FR2760426A1 - Procede de controle d'une machine de remplissage de conteneurs et machine de remplissage mettant en oeuvre le procede - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de contrôle d'une machine de remplissage de conteneurs et une machine de remplissage mettant en oeuvre un tel procédé.Selon un aspect du procédé, le remplissage est effectué quelque soit les caractéristiques des conteneurs et du produit de remplissage sous le contrôle d'un moyen de commande qui réalise un mouvement corrélé du conteneur et de l'injecteur. Le moyen de contrôle permet de régler la machine rapidement et facilement.Le procédé et la machine de l'invention trouvent application dans le domaine du conditionnement de produits divers et notamment un produit fluide, comme un liquide, une pâte ou un produit en poudre ou constitué par une collection de parties libres comme des billes.
Description
La présente invention concerne un procédé de contrôle d'une machine de
remplissage de conteneurs et une
machine de remplissage mettant en oeuvre un tel procédé.
Le procédé et la machine de l'invention trouvent application dans le domaine du conditionnement de produits divers et notamment un produit fluide, comme un liquide, une pâte ou un produit en poudre ou constitué par une
collection de parties libres comme des billes.
Les conteneurs, par exemple présentés vides à l'entrée de la machine de remplissage, comportent tous une ouverture de remplissage. Ils sont amenés séquentiellement
devant un poste de remplissage par un organe de transfert.
Le poste de remplissage délivre une dose de produit à travers l'ouverture de remplissage. Puis, le conteneur rempli est emporté par l'organe de transfert vers un poste ultérieur de la machine de remplissage comme un poste de fermeture-soudure de l'ouverture de remplissage. Un autre conteneur à remplir est alors présenté devant le poste de
remplissage et la séquence de remplissage reprend.
Or, en particulier quand le conteneur est un tube souple destiné à recevoir un produit pâteux comme une crème dentifrice ou une crème cosmétique, et que l'on fabrique en grande quantité, les cadences de remplissage sont extrêmement élevées et la dose de produit pour remplir le conteneur doit être délivrée sous pression par une pompe
doseuse.
Comme le remplissage se fait sous atmosphère, que ce soit l'air ou un gaz inerte, il faut éviter autant que
possible la formation de bulles dans le produit injecté.
Pour parvenir à ce résultat, il est connu dans l'état de la technique, en plus du transfert des conteneurs entre les différents postes de la machine de remplissage, de réaliser un déplacement relatif de l'organe de dosage par rapport au niveau de remplissage dans le conteneur en cours de remplissage. Par cette disposition, il est possible d'éviter la formation de bulles et d'autres inconvénients liés notamment aux éclaboussures qui salissent la machine
de remplissage.
Cependant, une telle disposition est difficile à mettre en oeuvre sur des machines de remplissage qui exploitent des conteneurs différents pour des produits différents. En effet, les caractéristiques cinématiques (position instantanée, vitesse et accélération) du déplacement relatif de l'organe de dosage par rapport au niveau de remplissage dans le conteneur en cours de remplissage vont varier en fonction des dimensions du
conteneur et des caractéristiques de fluidité du produit.
Il en résulte que l'organe de déplacement, qui produit aussi le déplacement relatif de l'organe de dosage par rapport au niveau de remplissage dans le conteneur en cours de remplissage, doit être réglé de sorte que ses caractéristiques cinématiques soient ajustées aux caractéristiques dimensionnelles du nouveau conteneur et/ou des caractéristiques physiques (fluidité, mouillabilité, etc.) du produit de remplissage nouveau lorsque l'on change
de production.
Jusqu'à présent, l'opérateur de la machine se reportait à une table de réglages qui lui permettait à l'aide d'outils classiques (clés, tournevis) de régler la longueur ou l'angulation de divers leviers ou cames dans le mécanisme constituant l'organe qui produit le déplacement relatif de l'organe de dosage par rapport au niveau de
remplissage dans le conteneur en cours de remplissage.
Cette opération de réglage était longue et donc réduisait le temps de disponibilité de la machine de remplissage, surtout si cette machine devait produire à chaque campagne une quantité limitée d'une même référence (dimensions du conteneur, caractéristiques physiques du
produit de remplissage).
Par ailleurs, cette opération était soumise tant à la précision des mesures initiales qui avaient servi à établir les tables numériques de réglage, qu'au degré
d'habilité de l'opérateur à réaliser ces réglages.
