ITPD20130281A1 - Sistema e metodo di controllo per un impianto di stampaggio di materie plastiche - Google Patents

Description

Sistema e metodo di controllo per un impianto di stampaggio di materie plastiche

Descrizione

Ambito tecnico

La presente invenzione riguarda un sistema di controllo per un impianto di stampaggio di materie plastiche avente le caratteristiche enunciate nel preambolo della rivendicazione principale.

Essa riguarda altresì un relativo metodo di controllo di un tale impianto e un metodo per aumentare il controllo dell’efficienza di un impianto di stampaggio preesistente.

Sfondo tecnologico

Nell’ambito generale della lavorazione e della trasformazione delle materie plastiche, sono noti ed ampiamente diffusi gli impianti di stampaggio.

Impianti di questo tipo possono comprendere una pluralità di presse, su ciascuna delle quali è montato un apposito stampo conformato per realizzare uno o più dei prodotti della forma desiderata.

Il processo di stampaggio in pressa è effettuato per cicli successivi, in cui sono previste le fasi di fusione della materia plastica in una camera di riscaldamento, di iniezione in uno stampo chiuso di una quantità predeterminata di materia plastica fusa, e di apertura dello stampo con estrazione del prodotto stampato.

A monte di ogni pressa è prevista una rispettiva tramoggia di carico, che provvede ad immettere nella camera di riscaldamento della pressa una quantità predeterminata di materia plastica da stampare, ad esempio in forma di granuli.

Ciascuna tramoggia di carico, a sua volta, è collegata ad un contenitore principale che provvede al reintegro della materia plastica quando questa raggiunge un valore di minimo livello all’interno della tramoggia di carico. Questa operazione di reintegro avviene in automatico, grazie alla previsione di un dispositivo di controllo centrale, collegato ad una scheda di controllo di ogni singola tramoggia di carico. Quando viene raggiunto il livello di minimo nella tramoggia di carico, la relativa scheda di controllo manda un segnale al dispositivo di controllo centrale che a sua volta comanda l’operazione di reintegro.

Negli impianti di stampaggio di materie plastiche, è sempre più pressante l’esigenza di aumentare la produttività degli impianti.

A tal fine, è desiderabile poter determinare in ogni momento l’efficienza di utilizzo di ogni singola macchina, così da raccogliere ed avere a disposizione dati di funzionamento che consentano di identificare in modo oggettivo, eventualmente dopo un’opportuna elaborazione statistica, le cause alla base di un utilizzo non ottimale dell’impianto.

In particolare, ciò significa avere un controllo puntuale e pressoché continuo di ogni singola pressa in cui la materia plastica viene stampata.

Per consentire tale monitoraggio, è noto da US 2010/0234983 un sistema di controllo che prevede di monitorare in continuo il peso della materia plastica contenuta nella tramoggia di carico, così da determinare la quantità di materiale per unità di tempo erogato dalla tramoggia di carico alla pressa.

Tale sistema, tuttavia, comporta la necessità di installare un dispositivo di pesatura (ad esempio basato su celle di carico) per ogni singola tramoggia di carico. Questa operazione richiede un costo di installazione relativamente elevato, e comporta oneri aggiuntivi di manutenzione e di taratura.

Un altro sistema di controllo, prevede di collegare ogni singola pressa ad un dispositivo di controllo centrale, in modo tale da trasmettere a quest’ultimo i dati relativi al suo funzionamento.

Tuttavia, ciò viene effettuato predisponendo un apposito circuito di trasmissione dati, con un cavo di comunicazione seriale dedicato esteso tra il dispositivo di controllo centrale e ogni singola pressa, il che comporta un onere economico relativamente importante.

Descrizione dell’invenzione

Il problema alla base della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un sistema di controllo per un impianto di stampaggio di materie plastiche nonché un relativo metodo di controllo strutturalmente e funzionalmente concepito per superare i limiti sopra esposti con riferimento alla tecnica nota citata.

Nell’ambito di tale problema è uno scopo del trovato realizzare un sistema di controllo particolarmente adatto all’implementazione su impianti già esistenti, che consenta di porre sotto controllo il funzionamento delle presse con interventi semplici, rapidi e poco costosi.

Questo problema è risolto e questo scopo è conseguito dal presente trovato mediante un sistema e un relativo metodo di controllo per un impianto di stampaggio di materie plastiche realizzati in accordo con le rivendicazioni che seguono.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche e i vantaggi dell’invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata di un suo preferito esempio di realizzazione, illustrato a titolo indicativo e non limitativo con riferimento all’unico disegno allegato, in cui la figura 1 è una vista schematica di un impianto di stampaggio di materie plastiche dotato di un sistema di controllo realizzato secondo la presente invenzione.

