具有旋转刀片的设备(3；201；202)包括支撑结构(17；217)。该结构支撑旋转刀片保持器(15；15B；203；205)，该旋转刀片保持器围绕旋转轴线旋转并且在其上布置有一组旋转刀片(19；19B；203A；205A)。还提供了砧座刀片(21；21B；21C；204；206)，其被承载在支撑结构(17；217)上，该支撑结构适合于与该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)共同作用。传感器(31；104；105；107；231；232)检测指示该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的相互作用的参数。
1.一种具有用于加工幅材(N；N1；N2)的旋转刀片的设备(3；201；202)，包括：支撑结构(17；217)；
旋转刀片保持器(15；15B；203；205)，其围绕旋转轴旋转，并且在其上布置有一组旋转刀片(19；19B；203A；205A)；
砧座刀片(21；21B；21C；204；206)，其被承载在所述支撑结构(17；217)上，并适合于与该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)共同作用；其中每个旋转刀片(19；19B；203A；205A)和砧座刀片(21；21B；21C；204；206)被配置成使得在旋转刀片保持器(15；15B；203；205)旋转期间，每个旋转刀片(19；19B；203A；205A)和砧座刀片(21；21B；21C；204；206)在旋转刀片(19；
19B；203A；205A)的第一端处开始相互接触，并在旋转刀片(19；19B；203A；205A)的第二端处终止相互接触，每个旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的相互接触点从旋转刀片(19；19B；203A；205A)的第一端逐渐移动到第二端；
传感器(31；104；105；107；231；232)，其适合于检测指示该组旋转刀片(19；19B；203A；
205A)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间相互作用的参数，以产生各旋转刀片与砧座刀片之间相互作用的信号，该信号在相互接触点从所述第一端到所述第二端的移动期间持续在旋转刀片(19；19B；203A；205A)和砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间相互作用的时间范围；其中所述传感器(104；231；232)适合于检测在所述砧座刀片(21；21B；21C；204；
206)与该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)之间施加的电压，通过所述传感器检测电压获得的电压信号包含关于固定的砧座刀片与旋转刀片之间的相互作用的信息。
2.根据权利要求1所述的设备(3；201；202)，其中所述传感器(31；104；105；107；231；
3.根据权利要求1所述的设备(3；201；202)，其中将基准电压施加到砧座刀片(21；21B；
21C；204；206)，并且将旋转刀片保持器(15；15B；203；205)连接到地电势，或反之。
4.根据权利要求2所述的设备(3；201；202)，其中将基准电压施加到砧座刀片(21；21B；
21C；204；206)，并且将旋转刀片保持器(15；15B；203；205)连接到地电势，或反之。
5.根据权利要求1所述的设备(3；201；202)，其中所述砧座刀片(21；21B；21C；204；206)相对于所述支撑结构(17；217)是静止的。
6.根据权利要求2、3或4所述的设备(3；201；202)，其中所述砧座刀片(21；21B；21C；
204；206)相对于所述支撑结构(17；217)是静止的。
7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备(3；201；202)，其中该组旋转刀片(19；
19B；203A；205A)包括至少一个旋转刀片。
8.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备(3；201；202)，其中每个旋转刀片(19；
19B；203A；205A)被布置在所述旋转刀片保持器(15；15B；203；205)上，其切割刃根据大致螺旋线展开，而砧座刀片(21；21B；21C；204；206)具有直线刀刃；或者其中每个旋转刀片(19；
19B；203A；205A)布置在旋转刀片保持器(15；15B；203；205)上，其切割刃根据平行于旋转刀片保持器的旋转轴线的直线展开，并且砧座刀片(21；21B；21C；204；206)具有螺旋刀刃。
9.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备，其中该组旋转刀片(19；19B；203A；
205A)和所述砧座刀片(21；21B；21C；204；206)布置成使得对于旋转刀片保持器(15；15B；
203；205)的每个旋转角度，在一个旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；
10.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备(3；201；202)，其中所述支撑结构(17；
217)包括第一侧板(17A)和第二侧板(17B)，在所述第一侧板和第二侧板之间布置有所述旋转刀片保持器(15；15B；203；205)和砧座刀片(21；21B；21C；204；206)；其中第一侧板布置在旋转刀片的第一端的一侧处；并且其中传感器(31；104；105；107；231；232)与第二侧板相关联，该第二侧板布置在旋转刀片(19；19B；203A；205A)的第二端的一侧处。
11.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备(3；201；202)，包括控制单元(33)，所述控制单元被配置为分析由所述传感器(31；104；105；107；231；232)给出的信号。
12.根据权利要求11所述的设备(3；201；202)，其中所述控制单元(33)适合于自动调节该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)与所述砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的相互作用和/或根据由传感器(31；104；105；107；231；232)给出的信号而产生警报。
