Brevet FR2667529A1 — publié le 19920410

i Appareil de coupe automatique pour les tissus. Cette invention concerne un appareil de coupe automatique pour couper des matériaux tels qu'un tissu, et analogue, au moyen d'un faisceau de laser, et, plus particulièrement, un dispositif automatique de coupe de tissu qui soit capable de modifier les conditions de coupe de façon à s'adapter aux caractéristiques du matériau, telles que l'épaisseur, et analogues. Un dispositif 1 de coupe de tissu automatique classique pour couper des matériaux à l'aide d'un faisceau de laser, comme montré en figure 4, a été conçu précédemment, et comporte un générateur 2 tel qu'un résonateur de laser pour délivrer en sortie ou pour projeter un faisceau de laser 2 a, une pluralité de miroirs 3 a, 3 b, 3 c et 3 d, à travers lesquels passe le faisceau de laser 2 a, et une tête de coupe 4 vers laquelle est conduit le faisceau 2 a La tête de coupe 4 comporte à l'intérieur de celle-ci une lentille 4 a de réduction de faisceau de laser qui est adaptée pour réduire le diamètre de la tache de faisceau de laser 2 a arrivant sur la tête de coupe 4. Le dispositif de coupe de tissu 1 est formé au niveau de sa surface supérieure 5 et de ses côtés opposés avec une paire d'arbres 6 a, 6 b disposés parallèlement l'un à l'autre, et un autre arbre 7 disposé de façon à pouvoir glisser entre les arbres 6 a et 6 b La tête de coupe 4 est montée sur l'arbre 7 de façon à pouvoir se déplacer sur la surface supérieure 5 dans la direction X ou la direction Y et parallèlement aux arbres 6 a, 6 b ou à l'arbre 7 grâce à des moyens de support ou de déplacement (non représentés). Des moyens de commande (non représentés) sont incorporés dans le dispositif de coupe 1 afin d'assurer différentes commandes et comportent un tableau de commande 8 connecté aux moyens de commande Le tableau de commande 8 est adapté pour actionner un élément de commutateur 8 a sur la surface supérieure de façon à transmettre un signal de commande aux moyens de commande pour commander les moyens de commande, et à déplacer par conséquent la tête de coupe 4 dans la direction X ou Y Le tissu (non représenté) à couper est posé sur la surface supérieure 5 du dispositif de coupe 1, puis coupé à la dimension ou à la forme désirée grâce à l'actionnement du tableau de commande 8 avec le générateur 2 ou le résonateur de laser sur la position "en service" afin de transférer le résonateur de laser 2 dans la direction X ou Y. Cependant, les inconvénients dérivés de cet appareil de coupe de tissu automatique classique, tels que le fait que l'intensité de la sortie de laser du faisceau de laser 2 a venant du résonateur de laser 2 et la vitesse de déplacement (vitesse de coupe) de la tête de coupe 4 sont invariables, ce qui rend leur valeur substantiellement constante, sont exposés ci-après. De façon plus spécifique, les tissus destinés à l'utilisation dans la réalisation de l'appareil sont formés de fibres naturelles, de fibres chimiques, de fibres synthétiques, et de fibres composées de ces fibres, ou analogues, et sont d'épaisseur différente selon les traitements, même si elles sont faites du même matériau Pour cette raison, lorsque le tissu est coupé de telle sorte, dans des conditions optimales, qu'il s'adapte à la nature du matériau, il faut un plus grand nombre des appareils de coupe pour satisfaire aux conditions respectives, ce qui augmente non seulement les coûts, mais également l'espace nécessaire. Par conséquent, dans le but de couper tous les tissus avec un seul dispositif de coupe, le dispositif de coupe est conçu de façon à assurer une capacité de coupe lui permettant de s'adapter à la nature du tissu dans des conditions critiques Cependant, si le dispositif de coupe