Brevet FR2608381A1 — publié le 19880624

"Procédé d'optimisation de la variation de poids courant des cigarettes sur une machine de fabrication de cigarettes double tige" L'invention cocnerne un procédé d'optimisation de la variation de poids courant des cigarettes sur une machine de fabrication de cigarettes double tige. Sur les machines de fabrication de cigarettes simple tige modernes, il est bien connu qu'on forme les cigarettes à partir d'une fournée de tabac déchiqueté qu'on carde à l'intérieur d'un bloc d'alimentation muni d'un orifice de sortie se présentant sous la forme d'un conduit vertical. Dans la pratique actuelle, un courant ascendant de particules de tabac monte dans le conduit pour venir se déposer sur la face inférieure d'une courroie de convoyeur de type à aspiration, de manière à former une couche continue ou un lit de tabac se trouvant entraîné, par le convoyeur à aspiration, dans un poste de rasage destiné à égaliser l'épaisseur du lit de tabac. Le lit de tabac est ensuite amené dans ce qu'on appelle un poste de remplissage dans lequel il est progressivement chargé par le convoyeur à aspiration sur une bande continue de papier. Cette bande de papier et le lit continu de tabac placé sur le dessus de celle-ci, sont ensuite envoyés dans une gouttière de mise en forme le long de laquelle les bords latéraux opposés de la bande de papier sont repliés ensemble autour du lit de tabac et collés l'un à l'autre pour former une tige continue de cigarettes qui est ensuite coupée en longueurs de cigarettes données par une tête de coupe rotative. L'une des principales exigences des machines de fabrication de cigarettes du type ci-dessus est que le poids des cigarettes soit aussi stable que possible. Pour cela, les machines de fabrication de cigarettes connues du type ci-dessus comportent non seulement un dispositif de pesage destiné à rejeter les cigarettes dont le poids n'est pas conforme à une plage d'accepta- tion donnée, mais encore des dispositifs de rasage reliés au dispositif de pesage pour corriger en permanence et dynamiquement le poids des cigarettes, de façon qu'il se conforme aussi étroitement que possible à une valeur donnée située dans la plage d'acceptation. En particulier, il est connu de relier les dis- positifs de rasage à une unité de pesage et de commande conçue pour peser chaque cigarette, lorsqu'elle sort de la machine; pour afficher les résultats relatifs à des groupes comportant un nombre donné de cigarattes, cet affichage se présentant sous la forme d'une courbe de Causs donnant généralement le poids et le nombre des cigarettes sur des axes cartésiens respectifs Y et X; et pour fournir des signaux indiquant le poids maximum, le poids minimum et le poids moyen, ainsi que l'écart courant ou variance de la courbe. L'écart courant se répercute évidemment sur la taille de la courbe et donne une indication du niveau de qualité obtenu. Cela veut dire que, plus la courbe est étroite, c'est-à-dire plus l'écart type de chaque courbe est faible, plus le poids des cigarettes est stable dans chaque groupe d'échantillons. Le fait de maintenir l'écart type au-dessous d'une valeur donnée dans la plage d'acceptation, n'est cependant pas le seul souci des fabricants de cigarettes. En plus d'une bonne qualité courante, on attend également des machines qu'elles soient économiques, c'est-à-dire qu'elles maintiennent le poids minimum des courbes aussi près que possible de la limite intérieure de la plage d'acceptation. Pour cela, les signaux de sortie de-l'unité de pesage et de commande sont généralement appliqués à un processeur pour obtenir un signal d'erreur dépendant de la différence entre le poids minimum de la courbe et la limite inférieure de la plage d'acceptation, les dispositifs de rasage étant reliés au dispositif de pesage par l'intermédiaire du processeur de manière à maintenir l'erreur sensiblement égale à zéro. On considérera maintenant une machine de fabri- cation de cigarettes du type décrit par exemple dans le brevet U.S.A. NO 4.336.812 déposé par l'auteur de