Brevet FR2529763A1 — publié le 19840113

La présente invention a trait au domaine de la fabrication de chaussures et spécialement à l'opération de cardage des tiges de chaussures montées sur formes, qui constitue l'une des phases de montage d'une chaussure. Elle concerne tout particulièrement une machine automatisée de cardage apte à être insérée dans une chai ne de fabrication de chaussures. On sait que, dans la série des travaux de montage et finissage d'une chaussure, effectués en chaîne traditionnelle ou partiellement automatisée, l'une des phases consiste à carder les éléments de chaussures c'est-à-dire à gratter ou raper par brosses ou cardes les bouts avant, bouts arrière et rabats latéraux de la tige de chaussure introduite sur une forme avant d'assurer la pose de semelles extérieures encollées. Un tel cardage est actuellement effectué à l'aide de meules, bandes abrasives ou brosses rotatives soit avec mise en place et contrôle manuel soit à l'aide de machines automatisées travaillent avec des gabarits ou des palpeurs aptes à déterminer les profondeurs de tiges et à copier les contours des flancs pour assurer une bonne préparation de la surface de tige avant collage. Ces machines sont complexes et de fonctionnement délicat. En outre, bien que certaines opérations aient été automatisées lors du cardage (voir par exemple le brevet français NO 78.25591 et la demande de brevet européen N 79.400458.0), on n'était pas parvenu Jusqu'à récemment à mettre au point une machine entièrement automatique et apte à travailler, par exemple, sur une paire de chaussures. Pour combler cette lacune dans ce domaine, la Demanderesse a proposé une machine de cardage automatique basé sur le principe de travail sur pied(s) fixe(s) à l'aide d'une ou plusieurs têtes de cardage mobiles en tous sens et à vitesse réglable, avec sélection automatique de pointure et enregistrement du profil de la forme de chaussure.Une telle machine comporte essentiellement, mobile sur une table à déplacement selon deux axes orthogonaux, au moins un boîtier muni d'une tête à brosse circulaire de cardage commandée en rotation à 350 degrés et en translation verticale par moteur à courant continu, les déplacements du boîtier sur la table ainsi que# vitesse de rotation et translation des cardes de la forme étant commandes par une armoire électronique à microprocesseurs qui enregistre en permanence le profil de la forme selon un programme préétabli à n pistes (brevet français N 80.19073 et Certificat d'Addition N 81.03581). Une telle machine donne des performances et des resultats intéressants et permet notamment d'effectuer le cardage sur une paire de chaussures. Toutefois, le principe de commande numérique auquel elle fait appel exige de longs délais pour l'élaboration et l'enregistrement des programmes et elle nécessite une conduite par un personnel hautement qualifié. De nombreuses études et de multiples mises au point ont alors été entreprises par la Demanderesse dans le double but de simplifier et donc réduire le coût d'une machine automatique du type général susvisé ainsi que d'apporter toute la souplesse nécessaire dans l'utilisation, à savoir : changement très rapide d'un type de forme à un autre ; modification aisée des seuils de référence permettant de contrôler en tous points la pénétration de la brosse de carde sur la tige de chaussure. Il a pu ainsi être mis au point un nouvel appareillage perfectionné n'exigeant plus pour sa conduite de technicien hautement qualifié. Selon les caractéristiques principales et les plus générales de la machine selon l'invention, les déplacements tant horizontaux (pour les tables en xx', yy') que verticaux (pour le disposi tif mécanique abo tisantaux têtes de carde) sont assurés de façon hy les espacements horizontaux draulique et/sont contrôles par un lecteur optique du profil de la forme de chaussure dont les informations de vitesses transitent par un asservissement électronique. En outre, les valeurs de réglage des mouvements verticaux des brosses de carde et qui permettent de déterminer la pénétration de cardage, sont affichées sur des potentiomètres en fonction de N valeurs de référence ou séquences d'un programme prédéterminé. De nombreuses autres caractéristiques apparaîtront dans la description qui suit, relative à un mode de réalisation et de fonctionnement non limitatif, illustré par les dessins schématiques an nexés qui représentent Figure 1 : une vue générale simplifiée, en coupe et de profil d'une machine selon l'invention ; Figure 2 : une vue partielle, en coupe de la partie droite de cette machine, illustrant des dispositifs de lecture optique et des indexeurs de position avec gabarit de lecture pour les tiges de chaussures