FR2712231A1 - Maintien de la synchronisation des perforations dans une machine de fabrication de sacs en matière plastique ou équivalents. - Google Patents

Maintien de la synchronisation des perforations dans une machine de fabrication de sacs en matière plastique ou équivalents. Download PDF

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Danford C Anderson
Peter J Hatchell
Lambrecht Emiel
De Smedt Eric
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FMC Corp
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Abstract

Un appareil à fabriquer des sacs en plastique à partir d'un film continu (F) de matériau comprend un tambour de soudage (28) ayant au moins une barre de soudage (30) pour appliquer des soudures transversales au film (F) à intervalles régulièrement espacés et un perforateur (74) ayant une lame rotative (80) de perforateur pour appliquer des perforations transversales au film à intervalles régulièrement espacés, le film comprenant des repères apparaissant à des intervalles régulièrement espacés. Un appareil et un procédé sont prévus pour détecter les positions de chaque repère et de chaque perforation et pour comparer la différence entre ces positions à une différence désirée et, par suite, ajuster la position angulaire de la lame (80) du perforateur (74) jusqu'à ce que la différence entre les positions de chaque repère et de chaque perforation soit égale à la différence voulue, pour maintenir ainsi un écartement désiré entre chaque repère et chaque perforation.

Description

-1 La présente invention concerne des machines pour fabriquer des sacs en
matière plastique ou équivalents & partir d'une feuille continue de matériau et, plus spécifiquement, des machines comprenant un tambour de soudage réglable dans le sens radial et des moyens pour ajuster le tambour de soudage afin de maintenir un écartement voulu entre les soudures, appliquées & la feuille par le tambour de soudage, et un repère quelconque apparaissant sur la feuille. Plus particulièrement, l'invention concerne une machine qui comprend en outre des moyens de perforation de la feuille afin que les sacs puissent être séparés individuellement du film, et des moyens pour maintenir automatiquement un écartement désiré entre les soudures et les
perforations.
L'invention concerne également un procédé pour fabriquer
des sacs en plastique à partir d'un film continu.
Dans les machines à fabriquer des sacs actuelles, un film continu est délivré par une source, tel un rouleau de feuille plastique, et est introduit dans un ensemble tambour de soudage et cylindre de blanchet dans lequel des soudures transversales sont appliquées au film afin de définir des sacs plastiques individuels. Le film passe alors dans différents postes optionnels, tels un poste de découpage à levier et une table de pliage, o d'autres opérations sont effectuées sur le film. Pour terminer, le film est amené dans un perforateur, lequel perce le film transversalement au sens de déplacement, de telle sorte que les sacs individuels puissent être ensuite séparés du film. Les perforations sont placées adjacentes aux soudures et, afin d'éviter le gaspillage du matériau, la distance entre la perforation et la soudure, laquelle est désignée "bordure", doit être maintenue à une valeur minimum désirée. Ainsi, dans les sacs à double soudure qui sont ouverts transversalement au sens de déplacement et ont une soudure définissant chaque côté, la perforation est située entre les soudures définissant les côtés adjacents de sacs successifs. Afin d'éviter le gaspillage de matériau lors de la fabrication de ce type de sac, les soudures adjacentes doivent être espacées les unes des autres d'une distance minimale, c'est pourquoi il faut avoir soin de placer la
perforation uniformément entre les soudures.
Dans de nombreuses applications, on souhaite qu'un sujet soit imprimé sur les sacs individuels. Dans de tels cas, la source du film peut comprendre un rouleau de film continu portant un sujet préimprimé placé à intervalles correspondant & la taille désirée des sacs. En outre, on exige typiquement que le sujet imprimé apparaisse au même endroit sur les sacs individuels, d'un sac à un autre. Cette exigence est généralement satisfaite en conservant un même écartement entre le sujet imprimé et la soudure sur chaque sac. Néanmoins, étant donné que les positions du sujet préimprimé sur le film peuvent varier en raison de certains facteurs dans la fabrication et l'impression du film, il est souvent difficile de maintenir une distance fixe entre la soudure
et le sujet imprimé.
L'appareil permettant de faire varier automatiquement la position des soudures, afin de conserver une distance fixe entre les soudures et le sujet imprimé, est décrit dans le brevet US n 4.934.993 délivré à Gietman, Jr. Dans ce dernier, la surface de contact du film du tambour de soudage comprend un certain nombre de lames et une ou plusieurs barres de soudage. Le diamètre du tambour est variable en fonction d'un moteur situé à l'intérieur du tambour qui est raccordé, par l'intermédiaire d'une série d'engrenages et de chaînes, à plusieurs tiges filetées supportant les extrémités des lames et des barres de soudage. Un premier capteur détecte un repère apparaissant sur le film à intervalles réguliers en relation spatiale avec le sujet imprimé, et un deuxième capteur génère un signal représentant une rotation du tambour de soudage. Une unité centrale compare alors la relation entre ces signaux à certaines conditions prédéfinies et, si nécessaire, active le moteur du tambour de soudage afin de modifier le diamètre du tambour et ainsi modifier la relation entre les soudures et le sujet imprimé jusqu'à ce qu'une constante
voulue soit présente et maintenue.
Cependant, dans les machines à fabriquer des sacs de Gietman, Jr. et d'autres techniques antérieures, le perforateur est entraîné par le tambour de soudage et la position de la perforation par rapport à la soudure est fonction du diamètre du tambour de soudage. Ainsi, alors que la distance entre la soudure et la perforation peut à l'origine être ajustée manuellement, la modification automatique du diamètre du tambour de soudage pour maintenir une relation désirée entre la soudure et le sujet imprimé, modifie en conséquence la distance entre la soudure et la perforation. Dans les machines de fabrication de sacs de technique antérieure, l'opérateur doit ajuster manuellement le perforateur afin de maintenir la distance correcte entre les soudures et les perforations, si des changements quelconques sont apparus. Par exemple, Gietman, Jr. décrit l'emploi d'un variateur à commande manuelle pour cette opération. Cependant, étant donné que le réglage automatique de la position des soudures par rapport au sujet imprimé peut résulter en des changements répétés dans la position des soudures, le réglage manuel du perforateur n'est pas pratique. Afin de ne pas avoir à ajuster en permanence le perforateur, une distance suffisamment grande entre les perforations et les soudures est typiquement sélectionnée afin
d'adapter certaines variations dans la position des soudures.
