JP2020507483A - 予備切断装置の正しい動作をチェックする方法及び巻き返し機 - Google Patents

Abstract

紙材料のログを製造するためのプラントにおける予備切断装置（ＰＣ）の正しい動作をチェックするための方法であって、前記装置（ＰＣ）は、少なくとも１つのブレード（ＲＢ）の手段によって紙材料の帯上に一連の予備切断線を形成するための第２の要素または対向ブレード（ＦＢ）と相互作用する、少なくとも第１の回転要素または第１のローラ（ＲＳ）を備え、当該方法は、以下の操作工程を含む：前記第１の要素（ＲＳ）及び第２の要素（ＦＢ）の相対的な位置決め及び調整を伴う、予備切断装置（ＰＣ）の実現および組立工程；前記第１の要素と前記第２の要素との間の相互作用に関連して発せられる振動の測定による、予備切断装置（ＰＣ）の作動工程；前記装置（ＰＣ）の最適または基準動作構成に対応する前記振動測定に関連する少なくとも１つの値または１組の値の記憶工程；前記プラントの動作中に、前記第１の要素（ＲＳ）と第２の要素（ＦＢ）との間の相互作用によって放出される振動の値を測定し、基準動作構成に関連する前記値または１組の値と比較し、検出値と基準値または１組の基準値との間に非対応がある場合に信号を放出する工程。【選択図】図４

Description

本発明は紙材料から成るログを製造するための巻き返し機の技術分野に関し、特に、予備切断線の正しい実施をチェックするための方法及び装置に関する。

例えばトイレットペーパーのロールまたは台所用紙のロールが得られる紙材料のログの製造は、それを分離可能なシートに分割する予備切断線を形成するためのウェブの横方向の予備切断を含む、ログの形成に進む前に様々な操作が行われる所定の経路に沿って、１つ以上の重ねられた紙プライによって形成される紙ウェブを供給することを含むことが知られている。

また、ログの製造は、一般に「コア」と呼ばれる厚紙チューブの使用を含んでいるが、一般に「巻き返し機」と呼ばれるログを製造する装置にこのコアが導入されるときに、コア上に紙ウェブを接合できるように、所定量の接着剤がコアの面上に分配される。

コアがその凹形状のために「クレードル」として一般に知られている端部セクションを含む対応する経路に沿って通過するとき、コア上に接着剤が分配される。このログの形成には、さらにクレードルの下流における巻取ローラの使用を含み、この巻取ローラは、それぞれのコアをその縦軸の周りで回転させ、それによって、同じコア上でのウェブの巻取りを決定する。

このプロセスは所定数のシートがコア上に巻かれたときに終了するが、この時に、このようにして形成されたロールの下にあるシート上への最後のシートのフラップが接着される（いわゆる「閉鎖フラップ」操作）。この時点で、ログは巻き返し機から降ろされ、切断機に搬送され、切断機はログを所定の長さのロールに分割する。

紙材料のウェブはコアに巻き取られる前に、予備切断ユニットの作用を受け、すなわち、ウェブ上に、いわゆる「引き裂き」に対応する一連の平行な切り込み線を生成する装置の作用を受け、完成製品上に、シートの分離を可能にする一連の平行な切り込み線の形成を決定する。

巻き返し機を供給する紙ウェブ上での予備切断線の実施のために、同じウェブが、複数の半径方向に突出するブレードを備えたローラと対応する対向ブレードとの間を通される。予備切断線の正確な実行は、ローラのブレードと対向ブレードとの正確な干渉が存在することを意味する。

予備切断線の実行に関連する可能性のある欠点は、１つ以上のブレードの摩耗、ならびに予備切断要素間の不整合、またはローラと対向ブレードとの間の不整合及び／又は不正確な間隔形成に関連するものである。

