FR2703621A1

FR2703621A1 - Système de cylindre presseur automatique à vitesse variable pour un dispositif rotatif de découpage à l'emporte-pièce.

Info

Publication number: FR2703621A1
Application number: FR9404203A
Authority: FR
Inventors: Joseph A Porcella
Original assignee: Langston Corp
Current assignee: Langston Corp
Priority date: 1993-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1994-10-14
Anticipated expiration: 2014-04-08
Also published as: ITRM940200A1; DE4412120A1; IT1272977B; GB2276957A; FR2703621B1; ITRM940200A0; GB2276957B; GB9406915D0; GB9307475D0

Abstract

Un dispositif de découpage à l'emporte-pièce comprend un cylindre matrice 12 et un cylindre presseur 14 comportant sur lui une enveloppe (revêtement extérieur 22). Le cylindre matrice et le cylindre presseur tournent autour d'axes parallèles, la position de l'axe du cylindre presseur étant réglable, par exemple, au moyen de paliers d'excentrique, pour compenser une réduction du diamètre du cylindre presseur à la suite du dressage de l'enveloppe. Un codeur 88 est prévu pour détecter la vitesse de rotation réelle du cylindre matrice. Un transducteur 132 est également prévu pour détecter en fonctionnement le diamètre du cylindre presseur. Un dispositif de commande sensible au codeur et au transducteur produit un signal de commande pour entrainer le cylindre presseur à une vitesse de telle sorte que sa vitesse périphérique soit sensiblement égale à celle du cylindre matrice.

Description

i

SYSTEME DE CYLINDRE PRESSEUR AUTOMATIQUE A VITESSE

VARIABLE POUR UN DISPOSITIF ROTATIF DE DECOUPAGE A

L'EMPORTE-PIECE

Cette invention se rapporte particulièrement à un dispositif rotatif de découpage à l'emporte-pièce, particulièrement destiné à découper à l'emporte-pièce des feuilles de carton ondulé et analogue dans la production de pièces de carton En particulier, l'invention se rapporte à une commande de la vitesse de rotation du cylindre presseur par rapport au cylindre matrice afin de s'adapter aux variations de diamètre du

cylindre presseur à la suite d'une utilisation normale.

Dans le dispositif rotatif de découpage à l'emporte-pièce, formant typiquement une partie d'une machine imprimante flexographique/dispositif de découpage à l'emporte-pièce, un cylindre matrice portant une ou plusieurs lames de matrice découpe des pièces de carton ondulé situées contre un cylindre presseur de support Les pièces de carton ondulé sont fournies successivement à travers un espacement formé entre le cylindre matrice et le cylindre presseur qui coopère Les deux cylindres matrice et presseur sont entraînés de façon à pouvoir tourner Le cylindre presseur est typiquement entrainé par l'intermédiaire d'un agencement à engrenages à partir du cylindre matrice: c'est à dire que l'entraînement du cylindre presseur est mécaniquement couplé à l'entraînement du cylindre matrice Le cylindre presseur possède habituellement une enveloppe élastique ou blanchet, typiquement en matériau d'uréthane ou de polyuréthane, dans laquelle les lames du cylindre matrice pénètrent pendant le découpage des pièces Tel qu'utilisé ici, le terme "découpage à l'emporte-pièce" comprend l'encochage des pièces pour former des lignes de pliure et/ou réaliser des découpes complètes à travers les pièces. De façon habituelle, les lames de matrice sont dentelées, et la pénétration des lames de matrice dentelées de façon répétée dans l'enveloppe élastique tend, au cours du temps, à couper et déchirer la surface de l'enveloppe Il devient alors nécessaire de remplacer l'enveloppe Il résulte d'une usure normale que les surfaces de l'enveloppe deviennent irrégulières, et que le diamètre global du cylindre presseur enveloppé

diminue.

Le cylindre presseur est typiquement monté dans le châssis de la machine de telle sorte qu'il puisse être déplacé de façon ajustable vers le cylindre matrice lorsque l'enveloppe du cylindre presseur s'use, afin de fournir une pénétration correcte des lames de la matrice dans l'enveloppe De plus, des agencements ont été proposés et testés pour faire tourner le cylindre presseur à une vitesse de rotation légèrement différente par rapport au cylindre matrice Un tel agencement est appelé "rapport d'une dent additionnelle", de sorte que les cylindres matrice et presseur sont interconnectés en rotation par une paire d'engrenages, l'un d'eux possédant une dent d'engrenage de moins que l'autre Par exemple, l'engrenage du cylindre matrice peut comporter 101 dents et l'engrenage du cylindre presseur 100 dents De cette façon, le schéma de pénétration des lames de matrice dans l'enveloppe du cylindre presseur commence seulement à se répéter après 100 révolutions du cylindre presseur Cela ralentit la vitesse d'usure de l'enveloppe du cylindre presseur Cependant, parce que les cylindres tournent usuellement à plus de 100 tours par minute, le schéma de pénétration des lames de matrice dans l'enveloppe du

cylindre presseur se produit tout de même fréquemment.

