Brevet FR2616099A1 — publié le 19881209

La présente invention concerne un appareil à microprocesseur utilisable pour former des patrons à décalquer perforés sur des matières en feuilles, utilisable pour peindre des enseignes ou pour des usages analogues, et elle traite plus particulièrement d'un tel appareil permettant de former dans la matière en feuille des perforations améliorées. On connait dans la technique les appareils pour former des patrons, c'est à dire pour perforer des matières en feuille de manière à obtenir des patrons perforés donnant le contour des caractères de l'enseigne. Les patrons sont quelquefois utilisés par les peintres en lettres pour dessiner à la poudre le contour de lettres ou d'autres caractères sur le panneau de l'enseigne ou une autre surface sur laquelle on souhaite réaliser l'enseigne. La surface de l'enseigne est recouverte d'un matière en feuille perforée de façon appropriée, qui est poudrée avec un tampon à poudre ou un sac de poudre afin de déposer de légères traces de poudre sur la surface au travers des perforations, de manière à former à la poudre le contour des caractères de l'enseigne à réaliser. Le peintre en lettres utilise alors le contour à la poudre comme guide pour peindre l'enseigne. Le US-A-4 467 525 décrit un appareil à microprocesseur utilisé pour la formation d'un patron ou la perforation d'une matière en suivant le profil des caractères d'une enseigne. Dans ce brevet, l'appareil qui est décrit comprend un rouleau tournant d'alimentation et d'appui ayant une surface de travail de contact permettant à la fois de supporter la matière en feuille et de la déplacer dans un sens et dans l'autre. Un chariot porte-outil est supporté au voisinage du rouleau d'alimentation et d'appui, et il est mobile dans une direction parallèle à l'axe du rouleau, une broche d'outil étant montée sur le chariot porte-outil. Cette broche peut tourner, selon une direction de coordonnée 0, autour d'un axe s'étendant généralement en direction radiale par rapport à l'axe du rouleau, et elle est généralement mobile par rapport au rouleau le long de cet axe, dans une direction de coordonnée Z, entre une position relevée et une position abaissée. Un outil est fixé, de manière démontable, sur la broche d'outil, et peut se déplacer avec celle-ci. L'outil que l'on fixe sur la broche d'outil peut être un outil pour la formation d'un patron, outil qui comprend une roue de formation de patron pourvue d'une pluralité de dents ou de poinçons perforateurs s'étendant radialement et montée à rotation à l'extrémité inférieure d'un organe support, de manière à permettre une rotation par rapport à l'organe support autour de l'axe central de la roue. Les poinçons perforateurs ont, en pratique, la forme d'une aiguille afin de pouvoir perforer la matière en feuille. Un contrôleur à microprocesseur commande le positionnement du chariot porte-outil par rapport au rouleau dans une direction de coordonnée X s'étendant suivant la longueur du rouleau, l'alimentation de la matière en feuille dans une direction de coordonnée Y par la rotation du rouleau d'alimentation et d'appui, ainsi que le mouvement de la broche dans les directions de coordonnées 0 et Z. Pendant l'exécution d'une perforation, le contrôleur est commandé de manière à déplacer le chariot porte-outil jusqu'à une position choisie et à déplacer l'outil de formation du patron jusqu'à sa position abaissée, afin de placer les aiguilles perforatrices en contact fonctionnel avec la matière en feuille portée par le rouleau. Le contrôleur est alors commandé de manière à réaliser le mouvement de l'outil de formation du patron sur la matière en feuille le long d'une ou plusieurs lignes, afin de former une ou plusieurs trajectoires perforées qui suivent les profils des caractères d'enseigne sélectionnés. Un problème lié à l'utilisation de l'appareil que l'on vient de décrire tient au fait que les perforations formées par les poinçons perforateurs en forme d'aiguilles sont de petite taille, et généralement circulaires. Il est en résulte que les parties de la matière en feuille repoussées pour former les perforations individuelles