13.根据权利要求12所述的设备(3；201；202)，其中该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)与所述砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的相互作用的自动调节或警报的产生是通过人工智能算法执行的。
14.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备(3；201；202)，其中该组旋转刀片(19；
19B；203A；205A)和所述砧座刀片(21；21B；21C；204；206)被配置成沿着幅材(N)产生穿孔线；或者沿着幅材(N1；N2)产生切割线，并将幅材切割成片材。
15.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备(3；201；202)，其中该组旋转刀片(19；
19B；203A；205A)包括多个以恒定的角间距围绕旋转轴布置的旋转刀片(19；19B；203A；
16.根据权利要求12所述的设备(3；201；202)，其中该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)与所述砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的相互作用的自动调节或警报的产生是通过机器学习和/或人工神经网络执行的。
17.一种具有用于加工幅材(N；N1；N2)的旋转刀片的设备(3；201；202)，包括：支撑结构(17；217)；
旋转刀片保持器(15；15B；203；205)，其围绕旋转轴旋转，并且在其上布置有一组旋转刀片(19；19B；203A；205A)；
砧座刀片(21；21b；21C；204；206)，其被承载在所述支撑结构(17；217)上，并适合于与该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)共同作用；其中每个旋转刀片(19；19B；203A；205A)和砧座刀片(21；21B；21C；204；206)被配置成使得在旋转刀片保持器(15；15B；203；205)旋转期间，每个旋转刀片(19；19B；203A；205A)和砧座刀片(21；21B；21C；204；206)在旋转刀片(19；
19B；203A；205A)的第一端处开始相互接触，并在旋转刀片(19；19B；203A；205A)的第二端处终止相互接触，每个旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的相互接触点从旋转刀片(19；19B；203A；205A)的第一端逐渐移动到第二端；
振动传感器(31)，其适合于检测指示该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间相互作用的振动，所述振动传感器(31)产生各旋转刀片与砧座刀片之间相互作用的信号，所述信号在相互接触点从所述第一端到所述第二端的移动期间持续在旋转刀片(19；19B；203A；205A)和砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间相互作用的时间范围；
控制单元(33)，其适合于分析由振动传感器(31)产生的信号；其中所述控制单元被配置为检测随时间变化的振动信号(S)，该振动信号对于每个旋转刀片是重复的并且具有与每个旋转刀片(19)与砧座刀片(21)接触的接触角位置和时间瞬间相对应的振动峰值(Sp)；
并且其中所述控制单元还被配置为检测在两个连续的振动峰值(Sp)之间是否存在任何额外峰值或干扰，所述额外峰值或干扰指示设备的故障。
18.一种用于加工幅材(N；N1)的机器(1；200)，包括幅材(N；N1；N2)的进给路径，根据权利要求1至5和15中的任意一项所述的设备(3；201；202)沿着该进给路径布置，幅材(N；N1；
N2)的进给路径在旋转刀片保持器(15；15B；203；205)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间通过。
19.根据权利要求18所述的机器(1；200)，还包括用于加工所述幅材(N；N1；N2)的加工构件(5；209；211)。
20.根据权利要求18所述的机器(1；200)，其中所述机器是复卷机或交错折叠机。
21.一种用于加工连续幅材(N；N1；N2)的方法，包括以下步骤：
沿着在包括一组旋转刀片(19；19B；203A；205A)的旋转刀片保持器(15；15B；203；205)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的进给路径进给连续幅材(N；N1；N2)；
通过该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的共同作用而作用在幅材(N；N1；N2)上；其中该组旋转刀片和砧座刀片以剪刀式切割作用在幅材上，使得每个旋转刀片(19；19B；203A；205A)和砧座刀片(21；21B；21C；204；206)在一点上彼此共同作用，该点在旋转刀片旋转期间从旋转刀片的第一端平移到旋转刀片的第二端；
通过一传感器检测指示该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；
204；206)之间的相互作用的至少一个参数，该传感器产生在旋转刀片与砧座刀片之间的相互作用的信号，所述信号在相互接触的所述点从所述第一端移动到所述第二端期间持续每个旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间相互作用的时间范围；其中所述至少一个参数是施加在旋转刀片保持器(15；15B；203；205)与砧座刀片(21；
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述旋转刀片保持器(15；15B；203；205)支撑以恒定角间距布置的多个旋转刀片(19；19B；203A；205A)，并且其中旋转刀片和砧座刀片被布置成使得在旋转刀片保持器旋转期间，只有一个旋转刀片与该砧座刀片接触。
23.根据权利要求21或22所述的方法，包括以下步骤：自动调节该组旋转刀片(19；19B；
203A；205A)与所述砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的相互作用和/或基于对与所述参数相关的信号的分析而产生警报。
