Brevet FR2614871A1 — publié le 19881110

La présente invention concerne un agencement de circuits destine a régler la position au moins du mécanisme de commande du dispositif de soudage transversal dans une machine a emballer qui comprend un premier moteur pour l'entraînement du transporteur d'alimentation pour les objets à emballer, un deuxième moteur pour l'alimentation en matériel d'emballage et un troisième moteur pour ledit entraînement du dispositif de soudage transversal, ainsi qu'un procedé de fonctionnement de cet agencement de circuits. Le principe de base d'une telle commande est déjà connu. C'est ainsi qu'il est proposé, dans le brevet US n 4 549 386, de préparer, au moyen d'un microprocesseur, une liste pour les données qui interviennent, afin de synchroniser le mouvement des mâchoires de soudage transversal avec le mécanisme d'entraînement du transporteur d'alimentation et le mécanisme d'entraînement pour l'alimentation en matériel d'emballage. Dans ce cas, on part de l'hypothèse que sur la base du nombre d'opérations d'emballage égal à N objets emballés, on dispose de 1/N minute par objet. Dans ce temps, il faut - que le transporteur d'alimentation soit déplacé d'une distance égale à la longueur d'un objet, plus l'écart entre deux objets successifs, - que les mâchoires de soudage accomplissent un tour complet et 2 6 1 4 8 7 1 - que le materiel d'emballage ait avancé d'une longueur complète d'un objet à emballer. Ces trois mouvements doivent toutefois se dérouler toujours en synchronisme. Afin que la soudure s'effectue en synchronisme avec l'alimentation en matériel d'emballage, le moteur prévu pour l'entraînement des mâchoires de soudage doit donc être commandé par l'avance du matériel d'emballage. La séquence de données fournie par le microprocesseur présente une première phase a vitesse constante, puis une deuxième phase à vitesse croissante, suivie d'une troisième phase a vitesse décroissante et d'une quatrième phase terminale à vitesse constante. Les mâchoires de serrage tournent pendant une phase à vitesse constante sur toute l'étendue de la bande de matériel d'emballage. Ainsi, le microprocesseur fixe cette vitesse constante et indique en outre une vitesse de pointe correspondante, afin que les mâchoires de soudage puissent accomplir un tour complet. Mais le déroulement du mouvement des mâchoires de soudage ne garantit pas un mouvement exempt de glissement entre les mâchoires de soudage SB1 et SB2 respectivement et le matériel d'emballage pendant la phase de pénétration. Au cours de la phase de soudage, il se produit, en conséquence de ce que le mouvement des machoires de soudage n'est pas parfaitement synchronisé, un effort de traction du matériel d'emballage ou un refoulement de matériel d'emballage. L'invention a pour but de réaliser un système de réglage de la position au moins du mécanisme de commande des mâchoires de soudage transversal, système avec lequel non seulement quatre phases, qui sont accouplées entre elles de façon rigidement cohérente, peuvent être commandées, mais avec lequel une commande dynamique est également garantie pour le synchronisme de tous les mécanismes d'entraînement. 2614 8 7 1 D'apres l'invention, cela est réalise aved un agencement de circuits caractérise par un premier ordinateur dans lequel peuvent être chargees au moins des données concernant les positions angulaires successives du premier moteur au moins, pour calculer, avec des données predefinies concernant les dimensions des objets et du matériel d'emballage, outre d'autres données éventuelles relatives à la machine, la position synchrone du deuxième moteur et du troisième moteur respectivement, au moins pendant la phase de contact des dispositifs de soudage et de la gaine souple d'emballage, et pour fournir aux moteurs des signaux de commande correspondants. Un procédé d'exploitation de cet agencement de circuits est caractérise par le fait que les données sont calculées dans un second ordinateur et transmises au premier calculateur sous la forme d'un tableau. Un exemple de réalisation de l'invention est explique ci-apres en référence aux dessins. La fig. 1 est un schéma par blocs de l'agencement de circuits selon l'invention. La fig. 2 est un diagramme représentant le déroulement optimal des mouvements de transporteurs d'alimentation et de mâchoires de soudage. La fig. 3 est un diagramme de la vitesse de rotation des mâchoires de soudage en fonction de l'angle de rotation. La fig. 4 est une représentation schématique des mâchoires de soudage à différents moments pendant l'opération de soudage. Dans l'exemple représenté sur la fig. 1, on peut identifier un premier moteur M1 pour -l'entraînement du transporteur d'alimentation destiné à amener des objets à emballer G