comporte une telle capacité de coupe appropriée au tissu sous des conditions critiques, ce dispositif de coupe est approprié pour couper des tissus plus épais tels que du croisé de coton de 14 onces ( 14 oz/yd 2 ou 39,6 g/0,836 m 2) et de la laine, et analogue, pour un pardessus Au contraire, si un dispositif de coupe de cette classe est utilisé pour couper du tissu léger ou du tissu en fibres chimiques ne résistant pas à la chaleur, celui-ci gaspillera beaucoup d'énergie à cette fin et cela usera la surface supérieure (panneau de coupe) du dispositif de coupe ou cela fera fondre et coller le tissu coupé au panneau et produira une irrégularité de qualité de surface du tissu coupé. Par conséquent, un objet de l'invention est de procurer un appareil de coupe de tissu automatique capable de garantir la coupe du tissu d'une façon appropriée. Un autre objet de l'invention est de procurer un appareil de coupe de tissu automatique qui soit capable de couper le tissu dans une condition préférée afin de s'adapter aux caractéristiques du tissu. Un avantage de l'invention est qu'une sortie de laser et/ou une vitesse de coupe peuvent être déterminées par un appareil de coupe unique dans la condition de coupe optimale selon des caractéristiques telles que le poids et l'épaisseur, et analogues, d'un matériau composant le tissu, de telle sorte que l'on puisse ne pas gaspiller d'énergie et que l'on puisse obtenir un tissu coupé de haute qualité et avec un rendement de coupe élevé. Un autre avantage de l'invention est que l'appareil de coupe est susceptible de minimiser l'usure et la détérioration de la surface, garantissant par conséquent une longue durée de vie à l'appareil sans effet défavorable sur le faisceau de laser. Ces objets de l'invention, ainsi que d'autres, sont satisfaits en procurant un appareil de coupe de tissu automatique qui comporte un générateur tel qu'un résonateur de laser, et analogue, pour délivrer en sortie un faisceau de laser, une tête de coupe adaptée pour réduire le faisceau de laser délivré par celui-ci afin de rayonner le faisceau de laser réduit sur le tissu, pour couper ce dernier et des moyens de déplacement pour déplacer la tête de coupe et le tissu l'un par rapport à l'autre L'appareil de coupe de tissu automatique est caractérisé par la disposition de moyens de commande pour faire varier au moins soit l'intensité de sortie du résonateur de laser, soit la vitesse de déplacement des moyens de déplacement. Dans les réalisations préférées, l'invention procure des moyens de commande pour changer au moins l'intensité de sortie ou une vitesse de déplacement relative de la tête de coupe vis-à-vis du tissu afin de déterminer la condition de coupe optimale appropriée au tissu utilisé. L'invention va être décrite plus en détail ci-dessous en se référant aux dessins joints, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective montrant de façon schématique un appareil de coupe automatique en entier, celui-ci représentant la présente invention; la figure 2 est un graphique dans lequel une relation entre une sortie de laser et un courant délivré à un résonateur de laser est tracée, avec une pression gazeuse (GAZ) montrée comme étant un paramètre rendu constant; les figures 3 A à 3 D sont des diagrammes de déroulement de l'actionnement du dispositif de coupe; et la figure 4 est une vue en perspective montrant de façon schématique un appareil de coupe automatique classique. Dans les différentes vues, des numéros de référence identiques à ceux utilisés en figure 4 désignent des parties identiques ou correspondantes. Si l'on se réfère à la figure 1, le chiffre 2 indique un générateur ou un résonateur de laser qui se présente sous la forme d'un résonateur à gaz C 02, qui