ITTV20130073A1 - Dispositivo contabarre - Google Patents

Description

TITOLO: DISPOSITIVO CONTABARRE

DESCRIZIONE

La presente domanda ha per oggetto un dispositivo contabarre.

Oggigiorno nel mercato siderurgico à ̈ noto realizzare macchinari atti a consentire il conseguimento del conteggio automatico di barre tonde .

Questa esigenza à ̈ tanto più sentita in quanto molti clienti prediligono la vendita in base al numero di barre invece che in base al loro peso e quindi à ̈ richiesto un sistema di lettura sempre più preciso.

Ipotizzandosi un impianto di laminazione medio da 300.000 tonnellate/anno che produca laminato tondo liscio da 20 /- 0,4 mm di diametro previsto da UNI 7620, si ha che ipotizzandosi un diametro variabile da 20,4 a 19,6 il peso al metro passa da 2,565578 Kg a 2,36849 Kg con una produzione di barre da un metro laminate che va da 116.923.508 a 126.662.979; se invece si contano le barre, stando nella tolleranza negativa, se ne possono risparmiare quasi sino al 5%.

Il mercato del settore siderurgico attualmente usa per la maggiore il sistema di conteggio meccanico attraverso la separazione e prelievo delle barre con un dispositivo a coclee a passo variabile in base ai tipi e dimensioni delle barre in produzione.

Tale sistema meccanico però non sempre offre la sicurezza matematica di un prelievo unitario di barra, dato che talvolta ne preleva due, specialmente quando queste sono di diametri piccoli, inducendo il dispositivo di conteggio a leggere una unica unità invece di due.

Sono anche noti sistemi ottici che si basano sulla acquisizione, mediante inquadratura frontale, di immagini ad alta risoluzione utilizzando, con luce controllata, videocamere o laser; viene quindi eseguita una elaborazione dati in modo che il sistema identifichi il profilo richiesto e conti solo il numero di barre presente nelle zone interessate.

La lettura per il conteggio delle barre viene usualmente eseguita di testa agli strati composti da barre tonde ma se una barra dovesse presentarsi non allineata con le altre, il sistema non la riconoscerebbe.

Analogamente in un sistema ad inquadratura verticale se una barra fosse sovrapposta ad un'altra, non verrebbe individuata dal sistema dì lettura .

Compito principale di quanto forma oggetto del presente trovato à ̈ quindi quello di risolvere i problemi tecnici evidenziati, eliminando gli inconvenienti di cui alla tecnica nota citata e quindi escogitando un dispositivo che permetta di contare delle barre riducendo al minimo gli errori di conteggio.

Nell'ambito del compito sopra esposto un altro importante scopo à ̈ quello di realizzare un dispositivo che permetta di contare correttamente delle barre anche se le stesse risultano parzialmente sovrapposte o non allineate tra loro.

Ancora uno scopo à ̈ quello di realizzare un dispositivo contabarre che trovi applicazione in qualsiasi impianto di laminazione barre tonde nuovo o esistente, senza stravolgerne il layout e senza necessità di apportare modifiche alle opere civili .

Ancora uno scopo à ̈ quello di applicare il dispositivo contabarre in impianti completi esistenti di impaccatori per profili dove vengono prodotti anche tondi, inserendolo in servizio a macchine già esistenti.

Non ultimo scopo à ̈ quello di ottenere un trovato che alle caratteristiche precedenti accomuni quella di presentare costi realizzativi contenuti nonché risparmi sia economici che funzionali .

Il compito e gli scopi accennati, nonché altri che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da un dispositivo contabarre che si caratterizza per il fatto di comprendere

- un secondo trasferitore per separare le teste di barre tonde da contare

- un gruppo blocco magnetico per dette teste - un gruppo di lettura ottica composto da un laser superiore e da un laser inferiore atti a localizzare il numero e la posizione di dette barre preventivamente separate e da contare e di rilevarne il profilo superiore ed inferiore per la determinazione dei rispettivi centri.

Vantaggiosamente a valle del gruppo di lettura ottica à ̈ presente un separatore (9b) delle barre contate .