Modo preferito di realizzazione dell’invenzione

In figura, con 1 è complessivamente indicato un impianto di stampaggio di materie plastiche, il quale è provvisto di un sistema di controllo 10, realizzato in accordo con la presente invenzione.

L’impianto di stampaggio 1 è predisposto per lavorare e trasformare in prodotti finiti o semilavorati materia plastica, tipicamente in forma di granuli o simili. La materia plastica lavorata può essere a base di una qualsiasi miscela polimerica termoplastica, comprendendo ad esempio poliolefine, poliammidi o poliesteri o loro derivati. Esempi di polimeri adatti ad essere lavorati mediante l’impianto di stampaggio 1 sono polimeri di uso comune come polivinilcloruro (PVC), polietilentereftalato (PET), polipropilene (PP), polietilene (PE), copolimero acrilonitrile-butilene-stirene (ABS), poliammidi (PA).

L’impianto di stampaggio 1 comprende una pluralità di presse 2, ciascuna delle quali comprende una camera di riscaldamento 3, dotata di mezzi di riscaldamento per fondere la materia plastica contenuta in essa e in comunicazione con uno stampo 4 in cui viene immessa la materia plastica fusa per essere stampata.

A ciascuna pressa 2 è associata una rispettiva tramoggia di carico 5, la quale è predisposta per erogare alla camera di riscaldamento 3 della pressa 2 una quantità predeterminata di materia plastica da stampare.

Ciascuna tramoggia di carico 5 è preferibilmente collegata, a monte, con un contenitore principale 6 in cui è contenuta la materia plastica da erogare, quando richiesto, alle singole tramogge di carico 5.

Allo scopo, ciascuna tramoggia di carico 5 è dotata di un sensore di minimo livello 7, predisposto per segnalare quando la quantità materia plastica presente nella tramoggia di carico 5 è da considerarsi scarsa e necessita quindi di essere reintegrata.

Il sistema di controllo 10 dell’impianto di stampaggio 1 comprende un dispositivo di controllo centrale 11, predisposto per raccogliere dati e segnali provenienti dai vari componenti dell’impianto 1 e per trasmettere agli stessi i comandi appropriati.

In particolare, il dispositivo di controllo centrale 11 è collegato a ciascuna tramoggia di carico 5, in modo da ricevere il segnale eventualmente trasmesso dal sensore di minimo livello 7 e conseguentemente comandare l’operazione di reintegro della tramoggia di carico 5.

Precisamente, il dispositivo di controllo centrale 11 è collegato a rispettive schede di controllo 12 installate su ciascuna tramoggia di carico 5 e collegate, almeno, ai sensori di minimo livello 7.

La connessione tra dispositivo di controllo centrale 11 e le schede di controllo 12 è effettuata mediante la previsione di un cavo di collegamento principale 13, connesso al dispositivo centrale 11, e di cavi di collegamento secondari 14, uno per ogni tramoggia di carico 5, estesi tra le schede di controllo 12 e il cavo di collegamento principale 13, tramite rispettivi connettori.

Preferibilmente, il cavo di collegamento principale 13 e i cavi di collegamento secondari 14 sono cavi di comunicazione seriale uniti tra loro mediante appositi connettori seriali, secondo modalità in sé note nel settore.

Secondo un primo aspetto della presente invenzione, ciascuna pressa 2 è collegata, tramite un cavo di collegamento ausiliare 15, alla scheda di controllo 12 della rispettiva tramoggia di carico 5 ad essa associata.

In questo modo ciascuna pressa 2 è in grado di trasmettere al dispositivo di controllo centrale 11 i dati relativi al proprio funzionamento attraverso il cavo di collegamento secondario 14 e quindi il cavo di collegamento principale 13. Preferibilmente, ciascuna pressa 2 comprende un’unità di controllo 16 e il cavo di collegamento ausiliare 15 è esteso tra detta unità di controllo 16 e la scheda di controllo 12.

L’unità di controllo 16 è in particolare predisposta per rilevare il numero di cicli di stampaggio effettuati dalla pressa 2 in un intervallo di tempo predeterminato così da poterlo trasmettere al dispositivo di controllo centrale 11.

In aggiunta, è preferito che l’unità di controllo 16 sia predisposta per rilevare e trasmettere al dispositivo di controllo centrale 11 anche la potenza assorbita dalla pressa 2.

Si noterà che grazie alla configurazione circuitale sopra descritta, è possibile far passare i dati relativi al funzionamento della pressa 2 attraverso la scheda di controllo 12, sfruttando la presenza dei cavi di collegamento 13 e 14 già predisposti per il controllo della tramoggia di carico 5.