Dans le but de résoudre ce problème, des outils de dressage de l'enveloppe du cylindre presseur ont été développés pour prolonger la vie de l'enveloppe du cylindre presseur et améliorer la qualité du produit en dressant les surfaces d'enveloppe du cylindre presseur qui ont été détériorées à partir d'une utilisation normale afin de les restaurer dans un état opérationnel Cela peut prolonger la vie de l'enveloppe du cylindre presseur en plus de conférer une vie plus longue à cette enveloppe en utilisant des enveloppes de cylindre presseur qui sont plus épaisses que les enveloppes de cylindre presseur

utilisées sur des dispositifs de découpe à l'emporte-

pièce standard Un outil de dressage comprenant une lame

de couteau est prévu au voisinage du cylindre presseur.

Lorsqu'un resurfaçage de l'enveloppe du cylindre presseur doit être réalisé, l'outil de dressage est amené au contact de l'enveloppe de cylindre presseur et, lorsque le cylindre presseur tourne, l'outil de dressage est déplacé axialement le long de l'enveloppe de cylindre presseur, à la manière d'un tour L'outil de dressage peut ainsi établir un diamètre uniforme pour la surface de l'enveloppe de cylindre presseur En dressant les enveloppes de cylindre presseur de façon régulière et en gardant la surface de cylindre presseur plus proche de l'uniformité, la qualité d'encochage et de découpage est améliorée en raison d'une profondeur plus uniforme de pénétration des lames de matrice dans l'enveloppe du cylindre presseur Sur les machines non équipées d'outils de dressage de l'enveloppe du cylindre presseur, des valeurs excessives de pénétration des lames de matrice sont requises dans les zones qui ne sont pas détériorées par l'usage afin de fournir une pénétration adéquate dans

des zones qui sont usées.

Un résultat inhérent au processus de découpage à l'emporte-pièce et au processus de dressage est que le diamètre d'ensemble du cylindre presseur recouvert de son enveloppe diminue, particulièrement après chaque opération de dressage Il est, par conséquent, nécessaire de rapprocher le cylindre presseur du cylindre matrice afin d'obtenir la valeur souhaitée de la pénétration de la matrice Cela peut être effectué en tourillonnant le cylindre presseur pour une rotation à l'intérieur de logements excentriques de sorte qu'une rotation des logements excentriques permet au cylindre presseur d'être rapproché ou éloigné du cylindre matrice. Un problème plus difficile résultant de l'opération de dressage est que, lorsque le diamètre global du cylindre presseur recouvert de l'enveloppe diminue, la vitesse tangentielle en l'un quelconque des points de sa surface diminue, supposant une vitesse de rotation constante La vitesse tangentielle est en fait

directement proportionnelle au diamètre du cylindre.

Le résultat final est que la vitesse tangentielle du cylindre presseur diminuera par rapport à la vitesse tangentielle du cylindre matrice, à moins de prévoir une augmentation de la vitesse de rotation du cylindre presseur pour compenser sa diminution de diamètre Si cette prévision n'est pas faite, des pièces de carton passant à travers l'espacement entre le cylindre matrice et le cylindre presseur subiront un différentiel de vitesse linéaire entre leurs surfaces supérieures et inférieures Cela aboutit à un glissement et à une découpe non satisfaisante, incluant déchirure, découpes grossières, et découpes qui ne se situent pas à

l'intérieur des tolérances de dimensions souhaitées.

Pour résoudre le problème, des essais antérieurs de réglage de la vitesse de rotation du cylindre presseur pour compenser les opérations de dressage du cylindre presseur ont reposé sur des agencements d'engrenages mécaniques complexes entre le cylindre matrice et le cylindre presseur A titre d'exemple, le brevet U S 4 736 660 décrit un dispositif rotatif de découpage à 1 'emporte-pièce et un agencement de commande par engrenages qui utilise une commande à harmonique d'un train d'engrenages entre les cylindres presseur et matrice Des variations aléatoires de vitesse sont apportées à un moteur de réglage comportant une entrée de rotation dans la commande à harmonique afin de modifier temporairement le rapport d'engrenage de la commande à harmonique Ce brevet décrit également un moyen de fournir un train d'engrenages entre les cylindres matrice et presseur possédant une pluralité de paires d'engrenages de rapports d'engrenages différents pour fournir une très longue période entre les répétitions des schémas de pénétration des lames de coupe dans l'enveloppe

du cylindre presseur.

Ce brevet continue pour décrire l'ajustement de la vitesse périphérique du cylindre presseur à celle du cylindre matrice en détectant le diamètre du cylindre presseur et en modifiant mécaniquement le rapport d'engrenage entre les cylindres presseur et matrice sur la base de la variation détectée du diamètre du cylindre presseur Le brevet décrit l'utilisation d'un sonar pour détecter la position de la surface de l'enveloppe du cylindre presseur ou détecter la position de l'enveloppe du cylindre presseur par contact physique ou en détectant la position de l'axe de rotation du cylindre presseur après l'avoir déplacé par rapport au cylindre matrice pour

une pénétration souhaitée des lames de coupe.

