WO2012001274A1 - Machine de formage de decoupes en carton - Google Patents

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WO2012001274A1
WO2012001274A1 PCT/FR2011/051443 FR2011051443W WO2012001274A1 WO 2012001274 A1 WO2012001274 A1 WO 2012001274A1 FR 2011051443 W FR2011051443 W FR 2011051443W WO 2012001274 A1 WO2012001274 A1 WO 2012001274A1
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machine
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upstream
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Fabrice Sauvageot
Patrick Arcelaine
Didier Mougin
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Sidel Participations
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Definitions

  • the present invention relates to an improvement to the forming and volume forming machines of cardboard blanks, and more particularly to an improvement in the magazine which contains said blanks and which is associated with this type of machine.
  • the machine is fed in cuts by means of a magazine which protrudes outside the enclosure of the machine and which is regularly filled by an operator.
  • this store When it is completely empty, this store offers an access path at the level of the window for introducing the cuts into the enclosure of the machine and this access path is open on mechanisms such as extraction arms or still the carriages carriage cuts to the volume setting station.
  • the present invention proposes a layout of the store that improves the safety for the operators by eliminating any possibility of access by the gaping opening of the window which offers a possibility of introduction into the actual enclosure of the machine, while the latter is running.
  • the cardboard blank forming machine comprises: a magazine projecting out of its enclosure and a window which allows said blanks to be inserted into said enclosure, and comprises at least two sensors which are associated and positioned in the immediate vicinity of said window to detect the presence of a minimum of cuts in the opening of said window capable of remotely removing access to the inside of said enclosure, which sensors are slightly offset along the axis of introduction of said cuts in said enclosure so as to trigger, in particular, one or the other, the complete and absolute stop, also called emergency stop, of the machine when said minimum of cuts is reached, that is to say before said window forms a gaping opening.
  • the cardboard blank forming machine comprises sensors which are positioned so as to detect, in the window located at the end of the magazine, a minimum of at least five box cutouts of the American box type. or a minimum of ten flat blanks of wrap-around boxes or trays, for example.
  • the machine for forming cardboard blanks comprises, among the two sensors for detecting blanks in the opening of the window:
  • a downstream sensor capable of fulfilling two functions in the event of failure of said upstream sensor: the safety shutdown of the machine, of the emergency stop type, and the locking of the restart of the machine.
  • the cardboard blank forming machine comprises two sensors of different types, having operations based on distinct physical principles: one of the sensors, the downstream sensor consisting of a photocell and the other sensor, the upstream sensor being a sensor of the ultrasonic type, for example.
  • the cardboard blank forming machine comprises a sensor disposed at the lower part of the opening of the window, controlling the presence of cuts by detection of their lower part and another sensor disposed at the level of the upper part of said opening of the window, in its central part, for example, to control the presence of cuts by detection of their upper part.
  • the cardboard blank forming machine comprises:
  • a safety relay may cause, under the effect of a signal sent by said controller, an emergency stop, which safety relay prohibits restarting until the failure of the sensor is not resolved,
  • HMI human-machine interface
  • the upstream sensor of the ultrasonic type, is connected directly to the safety relay so as to immediately trigger an emergency stop of the machine without intervention of the programmable controller.
  • the upstream sensor is also connected to the PLC to inform the operator through the man-machine interface.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of a forming machine and setting volume of cuts, showing the cutout store and the introduction window of these cuts in the enclosure of said machine;
  • FIG. 2 is a side view, in elevation, of the magazine and the entrance of the machine, showing the positioning and the connection of the different sensors. associated with the cut-out store, for cuts of various dimensions.
  • FIG. 1 shows a portion of machine 1 capable of forming and volume-forming cutouts 2 which are positioned in a magazine 3, on a conveyor belt 4, which magazine 3 protrudes outside the enclosure 5 of said machine 1.
  • This magazine 3 is regularly powered by an operator or other, which deposits a lot of cuts on the carpet of a conveyor 4 which serves sole.
  • a guide 6 extends laterally above the conveyor 4, to the front wall 7 of the enclosure of the machine 1, to adjust the position of the blanks 2 in the magazine 3.
