ES2266294T3 - Procedimiento y dispositivo para variar el intervalo de intervencion de un util en una banda de material pasante. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la variación del intervalo de intervención de un útil (6, 7), dispuesto en posición no radial en al menos un cilindro (4, 5) rotativo asignado a él, en una banda (1) de material pasante, que se desplaza en línea recta con velocidad constante, al mismo tiempo, que, a modo de un mando con levas, se sincroniza durante la duración de la intervención del útil (6, 7) en la banda (1) de material la velocidad lineal del útil (6, 7) con la velocidad de la banda (1) de material y que durante la duración restante se determina el intervalo de intervención por medio de una velocidad lineal incrementada o reducida del cilindro (4, 5), caracterizado porque para la variación del intervalo de intervención del útil (6, 7) en la banda (1) de material se definen previamente de manera electrónica varios intervalos de intervención, que pueden ser solicitados, por medio de las velocidades lineales correspondientemente distintas del útil (6, 7), teniendo lugar, después de la activación del variador (13), el cambio a otro intervalo de intervención previamente definido en el instante en el que el útil (6, 7) se halla en la posición de intervención, de manera, que con la intervención siguiente del útil (6, 7) en la banda de material (6, 7) se realice el intervalo de intervención nuevo.
Description
Procedimiento y dispositivo para variar el
intervalo de intervención de un útil en una banda de material
pasante.
El invento se refiere a un procedimiento así
como a un dispositivo según los preámbulos de las reivindicaciones
1 y 4 para variar el intervalo de intervención de al menos un útil,
dispuesto en posición no radial sobre un cilindro rotativo asignado
a él, en una banda de material pasante.
Los cilindros equipados con útiles son
utilizados para el tratamiento de bandas de material, que pasan por
delante de ellos, por ejemplo cortadores transversales de papel. Un
cortador transversal de papel sirve para cortar en elementos
individuales, que se corresponden con formato estandarizados, una
banda de papel arrollada en una bobina utilizando como útil una
cuchilla. El presente invento puede ser aplicado a todas aquellas
máquinas en las que tenga lugar un movimiento periódico en el tiempo
de un útil, como por ejemplo máquinas de aserrado transversal,
máquinas para la fabricación de bolsas a partir de mangueras y
análogas.
A través del documento US 5,662,018 se conoce un
cortador transversal para papel, que se compone de dos cilindros
dispuestos enfrentados y equipados cada uno con varias cuchillas
dispuestas en posición no radial para cortar en elementos
prefijados una banda de material, que pasa entre los dos cilindros.
Durante la intervención de los útiles en la banda de material se
sincroniza la velocidad lineal del útil con la velocidad de la banda
de material para hacer posible el corte a lo largo de una línea
correcta. Con este dispositivo también es posible cortar la banda
de material con diferentes formatos. La variación del intervalo de
intervención del útil a modo de cuchilla, necesaria para ello,
tiene lugar por el hecho de que a diferentes útiles se asignan
intervalos de intervención distintos, actuando del grupo de útiles
disponible aquellos que den lugar al intervalo de intervención
deseado. El mando de la intervención del útil tiene lugar en este
caso por vía mecánica con medios de ajuste hidráulicos. El
inconveniente de esta variación del intervalo de intervención se
halla en la construcción bastante complicada del dispositivo, que,
debido a la gran cantidad de elementos mecánicos, posee un montaje
costoso y está expuesto a desgaste.
Por el contrario, el documento DE 36 08 111 C1
divulga la variación del intervalo de intervención de un útil por
vía electrónica. El accionamiento de dos cilindros enfrentados
provisto cada uno de una cuchilla como útil tiene lugar de manera
directa por medio de motores eléctricos. El cilindro superior es
accionado con el cilindro inferior por medio de un mecanismo para
la sincronización de los cilindros rotativos.