Les solutions proposées par le brevet 4 736 660 sont, pour le moins, peu commodes Les agencements de commande par engrenage prévues dans ce brevet sont excessivement complexes, requièrent un réglage précis et sont susceptibles de désalignement, d'usure, de glissement et de battement dans le train d'engrenages, et

une foule d'autres limitations pratiques.

La présente invention a pour but de fournir une solution unique aux problèmes de compensation des diminutions du diamètre global d'un cylindre presseur recouvert d'une enveloppe à la suite d'une usure et d'un dressage sans avoir à souffrir de certains au moins des inconvénients des systèmes antérieurs La présente invention va dans ce sens en découplant physiquement le cylindre presseur du cylindre matrice et en commandant le cylindre presseur indépendamment du cylindre matrice La vitesse de rotation du cylindre matrice et le diamètre total du cylindre presseur recouvert de l'enveloppe sont détectés et sont utilisés pour commander un moteur de commande séparée couplé au cylindre presseur qui fait tourner le cylindre presseur à une vitesse de rotation appropriée de sorte que les vitesses tangentielles du cylindre matrice et du cylindre presseur seront sensiblement les mêmes Cela minimise toute vitesse différentielle subie par les pièces de carton se déplaçant entre les cylindres matrice et presseur et fournit un rapport de recherche d'équilibre infiniment variable pour répartir l'usure de façon plus uniforme

autour de la périphérie entière du cylindre presseur.

La présente invention permet l'utilisation d'enveloppes de cylindre presseur plus épaisses autorisant un nombre significatif d'opérations de

dressage du cylindre presseur.

Selon un aspect de cette invention, un dispositif pour contrôler la vitesse de rotation d'un second élément de rotation de diamètre variable (par exemple un cylindre presseur) par rapport à un premier élément de rotation de diamètre constant (par exemple un cylindre matrice) comprend des moyens pour faire tourner le premier élément autour d'un axe à une première vitesse de rotation souhaitée, des premiers moyens de détection pour détecter une vitesse de rotation réelle du premier élément, des second moyens de détection pour détecter un diamètre réel du second élément ou une mesure reliée (telle que la position du cylindre presseur après qu'il a été déplacé pour rétablir la relation de coopération adéquate entre les cylindres après dressage du cylindre presseur), des moyens de commande sensibles à la fois aux premiers et seconds moyens de détection pour générer un signal de commande pour commander le second élément à une seconde vitesse de rotation souhaitée qui est une fonction de la vitesse de rotation réelle du premier élément et des moyens d'entraînement sensibles au signal de commande venant des moyens de commande pour entraîner le second élément à la seconde vitesse de rotation souhaitée. Un exemple de dispositif selon cette invention est présenté dans les dessins d'accompagnement. La figure 1 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, illustrant un dispositif de découpage à l'emporte-pièce utilisant la présente

invention.

La figure 2 est une vue en coupe prise suivant le plan 2-2 de la figure 1, présentant des détails du dispositif de découpage à l'emporte-pièce de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe prise selon les plans 3-3 de la figure 2, présentant l'un des paliers d'excentrique dans lequel le cylindre presseur est tourillonné. La figure 4 est une vue en coupe prise selon les plans 4-4 de la figure 2, montrant des détails des moyens de détection de la vitesse de rotation du cylindre matrice et des moyens de détection du diamètre total du

cylindre presseur.

La figure 5 est une vue en coupe prise selon les plans 5-5 de la figure 4, montrant un couplage entre le cylindre matrice et les moyens de détection de la vitesse

du cylindre matrice.

La figure 6 est un schéma fonctionnel simplifié d'un système de servocommande pourcommander la vitesse de rotation du cylindre presseur en réponse aux moyens de détection de vitesse de rotation du cylindre matrice et aux moyens de détection du diamètre total du

cylindre presseur.

En se rapportant maintenant aux dessins, la figure 1 illustre, de façon très simplifiée, une vue latérale d'un dispositif rotatif de découpage à l'emporte-pièce 10, qui forme typiquement une partie d'une imprimante flexographique ou d'une machine flexographique/plieuse/colleuse typiquement utilisée dans la fabrication des cartons ondulés (Tandis que cette invention est décrite en relation avec une machine pour fabriquer des cartons ondulés, il sera compris que l'invention n'est pas limitée à la fabrication d'un

produit particulier, ou à une machine particulière).

Le dispositif de découpage à l'emporte-pièce comprend un cylindre matrice supérieur 12 et un cylindre presseur inférieur 14, qui fonctionnent sur une pièce de carton ondulée 16,passant à travers l'espacement

entre le cylindre matrice 12 et le cylindre presseur 14.

Les pièces 16 sont conduites vers le cylindre matrice 12 et le cylindre presseur 14 par un rouleau d'alimentation 18 de façon connue Un outil de dressage de l'enveloppe du cylindre presseur, désigné généralement par le numéro de référence 20, est prévu pour dresser l'enveloppe du cylindre presseur 22 afin de resurfacer l'enveloppe du cylindre presseur 22 et de rétablir un diamètre uniforme

pour le cylindre presseur recouvert de son enveloppe 14.

