Brevet FR2470077A1 — publié le 19810529

Procédé et dispositif de réglage de cylindres enrouleurs de bandes. La présente invention concerne un procédé pour le réglage de l'enroulement ou du déroulement de matière en bandes à partir d'un rouleau ainsi qu'un dispositif pour réaliser ce procédé. Dans les installations modernes d'enduction et de traitement, la matière en bande est enroulée sur des-cylindres ou déroulée de ceux-ci avec un très grande vitesse, le plus O10 souvent allant jusqu'à 300 mètres par minute. Pour éviter que les bords arrière de la bande qui se déroule soient arrachés à cette vitesse du cylindre sur lequel la bande est enroulée, et endommagent ainsi éventuellement aussi bien la bande que les parties voisines de la machine, on prend généralement des précautions pour réduire ou ralentir peu à peu la vitesse de déroulement de la bande quand il reste un nombre de tours prédéterminés de la matière en bande sur le cylindre. Le réglage est fréquemment effectué de sorte qu'on prévoit des palpeurs mécaniques qui mesurent continuellement la quantité de matière en bande restant sur le cylindre et qui peuvent ralentir le mécanisme de déroulement quand une quantité de bande prédéterminée reste sur le cylindre. Toute- fois, les palpeurs mécaniques tendent à faire des marques sur la bande pendant le déroulement ou même à endommager celle-ci et entraînent des incidents mécaniques fréquents à cause de la vitesse élevée à laquelle le cylindre tourne pendant le pro- cessus du déroulement de la bande. On a élaboré divers procé- d és optiques pour mesurer le nombre de tours de la bande res- tée sur le cylindre pendant le déroulement de la bande mais ces mesures se sont révélées généralement insuffisamment exactes et ont conduit à ceci, soit que le déroulement se ra- lentisse prématurément, soit que les bords arrière de la bande soient déchirés à la vitesse élevée avant qu'un réglage de la vitesse de déroulement soit possible. Egalement, cela est va- lable pour l'enroulement d'une bande sur un cylindre, mais il s'agit dans ce cas surtout pour cela que trop peu de bande est enroulée sur le cylindre. Le problème de la présente invention repose sur le fait que le réglage du déroulement ou de l'enroulement de ma tière en bande est à améliorer avec des moyens qui sont aussi simples que possible et fonctionnant sûrement, de façon à ce qu'uneprécision optimale soit obtenue. La présente invention qui part d'un procédé de l'art antérieur permettant de régler l'enroulement d'une matière en bande sur un cylindre ou bien de régler le déroulement d'une matière en bande sur un cylindre en déterminant le nombre de tours sur le cylindre, et en modifiant la vitesse de rotation du cylindre quand ce nombre de tours atteint une valeur prédé- terminée, le nombre de tours sur le cylindre étant déterminé en utilisant un système optique qui contrôle l'épaisseur ra- diale de la bande sur le cylindre, et le problème posé ci- dessus est résolu par le procédé qui est caractérisé par le fait qu'on utilise un système optique qui comprend une source de lumière focalisée, un ensemble optique et un dispositif linéaire étalonné de photodiodes, que ce système est placé de façon telle que le profil de la périphérie de la matière en bande sur le cylindre est formé nettement sur le dispositif de photodiodes étalonné, et que la vitesse de rotation du cylindre est modifiée quand des photodiodes prédéterminées dans le dispositif soit commencent à recevoir la lumière ou à envoyer des signaux, soit ne reçoivent plus la lumière ou n'envoient plus de signaux. En liaison avec la présente invention, le terme "lumière" comprend bien entendu le rayonnement infrarouge. Par l'expression "un dispositif linéaire étalonné de photo- diodes", il faut comprend des photodiodes qui sont espacés et disposés en série. La distance relative des photodiodes voi- sins est ainsi calibrée de façon à ce qu'elle soit équivalente à un nombre de tours déterminé de la matière en bande sur le cylindre, ceci dépendant de l'épaisseur de cette matière en bande, et de l'agrandissement (ou de la réduction) optique de l'ensemble optique utilisé. Ainsi, en utilisant une matière en bande d'épaisseur différente, il faut faire un nouvel étalonnage du dispositif linéaire de photodiodes. Etant donné que les dispositifs