Opportunamente il gruppo di lettura ottica permette di determinare i rispettivi centri delle barre da contare.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una particolare, ma non esclusiva, forma di realizzazione, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nelle tavole di disegni allegate, in cui:

la fig. 1 illustra, in una vista in pianta, l'applicazione del dispositivo;

la fig. 2 illustra il dispositivo in una vista frontale rispetto all'avanzamento delle barre;

la fig. 3 illustra il dispositivo in una vista analoga alla precedente ed in un particolare;

la fig. 4 illustra il dispositivo in una vista laterale rispetto alle barre;

la figura 5 illustra uno schema della rilevazione conseguibile con il gruppo di lettura ottica ;

la figura 6 illustra uno schema a blocchi;

le figure 7 ed 8 illustrano il sistema magnetico di separazione strato nelle condizioni non attivata ed attivata.

Negli esempi di realizzazione che seguono, singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno in realtà essere intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.

Inoltre à ̈ da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.

Con riferimento alle figure precedentemente citate, si à ̈ indicato con il numero (1) un dispositivo per il conteggio di barre (2).

Sono presenti una pluralità di primi trasferitori (3a,3b) di trasporto strati (di tipo noto) di barre (2) preventivamente separate e da contare (2a) .

Lo strato di barre contate e separate à ̈ evidenziato in figura 1 con il numero (2b).

Tali primi trasferitori (3a,3b) sono essenzialmente dei nastri trasportatori azionati elettricamente, la cui velocità di avanzamento può essere controllata da un sistema a PLC (21).

E' presente un secondo trasferitore (5a) che comprende una catena (5b), motorizzata ed opportunamente rinviata su apposite pulegge (6), la quale à ̈ disposta secondo la direzione di introduzione delle barre (2) .

La catena (5b), che fa parte del dispositivo contabarre, presenta velocità di avanzamento differente così da ottenere, come illustrato in figura 1, la separazione delle teste (4) delle barre (2) e quindi una loro disposizione quanto più possibile allargate per garantire un successivo migliore conteggio mediante lettura della loro posizione.

Il secondo trasferitore (5a), oltre a sostenere le teste (4) delle barre (2) per accompagnarle ad un gruppo di lettura ottica (7) presenta velocità variabili rispetto alla velocità di trasferimento delle barre così da ottenere l'apertura delle teste (4) delle barre (2).

La catena (5b) à ̈ dotata di inserti magnetici (8) la cui funzione à ̈ quella di evitare il più possibile vibrazioni alle barre (2a) per garantire la corretta lettura dei rispettivi centri.

Una volta raggiunto il numero di barre (2a) contate à ̈ prevista la presenza di un gruppo blocco magnetico (30) di separazione strato (illustrato in figura 7 ed 8) che, tramite un opportuno pistone (31) collegato ad un sistema a parallelogramma (32) a cui à ̈ superiormente reso solidale un magnete (32), alza e blocca la punta dello strato prossimo al futuro conteggio impedendo così un avanzamento inerziale non controllato di barre non contate.

Contemporaneamente la alimentazione delle barre si arresta.

E' previsto a questo punto l'intervento dei primi trasferitori (3a) delle barre contate per dare spazio ad un nuovo ciclo di conteggio.

In sequenza dopo il secondo trasferitore (5a) delle barre contate, che fa parte del dispositivo contabarre (1), intervengono dei gruppi di separazione sequenziali (9a,9b): prima interviene il gruppo (9b), che fa parte del contabarre, poi interviene il gruppo (9a) posizionato a passi variabili fra gli spazi dei primi trasferitori (3a) di trasporto dello strato di barre.

Questi gruppi (9a,9b) separano lo strato contato (2a) da eventuali barre attorcigliate con lo strato successivo.

Il gruppo di lettura ottica (7) comprende un telaio (10) composto da un montante (11) da cui sporgono un traverso superiore (12a) ed un traverso inferiore (12b), uguali tra loro e posti sullo stesso piano di giacitura.

Detto gruppo di lettura ottica (7) può eventualmente essere carrellato utilizzandosi una opportuna struttura (22).