De façon classique, l'outil de dressage 20 se déplace axialement le long de la surface extérieure presseur 14 le long d'une tige de guidage 24, qui s'étend transversalement à travers le dispositif de découpage à l'emporte-pièce 10, lors d'un dressage de l'enveloppe du cylindre presseur 22 L'outil de dressage 20 est prévu avec une lame de dressage ou couteau 26 qui enlève une quantité souhaitée de l'enveloppe de cylindre dresseur 22 L'outil de dressage d'enveloppe de cylindre dresseur est connu dans la technique et n'a pas besoin d'être

décrit ici avec plus de détail.

En se rapportant maintenant aux figures 2 et 3, en plus de la figure 1, le cylindre matrice 12 est tourillonné pour une rotation dans les paliers 28 et 30 montés dans les châssis latéraux 32 et 34 Le cylindre matrice 12 comprend un cylindre métallique monté sur les arbres 36 et 38 Une ou plusieurs matrices d'encochage 40 et matrices de découpage 42 sont montées sur le cylindre matrice 12, chaque matrice comprenant des lames d'encochage ou de découpage s'étendant radialement à partir du cylindre matrice 12 Le cylindre matrice 12 est entrainé par un engrenage de commande de cylindre matrice 44, qui est couplé à la commande principale (omise à des

fins de clarté) de l'imprimante flexographique.

Le cylindre presseur 14 est tourillonné pour une rotation au-dessous du cylindre matrice 12, et est situé de sorte que les matrices d'encochage et de découpage 40 et 42 puissent pénétrer dans l'enveloppe du cylindre presseur 22 lors du découpage ou d'un encochage d'une pièce de carton ondulé 16 L'enveloppe de cylindre presseur 22 peut être formée sous la forme d'un cylindre continu, ou peut comprendre une pluralité de sections annulaires, montées (et détachables) sur la périphérie du cylindre presseur 14 De préférence, l'enveloppe de cylindre presseur 22 est en matériau d'uréthane ou de polyuréthane. Le cylindre presseur 14 comprend deux arbres s'étendant axialement 46 et 48 au moyen desquels le cylindre presseur 14 est tourillonné pour une rotation entre les châssis latéraux 32 et 34 dans les excentriques et 52 Les excentriques 50 et 52 sont montés sur des engrenages 54 et 56 et sont y sont fixés par des plaques de fixation 58 et 60 Les deux excentriques 50 et 52 sont montés de façon réglable et de façon à pouvoir tourner dans des trous dans le châssis latéral respectif 32 et 34 Un réglage en rotation des excentriques 50 et 52 déplacent le cylindre presseur 14 vers le haut ou vers le bas pour obtenir la distance correcte entre le cylindre matrice 12 et le cylindre presseur 14 A cette fin, les excentriques et 52 sont réglables à l'aide d'un système de réglage manuel 62 Le système de réglage 62 comprend un volant à main 64 et une série d'engrenages de réglage 66, 68, 70 et 72 qui s'engrènent et permettent aux engrenages 54 et 56 d'être mis en rotation par rotation du volant à main 64 Un indicateur de position du cylindre presseur 74 est également commandé par le volant à main 64 par l'intermédiaire des engrenages 76 et 78 Une rotation du volant à main 64 entraine ainsi la rotation d'un cadran 80

par rapport à un repère fixe 82.

Bien que les détails du système de réglage du cylindre presseur ne soient pas fondamentaux pour l'invention, il peut être vu qu'une rotation du volant à main 64 conduit à la rotation de l'engrenage 66 qui est

monté sur un arbre commun 84 au volant à main 64.

L'engrenage 66 s'engrène avec l'engrenage 68, qui est

monté sur un arbre commun 86 aux engrenages 70 et 72.

Ainsi, la rotation du volant à main 64 est transmise aux engrenages 70 et 72 à travers les engrenages 66 et 68 et l'arbre 86 Les engrenages 70 et 72 s'engrènent avec les engrenages 54 et 56, les entrainant à tourner dans la même direction Comme observé au mieux en figure 1, l'axe des excentriques 50 et 52 est distant de l'axe du cylindre il presseur 14, de sorte que la rotation des engrenages 54 et 56 aboutit au déplacement du cylindre presseur 14 pour se

rapprocher ou s'éloigner du cylindre matrice 12.

Comme précédemment décrit, le cylindre matrice 12 est entrainé par la commande principale de la machine par l'intermédiaire d'un engrenage 44 situé sur l'arbre du cylindre matrice 38 La vitesse de rotation du cylindre matrice 12 est détectée par un encodeur 88 couplé à l'arbre du cylindre matrice 36 Comme il est vu au mieux dans les figures 4 et 5, l'encodeur 88 est couplé à l'arbre du cylindre matrice 36 par l'intermédiaire d'un couplage à engrenages de 1:1 90 Le couplage à engrenages 90 comprend un engrenage 92 monté pour rotation avec l'arbre 36 et un engrenage d'accouplement 94 monté pour une rotation avec l'arbre 96 qui est couplé à l'encodeur 88 L'arbre 96 est

dé préférence tourillonné en rotation dans un palier 98.