ont tendance à revenir à leur position et refermer les perforations avant que le patron de décalque ne soit placé sur la surface à peindre, ou à ce moment là. De la sorte, lorsque l'on applique la poudre sur le patron, le contour formé peut se trouver incomplet ou inperceptible aux endroits o les perforations se sont refermées ou presque refermées. Le peintre doit alors utiliser une aiguille tenue à la main ou un instrument semblable afin de réouvrir individuellement chacune des perforations refermées, puis réappliquer la poudre pour faire apparaître le contour sur la 5. surface de l'enseigne à peindre. Ainsi, l'utilisation d'un patron de décalque pour former un contour à la poudre peut devenir une opération fastidieuse. En conséquence, l'un des buts de la présente invention est de proposer un appareil perfectionné permettant de former un patron de décalque, qui pallie les inconvénients des appareils connus de formation de patrons de décalque. Conformément à la présente invention, on propose un appareil perfectionné du type général précité, permettant de produire des patron de décalque perforés dans une matière en feuille, et utilisable pour peindre des affiches et pour des usages analogues. Le perfectionnement et l'invention résident dans des moyens pour orienter, par rapport à son organe support, et maintenir l'axe de rotation de la roue de formation du patron obliquement par rapport au trajet perforé, au fur et à mesure que l'on parcourt ce trajet. Grâce à cette configuration, on forme des perforations améliorées, qui ont une forme générale irrégulière et n'ont pas tendance à se refermer après avoir été formées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue perspective illustrant un appareil à microprocesseur permettant de créer des patrons de décalque dans des matières en feuille, et qui met en oeuvre la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe partielle montrant la tête porte-outil et le mécanisme d'alimentation de la matière en feuille de la figure 1, - la figure 3 est une vue en élévation, de face, de l'appareil de la figure 1, - la figure 4 est une vue partielle en élévation, de face, de la tête porte-outil et du mécanisme d'alimentation de la matière en feuille de l'appareil de la figure 1, représentés à échelle agrandie, - la figure 5 est une vue latérale en élévation, partiellement en coupe, illustrant l'outil de formation de patron de l'appareil de la figure 1, - la figure 6 est une vue latérale en élévation de l'outil de formation de patron de la figure 1, illustré plus en détail, - la figure 7 est une vue de dessus de l'outil de formation de patron de la figure 1, - la figure 8 est une vue de dessus de la roue de formation de patron de la figure 1, montrant l'orientation angulaire de l'axe de rotation de la roue de formation de patron par rapport à une trajectoire perforée, et - la figure 9 est une vue partielle montrant le bras support et la came de soulèvement associée de la broche d'outil de l'appareil de la figure 1. Sur les figures, la figure 1 illustre un appareil, référencé , pour créer des patron de décalque dans des matières en feuille, utilisable pour la peinture d'enseignes et pour des usages analogues. L'appareil 10 est déjà connu dans la technique, et il est formé d'une machine intégrée capable d'utiliser divers outils pour exécuter différentes opérations sur divers types de matière en feuille. L'appareil 10 peut être adapté pour recevoir divers types d'outils, tels que des outils de découpe permettant de découper des lignes de texte ou d'autres signes graphiques sur une matière en feuille, des outils d'écriture pour tracer des lignes sur une matière en feuille, ou des outils de formation de patrons pour former des lignes perforées dans une matière en feuille. L'appareil 10 comprend à la fois les commandes des éléments mécaniques et un microprocesseur pour composer des lignes de texte ou autres caractères graphiques et pour exécuter un programme approprié tel que celui qui fait en sorte que, lorsque l'on a installé un outil de formation de patron dans la broche d'outil, on forme un patron de décalque correspondant. Dans un