Brevet FR2537172A1 — publié le 19840608

La présente invention se ranp Iorte aux dispositifs d'observation destinés à l'introduction des données de coor- domees aéfinissant le trajet utile d'une pièce par rapport à un outil Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif d'observation optique pour une machine à coudre automatique dans laquelle le motif à coudre doit être défini. Le brevet des Etats Unis d'Amérique N O 4136306 décrit un dispositif d'observation optique qui est utili- sé pour introduire des données de motif dans une machine à coudre automatique Le dispositif d'observation optique éclaire une partie d'une table X-Y mobile, permettant à l'opérateur de la machine à coudre d'observer un modèle du motif voulu situé sur la table Le modèle du motif voulu est projeté sur un écran d'observation portant un réticule Le modèle du motif est mis en mouvement à la commande manuelle de l'opérateur A cet effet, l'opéra- teur positionne différents points du motif par rapport au réticule de manière à définir les coordonnées du mo- tif cousu Ces coordonnées sont numérisées et ensuite enregistrées dans la mémoire d'un calculateur associé avec la machine à coudre automatique. Il faut remarquer-que l'éclairage produit par le disoositif d'observation optique selon ce brevet n'a que pour but d'éclairer une région qui doit être projetée sur l'écran d'observation L'éclairage lui-même n'est pas utilisé comme une référence de positionnement de diffé- rents points du motif. Le dispositif de projection d'image selon le brevet no 4136306 précité nécessite également un décalage appré- ciable par rapport à l'aiguille de la machine à coudre. Ce décalage est dû à la structure considérable associée avec le dispositif d'observation Ce décalage impose la distance dont le dispositif de positionnement doit être étendu sur un côté de la machine à coudre afin de per- mettre une numérisation complète d'un motif Les dispo- sitifs courants de positionnement de machine à coudre -2- automatique ne permettent pas ce déplacement appréciable sur un côté de la machine à coudre Cela a conduit à monter des dispositifs auxiliaires de maintien associés avec le dispositif de positionnement afin de supporter le motif qui doit être mémorisé sur un côté-de la machine à coudre. Ce dispositif auxiliaire de maintien introduit des inexac- titudes gênantes dans le positionnement du motif ainsi monté Cela a en outre ajouté un temps appréciable à l'opération de numérisation ou digitalisation. Un but de l'invention est donc de proposer un appareil d'observation qui réduit au minimum le déplace- ment du motif à numériser sur le côté de la machine à coudre. Un autre but de l'invention est de proposer un appareil d'observation qui projète une image brillante, définie à l'avance sur un motif de référence qui doit être positionné par rapport à l'image, Un autre but encore de l'invention est de pro- poser un appareil d'observation qui projète une image brillante, définie à l'avance, qui peut être utilisée pour définir plusieurs motifs espacés de couture par rapport à un motif de référence défini à l'avance. Ces buts ainsi que d'autres sont atteints grâce à-un dispositif d'observation optique qui est facilement monté en toute proximité de la tête d'une machine à cou- dre automatique Le dispositif d'observation comporte un dispositif de projection de lumière de haute intensité projetant une image brillante,définie à l'avance sur un motif de référence légèrement décalé par rapport à l'ai- guille de la machine à coudre Le motif de référence est positionné de façon contrôlée par rapport à l'image dé- finie à l'avance afin de permettre que des positions de coordonnées soient définies pour la machine à coudre au- tomatique Le montage du dispositif de projection lumi- neuse de haute intensité dans le dispositif d'observation est règlable afin de permettre que l'image projetée soit centrée sur un point ayant une signification pour la ma- -3- chine à coudre automatique, De cette manière, le posi- tionnement du motif de référence par rapport à l'image définie détermine des positions de coordonnées signifi- catives pour la machine à coudre-automatique, Selon l'invention, l'image projetée consiste en un groupe de cercles concentriques, permettant de définir un trajet de couture par rapport à un découpage prédé- terminé dans un plateau positionné de façon commandée par rapport à l'image, Cette configuration en cercles concentriques permet d'établir une ou plusieurs positions définies arbitrairement des coordonnées numérisées par rapport au bord du découpage. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre Aux dessins annexes, donnés uniquementà titre d'e- xemple nullement limitatif la figure 1 représente le dispositif d'observation monté sur la tête d'une machine à coudre, la figure 2 est une représentation détaillée d'une partie du dispositif d'observation, la figure 3 est une coupe éclatée du dispositif de projection dans le dispositif d'observation, la figure 4 montre des projections successives qui apparaissent sur un plateau positionné manuellement, et la figure 5 montre l'alignement règlable du dispo- sitif d'observation. La figure 1 montre donc une partie d'une tête 10 de machine à coudre, audessus d'un banc 12 de cette même machine La tête 10 et le banc 12 de la machine à coudre sont des parties d'une machine à coudre automatique qui coud automatiquement un ouvrage préalablement positionné dans un plateau 14 Le plateau 14 est-positionné sur le banc 12 par rapport à l'aiguille 15 de la machine, Le plateau est fixé sur un dispositif de positionnement X-Y qui déplace ce plateau 14 dans les directions X et Y in- diquées par rapport à l'aiguille 15 Les machines à coudre -4- de ce type sont bien connues et il n'y a donc pas lieu de les décrire plus en détails. Le plateau 14 représenté est du type à assemblage et couture tel qu'il est décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n 3988993 Ce plateau contient plusieurs pièces d'ouvrage qui y sont disposées Le plateau comporte des ouvertures ou des découpages comme en 16 pour permettre l'accès aux instruments de couture Il sera supposé que la piqûre réelle qui doit être suivie dans llouverture n'a pas encore été définie, La piqfre est au moins en par- tie parallèle au bord périphérique de l'ouverture 16 afin d'assembler ensemble les pièces de l'ouvrage, Cette pi- qûre doit être définie pour la machine à coudre automa- tique en utilisant l'appareil d'observation qui sera maintenant décrit. L'appareil d'observation comporte une loupe 18 articulée au-dessus d'un projecteur 20 qui projète une image 22 de cercles concentriques sur le plateau 14 Il faut remarquer que l'image projetée est facilement ob- servée à travers la loupe 18 grace à sa possibilité de pivoter A cet égard, la loupe est de préférence incli- née de 20 degrés par rapport à l'horizontale De préfé- rence encore, le centre de la loupe est décalé de 4 à 6 centimères par rapport à l'axe du projecteur, ce qui per- met une observation confortable par l'observateur. La loupe 18 et le projecteur 20 sont montés sur la tête 10 de la machine au moyen d'une structure de montage qui sera maintenant décrite La structure de montage com- porte une plaque d'extrémité 26 qui est positionnée exac- tement sur l'avant de la tête 10 de la machine au moyen d'une goupille 28 et d'un goujon fileté 30 Un écrou 32 est vissé sur le goujon 30 pour fixer solidement la pla- que d'extrémité 26 ainsi positionnéç sur la tête 10 de la machine, La plaque d'extrémité 26 comporte deux prolongements épaulés 34 et 36 destinés à recevoir une goupille 38 sur laquelle est articulée une pièce de structure 40 La re- lation angulaire entre la pièce de structure 40 et la pla- que d'extrémité 26 peut être règçlée au moyen d'une pièce articulée 42 sur lacuelle est vissé un écrou de règlage 44. Un ressort de compression 45 pousse la pièce de structure 40 contre l'écrou de règlage 44 La pièce de structure 40 peut tourner autour de la goupille 38 afin d'établir la relation angulaire voulue par rapport à la tête 10 de la machine. La pièce de structure 40 comporte une équerre 46 qui s'étend vers l'extérieur et qui permet la fixation articu- lée de la loupe 18 Cette dernière comporte deux branches flexibles 48 et 50 qui s'appuient élastiquement contre des points depivotement 52 et 54 sur l'équerre 46 La loupe 18 peut donc être tournée de façon règlable autour des points de pivotement 52 et 54 afin d'observer de la façon appropriée l'image projetée 22. Le projecteur 20 est suspendu à la pièce de struc- ture 40 au moyen d'un collier coulissant 56 Il faut remarquer que le collier 56 permet que le projecteur 20 soit monté directement au-dessous de la pièce de struc- ture 40 à de courtes distances seulement de la tête-et de l'aiguille de lamachine à coudre Ces distances sont de préférence 3 mm de la tête de la machine et 50 mm de l'aiguille, par rapport a l'axe du projecteur 20 Le collier 56 coulisse dans une fente 58 de la pièce de structure 40 La position du collier dans la fente est définie par une pièce