Brevet FR2484078A1 — publié le 19811211

La présente invention concerne un dispositif destiné à mesurer une distance et à convertir sous une forme numérique un nombre représentant la distance. Un tel dispositif peut 8tre utilisé en particulier dans une machine destinée à mesurer des distances sur une pièce traitée dans la machine et pour guider le fonctionnement de la machine pendant l'avance de la pièce, comme par exemple pour la réalisation d'une couture fantaisie dans une machine à coudre. - Un dispositif habituel pour mesurer une distance consiste par exemple en un convertisseur qui transforme une grandeur linéaire en une grandeur angulaire, comme par exemple un nombre de tours d'un capteur tournant qui suit le mouvement linéaire. Pour obtenir une bonne précision, la rotation du capteur doit suivre exactement la pièce qu'on fait avancer et la mesure angulaire doit être effectuée avec une répartition fine des éléments qui représentent l'angle. L'invention concerne un perfectionnement aux convertisseurs connus antérieurement destinés à convertir un mouvement linéaire de valeur déterminée en un angle déterminé par le convertisseur, cet angle étant converti en une valeur numérique par des circuits électroniques. Grâce à cette conversion, on peut utiliser la grandeur mesurée dans un dispositif de commande faisant intervenir un traitement de données pour accomplir des opérations sur une matière. Dans le cas considéré ici, on utilise le dispositif dans une machine à coudre pour guider les organes formant le point pour l'accomplissement d'une couture fantaisie spéciale. Dans une telle application de l'invention, une grande précision est exigée; le dispositif de mesure doit travailler sur de très faibles déplacements de la matière. Il est également important que le dispositif sépare les déplacements en sens avant et en sens arrière et affecte à chacun d'eux le signe correct, Une solution au problème de mesure et de conversion d'un nombre qui est applicable dans ces circonstances,est mise en oeuvre conformément à l'invention dans un dispositif de mesure destiné à mesurer le mouvement d'avance de l'étoffe dans une machine à coudre, comprenant des moyens de détection qui comportent une configuration numérique de surfacescaractériséessur un support et des moyens de reconnaissance au niveau de ladite configuration, le support étant positionné sur une partie des moyens de détection qui est mobile par rapport aux moyens de reconnaissance, afin que la configuration et les moyens de reconnaissance soient disposés de façon à convertir un nombre représentant ce mouvement d'avance sous la forme d'impulsions d'un code binaire d'au moins deux bits, tandis que les moyens de reconnaissance sont connectés à un décodeur et à un compteur, caractérisé en ce que les moyens de détection sont montés à faible distance d'un dispositif d'avance d'étoffe et sont entraînés en synchronisme avec le mouvement d'avance et le décodeur, le compteur et des circuits de commande étantdisposés de façon à commander les mouvements en avant et en arrière du dispositif d'avance sous la dépendance du comptage en avant ou en arrière dans le compteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une représentation latérale d'une machine à coudre et du dispositif correspondant à l'invention, La figure 2 est une représentation latérale de la même machine avec le dispositif levé, La figure 3 est une coupe, en plan, d'un capteur qui fait partie du dispositif, La figure 4 est une coupe transversale du capteur, La figure 5 est un schéma de circuits électroniques qui font partie d'une machine à coudre équipée du dispositif correspondant à la figure 1, La figure 6 représente une boutonnière cousue par la machine, et La figure 7 est un schéma de principe d'un décodeur qui fait partie du schéma de la figure 5, Sur la figure 1, la machine à coudre est représentée en vue latérale par le petit c8té, o se trouvent le pied de biche 1 et les organes de formation du point. Ces organes sont constitués comme dans les machines à coudre