EP1163988B1 - Installation de découpe feuille à feuille avec dispositif de lancement assurant la fonction de calage en position des feuilles - Google Patents

Installation de découpe feuille à feuille avec dispositif de lancement assurant la fonction de calage en position des feuilles Download PDF

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EP1163988B1
EP1163988B1 EP01490020A EP01490020A EP1163988B1 EP 1163988 B1 EP1163988 B1 EP 1163988B1 EP 01490020 A EP01490020 A EP 01490020A EP 01490020 A EP01490020 A EP 01490020A EP 1163988 B1 EP1163988 B1 EP 1163988B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutting
sheet
motor
speed
belt
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01490020A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1163988A1 (fr
Inventor
Marc Sabbagh
Raymond Barsamian
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cuir Corrugated Machinery Ccm SA
Original Assignee
Cuir Corrugated Machinery Ccm SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1163988A1 publication Critical patent/EP1163988A1/fr
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Publication of EP1163988B1 publication Critical patent/EP1163988B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B26F1/40—Cutting-out; Stamping-out using a press, e.g. of the ram type
    • B26F1/42—Cutting-out; Stamping-out using a press, e.g. of the ram type having a pressure roller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H5/00—Feeding articles separated from piles; Feeding articles to machines
    • B65H5/34—Varying the phase of feed relative to the receiving machine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2511/00—Dimensions; Position; Numbers; Identification; Occurrences
    • B65H2511/20—Location in space
    • B65H2511/21—Angle
    • B65H2511/212—Rotary position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2551/00—Means for control to be used by operator; User interfaces
    • B65H2551/10—Command input means

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of cutting one by one semi-rigid sheets, in particular from cardboard, and more particularly, but not exclusively, in corrugated cardboard. She has main purpose of a cutting installation equipped with input a leaf launching device which has been perfected in sort of ensuring a new wedging function in position of sheets relative to the cutting tool.
  • a cutting installation is always integrated in practice in a sheet processing line that includes at least as the first upstream machine, a device for introducing leaves, commonly called feeder, and having in a way general function of automatically inserting the sheets one after the other at the line entrance at a given rate (time interval between two successive sheets) and in their giving a given linear speed.
  • the processing line only has a functionality of cutting the sheets
  • the machine downstream of the feeder is the installation cutting.
  • the line of processing also has the function of printing on the sheets, it includes between the feeder and the cutting installation a or several successive printing groups.
  • Cutting a semi-rigid sheet, especially from cardboard corrugated, is carried out on conventional cutting installations using a cutting tool and a support surface.
  • the cutting tool includes blades or support nets substantially perpendicular to the support surface when the sheet is compressed between this surface support and the cutting tool, so that the threads pass through the sheets and make the corresponding cut.
  • the cutting tool is mounted on a tool tray, also commonly known as marble, while the bearing surface is formed by the surface of a cylinder, called cutting cylinder.
  • the tool tray is designed to be in operation animated by a reciprocating movement of va and comes, which allows to move each sheet one after the other under the cutting cylinder from a sheet feeding position to be cut to a position for discharging the cut sheet.
  • Such a cutting installation is also equipped upstream of the tool tray and support surface, supply means allowing each sheet to be inserted on the tool tray when displacement thereof relative to the cutting cylinder.
  • these means supply systems include two successive systems for transporting leaves.
  • the first known as the transfer case, receives the sheet of a upstream machine (feeder or printing unit), and transfer to a substantially constant speed, equal to the exit speed of the sheet of the upstream machine.
  • the second known as the launch device, implements a launching belt which receives the sheet of transfer case and introduced it between the tool tray and the cutting cylinder.
  • the kinematics of the of the launching device belt is usually controlled so as to have a speed profile which is as follows.
  • the linear speed of the launching belt is constant and equal to the speed of the upstream transfer system.
  • the belt substantially accelerates to launch achieve the desired launch speed for the sheet (speed linear of the marble in the cutting phase).
  • the speed of the launching belt is kept constant (phase during which the sheet is introduced between the cylinder of cutout and the tool tray).
  • the launching belt decelerates substantially linearly until the transfer system speed is reached again upstream.
  • the speed of the drive belt launch is kept constant until the operating cycle next. It is important to emphasize that this speed profile, for a given cutting installation is always the same, whatever either the setting in position of the cutout relative to the sheet that we want to get.
  • this synchronism device In the case of feeders mechanical, this synchronism device requires the implementation complex mechanics and a high cost price, based of differential elements. In the case of electronic feeders, it is possible to remove this complex mechanics, however this type feeder due to its high cost price, is reserved for lines high range treatment.
  • the present invention provides a new solution to problem of timing in position of the sheets relative to the tool cutting, which is simple to implement and less expensive than currently known solutions, and which simplifies the feeders design.
  • the invention is based essentially on a modification brought to the leaf launching device at the entrance of a cutting installation, allowing this device to be launch of a new wedging functionality in position of sheets in relation to the cutting cylinder and the tool tray.
  • the main object of the invention is therefore an installation of cut sheet by sheet which is known in that it comprises a cylinder cutting table, a reciprocating tool tray, and a device for launching the sheets between the support cylinder and the tool tray, and having a launching belt which is driven by a motor (M3) controlled by electronic means of control, and which allows, in synchronism with the movement of the tool tray and the rotation of the cutting cylinder, to resume a sheet at a first linear speed (V1) and, to accelerate said sheet from said first linear speed (V1) to a second linear speed (V2) equal to the linear speed of the tool tray (2) during the cutting operation.
  • M3 motor
  • the installation of cutting includes means allowing entry by an operator a setting parameter (S) characterizing the position of the cut in each sheet with respect to the front or rear edge of the sheet, and the electronic engine control means (M3) are designed to slaving in time, in position and speed, the motor (M3) in function of this setting parameter (S).
  • S setting parameter
  • M3 electronic engine control means
  • It is another object of the invention to propose a line of sheet-to-sheet cutting comprising a sheet-to-sheet cutting installation sheet according to the invention and a mechanical feeder which is coupled mechanically for its operation on the driving motor shaft in rotation the cutting cylinder, without means for adjusting the position moving parts of the mechanical feeder relative to the position angle of the shaft of this motor.
  • an installation for cutting one by one of semi-rigid sheets, and in particular of blanks of corrugated cardboard is incorporated successively, from entry to exit installation of a mechanical feeder A, a printing unit flexographic B, a transfer device C and a cutting unit D.
  • the cutting unit D essentially comprises a cylinder of cutout 1, a tool tray 2 commonly known as marble, and a launching device 3.
  • the marble 2 is usually designed to be reciprocated back and forth under the cylinder cutting 1, and carries metal nets for cutting a sheet of the cookie cutter, by pinching the sheet between the cutting cylinder 1 and marble 2.
  • the cutting unit D is equipped with a first motor M1 coupled to a reducer R1, by a transmission belt C1.
  • R1 reducer has two outputs: the main output gear R1 directly drives the shaft 1a of the blank 1 cylinder; the secondary output of the reducer R1 is used for driving the feeder A, the printing unit B and the transfer device C.
  • the transmission belt C1 between the motor M1 and the reducer R1 has been intentionally omitted.
  • the motor M1 is controlled so as to drive this cutting cylinder 1 at a known predetermined constant speed, fixing the operating cycle of the installation (after an initial phase of linear acceleration when starting the installation ).
  • the motor M1 is a brushless motor.
