EP3679434A1 - Procédé de fabrication de récipients au sein d'une ligne de production, avec adaptation de la cadence de production à un incident sur la ligne - Google Patents

Procédé de fabrication de récipients au sein d'une ligne de production, avec adaptation de la cadence de production à un incident sur la ligne

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EP3679434A1
EP3679434A1 EP18749823.3A EP18749823A EP3679434A1 EP 3679434 A1 EP3679434 A1 EP 3679434A1 EP 18749823 A EP18749823 A EP 18749823A EP 3679434 A1 EP3679434 A1 EP 3679434A1
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EP
European Patent Office
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unit
rate
labeling
containers
reduction
Prior art date
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Ceased
Application number
EP18749823.3A
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German (de)
English (en)
Inventor
Hervé PASQUIER
Arnaud DELAUNAY
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Sidel Participations SAS
Original Assignee
Sidel Participations SAS
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3679434A1 publication Critical patent/EP3679434A1/fr
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4189—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the transport system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/02—Preparation of the material, in the area to be joined, prior to joining or welding
    • B29C66/024—Thermal pre-treatments
    • B29C66/0242—Heating, or preheating, e.g. drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7162—Boxes, cartons, cases
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32219—Slow down production after failure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to the handling of articles; it relates, more specifically, a method of controlling an article handling facility.
  • Such an installation is conventionally equipped, on the one hand, with at least one article transport system, which comprises at least one mobile support for the articles and a motorization coupled to this support for moving it along a path of travel. transport, and, secondly, an electronic or computer control unit connected to the engine and programmed to drive it according to a predetermined speed setpoint, proportional to a rate of transport of articles provided by the installation.
  • article transport system which comprises at least one mobile support for the articles and a motorization coupled to this support for moving it along a path of travel. transport, and, secondly, an electronic or computer control unit connected to the engine and programmed to drive it according to a predetermined speed setpoint, proportional to a rate of transport of articles provided by the installation.
  • An example of application is the manufacture of containers from plastic blanks.
  • This manufacture is ordinarily carried out within a production line comprising at least:
  • control unit which controls the thermal conditioning unit, the forming unit and the transfer unit, the transfer unit and the labeling or filling unit by imposing a speed setpoint on each of them proportional to a rate of production of the containers.
  • the line is at a standstill; in this way, the containers are not manufactured and the production, which, on an ordinary line of which the forming unit is equipped with twenty molds usually reaches several tens of thousands of containers per hour, is interrupted.
  • One objective is to allow, as far as possible, a maintenance of production even if an incident affects the installation.
  • An article transport system which includes at least one movable support and a motor, coupled to the movable support for moving the same along a transport path;
  • a control unit connected to the engine and programmed to drive it according to a predetermined speed setpoint, proportional to a rate of transport of articles provided by the installation;
  • the articles are containers and wherein the container transport system is a labeling unit comprising a carousel provided with a plurality of processing stations, and a plurality of peripheral labeling devices.
  • the following operations are planned:
  • the transport system is a transfer unit equipped with a linear conveyor which extends from an entry point to an exit point, and sensors each able to detect an accumulation of items on the conveyor, are provided the operations of:
  • processing units namely at least one thermal conditioning unit of the blanks and at least one forming unit of the containers from the heat-conditioned blanks;
  • control unit which controls at least the thermal conditioning unit, the forming unit and the transfer unit by imposing on each a speed instruction proportional to a rate of production of the containers;
  • the following operations are provided: detect the end of the incident;
  • the increase of the speed setpoints can be effected by an acceleration whose force is inversely proportional to the deceleration induced by the reduction of the speed reference following the reduction of the rate.
  • FIG. 1 is a schematic view showing part of a container production line from plastic blanks
  • FIG. 2 is a schematic view showing another part of the container production line
  • FIG. 3 is a schematic view showing still another part of the container production line.
  • an article transport system which comprises at least one movable support and an actuator coupled to the movable support for moving the same along a transport path;
  • control unit connected to the engine and programmed to drive it according to a predetermined speed setpoint, proportional to a rate of transport of articles provided by the installation.
  • the articles are for example hollow bodies; it may especially be containers 2 or blanks 3 (eg preforms) of containers.
  • the installation 1 is a container production plant 2 from blanks 3 of plastic (such as PET).
  • This installation 1 comprises several processing units, namely at least:
  • the installation 1 also comprises at least one unit 8, 9 for transferring the containers 2 formed to the filling unit 6 or the labeling unit 7.
  • the thermal conditioning unit 4, the forming unit 5, the filling unit 6, the labeling unit 7 and each transfer unit 8, 9 can each be considered as a transport system, to which be associated with a function applied to blanks 3 (eg thermal conditioning) or containers 2 (eg forming, filling or labeling).
  • the thermal conditioning unit 4, the forming unit 5, the filling unit 6, the labeling unit 7 and each transfer unit 8, 9 each comprise at least one mobile support and one motor coupled to the movable support for moving it along a transport path T.
  • the thermal conditioning unit 4 is equipped with a chain 10 provided with links each carrying a support 11 (called a spinner) from which a blank 3 is suspended.
  • This chain 10 circulates on wheels 12, at least one of which is driven by a motorisation 13.
  • the forming unit 5 is equipped with a carousel 14 on which are mounted molds 15 with the impression of a container model, in each of which a blank 3 having undergone a prior thermal conditioning is introduced to be formed therein. this impression by injection of a gas (usually air) under pressure.
  • the forming unit 5 is equipped, for each mold 15, with an injection device 16 comprising at least one solenoid valve 17.