classiques par un mécanisme de barre d'aiguille et un mécanisme de navette qui sont disposés dans le bras supérieur 2 et le bras libre 3 de la machine. Le pied de biche fixé à une barre 4 peut être déplacé de la manière habituelle entre une position extrême supérieure et une position extrême inférieure. A côté de la barre du pied de biche se trouve une autre barre verticale mobile 5, qui porte un capteur 6, conforme aux figures 2 et 3, au moyen d'une patte de support 7 qui, à l'une de ses extrémités, est fixée à la barre au moyen d'un axe 8, d'un trou 9 et d'un ressort hélicoïdal 10 qui s'étend entre deux crochets 11, 12, l'un sur la patte et l'autre sur la barre. Le ressort sollicite l'extrémité libre de la patte dans une direction opposée à la plaque de piqûre 13. A l'autre extrémité, une roue dentée 14 est montée de façon tournante sur un axe 15 et elle est appliquée vers le bas par le ressort contre un morceau d'étoffe 16 qui avance sur le bras libre. La roue dentée tourne facilement sur l'axe 15 et elle suit le mouvement de l'étoffe en avant aussi bien qu'en arrière. On peut lever le capteur, lorsqu'il n'est pas utilisé (figure 2), pour l'amener vers le bras supérieur, à partir de la position située au niveau du pied de biche. La barre 5 se déplace dans un guide 17 comportant des ergots 18 qui traversent des fentes 19 de la barre, grâce à quoi cette dernière peut être déplacée mais ne peut pas être vrillée. Dans la position levée (en pointillés), la patte de support et le capteur sont insérés dans une ouverture formée à la face inférieure du tras, la patte pivotant vers le haut autour de l'axe 18 en s'éloignant de la position de couture, lorsqu'un doigt 20 rencontre une butée 21 située dans cette face inférieure0 Les figures 3 et 4 montrent la structure du capteur dans le mode de réalisation considéré. La roue dentée 14 comporte une douille 22 ainsi qu'une paire de cames circulairesconcentriques 23, 24. Une plaque de support 25, accouplée à la patte 7 comporte une paire d'écrans circulaires 26, 27 qui sont positionnés à l'intérieur de ltune ou l'autre des cames 23, 24. Deux lampes 28, 29 (par exemple des diodes électroluminescentes) sont placées à l'intérieur de l'écran 26 et une paire de trous 30, 31 formés dans l'écran laissent passer la lumière de ces lampes en direction de la came 23. Cette dernière comporte des dents 32 à sa périphérie extérieure et entre ces dents se trouvent des fentes 33 par lesquelbs la lumière peut passer radialement vers l'extérieur en direction des trous 34 de l'écran 27. A l'extérieur de ces trous, deux phototransistors 35, 36 sont placés de façon à recevoir la lumière qui est émise par la lampe correspondante 28, 29. Les dents 32 masquent la lumière de façon que les phototransistors reçoivent des impulsions de lumière lorsque la roue 14 tourne. Chaque fois que le transistor enregistre une impulsion de lumière, la roue tourne d'un angle égal au pas des dents de la came 23 et plus le nombre de dents est grand (répartition plus fine) plus l'angle entre les impulsions est faible. L'utilisation de deux lampes et de deux transistors est rendue nécessaire par le fait qu'il faut indiquer le sens de rotation de la roue. L'indication du sens résulte des impulsions électriques provenant des transistors 35, 36 qui comportent des fils de sortie 37, 38 allant vers un décodeur (figure 7). Comme le montre la figure 3,les dents sont un peu décalées par rapport aux trous, lorsque la roue est au repos, si bien qu'un premier trou est couvert par une dent alors que l'autre est ouvert. Le décalage dans la direction tangentielle est égal à la moitié de la largeur d'une dent et en présence d'une rotation égale à la distance entre les centres de deux dents, ceci produit une succession des impulsions de lumière conformément au tableau suivant. Dans ce tableau, on désigne la lumière par "1" et l'obscurité par "0" et la rotation s'effectue confornimément aux flèches A et B de la figure 3, le sens de lecture associé étant désigné par A' et B'o 36 35 Rotation dans le sens 