est normalement utilisé à cause de l'intensité de sortie nécessaire pour la coupe de tissu Un faisceau de laser 2 a délivré en sortie du résonateur de laser 2 est conduit, à travers une pluralité de miroirs 3 a, 3 b, 3 c et 3 d, à une tête de coupe 4 dans laquelle est incorporée une lentille 4 a Le faisceau de laser 2 a est conduit jusqu'à la tête de coupe 4 et réduit par la lentille 4 a à la dimension d'un diamètre de tache appropriée pour la coupe. La tête de coupe 4 a est montée de façon à pouvoir se déplacer dans un boîtier 9 de réception de tête s'étendant dans une direction Y. Des moyens pour transférer la tête de coupe 4 peuvent avoir la forme d'un ensemble de poulie entraînée et de poulie d'entraînement, qui est disposé de telle sorte qu'un fil soit fixé à la tête de coupe 4 et étendu entre une poulie entraînée et une poulie d'entraînement disposées aux deux extrémités du boîtier La tête de coupe est ainsi déplacée par déplacement vers l'avant et vers l'arrière de la poulie d'entraînement, par l'intermédiaire d'un moteur pas à pas Le boîtier 9 est également déplacé avec la tête de coupe 4 dans une direction X coupant la direction Y dans un plan, à l'aide du moteur pas à pas (non représenté). Le dispositif de coupe 1 est muni sur sa surface supérieure 5 d'une paire de rouleaux d'étalement 10, 10 qui tournent dans la même direction de façon à dérouler un tissu A depuis un rouleau de tissu, pendant la coupe de celui-ci Chacun des rouleaux 10, 10 tourne (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre en figure 1) sous l'effet de moyens d'entraînement (non représentés) dans la direction de déroulage du tissu A depuis le rouleau B Une paire de rouleaux de délivrance 11, 11 est disposée au voisinage des rouleaux d'étalement , 10 de façon à agripper et à délivrer le tissu A délivré par le rouleau B dans la direction X Ces rouleaux de délivrance 11 tournent sous l'entraînement d'un moteur pas à pas (non représenté) Un convoyeur 12 à courroie sans fin est étendu sur la plus grande partie de la surface supérieure 5 du dispositif de coupe 1 de façon à porter et à convoyer le tissu A délivré par les rouleaux de délivrance 11, 11 Le convoyeur 12 à courroie est étendu entre les roues 13, 13 d'entraînement de convoyeur Chacune des roues 13, 13 tourne sous l'entraînement d'un moteur pas à pas (non représenté) de façon à porter le tissu A vers un poste de coupe correspondant à une zone de déplacement du boîtier 9. Un système d'utilisateur 14 est présent pour entrer des données concernant le matériau brut, l'épaisseur de celui-ci, etc, et est connecté par un boîtier de commande 15 au dispositif de coupe 1 Le boîtier de commande 15 fonctionne comme un élément de commande et sert à délivrer en sortie un signal de commande adapté pour commander l'intensité de sortie du résonateur de laser 2 selon les données entrées par le système d'utilisateur 14, pour commander la fréquence du moteur pas à pas servant à entraîner les roues 13, 13 d'entraînement de convoyeur, la direction de déplacement et la vitesse de déplacement de chacun de la tête de coupe 4 et du boîtier 9 Ce signal de commande est mémorisé sous la forme d'une pluralité de motifs dans le boîtier de commande 15 et délivré en sortie en réponse aux données d'entrée venant du système d'utilisateur 14 Cependant, on notera que les données d'entrée peuvent être entrées en actionnant directement un tableau de commande 16 monté au-dessus du boîtier de commande 15 sans utiliser le système d'utilisateur 14. Comme cela apparaît de façon évidente à partir du graphique de la figure 2, la sortie du résonateur de laser 2 peut être ajustée de telle sorte qu'un courant d'alimentation approprié soit envoyé au résonateur 2 grâce au signal de commande