Brevet FR2463086A1 — publié le 19810220

1.- L'invention concerne un procédé et une installation pour la commande du changement de bobine dans les dispositifs de déroulement de produits en bande, pendant le dérou- lement dans le cas des machines travaillant avec des bandes conti- nues, par exemple des machines à imprimer du type rotative à bobine. Le brevet DE-OS 26 19 236 présente un procédé pour commander un changement de bobine pendant le processus de déroulement. Dans ce procédé, sont prévus un pivotement du porte- bobine jusqu'à sa position de collage, une accélération de la nouvelle bobine, et une adaptation de sa vitesse périphérique à la vitesse de la bande de papier, suivie de l'actionnement du dispo- sitif de collage et de séparation pour certaines valeurs, calculées en continu, du diamètre et du périmètre de l'ancienne bobine en cours de déroulement. Le calcul s'effectue à partir d'une valeur Prédéterminée correspondant à un diamètre final prévu de la bobine, a une valeur prédéterminée de la longueur souhaitée de la patte de collage, et à une constante de temps, prédéterminée ou mesurée, des éléments iécaniques et des valeurs réelles correspondant à la vitesse de la bande et à la vitesse de rotation de l'ancienne bobine. Le procédé décrit ci-dessus présente l'inconvénient que la détermination des valeurs instantanées du diamètre ou de la circonférence de la bobine de déroulement en cours de déroulement exige des temps de mesure et des temps de calcul conduisant à une détermination retardée de ces valeurs, et donc à des inexactitudes dans le cadre du procédé de commande. De plus, le procédé exige que soit choisi à l'avance le diamètre final de la bobine, en tenant compte de l'épaisseur de la bande de papier, si l'on veut maintenir aussi faible que possible la quantité de bande restant sur l'ancienne bobine. L'invention a pour but d'assurer un changement de bobine de déroulement qui soit fiable et économise du papier, et ce, moyennant une dépense technique relativement faible et une manoeuvre simple du dispositif de commande. L'invention a aussi pour but de créer un procédé pour la commande du changement de bobine de dispositifs de déroulement pour un produit en bande, procédé dans lequel le porte- bobine est toujours tourné dans sa position de collage, la nouvelle bobine est accélérée de façon que sa vitesse périphérique soit 2.- identique à la vitesse de la bande de papier, et la bande de Papier se déroulant de l'ancienne bobine s'appuie sur la nouvelle bobine puis est séparée de la première, la vitesse de la bande de Papier n'augmentant pas pendant le changement de bobine, le procédé assurant une grande précision grâce à sa rapidité d'acquisition et d'analyse des grandeurs d'entrée, en utilisant des éléments de commande simples, et permettant, sans détermination préalable de l'épaisseur de la bande de papier, d'avoir sur l'ancienne bobine un résidu de bande de papier aussi faible que possible. Par ailleurs, l'invention concerne une installation pour l'exécution du procédé, L'invention concerne à cet effet un dispositif dans lequel les étapes mentionnées ci-dessus et concer- nant le changement de bobine sont déclenchées pour certains nombres de couches de papier de l'ancienne bobine, nombres de couches de Papier calculés pendant le déroulement en fonction de la vitesse de la bande de papier, de l'épaisseur de la bande, des constantes de temps (volontairement introduites ou déterminées) des différentes étapes du changement de bobine, ainsi que d'une longueur prédéter- minée de la patte de collage, d'un nombre prédéterminé de couches de papier restant sur le mandrin de l'ancienne bobine, et d'un diamètre prédéterminé du mandrin de cette bobine, le calcul des nombres de couches de papier jusqu'au début du processus de changement de bobine ne s'effectuant de nouveau qu'à chaque modi- fication de la vitesse de la bande de papier. De cette manière, il est possible d'avoir un changement de bobine exactement commandé en fonction de la valeur instantanée et calculée à l'avance des grandeurs correspondant à l'ancienne bobine. Le contrôle des grandeurs instantanées de la bobine de déroulement est possible au moyen des nombres de couches de papier, sans retard. De plus, il est possible de déterminer, d'une manière