Il gruppo di lettura ottica (7) à ̈ costituito da un laser superiore (13a) e da un laser inferiore (13b) posti alle estremità terminali di detti traversi superiore ed inferiore (12a,12b).

Lo scopo del conteggio à ̈ quello di poter raggruppare in un unico fascio un numero arbitrario di barre (2), a seconda delle richieste dell 'acquirente .

Si à ̈ ipotizzato di contare, nella particolare forma realizzativa illustrata, quattordici barre.

L'utilizzo del laser superiore e del laser inferiore (13a,13b) permette di rilevare, attraverso il fascio (15), il profilo superiore (16) ed inferiore (17) delle barre (2a) da contare che transitano, permettendo così di rilevare i centri delle barre anche nel caso in cui queste siano sovrapposte.

E' previsto l'impiego di predisposte schede (18) di acquisizione dati elaborati da un opportuno programma di acquisizione dati e controllo in tempo reale (19) (ad esempio della serie nota con la denominazione PXI della società National Instruments), di due distanziometri laser (ad esempio del tipo prodotto dalla società Keyence) , una interfaccia di comunicazione (20) (ad esempio del tipo noto con la denominazione PXI Profibus della società National Instruments).

L'interfaccia di comunicazione (20) viene utilizzata per trasmettere il numero di barre (2a) contate dal programma di acquisizione dati e controllo in tempo reale (19) al PLC (21), e per ricevere i settaggi dei parametri richiesti dal predisposto algoritmo di conteggio.

La comunicazione avviene tra il programma di acquisizione dati e controllo in tempo reale (19) ed il PLC (21).

L'algoritmo à ̈ in grado di localizzare il numero e la posizione delle barre che passano tra il laser superiore e quello inferiore, basandosi sui campioni di distanza letti dai laser stessi.

L'algoritmo permette di conteggiare barre con diametro minimo pari ad 8 mm.

In figura 5 Ã ̈ rappresentato il risultato dell'applicazione dell'algoritmo ad un

misure acquisite sperimentalmente.

In essa sono rappresentati da pallini neri i campioni acquisiti dal laser superiore (13a), mentre in blu sono rappresentati i campioni acquisiti dal laser inferiore (13b), misurati in mm.

L'asse delle ascisse rappresenta invece la posizione di ciascun campione (barra), misurata anche essa in mm.

Le righe verticali rosse rappresentano la posizione stimata di ciascun centro della barra rilevato dall'algoritmo di conteggio.

Come detto, nel caso in esame le barre conteggiate sono quattordici.

In particolare si evidenzia il fatto che l'algoritmo à ̈ in grado di rilevare la presenza di barre anche sovrapposte tra di loro, come risulta nel caso della sesta e settima barra (contando da sinistra verso destra) e della decime ed undicesima barra.

Questa caratteristica dell'algoritmo rende il dispositivo particolarmente adatto al conteggio delle barre di diametro piccolo (attorno agli 8-10

mm) .

Quando infatti le barre di piccolo diametro vengono trasportate lungo il nastro trasportatore, accade frequentemente che queste si attorciglino tra loro.

Tale fenomeno rende infatti difficile l'applicazione delle metodologie tradizionali di conteggio delle barre.

Si à ̈ in pratica constatato come il trovato abbia raggiunto il compito e gli scopi sopra accennati essendosi ottenuto un dispositivo che permette di contare delle barre, riducendo al minimo gli errori di conteggio, anche se le stesse risultano parzialmente sovrapposte o non allineate tra loro.

Il dispositivo inoltre trova applicazione in qualsiasi impianto di laminazione barre tonde nuovo o esistente, senza stravolgerne il layout e senza necessità di apportare modifiche alle opere civili, potendo al contempo essere applicato anche in impianti completi di un impaccatore per profili dove vengono prodotti anche tondi, inserendolo in servizio a macchine già esistenti.

Si ottiene infine una massima flessibilità ad un impaccatore per gestire parecchi tipi di profilo evitando di dedicare una linea riservata solo per il conteggio barre tonde.

Naturalmente i materiali impiegati nonché le dimensioni costituenti i singoli componenti del trovato potranno essere più pertinenti a seconda delle specifiche esigenze.