a carder selon programme pré-établi ; Figure 3 : une vue de dessus , simplifiée, des principaux organes mécaniques de a machine avec deux ensembles de têtes de cardage pour travail simultané sur paire de chaussures ; Figure 4 : l'illustration de la position des brosses de carde, pendant le cardage, sur les tiges de chaussures sur formes ; Figure 5 : la schématisation des différentes zones de cardage sur une telle paire de chaussure avec indication des potentiomètres à affichage pour réglage de la sensibilité de cardage, cette schematisation étant indiquée à l'intérieur du pupitre de la figure 7 ; Figure 6 : la représentation, sur le gabarit de détection optique, d'une semelle et de l'échelle linéaire de lecture découpée'en secteurs ; Figure 7 : le pupitre, volontairement simplifié, de commande générale et des automatismes de la machine. Telle que représentée sur les figures 1 à 3, la machine de cardage selon l'invention comprend essentiellement - un bati-support (1) ; - une table intermédiaire (7) à déplacement en yy', supportée par les douilles à billes (3) se déplaçant sur l'arbre (4) entre les supports (2) ; - deux tables 26 (dénommées 26 A et 26 B sur les figures 2 et 3) se déplaçant en xx', perpendiculairement yy', par rapport à un axe médian (37); - un ensemble E pour le support, la translation et la rotation des cardes et comprenant essentiellement : des supports mobiles (15) reliés par entretoises (22) à des supports fixes (16) et assujettis à la broche (18) qui, par les paliers (40), rejoint le bloc (19) de têtes de cardage, la ou les cardes circulaires 21 étant entraînées par le pignon (20); le dispositif d'entraînement de rotation de la ou des cardes, par le moteur (9), les poulies (10), la courroie (11) et l'arbre (12) ; le systeme de rotation de la broche (18) qui porte les têtes de cardage, par la série moteur (13), arbre (38), renvoi d'angle (39), ensemble roue-vis (14) pour transmission de la rotation du moteur (13) à ladite broche ; les têtes de cardage (19) se déplaçant verticalement par les servovérins (17) et perpendiculairement à la carre de forme comme on le verra plus loin (figure 4) ; - un lecteur optique (28), relié par le bras (27) aux tables mobiles (26) et destiné à suivre le profil de la carre de forme par lecture d'un gabarit de référence (32) dispose sur un tambour (31) de distribution des gabarits à N postes, le gabarit correspondant à la forme et à la pointure des chaussures à carder.Suivant une variante, on peut prévoir un indexeur (29) à N positions (par exemple huit ou douze) avec son support (30) et permettant le positionnement automatique du gabarit (32) à la pointure précédemment sélectionnée ; - à proximité de la machine, un pupitre de commande et d'automatisme (59) muni de son sélecteur de programmes (54}, de l'automate programmable (56), du système (57) d'asservissement électronique des axes xx' et yy' et du dispositif (58) pour l'asservissement électronique du contrôle de la profondeur de cardage (voir figure 7). La table (7) en yy' se déplace longitudinalement par rapport à l'axe médian (37) par l'intermédiaire d'un servovérin (25). Sur cette table est fixé le servovérin (5), relié mécaniquement à la table 26 (ou 26 A, 26 B) sous laquelle est prévue une crémaillère 33 A. Cette dernière, par l'intermédiaire du pignon (34) tournant sur son axe fixé à son embase-support (35) sur la table (7), transmet le mouvement inverse à la crémaillère 33 B solidaire de la table (26 B) à déplacement en xx'. C'est sur ces deux tables en xx', dénommées 26 A et 26 B sur les -figures 2 et 3, que sont fixes respectivement les ensembles susvisés de déplacement des deux têtes de cardage pour un travail sur une paire de chaussures. Les blocs (19 A, 19 B) qui portent les brosses (21 A, 21 B) effectuent un mouvement circulaire tout autour des formes, les brosses restant constamment perpendiculaires au profil de la forme comme cela a été dessiné sur la figure 4. Un tel mouvement, commande eî puissance par le moteur (13) est transmis aux broches porte-têtes (18 A, 18 B) sur lesquelles sont fixés les blocs des têtes (19 A et 19 B). Le contrôle de la position angulaire de ces têtes est effectué par un bloc de détecteur de position (36) visible sur la figure 1.Comme dit ci-dessus, les broches (18) sont insérées entre les supports mobiles (15) par les paliers (40). Les mouvements de rotation des brosses circulaires de cardage (21) sont commandes par le moteur (9) qui, par l'intermédiaire des poulies et courroies (10,11), entraine l'arbre (12 ou 12#A, 12 B pour deux ensembles de têtes de cardage) à l'extrémité inférieure duquel est monté le renvoi d'angle (20) relié à un organe (42) de transmission de rotation de brosse. On notera