  • this motor M1 does not require stepping, we can use more generally any motor delivering sufficient torque and allowing to rotate the cutting cylinder 1 at a substantially constant angular speed. We could thus use for example a vector asynchronous motor.
  • the marble 2 for its movement alternative to the cutting cylinder 1 is mounted so usual on two parallel racks 4 and 5, which mesh respectively each with two identical pinions 6 (only one of two pinions 6 being visible in FIG. 3), the two pinions being driven by a M2 brushless motor, through a set of transmission pinion 7.8.
  • the kinematics of the return movement of the marble with respect to the cutting cylinder 1, as well as the means of control of the M2 brushless motor to obtain this kinematics will detailed later.
  • the invention is not limited to the use of a brushless motor for the motor (M2), but that we can generally use any motor can be controlled with sufficient precision in speed and position.
  • marble 2 could be driven by the same motor as that (M1) used to drive the cutting cylinder in rotation.
  • the launching device 3 is positioned immediately upstream of the cutting cylinder 1, above the rear path of the plate 2.
  • This launching device 3, the structure of which is known per se, essentially comprises a belt 9 permeable to air (for example perforated belt), mounted tensioned on two rollers 10, 11, one of which 10 is mounted free to rotate and the other 11 is motor.
  • the upper strand 9a of the belt 9 which successively receives the sheets coming from the transfer device C, is inclined slightly downwards in the direction of the marble 2.
  • the launching device comprises ventilation means making it possible, in the usual way, to create an air flow through the upper strand 9 has the belt 9 so as to press and hold a sheet on the surface of the belt without risk of slipping of the sheet.
  • the shaft 11a of the drive roller 11 is mechanically coupled to its rotary drive to a brushless motor M3 via two pinions 12 and 13 connected by a transmission belt 14 , the pinion 13 being mounted directly on the output shaft of the motor M3.
  • the function of the launching belt 9 is to take up a sheet brought to an initial linear speed (V1) by the transfer device C, and to bring this sheet between the plate 2 and the cutting cylinder 1 of the cutting, in synchronism with these two elements, and making it undergo an acceleration until reaching a determined linear speed (V2) equal to the linear speed of advancement of the marble 2 under the cutting cylinder 1 during cutting.
  • the invention is not limited to the use of a brushless motor for the motor (M3 ), but that one can more generally use any motor that can be controlled with sufficient precision in speed and position; it could be a vertical asynchronous motor with low inertia and offering characteristics comparable to a brushless motor.
  • the mechanical feeder (A) has essentially two superposed rollers A1 and A2, associated with a upstream device A3, reciprocating, and having the usual manner function of pushing the sheets one by one between the two rollers A1 and A2.
  • This pushing device A3 being known, it will not be detailed.
  • the two rollers A1 and A2 of the feeder A are mechanically coupled to the secondary output of the reducer R1 by a mechanical transmission chain comprising essentially from the output of the reducing secondary R1, a transmission by cardan CA, a second R2 reducer with return angle, and an A4 belt driving the two rollers A1 and A2 at the same speed and in opposite directions.
  • the A3 leaf pushing device is coupled to the axis of rotation of the lower roller A2, by a pinion A5 driving a mechanism A6 known rod type, allowing to transform the rotational movement continuous of pinion A5 in an alternating movement of given amplitude.
  • this transmission chain does not allow any adjustment of the position of the mobile elements (A1, A2, A3) of the mechanical feeder by relative to the angular position of the shaft of this motor (M1). So, unlike the usual implementation of a mechanical feeder in a cutting installation, no provision is made between the feeder and the shaft mechanical control of this feeder (in this case secondary output gearbox R1) no synchronism system based on differentials allowing a user to program a delay or an advance of feeder operation in relation to the operating cycle of the cutting unit E.
  • the feeder A under the control motor rotation M1 is designed to deliver leaves one after the other, communicating a speed to each sheet data set by the speed of rotation of the rollers A1 and A2, and above all with a positioning of each sheet at the output of the feeder relative to the angular position of the cutting cylinder which is adjusted once for all during the design of the cutting installation, and which is not modifiable by a user of the installation.
  • This relative positioning corresponds to an initial setting of a sheet with respect to the cylinder of cutting, and determines an initial position of the cutting in the sheet.
  • each sheet output at feeder A is taken up directly by pinching between the plate cylinder B1 and the backpressure cylinder B2 of the printing group.
  • the transfer device C is known per se and will therefore not be detailed. It essentially implements a box containing a plurality of CT conveyor belts, of small width, parallel and spaced, and mounted tensioned, above a perforated curved plate P, on two rollers, one of which 17 a is motor and the other 17 b is mounted free to rotate.
  • the drive roller 17 a for its rotational drive, is coupled to the secondary output of the reducer R1, by a synchronous transmission belt C2 and a reducer R4.
  • This transmission chain is calculated so that the linear speed (V1) of the CT belts is constant (the motor M1 being driven at constant speed) and substantially equal to the linear speed of the sheets leaving the printing unit (circumferential speed backpressure cylinders B2 and plate holder B1).
  • the CT conveyor belts make it possible to receive the sheets one after the other after printing and to convey them at a constant speed (V1) to the launching device 3 of the cutting unit.
  • the transfer device (C) is equipped with suction means (not shown) making it possible to press the transported sheets against the upper side of CT belts.
  • each brushless motor M1 to M3 is equipped with a sensor (not shown), commonly known as a “resolver” delivering a information on the instantaneous angular position of the motor rotor ( Figure 5, signal 18), and is controlled in torque mode by a variator 19 providing for the motor three control signals (R, S, T), depending a setpoint signal 20, and position feedback information (signal 18).
  • a sensor not shown
  • a variator 19 providing for the motor three control signals (R, S, T), depending a setpoint signal 20, and position feedback information (signal 18).
  • each brushless motor M2 to M3 is equipped with an incremental encoder 21 mounted directly on the motor rotor and coding in the form of pulses the angular position of the rotor (signal 22), the number of pulses per revolution of the rotor being fixed and defined by the resolution of the encoder.
  • the cutting unit D also includes a third incremental encoder 21 ', which is mounted directly on the shaft 1 a of the cutting cylinder 1.
  • This encoder 21' delivers a first signal 22 'coding under pulse shapes the angular position of the cutting cylinder 1, as well as a second signal 23 'which is synchronous with the first signal 21', and which results in one pulse every (n) pulses of the first signal 21 ', the counting factor (n) being configurable.
  • the counting factor (n) of this signal is adjusted so that the encoder 21 'associated with the motor M1 delivers a pulse (synchronization signal 23') at each revolution of the cutting cylinder 1, each pulse (top synchronization) being used for synchronization of other M2 and M3 motors.
  • the cutting unit has an axis card 24 which makes it possible to drive in parallel at least three separate axes (one axis corresponding to a brushless motor M1, M2 or M3).
  • the card 24 usually comprises a trajectory generator 25 which is controlled by a movement program 26 stored in RAM.
  • This movement 26 program communicates successively over time with the associated trajectory generator 25 information on the next axis trajectory point (next position of the axis, speed of the axis at this position, and duration of movement axis to reach this position), the trajectory generator automatically calculating point by point the kinematics of the axis between two successive points provided by the movement program 26.
  • the trajectory generator 25 delivers a position setpoint 27 which is compared to the position feedback signal 22 or 22 '.
  • the signal from setpoint 20 for controlling each drive 19 is generated by a regulator R, for example of the PID type, from the difference between the setpoint 27 delivered by the trajectory generator 25 and the signal position feedback 22 or 22 '.