L'invention apporte remède à ces inconvénients de l'état de la technique. En effet, elle concerne un procédé de contrôle d'une machine de remplissage de conteneurs, caractérisé en ce qu'il consiste: préalablement à la mise en fonctionnement de la machine à établir dans une mémoire électronique les paramètres de réglage d'une loi de réglage prédéterminée; - lors de l'initialisation du fonctionnement lors d'une campagne, à saisir des valeurs des paramètres de réglage; - à chaque arrivée d'un conteneur vide sur un support déplaçable, à délivrer une dose de produit, en actionnant un organe qui produit le déplacement relatif de l'organe de dosage par rapport au niveau de remplissage dans le conteneur en cours de remplissage en synchronisme avec le flux de sortie de l'organe de dosage; - à replacer conteneur rempli et organe doseur dans leurs positions respectives de départ; - à répéter l'étape précédente jusqu'à la fin de la campagne et réitérer l'initialisation d'une nouvelle campagne. Par ailleurs, l'invention concerne aussi une machine de remplissage, du genre comportant au moins un poste de chargement de conteneurs à remplir, chaque conteneur étant de dimensions géométriques déterminées, et un poste de remplissage des conteneurs, un automate programmable pour commander le poste de chargement et le poste de remplissage, le poste de remplissage comportant: - un support déplaçable du conteneur au moins au cours du remplissage sous l'effet de premiers moyens
moteurs, dans un mouvement alternatif d'éloignement-
rapprochement, - une pompe de dosage, connectée à une trémie de remplissage de produit fluide et à un distributeur d'une dose de produit au conteneur présenté, actionnés par des seconds moyens moteurs, - des moyens de détection des positions instantanées du support déplaçable et de la pompe de dosage, - des moyens de détection des caractéristiques géométrique du conteneur à remplir, - un moyen de commande, sous le contrôle de l'automate programmable, qui comportent des moyens d'entrée des signaux produits par les moyens de détection des positions instantanées du support déplaçable et de la pompe de dosage et des moyens de détection des caractéristiques géométrique du conteneur à remplir, des moyens pour exécuter une loi de réglage prédéterminée en fonction des signaux d'entrée et connectés à des moyens pour engendrer en sortie des signaux de commande instantanée desdits moyens moteurs, de sorte que le support déplaçable s'éloigne de la pompe de dosage lors du remplissage et s'en
rapproche avant un remplissage ultérieur.
Dans un mode de réalisation, le support du conteneur déplaçable comporte un godet dans un réceptacle duquel est disposé le conteneur. Les premiers moyens moteurs comportent un mécanisme connecté au godet de sorte que le godet se rapproche de l'organe de dosage avant le remplissage et s'en éloigne en synchronisme avec le remplissage et quand le support déplaçable entraine le
conteneur rempli vers le poste suivant.
Dans un autre mode de réalisation, les moyens de détection des caractéristiques géométriques du conteneur à remplir, comportent un organe de saisie des paramètres géométriques, connus à l'avance, des conteneurs qui seront présentés par le poste de chargement lors de la campagne
ultérieure de remplissage.
Dans un autre mode de réalisation, le moyen de commande comporte une mémoire de lois de réglage dont l'adressage est effectué en fonction des paramètres de détection des conteneurs et dont la sortie est connectée à un moyen de calcul de la loi de réglage qui produit un signal de commande au moins pour commander le mouvement de rapprochement- éloignement du support déplaçable lors du remplissage. Dans un autre mode de réalisation, le moyen de calcul de la loi de réglage exécute une recopie du mouvement de la pompe de dosage lors de la phase
d'injection pour exécuter le mouvement d'éloignement.
Pour exécuter la recopie, le moyen de commande pour produire la loi de réglage comporte des moyens de détermination: - du point bas de l'axe de levée, - de la course de la pompe, - de la course de rapprochement-éloignement du support déplaçable lors du remplissage, de sorte que la loi de réglage est représentée par une grandeur proportionnelle: - aux dimensions du conteneur à remplir, - aux dimensions de la pompe de dosage, - à la course de la pompe, ladite grandeur étant augmentée de la course de dégagement des premiers moyens moteurs du support déplaçable. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la
description et des dessins qui sont:
- les figures 1 à 4: des schémas des états successifs d'une machine de remplissage lors d'un cycle de remplissage; - la figure 5: un organigramme du procédé de l'invention; - la figure 6: un schéma fonctionnel d'une partie de commande d'une machine de remplissage de l'invention; - la figure 7: un schéma-bloc expliquant
l'ensemble des organes de la machine de l'invention.
A la figure 7, on a représenté un schéma-bloc exposant l'ensemble des organes principaux de la machine de l'invention. Préalablement, on va exposer les moyens
nécessaires à la réalisation de l'invention.
La machine de remplissage de la figure 7 comporte
au moins un poste de chargement 50 de conteneurs à remplir.
Chaque conteneur présente des dimensions géométriques déterminées, ou bien parce qu'elles sont mesurées lorsque le conteneur se présente sur la machine, ou bien parce que ces dimensions sont saisies préalablement au début d'une
campagne sur des moyens décrits plus loin.
La machine de remplissage comporte par ailleurs un poste de remplissage 51 des conteneurs et un automate programmable 53 pour commander le poste de chargement 50 et le poste de remplissage 51. Le poste de remplissage comporte notamment: - un support déplaçable 54 du conteneur au moins au cours du remplissage sous l'effet de premiers moyens moteurs 55, - une pompe de dosage, connectée à une trémie de remplissage de produit fluide et à un distributeur d'une dose de produit au conteneur présenté, actionnés par des
seconds moyens moteurs 56.
Puis, la machine peut comporter un poste 52 de fermeture du conteneur rempli et de déchargement de ce
conteneur vers un poste de conditionnement en lots.
Les autres moyens de la machine représentée à la
figure 7 seront décrits plus loin.
A la figure 1, on a représenté un schéma de l'état en début de cycle d'une machine de remplissage de l'invention. Cette figure est une vue de face de la zone du poste de remplissage, à la différence de la figure 7 qui est plutôt une vue de dessus de l'ensemble de la machine de remplissage. A la figure 1, préalablement à une nouvelle campagne de remplissage de conteneurs vides, apportés par le poste de chargement, une trémie 1 est remplie d'un produit pâteux qui est délivré par une pompe doseuse 2-7 par l'intermédiaire d'un injecteur 10-16 par l'ouverture
d'un conteneur vide 17.