Néanmoins, étant donné la grande quantité de sacs normalement produits dans un cycle de fabrication donné, ces grandes dimensions de bordure résultent en une importante perte en matériau. L'objectif de la présente invention est donc de fournir un moyen pour ajuster automatiquement le perforateur en fonction des changements de diamètre du tambour de soudage afin de maintenir une distance minimale constante entre les perforations et les soudures, indépendamment des changements de position des
soudures et des variations de vitesse de la machine.
Selon la présente invention, l'appareil à fabriquer des sacs en plastique comprend: des moyens pour appliquer des repères au film à des intervalles régulièrement espacés, des moyens pour générer un signal représentant la position de chaque repère, des moyens pour générer un signal représentant la position de chaque perforation, des moyens pour générer un signal de référence de position par rapport auquel chaque signal de repère peut être comparé avec chaque signal de perforation, des moyens pour fournir un signal représentant une distance désirée entre chaque repère et chaque perforation, des moyens pour comparer la différence de position entre chaque signal de repère et chaque signal de perforation avec la distance désirée entre chaque repère et chaque perforation, des moyens sensibles aux moyens de comparaison pour ajuster la position de la lame du perforateur lorsque la différence de position entre chaque signal de repère et chaque signal de perforation est plus grande ou plus petite que la
distance désirée entre chaque repère et chaque perforation.
Les objectifs et avantages de la présente invention sont notamment obtenus en réalisant une machine à fabriquer des sacs avec des moyens permettant de contrôler numériquement la position angulaire du perforateur en réponse au signal représentant la différence entre les positions du tambour de soudage et la lame du perforateur. Ceci est accompli en fournissant des moyens pour générer un signal représentant la position du tambour de soudage, des moyens pour générer un signal représentant la position de la lame du perforateur, des moyens pour comparer la différence entre ces signaux de position avec une valeur appelée par un opérateur représentant la différence désirée entre les soudures et les perforations, et des moyens pour ajuster automatiquement la vitesse de rotation du perforateur afin de modifier la position angulaire de la lame du perforateur de sorte que la différence
entre les signaux de position soit égale à la différence désirée.
Les moyens pour fournir les signaux de position sont de préférence des contacts électriques de proximité: un pour détecter chaque rotation du tambour de soudage et un autre pour détecter chaque rotation de la lame du perforateur. Les moyens pour ajuster la position angulaire de la lame du perforateur comportent un moteur synchrone fonctionnant en liaison avec un différentiel monté entre
la poulie d'entraînement du perforateur et l'arbre du perforateur.
Un codeur fixé à l'arbre de sortie du moteur principal de commande délivre un train d'impulsions continu de référence de position auxquelles les signaux du contact du tambour de soudage et les signaux du contact du perforateur peuvent être comparés. Une unité centrale enregistre le nombre d'impulsions générées par le codeur entre chaque signal du contact du tambour et le signal suivant du contact du perforateur. Pendant les étapes initiales des essais de la phase de fabrication, l'opérateur détermine si la distance entre chaque soudure et la perforation adjacente correspond à la valeur désirée. Dans la négative, l'opérateur délivre une commande adéquate dans l'unité centrale, laquelle actionne le moteur synchrone pour augmenter ou diminuer la vitesse de rotation du perforateur afin de modifier la position angulaire de la lame du perforateur jusqu'à ce que les perforations soient à la distance voulue des soudures. A ce stade, l'unité centrale enregistre le nombre d'impulsions entre les signaux générés par les contacts du
tambour et du perforateur comme nombre désiré d'impulsions.
Ensuite, l'unité centrale continue à contrôler le nombre d'impulsions effectivement générées entre les signaux des contacts du tambour et du perforateur et compare ces valeurs au nombre voulu d'impulsions. Si les deux valeurs ne sont pas égales, l'unité centrale active le moteur synchrone afin d'augmenter ou de diminuer la vitesse de rotation du perforateur pour ainsi modifier la position angulaire de la lame du perforateur jusqu'à ce que le nombre d'impulsions effectivement générées soit à nouveau égal au nombre voulu d'impulsions. De cette manière, la machine à fabriquer des sacs de la présente invention suit l'espacement entre les soudures et les perforations et, si nécessaire, règle automatiquement le perforateur afin de maintenir l'écartement à
une valeur minimale désirée.
Dans une autre réalisation de l'invention, la position angulaire de la lame du perforateur est contrôlée en réponse à un signal représentant la différence entre la position d'un repère
appliqué sur le film et la position de la lame du perforateur.
Ceci est obtenu en fournissant un moyen pour générer un signal représentant la position du repère, lequel, lorsque le repère est un repère d'impression, peut être un photodétecteur. Dans cette réalisation, l'unité centrale enregistre le nombre d'impulsions générées par le codeur entre chaque signal du photodétecteur et le signal suivant du contact du perforateur. L'opération se poursuit ensuite comme précédemment décrit, l'unité centrale activant le moteur synchrone pour modifier la position angulaire de la lame du perforateur jusqu'à ce que le nombre d'impulsions effectivement générées entre le signal du photodétecteur et le signal du contact
du perforateur soit égal à un nombre voulu d'impulsions.
L'enregistrement des soudures étant conservé pour les repères, le maintien d'un certain écartement entre les perforations et les repères fournit un moyen permettant, en effet, de conserver un écartement désiré entre les perforations et les soudures, ce qui
est le résultat recherché.
Dans une autre représentation de la présente invention, le perforateur est entraîné par un servomoteur, dont la position et la vitesse sont commandées par l'unité centrale de traitement en fonction des sorties d'un codeur accouplé à l'arbre du tambour de soudage. La position angulaire du servomoteur et, par suite, de la lame du perforateur, est réglée par l'unité centrale en réponse à un signal d'erreur. Le signal d'erreur est la différence entre le nombre d'impulsions générées entre des signaux du contact du perforateur et le détecteur de repères et le nombre d'impulsions se rapportant à la distance réelle entre le contact du perforateur et le détecteur de repères. Les barres de soudage sont adaptées de manière à placer un repère sur le film en une position fixe à proximité des soudures. Ainsi, l'unité centrale peut régler le servomoteur afin de positionner la lame du perforateur sur le
repère pour chaque sac passant dans la machine.
