EP4457078A1 - Procede de regulation d'une installation de production de recipients - Google Patents

Procede de regulation d'une installation de production de recipients

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EP4457078A1
EP4457078A1 EP22844211.7A EP22844211A EP4457078A1 EP 4457078 A1 EP4457078 A1 EP 4457078A1 EP 22844211 A EP22844211 A EP 22844211A EP 4457078 A1 EP4457078 A1 EP 4457078A1
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EP
European Patent Office
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parameter
configuration
called
thickness
blowing
Prior art date
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Pending
Application number
EP22844211.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierrick Protais
Julien Gendre
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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    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7158—Bottles

Definitions

  • the present invention relates to the field of the manufacture of containers, such as bottles or flasks for example, by blow molding or stretch-blow molding from preforms made of thermoplastic material, such as for example polyethylene terephthalate called “PET”. It relates to a process for molding by blow molding or stretch blow molding containers from preforms and an installation implementing such a process.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the manufacture of these containers comprises two main phases, namely a first phase called preform heating, during which a succession of preforms is heated in the heating unit to a reference temperature at which the preforms are in a malleable state in which they can be formed, and a second so-called forming phase, during which the heated preforms are each transferred into a mold of the blow molding unit and a pressurized fluid is injected into each preform by the injection device also called corresponding nozzle to give the preform the final shape of the container.
  • the fluid under pressure is usually a gas, such as air.
  • forming generally includes a stretching phase carried out by means of a mobile stretching rod arranged to apply a stretching force to the bottom of a preform in a mold in order to stretch the preform along its axis. , which helps keep the preform centered with respect to the mould.
  • a production facility for these containers generally includes a control console from which many parameters can be manually adjusted by an operator to control the heating unit and/or the forming unit.
  • said parameters consist, for example, of the heating power, the machine rate which modifies the running speed of the preforms in the heating unit, the power of a ventilation ensuring the evacuation of part of the heat in the heating unit; the temperature profile of the preferential heating, etc.
  • said parameters consist, for example, of the pre-blowing pressure, the start of the pre-blowing, the pre-blowing flow rate, the stretching speed, the blowing pressure, etc.
  • the manufacturing process requires numerous preliminary tests before obtaining a container judged to be compliant, that is to say a container which respects all the quality criteria defined beforehand by a specification.
  • the operation is tedious and time-consuming to implement, because it is essential to adjust each of the parameters of the installation and of the process in order to guarantee the conformity of the container.
  • this preliminary step must be carried out for each container format.
  • the format of a container can in particular be defined by the height, the shape, the volume, the material of the latter.
  • a quality criterion for judging the conformity of a container can be the distribution of the material along the height of the container, for a given format.
  • one of the parameters of the manufacturing process which impacts this criterion is the thermal conditioning of the preforms, during the passage of the preforms in the heating unit.
  • Document EP1998950 proposes a solution consisting in controlling the material distribution criterion using thickness sensors located one above the other. If this criterion is deemed non-compliant, the power of the heating lamp located at the same height as a sensor will be modified accordingly. The other lamps are not affected and their settings are not corrected. Thus, the thermal conditioning of the preform is therefore not completely controlled.
  • this modification of the heating parameters of the furnace can lead to a modification of the thermal conditioning of the preform
  • the document EP2352633 is also known, which describes a method and an apparatus for the blow molding of containers.
  • a preform made of a thermoplastic material is first subjected to heat treatment in the area of a heating section along a transport path.
  • the preform is then shaped into a container inside a blow mold under the effect of blow pressure.
  • a wall thickness is measured on at least one vertical level of the container.
  • a preset value for the wall thickness is transmitted to a controller as a desired value, and the measured wall thickness is transmitted to it as an actual value.
  • the controller pre-sets the amount of at least one parameter influencing the blowing process based on a difference between the desired value and the actual value. More specifically, the controller pre-sets the quantity of at least one parameter influencing the supply of blowing gas.
  • the quantity of the parameter is predefined on the basis of a simulation model of the blowing process implemented in the controller.
  • One of the aims of the invention is therefore to remedy these drawbacks by proposing a method making it possible to modify the thermal conditioning of the preforms and/or the forming parameters of the containers without being obliged to stop the production facility and, in doing so, to maintain the quality of the containers produced.
  • a mold consisting of two half-molds delimiting a molding cavity, said preform being blown into the mold, possibly with a pre-blowing step, said preform heating, pre-blowing and blowing steps being controlled by a control unit from various so-called control parameters such as the temperature in the oven, the blowing pressure in the mold and/or the pre-blowing pressure and/or the pre-blowing flow rate and/or the speed of the draw rod for example;
  • said method is remarkable in that it comprises at least the following steps: i) measuring the thickness of the wall of said containers on leaving the mould, at at least two different heights; ii) comparison of the measurements of the thicknesses with setpoint values determined for each height of the containers; iii) if the difference between the measurements of the thicknesses and the setpoint values determined is greater than a determined threshold, modification of at least one of the control parameters, the said modified control parameter(s) being selected at the less by calculating the theoretical effects of the variation for each parameter on the thicknesses then by selecting the
  • the method according to the invention makes it possible to maintain the production quality of an existing bottle according to the environmental conditions and the changes of the preform.
  • step iii) comprises at least the following steps:
  • step of selecting at least one parameter comprises a step of hierarchizing the parameters according to said calculated theoretical deviations.
  • Said parameters are ranked in increasing order, from the lowest cumulative deviation value to the highest cumulative deviation value.
  • step of calculating the deviations and prior to the step of calculating the theoretical corrections it includes an additional step of recalculating the deviations if the calculated deviations are not within the said limits.
  • the parameter selection step is carried out after the calculation of a new average of the thicknesses for each zone and/or the combination of deviations for each thickness zone has changed.
  • Said new average of the thicknesses for each zone is calculated at a predetermined frequency.
  • the new average of the thicknesses for each zone is calculated every m bottles taken out of the mold and measured, m being an integer between 30 and 80.
  • n being a predetermined number greater than or equal to 1
  • the deviation of the measurements of the thicknesses with the determined setpoint values is greater than a determined threshold
  • Said new parameter i+1 selected corresponds to the hierarchical parameter i+1.
  • the optimal reference coefficients, of each parameter, attributed to each zone of thickness of the wall of the containers are variable and are calculated at each modification of a parameter.
  • Said calculation of the optimal reference coefficient assigned to each zone of vessel wall thickness is obtained from the calculation of the actual effect of the adjustment on each zone of vessel wall thickness.
  • Said calculation comprises at least the following steps:
  • General Said parameter consists of a parameter of the heating unit such as the heating power at a determined height of the preform and/or the machine rate which modifies the running speed of the preforms in the heating unit and/or the power ventilation ensuring the evacuation of part of the heat in the heating unit and/or the temperature profile of the preferential heating.
  • the parameter can also consist of a parameter of the forming unit such as the value of the pre-blowing pressure and/or the start of the pre-blowing and/or the pre-blowing flow rate and/or the draw rod speed and/or blow pressure.
  • the method includes a step of preselection of the parameters from a GUI, according to the Anglo-Saxon acronym "Graphical User Interface", one or more parameters being associated with a predefined production configuration.
  • it comprises at least three predefined production configurations, a so-called process configuration, a so-called applications configuration and a so-called options configuration.
  • Said so-called process configuration comprises at least two sub-configurations, namely a so-called thermal resistance sub-configuration and a so-called preferential heating sub-configuration, one or more parameters being associated with each sub-configuration.
  • Said so-called application configuration comprises at least three sub-configurations, namely a so-called carbonated water sub-configuration, a so-called still water sub-configuration and a so-called petaloid product sub-configuration, one or more parameters being associated with each subconfiguration.
  • Said so-called options configuration comprises at least three sub-configurations, namely a so-called sub-configuration without options, a so-called basic sub-configuration and a so-called search sub-configuration, one or more parameters being associated with each sub-configuration.
  • Another object of the invention relates to a computer program product comprising a sequence of instructions which, when the program is executed by a computer, leads the latter to implement the steps of the method according to the invention.
  • a third object of the invention relates to a data processing device comprising means for implementing the steps of the method according to the invention.