  • the enclosure 5 of this machine 1 for forming the blanks 2 is completely closed by means of protective panels which are arranged laterally and frontally, as shown partially in FIG. 1; we find in particular the front wall 7 and the side wall 8.
  • the front wall 7 has an opening, or window 10, which allows the introduction of the blanks 2 inside the chamber 5 of the machine; said cutouts 2 being driven towards the inside of said enclosure 5 by the conveyor belt 4.
  • a sensor 11 is shown on the guide 6, FIGS. 1 and 2; this sensor 11 informs the operator, conventionally, the filling state of the magazine 3; it causes, via a controller 12, the cycle stop of the machine, but this stop is effective only after a certain number of cycles, programmed in said controller.
  • the window 10 In the absence of cutouts 2 in the magazine 3, the window 10 is open and it provides access to the interior of the enclosure 5 of the machine 1, in which, as shown in FIG. serves to extract the cutouts 2 and the carriage 14 which moves to transfer these blanks 2 to a station, not apparent, of forming and volume of said blanks 2.
  • cutouts 2 in the window 10 can isolate the interior of the chamber 5 of the machine 1 and prevent access.
  • a sensor 15 is arranged, for example, near the lower edge of the window 10; it makes it possible to detect the presence or absence of cutouts 2 at the entrance of the enclosure 5 of the machine 1. This sensor 15 controls the presence or absence of the cutouts 2 at their lower part.
  • a sensor 16 which is disposed at the upper part of the window 10, also controls the presence or absence of cutouts 2 in the magazine 3; it detects the presence of the upper part of these cutouts 2.
  • These two sensors 15 and 16 are arranged at a distance from the end 17 of the magazine 3, that is to say from the place where the cutouts 2 are captured by the extraction arm 13, which capture s' performing inside the enclosure 5 of the machine 1.
  • the sensor 16 is located at a distance D from the end 17 of the magazine 3 to detect and control the the presence of a minimum of at least five cutouts 2 of crates, of the American box type, or a minimum of ten blanks 2 flat of crates, wrap around type or trays type.
  • the sensor 15 is at a distance N from the end 17 of the magazine 3, which distance is substantially smaller than the distance D between the sensor 16 and the said end 17.
  • the senor 15 is offset with respect to the sensor 16 in a longitudinal direction which corresponds to the insertion axis of the blanks 2 in the chamber 5 of the machine.
  • This sensor 16 which is located upstream of the sensor 15, constitutes the safety stop sensor, that is to say that it automatically triggers, via a relay 18 said safety, the emergency stop of the machine
  • This emergency stop caused by the sensor 16 aims to keep a minimum of cutouts 2 in the magazine 3 to maintain a shutter of the window 10 and prevent access to the interior of the chamber 5 of the machine 1
  • the minimum number of cutouts 2 preserved at the end of the magazine 3 is substantially greater than the number of cuts which is controlled by the sensor 15.
  • the sensors 15 and 16 are connected to the programmable controller 12 (PLC).
  • PLC programmable controller 12
  • This controller 12 also controls the proper operation of the sensor 16 by comparing the signals of the two sensors 15 and 16.
  • the sensor 15 is located downstream of the sensor 16; it intervenes to substitute for said sensor 16 in case of failure of the latter.
  • This downstream sensor because of its position, has a dual function: it monitors and also controls the presence of a minimum of cuts 2 at the end of the magazine 3 and, through the controller 12 and the safety relay 18, it triggers the emergency stop of the machine 1, but, in addition, it transmits the failure information of the sensor 16 to the controller 12.
  • the controller 12 transmits the fault information of the sensor 16 to the safety relay 18 which prohibits the restart of the machine 1.
  • Restarting the machine will only be possible after having corrected the defect of the sensor 16, by replacing it, for example, and by acknowledging this defect by entering a code on the HMI (Human Machine Interface). specific security.
  • HMI Human Machine Interface
  • This operating mode and this control, via two sensors 15 and 16, makes it possible, for this type of machine, to respect the safety category 2 as defined in the NF EN954-1 standard.
  • the sensors 15 and 16 are of different types, that is to say that their operation is based on distinct physical principles.
