BRPI0317062B1 - Sistema para corte de um núcleo de produto enrolado e método de corte de um núcleo - Google Patents

Description

"SISTEMA PARA CORTE DE UM NÚCLEO DE PRODUTO ENROLADO E MÉTODO DE CORTE DE UM NÚCLEO" Antecedentes da Invenção Em uma máquina para feitura ou processamento de produtos de manta enrolada, os produtos de manta enrolada de alto volume podem afetar de forma adversa a capacidade de taxa de ciclo da máquina. Por exemplo, conforme os volumes de rolo aumentam, as contagens de folha de produto de manta enrolada, eficiências de processo de conversão e uma capacidade de produção geral da máquina diminuem de forma correspondente. Ironicamente, estas diminuições demandam taxas de ciclo aumentadas.

Os melhoramentos nas taxas de ciclo máquina são prejudicados em um aspecto por um processo de produção de núcleo convencional. Os núcleos são produzidos, por exemplo, para enrolamento dos produtos de manta enrolada. Entretanto, conjuntos cortadores usados para o corte dos núcleos para tamanhos específicos atingiram os limites da tecnologia conhecida. O conjunto cortador típico usa lâminas de serra e máquinas de fendilhar que limitam a velocidade de produção de núcleo e a eficiência e, assim, limitam as taxas de ciclo.

Um núcleo usualmente é formado em um mandril de enrolamento a partir de estações de desenrolamento conhecidas como "desenrolamentos". 0 núcleo frequentemente é feito de papel, papelão, cartolina e de outros materiais enroláveis. Os desenrolamentos desenrolam as mantas de material enrolável em um mandril de enrolamento para a formação do núcleo. Tipicamente, a cola é aplicada a uma ou mais mantas de material enrolável, as quais são enroladas de forma helicoidal por um mandril de enrolamento para a formação de um núcleo contínuo. Um conjunto cortador a jusante corta o núcleo contínuo em comprimentos específicos.

Um tipo de conjunto cortador é conhecido por incluir uma lâmina ou uma lâmina de serra disposta em um conjunto de trilho. A lâmina de serra é posicionada no conjunto de trilho para contatar diretamente o núcleo contínuo. 0 núcleo é cortado conforme alojamento de amortecedor de serra é movida através de uma superfície circunferencial do núcleo. Um problema com este tipo de conjunto cortador mecânico é que a lâmina de serra se torna desgastada e cega ao longo do tempo. Além da formação de lanugem e poeira de papel indesejáveis, uma lâmina de serra cega eventualmente faz com que o núcleo se torne rasgado, ao invés de ser cortado de forma limpa.

Os núcleos rasgados também ocorrem quando a lâmina de serra atrasa ou não combina com a velocidade do núcleo. Uma queda na velocidade de lâmina de serra podería ocorrer devido a uma queda na pressão de ar em uma laminadora ou devido a problemas mecânicos associados a mancais e seguidores de carne em conjuntos cortadores conhecidos. Mais ainda, núcleos rasgados resultam de uma aplicação de cola defeituosa durante o estágio de enrolamento de núcleo. Uma aplicação de cola defeituosa é causada por uma aplicação insuficiente de cola, áreas faltando na área de superposição do material enrolável e/ou uma absorção de cola inconsistente do material enrolável. Uma gota de água ou a taxa de absorção do material enrolável, ou uma mudança na viscosidade da cola pode tornar a cola pelo menos parcialmente ineficiente. Quando a lâmina de serra cega pega uma costura de cola ineficiente na área de superposição, o núcleo é rasgado e as bordas do núcleo colado são "elevadas".

Os núcleos rasgados exibem o que é denominado na indústria como "orelhas puxadas", caudas ou bandeiras. Sejam causadas por problemas mecânicos associados a conjuntos cortadores convencionais ou devido a aplicações de cola defeituosas, as orelhas puxadas podem causar problemas significativos em uma direção de máquina a jusante. Por exemplo, conforme o núcleo está girando à alta velocidade e começa a enrolar uma folha de produto de manta enrolada, uma orelha puxada no núcleo pode rasgar a folha e forçar uma parada de máquina.

Em um esforço para se evitarem orelhas puxadas, grandes quantidades de cola agora são aplicadas às superfícies inteiras do material enrolável, antes do material ser enrolado no mandril de enrolamento. Esta abordagem pode evitar algumas orelhas puxadas, mas usa mais cola do que é desejável. Uma aplicação de cola excessiva é dispendiosa, e cria problemas de limpeza no mandril de enrolamento e mais a jusante.

Um conjunto cortador para o corte de núcleos que não seja suscetível a desgaste mecânico no ponto de corte, o qual não requer um tempo de parada de máquina para limpeza da cola em excesso, e o qual resulte em uma borda de corte relativamente lisa que seja livre de lanugem, pó e orelhas puxadas, é necessário.