  • a final object of the invention relates to a computer-readable recording medium comprising instructions which, when executed by a processor
  • FIG. 1 is a schematic representation, seen from above, of a forming installation implementing the process according to the invention
  • FIG. 2 is a side view which represents a preform intended to supply the forming installation of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a schematic representation of the different stages of forming a container through the forming unit of figure 1,
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the preform thermal conditioning unit of the forming unit of FIG. 1
  • FIG. 5 is a schematic representation of the step of measuring the wall thickness of the container formed at different heights
  • FIG. 6 is a flowchart of the different steps of the process for regulating the unit for forming containers according to the invention.
  • holding member means gripping member or supporting member of a hollow body which is capable of transporting the hollow body from one point to another.
  • FIG. 1 An installation 1 for forming final containers 2 of thermoplastic material, such as "PET” (polyethylene terephthalate) recycled or not or "PP" (polypropylene), from preforms 3.
  • the preforms 3 are generally made beforehand by injection molding. These preforms 3 are generally cold when they are delivered to the inlet of the installation 1 for forming.
  • the generic term "hollow body” will be used to designate either a preform, a container being formed or a final container.
  • Installation 1 comprises several treatment stations. Among the processing stations commonly fitted to such installations 1, a heating station 4 and a forming station 5 provided with several molding units 6 mounted on the periphery of a carousel 7 have been shown here.
  • the installation 1 can comprise other treatment stations which are not shown here, such as a filling station, a labeling station, a capping station, etc.
  • the installation 1 for forming containers 2 continuously.
  • the hollow bodies are thus constantly in motion between their entry into the installation 1 in the form of a preform 3 and their exit in the form of final containers 2. This makes it possible to obtain a higher rate of production of containers 2.
  • the installation 1 comprises several devices for transporting the hollow bodies which are described below.
  • the invention is applicable to an installation operating sequentially.
  • the installation 1 comprises a first transfer wheel 8 at the input of the heating station 4, a second transfer wheel 9 at the output of the heating station 4, and a third transfer wheel 10 interposed between the second wheel 9 of transfer and forming station 5. Finally, a fourth transfer wheel 11 is arranged at the exit of the forming station 5 to transfer the hollow bodies, here the final containers 2, to a conveyor 12 such as a belt or an air conveyor.
  • the hollow bodies pass through the installation 1 according to a determined production path which is indicated in bold lines in FIG.
  • the hollow bodies arrive, in the form of preforms 3, successively one after the other via a ramp 13 which feeds the first transfer wheel 8, forming a first device for transporting the hollow bodies.
  • the first transfer wheel 8 is in the form of a disc 14 whose periphery is equipped with several support notches each forming a member 15 for holding a hollow body. The holding members 15 are thus embedded on the disc 14.
  • the disc 14 is rotatably mounted around a central vertical axis "A" in a counterclockwise direction, referring to FIG.
  • the holding members 15 thus move in a closed circuit of circular shape around the axis "A".
  • the hollow bodies, here the preforms 3 are conveyed from the ramp 13 to an entrance to the heating station 4 by following the production path.
  • the holding member 15 continues its movement empty along the closed circuit to return to its starting point and load a following hollow body.
  • a useful section, shown in bold lines in FIG. 1, of said circuit forms an open section of the production path.
  • the members for holding the first transfer wheel are formed by grippers for gripping a hollow body.
  • the hollow bodies, still in the form of a preform 3, are conveyed through the heating station 4 to be heated there prior to the blow molding or stretch blow molding operations.
  • the heating station 4 is equipped with heating means, such as lamps or diodes 16, emitting electromagnetic radiation to heat the material of the preforms 3, for example infrared radiation at a power and on a predetermined spectrum. which interacts with the material of the preform 3 to heat it.
  • the power and the spectrum are controlled by means of an electronic control unit 17.
  • lamps 16 can be substituted by any other heating means well known to those skilled in the art such as VCEL diodes emitting monochromatic or pseudomonochromatic electromagnetic radiation in the infrared or even microwave sources by example without departing from the scope of the invention.
  • the heating station 4 is also equipped with ventilation means (not shown), such as fans or forced air devices also known by the English name "airblade”.
  • ventilation means participate in regulating the temperature of the hollow body.
  • the ventilation means comprise air flow control means.
  • each heating means can be controlled to heat certain portions of the hollow body more or less.
  • the setting and in particular the height of each activated heating means is for example controlled automatically by the electronic control unit 17 .
  • Each hollow body is carried by a rotary mandrel, also called spinner, which forms a holding member 18 associated with the heating station 4.
  • a holding member 18 conventionally comprises a mandrel (not shown) which is fitted into a neck of the hollow body, as well as a pinion meshing with a fixed rack running along the production path so as to ensure a substantially uniform rotation of the body. hollow during its heating.
  • each hollow body is driven in rotation by an individual electric motor.
  • the rotation is then controlled by the electronic control unit 17.
  • the holding members 18 are carried by a closed chain which is driven in a clockwise direction by drive wheels 19 which are rotatably mounted around vertical axes "B". This chain of holding members 18 set in motion thus forms a second hollow body transport device. Each holding member 18 is here moved continuously, that is to say without interruption, along a closed circuit. A useful section, shown in bold lines in FIG. 1, of said circuit forms an open section of the production path.
  • the hollow bodies, here the hot preforms 3, are then transmitted to the second transfer wheel 9 which has a structure similar to that of the first transfer wheel 8.
  • This second transfer wheel 9 forms a third hollow body transport device.
  • each holding member 18 of the heating station 4 continues its empty journey along the closed circuit to return to its starting point and load a new hollow body.
  • the second transfer wheel 9 is in the form of a disc 20 whose periphery is equipped with several support notches each forming a member 21 for holding a hollow body.
  • the holding members 21 are thus embedded on the disc 20.
  • the disc 20 is rotatably mounted around a central vertical axis "C" in a counterclockwise direction, with reference to FIG.
  • the holding members 21 thus move along a closed circuit of circular shape around the axis "C".
  • the hollow bodies are conveyed from the output of the heating station 4 to the third transfer wheel 1 following the production path.
  • the associated holding member 23 continues to move empty along the closed circuit to return to its starting point and load a new hollow body.
  • a useful section, shown in bold lines in FIG. 1, of said circuit forms an open section of the production path.
  • the third transfer wheel 10 is in the form of a central hub whose periphery is equipped with several arms 22 radiating from the
  • each arm 22 is equipped with a clamp forming a member 23 for holding a hollow body.
  • the hub is rotatably mounted around a central vertical axis "D" in a clockwise direction, referring to FIG.
  • the holding members 23 thus move in a closed circuit around the axis "D".
  • the arms 22 are capable of pivoting around a vertical axis relative to the hub or else of extending telescopically to allow the spacing between two hollow bodies to be varied.
  • the hollow bodies are thus conveyed from the transfer wheel 9 to the forming station 5 along the production path.
  • the associated holding member 23 continues its movement empty along the closed circuit to return to its starting point and load a new hollow body.
  • a useful section, shown in bold lines in FIG. 1, of said circuit forms an open section of the production path.
  • each hollow body here in the form of a hot preform 3 is inserted into one of the molding units 6 of the forming station 5 .
  • the molding units 6 are driven in continuous and regular movement around the vertical axis "E" of the carousel 7 in a counterclockwise direction, referring to FIG.
  • the molding units 6 thus move along a closed circuit of circular shape around the axis "E".
  • the hollow bodies are thus conveyed from the third transfer wheel 10 to the fourth transfer wheel 11 .
  • the hollow bodies are transformed into final containers 2 by forming means which will be described schematically later.
  • the hollow bodies are transmitted, in the form of final containers 2, to the fourth transfer wheel 11 which has a structure identical to that of the transfer wheel 10 .
  • This fourth transfer wheel 11 forms a sixth hollow body transport device.
  • the fourth transfer wheel 11 is in the form of a disc 24 whose periphery is equipped with several notches each of which forms a member 25 for holding a hollow body.
  • the holding members 25 are thus embedded on the disc 24.
  • Disc 24 is rotatably mounted around a central vertical axis "F" in a clockwise direction, referring to FIG.
  • the holding members 25 thus move in a closed circuit of circular shape around the axis "F".
  • the hollow bodies are thus conveyed from the output of the forming station 5 to the conveyor 12 following the production path.