linéaires de photodiodes sont très chers et qu'on n'abesoin de connattre exactement le nombre de tours sur le cylindre que lorsque ce nombre représente environ les derniers, on peut installer les dispositifs linéaires de photodiodes par rapport au cylindre de façon à ce qu'ils se trouvent lors de l'enroulement de la bande au niveau du point le plus élevé d'un rouleau complètement enroulé, ou lors du déroulement du rouleau au niveau du point le plus élevé du rouleau. De préférence, la source de lumière est placée sur un coté du cylindre et le dispositif linéaire étalonné de lO photodiodes sur l'autre c8té, mais les deux peuvent également se trouver du même c8té du cylindre. Le profil de la périphérie de la matière en bande doit être nettement formé sur le dispositif étalonné de photo- diodes car une image ombrée floue n'est pas suffisamment exacte. Le procédé de la présente invention est particulière- ment utilisé pour le réglage du déroulement de la matière en bande. Une variante préférée étant caractérisée par le fait que la source de lumière focalisée est placée sur l'un des c8tés du rouleau et l'ensemble optique ainsi que le dispositif linéaire étalonné de photodiodes sont placés sur l'autre coté du rouleau, la source de lumière ainsi que l'ensemble optique et le dispositif de photodiodes étant disposés de façon telle que le profil du pourtour de la matière en bande se trouvant sur le cylindre soit nettement formé sur le dispositif étalonné de photodiodes, et que pendant le déroulement continu du ruban, un nombre croissant continuellement de photodiodes reçoive la lumière de la source lumineuse, et que la vitesse de rotation du cylindre soit diminuée ou que le cylindre soit arrêté, quand un nombre prédéterminé de photodiodes reçoit la lumière ou envoie les signaux, lequel nombre correspond au nombre de tours prédéterminés de la matière en bande sur le cylindre. Une réalisation particulièrement avantageuse du procédé de la présente invention est caractérisée par le fait qu'un deuxième ensemble optique et un deuxième dispositif liné- aire de photodiodes sont prévus et sont placés de façon que la lumière de la source lumineuse soit toujours reçueen pas- sant sur la partie du cylindre sans bande, sur le dispositif linéaire de photodiodes, que le nombre de photodiodes recevant la lumière dans les deux dispositifs soient comparés entre eux et que le nombre de tours de la bande restant sur le cylindre soit calculé à partir des deux lectures. Le deuxième ensemble optique prévu selon la revendi- cation 3 qu'on vient de décrire et la deuxième série de photo- diodes y appartenant servent alors à éliminer les lectures erronnées provoquées par le mouvement mécanique de l'axe du cylindre sur ses paliers. Cette variante est également préfé- rée quand la bande doit 8tre enroulée sur un cylindre en forme d'un tube ou d'un noyau creux pouvant être enlevé. Ainsi, les erreurs qui, sinon seraient dues à l'excentricité ou aux dé- fauts de la forme circulaire dans ce tube ou ce noyau ou à un diamètre extérieur du tube ou du noyau s'écartant considé- rablement de la valeur prescrite, ou à une position de l'axe de ce tube ou de ce noyau s'écartant de la position initiale, sont continuellement éliminées. Comme indication sur les dimensions existantes dans ce cas, on peut mentionner qu'un rouleau type complètement enroulé d'une matière en bande constituée par un matériau- support de pellicule en matière synthétique, tel qu'utilisé à la fabrication dans l'industrie photographique peut présen- ter un diamètre de 1000 mm. L'épaisseur de la matière en bande peut être de 0,125 mm et le rouleau peut contenir ainsi 3200 tours sur un cylindre de 200 mm de diamètre. La longueur totale de la matière en bande est alors de l'ordre de 6000 mètres, et le déroulement à une vitesse de 120 mètres/minute dure dans ce cas 50,2 minutes. Les derniers 50 tours de la ma- tière en bande présentent une épaisseur totale de 6,25 mm et représentent 32,4 mètres -de matière en bande sur le cylindre de 200 mm. La durée nécessaire pour dérouler les derniers tours à 120 m/minute n'est que de 16,2 secondes. Ainsi pour pouvoir dérouler la plus grande partie du rouleau de la matière en bande à la vitesse préférée, il faut connaUtre très exacte- ment le moment par exemple o il ne reste plus