(57)【要約】【課題】信頼性が高く、実用的で、安価で、作製容易な織布材料のログ用の切断機の切断刃の制御装置を提供すること。切断刃の状態が動作不能になった場合に機械を停止させるように、切断刃の状態を連続的に検出することを可能にする、織布材料のログ用の切断機の切断刃を制御する方法を提供すること。【解決手段】特に織布材料のログ用の切断機の切断刃の制御装置は、切断刃の変形量が所定の変形量に達した場合、切断刃の動作を中断し、切断刃の変形量が別の所定の変形量よりも小さい場合、切断刃の動作を再開させる。本制御装置は、切断刃の少なくとも一部の変形量を測定する測定器と、測定された変形量をオペレータにより設定された少なくとも１つの所定の変形量と比較する、少なくとも１つのコンパレータと、コンパレータから受け取った信号に従って、機械のモータの始動および／または停止を制御する制御信号を当該モータに送るアクチュエータとを含む。【選択図】図１
2006007415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に織布材料のログ用の切断機の、モータ駆動可動な切断刃の制御装置であって、
前記切断刃の少なくとも一部の変形量を測定することができる測定器と、
前記測定器により測定された前記変形量を、オペレータにより設定された少なくとも１つの変形量閾値と比較する比較器と、
前記比較器から受け取った信号に従って、前記モータを始動および／または停止させる制御信号を前記モータに送るアクチュエータと
を備えることを特徴とする切断刃の制御装置。
【請求項２】
前記測定器は、前記切断刃の横方向の変形量を検出することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記測定器は、前記切断刃の一部までの距離を測定することができる少なくとも１つの距離センサを含むことを特徴とする請求項１に記載の切断刃の制御装置。
【請求項４】
前記測定器は、少なくとも１つのレーザプローブを含むことを特徴とする請求項３に記載の切断刃の制御装置。
【請求項５】
前記切断刃の研磨のための砥石盤アセンブリを含み、前記測定器は、前記砥石盤アセンブリに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の切断刃の制御装置。
【請求項６】
前記砥石盤アセンブリは、前記切断刃の直径を減少させる該切断刃の磨耗に従って移動する移動支持体を含み、前記測定器は、前記移動支持体に取り付けられることを特徴とする、請求項５に記載の切断刃の制御装置。
【請求項７】
前記測定器は、前記移動支持体の前記切断刃の周縁領域の変形量を測定する位置に取り付けられることを特徴とする、請求項６に記載の切断刃の制御装置。
【請求項８】
前記オペレータにより設定される前記少なくとも１つの変形量閾値は、その変形量閾値を超えると前記切断刃が損傷を受ける可能性がある最大変形量閾値と、前記切断刃が損傷を受ける可能性がない最小変形量閾値であることを特徴とする、請求項１に記載の切断刃の制御装置。
【請求項９】
前記比較器は、
前記測定器により測定された前記変形量を示す電圧信号を、前記設定された最大変形量閾値を示す最大閾値電圧信号と比較する第１のコンパレータと、
前記測定された変形量を示す前記電圧信号を、前記設定された最小変形量閾値を示す最小閾値電圧信号と比較する第２のコンパレータと
を備えることを特徴とする請求項８に記載の切断刃の制御装置。
【請求項１０】
換気空気および／または圧縮空気および／または冷却空気および／または潤滑油を含む空気を前記切断刃に吹き付けることができる、切断刃のための冷却装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の切断刃の制御装置。
【請求項１１】
特に織布材料のログ用の切断機の、モータ駆動可動な切断刃を制御する方法であって、
前記切断刃の少なくとも１つの変形量閾値を設定するステップと、
前記切断刃の少なくとも一部の変形量を測定するステップと、
測定された変形量を前記少なくとも１つの変形量閾値と比較するステップと、
比較結果に従って、前記切断機の前記モータに送るべき、該モータの停止または再始動を命令する少なくとも１つの制御信号を生成するステップと
を含むことを特徴とする、切断刃の制御方法。
【請求項１２】
前記切断刃の少なくとも１つの変形量閾値を設定するステップは、その変形量閾値を超えると前記切断刃が損傷を受ける可能性がある最大変形量閾値と、前記切断刃が損傷を受ける可能性がない最小変形量閾値とを事前に設定するステップであることを特徴とする請求項１１に記載の切断刃の制御方法。
【請求項１３】
前記比較するステップは、前記測定された変形量を、前記最大変形量閾値または前記最小変形量閾値と比較することによって実行され、