Le couplage à engrenages 90 est enfermé dans un logement En raison du couplage à engrenages de 1:1 90, un tour complet du tambour matrice 12 produira un tour complet de l'arbre 96 de l'encodeur 88 Dans le mode illustré de réalisation, l'encodeur produira 5 000 impulsions pour chaque tour complet Les impulsions de sortie de l'encodeur 88, qui représentent la vitesse de rotation du cylindre matrice 12, sont utilisées pour commander le

cylindre presseur 14 comme il sera décrit ci-dessous.

Le cylindre presseur 14 est mécaniquement séparé à la fois du cylindre matrice 12 et de la commande principale de la machine Il est indépendamment commandé par un moteur électrique 102 (Figure 2) Le moteur 102 est monté à l'extérieur d'un logement de commande 104 qui enferme un agencement de couplage pour coupler l'arbre de

sortie 106 du moteur 102 à l'arbre du cylindre presseur 46.

L'agencement de couplage est semblable à un accouplement Oldham Comme observé au mieux dans la figure 4, l'arbre de sortie 106 du moteur 102 est claveté par l'intermédiaire d'un emboîtement mâme-femelle 108 sur une plaque de forme allongée 110 Les extrémités opposées de la plaque de forme allongée 110 portent des assemblages de rouleaux 112 et 114 qui sont reçus dans des fentes en forme de U 116 et 118 dans une plaque à fente généralement circulaire 120. Comme vu au mieux en figure 4, la plaque à fente 120 comporte des fentes en forme de U disposées à des intervalles de 90 autour de sa périphérie Des ensembles de rouleaux 112 et 114 sont reçus dans les fentes diamétralement opposées 116 et 118 Un second ensemble de fentes diamétralement opposées 122 et 124 est situé perpendiculairement aux fentes 116 et 118 Les fentes 122 et 124 reçoivent une paire d'ensembles de rouleaux 126 et 128 qui sont montés sur une seconde plaque de forme généralement allongée 130 La plaque 130 est montée pour

une rotation dans l'arbre du cylindre presseur 46.

Comme il peut être vu, la rotation de l'arbre de sortie 106 du moteur électrique 102 communique un mouvement de rotation à la plaque 110 qui est clavetée sur l'arbre 106 Le mouvement de rotation de la plaque 110 est communiqué à la plaque à fentes 120 à travers les ensembles de rouleaux 112 et 114 en engagement avec les fentes 116 et 118 A son tour, la rotation de la plaque à fentes 120 communique un mouvement de rotation à la plaque 130 à travers les fentes 122 et 124 qui reçoivent les ensembles de rouleaux 126 et 128 Puisque la plaque 130 est montée pour une rotation avec l'arbre du cylindre presseur 46, un mouvement de rotation est finalement communiqué au cylindre presseur 14 Il sera apprécié que l'agencement d'entraînement couplant le moteur 102 au cylindre presseur 14 ne demande pas un alignement précis entre l'axe de l'arbre du moteur 106 et l'arbre du cylindre presseur 46 Au contraire, l'agencement de couplage ajuste le mouvement de l'arbre du cylindre presseur 46 lorsque le cylindre presseur 14 s'avance vers ou s'éloigne de l'arbre du cylindre matrice 12 lorsqu'on règle l'espacement relatif entre le cylindre matrice et le cylindre presseur 14 L'agencement de couplage adapte aussi le mouvement axial du cylindre presseur par rapport au moteur 102. La position du cylindre presseur 14 par rapport au cylindre matrice 12 est détectée électroniquement au moyen d'un transducteur de déplacement 132, qui peut être un transducteur de déplacement linéaire (LDT) ou tout autre transducteur de déplacement Une extrémité 134 du transducteur 132 est fixée au châssis latéral 32 par l'intermédiaire d'un crochet 136, par exemple L'extrémité opposée 138 du transducteur 132 est fixée à l'extrémité libre 140 d'un bras 142 qui pivote au niveau de son autre extrémité autour d'une saillie 144, également située sur le châssis latéral 32 Monté sur l'extrémité libre 140 du bras 142 se trouve une contre-came 146 qui se trouve à cheval sur la périphérie extérieure d'un disque à came 148 Le disque à came 148 est monté sur l'excentrique 54 et est monté de

façon à être coaxial à l'axe du cylindre presseur 14.

Ainsi, lorsque la position du cylindre presseur 14 est réglée par rapport au cylindre matrice 12 par une rotation de l'excentrique 54, le disque à came 148 s'avancera vers le ou s'éloignera du cylindre matrice 12 Ainsi, le bras 142 se déplacera, transmettant le mouvement au transducteur de déplacement 132 Le déplacement détecté par le transducteur 132 est ainsi représentatif de la position du cylindre presseur 14 et, de ce fait, est représentatif du diamètre du cylindre presseur 14, en supposant que la position du cylindre presseur ait été correctement réglée, après dressage, pour restaurer la relation de coopération correcte entre le cylindre matrice et la périphérie du cylindre presseur Le signal de sortie du transducteur 132 peut être traité avec le signal de sortie provenant du codeur d'arbre 88 pour fournir des signaux de commande au moteur électrique 102, de façon que le moteur électrique 102 puisse entraîner le cylindre presseur 14 à une vitesse de rotation appropriée de sorte que la vitesse superficielle du cylindre presseur 14 s'adaptera à la vitesse superficielle du cylindre

matrice 12, comme on le décrira maintenant.