Breve Sumário da Invenção A presente invenção provê um método e um sistema de núcleos de corte. Os núcleos são usados como recipientes, estruturas de base ou para o enrolamento de produtos de manta enrolada. Os núcleos são feitos de papel, papelão, cartolina, plástico ou qualquer material enrolável adequado como recipientes, para o enrolamento dos produtos de manta enrolada, ou similares. Os produtos de manta enrolada incluem papéis finos, toalhas de papel, lenços industriais, lenços de laboratório, lenços úmidos, materiais de polímero não tecido, materiais depositados com ar, materiais úmidos, materiais secos, materiais descartáveis, materiais não descartáveis, materiais tratados, materiais metálicos e similares. Os papéis finos incluem lenços faciais ou papéis higiênicos, por exemplo, os quais são feitos predominantemente de fibras de polpa e podem ser encrespados ou não encrespados. Por exemplo, os papéis finos podem ser formados a partir de uma manta encrespada a partir de um secador Yankee. Alternativamente, os papéis finos podem ser não um tecido seco com ar passante não encrespado (TAD).

Uma modalidade da presente invenção inclui um laser, um sistema de envio de feixe, um motor linear e um tubo de guia de núcleo. 0 tubo de guia de núcleo suporta e guia o núcleo, enquanto o sistema de envio de feixe redireciona e concentra o feixe de laser sobre o núcleo para corte do núcleo. 0 motor linear é usado para se mover o sistema de envio de feixe para cortar o núcleo, o qual está continuamente se movendo em uma direção de máquina. Vantajosamente, o núcleo é cortado de forma limpa, sem contato mecânico.

Em uma outra modalidade da invenção, é provido um método para corte do núcleo usando-se um laser e um sistema de envio de feixe de laser. As etapas deste método incluem mover o sistema de envio de feixe de laser em uma direção de máquina substancialmente paralela a um núcleo em movimento. 0 sistema de envio de feixe de laser redireciona e concentra o feixe de laser para cortar o núcleo em movimento sem contatar mecanicamente o núcleo.

De acordo com a presente invenção, o corte de núcleos com um laser, ao invés de com dispositivos mecânicos, reduz bandeiras ou orelhas puxadas, evita um tempo parado de máquina excessivo, e reduz o uso de cola tanto quanto em 75%. Por exemplo, ao invés do revestimento excessivo de grandes áreas do material de nu com cola, antes do material de núcleo ser enrolado em um núcleo em uma tentativa de se evitarem orelhas puxadas, a cola é aplicada como uma fita concentrada estreita. A fita de cola é aplicada para a uma ou mais partes de material de núcleo, as quais são enroladas de forma helicoidal para a criação de bordas coladas ou junções de conexão. 0 laser cortará de forma limpa através dessas junções. Em contraste, uma lâmina de serra conhecida pode "elevar" uma borda da junção e fazer com que a máquina emperre.

Outros aspectos e recursos de acordo com a invenção serão evidentes a partir da descrição a seguir e dos desenhos em anexo, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

Breve Descrição dos Desenhos Os aspectos acima e outros da presente invenção são evidentes a partir da descrição detalhada abaixo e em combinação com os desenhos, nos quais: a Figura 1 é uma vista em perspectiva de um sistema de corte a laser de acordo com um aspecto da invenção; a Figura 2 é uma vista em perspectiva de um núcleo sendo formado de acordo com um outro aspecto de acordo com a invenção; a Figura 3 é uma vista em perspectiva parcial de um laser e um tubo de guia de núcleo de acordo com um outro aspecto da invenção; a Figura 4 é similar à Figura 3, ilustrando particularmente o núcleo com o tubo de guia de núcleo removido para clareza; a Figura 5 é uma vista em plano de topo da modalidade como mostrado na Figura 4; e a Figura 6 é uma vista lateral da modalidade como mostrado na Figura 4.

Descrição Detalhada dos Desenhos Uma referência detalhada será feita agora aos desenhos nos quais os exemplos que concretizam a presente invenção são mostrados. Os desenhos e a descrição detalhada provêem uma descrição por escrito plena e detalhada da invenção e da maneira e do processo de feitura e uso da mesma, de modo a se permitir que uma pessoa versada na técnica pertinente a faça e use. Os desenhos e a descrição detalhada também provêem o melhor modo de realização" da invenção. Entretanto, os exemplos estabelecidos aqui são providos a título de explicação da invenção e não têm por significado limitarem a invenção. A presente invenção assim inclui modificações e variações dos exemplos a seguir, como vierem no escopo das reivindicações em apenso e seus equivalentes. 0 uso repetido de caracteres de referência no presente relatório descritivo e nos desenhos tem por finalidade representarem os mesmos recursos ou elementos análogos da invenção.