実際、ブレードは摩耗しやすく、各ブレードは同じローラの他のブレードに対して異なる程度まで摩耗することがあり、したがって、予備切断要素間の不正確な相互作用を引き起こすことがあり、前記不正確な相互作用は様々な理由のために、機械の組立て中に設定された最適な予備切断構成の可能な変化によっても決定される可能性がある。その結果、完成した製品は不正確な、またはいずれにしても不適切に実行された予備切断線からなる欠陥を示すことがあり、これは個々のシートの引き裂き分離においてより大きな困難を伴う。

摩耗または予備切断要素の位置決めにおけるわずかな変動でさえも、高レベルの生産の実現のためだけでなく、通常の生産品質基準を達成するためにも、受け入れられない影響を引き起こす可能性がある。

本発明の主な目的は、前述の欠点を除去するか、またはいずれにしても劇的に低減することである。

この効果は、本発明によれば、独立クレームに示された特徴を有する作動法及び装置によって達成された。他の特徴は、従属クレームの主題である。

本発明によれば、回転ブレードの作動状態を検査し、あらかじめ設定された規格に関するあらゆる異常を自動的に知らせることができ、検出された異常が生成されるログに欠陥を引き起こす前に、オペレータまたは自動調整装置が、予備切断ユニットに介入することを可能にする。

さらに、本発明を実施するために使用される制御装置は、提供される利点に関連して、簡単で経済的な回路構成の手段によって達成することができる。本発明の別の利点は、ブレード相互作用の一定の制御および結果としての実質的に連続的な調整に関し、これによりブレードの異常な摩耗が実質的に回避されるので、より長い持続時間が決定される。換言すれば、異常の信号は、予備切断ユニットから出てくるウェブによって提示される欠陥の「下流」検出によってもはや決定されず、機械の損傷及び／又は質的に不適切な製品の製造につながり得るほとんど絶対的な不正確な動作条件を除いて、ブレードの実際の状態のリアルタイム制御に基づくものである。

さらなる利点は、本発明の操作方法および装置の目的が既存のプラントに対して構造的および機能的に過度に関連した改変なしに、同一のプラントに適用され得ることである。
本発明のこれらの及びさらなる利点および特徴は以下の記載および添付の図面を参照すれば、当業者によって、よりよく理解されるのであろうが、これらは例示として提供されるもので、限定的な意味で考慮されるべきではない。

本発明による制御装置の可能な実施形態を備えた予備切断ユニットを概略的に示す図面であり、ここでは、構成要素が縮尺通りではなく、概略的にのみ、またはブロックと共に示されている。 対向ブレードロールに対する予備切断ユニットの詳細の部分的概略図である。 本発明による予備切断ユニットの可能な実施形態における切断ローラおよび対向ブレードの可能な実施形態を示す概略図である。 本発明による予備切断ユニットの可能な実施形態における切断ローラおよび対向ブレードの可能な実施形態を概略的に示す部分拡大図である。

本質的な構成に鑑みかつ添付の例示的な図面に関連して、本実施形態による制御装置は、既知の種類の巻き返し機に配置することができる。

特に、制御装置は予備切断ユニット（ＰＣ）に配置されかつ作用するもので、当該予備切断ユニットは、従来、コアの周りに巻き取られるウェブ（Ｗ）を供給するリールの巻き出しステーション（ＲＷ）の下流に配置されて、ログを形成しかつコアの周りにコアを巻き取る手段（ＦＬ）の上流を形成する。

簡単にするために、図１のダイヤグラムでは巻出しステーションは２つの対向するローラ（ＲＷ）によって示され、ウェブ（Ｗ）は実線によって示され、巻取手段は前進方向が矢印（Ａ）によって示されるウェブ（Ｗ）がたどる経路に沿って、予備切断ユニット（ＰＣ）の下流に配置されたブロック（ＦＬ）によって示される。

前記予備切断ユニット（ＰＣ）は、相対軸（Ｘ）の周りを所定の速度で回転するローラ（ＲＳ）を備え、かつその外面から半径方向に突出する複数のブレード（ＲＢ）を有する。当該ブレード（ＲＢ）は、例えば、ローラ（ＲＳ）の一方の基部から他方の基部に延びる螺旋形状のブレードであってもよく、図３及び図４に概略的に示すように、互いに所定の値だけ離間されている。