  • the carousel 14 is driven in cyclic rotation by a motorization 18.
  • the filling unit 6 is also equipped with a carousel 19 on which are mounted filling stations each provided with a filling valve 21 through which a content (liquid, pasty or even powdery) is introduced into a container 2 .
  • This carousel 19 is also rotated by a motor 22.
  • the labeling unit 7 is also equipped with a carousel 23 provided with a plurality of processing stations 24 each suitable for receiving a receptacle 2, and several peripheral labeling devices.
  • Each processing station 24 is configured to hold a container 2 and to rotate it about its own axis while moving it to the right of a peripheral labeling device.
  • This carousel 23 is also rotated by a motor 26.
  • Each labeling device provides for the labeling of a portion of the containers 2.
  • the labeling unit 7 is equipped with three labeling devices which each ensure the labeling of one third of the containers 2.
  • each labeling device comprises a unwinder 27 on which is mounted a spool 28 including a label-carrying film 29 wound on itself, an applicator roll tangent to the carousel 23 and on which circulates the film 29 to allow the winding of a label on a container 2, and, where appropriate, one or more roller (s) 31 intermediate (s) of tension and / or guide the film 29, interposed (s) between the unwinder 27 and the applicator roll.
  • the labeling unit 7 is advantageously equipped, for each labeling device, with a sensor 32 (eg optical) capable of detecting an unavailability (and therefore a failure) of the device.
  • labeling device - most commonly the depletion of the film 29 (eg by depletion of the coil).
  • a linear type transfer unit 8 is shown in FIG.
  • This transfer unit 8 comprises a linear conveyor 33.
  • the conveyor 33 is e.g. belt, carpet or roller.
  • the conveyor 33 extends from an entry point E to an exit point S.
  • the containers 2 are taken care of at the outlet of an upstream processing unit (eg the forming unit 5).
  • the containers 2 can be directly taken care of by a processing unit (eg the filling unit 6 or the labeling unit 7), or by a device 34 for setting that gradually space the containers 2 by a predetermined distance corresponding to the spacing between two successive processing stations on the processing unit placed downstream of the transfer unit 8.
  • the device 34 for setting the pitch is of the worm type.
  • it comprises two adjacent rollers provided with symmetrical helical grooves 36 which together form a series of cells 37 each enclosing a container 2 to accelerate it as the rollers 35 rotate.
  • the linear transfer unit 8 is provided with a motor 38A driving the conveyor 33.
  • the transfer unit 8 is also provided with a motor 38B driving the device 34 for setting.
  • This linear type transfer unit 8 can fulfill a function of temporarily accumulating the articles (here containers 2) to form a buffer stock intended to absorb any speed differentials between machines located upstream (for example forming unit 5) and downstream machines (eg the labeling unit 7).
  • a rotary type transfer unit 9 is shown in FIG.
  • This transfer unit 9 comprises a wheel 39 and a plurality of gripping members 40 (here clamps) mounted on the wheel 39 at a periphery thereof.
  • the wheel 39 is secured to a shaft driven in cyclic rotation by a motor 26.
  • the transfer unit 9 is coupled to the labeling unit 7.
  • the carousel 23 of the labeling unit 7 and the wheel 39 of the transfer unit can be driven by a common motor 26, e.g. via pulleys and belts.
  • rotary type transfer units 9 are schematically illustrated in dashed line in FIG. These transfer units 9 are interposed, in this example, on the one hand between the forming unit 5 and the filling unit 6, on the other hand between the filling unit 6 and a linear transfer unit 8, downstream of which the labeling unit 7 can be located.
  • a transfer unit 9 is preferably interposed between the linear transfer unit 8 and the labeling unit 7.
  • the containers 2 set at the exit S of the linear transfer unit 8 are taken at constant intervals by the rotary transfer unit 9 and delivered to the carousel 23 of the labeling unit 7.
  • the installation 1 further comprises a control unit 41 which controls the installation 1.
  • control unit 41 controls at least the thermal conditioning unit 4, the forming unit 5 and the transfer unit 8, 9 (or each transfer unit 8, 9) by imposing on them each a speed instruction proportional to a rate of production of the containers 2.
  • control unit 41 also controls the filling unit 6 and the labeling unit 7, to each of which it also imposes a speed instruction proportional to the production rate of the containers 2.
  • control unit 41 is connected to the engines that drive the processing units (or transfer), which it controls the speed (linear or rotation).
  • the rate of production is the number of containers 2 produced (or items handled) per unit of time (eg per hour). It is therefore a flow.
  • the rate of production is identical for each processing unit, that is to say that the flow rates of the containers 2 leaving the different processing units are identical. There may, however, be some variations which, as discussed, may be temporarily absorbed by accumulating the containers 2 in buffer storage areas (in this case, in the linear transfer unit 8 shown in FIG. .2).
  • each processing or transfer unit is associated, in a memory of the control unit 41, with a speed command to be applied to the engine animating this processing unit or transfer to enable it to meet a predetermined production rate.
  • the control unit 41 is programmed to carry out actions making it possible to maintain production, even at a reduced rate, including in the event of an incident affecting the (normal) operation of the installation 1.
  • control unit 41 is programmed to: detect an incident affecting the operation of the installation 1; determine a reduction in the production rate induced by the incident;
  • the forming unit 5 is e.g. equipped with pressure sensors (or flow) on each injection device 16. These sensors are connected to the control unit 41 to which they communicate the instantaneous value of the pressure (or flow) of fluid flowing in the corresponding device 16.
  • the filling unit 6 is e.g. equipped with flow sensors for each filling station 20. These sensors are connected to the control unit 41 to which they communicate the instantaneous value of the flow of fluid flowing in the corresponding filling valve 21.