Dans le procédé de l'invention, lors d'une étape de remplissage d'un conteneur dans un support déplaçable, on exécute un mouvement relatif d'éloignement du niveau de
remplissage dans le conteneur et de l'organe de dosage.
Les conteneurs 17 vides, sont dans un mode préféré de réalisation de l'invention constitués par des tubes en un matériau souple comme une matière plastique, de forme sensiblement cylindrique, le corps cylindrique du conteneur présentant une extrémité ouverte (visible tournée vers le haut du dessin de la figure 1), et une extrémité fermée par un opercule sur lequel peut être pratiqué un filetage et ajouté un bouchon (visibles tournés vers le bas du dessin de la figure 1). Ces conteneurs sont connus dans le commerce sous la désignation de "tubes souples" et on les retrouve pour le conditionnement de nombreux produits
pateux en pharmacie ou cosmétologie.
Délivré par le poste de chargement (50, à la figure 7), chaque tube souple 17 est installé dans son support déplaçable (54 à la figure 7). Le support déplaçable est, dans le mode préféré de réalisation représenté à la figure 1, constitué par au moins un godet 18-20, monté dans un logement 21 d'un plateau ou étoile tournant 22. Le plateau 22 tourne d'un pas à chaque nouveau remplissage et passe
devant le poste de remplissage, ici représenté.
Le plateau 22 est motorisé par un moyen moteur convenable et tourne autour de son axe sous la commande de l'automate programmable (53, à la figure 7). Il comporte une pluralité de perçages ou de logements (comme le logement 22). Chaque godet est mobile verticalement dans son logement 21 du plateau 22 sous l'action de premiers moyens moteurs comportant principalement un moteur électrique 25 et un mécanisme 24 qui, lorsque le godet se trouve au poste de remplissage, produit un mouvement de rapprochement, puis d'éloignement du corps cylindrique 22 du godet par rapport à la pompe doseuse et de son
injecteur.
La pompe doseuse 2-9 comporte une vanne à boisseau 2, 3, 8, 9 et une pompe de dosage 4-7, et est connectée fluidiquement à la trémie 1 par la vanne à boisseau 2, 3, 8, qui est connectée par un tube de sortie 9a à un orifice
d'entrée de l'injecteur 10-16.
Dans l'état préparatoire au remplissage, représenté à la figure 1, le boisseau 3,8 est représenté en position telle que le tube de sortie 9a est fermé, et que un tube d'accès 9b à la pompe de dosage 4-7 est en communication avec la trémie 1. La pompe de dosage 4-7 comporte un piston 4, encore en position haute, et des seconds moyens moteurs composés principalement d'un moteur électrique 7 et d'un mécanisme de transformation mécanique du mouvement de rotation du moteur électrique en un mouvement de translation alternatif du piston 4. Dans la phase préparatoire, le piston 4, monté sur un arbre de pompe 6,
est entraîné vers le bas, de façon à aspirer le produit pâteux à travers la vanne à boisseau dans une chambre de pompe 5 de la pompe de dosage.
L'injecteur 10-16 comporte un pied d'éjection 15 fermé par un pointeau 16, monté sur un arbre de commande 12 terminé par un piston 11 qui se déplace dans une chambre de commande 10. L'injecteur comporte une chambre de détente 13 dans laquelle le produit pâteux sera ultérieurement distribué. Aux figures 2 à 4, les mêmes éléments sont repérés par les mêmes numéros de référence et ne seront pas plus décrits. A la figure 2, on a représenté l'état de la machine de remplissage, une fois le piston 4 de la pompe doseuse abaissé en son point le plus bas PBP. Dans cet état, on a chargé dans la chambre de pompe 5 un volume de produit pâteux correspondant au volume du tube souple 17 à remplir en tenant compte d'éventuelles pertes dans les tubes de remplissage. L'aspiration de produit pâteux provenant de la trémie 1 étant terminée, l'automate programmable (53 à la figure 7) produit des ordres: - d'arrêt des seconds moyens moteurs qui entraînent le piston 4, - de changement de position du boisseau 8 de sorte que l'accès 9b à la trémie 1 soit fermé et que l'accès 9a à
l'injecteur 10-16 soit ouvert.
Par ailleurs, pendant ce temps, l'automate programmable produit un ordre de démarrage des premiers moyens moteurs pour produire le rapprochement du fond du tube à remplir du pied de l'injecteur, par la levée du godet 18-19, de sorte que le pied de l'injecteur 15 se trouve à l'intérieur du tube 17 aussi près que possible de la zone de début de remplissage. Dans cet état, les premiers moyens moteurs font parvenir le support déplaçable
dans sa position de fin de course de rapprochement PHR.
L'ordre de levée produit par l'automate programmable est reçu par un pilote électronique d'alimentation électrique (voir à la figure 7) qui produit une tension d'alimentation convenable des premiers moyens moteurs. Les premiers moyens moteurs comportent principalement un moteur électrique (non représenté) dont l'arbre moteur est connecté mécaniquement à l'arbre d'entrée d'un convertisseur de mouvement dont le mécanisme de sortie produit le mouvement de levée du tube 17 installé dans son godet 18 coulissant dans le logement 21 du plateau
22 de la remplisseuse.
