Brevet FR2585683A1 — publié le 19870206

L'invention concerne un dispositif d'entratnement pour ensemble de guidage de feuilles de matériau souple destinées à former un assemblage tridimensionnel, ledit dispositif comportant au moins une plaque d'appui, une roue d'entrarnement appuyant une feuille à guider sur la plaque d'appui, des moyens de commande de la roue d'entraSnement, ledit dispositif étant associé à un ensemble de guidage comportant des moyens d'avance dans une direction fixe des feuilles à assembler, des moyens de détection de bord de feuille générant un signal actionnant les moyens de commande de la roue L'assemblage de pièces souples selon une forme tridimensionnelle se rencontre principalement dans les industries de l'habillement.En effet la confection de vêtements consiste à assembler des pièces d'étoffe plus ou moins déformables pour former une surface destinée à recouvrir un volume. L'assemblage est réalisé pour les étoffes, quelle que soit leur texture, par couture. Deux cas peuvent se présenter selon que l'on peut ou non superposer les pièces préalablement à la couture. Dans le premier cas, c'est une couture classique, qui, lorsqu'elle est faite, laisse les pièces assemblées, planes. Dans le second cas, on est obligé de guider séparément chacune des pièces sous l'aiguille et une fois la couture exécutée on ne peut plus mettre les pièces assemblées à plat sans qutil se produise des plis sur au moins une des pièces. Cet assemblage donne une surface tridimensionnelle et se retrouve, par exemple, dans les bonnets de soutiens-gorge. les machines à coudre classiques comportent généralement une mécanique réalisant l'entre-bouclage du ou des fils de couture et une mécanique d'avance de étoffe. Cette mécanique d'avance est constituée d'une griffe à mouvement elliptique et d'un pied presseur entre lesquels passe l'étoffe. l'amplitude longitudinale du déplacement de la griffe détermine la longueur du point de couture et est généralement réglable. le guidage des pièces à assembler se fait par rapport à leurs bords que ltopérateur superpose le plus exactement possible. Normalement une machine à coudre n'est capable de réaliser qu'une couture droite. Pour obtenir une couture courbe il faut superposer à l'avance, donnée par la griffe de la machine, un mouvement de rotation autour de l'aiguille. Ces modifications de trajectoire doivent être menées simultanément sur chacune des pièces à assembler. On contact des machines automatiques permettant de réaliser une couture à une distance donnée d'un bord courbe d'une pièce d'étoffe. Ces machines comportent un actionneur qui vient en contact de la pièce à guider et lui imprime un mouvement dont une composante a pour effet de la faire tourner autour de l'aiguille. les actionneurs peuvent revêtir de nombreuses formes, toutefois il semble que seuls les actionneurs à griffes et à roue ont eu quelques développements, avec une préférence pour ces derniers dont la mise en oeuvre est plus aisée. les actionneurs à roue de la technique connue peuvent Outre répartis en deux groupes t ceux à roue libre et direction fixe, et ceux à roue commandée et direction fixe. le brevet français No 2.241.648 décrit un actionneur du premier groupe dont la roue libre fait un certain angle avec la direction d'avance de la pièce d'étoffe de manière à imprimer à celle-ci un mouvement de rotation, limité par la butée du bord de l'étoffe le long d'un guide dont la courbure correspond à l'orientation nécessaire à la formation d'une couture d'assemblage tridimensionnel, la deuxième pièce d'étoffe, étant éventuellement guidée par un même-dispositife Ce procédé présente un certain nombre d'incon- vénients parmi lesquels il faut signaler une utilisation limitée à des étoffes suffisamment rigides pour que leur bord puisse Outre effectivement guidé par le guide, et la nécessité d'avoir autant de guides que de modèles de confection et de tailles. Ces inconvénients ne se retrouvent pas avec un actionneur à roue commandée, tel que décrit, par exemple, dans le brevet