Em geral, a presente invenção é dirigida a um sistema de corte de núcleo a laser que utiliza um laser para cortar um objeto enrolado de forma helicoidal tal como um núcleo. 0 núcleo é feito de papel, papelão, cartolina, plástico ou qualquer material enrolável adequado para enrolamento de papéis finos, toalhas de papel, lenços industriais, lenços de laboratório, lenços úmidos, materiais de polímero não tecido, materiais depositados com ar, materiais úmidos, materiais secos, materiais descartáveis, materiais não descartáveis, materiais tratados, materiais metálicos e similares. Ainda, o núcleo pode ser usado como um recipiente para a remessa e o envio de itens, ou como uma estrutura de base tal como para foguetes de modelo ou para o acondicionamento de produtos alimentícios, produtos de higiene feminina, cópias heliográficas, mapas, gráficos e outros itens ordenados. 0 sistema de corte de núcleo a laser da presente invenção evita um desgaste mecânico em um ponto de corte no material de núcleo pela eliminação de um mecanismo de corte mecânico. Assim, o sistema de corte de núcleo a laser provê uma borda de corte relativamente lisa no núcleo, sem lanugem, pó ou orelhas puxadas. Como descrito em maiores detalhes abaixo, o sistema de corte de núcleo a laser também reduz o tempo parado de máquina requerido para a limpeza do excesso de cola e remoção de obstruções a jusante causadas pelas orelhas puxadas.

Como amplamente concretizado nas Figuras, um sistema de corte de núcleo a laser 10 para corte de um núcleo 12 é provido de acordo com uma modalidade da presente invenção. Deve ser compreendido, contudo, que vários outros arranjos do sistema de corte de núcleo a laser 10 podem ser feitos de acordo com a presente invenção. Por exemplo, uma pluralidade de sistemas de corte de núcleo a laser pode se disposta em série ou em paralelo para a acomodação de múltiplas linhas de núcleos contínuos 12.

Com referência à Figura 1, o sistema de corte de núcleo a laser 10 tem uma janela de visualização 10a através da qual um operador O pode monitorar a operação do sistema de corte de núcleo a laser 10. A janela de visualização 10a é construída a partir de um vidro de segurança conhecido ou material tipo de Plexiglas®, que é resistente a um impacto físico e tem qualidades óticas que protegem a visão do operador 0. As janelas de visualização são conhecidas e maiores detalhes não são necessários para a apreciação deste aspecto da invenção.

Com referência a ambas as Figuras 1 e 2, o núcleo contínuo 12 é mostrado sendo formado e guiado por um tubo de guia de núcleo 24 em uma direção de máquina (de translação) D. O tubo de guia de núcleo 24 recebe o núcleo 12 de um mandril de enrolamento a montante 16 e posiciona o núcleo 12 para corte pelo sistema de corte de núcleo a laser 10. A Figura 2 mostra particularmente o mandril de enrolamento a montante 16 enrolando de forma helicoidal duas mantas Wi, W2 de material enrolável para a formação do núcleo 12. Mais especificamente, o núcleo 12 é formado no mandril de enrolamento 16 a partir de duas ou mais estações de desenrolamento convencionais ou "desenrolamentos" (não mostrados) , nos quais as mantas Wi, W2 são desenroladas de rolos de origem (não mostrados) para o mandril de enrolamento 16. As mantas Wi, W2 entram no mandril de enrolamento 16 no mesmo ângulo para a formação do núcleo enrolado de forma helicoidal 12, embora vários ângulos de entrada possam ser dispostos para o enrolamento de núcleos enrolados não padronizados ou personalizados. Também é compreendido que qualquer número de mantas de material enrolável pode ser usado para a formação de núcleos de dobra única ou de múltiplas dobras 12; assim, a invenção não está limitada às mantas Wi, W2 de exemplo.

Também no presente exemplo, as mantas Wi, W2 podem ser confinadas ou sobrepostas entre zero e cerca de 19,05 mm. Um cordão concentrado ou fita de cola ou de um outro adesivo (não mostrado) é aplicado em uma área de superposição ou confinamento "A" das mantas W2, W2 para aderência das mantas Wi, W2 em conjunto. Conforme o mandril de enrolamento 16 enrola de forma helicoidal as mantas W2, W2 em conjunto, o tubo contínuo ou núcleo 12 é formado na direção de máquina D para ser cortado pelo laser 14 a jusante, como descrito abaixo.