que, dans le cas d'un ensemble à deux têtes de cardage, comme celui illustré sur les figures 2 et 3, il suffit d'un seul moteur (13) d'entraînement en rotation des broches porte-têtes de cardage ; en effet, le mouvement rotatif d'une des broches peut être transmis par flexible sur la seconde broche parl'intermédiaired'un renvoi d'angle 39. . On remarquera, par ailleurs, que les moteurs précités (9 et 13), triphasés ou à courant continu, peuvent être remplacés par des moteurs hydrauliques ou tout autre type de moteurs. En outre, tous les mouvements mécaniques de la machine sont commandés par des vérins hydrauliques commandés par servo-valves, auxquels on peut substituer des servo-vérins pilotés par des moteurs à courant continu ou pas à pas ou tout autre moyen de régulation. Les déplacements des tables selon les axes xx', yy' sont contrôles par le lecteur optique (28) dont les informations transitent par l'asservissement électronique (57) du pupitre général d'automatismes (59). Les valeurs de ces réglages sont déterminées par des potentiomètres (non représentés ) en fonction des N séquences du programme. Comme on peut le voir sur les figures 2,3 et 6, la semelle de chaussure illustrée sur le gabarit (32) dispose sous le lecteur optique (28), est divisée, dans l'axeyy', en une série de N secteurs, par exemple vingt-deux pour une chaussure homme, qui sont représentés par le chiffre 53 sur la régle graduée de la figure 6.L'espacement de ces secteurs varie proportionnellement en fonction de la pointure et leur regroupement permet de reconstituer des zones de cardage (50 sur la figure 5) dont la longueur varie en fonction de la programmation et du sélecteur de programme (54) à N pistes, N pouvant par exemple être égal à six ou huit. A chaque zone (50) correspond un seuil de cardage dont la valeur de référence est affichée sur chaque potentiomètre (51, figure 5). Les valeurs réelles des seuils de référence peuvent être contrôlées en permanence par lecture directe sur les voltmètres (52) correspondants situés sur le pupitre général (59). On peut ainsi, pour chaque zone 50 et en cours de cardage, modifier la valeur de référence précédemment affichée. Dans ce déplacement selon l'axe yy' ou y'y et pour chaque franchissement des secteurs (53), un lecteur de contraste (55) - ou tout autre moyen connu (detecteur de proximité inductif, capacitif ou système magnétique) - envoie une information d'entrée à l'automate programmable (56) du pupitre général (59), ce qui permet de faire avancer pas à pas le cycle du programme. Comme on l'a dit ci-dessus, les déplacements verticaux des têtes de cardage et la profondeur de cardage sont contrôlés par un système électronique avec les différentes valeurs de référence affichées sur potentiomètres, par exemple huit pour un pied droit ou gauche de chaussure homme. Ces valeurs de référence, qui mesurent les principales zones caractéristiques de la chaussure (arrière, courbure, extrémités, cambrure) peuvent être détectées de différentes manières. Par exemple on peut opérer comme dit dans le Certificat d'Addition France N081.03581 > en comparant la variation d'intensité du moteur (9) à une valeur prédéterminée de référence puis en envoyant le signal obtenu dans un amplificateur opérationnel relié à un comparateur. Le signal recueilli sur la variation d'intensité est fonction de l'effort fourni par le moteur (9) de rotation des brosses (21) au moment du cardage. Selon une intéressante variante, la pression de la brosse exercée sur la chaussure à carder peut être mesuree par un ensemble de capteurs de force, ou de pression, dont les informations sont transmises à un asservissement électronique. Bien entendu, tous les asservissements sont gérés par l'automate (56) dont le programme a été conçu pour ce type de machine. En fonctionnement, le déroulement d'une opération de cardage peut être résumé comme suit, a partir de la position têtes de cardage (19) dégagées des supports de forme (23) Pour des informations de départ en manuel ou en automatique, on a successivement : descente rapide des têtes de cardage ; approche des brosses de cardage à proximité des formes ; commutation des détecteurs de positions basses ; passage en référence de cardage ; transfert de y en y' jusqu'au niveau de la carre arrière de la forme ; passage de y' en y ; début de rotation de la broche porte-tête des cardes pour le positionnement angulaire des brosses perpendiculairement a la forme (figure 4) ; à chaque passage des secteurs (53) une information est donnée à l'automate (56) par le détecteur (55) ; puis a lieu l'avance pas a pas du programme, visible sur le gabarit de lecture du lecteur optique (figure -6) ; lorsque le détecteur arrive sur le dernier