mode de réalisation préféré, l'appareil 10 est utilisé pour produire un patron de.décalque perforé, et possède une tête de découpe 12 montée sur une paire de rails de guidage horizontaux 14 et 16 fixes par rapport au boîtier 18 de l'appareil, de manière à permettre un mouvement transversal par rapport à une feuille de matière M destinée au patron de décalque. La matière M peut être, comme c'est de préférence le cas, un papier du type connu pour une utilisation dans la formation du patron de décalque. Comme illustré figure 2, l'appareil 10 comporte également un rouleau d'alimentation et d'appui 20 monté de manière à permettre une rotation relative par rapport. au boîtier 18, autour d'un axe horizontal. Le rouleau possède un manchon extérieur 21 définissant une surface support ou d'appui au dessous de la matière en feuille M. Le rouleau comporte également à ses extrémités opposées, comme on peut le voir sur la figure 3, des picots 22 et 24 qui viennent se placer dans des perforations d'entraînement homologues de la matière en feuille M afin d'entrainer positivement la matière en feuille suivant la direction de coordonnée Y lorsque l'on fait tourner le rouleau. Afin d'être sûr que les picots d'entraînement 22 et 24 et les perforations de la matière en feuille restent en contact sur une longueur suffisante de picots, l'appareil 10 comprend des plaques courbes de pression et de guidage 26 et 28, qui possèdent chacune une gorge courbe venant encadrer les tiges des picots, et qui sont sollicitées élastiquement vers le bas contre la matière en feuille à chaque extrémité du rouleau 20. Comme illustré figure 28, la plaque de pression 28 est montée à pivotement sur un bras support 30 qui est lui-même mobile à pivotement par rapport au boîtier 18 et sollicitée élastiquement vers le bas par un ressort de tension 32. La plaque de pression opposée 26 est montée de la même façon, et elle est sollicitée vers le bas contre la matière en feuille au moyen d'un bras support 34 et d'un ressort 36, comme on peut le voir sur la figure 3. L'appareil comporte également une barre de guidage 38 qui s'étend devant le rouleau d'alimentation 20 parallèlement à ce rouleau, afin d'assurer un maintien complémentaire de la matière en feuille et de guider celle-ci contre le rouleau d'alimentation 20 et en éloignement de celui-ci lorsque l'on exécute l'opération de perforation. Une barre de guidage semblable 39 se trouve derrière le rouleau d'alimentation, comme illustré figure 2, et à le même objet. On peut alimenter l'appareil 10 en matière en feuille M sous forme de feuilles, ou sous forme d'un rouleau d'alimentation de matière, d'un côté ou de l'autre.de l'appareil. Si l'on considère maintenant plus en détail la présente invention, l'appareil 10 utilise un outil de formation du patron 40 installé dans la broche d'outil de la tête porte-outil, 12 afin de créer un patron de décalque dans le matériau en feuille M. Les mouvements coordonnés de la tête porte-outil 12 par rapport à la matière en feuille M suivant les directions de coordonnées X, Y, Z et O permettent de former en deux dimensions dans le matériau M des caractères perforés, ou d'autres signes graphiques. L'outil de formation du patron 40, qui est illustré sur la figure 5 à 7 plus en détail, comprend un organe.cylindrique de maintien ou de support 42 ayant un axe central 43, ainsi qu'un épaulement cylindrique 44 et une gorge 48 à son extrémité supérieure. La partie d'extrémité inférieure de l'organe de maintien 42 est fendue de manière à former un étrier 46. L'outil 40 comprend également une roue de formation de patron placée dans la fente et montée sur l'étrier 46 au moyen d'un axe 52, de manière à permettre une rotation autour d'un axe horizontal 53 perpendiculaire à l'axe central de l'organe de maintien 43. La roue 50 possède une pluralité de dents ou poinçons perforateurs 54,54 en forme générale d'aiguilles, régulièrement espacés angulairement et s'étendant radialement, qui servent à perforer la matière en feuille M lorsque l'on abaisse la roue jusqu.'