  • the associated holding member 25 continues its empty movement along the closed circuit to return to its starting point and load a new hollow body.
  • a useful section, shown in bold lines in FIG. 1, of said circuit forms an open section of the production path.
  • the holding members of the fourth transfer wheel are formed by clamps.
  • each hollow body undergoes various processing steps during its journey along the production path, and in particular a heating step in the heating station 4, followed by a forming step in the forming station 5.
  • such a forming installation 1 is capable of producing final containers 2 of different formats.
  • the molding units 6 equipping the forming station 5 are provided with interchangeable molds.
  • the installation 1 will be supplied with preforms 3 having suitable intrinsic characteristics.
  • a preform 3 has a cylindrical body 26 with a tubular wall 27 closed at one of its axial ends by a bottom 28, and which is extended at its other end by a neck 29, also tubular.
  • the neck 29 is generally injected so as to already have its final shape while the body 26 of the preform 3 is intended to undergo a relatively large deformation to form the final container 2 during the forming step.
  • the preforms 3 are here made from recycled or non-recycled "PET” or "PP" material, that is to say that the preform 3 is made by molding a single thermoplastic material of determined composition.
  • thermoplastic material for example, of the thickness of the wall 27 of the preform 3, or else the rate of absorption of infrared radiation by the thermoplastic material.
  • the invention proposes a method for controlling the installation 1 for forming hollow bodies making it possible to automatically adjust the treatment parameters of the treatment stations according to the measurements carried out
  • the thickness of the container is measured at least two different heights by any appropriate means well known to those skilled in the art. profession such as by interferometry sensors for example.
  • step of modifying (300) at least one of the control parameters comprises at least the following steps:
  • Prior to the step of selecting at least one parameter it includes a step of prioritizing the parameters according to said calculated theoretical deviations. Said parameters are ranked in increasing order, from the lowest cumulative deviation value to the highest cumulative deviation value.
  • the zero calculated theoretical corrections are excluded and the addition of the calculated theoretical deviations is carried out in absolute value.
  • the step of selecting the parameter is carried out after the calculation of a new average of the thicknesses for each zone and/or the combination of the deviations for each thickness zone has changed.
  • a new average of the thicknesses for each zone is calculated at a predetermined frequency.
  • the new average of the thicknesses for each zone is calculated for all the m bottles taken out of the mold and for which the thicknesses have been measured, m being an integer between 30 and 80.
  • m is equal to 50.
  • m can be any whole number without departing from the scope of the invention.
  • the optimal reference coefficients attributed to each zone of thickness of the wall of the containers are variable and are calculated each time a parameter is modified. Said calculation of the optimal reference coefficient assigned to each zone of vessel wall thickness is obtained from the calculation of the actual effect of the adjustment on each zone of vessel wall thickness.
  • said calculation comprises at least the following steps:
  • variable optimal reference coefficients make it possible to personalize these coefficients according to the environment, the machine, the resin of the preforms, etc.
  • Said parameter consists of a parameter of the heating unit such as the heating power at a determined height of the preform and/or the machine rate which modifies the running speed of the preforms in the heating unit and/or the power of a ventilation ensuring the evacuation of part of the heat in the heating unit and/or the temperature profile of the preferential heating, and/or the said parameter consists of a parameter of the forming unit such as the value of the pre-blowing pressure and/or the start of the pre-blowing and/or the pre-blowing flow rate and/or the speed of the stretch rod and/or the blowing pressure.
  • the latter advantageously comprises a step of preselection of the parameters from a GUI, according to the English acronym "Graphical User Interface", a or several parameters being associated with a predefined production configuration.
  • the installation comprises at least one display screen, touchscreen or not, not shown in the figures, connected to the installation control unit.
  • the GUI comprises at least three predefined production configurations, a so-called process configuration, a so-called applications configuration and a so-called options configuration.
  • Said so-called process configuration comprises at least two sub-configurations, namely a so-called thermal resistance sub-configuration and a so-called preferential heating sub-configuration, one or more parameters being associated with each sub-configuration.
  • Said so-called application configuration comprises at least three sub-configurations, namely a so-called carbonated water sub-configuration, a so-called still water sub-configuration and a so-called petaloid product sub-configuration, one or more parameters being associated with each subconfiguration.
  • Said so-called options configuration comprises at least three sub-configurations, namely a so-called sub-configuration without options, a so-called basic sub-configuration and a so-called search sub-configuration, one or more parameters being associated with each sub-configuration.
  • GUI could include other predefined configurations and/or sub-configurations without thereby departing from the scope of the invention.

Landscapes

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Abstract

La présente invention concerne un procédé pour fabriquer des récipients en matières thermoplastiques par moulage avec soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme préalablement chauffée dans un four puis disposée dans un moule constitué de deux demi-moules délimitant une cavité de moulage, ladite préforme étant soufflé dans le moule, avec éventuellement une étape de pré-soufflage, lesdites étapes de chauffage des préformes, de pré-soufflage et de soufflage étant pilotées par une unité de contrôle à partir de différents paramètres dits de pilotage tels que la température dans le four, la pression de soufflage dans le moule et/ou la pression de pré-soufflage et/ou le débit de pré-soufflage et/ou la vitesse de la tige d'étirage par exemple; ledit procédé étant remarquable en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes de : i) mesure de l'épaisseur de la paroi desdits récipients à la sortie du moule, à au moins deux hauteurs différentes; ii) comparaison des mesures des épaisseurs avec des valeurs de consigne déterminées pour chaque hauteur des récipients; iii) si l'écart des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées est supérieur à un seuil déterminé, modification d'au moins un des paramètres de pilotage, le ou lesdits paramètres de pilotage modifié(s) étant sélectionné(s) au moins en calculant les effets théoriques de la variation pour chaque paramètre sur les épaisseurs puis en sélectionnant le ou les paramètres induisant le plus petit écart entre les valeurs mesurées et les valeurs théoriques d'épaisseurs; iv) les étapes i) à iii) sont répétées jusqu'à ce que les écarts des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées soient inférieurs audit seuil déterminé.

Description

Titre : Procédé de régulation d’une installation de production de récipients
DESCRIPTION
Domaine technique : La présente invention concerne le domaine de la fabrication de récipients, telles que des bouteilles ou flacons par exemple, par soufflage ou étirage-soufflage à partir de préformes en matériau thermoplastique, telle que par exemple le polyéthylène téréphtalate dit «PET». Elle a pour objet un procédé de moulage par soufflage ou soufflage étirage de récipients à partir de préformes et une installation mettant en oeuvre un tel procédé.
Etat de la technique : Dans le domaine de la fabrication de tels récipients, il est bien connu que ces derniers sont fabriqués à travers une installation comprenant au moins une unité de chauffage et une unité de formage équipée d’une succession de moules à l’empreinte du modèle de récipient à former et de dispositifs d’injection correspondant.
Plus précisément, la fabrication de ces récipients comporte deux phases principales, à savoir une première phase dite de chauffe des préformes, au cours de laquelle une succession de préformes est chauffée dans l’unité de chauffage à une température de référence à laquelle les préformes sont dans un état malléable dans lequel elles peuvent être formées, et une seconde phase dite de formage, au cours de laquelle les préformes chauffées sont transférées chacune dans un moule de l’unité de soufflage et un fluide sous pression est injecté dans chaque préforme par le dispositif d’injection aussi appelé tuyère correspondant pour conférer à la préforme la forme finale du récipient. Le fluide sous pression est usuellement un gaz, tel que de l’air. Par ailleurs, le formage inclut généralement une phase d’étirage réalisée au moyen d’une tige d’étirage mobile agencée pour appliquer une force d’étirage sur le fond d’une préforme dans un moule afin d’étirer la préforme selon son axe, ce qui contribue à maintenir la préforme centrée par rapport au moule.
