ES2307075T3 - Procedimiento para controlar la distancia entre cuchillas de una maquina de corte para materiales vegetales organicos, particularmente materiales de tabaco. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para controlar un espacio entre cuchillas de una máquina de corte para materiales vegetales orgánicos, particularmente materiales de tabaco, que comprende un cabezal de corte con un tambor de cuchillas de corte y un conjunto de transporte-compactación con una cuchilla inferior, en el que se usan señales de sensores eléctricos para colocar las cuchillas mediante servomecanismos, procesándose las señales en una unidad de control central de la máquina de corte, caracterizado porque un primer sensor (C1) determina la distancia (a) entre la cara de extremo del sensor (C1) y la hoja de una cuchilla (3) de corte en la dirección radial del tambor (2) de cabezal de corte, un segundo sensor (C2) determina la distancia (b) entre el chasis del cabezal (1) de corte y el chasis del conjunto (4) de transporte-compactación, y un tercer sensor (C3) determina la distancia (d) entre la cara de extremo del sensor (C3) y el borde de la cuchilla (7) inferior, y se determina un cambio Deltac de la distancia (c) entre la hoja de la cuchilla (3) de corte y el borde de la cuchilla (7) inferior según la fórmula Deltac = Deltaa + Deltab + Deltad, en la que Deltaa es un cambio de la distancia entre la cara de extremo del primer sensor (C1) y la hoja de la cuchilla (3) de corte, correspondiente a un cambio del diámetro del tambor (2) de cabezal de corte, Deltab es un cambio de la distancia del chasis del cabezal (1) de corte desde el chasis del conjunto (4) de transporte-compactación y Deltad es una pérdida de la cuchilla (7) inferior debido al desgaste, suponiendo que se conocen los espacios (a, b, c y d) iniciales entre los subconjuntos de la máquina de corte.
Description
Procedimiento para controlar la distancia entre
cuchillas de una máquina de corte para materiales vegetales
orgánicos, particularmente materiales de tabaco.
La invención se refiere a un procedimiento para
controlar la distancia entre cuchillas de una máquina de corte para
materiales vegetales orgánicos, particularmente materiales de
tabaco.
Las máquinas de corte conocidas para materiales
de tabaco se presentan por ejemplo, en las patentes polacas P
353760, P 356019, P 357739, y el documento
US-A-2 829 692. Un dispositivo de
este tipo comprende un chasis y un cabezal de corte en forma de un
tambor montado dentro del chasis, teniendo el tambor cuchillas
dispuestas simétricamente sobre su superficie circunferencial. Un
material que va a cortarse se alimenta a la zona de corte mediante
un conjunto de transporte-compactación equipado con
elementos de transporte y una denominada boquilla para comprimir y
formar el material que va a cortarse. La parte inferior de la
boquilla denominada cuchilla inferior, es una parte complementaria
para las cuchillas del tambor de cabezal de corte.
Por la patente polaca P 347304 se conoce un
procedimiento y un dispositivo para cuchillas afiladoras automáticas
para cortar materiales de tabaco, en el que una cuchilla se hace
avanzar durante un funcionamiento normal de la máquina de corte, y
se rectifica de manera apropiada mediante una muela abrasiva,
registrándose el par motor del accionamiento de la máquina de
corte, haciendo avanzar entonces la cuchilla según el par motor
registrado. La máquina de corte comprende un sensor para detectar
el par motor del accionamiento, estando conectado el sensor a un
accionamiento de elementos de ajuste. El sensor de par motor
empleado en esta solución conocida permite el control de la
velocidad del movimiento de avance de las cuchillas, dependiendo de
las fuerzas de resistencia que se producen durante el proceso de
corte. La máquina de corte para materiales de tabaco está equipada
con un sistema de control integrado con un conjunto de
servomecanismos, estando acoplado el sistema con el accionamiento
de la máquina y el accionamiento de los elementos de ajuste. Sin
embargo, esta máquina conocida no permite controlar la distancia
entre las cuchillas de la máquina de corte para materiales de
tabaco.
La distancia entre cuchillas de una máquina de
corte para materiales de tabaco tiene una influencia crucial sobre
la calidad del producto final y el consumo de potencia del mecanismo
de corte.
Habitualmente se utilizan procedimientos
manuales para determinar la distancia entre las cuchillas de una
máquina de corte, siendo posible llevar a cabo los procedimientos
sólo después de haber detenido la máquina de corte. En un
procedimiento conocido las cuchillas se ponen en contacto mediante
aproximaciones sucesivas. A continuación, el conjunto de
transporte-compactación se retrae a una distancia
deseada. El procedimiento anterior no es exacto e implica un riesgo
de romper o formar ranuras en las cuchillas. En otro procedimiento
conocido se aplican diversas capas de una cinta adhesiva de un
grosor conocido sobre la cara de extremo de la cuchilla inferior.