  • the movement 26 program for controlling each motor brushless M1, M2, and M3 is specific to the kinematics respectively of the cutting cylinder 1, of the plate 2 and of the belt 9 of the launch 3.
  • the kinematics of the cutting cylinder 1 is extremely simple, since the latter is driven at constant angular speed ( ⁇ 0 ) by the motor M1, with the exception of the initial start-up phase, during which movement program 26 provides the trajectory generator 25 controlling the motor M1, trajectory points allowing constant acceleration of the cutting cylinder, until reaching the predefined rotation speed ( ⁇ 0 ).
  • each operating cycle of the stage 2 is broken down into three main phases, the start of a cycle being synchronized by the synchronization signal 23 '(top synchronization) delivered by the incremental encoder 21 'of the M1 engine.
  • the first phase (phase 1 / FIG. 6) is a waiting phase of fixed and known duration (t offset ), during which the plate 2 is stationary in a known position, called neutral. This is the position (a) of the marble 2 in FIG. 4. In this neutral position, the first marble cutting net is located at a known distance d from the axis of rotation of the cutting cylinder 1.
  • the second phase corresponds to the forward movement of the marble.
  • This phase breaks down as follows. Initially, the marble accelerates (Figure 5 / point P 0 to P 2 ) to the position referenced (b) in Figure 4. This position corresponds to a positioning of the front edge of the marble 2 upstream of the cylinder of and cutting away of the weak axis of the cylinder.
  • the marble 2 is driven at constant speed V2 ( Figure 5 / points P 2 to P 3 ) to the position referenced (c) in Figure 4.
  • the marble 2 undergoes a deceleration (figure 6, points P 3 to P 5 ) until reaching at zero speed the position referenced (d) in figure 4.
  • the cutting sheet and the cutting clippings are in a known manner removed from the marble 2 partly as soon as the marble arrives in position (c) and before the marble returns 2.
  • the third phase corresponds to the return movement of the plate from position (d) to the neutral position (a).
  • This third phase is also broken down into an acceleration step ( Figure 5 / points P 5 to P 6 ), a step of moving the marble at constant speed (point P 7 to P 8 ) and a deceleration step to '' to reach the position point (a) with zero speed ( Figure 5 / points P 8 to P 10 ).
  • the intermediate positions of the plate 2 at the end of the acceleration and displacement stages at constant speed do not necessarily correspond to the positions (b) and (c) of the forward movement.
  • the movement program 26 for controlling the motor M2 is parameterized by the designer of the cutting unit, at least with the points P 0 to P 10 (FIG. 6), which correspond to changes in the speed profile of the plate. In practice, other intermediate programming points are also inserted by the designer of the cutting unit D.
  • Each point P i corresponds to three pieces of information supplied by the movement program 26 for the trajectory generator 25: position information (X i ) characterizing the distance (for example in mm) of movement of the plate 2 from the previous position P i-1 ,; speed information ( ⁇ i ) giving the speed of the rotor of the motor M2 (in rev / s) to obtain the required instantaneous linear speed of the plate at position P i ; temporal information (T i ) characterizing the duration of movement of the plate 2 between the positions P i-1 and P i .
  • each operating cycle of the launch device 3 is broken down into five phases, and is, of the same as for plate 2, synchronized by the signal 23 'synchronization (top synchronization) delivered by the encoder incremental 21 'of the motor M1.
  • Phase (1) the motor M3 drives the belt 9 at a first constant linear speed (point P ' 0 of the trajectory) which is equal to the linear speed V 1 of the belts CT of the transfer device.
  • Phase (2) [points P ' 1 to P' 4 ]: acceleration of the belt 9 of the launching device until reaching a second constant linear speed which is equal to the limit speed V 2 of the plate 2 in the cutting phase.
  • Phase (3) [points P ' 4 to P' 5 ]; driving the belt 9 of the launching device at this second speed.
  • Phase (4) deceleration of the belt 9 of the launching device until again reaching the first aforementioned first linear speed equal to the linear speed of the belts CT of the transfer device.
  • Phase (5) [points P ' 8 to P' 9 ]: drive of the belt 9 of the launching device at this first speed
  • the axis card 24 has been programmed by the designer of the cutting installation with at least the points (P ' 0 to P' 9 ) of the trajectory which is shown in solid lines in FIG. 6, and which is designated below as the reference trajectory, each point P ′ i being characterized by position information (X ′ i ), defining the distance (for example in mm) from movement of the belt 9 from the previous position P i-1 , speed information ( ⁇ ' i ) giving the speed of the motor rotor M3 (in rev /: s) to obtain the required instantaneous linear speed of the belt 9 at position P ' i , and time information (T' i ) characterizing the duration of movement of the belt 9 between positions P ' i-1 and P' i
  • the reference trajectory (solid line trajectory in the figure 6) which is initially programmed in the axis card 24 corresponds to an initial setting in position of each sheet relative to the cylinder of cutout 1, which translates in practice into an initial position determined of the cut in each sheet, in relation to the front edge (or back) of the sheet.
  • one of the input / output ports 28 of the card of axis 24 is connected, for example by a serial link of RS232 type, to input / output means 29 (operator interface), comprising input means such as a keyboard and display means (screen).
  • the axis card 24 is also programmed to execute in the background a program 30, which permanently performs a scanning loop of the input / output port 28, and which on detection of the sending by the means of input / output 29 of a new timing parameter (S), interrupts its scanning loop, performs the calculation of a new value (T ' 1 ) for point P' 1 of the trajectory of the belt 9 of the launch, and a new value (T ' 5 ) for the point P' 5 of the trajectory of the belt 9 of the launching device, sends these new values of the parameters T ' 1 and T' 5 to the movement program 26 controlling the trajectory generator 25 associated with the motor M3, then resumes its scanning loop of the input / output port 28, pending a new value for the setting parameter (S).
  • a program 30 which permanently performs a scanning loop of the input / output port 28, and which on detection of the sending by the means of input / output 29 of a new timing parameter (S), interrupts its scanning loop, performs the calculation of a new value (T '
  • FIG. 7 shows a sheet (F) having a cutout 31, which has been produced at an initial distance e given from the front edge 32 of the sheet F.
  • This initial distance e corresponds to an initial setting of the sheet relative to to the support cylinder 1 (reference path in solid line in FIG. 6).
  • the setting parameter (S) is a distance of advance (negative value) or delay (positive value) compared to the initial distance ( e ) which is entered by the operator.
  • the deviation Sa an example of advance distance
  • the deviation Sr an example of delay distance.
  • the aforementioned program 30 of the axis card 24 is designed to calculate the new value of T ' 5 by subtracting from the current value of T' 5 the above-mentioned variation in time ⁇ t.
  • FIG. 6 There are shown in dotted lines in FIG. 6, two examples of modification of the trajectory of the belt 9 of the launching device 3, consecutive respectively to the entry of a distance of advance Sa and of a distance of delay Sr with respect to the initial setting distance (e).
  • the time values corresponding to the time variation ⁇ t calculated automatically each time by the program 30 of the axis card 24 are indicated respectively Ta and Tr.

Description

La présente invention concerne le domaine technique de la découpe une à une de feuilles semi-rigides, notamment en carton, et plus particulièrement, mais non exclusivement en carton ondulé. Elle a pour principal objet une installation de découpe équipée en entrée d'un dispositif de lancement des feuilles qui a été perfectionné en sorte d'assurer une fonction nouvelle de calage en position des feuilles par rapport à l'outil de découpe.
