Brevet FR2501874A1 — publié le 19820917

La présente invention concerne un procédé pour régler l'alimentation d'une calandre de laminage de maté- riau plastique, élastarmre ou polymère. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'alimentation d'une calandre s'effectue générale- ment à partir d'une extrudeuse au moyen d'un convoyeur qui apporte sous forme pâteuse le matériau à calandrer entre les deux premiers cylindres de la calandre. Il se forme à cet endroit un bourrelet de matériau qui assure une certaine réserve d'alimentation. Cette réserve est indispensable, car l'arrêt d'une calandre par suite d'une alimentation défail- lante entraîne de longs délais de remise en route. Le fait de prévoir, par sécurité, un bourrelet im- portant n'est pas sans inconvénients. En effet, le matériau en attente se refroidit et ses propriétés physiques, notam- ment sa viscosité se modifient, ce qui entraîne des irrégu- larités dans le produit fabriqué. Enfin, la régularité du bourrelet sur toute sa lon- gueur est aussi une condition essentielle pour l'obtention d'un produit homogène. Les réglages imposés par le respect de ces diverses conditions s'effectuent en général manuellement et nécessi- tent une attention vigilante du personnel de surveillance. La présente invention vise à réaliser un procédé et un dispositif de réglage d'alimentation fonctionnant automa- tiquement et assurant la régularité de l'alimentation sans intervention humaine. Suivant un premier aspect de l'invention, le procédé pour régler l'alimentation d'une calandre de laminage de ma- tériau plastique par formation d'un bourrelet de ce matériau entre les cylindres d'entrée de la calandre consiste à ré- gler le débit de matériau au moyen d'un organe d'alimenta- tion, et à répartir le matériau sur la longueur du bourre- let par déplacement d'un organe distributeur. Il est 250 1874 caractérisé en ce qu'on effectue les opérations suivantes: a) on forme une image du bourrelet au moyen d'une caméra électronique; b) on analyse cette image suivant les éléments d'un quadrillage prédéterminé pour calculer le rapport de la sur- face des éléments sombres correspondant au bourrelet à la surface des éléments clairs; c) on détermine à partir de cette analyse la hau- teur moyenne du bourrelet; d) on compare cette hauteur à une valeur de consigne prédéterminée; e) on commande l'organe d'alimentation pour mainte- nir la hauteur moyenne du bourrelet égale à la valeur de con- signe. La régulation de débit ainsi obtenue a pour consé- quence une hauteur pratiquement constante du bourrelet. On peut, dans ces conditions, réduire cette hauteur à un mini- mum compatible avec les temps de réponse des organes de ré- gulation. Suivant une réalisation préférée de l'invention, on divise l'image du bourrelet en un certain nombre de zones, on effectue séparément pour chaque zone les opérations b) à d) précitées, et l'on commande la cadence des déplacements de l'organe distributeur de manière à obtenir une hauteur sensiblement égale du bourrelet dans les diverses zones. Non seulement l'alimentation est réglée globalement, mais également sa répartition sur la longueur du bour- relet, assurant l'obtention d'un produit final homogène. Suivant une réalisation perfectionnée du procédé, on réalise successivement autant d'images du bourrelet qu'il y a de zones, chacunede ces images correspondant à la position de l'organe distributeur dans une zone distincte, et l'on mémorise ces images en les superposant. Par cette superposition, on neutralise l'effet per- turbateur sur l'image provenant du matériau en cours de chute de l'organe distributeur sur le bourrelet. 250 1874 Suivant un second aspect de l'invention, le disposi- tif pour régler l'alimentation d'une calandre de laminage de matériau plastique par formation d'un bourrelet de ce maté- riau sur les cylindres d'entrée de la calandre, et notamment pour appliquer le procédé décrit plus haut, comprend un or- gane d'alimentation à débit réglable pour apporter le maté- riau sur la calandre, et des moyens, tels qu'un organe dis- tributeur mobile, pour répartir le matériau suivant la lon- gueur du bourrelet. Il est caractérisé en ce qu'il comprend une caméra électronique pour viser le bourrelet, reliée à une surface photosensible quadrillée en cellules indépen- dantes reliées à un étage d'analyse et de calcul lui-même relié en sortie à un étage