de rsglage à vis 59 apparaissant clairement sur la figure 2 Il apparaît sur la figure 2,en regardant de l'intérieur de la pièce de structure 40, que la pièce de règlage à vis 59 est vissée dans la partie su- périeure du collier 56 Le collier 56 est supporté pour coulisser dans la fente 58 afin de pouvoir se déplacer latéralement sous l'effet de la rotation manuelle de la tête de la pièce de réglage à vis 59 Un ressort de com- pression 60 développe une force de rappel positive sur le collier 56 mobile latéralement Un ressort de traction 61 élimine tout mouvement vertical du collier 56 dans la -6- fente 58. Pour en revenir e la figure 1, il apparaît que le projecteur 20 reçoit de la lumière très intense par un câble à fibres optiques-62 La source de lumière de haute intensité du câble à fibres optiques est de préférence une lampe à halogène située àc distance, non représentée sur la figure 1 La lumière de haute intensité passe dans le projecteur 20 dans un ensemble optique interne qui sera décrit en regard de la figure 3. La figure 3 est une représentation éclatée du projecteur 20 Il apparaît que ce projecteur comporte une partie d'extrémité 64 ajustée sur une extrémité d'une partie médiane 66 et qui lui est fixée par une vis de blocage 68 Une seconde partie d'extrémité 70 est ajustée étroitement dans l'extrémité opposée de la partie médiane et elle y est fixée par une vis de blocage 72 Il appa- raît ainsi que les parties du projecteur 20 sont faciles à démonter, ce qui donne accès à l'ensemble optique in- térieur. L'ensemble optique comporte un prisme 74 positionné au-dessous de l'entrée du câble de fibres optiques dans la partie d'extrémité 64, Le prisme 74 projète la lumière de haute intensité provenant du câble le long de l'axe du projecteur 20 Une image de cercles concentriques si- tuées sur un réticule 76 est positionnée dans le trajet de la lumière ainsi projetée En particulier, le point central de l'image des cercles concentriques est situé avec précision sur l'axe du projecteur Le réticule 76 est positionné contre une monture intérieure 78 dans la partie d'extrémité 64, Le réticule 76 est maintenu dans cette position par une bague torique 80 qui est serrée contre le réticule par la partie médiane 66 e L'image des cercles concentriques est réduite par une lentille 82 avant d'être transmise à un primse 84 L'image réduite est projetée vers le bas par le prisme 84, sur le Plateau 14 en formant ainsi l'image projetée 22, Il faut remar- quer eue la dimension de l'image projetée 22 peut être -7- modifiée par un règlage de lentille 86 associée avec la lentille 82, Il est cependant préférable que la di- mension de l'image projetée 22 soit maintenue' à 6 mm pour le cercle extérieur, 4,5 mm pour le cercle inter- médiaire et 3 mm pour le cercle intérieur de l'image. Cela permet une relation précise des distances radiales entre les cercles concentriques sur lesquels repose l'u- tilisation de l'appareil pour la numérisation. La numérisation d'un motif de couture se fait en positionnant successivement le plateau 14 par rapport à l'image projetée 22 Cela se fait de préférence au moyen d'un dispositif à commutateur manuel à bascule comme celui décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amé- rique N O 4136306 Le commutateur à bascule définit les mouvements dans les directions X et Y Les positions successives du plateau 14 sont illustrées sur la figure 4. Il faut noter que le plateau 14 est positionné dans chaque cas de manière que le cercle concentrique extérieur des images projetées, 22, 22 ' et 22 " soit tangent au bord de l'ouverture 16, Il en résulte que le centre de chaque image projetée 22 se trouve à une distance définie à l'avance de ce bord Il faut aussi remarquer que-le cercle concentrique intermédiaire ou le cercle concentrique in- térieur de l'image projetée pourrait aussi être utilisé comme référence de tangente, Il en résulterait que le centre de l'image projetée serait plus proche du bord de l'ouverture 16 Le centre de l'image constitue dans chaque cas la coordonnée considérée qui est numérisée comme cela sera maintenant décrit. Il faut rappeler que la position de la-pièce de structure 40 par rapport à la tête 10 de la machine est règlée par l'écrou 44 et la pièce filetée 42 Ce règlage permet un mouvement latéral du projecteur 20 dans la direction Y par rapport à la tête de la machine à coudre Le projecteur 20 peut également être déplacé dans la direction-longitudinale ou direction X par rapport à la tête 10 de la machine à coudre Cela se