24.根据权利要求21或22所述的方法，其中通过该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)和所述砧座刀片(21；21B；21C；204；206)的共同作用而作用于所述幅材(N；N1；N2)上的步骤包括对幅材进行穿孔的步骤，或将幅材切割成各独立片材的步骤。
25.一种用于加工连续幅材(N；N1；N2)的方法，包括以下步骤：
沿着在包括一组旋转刀片(19；19B；203A；205A)的旋转刀片保持器(15；15B；203；205)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的进给路径进给连续幅材(N；N1；N2)；
通过该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间的共同作用而作用在幅材(N；N1；N2)上；其中该组旋转刀片和砧座刀片以剪刀式切割作用在幅材上，使得每个旋转刀片(19；19B；203A；205A)和砧座刀片(21；21B；21C；204；206)在一点上彼此共同作用，该点在旋转刀片旋转期间从旋转刀片的第一端平移到旋转刀片的第二端；
通过一传感器检测指示该组旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；
204；206)之间的相互作用的振动，所述传感器产生在各旋转刀片与砧座刀片之间的相互作用的信号，所述信号在相互接触的所述点从所述第一端移动到所述第二端期间持续每个旋转刀片(19；19B；203A；205A)与砧座刀片(21；21B；21C；204；206)之间相互作用的时间范围；
借助控制单元(33)分析由传感器(31)产生的信号；其中所述控制单元被配置为检测随时间变化的振动信号(S)，该振动信号对于每个旋转刀片是重复的并且具有与每个旋转刀片(19)与砧座刀片(21)接触的接触角位置和时间瞬间相对应的振动峰值(Sp)；并且其中所述控制单元还被配置为检测在两个连续的振动峰值(Sp)之间是否存在任何额外峰值或干扰，所述额外峰值或干扰指示设备的故障。
具有旋转刀片的设备、包括所述设备的机器和相关方法
技术领域
[0001] 本发明涉及具有用于穿孔或切割连续幅材的旋转刀片的设备。一些实施例特别地涉及用于对例如纸张，尤其是薄纸形成的幅材进行穿孔的穿孔设备。这种类型的设备尤其用于生产纤维素幅材卷，例如卫生纸卷、厨房用纸等的复卷机中。使用穿孔设备来加工幅材的机器和方法是本公开的主题。其他实施例涉及用于将幅材切割成各独立片材的切割设备。
背景技术
[0002] 在加工连续幅材(例如诸如薄纸之类的连续纤维素幅材或片层)的工业中，通常将连续幅材进给至穿孔设备，该穿孔设备沿横向于进给方向的方向对幅材进行穿孔，以将连续幅材分割成各独立片材，使用时可通过撕裂分开。例如以这种方式生产由沿着穿孔线可分开的片材构成的纸巾卷、卫生纸卷等。
[0003] 在本说明书和所附权利要求书中，穿孔线是指已切割幅材的片段与未切割幅材的片段交替的线。穿孔线构成弱化线，幅材可以沿着该弱化线被撕裂，例如以分开连续幅纤维素材料细分成的各独立片材。
[0004] 已切割幅材的片段优选比未切割幅材的片段长。以此方式，穿孔线在幅材中形成弱化区域，因此可容易地将其用于既定用途以及执行一些正常的加工操作。例如，在诸如薄纸纸加工之类的纸加工领域中，当已经卷绕完一卷纸并且将卷绕新的一卷纸时，用穿孔线来撕裂幅材。
[0005] 形成合适的穿孔线对于获得高质量的产品很重要，在这种产品中，纸张很容易沿着穿孔线彼此分开。如果在加工步骤中也需要穿孔线，来例如在卷筒卷绕结束时对连续幅材进行加固以开始新卷筒的卷绕，则形成一条合适的高质量穿孔线对于在卷绕步骤和切换阶段(即从一卷过渡到下一卷期间)避免在对幅材进行自动连续处理过程中发生卡纸至关重要。
[0006] 穿孔设备通常布置在复卷机或其他加工机中或之上。
[0007] 在EP 0454633、US 5,284,304、US 5,125,302、US 6,431,491和WO00/73029中公开了穿孔设备和包括这种设备的复卷机的示例。
[0008] 穿孔设备通常包括旋转刀片保持器，其上安装有一个或多个刀片。刀片与固定式砧座刀片共同作用。幅材通过刀片保持器与砧座刀片之间，以根据横向穿孔线穿孔，该穿孔线通常彼此等距并且垂直于幅材的进给方向。
[0009] 旋转穿孔刀片和砧座刀片必须执行适当的穿孔，而不会损坏幅材且不会留下未穿孔区域。为此，必须精确地“调节”和调节刀片和砧座刀片。此操作很漫长而且复杂，可能需要专业人员的干预。
[0010] 刀片和砧座刀片容易磨损，因此可能需要随时间反复调节，并且必须定期更换。更换也需要进行设置和调节，然后才能重新启动安装了穿孔设备的机器。刀片和/或砧座刀片也可能由于动态应力而断裂。在这种情况下，有必要立即更换它们。
[0011] 刀片和砧座刀片的不当调节会引起异常的机械应力、振动、过度磨损，并最终导致机器损坏和成品质量下降。
[0012] 为避免浪费大量产品并保持机械寿命，及时发现穿孔设备的任何故障或提高调节速度很重要。
[0013] 在某些纸张加工机器中，尤其是用于薄纸的纸张加工机器中，提供了刀片设备来将幅材切成彼此分开而不是沿着穿孔线和撕裂线连接在一起的各独立片材。例如，在交错折叠机中使用具有旋转刀片和固定式砧座刀片的切割设备来生产折叠和交错折叠式片材包。在这些机器的一些实施例中，切割是利用旋转刀片保持器辊进行的，该刀片保持器辊支撑多个恒定螺距式刀片，这些刀片与固定式砧座刀片共同作用。在这些切割设备中，可能会出现与穿孔设备遇到的问题类似的问题。
[0014] US 5,125,302公开了一种穿孔器，其中多个笔直刀片由旋转辊支撑并且与由锤状元件支撑的螺旋砧座刀片共同作用。该文献总体上指出了提供一种传感器的可能性，该传感器用于检测异常操作状况，以便以振荡移动迅速地使螺旋砧座刀片远离旋转刀片的辊移动。没有提供对由传感器检测到的信号的处理，也没有描述要使用的信号的类型。
[0015] 因此，有必要改进穿孔设备和切割设备，以减轻或消除现有技术设备的一个或多个缺点或局限性。
发明内容
[0016] 根据第一方面，提供了一种具有旋转刀片的幅材加工设备，其包括旋转刀片保持器，该旋转刀片保持器绕旋转轴线旋转并且在其上布置有一组旋转刀片。该设备还包括被承载在支撑结构上并适合于与该组旋转刀片共同作用的砧座刀片。该设备还包括适合于检测指示该组旋转刀片与砧座刀片之间的相互作用的参数的传感器。该传感器提供的信号可用于检测设备操作中的故障、调节故障、破损或其他不正常情况。
[0017] 如将在下面解释的那样，刀片和砧座刀片可以被构造成对幅材穿孔或将其切割成各独立片材。
[0018] 在特别有利的实施例中，传感器是振动传感器。该传感器检测到的振动可以是声音振动，即传感器可以检测到旋转刀片与砧座刀片之间的相互作用所产生的噪声。在其他实施例中，传感器可以是适合于检测支撑结构由旋转刀片和砧座刀片的共同作用(即相互作用)所导致的振动的传感器。