indépendante de l'épaisseur de la bande de papier, et sous la forme d'un nombre de couches de papier restantes, le "reste" de la bande de papier nécessaire à l'exécution fiable du changement de bobine. Quand les bobines utilisent des bandes de différentes épaisseurs, il n'est alors, si l'on veut obtenir un reste aussi faible que possible de la bande de papier en déroule- ment, pas nécessaire d'effectuer une modification de l'introduction des valeurs correspondantes dans l'unité de commande. Enfin, le fait que le calcul des nombres de couches de papier soit orienté vers les résultats a pour conséquence que le dispositif de calcul reste, entre temps, à disposition pour d'autres tâches. Le changement de bobine peut être réalisé Par l'utilisation d'éléments simples de commande si, selon l'in- vention, les nombres de couches de papier de l'ancienne bobine sont contrôlés sous la forme d'impulsions de rotation comptées d'une manière continue, ces impulsions étant générées sous la forme d'un nombre d'impulsions fixe par tour de l'ancienne bobine. Le procédé est réalisé d'une manière avantageuse de telle sorte que les nombres d'impulsions de rotatioL sont calculés pour assurer le déclenchement des étapes du change- ment de bobine pour un certain nombre total d'impulsions, nombre pour lequel l'ancienne bobine est déroulée à partir d'un certain nombre initial de couches de papier jusqu'au diamètre du mandrin, et de telle sorte que le nombre total d'impulsions est déterminé à Partir de la longueur de deux intervalles d'impulsions de bande, impulsions générées avec une certaine périodicité correspondant à certaines longueurs de bande déroulée, et à partir des intervalles correspondant des impulsions de rotation de l'ancienne bobine, de l'écart d'impulsion entre les derniers intervalles, du diamètre du mandrin, de l'épaisseur de la bande de papier, ainsi que du nombre d'impulsions de rotation par tout de l'ancienne bobine. Dans une autre réalisation de l'inven- tion, la vitesse de la bande de papier est calculée à partir du nombre d'impulsions de bande, telles que définies ci-dessus, sur un certain intervalle de temps, et à partir du trajet dela bande par impulsion de bande, l'épaisseur de la bande de papier étant calculée à partir de la longueur de deux intervalles d'impulsions de bande et des intervalles correspondant des impulsions de rotation de l'ancienne bobine, ainsi que de l'écart d'impulsion de Cette dernière, de la distance parcourue par la bande pour chaque impulsion de bande et du nombre d'impulsions de rotation par tour de l'ancienne bobine. On obtient ainsi une valeur moyenne satis- faisant à des exigences élevées de précision pour ce qui concerne l'épaisseur de la bande de papier, et ce, sur un intervalle étendu de couche de papier. Le procédé de l'invention peut être exécuté d'une manière avantageuse avec une installation qui est caractérisée en ce-qu'elle comprend un comparateur en parallèle relié d'une part à un compteur d'impulsions de rotation, alimenté Par un générateur d'impulsions de rotation de l'ancienne bobine et 4.- relié du côté sortie à une unité de calcul et de mémorisation, et d'autre part à la sortie dellunité de calcul et de mémorisation, laquelle est raccordée à un compteur d'impulsions de bande, lequel est alimenté par un générateur d'impulsions de bande correspondant à la bande en cours de déroulement, le comparateur étant, du côté sortie, couplé à une unité de commande dont les sorties sont connectées au moteur destiné à la rotation du porte-bobine, et à l'unité de commande de l'entrainement dela machins de traitement de la bande de papier, au dispositif d'accélération de la nouvelle bobine, au moteur de manoeuvre de la brosse et aux électro-aimants destinés à la manoeuvre des lames, l'unité de commande étant en Outre raccordée à l'entrée de l'unité de calcul et de mémorisation-, à un générateur d'impulsions de pointes de collage de la nouvelle bobine et au compteur.d'impulsions de rotation. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés, qui re- Présentent un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: - la figure l représente un dispositif de déroulement, avec une installation de commande destinée au change- ment de bobine, - la figure 2 est la représentation graphique des nombres d'impulsions de bande par rapport aux nombres d'impulsions de rotation. Le dispositif de déroulement comprend un porte-bobine 1 à trois bras, entre les bras 2, 3, 4 duquel sont maintenues par des moyens non représentés, les bobines à dérouler. Entre les bras 2 se trouve l'ancienne bobine 5, presque entièrement épuisée à partir de laquelle est déroulée la bande de papier 6. Entre les bras 3 est serrée la nouvelle bobine 7, qui doit être collée, peu de temps avant l'épuisement de l'ancienne bobine 5, sur la bande de papier 6 pendant le déroulement. la figure 1 montre la position de collage du porte-bobine 1. Dans cette position, le porte-bobine 1 subit, seulement au début du changement de bobine, une rotation de 120 dans le sens des aiguilles d'une montre, rotation commandée par le moteur 8. Le déclenchement de cette première étape du changement de bobine interdit alors une augmentation de la vitesse de l'entral- nement principal de la machine à traiter les bandes de papier, par exemple une machine rotative à bobines. L'étape suivante consiste à mettre la nouvelle bobine 7 en contact avec une courroie d'entraînement 9, et à augmenter sa vitesse périphérique jusqu'à ce qu'elle atteigne la vitesse de la bande. Dans ce but, la courroie d'entrainement 9 est mécaniquement couplée à un dispositif accélérateur 10. Quand les vitesses ont été égalisées, la brosse 11 d'un bras 12 porte- brosse/porte-lame, bras actionné par un moteur 13, appuie la bande de papier 6, en déroulement, contre la nouvelle bobine 7, garnie d'une pointe de collage, dans le but d'assurer le collage. Puis une lame 14, déclenchée par un électro-aimant 15, sépare de l'an- cienne bobine 5 la bande de papier 6. Pour assurer la commande du changement de bobine, les éléments de réglage 8, 10, 13 et 15, ainsi que la commande d'entrainement 16 de la machine à traiter les bandes de papier, sont reliés à une unité de commande 17. De plus, chaque bras 2, 3, 4 du porte-bobine 1 supporte un générateur d'impulsions de rotation 18, 19, 20 ainsi qu'un générateur d'impuLsions de Pointe de collage 21, 22, 23. Les générateurs d'impulsions de rotation 18, 19, 20 envoient leurs impulsions Z à un compteur d'impulsions de rotation 24, ce dernier étant, pour assurer la sélection du générateur d'impulsions, couplé à une unité de commande 17. Le compteur d'impulsions de rotation 24 est, coté sortie, raccordé à un comparateur en parallèle 25 et à une unité de calcul et de mémorisation 26. De plus, le comparateur en parallèle 25 est relié à la sortie de l'unité de calcul et de mémorisation 26, et est couplé, cOté sortie, à l'unité de commande 17. L'unité de calcul et de mémorisation 26 est, côté entrée, reliée à-un compteur d'impulsions de bande 27, lequel est alimenté par le générateur d'impulsions de bande 28 appartenant à la bande de papier 6, De plus, l'unité de commande 17 est raccordée à l'entrée d'instructions de l'unité de calcul et de mémorisation 26 et au générateur d'impulsions 22 des pointes de collage appartenant à la nouvelle bobine 6. Le raccordement du générateur d'impulsions de pointe de collage 21, 22, 23 s'effectue à l'aide de moyens non-représentés, en fonction de la position du porte-bobine 1. La commande du changement de bobine S'effectue en fonction du nombre de couches de papier de l'ancienne bobine 5. Une mesure du nombre instantané de couches de papier est donnée par le nombre d'impulsions de rotation Z générées pendant le déroulement de l'ancienne bobine 5. Il est généré M impulsions par rotation de l'ancienne bobine 5, et ces impulsions sont comptées en continu. C'est dans l'unité de calcul et de commande 26 que sont calculés, et envoyés au comparateur en parallèle 25, les nombres d'impulsions de rotation ZD, ZB, ZA et ZT, correspondant respectivement à la rotation du porte-bobine 1, à l'accélération de la nouvelle bobine 7, à la compression de la bande de papier 6 contre la nouvelle bobine et à la séparation de la bande de papier 6.