Brevet FR2585684A1 — publié le 19870206

L'invention concerne un détecteur de position du bord d'une pièce d'étoffe pour la commande d'un dispositif d'entratnement de ladite pièce, ledit détecteur comportant au moins un détecteur photoélectrique disposé devant le bord de l'étoffe servant au guidage, et des circuits électroniques transformant le signal délivré par le détecteur photoélectrique en un signal de commande du dispositif d'entratnement. On connatt du brevet français 2.518.134 un dispositif susceptible de détecter un écart de position du bord d'une pièce d'étoffe par rapport à une position de référence prédéterminée. Ce dispositif comporte au moins un détecteur photoélectrique disposé devant une des faces d'une plaque destinée à séparer, pour permettre leur positionnement, deux pièces d'étoffe à assembler par couture. te détecteur photoélectrique est composé de deux paires de diodes luminescentes et de photo-transistors. La position de référence, à partir de laquelle on vérifie la position du bord de l'étoffe, est celle pour laquelle le bord est centré entre les deux diodes. Ainsi on a dans la position de référence, la lumière émise par la première diode et réfléchie par la plaque de séparation qui est interrompue par l'étoffe avant autre reçue par le phototransistor correspondant tandis que celle émise par la deuxième diode et réfléchie par la plaque est reçue par le photo-transistor correspondant. Un deuxième détecteur photoélectrique semblable est monté sur l'autre face de la plaque de séparation pour détecter le bord de la deuxième pièce d'étoffe. tes signaux électriques fournis par les détecteurs photoélectriques sont envoyés dans un dispositif électronique à processeur qui compare les signaux reçus pour chaque pièce d'étoffe avec des valeurs de référence stockées en mémoire et agit sur les circuits d' entranement des moteurs d'un dispositif de guidage des pièces d'étoffe. te dispositif de guidage comporte une roue de guidage dont l'axe est parallèle à la direction d'avance de l'étoffe (direction imposée par le dispositif de formation de la eouture), entratnée dans un sens ou dans l'autre afin de faire tourner la pièce d'étoffe autour de l'aiguille et ainsi de maintenir une distance prédéterminée entre la couture et le bord de la pièce. La vitesse et le sens de rotation de la roue sont commandés par le dispositif électronique en fonction des écarts détectés par les détecteurs photoélectriques entre le bord de l'étoffe et la position de référence. te dispositif de guidage permet en outre le contrtle de la pression de la roue sur l'étoffe qui est optimalisé en fonction de la nature et de l'épaisseur des étoffes assemblée s. La demande de brevet français déposée ce jour au nom de la société BER!IN & Cie décrit un dispositif de guidage de pièces d'étoffe comportant, comme dans le brevet précédent, une roue de guidage mais dont non seulement la vitesse est variable, mais également, l'orientation, ce qui a pour résultat d'éviter de créer un froissement de l'étoffe lors du changement de direction et de permettre d'obtenir des coutures courbes de faible rayon. le détecteur de position de bord basé sur une réponse par tout ou rien tel que décrit dans le brevet précédent ne permet pas de bénéficier des avantages inhérents au dispositif de guidage BERTIN. L'utilisation d'un détecteur photoéleotrique faisant appel à un faisceau lumineux large permettrait la mesure du taux de surface occultée et fournirait en conséquence un signal analogique qui serait proportionnel à la position du bord à deux conditions s que l'étoffe soit de transparence uniforme et que le rayon lumineux soit réparti uniformément selon une zone allongée perpendiculaire au bord de l'étoffe0 te dispositif analogique, pas plus que le système logique (tout ou rien) ne permettent de traiter des étoffes de transparence irrégulière telles que la dentelle, le tulle, ou les étoffes imprimées à fortes variations de densité. Les étoffes aJourées présentent après découpe des bords très déchiquetés et à la limite, dans le cas des tulles, des fils séparés par des espaces supérieurs à leur diamètre. La présence de lacunes à l'intérieur de l'étoffe dans le champ du détecteur photoélectrique empêche l'utilisation de capteurs analogiques simples mesurant le taux de surface occultée. te défilement du bord d'une étoffe ajourée devant un capteur supposé capable de détecter la position précise du bord apparent et non pas de la découpe va donner un signal analogique reproduisant les fluctuations de ce bord apparent. Ces fluctuations sont dues au déplacement de la ligne de découpe devant le capteur et à la présence de lacunes de l'étoffe le long de cette ligne, Il faut donc savoir distinguer ces deux causes afin de reconstituer la ligne de découpe que doit suivre la couture. L'invention a pour obJet, un détecteur de position de bord permettant,à partir de la détection du bord apparent de l'étoffe,de