Le convertisseur de mouvement peut comporter une roue 25 dont l'axe est fixé à l'arbre de sortie du moteur, éventuellement par l'intermédiaire d'un réducteur
permettant d'obtenir une vitesse et un couple convenables.
La roue 25 porte elle-même un levier 24, à titre de mécanisme de sortie, articulé à une première extrémité sur la roue 25 et à une seconde extrémité à un organe de
liaison 23 solidaire du godet 18.
Enfin, pour terminer ce second état, l'automate
programmable produit un ordre d'ouverture du clapet 10-12-
16 de pied d'injecteur. Le clapet comporte un organe moteur qui mobilise un arbre de levée 12 du clapet 16 de sorte que, quand l'automate programmable produit un ordre de levée, l'organe moteur lève l'arbre de levée 12 et dégage
l'orifice de sortie en relevant un pointeau 16.
L'organe moteur 10-11 d'actionnement de l'arbre de levée 12 du pointeau 16 du clapet peut être constitué: - par un vérin fluidique (à air comprimé notamment), comportant un piston 11 monté en bout de l'arbre de levée 12, deux accès de pression étant disposés dans la chambre du vérin sur chaque face du piston, leur mise en pression étant alternative; - par un électroaimant de type bistable ou de type à alimentation maintenue, en opposition d'effet sur un ressort, le noyau mobile de l'électroaimant étant solidaire de la tige 12; - par un moteur électrique dont l'arbre de sortie est associé à un convertisseur du mouvement de rotation de l'arbre de sortie du moteur en un mouvement de translation
de l'arbre 12 de levée du clapet.
A la figure 3, on a représenté un troisième état de la machine de remplissage de l'invention. Le piston 4 est toujours en cours de remontée et le tube d'accès 9a délivre par l'injecteur 9-16, clapet ouvert, la dose de produit pâteux dans le tube 17. Le godet poursuit son éloignement du pied de l'injecteur de façon à laisser sensiblement constante la distance entre le niveau de remplissage et le pied de l'injecteur. Dans un mode de réalisation préféré, un moyen de commande des premiers moyens moteur réalise un mouvement de recopie du mouvement du piston 4 pendant le
remplissage en éloignant le godet 18 de l'injecteur 16.
A la figure 4, on a représenté un quatrième état du procédé de l'invention. Le tube 17 est maintenant complètement rempli et le godet repose à nouveau dans le logement 21. Le clapet 10 s'est refermé et le boisseau 3,8 a changé de position sous le contrôle de l'automate programmable (54 à la figure 7). Le piston 4 est parvenu en fin de course haute PHP et la chambre 5 de pompe est donc
vide. Le godet 18 est en fin de course basse, dénommée PBL.
L'automate programmable peut alors commander l'avance d'un pas du plateau tournant 22, le déchargement éventuellement d'un tube rempli et fermé sur le poste de fermeture et déchargement et le chargement d'un autre tube à remplir, pendant que le godet suivant, garni du tube à remplir
suivant, parvient au poste de remplissage.
A la figure 5, on a représenté un organigramme du procédé de l'invention dans un mode particulier de
réalisation d'une machine de remplissage selon l'invention.
Au début d'un cycle de remplissage d'un conteneur, initialement vide, l'automate programmable (53 à la figure 7) exécute une demande de prise d'origine du mouvement de rapprochement-éloignement du support déplaçable (54 à la figure 7, ou godet 18-20 aux figures 1 à 4) lors d'une étape Si. Le paramètre est retourné sous la forme d'une lecture de l'état d'un capteur de position disposé préférentiellement sur les premiers moyens moteurs et particulièrement sur le convertisseur du mouvement de
rotation du moteur électrique en mouvement de translation.
La requête de l'automate programmable est répétée jusqu'à ce que le capteur de position renvoie la prise d'origine
vers l'automate programmable.
Puis, lors de l'étape S2, l'automate programmable 53 produit une commande pour faire effectuer par les seconds moyens moteurs un cycle à vide du piston 4 de la pompe de dosage de sorte que la course de déplacement de la pompe CDP soit enregistrée sous la forme de la différence entre: - le point haut du piston PHP détecté lors de l'état représenté à la figure 1 par un capteur de position - le point bas du piston PBP détecté lors de l'état représenté à la figure 2 par le même capteur. On a la relation:
CDP = PHP - PBP
Les paramètres CDP et PHP (Etape S3) sont alors enregistrés dans une mémoire convenable du moyen de commande 67 qui sera décrit plus loin à l'aide de la figure 7. En reprenant d'une manière générale le procédé de
l'invention on remarque les caractéristiques suivantes.
Dans le procédé de l'invention, lors de l'initialisation du fonctionnement lors d'une campagne, on détermine des paramètres de réglage relatifs aux caractéristiques géométriques de l'organe de dosage comme le diamètre de la pompe, et du conteneur comme le diamètre du tube pour déterminer la loi de réglage f, définie par la relation: course relative= f(D(tube),D(pompe)) ou courserelative est la grandeur définissant la course relative du mouvement d'éloignement lors de l'étape
de remplissage.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on détermine des paramètres de réglage relatifs aux caractéristiques dynamiques du mouvement relatif du niveau de remplissage dans le conteneur et de l'organe de dosage pour déterminer la loi de réglage (FPROP, kl) du mouvement
relatif d'éloignement lors de l'étape de remplissage.