  • the sensors 32 already mentioned are connected to the control unit 41 to which they communicate at each instant information relating to the mass or volume of the coil 28 present on each unwinder 27.
  • a degraded processing unit located downstream of the linear transfer unit 8 may cause accumulation of containers 2 on the conveyor 33.
  • shown in dashed lines in FIG. accumulation can be achieved in the linear transfer unit 8, corresponding to respective respective reductions in the rate of production.
  • the linear transfer unit 8 is equipped with sensors C1, C2, C3 (for example optical), connected to the control unit 41 to which each address information about the presence ( or not) of articles (here of containers 2).
  • the control unit 41 is then programmed to determine a reduction in the rate of production proportional to the level of accumulation achieved.
  • the control unit 41 is programmed, first of all, to determine a reduction in the speed applied to the motor 38A (and, if appropriate, to the motor 38B) a rate proportional to the level of accumulation reached (c '). that is, detected by at least one sensor C1, C2, C3).
  • control unit 41 can be programmed to determine a reduction in the production rate (and above all the speed of the motor 38A):
  • a low rate typically 20% when the accumulation reaches a first low level (detected by the sensor C1 shown on the left in FIG. 2);
  • an average rate typically 40% when the accumulation reaches a second average level (detected by the C2 sensor shown in the center in FIG.2); a high rate (typically 80%) when the accumulation reaches a third high level (detected by the C3 sensor shown on the right in FIG.2).
  • the control unit 41 is programmed so that, once the cadence reduction induced by the detected incident (directly or indirectly) has been calculated, this reduction can be applied to the speed setpoint of each processing (or transfer) unit.
  • the actual production rate is adjusted to the rate calculated by the control unit 41 taking into account the reduction induced by the incident.
  • the reduction of the production rate consists, for the labeling unit 7, in performing the following operations:
  • the shunt of each unavailable tagging device is e.g. to move the roller 30 away from the path of the containers 2 (i.e. carousel 23).
  • the roller 30 is advantageously mounted on a mobile support (in translation or in rotation) whose movement is controlled by the control unit 41.
  • control unit 41 passes this reduction in rate to the other processing units (and transfer units) by reducing their respective speeds by the same rate.
  • the control unit 41 When the incident is over, the control unit 41 is informed.
  • the control unit 41 receives from the corresponding sensor C1, C2 or C3 a characteristic signal of the availability of the labeling device (s) (and, in this case, the presence of a coil 28 full), so that the labeling unit 7 can again (with the rest of the installation 1) run at full speed.
  • the control unit 41 consequently increases the speed commands of the processing (or transfer) units to their respective nominal values (corresponding to the normal production), so as to increase the rate of production up to its nominal value ( corresponding to normal production).
  • the force of the acceleration controlled on each processing unit (or transfer unit) by the control unit 41 may be inversely proportional to the deceleration force commanded on each processing unit during the decrease in the imposed rate. by the incident.
  • this acceleration can be:
  • Tests conducted on a container production facility 1 2 has shown the efficiency of the control method described above, which allows not only to maintain production (admittedly at a reduced rate) but also to maintain a good quality of the containers 2 products.

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Abstract

Procédé de pilotage d'une installation (1) de production de récipients (2) à partir d'ébauches (3) en matière plastique, cette installation (1) comprenant : - au moins une unité (4) de conditionnement thermique des ébauches (3) et au moins une unité (5) de formage des récipients (2); - au moins une unité (8, 9) de transfert des récipients (2) vers une unité (6, 7) de remplissage d'étiquetage; - une unité (41) de contrôle qui commande au moins l 'unité (4) de conditionnement thermique, l 'unité (5) de formage et l 'unité (8, 9) de transfert en leur imposant à chacune une consigne de vitesse proportionnel le à une cadence de production des récipients (2); ce procédé comprenant les opérations consistant à : - détecter un incident; - déterminer une réduction de la cadence de production induite par l ' incident; - appliquer cette réduction à la consigne de vitesse.

Description

Procédé de fabrication de récipients au sein d'une ligne de production, avec adaptation de la cadence de production à un incident sur la ligne
L'invention a trait à la manutention d'articles ; elle concerne, plus précisément, un procédé de pilotage d'une installation de manutention d'articles.
Une telle installation est classiquement équipée, d'une part, d'au moins un système de transport des articles, qui comprend au moins un support mobile pour les articles et une motorisation couplée à ce support pour le déplacer le long d'un trajet de transport, et, d'autre part, d'une unité électronique ou informatique de contrôle reliée à la motorisation et programmée pour entraîner celle-ci selon une consigne prédéterminée de vitesse, proportionnelle à une cadence de transport des articles procurée par l'installation.
Lorsqu'un incident se produit, qui affecte le fonctionnement de l'installation, il est courant d'arrêter immédiatement celle-ci pour permettre l'intervention d'un opérateur chargé de la maintenance de l'installation.
Pendant l'intervention de l'opérateur de maintenance, l'installation est à l'arrêt ; la production est interrompue. Il en résulte d'importantes pertes de productivité.
Un exemple d'application est la fabrication des récipients à partir d'ébauches en matière plastique.