I diversi mezzi per effettuare certe differenti funzioni non dovranno certamente coesistere solo nella forma di realizzazione illustrata, ma potranno essere di per sé presenti in molte forme di realizzazione, anche non illustrate.

Le caratteristiche indicate come vantaggiose, opportune o simili, possono anche mancare od essere sostituite da equivalenti.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo contabarre (1) che si caratterizza per il fatto di comprendere - un secondo trasferitore (5a) per separare le teste (4) di barre tonde da contare (2a) un gruppo blocco magnetico (30) per dette teste (4) - un gruppo di lettura ottica (7) composto da un laser superiore (13a) e da un laser inferiore (13b) atti a localizzare il numero e la posizione di dette barre preventivamente separate e da contare (2a) e di rilevarne il profilo superiore ed inferiore per la determinazione dei rispettivi centri.
2. 2. Dispositivo come alla rivendicazione 1 che si caratterizza per il fatto che detto gruppo di lettura ottica (7) comprende un telaio (10) composto da un montante (11) da cui sporgono un traverso superiore (12a) ed un traverso inferiore (12b), uguali tra loro e posti sullo stesso piano di giacitura.
3. 3. Dispositivo come alle rivendicazioni 1 e 2 che si caratterizza per il fatto che detto gruppo di lettura ottica (7) à ̈ costituito da un laser superiore (13a) e da un laser inferiore (13b) posti alle estremità terminali di detti traversi superiore ed inferiore (12a,12b) .
4. 4. Dispositivo come alle rivendicazioni 1 e 2 che si caratterizza per il fatto che detti laser superiore e laser inferiore (13a,13b) permettono di rilevare, attraverso il fascio (15), il profilo superiore (16) ed inferiore (17) di dette barre (2a) da contare che transitano, permettendo così di rilevare i centri di dette barre anche nel caso in cui queste siano sovrapposte.
5. 5. Dispositivo come alle rivendicazioni 1 e 4 che si caratterizza per il fatto di comprendere predisposte schede (18) di acquisizione dati elaborati da un opportuno programma di acquisizione dati e controllo in tempo reale (19), di due distanziometri laser, una interfaccia di comunicazione (20) che viene utilizzata per trasmettere il numero di barre (2a) contate dal programma di acquisizione dati e controllo in tempo reale (19) al PLC (21), e per ricevere i settaggi dei parametri richiesti da un predisposto algoritmo di conteggio.
6. 6. Dispositivo come alle rivendicazioni 1 e 5 che si caratterizza per il fatto che detto algoritmo à ̈ in grado di localizzare il numero e la posizione di dette barre che passano tra detti laser superiore ed inferiore (13a,13b), basandosi sui campioni di distanza letti da detti laser stessi .
7. 7. Dispositivo come alle rivendicazioni 1 e 6 che si caratterizza per il fatto di comprendere una catena (5a) presentante velocità di avanzamento tale da ottenere la separazione di dette teste (4) e di dette barre (2), detto trasferitore (3), oltre a sostenere dette teste (4) per accompagnarle a detto gruppo di lettura ottica (7), presentando velocità variabili rispetto alla velocità di trasferimento di dette barre così da ottenere l'apertura di dette teste (4), detta catena (5) essendo dotata di inserti magnetici (8) la cui funzione à ̈ quella di evitare il più possibile vibrazioni alle barre (2a) per garantire la corretta lettura dei rispettivi centri .
8. 8. Dispositivo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per il fatto che detto gruppo blocco magnetico (30) di separazione strato comprende un opportuno pistone (31) collegato ad un sistema a parallelogramma (32) a cui à ̈ superiormente reso solidale un magnete (32), detto gruppo blocco magnetico (30) alzando e bloccando la punta dello strato prossimo al futuro conteggio.
9. 9. Dispositivo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per il fatto che dopo detto secondo trasferitore (5a) di dette barre contate (2b) intervengono dei gruppi di separazione sequenziali (9a,9b) di cui prima interviene il gruppo (9b) e poi interviene il gruppo (9a) posizionato a passi variabili fra gli spazi di detto secondo trasferitore (3a) di trasporto dello strato di barre