前記測定された変形量が前記最大変形量閾値よりも大きい場合は、前記モータを停止させる制御信号を生成し、
前記測定された変形量が前記最小変形量閾値よりも小さい場合は、前記モータを始動させる制御信号を生成することを特徴とする請求項１２に記載の切断刃の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に織布材料のログを切断する切断機のための切断刃の制御装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙、ティッシュペーパー、不織布、プラスチック材料等のような織布材料のロールを作製する際には、ログ（log; 丸太ないし丸太状のもの）またはバトン（baton; 長い棒状のもの）を最初に作製し、その後、所望の長さのロールに切断しなければならない。この目的のために、切断すべきログに向かって周期的に下降する１つまたは複数の切断円盤または回転帯鋸を有する、ログ鋸と呼ばれる場合がある専用の切断機を利用する。切断刃は、切断すべきログに向かって移動し、切断すべきログは、アイドラホイールの周りに延びるチェーンによって駆動されるコンベヤ上で搬送される。
【０００３】
丸鋸切断機または帯鋸切断機において、生産速度を激減させることさえある問題は、切断刃の過熱およびその結果生じる変形である。切断刃は、ログの切断を行うために、切断中に高速で回転しなければならないため、刃の表面と切断すべきログの表面との間に大きな摩擦が生じ、それにより刃の過剰過熱が引き起こされる。材料および切断円盤の形状によって異なる閾値温度に達すると、円盤の緩みおよび熱膨張が起こり、円盤が変形する。この変形は、切断円盤の表面が所望の平坦度を有するように製造中に切断円盤に誘導された残留張力により生じる。
【０００４】
その結果、刃の変形量閾値に達すると、刃を冷却するためにログの切断を中断しなければならず、中断しなければ過度に熱い刃がさらに変形して、損傷を受け、破断さえする可能性がある。刃を冷却させるための機械のアイドル時間は、オペレータの専門的技量に基づいて、完全に経験的に計算される。したがって、刃の損傷を避けるために、広い安全限界内で機械を停止させる傾向があるため、生産量が大幅に低下する。
【０００５】
従来技術による切断機は、例えば、一定回数の連続的な切断を行い、次に所定時間の間機械を停止させて、刃を冷却させるようにプログラムすることができる。上述のように、連続切断数およびアイドル時間は、切断すべき製品のタイプに応じて、オペレータにより経験的に決定される。さらに、同じ製品を扱っている場合でも、紙の秤量のばらつきにより密度が異なったログを切断する場合がある。その結果、ログを構成する織布材料の密度に応じて決まる、刃が過剰に過熱される瞬間を予測することは容易ではない。
【０００６】
これらの欠点の少なくとも一部を克服するために、本出願人等は、イタリア特許第１．３１８．０３０号に記載されているように、温度センサを用いた切断刃の温度の連続制御を図った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、刃の鋼製円盤は潤滑剤で汚れており、その表面上には例えばテフロン（登録商標）のコーティングが施してあることが多く、光沢のある刃の移動表面は、或るタイプの温度センサにより発せられる信号を正確に反射しないため、温度はセンサでの測定が容易なパラメータではない。さらに、それを超えると刃の正しい動作が保証されなくなる閾値温度は、刃を形成するのに用いられる材料のタイプと、当該刃の品質とに応じて変わるため、正確な計算が困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、信頼性が高く、実用的であり、安価であり、かつ作製しやすい、織布材料のログ用の切断機の切断刃の制御装置を提供することにより、従来技術の欠点をなくすことである。
【０００９】
本発明の別の目的は、切断刃の状態が動作不能になった場合に機械を停止させるように、切断刃の状態を連続的に検出することを可能にする、織布材料のログ用の切断機の切断刃を制御する方法を提供することである。
【００１０】
本発明による切断機の円盤切断刃の制御装置は、変形量測定手段による切断刃の変形量の連続的な測定を可能にする。それを超えると刃が損傷を受ける可能性がある最大変形量閾値と、損傷の危険性が全くない円盤の動作が示される最小変形量閾値とが設定される。
【００１１】
作業サイクル中、変形量測定手段により測定される刃の変形量は、最大変形量閾値と比較される。測定された変形量が最大変形量閾値を超えている場合、ログに向かう刃の移動の停止を命令する制御信号が送られることにより、機械の作業サイクルを停止させる一方で、刃に回転移動を伝えるモータ（motorization）は使用可能状態に保つ。このように、刃は、機械の停止期間中に使用不可能状態である場合は冷却され、次に、変形量が変形量閾値未満の値に留まる初期状態に戻る。