Une installation de découpe est en pratique toujours intégrée dans une ligne de traitement des feuilles qui comprend au moins comme première machine amont un dispositif d'introduction des feuilles, communément appelé margeur, et ayant d'une manière générale pour fonction d'introduire automatiquement les feuilles les unes après les autres à l'entrée de la ligne à une cadence donnée (intervalle de temps entre deux feuilles successives) et en leur conférant une vitesse linéaire donnée. Dans une version simplifiée, lorsque la ligne de traitement a uniquement une fonctionnalité de découpe des feuilles, la machine en aval du margeur est l'installation de découpe. Dans une version plus complète, lorsque la ligne de traitement a en outre pour fonction de réaliser une impression sur les feuilles, elle comprend entre le margeur et l'installation de découpe un ou plusieurs groupes imprimeurs successifs.
La découpe d'une feuille semi-rigide, notamment en carton ondulé, est réalisée sur les installations de découpe classiques à l'aide d'un outil de découpe et d'une surface d'appui. L'outil de découpe comprend des lames ou filets d'appui sensiblement perpendiculaires à la surface d'appui lorsque la feuille est comprimée entre cette surface d'appui et l'outil de découpe, de telle sorte que les filets traversent la feuilles et réalisent la découpe correspondante.
Plus particulièrement, selon un type d'installation de découpe connu et décrit par exemple dans le brevet US-A-3,765,286 ou encore dans le brevet européen EP-B-O 625 411, l'outil de découpe est monté sur un plateau porte-outil, également communément appelé marbre, tandis que la surface d'appui est formée par la surface d'un cylindre, dit cylindre de découpe. Le plateau porte-outil est conçu pour être en fonctionnement animé d'un mouvement alternatif de va et vient, qui permet de déplacer chaque feuille l'une après l'autre sous le cylindre de découpe depuis une position d'alimentation de la feuille à découper jusqu'à une position d'évacuation de la feuille découpée. Une telle installation de découpe est également équipée en amont du plateau porte-outil et de la surface d'appui, de moyens d'alimentation permettant d'introduire chaque feuille sur le plateau porte-outil lors du déplacement de celui-ci par rapport au cylindre de découpe.
Dans le brevet européen EP-B-O 625 411, ces moyens d'alimentation comportent deux système successifs de transport des feuilles. Le premier, dit caisson de transfert, reçoit la feuille d'une machine amont (margeur ou groupe imprimeur), et la transfert à une vitesse sensiblement constante, égale à la vitesse de sortie de la feuille de la machine amont. Le second, dit dispositif de lancement, met en oeuvre une courroie de lancement qui reçoit la feuille du caisson de transfert et l'introduit entre le plateau porte-outil et le cylindre de découpe.
Dans les installations de découpe précitées, la cinématique du de la courroie du dispotif de lancement est de manière usuelle contrôlée en sorte d'avoir un profil en vitesse qui est le suivant. Dans une première phase correspondant à la phase d'attente de la réception d'une nouvelle feuille, la vitesse linéaire de la courroie de lancement est constante et égale à la vitesse du système transfert amont. Dans une deuxième phase, de durée constante prédéterminée, la courroie de lancement accélère de manière sensiblement linéaire jusqu'à atteindre la vitesse de lancement souhaitée pour la feuille (vitesse linéaire du marbre en phase de découpe). Dans une troisième phase, la vitesse de la courroie de lancement est maintenue constante (phase au cours de laquelle la feuille est introduite entre le cylindre de découpe et le plateau porte-outil). Dans une quatrième phase, la courroie de lancement décélère de manière sensiblement linéaire jusqu'à atteindre de nouveau la vitesse du système de transfert amont. Dans une cinquième phase, la vitesse de la courroie de lancement est maintenue constante jusqu'au cycle de fonctionnement suivant. Il est important de souligner que ce profil en vitesse, pour une installation de découpe donnée est toujours le même, quel que soit le calage en position de la découpe par rapport à la feuille que l'on veut obtenir.
Dans le fonctionnement d'une ligne de traitement de feuilles comprenant une installation de découpe, il est important que la feuille soit positionnée très précisément par rapport à l'outil de découpe. En outre ce positionnement peut être différent d'une application. Il est donc nécessaire pour un opérateur de pouvoir régler facilement ce positionnement, lors d'une opération dite de calage de la feuille par rapport au cylindre de découpe et à l'outils de découpe porté par le plateau porte-outil. Jusqu'à ce jour, ce calage en position est réglé au niveau du margeur. A cet effet, tous les margeurs connus à ce jour sont équipés d'un dispositif de synchronisme des feuilles, qui permet de caler en position chaque feuille lors de son introduction par rapport au cylindre de découpe et à l'outil de découpe. A titre indicatif, usuellement, dans le domaine de la découpe de flans de carton, la latitude de réglage est de +/- 100mm. Dans le cas de margeurs mécanique, ce dispositif de synchronisme nécessite la mise en oeuvre d'une mécanique complexe et d'un prix de revient élevé, à base d'éléments différentiels. Dans le cas de margeurs électroniques, il est possible de supprimer cette mécanique complexe, cependant ce type de margeur de par son prix de revient élevé, est réservé à des lignes de traitement haute gamme.
La présente invention propose une nouvelle solution au problème de calage en position des feuilles par rapport à l'outil de découpe, qui est simple à mettre en oeuvre et moins onéreuse que les solutions actuellement connues, et qui permet de simplifier la conception des margeurs.
L'invention est basée essentiellement sur une modification apportée au dispositif de lancement des feuilles à l'entrée d'une installation de découpe, permettant de conférer à ce dispositif de lancement une fonctionnalité nouvelle de calage en position des feuilles par rapports au cylindre de découpe et au plateau porte-outils.
L'invention a ainsi pour principal objet une installation de découpe feuille à feuille qui est connu en ce qu'elle comporte un cylindre de découpe, un plateau porte-outils à mouvement alternatif, et un dispositif pour le lancement des feuilles entre le cylindre d'appui et le plateau porte-outil, et comportant une courroie de lancement qui est entraínée par un moteur (M3) piloté par des moyens électroniques de commande, et qui permet, en synchronisme avec le mouvement du plateau porte-outils et la rotation du cylindre de découpe, de reprendre une feuille à une première vitesse linéaire (V1) et, d'accélérer ladite feuille depuis ladite première vitesse linéaire (V1) jusqu'à une seconde vitesse linéaire (V2) égale à la vitesse linéaire du plateau porte-outil (2) lors de l'opération de découpe.
De manière caractéristique selon l'invention, l'installation de découpe comprend des moyens permettant la saisie par un opérateur d'un paramètre de calage (S) caractérisant la position de la découpe dans chaque feuille par rapport au bord avant ou arrière de la feuille, et les moyens électroniques de commande du moteur (M3) sont conçus pour asservir dans le temps, en position et en vitesse, le moteur (M3) en fonction de ce paramètre de calage (S).
