Brevet FR2848005A1 — publié le 20040604

Domaine de l'invention La présente invention concerne un système d'information d'état pour la saisie de valeurs de mesure de grandeurs chimiques et/ou physiques lors de la fabrication, du traitement ou de la préparation d'une 5 matière, notamment d'une bande de matière d'impression dans une machine d'impression à cylindres, comportant au moins un capteur pour saisir des grandeurs chimiques et/ou physiques. Etat de la technique Il est connu de façon générale dans la fabrication, le traiteio ment ou la préparation d'une matière comme une bande de métal, un film ou du papier par exemple une bande de matière d'impression dans une machine d'impression de détecter l'état de la matière à des endroits fixes dans la machine. A partir des grandeurs physiques et/ou chimiques ainsi obtenues, on peut tirer des conclusions sur l'influence de l'unité de trai15 tement en amont du capteur de valeurs de mesure respectif. Il est en outre connu de manière générale de prévoir des puces de mémoire dans des cartes plastiques, plates, qui contiennent des informations que l'on peut lire. De telles cartes à puce se placent dans un portefeuille et s'utilisent comme des cartes de crédit, des cartes d'identité 20 ou autre. Selon le document DE-196 01 358-C2, on connaît du papier avec un circuit intégré. Il est ainsi proposé de réaliser des circuits intégrés extrêmement minces (circuits interrogeables sans contact et qui sont également connus sous le nom de circuits d'identité ou transpondeurs) dans 25 la masse du papier. Le papier ainsi réalisé peut se traiter en technique d'impression et le circuit peut recevoir une programmation codée. Dans le cas le plus simple on prévoit des puces contenant des données prédéterminées telles que le numéro de fabrication, la date de fabrication ou autres informations spécifiques que l'on ne peut que lire. Pour les 30 applications nécessitant la programmation d'un numéro de code personnel, on prévoit des puces bidirectionnelles qui permettent non seulement la lecture mais également la programmation. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un système 35 permettant de recevoir des états physiques et/ou chimiques d'une matière pendant tout son procédé de fabrication, de traitement ou de préparation et cela d'une manière continue. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un système du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le système d'information d'état est prévu sur ou dans la matière et ce système n'influence pratiquement pas la ma5 tière au cours de son travail. Le système de saisie de valeur de mesure selon l'invention prévu sur une bande de matière permet de mesurer en permanence de façon avantageuse des grandeurs physiques et/ou chimiques pendant le procédé de fabrication, de traitement et/ou de préparation. On peut ainsi 10 réaliser avantageusement des mesures différenciées concernant la largeur de traitement. Les données de mesure saisies peuvent être enregistrées dans le système de saisie de valeurs de mesure et de plus être lues en dehors du procédé. Si on a au moins un circuit et des moyens d'alimentation en énergie du système d'information d'état pour le traitement des signaux du ou des capteurs, on peut avantageusement prévoir un circuit intégré pour le traitement des signaux, qui enregistre les signaux de mesure ou les valeurs de mesure, et d'autres moyens prévus en dehors du procédé de tra20 vail pour lire la mémoire, ou un circuit intégré pour traiter les signaux qui envoie des signaux de mesure ou les valeurs de mesure à un récepteur extérieur au procédé de travail pendant l'exécution de ce procédé. On peut prévoir une batterie et/ou un condensateur rechargeable intégré dans le système d'information d'état pour fournir 25 l'énergie, et comme capteurs le capteur est constitué par une bande de mesure dilatable, un capteur de température, un capteur d'humidité et/ou des capteurs de mesure d'acidité (valeur du pH). De préférence le capteur saisit une grandeur chimique et/ou physique d'une manière rémanente et permet d'exploiter une valeur 30 minimale ou maximale de cette grandeur après un parcours de mesure, et par exemple le capteur est constitué par un élément dilatable qui développe une déformation plastique lorsqu'il est soumis à des contraintes de traction et permet d'en déduire les tensions de traction. On peut également envisager une réalisation dans laquelle 35 les données peuvent être transférées pendant la mesure à un ou plusieurs postes de réception en dehors de l'installation. Ces valeurs de mesure peuvent être intégrées avantageusement dans un circuit de régulation de la machine. La relation entre l'axe des temps, la vitesse connue de défile- ment de la bande et les chemins de traitement connus d'un poste d'intervention à l'autre à l'intérieur