Selon un autre aspect de l'invention, un procédé pour fabriquer des sacs en plastique à partir d'un film continu de matériau comprend les étapes suivantes: application de soudures transversales au film à des intervalles régulièrement espacés, application de repères au film à des intervalles régulièrement espacés à une distance fixe des soudures transversales, application de perforations transversales au film à des intervalles régulièrement espacés, maintien d'un écartement désiré entre les repères et les perforations. Les autres avantages et caractéristiques de la présente
invention seront bien compris à la lecture de la description qui
suit en référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une représentation schématique de la machine à fabriquer les sacs incorporant la présente invention, la figure 2 est une vue de face en élevation du tambour de soudage employé dans la présente invention, la figure 3 est une vue en coupe transversale du tambour de soudage suivant la ligne 3-3 de la figure 2, et la figure 4 est une vue schématique partielle en
perspective du perforateur de la présente invention.
la figure 5 est une représentation schématique d'une machine à fabriquer des sacs incorporant une autre réalisation de la présente invention; et la figure 6 est une vue partielle en coupe transversale
d'une réalisation du tambour de soudage décrit sur la figure 3.
En se référant à la figure 1, une machine à fabriquer des sacs incorporant la présente invention est généralement identifiée par le chiffre 10 et comprend certains composants conventionnels
qui seront décrits succinctement avant de faire une description
plus détaillée de la présente invention. Un film continu de matériau F est amené dans la machine à fabriquer les sacs 10 par une paire de rouleaux-presseurs d'alimentation 12 qui sont entraînés par un moteur 14 au moyen d'une courroie 16. Le film F peut être en plastique ou tout autre matériau adéquat, avec lesquels sont typiquement fabriqués des sacs ou objets identiques, et est fourni à la machine à fabriquer les sacs 10 par une source conventionnelle quelconque, par exemple une grande bobine ou un extrudeur, soit en feuille, soit sous forme tubulaire plate, selon le type de sac que l'on veut fabriquer. Par ailleurs, le film F peut être préimprimé avec un sujet apparaissant à intervalles réguliers correspondant à la taille des sacs individuels à fabriquer. Après passage dans les rouleaux 12, le film F passe dans un ensemble 18 tambours de tension-rouleaux danseurs
comprenant des tambours de tension 20 et des rouleaux danseurs 22.
L'ensemble tambours de tension-rouleaux danseurs 18 contrôle la tension et la vitesse du film F selon un principe connu de la technique. Après sa sortie de l'ensemble tambours de tension- rouleaux danseurs 18, le film F est tiré sur un rouleau-guide 24 et dans un ensemble 26 tambour de soudage-cylindre de blanchet, o des soudures thermiques transversales sont appliquées au film F afin de définir des sacs individuels. Comme décrit plus complètement ci-après, le tambour de soudage 28 comprend une ou plusieurs barres de soudage 30 qui sont sélectivement activées selon la longueur désirée des sacs à fabriquer. En outre, le diamètre du tambour de soudage 28 est réglable entre des limites minimum et maximum afin d'accroître la plage de longueurs possibles des sacs et de pouvoir appliquer les soudures au film F à une distance fixe désirée d'un sujet préimprimé quelconque apparaissant sur le film F, comme décrit ci-après. Le blanchet de soudage 32, fabriqué en nylon revêtu de silicone ou en tout autre matériau thermorésistant adéquat, est monté sur plusieurs cylindres de blanchet fixes 34 montés en rotation sur le chassis de la machine à fabriquer les sacs 10, et sur au moins un cylindre de blanchet 36 supporté dans un bras 38 qui, sous l'action du piston 40, peut pivoter afin de maintenir le blanchet de soudage 32 tendu contre le tambour de soudage 28 indépendamment du diamètre du tambour de soudage 28. Le blanchet de soudage 32 est entraîné par un moteur principal de commande 42 par l'intermédiaire d'une courroie d'entraînement 44 qui est entraînée autour d'un des cylindres fixes de blanchet 34. La force de contact entre le blanchet de soudage 32 et le tambour de soudage 28 provoque à son tour l'entraînement du tambour de soudage 28 par le blanchet de soudage 32 et, par suite, la traction du film F à
travers l'ensemble tambour de soudage et blanchet de soudage 26.
Comme on le sait dans la technique, la vitesse du moteur principal d'entraînement 42 et la vitesse du moteur 14 sont interdépendants, de sorte que le débit du film F n'est pas interrompu. Après passage dans l'ensemble 26 tambour de soudage et blanchet de soudage, le film F passe sur un cylindre de refroidissement 46
dont la fonction est de refroidir les soudures thermiques.
Ensuite, le film F peut être dirigé, si désiré, vers une table de pliage 48, o il est plié une ou plusieurs fois dans le sens de la largeur suivant les paramètres du produit final désiré. Le film F est alors introduit entre des rouleaux pinceurs 50 et 52 et circule entre des câbles de guidage 54 et 56, qui sont respectivement entraînés autour des rouleaux 50 et 58 et des rouleaux 52 et 60. Le rouleau pinceur 52 est entraîné par un variateur de vitesse 61 lequel est indirectement entraîné par le moteur 42 par l'intermédiaire du cylindre de blanchet fixe de commande 34 et une série de courroies intermédiaires 62, 64 et 66 montées sur des poulies 68, 70, 72 et 73. Les rouleaux pinceurs 50 et 52 et les câbles de guidage 54 et 56 transportent le film F vers un perforateur 74, o des perforations transversales sont appliquées au film F de sorte que les sacs individuels peuvent être ultérieurement séparés les uns des autres. Le perforateur 74 comprend une barre de coupe supérieure 76 fixée à un bloc supérieur 78 fixé et une barre ou lame 80 de coupe inférieure fixée à un bloc inférieur rotatif 82. Le bloc inférieur du perforateur 82 et, par conséquent, la lame du perforateur 80 sont commandés par le tambour de soudage 28 par l'intermédiaire d'une courroie 84 entraînée autour d'une poulie 85 d'entraînement du perforateur, laquelle est montée sur l'arbre d'entrée d'un
différentiel raccordé au bloc 82 du perforateur, comme décrit ci-
dessous. C'est pourquoi, le perforateur 74 et le tambour de
soudage 28 sont normalement en phase.