avec un écart mutuel constant. Au moyen d'un codeur El, des incréments d'un angle avec une position zéro sont produits et délivres, en tant que grandeurs effectiJves T,t à un premier ordinateur DR. Dans le sens du transport, le transporteur d'alimentation est suivi par un formeur de gaine souple SF qui est entraîne au moyen d'un deuxième moteur M2. (Ce moteur M2 entraine un deuxième codeur E2 qui produit également des increments d'un angle et les délivre, en tant que grandeurs effectives Xi=, à l'ordinateur DR. Dans le formeur de gaine souple SF, le matériel d'emballage en forme de bande est transforme de façon connue en une gaine souple qui est fermée par un cordon de soudure longitudinal, les objets a emballer étant ainsi engaines. Dès cet endroit, une première synchronisation de l'arrivée de matériel d'emballage sur le transporteur d'alimentation ZF est necessaire, afin d'éviter que les objets G soient déplacés par rapport a la gaine souple pendant qu'ils sont engaines. Dans le poste de soudage transversal QS, deux dispozitifs à m&choires de soudage, montes sur des arbres paralleles, tournent de façon connue en synchronisme mutuel, ainsi qu'en synchronisme avec l'avance de la gaine souple, de telle manière que les mâchoires de soudage pénètrent toujours dans les intervalles entre deux objets successifs et qu'elles compriment la gaine souple avec application de chaleur et, de la sorte, la soudent. A cet endroit, les machoires de soudage en forme de segment de cercle doivent rouler, comme le montre la fig. 4, sur la gaine souple qui se trouve entre elles, afin de pouvoir transmettre la chaleur uniformement à la gaine souple. Un glissement entre la gaine souple et les màchoires de soudage pendant la phase de pénétration, ainsi que des processus de traction ou de refoulement sur la gaine souple déformée pendant l'opération de soudage peuvent avoir des effets nuisibles, d'une part sur le cordon de soudure et d'autre part sur le materiel d'emballage lui-même. Mais si les mâchoires de soudage sont synchronisEes sur la vitesse de translation de la gaine souple, afin qu'elles roulent sur celle-ci sans glissement, il faut évidemment que ce ralentissement soit rattrapé apres l'operation de soudage, c'est-a-dire quand les mâchoires de soudage sont soulevées au-dessus de la gaine souple. Cela est rendu clair sur la fig. 2, o l'angle de rotation f de O à 2 x du moteur M1 du transporteur d'alimentation a été porté en abscisses et l'angle de rotation t des arbres des mâchoires de soudage, également de O a 2 m, a été porté en ordonnées. Cette courbe S montre clairement qu'à 0' et 2 a, les mâchoires de soudage ont une vitesse plus faible qu'en d'autres points, de telle manière que pendant la pénétration dans la gaine souple et lors du soudage, le synchronisme soit établi, et que le ralentissement soit rattrapé par une vitesse angulaire plus élevée aux alentours de n/2. Les conditions de vitesse sont représentees sur la fig. 3. Là encore, les abscisses donnent l'angle de rotation f du mécanisme d'entraînement du transporteur d'alimentation ZF ou du moteur 1Ml, tel qu'il est indiqué par le codeur El. Les ordonnées donnent d'autre part la vitesse angulaire t des mâchoires de soudage ou du moteur X3, telle qu'elle est représentée par le codeur E3. On peut manifestement discerner quatre phases, à savoir A = soudage, B = course de retour, C = phase de penetration et D = soudage, les phases A et D pouvant aussi ëtre considérées ensemble comme une seule phase. Les positions mutuelles des mâchoires de soudage Sl, S2 et de la gaine souple Sch sont représentées sur la fig. 4., la représentation 1 correspondant à la fin de la course de retour ou au début de la phase de pénétration, la position 2 se situant à la fin de la phase de penétration ou au début du soudage, la position 3 à la situation au milieu du soudage et la position 4 à la fin de la phase de soudage. FPour la commande synchrone précise de tous les trois mécanismes d'entraînement comprenant les moteurs Mi, M2, M3 (fig. 1), il est signalé reactivement à un premier ordinateur DR, servant d'organe de réglage numerique des mécanismes d'entraînement, au moyen des codeurs El, E2, E3 places sur les arbres des moteurs, les pas angulaires incrémentiels instantanés T du moteur M1, X du moteur M2 et t du moteur M3. Un second ordinateur PC a une prépondérance sur ce premier ordinateur DR et remplit la fonction de l'intelligence, ce qui rend possible la souplesse de fonctionnement de la machine à emballer dans son ensemble; A la disposition de ce second ordinateur sont mises, en tant qu'informations, à partir de l'émetteur de format F, les données de format des objets G, les données relatives au matériel d'emballage et, parmi d'autres encore, la puissance