reconstituer la ligne de découpe parallèlement à laquelle la couture doit Outre exécutée. La description et les figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure i représente une vue schématique d'une machine à coudre équipée du dispositif d'entratnement de l'étoffe et du détecteur de bord d'étoffe. La figure 2 représente le schéma synoptique du dispositif électronique destiné à traiter les signaux du senseur de bord pour le suivi du contour de la découpe et, dans le cas d'étoffes aJourées, à corriger les signaux de ceux des contours des lacunes avant leur utilisation pour la commande du dispositif d'entraSnement des pièces d'étoffe. la figure 3 présente les chronogrammes des différents signaux obtenus à la sortie des circuits représentés sous forme de blocs à la figure2 ta figure 4 est un schéma du circuit de commande du dispositif d'entranement. La figure 1 représente schématiquement une machine à coudre équipée d'un dispositif d'entraSnement conforme à celui décrit dans la demande de brevet No commandé par un détecteur de bord d'au moins une pièce d'étoffe devant titre cousue à une autre pièce. te dispositif d'entratnement 1 est monté sur la tête 2 d'une machine à coudre. la toute comporte, comme connu, un mécanisme d'actionnement de la tige d'aiguille 3, à l'extrémité de laquelle est fixée l'aiguille 4, et le mécanisme abaisseur et releveur du pied presseur 5. la tette comporte en outre le mécanisme d'amenée et de guidage du fil à 11 aiguille. La machine est montée sur une table 6 qui porte la plaque à aiguille dans laquelle sont prévues des ouvertures, disposées au moins en partie à l'aplomb du pied presseur, pour le passage des griffes d'entratnement de l'étoffe et pour celui de ltaiguille. te mouvement de la griffe en coopération avec le pied presseur détermine une direction fixe d'avance de l'étoffe et une vitesse éventuellement réglable par le circuit de commande de la vitesse du moteur de la machine. te dispositif d'entratnement 1 est positionné en avant de la plaque à aiguille et comporte une roue d'entrarnement 7 qui appuie la pièce d'étoffe à guider sur la plaque d'appui 8 d'un dispositif de séparation 9. tes pièces d'étoffe sont maintenues de part et d'autre de ladite plaque 9 par des plaques supports 10, 11. ta roue d'entratnement 7 est entratnée en rotation autour de son axe horizontal directement ou indirectement (par le galet 12) par un premier servomoteur 13 et autour de son axe vertical, représenta matériellement par l'arbre 16, par un deuxième servomoteur 14. Un dispositif de mesure de la position angulaire de la roue est constitué d'un potentiomètre circulaire 15 monté sur l'arbre 16. tes servomoteurs 13, 14 et le potentiomètre 15 sont connectés aux circuits électroniques du détecteur de position de bord qui sera ultérieurement décrit. Comme décrit dans la demande de brevet français , le guidage d'une pièce d'étoffe s'obtient par modification du rayon de courbure de la couture. Cette modification est obtenue par modification de l'orientation et de la vitesse de la roue 7. Toutefois certaines conditions doivent être respectées t c'est ainsi que la vitesse tangentielle Vi de la roue d'entrai- nement doit présenter une composante parallèle au sens de déplacement de la griffe d'entrasnement de l'étoffe et égale à la vitesse V0 d'avance des pièces à assembler. La vitesse de la roue V1 devra donc etre, en fonction de son angle d'orientationR par rapport à la direction d'avance, égale à Vo/cosd . L'angle &alpha; est repéré par le potentiomètre 15. ta position du bord de l'étoffe est repérée par un détecteur photoélectrique, comportant un capteur et une source lumineuse. L'ånterception de tout ou partie du faisceau lumineux issu de la source et tombant sur le capteur modifie son signal de sortie et permet, comme il sera décrit ultérieurement, de déterminer la position du bord par rapport à une position de référence. Selon la forme de réalisation représentée, le détecteur photoélectrique est disposé dans une enceinte 17 fixée au bras de la machine. Un miroir 18 transmet le faisceau lumineux sur la plaque d'appui 8 polie sur laquelle il se réflechie. Le faisceau réfléchi tombe sur le capteur photoélectrique constitué d'une barrette de diodes montées sur un circuit intégré, suivant un pas de 0,1 mm. La barrette utilisée, dans l'application décrite comporte 64 diodes, ce qui permet une plage de visée de 6, 4 mm Jugée comme suffisante. La taille des diodes (O, 1 mm) a été choisie de manière que leur largeur soit inférieure au diamètre des fils constituant l'étoffe et en particulier à ceux constituant le réseau de mailles du tulle ou de la dentelle.La place du fil peut donc être détectée à 0, 1 mm prés, ce qui est suffisant pour obtenir une précision de couture de + O, 5 mm. tes rayons lumineux qui tombent sur l'étoffe sont diffusés avec une faible intensité tandis que ceux qui tombent à caté ou dans les lacunes sont réfléchis