Comme décrit ci-dessus, le diamètre du tambour de soudage 28 est ajustable afin de pouvoir modifier les positions des barres de soudage 30 par rapport au film F de sorte que des sacs de différentes longueurs puissent être fabriqués et que les soudures appliquées au film F puissent être maintenues dans une relation fixe par rapport au sujet imprimé apparaissant sur le film F. Bien que le diamètre du tambour de soudage 28 soit à l'origine défini de telle sorte que les barres de soudage 30 soient en phase avec le sujet imprimé apparaissant sur le film F, des différences dans l'impression du film F et d'autres facteurs peuvent provoquer le décalage des soudures par rapport au sujet imprimé. Afin d'atténuer ce problème, le réglage du tambour de soudage 28 s'effectue automatiquement pour synchroniser à nouveau les barres de soudage 30 avec le sujet imprimé. En se référant aux figures 2 et 3, le tambour de soudage 28 est monté sur un arbre 86 supporté en rotation par des paliers équipés 88 fixés au châssis de la machine à fabriquer les sacs 10. Une roue dentée 90 fixée à l'extrémité de l'arbre 86 entraîne une roue dentée 90A qui à son tour entraîne une poulie 91 à courroie de synchronisation, laquelle reçoit la courroie 84 au moyen de laquelle le perforateur 74 est entraîné. La surface du tambour de soudage 28 est composée de plusieurs lattes 92 et barres de soudage 30. Les lattes 92 et les barres de soudage 30 sont constituées de sections rectangulaires rigides, respectivement 94 et 96, s'étendant dans le sens longitudinal sensiblement dans la largeur du tambour de soudage 28. La surface extérieure 98 de chaque latte 92 est légèrement incurvée et est recouverte d'un matériau en caoutchouc adéquat pour accroître la force de frottement entre le film F et le tambour de soudage 28. Chaque barre de soudage 30 comprend également une surface extérieure recouverte d'un matériau en caoutchouc adéquat, mais en plus comprend une ouverture longitudinale 100 dans la surface extérieure par laquelle un élément chauffant 102 fait saillie. Chaque élément chauffant 102 s'étend sur la longueur de la barre de soudage 30 et est sélectivement activé suivant la longueur désirée des sacs en cours de production pour appliquer une soudure transversale sur le film F lorsqu'il passe entre la barre de soudage 30 et le blanchet de soudage 32. Les extrémités des lattes 92 et des barres de soudage comprennent des bagues filetées 104 qui sont vissées sur les tiges filetées 106 correspondantes. Les tiges filetées 106 sont supportées en rotation à chaque extrémité par des étriers 108 fixés aux parois latérales 110 du tambour de soudage 28. Le réglage du diamètre du tambour de soudage 28 est réalisé par rotation des tiges filetées 106, ce qui est obtenu par l'activation sélective d'un moteur bidirectionnel 112 monté dans une section 114 de diamètre agrandi de l'arbre 86 dans le tambour de soudage 28. L'arbre de sortie du moteur 112 est relié, par les engrenages 116 et 117, à une roue dentée 118 fixée à un arbre 120 monté en rotation dans plusieurs paliers équipés 122 raccordés à l'arbre 86. Un pignon 124 monté à chaque extrémité de l'arbre 120 engage la denture intérieure d'un disque denté d'entraînement 126, dont les dents extérieures engagent des pignons coniques 128 fixés aux extrémités intérieures des tiges filetées 106. De cette manière, le moteur 112, lorsqu'activé, entraîne l'arbre 120 qui, à son tour, fait tourner les tiges filetées 106 par l'intermédiaire des engrenages 124, 126 et 128. Les bagues filetées 104 engageant les tiges 106, la rotation des tiges 106 provoque à son tour l'écartement ou le rapprochement des lattes 92 et des barres de
soudage 30 de l'arbre 86, selon le sens de rotation du moteur 112.
En outre, le dispositif d'engrenage reliant l'arbre 120 aux tiges 106 étant identique aux deux côtés du tambour de soudage 28, et chaque disque denté 126 engageant uniformément toutes les tiges filetées associées au côté correspondant du tambour de soudage 28, les extrémités des lattes 92 et des barres de soudages 30 avancent simultanément, maintenant ainsi en permanence les lattes 92 et les
barres de soudage 30 parallèles à l'arbre 86.
En référence à la figure 1, la machine à fabriquer des sacs de la présente invention comprend également une unité centrale de traitement, ou CPU, logée dans une console 130. La console 130 comprend un moyen de visualisation 132, tel un écran à tube cathodique, et un moyen d'entrée de données 134, tel un clavier. L'unité centrale est raccordée à l'écran 132 et au clavier 134 et commande les différentes opérations de la machine à fabriquer des sacs 10, comme décrit ci-après. Le clavier 134 est utilisé par un opérateur pour entrer différentes données et paramètres d'exploitation spécifiques à une séquence de production particulière, et l'écran 132 sert à visualiser ces données et les diverses conditions d'exploitation pendant la séquence de production. La console 130 peut aussi comprendre un moyen de mémorisation raccordé à l'unité centrale et contenant des informations préenregistrées se rapportant à des séquences de
production standard ou passées.