[0019] 下面将参照替代实施例描述可以使用的其他类型的传感器。
[0020] 下面的描述将特别涉及承载多个刀片的一组旋转刀片，但是该组旋转刀片也可以包括单个刀片。
[0021] 旋转刀片和砧座刀片优选构造成对幅材执行剪刀动作。这是指旋转刀片和砧座刀片逐渐相互作用，并且在旋转期间从刀片和砧座刀片的一端移动到另一端的点处相互接触。以此方式，在幅材上执行的动作是渐进的，并且有可能获得传感器基于检测到的参数产生的互作用信号，即交互作用信号，该信号延续作为基本上持续了在刀片与砧座刀片之间的接触点移动期间在(或每个)旋转刀片与砧座刀片之间的相互作用时间的时间跨度。
[0022] 传感器提供的信号最好由可以执行各种功能的中央控制单元处理。例如，中央控制单元可用于基于信号分析来发出出错或故障信号。在其他实施例中，可以规定控制单元命令自动调节设备的一个或多个操作参数，以便消除或减少操作中的异常。例如，中央控制单元可以向适当的伺服致动器发送用于调节砧座刀片和旋转刀片之间的相互距离的命令。
[0023] 从下面对本发明的实施例的描述中将显而易见，当刀片和砧座刀片共同作用执行剪刀式切割，并且其相互接触的点沿着刀片和砧座刀片的(连续或不连续)切割刃移动时，随着时间的流逝而检测传感器所检测到的参数以产生一时间信号，该时间信号从刀片与砧座刀片之间的接触开始时刻到接触结束的时刻是可变的。该信号随时间变化的模式对应于所检测到的参数的模式，并且可用于与穿孔设备或包括刀片和砧座刀片的切割设备的操作有关的多种动作、调节或信号传输。
[0024] 因此，本文所述的设备与例如US 5,125,302中所示的设备实质上不同，在US 5,125,302中，所检测的信号与刀片与砧座刀片之间的接触点的逐渐位移不相关。
[0025] 中央控制单元可以是任何具有控制能力的单元(例如PLC、微型计算机、小型计算机)，并且可以专用于控制设备。在其他实施例中，中央控制单元可以是用于控制整个机器的单元，例如安装有具有旋转刀片的设备或与之关联的设备的复卷机。在其他实施例中，中央控制单元也可以用于控制放置了具有旋转刀片的设备的生产线的多个单元、工位或部分。
[0026] 本发明还涉及一种用于加工幅材的机器，该机器包括用于幅材的进给路径，沿着其布置有上述所限定的类型的设备。该机器可以是例如复卷机、交错折叠机或任何其他机器，在这些机器中，需要借助与砧座刀片(尤其是构造成进行剪刀式切割或剪刀式穿孔的砧座刀片)共同作用的一组旋转刀片对连续幅材进行穿孔或切割。
[0027] 根据另一方面，本发明涉及一种用于加工连续幅材的方法，该方法包括以下步骤：
[0028] 沿着包括一组旋转刀片的刀片保持器与砧座刀片之间的进给路径进给连续幅材；
[0029] 作用在幅材上，例如通过该组旋转刀片与砧座刀片之间的共同作用来执行穿孔或切割生产线，其中该组旋转刀片和砧座刀片以剪刀式切割作用在幅材上，使得每个旋转刀片和砧座刀片在旋转刀片旋转期间从旋转刀片的第一端平移旋转刀片的第二端的点处共同作用；
[0030] 借助于一传感器检测至少一个指示该组旋转刀片与砧座刀片之间的相互作用的参数，该传感器产生在刀片与砧座刀片之间的相互作用的信号，所述信号延续基本上作为持续了在(或每个)旋转刀片与砧座刀片之间的相互作用时间的时间跨度。
[0031] 本质上，该方法提供了通过该传感器获得信号，该信号在刀片与砧座刀片之间的相互作用间隔期间，即在同一刀片与砧座刀片接触并且刀片与砧座刀片之间的相互协作点沿刀片和砧座刀片的切割刃移动的间隔期间具有一时间模式。该信号随时间模式为管理设备提供了有用的信息，因此为此进行了分析和/或处理。下面将描述该时变信号的分析示例以及可以基于该信号执行的动作的分析示例。
附图说明
[0032] 通过以下说明书和附图，将更好地理解本发明，所述说明书和附图示出了本发明实施例的非限制性示例。更具体地说，在附图中：
[0033] 图1是包括本发明的穿孔设备的复卷机的示意性侧视图；
[0034] 图2是图1的线II‑II的视图；
[0035] 图3A、图3B是产生在穿孔设备中检测到的振动信号的说明图；
[0036] 图4是示出振动传感器检测到的信号与转速的关系的示意图；
[0037] 图5是检测到的信号的极坐标图；
[0038] 图6是穿孔设备的另一实施例的示意性侧视图；
[0039] 图7、8、9和10是图示在三种不同的操作条件下由图6的穿孔设备的传感器检测到的信号的示意图；
[0040] 图11是穿孔设备的另一实施例的示意性侧视图；
[0041] 图12是示出由图11的穿孔设备的传感器检测到的信号的示意图；
[0042] 图13是具有可以施加传感器的切割设备的交错折叠机的视图；
[0043] 图14示出了穿孔设备的另一实施例的示意图；
[0044] 图15是示出由图14的设备的测力传感单元产生的信号的示意图；和[0045] 图16A、16B是另一实施例的细节。
具体实施方式
[0046] 简要地，根据第一方面，描述了切割设备和穿孔设备，其包括旋转刀片保持器，该刀片保持器配备有至少一个刀片，并且优选配备有多个刀片，每个刀片与优选静止的砧座刀片共同作用。在该支撑结构上，或者在与支撑结构相关联的任何情况下，至少设置一个振动传感器。在一些实施例中，传感器检测由旋转刀片与砧座刀片的共同作用导致的振动。该振动随着旋转而周期性变化，并提供有关穿孔设备操作的有用信息。周期性变化与每个旋转刀片与砧座刀片之间相互协作的时间间隔相关，而它们之间的相互接触点沿着刀片和砧座刀片的切割刃移动。
[0047] 在不同的实施例中，可以通过利用穿孔刀片的导电性来检测穿孔或切割(随设备而不同)的正确执行。实际上，固定式砧座刀片是电绝缘的，并且向其施加例如24V的直流电压。旋转刀片保持器接地。利用电参数传感器(例如电压传感器)测量固定式砧座刀片的一端与旋转刀片保持器的一端之间的电压。传感器读取的电压信号包含有关固定式砧座刀片和旋转刀片之间相互作用的信息。
[0048] 更一般而言，穿孔或切割设备包括一种传感器，该传感器适合于检测至少一个参数，例如机械、声学或电参数，该参数包含关于相互干扰的信息，即关于旋转刀片与固定式砧座刀片之间的协作的信息。通过处理传感器提供的信号，可以检测到任何故障。也可能获得有用的信息来正确调节穿孔设备或切割设备，例如以正确放置砧座刀片和旋转刀片，来实现正确的相互协作或相互作用。
[0049] 在本说明书中，“传感器”是指适合于检测指示旋转穿孔刀片与砧座刀片之间的相互作用的至少一个参数的任何设备、构件或部件、构件或元件的总成。
[0050] 现在转向附图，将首先描述一种穿孔设备的实施例，该穿孔设备适合于沿着幅材形成优选彼此等距地形成穿孔线，例如以将幅材细分为可以沿着穿孔线撕开而分开的多张片材。
