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CAPSULEUSE DE BOCAUX
I N D E X A réf. 808-02-A-17
20120529-b80802a17
Photos et docu
ments non contractuels – Les ca
ractéristiques de nos produits peuve
nt évo
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Systèmes industriels aménagés
pour l'exploitation pédagogique
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Capsuleuse de bocaux I N D E X A
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S O M M A I R E
I/ PRESENTATION GENERALE PAGE 2 MISE EN SITUATION
ORGANISATION FONCTIONNELLE
DESCRIPTION DE PARTIE OPERATIVE
DESCRIPTION DE LA PARTIE COMMANDE
SECURITE D’UTILISATION
II/ CARACTERISTIQUES TECHNIQUES PAGE 5 LISTE DU MATERIEL
FICHE TECHNIQUE
III/ INSTRUMENTATION PAGE 7 MESURE DES VITESSES DE ROTATION ET DES COUPLES
TRANSMIS PAR LE MECANISME A CROIX DE MALTE
REGULATION PID
NOUVEAUX APPLICATIFS INDEXA
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I/ PRESENTATION GENERALE
MISE EN SITUATION
Le conditionnement de nombreux produits alimentaires (condiments, confiture, compote, café soluble,...)
est réalisé dans des bocaux en verre fermés par des capsules vissées.
Si la variété des produits conditionnés induit des systèmes de remplissage différents, la mise en place et le
serrage de la capsule restent identiques dans la plupart des cas.
Dans le but de répondre à une demande concernant l’amélioration de la flexibilité des lignes de
conditionnement, le constructeur développe un module spécifique à la dépose et au serrage des capsules
pouvant se greffer sur les convoyeurs existants.
Le système Indexa instrumenté est équipé de capteurs analogiques et de jauges de contraintes pour
analyser ses paramètres de fonctionnement sur micro-ordinateur.
ORGANISATION FONCTIONNELLE
Transfert des produits par plateau indexeur mécanique à croix de Malte.
Stockage des capsules en magasin vertical.
Distribution automatique des capsules par tiroir pneumatique.
Vissage automatique de la capsule par tête de vissage pneumatique.
Cette organisation permet d’implanter le système sur des convoyeurs existants sans avoir à les sectionner
et offre l’avantage de reporter à l’extérieur de la bande de transport l’effort axial induit par le vissage.
Magasin vertical
Tiroir pneumatique Tête de vissage pneumatique
Plateau indexeur
mécanique à
Croix de Malte
Convoyeur
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DESCRIPTION DE LA PARTIE OPERATIVE
Disposée à gauche, la partie opérative du système est en grandeur réelle et restitue des efforts
dynamiques significatifs et mesurables.
Le mécanisme à Croix de Malte, situé en partie haute du système, est visible et accessible.
La partie opérative intègre les effecteurs (convoyeur, plateau, tiroir, ventouse), les actionneurs
pneumatiques (vérins linéaires, vérin rotatif, générateur de vide), les actionneurs électriques
(motoréducteur à courant continu, moteur asynchrone triphasé), les capteurs tout ou rien (à commandes
mécanique, à commande magnétique, inductifs, de sécurité), des capteurs analogiques et jauges de
contraintes.
Les effecteurs, actionneurs et capteurs assurent trois fonctions :
transfert des bocaux : plateau entraîné par moteur asynchrone piloté par variateur et convoyeur
entraîné par motoréducteur à courant continu,
distribution des capsules : par vérin pneumatique linéaire,
vissage de la capsule sur le bocal : par générateur de vide, vérins linéaire et rotatif. Les capteurs tout ou rien contrôlent la présence du produit et la position des actionneurs.
Les capteurs analogiques et les jauges de contraintes permettent d'analyser sur micro-ordinateur les
paramètres de fonctionnement du système.
DESCRIPTION DE LA PARTIE COMMANDE
Disposée dans un coffret, la partie commande intègre les organes de commande (disjoncteur, contacteur
et relais, automate programmable). Elle est équipée d'un automate TSX 37 programmé sous automgen et
d’une prise permettant de le connecter sur un micro-ordinateur.
Le pupitre est placé en face avant du coffret électrique, il regroupe les commandes et signalisations.
Traitement séquentiel et combinatoire Le fonctionnement du système permet d'étudier les fonctions de base de la logique programmée
(hiérarchisation, temporisation, forçage).
Traitement analogique et asservissement (pour la version instrumentée) Deux bras de couple équipés de jauges de contraintes et de dynamos tachymétriques permettent de
contrôler en temps réel sur PC les couples et les vitesses d'entrée et de sortie du mécanisme
indexeur.
Le motoréducteur du plateau est pilotable en vitesse par une régulation P.I.D. effectuée sur PC. Les
paramètres de la régulation sont modifiables et permettent d'expérimenter en fonctionnement réel
les incidences des différents gains et l'optimisation des constantes.
Partie commande
disposée dans un
coffret électrique
Partie opérative
disposée derrière
des protecteurs
translucides
Châssis aluminium
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SECURITE D'UTILISATION
Protecteurs fixes translucides sur la partie opérative.
Protecteur mobile translucide avec capteur de sécurité.
Arrêt d’urgence au poste opérateur.
Les circuits de sécurité sont traités en logique câblée avec redondance et auto-contrôle des contacts à ouverture.