添付の図面に示される実施の形態によれば、前記予備切断ユニット（ＰＣ）は支持され、かつ相対的支持体（２）から突出し、そしてローラ（ＲＳ）に向かって配向された対向ブレード（ＦＢ）をさらに備える。図２、図３及び図４に示す対向ブレード（ＦＢ）は、例えば、摩耗による交換中に、異なる時間に使用することができる複数の対向ブレードを備えたタイプのものである。当該ローラ（ＲＳ）および対向ブレード（ＦＢ）は図１の矢印「Ａ」によって示されるように、ユニット（ＰＣ）を通過する紙ウェブ（Ｗ）のための通路を画定する。予備切断段階の間、ローラ（ＲＳ）のブレード（ＲＢ）は、ウェブ（Ｗ）がブレードと対向ブレードとの間を通過する間に対向ブレード（ＦＢ）と干渉する。この干渉は従来の予備切断ユニットにおけるように、ユニット（ＰＣ）を通過する同じウェブの方向（Ａ）に対して横方向に、ウェブ（Ｗ）上に予備切断線の形成を引き起こす。

前記予備切断ユニット（ＰＣ）は巻き返し機の側面によって、すなわち、ローラ（ＲＳ）のシャフトおよび対向ブレード（ＦＢ）が支持される横方向支持体（巻き返し機の側面によって形成されてもよく、または他の好適な支持体であってもよい）によって支持される。したがって、前記横方向支持体は、予備切断ユニット（ＰＣ）のための支持構造を構成する。

ローラ（ＲＳ）のそれぞれのブレード（ＲＢ）と対向ブレード（ＦＢ）との間の干渉は予備切断ユニット（ＰＣ）の支持体に沿って伝播する振動を生成し、振動自身をアナログ電気信号に変換するように適合された感知装置（ＡＣ）によって検出され、このアナログ電気信号はＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換され、そしてプログラマブル処理ユニット（ＰＵ）に送信され、当該プログラマブル処理ユニット（ＰＵ）はこのように受信された信号の振幅を当該同一のプログラマブル処理ユニット（ＰＵ）のメモリ（ＭＳ）内に貯蔵された基準値と比較する。

一般に、前記ユニット（ＰＵ）は、受信信号の振幅が所定の基準値よりも小さいか又は大きい場合に警報信号を発する。例えば、以下の説明でより良く説明されるように、受信信号の振幅は所定の基準値よりも低く、前記ユニット（ＰＵ）は、この状態を、例えば、ブレードの過度の摩耗に起因し得るブレードと対向ブレードとの間の不十分な干渉に帰することができる。

一方、受信信号の振幅が所定の基準値よりも大きい場合、前記ユニット（ＰＵ）はこの状態を、ブレードと対向ブレードとの間の過度の干渉に帰することができ、この過度の干渉とは、例えば、ローラ上へのブレードの正しくない取り付けまたはブレードの幾何学的欠陥に起因する可能性がある。

感知装置（ＡＣ）は、ＳＫＦ ＣＭＳＳ２２００タイプの加速度計を含むことができる。しかし、振動を検出し、検出された振動に応じたシグナルを発することができる別の種類のセンサ手段（１つ以上の感知デバイスからなる）を設けることもできる。

一般に、ローラ（ＲＳ）と（ＦＢ）との間の相互作用によって発せられる振動を、例えば、対応する加速度を受ける質量の慣性を検出し、前記質量の変位を処理ユニット（ＰＵ）によって使用可能な電気信号に変換することによって検出することができる装置を使用することができる。換言すれば、ローラと対向ブレードとの間の相互作用に由来する振動を電気信号に変換することができる任意のセンサを使用することができる。

さらに、エンコーダ（ＥＮ）をローラ（ＲＳ）の軸および処理ユニット（ＰＵ）に接続することにより、どのブレード（ＲＢ）が異常振動を発生しているかを識別することもできる。実際、この接続を実現することによって、前記処理ユニット（ＰＵ）は、検出装置（ＡＣ）から来る信号と、エンコーダ（ＥＮ）から来るローラ（ＲＳ）の、したがってブレード（ＲＢ）の位置信号との両方を受信する。