-C'est dans le comparateur en parallèle 25 qu'est signalée l'obtention des nombres d'impulsions de rotation calculés ZDY ZY, ZA et ZT, ce sur quoi l'unité de commande agit sur les différents éléments de commande correspondants 8, 10, 13, 15. Le calcul des nombres d'impulsions de rotation s'effectue par rapport à un nombre d'impulsions total ZH, pour lequel l'ancienne bobine a été déroulée à partir d'un certain nombre initial de couches de papier jusqu'au diamètre dH du mandrin. Ce nombre d'impulsions total ZE est calculé à partir de la longueur de deux intervalles Q W entre des impulsions de voie W (correspondant à deux intervalles Z des impulsions de rotation Z de l'ancienne bobine 5), du diamètre dH du mandrin, de l'épaisseur de la bande de papier D et du nombre d'impulsions M par tour de l'ancienne bobine. Une impulsion de bande W est générée pour chaque longueur de bande U déroulée. Les impulsions de bande W sont, d'une manière analogue à celle des impulsions de rotation Z, comptées en continu dans le compteur d'impulsions de bande 27. La figure 2 représente la relation entre les impulsions de bande et les impulsions de rotation. Dans l'hypo- thèse simplificatrice selon laquelle Z1 = et I Za = h Zb, on Obtient un nombre théorique d'impulsions ZO pour un déroulement jusqu'au centre de la bobine: à Wa bZa ZO = Zr A ; se Sa b 2 Avec: I Za Zb Z2 Zl Z4 Z3 Zc =Z -Z -Z -Z c 3 i 4 2 a = w4 W3 7.- bW = W2 - W On a donc: M ZH = Z - dH 2D L'épaisseur D de la bande de papiee se calcule comme suit: U M2 aw - aWb D =a 21V. tzc 21t &Za Zc On calcule par la relation = ZH-NR M à partir du nombre total d'impulsions ZH, lt nombre d'impulsions ZR correspondant à la fin du changement de bobine. NR est le nombre restant de couches de papier sur le.mandrin de l'ancienne bobine 5 Les nombres d'impulsions de rotation servant au déclenchement sont déterminés en fonction de la vitesse de la bande, selon l'équation suivante: V Ti U M2 zi = z o zz 9) D o i est (D, B, A, T). Il ressort de l'équation ci-dessus que le compteur d'impulsions de rotation 24 a continué à effectuer le comptage pendant le temps Ti entre le nombre d'impulsions de rotation Z. jusqu'au nombre d'impulsions de rotation Z $. Pour Ti, les constantes de temps des différentes étapes du changement de bobine sont calculées ou données à l'avance. La longueur résiduelle est de même convertie sur une base de temps et évaluée en même temps que les constantes de temps des électro-aimants 15 destinés à la manoeuvre de la lame. La vitesse de bande V est déterminée à partir du nombre d'impulsions de bande sur un intervalle de temps prédéterminé T et à partir du trajet de la bande par impulsion de bande, selon l'équation AWv U V = Tv Il est avantageux de fixer d'une manière exacte le point de contact de la brosse 11 et de la lame 14 par rapport à la pointe de collage. Dans ce but, les nombres d'impul- sions de rotation ZA et ZT destinés à déclencher le moteur de brosse 13 et l'électro-aimant de lame 15 de l'unité de calcul et de mémorisation 26 sont calculés par rapport à un nombre d'impul- _ sions de rotation Z3 qui tient compte de la position de la pointe de collage. ZS est le nombre d'impulsions de rotation du compteur d'impulsions de rotation 24 au moment de la première impulsion. de pointe de collage du générateur d'impulsions de pointe de collage 22 après qu'a été atteint un nombre d'impulsions de rotation ZKP ce dernier nombre étant calculé pour le déclenchement du processus de collage, qui englobe la compression et la séparation de la bande de papier et qui tient compte de la position de la pointe de collage. Z. est calculé par la formule suivante: Z=ZO _ V Z _)2 - S 2 o TE est la constante de temps du processus de collage. Dans l'exemple de réalisation ci-dessus, l'invention est expliquée au moyen d'un dispositif de déroulement d'une rotative à bobine. L'invention peut cependant être aussi Utilisée pour d'autres dispositifs de déroulement appartenant à d'autres machines traitant des bandes continues, par exemple des dispositifs à coupe transversale du typé guillotine ou des machines d'enduction. On peut aussi, au lieu d'utiliser des portesbobine, à trois bras, utiliser des portes-bobine à deux bras. Il est en outre possible d'utiliser l'invention dans des dispositifs de déroulement qui, au lieu d'être garnis d'un dispositif d'accélération en contact avec la nouvelle bobine à la périphérie de cette dernière, est en prise avec la nouvelle bobine au centre de cette dernière. 9 2463086 REVENDICATIONS 1.