Brevet FR2666278A1 — publié le 19920306

"Installation de gravure d'une image décomposée en éléments d'image". La présente invention concerne une installation de gravure d'une image décomposée en éléments d'image. Dans le cadre de la présente invention, l'expression "image" possède la signification la plus large, englobant notamment les dessins, signes, sigles, logos, signatures et toute représentation graphique, photographique, picturale susceptible d'être décomposée en éléments d'image. On connaît déjà une telle installation dans laquelle on règle l'enfoncement du poinçon en fonction de l'élément d'image à graver pour diminuer ou augmenter plus ou moins la surface de la trace laissée par le poinçon. En effet, comme cela est connu, un poinçon de forme conique ou prismatique réalise par poinçonnement une cavité dont la surface extérieure est d'autant plus grande que le poinçon aura été enfoncé profondément dans une plaque à graver. Actuellement, selon la technique connue, la profondeur d'enfoncement du poinçon se règle par la course communiquée par une came au poinçon. La finesse et la régularité du poinçonnage dépendent de la distance de référence entre l'origine de la course et la surface du matériau ; or cette distance peut être variable si la surface est irrégulière ou non plane. En résumé, il s'agit de moyens extrêmement limités ne permettant de réaliser des traces de poin çon que suivant un nombre limité de formes. La qualité de la gravure réalisée est moyenne et surtout cela ne permet pas de réaliser des gravures très fines car le réglage de la course du poinçon (correspondant à la profondeur d'enfoncement) n'est pas possible actuellement à un tel degré de précision ou de finesse. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de créer une installation de gravure par poinçonnement permettant de graver des dessins extrêmement précis et de dimensions très petites sur des surfaces très différentes, en particulier des surfaces métalliques. A cet effet, l'invention concerne une installation du type ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comprend - un organe de transmission portant le poinçon et sou mis à l'action d'un actionneur, - cet organe de transmission étant muni d'un organe de liaison dynamométrique à seuil commandé, qui s'ouvre lorsque la force à transmettre de l'actionneur au poinçon dépasse le seuil commandé, - l'actionneur étant susceptible d'exercer sur l'orga ne de transmission une force supérieure à la force maximale nécessaire à l'obtention de la trace de poinçonnement maximale, - un circuit de commande générant un signal de seuil associé au niveau de gris de l'élément d'image à graver, ce signal de seuil étant appliqué à l'organe de liaison dynamométrique pour en commander le seuil associé à l'élément image à graver par poinçonne ment. Ainsi, selon l'invention, la course de l'organe de transmission et du poinçon est quelconque cette course peut être différente d'un poinçonneur à l'autre, puisque la profondeur du poinçonnement n'est définie que par le signal de seuil. Cela permet de graver des surfaces non parfaitement planes et même intentionnellement irrégulières ou de forme géométrique pratiquement quelconque (cylindres, cônes, anneaux, etc.). Cela permet de diversifier de manière très importante les surfaces à graver et la nature des objets à graver (articles de bijouterie). L'organe de liaison dynamométrique permet un réglage extrêmement simple et surtout très précis de la profondeur d'enfoncement du poinçon et par suite une gravure très précise. La simplicité de la commande d'enfoncement se traduit par une rapidité de fonctionnement compatible avec la réalisation dans de bonnes conditions de rendement, d'une gravure composée d'un grand nombre d'éléments d'image. Cette précision et cette simplicité permettent également la réalisation de gravures de très petites dimensions, pour des images miniatures. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'actionneur peut etre un actionneur mécanique, hydraulique ou électromécanique ou encore une came capable d'exercer une course et un effort maximum suffisants. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'organe de liaison dynamométrique à seuil commandé comprend - un levier relié par une articulation à l'organe de transmission, - l'extrémité de l'une des branches du levier portant le poinçon étant par ailleurs soumise à la force de rappel du ressort de rappel, - l'autre extrémité étant reliée à l'organe de trans mission par un électroaimant et le signal de seuil est un courant électrique d'intensité déterminée pour créer dans l'électroaimant la force de collage constituant le seuil de déclenchement. Cette réalisation de l'organe de transmission dynamométrique permet une commande extrêmement simple, par un courant électrique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble comprenant l'organe de transmission, l'électroaimant, le levier portant le poinçon est porté par un ressort lame s'opposant à l'action d'enfoncement de la came. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le ressort-lame est double. L'invention permet également la réalisation d'une installation à poinçons multiples à commande indépendante quant aux seuils. Cette installation se caractérise en ce qu'elle comprend un équipage mobile formé d'une couronne partant des électroaimants associés à des palettes montées chacune sur un axe de pivotement et l'une des extrémités porte un poinçon et l'autre une pièce polaire coopérant avec les électroaimants, ces derniers étant commandés séparément. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe d'une installation selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'une installation de gravure par poinçonnement de l'invention, - la figure 3 est une vue en plan d'une installation de gravure par poinçonnement à multitête de poinçonnage, - la figure 4 est une vue de détail simplifiée de la partie centrale de la multitête de poinçonnage de la figure 3, - la figure 5 est une vue agrandie de l'extrémité des palettes et des poinçons de l'installation de gravure à têtes multiples selon la figure 3. Selon la figure 1, l'invention concerne la gravure d'une image préalablement décomposée en éléments d'image. Chaque élément d'image est défini par des coordonnées X, Y selon un repère quelconque, choisi ainsi que par un niveau de gris moyen. Ces éléments d'image peuvent être des surfaces de forme quelconque suivant lesquelles l'image aura été décomposée pour l'analyse. Pour la restitution, on associe à chaque élément d'image une trace de gravure par poinçon. De manière générale, plus le niveau de gris de l'élément d'image est élevé, plus on réalise une surface de poinçonnage de grandes dimensions car la trace de poinçonnage apparaît à la lecture comme une tache plus sombre que les autres parties de la surface à graver. Une telle gravure se fait en général sur une plaque plane bien que d'autres surfaces telles que des surfaces cylindriques ou des surfaces coniques puissent être envisagées, au prix d'une modification du repérage des coordonnées. Toutefois, dans la suite de la description, on simplifiera l'exposé de l'invention en ne considérant, à titre d'exemple, que le cas d'une surface plane. L'installation de gravure se compose ainsi d'une table de coordonnées (X, Y) 1 qui porte la pla que 2 à graver et permet de déplacer celle-ci suivant les coordonnées (X, Y) pour positionner l'endroit de la plaque 2 où l'on souhaite réaliser une trace de poinçon. Cette place est définie de manière précise car le poinçon n'est mobile que verticalement. L'installation comporte également un poinçon 3 dont l'enfoncement est commandé par un actionneur en forme de came d'enfoncement 4. Ce poinçon est également soumis à l'action d'un ressort de rappel 5. Le poinçon 3 est soumis à l'action de la came d'enfoncement 4 par l'intermédiaire d'un organe de transmission 6 assimilable à une tige en deux parties 61, 62 reliée par un organe de liaison dynamométrique 7 à seuil commandé ; cet organe de liaison dynamométrique 7 associe rigidement les parties 61, 62 de l'organe de transmission aussi longtemps que l'effort F exercé par la came 4 ne dépasse pas un seuil commandé S. Lorsque l'effort dépasse ce seuil, l'organe de liaison 7 s'ouvre et ne transmet plus l'effort. Pour la gravure, cela signifie que le poin çon 3 s'enfonce