C'est un autre objet de l'invention de proposer une ligne de découpe feuille à feuille comportant une installation de découpe feuille à feuille selon l'invention et un margeur mécanique qui est couplé mécaniquement pour son fonctionnement à l'arbre du moteur entraínant en rotation le cylindre de découpe, sans moyen de réglage de la position des éléments mobiles du margeur mécanique par rapport à la position angulaire de l'arbre de ce moteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description ci-après d'une exemple préféré de réalisation d'une ligne de traitement feuille à feuille avec installation de découpe selon l'invention, laquelle description est donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés sur les lesquels :
  • la figure 1 est une représentation schématique, vue de coté, d'une ligne de traitement de flans de carton, avec margeur, groupe d'impression flexographie, dispositif de transfert et installation de découpe feuille à feuille ;
  • la figure 2 est représentation agrandie et plus précise de l'installation de découpe de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une représentation simplifiée de l'installation de découpe, montrant de manière schématique les moteurs (M1), (M2) et (M3) utilisés pour l'entraínement respectivement du cylindre de découpe, du plateau porte-outil (marbre) et de la courroie du dispositif de lancement ;
  • la figure 4 illustre de manière schématique les différentes postions du plateau porte-outil de l'installation de découpe pendant son mouvement aller ;
  • la figure 5 est un synoptique des moyens électroniques de commande des moteurs (M1), (M2), (M3) ;
  • la figure 6 représente dans le temps, et pour un cycle de fonctionnement (découpe d'une feuille) :
  • courbe (I) : la vitesse de rotation du moteur (M1)/ cylindre de découpe,
  • courbe (II): la vitesse de rotation du moteur (M3)/ courroie de lancement,
  • courbe (III) : la vitesse de rotation du moteur (M2) / plateau porte-outil,
  • et la figure 7 représente une découpe réalisée dans une feuille selon plusieurs valeurs de calage.
En référence à la figure 1, dans une variante particulière de réalisation de l'invention, une installation pour la découpe une à une de feuilles semi-rigides, et notamment de flans de carton ondulé, est constituée successivement, depuis l'entrée jusqu'à la sortie de l'installation, d'un margeur mécanique A, d'un groupe d'impression flexographique B, d'un dispositif de transfert C et d'une unité de découpe D.
Unité de découpe (D)
L'unité de découpe D comprend essentiellement un cylindre de découpe 1, un plateau porte-outil 2 communément appelé marbre, et un dispositif de lancement 3. Le marbre 2 est de manière usuelle conçu pour être animé d'un mouvement alternatif aller/retour sous le cylindre de découpe 1, et porte des filets métalliques pour la découpe d'une feuille à l'emporte-pièce, par pincement de la feuille entre le cylindre de découpe 1 et le marbre 2.
En référence à la figure 1, pour l'entraínement en rotation du cylindre de découpe 1, l'unité de découpe D est équipée d'un premier moteur M1 couplé à un réducteur R1, par une courroie de transmission C1. Le réducteur R1 comporte deux sorties: la sortie principale du réducteur R1 entraíne directement l'arbre 1a du cylindre de découpe 1; la sortie secondaire du réducteur R1 est utilisée pour l'entraínement du margeur A, du groupe d'impression B et du dispositif de transfert C. Sur la figure 3, par soucis de simplification, la courroie de transmission C1 entre le moteur M1 et le réducteur R1 a été volontairement omise. En fonctionnement, le moteur M1 est piloté en sorte d'entraíner ce cylindre de découpe 1 à une vitesse constante prédéterminée connue, fixant le cycle de fonctionnement de l'installation (après une phase initiale d'accélération linéaire lors du démarrage de l'installation). Dans l'exemple de réalisation ci-après, le moteur M1 est un moteur brushless. Cependant, il convient de souligner que l'utilisation de ce moteur M1 ne nécessitant pas une commande pas à pas, on pourra utiliser d'une manière plus générale tout moteur délivrant un couple suffisant et permettant d'entraíner en rotation le cylindre de découpe 1 à une vitesse angulaire sensiblement constante. On pourrait ainsi utiliser par exemple un moteur asynchrone vectoriel.
En référence à la figure 3, le marbre 2 pour son mouvement alternatif par rapport au cylindre de découpe 1 est monté de manière usuelle sur deux crémaillères parallèles 4 et 5, qui engrènent respectivement chacune avec deux pignons identiques 6 (un seul des deux pignons 6 étant visible sur la figure 3), les deux pignons étant entraínés par un moteur brushless M2, par l'intermédiaire d'un jeu de pignon de transmission 7,8. La cinématique du mouvement aller/retour du marbre par rapport au cylindre de découpe 1, ainsi que les moyens de pilotage du moteur brushless M2 pour obtenir cette cinématique seront détaillés ultérieurement. Il convient de noter que l'invention n'est pas limitée à la mise en oeuvre d'un moteur brushless pour le moteur (M2), mais que l'on peut d'une manière plus générale utiliser tout moteur pouvant être asservi avec suffisamment de précision en vitesse et en position. Egalement dans une autre variante de réalisation moins perfectionnée, le marbre 2 pourrait être entraíné par le même moteur que celui (M1) utilisé pour entraíner le cylindre de découpe en rotation.
Le dispositif de lancement 3 est positionné immédiatement en amont du cylindre de découpe 1, au dessus du trajet arrière du marbre 2. Ce dispositif de lancement 3, dont la structure est en soit connue, comporte essentiellement une courroie 9 perméable à l'air (par exemple courroie perforée), montée tendue sur deux rouleaux 10, 11, dont l'un 10 est monté libre en rotation et l'autre 11 est moteur. Le brin supérieur 9a de la courroie 9 qui reçoit successivement les feuilles en provenance du dispositif de transfert C, est incliné légèrement vers le bas en direction du marbre 2. En outre, le dispositif de lancement comprend des moyens aérauliques permettant de manière usuelle de créer un flux d'air à travers le brin supérieur 9a de la courroie 9 en sorte de plaquer et de maintenir une feuille à la surface de la courroie sans risque de glissement de la feuille. Ces moyens aérauliques étant déjà connus, ils ne sont pas représentés dans leur intégralité sur les figures annexées, seul le caisson d'aspiration 15 disposé sous le brin supérieur 9a de la courroie 3 étant représenté sur la figure 2.
Pour l'entraínement de la courroie 9, l'arbre 11a du rouleau d'entraínement 11 est couplé mécaniquement pour son entraínement en rotation à un moteur brushless M3, par l'intermédiaire deux pignons 12 et 13 reliés par une courroie de transmission 14, le pignon 13 étant monté directement sur l'arbre de sortie du moteur M3. La fonction de la courroie de lancement 9 est de reprendre une feuille amenée à une vitesse linéaire initiale (V1) par le dispositif de transfert C, et d'amener cette feuille entre le marbre 2 et le cylindre de découpe 1 de l'unité de découpe, en synchronisme avec ces deux éléments, et en lui faisant subir une accélération jusqu'à atteindre une vitesse linéaire déterminée (V2) égale à la vitesse linéaire d'avancement du marbre 2 sous le cylindre de découpe 1 en cours de découpe. La cinématique de cette courroie 9 et les moyens de pilotage du moteur brushless M3 pour obtenir cette cinématique seront détaillés ultérieurement Il convient de noter que l'invention n'est pas limitée à la mise en oeuvre d'un moteur brushless pour le moteur (M3), mais que l'on peut d'une manière plus générale utiliser tout moteur pouvant être asservi avec suffisamment de précision en vitesse et en position ; il pourrait s'agir d'un moteur asynchrone vertical avec faible inertie et offrant des caractéristiques comparables à un moteur brushless.