0 1 Rotation dans le de la flèche A I 1 sens de la flèche B 1 0 AtO O B' Les bits successifs qui proviennent des transistors 35, 36 pendant la rotation peuvent Atre respectivement désignés par "départ" et "arrivée". Un tableau présentant ces codes "départ" et "arrivée" pour les deux sens de rotation se présente de la manière suivante: Départ Arrivée Rotation 36,35 36,35 0 0 0 I B 0 1 1 " I t 1 0 " I 0 0 0 " 0 0 1 0 A 1 0 I 1 "l 1 1 0 1 " O I O 0 " Le terme générique de code Gray désigne un code binaire dans lequel les bits changent d'état à des instants séparés, et le code à deux bits sensible au sens de rotation qui est obtenu par la configuration qu'on vient de décrire est un tel code Gray. En utilisant une autre configuration de dents et/ou de phototransistors, respectivement décalés par rapport aux dents 32 et aux transistors 35, 36, on peut améliorer la précision de- l'enregistrement, par exemple en obtenant ainsi un code à quatre bits. 248'4078 Un dispositif de mesure tel qu'on vient de le décrire peut 8tre utilisé dans un dispositif de couture automatique d'une boutonnière dans une machine à coudre électronique. La figure 5 représente le dispositif de couture automatique sous la forme d'un schéma synoptique et elle fait également apparaître un dispositif 39 destiné à mesurer un bouton 40 auquel la boutonnière doit convenir. Le dispositif de mesure 39 comprend un potentiomètre 41 qui fournit une tension correspondant à la taille du bouton. Cette tension est appliquée sur un fil connecté à un convertisseur analogique-numérique 42 dans lequel la tension est codée avant d'être appliquée à un comparateur 43. Le décodeur précité (portant ici la référence 44) applique des impulsions sur une paire de fils 45, 46, parmi lesquels le fil 45 correspond au comptage en sens croissant et le fil 46 correspond au comptage en sens décroissant (sous la dépendance du sens de rotation de la roue 14) et ces fils attaquent un compteur binaire 47 qui compte en sens croissant sous l'effet des impulsions présentes sur le fil 45 et en sens décroissant sous l'effet des impulsions présentes sur le fil 46. Un contact de départ 48 est monté sur la machine et il est actionné lorsqu'il faut coudre une boutonnière. 'Un signal de départ est appliqué au compteur 47 et à un autre compteur 49 et ce signal place les compteurs à zéro. La couture de la boutonnière commence alors par une série de points d'echelle C dans le sens arrière (figure 5), ce qui est indiqué par un signal sur un conducteur 50 qui provient du compteur 49. Pendant la couture, la roue 14 tourne et le compteur compte les impulsions qui arrivent par le fil 45. Lorsque le nombre binaire contenu dans le compteur coincide avec un nombre enregistré dans le comparateur 43, à partir du convertisseur 42, le comparateur émet une impulsion sur un fil de sortie et cette impulsion ainsi qu'unzsignal'présent sur le fil 50 sont appliqués à une porte ET 51' dont le signal de sortie, transmis par une porte OU 52, fait apparaître une impulsion de comptage sur un fil branché au compteur 49. Le signal de sortie de ce compteur passe alors du fil 50 à une autre sortie 53, qui correspond à une avance égale à zéro et à des points D formant une barre. Pour que la machine effectue un certain nombre de ces points, il existe un circuit de commande sépare qui comporte un détecteur d'axe de bras 54, un compteur de points 55, un autre comparateur 56 et une mémoire 57 dans laquelle un certain nombre binaire est enregistré et transféré vers le comparateur 56. Lorsque le compteur de points présente en sortie un nombre binaire (nombre de points) égal au nombre enregistré, le comparateur applique un signal sur un fil 58 et ce signal ainsi que le signal présent sur le fil 53 sont appliqués à une porte ET 51" qui les transmet à la porte OU 52, ce qui a pour effet d'appliquer une impulsion de comptage au compteur 49. Le signal de sortie de ce dernier passe alors du fil 53 à une troisième sortie 59, qui correspond à un mouvement en sens avant et à une série de points en