De plus, une installation de production de ces récipients comprend généralement une console de commande à partir de laquelle de nombreux paramètres peuvent être ajustés manuellement par un opérateur pour piloter l’unité de chauffage et/ou l’unité de formage. S’agissant de l’unité de chauffe, lesdits paramètres consistent, par exemple, en la puissance de chauffe, la cadence machine qui modifie la vitesse de défilement des préformes dans l’unité de chauffage, la puissance d’une ventilation assurant l’évacuation d’une partie de la chaleur dans l’unité de chauffage ; le profil de température de la chauffe préférentielle, etc. Concernant l’unité de formage, lesdits paramètres consistent, par exemple, en la pression de pré-soufflage, le départ du présoufflage, le débit de pré-soufflage, la vitesse de l’étirage, la pression de soufflage, etc. Le procédé de fabrication nécessite de nombreux essais préliminaires avant l’obtention d’un récipient jugé conforme, c’est-à-dire d’un récipient qui respecte l’ensemble des critères de qualité définis préalablement par un cahier des charges. L’opération est fastidieuse et longue à mettre en oeuvre, car il est indispensable d’ajuster chacun des paramètres de l’installation et du procédé afin de garantir la conformité du récipient. En outre, cette étape préliminaire doit être réalisée pour chaque format de récipient. Le format d’un récipient peut notamment être défini par la hauteur, la forme, le volume, la matière du ce dernier.
La mise au point du procédé de fabrication et le paramétrage de l’installation associée nécessite donc la présence d’un opérateur ayant une bonne connaissance de l’installation, du procédé, et des modèles de préformes susceptibles d’être introduites dans l’installation afin d’obtenir un récipient conforme au format souhaité. Cette mise au point nécessite également un temps important, qui impacte directement le volume de production de la ligne.
Le récipient obtenu sera ensuite évalué pour déterminer s’il satisfait ou non aux critères, et ceci tout au long de la phase de production. Par exemple, un critère de qualité pour juger de la conformité d’un récipient peut être la répartition de la matière le long de la hauteur du récipient, pour un format déterminé. De manière connue, un des paramètres du procédé de fabrication qui impacte ce critère est le conditionnement thermique des préformes, lors du passage des préformes dans l’unité de chauffage.
Si ce critère de répartition de la matière n’est pas jugé conforme, l’opérateur doit ajuster différents paramètres afin de corriger le défaut, soit durant la phase de conditionnement thermique, soit durant la phase de formage, ou les deux. En outre, les modifications effectuées ne doivent pas conduire à l’apparition d’autres défauts ou problèmes.
A cet égard, afin de pallier cet inconvénient, on a déjà imaginé un procédé de régulation des paramètres de chauffage du four, notamment de régulation des variations de la puissance électrique des sources de rayonnement, en fonction de l’épaisseur de la paroi du récipient formé. C’est notamment le cas du brevet Européen EP1998950.
Le document EP1998950 propose une solution consistant à contrôler le critère de répartition de la matière à l’aide de capteurs d’épaisseur situés les uns au- dessus des autres. Si ce critère est jugé non conforme, la puissance de la lampe de chauffe située à la même hauteur qu’un capteur sera modifiée en conséquence. Les autres lampes ne sont pas concernées et leur réglage n’est pas rectifié. Ainsi, le conditionnement thermique de la préforme n’est donc pas totalement maîtrisé.
Par ailleurs, cette modification des paramètres de chauffage du four peut entraîner une modification du conditionnement thermique de la préforme
General pendant la production et ainsi engendrer une non-conformité du récipient formé vis-à-vis du cahier des charge du client. Par ailleurs, la non-conformité du récipient formé grève les coûts de fabrication et peut nécessiter l’arrêt de l’installation grevant encore plus les coûts de fabrication.
On connaît également le document EP2352633 qui décrit un procédé et un appareil pour le moulage par soufflage de récipients. Une préforme faite d'un matériau thermoplastique est d'abord soumise à un traitement thermique dans la zone d'une section de chauffage le long d'un chemin de transport. La préforme est ensuite façonnée en récipient à l'intérieur d'un moule de soufflage sous l'effet d'une pression de soufflage. Une fois le récipient moulé par soufflage, une épaisseur de paroi est mesurée sur au moins un niveau vertical du récipient. Une valeur prédéfinie pour l'épaisseur de la paroi est transmise à un contrôleur en tant que valeur souhaitée, et l'épaisseur de la paroi mesurée est transmise à celui-ci en tant que valeur réelle. Le contrôleur prédéfinit la quantité d'au moins un paramètre influençant le processus de soufflage en fonction d'une différence entre la valeur souhaitée et la valeur réelle. Plus précisément, le contrôleur prédéfinit la quantité d'au moins un paramètre influençant l'alimentation en gaz de soufflage. La quantité du paramètre est prédéfinie sur la base d'un modèle de simulation du processus de soufflage mis en oeuvre dans le contrôleur.
Toutes ces solutions sont insuffisantes car elles ne permettent pas à l’opérateur d’optimiser la phase de chauffe de manière directe et rapide. Les informations à sa disposition ne permettent pas une correction du défaut tout en évitant de faire apparaître d’autres problèmes, par exemple à d’autres niveaux de hauteur du récipient.
Il existe donc un besoin pour optimiser le procédé de fabrication en simplifiant le pilotage des différentes étapes et le paramétrage de l’installation. Notamment, il existe un besoin pour mieux maîtriser la phase de conditionnement des préformes, de manière plus ciblée le long de la hauteur des récipients, afin de raccourcir le temps nécessaire pour obtenir un premier récipient conforme pour un nouveau format. Il est également indispensable de pouvoir corriger rapidement un défaut détecté au cours de la fabrication de récipients et donc d’ajuster les différents paramètres de manière efficace, afin de ne pas impacter le flux de production.
Divulgation de l’invention : L'un des buts de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé permettant de modifier le conditionnement thermique des préformes et/ou les paramètres de formage des récipients sans être obligé d’arrêter l’installation de production et, ce faisant, de maintenir la qualité des récipients produits.
A cet effet, et conformément à l’invention, il est proposé un procédé pour fabriquer des récipients en matières thermoplastiques par moulage avec soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme préalablement chauffée dans un
General four puis disposée dans un moule constitué de deux demi-moules délimitant une cavité de moulage, ladite préforme étant soufflé dans le moule, avec éventuellement une étape de pré-soufflage, lesdites étapes de chauffage des préformes, de pré-soufflage et de soufflage étant pilotées par une unité de contrôle à partir de différents paramètres dits de pilotage tels que la température dans le four, la pression de soufflage dans le moule et/ou la pression de pré-soufflage et/ou le débit de pré-soufflage et/ou la vitesse de la tige d’étirage par exemple ; ledit procédé est remarquable en ce qu’il comporte au moins les étapes suivantes de : i) mesure de l’épaisseur de la paroi desdits récipients à la sortie du moule, à au moins deux hauteurs différentes ; ii) comparaison des mesures des épaisseurs avec des valeurs de consigne déterminées pour chaque hauteur des récipients ; iii) si l’écart des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées est supérieur à un seuil déterminé, modification d’au moins un des paramètres de pilotage, le ou lesdits paramètres de pilotage modifié(s) étant sélectionné(s) au moins en calculant les effets théoriques de la variation pour chaque paramètre sur les épaisseurs puis en sélectionnant le ou les paramètres induisant le plus petit écart entre les valeurs mesurées et les valeurs théoriques d’épaisseurs ; iv) les étapes i) à iii) sont répétées jusqu’à ce que les écarts des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées soient inférieurs audit seuil déterminé.
On comprend bien que, contrairement aux procédés de l’art antérieur, le procédé suivant l’invention permet de maintenir la qualité de production d'une bouteille existante en fonction des conditions environnementales et des changements de préforme.
De préférence, l’étape iii) comprend au moins les étapes suivantes de :
- définition, pour chaque paramètre, d’un coefficient de référence optimal choisi parmi des coefficients de références attribués à chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients ;
- mémorisation des limites inférieure et supérieure ainsi que des échelles pour chacun desdits paramètres ;
- calcul d’un ajustement de chaque paramètre en fonction dudit coefficient de référence optimal préalablement défini ;
- calcul des corrections théoriques pour chaque zone d’épaisseur en fonction des ajustements calculés et des échelles ;
- calcul de l’écart théorique d’épaisseur des récipients en fonction des corrections théoriques calculées pour chaque zone d’épaisseur ;
- addition, pour chaque paramètre, desdits écarts théoriques calculés ; et
- sélection d’au moins un paramètre présentant la valeur d’écart cumulé la plus faible. Par ailleurs, de préférence, préalablement à l’étape de sélection d’au moins un paramètre, il comporte une étape de hiérarchisation des paramètres en fonction desdits écarts théoriques calculés.