Como motores eléctricos se utilizan motores de
corriente continua especiales, que son activados, con una unidad
electrónica de mando común, en función de los diferentes datos de
entrada y de manera discontinua, es decir a modo de un mando con
discos de levas. A los datos del lado de entrada pertenecen la
velocidad lineal del útil, medida con un transmisor incremental, y
los datos referentes a la velocidad de la banda de material, que
pasa a través de los cilindros. Además, se puede prefijar el
intervalo de intervención deseado del útil, es decir la longitud
deseada del formato. En función de estos datos se gobiernan los dos
motores de corriente continua especiales de tal modo, que,
hallándose en reposo, se puedan llevar en un tiempo muy pequeño
hasta su número pleno de revoluciones, que se corresponde con la
correspondiente velocidad de la banda de material. Esta velocidad
es mantenida constante durante toda la longitud del proceso de
corte. Según la longitud del formato se puede regular el motor
hasta una velocidad más baja y acelerarlo nuevamente hasta la
velocidad plena para el proceso de corte. Para formatos pequeños se
puede acelerar el motor, después de pasar por la velocidad de
corte, hasta velocidades más altas para girar los cilindros con una
velocidad más alta y realizar el corte antes de que la banda de
material se haya avanzado el denominado formado de sincronización,
que equivale al contorno de la circunferencia del movimiento de la
cuchilla.
A través del documento
EP-A-0 035 462 se conoce una máquina
cortadora de papel equipada con dos cilindros de corte. La máquina
dispone de un mando con levas, que anticipa una curva de velocidad
generada con una computadora y una curva de posición para los
cilindros de transformación. Estos datos se comparan durante el
funcionamiento permanentemente con los datos de posición de los
cilindros y se generan eventuales valores de corrección para los
cilindros de tratamiento para que la longitud de la banda de papel
cortada sea mantenida exactamente. Además, el operario puede
intervenir por medio de elementos de manejo en la electrónica de
mando para variar las longitudes deseadas.
En el procedimiento conocido, descrito más
arriba, para la determinación del intervalo de intervención de
cuchillas, dispuestas en posición no radial sobre cilindros
rotativos, en una banda de material pasante surge el problema de
que si bien es posible la variación del intervalo de intervención,
es decir la modificación de la longitud del formato, durante el
funcionamiento, se produce sin embargo un desperdicio durante la
ventana de tiempo de la variación de la longitud del formato. Para
que no se produjera un desperdicio de esta clase era usual hasta el
presente poner en primer lugar fuera de servicio la máquina para la
variación del intervalo de intervención, proceder después a la
preparación de la máquina para el nuevo intervalo de intervención y
poner finalmente de nuevo en servicio la máquina. Este procedimiento
da lugar, sin embargo, por otro lado a un gasto de tiempo y a un
desperdicio grande, perjudicial en la producción en masa, durante
la aceleración, respectivamente el frenado.
Por ello, el objeto del presente invento es
mejorar el procedimiento conforme con el género citado así como el
dispositivo correspondiente en el sentido de que sea posible una
variación sin pérdidas de tiempo del intervalo de intervención del
útil.
El problema se soluciona partiendo de un
procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1 en
combinación con las características de esta. Desde el punto de
vista del dispositivo se soluciona el problema como se indica en la
reivindicación 4. Las reivindicaciones subordinadas contienen
perfeccionamientos ventajosos del invento.
El invento abarca la doctrina de la técnica de
procedimientos de que para la variación del intervalo de
intervención del útil en la banda de material pasante se definan,
es decir, se preparen, en primer ligar varios intervalos de
intervención distintos por medio de las correspondientes velocidades
lineales del útil, al mismo tiempo, que después de la activación de
una variación, el cambio hacia otro intervalo de intervención
previamente definido se produzca durante el funcionamiento
exactamente en el momento en el que el útil se halla en posición de
intervención, de manera, que con la siguiente intervención del útil
en la banda de material se realice el nuevo intervalo de
intervención.
La ventaja del procedimiento según el invento
reside en especial en que con él no se produce un desperdicio de
banda de material correspondiente al intervalo de intervención
precedente ni al nuevo intervalo de intervención. Por ello, con el
procedimiento según el invento se puede realizar una variación sin
desperdicio del intervalo de intervención a plena velocidad de la
banda, sin que sea necesario desconectar la máquina. Esto se logra
con la preparación directa de datos de activación por vía
electrónica, siendo gobernada la propia variación sin desperdicio
de manera favorable en función de la situación de intervención del
útil en la banda de material. Esto se realiza aprovechando el
tiempo de la intervención del útil para aplicar electrónicamente un
nuevo intervalo de intervención. La marcha sincronizada es
mantenida todavía durante la intervención del útil, de manera, que
la nueva velocidad lineal del útil es activada inmediatamente
después.