Selon une autre acarctéristique de l'invention, on détermine par avance les caractérisques d'injection, comme la course de déplacement du piston (CDP), de l'organe de dosage, puis, lors du remplissage à réaliser une commande du mouvement d'éloignement du niveau de remplissage dans le conteneur en recopie des caractéristiques d'injection, la course dudit niveau étant déterminée par une loi de proportionalité: {D(tube)}2 course_relative = FPROP* ----------*course_pompe {D(pompe)}2 à laquelle on ajoute en fin de course, éventuellement, une grandeur caractéristique de la course de dégagement de l'organe produisant le déplacement relatif du support déplaçable, le coefficient de proportionnalité
dépendant des paramètres de réglage.
Préférentiellement, la course instantannée de la pompe (de son piston 5), représentée par le paramètre course_pompe, sert de variable de commande, détectée par un capteur de position. La course instantannée du support déplaçable, alors représentée par le paramètre courserelative est une variable dépendante du paramètre détecté course_pompe. Il en résulte qu'on, réalise ainsi une recopie du mouvement du piston en commandant lke mouvement du support déplaçable, et donc en exécutant le mouvement relatif d'éloignement (lors du remplissage) du niveau de remplissage dans le conteneur et de l'organe de dosage. L'automate programmable 53 vérifie que la prise du paramètre CDP est effectuée et, lorsqu'il détecte par le capteur précité que le piston 4 de la pompe de dosage a repris sa position PHP, l'automate programmable 53 effectue (Etape S4) le repérage de l'écart entre deux conteneurs successifs. A cet effet, un codeur de position est associé au support déplaçable 54, et plus particulièrement pour suivre la position instantanée de rotation du plateau 22 des figures 1 à 4. Ce codeur de position constitue, lorsqu'il s'incrémente, une base de temps externe sur lequel le procédé de l'invention se synchronise. Quand un nombre prédéterminé de points sur la base de temps externe est détecté par l'automate programmable, la campagne de
remplissage proprement dite peut commencer.
Un conteneur vide à remplir a été présenté au poste de remplissage 51 lorsque la base de temps externe a produit l'indication correspondante précitée. Le moyen de commande 67 est alors appellé par un signal de commande 65 de l'automate programmable 53, de sorte que les premiers moyens moteurs soient actionnés pour que le godet soit rapproché de l'injecteur, position détectée (Etape S5) par un capteur convenable, associé au mouvement de rapprochement-éloignement du support déplaçable ou godet 18-20. La mesure est alors affectée à un paramètre PHR qui est enregistré dans le moyen de commande 67 comme Point
Haut de Remplissage PHR sur les premiers moyens moteurs.
Lors de l'étape suivante S6, l'automate programmable 53 produit une commande d'aspiration de la dose de la trémie 1 dans la chambre de pompe 5, le piston 4 passant alors, sous l'effet des seconds moyens moteurs, de la position haute paramétrée dans la valeur PHP à la
position basse (Figure 2) paramétrée dans la valeur PBP.
L'automate programmable 53 produit alors la rotation du boisseau 3,8 de sorte que la dose prélevée de la trémie 1 dans la chambre de pompe 5, passe par le tube d'accès 9a dans l'injecteur, puis dans le tube en cours de remplissage. Puis, l'automate programmable actionne les seconds moyens moteurs pour produire la remontée du piston (Etape S7) et produit un signal de commande 66 vers le moyen de commande 67 pour que les premiers moyens moteurs produisent le mouvement d'éloignement du support déplaçable (godet 18), de manière contrôlée, selon la loi de réglage enregistrée dans le moyen de commande 67. Les premiers moyens moteurs sont alors alimentés de sorte que le godet ou support déplaçable s'éloigne (descende à la figure 3) de l'injecteur au fur et à mesure du remplissage. A cet effet, les seconds moyens moteurs coopèrent avec un capteur proportionnel au déplacement du piston de la pompe de dosage, de sorte que les premiers moyens moteurs pour éloigner le godet travaillent en mode de recopie du mouvement de la pompe, celle-ci remontant vers le point haut PHP tandis que le godet redescend vers son point bas
PBR, sur le plateau 22.
Lors de l'étape S8, l'automate programmable 53 reçoit un signal de fin de refoulement par le capteur de position du piston de la pompe de dosage, et lorsque ce signal est détecté, l'automate programmable 53 produit un signal de commande de dégagement de l'axe de levée du godet
ou support déplaçable lors de l'étape S9.
En effet, dans un mode de réalisation préféré, l'axe de levée du godet 18, qui applique l'action des premiers moyens moteurs sur la base 19 du godet 18, doit être écarté de celle-ci pour permettre le transfert d'un pas du godet contenant le tube rempli, un nouveau godet
contenant un tube à remplir le remplaçant.
Par ailleurs, l'automate programmable 53 produit divers signaux de commande vers les divers postes de la machine de remplissage et vers le moyen de commande 67 de sorte que: -la machine de remplissage effectue un retour vers son état initial (figure 1) suivant l'incrément de la base de temps externe; - le moyen de commande 67 entre en état d'attente pendant un nombre prédéterminé d'incréments de la base de temps externe avant de reprendre un nouveau cycle de fonctionnement à l'étape S5, si on est au cours d'une même campagne, ou à l'étape Si si on prépare une nouvelle campagne. A la figure 6, on a représenté un mode de réalisation particulier des moyens de la machine de remplissage de l'invention qui permettent de mettre en
oeuvre le procédé de l'invention.
