Brevet FR2716548A1 — publié le 19950825

-- 1 -- SYSTEME INFORMATISE D'ACTIONNEMENT ROTATIF POUR LE DEPLACEMENT SYNCHRONISE DE DIFFERENTS PRODUITS NOTAMMENT DES RECIPIENTS EN VERRE La fabrication en continu d'éléments individuels, tels que des récipients en verre, présente un problème, à savoir la synchronisation des dispositifs d'alimentation, de transport, de traitement, etc... desdits éléments. On a tenté de résoudre le problème en utilisant des moteurs synchrones avec une synthèse de fréquence à partir d'un étalon, mais cette solution revient très cher, et demande un ajustement très précis et complexe; on ne peut jamais atteindre l'exactitude nécessaire car il est impossible de synthétiser les différentes relations des fractions périodiques des fréquences. Le demandeur a trouvé un moyen bon marché et simple pour résoudre le problème complexe évoqué ci- dessus. Le demandeur prévoit à chaque étape de la fabrication un capteur ou détecteur d'impulsions, qui émet une impulsion par cycle, un moteur asynchrone avec un variateur de fréquence et une unité centrale programmée avec une équation de synchronisme, qui donne l'ordre d'augmenter/de diminuer la fréquence à chaque variateur, c'est-à-dire d'augmenter/de diminuer la vitesse de circulation à chaque étape, en fonction des impulsions reçues et du programme mentionné. La figure 1 est une représentation schématique d'une partie d'une installation de production de - 2 - bouteilles de verre dans laquelle le système objet de l'invention est mis en application. La figure 2 est un bloc-diagramme représentant schématiquement le système objet de l'invention appliqué à l'installation de la figure 1. Le système peut être développé pour une installation complète. Toutefois, dans un souci de simplifier l'explication, seule une partie de l'installation a été représentée. Dans les installations de production de bouteilles en verre, on mélange tout d'abord les composants chimiques entrant dans la composition du verre puis l'on procède à leur homogénéisation lors d'une deuxième étape. Ces deux étapes peuvent également être contrôlées par le système objet de l'invention, mais celles-ci n'ont pas été représentées sur les figures dans un souci de simplification. Le mélange homogénéisé est fondu dans un four comportant plusieurs bouches de sortie (20), au fond (24) duquel se forme le verre fondu qui est coupé à la sortie (étape ou fonction F1) par un dispositif de coupe (28) en gouttes (morceaux) qui serviront à l'élaboration des bouteilles. Les gouttes susmentionnées sont envoyées dans des moules (22) au moyen d'un distributeur (21) (étape F2). Les moules sont réglés par un tambour (23) (étape F3) à une certaine cadence de façon à recevoir la goutte qui leur est destinée. - 3 - Une fois les bouteilles mises en forme, un dispositif préhenseur (étape F4) les transporte depuis les moules (22) jusqu'à la courroie de transport (25) de la machine qui les transporte à son tour (étape F5) jusqu'à une roue de transfert (26) (étape F6) qui les transfère de la première courroie de transport (25) à une courroie de transport d'arche (27) disposée perpendiculairement à la courroie de transport de la machine (étape F7). Ensuite, au moyen d'un pousseur d'arche (non représenté), les bouteilles passeront de la courroie de transport d'arche (27) à une arche à recuire (non représentée). Sur la figure 2 a été représenté schématiquement le mécanisme suivant: des moteurs asynchrones (M1), (M2) (M3), (M4)... actionnent, au moyen de réducteurs (R1), (R2), (R3), (R4),... des dispositifs mécaniques (T1), (T2), (T3), (T4)... qui exerceront les étapes-fonctions (F1), (F2), (F3), (F4)... expliquées ci-dessus. Toutes les étapes (F1), (F2), (F3), (F4) sont cycliques ainsi que les mouvements enchaînés du moteur asynchrone (M), du réducteur (R) et du dispositif mécanique (T). Il est préférable de définir le cycle à partir de la sortie ou de la fin du mouvement (01), (02), (03), (04)... du dispositif mécanique (T) d'actionnement. Un nombre fixe de bouteilles par cycle est associé au préalable à chaque dispositif mécanique d'actionnement, par exemple, deux bouteilles par cycle pour le dispositif de coupe (T1 - 4 - = 28), huit bouteilles par cycle pour la roue de transfert (26 = T6), etc. Toutes ces relations, comme les relations mécaniques et cycliques entre les éléments d'une même étape sont introduites dans une unité centrale (2') qui commande l'installation et le processus. La séquence des étapes (F1), (F2), (F3), (F4)... est rigide du fait que le flux de bouteilles, comme le flux d'un liquide, est incompressible, puisqu'il n'y a ni apparition ni disparition de bouteille sur sa trajectoire. En fonctionnement, la quantité de bouteilles livrées à une étape (Fi) doit être la même que la quantité de bouteilles livrées à l'étape suivante (Fi+ l). A la sortie (O) ou point final du dispositif mécanique correspondant (T), on dispose un seul capteur ou détecteur d'impulsions (151), (152), (153), (154)... qui émet une impulsion par cycle, transmet son signal à l'unité centrale (2') qui calcule le nombre de bouteilles (Ni) correspondant au cycle et l'ajoute à la quantité cumulée de bouteilles correspondant à cette phase (Fi) (flux cumulé) (CFiEFi). Si l'on veut généraliser, on peut dire qu'à partir d'un instant de synchronisme, il faut respecter l'équation suivante pour maintenir ledit synchronisme. (1) Cts EFi - ctiEFi i _ CtiEF = Dtsii ou ce qui revient au même: - 5 - En un instant quelconque (ti) la quantité cumulée (CtiEFi) de bouteilles transportées lors d'une étape (Fi) et la quantité cumulée (CtiEFj) de bouteilles transportées lors d'une autre étape quelconque (Fj) doivent présenter la même différence (Dtsii) qu'à l'instant du synchronisme (ts), puisqu'à ce moment-là (ts) il y avait respectivement CtsEFi et CtsEFi bouteilles lors des étapes Fi, Fj. On arrive au résultat suivant (2) CtEFi = E Ni x nb de cycles + CtsEFi Ni étant la quantité de bouteilles transportées par cycle d'étape Fi. L'instant ts de synchronisme est déterminé manuellement ou automatiquement. Par exemple, l'unité centrale (2'), au début du fonctionnement du système ou après une situation d'arrêt, décide du synchronisme quand les dérivées de l'équation (1) (dans la pratique ces différences sont minimes) pour chaque étape (F) coïncident. A l'instant (ts), connu ou décidé par l'unité centrale (2'), c'est l'unité centrale elle-même qui calcule la différence Dtsij et qui, au moyen de son horloge de calcul de temps et des constantes déjà mentionnées, reçoit les impulsions émises par les capteurs correspondants (151), (152), (153), (154), .... et calcule les différences Dti'j à l'instant (ti) ainsi que l'écart entre la différence Dtsii nécessaire au maintien du régime synchrone et la différence réelle Dti1]. Une fois le calcul effectué et dans des limites prédéterminées, elle calcule la variation de - 6 - fréquence (fi) nécessaire pour que chaque moteur asynchrone (M1), en accélérant ou en décélérant, place son étape Fi en synchronisme, ou ce qui revient au même, pour que ij Dti'j --> Dtsi La différence réelle tend vers la différence théorique ou initiale. Une fois calculée la variation de fréquence (fi), l'unité centrale envoie les ordres au variateur de fréquence (Vl), (V2), (V3), (V4)... correspondant, qui fait varier la fréquence (fi) du moteur asynchrone (M1), (M2), (M3), (M4)... correspondant dans le sens indiqué. L'opérateur et l'unité centrale (2') programmée peuvent définir la valeur de la différence théorique DtsJi. Donc, lorsque l'installation est remise en route, on décide du synchronisme quand on parvient à ce que l'écart réel lors des étapes (Fi) et (Fj) atteigne la valeur de différence Dts5]. On établit à l'avance qu'un élément extérieur ou la sortie (Oi) sera la référence de l'un des dispositifs mécaniques (Ti), de façon à ce que ladite sortie (Oi) ou sa phase (Fi) correspondante soit celle qui serve de point de comparaison pour toutes les autres. On comprendra qu'il est possible de remplacer le terme de bouteille par celui d'élément, pour que l'objet de l'invention s'applique à un autre type d'installation. - 7 - REVENDICATIONS 1 - Système informatisé d'actionnement rotatif pour le déplacement synchronisé de différents produits, notamment des récipients en verre, caractérisé en ce qu'il se compose: a) d'une série de blocs unitaires constitués d'un dispositif mécanique (Ti), actionnés par des moteurs asynchrones (Mi), chacun de ces moteurs servant à la réalisation d'une étape cyclique (Fi) ; b) au moins à chaque étape (Fi), d'un capteur (15Si) qui émet une impulsion par cycle en envoyant son signal à une unité centrale (2') programmée pour que soit réalisée, à partir du synchronisme, l'équation de synchronisme CtsEFi - CtsEFi = Cti EFi _ cti EFi = Dtsil et o : ti = un instant quelconque ts = instant de synchronisme CtEFi et CtiEFi = quantité cumulée de bouteilles transportées lors de l'étape Fi respectivement à l'instant ts et à l'instant ti CtsEFi et CtiEFj = quantité cumulée de bouteilles transportées lors de l'étape Fj respectivement à l'instant ts et à l'instant ti Dtsii = différence de bouteilles transportées entre les étapes Fi et Fj à l'instant ts de telle sorte que l'unité centrale calcule la différence réelle Dtiij de bouteilles transportées entre deux étapes (Fi) (Fj) quelconques, en un instant quelconque (ti), et calcule, par comparaison avec la différence Dtsiij, une variation de fréquence (fi) qui donne les ordres au variateur de fréquence - 8 - (Vi) qui agit sur le moteur asynchrone (Mi) correspondant, en modifiant son régime pour que les différences réelle (Dtiii) et de synchronisme (Dtsij) tendent à l'égalité Dtiij = Dtsij. 2 - Système informatisé d'actionnement rotatif pour le déplacement synchronisé de différents produits, notamment des récipients en verre, selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'instant de synchronisme (ts) est décidé par l'unité centrale (2') quand les différences minimes qui tendent vers les dérivées de l'équation de synchronisme coïncident pour deux étapes consécutives quelconques (Fi) (Fj). 3 - Système informatisé d'actionnement rotatif pour le déplacement synchronisé de différents produits, notamment des récipients en verre, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on établit au préalable qu'un élément extérieur ou un point du bloc unitaire d'une étape (Fi) sera la référence de comparaison pour toutes les autres étapes. 4 - Système informatisé d'actionnement rotatif pour le déplacement synchronisé de différents produits, notamment des récipients en verre, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on définit au préalable la valeur Dtsij de différence de synchronisme. - Système informatisé d'actionnement rotatif pour le déplacement synchronisé de différents produits, notamment des récipients en verre, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (15i) est disposé à la sortie de chaque dispositif mécanique (Ti).