La machine à fabriquer des sacs 10 comprend plusieurs dispositifs qui génèrent des signaux à partir desquels l'unité centrale peut commander le fonctionnement de la machine 10. Un moyen de génération de signaux de référence de position 136, tel un résolveur ou un codeur, est monté sur l'arbre de sortie du moteur 42 et est relié à l'unité centrale au moyen d'une ligne 138. Le codeur 136 fournit un train d'impulsions numériques représentant des valeurs discrètes du déplacement du film F. Comme
le montre distinctement la description suivante, ce train
d'impulsions fournit une base par rapport à laquelle d'autres signaux sont référencés. Un détecteur 140 de repères, situé en amont de l'ensemble 26 tambour de soudage et blanchet, analyse le film F et informe l'unité centrale, par l'intermédiaire d'une ligne 142, lorsqu'il détecte un repère sur le film F. Le repère peut être une encoche ou un trou formés dans le film F ou un repère d'impression appliqué sur le film F. Le repère d'impression peut être un repère spécifique préimprimé sur le film F à des intervalles réguliers correspondant à la longueur désirée des sacs à fabriquer, ou une partie spécifique d'un sujet préimprimé apparaissant régulièrement de manière identique sur le film F. En outre, si le repère est une encoche ou un trou, le détecteur de repères 140 peut être un détecteur à éclateur ou tout moyen semblable pour détecter l'encoche ou le trou. De préférence, pourtant, le repère est un repère d'impression, et le détecteur de repères 140 est un photodétecteur ou tout dispositif à cellule photo-électrique qui génère un signal en réponse à une fréquence prédéterminée d'un faisceau lumineux réfléchi ou émis. Un contact 144 de proximité de tambour est monté au dessus du tambour de soudage 28 et fonctionne en liaison avec un repère de tambour 146 monté sur la circonférence du tambour de soudage 28 pour indiquer chaque rotation du tambour de soudage 28 à l'unité centrale, par l'intermédiaire de la ligne 148. Le contact de proximité de tambour 144 peut être un contact de proximité électrique standard activé à chaque passage rapproché du repère de tambour 146, qui est typiquement un objet métallique. Un contact de proximité semblable 150 est situé au dessus de l'arbre 152 du bloc rotatif inférieur 82 du perforateur 74 et fonctionne en liaison avec un repère 154 de perforateur monté sur l'arbre 152 pour indiquer chaque rotation de la barre de soudage inférieure 80 du perforateur 74 à l'unité centrale, par l'intermédiaire de la ligne 156. En référence à la figure 4, selon la présente invention, la machine à fabriquer des sacs 10 comprend également un différentiel 158 ayant un arbre d'entrée 160 sur lequel est montée la poulie d'entraînement 85 du perforateur, et un arbre de sortie 162 couplé à l'arbre 152 du bloc 82 inférieur de perforateur. Un arbre de sortie 164 d'un moteur synchrone 166 engage le différentiel 158 entre l'arbre d'entrée 160 et l'arbre de sortie 162 d'une manière connue afin de varier la rotation de l'arbre de sortie 162 par rapport à l'arbre d'entrée 160 lorsqu'activé. Un moteur pas-à-pas ou un servomoteur peut être utilisé àla place du moteur synchrone 166. En fonctionnement normal, l'arbre de sortie 162 tourne à la même vitesse que l'arbre d'entrée 160. Néanmoins, lorsque le moteur 166 est activé, l'arbre de sortie 162 tourne plus vite ou plus lentement que l'arbre d'entrée 160 selon le sens de rotation de l'arbre de sortie 164 du moteur synchrone 166. Un câble électrique 168 relie le moteur 166 à l'unité centrale afin que celle-ci puisse commander l'activation et le sens de rotation
du moteur 166, comme décrit ci-dessous.
Pendant le fonctionnement de la machine à fabriquer des sacs 10, le codeur 136 génère un train d'impulsions continues dans lesquelles l'unité centrale effectue des lectures relatives à la distance entre le sujet imprimé apparaissant sur le film F, la position des barres de soudage 30 et la position de la barre de coupe 80 du perforateur 74. L'unité centrale compare alors ces lectures aux paramètres entrés par l'opérateur et génère des signaux de commande du moteur de tambour de soudage 112 et du moteur synchrone 166 pour régler automatiquement l'écartement entre le sujet imprimé et les soudures et l'écartement entre les
soudures et les perforations.
De manière typique, chaque apparition du sujet imprimé sur le film F doit apparaître sur des sacs individuels. Par conséquent, les repères fournissant un moyen de détecter la position du sujet imprimé, l'écartement entre les repères successifs doit être égal à l'écartement entre les soudures successives. L'unité centrale détermine à l'origine la distance entre les repères successifs et la distance entre les soudures successives et, si nécessaire, ajuste le tambour de soudage 28 afin que ces distances soient égales. Au fur et à mesure que le film F avance dans la machine à fabriquer des sacs 10, le détecteur de repères 140 génère un signal chaque fois qu'un repère d'impression passe sous lui. Le signal généré par le détecteur de repères 140 indique à l'unité centrale qu'elle peut commencer à compter les impulsions générées par le codeur 136. En détectant ainsi le nombre d'impulsions entre les signaux générés par le détecteur de repères 140, l'unité centrale peut déterminer la synchronisation ou l'écartement du sujet imprimé apparaissant sur le film F. Au même instant, le contact de proximité du tambour 144 informe l'unité centrale chaque fois que le repère de tambour 146 passe sous lui. L'unité centrale enregistre le nombre d'impulsions entre des signaux successifs générés par le contact 144 et, par suite, détermine la circonférence du tambour de soudage 28. Selon le nombre de barres de soudage 30 employées, l'unité centrale peut alors déterminer les positions relatives des barres de soudage 30 et donc la distance entre les soudures appliquées sur le film F. Par exemple, si une seule barre de soudage 30 est activée, le nombre d'impulsions entre les signaux issus du contact 144 correspond alors à la distance entre les soudures. Cependant, si plusieurs barres de soudage 30 sont activées, la distance entre les soudures correspond alors au nombre d'impulsions divisé par le nombre de barres de soudage activées 30. Le nombre de barres de soudage activées est automatiquement déterminé par l'unité centrale selon la longueur désirée des sacs à fabriquer, qui est entrée dans l'unité centrale par l'opérateur. L'unité centrale compare alors le nombre d'impulsions générées par le codeur 136 entre les signaux du détecteur de repères 140 et compare ce nombre au nombre d'impulsions correspondant à la distance entre les barres de soudage activées 30. Si ces deux nombres sont différents, l'unité centrale active alors le moteur du tambour de soudage 112 afin d'ajuster le diamètre du tambour de soudage 28 de la manière décrite ci-dessus jusqu'à ce que le nombre d'impulsions entre les repères soit égal au nombre d'impulsions entre les barres de soudage activées 30. Par exemple, si la distance entre les barres de soudage activées 30 est plus petite que la distance entre les repères apparaissant sur le film F, l'unité centrale active alors le moteur 112 qui tourne dans le sens exigé pour augmenter le diamètre du tambour de soudage 28. Cependant, si la distance entre les barres de soudage activées 30 est supérieure à la distance entre les repères, l'unité centrale active le moteur 112 qui tourne dans le sens exigé pour diminuer le diamètre du
tambour de soudage 28.