Tras activar el cabezal de corte y detenerlo se cuenta el número de
las capas que no se han cortado, proporcionando el número
multiplicado por el grosor de la cinta la distancia entre las
cuchillas de corte y la cuchilla inferior. A continuación, se
obtiene un espacio deseado repitiendo la regulación anterior y se
comprueba el procedimiento varias veces. El procedimiento
no es exacto porque depende de la precisión a la hora de determinar el grosor de la cinta y la uniformidad del grosor.
no es exacto porque depende de la precisión a la hora de determinar el grosor de la cinta y la uniformidad del grosor.
Según la invención, en un procedimiento para
controlar un espacio entre cuchillas de una máquina de corte para
materiales vegetales orgánicos, particularmente materiales de
tabaco, que comprende un cabezal de corte con un tambor de
cuchillas de corte y un conjunto de
transporte-compactación con una cuchilla inferior,
se usan señales de sensores eléctricos para colocar las cuchillas
mediante servomecanismos, procesándose las señales en una unidad de
control central de la máquina de corte, estando caracterizado el
procedimiento porque un primer sensor determina la distancia entre
la cara de extremo del sensor y la hoja de una cuchilla de corte en
la dirección radial del tambor de cabezal de corte, un segundo
sensor determina la distancia entre el chasis del cabezal de corte
y el chasis del conjunto de transporte-compactación,
y un tercer sensor determina la distancia entre la cara de extremo
del sensor y el borde de la cuchilla inferior, y se determina un
cambio \Deltac de la distancia entre la hoja de una cuchilla de
corte y el borde de la cuchilla inferior según la fórmula \Deltac
= \Deltaa + \Deltab + \Deltad, en la que \Deltaa es un
cambio de la distancia entre la cara de extremo del primer sensor y
la hoja de la cuchilla de corte, correspondiente a un cambio del
diámetro del tambor de cabezal de corte, \Deltab es un cambio de
la distancia del chasis del cabezal de corte desde el chasis del
conjunto de transporte-compactación y \Deltad es
una pérdida de la cuchilla inferior debida al desgaste, suponiendo
que se conocen los espacios iniciales entre los subconjuntos de la
máquina de corte.
Preferiblemente los sensores son sensores
inductivos que emplean corrientes de Foucault.
Preferiblemente la distancia entre el chasis del
cabezal de corte y el chasis del conjunto de
transporte-compactación se mide por dos segundos
sensores ubicados en el lado izquierdo y en el lado derecho,
correspondientemente, con respecto al chasis del conjunto de
transporte-compactación.
Preferiblemente se transmiten señales analógicas
desde los sensores eléctricos a la unidad de control de la máquina
de corte.
Según otra realización preferida, se transmiten
señales digitales desde los sensores eléctricos a la unidad de
control de la máquina de corte.
Preferiblemente los cambios \Deltaa y
\Deltab de distancia se miden de manera continua, mientras que el
parámetro \Deltad se mide de manera periódica.
En una realización preferida, la posición de un
diamante para rectificar la muela abrasiva se ajusta mediante un
servomecanismo basándose en la salida de la unidad de control.
El procedimiento inventivo para controlar un
espacio entre cuchillas de una máquina de corte permite mantener un
espacio constante durante el funcionamiento de la máquina de corte,
sin la necesidad de detener la máquina para ajustar la distancia.
La distancia puede ajustarse durante el funcionamiento de la máquina
de corte usando sólo un panel de control o a distancia desde una
unidad de control central de la máquina de corte. La distancia se
determina basándose en mediciones de sensores precisos, por lo que
no depende de estimaciones subjetivas del personal que hace
funcionar la máquina. En la solución propuesta según la invención la
precisión de las mediciones no se ve afectada por la contaminación
de las superficies detectadas ya que los sensores empleados son
sólo sensibles al metal. Además, la información respectiva al
espacio puede mostrarse en un panel de control de la máquina de
corte y enviarse a una unidad de control central.
El procedimiento según la invención se ha
realizado usando una máquina de corte para materiales de tabaco
ilustrada en los dibujos, en los que:
la figura 1 muestra una vista lateral
esquemática de una máquina de corte, y
la figura 2 muestra esquemáticamente un conjunto
de transporte-compactación.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como muestra la figura 1, la máquina de
corte para materiales de tabaco comprende un cabezal 1 de corte en
el que está montado un tambor 2 de cabezal de corte giratorio que
tiene cuchillas 3 de corte dispuestas simétricamente sobre su
superficie circunferencial, y un conjunto 4 de
transporte-compactación compuesto por un chasis o
cuerpo en el que están montados dos elementos 5 y 6 de transporte,
que convergen en la dirección del flujo del material de tabaco. El
conjunto 4 de transporte-compactación puede moverse
con respecto al cabezal 1 de corte y se presiona contra el mismo
durante el funcionamiento de la máquina de corte. La distancia entre
el conjunto 4 de transporte-compactación y el
cabezal 1 de corte se ajusta mediante servomecanismos (no mostrados)
conectados con una unidad de control central.