échelle E. Pendant le mouvement en sens avant, la roue 14 tourne et le compteur 47 compte les impulsions présentes sur le fil 46, c'est-à-dire qu'il compte en sens décroissant. Lorsque le comptage est arrivé à zéro, un signal est appliqué sur une sortie 60 et il est transmis à une porte ET 51"'t qui reçoit également le signal présent sur le conducteur 59. Le signal de sortie de cette porte ET, transmis par la porte OU 52, applique une impulsion de comptage au compteur 49, ce qui fait passer le signal de sortie de ce dernier du fil 59 à une quatrième sortie 61, correspondant à une avance égale à zéro et à des points F formant une barre.Une fois que le nombre de points enregistré dans la mémoire 57 a été exécuté, il apparaît sur le fil 52 un autre signal qui fait passer le compteur 49 à la sortie suivante 62, correspondant à un arrêt de la machine. On actionne à nouveau le contact 48 lorsqu'il faut coudre la boutonnière suivante. Le schéma représenté sur la figure 7 constitue un exemple de réalisation du décodeur portant la référence 44 sur la figure 5. La partie essentielle est constituée par un décodeur du type "1 parmi 16", qui est un circuit standard en technologie TTL portant la référence CD 4515 B. Le décodeur peut donc être constitué par un circuit existant utilisé d'une manière spéciale. Les signaux que les phototransistors 35, 36 font apparaître sur les fils 37, 38 sont appliqués aux entrées 63-66, parmi lesquelles les entrées 64, 66 reçoivent les signaux par l'intermédiaire de circuits à retard 67, 68, grâce à quoi les codes d'arrivée et de départ sont appliqués simultanément, c'est-à-dire que le code de départ est retardé sur les entrées 64, 66 jusqu'à ce que le code d'arrivée, transmis directement, apparaisse sur les entrées 63, 65. Toutes les entrées reçoivent alors des bits conformes au tableau précédent et le code ainsi défini est un code particulier qui est déterminé par le sens de rotation courant indiqué sur les fils respectifs 45, 46. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention0 REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure destiné à mesurer le mouvement d'avance de l'étoffe dans une machine à coudre, comprenant des moyens de détection qui comportent une configuration numérique de surfacescaractériséessur un support et des moyens de reconnaissance au niveau de ladite configuration, le support étant positionné sur une partie des moyens de détection qui est mobile par rapport aux moyens de reconnaissance, afin que la configuration et les moyens de reconnaissance soient disposés de façon à convertir un nombre représentant ce mouvement d'avance sous la forme d'impulsions d'un code binaire d'au moins deux bits, tandis que les moyens de reconnaissance sont connectés à un décodeur et à un compteur, caractérisé en ce que les moyens de détection (14,25) sont montés à faible distance d'un dispositif d'avance d'étoffe et sont entraînés en synchronisme avec le mouvement d'avance et le décodeur (44), le compteur (47) et des circuits de commande (54-57) sont disposés de façon à commander les mouvements en avant et en arrière du dispositif d'avance sous la dépendance du comptage en avant ou en arrière dans le compteur. 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support est placé sur une roue (14) à l'intérieur des moyens de détection. 3. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux éléments de détection (28,35 29,36) sont placés sur le support circulaire à une distance mutuelle approximativement égale à un multiple du quart de la distance entre les centres de deux surfaces caractérisées adjacentes dans la configuration numérique. 4. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des éléments de détection (28,35; 29,36) consiste en un circuit optoélectrique qui détecte les surfaces caractérisées par réflexion ou par réfraction. 5. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compteur (47) est branché de façon à compter en sens avant ou en sens arrière sous la dépendance de la succession des impulsions du code binaire.