fait en tournant 253 '717 Z -8- la pièce de réglage à vis 59 Les réglages dans les di- rections X et Y permettent cqu'une image projetée par le projecteur soit centrée par rapport à un point dans l'ex- pace ayant une signification pour la machine à coudre au- tomatique Les réglages sont de préférence effectués par rapport un point défini à l'avance sur un plateau d'étalonnage 88 qui a été monté sur le dispositif de po- sitionnement X-Y comme le montre la figure 5, Le montage sur le dispositif de-positionnement X-Y se fait au moyen de deux coins 90 et 92 qui pénètrent dans des encoches d'adaptation dans le plateau 88 Il faut remarquer que de nombreuses solutions différentes ont été adoptées pour monter des plateaux sur des dispositifs de position- nement X-Y et que la solution ci-dessus n'est qu'un exem- ple de ce montage Un groupe déterminé de commandes X et Y du dispositif de positionnement déplace le plateau d'étalonnage 88 au dessous du projecteur 20 comme le montre la figure 5 Un point 94 situé à des distances déterminées D 1 et D 2 des points de montage du plateau 88 ainsi positionné peut maintenant être utilisé pour le réglage précis de l'appareil d& observation A cet effet, la source lumineuse du cable de fibres optiques 62 est allumée afin de projeter l'image 22 des cercles concentriques sur le plateau ainsi positionné Le pro- jecteur 20 est ensuite réglé dans la direction Y par l'é- crou de réglage 44 et dans la direction X par la pièce de réglage 29 Ces réglages X et Y amènent le point central de l'image 22 des cercles concentriques en alignement précis avec le point prédéterminé 94 Le centre de l'ima- ge 22 projetée se trouve à une distance de décalage pré- déterminée de l'aiguille de la machine dans la tête 10, Cette distance de décalage prédéterminée résulte du fait qcrue le dispositif de positionnement X-Y d'une machine à coudre automatique est étalonné initialement pa rapport à l'aiguille 15 Ce type d'étalonnage est bien connu et n'a pas à être décrit en détails Mais il est bien entendu qu'un trou d'étalonnage comme le trou 96 dans le plateau 253717 ' -9- d'étalonnage 88 est généralement amené en alignement avec l'aiguille 15 de-la machine Les commandes de po- sition particulières X, Y nécessaires pour obtenir cet alignement sont maintenues comme une référence dans la partie de commandes de la machine à coudre automatique. Une différence de position du trou d'étalonnage 96 sur le plateau 88 par rapport au point 94 peut être maintenue comme une référence secondaire Cette référence secondaire peut être utilisée pour définir un groupe de commandes de positionsrèglées X,Y qui amèneraient le point 94 di- rectement au dessous de l'aiguille I 5, La différence entre les commandes de positions ainsi règlées du point 94 pour cu'il soit au dessous de l'aiguille 15 et les commandes X et Y prédéterminées du point 94 sur la figure 5 consti- tuent la distance de décalage prescrite, Autrement dit, le point central de l'image 22 aligné par rapport au point 94 de l'image 5 se trouve à la distance de décalage pres- crite de l'aiguille 15 Il faut remarquer que chaaue po- sition de coordonnées qui est ainsi définie pendant l'o- pération de numérisation de la figure 4 est définie à nouveau par rapport à l'aiguille 15 de-la machine par le décalage prescrit Cette opération est effectuée facile- ment dans les dispositifs de commande-des machines à cou- dre automatiques. Il faut remarquer qu'il suffit que l'appareil d'ob- servation soit règlé lorsqu'il est monté initialement sur la tête 10 de la machine à coudre Lorsque les règlages ont été effectués, le centre de l'image projetée 22 con- tinu à avoir la même signification prescrite pour la ma- chine à coudre automatiquei Cela peut bien entendu être contrôlé périodiquement, de temps à autres, en émettant le jeu prédéterminé de commandes X et Y permettant de po- sitionner le plateau d'étalonnage 88 Le point 94 doit coincider avec le centre de l'image des cercles concen- triques. I 1 faut aussi remarquer qu'il a été fait mention jusqu'ici d'un plateau d'assemblage et de couture mais -10- qu'il est également possible d'utiliser d'autres dispo- sitifs de support d'ouvrage comme un-plateau ouvert pour de la couture décorative, A cet égard, l'appareil d'ob- servation peut être utilisé avec tout dispositif de maintien d'ouvrage qui est accouplé avec le dispositif de positionnement X-Y, Le centre de l'image projetée 22 doit toujours présenté le même décalage prédéterminé par rapport à l'aiguille de la machine A cet effet, un