de commande de l'organe d'alimen- tation. La surface photosensible est en outre avantageuse- ment divisée en un certain nombre de zones correspondant à des zones respectives échelonnées suivant la longueur du bourrelet, les cellules de chaque zone étant reliées à des entrées distinctes de l'étage d'analyse et de calcul, et cet étage étant lui-même relié à un étage de commande de l'organe distributeur. Le dispositif comprend encore des moyens de commande sensibles à la position de l'organe distributeur pour émet- tre vers l'étage d'analyse et de calcul un signal représenta- tif de cette position, et l'étage d'analyse et de calcul com- prend des moyens pour commander l'arrêt de l'organe distri- buteur au-dessus de chaque zone du bourrelet pendant une du- rée prédéterminée. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif. La figure l est une vue d'ensemble, semi-schêmatique, d'un dispositif conforme à l'invention; la figure 2 est une vue partielle en coupe longitu- dinale, suivant II-Il de la figure 1; 250 1874 la figure 3 est une vue du dispositif de visualisa- tion; la figure 4 est une vue en plan, suivant IV-IV de la figure 1, de l'organe distributeur; la figure 5 est un schéma par blocsde l'étage diana- lyse et de calcul. En référence à la figure 1, une calandre l comprend un certain nombre de cylindres 2 de laminage et les deux cy- lindres supérieurs 3 sont alimentés en matériau plastique par un distributeurs à courroie. La zone de chute du maté- riau distribué se trouve entre les cylindres 3 o se forme un bourrelet 5 constituant une réserve de matériau à lami- ner (figure 2). Le distributeur 4 est lui-même alimenté en queue par une extrudeuse 6 actionnée par un moteur 7. Le tambour de queue 8 du distributeur 4 est actionné par l'intermédiaire d'un moteur 9 fixé sur le ch&ssis il du distributeur, et ce ch&ssis est monté pivotant autour d'un axe vertical 12 sur un bâti 13 solidaire de la calandre. Un système de commande composé d'un moteur 14 et d'un réducteur 15 est fixé sur le bâti (figure 4) pour ac- tionner une vis sans fin 16 montée sur des paliers 17 fixés également sur le bati 13. Cette vis porte un écrou 18 muni d'un picot 19 engagé dans un trou oblong 21 pratiqué dans le châssis l1 du distri- buteur. On comprend que l'actionnement de la vis 16, en dé- plaçant l'écrou 18, fait varier l'orientation du distribu- teur entre deux positions extrêmes 4a, 4b, lui permettant ainsi de répartir le matériau issu de l'extrudeuse sur toute la longueur des cylindres 3 pour former le bourrelet 5. Un contact à galet 22 est fixé sur le bâti 13 et disposé pour être actionné par l'écrou 18 quand le distribu- teur vient en position centrale. Deux contacts analogues 22a, 22b sont disposés pour être actionnés quand le distri- buteur vient dans ses positions extrêmes 4a, 4b. Ces contacts 250 1874 sont reliés à un circuit électrique qui sera décrit plus loin en détail. Une caméra électronique 23 est fixée sur un support non représenté et orientée de manière à viser la totalité du bourrelet 5 (figures 1 et 2), ledit bourrelet recevant un flux de lumière convenable de projecteurs non représen- tés. Cette caméra possède une surface photosensible 24 composée, de façon connue, d'un quadrillage de cellules photo-électriques 25 reliées chacune à un étage d'analyse et de calcul 26 (figure 5) contenu dans un bottier 27 par une ligne 28. Du bottier 27 partent deux lignes électriques 29 et 31 reliées respectivement au moteur 7 de l'extrudeuse 6 et au moteur 14 commandant l'orientation du distributeur 4. Le bottier 27 comporte, en façade, un écran 32 de visualisation du bourrelet sur lequel l'image 33 est divi- sée en trois zones: une zone centrale 34 et deux zones la- térales 34a, 34b (figure 3). On va maintenant décrire, en référence à la figure , l'étage d'analyse et de calcul 26 contenu dans le bot- tier 27. Cet étage comprend une mémoire M dont les diverses positions sont reliées respectivement aux cellules de la surface photosensible 24. Cette surface est divisée en trois zones, de même que la mémoire M, ces trois zones correspon- dant aux zones de l'image mentionnées plus haut. La mémoire M est une mémoire à accumulation. Chacune des trois zones de la mémoire est reliée à un analyseur, respectivement Ai, A2, A3, d'un type connu, qui compte, chacun dans sa zone, les cellules 25 respective- ment claires et sombres et délivre