de la machine permettent de calculer alors l'endroit o l'installation influence la matière. Pour influencer positivement le procédé on peut intervenir dans le sens de la régulation à l'endroit approprié de l'installation. Par exemple un capteur enregistre de manière réversible les grandeurs de mesure et les exploite visuellement et la machine comporte au moins un système de caméra pour lire et exploiter les grandeurs de mesure. Dans ce cas avantageusement, le capteur est un élément dilataIo ble à déformation élastique qui se rétrécit lorsqu'il est soumis à des tractions et à partir de la mesure du rétrécissement, on détermine la tension en traction et/ou un capteur de température affiche la température par des variations de couleur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le système d'information d'état est intégré dans la masse de papier d'une bande d'impression ou est entouré au moins en partie par la masse de papier. - le système d'information d'état est installé sur une matière de support qui se colle avec le dispositif sur la bande de matière à imprimer. - le système d'information d'état peut être extrait du procédé de travail en cours pour une exploitation ciblée. - pendant le déroulement de l'opération de travail, les valeurs de mesure sont prises directement dans un circuit de régulation et/ou de commande d'une machine de traitement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un premier mode de réalisation d'un système d'informations d'état selon l'invention; - les figures 2a, b, c montrent une bande de matière d'impression équipée de systèmes d'information d'état selon l'invention; la figure 3 montre un autre exemple de réalisation d'un système d'information d'état selon l'invention. Description de modes de réalisation L'élément essentiel de la présente invention consiste à intégrer des capteurs de valeurs de mesure dans la matière et de pouvoir mesurer en permanence l'état physique et/ou chimique variable de la matière pendant la fabrication, le traitement et/ou la préparation. Pour cela, dans une réalisation de base avantageuse composée d'un capteur et d'un circuit intégré ainsi que d'un système d'alimentation en énergie, on crée un système d'information d'état qui grâce aux dimensions extrêmement petites des différents composants peut être prévu dans ou sur la matière sans 5 influencer de manière importante les procédés de traitement. Le système d'information d'état parcourt avec la matière, l'ensemble du procédé de fabrication, de traitement et/ou de préparation et peut ainsi détecter sans faille toute influence exercée sur la matière. La matière peut être par exemple du métal, du film ou du papier en particulier une bande de ma10 tière d'impression traitée dans une machine d'impression à cylindres. Le système d'information d'état peut être intégré dans la matière dès sa fabrication, et il est entouré suivant les cas complètement ou seulement partiellement par la matière. Il est également possible de prévoir le système d'information d'état sur un support qui lui est propre et is de le coller avec ce support sur la surface de la matière. A l'aide de la relation entre l'axe des temps, la vitesse de traitement connue et le trajet parcouru dans un segment prédéterminé d'une installation de traitement, on peut déterminer exactement l'endroit à l'intérieur de la machine ou de l'unité de traitement qui influence la ma20 tière. Pour l'exploitation on peut séparer de manière précise le système d'information d'état selon le procédé de traitement et les valeurs de mesure peuvent être extraites d'une mémoire interne. Il est également possible de prévoir un émetteur dans le cir25 cuit intégré du système d'information d'état qui transmet les informations reçues, directement à un récepteur à l'extérieur de l'installation. Les valeurs de mesure ainsi transmises peuvent être intégrées en lignes dans le circuit de régulation de la machine ou de l'installation. La figure 1 montre un exemple de réalisation d'un système 30 d'information d'état selon l'invention intégré dans la masse de papier d'une bande d'impression 5. Un capteur 1 est relié à un circuit de traitement de valeurs de mesure 2 et à un circuit logique 3. Le circuit de traitement des mesures 2 comporte un circuit électrique qui déduit une grandeur physique ou chimique du signal de capteur. Le circuit logique 3 35 commande et/ou régule l'exécution de la mesure. Il est par exemple possible de convertir en continu les signaux de capteur ou seulement de manière cyclique par exemple à un intervalle de quelques millisecondes pour saisir une valeur de mesure. En variante on peut également envoyer les données de mesure du circuit logique 3 par une transmission de données 4 à un récepteur externe ou encore les enregistrer dans une mémoire de valeurs de mesure 6 à l'intérieur