la présente demande. Sur les machines de ce type, un débit unique de particules de tabac est envoyé dans un conduit ascendant alimentant à son tour deux conduits ascendants parallèles se terminant chacun au-dessous d'une courroie de convoyeur correspondante de type à aspiration. Les lits de tabac formés sur les courroies respectives sont rasés par des dispositifs de rasage respectifs, et déposés sur des bandes de papier correspondantes qu'on enroule autour des lits de tabac respectifs, pour produire des tiges continues de cigarettes correspondantes, ces tiges continues étant ensuite coupées en longueurs de cigarettes par une tête de coupe rotative unique. Sur les machines de fabrication de cigarettes double tige du type indiqué ci-dessus, le poids des cigarettes peut être controlé en reliant les dispositifs de coupe à une unité de pesage et de commande comme sur les machines de type simple tige. Les performances d'un tel système peuvent être considérées comme du même niveau courant que sur une machine simple tige, si les cigarettes formées à partir de chaque tige sont jugées séparément comme si elles produites par deux machines simple tige séparées. C'est cependant exactement l'inverse qui s'applique, si les cigarettes provenant des deux tiges sont considérées conjointement, c'est-à-dire, comme étant produites par la même machine double tige. Dans ce cas, la différence de poids entre les cigarettes de chaque tige est beaucoup plus importante que sur les machines simple tige. En d'autres termes, les machines double tipe présentent une variation de poids normal ou courant beauoup plus importante que les machines simple tige. L'inconvénient d'une telle situation est que, en aval de la tête de coupe, les cigarettes provenant des deux tiges sont traitées conjointement, c'est-à- dire envoyées dans la même machine de montage de filtres et mélangées ensemble dans les paquets terminés. Le but de l'invention est de remédier à l'in- convénient ci-dessus. A cet effet, l'invention concerne un procédé d'optimisation de la variation de poids courant des cigarettes sur une machine de fabrication de cigarettes comportant au moins deux lignes de production de tiges continues de cigarattes respectives, chaque ligne compor- tant un dispositif de rasage destiné à règles la quantité de tabac dans la tige correspondante, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à: - affecter à chaque ligne un dispositif pour peser chaque cigarette individuelle; - déterminer simultanément pour chaque ligne l'écart courant et le poids moyen d'un nombre donné de ciga- rettes; - comparer l'écart courant pour déterminer la mesure présentant l'écart type le plus élevé; et - commander le dispositif de rasage sur les lignes, de façon que le poids moyen de chacune des mesures soit égal à une valeur donnée identique pour toutes les mesures et soit sélectionné, en fonction de la mesure présentant l'écart courant le plus élevé. Le procédé ci-dessus comprend de préférence les étapes supplémentaires consistant à: - déterminer une valeur de poids minimum pour la mesure présentant la variation courante la plus élevée; - comparer cette valeur de poids minimum à une valeur de référence donnée constituée de préférence par la limite inférieure d'une plage d'acceptation à l'intérieur de laquelle le poids des cigarettes peut varier; et - commander le dispositif de rasage de façon que la valeur de poids minimum soit égale à la valeur de référence, et que les valeurs de poids moyennes de toutes les mesures soient égales et en ce que la valeur de référence est égale à la limite inférieure d'une plage d'acceptation à l'intérieur de laquelle peut varier le poids des cigarettes. Une forme non limitative de réalisation de l'invention sera décrite en détails, à titre d'exemple, en se référent aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 représente un schéma par blocs, partiel, d'une machine de fabrication de cigarettes double tige mettant en oeuvre le procédé selon l'invention; - la figure 2 représente un schéma par blocs d'un circuit