Margeur (A)
En référence à la figure 1, le margeur mécanique (A) comporte essentiellement deux rouleaux A1 et A2 superposés, associés à une dispositif amont A3, à mouvement alternatif, et ayant de manière usuelle pour fonction de pousser les feuilles une à une entre les deux rouleaux A1 et A2. Ce dispositif de poussée A3 étant connu, il ne sera pas détaillé.
Pour leur entraínement en rotation les deux rouleaux A1 et A2 du margeur A sont couplés mécaniquement à la sortie secondaire du réducteur R1 par un chaíne de transmission mécanique comprenant essentiellement depuis la sortie du secondaire réducteur R1, une transmission par cardan CA, un deuxième réducteur R2 avec renvoi d'angle, et une courroie A4 entraínant les deux rouleaux A1 et A2 à la même vitesse et dans des sens opposés. Pour son mouvement alternatif, le dispositif A3 de poussée des feuilles est couplé à l'axe de rotation du rouleau inférieur A2, par un pignon A5 entraínant un mécanisme A6 connu de type bielle, permettant de transformer le mouvement de rotation continu du pignon A5 en un mouvement alternatif d'amplitude donné.
On comprend à la lumière de la description ci-dessus de la chaíne de transmission mécanique entre le moteur M1 et les organes mobiles du margeur A, que cette chaíne de transmission ne permet aucun réglage de la position des éléments mobiles (A1, A2, A3) du margeur mécanique par rapport à la position angulaire de l'arbre de ce moteur (M1). Ainsi, contrairement à la mise en oeuvre habituelle d'un margeur mécanique dans une installation de découpe, on ne prévoit entre le margeur et l'arbre mécanique de commande de ce margeur (en l'espèce sortie secondaire du réducteur R1) aucun système de synchronisme à base de différentiels permettant à un utilisateur de programmer un retard ou une avance de fonctionnement du margeur par rapport au cycle de fonctionnement de l'unité de découpe E. En d'autres termes, le margeur A sous la commande de la rotation du moteur M1 est conçu pour délivrer en sortie des feuilles les unes après les autres, en communiquant à chaque feuille une vitesse donnée fixée par la vitesse de rotation des rouleaux A1 et A2, et surtout avec un positionnement de chaque feuille en sortie du margeur rapport à la position angulaire du cylindre de découpe qui est réglé une fois pour toute lors de la conception de l'installation de découpe, et qui n'est pas modifiable par un utilisateur de l'installation. Ce positionnement relatif correspond à un calage initial d'une feuille par rapport au cylindre de découpe, et détermine une position initiale de la découpe dans la feuille.
Groupe d'impression (B)
Les différents cylindres du groupe B d'impression flexographique (cylindre porte-cliché B1, cylindre contrepression B2, cylindre tramé B3) sont également couplés mécaniquement pour leur entraínement, au cardan CA par un troisième réducteur R3 avec renvoi d'angle et par une courroie de transmission B4. Dans la variante illustrée sur la figure 1, chaque feuille délivrée en sortie par le margeur A est reprise directement par pincement entre le cylindre porte-cliché B1 et le cylindre contrepression B2 du groupe imprimeur. B.
Dispositif de transfert (C)
Le dispositif de transfert C est connu en soit et ne sera donc pas détaillé. Il met en oeuvre essentiellement un caisson contenant une pluralité de courroies de transport CT, de faible largeur, parallèles et espacés, et montées tendue, au dessus d'une plaque courbe perforée P, sur deux rouleaux, dont l'un 17a est moteur et l'autre 17b est monté libre en rotation. Le rouleau moteur 17a, pour son entraínement en rotation, est couplé à la sortie secondaire du réducteur R1, par un courroie de transmission synchrone C2 et un réducteur R4. Cette chaíne de transmission est calculée de telle sorte que la vitesse linéaire (V1) des courroies CT est constante (le moteur M1 étant entraíné à vitesse constante) et sensiblement égale à la vitesse linéaire des feuilles en sortie du groupe d'impression (vitesse circonférentielle des cylindres contrepression B2 et porte-cliché B1). Ainsi les courroies de transport CT permettent de réceptionner les feuilles les une après les autre après impression et de les acheminer à une vitesse constante (V1) jusqu'au dispositif lancement 3 de l'unité de découpe. Egalement, de manière similaire au dispositif de lancement 3, afin d'éviter un glissement des feuilles en cours de transport, le dispositif de transfert (C) est équipé de moyens d'aspiration (non représentés) permettant de plaquer les feuilles transportés contre la face supérieure des courroies CT.
Moyens de pilotage des moteurs brushless M1 à M3 (figure 5)
De manière usuelle dans le domaine de la commande d'un moteur brushless, chaque moteur brushless M1 à M3 est équipé d'un capteur (non représenté), communément appelé " resolver " délivrant une information sur la position angulaire instantanée du rotor du moteur (figure 5, signal 18), et est piloté en mode couple par un variateur 19 délivrant pour le moteur trois signaux de commande (R,S,T), en fonction d'un signal de consigne 20, et de l'information de retour de position (signal 18).
Pour sa commande chaque moteur brushless M2 à M3 est équipé d'un codeur incrémental 21 monté directement sur le rotor du moteur et codant sous formes d'impulsions la position angulaire du rotor (signal 22), le nombre d'impulsions par tour du rotor étant fixe et défini par la résolution du codeur. Pour la commande du moteur M1, l'unité de découpe D comporte également un troisième codeur incrémental 21', qui est monté directement sur l'arbre 1a du cylindre de découpe 1. Ce codeur 21' délivre un premier signal 22' codant sous formes d'impulsions la position angulaire du cylindre de découpe 1, ainsi qu'un deuxième signal 23' qui est synchrone avec le premier signal 21', et qui se traduit par une impulsion toutes les (n) impulsions du premier signal 21', le facteur de comptage (n) étant paramétrable. Le facteur de comptage (n) de ce signal est réglé de telle sorte que le codeur 21' associé au moteur M1 délivre une impulsion (signal de synchronisation 23') à chaque tour du cylindre de découpe 1, chaque impulsion (top synchronisation) étant utilisé pour la synchronisation des autres moteurs M2 et M3.
Pour la commande des variateurs 19, l'unité de découpe comporte une carte d'axes 24 qui permet de piloter en parallèle au moins trois axes distincts (un axe correspondant à un moteur brushless M1, M2 ou M3).
Pour chaque axe, la carte 24 comporte de manière usuelle un générateur de trajectoire 25 qui est piloté par un programme mouvement 26 stocké en mémoire vive. Ce programme mouvement 26 communique successivement dans le temps au générateur de trajectoire associé 25 les informations sur le prochain point de trajectoire de l'axe (prochaine position de l'axe, vitesse de l'axe à cette position, et durée du mouvement de l'axe pour atteindre cette position), le générateur de trajectoire calculant automatiquement point par point la cinématique de l'axe entre deux points successifs fournis par le programme mouvement 26. En sortie, le générateur de trajectoire 25 délivre une consigne de position 27 qui est comparée au signal 22 ou 22' de retour de position. Le signal de consigne 20 pour le pilotage de chaque variateur 19 est généré par un régulateur R, par exemple de type PID, à partir de l'écart entre la consigne 27 délivré par le générateur de trajectoire 25 et le signal de retour de position 22 ou 22'.
Le programme mouvement 26 pour le pilotage de chaque moteur brushless M1, M2, et M3 est spécifique de la cinématique respectivement du cylindre de découpe 1, du marbre 2 et de la courroie 9 du dispositif de lancement 3.