[0051] 图1示意性地示出了配备有穿孔设备3的复卷机1。将复卷机1示出为用于加工连续幅材N的通用机器的示例。复卷机1的结构仅作为示例示出，并且可以如本领域技术人员已知的那样变化。通常，复卷机1可以是外围复卷机，优选是自动连续外围复卷机，即能够以快速的顺序自动且不间断地生产卷绕式幅材N的卷筒R。复卷机1可以包括卷绕头5，其配备有多个电动卷绕辊7、9、11、13和本领域技术人员已知的其他部件。例如，在EP 2621844、EP 0694020、EP 2655227中描述了复卷机的实施例。
[0052] 尽管在本说明书中将穿孔设备3与生产卷绕材料卷的复卷机1结合起来描述，但是在其他实施例中，穿孔设备3可以与一个或多个用于加工幅材以生产不同物品的机器结合。例如，穿孔设备3可以与用于生产由被穿孔并折叠成锯齿形的连续幅材形成的包装的机器相关联。
[0053] 穿孔设备3包括旋转刀片保持器15，其保持在支撑结构17上，例如包括两个相对的侧面17A、17B，刀片保持器15布置在这两个相对的侧面之间。刀片保持器15绕旋转轴线A‑A旋转。在一些实施例中，刀片保持器15设置有一组穿孔刀片。一般而言，穿孔刀片组也可以包括单个穿孔刀片。在优选实施例中，刀片保持器15设置有多个穿孔刀片。在所示的示例中，刀片保持器15设置有四个穿孔刀片19，优选围绕旋转刀片保持器15的旋转轴线A‑A以彼此相同的角间距布置。
[0054] 为了获得穿孔线，代替完全切割幅材，穿孔刀片19或砧座刀片21具有带齿的即不连续切割刃，其具有在其上幅材保持完整(即不被切割)的切口，以形成连续性片段。
[0055] 穿孔设备3还包括由刀片支撑结构17承载并在两侧17A、17B之间延伸的砧座刀片21，类似于刀片保持器15。砧座刀片21优选相对于支撑结构17固定或静止。在本说明书中，“固定”或“静止”是指砧座刀片不参与产生幅材N的穿孔的旋转移动。这不排除砧座刀片移动。例如，砧座刀片21可设置有平行于其纵向延伸的相互平移移动，从而避免由于穿孔刀片
19的齿形引起的磨损密集度。此外，砧座刀片21可设置有平移和/或旋转移动，以便进行调节，或选择设置在穿孔设备3中的多个砧座刀片中的一个或另一个，这将在下面进行更好的解释。
[0056] 在所示的实施例中，砧座刀片21由梁22保持，该梁22延伸在大致平行于刀片保持器15的旋转轴线A‑A的方向上。在一些实施例中，如附图所示，可以设置另外的附加砧座刀片，用附图标记21B、21C指示，例如由同一梁22保持。梁22可以绕轴线B‑B步进地旋转，以便选择性地使一个或另一个砧座刀片21、21A、21B操作。
[0057] 多个穿孔砧座刀片21、21B、21C的存在对于例如用另一个砧座刀片快速更换已磨损的砧座刀片可能是有用的。在一些实施例中，每个砧座刀片21、21B、21C甚至可以具有不同的特性，例如它们可以具有不同的齿，以允许改变产品类型。
[0058] 梁22可借助于偏心支撑件安装在侧面17A、17B上，以便梁22的小旋转将刀片21、21B、21C移近或移开，从而调节旋转刀片19和砧座刀片21、21B、21C之间的干扰。
[0059] 幅材N沿着在旋转刀片保持器15和砧座刀片21之间延伸的路径进给，从而经受穿孔刀片19和砧座刀片21的作用。
[0060] 为了沿幅材N的宽度获得逐渐的穿孔，砧座刀片21可以是螺旋形的，并且刀片19可以是笔直的，即，它们可以平行于刀片保持器15的旋转轴线A‑A布置。砧座刀片21为螺旋形是指其切割刃随布置在与刀片保持器15的旋转轴线A‑A同轴的理想柱面上的螺旋线延伸。在US 5,125,302中描述了具有螺旋砧座刀片和笔直旋转穿孔刀片的穿孔设备3。
[0061] 在其他实施例中，如附图所示，布置是相反的：穿孔刀片19是螺旋形的，而砧座刀片是笔直的。在这种情况下，穿孔刀片19为螺旋形是指其切割刃可以沿着位于与刀片保持器15的旋转轴线A‑A同轴的柱形表面上的螺旋线延伸。
[0062] 在这两种情况下，通过将砧座刀片21的刀刃和穿孔刀片19的切割刃所处的柱形表面布置成一定距离，以使刀片和砧座刀片相互接触，每个穿孔刀片19在沿着穿孔刀片19和砧座刀片21的纵向延伸逐渐移动的点处与砧座刀片21接触。实际上，每个刀片19的切割刃与砧座刀片21之间的接触在穿孔刀片19和砧座刀片21的一端开始，并在相对的一端终止。以此方式，不管成对的刀片/砧座刀片中的哪个是螺旋形刀片(或笔直刀片)，每个穿孔线都是通过所谓的剪刀式切割逐渐产生的，以使得穿孔设备3操作起来更一致并减小幅材N上的应力。
[0063] 优选地，选择由穿孔刀片19(或砧座刀片21)的刀刃形成的螺旋的角度以及穿孔刀片19之间的角间距，使得在刀片保持器15的任何角度位置中，在穿孔刀片19和砧座刀片21之间总是存在接触点。这使得穿孔设备3的操作更加一致和规则、噪音小，并且减小了穿孔设备3的机械部件上的应力。
[0064] 为了使穿孔设备3在幅材N上产生的穿孔线垂直于幅材N的进给方向进而垂直于其纵向边缘，刀片保持器15的旋转轴线A‑A和支撑砧座刀片21的梁22的轴线B‑B彼此平行并且相对于幅材N的进给方向F倾斜不同于90°的角度并且更确切地说相当于90°‑α的角度倾斜，其中α是穿孔刀片19或螺旋砧座刀片21的倾斜角度。
[0065] 有利地，根据本文所述，穿孔设备3与振动传感器31相关联。在一些实施例中，振动传感器31附接到支撑结构17。例如，如图2中示意性所示，振动传感器31附接到支撑结构17的两侧17A、17B之一。也可以将振动传感器31施加到穿孔设备3的不同部分或部件上，或者施加到与其相关联的部分或部件上。例如，振动传感器可以被施加到承载砧座刀片21、21A、21B的梁22上。在一些优选实施例中，振动传感器31布置在穿孔设备3的一侧，以将由于穿孔刀片19和砧座刀片21之间的相互接触点朝向或远离施加振动传感器31的点的移动而引起的信号变化，用作振动传感器产生的信号中包含的信息。
[0066] 振动传感器31可以与电子控制单元33对接，而该电子控制单元33可以又配备有或连接到用附图标记35示意性表示的一个或多个用户界面，例如包括监视器。电子控制单元33可以适合于分析由振动传感器31产生的信号。
[0067] 由振动传感器31在穿孔设备3的操作期间产生的信号具有如图3A和3B所示的周期性图案，并且进一步在图4和5的示意图中示出。图3A示意性地示出了一旋转刀片保持器15，其中穿孔刀片19围绕旋转轴线A‑A螺旋地布置。字母A表示临时地与砧座刀片21一起工作的穿孔刀片19的瞬间接触点。由于上述穿孔刀片19的螺旋布置，在刀片保持器15绕旋转轴线A‑A旋转的同时，接触点A沿着穿孔刀片19和砧座刀片21的纵向延伸方向移动。在所示的示例中，移动根据箭头fA从右到左进行。幅材N的进给方向用F表示。所得的穿孔线用P表示。穿孔线P垂直于进给方向F。
