Alignement de l'onduleuse à l'aide de ParAlign et d'un laser tracker Faro

By Chelsea Fiegel

L'équipe d'alignement de Fluke Reliability s'est rendue dans l'usine de production de carton ondulé d'un client pour effectuer un alignement sur une onduleuse. Grâce à une nouvelle méthodologie nécessitant l'utilisation du système d'alignement de rouleaux Pruftechnik ParAlign associé à un laser de poursuite Faro, l'équipe a mesuré l'intégralité de la partie humide, soit 126 rouleaux, et les 15 plaques chauffantes en un seul week-end. L'intégration des applications Faro Tracker à la procédure ParAlign a permis à l'équipe de Fluke Reliability Service de fournir un alignement complet, contrairement aux méthodes d'alignement conventionnelles plus limitées.

Figure 1. Production de carton ondulé. Illustration : Fefco.org

À propos de la technique ParAlign

Le dispositif ParAlign comprend trois gyroscopes laser annulaires positionnés respectivement dans les directions x, y et z. Ces gyroscopes, produits par Honeywell, sont fréquemment utilisés dans les applications aéronautiques et aérospatiales militaires. Ils mesurent le roulis, le tangage et le lacet du dispositif ParAlign lors de son balayage sur la circonférence du roulis. Un balayage d'au moins 20 degrés est nécessaire pour mesurer l'axe central du roulis.

À mesure que les points sont relevés le long de l'arc, le logiciel correspondant calcule un angle grâce à des équations géométriques et utilise la longueur de palier à palier de chaque rouleau pour déterminer les décalages horizontaux et verticaux. Le format de rapport graphique, facile à interpréter, permet aux mécaniciens de comprendre facilement les ajustements à effectuer et d'effectuer les corrections nécessaires à l'aide de cales de précision et de comparateurs à cadran. Chaque mesure de rouleau dure environ 30 secondes, ce qui permet de mesurer des machines entières en moins de six heures.

Figure 2. Le système d'alignement des rouleaux Pruftechnik ParAlign

Le rapport est une représentation bidimensionnelle du parallélisme des rouleaux par rapport aux rouleaux de référence. Dans l'industrie de l'onduleuse, la référence est généralement le préchauffage inférieur de la triple pile. À titre d'exemple, la figure 3 présente trois rouleaux mesurés avec leurs décalages verticaux et horizontaux respectifs. Le rouleau bleu indique le rouleau de référence. Le cercle vert représente le côté opérateur de la machine et le cercle rouge le côté entraînement. D'après les résultats, le rouleau de droite est positionné à 0.069 pouce de hauteur et à 0.001 pouce de gauche du rouleau de référence côté opérateur. Pour ajuster ce rouleau, il faut abaisser le côté opérateur de 0.069 pouce. De plus, si un réglage n'est disponible que du côté entraînement, une cale de 0.069 pouce peut être placée sous le roulement côté entraînement du rouleau pour corriger le désalignement.

Figure 3. Exemple de rapport ParAlign de trois rouleaux avec décalages verticaux et horizontaux.

Le logiciel peut modifier le rouleau de référence à tout moment pour afficher tous les décalages relatifs par rapport au nouveau rouleau sélectionné. Ceci est particulièrement utile pour observer le désalignement de certaines sections, comme les modules de surfaçage avec les unités de raccordement correspondantes. 

Description détaillée du service d'alignement de l'onduleuse

L'extrémité humide de l'onduleuse abritait un total de 126 rouleaux, tous mesurés au cours des cinq premières heures du premier jour. L'équipe a passé le reste de la première journée à effectuer des ajustements sur 1 des rouleaux initialement mal alignés.

• Les rouleaux ont été réglés par le personnel de maintenance interne avec une tolérance de +/- 0.030″ dans les directions verticale et horizontale.
• Le segment ParAlign du service impliquait la mesure de tous les rouleaux situés dans les composants, du double support à la première unité d'épissure.
• Sur les 89 rouleaux mesurés, 45 ont été ajustés et remesurés pour déterminer la position finale.
• Les rouleaux ont été ajustés pour atteindre une tolérance de +/- 0.030″.
• Les rouleaux qui n'étaient pas en mesure de respecter la tolérance étaient soit restreints en raison d'une disposition de cadre préexistante, soit liés à des conditions de boulonnage.

Les principaux ajustements ont consisté à relever d'environ 0.150 pouce le côté opérateur du cadre de la poulie de queue afin d'aligner le début du double support avec le préchauffeur inférieur de la triple pile. Une fois cet ajustement effectué, l'équipe a utilisé le laser de suivi Faro pour mesurer le bord d'attaque de la première plaque chauffante et le bord de fuite de la dernière plaque chauffante afin de créer un plan idéal servant de référence pour l'alignement des plaques chauffantes.

Figure 4. Le laser de poursuite Faro.

L'objectif était d'aligner le bord d'attaque de chaque plaque chauffante de manière à ce qu'il ne soit pas à plus de 0.010″ en dessous de la plaque précédente. Les premières mesures ont montré que les plaques ne s'inclinaient pas progressivement comme prévu, mais qu'elles s'affaissaient au milieu pour former un arc. Ces données ont été recueillies en mesurant chaque coin de chaque plaque chauffante et en rapportant sa position au plan idéal généré. La correction du désalignement a nécessité un ajustement de certains coins de plus de 0.100″. L'alignement des plaques est visible sur les images correspondantes ci-dessous.

Figure 5. Mesures initiales de la plaque chauffante prises avec le Faro Laser Tracker

Figure 6. Mesures finales de la plaque chauffante (après ajustements)

Figure 7 : Capture d'écran des premiers résultats de ParAlign. Le cercle vert représente le côté opérateur de la machine et le rouge l'entraînement. Tous les décalages sont relatifs au rouleau de référence (en bleu). Sur une telle image, on peut facilement comprendre l'importance du désalignement : plus le rouge est important, plus le désalignement est important.

Figure 8. Capture d'écran des résultats finaux de ParAlign (après ajustements). Après ajustements, chaque rouleau « déplacé » a été remesuré pour afficher le nouveau positionnement. L'observation de la quantité de rouge supprimée de l'image permet de déterminer l'ampleur du désalignement corrigé.

Conclusion

Cet alignement sur l'onduleuse a permis d'améliorer les performances, notamment en éliminant les problèmes de plis, de déformation par torsion et de délaminage ou de collage. Le client a constaté une nette différence dans les performances de la machine et la qualité du produit. De plus, le carton reposait désormais à plat sur la machine, consommant moins d'amidon et nécessitant un minimum de réglages.

Chelsea Fiegel est une Test Ingénieur commercial et d'application pour Fluke Reliability.