français No 2.518.134. La roue, dont l'sexe de rotation est parallèle à la-ajrection d'avance du tissu, est susceptible entre mise en rotation dans un sens ou dans l'autre selon l'information transmise par un détecteur de position des bords de la pièce d'étoffe. Le dispositif de guidage comporte en outre des moyens de réglage de la pression de la roue sur étoffe de manière à assurer une pression de contact fonction entre autre de la matière, de l'épaisseur, et du tissage. le détecteur est constitué de deux ensembles photo-électriques positionnés de part et d'autre de la position désirée du bord de l'étoffe, un seul des ensembles étant occulté par le bord et devant le rester pendant l'avance de l'étoffe. Ce fonctionnement par tout ou rien produit des modifications de trajectoire relativement importantes et de courtes amplitudes qui nuisent à l'aspect de la couture. En outre l'asservissement de la vitesse de rotation de la roue de guidage en fonction de la courbure nécessite l'utilisation de moyens électroniques complexes. L'invention a pour objet un dispositif d'entraSnement associé dans un ensemble de guidage comportant une roue, orientable en fonction de la courbure désirée, dont la vitesse de rotation est asservie mécaniquement à son orientation. les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée. la figure 1 représente une vue de face d'une machine à coudre équipée d'un dispositif d'entratnement selon l'invention. La figure 2 est une vue à plus grande échelle du dispositif selon l'invention. La figure 3 est une vue selon III-III de la figure 2. La figure 4 est un schéma de principe montrant la variation de vitesse de la roue en fonction de son orientation. La figure 5 montre une construction géométrique de principe expliquant le fonctionnement de l'ensemble de guidage. la figure 6 est un exemple de courbes selon lequel est réalisé un assemblagê. les figures 1 à 3 représentent une machine à coudre équipée d'un ensemble de guidage comportant un dispositif d'entratnement selon l'invention. Ce dispositif est montré à plus grande échelle figure 2 monté sur une tête de machine contenant le mécanisme d'actionnement de la tige d'aiguille 2 à ltextbémitd de laquelle est fixée l'aiguille 3 et le mécanisme abaisseur et releveur du pied presseur 4. La toute comporte en outre le mécanisme d'amende et de guidage du fil à l'aiguille (non représenté). De manière connue, la table 5 (figure 3) porte la plaque à aiguille 6 dans laquelle sont prévues des ouvertures pour le passage des moyens d'avance constitués par la griffe 7 et un trou de passage d'aiguille 8. La griffe est animée d'un mouvement alternatif qui amène les dents à faire saillie périodiquement de la plaque simultanément avec leur déplacement de l'avant vers l'arrière de la machine (pour un observateur regardant la machine selon la figure 1), le retour de la griffe s'effectuant, les dents étant au-dessous de la plaque. la table porte également le mécanisme de formation du point par entre-bouclage du fil de l'aiguille avec le fil de canette. les pièces de l'étoffe à assembler par couture sont introduites une fois positionnées sur la plaque à aiguille où elles sont maintenues par la pression du pied presseur relevable. La synchronisation des divers mouvements des pièces mécaniques de la machine est conçue de manière que lorsque l'aiguille traverse les pièces de l'étoffe pour faire le bouclage des fils de couture, celles-ci sont maintenues immobiles. Lorsque cette opération est terminée et que l'aiguille remonte et sort de l'étoffe, la griffe fait saillie de la plaque à aiguille et vient appuyer l'étoffe contre le pied presseur et l'entraSner vers l'arrière en amenant entre le pied presseur et la plaque à aiguille une longeur d'étoffe correspondant à la longueur du point. lorsque le guidage des pièces d'étoffe doit aboutir à la formation d'une couture non rectiligne, il faut déplacer la ou les pièces d'étoffe autour de l'aiguille en prenant celle-ci comme centre de rotation. Ce guidage ne peut hêtre effectué, que lorsque