  • the downstream sensor located at the bottom of the window 12 is of the photoelectric cell type and the upstream sensor 16 is of the ultrasonic sensor type.

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Abstract

La machine de formage de découpes en carton comporte un magasin (3) qui s'étend en saillie à l'extérieur de l'enceinte fermée de ladite machine, et une fenêtre (10) dans l'une des parois de ladite enceinte pour introduire lesdites découpes dans ladite enceinte. Cette machine comprend au moins deux capteurs (15 et 16), associés, et positionnés à proximité immédiate de la fenêtre (10), lesquels capteurs sont légèrement décalés de façon à provoquer, notamment, l'un ou l'autre, l'arrêt complet et absolu de la machine avant l'ouverture de ladite fenêtre. Les deux capteurs (15, 16) sont de types différents, ayant des fonctionnements basés sur des principes physiques distincts : l'un des capteurs, le capteur (15) étant constitué d'une cellule photoélectrique et l'autre capteur, le capteur (16) est du type à ultrasons.

Description

MACHINE DE FORMAGE DE DECOUPES EN CARTON
Objet de 1 ' invention
La présente invention concerne un perfectionnement aux machines de formage et de mise en volume de découpes en carton et, plus particulièrement, un perfectionnement au magasin qui contient lesdites découpes et qui est associé à ce type de machine.
Etat de la technique, problèmes et solutions
Les préoccupations en matière de sécurité pour ces machines de formage de découpes, conduisent à installer des protections, parois et portes, pour isoler les différents mécanismes et éviter de faire prendre des risques aux opérateurs chargés d'intervenir sur ce type de machine .
Toutefois il reste sur ces machines des possibilités d'accès comme, par exemple, l'accès qui correspond à l'entrée des découpes en carton dans la machine au niveau du magasin, qu'il s'agisse de découpes pour des caisses du type « caisse américaine » ou du type « wrap around » ou encore des barquettes.
En effet, la machine est alimentée en découpes au moyen d'un magasin qui s'étend en saillie à l'extérieur de l'enceinte de la machine et qui est régulièrement rempli par un opérateur.
Lorsqu'il est totalement vide, ce magasin offre une voie d'accès au niveau de la fenêtre d'introduction des découpes dans l'enceinte de la machine et cette voie d'accès est ouverte sur des mécanismes comme les bras d'extraction ou encore le chariot d'entraînement des découpes vers le poste de mise en volume. La présente invention propose un aménagement du magasin qui permet d'améliorer la sécurité pour les opérateurs en supprimant toute possibilité d'accès par cette ouverture béante de la fenêtre qui offre une possibilité d'introduction dans l'enceinte même de la machine, alors que cette dernière est en marche.
Description sommaire de 1 ' invention
La machine de formage de découpes en carton selon l'invention comporte : - un magasin qui s'étend en saillie à l'extérieur de son enceinte et, - une fenêtre qui permet l'introduction desdites découpes dans ladite enceinte, et elle comprend au moins deux capteurs qui sont associés et positionnés à proximité immédiate de ladite fenêtre pour détecter la présence d'un minimum de découpes dans l'ouverture de ladite fenêtre capables de supprimer, par éloignement, l'accès à l'intérieur de ladite enceinte, lesquels capteurs sont légèrement décalés selon l'axe d' introduction desdites découpes dans ladite enceinte de façon à déclencher, notamment, l'un ou l'autre, l'arrêt complet et absolu, appelé également arrêt d'urgence, de la machine lorsque ledit minimum de découpes est atteint, c'est-à-dire avant que ladite fenêtre ne forme une ouverture béante.
Cette conception permet de présenter une machine conforme aux exigences de la norme NF EN415-7 :2008.
Toujours selon l'invention, la machine de formage de découpes en carton comporte des capteurs qui sont positionnés de façon à détecter, dans la fenêtre située à l'extrémité du magasin, un minimum d'au moins cinq découpes de caisses du type caisses américaines ou un minimum de dix découpes à plat de caisses du type wrap around ou du type barquettes, par exemple. Toujours selon l'invention, la machine de formage de découpes en carton comporte, parmi les deux capteurs de détection des découpes dans l'ouverture de la fenêtre :
- un capteur amont doté d'une fonction qui permet de commander l'arrêt de sécurité de la machine, du type arrêt d' urgence ,
- et un capteur aval capable de remplir deux fonctions en cas de défaillance dudit capteur amont : - l'arrêt sécurité de la machine, du type arrêt d'urgence, et - le verrouillage du redémarrage de la machine.