[0068] 在图3B中，由传感器31产生的信号S示出在y轴上，而刀片保持器15的旋转角度示出在x轴上。如果刀片保持器15的转速恒定，则也可以在x轴上示出时间t，其与旋转角度成正比。
[0069] 如图3B的示意图所示，信号S是时变信号，其对于每个刀片重复，并且具有与新的穿孔刀片19接触砧座刀片21的角位置(即，时间瞬间)相对应的峰值Sp。实际上，已经注意到，每当穿孔刀片19接触砧座刀片21时，在支撑结构17上产生振动峰值。如果正确地设置了穿孔设备3并且穿孔刀片19和砧座刀片21都完好无损，则在所有周期中，两个相邻峰值Sp之间的波形轮廓大致相同。而且，在每个峰值Sp附近，振动信号逐渐增加，这表明工作穿孔刀片19和砧座刀片21的接触点正接近与开始该接触的那一端相对的端部，即指示接近穿孔刀片19将失去与砧座刀片21的接触的时刻。在所示的情况下，该信号由振动传感器31产生，该振动传感器31位于支撑结构17的一侧，其中刀片19和砧座刀片21之间的相互接触终止。标识穿孔开始的任何峰值或扰动在两个峰值Sp之间的存在指示出了故障。例如，这可能是指旋转穿孔刀片暂时失去与砧座刀片21的接触，从而产生振动峰值。例如，如果砧座刀片21(21B、21C)和/或旋转穿孔刀片9具有裂纹，则可能发生这种情况。对穿孔刀片的每个螺距而重复的中间峰值指示砧座刀片21破损。对于旋转刀片保持器15的每一次完整旋转仅出现一次的峰值指示旋转穿孔刀片19之一破损。
[0070] 图4示出了图3B在实际情况下并且关于刀片保持器15执行多次旋转的时间间隔的示意图类似的示意图。信号S的强度示出在y轴上，而刀片保持器15的转数(n)示出在x轴上。每次旋转(即每360°旋转)的峰值Sp的数量等于设置在刀片保持器15上的穿孔刀片19的数量。在此示例中，该数量为4。
[0071] 图5的示意图是示出由振动传感器31在360°旋转时产生的信号的极坐标图。在每次旋转时，如果没有变化因素，例如对穿孔刀片19损坏，则大致等于其自身地重复图5的示意图的信号S，即，对于刀片保持器的每次旋转，信号S与前一个信号大致重叠。
[0072] 通过控制单元33分析信号S，更具体地，通过分析信号S随时间的图案，可以获得许多信息，这对于正确调节穿孔设备3以及对穿孔设备3随时间推移的正确操作进行连续监视和控制都是有用的。特别地，由振动传感器31产生的信号S可以用于以下目的或功能中的一种或多种。
[0073] 信号峰值Sp可以用于正确地调节各个穿孔刀片19的位置，以便使得每个穿孔刀片与砧座刀片21具有大致相同程度的干扰。实际上，穿孔刀片19和砧座刀片21之间的干扰程度越大，信号峰值Sp的强度越大。如果正确地调节了穿孔刀片19，以便与砧座刀片21具有几乎相同程度的干扰，则在刀片保持器15的一次完全旋转中产生的峰值Sp大致相同。
[0074] 峰值Sp的绝对值指示穿孔刀片19与砧座刀片之间的干扰。可以实验地标识与每个穿孔刀片19和砧座刀片21之间的最佳干扰程度相对应的最佳峰值Sp。因此可以例如以以下方式进行。一旦已经调节了各个穿孔刀片19在刀片保持器15上的位置，使得峰值Sp彼此相等，就可以调节砧座刀片21和刀片保持器15之间的相互位置，直到实现了正确的相互干扰为止。
[0075] 在穿孔设备3的操作期间，所有峰值Sp的任何增加或减小都可以指示砧座刀片21的切割刃与穿孔刀片19的切割刃之间的相互距离的改变或漂移。特别地，峰值信号Sp的减小可以指示穿孔刀片19磨损。因此，例如，可以设置一最小阈值，在该最小阈值以下，可能需要更换穿孔刀片19和/或砧座刀片21。
[0076] 仍在操作期间，一个或多个峰值Sp相对于其他峰值的变化可以指示单个或一些穿孔刀片19的位置改变，或者单个或一些穿孔刀片19的过度磨损。再次在这种情况下，最小阈值可用于表示需要更换一个或多个穿孔刀片19。
[0077] 相邻峰值Sp之间的中间信号的任何异常都可以指示相应的穿孔刀片19局部损坏。例如，穿孔刀片19的一部分切割刃的断裂会在两个相邻峰值Sp之间的信号中产生异常的中间峰值，其间散布着没有振动的区域。这可以表明相应的穿孔刀片19的一部分刀刃已经分离的事实。如果在四个峰值Sp之间的所有间隔中异常均相同，则这可以指示砧座刀片21损坏。
[0078] 在某些情况下，振动传感器31的信号S中包含的信息可用于检测其他异常情况，例如对所有穿孔刀片19的干扰异常增加(所有峰值信号Sp增大)。例如，这可以指示穿孔设备3或其某些部分的过热，从而导致异常的热膨胀，例如刀片保持器15的膨胀。这种情况可能导致信号S的所有峰值出现可检测到的增加。
[0079] 在另外的实施例中，振动传感器的信号S还可以用于借助于调节环对穿孔设备3进行连续调节。通过设置信号峰值Sp的最大和最小阈值，例如可以借助于支撑滑块和数控伺服电机来自动地移动砧座刀片21和/或刀片保持器15的轴线A‑A的位置。
[0080] 先前的描述涉及一种包括振动传感器的系统，该振动传感器适合于检测支撑结构17的机械振动。就可靠性和/或简单性而言，该实施例可以是特别有利和有益的。
[0081] 在其他实施例中，可以通过使用与上述不同的参数和不同的传感器获得固定式砧座刀片21、21B、21C与旋转穿孔刀19之间的相互作用的信息。
[0082] 图6至图9示出了一个实施例，其中使用了适合于检测电参数(例如电压，其指示旋转穿孔刀片19和固定式砧座刀片21、21B、21C之间的相互作用)的传感器。
[0083] 图6示意性地示出了这种类型的实施例中的穿孔设备3。相同的附图标记指示与参考上述实施例描述的部件相同或相对应的部件。图6示意性地示出了适合于检测电参数(例如电压)的传感器104。传感器104连接到包括具有旋转刀片19和固定式砧座刀片21、21B、21C旋转刀片保持器的系统，以便能够检测砧座刀片21(或21B、21C，这取决于哪个砧座刀片进行操作)与旋转穿孔刀片19之间的电压。在图6的示意性和示例性实施例中，传感器104被插入测量电路101中，该测量电路101包括电压源103，例如直流电压源，优选为低压。在一些实施例中，电源103的电压是24伏。传感器104在功能上连接至电子控制单元33并提供电压信号。当旋转穿孔刀片19和砧座刀片21之间没有接触时，传感器101检测到的电压大约等于电源103的电压，而当插入了砧座刀片21和旋转穿孔刀片19的测量电路闭合时，即在砧座刀片21与至少一个旋转穿孔刀片19之间存在接触时，明显更低。
[0084] 图7示意性地示出了在设置穿孔设备3使得在旋转穿孔刀片19与固定式砧座刀片21之间不存在连续接触的情况下，由传感器104产生的电压信号。例如，如果仅存在一个或两个旋转穿孔刀片19使得对于刀片保持器15的每一次完整旋转，都存在一个或两个旋转穿孔刀片19和砧座刀片21之间没有相互接触的时间间隔，则会出现这种情况。