l'aiguille est en position basse, dans la phase de formation du bouclage des fils. Selon la forme de réalisation représentée le dispositif d'entratnement, selon l'invention, est positionné en avant de la plaque à aiguille, et comporte une roue sphérique 9 qui appuie sur une des pièces d'étoffe à guider. La roue est mobile librement autour d'un axe 10, parallèle à la surface de l'étoffe, fixée par une de ses extrémités sur une aile 11 d'une équerre 12 dont l'autre aile 13 est fixée à un arbre 14, mobile autour de son axe dans des paliers 15, 16 fixés à un btti fixe 17. L'arbre 14 et l'axe 10 de la roue sont selon l'exemple de réalisation perpendiculaires et l'axe de l'arbre 14 passe par le centre de la roue sphérique. L'arbre 14 est muni d'un dispositif de mesure de position angulaire 18 constitué, par exemple, d'un potentiomètre circulaire et porte à son extrémité libre des moyens de commande de rotation constitués d'un servomoteur 19 commandé par un dispositif électronique de détection de bord qui sera ultérieurement décrit. les stators des potentiomètre et servomoteur sont fixés par une entretoise 20 au bati fixe 17. La roue 9 est entratnée en rotation autour de son axe 10 par un galet 21 dont l'axe 22 se trouve dans un plan contenant l'axe 10 de la roue, de préférence dans le plan horizontal orthogonal à l'arbre 14. le galet occupe une position fixe par rapport au bAti 17 sur lequel il est maintenu par un palier. Selon l'exemple de réalisation représenté, le galet est entratné en rotation par une transmission mécanique constituée au moins en partie d'un ensemble de poulies 23, 24 et de courroie 25. Cet ensemble est lui-même entratnd par une transmission 26 relié directement ou indirectement à une prise de mouvement 27 sur l'arbre principal de la machine. La vitesse de rotation ainsi communiqué au galet est liée à celle de la machine et par conséquent est fonction de la vitesse d'avance des pièces sous le mécanisme de formation de la couture. le galet 21 entratne la roue sphérique 9 selon des cercles dont le diamètre dépend de l'orientation de celle-ci. L'entraSnement de la pièce d'étoffe se faisant toujours en un même point situé sur un grand cercle de la roue, la vitesse en ce point variera d'une manière inversement proportionnelle au diamètre de cercle le long duquel le galet entratnera la roue. La figure 4 permet de comprendre le principe de la variation de la vitesse d'entratnement en fonction de la position de la roue devant le galet dont la vitesse est considérée comme constante. On a représenté dans une première position I (en trait plein) la roue sphérique 9 orientée de manière que son plan de symétrie soit confondu avec le plan de symétrie du galet 21. Le galet attaque la roue selon son grand cercle de rayon R pour lui communiquer une vitesse tangentielle, représentée par le vecteur Vo, égale à un coefficient près k à la vitesse constante Vg du galet (k Vg = Vo). Dans une deuxième position II (en trait interrompu) le plan de symétrie vertical de la roue est tourné, par exemple vers la droite, d'un angle, . l'axe de la roue, perpendiculaire au plan de symétrie, tourne également du mdme angle en présentant devant le galet 21 un cercle de rayon R1 inférieur à R et égal à R cosy . Il s'ensuit que la vitesse tangentielle au point de contact du grand cercle avec la pièce d'étoffe augmente et devient V1 = vo/cosd. Vo peut entre considéré comme une composante de la vitesse V1 et a été choisie, pour des raisons qui seront ultérieurement développées, égale à la vitesse d'avance de la griffe et de mdme direction. Selon une variante, ltentraSnement mécanique synchrone du mouvement de arbre principal de la machine est remplacé par un moteur électrique permettant de communiquer à la roue, par l'intermédiaire du galet, une vitesse tangentielle produisant un entratnement de la pièce à guider à une vitesse dont une composante parallèle au sens de déplacement de la griffe est constante et égale à la vitesse d'avance des pièces à assembler. Afin de permettre l'orientation aisée de