Como mostrado na Figura 3, um laser 14 produz um feixe de laser 18a, o qual é dirigido para o tubo de guia de núcleo 24 e concentrado por um sistema de envio de feixe de laser 20 na forma de um feixe de laser transladado 18b. Neste exemplo, o tubo de guia de núcleo 24 inclui uma extremidade de recepção 24a, uma extremidade de expulsão 24b, uma seção média 24c, um interior 24d, uma fenda 26 e um painel de acesso 28. A extremidade de recepção 24a é em formato de calha ou de funil para guiar o núcleo 12 para a seção média 24c (comparar a Figura 1). A fenda 26, descrita em maiores detalhes abaixo, permite que o feixe de laser 18b corte circunferencialmente o núcleo 12 em um comprimento desejado. A extremidade de expulsão 24b expulsa uma seção cortada do núcleo 12 após o feixe de laser transladado 18b ter feito um corte C no núcleo 12 (veja a Figura 4) . Após a descarga da extremidade de expulsão 24b, a seção cortada do núcleo 12 é removida do sistema de corte de núcleo a laser 10 por sopradores conhecidos, gravidade, transportadores de descarga e similares. Uma operação de exemplo do laser 14, do sistema de envio de feixe de laser 20 e do tubo de guia de núcleo 24 é descrita em maiores detalhes abaixo. O painel de acesso 28 neste aspecto da invenção é afixado de forma articulada, de forma oscilante, de forma removível, de forma deslizante ou de qualquer outra forma ao tubo de guia de núcleo 24. O painel de acesso 28 permite que um operador 0 acesse o interior 24d do tubo de guia de núcleo 24 para limpeza do interior 24d, para remoção de uma porção do núcleo 12, para a realização de manutenção no tubo de guia de núcleo 24, ou para a realização de várias outras funções de manutenção.

Com referência a ambas as Figuras 3 e 4, o laser 14 e o sistema de envio de feixe de laser 20 são mostrados com o tubo de guia de núcleo 24 removido. O núcleo 12 é mostrado sendo cortado pelo feixe de laser transladado 18b, conforme o núcleo 12 gira em uma direção indicada por uma seta R. Neste exemplo, o feixe de laser 18b é mostrado cortando de forma limpa uma junção colada J no núcleo 12. Como mostrado, o sistema de envio de feixe de laser 20 é montado em um motor linear 22, o qual se move paralelo à direção de máquina e ao núcleo contínuo 12. 0 motor linear 22 neste exemplo move o sistema de envio de feixe de laser 20 para longe e em direção ao laser 14. Como será descrito em maiores detalhes abaixo, o motor linear 22 move o sistema de envio de feixe de laser 20 a uma velocidade que combina com a velocidade de translação do núcleo 12, o qual está se movendo continuamente na direção de máquina D. Portanto, conforme o núcleo 12 gira na direção da seta R, o núcleo 12 é axialmente estacionário em relação ao feixe de laser 18b. Assim sendo, o feixe de laser 18b faz o corte circunferencial C no núcleo 12. A Figura 5 mostra uma vista em plano de topo da modalidade como mostrado na Figura 4. Nesta ilustração, o motor linear 22 está se movendo substancialmente paralelo ao núcleo 12 ao longo do conjunto de trilho 30 na direção de máquina indicada pela seta D. Concorrentemente, o feixe de laser 18a é transladado pelo sistema de envio de feixe de laser 20 para o feixe de laser 18b (veja a Fig. 6) para fazer o corte C no núcleo 12.

Na Figura 6, uma potência de penetração de núcleo selecionável do feixe de laser transladado 18b é mostrada, que permite que o feixe de laser 18b corte o núcleo 12. Neste exemplo, o laser cortará o núcleo 12 circunferencialmente, como descrito acima, mas não penetrará em excesso o núcleo 12 além de um lado distante 12a do núcleo 12. Mais especificamente, o laser 14 e a potência de penetração de seu feixe de laser transladado 18b são selecionados com base em pelo menos quatro critérios: 1) uma potência nominal do laser 14; 2) um peso de base do material enrolável (por exemplo, as mantas Wi, W2), que forma o núcleo 12; 3) as velocidades de translação e rotação do material enrolável; e 4) o número de dobras desejadas no núcleo acabado 12. Por exemplo, um laser de onda contínua (CW) de dióxido de carbono (C02) tendo uma potência média de 500 Watts (W) pode ser adequado para o corte do papelão ou da cartolina que forma o núcleo 12.