du système d'information d'état. L'alimentation en énergie du système d'information d'état 5 est assurée par un accumulateur 7. Celui-ci peut être une batterie intégrée de manière fixe dans le système et que l'on active le cas échéant avant d'effectuer la mesure. On peut également prévoir une charge autonome. La batterie peut être réalisée sous la forme d'un gel ou sous une forme imprimée. On peut également envisager un condensateur dans le 10 système d'informations d'état. Celui-ci peut se charger de manière externe par exemple par des contacts de surface. Pour certaines applications un condensateur qui sera chargé une fois et contiendra suffisamment d'énergie pour toute l'opération de mesure, peut suffire. On peut également envisager une charge sans contact par un couplage inductif, des mi15 cro-ondes ou autre moyen de ce type. La charge sans contact peut le cas échéant se faire également sur le trajet. Comme capteur 1 on envisage par exemple des capteurs de température, des capteurs de tension/dilatation, des capteurs d'humidité ou des capteurs pH pour mesurer l'acidité. La transmission des données 4 peut transmettre les données soit en parallèle à la mesure, soit séparées chronologiquement et spatialement de l'opération de mesure. Cela peut se faire de manière inductive selon le principe du transpondeur, par contact avec des contacts de surface (principe de la carte à puce) ou par des procédés radiaux con25 nus des spécialistes ou encore par des micro-ondes. La figure 2a montre une bande de matière d'impression 20 conduite à travers le mécanisme d'impression 23 d'une machine d'impression à cylindres et qui reçoit des étiquettes adhésives 25 sur un changeur de rouleau 22. Ces étiquettes contiennent le système 30 d'information d'état selon l'invention. La figure 2b montre la bande de matière d'impression représentée en largeur avec les pages d'impression 24. La flèche indique le sens du déplacement de la bande d'impression 20 dans la machine d'impression. Dans la largeur de la bande d'impression 20 de cet exemple on a six étiquettes 25 qui après la traversée de la ma35 chine d'impression peuvent être prélevées de manière précise avec le produit d'impression au niveau d'un plieur 21 (figure 2a). Les étiquettes 25 portent la lumière rotation alphanumérique Tabl, 2, ... 6 et à l'aide d'un codage approprié ou du fait de l'image d'impression, on peut en déterminer la position dans la bande d'impression 20. Après lecture de la mémoire du système d'information d'état, on peut exploiter les valeurs de mesure et les représenter de manière graphique comme l'indique la figure 2c. La figure 2c représente la variation d'état saisie pour les différentes étiquettes Tab i... 6 en fonction de l'axe des temps. La relation entre la largeur, la vitesse de bande et la connaissance de l'intervalle entre les différents points d'impression permet d'associer les valeurs de mesure représentées, d'une manière biunivoque aux unités de traitement corres10 pondant (poste d'impression). En utilisant des systèmes d'information d'état qui transmettent en permanence les valeurs de mesure vers un récepteur 26 à l'extérieur de la bande de matière d'impression, on peut intégrer les valeurs de mesure en ligne dans le circuit de régulation de la machine 15 d'impression. Des mécanismes de commande/régulation appropriés permettent de corriger les déviations par rapport aux valeurs de consigne prévues. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le système d'information d'état peut ne pas comporter de circuit de traitement 20 des valeurs de mesure, de circuit logique, de mémoire et de moyen de transmission de données ainsi que d'un accumulateur d'énergie. On peut alors prévoir des capteurs qui saisissent de manière rémanente des grandeurs chimiques et/ou physique. Il peut s'agir par exemple de capteurs de températures, d'éléments de couleur changeant de manière permanente 25 leur couleur à certaines températures. On peut également envisager des éléments de dilatation qui se déforment plastiquement lorsqu'ils sont sollicités en traction, par exemple qui forment une partie rétrécie et permettent de déterminer la tension de traction à partir du degré de déformation. De tels capteurs permettent après le passage de la bande de matière 30 d'impression dans une machine d'impression, de déterminer la valeur minimale ou la valeur maximale des grandeurs physiques ou chimiques respectives. On peut également prévoir des capteurs qui reçoivent de manière réversible les grandeurs de mesure et les représentent par des 35 variations visibles. Il peut s'agir d'éléments de dilatation 31 comme ceux installés sur la bande de matière d'impression 30 à la figure 3. On voit que les éléments de dilatation 31 présentent des parties rétrécies résultant des contraintes de traction. La machine peut être