chaque pièce d'étoffe avant leur assemblage l'ensemble de guidage comporte un dispositif de séparation 28 constitué d'une plaque d'appui 29 comprise entre deux plaques supports 30, 31 disposées respectivement au-dessus et au-dessous de la plaque 29 et à une distance de la plaque d'appui, correspondant approximativement à l'épaisseur des pièces d'étoffe 32, 33 à assembler. les plaques supports portent une ouverture 34 assurant le passage de la roue du dispositif dwentraSnement de la pièce d'étoffe, la roue étant en appui contre ladite pièce d'étoffe. Selon une application du dispositif d'entratnement à un ensemble de guidage d'une machine à coudre, on prévoit le guidage de chacune des pièces d'étoffe devant Outre assemblées. 1a pièce d'étoffe 33 passant entre la plaque support 31 et la plaque d'appui 29 est guidée par un dispositif en tout point semblable au premier, qui est suggéré sur la figure 2 par une portion de roue 35 représentée en trait mixte, disposé éventuellement à l'opposé du premier par rapport à la plaque d'appui. le guidage des pièces d'étoffe se fait, comme connu, par leurs bords : au moins un des bords étant coupé selon la courbe, projetée sur le plan de l'étoffe, de l'assemblage désiré et servant de repère. L'ensemble de guidage comporte des moyens de détection du bord formés de manière connue par un détecteur 36 constitué de deux cellules photodétectrices fonctionnant par tout ou rien ou par un photodétecteur proportionnel tel que décrit dans la demande de brevet No déposée le même jour par la demanderesse. les signaux fournis par les photodétecteurs 36 sont envoyés dans un dispositif électronique qui détecte la provenance des signaux et génère un signal qui est envoyé dans un comparateur dont une des entrées reçoit un signal de référence prenant compte l'orientation de la roue donnée par le potentiomètre 18. le signal résultant commande un dispositif d'asservissement comportant le servomoteur 19 qui commande ltorientation de la roue 9 devant le galet 21. La figure 5 est une construction géométrique permettant de comprendre le fonctionnement du dispositif de guidage. les droites D et E correspondent respectivement à une couture droite obtenue en maintenant constante la distance e du bord rectiligne E de la pièce d'étoffe à l'aiguille A. Cette pièce d'étoffe est entrarnée par la griffe disposée en amont de l'aiguille, à une vitesse Vo qui est représentée en intensité et direction par le vecteur vo appliqué approximativement au point A, comme il sera expliqué ultérieurement. Le suivi d'une ligne courbe se fait en superposant un mouvement de rotation de l'étoffe à l'avance donnée par la griffe. L'étoffe supposée plan rigide, est dotée d'un champ de vitesse qui peut s'exprimer par la rotation autour d'un centre instantané de rotation 01, 02, 03... Ce centre instantané se situe à l'intersection de toutes les perpendiculaires aux vecteurs vitesse en chaque point de l'étoffe. En particulier, la perpendiculaire XX' au vecteur vitesse Vo donnée par la griffe est une constante quelle que soit la courbure de la couture puisque cette vitesse est tangente à la couture par définition. le centre instantané de rotation est donc toujours sur cette perpendiculaire. On supposera que cette perpendiculaire passe par l'aiguille A, ce qui n'est vrai qu'approxima- tivement. Pour définir le champ de vitesse voulu, on applique en un point B, autre que l'aiguille 4, par l'intermédiaire de la roue 9, une vitesse définie en orientation et intensité par un vecteur g par exemple. Afin d'éviter une déformation du plan de l'étoffe entre les points d'entratnement A et B, il faut que le vecteur V1 ait une composante V'o de mimes orientation et intensité que le vecteur T?apîiqué au point A. Cette composante Vo a pour valeur V1 cost = Vo. L'angle &alpha; est l'angle que fait le plan diamétral de la roue passant par le point d'application B, c'est également l'angle que fait l'axe horizontal de la roue avec la droite XX', le point d'intersection 1 étant un centre instantané de rotation. le