[0085] 在图7的示意图中，x轴示出时间，而y轴示出由传感器104检测到的电压信号。在时间间隔(t1‑t2)和(t3‑t4)中，旋转穿孔刀片19和砧座刀片21之间没有接触，而在时间间隔(t2‑t3)中进行穿孔。图7显示了正常运行的条件。
[0086] 如果穿孔刀片破损和/或砧座刀片破损，或者如果穿孔设备调节不当，则电压信号会变形，并且电压峰值处于如图7所示意性示出范围(t2‑t3)内。电子控制单元33可以检测到该异常并触发警报或提供通知。
[0087] 如果穿孔刀片19的数量和配置使得在至少一个穿孔刀片19和砧座刀片21之间获得连续接触，则电压信号基本上是连续并且很低。例如由于缺少刀片和/或砧座刀片的切割刃的区域而引起的操作异常，导致测量电路的临时断开，从而引起如图10的示意图所示的电压峰值，图10中时间仍然是横坐标，而传感器产生的信号是纵坐标。
[0088] 在另一实施例中，可以将线性测力传感单元或测力传感单元矩阵，或者通常是一个或多个测力传感单元放置在固定式砧座刀片或每个砧座刀片21、21B、21C的下方，以检测在穿孔过程中由与旋转穿孔刀片19的相互作用而引起的负荷。通常，还可以将测力传感单元布置成与旋转穿孔刀片19组合在一起，但这不太有利，因为它需要更多数量的测力传感单元，并且还需要从旋转刀片保持器15向固定电子控制单元33传输由测力传感单元产生的信号。
[0089] 图11示出了测力传感单元，例如与每个固定式砧座刀片21、21B、21C相关联的测力传感单元105。传感器105与电子控制单元33对接。基本上与已经描述的部件相同或等同的其余部件用相同的附图标记指示。
[0090] 同样在这种情况下，由测力传感单元105读取的信号中的不规则性指示穿孔被错误地执行，或者甚至指示穿孔失败。此外，通过分析由固定式砧座刀片21与旋转穿孔刀片19的相互作用产生的负荷信号，可以了解旋转刀片与砧座刀片之间的干扰是过度了(超负荷)还是太低了(刀片与砧座刀片之间的相互作用很小)。基于该信号，可以自动调节旋转穿孔刀片19与固定式砧座刀片21、21B、21C的相互作用，以恢复穿孔的正确执行。
[0091] 图12图示了在纵坐标中示出作为时间(横坐标)的函数的负荷传感器信号的简化和说明性示图。信号的值S表示旋转穿孔刀片与砧座刀片之间的干扰，并且可以通过增加或减小刀片保持器15与梁22之间的距离来进行调节，以使其达到所需值。在穿孔刀片19和砧座刀片21之间连续接触的情况下产生图12的信号。信号突然下降的点表示出故障，例如刀片19和砧座刀片21的切割刃断裂片段的故障。
[0092] 在另外的实施例中，声音信号可以用作指示旋转穿孔刀片19和砧座刀片21、21B、21C之间的相互共同作用或相互作用的参数。可以使用一个或多个与电子控制单元33对接的传感器(例如麦克风)检测该声音信号，其中一个传感器在图11中用虚线示意性地表示为附图标记107。通过分析由传感器107检测到的频率信号，可以理解穿孔是否被正确地执行。
例如，如果检测到的以dB为单位的噪声模数太大，则旋转穿孔刀片19和砧座刀片21、21B、
21C之间干扰可能太高。如果声振动不是恒定的而是被干扰的和/或如果在某些频率下检测到异常峰值，则穿孔可能不是恒定的，例如因为在一个或多个旋转穿孔刀片19中和/或在砧座刀片21中出现了破损。
[0093] 如前所述，在将幅材分割成各独立片材(例如可以折叠和堆叠的各独立片材形式的单层或多层薄纸)的切割设备中，也可能出现与穿孔设备类似的问题。使用这种切割设备的机器的非限制性示例是所谓的交错折叠机，其切割一幅或两幅纤维素材料以形成交错片材包。
[0094] 举例来说，图13示出了包括两个根据本发明的切割设备的交错折叠机的正视图。交错折叠机200包括用于薄纸的第一连续幅材N1的第一进给路径和用于薄纸的第二连续幅材N2的第二进给路径。沿着第一路径布置第一切割设备201，该切割设备包括第一旋转切割辊203，该第一旋转切割辊203设置有以一定角度间隔开的旋转切割刀片203A。第一旋转切割辊203构成切割设备201的刀片保持器。旋转切割刀片203A与第一固定式砧座刀片204共同作用。在所示的示例中，固定式砧座刀片204具有螺旋形状，而旋转切割刀片203A具有与刀片保持器或旋转切割辊203的旋转轴线平行的笔直形状。然而，不排除具有笔直的固定式砧座刀片和螺旋状旋转切割刀片的相反布置。
[0095] 沿着第二路径布置第二切割设备202，基本镜像第一切割设备201。第二切割设备202包括旋转切割辊205，该旋转切割辊205设置有以一定角度间隔开的刀片205A。旋转切割辊205构成切割设备202的刀片保持器。刀片205A与第二固定式砧座刀片206共同作用。
[0096] 第一旋转刀片保持器或切割辊203和第二旋转刀片保持器或旋转切割辊205以已知的方式配备有抽吸端口或其他保持设备，以将通过切割第一连续幅材N1和第二连续幅材N2所获得的片材保持在相应切割辊203、205的表面上，并将所述片材从切割辊203、205转移到交错折叠辊209、211。所述交错折叠辊209、211绕彼此平行且平行于切割辊203、205的旋转轴线的旋转轴线旋转。两个交错折叠辊209、211形成交错折叠辊隙213。交错折叠辊209、211以本身已知的方式折叠和交错折叠来自切割设备201、202的片材，以形成一叠片材P。
[0097] 每种连续幅材N1、N2围绕相应旋转切割辊203、205进行引导，并且进给到旋转切割辊或刀片保持器203、205与固定式砧座刀片204、206之间。旋转切割刀片203A与固定式砧座刀片204的共同作用将连续幅材N1切割成各独立片材，然后将其从第一旋转切割辊或刀片保持器203转移到第一交错折叠辊209。类似地，连续幅材N2围绕第二旋转切割辊或刀片保持器205进行引导，并通过旋转切割刀片205A与固定式砧座刀片206的共同作用而切成片材。然后将各独立片材从第二旋转切割辊或刀片保持器205转移到第二交错折叠辊211。
[0098] 以上简要描述的交错折叠机200是已知的。还有其他类型的交错折叠机，它们仅为单张幅材提供一条进给路径，并且总是设置有至少一个切割设备。
[0099] 根据本文所述，无论机器的具体结构如何，切割设备或机器配备的每一个切割设备201、202都可以与适合于检测指示相应该组旋转刀片与相应砧座刀片之间的相互作用的参数的传感器相关联。在图13的示意图中，与第一切割设备201相关联的传感器示意性地用附图标记231指示，与第二切割设备202相关联的传感器示意性地用附图标记232指示。每个传感器231、232可以以上述任何一种方式制成。两个传感器231和232优选彼此相等，但是对于两个切割设备201、202也可以使用不同的传感器。传感器231、232可以例如安装在支撑结构217上或与其相关联，在支撑结构217上安装有旋转切割辊203、205和相应的砧座刀片。