表１及び表２は、ローラ（ＲＢ）と対向ブレード（ＦＢ）の干渉により発生する振動を実験的に測定することによって得られたデータを示す。特に、これらの表はブレード振動数（ｆ＿ブレード）および最初の４つの左側バンド（-１から-４までの値）に対応するピークを示し、紙を使用せずに行われた予備測定（表１）および紙を使用して行われた予備測定（表２）からそれぞれ得られた対応するスペクトル値からそれらを導き出す。

予備測定は、いわゆる基準値、すなわち、機械を動作させる前に行われる測定を定義するために、動作条件下において機械上で実行される測定である。この予備測定は、少なくとも正しい構成、及び、例えば、ローラと対向ブレードとの間の非整列、ローラと対向ブレードとの間の不正確な距離などに起因し得る一連の不正確な構成に対応する所定の動作条件において、どの値がセンサによって感知されるかを確立するためのものである。特に、下記の表に提示された例を参照して、以下の構成、すなわち、正しい値又は基準値、過度の干渉、不十分な干渉、サービス側でのローラ傾斜、操作者側でのローラ傾斜、およびブレードのない干渉について、値が評価された。各表の上部は測定された値を提示し、一方、表の下部は、基準値に対する百分率での値を提示する。

実際には、センサ手段によって検出された（そして好ましくは適切に変換された）信号が、装置の正しい値への再位置決めを自動的に可能にすることができる一種の異常マップを定義するために使用される。

ユニット（ＰＵ）が発することができる（振幅値またはそれから導出されるかまたはそれに関連する値に基づく）任意のアラームは、検出された異常のタイプに従って有利に区別されることができる。これらのアラームは、音響アラームおよび発光アラームの両方であってもよく、テキストメッセージの発信、またはユニット（ＰＵ）に接続されたディスプレイ（Ｄ）上の特定のグラフィックシンボルの生成を含むことができる。

本発明の動作方法の目的は、メモリ（ＭＳ）に（例えば、１つ以上のファイルに）格納され、予備切断ユニット（ＰＣ）要素の正しい位置をチェックするために処理ユニット（ＰＵ）によって使用される基準値を設定するステップを提供する。

特に、センサ手段は、好都合な位置で予備切断ステーションに配置された複数の振動検出器を含むことができる。例えば、それらは、ローラ（ＲＳ）および（ＦＢ）に対して横向きに、または中間点で、予備切断ステーションの壁に固定することができる。

実際には、プラントと予備切断ステーション（ＰＣ）との組立て後、「通常の」条件下で、すなわち、例えば、ローラ間を通過し、予備切断を受ける紙ウェブ（Ｗ）なしで、または（好ましくは排他的ではないが）当該紙ウェブを用いて、ローラを相互作用させることによって、振動値を測定するために当該プラントが始動する。

検出された振動は、ローラの相互作用によって生じる接触（または衝突）によるものである。測定値は処理ユニット（ＰＵ）によって直接使用することができ、または、上記の表のように、例えば、相対高調波を使用して変換することができる。例えば、基準値は提供される値のスペクトルを可能な限り完全なものにするように、連続する高調波に対するいくつかのグラフの合計を含むことができる。

実際には、本発明の方法および装置は、検出された振動から直接的に、または適切な変換によって得ることができる振動の一種の「指紋」を提供し、そしてその「指紋」は、機械の製造段階中のその後の比較のために記憶される。予備切断要素を始動させかつ基準値を設定した後、装置は製造モードで作動され、そして検知手段が作動されて、加工ユニットに関連データを提供する。

有利には、予備計測中に基準値を提供するために使用される前記検知手段が装置の正しい動作を監視するためにも使用される。このように、検知は可能な限り正確である。何故ならば、予備計測に使用される手段は、製造モードを監視するために使用される手段に対応するものであるからである。