In una versione preferita dell’invenzione, ciascuna pressa 2 è inoltre dotata di un dispositivo di immissione dati 17, associato all’unità di controllo 16 ed utilizzabile da un operatore per fornire al dispositivo di controllo centrale 11 dati addizionali relativi al funzionamento della rispettiva pressa.

Il dispositivo di immissione dati 17 può essere un computer o un tablet o un qualsiasi altro dispositivo elettronico, in cui l’operatore possa, mediante una tastiera o un touch-screen, trasmettere dati.

In particolare, l’operatore mediante il dispositivo di immissione dati 17 può trasmettere indicazioni relativi alla qualità della materia plastica stampata della pressa 2, oppure relativi alle cause di eventuali perdite di tempo di produzione (ad esempio: cambio stampo, manutenzione, rottura, eccetera) della pressa 2. In alternativa, è previsto che un unico dispositivo di immissione dati 17 possa comunicare direttamente con il dispositivo di controllo centrale 11 per trasmettere i dati addizionali anzidetti relativi a più presse 2.

Il funzionamento operativo dell’impianto di stampaggio 1 è, nelle sue linee generali, analogo a quello di un impianto tradizionale, con la materia plastica da stampare che viene erogata dalla tramoggia di carico 5 alla rispettiva pressa 2 ad essa collegata, la quale provvede a fonderla nella camera di riscaldamento 3, a trasferirla mediante una vite a coclea all’interno dello stampo 4 chiuso dove, riempiendo gli spazi in esso definiti, assume la forma finale desiderata. Dopo un tempo di stampaggio predefinito, lo stampo 4 si apre e il prodotto finale viene estratto automaticamente da appositi estrattori. L’apertura (e/o la chiusura) dello stampo 4 viene registrata dall’unità di controllo 16 della pressa 6 che provvede a trasmettere al dispositivo di controllo centrale 11 tale dato, eventualmente insieme ai dati di potenza assorbita dalla pressa 2 e ai dati addizionali forniti dall’operatore tramite il dispositivo di immissione dati 17.

Il dispositivo di controllo centrale 11, grazie ai dati trasmessi dall’unità di controllo 16 è in grado di determinare la quantità di materia plastica stampata per unità di tempo (posto che ad ogni ciclo di stampaggio corrisponde una determinata quantità di materia plastica) dalla pressa 2 e, conseguentemente, stabilire un parametro di efficienza di utilizzo della pressa 2 e, combinandolo con quello delle altre presse 2, dell’intero impianto di stampaggio 1.

In questo modo è consentito il monitoraggio puntuale di ogni singola pressa, così da permettere la rapida individuazione di eventuali cause di perdita di efficienza e la predisposizione delle opportune azioni correttive.

Si apprezzerà che il sistema di controllo dell’invenzione può essere realizzato in modo semplice ed economico, sfruttando un’infrastruttura di trasmissione dati comunque necessaria negli impianti per consentire il reintegro automatico delle tramogge di carico.

Inoltre, il sistema di controllo dell’invenzione permette una comoda e poco costosa implementazione in impianti di stampaggio già esistenti e di cui si desidera monitorare in modo più preciso l’efficienza delle presse.

In questo caso, infatti, sarà sufficiente predisporre un semplice collegamento seriale tra pressa e scheda di controllo della rispettiva tramoggia di carico, che, in considerazione della prossimità tra i due apparecchi, richiede l’impiego di pochi metri di cavo, risparmiando invece la stesura di un intero nuovo cavo di collegamento tra le presse e il dispositivo di controllo centrale.

La presente invenzione risolve quindi il problema sopra lamentato con riferimento alla tecnica nota citata, offrendo nel contempo numerosi altri vantaggi, tra cui la semplicità dell’implementazione e il costo ridotto dell’operazione.