La figure 6 illustre sous forme d'un schéma fonctionnel simplifié un mode de réalisation d'un circuit de servocommande pour commander la vitesse de rotation du cylindre presseur en réponse à des entrées représentant la vitesse de rotation du cylindre matrice et le diamètre global du cylindre presseur Avant de décrire le circuit illustré en figure 6, on mentionnera que le circuit précis pour commander la vitesse de rotation du cylindre presseur

n'est pas la caractéristique fondamentale de l'invention.

C'est à dire que diverses autres façons de traiter les signaux détectés provenant du transducteur 132 et du codeur d'arbre 88 peuvent être utilisés sans quitter le domaine de l'invention Par exemple, on peut appliquer au circuit de la figure 6 des composants de circuit discrets, c'est à dire du matériel, ou on peut appliquer un microprocesseur ou un autre type de dispositif de commande

programmable, c'est à dire du logiciel.

En se rapportant maintenant à la figure 6 avec plus de détail, la vitesse de rotation du cylindre presseur est commandée par le système de servocommande 150 en réponse aux entrées venant du transducteur 132 et du codeur 88 couplé au cylindre matrice En figure 6, le transducteur 132 est représenté par le bloc LDT 152 et le codeur 88 est représenté par le bloc MASTER ENCODER (codeur de maitre) 154 La sortie du servosystème 150 est utilisée pour commander la vitesse de rotation du moteur 102 couplé au cylindre presseur Le moteur 102 est représenté en Figure 6 par le bloc ANVIL DRIVE MOTOR

(Moteur de commande du cycle du presseur) 156.

En fonctionnement, tel que décrit précédemment, le cylindre matrice 12 est entrainé en rotation par l'intermédiaire de l'engrenage menant 44, et est couplé au codeur 154 comme représenté en figure 6. Ainsi, lorsque le cylindre matrice tourne, cela entraine le codeur 154 à produire des impulsions de sortie, d'une façon connue, qui représentent le mouvement de rotation du cylindre matrice 12 De préférence, bien que pas nécessairement, le codeur 154 est un codeur à 5000 lignes (tel qu'un codeur à lecture directe de 5000 lignes Dynapar, par exemple) couplé au cylindre matrice 12 par l'intermédiaire d'un couplage à engrenages de 1:1 de telle sorte qu'un tour du cylindre matrice 12 aboutisse à 5000 impulsions de sortie à partir du codeur 154 Le nombre d'impulsions de sortie venant du codeur 154 par unité de temps sera représentatif de la vitesse de rotation du codeur et, ainsi, de la vitesse de rotation du cylindre matrice 12 Les impulsions de sortie venant du codeur 154 forment une entrée vers le servosystèmel 5 O, comme il est vu en figure 6 Le servosystèmel 5 O est, de préférence,

bien que pas nécessairement, un système numérique.

Une seconde entrée vers le servosystème 150 est un signal venant du transducteur 152 De préférence, le transducteur 152 est un LDT ou un autre transducteur de

déplacement adéquat et, ainsi, sort un signal analogique.

Dans ce cas, le signal de sortie analogique issu du transducteur 152 est d'abord traité dans un circuit convertisseur analogique/numérique (A/N) 158, de sorte que l'entrée au servosystème 150 puisse se trouver sousforme numérique de façon appropriée Tel que précédemment décrit, la sortie du transducteur 152 est un signal représentatif du diamètre total du cylindre presseur 14. Avec des signaux représentatifs de la vitesse de rotation du cylindre matrice 12 et du diamètre total du cylindre presseur 14, il est facile de déduire un signal de commande pour le moteur d'entraînement 156 de façon que le moteur 156 entraine le cylindre presseur 14 à la vitesse de rotation appropriée de sorte que la vitesse superficielle du cylindre presseur 14 sera la même que la vitesse

superficielle du cylindre matrice 12.

Un cylindre matrice typique peut avoir un rayon initial de 10,5 pouces et peut avoir une vitesse angulaire, par exemple, de 100 tours par minute (rpm) Sa vitesse superficielle est, par conséquent, de 10,5 x 100 x

2 Er pouces par minute: environ 9,16 pieds/seconde.

Cependant, supposons que le rayon du cylindre presseur ait diminué lorsque le résultat de l'opération de dressage dans laquelle la surface de l'enveloppe du cylindre presseur 22 a été enlevée, laissant un rayon de 10,25 pouces (On doit se souvenir que toutes les valeurs numériques données le sont seulement à titre d'exemple afin d'illustrer le fonctionnement de l'invention, et ne sont pas nécessairement identiques aux valeurs numériques qui seront rencontrées dans la pratique) Dans ce cas, afin de restaurer la vitesse superficielle du cylindre presseur à 9,16 pieds/s, il est nécessaire d'augmenter la vitesse du cylindre presseur par le rapport de 10,5:

10,25; c'est à dire à environ 102,5 rpm.