motif décoratif peut être maintenu par exemple dans un plateau ouvert qui est ensuite de préférence monté sous une commande à bascule afin de positionner successivement les points du motif décoratif par rapport au centre de l'image projetée 22 Dans ce cas, des points du motif décoratif sont numérisés pour leur utilisation ultérieure en vue de définir une piqûre par rapport à l'aiguille de la machine. Un mode particulier de réalisation d'un appareil d'observation destiné à numériser des motifs de couture a été décrit ci-dessus mais il est bien évident que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre de l'invention. -11- REVENDICATIONS 1 Appareil destiné à observer le mouvement d'un dis- positif de maintien d'ouvrage dans une machine à coudre automatique, dans laquelle le dispositif de maintien d'oufz vrage comporte un motif de référence de couture Crédéter- miné qui doit être suivi, en introduisant des informations de coordonnées de motif de couture dans la machine à coudre automatique, appareil caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif ( 20) destiné à projeter un faisceau lumineux concentré de haute intensité sur le motif de référence prédéterminé ( 94) de manière à former sur lui une image ( 22) définie à l'avance, un dispositif ( 26) destiné à monter ledit dispositif de projection ( 20) près de la tête ( 10) de la machine à coudre et un dispositif ( 44, 59) destiné à règler la position de montage du disposi- tif de projection ( 20) par rapport à la tête ( 10) de la. machine à coudre afin que le faisceau de lumièiede haute intensité soit centré sur un point ( 94) se trouvant dans une relation géométrique prédéterminée par rapport à l'aiguille ( 15) de la machine associée avec la tête ( 10). 2 Appareil selon larevendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de projection d'un faisceau lu- mineux de haute intensité comporte un dispositif ( 62, 76, 82) destiné à projeter horizontalement un faisceau lu- mineux de haute intensité à travers une image définie à l'avance, et un dispositif ( 84) destiné à orienter vers le bas le faisceau lumineux projeté horizontalement, tra- versant l'image définie à l'avance, de manière à produire l'image ( 22) du motif défini à l'avance sur le motif de référence de couture prédéterminé ( 94). 3 Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ceque l'image ( 22) de motif défini à l'avance consiste en plusieurs cercles concentriques qui peuvent être utili- sés pour définir des distances par rapport au motif de référence de couture prédéterminé. 4 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de projection d'un faisceau lu- mineux de haute intensité comporte en outre une source -12- lumineuse à halogène et un câble à fibres optiques ( 62) relié à ladite source lumineuse à halogène pour trans- mettre la lumière audit dispositif ( 74, 76, 82) qui - projète horizontalement un faisceau lumineux de haute intensité. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une loupe ( 18) articulée sur ledit dispositif de montage ( 26) et décalẻpar rapport à la position de montage dudit dispositif de projection ( 20) de manière que l'image ( 22) définie à l'avance sui est produite par ledit dispositif de projection ( 20) puisse être facilement observée. 6 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de montage dudit dispositif de projection sur la tête de la machine à coudre comporte une plaque ( 26) fixée sur la face de la tête ( 10) de la machine à coudre, un dispositif ( 40) monté sur la plaque ( 26) est dirigé suivant le côté de la tête ( 10) de la machine à coudre et un dispositif ( 56) pouvant coulisser sur ledit dispositif ( 40) disposé suivant le côté de la tête ( 10) de la machine à coudre pour sup- porter ledit dispositif de projection ( 20), 7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le montage dudit dispositif ( 40) dirigé le long du côté de ladite tête ( 10) de la machine à coudre est règlable par rapport à la plaque ( 26) de manière à dé- finir des positions différentes dudit dispositif de pro- jection ( 20) par rapport à l'aiguille ( 15) de la machine à coudre. 8 Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le montage dudit dispositif ( 56) qui maintient ledit dispositif de projection ( 20) sur ledit dispositif ( 40) disposé suivant le côté de ladite tête ( 10) de la machine à coudre est règlable de manière que des posi- tions différentes dudit dispositif de projection ( 20) puis- sent être établies par rapport à l'aiguille ( 15) de la machine à coudre.