Brevet FR2648670A1 — publié le 19901228

La présente invention concerne un procédé et un outil de coupe pour découper *des tiges pleines en longueurs déterminées: - par une valeur minimum - par rapport à la position des aspérités spécifiques détectées sur ces tiges à proximité du point de coupe. Ces tiges peuvent être des sarments de vigne dont les aspérités sont les yeux ou les bourgeons, il peut également s'agir de tous végétaux sous forme de tiges que l'on veut découper à une longueur déterminée. Les systemes de coupe existant, fonctionnant sur differentes machines à debouturer les sarments de vigne, utilisent le principe de la coupe des secateurs manuels.Ces systemes sont formés d'une lame et d'une contrelame dont le mouvement de coupe se trouve être à la perpendiculaire du mouvement d'avance du sarment car celui-ci avance selon' son axe longitudinal. Les inconvénients majeurs de ce principe sont l'amorce de la coupe sur la peau du sarment (pelage) le temps de réponse de la coupe, qui est indépendant de la vitesse d'avance des tiges (à des vitesses différentes les distances de coupe ne peuvent être identiques). Le blocage de l'avance du sarment pendant le temps nécessaire à la coupe limite considérablement la vitesse d'avance du sarment. Pendant ce temps plusieurs possibilités: ou bien la mécanique d'entraînement stoppe les rouleaux presseurs qui font mouvoir les tiges, ou bien ces rouleaux patinent sur le sarment ou encore le sarment a la possibilité de se cambrer. Ce procédé limite la vitesse d'avance des tiges et la precision de la coupe. (Exemple a une vitesse d'avance de 40 m/mn pour un temps de coupe de 40 mili seconde, la tige parcourt 26mm). La réalisation du système de coupe passe par des impératifs de temps, de longueur et de détection des asperités de la tige afin de-choisir le point de coupe. Pour des tiges dont la longueur finale est comprise entre 1 mètre et 4 mètres la vitesse linéaire devra être supérieure à 40 m/mn. Pour des tiges dont la longueur finale est inférieure à 1 mètre la vitesse linéaire devra être supérieure à 20 m/mn. Les précisions de coupe ne sont pas obtenues en fonction de la longueur de coupe mais en fonction (notamment pour les sarments de vigne) de la position des yeux sur ces sarments car ce sont au niveau des yeux que la bouture va fabriquer ses racines pour constituer un plant de vigne. La tolérance est de 6mm pour les longueurs finales supérieures à lm. elle est de 3 mm pour les longueurs finales inférieures à 1 m. L'idée générale de l'invention consiste à entraîner l'outil de coupe à la vitesse de défilement des tiges et de le rendre syncrhone au point de coupe celui-ci est déterminé par un paramètre longueur minimum et la position des aspérités sur les tiges.La présente invention concerne un procédé de coupe rapide et précis. La mise en oeuvre de ce procédé est réalisée à l'aide de deux rotors cylindriques supportant des lames de coupe réparties autour des rotors et en nombre égal sur chaque rotor ces rotors tournent par tour ou par tiers de tour au moment de la coupe et sont en sens inverse l'un par rapport a l'autre, ils sont solidaires et entraînés en rotation par des engrenages qui permettent de faire passer les lames une devant l'autre avec un jeu et un empiétement minimums S La Fig. 1 est une vue de l'ensemble.du dispositif objet de l'invention. La Fig. 2 est une vue de gauche montrant la face des deux rotors supportant les lames de coupes. La Fig. 3 est une vue en coupe suivant 0 l'axe BB de la Fig.l illustrant les moyens d'entraînement en rotation sans jeu.des rotors de coupes. La Fig. 4 est une vue en coupe suivant l'axe AA de la Fig.1 illustrant le montage des capteurs de l'ensemble détecteur de forme Tel que représenté sur la Fig. 1 et la Fig.2 le dispositif objet de la presente invention est constitué par un dispositif d'entrainement 1 des sarments formé de deux galets 3 et 4 en matiere souple permettant un déplacement linéaire et positif. Le sarment 14 est alors poussé à l'intérieur d'un système de détection opto- électronique 5 des aspérités fournissant un signal électrique à un calculateur 6. A la sortie du système de détection il est guidé entre deux rotors 7 et 8 supportant des couteaux. Les rotors de coupe sont solidaires par l'intermédiaire d'engrenage 10, 11 et 12 permettant ainsi au moment de la coupe d'obtenir un mouvement synchrone et en sens oppose. Ces engrenages sont actionnes en rotation par un embrayage-frein 15 luimême commandé par le calculateur, l'embrayage étant disposé en amont L'embrayage est entraine par l'arbre 16 des galets permettant le déplacement du sarment. L'arbre 16 est entraîné par le moteur de la machine. Le déplacement du sarment est contrôlé par le calculateur 6 avec un codeur 17 qui fournit des