Lesdits paramètres sont hiérarchisés de manière croissante, de la valeur d’écart cumulé la plus faible à la valeur d’écart cumulé la plus grande.
De plus, après l’étape de calcul des écarts et préalablement à l’étape de calcul des corrections théoriques, il comporte une étape additionnelle de recalcul des écarts si les écarts calculés ne sont pas dans lesdites limites.
Par ailleurs, les corrections théoriques calculées nulles sont exclues et l’addition des écarts théoriques calculés est réalisée en valeur absolue.
De plus, l’étape de sélection du paramètre est réalisée après le calcul d’une nouvelle moyenne des épaisseurs pour chaque zone et/ou que la combinaison des écarts pour chaque zone d’épaisseur a changé.
Ladite nouvelle moyenne des épaisseurs pour chaque zone est calculée à une fréquence prédéterminée.
De préférence, la nouvelle moyenne des épaisseurs pour chaque zone est calculée toutes les m bouteilles sorties du moule et mesurées, m étant un nombre entier compris entre 30 et 80.
De préférence, si après n corrections sur ledit paramètre sélectionné, n étant un nombre prédéterminé supérieur ou égal à 1 , l’écart des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées est supérieur à un seuil déterminé, on sélectionne un nouveau paramètre.
Ledit nouveau paramètre i+1 sélectionné correspond au paramètre i+1 hiérarchisé.
De manière avantageuse, les coefficients de référence optimaux, de chaque paramètre, attribués à chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients sont variables et sont calculés à chaque modification d’un paramètre.
Ledit calcul du coefficient de référence optimal attribué à chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients est obtenu à partir du calcul de l’effet réel de l’ajustement sur chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients.
Ledit calcul comporte au moins des étapes suivantes de :
- Calcul d’un offset du paramètre de soufflage et/ou de chauffe en multipliant ledit coefficient initial par la dérive d’épaisseur ;
- Détermination du nouveau coefficient en fonction de l’offset appliqué au paramètre et de l’effet réel mesuré sur la répartition matière de chaque zone d’épaisseur.
General Ledit paramètre consiste en un paramètre de l’unité de chauffe tel que la puissance de chauffe à une hauteur déterminée de la préforme et/ou la cadence machine qui modifie la vitesse de défilement des préformes dans l’unité de chauffage et/ou la puissance d’une ventilation assurant l’évacuation d’une partie de la chaleur dans l’unité de chauffage et/ou le profil de température de la chauffe préférentielle.
Par ailleurs, le paramètre peut également consister en un paramètre de l’unité de formage tel que la valeur de la pression de pré-soufflage et/ou le départ du pré-soufflage et/ou le débit de pré-soufflage et/ou la vitesse de la tige d’étirage et/ou la pression de soufflage.
Accessoirement, le procédé comporte une étape de présélection des paramètres à partir d’un GUI, selon l’acronyme anglo-saxon « Graphical User Interface », un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à une configuration de production prédéfinie.
De préférence, il comporte au moins trois configurations de production prédéfinies, une configuration dite de procédé, une configuration dite d’applications et une configuration dite d’options.
Ladite configuration dite de procédé comporte au moins deux sous- configurations, à savoir une sous-configuration dite de résistance thermique et une sous-configuration dite de chauffe préférentielle, un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à chaque sous-configuration.
Ladite configuration dite d’application comporte au moins trois sous- configurations, à savoir une sous-configuration dite eau carbonatée, une sous configuration dite eau plate et une sous-configuration dite produit pétaloïde, un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à chaque sous-configuration.
Ladite configuration dite d’options comporte au moins trois sous-configurations, à savoir une sous-configuration dite sans options, une sous-configuration dite de base et une sous-configuration dite de recherche, un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à chaque sous-configuration.
Un autre objet de l’invention concerne un produit programme d'ordinateur comprenant une séquence d'instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduit celui-ci à mettre en oeuvre les étapes du procédé suivant l’invention.
Un troisième objet de l’invention concerne un dispositif de traitement de données comprenant des moyens de mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l’invention.
Un dernier objet de l’invention concerne un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un
General ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en oeuvre les étapes du procédé suivant l’invention.
Brève description des dessins : D’autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre d’une unique variante d’exécution, donnée à titre d’exemple non limitatif, du procédé conforme à l’invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] est une représentation schématique, vue de dessus, d’une installation de formage mettant en oeuvre le procédé suivant l’invention,
[Fig. 2] est une vue de côté qui représente une préforme destinée à alimenter l’installation de formage de la figure 1 ,
[Fig. 3] est une représentation schématique des différentes étapes de formage d’un récipient à travers l’unité de formage de la figure 1 ,
[Fig. 4] est une vue en coupe transversale de l’unité de conditionnement thermique des préformes de l’unité de formage de la figure 1 , [Fig. 5] est une représentation schématique de l’étape de mesure de l’épaisseur de la paroi du récipient formé à différentes hauteurs, [Fig. 6] est un ordinogramme des différentes étapes du procédé de régulation de l’unité de formage de récipients suivant l’invention.
Mode de réalisation de l’invention : Dans la suite de la description du procédé pour fabriquer des récipients en matières thermoplastiques par moulage avec soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme suivant l'invention, les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments. Les différentes vues ne sont pas nécessairement tracées à l'échelle.
Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références.
Dans la suite de la description, on adoptera, à titre non limitatif des orientations longitudinale dirigée selon le sens de déplacement du corps creux, verticale et transversale indiquées par le trièdre "L,V,T" des figures.
Par la suite, le terme "organe de maintien" signifie organe de préhension ou organe de support d'un corps creux qui est susceptible de transporter le corps creux d'un point à un autre.
On a représenté à la figure 1 une installation 1 de formage de récipients 2 finaux en matériau thermoplastique, tel que du "PET" (polyéthylène téréphtalate) recyclé ou non ou du "PP" (polypropylène), à partir de préformes 3. Les préformes 3 sont généralement réalisées auparavant par injection moulage. Ces préformes 3 sont généralement froides lorsqu'elles sont délivrées à l'entrée de l'installation 1 de formage. Dans la suite de la description, le terme générique "corps creux" sera utilisé pour désigner indifféremment une préforme, un récipient en cours de formage ou un récipient final.
L'installation 1 comporte plusieurs stations de traitement. Parmi les stations de traitement équipant couramment de telles installations 1 , on a ici représenté une station 4 de chauffage et une station 5 de formage munie de plusieurs unités 6 de moulage montées à la périphérie d'un carrousel 7.
On comprendra que l'installation 1 peut comporter d'autres stations de traitement qui ne sont pas représentées ici telles qu’une station de remplissage, une station d’étiquetage, une station de bouchage, etc.
A titre non limitatif, il s'agit d'une installation 1 de formage de récipients 2 en continu. Les corps creux sont ainsi constamment en mouvement entre leur entrée dans l'installation 1 sous forme de préforme 3 et leur sortie sous forme de récipients 2 final. Ceci permet d'obtenir un débit plus important de production de récipients 2. A cet effet, l'installation 1 comporte plusieurs dispositifs de transport des corps creux qui sont décrits par la suite.
En variante, l'invention est applicable à une installation fonctionnant de manière séquentielle.
L'installation 1 comporte une première roue 8 de transfert en entrée de la station 4 de chauffage, une deuxième roue 9 de transfert à la sortie de la station 4 de chauffage, et une troisième roue 10 de transfert interposé entre la deuxième roue 9 de transfert et la station 5 de formage. Enfin, une quatrième roue 11 de transfert est agencée à la sortie de la station 5 de formage pour transférer les corps creux, ici les récipients 2 finaux, vers un convoyeur 12 tel qu'un tapis ou un convoyeur à air.
Les corps creux défilent dans l'installation 1 selon un trajet de production déterminé qui est indiqué en trait gras à la figure 1 .
Les corps creux arrivent, sous forme de préformes 3, successivement l'une après l'autre par une rampe 13 qui alimente la première roue 8 de transfert, formant un premier dispositif de transport des corps creux. La première roue 8 de transfert se présente sous la forme d'un disque 14 dont la périphérie est équipée de plusieurs encoches de support formant chacune un organe 15 de maintien d'un corps creux. Les organes 15 de maintien sont ainsi embarqués sur le disque 14.