La velocidad lineal del útil necesaria para ello
se determina con preferencia del tal modo, que como movimiento base
se ejecute una componente uniforme del movimiento para determinar el
intervalo de intervención a la que se superpone una componente de
compensación generadora de una aceleración o de un frenado para dar
lugar a una adaptación a la velocidad lineal sincronizada de la
banda de material durante la intervención del útil. Para obtener un
intervalo de intervención más corto del útil se puede prever en este
caso una componente de movimiento uniforme más rápida del cilindro
con relación a la velocidad de la banda de material, mientras que
para la obtención de un intervalo de intervención más largo del útil
se puede prever una componente relativamente ralentizada del
movimiento uniforme del cilindro.
El procedimiento descrito en lo que antecede se
realiza con un dispositivo, que comprende una unidad electrónica de
mando, que prepara para su solicitud las velocidades lineales
representativas de los distintos intervalo de intervención
deseados. La unidad de mando ejecuta, después de la activación de
una variación, el cambio a otro intervalo de intervención
previamente definido exactamente en el instante en el que el útil
esta en posición de intervención.
Para la medición de las velocidades de la banda
de material necesarias para ello se prevé un sensor, que, para la
excitación de los cilindros, determina los valores nominales
correspondientes basándose en el principio de un eje director real.
Además, también es posible utilizar datos de velocidad obtenidos con
el principio del eje director virtual. Estos valores nominales se
ponen ventajosamente a disposición de la unidad de regulación del
accionamiento de cada cilindro, con lo que el cilindro
correspondiente puede ser excitado de manera directa con regulación
de la posición.
También se puede prever una unidad de cálculo
separada - con preferencia un PC - conectada directamente con la
unidad de mando, que partiendo de diferentes intervalo de
intervención del útil deseados calcula correspondientemente las
velocidades lineales del útil diferentes a modo de levas. El
software utilizado para ello sirve con ello como útil generador de
levas. El movimiento rotativo constante del eje director virtual es
transformado en un movimiento rotativo en el tiempo deseado. En
cada revolución del cilindro existe en este caso una zona con
velocidad lineal constante, que, para la realización de una
intervención sincronizada en la banda de material, concuerda con la
velocidad de la banda. Por medio de la velocidad en la zona restante
se define el intervalo de intervención el útil en la banda de
material.
Por medio de otra medida, que mejora el
dispositivo según el invento, se almacenan los datos determinados
por el ordenador junto con los datos determinados a través de la
unidad de mando de un mecanismo virtual de eje director
directamente en la unidad de regulación del accionamiento asignada a
cada cilindro. La unidad de mando dispone con preferencia de una
entrada binaria, que sirve como variador. A través del variador
tiene lugar la variación simultánea entre los diferentes datos a
modo de levas almacenados en la unidad de regulación del
accionamiento con los datos del mecanismo del eje director
correspondiente. Con la variación simultánea se consigue, que se
conserve en cualquier caso la sincronización de la velocidad de la
banda con la velocidad lineal del útil.
Otras medidas, que mejoran el invento se exponen
en lo que sigue con detalle junto con la descripción de un ejemplo
de ejecución preferido del invento por medio del dibujo. En él
muestran:
La figura 1, una representación a modo de
esquema de bloques de un dispositivo según el invento construido a
modo de un cortador transversal de papel.
La figura 2, una representación del flujo de las
señales para la excitación de los cilindros rotativos.