Dès que la distance entre les repères est égale à la distance entre les soudures, l'opérateur de la machine à fabriquer des sacs 10 observe la distance entre chaque repère et la soudure adjacente sur les sacs en cours de fabrication. Si l'écartement et supérieur ou inférieur à la valeur désirée, l'opérateur entre dans l'unité centrale une valeur correspondant à la différence entre la distance réelle entre le repère et la soudure adjacente et la distance désirée entre le repère et la soudure adjacente. L'unité centrale active alors le moteur 112 pour accroître ou réduire le diamètre du tambour de soudage 28 d'une valeur spécifique, de sorte qu'après un nombre prédéterminé de rotations du tambour de soudage 28, la distance entre chaque repère et la soudure adjacente corresponde à la distance désirée. Ensuite, l'unité centrale active le moteur 112 pour ramener le tambour de soudage 28 au diamètre précédent pour lequel la distance entre les soudures successives est égale à la distance entre les repères successifs. Dans cette position, les repères sont en phase avec les soudures, c'est- à-dire, la distance réelle entre chaque repère et une soudure adjacente est égale à la distance désirée. Dès que les repères sont en phase avec les soudures, l'unité centrale enregistre et continue de détecter le nombre d'impulsions générées par le codeur 136 entre les signaux générés en alternance par le détecteur de repères 140 et le contact de proximité du tambour 144. Si le nombre de ces impulsions change, indiquant que les soudures se "déplacent" par rapport aux repères, l'unité centrale active le moteur 112 afin de modifier le diamètre du tambour de soudage 28, et donc les positions des barres de soudage 30, jusqu'à ce que le nombre de ces impulsions soit égal au nombre d'impulsions enregistrées par l'unité centrale lorsque les repères étaient en phase avec les soudures. De cette manière, l'unité centrale peut automatiquement maintenir la distance voulue entre les soudures et les repères en ajustant le diamètre du tambour de
soudage 28.
Pour maintenir une distance minimum constante entre les soudures et les perforations, la présente invention ajuste automatiquement la position angulaire de la lame 80 du perforateur, en modifiant la vitesse de rotation du bloc 82 du perforateur, par rapport aux positions des barres de soudage activées 30. Pour ce faire, l'unité centrale enregistre et continue à détecter le nombre d'impulsions générées par le codeur 136 entre les signaux générés alternativement par le contact 144 de proximité du tambour et le contact 150 de proximité du perforateur. Le diamètre de la poulie 85 est sélectionné de telle sorte que, pour chaque soudure produite, il y a une perforation correspondante. C'est pourquoi, en supposant que le diamètre du tambour de soudage 28 ne change pas, supposition pouvant être faite pendant les étapes initiales d'essai de la phase de production, le nombre d'impulsions entre les signaux du contact
144 du tambour et du contact 150 du perforateur reste constant.
Pendant les étapes initiales d'essai de la phase de production, l'opérateur observe la longueur de bordure, c'est-à-dire la distance entre la perforation et une soudure adjacente. Si la longueur de bordure est trop grande, l'opérateur entre une commande appropriée dans la console 130, et l'unité centrale active le moteur synchrone 166 qui tourne dans le sens inverse afin de réduire la vitesse de rotation du bloc 82 du perforateur par rapport à la poulie 85 d'entraînement du perforateur et, par conséquent, du tambour de soudage 28. La position de la perforation se rapproche donc de la soudure. Si la longueur de bordure est trop petite, l'opérateur entre une commande appropriée dans la console 130, et l'unité centrale active le moteur 166 afin d'accroître la vitesse de rotation du bloc 82 du perforateur par rapport à la poulie 85 d'entraînement du perforateur pour ainsi éloigner la perforation de la soudure. Dès que la perforation est dans la position désirée par rapport à la soudure, l'opérateur entre une autre commande et l'unité centrale provoque l'arrêt du moteur synchrone 166. L'unité centrale enregistre simultanément le nombre d'impulsions générées par le codeur 136 entre les signaux générés alternativement par le contact du tambour 144 et le contact du perforateur 150 à ce stade. Ce nombre correspond à la longueur de bordure désirée. L'unité centrale continue ensuite à détecter le nombre d'impulsions entre les signaux du contact du tambour 144 et du contact du perforateur 150 pour chaque sac successif fabriqué et compare ce nombre au nombre correspondant à la longueur de bordure désirée. Si les deux nombres sont différents, l'unité centrale active le moteur synchrone 166 pour augmenter ou diminuer la vitesse de rotation du bloc 82 jusqu'à ce que les nombres soient à nouveau égaux. Par exemple, si le nombre d'impulsions entre les signaux du contact du tambour 144 et du contact du perforateur 150 est plus grand que le nombre d'impulsions correspondant à la longueur de bordure désirée, ce qui indique que la longueur de bordure réelle est trop petite, l'unité centrale signale au moteur 166 de tourner dans le sens avant afin d'augmenter la vitesse de rotation du bloc du perforateur 82 par rapport à la poulie d'entraînement du perforateur 85. Par conséquent, le nombre d'impulsions entre les signaux du contact du tambour 144 et du contact du perforateur 150 diminue à mesure que la perforation s'éloigne de la soudure. Dès que le nombre d'impulsions est égal au nombre d'impulsions correspondant à la longueur de bordure désirée, l'unité centrale désactive le moteur 166. En détectant en permanence le nombre d'impulsions entre les signaux du contact du tambour 144 et du contact du perforateur 150, comparant ce nombre au nombre d'impulsions correspondant à la longueur de bordure désirée, et activant le moteur synchrone 166 si les deux nombres sont différents, l'unité centrale peut automatiquement maintenir la longueur de bordure minimum désirée. Ainsi, dès que l'opérateur demande les informations adéquates concernant la longueur de bordure désirée pendant les étapes initiales d'essai de la séquence de production, l'unité centrale maintient cette longueur de bordure pour le reste de la séquence de production, indépendamment de toute modification dans la position des soudures résultant des réglages du tambour de soudage 28 pour maintenir la distance correcte entre les soudures et les repères. Il en résulte que la longueur de bordure peut être réduite au minimum, et que la quantité de matériau typiquement gaspillée peut être réduite sans exiger en permanence une surveillance et le