Le disque 14 est monté rotatif autour d'un axe "A" central vertical selon un sens antihoraire en se reportant à la figure 1 . Les organes 15 de maintien se déplacent ainsi selon un circuit fermé de forme circulaire autour de l'axe "A". Les corps creux, ici les préformes 3, sont convoyés depuis la rampe 13 jusqu'à une entrée de la station 4 de chauffage en suivant le trajet de production. Lorsqu'un corps creux a été transmis à la station 4 de chauffage, l'organe 15 de maintien poursuit son déplacement à vide le long du circuit fermé pour revenir à son point de départ et charger un corps creux suivant. Une section utile, représentée en trait gras à la figure 1 , dudit circuit forme un tronçon ouvert du trajet de production.
En variante non représentée de l'invention, les organes de maintien de la première roue de transfert sont formés par des pinces de préhension d'un corps creux.
Puis les corps creux, toujours sous forme de préforme 3, sont convoyées à travers la station 4 de chauffage pour y être chauffés préalablement aux opérations de soufflage ou d'étirage soufflage. A cet effet, la station 4 de chauffage est équipée de moyens de chauffage, tels que de lampes ou de diodes 16, émettant un rayonnement électromagnétique pour chauffer la matière des préformes 3, par exemple un rayonnement infrarouge à une puissance et sur un spectre prédéterminés qui interagit avec la matière de la préforme 3 pour la chauffer. La puissance et le spectre sont commandés au moyen d'une unité 17 électronique de commande.
Il est bien évident que les lampes 16 pourront être substituées par tout autre moyen de chauffe bien connu de l’homme du métier tel que des diodes VCEL émettant un rayonnement électromagnétique monochromatique ou pseudomonochromatique dans l’infrarouge ou bien encore des sources micro-ondes par exemple sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
La station 4 de chauffage est aussi équipée de moyens de ventilation (non représentés), tels que des ventilateurs ou des dispositifs d'air pulsé aussi connus sous la dénomination anglaise "airblade". Les moyens de ventilation participent à la régulation de la température du corps creux. Les moyens de ventilation comportent des moyens de commande du débit d'air.
Le paramétrage de chaque moyen de chauffage est susceptible d'être commandée pour chauffer plus ou moins certaines portions du corps creux. Le paramétrage et notamment la hauteur de chaque moyen de chauffage activé est par exemple commandée automatiquement par l'unité 17 électronique de commande.
Chaque corps creux est porté par un mandrin rotatif, également appelée tournette, qui forme un organe 18 de maintien associé à la station 4 de chauffage. Un tel organe 18 de maintien comporte classiquement un mandrin (non représenté) qui est emmanché dans un col du corps creux, ainsi qu'un pignon engrenant une crémaillère fixe courant le long du trajet de production de manière à assurer une rotation sensiblement uniforme du corps creux au cours de sa chauffe.
General En variante, chaque corps creux est entraîné en rotation par un moteur électrique individuel. La rotation est alors commandée par l'unité 17 électronique de commande.
Les organes 18 de maintien sont portés par une chaîne fermée qui est entraînée dans un sens horaire par des roues 19 motrices qui sont montées rotatives autour d'axes "B" verticaux. Cette chaîne d'organes 18 de maintien mise en mouvement forme ainsi un deuxième dispositif de transport des corps creux. Chaque organe 18 de maintien est ici déplacé en continu, c'est à dire sans interruption, le long d'un circuit fermé. Une section utile, représentée en trait gras à la figure 1 , dudit circuit forme un tronçon ouvert du trajet de production.
A la sortie de la station 4 de chauffage, les corps creux, ici les préformes 3 chaudes, sont ensuite transmis à la deuxième roue 9 de transfert qui présente une structure similaire à celle de la première roue 8 de transfert. Cette deuxième roue 9 de transfert forme un troisième dispositif de transport des corps creux.
Après la transmission du corps creux à la deuxième roue 9 de transfert, chaque organe 18 de maintien de la station 4 de chauffage poursuit son trajet à vide le long du circuit fermé pour revenir à son point de départ et charger un nouveau corps creux.
La deuxième roue 9 de transfert se présente sous la forme d'un disque 20 dont la périphérie est équipée de plusieurs encoches de support formant chacune un organe 21 de maintien d'un corps creux. Les organes 21 de maintien sont ainsi embarqués sur le disque 20.
Le disque 20 est monté rotatif autour d'un axe "C" central vertical selon un sens antihoraire en se reportant à la figure 1 . Les organes 21 de maintien se déplacent ainsi selon un circuit fermé de forme circulaire autour de l'axe "C".
Les corps creux sont convoyées depuis la sortie de la station 4 de chauffage jusqu'à la troisième roue 1 de transfert en suivant le trajet de production. Lorsqu'un corps creux a été transmis à la troisième roue 1 de transfert, l'organe 23 de maintien associé poursuit son déplacement à vide le long du circuit fermé pour revenir à son point de départ et charger un nouveau corps creux. Une section utile, représentée en trait gras à la figure 1 , dudit circuit forme un tronçon ouvert du trajet de production.
A la sortie de la deuxième roue 9 de transfert, corps creux, ici les préformes 3 chaudes, sont transmis à la troisième roue 1 de transfert. Cette troisième roue 1 de transfert forme un quatrième dispositif de transport des corps creux.
Ainsi, la troisième roue 10 de transfert se présente sous la forme d'un moyeu central dont la périphérie est équipée de plusieurs bras 22 rayonnant depuis le
General moyeu. L'extrémité libre de chaque bras 22 est équipée d'une pince formant un organe 23 de maintien d'un corps creux. Le moyeu est monté rotatif autour d'un axe "D" central vertical selon un sens horaire en se reportant à la figure 1 . Les organes 23 de maintien se déplacent ainsi selon un circuit fermé autour de l'axe "D".
Les bras 22 sont susceptibles de pivoter autour d'un axe vertical par rapport au moyeu ou encore de s'étendre de manière télescopique pour permettre de faire varier l'écartement entre deux corps creux.
Les corps creux sont ainsi convoyés depuis la roue 9 de transfert jusqu'à la station 5 de formage en suivant le trajet de production. Lorsqu'un corps creux a été transmis à la station 5 de formage, l'organe 23 de maintien associé poursuit son déplacement à vide le long du circuit fermé pour revenir à son point de départ et charger un nouveau corps creux. Une section utile, représentée en trait gras à la figure 1 , dudit circuit forme un tronçon ouvert du trajet de production.
Lors de leur transfert à la station 5 de formage, chaque corps creux, ici sous forme de préforme 3 chaude, est inséré dans une des unités 6 de moulage de la station 5 de formage. Les unités 6 de moulage sont entraînées en mouvement continu et régulier autour de l'axe "E" vertical du carrousel 7 selon un sens antihoraire en se reportant à la figure 1 . Les unités 6 de moulage se déplacent ainsi selon un circuit fermé de forme circulaire autour de l'axe "E".
Durant leur formage, les corps creux sont ainsi convoyés depuis la troisième roue 10 de transfert jusqu'à la quatrième roue 11 de transfert. Durant leur convoyage, les corps creux sont transformés en récipients 2 finaux par des moyens de formage qui seront décrits schématiquement par la suite.
Lorsqu'un récipient 2 a été transmis à la quatrième roue 11 de transfert, l'unité 6 de moulage associée poursuit son déplacement à vide le long du circuit fermé pour revenir à son point de départ et charger un nouveau corps creux. Une section utile, représentée en trait gras à la figure 1 , dudit circuit forme un tronçon ouvert du trajet de production.
A la sortie de la station 5 de formage, les corps creux sont transmis, sous forme de récipients 2 finaux, à la quatrième roue 11 de transfert qui présente une structure identique à celle de la roue 10 de transfert. Cette quatrième roue 11 de transfert forme un sixième dispositif de transport des corps creux.