Selon une autre disposition de l'invention, la machine de formage de découpes en carton comporte deux capteurs de types différents, ayant des fonctionnements basés sur des principes physiques distincts : l'un des capteurs, le capteur aval étant constitué d'une cellule photoélectrique et l'autre capteur, le capteur amont, étant un capteur du type à ultrasons, par exemple.
Toujours selon l'invention, la machine de formage de découpes en carton comprend un capteur disposé à la partie inférieure de l'ouverture de la fenêtre, contrôlant la présence de découpes par détection de leur partie inférieure et un autre capteur disposé au niveau de la partie supérieure de ladite ouverture de la fenêtre, dans sa partie centrale, par exemple, pour contrôler la présence de découpes par détection de leur partie supérieure .
Selon une autre disposition de l'invention, la machine de formage de découpes en carton comprend :
- un automate programmable industriel (API) qui contrôle le bon fonctionnement du capteur amont par comparaison des signaux des deux capteurs : le capteur amont et le capteur aval , - un relais de sécurité susceptible de provoquer, sous l'effet d'un signal envoyé par ledit automate, un arrêt d'urgence, lequel relais de sécurité interdit le redémarrage tant que la défaillance du capteur n'est pas résolue,
une interface homme-machine (IHM) pour informer l'opérateur et pour permettre l'introduction d'un mot de passe afin de pouvoir redémarrer la machine en cas de défaillance du capteur amont.
Toujours selon l'invention, le capteur amont, du type à ultrasons, est connecté directement au relais de sécurité de façon à déclencher immédiatement un arrêt d'urgence de la machine sans intervention de l'automate programmable .
Selon une autre disposition de l'invention, le capteur amont est aussi relié à l'automate programmable pour informer l'opérateur par le biais de l'interface homme-machine . Description des figures
Pour pouvoir être exécutée, l'invention est exposée de façon suffisamment claire et complète dans la description suivante qui, en plus, est accompagnée de dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une machine de formage et de mise en volume de découpes, montrant le magasin de découpes et la fenêtre d'introduction de ces découpes dans l'enceinte de ladite machine ;
- la figure 2 est une vue de côté, en élévation, du magasin et de l'entrée de la machine, montrant le positionnement et le raccordement des différents capteurs associés au magasin de découpes, pour des découpes de dimensions variées.
Description détaillée de 1 ' invention
La figure 1 montre une portion de machine 1 capable de former et de mettre en volume des découpes 2 qui sont positionnées dans un magasin 3, sur un tapis convoyeur 4, lequel magasin 3 s'étend en saillie à l'extérieur de l'enceinte 5 de ladite machine 1.
Ce magasin 3 est régulièrement alimenté par un opérateur ou autre, qui dépose un lot de découpes sur le tapis d'un convoyeur 4 qui fait office de sole.
Un guide 6 s'étend latéralement au-dessus du convoyeur 4, jusqu'à la paroi 7 frontale de l'enceinte de la machine 1, pour régler la position des découpes 2 dans le magasin 3.
L'enceinte 5 de cette machine 1 de formage des découpes 2 est complètement fermée au moyen de panneaux protecteurs qui sont disposés latéralement et frontalement , comme représentés partiellement figure 1 ; on trouve notamment la paroi 7 frontale et la paroi 8 latérale .
La paroi 7 frontale comporte cependant une ouverture, ou fenêtre 10, qui permet l'introduction des découpes 2 à l'intérieur de l'enceinte 5 de la machine ; lesdites découpes 2 étant entraînées vers l' intérieur de ladite enceinte 5 par le tapis du convoyeur 4.