Cette fabrication est ordinairement réalisée au sein d'une ligne de production comprenant au moins :
une unité de conditionnement thermique des ébauches,
une unité de formage des récipients à partir des ébauches conditionnées thermiquement ;
une unité de transfert des récipients formés vers une unité d'étiquetage ou de remplissage ;
et une unité de contrôle qui commande l'unité de conditionnement thermique, l'unité de formage et l'unité de transfert, l'unité de transfert et l'unité d'étiquetage ou de remplissage en leur imposant à chacune une consigne de vitesse proportionnelle à une cadence de production des récipients. Lorsqu'un incident affecte une telle ligne de production (par ex. défaut de fermeture d'un moule équipant l'unité de formage ; limitation intempestive du débit d'injection dans cette même unité de formage ; épuisement d'un stock d'étiquettes dans l'unité d'étiquetage), il est connu d'arrêter la ligne de production pour permettre à un opérateur de maintenance de conduire une intervention au terme de laquelle la ligne de production peut redémarrer.
Pendant l'intervention cependant, la ligne est à l'arrêt ; ce faisant, les récipients ne sont pas fabriqués et la production, qui, sur une ligne ordinaire dont l'unité de formage est équipée d'une vingtaine de moules atteint ordinairement plusieurs dizaines de milliers récipients par heure, est interrompue.
Un objectif est de permettre, dans la mesure du possible, un maintien de la production alors même qu'un incident affecte l'installation.
A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un procédé de pilotage d'une installation de manutention d'articles, cette installation comprenant au moins :
Un système de transport des articles, qui comprend au moins un support mobile et une motorisation, couplée au support mobile pour déplacer celui-ci le long d'un trajet de transport ;
Une unité de contrôle reliée à la motorisation et programmée pour entraîner celle-ci selon une consigne prédéterminée de vitesse, proportionnelle à une cadence de transport des articles procurée par l'installation ;
ce procédé comprenant les opérations consistant à :
Détecter un incident susceptible d'affecter le fonctionnement de l'installation ;
Calculer, par l'unité de contrôle, une réduction de la cadence de production, induite par l'incident ;
- Appliquer cette réduction à la consigne de vitesse.
Selon un mode particulier de réalisation, dans lequel les articles sont des récipients et dans lequel le système de transport des récipients est une unité d'étiquetage comprenant un carrousel pourvu d'une pluralité de postes de traitement, et de plusieurs dispositifs d'étiquetage périphériques, sont prévues les opérations consistant à :
Détecter une indisponibilité d'au moins un dispositif d'étiquetage Réduire la consigne de vitesse appliquée à l'unité d'étiquetage d'un taux égal au taux d'indisponibilité des dispositifs d'étiquetage ;
Shunter le(s) dispositif(s) d'étiquetage indisponible(s) ;
Commander l'étiquetage de l'ensemble des récipients au moyen des dispositifs d'étiquetage opérationnels.
Selon un autre mode de réalisation, dans lequel le système de transport est une unité de transfert équipée d'un convoyeur linéaire qui s'étend d'un point d'entrée jusqu'à un point de sortie, et de capteurs chacun apte à détecter une accumulation des articles sur le convoyeur, sont prévues les opérations consistant à :
Détecter une accumulation d'articles sur le convoyeur ;
Déterminer une réduction de la vitesse à appliquer à la motorisation d'un taux proportionnel au niveau d'accumulation détecté ;
Appliquer la réduction de la vitesse à la motorisation.
II est proposé, en deuxième lieu, un procédé de pilotage d'une installation de production de récipients à partir d'ébauches en matière plastique, cette installation comprenant :
plusieurs unités de traitement, à savoir au moins une unité de conditionnement thermique des ébauches et au moins une unité de formage des récipients à partir des ébauches conditionnées thermiquement ;
au moins une unité de transfert des récipients formés vers une unité de remplissage ou une unité d'étiquetage ;
une unité de contrôle qui commande au moins l'unité de conditionnement thermique, l'unité de formage et l'unité de transfert en leur imposant à chacune une consigne de vitesse proportionnelle à une cadence de production des récipients ;
ce procédé comprenant les opérations consistant à :
détecter un incident susceptible d'affecter le fonctionnement de l'installation ;
déterminer une réduction de la cadence de production induite par l'incident ;
appliquer cette réduction à la consigne de vitesse de chaque unité de traitement ou de transfert.
Selon un mode de réalisation, sont prévues les opérations consistant à : détecter la fin de l'incident ;
augmenter la cadence de production jusqu'à une valeur nominale ; augmenter la consigne de vitesse de chaque unité de traitement ou de transfert jusqu'à une valeur nominale.
L'augmentation des consignes de vitesse peut être effectuée par une accélération dont la force est inversement proportionnelle à la décélération induite par la réduction de la consigne de vitesse consécutive à la réduction de la cadence.
Grâce à un tel procédé, la production est maintenue, même à cadence réduite, aussi longtemps qu'il n'est pas indispensable d'interrompre la production.
Il en résulte une minimisation des interruptions totales de production, et par conséquent une productivité globale accrue.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la FIG.1 est une vue schématique montrant une partie d'une ligne de production de récipients à partir d'ébauches en matière plastique ;
- la FIG.2 est une vue schématique montrant une autre partie de la ligne de production de récipients ;
la FIG.3 est une vue schématique montrant encore une autre partie de la ligne de production de récipients.
Sur les dessins est partiellement représentée une installation 1 de manutention d'articles 2, 3, qui comprend au moins :
un système de transport des articles, qui comprend au moins un support mobile et une motorisation couplée au support mobile pour déplacer celui-ci le long d'un trajet de transport ;
une unité de contrôle reliée à la motorisation et programmée pour entraîner celle-ci selon une consigne prédéterminée de vitesse, proportionnelle à une cadence de transport des articles procurée par l'installation.