réglage du perforateur par l'opérateur pendant la séquence de fabrication. Dans une autre réalisation de l'invention, la distance minimum constante entre les soudures et les perforations est maintenue en réglant automatiquement la position angulaire de la lame du perforateur 80 par rapport à la position des repères sur le film F. Pour ce faire, la machine à fabriquer des sacs 10 est équipée d'un détecteur de repères 200, semblable au détecteur de repères 140, qui est situé en amont des rouleaux pinceurs 50 et 52 et relié à l'unité centrale par l'intermédiaire d'une ligne 202 (figure 1). Le détecteur de repères 200 est de préférence un capteur photo-électrique qui génère un signal chaque fois qu'un repère d'impression passe à sa portée. L'unité centrale enregistre et continue de détecter le nombre d'impulsions générées par le codeur 136 entre les signaux générés en alternance par le détecteur de repères 200 et le contact de proximité du perforateur 150. Comme décrit ci-dessus en référence à la réalisation précédente, pendant les étapes initiales d'essai de la séquence de production, l'opérateur entre les commandes appropriées dans la console 130 jusqu'à ce que les perforations soient dans la position désirée par rapport aux soudures ou aux repères. Dès que ceci est fait, l'unité centrale enregistre le nombre d'impulsions générées par le codeur 136 entre les signaux générés en alternance par le détecteur 200 de repères et le contact 150 du perforateur à ce stade. Ce nombre correspond à la distance désirée entre le repère et la perforation, laquelle est une indication de la longueur de bordure désirée. L'unité centrale continue ensuite à détecter le nombre d'impulsions entre les signaux du détecteur de repères 200 et le contact du perforateur 150 pour chaque sac successif produit, et compare ce nombre au nombre correspondant à la distance désirée entre les repères et les perforations. Si les deux nombres sont différents, l'unité centrale active le moteur synchrone 166 pour augmenter ou diminuer la vitesse de rotation du bloc 82 jusqu'à ce que les nombres soient à nouveau égaux. En détectant en permanence le nombre d'impulsions entre le détecteur de repères 200 et le contact du perforateur 150, en comparant ce nombre au nombre d'impulsions correspondant à la distance désirée entre les repères et les perforations, et en activant le moteur synchrone 166 si les deux nombres sont différents, l'unité centrale peut automatiquement maintenir la longueur de bordure minimum désirée. Ainsi, dès que l'opérateur demande les informations adéquates concernant la longueur de bordure désirée pendant les étapes initiales d'essai de la séquence de production, l'unité centrale maintient cette longueur de bordure pour le reste de la séquence de production, indépendamment de toute modification dans la position des soudures résultant des réglages du tambour de soudage 28 pour maintenir la distance correcte entre les soudures
et les repères.
Dans une autre réalisation de l'invention, le détecteur de repères est supprimé et les sorties du détecteur 140 de repères, en liaison avec les signaux délivrés par le contact 150 du perforateur, sont utilisées comme base pour maintenir la distance voulue entre les repères et les perforations, comme
décrit ci-dessus.
Dans une autre réalisation de l'invention, représentée sur la figure 5, le bloc 82 inférieur de perforateur est entraîné par l'intermédiaire de la courroie 84 par le moteur 166, lequel est de préférence un servomoteur, plutôt que par l'arbre 86 du tambour de soudage 28, comme dans les réalisations précédentes. De plus, le différentiel 158, décrit dans les réalisations précédentes, est supprimé. A la place, le positionnement précis de la lame du perforateur 80 est directement commandé par le servomoteur 166, lequel comprend un codeur 204. Un codeur 206 monté sur l'arbre 86 du tambour de soudage 28 délivre les impulsions de positionnement que l'unité centrale exploite pour commander le positionnement du servomoteur 166, d'une manière connue dans la technique. En outre, le servomoteur 166 et, par conséquent, la lame 80 du perforateur sont entraînés dans un rapport prédéterminé avec la rotation de l'arbre 86 de 1/1 si une seule barre de soudage 30 est alimentée, de 2/1 si deux barres de soudage 30 sont alimentées, etc. Dans cette réalisation, un signal d'erreur est généré pendant chaque cycle de la machine à fabriquer des sacs 10, un cycle étant défini comme un passage d'un sac dans la machine, ce qui correspond également à une rotation de l'arbre du servomoteur 166 et, par conséquent, à une rotation du bloc 82 de perforateur. L'unité centrale utilise ce signal d'erreur pour régler la longueur du cycle du servomoteur 166 pendant chaque cycle de la machine à fabriquer des sacs 10 afin de garantir le positionnement précis de chaque perforation sur le film F par rapport & un repère. Dans cette réalisation, le codeur 204 fonctionne comme moyen de génération de signaux de référence de position et l'unité centrale enregistre le nombre d'impulsions entre les signaux du contact 150 et du détecteur 200 de repères. L'unité centrale compare ce nombre à un nombre d'impulsions, désigné par décalage de perforation, par rapport à la distance réelle entre le contact et le détecteur 200. Le décalage de perforation est calculé en divisant la distance entre le contact 150 et le détecteur 200 par la longueur de sac désirée, puis en multipliant cette valeur par la longueur du cycle du servomoteur 166, en impulsions. La distance entre le contact 150 et le détecteur 200 et la longueur de sac désirée sont entrées par l'opérateur au moyen du clavier 134, tandis que la longueur du cycle du servomoteur 166 est stockée dans les moyens de mémoire de la console 130 pendant la fabrication de la machine à fabriquer des sacs 10. L'erreur est alors la différence entre le décalage des perforations et le nombre d'impulsions entre les signaux du contact 150 et du détecteur 200. Cette erreur, exprimée en impulsions, est appliquée à la longueur du cycle du servomoteur 166 pour modifier temporairement la longueur du cycle et soit accélérer, soit décélérer le servomoteur 166 de sorte que la différence entre la perforation appliquée au film F et le repère détecté par le détecteur 200 soit une distance fixe prédéterminée. Ainsi, le positionnement précis du perforateur 74 est obtenu pour chaque cycle de la machine à fabriquer des sacs 10 afin de garantir que les perforations pour chaque sac sont dans la position correcte désirée. C'est pourquoi la longueur de la jupe peut être minimisée et la quantité de film F nécessaire pour fabriquer un sac peut en
conséquence être diminuée.