Dans le système de servocommande 150 illustré en figure 6, les impulsions venant du codeur 154 sont comptées pour déduire une vitesse de rotation du cylindre matrice Cette vitesse de rotation est utilisée pour déduire la vitesse de rotation à laquelle le cylindre presseur sera entrainé afin qu'il ait sensiblement la même vitesse superficielle que le cylindre matrice Au même moment, le signal venant du transducteur 152 est traité pour;déuire une valeur pour le rayon du cylindre presseur Sur c-eztte base, une vitesse de rotation appropriée peut être représentée par un train d'impulsions de sortie allant du servosystème 150 au moteur d'entraînement du cylindre presseur 156, qui entraînera le moteur d'entraînement du cylindre presseur à tourner à la vitesse requise Cette vitesse peut être ou ne pas être égale à la vitesse de rotation à laquelle le cylindre presseur doit tourner Si le moteur d'entraînement du cylindre presseur doit être entraîné à une vitesse de rotation différente, un couplage de rapport convenable peut être utilisé de sorte que la vitesse de rotation du cylindre presseur est telle que souhaitée Un compteur de tours 160 sur le moteur d'entraînement du cylindre presseur peut être prévu pour fermer la boucle intérieure du servosystème 150 en réappliquant un signal représentatif de la vitesse de rotation du cylindre presseur 14 au servosystème 150 Cela permet un contrôle étroit de la vitesse du moteur d'entraînement 156 et

minimise l'oscillation du servo.

De plus, un codeur d'ordinateur asservi 162 est couplé, de préférence, au moteur d'entraînement 156, et le signal issu du codeur d'ordinateur asservi 162 est réappliqué au servosystème 150 Cette rétroaction forme la boucle extérieure du servo et sert à synchroniser la position de rotation du cylindre presseur 14 avec la position de rotation du cylindre matrice 12 Ainsi, le servosystème 150 adapte la rotation du cylindre presseur 14 à la rotation du cylindre matrice de sorte qu'ils tournent de façon synchrone, exactement comme si le cylindre presseur 14 était couplé mécaniquement au cylindre matrice 12 Les spécialistes de la technique apprécieront que le servosystème de la présente invention soit plus qu'une simple servocommande de vitesse et qu'il inclue une commande de position de sorte que la position de rotation du cylindre presseur par rapport à la position de

rotation du cylindre matrice peut être commandée.

Une caractéristique de l'invention est que le servosystème 150 peut fournir des réglages précis du rapport de la vitesse de rotation du cylindre presseur à la vitesse de rotation du cylindre matrice, en ajustant la fréquence des impulsions de sortie issues du servosystème au moteur d'entraînement du cylindre presseur 156 A une vitesse de machine donnée et à un diamètre de cylindre presseur donné, il y aura un rapport idéal fixe entre les vitesses de rotation du cylindre presseur et du cylindre matrice C'est ce rapport qui peut être modifié par la caractéristique de réglage précis pour compenser des inévitables différences dans les tolérances de fabrication. Une autre caractéristique de l'invention est que le servosystème compense facilement une petite différence du diamètre total du cylindre presseur autour

de la périphérie du cylindre presseur lorsqu'il tourne.

Ces différences proviennent d'inévitables différences dans les épaisseurs d'enveloppe du cylindre presseur au

niveau des différentes positions du cylindre presseur.

Claims

REVEND ICAT IONS

1 Dispositif pour commander la vitesse de rotation d'un second élément de rotation ( 14) de diamètre variable par rapport à un premier élément rotatif ( 12) de diamètre constant, comprenant un moyen ( 44) pour faire tourner le premier élément autour d'un axe à une première vitesse de rotation souhaitée, un premier moyen de détection ( 88) pour détecter une vitesse de rotation réelle du premier élément, un second moyen de détection ( 132) pour détecter un diamètre réel du second élément ou une mesure reliée, un moyen de commande ( 150) sensible à la fois au premier et au second moyen de détection pour produire un signal de commande afin d'entraîner le second élément à une seconde vitesse de rotation souhaitée qui est une fonction de la vitesse de rotation réelle du premier élément et un moyen d'entraînement ( 102) sensible au signal de commande venant du moyen de commande pour entraîner le second élément à la seconde vitesse de

rotation souhaitée.

2 Dispositif pour commander la vitesse de surface périphérique d'un second élément rotatif ( 14) de diamètre variable par rapport à la vitesse de surface périphérique d'un premier élément rotatif ( 12) de diamètre constant, comprenant un moyen d'entraînement ( 44) pour entraîner le premier élément rotatif autour d'un axe à une vitesse de rotation présélectionnée pour communiquer au premier élément rotatif une première vitesse de surface périphérique souhaitée, un premier moyen de détection ( 88) pour détecter une vitesse de rotation réelle du premier élément rotatif, un second moyen de détection ( 132) pour détecter un diamètre réel du second élément rotatif ou une mesure reliée, un moyen de commande ( 102) sensible à la fois au premier et au second moyen de détection pour (a) déduire de la vitesse de rotation réelle du premier élément rotatif une vitesse de surface périphérique réelle du premier élément rotatif, (b) déterminer à partir de la vitesse de surface périphérique réelle du second élément rotatif une vitesse de rotation souhaitée pour le second élément rotatif qui aboutira à une vitesse de surface périphérique du second élément rotatif sensiblement égale à la vitesse superficielle réelle du premier élément rotatif, et (c) produire un signal de commande pour entrainer le second élément rotatif à la vitesse de rotation souhaitée, et un moyen d'entrainement ( 102) sensible au signal de commande venant du moyen de commande pour entraîner le second

élément rotatif.