Les articles sont par exemple des corps creux ; il peut notamment s'agir de récipients 2 ou d'ébauches 3 (par ex. des préformes) de récipients. Ainsi, dans l'exemple illustré, l'installation 1 est une installation de production de récipients 2 à partir d'ébauches 3 en matière plastique (tel que PET).
Cette installation 1 comprend plusieurs unités de traitement, à savoir au moins :
- une unité 4 de conditionnement thermique des ébauches 3,
une unité 5 de formage des récipients 2 à partir des ébauches 3 conditionnées thermiquement ;
le cas échéant, une unité 6 de remplissage ;
éventuellement une unité 7 d'étiquetage ;
L'installation 1 comprend aussi au moins une unité 8, 9 de transfert des récipients 2 formés vers l'unité 6 de remplissage ou l'unité 7 d'étiquetage.
L'unité 4 de conditionnement thermique, l'unité 5 de formage, l'unité 6 de remplissage, l'unité 7 d'étiquetage et chaque unité 8, 9 de transfert peuvent chacune être considérée comme un système de transport, auquel peut éventuellement être associée une fonction appliquée aux ébauches 3 (par ex. le conditionnement thermique) ou aux récipients 2 (par ex. le formage, le remplissage ou l'étiquetage).
A ce titre, l'unité 4 de conditionnement thermique, l'unité 5 de formage, l'unité 6 de remplissage, l'unité 7 d'étiquetage et chaque unité 8, 9 de transfert comprennent chacune au moins un support mobile et une motorisation couplée au support mobile pour déplacer celui-ci le long d'un trajet T de transport.
Ainsi, l'unité 4 de conditionnement thermique est équipée d'une chaîne 10 pourvue de maillons portant chacun un support 11 (appelé tournette) auquel est suspendue une ébauche 3. Cette chaîne 10 circule sur des roues 12 dont l'une au moins est entraînée par une motorisation 13.
L'unité 5 de formage est équipée d'un carrousel 14 sur lequel sont montés des moules 15 à l'empreinte d'un modèle de récipient, dans chacun desquels une ébauche 3 ayant subi un conditionnement thermique préalable est introduite pour y être formée à cette empreinte par injection d'un gaz (ordinairement de l'air) sous pression. A cet effet, l'unité 5 de formage est équipée, pour chaque moule 15, d'un dispositif 16 d'injection comprenant au moins une électrovanne 17. Le carrousel 14 est entraîné en rotation cyclique par une motorisation 18.
L'unité 6 de remplissage est également équipée d'un carrousel 19 sur lequel sont montés des postes 20 de remplissage pourvus chacun d'une vanne 21 de remplissage par laquelle un contenu (liquide, pâteux ou encore pulvérulent) est introduit dans un récipient 2.
Ce carrousel 19 est également entraîné en rotation cyclique par une motorisation 22.
L'unité 7 d'étiquetage est, elle aussi, équipée d'un carrousel 23 pourvu d'une pluralité de postes 24 de traitement aptes chacun à accueillir un récipient 2, et de plusieurs dispositifs 25 d'étiquetage périphériques.
Chaque poste 24 de traitement est configuré pour maintenir un récipient 2 et pour l'entraîner en rotation autour de son axe propre, tout en le faisant circuler au droit d'un dispositif 25 d'étiquetage périphérique.
Ce carrousel 23 est également entraîné en rotation cyclique par une motorisation 26.
Chaque dispositif 25 d'étiquetage assure l'étiquetage d'une partie des récipients 2. Ainsi, dans l'exemple illustré sur la FIG.3, l'unité 7 d'étiquetage est équipée de trois dispositifs 25 d'étiquetage qui assurent chacun l'étiquetage d'un tiers des récipients 2.
Selon un mode de réalisation particulier, chaque dispositif 25 d'étiquetage comprend un dérouleur 27 sur lequel est montée une bobine 28 incluant un film 29 porteur d'étiquettes enroulé sur lui-même, un cylindre 30 applicateur tangent au carrousel 23 et sur lequel circule le film 29 pour permettre l'enroulement d'une étiquette sur un récipient 2, et, le cas échéant, un ou plusieurs rouleau(x) 31 intermédiaire(s) de tension et/ou de guidage du film 29, intercalé(s) entre le dérouleur 27 et le cylindre 30 applicateur.
Comme illustré sur la FIG.3, l'unité 7 d'étiquetage est avantageusement équipée, pour chaque dispositif 25 d'étiquetage, d'un capteur 32 (par ex. optique) propre à détecter une indisponibilité (et donc une défaillance) du dispositif 25 d'étiquetage - le plus couramment l'épuisement du film 29 (par ex. par épuisement de la bobine).
Une unité 8 de transfert de type linéaire est représentée sur la FIG.2.
Cette unité 8 de transfert comprend un convoyeur 33 linéaire. Le convoyeur 33 est par ex. à bande, à tapis ou encore à rouleaux. Le convoyeur 33 s'étend d'un point E d'entrée jusqu'à un point S de sortie.
Au point E d'entrée, les récipients 2 sont pris en charge à la sortie d'une unité de traitement située en amont (par ex. l'unité 5 de formage). Au point S de sortie, les récipients 2 peuvent être pris en charge directement par une unité de traitement (par ex. l'unité 6 de remplissage ou l'unité 7 d'étiquetage), ou par un dispositif 34 de mise au pas qui espace progressivement les récipients 2 d'une distance prédéterminée correspondant à l'écartement entre deux postes de traitement successifs sur l'unité de traitement placée en aval de l'unité 8 de transfert.