secteur (53), il y a inversion du circuit et déplacement selon la direction en y' jusqu'au point arrière de la carre de forme ; les têtes de cardage sont alors dégagées en position haute pour être prêtes à recommencer un nouveau cycle sur la chaussure ou paire de chaussures suivante(s). Une telle machine automatisée à gestion entièrement autonome, selon l'invention, permet d'obtenir en tous points de la chaussure un cardage parfait. Elle peut être utilisée en version normale par incorporation dans un cycle de fabrication de chaussures, avec chargement et déchargement par bras-robot. Selon une variante, elle peut être accouplée à une chaine transfert d'une ligne automatisée de montage de chaussures, comme par exemple celle décrite dans le brevet français N 78.25591. -REVENDICATIONS 1. Machine automatisée pour le cardage des tiges de chaus sures sur forme, du type comportant, sur un bâti-support et mobile sur tables à déplacements selon des axes perpendiculaires (xx', yy'), au moins un bottier muni de tête de cardage à brosses circulaires se déplaçant verticalement et en rotation à 360 degrés, et dans laquelle tous les mouvements des organes sont commandés et asservis par automate pro grammé, la machine étant CARACTERISEE en ce qu'elle combine les moyens suivants : a) tous les déplacements horizontaux (tables) et verticaux (ensemble aboutissa g ausx têtes de carde) sont assures de façon hydrau Inorlzontaux lique ; b) les déplacements/sont contrôlés par un lecteur optique du profil de la forme de chaussure dont les informations de vitesse tran sitent par un asservissement électronique ; c) les valeurs de réglage des mouvements des brosses de carde, pour la pénétration de cardage, sont affichées sur des potentiomètres en fonction de N valeurs de référence ou séquences d'un programme prédéterminé. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens hydrauliques selon a) sont constitués par des vérins hydrauliques pilotés par servo-valves 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens hydrauliques selon a) sont constitués par des servo-vérins pilotés par moteur à courant continu ou pas à pas ou autre régulation, 4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdites valeurs de référence sont détectées par un moyen choisi dans le groupe:capteurs de force ou de pression, amplifi cation des signaux de variation d'intensité du courant d'un moteur des tiné à commander la rotation des brosses de cardage, l'ensemble des in formations fournies étant transmis à un asservissement électronique géré par automate sur pupitre de contrôle. 5. Machine automatisée selon l'une quelconque des revendica tions la 4 , caractérisée en ce qu'elle comporte essentiellement l'ensemble des organes suivants: a) un bâti -suppor (1) ; b) une table intennêdiaire (7) a deplacement en yy', supportée par des douilles à billes (3) se déplaçant sur un arbre (4) entre les supports (2) ; c) deux tables (26) se déplaçant en xx', perpendiculairement à yy', par rapport -à un axe médian (37) ; d) un ensemble E pour le support, la translation et la rotation des cardes et comprenant essentiellement : des supports mobiles (15) relies par entretoises (22) à des supports fixes (16) et assujettis à la broche (18) qui, par les paliers (40), rejoint le bloc (19) de têtes de cardage, la où les cardes circulaires 21 étant entraînées par le renvoi d'angle (20) ; un dispositif d'entraînement de rotation de la ou des cardes, par un moteur (9) des poulies (10) une courroie (11) et un ar bre (12); un système de rotation de la broche (18) qui porte les têtes de cardage, par une série : moteur (13), arbre (38), renvoi d'angle (39), ensemble roue-vis (14) pour transmission de la rotation du moteur (13) à ladite broche ; les têtes de cardage (19) se déplaçant verticalement par les servovérins (17) et perpendiculairement à la carre de forme. e) un lecteur optique (28), relié par bras (27) aux tables mo biles (26) et destiné à suivre le profil de la carre de forme par lectu re d'un gabarit de référence (32) disposé sur un tambour (31) de distri bution des gabarits à N postes, le gabarit correspondant a la forme et à la pointure des chaussures à carder. f) à proximité de la machine, un pupitre de commande et d'auto matisme (59) muni d'un sélecteur de programmes (54), d'un automate pro grammable (56), d'un système (57) d'asservissement électronique des axes xx' et yy' et d'un dispositif (58) pour l'asservissement électronique du contrôle de la profondeur de cardage. 6. Machine automatisée selon la revendication 5, caracté sée en ce que le gabarit de référence (32) est muni d'un indexeur (29) a N positions permettant le positionnement automatique du gabarit à une pointure présélectionnée.