impulsions proportionnelles aux millimètres d'avance du sarment. L'ensemble monté est représente par la Fig. 1. Le système de détection des aspérités ou des formes Fig. 4 est basé sur la mesure de diamètre des sarments. Deux capteurs 29 et 30 positionnes à 90 degrés l'un par rapport à l'autre fournissent chacun un signal analogique proportionnel au diamètre du sarment. Ces signaux sont traites par le calculateur 6 en fonction de l'avance du sarment. Pour chaque unite d'avance du sarment le calculateur lit les signaux analogiques pour déterminer la position des yeux ou celle des aspérités 2. La longueur de l'aspérité détectée est mesurée pour en déterminer son axe, la position de cet axe permettra au calculateur de déterminer le point de coupe. L'information du système de détection permet au calculateur de déterminer également la présence ou la non-présence du sarment. Les rotors de coupe 7 et 8, tels que le montre la Fig. 2, sont identiques et constitues de cylindres permettant la fixation des couteaux 23,24,25 et 26,27,28 qui attaquent simultanément le sarment de part et d'autre de son diamètre. Les couteaux sont fixés en nombre égal sur chaque rotor ,et leur montage est identique. Ces couteaux ont un profil et une arête tranchante permettant une pénétration dans le bois sans écrasement. La pénétration s'effectue synchrone avec l'avance du sarment. Chaque rotor est fixe sur son arbre suivant une forme conique, il est bloque par l'intermediaire d'un écrou frein 31. Les rotors sont ainsi solidaires de leur arbre d'entraînement. Ce principe permet un positionnement libre et précis de chaque rotor. Un bloc de métal usiné 22 apparaissant sur la Fig. 1 permet le montage des roulements supportant les arbres 32,33 communs a chaque rotor et engrenage. Dans ce palier 22 est prévue la fixation du capteur 28. Le palier 22 repose sur la plaque 21 qui supporte également l'embrayage frein 15. Sur cette plaque est egalement fixé le codeur 17 côté arbre d'entrée 34 Les engrenages 10.11.12 montres par la Fig.1 et la Fig. 3 rendent les rotors solidaires et permettent par l'intermédiaire du capteur 9 de positionner les couteaux. Des trous, sur l'engrenage 12, en nombre égal au nombre de couteaux supportes par un rotor, d'un diamètre supérieur au capteur 9 sont détectes par le capteur pour déterminer la position des couteaux Le calculateur stoppera la rotation des couteaux au moment de la détection d'un trou. Quand il commandera la rotation des couteaux pour realiser une coupe il comptera le nombre d'impulsions envoyées par le codeur 17 jusqu'au moment ou le trou disparaîtra électriquement de la face du capteur 9. Le calculateur pourra ainsi déterminer la position des couteaux avec précision. Cette position lui permet de calculer l'instant de commande pour actionner la coupe à l'endroit désiré sur le sarment. L'embrayage-frein 15 est constitué: - d'une part, d'un arbre-moteur d'entrée 34 en rotation constante et synchrone & l'avance des sarments; d'autre part,d'un arbre récepteur de sortie 35 solidaire par l'intermédiaire du pignon 13 à l'engrenage 12 A l'intérieur de l'embrayage, deux actionneurs permettent: -de rendre solidaire l'arbre d'entrée 34 avec l'arbre de sortie 35 réalisant l'embrayage; -ou de désolidariser l'arbre d'entrée 34 de l'arbre de sortie 35 réalisant le débrayage et le blocage mécanique de l'arbre de sortie 35 Ces deux actionneurs sont commandés par le calculateur. Le codeur 17 est un dispositif standard qui génère des signaux électriques proportionnels à l'avance du sarment. Il est entraîne par l'arbre d'entrée 34 synchrone à l'avance des sarments. L'arbre d'entrée 34 est entraîné en rotation constante par l'intermédiaire d'un organe qui peut être une chaîne 18 raccordée à l'arbre 16 des galets. Le rapport d'entrainement etant de 1/1.si le diametre des galets 3, 4 est de moitié du diamètre de la circonférence engendrée par le sommet des couteaux Le calculateur 6 est constitue d'un coffret comportant à l'intérieur des cartes électroniques. à l'extérieur sur sa face arrière 20 les raccordements electriques et sur sa face avant 19 une unité de dialogue interactif permettant à l'utilisateur de fournir les informations et les paramètres de coupe L'unité de dialogue permet de: -choisir la longueur minimum de la coupe; choisir la distance entre l'axe de l'oeil ou aspérité et la coupe (talon); -de déterminer le nombre de coupes par lots; -de visualiser le totalisateur de coupes. La commande de coupe sera fonction des paramètres fournis par l'utilisateur, de la position de l'oeil ou aspérite sur le sarment et de la mesure faite lors de la commande précédente Le dispositif objet de la présente invention,fonctionne de la manière décrite ci- après: Une longueur de sarment est rentrée par l'utilisateur