calorifique des mâchoires de soudage SB1, SB2. Avec ces données, auxquelles sont également ajoutées des informations provenant du premier ordinateur DR par l'intermédiaire d'une commande librement programmable PLC, le second ordinateur PC établit une table T pour la position angulaire t du troisième moteur M3 en fonction de l'angle du premier moteur MI, c'est-à- dire tous les points de la courbe tracée sur la fig. 2. Le rythme d'emballage est donné par la cadence de l'arrivée des objets G au moyen du transporteur d'alimentation ZF. Afin d'établir cette condition en tant que telle,- le moteur M1 est défini comme moteur principal, c'est-a-dire comme unité donnant les ordres, Les deux autres moteurs M2 et M3 sont alors des unites recevant les ordres, ou moteurs secondaires. D'après cela, le premier ordinateur envoie des signaux de commande (valeurs de consigne) aux trois moteurs, à savoirW._o au moteur M1, X-. au moteur M2 et.ox au moteur M3. Outre la table T pour l'introduction sous forme de table des points pour la courbe de la fig. 2 ou de la fig. 3, il est encore introduit dans le premier ordinateur DR, pour la détermination de la cadence d'emballage, au moyen d'un émetteur de commnnande SG, les données qui concernent la longueur d'extraction de la gaine souple et qui doivent être en accord avec les données de format des objets. Par ce dispositif, on est assuré qu'avant tout, le réglage de position des mâchoires de soudage SEB1, SBE2 s'effectuera de façon optimale. Par l'utilisation de servomoteurs à courant alternatif, qui ne nécessitent pratiquement pas d'entretien, on peut atteindre une dynamique tres élevée. Ainsi, la course de retour des mâchoires de soudage peut être bien maîtrisee, meme lorsqu'il y a plus d'une mâchoire de soudage par arbre. Pour la signalisation en retour des positions, il suffit d'un simple codeur. Pour le réglage de la position du moteur, il suffit d'un circuit de réglage de phase, dans lequel le courant du moteur est commandé directement. Le moteur M3 agit directement sur l'arbre des mâchoires de soudage SB1. Les simplifications qui en résultent permettent la construction à peu de frais et assurent une dynamique élevée. 2 6 1 4 8 7 1 REVENDICATIONS 1.- Agencement de circuits destiné à regler la position, au moins du mécanisme de commande (M3) du dispositif de soudage transversal (SE1, SB2) dans une machine à emballer qui comprend un premier moteur (Mil) pour l'entraînement du transporteur d'alimentation (ZF) pour les objets à emballer G), un deuxième moteur (M2) pour l'alimentation en matériel d'emballage (SF) et un troisième moteur (M:3> pour ledit entraînement du dispositif de soudage transversal (SB1, SE2), caracterise par un premier ordinateur (DR) dans lequel peuvent être chargées au moins des données concernant les positions angulaires successives (it) du premier moteur (Mi)> au moins, pour calculer, avec des données predefinies concernant les dimensions des objets (SG) et du matériel d'emballage, outre d'autres données éventuelles relatives à la machine (F), la position synchrone du deuxième moteur (M2) et du troisième moteur (M3) respectivement, au moins pendant la phase de contact du dispositif de soudage (SB1, SB2) et de la gaine souple d'emballage, et pour fournir aux moteurs (M1, M2, M3) des signaux de commande ( +to,1 X-oi o11) correspondants. 2.- Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données concernant les dimensions des objets, les données relatives au matériel d'emballage et les données concernant la machine (F) sont introduites dans. un second ordinateur (PC), et en ce que ce second 2614 8 7 1 ordinateur (PC) a une prépondérance sur le premier ordinateur (DR). 3.- Agencement selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que le premier moteur (M1) constitue l'unite qui donne les ordres, et le deuxième moteur (M2) et le troisième moteur (M3) constituent les unites qui reçoivent les ordres. 4.- Agencement selon la revendication 3, caractérise en ce que le deuxième moteur (N2) et le troisième moteur (M3) au moins sont des servomoteurs à courant alternatif. 5.- Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les dispositifs de soudage (SB1, SB2) sont des mâchoires de soudage montées sur deux arbres parallèles. 6.- Agencement selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins une mâchoire de soudage (SB1, SB2) par arbre. 7.- Agencement selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les mâchoires de soudage (SB1, SB2) sont realisées sous forme de segments circulaires. 8.- Procéde de fonctionnement de l'agencement de circuits selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données sont calculées dans le second ordinateur (PC) et fournies au premier ordinateur (DR) sous forme d'une table.