La cinématique du cylindre de découpe 1 est extrêmement simple, puisque ce dernier est entraíné à vitesse angulaire constante (Ω0) par le moteur M1, à l'exception de la phase initiale de démarrage, pendant laquelle programme mouvement 26 fournit au générateur de trajectoire 25 pilotant le moteur M1, des points de trajectoire permettant une accélération constante du cylindre de découpe, jusqu'à atteindre la vitesse de rotation prédéfinie (Ω0).
La cinématique du marbre 2 et de la courroie 9 du dispositif de lancement 3 sont plus complexes et vont à présent être expliquées.
Cinématique du marbre de l'unité de découpe (D)
En référence à la figure 6 (courbe III), chaque cycle de fonctionnement du marbre 2 se décompose en trois phases principales, le démarrage d'un cycle étant synchronisé par le signal de synchronisation 23' (top synchronisation) délivré par le codeur incrémental 21' du moteur M1. La première phase (phase 1 / figure 6) est une phase d'attente de durée (toffset) fixe et connue, pendant laquelle le marbre 2 est immobile dans une positon connue, dite de point mort. Il s'agit de la position (a) du marbre 2 sur la figure 4. Dans cette position point mort, le premier filet de découpe du marbre est située à une distance d connue de l'axe de rotation du cylindre de découpe 1.
La deuxième phase ( phase II / figure 5) correspond au mouvement aller du marbre. Cette phase se décompose de la manière suivante. Dans un premier temps, le marbre accélère ( figure 5/ point P0 à P2) jusqu'à la position référencée (b) sur la figure 4. Cette position correspond à un positionnement du bord avant du marbre 2 en amont du cylindre de découpe et à une distance d' faible de l'axe de ce cylindre. Dans un deuxième temps le marbre 2 est entraíné à la vitesse constante V2 (figure 5 / points P2 à P3) jusqu'à la position référencée (c) sur la figure 4. Enfin dans un troisième temps, le marbre 2 subit une décélération (figure 6, points P3 à P5) jusqu'à atteindre avec une vitesse nulle la position référencée (d) sur la figure 4. La feuille de découpe et les rognures de découpe sont de manière connue évacuées du marbre 2 à partie du moment ou le marbre arrive en position (c) et avant le mouvement de retour du marbre 2.
La troisième phase (phase III / figure 5) correspond au mouvement retour du marbre depuis la position (d) jusqu'à à la position point mort (a). Cette troisième phase se décompose également en une étape d'accélération ( Figure 5 / points P5 à P6), en une étape de déplacement du marbre à vitesse constante,( point P7 à P8) et en une étape de décélération jusqu'à atteindre la position point (a) avec une vitesse nulle (Figure 5 / points P8 à P10). Lors du mouvement retour, Les positions intermédiaires du marbre 2 à l'issue des étapes d'accélération et de déplacement à vitesse constante ne correspondent pas nécessairement aux postions (b) et (c) du mouvement aller.
Le programme de mouvement 26 pour la commande du moteur M2 est paramétré par le concepteur de l'unité de découpe, au moins avec les points P0 à P10 (figure 6), qui correspondent à des changements de profil de vitesse du marbre. En pratique, d'autres points intermédiaires de programmation sont également insérés par le concepteur de l'unité de découpe D. A chaque point Pi correspond trois informations fournies par le programme de mouvement 26 pour le générateur de trajectoire 25: une information de position (Xi) caractérisant la distance (par exemple en mm) de déplacement du marbre 2 depuis la position précédente Pi-1,; une information de vitesse (Ωi) donnant la vitesse du rotor du moteur M2 ( en tour/s) pour obtenir à la vitesse linéaire instantanée requise du marbre à la position Pi; une information temporelle (Ti) caractérisant la durée de déplacement du marbre 2 entre les positions Pi-1 et Pi.
Il revient à l'homme du métier, pour une installation donnée, de programmer judicieusement les points Pi de la trajectoire du marbre 2 pour obtenir le mouvement alternatif requis. Il sera simplement rappelé que dans la programmation de ces points Pi, trois contraintes essentielles doivent être respectées :
  • 1ère contrainte : la vitesse constante de déplacement du marbre en phase découpe doit être égale à la vitesse linéaire du cylindre de découpe 1., soit : pour le point P2 de la trajectoire du marbre : Ω2 (tour/s) = Ω0.D1. N7/D6.N8 avec Ω0 ( vitesse de rotation en tour/s du cylindre de découpe 1), D1 (diamètre en mm du cylindre de découpe 1), D6 ( diamètre en mm du pignon 6), N7.( nombre de dents du pignon 7), et N8 (nombra de dents du pignon 8).
  • 2ème contrainte : la distance de déplacement du marbre pendant la phase de découpe (paramètre X3 du point P3 de la trajectoire du marbre) doit être supérieure ou égale à la dimension de la feuille dans le sens machine.
  • 3èmecontrainte: la distance aller du marbre doit être égale à la distance retour ( X1+X2+X3+X4+X5 = X6+X7+X8+X9+X10).
    • Cinématique de la courroie du dispositif de lancement
    En référence à la figure 6 (courbe II), chaque cycle de fonctionnement du dispositif de lancement 3 se décompose en cinq phases, et est, de la même manière que pour le marbre 2, synchronisé par le signal de synchronisation 23' (top synchronisation) délivré par le codeur incrémental 21' du moteur M1.
    Phase (1): le moteur M3 entraíne la courroie 9 à une première vitesse linéaire constante ( point P'0 de la trajectoire) qui est égale à la vitesse linéaire V1 des courroies CT du dispositif de transfert.
    Phase (2) [points P'1 à P'4] : accélération de la courroie 9 du dispositif de lancement jusqu'à atteindre une seconde vitesse linéaire constante qui est égale à la vitesse limite V2 du marbre 2 en phase découpe.
    Phase (3) [points P'4 à P'5] ; entraínement de la courroie 9 du dispositif de lancement à cette seconde vitesse.
    Phase (4) [points P'5 à P'8] : décélération de la courroie 9 du dispositif de lancement jusqu'à atteindre de nouveau la première vitesse linéaire précitée égale à la vitesse linéaire des courroies CT du dispositif de transfert. Phase (5) [points P'8 à P'9] : entraínement de la courroie 9 du dispositif de lancement à cette première vitesse
    De manière comparable à ce qui a été précédemment expliqué pour le marbre 2, la carte d'axe 24 a été programmé par le concepteur de l'installation de découpe avec au moins les points (P'0 à P'9) de la trajectoire qui est représentée en trait plein sur la figure 6, et qui est désignée ci-après trajectoire de référence, chaque point P'i étant caractérisé par une information de position (X'i), définissant la distance (par exemple en mm) de déplacement de la courroie 9 depuis la position précédente Pi-1, une information de vitesse (Ω'i) donnant la vitesse du rotor du moteur M3 (en tour/:s) pour obtenir la vitesse linéaire instantanée requise de la courroie 9 à la position P'i, et une information temporelle (T'i) caractérisant la durée de déplacement de la courroie 9 entre les positions P'i-1 et P'i
    La trajectoire de référence ( trajectoire en trait plein sur la figure 6) qui est initialement programmée dans la carte d'axe 24 correspond à un calage initiale en position de chaque feuille par rapport au cylindre de découpe 1, ce qui se traduit en pratique par une position initiale déterminée de la découpe dans chaque feuille, par rapport au bord avant (ou arrière) de la feuille.
