppo di fessure diametricalmente opposte 12 e 124 sono situate perpendicolarmente alle fessure 116 e 118. Le fessure 122 e 124 ricevono una coppia di complessi a rullo 126 e 128 che sono montati su una seconda piastra 130 generalmente allungata. La piastra 130 è montata in modo da ruotare con l'albero 46 del controrullo.

Come si può vedere, la rotazione dell'albero di uscita 106 del motore elettrico 102 conferisce un movimento di rotazione alla piastra 110 che è connessa all'albero 106. Il movimento di rotazione della piastra 110 è conferito alla piastra fessurata 120 mediante i complessi a rullo 112 e 114 in accoppiamento con le fessure 116 e 118. A sua volta, la rotazione della piastra 120 fessurata conferisce un movimento di rotazione alla piastra 130 tramite le fessure 122 e 124 che ricevono i complessi 126 e 18 a rullo. Poiché la piastra 130 è montata in modo da ruotare con l'albero 46 del controrullo, il movimento di rotazione è infine conferito al controrullo 14. Si comprenderà che la struttura di trasmissione che accoppia il motore 102 con il controrullo 14 non richiede un allineamento preciso tra l'asse dell'albero del motore 106 e l'albero 46 del controrullo. Al contrario, la struttura di accoppiamento adatta i movimenti dell'albero del controrullo 46 quando il controrullo 14 viene mosso verso o in allontanamento dal rullo punzone 12 quando si regola la distanza relativa tra il rullo punzone 12 e controrullo 14. La struttura di accoppiamento adatta inoltre i movimenti assiali del controrullo rispetto al motore 102.

La posizione del controrullo 14 rispetto al rullo punzone 12 viene rilevata elettronicamente per mezzo di un trasduttore 132 a dislocamento che può essere un trasduttore a dislocamento lineare (LDT) o qualsiasi altro trasduttore a dislocamento. Una estremità 13 del trasduttore 13 è fissata sul telaio laterale 32 mediante ad esempio una staffa 136. la estremità opposta 138 del trasduttore 132 è fissata alla estremità libera 140 di un braccio 142 che è imperniato alla sua altra estremità attorno ad un mozzo 144, anche esso sul telaio 32 laterale. Un inseguitore di camma 146 è montato sulla estremità libera 140 del braccio 142 e corre sulla circonferenza esterna di un disco eccentrico 148. Il disco eccentrico 148 è montato sull'eccentrico 54 ed è coassiale con l'asse del controrullo 14. In questo modo, quando la posizione del controrullo 14 viene regolata rispetto al rullo punzone 12 per rotazione dello eccentrico 54, il disco eccentrico 148 si muoverà verso o in allontanamento del rullo punzione 12. Quando avviene ciò, il braccio 142 si muoverà, trasmettendo il movimento al trasduttore 132 a dislocamento. Lo spostamento rilevato dal trasduttore 132 è pertanto rappresentativo della posizione del controrullo 14, e quindi, rappresenta il diametro del controrullo 14, assumendosi che la posizione del controrullo sia stata regolata in maniera corretta, dopo la compensazione, per ripristinare il rapporto di cooperazione corretto tra rullo punzone e la periferia del controrullo. Il segnale in uscita del trasduttore 132 può essere processato insieme al segnale in uscita dal decodificatore 88 per fornire segnali di comando per il motore elettrico 102 in modo tale che il motore elettrico 102 possa comandare il controrullo 14 alla velocità di rotazione appropriata così che la velocità superficiale del controrullo 14 corrisponda con la velocità superficiale del rullo punzone 12, come verrà ora descritto.

La figura 6 illustra in forma di diagramma a blocchi semplificato una forma di realizzazione dì un circuito di servocomando per comandare la velocità di rotazione del controrullo in risposta a dati di entrata che rappresentano la velocità di rotazione del rullo punzone ed il diametro totale del controrullo, prima di descrivere il circuito illustrato in figura 6, si deve menzionare che il circuito preciso per controllare la velocità di rotazione del controrullo non è una caratteristica essenziale dell'invenzione. Vale a dire, si può utilizzare qualsiasi modo per elaborare i segnali ricevuti dal trasduttore 132 e dal decodificatore 88 senza uscire dall'ambito di protezione dell'invenzione. Ad esempio, il circuito di figura 6, può essere implementato in componenti di circuito discreti, ovverosia in hardware, o può essere implementato in un microelaboratore o altro tipo di dispositivo di controllo programmabile, ovverosia in software.