不正確な測定であるが、とにかく、最適ではない機能に対応するが補正され得る「標準」値の範囲に含まれる測定の場合、標準基準値の検出に達するまで、予備切断部材（ＰＣ）の再配置を自動的にさえ決定し得る警報信号をユニット（ＰＵ）は発する。

反対に、この範囲に含まれない検出の間、ユニット（ＰＵ）は警報信号を発し、この警報信号は値が予め設定された閾値を超えた場合に、自動的であっても、予備切断部材（ＰＣ）の停止を決定することができる。

図面では、予備切断ユニット（ＰＣ）の自動的な再位置決めを可能にする手段は、対抗ブレード（ＦＢ）に作用するモータ手段（３）として示されており、そして、例えば、二重矢印（Ｆ）に従って、それを双方向に移動させる傾向がある。実験的試験は、この要素（ＦＢ）を移動させることがより効果的であり得ることを示している。図面において、上記要素（ＦＢ）は、対応するガイド要素に沿って２つの可動ブラケット（３１）によって支持されるように概略的に示されるか、または好ましくは、カム手段によって支持されて、前記ブレード支持ローラの位置決めをより効果的に調節することを可能にする。

特に、図面に示された非限定的な例に関して、予備切断要素の再位置決めは、図面において（３０Ａ）及び（３０Ｂ）によって示された２つの対向する面に作用するブレード支持ローラ（ＦＢ）の位置決め手段に制御信号を送ることによって行うことができる。換言すれば、制御ユニット（ＰＵ）は、このローラの位置決め／配向に向けられたモータ手段を駆動することができる。

図１のダイヤグラムにおいて、制御ユニット（ＰＵ）は、また巻き出しステーション（ＲＷ）と、下流に配置された巻取手段（ＦＬ）とに接続されている。このことは、予備切断ローラを再配置することによって修正することができない故障が検知された場合に、制御装置が予備切断ユニットの上流及び下流の両方で巻き返し機の動作を止めることができることを意味する。

言い換えれば、監視装置は、例えば、２つのローラの離間又はそれらの不正確な間隔のようなある種の異常を自動的に改善する可能性を有しており、一方、ローラを位置決めするための手段（３）の作用によって補正することができない異常（例えば、ブレードの破損又は過剰な消耗）の発生は、予備切断手段及び巻き返し機の他の構成要素の両方に停止シグナルを送ることができる。

実際には、実行の詳細が採用される解決策の概念の範囲から逸脱することなく、したがって、本特許によって与えられる保護の範囲内に留まることなく、記載され図示された個々の要素に関して、任意の同等の方法で変更することができる。

Claims (12)