El material de tabaco que va a cortarse se
compacta y transporta hacia el tambor 2 de cabezal de corte mediante
el conjunto 4 de transporte-compactación. Mientras
se corta por las cuchillas 3 de corte, el material de tabaco que va
llegando choca contra la cuchilla 7 inferior que no puede moverse,
acoplada de manera rígida con el conjunto 4 de
transporte-compactación.
Cada cuchilla 3 de corte se afila mediante una
muela 8 abrasiva de tipo cubeta o de tipo disco que se rectifica
mediante un diamante 9. La posición del diamante 9 se ajusta
mediante un servomecanismo (no mostrado) conectado con una unidad
de control central de la máquina de corte. Tal como puede observarse
en la figura 1, el diámetro del cilindro virtual definido por las
hojas giratorias de las cuchillas 3 de corte depende de la posición
de la cara de extremo del diamante 9.
La calidad del proceso de corte para material de
tabaco y el consumo de potencia de la máquina de corte dependen de
la distancia a la que cada cuchilla 3 de corte del tambor 2 de
cabezal de corte giratorio pasa por el borde de la cuchilla 7
inferior del conjunto 4 de transporte-compactación.
La distancia varía debido a los procesos de desgaste de la cuchilla
7 inferior, un cambio del diámetro del cilindro definido por las
hojas giratorias de las cuchillas 3 de corte y un cambio de la
distancia entre el chasis del cabezal 1 de corte y el chasis del
conjunto 4 de transporte-compactación. El control de
la distancia entre las cuchillas de la máquina de corte y el ajuste
de la extensión de las cuchillas de corte afectan significativamente
a la calidad del producto final.
Para controlar la distancia entre las cuchillas
de la máquina de corte, la máquina está equipada con sensores de
distancia eléctricos, preferiblemente sensores inductivos que
utilizan el efecto de las corrientes de Foucault. Mediante un
primer sensor C1 acoplado al chasis del cabezal 1 de corte y situado
paralelo a la dirección radial del tambor 2 de cabezal de corte se
mide un espacio a como una distancia entre la cara de extremo del
sensor C1 y las hojas de las cuchillas 3 de corte. Una salida
analógica o digital del primer sensor C1 proporcional al espacio a
se proporciona a la unidad de control central, por lo que puede
determinarse un cambio del diámetro del cilindro definido por las
hojas giratorias de las cuchillas 3 de corte. Si el cambio del
diámetro del cilindro definido por las hojas giratorias de las
cuchillas 3 de corte supera un valor predeterminado, la unidad de
control central envía una señal a un servomecanismo para fijar la
posición del diamante 9.
Adicionalmente, un segundo sensor C2 mide la
distancia b entre el chasis del cabezal 1 de corte y el chasis del
conjunto 4 de transporte-compactación. En una
realización preferida se emplean dos segundos sensores C2 y C2'
ubicados en el lado izquierdo y en el lado derecho,
correspondientemente, con respecto al chasis del conjunto 4 de
transporte-compactación, de los que el sensor C2' es
invisible en el dibujo. Basándose en señales de salida analógicas o
digitales de ambos sensores C2 y C2', una unidad de control central
genera una señal resultante correspondiente.
Debido a los procesos de desgaste de la cuchilla
7 inferior, la distancia c aumenta entre las cuchillas 3 de corte
del tambor 2 de cabezal de corte y la cuchilla 7 inferior del
conjunto 4 de transporte-compactación. El proceso
de desgaste de la cuchilla 7 inferior es un proceso muy lento, de
modo que la pérdida puede medirse de manera periódica. Según la
invención, una pérdida debida al desgaste de la cuchilla 7 inferior
se define como un cambio de la distancia d, tal como muestra la
figura 2. Un tercer sensor C3 mide de manera periódica la distancia
d entre la cara de extremo de la cuchilla 7 inferior, almacenándose
el valor medido en una memoria de una unidad de control central de
la máquina de corte.
Si se conoce el valor inicial de la distancia c
entre las cuchillas 3 de corte y la cuchilla 7 inferior, medido
para los espacios a, b y d conocidos entre los subconjuntos de la
máquina de corte, según la invención el cambio \Deltac se
determina como la suma algebraica de los espacios a, b y d, según la
fórmula:
\Deltac =
\Deltaa + \Deltab +
\Deltad
en la que las mediciones para
\Deltaa y \Deltab son mediciones continuas y la medición para
\Deltad es una medición periódica. Basándose en los resultados
medidos, la unidad de control central de la máquina de corte genera
señales transmitidas a servomecanismos que ajustan la distancia b
entre el chasis del cabezal 1 de corte y el chasis del conjunto 4
de transporte-compactación para compensar los
cambios de la distancia c entre las cuchillas de la máquina de
corte.