que 50 tours sur le cylindre afin de pouvoir diminuer sa vitesse de rota- tion. Le système optique à utiliser pendant le procédé conformé à la présente invention permet de détecter aussi un seul tour de la matière en bande sur le cylindre. Le système de commande peut donner un signal de départ à un système prédéterminé en vue d'un ralentissement progressif ou bien le système de diodes peutdans la forme de réalisation préférée de la présente invention, être muni d'une sortie électrique qui règle directement la vitesse de la machine proportionnellement à la quantité de matière en bande restant sur le cylindre. Comme mentionné ci-dessus, le procédé conforme à la présente invention peut être utilisé également au cours de l'enroulement de la matière sur le cylindre pour éviter d'avoir un grand excès de matière en bande enroulée. Dans ce cas, le système optique est placé de préférence sur le cylindre vide à un niveau tel qu'un rouleau complètement enroulé de matière en bande empochera le trajet de la lumière de la source lumi- neuse de parvenir à certaines photodiodes dans le dis positif linéaire. Avec la constitution de la bande sur le cylindre pendant l'enroulement de la bande, on atteint ainsi un stade 2O dans lequel certaines des photodiodes ne peuvent plus recevoir de lumière. Quand le nombre de photodiodes ne pouvant plus recevoir de lumière s'approche de l'équivalent du nombre de tours nécessaires, de la bande, la vitesse de l'enroulement de la bande sur le cylindre est commandée puis celui-ci est arrêté quand le nombre de tours nécessaires est présent sur le cylindre. Dans ce cas, la hauteur du dispositif de photo- diodes au-dessus du cylindre vide correspond au nombre de tours prédéterminé de la matière en bande sur le cylindre. Pratiquement avec forme de réalisation de la présente invention, seulement un dispositif de commande approximatif est possible, lequel est basé sur la vitesse de la bande à régler quand le rouleau atteint un certain diamètre, mais ce diamètre de la bande correspond sensiblement au nombre de tours prédéterminés de la bande sur le cylindre. L'objet de la présente invention est encore un dis- positif comportant un cylindre avec un mécanisme de commande de rotation réglable et un système de contrôle classique du nombre de tours de la matière en bande présent à chaque fois sur ce cylindre, dispositif qui est caractérisé par le fait que le système de contrôle comprend une source lumineuse focalisée, un ensemble optique pour la formation d'image nt un dispositif linéaire étalonné de photodiodes, que la source lumineuse focalisée est placée sur un c8té du cylindre et l'ensemble optique et le dispositif de photodiodes sont placés sur l'autre ceté du cylindre, l'ensemble optique for- mant sur le dispositif de photodiodes le profil de la matière en bande se trouvant sur le cylindre, de telle sorte que la lC lumière de la source lumineuse, ouand le cylindre est vide, passe sur celui-ci pour atteindre le dispositif de photodiodes, mais est obscurcie par la bande sur le cylindre quand celle-ci t complètement enroulée sur le cylindre, et que le mécanisme de commande de la rotation est commandé en fonction des si- g:aux envoyés par le dispositif de photodiodes. De préférence, sont prévus encore un deuxième ensem- ble optique et un deuxième dispositif linéaire de photodiodes, ceux-ci étant disposés de façon à ce que la lumière de la source lumineuse parvienne continuellementen passant sur le cylindre vide, l'ensemble optique. Comme sources lumineuses, sont appropriés par exemple une lampe à filament de tungstène, un laser hélium/ néon ou un laser de corps solide qui sont utilisés simultané- ment avec un collimateur et/ou d'autres lentilles pour four- nir un faisceau lumineux sensiblement parallèle. Dans un grand nombre de cas par exemple, lors de l'utilisation du procédé de la présente invention dans une installation d'application ou de finition de matériau photo- graphique, on préfère utiliser le rayonnement infrarouge come lumière. La présente invention est illustrée par les dessins ce-joints sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan du dispositif utili- sé dans la présente invention; es figures 2 à 4 sont des vues de ceté du dispositif représenté sur la figure 1 montrant les stades successifs du