un signal représentatif du rapport de ces catégories d'éléments. Les contacts 22, 22a, 22b décrits plus haut et si- gnalant la position du distributeur 4 sont reliés à un compteur K3 ayant une capacité de trois unités et délivrant un signal au bout de la quatrième impulsion reçue. Ce si- gnal est appliqué à la mémoire M pour lui faire vider son contenu dans les analyseurs AI, A2, A3 et pour le remettre à zéro. Les analyseurs sont reliés en parallèle à un somma- teur S dont la sortie est raccordée à un diviseur par trois D lui-même relié en sortie à des entrées de trois compara- teurs Cl, C2, C3. L'autre entrée de ces comparateurs est reliée à la sortie des analyseurs AI, A2, A3 respectivement, et les sorties des comparateurs sont reliées aux entrées d'une porte "ET" 35, 35a, 35b qui reçoivent d'autre part respectivement les signaux des contacts 22, 22a, 22b et dont les sorties sont réunies en un point commun 36. Une horloge H est reliée en sortie à un compteur K de capacité donnée, dans lequel une décade supplémentaire peut être mise en service grâce à une entrée de signal 37 reliée au point commun 6. La sortie de ce compteur est re- liée à un étage CD de commande du moteur 14 d'orientation du distributeur 4, de manière à faire tourner ce moteur à chaque dépassement de capacité du compteur K. L'étage CD est en outre relié aux contacts 22, 22a, 22b de manière que le moteur 14 s'arrête lorsqu'un de ces contacts s'en- clenche. La sortie de l'étage CD est en outre reliée à une entrée inverseuse d'une porte ET 38 interposée sur la liai- son 28 entre la surface sensible H et la mémoire M. D'autre part, la sortie du diviseur D est reliée à une entrée d'un comparateur C dont l'autre entrée reçoit une tension de référence V ajustable et dont la sortie est reliée à un variateur VX de la vitesse du moteur 7 de l'ex- trudeuse, de manière à faire augmenter cette vitesse quand le signal de sortie du sommateur est inférieur à la tension de référence V r En fonctionnement, lorsque le distributeur 4 est 250 1874 immobilisé dans une orientation donnée, la mémoire M enre- gistre l'image d'ensemble du bourrelet, y compris l'image du produit tombant en chute libre en tête du distributeur 4. Quand le distributeur se déplace angulairement, cet enregistrement est stoppé grâce à la porte 38. Pendant les séjours du distributeur dans trois posi- tions successives 4, 4a, 4b, la mémoire M accumule les trois images successives, ce qui compense l'effet de rideau du pro- duit tombant en chute libre. Une fois les trois images enregistrées, le compteur K3 envoie un signal qui transmet le contenu de la mémoire M, zone par zone, dans les analyseurs Al, A2, A3. Les signaux émis par ces analyseurs sont représentatifs de la hauteur du bourrelet dans les zones respectives. Le signal en sortie du diviseur D est représentatif de la hauteur moyenne du bourrelet. Par comparaison avec la va- leur de consigne représentée par la tension Vr, il en résulte, par le variateur VX, une accélération ou un ralentissement de l'extrudeuse 6, qui adapte ainsi le débit global de matériau brut. D'autre part, les comparateurs Cl, C2, C3 comparent la hauteur du bourrelet dans chaque zone avec sa hauteur moyenne et, si une différence est constatée dans une zone, un signal est émis. Si la hauteur du bourrelet est uniforme, le compteur K délivre périodiquement une impulsion qui, par l'étage CD provoque un changement d'orientation du distributeur. Dans le cas o une irrégularité de distribution est constatée, le signal émis par le comparateur correspondant est appliqué au compteur K uniquement si'le distributeur 4 se trouve positionné au-dessus de la zone déficiente, grâce aux portes 35, 35a, 35b. Par ce signal, la décade supplémen- taire du compteur K prolonge le temps de séjour du distri- buteur dans ladite zone, ce qui augmente son alimentation. On voit que l'invention permet de résoudre deux 250 1874 problèmes distincts, à savoir l'adaptation continue du dé- bit global d'alimentation pour avoir toujours un bourrelet de volume nécessaire et suffisant dans son ensemble, et une correction de la répartition de ce débit le long du bourre- let pour éviter d'avoir des zones déficientes. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exem- ple décrit mais couvre toute variante à la portée de l'homme de l'art, touchant notamment le circuit électrique. L'invention couvre également le cas o le débit et la répartition seraient ajustés par d'autre moyens. Par exemple, au lieu d'une extrudeuse, l'ali- mentation pourrait être assurée par un ou plusieurs laminoirs à deux cylindres délivrant une ou plusieurs bandes du matériau de section ajustable suivant le débit désiré, plusieurs convoyeurs transportant chacun une bande en différents points du' bourrelet. 250'1874 R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour régler l'alimentation d'une calan- dre (1) de laminage de matériau plastique par formation d'un bourrelet (5) de ce matériau entre les cylindres d'en- trée (3) de la calandre, dans lequel on règle le débit de matériau au moyen d'un organe d'alimentation (6), et dans lequel on répartit le matériau sur la longueur du bourrelet par déplacement d'un organe distributeur (4), caractérisé en ce qu'on effectue les opérations suivantes: a) on forme une image (33) du bourrelet au moyen d'une caméra électronique (23); b) on analyse cette image suivant les éléments d'un quadrillage (24) prédéterminé pour calculer le rapport de la surface des éléments sombres correspondant au bourrelet à la surface des éléments clairs; c) on détermine à partir de cette analyse la hauteur moyenne du bourrelet; d) on compare cette hauteur à une valeur de consigne prédéterminée (Vr>; e) on commande l'organe d'alimentation (6) pour main- tenir la hauteur moyenne du bourrelet égale à la valeur de consigne. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on divise l'image (33) du bourrelet (5) en un cer- tain nombre de zones (34, 34a, 34b), en ce qu'on effectue séparément pour chaque zone les opérations b) à d) préci- tées, et en ce qu'on commande la cadence des déplacements de l'organe distributeur (4) de manière à obtenir une hau- teur sensiblement égale du bourrelet dans les diverses zones. 3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'on réalise successivement autant d'images du bourre- let qu'il y a de zones, chacune de ces images correspondant à la position de l'organe distributeur dans une zone distincte, et en ce qu'on mémorise ces images en les superposant. 4. Dispositif pour régler l'alimentation d'une calandre (1) de laminage de matériau plastique par forma- tion d'un bourrelet (5) de ce matériau sur les cylindres d'entrée (3) de la calandre, et notamment pour appliquer un procédé conforme à la revendication 1, comprenant un organe d'alimentation (6) à débit réglable pour apporter le matériau sur la calandre et des moyens, tels qu'un organe distributeur mobile (4), pour répartir le matériau suivant la- longueur du bourrelet, caractérisé en ce qu'il comprend une caméra électronique (23) pour viser le bourre- let reliée à une surface photosensible (24) quadrillée en cellules (25) indépendantes reliées à un étage d'analyse et de calcul (26) lui-même relié en sortie à un étage de com- mande (7) de l'organe d'alimentation (6). 5. Dispositif conforme à la revendication 4, carac- térisé en ce que la surface photosensible (24) est en outre divisée en un certain nombre de zones (33, 33a, 33b) corres- pondant à des zones respectives échelonnées suivant la lon- gueur du bourrelet, les cellules (25) de chaque zone étant reliées à des entrées distinctes de l'étage d'analyse et de calcul, et cet étage étant lui-même relié à un étage de commande (14, 15) de l'organe distributeur (4). 6. Dispositif conforme à la revendication 5, carac- térisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (22, 22a, 22b) sensibles à la position de l'organe distributeur (4) pour émettre vers l'étage d'analyse et de calcul (26) un signal représentatif de cette position. 7. Dispositif conforme à la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il comprend un étage (M) de mémoire et d'ac- cumulation pour stocker le contenu des cellules (25) de la surface photosensible (24), cet étage de mémoire étant relié à l'étage d'analyse et de calcul (26). 8. Dispositif conforme à l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'étage d'analyse et de calcul comprend des moyens pour commander l'arrêt de l'organe dis- tributeur au-dessus de chaque zone du bourrelet pendant une il durée prédéterminée. 9. Dispositif conforme à la revendication 8, carac- térisé en ce que l'étage d'analyse et de calcul comprend des moyens pour faire varier la durée de séjour de l'organe distributeur au-dessus de chaque zone du bourrelet.