Suivi et commande de la registration précise des films
Registration des films par détection de repère optique (eye mark) et capteurs photoélectriques haute vitesse
Les machines verticales de formage, remplissage et scellage (vFFS) offrent une excellente précision dans la fabrication des sachets grâce à leur capacité à détecter les repères d’impression plus de 200 fois par seconde et à corriger la position du module de formage en moins de 5 millisecondes (plus rapidement qu’un temps de réaction humain). L’alignement visuel correct des motifs imprimés par rapport au scellage transversal est maintenu avec une tolérance de ± 0,5 mm. Ce système de régulation évite tout décalage indésirable des images, maîtrise la consommation du film et facilite un fonctionnement stable de la machine, même à la productivité maximale de 120 sachets par minute.
Des capteurs de correction en boucle fermée et de guidage par bord maintiennent le film dans la même position.
Les capteurs infrarouges de bord permettent de contrôler la dérive latérale du film en détectant la position de son bord et en transmettant cette information au système API. Que se passe-t-il ensuite ? Le système à boucle fermée récupère ces données et ajuste les rouleaux de guidage ainsi que les réglages de tension. Une amélioration supplémentaire du système est obtenue grâce à des systèmes de freinage dynamique, qui détectent et corrigent les légères dérives du film pendant son déroulement. Des actionneurs pneumatiques assurent des ajustements précis à l’échelle de quelques micromètres. Le système de rétroaction joue également un rôle essentiel, car il fournit des informations de position à une fréquence de 10 Hz. L’ensemble de ces mécanismes garantit un alignement précis sur de longues périodes de production, avec une tolérance de l’ordre de 0,3 mm. Le résultat final est l’élimination des problèmes d’étanchéité dus à la dérive du film pendant la production.
Contrôle du mouvement à l’aide d’encodeurs rotatifs et de variateurs servo.
Les machines verticales FFS utilisent des systèmes très précis afin d’assurer l’utilisation d’une même quantité de film, dans la même position, ce qui permet de limiter au minimum les erreurs de production.
Colliers de formage temporisés, entraînements servo synchronisés et commande de la longueur des sacs par codeur rotatif.
Nos moteurs servo assurent un contrôle précis de la vitesse tout au long du traitement du film. En outre, les codeurs rotatifs détectent la position angulaire de l’arbre des milliers de fois par seconde. Le facteur remarquable réside dans la fusion des données de rotation avec celles de la position des colliers de formage. Cela permet d’obtenir des sacs d’une longueur exceptionnellement uniforme, avec une variation n’excédant pas 0,5 mm sur l’ensemble de la série. Dans les situations où le procédé de production exige des arrêts et redémarrages soudains, les servomoteurs à haut couple assurent un mouvement fluide, sans à-coups. Pendant le processus, le système de commande de mouvement régule et ajuste, en temps réel, la décélération ainsi que le mouvement rapide des colliers de formage, sur la base des données fournies par les codeurs. Une production précise nous permet d’optimiser l’utilisation du matériau d’emballage, réduisant sa consommation de 15 % dans la plupart des cas.
Les réglages de la position d'étanchéité et du moment de coupe sont effectués via des automates programmables (API) dans un système à boucle fermée.
L'API détecte la position des barres de scellage thermique et le moment où les lames coupent, puis compare ces données avec la position attendue des barres de scellage et le moment de coupe prévu. Des corrections sont appliquées dès que les écarts dépassent la fourchette de ± 0,3 mm. Les positions des barres de scellage et le moment de coupe sont ajustés dynamiquement en réponse aux variations de la tension du film. L'API utilise des algorithmes PID calibrés au milliseconde pour contrôler le moment d'action des lames. L'API prend en compte la dilatation thermique des capteurs de température afin de garantir une étanchéité parfaite et une imperméabilité totale à l'air. Les taux d'erreur de ces systèmes se situent généralement en dessous de 0,1 %. L'Institut de l'automatisation de l'emballage a présenté, dans son rapport de 2023, des recherches indiquant que ces systèmes d'ajustement de position ont permis d'accroître le débit de production de 20 %.
Stabilité mécanique : collier de formage, alignement du tube et régulation de la tension
La formation de colliers à géométrie optimisée et l’alignement des tubes verticaux garantissent une dérive minimale du film
Des colliers de formage bien conçus et correctement profilés permettent une conversion précise d’un film plat en tube, sans aucune déformation. Des systèmes laser pour l’alignement vertical maintiennent l’ensemble parfaitement aligné avec les mâchoires et empêchent les déplacements latéraux responsables des désalignements des motifs imprimés et des scellages défectueux des sachets. Des essais ont montré que les variations de position sont réduites de plus de 92 % grâce à l’utilisation de colliers profilés. Une telle précision est critique dans les applications à grande vitesse, où une variation aussi faible que 0,5 mm peut entraîner une défaillance totale de la structure du sachet. Le contrôle de la tension du rouleau déroulant et de l’alignement latéral (skew) pendant le déplacement vertical du film
Pendant le déplacement vertical du film, des freins à commande servo assurent un contrôle constant de la tension et s’ajustent automatiquement en fonction des variations de vitesse et de diamètre des rouleaux de film. Des capteurs de charge spécialisés détectent les variations dans une plage limitée, avec des corrections actives pouvant atteindre 1000 fois par seconde. Des guides infrarouges compensent de manière continue et infinie la dérive latérale du matériau avant qu’il n’atteigne la zone où la forme attendue est prévue. La combinaison de ces deux systèmes compense l’étirement du film dû à l’humidité et élimine l’apparition de plis. Pour cette conception donnée, le fabricant est en mesure d’assurer une capacité de production supérieure à 200 sachets par minute, sans effort.
FAQ
Quelle est la finalité du suivi précis du film ?
Le suivi précis du film garantit le maintien d’un alignement correct du film, son positionnement adéquat, l’alignement des motifs graphiques, la précision des soudures et, en définitive, contribue à réduire au minimum les pertes de film et à maximiser l’efficacité de la production.
Comment les capteurs de guidage par bord fonctionnent-ils ?
Les capteurs de guidage par bord suivent la position latérale du film et transmettent ces données à un système API afin d’effectuer en temps réel des ajustements de la position et de la stabilité du film.
Quelle est la fonction des moteurs servo dans une machine FFS ?
Les moteurs servo commandent le déplacement du film et garantissent une longueur constante des sachets, ainsi qu’une réduction des pertes de production grâce à la possibilité de modifier et d’ajuster le déplacement du film en fonction de l’encodeur.
Pourquoi la stabilité mécanique est-elle importante dans les machines FFS ?
Une stabilité mécanique suffisante est nécessaire pour maintenir correctement l’alignement du film, assurer une tension adéquate du film et éviter les dérives et distorsions mécaniques, afin d’obtenir un conditionnement précis tout en conservant un haut débit de production.