Riferendosi ora più dettagliatamente alla figura 6, la velocità di rotazione del controrullo è controllata mediante il servosistema 150 in risposta ai dati di entrata provenienti dal trasduttore 132 e dal decodificatore 88 accoppiati al rullo punzone. In figura 6, il trasduttore 13 è rappresentato dal blocco 152 LST e il decodificatore 88 è rappresentato dal blocco 154 MASTER ENCODER. La uscita del servosistema 150 viene utilizzata per controllare la velocità di rotazione del motore 102 accoppiato al controrullo. Il motore 102 è rappresentato in figura 6 dal blocco 156 MOTORE DI GUIDA DEL CONTRORULLO.

Nel funzionamento, come già descritto, il rullo punzone 12 viene comandato in maniera girevole mediate l'ingranaggio di guida 48 ed è accoppiato al decodificatore 54 come rappresentato in figura 6. Così, quando il rullo punzone ruota determina che il decodificatore 154 produca impulsi di uscita, in maniera nota, che rappresentano il movimento di rotazione del rullo punzone 12. Preferibilmente, anche se non necessariamente il decodificatore 154 è un decodificatore in linea 5000 (come ad esempio un decodificatore di lettura diretta in linea 5000 Dynapar) accoppiato al rullo punzone 12 tramite un accoppiamento di trasmissione 1:1, così che un giro del rullo punzone 12 dia come uscita 5000 impulsi dal decodificatore 154. Il numero di impulsi in uscita dal decodificatore per unità di tempo rappresenterà la velocità di rotazione del decodificatore e quindi la velocità di rotazione del rullo punzone 12. Gli impulsi in uscita dal decodificatore 154 formano un segnale di uscita per il servosistema 150, come si vede in figura 6. Il servosistema 150 è preferibilmente, anche se non necessariamente , un sistema digitale.

Un secondo dato di entrata al servosistema 150 è un segnale che proviene dal trasduttore 152. Preferibilmente, il trasduttore 152 è un LDT o altro trasduttore a dislocamento idoneo e come tale, emette un segnale analogico. In questo caso, il segnale analogico omesso dal trasduttore 152 viene dapprima elaborato in un circuito 158 di conversione analogico a digitale (A/D) in modo tale che l'entrata al servosistema 150 sia correttamente in forma digitale. Come descritto in precedenza, l'uscita dal trasduttore 152 è un segnale che rappresenta il diametro totale del controrullo 14.

Con segnali che rappresentano la velocità di rotazione del rullo punzone 12 e il diametro globale del controrullo 14, diventa semplice derivare un segnale di comando per il motore 156 in modo tale che il motore 156 comandi il controrullo 14 con una velocità di rotazione corretta, così che la velocità superficiale del controrullo 14 sia la stessa della velocità superficiale del rullo punzone 12.

Un rullo punzone tipico può avere un raggio iniziale di 10,5 pollici e può avere una velocità angolare di, ad esempio, 100 giri al minuto. La sua velocità superficiale pertanto è 10,5% x 2π , pollici al minuto, circa 9,16 piedi/secondo. Tuttavia, si supponga che il raggio del controrullo sia diminuito in conseguenza dell'operazione di compensazione in cui la superficie della copertura 2 del controrullo è stata rimossa, lasciando un raggio di 10,25 pollici (si deve ricordare che tutti i valori numerici forniti sono forniti solo a fini illustrativi del funzionamento dell'invenzione e non sono necessariamente identici a valori numerici che si riscontreranno in pratica). In questo caso, al fine di ripristinare la velocità superficiale del controrullo a 9,16 pledi/secondo, è necessario aumentare la velocità del controrullo con il rapporto di 10,5:10,25; ovverosia a circa 102,5 giri al minuto.

Nel servosistema 150 illustrato in figura 6, gli impulsi dal decodificatore 154 sono contati al fine di derivare una velocità di rotazione del rullo punzone. Questa velocità di rotazione viene utilizzata per ottenere la velocità di rotazione alla quale deve essere guidato il controrullo al fine di avere sostanzialmente la stessa velocità superficiale del rullo punzone. Allo stesso tempo, il segnale proveniente dal trasduttore 152 viene processato per ottenere una figura per il raggio del controrullo. Sulla base di ciò, si può rappresentare una velocità di rotazione appropriata mediante un treno di impulsi di uscita dal servosistema 150 al motore 156 di comando del controrullo, che determinerà la rotazione del motore di comando del controrullo alla velocità desiderata. Questa velocità può essere o può non essere uguale alla velocità di rotazione alla quale deve ruotare il controrullo. Se il motore di comando del controrulo deve essere comandato ad una velocità di rotazione differente, si può utilizzare un rapporto di accoppiamento idoneo in modo tale che la velocità di rotazione del controrullo sia quella desiderata. Si può prevedere un tachimetro 160 sul motore di comando del controrullo per chiudere il ciclo interno del servosistema 150 rialimentando un segnale che rappresenta la velocità di rotazione del controrullo 14 al servosistema 150. Ciò consente un controllo stretto della velocità del motore di comando 156 e riduce al minimo le oscillazioni.