- Procédé pour le changement de bobine de dispositifs de déroulement d'un produit en bande continue, dans lequel le porte-bobine subit une rotation pour arriver à sa position de collage, la vitesse périphérique de la nouvelle bobine est augmentée jusqu'à atteindre la vitesse de la bande, la bande se déroulant de l'ancienne bobine est comprimée contre la nouvelle bobine puis est séparée de cette dernière, la vitesse de la bande continue pendant le changement de bobine ne subissant pas d'augmen- tation, procédé caractérisé en ce que les étapes du changement de bobine sont déclenchées pour certains nombres de couches de l'ancienne bobine (5) , calculés pendant le déroulement, en fonction de la vitesse (V), de l'épaisseur de la bande continue (D), de constantes de temps, (TD, TB, TxK TA, TT) prescrites pour les différentes étapes du processus de changement de bobine, ainsi que d'une longueur prédéterminée (L) de la patte de collage, d'un nombre de couches résiduelles prescrit (NR) sur le mandrin de l'ancienne bobine (5), et d'un diamètre prescrit (dH) de mandrin, le calcul des nombres de couches s'effectuant à nouveau jusqu'au début du changement de bobine à chaque modification de la vitesse de la bande continue. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nombres de couches de l'ancienne bobine (5) sont contrôlés sous la forme d'impulsions de rotation (Z) comptées en continu, et générées selon un nombre (M) fixe par tour de l'ancienne bobine (5). 3.- Procédé selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que les nombres d'impulsions de rotation (Z0, ZB, ZZ, ZAY ZT) destinés au déclenchement des étapes du changement de bobine, sont calculés par rapport à un nombre total d'impulsions (ZH) pour lequel l'ancienne bobine (5) est déroulée à partir du nombre initial de couches jusqu'au diamètre du mandrin (dH), tandis que le nombre total d'impulsions (ZH) est déterminé à partir de la longueur de deux intervalles ( à Wa et L Wb) entre des impulsions de bande générées chaque fois qu'il y a eu un déroulement, sur une longueur fixe, de la bande continue (U), et à partir d'intervalles correspondants (A Za et &Zb) entre les impulsions de rotation de l'ancienne boine (5), des derniers intervalles d'impulsions, du diamètre de mandrin (dH), de l'épaisseur (D) de la bande continue, ainsi que du nombre (M) d'impulsions de rotation par tour de l'ancienne bobine (5). 10.- 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vitesse de bande (V) est calculée à partir du nombre d'impulsions de bande (à Wv) sur un intervalle de temps donné à l'avance (Tv), et à partir du trajet de bande (U) par impulsion de bande, tandis que l'épaisseur de la bande continue (D) est calculée à partir de la longueur de deux intervalles (y a et W b) des impulsions de bande, et des intervalles correspondant (b Za et f Zb) d'impulsions de rotation de l'ancienne bobine (5), ainsi que de l'intervalle entre ces impulsions, de la distance (U) parcourue par la bande pour chaque impulsion de bande, et enfin du nombre (M) d'impulsions de rotation par tour de l'ancienne bobine (5). 5.- Installation destinée à l'exécution du procédé selon l'une.quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un comparateur en parallèle (25) est relié d'une part à un compteur d'impulsions de rotation (24), relié du côté sortie à une unité de calcul et de mémorisation (26) et alimenté par un générateur d'impulsions de rotation (18) de l'an- cienne bobine (5), et d'autre part à là sortie de l'unité de calcul et de mémorisation (26), elle-même raccordée à un compteur d'impulsions de bande (27) alimenté par un générateur d'impulsions de bande (28) appartenant à la bande continue (6) en déroulement, le comparateur en parallèle étant en sortie couplé à une unité de commande (17) dont les sorties sont reliées au moteur (8) destiné à la rotation du porte-bobine et à la commande d'entraînement (16) de la machine à traiter les bandes continues, au dispositif d'accélération (10) de la nouvelle bobine (7), au moteur (13) destiné à la manoeuvre du balai et à l'électro-aimant (15) destiné à la manoeuvre de la lame, l'unité de commande (17) étant en outre connectée à l'entrée de l'unité de calcul et de mémorisation (26), à un générateur d'impulsions de pointe de collage (22) de la nouvelle bobine (7), ainsi qu'au compteur d'impulsions de rotation (24).