Según la figura 1, la banda 1 de material
formada por papel es desarrollada con una velocidad constante de la
banda por un dispositivo 2 de desarrollo. Para obtener la velocidad
constante, derivada de un eje director virtual, de la banda 1 de
material se utiliza una unidad 3 de regulación del accionamiento. La
banda 1 de material llega, después del desarrollo, a la zona de dos
cilindros 4 y 5 dispuestos uno frente al otro. Los dos cilindros 4
y 5 están equipados cada uno con útiles 6 y 7 dispuestos en posición
no radial, construidos a modo de cuchillas para cortar la banda 1
de material en tramos definidos. Los tramos cortados son llevados
después a un dispositivo 8 colector, en el que tiene lugar un
almacenamiento intermedio. Un sensor 9 dispuesto en la zona de la
banda de material sirve para la medición de la velocidad de la banda
de material. La velocidad de la banda de material medida con el
sensor 9 se aplica al lado de entrada de una unidad 10 de mando. La
unidad 10 de mando calcula a partir de aquí valores nominales de
posición de un eje director virtual y los transmite a las unidades
11 y 12 de regulación del accionamiento conectadas en el lado de
salida y asignadas a cada cilindro 4 y 5. Por medio de una unidad
14 de cálculo conectada igualmente con la unidad 10 de mando se
generan, basándose en el principio de una tabla de levas, aquellos
datos, que son cargados por la unidad 10 de mando junto con los
datos del correspondiente mecanismo del eje director en las unidades
11 y 12 de regulación del accionamiento de los dos cilindros 4 y
5.
Por medio de un variador 13 asignado al lado de
entrada de la unidad 10 de mando se realiza con la unidad 10 de
mando el cambio del intervalo de intervención actual de los dos
útiles 6 y 7 a otro intervalo de intervención, en el momento en el
que el útil 6, 7 esta en posición de intervención.
De acuerdo con la figura 2, para la excitación
tiene lugar un procesamiento de señales de la posición del eje
director preestablecida en el lado de entrada así como del mecanismo
del eje director. La posición del eje director equivale a la
posición actual de los cilindros, que puede ser determinada por
ejemplo con un transmisor incremental y puesta a disposición de la
excitación. A través de los datos del mecanismo del eje director se
determina el intervalo de intervención deseado en forma de una
velocidad de rotación constante de los cilindros. Además, debido a
la posición inclinada de las cuchillas, es preciso tener en cuenta
un desplazamiento angular al principio para ajustar la zona de
corte deseada. Una tabla de levas determina después la curva
diferencial necesaria para la aceleración o el frenado de los
cilindros, de manera, que sea posible un movimiento de compensación
entre la velocidad lineal del útil, correspondiente a la velocidad
de la banda de material, durante la intervención y la velocidad
lineal, que define el intervalo de intervención, exteriormente a la
intervención del útil. Por medio de una variación de la amplitud de
la curva diferencial - comparable con la carrera de la leva - se
puede establecer el sincronismo con la velocidad de la banda de
material. Por medio de un multiplicador 1/pieza útil es posible una
adaptación desde el punto de vista de la técnica de mando de la
cantidad de útiles por cilindro.
El invento no está limitado al ejemplo de
ejecución indicado en lo que antecede. También cabe imaginar
variantes de él, que, sin embargo, penetran en el margen de
protección definido por las reivindicaciones. También cabe
imaginar, que el invento se utilice en un dispositivo de corte
transversal de papel conocido, que corte una banda de material
subdividida varias veces longitudinalmente con diferentes intervalos
de intervención, de manera, que en cada banda longitudinal se
produzcan simultáneamente distintos formatos de papel, siendo en
este caso variables con independencia entre sí los intervalos de
intervención durante el funcionamiento.
- 1
- Banda de material
- 2
- Dispositivo de desarrollo
- 3
- Unidad de regulación del accionamiento
- 4
- Cilindro
- 5
- Cilindro
- 6
- Útil
- 7
- Útil
- 8
- Unidad colectora
- 9
- Sensor
- 10
- Unidad de mando
- 11
- Unidad de regulación del accionamiento
- 12
- Unidad de regulación del accionamiento
- 13
- Variador
- 14
- Unidad de cálculo
Claims (10)
1. Procedimiento para la variación del intervalo
de intervención de un útil (6, 7), dispuesto en posición no radial
en al menos un cilindro (4, 5) rotativo asignado a él, en una banda
(1) de material pasante, que se desplaza en línea recta con
velocidad constante, al mismo tiempo, que, a modo de un mando con
levas, se sincroniza durante la duración de la intervención del
útil (6, 7) en la banda (1) de material la velocidad lineal del
útil (6, 7) con la velocidad de la banda (1) de material y que
durante la duración restante se determina el intervalo de
intervención por medio de una velocidad lineal incrementada o
reducida del cilindro (4, 5), caracterizado porque para la
variación del intervalo de intervención del útil (6, 7) en la banda
(1) de material se definen previamente de manera electrónica varios
intervalos de intervención, que pueden ser solicitados, por medio
de las velocidades lineales correspondientemente distintas del útil
(6,7), teniendo lugar, después de la activación del variador (13),
el cambio a otro intervalo de intervención previamente definido en
el instante en el que el útil (6, 7) se halla en la posición de
intervención, de manera, que con la intervención siguiente del útil
(6,7) en la banda de material (6, 7) se realice el intervalo de
intervención nuevo.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se determina la velocidad lineal del
útil (6, 7), porque como movimiento base se realiza una componente
de movimiento uniforme para la determinación del intervalo de
intervención, al que se superpone una componente de movimiento de
compensación, que da lugar a una aceleración o a un frenado, para
producir una adaptación a la velocidad lineal sincronizada de la
banda de material durante la intervención del útil (6, 7).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque para obtener un intervalo de
intervención más corto del útil (6, 7) se prevé una componente de
movimiento uniforme más rápida con relación a la velocidad de la
banda de material, mientras que para la obtención de un intervalo de
intervención más largo del útil (6, 7) se prevé una componente de
movimiento uniforme del cilindro (4, 5) relativamente
ralentizada.