à ce qu'elle vienne en contact de roulement avec le rouleau 20, pendant une opération de perforation. L'outil de formation du patron 40 est monté dans un réceptacle 60 situé à l'extrémité libre d'un bras support 56. Le réceptacle, quant à lui, peut tourner, par l'intermédiaire de blocs à roulements 62,64, à l'intérieur d'une douille 58 de la tête porte-outil 12, autour d'un axe aligné sur l'axe central 43 de l'organe de maintien. Le réceptacle d'outil 60 possède un alésage cylindrique 66 permettant de recevoir à coulissement l'organe de maintien de l'outil 42, et un siège 68 à son extrémité inférieure, qui permet de supporter l'outil 40 dans la direction verticale. Comme illustré figure 5, lorsque l'outil 40 est appliqué sur le siège du réceptacle 60, l'étrier 46 traverse l'extrémité inférieure du réceptacle, ce qui permet à la roue de formation du patron 50 de tourner et de venir librement en contact avec la matière en feuille M. L'organe de maintien de l'outil 42 possède une mortaise 70, qui s'étend sur toute sa longueur et qui traverse l'épaulement 44. Une vis de blocage et de clavetage 72 pénètre dans la mortaise 70 par l'intermédiaire d'un trou taraudé 74 formé dans une paroi latérale du réceptacle, afin d'ajuster angulairement et axialement l'outil sur le réceptacle porte-outil. Un moteur d'orientation angulaire ou d'axe 8 76 est relié au récepteur 60 au moyen d'une poulie crantée d'entrainement 78 qui passe sur le moteur, d'une poulie crantée 82 formée sur le réceptacle, et d'une courroie crantée 80 passée sur les deux poulies 78 et 82. Le moteur 76 fonctionne en réponse à des signaux d'ordre provenant du microprocesseur (non représenté) afin de faire tourner le réceptacle 60 de manière à contrôler, pendant une opération de perforation, l'orientation de l'axe de la roue de formation de patron 53 par rapport à l'axe 43. Selon l'invention, la mortaise 70 est conformée de telle sorte que, en liaison avec le programme de commande, elle maintienne l'axe de la roue de formation de patron 53 obliquement par rapport à la trajectoire perforée P lorsque l'on forme ou que l'on suit cette trajectoire, comme illustré sur la figure 8. En d'autres termes, le plan dans lequel tourne la roue, au lieu d'être maintenu généralement tangent à. la ligne de déplacement comme c'était le cas auparavant, fait un certain angle avec la direction de la tangente (l'oblicité maintenue est repérée sur la figure S par l'angle A entre l'axe de rotation 53 de la roue et la tangente 51 à la trajectoire P au point considéré. Cette configuration a pour effet que l'on forme dans la matière en feuille des perforations qui ne sont pas parfaitement circulaires mais qui,' au con- traire, ont une forme générale irrégulière, de sorte qu'elles n'ont pas tendanoe à se refermrer après avoir été formées. Ceci est dû au fait que chaque dent de la roue, lorsqu'elle passe par une phase de contact avec la matière en feuille M, non seulement perce la matière mais se déplace éqale- 2616 0 99 ment un peu par rapport à la matière dans le plan de celle-ci, et a ainsi tendance à créer des déchirures dans la matière. On a constaté que, lorsque l'on maintient l'axe de la roue 53 avec un angle A compris entre 95 et 110 par rapport à la ligne 51 qui est la tangente à la trajectoire P, les perforations qui résultent sont de qualité particulièrement intéressante. Cependant, la relation angulaire particulière peut s'écarter de la gamme précitée en fonction des caractéristiques de l'outil de formation du patron 40 et de la matière en feuille M. Le bras support 56 est relié à la partie arrière de la tête porte-outil 12 au moyen d'un axe pivotant 84 s'étendant parallèlement au rouleau 20, comme on peut le voir sur la figure 2. Le bras 56 supporte l'outil 40 avec l'axe d'outil 43 qui s'étend en formant une intersection avec l'axe 86 de rotation du rouleau d'alimentation 20. Une partie de traverse du bras 56 passe au dessus d'une came rotative de soulèvement 88, et la came est entraînée en rotation au moyen d'un moteur de soulèvement 86, de manière à soulever et abaisser la roue de formation du patron 50 pour l'amener en contact et hors de contact avec la matière en feuille M. Comme illustré sur la figure 9, la came 88 posséde un