L'opérateur est informé de l'état du magasin 3 et en particulier de la quantité de découpes 2 restantes au moyen d'un ou de plusieurs capteurs qui constituent des capteurs d'alerte pour ce qui concerne le niveau de l'alimentation de la machine. Un capteur 11 est représenté sur le guide 6, figures 1 et 2 ; ce capteur 11 informe l'opérateur, de façon classique, sur l'état de remplissage du magasin 3 ; il provoque, par l'intermédiaire d'un automate 12, l'arrêt en cycle de la machine, mais cet arrêt n'est effectif qu'après un certain nombre de cycles, programmés dans ledit automate.
En l'absence de découpes 2 dans le magasin 3, la fenêtre 10 est ouverte et elle offre un accès à l'intérieur de l'enceinte 5 de la machine 1, dans laquelle on trouve, comme représentés figure 2, le bras 13 qui sert à extraire les découpes 2 et le chariot 14 qui se déplace pour transférer ces découpes 2 à un poste, non apparent, de formage et de mise en volume desdites découpes 2.
Seule la présence de découpes 2 dans la fenêtre 10 permet d'isoler l'intérieur de l'enceinte 5 de la machine 1 et d'en empêcher l'accès.
Un capteur 15 est disposé, par exemple, à proximité du bord inférieur de la fenêtre 10 ; il permet de détecter la présence ou l'absence de découpes 2 à l'entrée de l'enceinte 5 de la machine 1. Ce capteur 15 contrôle la présence ou l'absence des découpes 2 au niveau de leur partie inférieure.
Un capteur 16, qui est disposé à la partie supérieure de la fenêtre 10, contrôle également la présence ou l'absence de découpes 2 dans le magasin 3 ; il détecte la présence de la partie supérieure de ces découpes 2.
Ces deux capteurs 15 et 16 sont disposés à une certaine distance de l'extrémité 17 du magasin 3, c'est-à- dire de l'endroit où les découpes 2 sont capturées par le bras 13 d'extraction, laquelle capture s' effectuant à l'intérieur de l'enceinte 5 de la machine 1.
Le capteur 16 se situe à une distance D de l'extrémité 17 du magasin 3 pour détecter et contrôler la présence d'un minimum d'au moins cinq découpes 2 de caisses, du type caisses américaines, ou un minimum de dix découpes 2 à plat de caisses, du type wrap around ou du type barquettes.
Le capteur 15 se situe à une distance N de l'extrémité 17 du magasin 3, laquelle distance est sensiblement inférieure à la distance D qui sépare le capteur 16 de ladite extrémité 17.
En effet, le capteur 15 est décalé par rapport au capteur 16 dans un sens longitudinal qui correspond à l'axe d'introduction des découpes 2 dans l'enceinte 5 de la machine.
Ce capteur 16, qui se situe en amont du capteur 15, constitue le capteur d'arrêt de sécurité, c'est-à-dire qu'il déclenche automatiquement, par l'intermédiaire d'un relais 18 dit de sécurité, l'arrêt d'urgence de la machine
Cet arrêt d'urgence provoqué par le capteur 16 à pour but de conserver un minimum de découpes 2 dans le magasin 3 pour maintenir une obturation de la fenêtre 10 et empêcher d'accéder à l'intérieur de l'enceinte 5 de la machine 1. Le minimum de découpes 2 conservées à l'extrémité du magasin 3 est sensiblement supérieur au nombre de découpes qui est contrôlé par le capteur 15.
Les capteurs 15 et 16, comme le capteur 11 de niveau de remplissage, sont connectés à l'automate 12 programmable (API) . Cet automate 12 contrôle aussi le bon fonctionnement du capteur 16 par comparaison des signaux des deux capteurs 15 et 16.
Le capteur 15 se situe en aval du capteur 16 ; il intervient pour se substituer audit capteur 16 en cas de défaillance de ce dernier. Ce capteur 15 aval, du fait de sa position, a une double fonction : - il surveille et contrôle lui aussi la présence d'un minimum de découpes 2 à l'extrémité du magasin 3 et, par l'intermédiaire de l'automate 12 et du relais 18 de sécurité, il déclenche l'arrêt d'urgence de la machine 1, mais, en plus, - il transmet l'information de défaillance du capteur 16 à l'automate 12.
Par un programme approprié, l'automate 12 transmet l'information de défaillance du capteur 16 au relais 18 de sécurité qui interdit le redémarrage de la machine 1.