Dans l'exemple illustré sur la FIG.2, le dispositif 34 de mise au pas est du type à vis sans fin. A cet effet, il comprend deux rouleaux 35 adjacents pourvus de rainures 36 hélicoïdales symétriques qui, ensemble, forment une série d'alvéoles 37 enserrant chacun un récipient 2 pour l'accélérer au fur et à mesure de la rotation des rouleaux 35.
L'unité 8 de transfert linéaire est pourvue d'une motorisation 38A entraînant le convoyeur 33. Dans l'exemple illustré, l'unité 8 de transfert est également pourvue d'une motorisation 38B entraînant le dispositif 34 de mise au pas.
Cette unité 8 de transfert de type linéaire peut remplir une fonction d'accumulation temporaire des articles (ici des récipients 2) pour constituer un stock tampon destiné à absorber d'éventuels différentiels de vitesse entre des machines situées en amont (par ex. l'unité 5 de formage) et des machines situées en aval (par ex. l'unité 7 d'étiquetage).
Une unité 9 de transfert de type rotatif est représentée sur la FIG.3.
Cette unité 9 de transfert comprend une roue 39 et une pluralité d'organes 40 de préhension (ici des pinces) montés sur la roue 39 à une périphérie de celle-ci.
La roue 39 est solidaire d'un arbre entraîné en rotation cyclique par une motorisation 26. Dans l'exemple illustré, l'unité 9 de transfert est couplée à l'unité 7 d'étiquetage. Dans ce cas, le carrousel 23 de l'unité 7 d'étiquetage et la roue 39 de l'unité de transfert peuvent être entraînés par une motorisation 26 commune, par ex. via des poulies et des courroies.
D'autres unités 9 de transfert de type rotatif sont illustrées schématiquement en trait mixte sur la FIG.1. Ces unités 9 de transfert sont intercalées, dans cet exemple, d'une part entre l'unité 5 de formage et l'unité 6 de remplissage, d'autre part entre l'unité 6 de remplissage et une unité 8 de transfert de type linéaire, en aval de laquelle peut être située l'unité 7 d'étiquetage.
Dans ce cas, une unité 9 de transfert est de préférence intercalée entre l'unité 8 de transfert linéaire et l'unité 7 d'étiquetage. Ainsi, les récipients 2 mis au pas à la sortie S de l'unité 8 de transfert linéaire sont prélevés à intervalles constants par l'unité 9 de transfert rotatif et délivrés au carrousel 23 de l'unité 7 d'étiquetage.
Comme illustré schématiquement sur les dessins, l'installation 1 comprend en outre une unité 41 de contrôle qui assure le pilotage de l'installation 1.
A cet effet, l'unité 41 de contrôle commande au moins l'unité 4 de conditionnement thermique, l'unité 5 de formage et l'unité 8, 9 de transfert (ou chaque unité 8, 9 de transfert) en leur imposant à chacune une consigne de vitesse proportionnelle à une cadence de production des récipients 2.
Dans l'exemple illustré, l'unité 41 de contrôle commande également l'unité 6 de remplissage et l'unité 7 d'étiquetage, à chacune desquelles elle impose également une consigne de vitesse proportionnelle à la cadence de production des récipients 2.
Plus précisément, l'unité 41 de contrôle est reliée aux motorisations qui animent les unités de traitement (ou de transfert), dont elle contrôle la vitesse (linéaire ou de rotation).
La cadence de production est le nombre de récipients 2 produits (ou d'articles manipulés) par unité de temps (par ex. par heure). Il s'agit par conséquent d'un débit.
Eh théorie, la cadence de production est identique pour chaque unité de traitement, c'est-à-dire que les débits des récipients 2 sortant des différentes unités de traitement sont identiques. Il peut cependant y avoir quelques variations, qui, comme nous l'avons évoqué, peuvent être absorbées temporairement par accumulation des récipients 2 dans des zones de stockage tampon (en l'occurrence, dans l'unité 8 de transfert linéaire représentée sur la FIG.2).
En revanche, la vitesse (linéaire ou de rotation) est propre à chaque unité de traitement et à chaque unité de transfert. En d'autres termes, à chaque unité de traitement ou de transfert est associée, dans une mémoire de l'unité 41 de contrôle, une consigne de vitesse à appliquer à la motorisation animant cette unité de traitement ou de transfert pour lui permettre de respecter une cadence de production prédéterminée.
L'unité 41 de contrôle est programmée pour conduire des actions permettant de maintenir la production, même à cadence réduite, y compris en cas d'incident affectant le fonctionnement (normal) de l'installation 1.
Plus précisément, l'unité 41 de contrôle est programmée pour : détecter un incident affectant le fonctionnement de l'installation 1 ; déterminer une réduction de la cadence de production induite par l'incident ;
appliquer cette réduction à la consigne de vitesse de chaque unité de traitement.
Parmi les incidents susceptibles d'affecter le fonctionnement de l'installation, citons, à titre d'exemple :
a) un défaut affectant un ou plusieurs dispositif(s) 16 d'injection associé à un (des) moules 15 de l'unité 5 de formage, se traduisant notamment par une baisse du débit de gaz dans les ébauches 3 ;
b) un défaut affectant une ou plusieurs électrovannes 17 de l'unité
6 de remplissage, se traduisant notamment par une baisse du débit de remplissage des récipients 2 ;
c) l'épuisement d'une bobine 28 sur l'unité d'étiquetage, se traduisant par la mise hors service du dispositif 25 d'étiquetage correspondant.
Ces trois cas peuvent être détectés directement par l'unité 41 de contrôle, au moyen de capteurs.