[0100] 每个传感器231、232可以以基本类似于参考先前所图示的实施例的穿孔设备描述的方式，向中央控制单元(未示出)提供包含有关相应切割设备201、202的正确操作的信息的信号。
[0101] 可以将上述各种传感器一起使用，而不是替代地组合开发它们产生的不同信息。例如，可以将振动传感器与电压传感器结合使用，以仅在或主要在电压传感器(图6、7、8、9、
10、12)提供的信号指示刀片与砧座刀片之间存在接触时分析振动传感器(图3A、3B、4、5)提供的信号。以此方式，通过振动信号，可以确定刀片和砧座刀片的相互作用的“质量”。例如，过度振动表明干扰太强，而振动信号强度的减小意味着刀片逐渐磨损，这可以通过刀片和砧座刀片彼此相等的逐渐移动来平衡。电压信号异常不连续(图8或图10)是指在某个点上由于刀片断裂而没有接触。因此，有可能产生警报或停止设备。通过将电压传感器产生的信号与振动传感器产生的信号进行合并和整合，可以对来自电压传感器的信息与来自振动传感器的信息进行整合，并了解调节刀片与砧座刀片之间的距离是否可以解决由电压传感器检测到的异常，必要时可以通过对设备的两侧进行不同的操作来解决。
[0102] 声音传感器可以代替振动传感器使用或与振动传感器一起使用以检测机械结构的振动，和/或与电压传感器一起使用(图6)。
[0103] 如图11所示，也可以结合一个或多个电压传感器、声音传感器和振动传感器来使用检测在刀片和/或砧座刀片上的应力的测力传感单元。
[0104] 在一些实施例中，有可能借助于一对在关于幅材进给路径相对侧上施加到梁22或施加旋转刀片保持器15、15B的测力传感单元，提供刀片与砧座刀片之间的相互作用的信号。这两个测力传感单元检测由剪刀式切割或穿孔而导致的，由于固定式砧座刀片21和旋转刀片19之间的接触点的移动而变化的负荷。因此，由测力传感单元检测到的信号相对于由相对的测力传感单元检测到的信号以相反的方式变化。当一个信号从最小值增加到最大值时，另一信号从最大值减小到最小值。
[0105] 图14示意性地示出了类似于图6的布置的轴测图。相同的附图标记表示相等或等效部分。保持固定式砧座刀片21、21A、21B的梁22被未示出的致动器压靠在多对支座中的一个或另一个支座上。每对支座包括在梁22的一端上的支座和在梁22的相对端上的支座。将梁压靠在成对支座中的一个或另一个支座上，具体取决于哪个砧座刀片应开始工作。测力传感单元与每个支座相关联。与两个单独的支座相关联的成对测力传感单元用附图标记101、104和102、105指示。在图14的布置中，测力传感单元101、104可操作地与梁22所压靠在其上的支座相关联。
[0106] 图15示出了由两个测力传感单元中的每一个测得的力与工作旋转刀片保持器19(或19A)的旋转角度的关系的图案。一个力逐渐增大而另一个力逐渐减小，因为在梁22相对端的两个测力传感单元上的两个应力随着刀片与砧座刀片之间的接触点相互靠近或远离而移动来变化。对于开始工作的每个旋转刀片19而重复两个信号的图案。
[0107] 实际上，在切割期间，两个测力传感单元中的一个会检测到不断增加的负荷，而另一个逐渐被卸载。因此，理论上，在切削的中间，两个测力传感单元的负荷必定相同。刀片与砧座刀片之间缺乏接触，或者刀片与砧座刀片之间的干扰不足或过大都会导致信号发生变化，这指示刀片出现故障或磨损。此外，两个负荷信号的不平衡是刀片和砧座刀片定位不正确的征兆，这需要进行调节以在一侧上减小刀片与砧座刀片之间的距离并在相反侧上增加该距离。
[0108] 替代地或与关联于与梁22一体形成的支座的测力传感单元组合，也可以将测力传感单元布置在与支撑结构一体的相应止动表面(在图14中用附图标记103指示)上。
[0109] 替代地或与参照图14描述的测力传感单元组合，传感器(测力传感单元)也可以设置在旋转刀片保持器15、15A的轴线上。这些传感器可以例如施加于刀片保持器15、15B的支撑轴承。
[0110] 在一些实施例中，可以使用与旋转刀片保持器或固定梁22相关联的传感器，该传感器适合于测量水平方向上位于与旋转刀片保持器15、15A的轴线垂直的平面上的力，从而测量由于旋转刀片19、19B与固定式砧座刀片21的相互作用而引起的反作用力。图16A和16B示意性地示出了固定梁22的端部22X，测力传感单元121和可调节挡块123与该端部22X相关联。可以在相对端提供类似的布置。该传感器配置允许检测与压力无关的力，承载砧座刀片21、21A、21B的固定梁22用该压力压靠在相应的支座101、104、102、105上(图14)。
[0111] 还可以在诸如图13所示的切割设备中而不是在穿孔设备中提供前述配置。
[0112] 在穿孔设备的情况下，为了最终控制穿孔质量，可以使用高速摄像头或彼此相邻的一系列高速摄像头。摄像头检测沿着从穿孔设备出来的幅材的整个横向长度是否存在穿孔。可以检测由每个刀片产生的所有穿孔或由一些刀片或每个刀片产生的穿孔的子集，例如每隔N个穿孔检测一个穿孔，其中N可以例如介于3至20之间，优选介于3至10之间。
[0113] 在图14中，附图标记141示意性地指示布置在梁22和旋转刀片保持器15之间的缝隙下游的摄像头。
[0114] 通常，如果提供了不同类型的传感器，或者甚至在旋转刀片设备的不同点上提供了多个相同类型的传感器，则传感器产生的信号可以由具有人工智能软件的计算机处理，该人工智能软件对设备进行相应调节，以便始终保持切割和/或穿孔的高质量，并且同时延长刀片和砧座刀片的使用寿命，从而减少其磨损并使磨损更加一致。此外，在发生故障的情况下，可以使机器停止运转，并发出警报。人工智能软件可以具有内部自学习算法(机器学习)，用于自学习机器和/或神经网络的正确操作。在第一种情况下，软件将学习并因此将机器的正常运行与来自一个或多个传感器的输入相关联。例如，由摄像头检测到的穿孔、由传感器104检测到的正确电压信号以及由测力传感单元检测到的力信号的存在标识正确的穿孔或切割。反之，如果传感器104所检测到的信号是正确的，但测力传感单元所检测到的力却不平衡，即由于刀片与砧座刀片之间的相互作用，它们没有遵循正确的时间路径，这意味着需要使穿孔设备的一端移动成更靠近和/或远离另一端。例如，如果传感器104所检测到的信号是正确的，但摄像头检测到很少的被监视的穿孔，和/或测力传感单元所检测到的力正在减小，则意味着刀片已磨损，因此必须使刀片更靠近砧座刀片。
[0115] 使用一种人工神经网络也可以得到类似的解决方案，该人工神经网络可以从一个或多个输入开始，产生正确的输出，例如产生警报/警告、穿孔或切割设备的最佳连续调节、设备控制警告(包括例如要求维护或更换一个或多个切割或穿孔刀片的警告)。
[0116] 已经参考各种实施例描述了本发明。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离所附权利要求所要求的保护范围的情况下，可以对本发明进行修改、变型和省略。