Le redémarrage de la machine ne sera possible qu'après avoir corrigé le défaut du capteur 16, par son remplacement, par exemple, et par acquittement de ce défaut par la saisie, sur l'IHM (Interface Homme Machine), d'un code spécifique de sécurité.
Ce mode opératoire et ce contrôle, par l'intermédiaire de deux capteurs 15 et 16, permet, pour ce type de machine, de respecter la catégorie 2 de sécurité telle que définie dans la norme NF EN954-1.
Selon une disposition préférentielle de l'invention, les capteurs 15 et 16 sont de types différents, c'est-à-dire que leur fonctionnement est basé sur des principes physiques distincts. Ainsi, par exemple, le capteur 15 aval situé à la partie inférieure de la fenêtre 12 est du type cellule photoélectrique et le capteur 16 amont est du type capteur ultrasons.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Machine de formage de découpes en carton comportant un magasin (3) qui s'étend en saillie à l'extérieur de l'enceinte (5) fermée de ladite machine, et, en bout dudit magasin, une fenêtre (10) disposée dans l'une des parois de ladite enceinte pour permettre l'introduction desdites découpes dans ladite enceinte, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux capteurs (15, 16) associés et positionnés à proximité immédiate de ladite fenêtre (10), lesquels capteurs sont légèrement décalés de façon à provoquer, notamment, l'un ou l'autre, l'arrêt complet et absolu de la machine avant l'ouverture de ladite fenêtre.
2 - Machine de formage de découpes en carton, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des capteurs (15, 16) positionnés de façon à détecter, dans la fenêtre (10), un minimum d'au moins cinq découpes de caisses du type caisses US ou un minimum de dix découpes à plat du type wrap ou du type barquettes, par exemple.
3 - Machine de formage de découpes en carton, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, parmi les deux capteurs (15, 16) de détection des découpes (2) dans l'ouverture de la fenêtre (10) :
- un capteur (16) amont doté d'une fonction qui permet de commander l'arrêt de sécurité de la machine, du type arrêt d' urgence ,
- et un capteur (15) aval apte à remplir deux fonctions en cas de défaillance du capteur (15) amont : - l'arrêt de sécurité de la machine, du type arrêt d'urgence, et - le verrouillage du redémarrage de la machine. 4 - Machine de formage de découpes en carton, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte deux capteurs (15, 16) de types différents, ayant des fonctionnements basés sur des principes physiques distincts : l'un des capteurs, le capteur (15) aval, étant constitué d'une cellule photoélectrique et l'autre capteur, le capteur (16) amont, étant un capteur du type à ultrasons .
5 - Machine de formage de découpes en carton, selon l''une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un capteur (15) disposé à la partie inférieure de l'ouverture de la fenêtre (10), contrôlant la présence de découpes (2) par détection de leur partie inférieure et un autre capteur (16) disposé au niveau de la partie supérieure de ladite ouverture de la fenêtre (10) , dans sa partie centrale, par exemple, pour contrôler la présence de découpes (2) par détection de leur partie supérieure.
6 - Machine de formage de découpes en carton, selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un automate (12) programmable industriel (API) qui contrôle le bon fonctionnement du capteur (16) amont par comparaison des signaux des deux capteurs : le capteur (16) amont et le capteur (15) aval,
- un relais (18) dit de sécurité susceptible de provoquer, sous l'effet d'un signal envoyé par ledit automate (12), un arrêt d'urgence, lequel relais (18) de sécurité interdit le redémarrage tant que la défaillance du capteur (16) n'est pas résolue,
- une interface homme-machine (IHM) pour informer l'opérateur et pour permettre l'introduction d'un mot de passe afin de redémarrer la machine en cas de défaillance du capteur (16) amont.
7 - Machine de formage de découpes en carton, selon la revendication 6, caractérisée en ce que le capteur (16) amont, du type à ultrasons, est connecté à un relais de façon à déclencher immédiatement un arrêt d'urgence de la machine sans intervention de l'automate programmable (12).
8 - Machine de formage de découpes en carton, selon la revendication 7, caractérisée en ce que le capteur (16) amont est relié à l'automate (12) pour informer l'opérateur par le biais de l'interface homme machine .
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