déroulement de la matière en bande à partir d'un cylindre. Sur la figure 1, un rouleau de matière en bande 1 est supporté sur un cylindre 2 reposant sur deux paliers 3. Un moyen de commande 4 entraIne le cylindre 2 et provoque le déroulement de la bande 5 à partir du-cylindre 2. Au moyen de commande 4 appartient également le moyen 6 de réglage de la vitesse. Sur un coté du rouleau de matière en bande 1 se trouve une source lumineuse 8 et une lentille 9 pour focaliser la lumière. Comme cela est montré, la lumière focaliséelen passant sur le cylindre vide 2 et traversant un ensemble op- tique 10,parvient à un dispositif linéaire de photodiodes 11. En outre, on peut voir également comment la lumière focalisée en passant sur le rouleau de matière en bande et en traver- sant un autre ensemble optique 12 parvient à un autre disposi- tif linéaire de photodiodes 13. Les figures 2 à 4 sont des vues latérales le long de la ligne A-A sur la figure 1. Sur la figure 2, le diamètre du rouleau de matière en bande 1 est si grand qu'aucune lumière de la source lumineu- se 8 ne peut parvenir au dispositif de photodiodes 13. Sur la figure 3 davantage de matières en bande ont été déroulées du rouleau 1 et la lumière de la source lumineuse 8 peut alors parvenir au dispositif 13 en passant sur le cylin- dre 2 et traversant le système optique 12. Sur la figure 3, le diamètre du rouleau de bande est de 212,5 mm et l'épaisseur d'un tour de la matière en bande est de 0,125 mm. Ainsi, 50 tours de matière en bande se trouvent sur le cylindre 2. Etant donné que le nombre de tours de ma- tière en bande pour lequel s'exerce une influence sur la com- mande de la vitesse de rotation du cylindre 2, par le régula- teur 6, est pré-établi à 50, les moyens de commande 4 entra ne- ront dans ce cas un ralentissement progressif de la vitesse de rotation du cylindre 2 jusqu'à ce que le stade représenté sur la figure 4 soit atteint, o il n'y a plus de tour de matière en bande sur le cylindre 2, lequel alors continue de tourner très lentement avant de s'arrêter ou s'arrête. Sur les figures 1 à 4, les deux dispositifs de photo- diodes ll et 13 possèdent 256 photodiodes en série et la hau- teur du dispositif linéaire atteint 6,4 mm. La hauteur visible du profil du rouleau de bande, représentée par le repère 14, est 2.6,4 mm= 12,8 amm. Ceci est le profil formé sur le disposi- par tif de photodiodes/ l'ensemble optique. Cette réduction opti- que par les ensembles optiques O10 et 12 permet d'utiliser des dispositifs linéaires plus petites et les systèmes optiques plus courts. Les derniers 50 tours de bande sur le cylindre sont déterminés en comparant les signaux reçus provenant des dis- positifs de photodiodes ll et 13. Ce calcul est effectué dans un processeur électronique (non représenté) qui reçoit les lO signaux de sortie des deux dispositifs ll et 13. Dans la pratique on peut utiliser deux caméras du commerce qui combinent les ensembles optiques O10 et 12 avec les dispositifs linéaires de photodiodes ll et 13. Une caméra de ce genre est la la caméra "Linescan" vendue par Integrated Photomatrix Ltd., Dorset, Angleterre. Une caméra de ce genre renferme un dispositif de 256 photodiodes espacées chacune de 0, 025 mm. Chaque caméra possède une distance focale de 250 mm, ce qui donne une réduction optique de 2:1 pour une distance de travail de 750 mm. Le champ visuel de chaque camé- ra est de 12,8 mm et le pouvoir séparateur de chaque diode est de 0,05 mm. La longueur totale de la caméra est de 460 mm. Comme source lumineuse on peut utiliser une lampe normale à filament de tungstène ayant un condenseur en vue de produire la collimation du faisceau lumineux. REVENDICATIONS 1. Procédé en vue de régler l'enroulement d'une matière en bande sur un cylindreou bien de régler le dérou- lement d'une matière en bande sur un cylindre, en déterminant le nombre de tours sur le cylindre, et en modifiant la vitesse de rotation du cylindre quand ce nombre de tours atteint une valeur prédéterminée, le nombre de tours sur le cylindre étant déterminé en utilisant un système optique qui contrôle l'é- paisseur radiale de la bande sur le cylindre, le procédé sus- visé étant caractérisé par le fait qu'on utilise un système optique qui comprend une source de lumière (8, 9) focalisée, un ensemble optique (12) et un dispositif linéaire étalonné de photodiodes (13), que ce système est placé de façon telle que le profil de la périphérie de la matière en bande sur le cylindre est formé nettement sur le dispositif étalonné de photodiodes, et que la vitesse de rotation du cylindre est modifiée quand des photodiodes prédéterminées dans le dispo- sitif soit commencent à recevoir la lumière ou à envoyer des signaux, soit ne reçoivent plus la lumière ou n'envoient plus de signaux. 