Se emplearon cuatro sensores inductivos que
utilizan corrientes de Foucault en una máquina de corte para
materiales de tabaco mostrada esquemáticamente en las figuras 1 y
2:
- -
- se montó el sensor C1 de modo que su cara de extremo estaba a una distancia del 50% al 75% del intervalo de medición, preferiblemente del 60%, desde la superficie virtual del cilindro definido por las hojas giratorias de las cuchillas 3 de corte. El intervalo de medición del sensor empleado fue de 1,5 mm.
- -
- Se montaron los sensores C2 y C2' de modo que sus caras de extremo estaban a una distancia del 50% al 80% del intervalo de medición, preferiblemente del 70%, desde el chasis del cabezal 1 de corte. El intervalo de medición de los sensores empleados fue de 5 mm.
- -
- Se montó el sensor C3 de modo que, en la posición de medición, su cara de extremo estaba a una distancia del 40% al 80% del intervalo de medición, preferiblemente del 60%, desde la cara de extremo de la cuchilla 7 inferior aún no desgastada.
La repetibilidad de las mediciones de los
sensores C1 y C3 fue mejor de 0,03 mm aunque mejor de 0,04 mm para
los sensores C2 y C2'. La repetibilidad d\Deltac de la
determinación del cambio de la distancia entre las cuchillas de la
máquina de corte, según la fórmula:
\Deltac =
\Deltaa + \Deltab +
\Deltad
no fue peor
que:
d\Deltac
\leq (0,03 + 0,04 + 0,03)
mm
d\Deltac
\leq 0,1
mm
La solución presentada según la invención
permitió un ajuste seguro de la distancia c entre las cuchillas de
la máquina de corte igual a 0,15 mm sin ningún riesgo de colisión
entre las cuchillas 3 de corte y la cuchilla 7 inferior.
Claims (7)
1. Procedimiento para controlar un espacio entre
cuchillas de una máquina de corte para materiales vegetales
orgánicos, particularmente materiales de tabaco, que comprende un
cabezal de corte con un tambor de cuchillas de corte y un conjunto
de transporte-compactación con una cuchilla
inferior, en el que se usan señales de sensores eléctricos para
colocar las cuchillas mediante servomecanismos, procesándose las
señales en una unidad de control central de la máquina de corte,
caracterizado porque un primer sensor (C1) determina la
distancia (a) entre la cara de extremo del sensor (C1) y la hoja de
una cuchilla (3) de corte en la dirección radial del tambor (2) de
cabezal de corte, un segundo sensor (C2) determina la distancia (b)
entre el chasis del cabezal (1) de corte y el chasis del conjunto
(4) de transporte-compactación, y un tercer sensor
(C3) determina la distancia (d) entre la cara de extremo del sensor
(C3) y el borde de la cuchilla (7) inferior, y se determina un
cambio \Deltac de la distancia (c) entre la hoja de la cuchilla
(3) de corte y el borde de la cuchilla (7) inferior según la
fórmula \Deltac = \Deltaa + \Deltab + \Deltad, en la que
\Deltaa es un cambio de la distancia entre la cara de extremo del
primer sensor (C1) y la hoja de la cuchilla (3) de corte,
correspondiente a un cambio del diámetro del tambor (2) de cabezal
de corte, \Deltab es un cambio de la distancia del chasis del
cabezal (1) de corte desde el chasis del conjunto (4) de
transporte-compactación y \Deltad es una pérdida
de la cuchilla (7) inferior debido al desgaste, suponiendo que se
conocen los espacios (a, b, c y d) iniciales entre los subconjuntos
de la máquina de corte.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los sensores (C1, C2, C3) son sensores
inductivos que utilizan corrientes de Foucault.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la distancia (b) entre el chasis del
cabezal (1) de corte y el chasis del conjunto (4) de
transporte-compactación se mide por dos segundos
sensores (C2, C2') ubicados en el lado izquierdo y en el lado
derecho, correspondientemente, con respecto al chasis del conjunto
(4) de transporte-compactación.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las señales analógicas se transmiten
desde los sensores eléctricos a la unidad de control de la máquina
de corte.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las señales digitales se transmiten
desde los sensores eléctricos a la unidad de control de la máquina
de corte.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los cambios \Deltaa y \Deltab de
distancia se miden de manera continua, mientras que el parámetro
\Deltad se mide de manera periódica.
7. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque la posición de un diamante (9) para
rectificar la muela (8) abrasiva se ajusta mediante un
servomecanismo basándose en la salida de la unidad de control.
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