du boîtier de commande 15 en réponse aux données d'entrée, car une sortie de laser appropriée peut être obtenue en changeant le courant d'alimentation appliqué au résonateur de laser 2, tandis que la pression gazeuse reste constante. Une vitesse de déplacement relative (vitesse de coupe) de la tête de coupe et du tissu peut être facilement obtenue en changeant une fréquence de commande d'un moteur pas à pas (non représenté) De façon plus spécifique, la vitesse de coupe dans une direction X et Y, c'est-à-dire les vitesses de déplacement du boîtier 9 et de la tête de coupe 4, peut être réglée à la vitesse désirée en changeant les séquences de commande des moteurs pas à pas respectifs. Le tableau 1, auquel on se réfere ci-dessous, montre les conditions optimales de la sortie de laser pour les différents tissus et de la vitesse de coupe lorsque le diamètre de la tache du faisceau de laser est rendu constant Comme cela ressort de façon évidente à partir du tableau 1, la sortie de laser et la vitesse de coupe varient dans la condition optimale de la sortie de laser et de la vitesse de coupe, en fonction des types des tissus De façon plus spécifique, plus le tissu traité est lourd, plus la puissance de sortie du laser doit être importante et plus la vitesse de coupe doit être basse, à cause de la difficulté qu'il y a à couper le tissu, tandis que le tissu le plus léger implique une puissance de sortie de laser plus basse et une vitesse de coupe plus élevée Pour cette raison, le signal de commande délivré en sortie du boîtier de commande 15 peut être déterminé selon six motifs, comme montré dans le tableau 1 Le tableau de commande 15 incorpore six tables qui sont disposées de façon à régler les conditions de coupe correspondant aux six motifs Au niveau du tableau de commande 16, ou analogue, lorsque les tissus sont sélectionnés par pression sur un bouton qui indique le tissu devant être utilisé, les données pour le tableau dans une condition appropriée pour couper le tissu sont sélectionnées de telle sorte que la coupe puisse être commandée par le signal de commande pour les données. Le fonctionnement de l'appareil conçu comme précédemment exposé, va être décrit en se référant à un diagramme de déroulement de la figure 3. La figure 3 A montre les programmes de coupe principaux réalisés par le dispositif de coupe automatique La sélection d'une coupe automatique optimale (étape ST 1) est nécessaire pour désigner le tissu à couper (étape ST 2) Si le tissu indiqué a déjà été enregistré (étape ST 3), le diagramme de déroulement passe à l'étape ST 4 de façon à sélectionner le tableau correspondant au tissu enregistré parmi les six tableaux, ce qui détermine la plage de sortie. La figure 3 B montre des sous-programmes qui sont préparés en spécifiant la décision de plage de sortie, et, ici, on décide si le tissu correspond ou non à la table 01 Dans l'affirmative, les valeurs en temps réel du résonateur de laser et de la vitesse de coupe qui correspondent au tableau 01 sont sélectionnées S'il n'y a pas de tissu qui correspond au tableau 01, on détermine si le tissu correspond à un tableau 02 De cette façon, l'un quelconque des tableaux 01 à 06 est sélectionné, chacun d'entre eux correspondant au tissu à utiliser. Lorsque l'un quelconque des tableaux 01 à 06 est sélectionné, le diagramme de déroulement passe à l'étape ST 5 de la figure 3 A de façon à déterminer le courant du résonateur de laser 2 correspondant au tableau déterminé, et l'étape ST 6 est effectuée afin de choisir la vitesse de coupe correspondant au tableau choisi. Ensuite, le diagramme de déroulement passe à l'étape ST 7 de façon à entrer une configuration du motif à couper, la coupe réelle étant réalisée dans l'étape ST 8, de