    En référence à la figure 5, afin de permettre à un opérateur de modifier le calage d'une feuille par rapport au cylindre de découpe 1, en entrant un nouveau paramètre de calage (S), un des ports entrée/sortie 28 de la carte d'axe 24 est relié, par exemple par une liaison série de type RS232, à des moyens d'entrée/sortie 29 (interface opérateur), comprenant des moyens de saisie tel qu'un clavier et des moyens de visualisation (écran). La carte d'axe 24 est en outre programmée pour exécuter en tâche de fond un programme 30 , qui effectue en permanence une boucle de scrutation du port d'entrée/sortie 28, et qui sur détection de l'envoie par les moyens d'entrée /sortie 29 d'un nouveau paramètre de calage (S), interrompt sa boucle de scrutation, effectue le calcul d'une nouvelle valeur (T'1) pour le point P'1 de la trajectoire de la courroie 9 du dispositif de lancement, et d'une nouvelle valeur (T'5) pour le point P'5 de la trajectoire de la courroie 9 du dispositif de lancement, envoie ces nouvelles valeurs des paramètres T'1 et T'5 au programme mouvement 26 pilotant le générateur de trajectoire 25 associé au moteur M3, puis reprend sa boucle de scrutation du port d'entrée/sortie 28, dans l'attente d'une nouvelle valeur pour le paramètre de calage (S).
    On a représenté sur figure 7, une feuille (F) présentant une découpe 31, qui a été réalisée à une distance initiale e donnée du bord avant 32 de la feuille F. Cette distance initiale e correspond à un calage initial de la feuille par rapport au cylindre d'appui 1 (trajectoire de référence en trait plein sur la figure 6). Le paramètre de calage (S) est une distance d'avance (valeur négative) ou de retard ( valeur positive) par rapport à la distance initiale (e) qui est entrée par l'opérateur. Sur la figure 7, on a référencé par l'écart Sa, un exemple de distance d'avance, et par l'écart Sr un exemple de distance de retard.
    Le programme 30 précité de la carte d'axe 24 est conçu pour calculer la nouvelle valeur de T'1 en ajoutant à la valeur courante de T'1 une variation de temps Δt calculée selon la formule suivante :
    Δt = S/(V2 -V1) avec S ayant une valeur négative ou positive (par exemple en mm) selon que la distance de calage qui a été saisie est respectivement une distance d'avance ou de retard, V2 étant la vitesse linéaire d'avance ( par exemple en mm/s) en phase de découpe, et V1 correspond à la vitesse linéaire d'entraínement (par exemple en mm/s) des courroies CT du dispositif de transfert.
    A l'inverse, le programme 30 précité de la carte d'axe 24 est conçu pour calculer la nouvelle valeur de T'5 en soustrayant à la valeur courante de T'5 la variation de temps Δt précitée.
    On a représente en pointillés sur la figure 6, deux exemples de modification de trajectoire de la courroie 9 du dispositif de lancement 3, consécutifs respectivement à la saisie d'une distance d'avance Sa et d'une distance de retard Sr par rapport à la distance de calage initiale (e). Sur la figure 6, les valeurs de temps correspondant à la variation de temps Δt calculée automatiquement à chaque fois par le programme 30 de la carte d'axe 24 sont indiqués respectivement Ta et Tr. On comprend à la lumière de ces trajectoires modifiées, que la prise en compte d'un nouveau calage en position (paramètre S) est réalisée en modifiant automatiquement dans le cycle de fonctionnement de la courroie 9 du dispositif de lancement 3, l'instant (point P'1) par rapport au début d'un cycle à partir duquel la courroie 9 entre dans sa phase (2) d'accélération, et corrélativement en modifiant la durée de la phase (3) à vitesse constante, en diminuant ou en augmentant la durée de cette phase (3) selon que l'on a respectivement retardé ou avancé le point d'entré (P'1) dans la phase d'accélération (2). Ces modifications permettent un réglage automatique de la position de la découpe 31 dans la feuille F.

    Claims (5)

    1. Installation (D) de découpe feuille à feuille comportant un cylindre de découpe (1), un plateau porte-outils (2) à mouvement alternatif, et un dispositif (3) pour le lancement des feuilles entre le cylindre d'appui (1) et le plateau porte-outil (2), et comportant une courroie (9) de lancement qui est entraínée par un moteur (M3) piloté par des moyens électroniques de commande, et qui permet, en synchronisme avec le mouvement du plateau porte-outils et la rotation du cylindre de découpe (1), de reprendre une feuille à une première vitesse linéaire (V1) et d'accélérer ladite feuille depuis ladite première vitesse linéaire (V1) jusqu'à une seconde vitesse linéaire (V2) égale à la vitesse linéaire du plateau porte-outil (2) lors de l'opération de découpe, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (28, 29,30) permettant la saisie par un opérateur d'un paramètre de calage (S) caractérisant la position de la découpe (31) dans chaque feuille (F) par rapport au bord avant ou arrière (32) de la feuille (F), et en ce que les moyens électroniques de commande du moteur (M3) sont conçus pour asservir dans le temps, en position et en vitesse, le moteur (M3) en fonction de ce paramètre de calage (S).
    2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que les moyens électroniques de commande du moteur (M3) pilotent le moteur (M3) en fonction d'une trajectoire de points (P'i) programmée, chaque point P'i étant caractérisé par une information de position (X'i), définissant la distance de déplacement de la courroie de lancement (9) depuis la position précédente Pi-1,, une information de vitesse (Ω'i) définissant la vitesse du rotor du moteur (M3) pour obtenir la vitesse linéaire instantanée requise de la courroie 9 à la position P'i, et une information temporelle (T'i) caractérisant la durée de déplacement de la courroie de lancement (9) entre les positions P'i-1 et P'i, et en ce que les moyens électroniques de commande du moteur (M3) comprennent un programme (30) permettant, à chaque modification du paramètre de calage (S) de calculer automatiquement une nouvelle trajectoire de points (P'i).
    3. Installation selon la revendications 2 caractérisée en ce que le programme (30) de calcul de trajectoire est conçu pour calculer une variation de temps (Δt) fonction de la valeur du paramètre de calage (S) qui a été saisie et de l'écart entre les première (V1) et seconde (V2) vitesses linéaires, pour calculer, par ajout de la variation de temps (Δt) calculée, une nouvelle valeur pour l'information temporelle (T'1) du point (P'1) de la trajectoire correspondant au point d'entrée dans la phase d'accélération de la courroie de lancement (9), et pour calculer par soustraction de la variation de temps (Δt) calculée, une nouvelle valeur pour l'information temporelle (T'5) du point (P'5) de la trajectoire correspondant au point de sortie de la phase d'entraínement de la courroie de lancement (9) à vitesse constante (V2).
    4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le moteur (M3) est un moteur brushless.
    5. Ligne de découpe feuille à feuille comportant une installation de découpe feuille à feuille et un margeur mécanique pour l'introduction une à une des feuilles en synchronisme avec la rotation du cylindre de découpe (1) de l'installation de découpe, caractérisée que l'installation de découpe (D) est conforme à celle visée à l'une des revendications 1 à 5 et en ce que le margeur mécanique (A) est couplé mécaniquement pour son fonctionnement à l'arbre du moteur (M1) entraínant en rotation le cylindre de découpe (1), sans moyen de réglage de la position des éléments mobiles (A1, A2, A3) du margeur mécanique par rapport à la position angulaire de l'arbre de ce moteur (M1).
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