dans la machine; sa presence est déterminée par le calculateur à partir du' système de détection. Dés cet instant. les impulsions du codeur sont comptées pour déterminer l'avance du sarment mesurée en millimètres. Lorsque cette avance est égale a la longueur minimum (paramètre rentré par l'utilisateur) le système se met dans la phase d'attente de l'oeil ou de l'aspérité suivante. Lorsque l'oeil ou l'aspérite suivante se présentent devant la détection 5 et que la longueur de cet oeil est mesurée. le calcul du point de coupe est effectué.en tenant compte de la distance appelée talon. A cet instant le compteur est réinitialise pour permettre la mesure de la prochaine distance de coupe. Le point de coupe ainsi calculé, permet de determiner l'instant de la commande d'embrayage. Cet instant est calculé en tenant compte de l'angle formé par les couteaux en position d'arrêt. Le délai de commande d'embrayage étant écoulé l'embrayage est excité,ce qui rend solidaires les couteaux avec l'arbre d'entrée 34; les rotors se mettent à tourner.le sommet des couteaux avance a la vitesse du sarment et se rapproche vers celui-ci pour le sectionner. Le sectionnement complet est obtenu lorsque les couteaux se retrouvent dans l'axe des deux rotors et en contact mécanique L'arrêt des rotors s'effectue avec l'apparition du trou sur l'engrenage 12 permettant le positionnement des couteaux. L'arrêt des couteaux s'effectue en plusieurs phases: désembrayage, attente de réaction de l'actionneur. freinage et durée de freinage Le système est alors à nouveau en phase d'attente d'avance de sarment. Les operations ainsi décrites sont reconduites jusqu'à épuisement de la longueur. La fin du processus est détectée par la non- présence du sarment Le cycle reprend avec une nouvelle longueur - REVENDICATIONS - 1. Procédé permettant de découper des tiges végétales pleines en vue de produire des boutures, caractérise en ce qu'il consiste à déplacer sur toute sa longueur la tige végétale devant un système de détection de forme à produire simultanément au déplacement de la tige des impulsions permettant de déterminer la dimension minimale de la bouture a deceler la présence d'yeux ou d'asperites au moyen du système de détection de forme a procéder à la coupe. 2. Procédé selon là revendication 1 caracterise en ce que la coupe est obtenue par la mise en mouvement de couteaux par excitation d'un embrayage. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérise en ce qu'il consiste à détecter la fin du cycle de coupe en générant une impulsion produite par un capteur sensible a une information disposée sur un engrenage solidaire de l'embrayage. 4. Dispositif destiné à découper des tiges végétales pleines en vue de produire des boutures, pour la mise en oeuvre du procéde selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison un dispositif d'entraînement 1 des tiges, entrainant ces dernières dans un système de détection de forme 5 relié à un calculateur 6 mettant en mouvement des rotors munis d'outils de coupe 23,24,25 et 26,27,28 l1 associé à un dispositif de positionnement mû par un ensemble embrayage-frein lui-même entraîne par le dispositif d'entraînement des tiges permettant ainsi la commande de la coupe, un codeur dont S l'information est lue par le calculateur rendu solidaire du dispositif d'entraînement des tiges permet de déterminer les longueurs de coupe. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement des tiges 1 est constitué de galets souples 3,4 entrainés en rotation en contact sur les tiges 6. Dispositif selon la revendication 4 caractérise en ce que le système de détection de forme comporte deux capteurs analogiques 29.30 disposes a 90* l'un par rapport a l'autre permettant ainsi une mesure de diamètre selon deux axes. 7. Dispositif selon la revendication 4 caractérise en ce que les rotors sont au nombre de deux disposés l'un au-dessus de l'autre et tournent en sens opposé, supportant un nombre égal de couteaux. 8. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le dispositif de positionnement des rotors est constitué d'engrenages et d'un capteur détectant des trous ménagés sur l'engrenage 12.l'engrenage 13 fixe sur l'embrayage est en contact avec l'engrenage 12, solidaire de l'arbre-rotor,lui-méme en contact avec les engrenages 1.0, 11. 9. Dispositif selon la revendication 4 caractérise en ce que l'ensemble embrayage-frein est constitué de deux actionneurs séparés pour la commande de marche et d'arrêt. 10. Dispositif selon la revendication 4 caracterisé en ce que le codeur est rendu solidaire du Dispositif d'entraînement des tiges au moyen d'une chaîne 18 et d'un pignon dont le rapport est de 1/1 si le diamètre des galets est de moitié du diamètre de la circonference engendree par les couteaux.