【００１２】
この休止期間の間、変形量測定手段により測定される回転中の刃の変形量は、設定されている最小変形量閾値と比較される。測定された変形量が最小変形量閾値未満である場合、機械の汎用モータの再始動を命令する制御信号が送られることにより、機械の作業サイクルが再開される。
【００１３】
この変形量制御システムは、換気および／または圧縮および／または冷却および／または潤滑油を含む空気を切断刃に吹き付けて、刃の冷却時間を短縮し、刃を初期の変形量に戻し、その結果として機械のアイドル時間を短縮する、冷却システムと組み合わせることが可能である。
【００１４】
本発明によるシステムの利点は明らかである。実際には、刃の変形量を制御するこのシステムを用いると、刃の冷却に必要な機械のアイドル時間を最短にすることができる。機械のアイドル時間は、オペレータの技能に全く依存する必要なく、本発明によるシステムによって自動的に計算される。
【００１５】
本発明のさらなる特徴は、添付図面に示す、単なる例示であり、したがって非限定的な本発明の実施形態を参照して、以下に続く詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を用いて、織布材料のログを切断する切断機の切断刃に適用される、本発明による切断刃の制御装置及び方法の一実施形態を説明する。本明細書では円盤刃に特に言及しているが、この切断刃の制御装置は、織布材料のログ用の切断機の帯鋸にも適用可能であることが理解される。
【００１７】
図１および図２を参照すると、円盤形の切断刃１が示されている。刃１は、刃１と同じ軸Ｘ上に配置される２つの円盤形のシェルハーフにより形成される支持体２（図２）に取り付けられる。支持体２は、刃１をその軸Ｘを中心に回転させるように、刃保持アーム３に回転可能に取り付けられる。
【００１８】
刃保持アーム３は、機械のタイプに従って、ほぼ楕円形または円形の運動を行い、ログが供給される切断領域に対して刃１を出し入れすることにより、ログを所望の長さのロールに切断できるようにする。
【００１９】
刃保持アーム３には、刃１を研磨する砥石盤アセンブリ４が取り付けられる。砥石盤アセンブリ４は、刃１の刃先に接触するようにわずかに傾斜して配置される、ほぼ円盤形の研磨砥石盤５を有する。
【００２０】
砥石盤５は、ほぼＬ字形の断面を有する移動支持体６に支持される（図１）。刃保持アーム３には、刃１に対して半径方向に配置されるロッドの形状のガイド７と、ガイド７と平行に配置されるねじ８とが取り付けられる。ガイド７およびねじ８は、移動支持体６に形成される穴９およびねじ穴１０にそれぞれ係合する。このようにすると、ねじ８を回転させることにより、移動支持体６はガイド７に沿って摺動することができる。ガイド７の端部には、移動支持体６が飛び出るのを防止するために、停止部１１および１２が配置される。
【００２１】
それ自体が当該技術分野で既知の測定手段（図示せず）が、刃１の磨耗、すなわち刃１の半径の減少を測定するために設けられる。刃１の半径の上記測定された値に基づいて、制御信号がねじ８に送られ、続いてねじ８が移動支持体６を移動させて、砥石盤５が刃１の刃先に常に接するようにする。したがって、砥石盤アセンブリ４の移動は、刃１の半径の減少に従う。
【００２２】
図１には、例として、刃１が最大半径を有し、移動支持体６がストローク上端点にあり、砥石盤５が刃１の刃先に接している状況が示されている。
【００２３】
さらに、図１には、切断刃１が、刃１の直径の約半分の直径を有する切断刃１’（細い点線で示す）になる地点まで磨耗している状況が示される。この状況では、砥石盤アセンブリ４の移動支持体６（細い点線で示す）がストローク下端点にあり、砥石盤５が刃１’の刃先に依然として接している。
【００２４】
本発明によれば、移動支持体６には、砥石盤５よりもわずかに下の位置に変形量測定器１５が取り付けられる。このように、変形量測定器１５は、切断刃１の周縁領域の、砥石盤５の方向にある刃先のわずかに内側に向けられる。変形量測定器１５は、移動支持体６に取り付けられており、刃１の同じ周縁領域の変形量を常に検出する。実際には、上述のように、移動支持体６は、刃１の磨耗による刃１の直径の減少に従う。
【００２５】
変形量測定器１５は、例えば、刃の表面の平坦度の変化、すなわち、刃１の横方向変形量（捩れ）を測定することができる装置であってもよい。この目的のために、変形量測定器１５は、例えば、刃の平坦度の変化の指標を得るために、刃１の外側面までの距離を測定することができる距離センサであってもよい。