Dans le cas a), l'unité 5 de formage est par ex. équipée de capteurs de pression (ou de débit) sur chaque dispositif 16 d'injection. Ces capteurs sont reliés à l'unité 41 de contrôle à laquelle ils communiquent la valeur instantanée de la pression (ou du débit) de fluide circulant dans le dispositif 16 correspondant.
Dans le cas b), l'unité 6 de remplissage est par ex. équipée de capteurs de débit pour chaque poste 20 de remplissage. Ces capteurs sont reliés à l'unité 41 de contrôle à laquelle ils communiquent la valeur instantanée du débit de fluide circulant dans la vanne 21 de remplissage correspondante. Dans le cas c), les capteurs 32 déjà évoqués sont reliés à l'unité 41 de contrôle à laquelle ils communiquent à chaque instant une information relative à la masse ou au volume de la bobine 28 présente sur chaque dérouleur 27.
II se peut qu'un incident survenu sur une unité de traitement et susceptible d'affecter l'installation 1 ne soit pas détectable directement, mais qu'il soit détectable indirectement par les effets induits sur l'installation 1 en amont ou en aval de l'unité de traitement concernée.
Ainsi, une unité de traitement fonctionnant de manière dégradée située en aval de l'unité 8 de transfert linéaire peut provoquer une accumulation de récipients 2 sur le convoyeur 33. Dans ce cas, illustré en pointillés sur la FIG.2, plusieurs niveaux d'accumulation peuvent être atteints dans l'unité 8 de transfert linéaire, correspondant à des réductions respectives différentes de la cadence de production.
Dans l'exemple illustré sur la FIG.2, trois niveaux d'accumulation distincts sont définis. Pour détecter chaque niveau d'accumulation, l'unité 8 de transfert linéaire est équipée de capteurs C1, C2, C3 (par ex. optiques), reliés à l'unité 41 de contrôle à laquelle chacun adresse une information relative à la présence (ou non) d'articles (ici de récipients 2).
L'unité 41 de contrôle est alors programmée pour déterminer une réduction de la cadence de production proportionnelle au niveau d'accumulation atteint. L'unité 41 de contrôle est programmée, avant tout, pour déterminer une réduction de la vitesse appliquée à la motorisation 38A (et, le cas échéant, à la motorisation 38B) d'un taux proportionnel au niveau d'accumulation atteint (c'est-à-dire détecté par au moins un capteur C1, C2, C3).
Ainsi, l'unité 41 de contrôle peut être programmée pour déterminer une réduction de la cadence de production (et avant tout de la vitesse de la motorisation 38A) :
- d'un taux faible (typiquement 20%) lorsque l'accumulation atteint un premier niveau faible (détecté par le capteur C1 représenté à gauche sur la FIG.2) ;
d'un taux moyen (typiquement 40%) lorsque l'accumulation atteint un deuxième niveau moyen (détecté par le capteur C2 représenté au centre sur la FIG.2) ; d'un taux élevé (typiquement 80%) lorsque l'accumulation atteint un troisième niveau élevé (détecté par le capteur C3 représenté à droite sur la FIG.2).
L'unité 41 de contrôle est programmée pour, une fois calculée la réduction de cadence induite par l'incident détecté (directement ou indirectement), appliquer cette réduction à la consigne de vitesse de chaque unité de traitement (ou de transfert).
De la sorte, la cadence réelle de production est recalée sur la cadence calculée par l'unité 41 de contrôle compte tenu de la réduction induite par l'incident.
Cette réduction adaptée de la cadence réelle de production permet de ralentir l'installation 1 sans toutefois l'arrêter, de sorte à permettre une éventuelle intervention préalable qui ne nécessite pas un arrêt complet de l'installation 1.
Ainsi, dans le cas c) évoqué ci-dessus, la réduction de la cadence de production consiste, pour l'unité 7 d'étiquetage, à effectuer les opérations suivantes :
réduire la consigne de vitesse appliquée à l'unité 7 d'étiquetage (c'est-à-dire, dans l'exemple illustré, la consigne de vitesse appliquée à la motorisation 26) d'un taux égal au taux d'indisponibilité des dispositifs 25 d'étiquetage ;
shunter (en d'autres termes, by-passer) le(s) dispositif(s) 25 d'étiquetage indisponible(s) - c'est-à-dire, dans l'exemple précité, celui ou ceux dont la bobine 28 est vide ;
- commander l'étiquetage de l'ensemble des récipients 2 au moyen des dispositifs 25 d'étiquetage opérationnels.
Le shunt de chaque dispositif 25 d'étiquetage indisponible consiste par ex. à écarter le rouleau 30 du trajet des récipients 2 (c'est-à-dire du carrousel 23). A cet effet, le rouleau 30 est avantageusement monté sur un support mobile (en translation ou en rotation) dont le déplacement est commandé par l'unité 41 de contrôle.
Il résulte de ce qui précède une réduction de la cadence d'un taux égal au taux d'indisponibilité des dispositifs d'étiquetage (33% dans l'exemple précité, où un dispositif 25 d'étiquetage sur trois est indisponible). L'unité 41 de contrôle répercute cette réduction de cadence sur les autres unités de traitement (et de transfert) par réduction de leurs vitesses respectives du même taux.
Lorsque l'incident est terminé, l'unité 41 de contrôle en est informée. Ainsi, dans le cas c) évoqué ci-dessus, une fois le(s) dispositifs 25 d'étiquetage à nouveau opérationnel(s) (c'est-à-dire, dans l'exemple illustré, une fois installée une nouvelle bobine 28 sur le ou chaque dispositif 25 d'étiquetage épuisé), l'unité 41 de contrôle reçoit du capteur C1, C2 ou C3 correspondant un signal caractéristique de la disponibilité du (ou des) dispositifs 25 d'étiquetage (et caractéristique, ici, la présence d'une bobine 28 pleine), de sorte que l'unité 7 d'étiquetage peut à nouveau (avec le reste de l'installation 1) tourner à plein régime.