2. Procédé selon la revendication 1, en vue de régler le déroulement d'un rouleau de matière en bande en dé- terminant au cours du déroulement le nombre de tours de la matière en bande restés sur le cylindre et en modifiant la vitesse de rotation du cylindre quand le nombre de tours res- tés atteint une valeur prédéterminée, caractérisé par le fait que la source de lumière focalisée (8, 9) est placée sur l'un des côtés du rouleau (1, 2) et l'ensemble optique (12) ainsi que le dispositif linéaire étalonné de photodiodes (13) sont placés sur l'autre côté du rouleau, la source de lumière ainsi que l'ensemble optique et le dispositif de photodiodes étant disposés de façon telle,que le profil du pourtour de la ma- tière en bande se trouvant sur le cylindre soit nettement formé sur le dispositif étalonné de photodiodes (13), et que pendant le déroulement continu de la bande, un nombre crois- sant continuellement de photodiodes reçoivent la lumière de la source lumineuses et que la vitesse de rotation du cylindre soit diminuée ou que le cylindre soit arrêté, quand un nombre prédéterminé de photodiodes reçoit la lumière ou envoie des signaux, lequel nombre correspond au nombre de tours prédéterminés de la matière en bande sur le cylindre. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait ou'un deuxième ensemble optique (10) et un deuxième dispositif linéaire de photodiodes (11) sont prévus et sont placés de façon que la lumière de la source de lumière (8) soit toujours reçue, en passant sur la partie du cylindre (2) sans bande, sur le dispositif linéaire de photodiodes, que le nombre de photodiodes recevant la lumière dans les deux dispositifs (8, 9, 12, 13 ou 8, 9, 10, 11) soient comparés entre eux et que le nombre de tours de la bande (1) restant sur le cylindre (2) soit caleulé à partir des deux lectures. 4. Dispositif en vue de la réalisation du procédé selon la revendication 1, comportant un cylindre avec un méca- nisme de commande de rotation (4, 6) réglable et un système de contrôle classique du nombre de tours de la matière en bande présentsà chaque fois sur ce cylindre, caractérisé par le fait que le système de contrôle comprend une source de lumière (8, 9) focalisée, un ensemble optique (10) pour la formation d'image et un dispositif linéaire étalonné de photodiodes (11), que la source de u=ir (8, 9) focalisée est placée sur un coté du cylindre et l'ensemble optique et le dispositif de photodiodes sont placés sur l'autre côté du cylindre, l'ensemble optique formant sur le dispositif de photodiodes le profil de la matiè- re en bande se trouvant sur le cylindre, de telle sorte que la lumière de la source lumineuse, quand le cylindre est vide passe sur celui-ci pour atteindre le dispositif de photodiodes, mais est obscurcie par la bande sur le cylindre quand celle-ci est complètement enroulée sur le cylindre, et que le mécanisme de commande de la rotation est commandé en fonction des signaux envoyés par le dispositif de photodiodes. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par un deuxième ensemble optique (12) et un dispositif linéaire de photodiodes (13) oui sont disposés de façon à ce que la lumière de la source de genre (8) parvienne au deuxième ensem- ble optique en passant continuellement sur une partie vide du cylindre et par An moyen qui commande le mécanisme de rotation il ( 4, 6) en fonction des signaux provenant des deux dispositifs linéaires de photodiodes (11, 13). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 4 et 5, caractérisé-par le fait que la source de lumière collimatée est une lampe à filament de tungstène, un laser hélium/ néon, un laser à corps solide, ou une source de rayonnement in- frarouge qui sont utilisés en même temps qu'un collimateur et/ ou d'autres lentilles pour fournir un faisceau lumineux sensi- blement parallèle.