Un altro vantaggio è dato dal fatto di poter essere implementata anche su presse di tipologie molto diverse tra loro, in quanto l’unico dato essenziale è quello relativo all’apertura dello stampo, dato che è comunemente disponibile sostanzialmente su ogni pressa.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di controllo (10) per un impianto di stampaggio (1) di materie plastiche comprendente: - una pluralità di presse (2), ciascuna delle quali comprende uno stampo (4) in cui viene stampata detta materia plastica; - una rispettiva tramoggia di carico (5) per ciascuna di dette presse, predisposta per erogare a ciascuna pressa una quantità predeterminata di detta materia plastica da stampare; - un dispositivo di controllo centrale (11) predisposto per controllare il funzionamento almeno di dette tramogge di carico; - almeno un cavo di collegamento (13, 14) esteso tra detto dispositivo di controllo centrale e rispettive schede di controllo (12) installate su ciascuna di dette tramogge di carico; caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette presse (2) è collegata alla scheda di controllo (12) di detta rispettiva tramoggia di carico (5), in modo da trasmettere a detto dispositivo di controllo centrale (11) dati relativi al proprio funzionamento attraverso detto almeno un cavo di collegamento.
2. 2. Sistema di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un cavo di collegamento comprende un cavo di collegamento principale (13) collegato a detto dispositivo di controllo centrale (11) e rispettivi cavi di collegamento secondari (14) estesi tra detto cavo di collegamento principale e dette schede di controllo (12).
3. 3. Sistema di controllo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui ciascuna di dette presse (2) comprende un’unità di controllo (16) predisposta per rilevare il numero di cicli di stampaggio effettuati dalla rispettiva pressa (2) in un intervallo di tempo predeterminato e detta unità di controllo è collegata a detta scheda di controllo (12) di detta tramoggia di carico per trasmettere tale dato a detto dispositivo di controllo centrale (11).
4. 4. Sistema di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna di dette presse (2) è dotata di un dispositivo di immissione dati (17) associato a detta unità di controllo (16) ed utilizzabile da un operatore per fornire a detto dispositivo di controllo centrale (11) dati addizionali relativi al funzionamento della rispettiva pressa.
5. 5. Sistema di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di controllo (16) è predisposta per rilevare la potenza assorbita dalla rispettiva pressa (2) e trasmetterla a detto dispositivo di controllo centrale (11).
6. 6. Metodo per controllare l’efficienza di un impianto di stampaggio (1) di materie plastiche, detto impianto comprendendo: - una pluralità di presse (2), ciascuna delle quali comprende uno stampo (4) in cui viene stampata detta materia plastica; - una rispettiva tramoggia di carico (5) per ciascuna di dette presse, predisposta per erogare a ciascuna pressa una quantità predeterminata di detta materia plastica da stampare; detto metodo comprendendo le fasi di: - predisporre un dispositivo di controllo centrale (11) per controllare il funzionamento di almeno dette tramogge di carico (5); - predisporre almeno un cavo di collegamento (13, 14) tra detto dispositivo di controllo centrale e rispettive schede di controllo (12) installate su ciascuna di dette tramogge di carico (5); detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di: - collegare ciascuna di dette presse (2) alla scheda di controllo (12) di detta rispettiva tramoggia di carico, così che ciascuna di dette presse risulti collegata a detto dispositivo di controllo centrale tramite detto almeno un cavo di collegamento; - trasmettere a detto dispositivo di controllo centrale (11), tramite detto almeno un cavo di collegamento, dati relativi al funzionamento di ciascuna di dette presse.
7. 7. Metodo per aumentare il controllo dell’efficienza di un impianto preesistente di stampaggio di materie plastiche, detto impianto preesistente comprendendo: - una pluralità di presse (2), ciascuna delle quali comprende uno stampo (4) in cui viene stampata detta materia plastica; - una rispettiva tramoggia di carico (5) per ciascuna di dette presse (2), predisposta per erogare a ciascuna pressa una quantità predeterminata di detta materia plastica da stampare; - un dispositivo di controllo centrale (11) predisposto per controllare il funzionamento di almeno dette tramogge di carico; - almeno un cavo di collegamento (13, 14) esteso tra detto dispositivo di controllo centrale e rispettive schede di controllo (12) installate su ciascuna di dette tramogge di carico; detto metodo comprendendo la fase di: - collegare ciascuna di dette presse (2) alla scheda di controllo (12) di detta rispettiva tramoggia di carico, così che ciascuna di dette presse, insieme alla rispettiva tramoggia di carico, risulti collegata a detto dispositivo di controllo centrale (11) tramite detto almeno un cavo di collegamento; - trasmettere a detto dispositivo di controllo centrale (11), tramite detto almeno un cavo di collegamento, dati relativi al funzionamento di ciascuna di dette presse.
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui ciascuna di dette presse (2) trasmette a detto dispositivo di controllo centrale (11) dati relativi al numero di cicli di stampaggio effettuati dalla rispettiva pressa in un predeterminato intervallo di tempo.
9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui, ciascuna di dette presse (2) trasmette a detto dispositivo di controllo centrale (11) dati addizionali relativi al funzionamento di detta pressa.
10. 10. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, in cui detti dati addizionali comprendono un’indicazione della qualità di detta materia plastica stampata da detta pressa (2).
11. 11. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 10, in cui detti dati addizionali comprendono un’indicazione della causa del tempo di fermo della rispettiva pressa.
12. 12. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 11, in cui ciascuna di dette presse (2) trasmette a detto dispositivo di controllo centrale (11), dati relativi alla potenza assorbita da detta pressa.