dans la plaque 2 à l'emplacement où doit être réalisée une trace de gravure jusqu'à ce que la force de réaction exercée par la matière de la plaque 2 atteint le seuil S fixé dans l'organe de liaison 7.A partir de ce moment, puisque la force F tend à augmenter pour vaincre cette résistance, l'organe de liaison dynamométrique 7 s'ouvre et ne peut plus transmettre de force. Le poinçon s'arrête ainsi dans son enfoncement ; il laisse une trace dont la section extérieure correspond au seuil S fixé dans l'organe de liaison 7. L'installation peut alors passer à la réalisation du poinçonnement suivant. Le ressort de rappel 5 ayant rappelé le poinçon 3 dans sa position haute (l'organe de liaison à seuil 7 n'étant pas réenclen ché), le poinçon 3 ne touche plus la plaque à graver 2. Le circuit de commande 8 peut alors commander la table de coordonnées X, Y pour positionner la plaque 2 afin de mettre l'emplacement à graver, du point suivant, sous le poinçon 3. En même temps, le circuit 8 applique un signal à l'organe à seuil 7 pour fixer le nouveau seuil de déclenchement (ce seuil peut être identique ou différent du seuil précédent suivant qu'il s'agit de réaliser un point de gravure de même section ou de section différente de celle du point de gravure précédent). Ce signal aura rétabli la liaison entre les parties 61, 62 de l'organe de transmission 6 qui, à partir de ce moment, constitue un organe rigide ne s'ouvrant que pour le nouveau seuil fixé par le circuit de commande 8. La came 4 peut alors exercer un nouvel effort de gravure sur le poinçon 3. Il est à remarquer que, dans le cas le plus simple et le plus fréquent, la came 4 tourne à une vitesse constante et les opérations de poinçonnement, de déclenchement de l'organe de liaison 7, de rappel du poinçon 3, de nouvelle mise en place de la plaque 2 se font avant que la came 4 ait terminé sa rotation pour qu'elle puisse immédiatement exercer un nouvel effort d'enfoncement sur l'organe de transmission 6, 61, 62. Comme déjà indiqué, l'actionneur 4 peut également être un moyen mécanique, électromécanique, électromagnétique, pneumatique ou hydraulique. Dans le cas d'un actionneur fluidique (pneumatique ou hydraulique), l'organe de liaison dynamométrique peut être intégré au circuit du fluide. La figure 2 montre un premier mode de réalisation d'une installation de gravure par poinçonnement selon l'invention. Cette installation met en oeuvre les caractéristiques générales exposées ci-dessus et, dans un but de simplification, les moyens identiques ou similaires à ces moyens ci-dessus porteront des références semblables à celles de la figure 1 augmentées de 100. Cette installation de gravure se compose d'une table de coordonnées 101 (X, Y) portant la plaque à graver 102. Le poinçon 103 est porté par une branche 140 d'un levier dont l'autre branche 141 est reliée à l'électroaimant 107 constituant l'organe de liaison dynamométrique à seuil commandé. La première branche 140 du levier est relié par un ressort de rappel 105 à l'organe 161 qui constitue la seconde partie de l'organe de liaison 106, l'autre partie 162 étant constituée par le levier à deux branches 140, 141. L'organe 161 est relié au châssis 150 de la machine par un double ressort-lame 151 qui assure la remontée de l'équipage et surtout l'application de l'extrémité de l'organe 161 contre la came d'enfoncement 104. Cette figure montre également le circuit de commande 108 qui, en sortie, comporte un amplificateur de courant alimentant le bobinage de l'électroaimant 107. La figure 3 est une vue de dessus d'une installation de gravure à têtes multiples de poinçonnage. Dans son principe, chaque tête de cette installation est similaire à celle décrite et représentée à la figure 2 sauf que les différentes têtes occupent des positions radiales par rapport à la zone à poin çonner pour que les longueurs légèrement différentes des bras des leviers portent des poinçons respectifs qui soient pratiquement alignés (voir figure 5). L'ensemble formant l'équipage mobile selon la figure 3, est porté par une couronne 200 portant les électroaimants 201, 208 associés aux différents poinçons. Les poinçons 209, 216 sont portés par