L'automate programmable 30 est sous le contrôle de l'opérateur par unpanneau utilisateur 31 et produit selon l'organigramme de la figure 5 les séquences du procédé de l'invention. Il produit des ordres de commande 32 vers: - les seconds moyens moteurs pour mobiliser le piston de la pompe de dosage;
- la vanne à boisseau lors des cycles d'aspiration-
injection. Un codeur de la position instantanée du piston, dit codeur pompe 33, est relié mécaniquement à cette dernière et produit un signal convenablement adapté et amplifié à la première entrée d'un comparateur 35. La seconde entrée du comparateur 35 reçoit le signal de détection d'un codeur disposé sur les seconds moyens moteurs, dit codeur_levée godet 34. La sortie du comparateur est appliquée à l'entrée d'un circuit électronique de puissance, dit driver 36 dont la sortie produit un signal d'alimentation du moteur à courant continu, dit moteur DC 37, si un signal d'autorisation est produit par l'automate
programmable 30.
Le mouvement du moteur DC 37 est convenablement transformé par le convertisseur 38 auquel est associé mécaniquement le codeur levée godet 34. De cette façon, on a réalisé un moyen de commande pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Particulièrement, la loi de réglage inscrite dans le moyen de commande est déterminée en fonction de la course d'éloignement du godet lors du remplissage
proprement dit.
En réalité, étant asservie à la remontée du piston 4 de la pompe de dosage sous l'action des premiers moyens de dosage, cette loi de réglage est seulement déterminée par la course d'éloignement, ce qui simplifie considérablement les moyens de commande. En effet, la pompe de dosage comportant, après l'aspiration de la dose dans la chambre de pompe 5 une dose d'un volume équivalent au volume à remplir dans le tube 17, les deux mouvements
concurrents sont proportionnels.
Il en résulte que la détermination de la loi de réglage est, dans un mode de réalisation de l'invention, réalisée par la relation:
PHL = ( PHB - PBP) * FPROP + CDEGAG
dans laquelle: PHP: Point Haut Pompe PBP: Point Bas Pompe FPROP: coefficient de proportionalité défini en usine par le choix des composants selon une relation définie plus loin; CDEGAG: course de dégagement réglée en usine pour assurer le dégagement par le bout de l'axe de levée du godet 18 du fond du godet à l'issue du remplissage, quand le support déplaçable effectue un déplacement d'un godet pour transférer un nouveau godet équipé d'un tube à remplir
devant le poste de remplissage.
Dans un mode particulier de réalisation, déjà décrit à l'aide des figures précédentes, le coefficient de proportionalité FPROP est défini par la relation: {D(tube)}2 FPROP =kl x k2 x {D(pompe)}2 Dans un mode de réalisation du dispositif de remplissage, le coefficient kl dépend des rapports de bras de levier (couples appliqués) ou du nombre de dents des engrenages composant les deux convertisseurs de mouvements associés respectivement (numérateur) aux premiers moyens moteur et (dénominateur) aux seconds moyens moteurs: (Red)*D(pignon)
kl =------------------
Rap*2 o (Red) représente le rapport de réduction du convertisseur mécanique accouplé au moteur électrique des premiers moyens moteurs, et D(pignon) le diamètre du dernier pignon sur lequel l'axe de levée est articulé à son extrémité opposée à celle qui vient en contact avec le fond
de godet lors du levage et de la redescente du godet.
Dans un mode de réalisation du dispositif de remplissage, le coefficient k2 dépend des rapports respectivement (numérateur) de la résolution du codeur associé aux mouvements des premiers moyens moteur et (dénominateur) de la résolution du codeur associé aux
mouvements des seconds moyens moteur.
Res(codeurl)
k2 -------------
Res(codeur2) On remarque que dans ce mode de réalisation, les seules caractéristiques géométriques qu'il est nécessaire de connaître quand on change de genre de tube, pour une pompe inchangée, est simplement le diamètre du tube à remplir. On constate que de ce fait, les moyens de l'invention sont limités, ce qui est un avantage tant en
termes de coût que de maintenance et de réalisation.
A la figure 7, déjà partiellement décrite, on remarque que l'automate programmable 53 est connecté de manière connue en soi aux postes de chargement 50, de remplissage 51, de fermeture et déchargement 52 et au support déplaçable 54, au moins pour la composante de son mouvement qui permet le transfert des conteneurs.10 On a aussi schématiquement représenté les premiers moyens moteurs 55 qui permettent de réaliser l'autre composante du mouvement du support déplaçable 54 devant le poste de remplissage 51: le rapprochement-éloignement
décrit aux figures 1 à 4 lors du remplissage.
On a aussi schématiquement représenté les seconds moyens moteurs 56 qui permettent l'injection du produit
pâteux par l'injecteur décrit à l'aide des figures 1 à 4.
Selon l'invention, le mouvement relatif appliqué par les premiers et seconds moyens moteurs est déterminé de façon à ce que l'injection, et donc le mouvement du piston de la pompe de dosage soit le maître du mouvement de
rapprochement-éloignement du support.
De manière la plus étendue de l'invention, chacun des éléments déplacés est surveillé par des moyens de détection de la position instantanée; à savoir un détecteur 57 pour la levée du godet ou support 54, et un détecteur 58 pour la position du piston de la pompe de dosage. Les signaux de détection sont transmis à des dispositifs d'entrée 59 et 60 d'un moyen de commande 67 des dits moyens moteurs 56 et 55, sous le contrôle de
l'automate programmable.