【００２６】
距離センサは、ミクロン単位の分解能を有し、ミリ秒単位の読み取りサンプリングを行うことができる。この目的のために、光受信機／検出器に接続されたレーザ送信機／エミッタが設けられたレーザプローブを用いることができる。
【００２７】
さらに、刃１の変形量制御装置を刃の冷却装置（図４参照）と組み合わせてもよい。この刃の冷却装置は、換気空気および／または圧縮空気および／または冷却空気および／または潤滑油を含む空気のジェットを切断刃に吹き付けて、その温度を低下させる、エアリングシステムを提供する。
【００２８】
図３に示すように、変形量測定器１５は、切断刃１の変形量λｒｉｌを測定する。変形量測定器１５は、測定された変形量λｒｉｌを示す電圧値ＶＯＵＴ（通常は０〜１０Ｖから成る）を発するアナログ出力１６を備える。変形量は、読み取り毎に得ることができるか、または読み取りサンプリングの平均値（二乗平均、最大偏差、偏差の相加平均等）を計算することにより算出することができる。
【００２９】
電圧値ＶＯＵＴは、第１のコンパレータ１７に送られ、第１のコンパレータ１７は、電圧値ＶＯＵＴを、それを超えると刃１が切断プロセス中に損傷を受ける可能性がある最大変形量閾値λｍａｘを示す閾値電圧Ｖｍａｘと比較する。ＶＯＵＴがＶｍａｘよりも大きい場合、コンパレータ１７は信号Ｓ１を出力し、信号Ｓ１は機械の汎用モータ２１のアクチュエータ２０に送られる。信号Ｓ１を受け取ると、アクチュエータ２０は、モータ２１、したがって機械サイクルを停止させる制御信号Ｃ１を出力する。当該技術分野において既知のように、モータ２１は、ログに向かう刃の移動を制御する。別個のモータが、刃をその軸Ｘに沿って回転させ続けてもよい。
【００３０】
同様に、測定された変形量λｒｉｌを示す電圧信号ＶＯＵＴが、第２のコンパレータ２６に送られ、第２のコンパレータ２６において、切断機が刃１の損傷を引き起こす危険性がなく安全に動作することができる最小変形量閾値λｍｉｎを示す最小閾値電圧Ｖｍｉｎと比較される。値ＶＯＵＴが最小閾値Ｖｍｉｎよりも小さい場合、コンパレータ２６は信号Ｓ２を出力し、信号Ｓ２はアクチュエータ２０に送られる。アクチュエータ２０は、信号Ｓ２を受け取ると、機械のモータ２１を再始動させる制御信号Ｃ２を出力する。
【００３１】
本発明による切断機の切断刃のための制御システムの動作を本明細書の以下で説明する。機械を始動させる前に、オペレータは、切断刃のタイプ、ログの織布材料、およびログの直径に応じて、変形量閾値λｍａｘおよびλｍｉｎを設定する。次に、機械が始動されると、作業サイクルが開始する。
【００３２】
一連の連続切断の後、刃１の温度および変形が増す。その結果、変形量測定器１５により測定される変形量λｒｉｌが、設定されている最大変形量閾値λｍａｘを超える場合がある。この場合、アクチュエータ２０は、機械の汎用モータを停止させる制御信号Ｃ１をモータ２１に送る。
【００３３】
機械の休止期間中、回転刃１は、冷却装置の助けも借りて冷却される。その結果、刃１の変形量は、温度の低下に伴って減少する。したがって、変形量測定器１５により測定される変形量λｒｉｌは、設定されている最小変形量閾値λｍｉｎよりも小さくなる。その結果、アクチュエータ２０がモータ２１を再始動させ、したがって新たな作業サイクルを再開させる制御信号Ｃ２を、モータ２１に送る。
【００３４】
図４に示すように、刃の冷却装置３０は、複数の管路３１を備える。この管路３１は、刃３０の側面に空気を供給する。ここに示す管路３１は、プレナム（空気溜め）になる筒状部材であり、刃に平行な側面側には、刃に空気を噴射するための孔が幾つか開孔されている。管路３１には、空気供給接続部３２から空気が供給される。管路３１は、支持部材３３によって刃の両側に配設されている。管路３１は、刃保持アーム３に一体化された冷却装置保持アーム３４に形成された孔部及び溝部によって位置決めできるように構成してもよい。こうすれば、刃により温度の高い空気を供給することができる。
【００３５】
添付の特許請求の範囲に記載される発明の範囲から逸脱しない限り、本発明の本実施形態に対して、当業者の技能の範囲内の詳細に多くの変更または変形を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】切断機の円盤刃に取り付けられる本発明による刃制御装置を示す部分側部断面図である。
【図２】図１の矢印Ｂの方向から見た図である。
【図３】本発明による切断刃の制御装置の動作を概略的に示すブロック図である。
【図４】刃の冷却装置を表す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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