équipée d'un système de caméra à grande vitesse placée sur le chemin de défilement pour prendre la mesure de la partie rétrécie et déterminer la traction appliquée. Cela permet également de saisir d'autres grandeurs physiques et/ou chimiques pendant le traitement de la bande de matière 5 d'impression et comme décrit ci-dessus de les intégrer directement dans le circuit de commande et/ou de régulation d'une machine d'impression. NOMENCLATURE 1. Capteur 2. Circuit de traitement des valeurs de mesure 3. Circuit logique 4. Transmission de données 5. Bande de matière d'impression 6. Mémoire 7. Accumulateur d'énergie 20. Bande de matière d'impression 21. Plieur 22. Changeur de bobine 23. Mécanisme d'impression 15 24. Page d'impression 25. Etiquette adhésive 26. Récepteur 30. Bande de matière d'impression 31. Capteur (élément extensible) 20 REVEND I CATI ONS 10) Système d'information d'état pour la saisie de valeurs de mesure de grandeurs chimiques et/ou physiques lors de la fabrication, du traitement ou de la préparation d'une matière, notamment d'une bande de matière 5 d'impression (5, 20, 30) dans une machine d'impression à cylindres, comportant au moins un capteur (1, 31) pour saisir des grandeurs chimiques et/ou physiques, caractérisé en ce que le système d'information d'état est prévu sur ou dans la matière et ce sys10 tème n'influence pratiquement pas la matière au cours de son travail. 2 ) Système d'information d'état selon la revendication 1, caractérisé par au moins un circuit (2, 3, 4, 6) et des moyens d'alimentation en énergie (7) ès du système d'information d'état pour le traitement des signaux du ou des capteurs (1). 3 ) Système d'information d'état selon la revendication 2, caractérisé par un circuit intégré pour le traitement des signaux, qui enregistre les signaux de mesure ou les valeurs de mesure, et d'autres moyens prévus en dehors du procédé de travail pour lire la mémoire (6). 40) Système d'information d'état selon la revendication 2, 25 caractérisé par un circuit intégré pour traiter les signaux qui envoie des signaux de mesure ou les valeurs de mesure à un récepteur (26) extérieur au procédé de travail pendant l'exécution de ce procédé. 50) Système d'information d'état selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par une batterie et/ou un condensateur rechargeable intégré dans le système d'information d'état pour fournir l'énergie. 60) Système d'information d'état selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur (1) est constitué par une bande de mesure dilatable, un capteur de température, un capteur d'humidité et/ou des capteurs de mesure d'acidité (valeur du pH). 70) Système d'information d'état selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (1) saisit une grandeur chimique et/ou physique d'une manière rémanente et permet d'exploiter d'une valeur minimale ou maximale de cette grandeur après un parcours de mesure. 10 80) Système d'information d'état selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur est constitué par un élément dilatable (31) qui développe une déformation plastique lorsqu'il est soumis à des contraintes de traction et 15 permet d'en déduire les tensions de traction. 90) Système d'information d'état selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un capteur enregistre de manière réversible les grandeurs de mesure et les 20 exploite visuellement et la machine comporte au moins un système de caméra pour lire et exploiter les grandeurs de mesure. 100) Système d'information d'état selon la revendication 9, caractérisé en ce que le capteur est un élément dilatable (31) à déformation élastique qui se rétrécit lorsqu'il est soumis à des tractions et à partir de la mesure du rétrécissement, on détermine la tension en traction. 110) Système d'information d'état selon la revendication 9, 30 caractérisé en ce qu' un capteur de température affiche la température par des variations de couleur. 120) Système d'information d'état selon la revendication 1, 35 caractérisé en ce que le système d'information d'état est intégré dans la masse de papier d'une bande d'impression ou est entouré au moins en partie par la masse de papier. 13 ) Système d'information d'état selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'information d'état est installé sur une matière de support qui se colle avec le dispositif sur la bande de matière à imprimer. 140) Système d'information d'état selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'information d'état peut être extrait du procédé de travail en cours pour une exploitation ciblée. 10 150) Système d'information d'état selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le déroulement de l'opération de travail, les valeurs de mesure sont prises directement dans un circuit de régulation et/ou de commande 15 d'une machine de traitement.