L'automate programmable 53 est, à cette fin, connecté par une liaison électrique de signalisation 66 au moyen de commande qui est réalisé sous la forme connue en
soi d'une carte électronique.
La machine de remplissage de l'invention comporte aussi des moyens de détection des caractéristiques géométrique du conteneur à remplir. Dans le mode préféré de réalisation de l'invention,
les tubes souples d'une même campagne sont tous identiques.
Les moyens de détection des caractéristiques géométriques du conteneur à remplir sont constitués de manière informatique par un fichier des caractéristiques géométriques, un enregistrement de telles caractéritiques
correspondant à un tube de dimensions déterminées connues.
Le moyen de détection est alors complété par un moyen de saisie de nouvelles caractéristiques géométriques quand un nouveau tube est prévu dans la production. Pour réaliser ce moyen de saisie, on dispose d'un terminal 65 de saisie sur lequel s'exécute un programme de saisievérification des caractéristiques géométriques, l'opérateur pouvant alors saisir les dits paramètres et, après leur vérification positive, les transférer dans une mémoire 61 convenable des caractéristiques géométriques des conteneurs en exploitation. La sélection d'un enregistrement particulier en mémoire 61 est effectuée par l'opérateur lors d'une phase ou étape d'initialisation de la machine de remplissage dans le procédé de l'invention, ou bien par le terminal de saisie 65, ou bien directement sur un panneau de commande
de l'automate programmable 53.
De même, la saisie de nouvelles caractéristiques géométriques de conteneurs peut elle être effectuée sur le
panneau de contrôle de l'automate programmable 53.
Dans un autre mode de réalisation, les moyens de détection des caractéristiques géométrique du conteneur à remplir comportent un capteur de telles caractéristiques par exemple si elles sont enregistrées sur le corps du conteneur sous la forme d'un code barre, ou autrement, ou encore par prise des principales cotes géométriques nécessaires à l'exécution du procédé de l'invention. Une telle cote est préférentiellement constituée par le diamètre du corps cylindrique du conteneur. Le moyen de commande 57 comporte aussi des moyens 61, 62 pour exécuter une loi de réglage prédéterminée en fonction des signaux d'entrée produits par les dispositifs d'entrée 59 et 60, et par les moyens de détermination des caractéristiques géométriques des conteneurs. La sortie des moyens de réglage 61, 62 est connectée à des circuits d'électronique de puissance 63 et 64 pour alimenter, selon la loi de réglage sélectionnée, les premiers et seconds moteurs en synchronisme. La mémoire 61 comporte une pluralité d'enregistrements correspondant aux paramètres
pré-établis de la loi de réglage.
Préférentiellement, au moins les premiers moyens moteurs sont constitués par un moteur électrique de type à commutation électronique, dont les caractéristiques de vitesse et de couple peuvent être précisément adaptées par un tel circuit électronique de puissance connu dans le
public sous la désignation de variateur.
Si seuls les premiers moyens moteurs 55 sont commandés par le moyen de commande 67, le circuit électronique de puissance 64 est supprimé (68) et le contrôle des seconds moyens moteurs est reporté sur
l'automate programmable.
Dans cette situation, ainsi qu'on l'a expliqué à la figure 6, les moyens de détection 58 de la position instantanée de la pompe de dosage ne sont plus nécessaires, que pour d'éventuelles fonctions de maintenance, ou de surveillance du déroulement du procédé de l'invention, et ne sont donc pas implémentés, ou pas connectés au moyen de
commande 67.
Claims (11)
1. Procédé de contrôle d'une machine de remplissage de conteneurs, caractérisé en ce qu'il consiste: - préalablement à la mise en fonctionnement de la machine à établir dans une mémoire électronique les paramètres de réglage d'une loi de réglage prédéterminée; - lors de l'initialisation du fonctionnement lors d'une campagne, à saisir des valeurs des paramètres de réglage; - à chaque arrivée d'un conteneur vide sur un support déplaçable, à délivrer une dose de produit, en actionnant un organe qui produit le déplacement relatif de l'organe de dosage par rapport au niveau de remplissage dans le conteneur en cours de remplissage en synchronisme avec le flux de sortie de l'organe de dosage; - à replacer conteneur rempli et organe doseur dans leurs positions respectives de départ; - à répéter l'étape précédente jusqu'à la fin de la campagne et réitérer l'initialisation d'une nouvelle
campagne.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors d'une étape de remplissage d'un conteneur dans un support déplaçable, il consiste à exécuter un mouvement relatif d'éloignement du niveau de remplissage dans le
conteneur et de l'organe de dosage.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l'initialisation du fonctionnement lors d'une campagne, il consiste à déterminer des paramètres de réglage relatifs aux caractéristiques géométriques de l'organe de dosage comme le diamètre de la pompe, et du conteneur comme le diamètre du tube pour déterminer la loi de réglage f, définie par la relation: courserelative= f(D(tube),D(pompe)) définissant la course relative du mouvement
d'éloignement lors de l'étape de remplissage.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lors de l'initialisation du fonctionnement lors d'une campagne, il consiste à déterminer des paramètres de réglage relatifs aux caractéristiques dynamiques du mouvement relatif du niveau de remplissage dans le conteneur et de l'organe de dosage pour déterminer la loi de réglage (FPROP, kl) du mouvement relatif d'éloignement
lors de l'étape de remplissage.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lors de l'initialisation du fonctionnement lors d'une campagne, il consiste à déterminer par avance les caractérisques d'injection, comme la course de déplacement du piston (CDP), de l'organe de dosage, puis, lors du remplissage à réaliser une commande du mouvement d'éloignement du niveau de remplissage dans le conteneur en recopie des caractéristiques d'injection, la course dudit niveau étant déterminée par une loi de proportionalité: {D(tube)}2 course_relative = FPROP* ---------*course_pompe {D(pompe)}2 à laquelle on ajoute en fin de course, éventuellement, une grandeur caractéristique de la course de dégagement de l'organe produisant le déplacement relatif du support déplagable, le coefficient de proportionnalité
dépendant des paramètres de réglage.