l'extrémité respective d'une palette 217, 224 formant un levier du premier genre dont l'autre extrémité porte une pièce polaire 225, 232 coopérant avec l'un des électroaimants 201, 208. Les palettes 217, 224 sont articulées sur des axes non représentés en détail, seul l'axe 233 apparaissant aux figures 3 et 4. La vue en coupe verticale de la figure 4 montre la forme d'une palette 224, de sa pièce polaire 232, de son électroaimant 208 ainsi que son poinçon 216. La plaque à graver porte la référence 240. La figure 5 montre de manière plus détaillée l'extrémité des palettes 217-224 et de leur poinçon 209-216 mettant en évidence le pas A des poinçons et le pas B des points de gravure. Comme pour des raisons d'encombrement, le pas des poinçons est supérieur au pas de gravure, on peut obtenir un pas de gravure qui correspond à un sens multiple du pas des poinçons en effectuant plusieurs passages décalés d'une fraction de pas de poinçon. L'installation de gravure selon l'invention présente de nombreuses applications dans la réalisation d'images à éléments d'image, gravés, allant jusqu'à l'utilisation de ces gravures par des impressions dites en taille douce. REVENDICATIONS 1) Installation de gravure d'une image décomposée en éléments d'image, définis par des coordonnées (X, Y) et un niveau de gris, dans la surface d'une plaque, par poinçonnage à l'aide d'un poinçon commandé par une came d'enfoncement et soumis à l'action d'un ressort de rappel, la plaque à graver étant montée sur une table à coordonnées pour être positionnée sous le poinçon en synchronisme avec le mouvement du poinçon et suivant les coordonnées du point de gravure à réaliser pour copier l'élément d'image, installation caractérisée en ce qu'elle comprend - un organe de transmission (6, 61, 62) portant le poinçon (3) et soumis à l'action d'un actionneur (4), - cet organe de transmission (6, 61, 62) étant muni d'un organe de liaison dynamométrique (7) à seuil commandé, qui s'ouvre lorsque la force (F) à trans mettre de l'actionneur (4) au poinçon (3) dépasse le seuil commandé (S), - l'actionneur (4) étant susceptible d'exercer sur l'organe de transmission une force supérieure à la force maximale nécessaire à l'obtention de la trace de poinçonnement maximale, - un circuit de commande (8) générant un signal de seuil (S) associé au niveau de gris de l'élément d'image à graver, ce signal de seuil (S) étant appliqué à l'organe de liaison dynamométrique (7) pour en commander le seuil associé à l'élément image à graver par poinçonnement. 2) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'actionneur est un actionneur mécanique, électromécanique, électromagnétique, hydraulique ou pneumatique. 3) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'actionneur mécanique est une came. 4) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de liaison dynamomé- trique (107) à seuil commandé comprend - un levier (140, 141) relié par une articulation à l'organe de transmission (161, 162, 106), - l'extrémité (140) de l'une des branches (140, 141) du levier portant le poinçon (103) étant par ailleurs soumise à la force de rappel du ressort de rappel (105), - l'autre extrémité (141) étant reliée à l'organe de transmission par un électroaimant (107) et le signal de seuil (S) est un courant électrique d'intensité déterminée pour créer dans l'électroaimant (107) la force de collage constituant le seuil de déclenche ment. 5) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'ensemble comprenant l'organe de transmission (106, 161, 162), l'électroaimant (107), le levier (140, 141) portant le poinçon (103) est porté par un ressort lame (151) s'opposant à l'action d'enfoncement de la came (104). 6) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le ressort-lame (151) est double. 7) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un équipage mobile formé d'une couronne (200) partant des électroaimants (201, 208) associés à des palettes (217, 224) montées chacune sur un axe de pivotement et l'une des extrémités porte un poinçon (209, 216) et l'autre une pièce polaire (225, 232) coopérant avec les électroaimants (201, 208), ces derniers étant commandés séparément.