Um laser de exemplo adequado para uso como o laser 14 está disponível a partir da Coherent Inc./DeMaria ElectroOpctics Systems Inc. (DEOS), localizada em Bloomfield, Connecticut. A Coherent / DEOS projeta e fabrica a família DIAMOND™ de lasers de C02 que são pequenos o bastante para montagem em uma bancada ou uma máquina pequena, mas potentes o bastante para cortarem os materiais enroláveis que formam o núcleo 12. A família DIAMOND™ de lasers é livre de manutenção e completamente selada, e não requer um gás externo, o que a torna uma família de lasers altamente confiável. A família de lasers DIAMOND™ está disponível de 25 W a 500 W de potência média (até 3000 W de pico de potência) com comprimentos de onda de saída nas regiões de 10 e 9 mícrons. Os modos de operação disponíveis incluem CW, pulsado (isto é, intermitente ou "bombeado") ou Q-comutado (isto é, pulsos de laser de duração curta e alta potência de pico) . A Q-comutação permite a geração de pulsos de laser de cerca de 1 a cerca de 50 ns e de menos de 1 MW a cerca de 50 MW. A Q-comutação deriva seu nome pela comutação de fator de qualidade de cavidade de laser, ou fator Q, de um valor baixo para um alto subitamente; isto é, pela liberação da energia laser armazenada em um pulso de luz intenso curto. Uma informação adicional sobre a Q-comutação pode ser encontrada em Principies of Lasers, Third Edition, do Professor Orazio Svelto, disponível a partir da Plenum Press, Nova York. A título de exemplo adicional, a família de lasers DIAMOND™ provê um feixe de laser de alta intensidade, o qual provê uma vaporização mais rápida de não metais, tais como cartolina e papelão para a formação do núcleo 12. Mais ainda, o feixe de alta intensidade da família de lasers DIAMOND™ produz um foco altamente concentrado (de 0,075 mm de diâmetro) que permite que o modelo de 500 W gerando 1500 de potência de pico produza intensidades instantâneas de até 0,3 mW/mm2 no núcleo 12. Esta intensidade é maior do que muitos lasers CW de potência comparável e provê velocidades de processamento mais altas do laser 14.

É para ser notado que a família de lasers DIAMOND™ é provida a título de exemplo apenas e não é pretendida para evitar o uso de outros lasers como o laser 14. Por exemplo, embora o laser de C02 seja uma alternativa econômica, outros lasers de gás, tal como de Hélio-Neon (He-Ne) ou Argônio (Ar), podem ser usados. Da mesma forma, os lasers de líquido, lasers de produto químico, lasers de semicondutor, lasers de estado sólido (por exemplo, de rubi ou de cristal de alexandrita), e outros lasers tendo várias potências de saída podem ser usados para o laser 14. Mais especificamente, vários lasers podem ser adequados, dependendo de aumentos na espessura do material enrolável Wi, W2; do número de dobras; e/ou das velocidades de translação / rotação do núcleo 12. Sob essas circunstâncias, um laser de estado sólido, Nd:YAG, de wattagem mais alta pode ser usado como o laser 14. O Nd:YAG é um laser de neodímio que utiliza um íon Nd3+ como seu material ativo de Y2A15012 ou YAG, um acrônimo para ítrio alumínio granada.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o sistema de envio de feixe de laser 20 é afixado ao motor linear 22 de qualquer maneira adequada para manter o sistema de envio de feixe de laser 20 relativamente estacionário conforme o motor linear 22 se move na direção de máquina (veja a seta D na Figura 5) . Como brevemente introduzido, o motor linear 22 move o sistema de envio de feixe de laser 20 substancialmente paralelo ao núcleo contínuo 12.

Qualquer sistema de movimento linear capaz de afixar, suportar e mover o sistema de envio de feixe de laser 20 para atravessar um comprimento do tubo de guia de núcleo 24 pode ser usado no lugar do motor linear 22. Os exemplos de sistema de movimento linear incluem, mas não estão limitados a um acionamento de cinta servo-acionado, um servo-acionamento eletromagnético, um sistema de eixo / seguidor de came, um atuador linear, um acionamento de esfera-parafuso, um acionamento servo-pneumático ou qualquer forma de locomoção que proveja uma linha reta repetitiva ou um movimento para trás e para frente. A título de exemplo, mas não de limitação, um Linear Servo Motor™ está disponível a partir da Trilogy Systems localizada em Webster, Texas. O Linear Servo Motor™ de exemplo é efetivo em termos de custos, simples de projetar e adequado como o motor linear 22 para a acomodação do sistema de envio de feixe de laser 20.