6. Machine de remplissage, du genre comportant au moins un poste de chargement (50) de conteneurs à remplir, chaque conteneur étant de dimensions géométriques déterminées, et un poste de remplissage (51) des conteneurs, un automate programmable (53) pour commander le poste de chargement et le poste de remplissage, le poste de remplissage comportant: - un support déplaçable (54; 18-20) du conteneur (17) au moins au cours du remplissage sous l'effet de premiers moyens moteurs (55), dans un mouvement alternatif d'éloignement-rapprochement, - une pompe de dosage (1-9), connectée à une trémie
de remplissage de produit fluide et à un distributeur (10-
16) d'une dose de produit au conteneur présenté, actionnés par des seconds moyens moteurs (56), caractérisé en ce qu'elle comporte: - des moyens de détection (57, 58) des positions instantanées du support déplaçable (54) et de la pompe de dosage, - des moyens de détection des caractéristiques géométrique du conteneur à remplir, - un moyen de commande (67), sous le contrôle de l'automate programmable (53), qui comporte des moyens d'entrée (59, 60) des signaux produits par les moyens de détection des positions instantanées du support déplaçable et de la pompe de dosage et des moyens de détection des caractéristiques géométrique du conteneur à remplir, des moyens (61, 62), pour exécuter une loi de réglage prédéterminée en fonction des signaux d'entrée et connectés à des moyens (63, 64) pour engendrer en sortie des signaux de commande instantanée desdits moyens moteurs (55, 56), de sorte que le support déplaçable s'éloigne de la pompe de dosage lors du remplissage et s'en rapproche avant un
remplissage ultérieur.
7. Machine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le support du conteneur déplaçable comporte un godet (18-20) dans un réceptacle duquel est disposé le conteneur, et en ce que les premiers moyens moteur (55) comportent un mécanisme connecté au godet de sorte que le godet se rapproche de l'organe de dosage avant le remplissage et s'en éloigne en synchronisme avec le remplissage et quand le support déplaçable entraine le
conteneur rempli vers le poste suivant.
8. Machine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de détection des caractéristiques géométriques du conteneur à remplir, comportent un organe de saisie des paramètres géométriques, connus à l'avance, des conteneurs qui seront présentés par le poste de chargement lors de la campagne ultérieure de remplissage.
9. Machine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le moyen de commande comporte une mémoire (61) de lois de réglage dont l'adressage est effectué en fonction des paramètres de détection des conteneurs et dont la sortie est connectée à un moyen de calcul (62) de la loi de réglage qui produit un signal de commande au moins pour commander le mouvement de rapprochement-éloignement du support déplaçable lors du remplissage.
10. Machine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le moyen de calcul (62) de la loi de réglage exécute une recopie du mouvement de la pompe de dosage lors de la phase d'injection pour exécuter le
mouvement d'éloignement.
11. Machine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que, pour exécuter la recopie, le moyen de commande pour produire la loi de réglage comporte des moyens de détermination: - du point bas de l'axe de levée, - de la course de la pompe, - de la course de rapprochementéloignement du support déplaçable lors du remplissage, de sorte que la loi de réglage est représentée par une grandeur proportionnelle: - aux dimensions du conteneur à remplir, - aux dimensions de la pompe de dosage, - à la course de la pompe, ladite grandeur étant augmentée de la course de dégagement des premiers moyens moteurs du support déplaçable.
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| FR9702601A FR2760426B1 (fr) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | Procede de controle d'une machine de remplissage de conteneurs et machine de remplissage mettant en oeuvre le procede |
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| FR2760426A1 true FR2760426A1 (fr) | 1998-09-11 |
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| FR (1) | FR2760426B1 (fr) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1145955A3 (fr) * | 2000-03-31 | 2002-01-02 | Toyo Jidoki Co., Ltd. | Machine de remplissage continue du type à carrousel |
| US20090266444A1 (en) * | 2008-04-23 | 2009-10-29 | Marchesini Group S.P.A | System And A Method For Filling Tubes In A Tube-Filling Machine |
| CN112173302A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-01-05 | 乐清市嘉得电子有限公司 | 一种具有计数功能的包装机 |
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| EP0545483A1 (fr) * | 1991-11-29 | 1993-06-09 | Shikoku Kakoki Co., Ltd. | Dispositif pour remplir des récipients avec une quantité spécifique de liquide |
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1997
- 1997-03-05 FR FR9702601A patent/FR2760426B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2760426B1 (fr) | 1999-04-23 |
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