Conformité à la réglementation européenne sur la sécurité des machines (attestation de conformité
fournie).
L'intégration de protecteurs translucides offre une parfaite sécurité d’utilisation et une excellente vision de fonctionnement, tout en préservant une large accessibilité aux organes.
II/ CARACTERISTIQUES TECHNIQUES
FICHE TECHNIQUE
Encombrement : L 1,8 m * P 0,8 m * H 0,9 m
Masse : 180 kg
Tension d’alimentation : 230 Vac 50 Hz
Puissance maximale : 1.2 kW
Alimentation pneumatique : 6 bars
Consommation maximale : 15 litres/minute
Productivité : environ 800 bocaux/heure
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LISTE DU MATERIEL
REP ACTIONNEUR FONCTION
1 Vérin simple effet Blocage du flacon sous la tête de vissage
2 Vérin double effet Positionnement de la capsule sous la tête de vissage
3 Vérin double effet Descente / Montée de la tête de vissage
4 Vérin rotatif Vissage de la capsule sur le bocal
5 Venturi Prise de la capsule par la tête de vissage
6 Moteur asynchrone triphasé Entraînement rotatif du plateau
7 Moteur à courant continu Convoyage linéaire des bocaux
REP CAPTEUR FONCTION
8 Détecteurs à commande mécanique
Présence bocal à l'entrée du plateau,
Présence bocal au poste de vissage,
Présence bocal en sortie du plateau
9 Détecteurs à commande magnétique Fins de course des vérins pneumatiques linéaires
10 Détecteurs inductifs Détection butées du vérin rotatif
Détection fin de rotation du plateau
11 Vacuostat Détection capsule prise
REP INSTRUMENTATION FONCTION
12 Jauges de contrainte Mesure des couples transmis par le mécanisme indexeur
13 Dynamos tachymétriques Mesure des vitesses de rotation transmises par le mécanisme
indexeur
6 10
13
2
12
5
4
10
7
1
3
8
11
9
13
8
9
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III/ INSTRUMENTATION
Il est intéressant de contrôler un certain nombre de paramètres de fonctionnement de la machine,
notamment au niveau de la croix de Malte qui est soumise à un fonctionnement cinématique particulier.
Deux bras de couple équipés de jauges de contraintes et de dynamos tachymétriques permettent de
contrôler en temps réel sur PC les couples et les vitesses d'entrée et de sortie du mécanisme indexeur.
Le moto réducteur du plateau est pilotable en vitesse par une régulation P.I.D. effectuée sur PC. Les
paramètres de la régulation sont modifiables et permettent d'expérimenter en fonctionnement réel les
incidences des différents gains et l'optimisation des constantes.
Collecteur tournant
Traitement sur PC
Enregistrement
Codage
Commutation
Couple
Déformation des jauges
Pont de Weston
Amplificateur Alimentation
Vitesse de rotation
Dynamo tachimétrique
E2
C
R
e U
E
Ω
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2 dynamos tachymétriques,
1 filtre.
MESURE DES VITESSES DE ROTATION ET DES COUPLES TRANSMIS PAR LA CROIX DE MALTE
La croix de Malte est soumise à un fonctionnement cinématique particulier. On la modélise afin de
déterminer son comportement cinématique et dynamique puis on vérifie les résultats de cette
modélisation dans une approche expérimentale. Ces résultats peuvent être représentés sur un simple
tableur ou sur le logiciel MECAPLAN.
L’acquisition des mesures de vitesses réelles et de couples est effectuée sur PC par l’intermédiaire de
capteurs qui équipent la croix de Malte :
La mesure des vitesses s'effectue par l'intermédiaire de :
La mesure des couples s'effectue par l'intermédiaire de :
Collecteur
Croix de Malte
Amplificateur
Maneton
Jauge de contrainte
Filtre
Dynamo tachymétrique
2 jauges de contrainte, 2 amplificateurs de bras de jauge,
2 collecteurs, 1 filtre.
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Amplificateur
24 VDC Collecteur Tournant
Dynamo Tachymètrique
Jauges de contraintes
Jauges de contraintes
Filtre RC
PC avec carte d’acquisition
Câble
MANETON
CROIX DE MALTE
CHAÎNE D’ACQUISITION
Dynamo Tachymètrique
Collecteur Tournant
24 VDC
Amplificateur
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REGULATION PID
La vitesse du moteur de plateau est variable et peut-être asservie à une consigne externe. Cette vitesse est
mesurée par une dynamo tachymétrique reliée à la carte d’acquisition PC.
L’applicatif informatique fourni avec le système intègre un correcteur P.I.D et permet de régler de façon
indépendante chaque correcteur proportionnel, intégral et dérivé.
On peut ainsi visualiser en temps réel sur PC le comportement du système soumis à des consignes et
sollicitations diverses, et vérifier expérimentalement l’incidence des différents correcteurs sur le
comportement d’un système réel.
PC Variateur
Consigne
Moteur Dynamo
SCHEMA DE PRINCIPE
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NOUVEAUX APPLICATIFS INDEXA
Les applicatifs Indexa Labview sont disponibles sur CD n° 1055023, avec un boîtier d’acquisition sur port
USB modèle 191-000.
Acquisition de vitesses,
couples et puissances Identification du système
Régulation PID Visualisation et exploitation
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