et concentrés par l'optique vers la barrette de diode. Il en résulte un ensemble de signaux faibles en face de l'étoffe et forts en dehors. Ces signaux sont traités pour trouver le bord puis la découpe, en tenant compte du fait que la forme du contour due à des lacunes peut autre distinguée de celle due à la découpe par suite de la différence des rayons de courbure (quelques millimètres pour une lacune contre au minimum 30 millimètres pour la découpe) lors du défilement du bord devant la barrette de diodes, défilement dd au mouvement d'avance imprimé à l'étoffe par la griffe. l'état des différents diodes 19 (figure 2) est observé par un balayage cyclique cadencé par des signaux 20 d'une horloge et défini par des signaux de synchronisation 21 d'un multiplexeur (40) pour former un signal vidés.Les chronogranines des signaux, représentés figure 3, correspondent, afin de simplifier le schéma, à une barrette de dix photodiodes, alors que la réalisation utilise une barrette de 64 photodiodes. Sur le signal vidéo, chaque niveau représente l'éclairement d'une photodiode. te diagramme correspond à trois balayages successifs I, Il, III déclenchés par les trois signaux de synchronisation A, 3, C et à un seul déplacement de l'étoffe, c'est ce qui explique la modification du signal entre chaque synchronisation. Dans le premier balayage I, on peut observer deux niveaux faibles entre des niveaux plus élevés, les niveaux faibles correspondent à un trou d'une maille d'une dentelle. L'absence de l'étoffe devrait donner un niveau zéro mais pratiquement le niveau n'est pas nul. Afin de séparer nettement les signaux correspondant à la présence ou à l'absence d'étoffe, on définit un seuil 22 auquel sont comparés les signaux. le comparateur 23, qui reçoit le signal de seuil et le signal vidéo, sépare les niveaux et permet d'obtenir un signal tout ou rien 24. La sortie du comparateur 23 est envoyée à un circuit bascule bi-stable 24. Lors du balayage de la barrette, la première présence de l'étoffe rencontrée génère un signal qui fait basculer le bistable à l'état 1 représenté sur la figure 3, celui-ci n'est remis à l'état 0 qu'en fin de balayage, c'est-à-dire à l'arrivée du prochain signal de synchronisation A. On ne tient, par conséquent, compte que du bord de l'étoffe et non des trous éventuels. Un circuit-porte 25, commandé par le signal de sortie du bistable laisse passer un nombre d'impulsions du signal horloge 20 proportionnel à la position de la première photodiode marquée par le bord de l'étoffe. Un circuit de comptage 26, déclenché par un signal de synchronisation 21, détermine le nombre d'impulsions contenu dans chaque signal de sortie du bistable transitant par le circuit-porte 25, entre deux signaux de synchronisation 21. le résultat du comptage est ensuite transféré dans un registre de transfert 27 par un circuit de commande de transfert 28, qui assure également la remise à zéro du compteur 26, commandé par le signal de synchronisation après décalage dans le temps. La valeur du comptage précédemment obtenue est traduite en tension par un convertisseur numérique analogique 29. On obtient ainsi un signal proportionnel à la distance séparant le bord de l'étoffe de l'extrémité de la barrette0 Ce signal de bord suit fidèlement la forme obtenue après la découpe y compris le contour des lacunes coupées par la ligne de découpe dans les étoffes ajourées. Un second traitement du signal est nécessaire pour reconstituer la ligne de découpe, et consistera à faire un suivi ergte à crête du signal de bord, de manière à sauter les lacunes. On a constaté que la courbure apparente de l'étoffe au niveau du capteur engendre des variations de signal très lentes devant celles qu'engendrent les lacunes. On peut donc limiter les variations du signal dans le sens du creux des lacunes suivant une valeur de pente correspondant à celle que l'on constate en cas de courbure apparente maximale qui est dans l'exemple de réalisation de 30 mm. te signal analogique obtenu dans le premier traitement, est envoyé dans un circuit de correction 30 qui le transforme en signal crête. Cette correction est obtenue à partir de deux constantes de temps, une courte qui prend assez vite la valeur maximum, une plus longue qui permet de suivre la courbe minimum acceptable par le guidage de l'étoffe. te signal obtenu à la sortie du circuit de correction 30 est envoyé dan un circuit de cadrage où il est calibré et sort sous la forme d'un signal e2. te signal provenant du capteur de position angulaire 15 est également envoyé dans un circuit de cadrage où il est calibré sous la forme d'un signal e1. Les signaux e1 et e2 sont envoyés dans un circuit de comparaison et de commande 33 et(figure 4) constitué,selon l'exemple,d'au moins trois circuits comparateurs 34, 35, 36 (par exemple SIEMENS TCA 965) dont les sorties sont associées à trois relais 37, 38, 39. te circuit 37 permet de limiter la vitesse du