point 1 est le centre d'une courbe C1 de rayon égal à O,, F étant le point d'inter- section du bord de l'étoffe avec la droite XX. Une modification du rayon de courbure de la couture sera obtenue par modification de l'orientation et de l'intensité du vecteur vitesse V1. Par exemple, la courbe C2 sera ou obtenue par l'application d'un nouveau vecteur vitesse V2 qui entraSnera un déplacement du centre instantané de rotation en 2 Il est à remarquer que l'orientation de la roue est limitée de part et d'autre de la direction BH à un angle inférieur à 450 dépendant de l'importance de l'axe horizontal autour duquel tourne la rouez lorsque le vecteur vitesse est orienté dans la partie droite de la portion du plan limité par la droite BH, les courbes obtenues seront convexes. Lorsqu'il est orienté dans la partie gauche, les courbes obtenues sont concaves. Un exemple de ce dernier cas correspond au vecteur V3. le centre instantané de rotation est alors en 03 et la courbe concave C3 est obtenue. Il est évident que ce dernier cas a une valeur d'exemple et ne peut s'appliquer qu'à une couture d'assemblage plan et non tridimensionnel. La figure 6 illustre les coutures courbes obtenues avec les différents centres instantanés de rotation. le détecteur de bord P doit centre positionné de manière que les cellules photodétectrices se trouvent de part et d'autre du trajet théorique du bord de la pièce à guider. leur position détermine la distance "e" entre la couture et le bord du tissu. Si la couture doit présenter une succession de courbures différentes, la position des cellules doit théoriquement être modifiées en fonction de l'avancement de la couture pour garder e constant. Un résultat équivalent peut entre obtenu en utilisant une rangée de cellules dont seules les deux cellules entourant le trajet théorique du bord pour la courbure désirée sont activées. Dans la pratique, la précision recherchée ne nécessite souvent pas cette correction. le choix du point d'entraSnement B est dicté par la couture à faire et dépend de la distance de ce point au bord le plus proche. Il peut suivant la courbure de la couture à faire se trouver de l'autre c8té de la droite D passant par l'aiguille. Cette position est aisément déterminée par l'homme de métier. R VEI,DICATIONS 1. Dispositif d'entratnement pour ensemble de guidage de feuilles de matériau souple destinées à former un assemblage tridimensionnel, ledit dispositif comportant au moins une plaque d'appui, une roue d'entratnement appuyant une feuille à guider sur la plaque d'appui, des moyens de commande de la roue d'entraînement, ledit dispositif étant associé à un ensemble de guidage comportant des moyens d'avance dans une direction fixe des feuilles à assembler, des moyens de détection du bord de feuille générant un signal actionnant les moyens de commande de la roue d'entraSnement, caractérisé en ce que le dispositif comporte une roue d'entratnement (9) sphérique et mobile librement autour d'un axe (10) parallèle à la plaque d'appui (29) fixé par une de ses extrémités à une extrémité d'un arbre (14), mobile autour de son axe, dont le prolongement approximativement orthogonal à la plaque d'appui passe par le centre de la roue; un galet d'entratnement (21) d'axe parallèle à la plaque d'appui, commandant la rotation de la roue, l'arbre (14) et le galet (21) étant portés par un mEme bati (17, 20); des moyens de mesure de position angulaire (18) et des moyens de commande rotation (19) sont prévus à l'autre extrémité de l'arbre (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue d'entratnement (9) présente à son point de contact avec l'étoffe, une vitesse tangentielle variable (V1) en fonction du cosinus de l'angle (ct) ) que fait son plan de symétrie, perpendiculaire à son axe, avec le plan de symétrie du galet d'entratnement (21) à vitesse constante (vg). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une composante (V'o) du vecteur vitesse (V1) de la roue d'entraînement (9) est parallèle et égal au vecteur vitesse (Vo) des moyens d'avance (7).