4. Dispositivo para la variación del intervalo
de intervención de un útil (6, 7), dispuesto en posición no radial
en al menos un cilindro (4, 5) rotativo asignado a él, en una banda
(1) de material pasante, que se desplaza en línea recta con
velocidad constante, con una unidad (10) de mando, que, a modo de un
mando con levas, sincroniza durante la duración de la intervención
del útil (6, 7) en la banda (1) de material la velocidad lineal del
útil (6, 7) con la velocidad de la banda (1) de material y que
durante la duración restante se determina el intervalo de
intervención deseado por medio de una velocidad lineal incrementada
o reducida del cilindro (4, 5), caracterizado porque la
unidad (10) de mando prepara de manera, que pueden ser solicitados,
velocidades lineales, que representan distintos intervalos de
intervención deseados, al mismo tiempo, que, de acuerdo con la
unidad (10) de mando, se realiza, después de la activación de un
variador (13) el cambio a otro intervalo de intervención
previamente definido en el preciso instante en el que el útil (6, 7)
se halla en posición de intervención `para ejecutar con la
siguiente intervención del útil (6, 7) el nuevo intervalo de
intervención.
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque se prevé un sensor (9) para la medición
de la velocidad de la banda (1) de material, conectado a la unidad
(10) de mando en el lado de entrada, que calcula a partir de ella
los valores nominales necesarios para el principio de mando del eje
director real.
6. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque los datos de velocidad calculados
electrónicamente de la banda (1) de material se aplican al lado de
entrada de la unidad (10) de mando, que calcula a partir de ellos
los valores nominales necesarios para el principio de mando del eje
director virtual.
7. Dispositivo según la reivindicación 5 o 6,
caracterizado porque la unidad (10) de mando pone los valores
nominales calculados para el eje director de cada cilindro (4, 5) a
disposición de cada unidad (11, 12) de regulación del accionamiento
correspondiente, con los que el cilindro (4, 5) correspondiente
puede ser excitado con posición regulada.
8. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque se prevé una unidad (14) de cálculo
conectada con la unidad (10) de mando, que partiendo de los
distintos intervalos de intervención deseados del útil (6, 7)
calcula electrónicamente las correspondientes velocidades lineales a
modo de levas deseadas del útil (6, 7).
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque los datos calculados por la unidad (14)
de cálculo se almacenan junto con los datos calculados por medio de
la unidad (10) de mando de un mecanismo de eje director virtual
directamente en la unidad (11, 12) de regulación del accionamiento
asignada a cada cilindro (4, 5).
10. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque la unidad (10) de mando dispone a través
de una entrada binaria de un variador (13) con el que se producen
simultáneamente la variación entre varios datos a modo de levas
almacenados en la unidad (11, 12) de regulación del accionamiento y
los correspondientes datos del mecanismo del eje director.
Applications Claiming Priority (2)
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| DE10053247A DE10053247A1 (de) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Verfahren und Vorrichtung zum Umschalten des Eingriffsabstandes eines Werkzeuges in eine vorbeilaufende Materialbahn |
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