Ainsi, la quatrième roue 11 de transfert se présente sous la forme d'un disque 24 dont la périphérie est équipée de plusieurs encoches dont chacune forme un organe 25 de maintien d'un corps creux. Les organes 25 de maintien sont ainsi embarqués sur le disque 24. Le disque 24 est monté rotatif autour d'un axe "F" central vertical selon un sens horaire en se reportant à la figure 1 . Les organes 25 de maintien se déplacent ainsi selon un circuit fermé de forme circulaire autour de l'axe "F".
Les corps creux sont ainsi convoyés depuis la sortie de la station 5 de formage jusqu'au convoyeur 12 en suivant le trajet de production. Lorsqu'un corps creux a été transmis au convoyeur 12, l'organe 25 de maintien associé poursuit son déplacement à vide le long du circuit fermé pour revenir à son point de départ et charger un nouveau corps creux. Une section utile, représentée en trait gras à la figure 1 , dudit circuit forme un tronçon ouvert du trajet de production.
En variante non représentée de l'invention, les organes de maintien de la quatrième roue de transfert sont formés par des pinces.
Ainsi, en référence à la figure 3, chaque corps creux subit différentes étapes de traitement lors de son parcours le long du trajet de production, et notamment une étape de chauffage dans la station 4 de chauffage, suivie d'une étape de formage dans la station 5 de formage.
De manière générale, une telle installation 1 de formage est susceptible de produire des récipients 2 finaux de formats différents. A cet effet, les unités 6 de moulage équipant la station 5 de formage sont munies de moules interchangeables. Ainsi, il est possible de modifier la forme du récipient final produit.
En fonction du format de récipient final sélectionné, l'installation 1 sera alimentée avec des préformes 3 présentant des caractéristiques intrinsèques adaptées.
Comme représenté à la figure 2, une préforme 3 présente un corps 26 cylindrique à paroi 27 tubulaire fermée à l'une de ses extrémités axiales par un fond 28, et qui est prolongé à son autre extrémité par un col 29, lui aussi tubulaire. Le col 29 est généralement injecté de manière à posséder déjà sa forme définitive tandis que le corps 26 de la préforme 3 est destiné à subir une déformation relativement importante pour former le récipient 2 final lors de l'étape de formage. Les préformes 3 sont ici venues de matière en "PET" recyclé ou non ou en "PP", c'est à dire que la préforme 3 est réalisée par moulage d'un unique matériau thermoplastique de composition déterminée.
Parmi les caractéristiques susceptibles de varier d'un lot de préformes à un autre, on notera par exemple l'épaisseur de la paroi 27 de la préforme 3, ou encore le taux d'absorption de rayonnement infrarouge par le matériau thermoplastique.
L'invention propose un procédé de commande de l'installation 1 de formage de corps creux permettant de régler automatiquement les paramètres de traitement des stations de traitement en fonction des mesures effectuées
General directement sur les récipients à la sortie de la station de formage, comme cela est illustré schématiquement à la figure 5. On observera que l’épaisseur du récipient est mesurée à au moins deux hauteurs différentes par tout moyen approprié bien connu de l’homme du métier tel que par des capteurs à interférométrie par exemple.
Ainsi, le procédé suivant l’invention consiste à mesurer l’épaisseur de la paroi desdits récipients à la sortie du moule (étape 100), à au moins deux hauteurs différentes ; puis à comparer (étape 200) les mesures des épaisseurs avec des valeurs de consigne déterminées pour chaque hauteur des récipients et, si l’écart des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées est supérieur à un seuil déterminé, à modifier (étape 300) au moins un des paramètres de pilotage, le ou lesdits paramètres de pilotage modifié(s) étant sélectionné(s) au moins en calculant les effets théoriques de la variation pour chaque paramètre sur les épaisseurs puis en sélectionnant le ou les paramètres induisant le plus petit écart entre les valeurs mesurées et les valeurs théoriques d’épaisseurs et les précédentes étapes sont répétées jusqu’à ce que l’écart des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées est inférieur audit seuil déterminé.
Plus précisément, en référence à la figure 6, l’étape de modification (300) d’au moins un des paramètres de pilotage comprend au moins les étapes suivantes de :
- définition (310), pour chaque paramètre, d’un coefficient de référence optimal attribué à chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients ;
- mémorisation (320) des limites inférieure et supérieure ainsi que des échelles pour chacun desdits paramètres ;
- calcul d’un ajustement (330) de chaque paramètre en fonction du coefficient de référence optimal préalablement défini ;
- un éventuel recalcul (340) des ajustements si les ajustements calculés ne sont pas dans lesdites limites ;
- calcul des corrections théoriques (350) pour chaque zone d’épaisseur en fonction des ajustements calculés et des échelles ;
- calcul de l’écart théorique (360) d’épaisseur des récipients en fonction des corrections théoriques calculées pour chaque zone d’épaisseur ;
- addition, pour chaque paramètre, desdits écarts théoriques calculés (370) ; et
- sélection d’au moins un paramètre (380) présentant la valeur d’écart cumulé la plus faible.
Préalablement à l’étape de sélection d’au moins un paramètre, il comporte une étape de hiérarchisation des paramètres en fonction desdits écarts théoriques calculés. Lesdits paramètres sont hiérarchisés de manière croissante, de la valeur d’écart cumulé la plus faible à la valeur d’écart cumulé la plus grande.
De préférence, les corrections théoriques calculées nulles sont exclues et l’addition des écarts théoriques calculés est réalisée en valeur absolue. De manière avantageuse, l’étape de sélection du paramètre est réalisée après le calcul d’une nouvelle moyenne des épaisseurs pour chaque zone et/ou que la combinaison des écarts pour chaque zone d’épaisseur a changé. De cette manière, la régulation suivant l’invention permet de corriger les éventuels écarts en temps réel sans être obligé d’arrêter l’installation de production et, ce faisant, de maintenir la qualité des récipients produits. Une nouvelle moyenne des épaisseurs pour chaque zone est calculée à une fréquence prédéterminée. Par exemple, la nouvelle moyenne des épaisseurs pour chaque zone est calculée toutes les m bouteilles sorties du moule et pour lesquelles les épaisseurs ont été mesurées, m étant un nombre entier compris entre 30 et 80. Par exemple, m est égal à 50. Toutefois, il est bien évident que m pourra être un nombre entier quelconque sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
On observera que, si après n corrections sur ledit paramètre sélectionné, n étant un nombre prédéterminé supérieur ou égal à 1 , l’écart des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées est supérieur à un seuil déterminé, on sélectionne alors un nouveau paramètre. Ledit nouveau paramètre i+1 sélectionné correspond au paramètre i+1 hiérarchisé.
Par ailleurs, de manière avantageuse les coefficients de référence optimaux attribués à chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients sont variables et sont calculés à chaque modification d’un paramètre. Ledit calcul du coefficient de référence optimal attribué à chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients est obtenu à partir du calcul de l’effet réel de l’ajustement sur chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients.
De préférence, ledit calcul comporte au moins des étapes suivantes de :
- Calcul d’un offset du paramètre de soufflage et/ou de chauffe en multipliant ledit coefficient initial par la dérive d’épaisseur ;
- Détermination du nouveau coefficient en fonction de l’offset appliqué au paramètre et de l’effet réel mesuré sur la répartition matière de chaque zone d’épaisseur
On observera que de tels coefficients de référence optimaux variables permettent de personnaliser ces coefficients en fonction de l’environnement, de la machine, de la résine des préformes, etc.
Ledit paramètre consiste en un paramètre de l’unité de chauffe tel que la puissance de chauffe à une hauteur déterminée de la préforme et/ou la cadence machine qui modifie la vitesse de défilement des préformes dans l’unité de chauffage et/ou la puissance d’une ventilation assurant l’évacuation d’une partie de la chaleur dans l’unité de chauffage et/ou le profil de température de la chauffe préférentielle, et/ou ledit paramètre consiste en un paramètre de l’unité de formage tel que la valeur de la pression de présoufflage et/ou le départ du pré-soufflage et/ou le débit de pré-soufflage et/ou la vitesse de la tige d’étirage et/ou la pression de soufflage. Accessoirement, afin de permettre un paramétrage rapide et efficace du procédé de régulation suivant l’invention, ce dernier comporte avantageusement une étape de présélection des paramètres à partir d’un GUI, selon l’acronyme anglo-saxon « Graphical User Interface », un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à une configuration de production prédéfinie. A cet effet, l’installation comporte au moins un écran d’affichage, tactile ou non, non représenté sur les figures, connecté à l’unité de contrôle de l’installation.