Em uma operação de exemplo do sistema de corte de núcleo a laser 10, o núcleo 12 é formado de forma contínua e rotativa a partir do mandril de enrolamento 16 como introduzido acima. 0 núcleo 12 entra no tubo de guia de núcleo 24 através da extremidade de recepção 24a, a qual neste exemplo é em formato de funil para receber mais facilmente uma primeira extremidade (não mostrada) do núcleo contínuo 12. O interior 24d do tubo de guia de núcleo 24 define um diâmetro interno dimensionado complementar (I.D.). 0 núcleo contínuo 12 define um diâmetro externo (O.D.) de aproximadamente 2,54 cm a 5,08 cm, o qual é ligeiramente menor do que o I.D. do tubo de guia de núcleo 24. 0 tubo de guia de núcleo 24 recebe e guia o núcleo contínuo 12 na direção de máquina (veja a Fig. 5, seta D) e permite que o feixe de laser 18b corte circunferencialmente o núcleo contínuo 12 aproximadamente 50 vezes por minuto. Não obstante estes exemplos, vários tamanhos de O. D. e I.D. complementares de respectivos núcleos 12 e tubos de guia de núcleo 24 podem ser providos, e mais ou menos núcleos 12 podem ser cortados por minuto, como requerido. Também, é para ser notado que o tubo de guia de núcleo 24 é provido a título de exemplo apenas e não é requerido para a presente invenção.

Com referência, novamente, às Figuras 3 a 6, o sistema de movimento linear é iniciado, parado e revertido ao se atingir um batente 34 e/ou pelo recebimento de um sinal de controle de um controlador 36, tal como um computador lógico programável, ou a partir de um sensor de proximidade 38, como visto na Figura 4. 0 batente 34, o controlador 36 e/ou o sensor de proximidade 38 não são requeridos se, por exemplo, o motor linear 22 for utilizado, uma vez que o motor linear 22 é auto-suficiente. Em outras palavras, o motor linear 22 é projetado para se mover por uma distância requerida para a obtenção do corte circunferencial C no núcleo 12 e, então, na direção reversa. 0 comprimento da fenda 26 é pelo menos igual à distância requerida. A título de exemplo, conforme o motor linear 22 está se movendo na velocidade de translação para combinar com a velocidade de translação do núcleo 12, o laser 14 dispara por um período de tempo suficiente para completar o corte C em torno da circunferência do núcleo 12. Dito de uma outra forma, o laser 14 se move pela distância requerida, a qual é pelo menos equivalente a uma relação da velocidade de translação do motor linear 22 e do núcleo 12 dividida pela velocidade de rotação do núcleo 12 multiplicada pela circunferência do núcleo 12. Em um aspecto da presente invenção, o motor linear 22 se comunica com o núcleo 12 para desativação do feixe de laser 18a uma vez que o motor linear 22 atravesse a distância requerida, tal como o comprimento da fenda 26.

Adicionalmente, o laser 14 pode ser projetado em comunicação eletrônica com o controlador 36 ou com o sensor de proximidade 38 para desativação do feixe de laser 18b e/ou para reverter um movimento do sistema de envio de feixe de laser 20. Por exemplo, como no sistema de movimento linear alternativo, descrito previamente, próximo do batente 34, o sensor de proximidade 38 detecta o batente 34 e se comunica com o controlador 36 para reverter um movimento do sistema de movimento linear alternativo em uma direção oposta à seta D. Alternativamente, ou além do exemplo precedente, o controlador 36 é programado para desativar o feixe de laser 18b após uma distância pré-programada.

Mais ainda, o motor linear 22 permite que o sistema de envio de feixe de laser 20 combine a velocidade de translação do núcleo 12 se movendo na direção de máquina (seta D) . O sistema de envio de feixe de laser 20 assim é axialmente estacionário até um ponto no núcleo 12. Como brevemente introduzido, o núcleo axialmente estacionário 12 também está continuamente rodando, desse modo apresentando a superfície circunferencial rotativa para o feixe de laser transladado 18b. Também descrito, o feixe de laser 18b atinge a superfície circunferencial do núcleo 12 para fazer o corte C a partir da primeira extremidade 26a até a extremidade posterior 26b da fenda 26. Uma vez que o feixe de laser 18b atinja a extremidade posterior 26b, o corte C é completado, uma vez que o corte C é uma função do comprimento da fenda 26.

Em um outro aspecto da invenção, um método para corte de um núcleo de produto enrolado inclui as etapas de: • Provisão de um núcleo de formação contínuo e rotativo 12 a partir de um enrolador de núcleo a montante (não mostrado) , no qual o núcleo rotativo 12 está se movendo em uma direção de máquina em uma velocidade de translação; • Geração do feixe de laser 18a; • Recebimento do feixe de laser 18a e um sistema de envio de feixe de laser 20 próximo do núcleo rotativo 12; • Movimento do sistema de envio de feixe de laser 20 na direção de máquina na velocidade de translação de modo que o núcleo rotativo 12 seja axialmente estacionário em relação ao sistema de envio de feixe de laser 20; e • Direcionamento do feixe de laser 18b no núcleo rotativo 12 com o sistema de envio de feixe de laser 20 para se cortar circunferencialmente o núcleo rotativo 12 com o feixe de laser 18b.