de commande de pesage selon l'invention, ce circuit étant monté sur la machine de la figure 1; - la figure 3 représente un organigramme du bloc de traitement de la figure 2; et - les figures 4 et 5 sont des graphiques des variations de poids détectées dans des groupes de cigarettes produits par la machine de la figure 1. La référence I de la figure 1 désigne une machine de fabrication de cigarettes double tige compre- nant deux lignes de cigarettes 2 et 3 placées côte à côte et alimentées par un dispositif unique 4 d'alimen- tation de tabac déchiqueté. Plus particulièrement, ce tabac déchiqueté est amené par le dispositif d'alimen- tation 4 à deux blocs 5 et 6 destinés à formes les lits de tabac respectifs 7 et 8. Les lignes 2 et 3 comprennent des unités de mise en forme 9 et 10 destinées à recevoir les lits de tabac respectifs 7 et 8 et à les enrouler à l'inté- rieur de bandes de papier correspondantes (non représen- tées) fournies par les unités respectives lI et 12 pour produire les tiges continues de cigarettes respectives 13 et 14. Ces tiges 13 et 14 sont entraînées le long des lignes respectives 2 et 3 vers une tête de coupe rotative commune aux deux lignes 2 et 3 et destinée à couper les tiges 13 et 14 en longueurs de cigarettes respec- tives 16 et 17. Lorsqu'ils passent entre les blocs de mise en forme respectifs 5 et 6 et les unités de mise en forme respectives 9 et 10, les lits de tabac 7 et 8 sont soumis à l'action de dispositifs de rasage respectifs 18 et 19 destinés à contr8ler l'épaisseur des lits respectifs 7 et 8, et sont reliés à une unité de pesage et de commande repérée dans son ensemble par la référence 20 sur la figure 2. Comme indiqué sur la figure 2, l'unité 20 comprend deux dispositifs de pesage connus 21 et 22 comprenant chacup une source de rayonnement et un détecteur de rayonnement. Comme indiqué sur la figure 1, les dispositifs 21 et 22 sont placés Juste en amont de la tête de coupe 15 le long des lignes respectives 2 et 3, et sont tous deux conçus pour peser des parties de tige successives destinées à être coupées ensuite en longueurs de cigarettes individuelles. Comme indiqué sur la figure 2, les poids des différentes longueurs de tiges sont fournis par les dispositifs 21 et 22 aux processeurs classiques respec- tifs 23 et 24. Les processeurs 23 et 24 sont destinés à traiter les données reçues des dispositifs respectifs 21 et 22, relatives aux poids d'un nombre donné de cigarettes, et à afficher les résultats sous la forme de courbes de Gauss respectives A et B indiquées sur la figure 4. Comme indiqué sur la figure 4, les courbes A et B sont tracées dans un système de coordonnées cartésiennes représentant sur l'axe X les poids W des longueurs de cigarettes, et sur l'axe Y le nombre N des cigarettes. Comme c'est généralement le cas, les poids des cigarettes apparaissent tous, sur la figure 4, à l'intérieur d'une plage d'acceptation donnée dont les limites inférieure et supérieure sont repérées respec- tivement par Let U. Les processeurs 23 et 24 sont également conçus, de manière classique, pour fournir des signaux de sortie indiquant les poids minimums et moyens, ainsi que la variance ou l'écart type des courbes respectives A et B. Ces valeurs sont indiquées de la manière suivante sur les figures 2 et 3: MWA = poids moyen de la courbe A LWA = poids minimum de la courbe A SVA = écart type de la courbe A MWB = poids moyen de la courbe B LWB = poids minimum de la courbe B SVB = écart type de la courbe B L = limite inférieure de la plage d'acceptation Comme indiqué sur la figure 2, les signaux de sortie des processeurs 23 et 24 sont appliques aux entrées d'une unité de comparaison et de traitement 25, de même que le signal de sortie d'un bloc 26 de réglage de la valeur de L. Comme indiqué sur la figure 3, l'unité 25 compare les valeurs SVA et SVB. Si, comme dans l'exemple indiqué, SVA > SVB, l'unité 25: - soustrait L de LWA pour donner une valeur d'erreur EA; - soustrait MWA de MWB pour donner une valeur DW; et - ajoute EA à DW pour obtenir une valeur EB. I1 en