Inoltre, un decodificatore di servizio 162 è accoppiato referibilmente al motore di comando 156, ed il segnale dal decodificatore di servizio 162 viene rialimentato al servosistema 150. Questa retroalimentazione chiude il circuito esterno del servosistema e serve per sincronizzare la posizione di rotazione del controrullo 14 con la posizione di rotazione del rullo punzone 12. Così, il servosistema 150 fa corrispondere la rotazione del controrullo 14 alla rotazione del rullo punzone in modo tale che essi ruotino in sincronismo, proprio come se il controrullo 14 fosse accoppiato meccanicamente al rullo punzone 12. Sarà apprezzato dagli esperti nel ramo che il servosistema della presente invenzione è più di un semplice servocomando della velocità, e comprende il controllo della posizione in modo tale che la posizione di rotazione del controrullo rispetto alla posizione di rotazione del rullo punzone possa essere controllata.

Una caratteristica dell'invenzione è che il servosistema 150 può prevedere regolazioni di precisione nel rapporto di velocità di rotazione del controrullo rispetto alla velocità di rotazione del rullo punzone, regolando la frequenza degli impulsi di uscita dal servosistema 150 al motore 156 di comando del controrullo. Ad una data velocità della macchina e con un dato diametro del controrullo, idealmente vi sarà un rapporto fisso tra le velocità di rotazione del controrullo e del rullo punzone. E questo rapporto che può essere variato al fine di ottenere regolazioni di precisione per compensare le inevitabili differenze nelle tolleranze di fabbricazione.

Un'altra caratteristica dell'invenzione consiste nel fatto che il servosistema compensa facilmente piccole differenze nel diametro del controrullo totale attorno alla circonferenza del controrullo quando ruota. Queste differenze danno come conseguenza differenze inevitabili nello spessore della copertura del controrullo in posizioni differenti del controrullo

Claims (9)

1. Apparecchio per il controllo della velocità di rotazione di un secondo elemento rotante (14) di diametro variabile rispetto ad un primo elemento rotante (12) di diametro costante, comprendente mezzi (44) per far ruotare il primo elemento attorno ad un asse ad una prima velocità di rotazione desiderata, primi mezzi di rilevazione (88) per rilevare una velocità di rotazione reale del primo elemento, secondi mezzi di rilevazione (132) per rilevare un diametro reale del secondo elemento o ima misura correlata, mezzi di controllo (150) che rispondono sia ai primi che ai secondi mezzi di rilevazione per generare un segnale di comando per comandare il secondo elemento ad una seconda velocità di rotazione desiderata che è una funzione della velocità di rotazione reale del primo elemento, e mezzi di comando (102) che rispondono al segnale di comando dai mezzi di controllo per comandare il secondo elemento ad una seconda velocità di rotazione desiderata.

2. Apparecchio per controllare la velocità superficiale circonferenziale di un secondo elemento rotativo (14) di diametro variabile rispetto alla velocità superficiale circonferenziale di un primo elemento rotativo (12) di diametro costante, comprendente mezzi di comando (44) per comandare il velocità di rotazione prescelta per conferire al primo elemento rotativo una prima velocità superficiale circonferenziale desiderata, primi mezzi di rilevazione (88) per rilevare una velocità di rotazione reale del primo elemento rotativo, secondi mezzi di rilevazione (132) per rilevare un diametro reale del secondo elemento rotativo o Una misura correlata, mezzi di controllo (102) che rispondono sia ai primi che ai secondi mezzi di rilevazione per (a) derivare dalla velocità di rotazione reale del primo elemento rotativo una velocità superficiale circonferenziale reale del primo elemento rotativo, (b) determinare dalla velocità superficiale circonferenziale reale del secondo elemento rotativo una velocità di rotazione desiderata del secondo elemento rotativo che darà come conseguenza una velocità superficiale circonferenziale del secondo elemento rotativo sostanzialmente uguale alla velocità superficiale reale del primo elemento rotativo, e (c) generare un segnale di comando per comandare il secondo elemento rotativo alla velocità di rotazione desiderata, e mezzi di comando (102) che rispondono al segnale di comando proveniente dai mezzi di controllo per comandare il secondo elemento rotativo.