3 Dispositif de découpage à l'emporte-pièce, comprenant: un cylindre matrice ( 12) et un cylindre presseur ( 14) comportant sur lui une enveloppe ( 22), le cylindre matrice et le cylindre presseur pouvant opérer une rotation autour d'axes mutuellement parallèles et distants l'un de l'autre; un moyen ( 44) pour faire tourner le cylindre matrice autour de son axe à une première vitesse de rotation souhaitée; un moyen de codeur ( 88) pour détecter une vitesse de rotation réelle du cylindre matrice; un moyen transducteur ( 132) pour détecter un diamètre réel du cylindre presseur ou une mesure reliée; un moyen de commande ( 150) sensible au moyen de codeur et au moyen transducteur pour produire un signal de commande pour entraîner le cylindre presseur à une seconde vitesse de rotation souhaitée qui est une fonction de la vitesse de rotation réelle du cylindre matrice et du diamètre réel du cylindre presseur; et un moyen d'entraînement ( 102) sensible au signal de commande issu du moyen de commande pour entraîner le cylindre presseur à la seconde vitesse de rotation souhaitée, de façon qu'à la fois le cylindre matrice et le cylindre presseur aient des vitesses de surface périphérique

sensiblement égales.

4 Dispositif de découpage à l'emporte-pièce selon la revendication 3, comprenant de plus un second moyen de codeur ( 154) pour détecter la position de rotation du cylindre presseur et appliquer en retour un signal représentatif de la position de rotation du cylindre presseur au moyen de commande pour moduler le signal de commande venant du moyen de commande pour synchroniser la position de rotation du cylindre presseur

avec la position de rotation du cylindre matrice.

5 Dispositif de découpage à l'emporte-pièce selon la revendication 3 ou la revendication 4, comprenant de plus un moyen de compteur de tours ( 160) pour détecter une vitesse de rotation réelle du cylindre presseur et appliquer en retour un signal représentatif de la vitesse de rotation réelle du cylindre presseur au moyen de commande pour maintenir la vitesse de rotation réelle du cylindre presseur sensiblement égale à la seconde vitesse

de rotation souhaitée.

6 Dispositif de découpage à l'emporte-pièce

selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans

lequel le moyen transducteur comprend un transducteur de déplacement.

7 Dispositif de découpage à l'emporte-pièce

selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans

lequel le moyen de commande comprend un servocommande.

8 Dispositif de découpage à l'emporte-pièce

selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans

lequel le moyen de commande comprend de plus un moyen pour régler manuellement le rapport de la seconde vitesse de

rotation à la première vitese de rotation.

9 Dispositif de découpage à l'emporte-pièce, comprenant: un cylindre matrice ( 12) et un cylindre presseur ( 14) comportant sur lui une enveloppe ( 22), le cylindre matrice et le cylindre presseur pouvant tourner autour d'axes mutuellement parallèles et distants l'un de l'autre; un moyen ( 44) pour faire tourner le cylindre matrice autour de son axe à une première vitesse de rotation souhaitée; un moyen de codeur ( 88) pour détecter une vitesse de rotation réelle du cylindre matrice; un moyen transducteur de déplacement ( 132) pour détecter un diamètre réel du cylindre presseur ou une mesure reliée; un moyen de commande ( 150) sensible au moyen de codeur et au moyen de transducteur pour produire un signal de commande pour entrainer le cylindre presseur à une seconde vitesse de rotation souhaitée qui est une fonction de la vitesse de rotation réelle du cylindre matrice et du diamètre réel du cylindre presseur; un moyen d'entraînement ( 102) sensible au signal de commande venant du moyen de commande pour entraîner le cylindre presseur à la seconde vitesse de rotation souhaitée, de façon qu'à la fois le cylindre matrice et le cylindre presseur aient des vitesses de surface périphérique sensiblement égales, un second moyen de codeur ( 154) pour détecter la position de rotation du cylindre presseur et appliquer en retour un signal représentatif de la position de rotation du cylindre presseur au moyen de commande pour moduler le signal de commande venant du moyen de commande pour synchroniser la position de rotation du cylindre presseur avec la position de rotation du cylindre matrice, un moyen de compteur de tours ( 160) pour détecter une vitesse de rotation réelle du cylindre presseur et appliquer en retour un signal représentatif de la vitesse de rotation réelle du cylindre presseur au moyen de commande pour maintenir la vitesse de rotation réelle du cylindre sensiblement égale à la seconde vitesse de rotation souhaitée; et un moyen ( 62) pour ajuster manuellement le rapport de la seconde vitesse de rotation

à la première vitesse de rotation.