1. 紙材料のログを製造するためのプラントにおける予備切断装置（ＰＣ）の正しい動作をチェックするための方法であって、
   前記装置（ＰＣ）は、少なくとも１つのブレード（ＲＢ）によって、紙材料の帯上に一連の予備切断線を形成するための第２の要素または対向ブレード（ＦＢ）と相互作用する、少なくとも第１の回転要素または第１のローラ（ＲＳ）を備え、
   前記方法は、以下の操作工程を含むことを特徴とする方法。
   −前記第１の要素（ＲＳ）及び第２の要素（ＦＢ）の相対的な位置決め及び調整を伴う、前記予備切断装置（ＰＣ）の実現および組立工程；
   −前記装置の動作使用に先行する試験工程の間に、前記第１の要素と前記第２の要素との間の相互作用に関連して発せられる振動の測定による、前記予備切断装置（ＰＣ）の作動工程；
   −前記装置（ＰＣ）の最適または基準動作構成に対応する前記振動の測定に関連する少なくとも１つの値または１組の値の記憶工程、ここで前記記憶工程は前記試験工程中に実行される；
   −前記プラントの動作中に、前記第１の要素（ＲＳ）と第２の要素（ＦＢ）との間の相互作用によって放出される前記振動の値を測定し、前記基準動作構成に関連する前記値または１組の値と比較し、検出値と基準値または１組の基準値との間に非対応がある場合に信号を放出する工程。
2. 前記１組の値は基準値の範囲を構成し、前記比較は、前記値がこの範囲内にあるかどうかを決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記検出値と基準値または１組の基準値との間に非対応がある場合に放出される信号が、前記第１の要素（ＲＳ）および第２の要素（ＦＢ）のうちの一方の位置を調節するための自動手段（３）に送られ、互いに関連する前記２つの要素のうちの一方の間隔及び／又は傾きを変化させるように適合されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記第１の要素（ＲＳ）および第２の要素（ＦＢ）の調節が、前記要素の長手方向の展開に対して対向する側に配置及び／又は作用する少なくとも２つの位置決め手段によって実行されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記基準値または１組の基準値の決定は、前記第１の要素（ＲＳ）と第２の要素（ＦＢ）との間に紙材料の帯を通過させること及び関連する振動の値を測定することによって行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記検出された振動の値が、時刻または関連する変換の機能の形式で使用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記第１の回転要素または第１のローラ（ＲＳ）の動作は複数のブレード（ＲＢ）によって実行され、
   前記複数のブレードの１つのブレード（ＲＢ）に対して実行された測定を相関させるために、前記ローラの位置の信号を提供することができる手段（ＥＮ）によって前記第１の要素の位置を検知することを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記基準値を規定するために使用される手段（ＡＣ）が、前記装置の動作中に使用されるものと同じであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記予備切断装置（ＰＣ）の動作が、巻き出しステーション（ＲＷ）の下流および巻取手段（ＦＬ）の上流で実現され、
   前記巻き出しステーション（ＲＷ）及び／又は前記巻取手段（ＦＬ）を、検出値が閾値を超えたときに停止することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 所定の供給経路に沿って１つ以上の重ね合わされたウェブによって形成された紙ウェブ（Ｗ）を供給するための手段（ＲＷ）と、
    前記供給経路に沿って配置され、通過するテープ（Ｗ）上に一連の横断予備切断線を生成するように適合された予備切断ユニット（ＰＣ）と、
    前記予備切断ユニット（ＰＣ）の下流に配置され、巻取ステーションにおいて予め固定された長さを有するログまたはロールの形態で紙ウェブ（Ｗ）を巻取るための巻取手段（ＦＬ）と、
    前記巻取ステーションからログを排出するための手段と、
    を含む、紙材料のログを製造するための巻き返し機であって、
    前記予備切断ユニット（ＰＣ）は、対向ブレード（ＦＢ）と干渉することによってテープ（Ｗ）上に前記予備切断線（ＰＬ）を生成する所定数のブレード（ＲＢ）を含んでおり、
    前記巻き返し機が、
    前記予備切断線の製造段階における前記ブレード（ＲＢ）と対向ブレード（ＦＢ）との間の干渉によって発生する振動を検知しかつ当該振動を表す電気信号を生成するように設けられた検知装置（ＡＣ）と；
    当該検出装置（ＡＣ）によって生成された信号を受信し、試験工程中に取得された基準値と前記検出された信号の値とを比較し、前記検出された値の１つが前記基準値によって定められた間隔外にある場合に警報信号を発するための予備切断装置を含むプログラマブル処理ユニット（ＰＵ）と
    を含むことを特徴とする巻き返し機。
11. 前記プログラマブル処理ユニット（ＰＵ）は、前記対向ブレード（ＦＢ）の支持ローラおよび／または前記所定数のブレード（ＲＢ）の位置決め手段（３）に接続され、前記検知装置（ＡＣ）によって実行される検知に応じてその位置決めを自動的に調整することを特徴とする請求項１０に記載の紙材料のログを製造するための巻き返し機。
12. 前記プログラマブル処理ユニット（ＰＵ）は、前記検知装置（ＡＣ）によって実行される検知に応じて動作を停止させるように、紙ウェブ（Ｗ）を供給する前記手段（ＲＷ）及び前記巻取手段（ＦＬ）に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の紙材料のログを製造するための巻き返し機。

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