Par exemple, le GUI comporte au moins trois configurations de production prédéfinies, une configuration dite de procédé, une configuration dite d’applications et une configuration dite d’options.
Ladite configuration dite de procédé comporte au moins deux sous- configurations, à savoir une sous-configuration dite de résistance thermique et une sous-configuration dite de chauffe préférentielle, un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à chaque sous-configuration.
Ladite configuration dite d’application comporte au moins trois sous- configurations, à savoir une sous-configuration dite eau carbonatée, une sous configuration dite eau plate et une sous-configuration dite produit pétaloïde, un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à chaque sous-configuration.
Ladite configuration dite d’options comporte au moins trois sous-configurations, à savoir une sous-configuration dite sans options, une sous-configuration dite de base et une sous-configuration dite de recherche, un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à chaque sous-configuration.
Il va de soi que la GUI pourrait comprendre d’autres configuration et/ou sous- configurations prédéfinies sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS Procédé pour fabriquer des récipients en matières thermoplastiques par moulage avec soufflage ou étirage-soufflage d'une préforme préalablement chauffée dans un four puis disposée dans un moule constitué de deux demi-moules délimitant une cavité de moulage, ladite préforme étant soufflé dans le moule, avec éventuellement une étape de pré-soufflage, lesdites étapes de chauffage des préformes, de présoufflage et de soufflage étant pilotées par une unité de contrôle à partir de différents paramètres dits de pilotage tels que la température dans le four, la pression de soufflage dans le moule et/ou la pression de présoufflage et/ou le débit de pré-soufflage et/ou la vitesse de la tige d’étirage par exemple, caractérisé en ce qu’il comporte au moins les étapes suivantes de : i) mesure de l’épaisseur de la paroi desdits récipients à la sortie du moule, à au moins deux hauteurs différentes ; ii) comparaison des mesures des épaisseurs avec des valeurs de consigne déterminées pour chaque hauteur des récipients ; iii) si l’écart des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées est supérieur à un seuil déterminé, modification d’au moins un des paramètres de pilotage, le ou lesdits paramètres de pilotage modifié(s) étant sélectionné(s) au moins en calculant les effets théoriques de la variation pour chaque paramètre sur les épaisseurs puis en sélectionnant le ou les paramètres induisant le plus petit écart entre les valeurs mesurées et les valeurs théoriques d’épaisseurs ; iv) les étapes i) à iii) sont répétées jusqu’à ce que les écarts des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées soient inférieurs audit seuil déterminé. Procédé suivant la revendication précédente caractérisé en ce l’étape iii) comprend au moins les étapes suivantes de :
- définition, pour chaque paramètre, d’un coefficient de référence optimal choisi parmi des coefficients de références attribués à chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients ;
- mémorisation des limites inférieure et supérieure ainsi que des échelles pour chacun desdits paramètres ;
- calcul d’un ajustement de chaque paramètre en fonction dudit coefficient de référence optimal préalablement défini ;
- calcul des corrections théoriques pour chaque zone d’épaisseur en fonction des ajustements calculés et des échelles ;
- calcul de l’écart théorique d’épaisseur des récipients en fonction des corrections théoriques calculées pour chaque zone d’épaisseur ;
- addition, pour chaque paramètre, desdits écarts théoriques calculés ; et
- sélection d’au moins un paramètre présentant la valeur d’écart cumulé la plus faible. Procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce que, préalablement à l’étape de sélection d’au moins un paramètre, il comporte une étape de hiérarchisation des paramètres en fonction desdits écarts théoriques calculés. Procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce que lesdits paramètres sont hiérarchisés de manière croissante, de la valeur d’écart cumulé la plus faible à la valeur d’écart cumulé la plus grande. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que, après l’étape de calcul des ajustements et préalablement à l’étape de calcul des corrections théoriques, il comporte une étape additionnelle de recalcul des ajustements si les ajustements calculés ne sont pas dans lesdites limites. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les corrections théoriques calculées nulles sont exclues. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que l’addition des écarts théoriques calculés est réalisée en valeur absolue. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 2 à 7 caractérisé en ce que l’étape de sélection du paramètre est réalisée après le calcul d’une nouvelle moyenne des épaisseurs pour chaque zone et/ou que la combinaison des écarts pour chaque zone d’épaisseur a changé. Procédé suivant la revendication 8 caractérisé en ce qu’une nouvelle moyenne des épaisseurs pour chaque zone est calculée à une fréquence prédéterminée. Procédé suivant la revendication 9 caractérisé en ce que la nouvelle moyenne des épaisseurs pour chaque zone est calculée toutes les m bouteilles sorties du moule et mesurées, m étant un nombre entier compris entre 30 et 80. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 3 à 10 caractérisé en ce que, si après n corrections sur ledit paramètre sélectionné, n’étant un nombre prédéterminé supérieur ou égal à 1 , l’écart des mesures des épaisseurs avec les valeurs de consigne déterminées est supérieur à un seuil déterminé, on sélectionne un nouveau paramètre. Procédé suivant la revendication 11 caractérisé en ce que le nouveau paramètre i+1 sélectionné correspond au paramètre i+1 hiérarchisé. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 2 à 12 caractérisé en ce que les coefficients de référence optimaux , de chaque paramètre,
General 18 attribués à chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients sont variables et sont calculés à chaque modification d’un paramètre. Procédé suivant la revendication 13 caractérisé en ce que ledit calcul du coefficient de référence optimal attribué à chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients est obtenu à partir du calcul de l’effet réel de l’ajustement sur chaque zone d’épaisseur de la paroi des récipients. Procédé suivant la revendication 14 caractérisé en ce que ledit calcul comporte au moins des étapes suivantes de :
- Calcul d’un offset du paramètre de soufflage et/ou de chauffe en multipliant ledit coefficient initial par la dérive d’épaisseur ;
- Détermination du nouveau coefficient en fonction de l’offset appliqué au paramètre et de l’effet réel mesuré sur la répartition matière de chaque zone d’épaisseur. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 2 à 15 caractérisé en ce que le paramètre consiste en un paramètre de l’unité de chauffe tel que la puissance de chauffe à une hauteur déterminée de la préforme et/ou la cadence machine qui modifie la vitesse de défilement des préformes dans l’unité de chauffage et/ou la puissance d’une ventilation assurant l’évacuation d’une partie de la chaleur dans l’unité de chauffage et/ou le profil de température de la chauffe préférentielle. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 2 à 16 caractérisé en ce que le paramètre consiste en un paramètre de l’unité de formage tel que la valeur de la pression de pré-soufflage et/ou le départ du présoufflage et/ou le débit de pré-soufflage et/ou la vitesse de la tige d’étirage et/ou la pression de soufflage. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 1 à 17 caractérisé en ce qu’il comporte une étape de présélection des paramètres à partir d’un GUI, selon l’acronyme anglo-saxon « Graphical User Interface », un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à une configuration de production prédéfinie. Procédé suivant la revendication 18 caractérisé en ce qu’il comporte au moins trois configurations de production prédéfinies, une configuration dite de procédé, une configuration dite d’applications et une configuration dite d’options. Procédé suivant la revendication 19 caractérisé en ce que la configuration dite de procédé comporte au moins deux sous- configurations, à savoir une sous-configuration dite de résistance thermique et une sous-configuration dite de chauffe préférentielle, un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à chaque sous-configuration. 19 Procédé suivant la revendication 19 caractérisé en ce que la configuration dite d’application comporte au moins trois sous- configurations, à savoir une sous-configuration dite eau carbonatée, une sous configuration dite eau plate et une sous-configuration dite produit pétaloïde, un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à chaque sous- configuration. Procédé suivant la revendication 19 caractérisé en ce la configuration dite d’options comporte au moins trois sous-configurations, à savoir une sous-configuration dite sans options, une sous-configuration dite de base et une sous-configuration dite de recherche, un ou plusieurs paramètres étant associé(s) à chaque sous-configuration. Produit programme d'ordinateur comprenant une séquence d'instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduit celui-ci à mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 22. Dispositif de traitement de données comprenant des moyens de mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 22. Support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 22.
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