résulte ainsi que: EA = amplitude dont on doit déplacer la courbe A de la figure 4 pour que LWA soit égal à L, et pour que la courbe A vienne coincider avec la courbe A' de la figure 5; et EB = amplitude dont on doit déplacer la courbe B de la figure 4 pour qu'elle vienne coincider avec la; courbe B' de la figure 5, avec MWB' = MWA' Comme indiqué sur la figure 2, l'unité 25 comporte deux sorties 27 et 28 par lesquelles les signaux respectifs indiquant les valerus EA et EB, sont appliqués aux blocs respectifs 29 et 30 faisant partie de l'unité avec l'unité 25. Les blocs 29 et 30 commandent les moteurs respectifs 31 et 32 reliés aux dispositifs de rasage respectifs 18 et 19 pour rapprocher et écarter ceux- ci des lits de tabac 7 et 8 de manière à annuler les erreurs EA et EB. En d'autres termes donc, l'unité 20 tend à maintenir les poids des cigarettes 16 et 17 comme indiqué graphiquement par les courbes A' et B' de la figure 5, qui présentent une concentration de poids maximum autour d'une valeur moyenne commune aux deux courbes, et aussi près que possible de la limite inférieure L de la plage d'acceptation. 9. Le côté droit de l'organigramme de la figure 3 représente la séquence logique effectuée par l'unité , lorsque SVB > SVA. Aucune explication supplémen- taire n'est nécessaire par rapport à ce qui a déjà été dit dans le cas o SVA > SVB. Le procédé décrit et illustré ci-dessous s'appli- que à une machine de fabrication de cigarettes double tige pour égaliser autant que possible les poids des cigarettes produites conjointement sur les deux lignes 2 et 3, tout en maintenant en même temps le poids des cigarettes aussi près que possible de la limite infé- rieure de la plage d'acceptation. Pour commander des machines à plus de deux lignes, le procédé utilisé est évidemment le même, c'est- à-dire qu'il consiste à déterminer laquelle des courbes de variations de poids relatives aux différentes lignes présente l'écart type le plus élevé; à déplacer cette première courbe de façon que son poids inférieur soit égal à la limite inférieure de la plage d'acceptation; et à déplacer toutes les courbes de façon que leurs poids moyens soient égaux à la valeur moyenne prise par la première courbe une fois déplacée. R E V E N D I C A T I 0 N S ) Procédé d'optimisation de la variation de poids courant des cigarettes sur une machine de fabri- cation de cigarettes comportant au moins deux lignes (2, 3) de production de tiges continues de cigarettes respectives (13, 14), chaque ligne comportant un dispositif de rasage (18, 19) destiné à regler la quantité de tabac dans la tige correspondante, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à: - affecter à chaque ligne (2, 3) un dispositif pour peser chaque cigarette individuelle (16, 17); déterminer simultanément pour chaque ligne (2, 3) l'écart courant et le poids moyen d'un nombre donné de cigarettes (16, 17); - comparer l'écart courant pour déterminer la mesure présentant l'écart type le plus élevé; et - commander le dispositif de rasage (18, 19) sur les lignes (2, 3), de façon que le poids moyen de chacune des mesures soit égal à une valeur donnée identique pour toutes les mesures- et soit sélectionné, en fonction de la mesure présentant l'écart courant le plus élevé. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à: - déterminer une valeur de poids minimum pour la mesure présentant l'écart courant le plus élevé; - comparer cette valeur de poids minimum à une valeur de référence donnée; et - commander le dispositif de rasage (18, 19) de façon que la valeur de poids minimum soit égale à la valeur de référence et que les valeurs de poids moyennes de toutes les mesures soient égales. ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur de référence est égale à la limite inférieure d'une plage d'acceptation à l'intérieur de laquelle peut varier le poids des cigarettes (16, 17). 4 0) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour optimiser la variation de poids courant des cigarettes sur une machine de fabri- cation de cigarettes double tige.