No aspecto precedente, o sistema de envio de feixe de laser 20 inclui um refletor, um espelho, ou um outro sistema ótico (não mostrado) para redirecionamento ou translação do feixe de laser 18a na forma do feixe de laser 18b. 0 feixe de laser 18b é dirigido ao tubo de guia de núcleo 24 para cortar transversalmente o núcleo 12, de modo similar à modalidade precedente. 0 método também pode incluir as subetapas de desativação do feixe de laser 18b em um ponto detectado ou pré-programado. 0 controlador 36 ou o sensor de proximidade 38 similares àqueles descritos na modalidade prévia são providos para a detecção deste ponto e para comunicação do ponto para o laser 14, se um outro sistema de movimento linear for utilizado além do motor linear 22. 0 método ainda pode incluir as etapas de descarregamento de uma seção do núcleo 12, após ele ter sido cortado pelo feixe de laser 18b da extremidade de expulsão 24b do tubo de guia de núcleo 24. A seção descarregada do núcleo 12 pode ser removida do tubo de guia de núcleo 24 por um soprador ou por um jato de ar (não mostrado), uma força da gravidade e/ou um transportador de descarga (não mostrado) para envio da seção descarregada do núcleo 12 a montante para enrolamento de um produto de manta enrolada ou para ser usado como um recipiente ou como uma estrutura de base para um outro produto.

Aqueles de conhecimento comum na técnica apreciarão que as descrições precedentes são a título de exemplo apenas, e não são pretendidos para limitação da invenção, como descrita adicionalmente nas reivindicações. Assim, será evidente para aqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção, sem se desviar do escopo e do espírito da invenção. Por exemplo, formatos específicos, quantidades e arranjos dos vários elementos das modalidades ilustradas podem ser alterados para adequação a aplicações particulares. Mais ainda, várias modalidades podem ser intercambiadas no todo ou em parte, e pretende-se que a presente invenção inclua essas modificações e variações como vierem no escopo das reivindicações em apenso e seus equivalentes.

Claims (25)

1. Sistema (10) para corte de um núcleo de produto enrolado (12) que se move a uma velocidade de translação em uma direção de máquina compreendendo: um laser (14) configurado para a geração de um feixe de laser (18a, 18b); um sistema de envio de feixe de laser (20) configurado para dirigir o feixe de laser (18a, 18b) em uma direção da porção do núcleo de produto enrolado (12); e um sistema de movimento linear (22) configurado para mover o sistema de envio de feixe de laser (20) na direção de máquina, de modo que o núcleo rotativo (12) seja axialmente estacionário em relação ao sistema de envio de feixe de laser (20) conforme o feixe de laser (18a, 18b) for dirigido na porção do núcleo (12), o motor linear (22) e o sistema de envio de feixe de laser (20) cooperáveis para cortarem transversalmente o núcleo (12) transversalmente à direção de máquina com o feixe de laser (18a, 18); caracterizado pelo fato de que um tubo de guia de núcleo (24) é configurado para o recebimento de um núcleo rotativo (12) a partir de um enrolador de núcleo a jusante (16) , o tubo de guia de núcleo (24) é ainda configurado para exposição de uma porção do núcleo rotativo (12) ao feixe de laser (18a, 18b) .

2. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o laser (14) ser selecionado a partir do grupo que consiste em; um laser de gás, um laser de estado sólido, um laser líquido, um laser de produto químico, um laser de semicondutor e combinações dos mesmos.

3. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o tubo de guia de núcleo (24) definir uma extremidade de recebimento de núcleo (24a), uma seção média (24c) e uma extremidade de expulsão (24b), a extremidade de recebimento de núcleo (24a) tendo um diâmetro interno maior do que um diâmetro interno da seção média (24c), o diâmetro interno maior da extremidade de recebimento de núcleo (24a) configurado para receber de forma a guiar o núcleo (12) no tubo de guia de núcleo (24).

4. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de a extremidade de recebimento de núcleo (24a) ser substancialmente em formato de funil.

5. Sistema (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o tubo de guia de núcleo (24) definir uma fenda (26) através dele, a fenda (26) disposta em uma direção do feixe de laser (18a, 18b) para exposição da porção do núcleo rotativo (12) ao feixe de laser (18a, 18b).

6. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a fenda (26) definir um comprimento pelo menos igual a uma relação da velocidade de translação dividida por uma velocidade de rotação do núcleo rotativo (12) multiplicada por uma circunferência do núcleo rotativo (12).

7. Sistema (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o tubo de guia de núcleo (24) definir um painel de acesso (28) configurado para se ter acesso a um interior do tubo de guia de núcleo (24).

8. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o painel de acesso ser afixado por uma dentre de forma articulada, de forma oscilante, de forma removível, de forma deslizante ao tubo de guia de núcleo (24) .

9. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de o interior do tubo de guia de núcleo (24) ser acessível para uma dentre uma ação de manutenção, uma ação de remoção de núcleo, uma ação de limpeza, e combinações das mesmas.

10. Sistema (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o núcleo rotativo (12) ser feito de um material selecionado a partir do grupo que consiste em cartolina, um painel de fibra, um plástico, um papel e combinações dos mesmos.

11. Sistema (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o sistema de envio de feixe de laser (20) ainda compreender um refletor para translação do feixe de laser (18a, 18b) da direção de máquina para a direção da porção do núcleo rotativo (12).

12. Sistema (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o sistema de movimento linear (22) ser selecionado a partir do grupo que consiste em acionamento de cinta servo- acionado, um servo-acionamento eletromagnético, um sistema de eixo / seguidor de carne, um atuador linear, um acionamento de esfera-parafuso, um acionamento servo-pneumático e combinações dos mesmos.

13. Sistema (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o sistema de movimento linear (22) ser configurado para velocidades ajustáveis e variáveis.

14. Sistema (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o sistema de envio de feixe de laser (20) é configurado para combinar com a velocidade de translação de modo que o núcleo rotativo (12) seja axialmente estacionário em relação ao sistema de envio de feixe de laser (20), o feixe de laser (18a, 18b) configurado para cortar transversalmente o núcleo rotativo (12) transversalmente à direção de máquina, de modo que o núcleo rotativo (12) seja cortado pelo feixe de laser (18a, 18b).

15. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de envio de feixe de laser (20) ser disposto no sistema de movimento linear (22) .

16. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de movimento linear (22) reposicionar o sistema de envio de feixe de laser (20) na direção de máquina na velocidade de translação, de modo que o núcleo rotativo (12) seja axialmente estacionário em relação ao sistema de envio de feixe de laser (20), o sistema de movimento linear (22) e o sistema de envio de feixe de laser (20) cooperável para cortar transversalmente o núcleo rotativo (12) transversalmente à direção de máquina com o feixe de laser (18a, 18b).

17. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato ainda compreender um controlador (36) em comunicação com um sensor de proximidade (38), onde o sensor de proximidade (38) é disposto próximo do sistema de envio de feixe de laser (20) para detectar uma posição do sistema de envio de feixe de laser (20) , o sensor de proximidade (38) configurado para comunicar a posição ao controlador (36), o controlador (36) configurado para enviar um sinal de controle para parar, dar a partida ou reverter o sistema de envio de feixe de laser (20).

18. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 17, carac t er i zado pelo fato de o laser (14) estar em comunicação com o controlador (36), o laser (14) configurado para a desativação do feixe de laser (18a, 18b), quando o sensor de proximidade (36) detectar o ponto de fim.

19. Método de corte de um núcleo (12), compreendendo as etapas de: a) provisão de um núcleo de formação contínuo e rotativo (12) a partir de um enrolador de núcleo a montante (16), o núcleo rotativo (12) se movendo em uma direção de máquina em uma velocidade de translação; e caracterizado pelo fato das etapas de: b) geração de um feixe de laser (18a, 18b); c) recebimento do feixe de laser (18a, 18b) em um sistema de envio de feixe de laser (20) próximo do núcleo rotativo (12); d) movimento do sistema de envio de feixe de laser (20) na direção de máquina na velocidade de translação, de modo que o núcleo rotativo (12) seja axialmente estacionário em relação ao sistema de envio de feixe de laser (20); e e) direcionamento do feixe de laser (18a, 18b) no núcleo rotativo (12) com o sistema de envio de feixe de laser (20), de modo que o núcleo rotativo (12) seja circunferencialmente cortado pelo feixe de laser (18a, 18b) .

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de ainda compreender a subetapa de recebimento do núcleo de formação contínua e rotativo (12) em um tubo de guia de núcleo (24) a partir do enrolador de núcleo a montante (16), o tubo de guia de núcleo (24) configurado para guiar o núcleo rotativo (12) e expor uma porção do núcleo (12) ao feixe de laser (18a, 18b).

21. Método, de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de desativação do feixe de laser (18a, 18b).

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de o sistema de envio de feixe de laser (20) ser disposto em um motor linear (22).

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 22, caracterizado pelo fato de ainda compreender um sistema de movimento linear selecionado a partir do grupo que consiste em acionamento de cinta servo-acionado, um servo-acionamento eletromagnético, um sistema de eixo / seguidor de carne, um atuador linear, um acionamento de esfera-parafuso, um acionamento servo-pneumático e combinações dos mesmos.

24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 23, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de descarregamento de uma seção do núcleo de formação contínua e rotativo (12) circunferencialmente cortado pelo feixe de laser (18a, 18b) .

25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de remoção da seção descarregada por um dentre um soprador, uma força da gravidade, um transportador de descarga e combinações dos mesmos.