3. Apparecchio di taglio a punzone, comprendente un rullo punzone (12) ed un controrullo (14) avente una copertura (22) su di esso, il rullo punzone ed il controrullo essendo girevole attorno ad assi reciprocamente paralleli e distanziati, mezzi (44) per far ruotare il rullo punzone attorno al proprio asse con una prima velocità di rotazione desiderata; mezzi di decodifica (18) per rilevare una velocità di rotazione reale del rullo punzone; mezzi a trasduttore (132) per rilevare un diametro reale del controrullo o una misura correlata; mezzi di controllo (150) che rispondono ai mezzi di decodifica e ai mezzi a trasduttore per generare un segnale di comando per comandare il controrullo ad una seconda velocità di rotazione desiderata che è una funzione della velocità di rotazione reale del rullo punzone e del diametro reale del controrullo, e mezzi di comando (102) che rispondono al segnale di comando proveniente dai mezzi di controllo per comandare il controrullo alla seconda velocità di rotazione desiderata, per cui sia il rullo punzone che il controrullo hanno sostanzialmente la stessa velocità superficiale circonferenziale.

4. Apparecchio di taglio a punzone secondo la rivendicazione 3, comprendente inoltre secondi mezzi di decodifica (154) per rilevare la posizione di rotazione la posizione di rotazione del controrullo ai mezzi di controllo per modulare il segnale di comando dai mezzi di controllo in modo da sincronizzare la posizione di rotazione del controrullo con la posizione di rotazione del rullo punzone.

5. Apparecchio di taglio a punzone secondo la rivendicazione 3 o la rivendicazione 4, comprendente inoltre mezzi (160) a tachimetro per rilevare una velocità di rotazione reale del controrullo e rialimentare un segnale che rappresenta la velocità di rotazione reale del controrullo ai mezzi di controllo per mantenere la velocità di rotazione reale del controrullo sostanzialmente uguale alla seconda velocità di rotazione desiderata.

6. Apparecchio di taglio a punzone secondo ognuna delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui i mezzi a trasduttore comprendono un trasduttore a dislocamento.

7. Apparecchio di taglio a punzone secondo ognuna delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui i mezzi di controllo comprendono un servocontrollo.

8. Apparecchio di taglio a punzone secondo ognuna delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui i mezzi di controllo comprendono inoltre mezzi per regolare manualmente il rapporto della seconda velocità di rotazione rispett alla prima velocità di rotazione.

9. Apparecchio di taglio a punzone, comprendente: un rullo punzone (12) ed un controrullo (14) avente su di esso una copertura (22), il rullo punzone ed il controrullo essendo girevole attorno ad assi reciprocamente paralleli e distanziati, mezzi a (44) per far ruotare il controrullo attorno al proprio asse con una prima velocità di rotazione desiderata; mezzi di decodifica (88) per rilevare una velocità di rotazione reale del rullo punzone; mezzi (132) a trasduttore a dislocamento per rilevare un diametro reale del controrullo o una misura correlata; mezzi di controllo (150) che rispondono ai mezzi di decodifica e ai mezzi a trasduttore per generare un segnale di comando per comandare il controrullo ad una seconda velocità di rotazione desiderata che è una funzione della velocità di rotazione reale del rullo punzone e del diametro reale del controrullo; mezzi di comando (102) che rispondono al segnale di comando proveniente dai mezzi di controllo per comandare il controrullo alla seconda velocità di rotazione desiderata, per cui sia il rullo punzone che il controrullo hanno sostanzialmente la stessa velocità superficiale circonferenziale, secondi mezzi di decodifica (154) per rilevare la posizione di rotazione del controrullo e alimentare di nuovo un segnale rappresentativo della posizione di rotazione del controrullo ai mezzi di controllo per modulare il segnale di comando dai mezzi di controllo in modo da sincronizzare la posizione di rotazione del controrullo con la posizione di rotazione del rullo punzone, mezzi a tachimetro (160) per rilevare una velocità di rotazione reale del controrullo e rialimentare un segnale rappresentativo della velocità di rotazione reale del controrullo ai mezzi di controllo per mantenere la velocità di rotazione reale del controrullo sostanzialmente uguale alla seconda velocità di rotazione desiderata; e mezzi (62) per regolare manualmente il rapporto della seconda velocità di rotazione con la prima velocità di rotazione.