Néanmoins, si l'erreur est trop élevée, le servomoteur 166 ne peut pas positionner le perforateur 74 dans la position correcte pour le cycle en cours, ce, en raison des limites inhérentes au servomoteur 166 et à d'autres aspects de la machine à fabriquer des sacs 10. Par suite, si l'erreur est supérieure à une valeur maximale présélectionnée, laquelle est un nombre d'impulsions correspondant à une distance maximale prédéterminée pour un servosystème donné, par exemple quatre centimètres, l'unité centrale applique la valeur maximale à la longueur du cycle du servomoteur 166 pour le cycle en cours et les cycles suivants jusqu'à ce que l'erreur soit inférieure à la valeur maximale. Dans cette réalisation, le repère détecté par le détecteur de repères 200 est de préférence appliqué au film F à une distance fixe et à proximité des soudures. En référence à la figure 6, ceci est accompli en modifiant les barres de soudage 30 afin d'appliquer un repère au film F. Alors que le repère peut être un repère d'impression, auquel cas le détecteur de repères serait un capteur photo-électrique, le repère préféré est une encoche, qui est formée dans le film F par une lame chauffée 208 montée sur les barres de soudage 30 d'une manière conventionnelle quelconque. La lame 208 a de préférence une longueur de deux centimètres, s'étend dans le sens longitudinal à partir d'une extrémité de la barre de soudage 30, et est activée de manière conventionnelle pour fondre l'encoche dans le bord du film F. Dans une application à double soudure, l'élément chauffant 102 comprend deux pointes de soudage et la lame 208 est montée entre les
pointes, comme représenté sur la figure 6.
Dans la réalisation préférée, le repère est appliqué au film F dans la position précise o la perforation doit être située. Ainsi, l'erreur représente la distance entre la position de la lame 80 du perforateur et le repère. Si l'erreur est nulle, la lame 80 frappe le film F sur le repère. Si l'erreur n'est pas nulle, l'erreur est appliquée à la longueur de cycle du servomoteur 166 de sorte que la lame du perforateur 80 frappe également le film F sur le repère. Pendant les séquences initiales de fonctionnement de la machine à fabriquer des sacs 10, si l'opérateur observe que les perforations sont appliquées à une certaine distance du repère, l'opérateur peut entrer une valeur corrigée pour la distance entre le contact 150 et le détecteur 200 de sorte que les perforations soient directement appliquées sur les repères. Cette réalisation permet donc le positionnement précis des perforations par rapport aux soudures pour chaque cycle
de la machine à fabriquer des sacs 10.
Bien que la présente invention ait été décrite en fonction des réalisations préférées, il est évident que les personnes connaissant parfaitement la technique peuvent développer une gamme étendue de détails structuraux sans s'écarter des principes de l'invention. C'est la raison pour laquelle les
revendications annexées sont à interpréter afin de couvrir tous
les équivalents tombant dans le domaine véritable et l'esprit de l'invention.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Appareil à fabriquer des sacs en plastique à partir d'un film continu (F) de matériau comprenant un tambour de soudage (28) ayant au moins une barre de soudage (30) pour appliquer des soudures transversales au film à des intervalles régulièrement espacés et un perforateur (74) ayant une lame rotative (80) pour appliquer des perforations transversales au film à des intervalles régulièrement espacés, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens pour appliquer des repères au film à des intervalles régulièrement espacés, des moyens (140) pour générer un signal représentant la position de chaque repère, des moyens pour générer un signal représentant la position de chaque perforation, des moyens pour générer un signal de référence de position (136) par rapport auquel chaque signal de repère peut être comparé avec chaque signal de perforation, des moyens pour fournir un signal représentant une distance désirée entre chaque repère et chaque perforation, des moyens pour comparer la différence de position entre chaque signal de repère et chaque signal de perforation avec la distance désirée entre chaque repère et chaque perforation, des moyens sensibles aux moyens de comparaison pour ajuster la position de la lame (80) du perforateur lorsque la différence de position entre chaque signal de repère et chaque signal de perforation est plus grande ou plus petite que la
distance désirée entre chaque repère et chaque perforation.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la position de la lame (80) du
perforateur sont un servomoteur (166).
3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de génération des signaux de référence de position
(136) comprennent un codeur.
4. Procédé pour fabriquer des sacs en plastique à partir d'un film continu de matériau caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: application de soudures transversales au film à des intervalles régulièrement espacés, application de repères au film à des intervalles régulièrement espacés à une distance fixe des soudures transversales, application de perforations transversales au film à des intervalles régulièrement espacés, maintien d'un écartement désiré entre les repères et les perforations.
FR9413484A 1993-11-12 1994-11-09 Maintien de la synchronisation des perforations dans une machine de fabrication de sacs en matière plastique ou équivalents. Pending FR2712231A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/151,439 US5447486A (en) 1992-11-25 1993-11-12 Maintaining perforation phasing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2712231A1 true FR2712231A1 (fr) 1995-05-19

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