L'unité 41 de contrôle augmente en conséquence les consignes de vitesses des unités de traitement (ou de transfert) à leurs valeurs nominales respectives (correspondant à la production normale), de sorte à augmenter la cadence de production jusqu'à sa valeur nominale (correspondant à la production normale).
Il se peut que la remontée de cadence nécessite une progression par paliers, pour éviter que tant les unités de traitement (ou de transfert) que les articles 2, 3 ne subissent des accélérations trop brutales susceptibles de les endommager.
A cet effet, la force de l'accélération commandée sur chaque unité de traitement (ou de transfert) par l'unité 41 de contrôle peut être inversement proportionnelle à la force de décélération commandée sur chaque unité de traitement lors de la diminution de cadence imposée par l'incident. Ainsi, cette accélération peut être :
forte si la diminution de cadence était initialement faible ;
moyenne si la diminution de cadence était initialement moyenne ; faible si la diminution de cadence était initialement forte.
Des essais conduits sur une installation 1 de production de récipients 2 a montré l'efficacité du procédé de pilotage décrit ci-dessus, qui permet non seulement de maintenir la production (certes à cadence réduite) mais également de maintenir une bonne qualité des récipients 2 produits.
On notera que la présente description ne saurait être considérée comme limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemple, et que certaines variantes ou alternatives à la portée d'un homme du métier pourraient être considérées sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de pilotage d'une installation (1) de manutention d'articles (2), cette installation (1) comprenant au moins :
- Un système (5, 6, 7, 8) de transport des articles, qui comprend au moins un support (14, 19, 23, 33) mobile et une motorisation (18, 22, 26, 38A, 38B), couplée au support (14, 19, 23, 33) mobile pour déplacer celui-ci le long d'un trajet de transport ;
Une unité (41) de contrôle reliée à la motorisation (18, 22, 26, 38A, 38B) et programmée pour entraîner celle-ci selon une consigne prédéterminée de vitesse, proportionnelle à une cadence de transport des articles procurée par l'installation (1) ;
ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à :
- Détecter un incident susceptible d'affecter le fonctionnement de l'installation (1 ) ;
Calculer, par l'unité (41) de contrôle, une réduction de la cadence de production, induite par l'incident ;
Appliquer cette réduction à la consigne de vitesse.
2. Procédé de pilotage, selon la revendication 1 , d'une installation
(1) de manutention de récipients (2) dans lequel le système (7) de transport des récipients (2) est une unité (7) d'étiquetage comprenant un carrousel (23) pourvu d'une pluralité de postes (24) de traitement, et de plusieurs dispositifs (25) d'étiquetage périphériques, ce procédé comprenant les opérations consistant à :
Détecter une indisponibilité d'au moins un dispositif (25) d'étiquetage
Réduire la consigne de vitesse appliquée à l'unité (7) d'étiquetage d'un taux égal au taux d'indisponibilité des dispositifs (25) d'étiquetage ;
Shunter le(s) dispositif(s) (25) d'étiquetage indisponible(s) ;
Commander l'étiquetage de l'ensemble des récipients (2) au moyen des dispositifs (25) d'étiquetage opérationnels.
3. Procédé de pilotage, selon la revendication 1, d'une installation (1) dans laquelle le système (8) de transport est une unité (8) de transfert équipée d'un convoyeur (33) linéaire qui s'étend d'un point (E) d'entrée jusqu'à un point (S) de sortie, et de capteurs (C1, C2, C3) aptes chacun à détecter une accumulation des articles (2) sur le convoyeur (33), ce procédé comprenant les opérations consistant à :
Détecter une accumulation d'articles (2) sur le convoyeur (33) ; - Déterminer une réduction de la vitesse à appliquer à la motorisation
(38A) d'un taux proportionnel au niveau d'accumulation détecté ;
Appliquer la réduction de la vitesse à la motorisation (38A).
4. Procédé de pilotage d'une installation (1) de production de récipients (2) à partir d'ébauches (3) en matière plastique, cette installation (1) comprenant :
plusieurs unités de traitement, à savoir au moins une unité (4) de conditionnement thermique des ébauches (3) et au moins une unité (5) de formage des récipients (2) à partir des ébauches (3) conditionnées thermiquement ;
- au moins une unité (8, 9) de transfert des récipients (2) formés vers une unité (6) de remplissage ou une unité (7) d'étiquetage ;
une unité (41) de contrôle qui commande au moins l'unité (4) de conditionnement thermique, l'unité (5) de formage et l'unité (8, 9) de transfert en leur imposant à chacune une consigne de vitesse proportionnelle à une cadence de production des récipients (2) ; ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à :
détecter un incident susceptible d'affecter le fonctionnement de l'installation (1 ) ;
- déterminer une réduction de la cadence de production induite par l'incident ;
appliquer cette réduction à la consigne de vitesse de chaque unité (4, 5, 8, 9) de traitement ou de transfert.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à :
détecter la fin de l'incident ;
augmenter la cadence de production jusqu'à une valeur nominale ; augmenter la consigne de vitesse de chaque unité (4, 5, 8, 9) de traitement ou de transfert jusqu'à une valeur nominale.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisée en ce que la l'augmentation des consignes de vitesse est effectuée par une accélération dont la force est inversement proportionnelle à la décélération induite par la réduction de la consigne de vitesse consécutive à la réduction de la cadence.
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