servomoteur 14 en intercalant une résistance série R, et les circuits 38 et 39 définissent le sens de rotation ROT+ et ROU- et l'arrêt moteur par présence à ses bornes d'une même polarité. le comparateur 34 reçoit le signal e1 qu'il compare à deux valeurs de butée maximale et minimale. Ces deux valeurs sont envoyées sur le comparateur 36 qui reçoit les valeurs de e1 et e2. L'un des relais 38 du circuit moteur est actionné par le signal e1 > e2 +#1, étant la valeur de déclenchement, l'autre relais 39 est actionné par le signal e1 Si les deux relais sont dans le mEme état, le moteur trouve une même polarité à ses bornes et reste immobile, autrement il tourne dans un sens ou dans l'autre. te comparateur 35 compare la valeur absolue de la différence des signaux e1 et e2 à une valeur de déclenchement t pour mettre ou retirer une résistance de limitation de vitesse sur le circuit- moteur. On a admis dans cet exemple de réalisation que la vitesse tangentielle de la roue d'entratnement variait automatiquement avec son orientation, ctest-à-dire que le dispositif d'entratnement comportait une roue sphérique entratnée par un galet 12 à vitesse constante, telle que décrite dans la demande précédemment citée. Il est évident qu'un dispositif qui ne comporterait pas cette particularité nécessiterait un circuit d'alimentation du servomoteur 13 de la roue d'entratnement, qui soit susceptible de délivrer une tension d'alimentation variable en fonction de l'orientation t de la roue. REVENDICA2IONS 1. Détecteur de position du bord d'une pièce d'étoffe pour la commande deun dispositif d'entrarnement de ladite pièce, ledit détecteur comportant au moins un détecteur photoélectrique disposé devant le bord de l'étoffe servant au guidage, et des circuits électroniques transformant le signal délivré par le détecteur photoélectrique en un signal de commande du dispositif d'entraSnement, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur photoélectrique (1Q) constitué d'un capteur formé par une barrette de diodes photoélectriques et d'une source lumineuse, un faisceau lumineux émis par la source est réfléchi sur une plaque d'appui (4(8) sur laquelle passe le bord de l'étoffe, un multiplexeur rmant à partir des signaux de chaque diode un signal vidéo, un comparateur (23) pour séparer les niveaux du signal vidéo en tout ou rien, un circuit bascule bi stable (21) passant de l'état I par la première présence de l'étoffe rencontrée, à l'état O à la fin du balayage de la barrette, un circuit porte (25) laissant passer un nombre d'impulsions horloge proportionnel à la position de la première diode masquée par le bord de l'étoffe, un circuit de comptage (26), un registre de transfert (27) et un convertisseur numérique/ analogique (29), les tensions de sortie correspondant fidèlement au contour du bord observé, un circuit de correction de trous (30) transforme le signal de sortie produit par les étoffes ajourées en un signal crête à crête, un circuit de comparaison et de commande (33) comparant le signal traité provenant du circuit de correction et le signal de position provenant du capteur de position (15) pour commander l'orientation et la vitesse du dispositif d'entrainement. 2. Détecteur selon la revendication 1^ caractérisé en ce que les photodiodes constituant la barrette ont un diamètre inférieur à celui des fils constituant les mailles de l'étoffe aJourée0 3. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de comparaison et de commande (33) du moteur comporte trois circuits comparateurs intégrés (34, 35, 36), un premier circuit comparateur (34) reçoit le signal traité (s2) de la barrette de diodes qutil compare à deux valeurs de butée maximale et minimale (S1, S2) un deuxième circuit comparateur (36) reçoit les deux valeurs de butée précédentes et les signaux (e1, e2) provenant de la barrette de diodes (19) et du capteur de position (15), les sorties des circuits comparateurs (34, 36) donnant deux signaux, supérieur ou inférieur à une valeur de référence (e2) augmentée ou diminuée d'une valeur de déclenchement (t ) actionnant des relais commandant un servomoteur (14) d'orientation du dispositif d'entratnement; le troisième circuit comparateur (35) comparant le signal (a1) provenant du capteur de position (15) et le signal(e2) de la barrette de diode (19) à une valeur de référence (62) pour introduire une résistance dans le circuit d'alimentation du servomoteur (14) pour limiter sa vitesse. 4. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, le dispositif d'entratnement comportant une roue d'entratnement entraSnée en rotation pour un servo- moteur et dont la vitesse tangentielle doit présenter une composante parallèle à l'avance de 11 étoffe et égale à sa vitesse, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit d'alimentation du servomoteur (13) d'entraSnement de la roue délivrant une tension d'alimentation variable en fonction de l'orientation (t ) de la roue.