lobe de soulèvement 92, que l'on fait tourner depuis la position représentée en trait plein jusqu'à la position représentée en trait mixte, de manière à soulever le bras 56 et donc la roue de formation de patron 50 hors de contact avec la matière en feuille. Le rouleau d'alimentation 20 est entraîné en rotation par un servomoteur 94 illustré sur la figure 3. Le moteur est relié en relation d'entraînement au galet par l'intermédiaire d'un train réducteur 96, et il est actionné en réponse à des signaux d'ordre provenant d'un microprocesseur (non représenté), de manière à déplacer la matière en feuille dans un sens et dans l'autre sous l'outil de formation du patron 40. La tête porte-outil 12 fait partie, comme représenté sur la figure 2, d'un chariot porte-outil 98 qui est déplacé dans un sens et dans l'autre sur les. rails de guidage 14 et 16 au moyen d'un autre servomoteur 100 et d'une courroie d'entraînement de la tête porte-outil 102 qui est passée sur des poulies 104 (dont une seule est représentée) situées aux extrémités oppôsées des rails. L'une des extrémités de la courroie d'entrainement est reliée au chariot porte-outil d'un côté, et l'autre extrémité de la courroie est reliée au chariot à l'extrémité opposée, comme-illustré sur la figure 4. Le servomoteur 100 déplace la 5. tête porte-outil 40 dans un sens et dans l'autre par rapport à la matière en feuille et par rapport au rouleau d'entraînement en réponse à des signaux d'ordre provenant du microprocesseur (non représenté). En outre, le moteur de soulèvement 90 reçoit des signaux d'ordre permettant de déplacer l'outil, donc la roue de formation de patron 50, en contact et hors de contact avec la matière en feuille, en liaison avec les déplacements contrôlés produits par les servomoteurs 94 et 100. Les câbles de commande du moteur de soulèvement 90 sont de préférence en forme d'un fil ruban qui peut s'enrouler et se dérouler dans un auget soutenu au voisinage de la tête 12, lorsque la tête se déplace dans un sens et dans l'autre au dessus du rouleau d'entraînement 20. L'appareil 10 possède un clavier de données 106 permettant d'introduire des données dans le microprocesseur (non représenté), qui définissent le patron de décalque à perforer. En outre, un clavier de commande de fonctions 108 est prévu sur l'appareil pour commander l'entrée des données et les opérations exécutées par la machine, et un afficheur 110 permet de visualiser les caractères à perforer. La programmation et la commande du microprocesseur de l'appareil 20 sont connus, et sont décrits en détails dans le brevet US-A-4 467 525 au nom de Logan et al., délivré le 28 août 84 et cédé à la Demanderesse, et auquel on se référera pour de plus amples détails. REVENDICATIONS 1. Un appareil pour perforer une matière en feuille- de manière à obtenir un patron de décalque utilisable notamment pour peindre des enseignes, cet appareil comprenant des moyens constituant une surface support de la matière en feuille et une roue de formation du patron ayant un axe de rotation et une pluralité de dents pointues réparties angulairement et s'étendant radialement, caractérisé par des moyens (42,56, 67,20) pour déplacer l'une par rapport à l'autre cette roue de formation du patron (50) et la matière en feuille (M) supportée par ladite surface de sorte que la roue de formation du patron se déplace en suivant la trajectoire voulue (P) sur la matière en feuille et tourne autour dudit axe (53) de rotation sous l'effet du contact de roulement de ses dents (54) avec.-la matière en feuille, ces moyens étant commandés de manière à maintenir une oblicité entre l'axe derotation (5) de la roue et la tangente (51) à ladite trajectoire (P) au point de cette trajectoire o se trouve située à cet instant la roue 'angle A) 2. L'appareil pour perforer une matière en feuille de manière à obtenir un patron de décalque selon la. revendication 1, caractérisé en outre en ce que les moyens pour déplacer la roue de formation du patron et la matière en feuille l'une par rapport à l'autre maintiennentunangle (A)compris entre 95 et entre ledit axe (53) de rotation de la roue et ladite tangente (51).