la façon indiquée en figure 1, par pression sur le bouton, ou analogue, à cette fin Le diagramme de déroulement passe à l'étape ST 9 lorsque la coupe est finie. Sous ce rapport, on pourra noter que si le tissu n'est pas enregistré lorsqu'il est indiqué, le tissu à enregistrer est déterminé dans l'étape ST 3 de telle sorte que le diagramme de déroulement avance au sous- programme d'enregistrement de tissu dans l'étape ST 10. Comme montré en figure 3 C, le sous-programme d'enregistrement de tissu est réalisé afin de déterminer la valeur de coupe optimale pour le premier tissu indiqué dans l'étape ST 101 L'étape ST 102, dans laquelle le nom du tissu est enregistré, est suivie par l'étape ST 103, dans laquelle on détermine si le tissu correspondant à la plage indiquée par les éléments montrés dans le tableau 1 est représenté ou non Si oui, le diagramme de déroulement avance à l'étape ST 104, dans laquelle le symbole de la plage appropriée est entré L'étape ST 104 est suivie par l'étape ST 108, et on saute les étapes ST 105, ST 106 et ST 107 afin de terminer l'enregistrement. Par contre, si une décision négative (NON) est obtenue dans l'étape ST 103, le diagramme de déroulement passe à l'étape ST 105, dans laquelle on entre un nouveau symbole de la plage Les étapes ST 106 et ST 107 sont réalisées afin d'entrer la puissance de sortie de laser et la vitesse de coupe, ce qui achève l'enregistrement lorsqu'on avance vers l'étape ST 105. Dans le cas o l'on a entré par inadvertance une valeur de coupe optimale erronée, l'étape ST 109 est réalisée afin d'effacer la valeur de coupe optimale entrée, comme indiqué en figure 3 D Ce sous- programme est suivi par l'étape ST 1010, dans laquelle le tissu indiqué de façon erronée est entré, puis par l'étape ST 101 l, dans laquelle la plage qui a déjà été indiquée est entrée de telle sorte que la plage prédéterminée soit effacée afin d'achever l'effacement dans l'étape ST 1012. Bien que l'invention ait été décrite en détail ici en se référant aux réalisations préférées, on comprendra que l'invention n'est pas limitée aux réalisations exposées, et qu'elle devra être interprétée selon les revendications qui suivent plus loin. TABLEAU I Paramètres de coupe optimaux pour divers tissus Paramètre N Epaisseur Puissance de sortie Diamètre de la de laser tache Vitesse de coupe Tissu (w) (mm) (m/min) 01 Très épais 100 0,1 à 0,3 10 Coton croisé de 14 onces ( 14 oz/yd 2 ou 39,6 g/0,836 m 2), cuir synthétique en vinyl, velours, velours côtelé (épais), cuir velours (pardessus) 02 Epais 80 à 100 0, 1 à 0,3 15 Coton croisé de 10 onces ( 10 oz/yd 2 ou 28,3 g/0,836 m 2), feutre, cachemire, flanelle, jersey, gabardine de laine, suédine 03 Normal 60 à 80 0,1 à 0,3 20 Velours, flanelle, tricot, laine mélangée, melton de laine, taffetas, tissu tricoté, amunzen 04 Assez fin 40 à 60 0,1 à 0,3 25 Laine d'été, tissu grossier, crêpe georgette double, toile de chemise, tissu de corsage, voile, shantung ó Fin 20 à 40 0,1 à 0,3 30 Doublure, batiste, guingan, gaze c 06 Très fin 15 à 30 0,1 à 0,3 30 Crêpe georgette, organdi, tricot circulaire à côtes J xl Y) J O REVENDICATIONS 1 Appareil de coupe pour tissu ayant des moyens formant plaque ( 5) pour disposer à plat ledit tissu, des moyens formant tête de coupe ( 4) ayant un générateur ( 2) pour délivrer en sortie un faisceau de laser ( 2 a) dont l'intensité correspond à une valeur d'un courant d'alimentation, ledit générateur étant disposé de telle sorte au-dessus desdits moyens formant plaque que ledit faisceau de laser rayonne sur ledit tissu de façon à couper ledit tissu sur lesdits moyens formant plaque au moyen dudit faisceau de laser, lesdits moyens de déplacement pour déplacer lesdits moyens formant plaque par rapport audit tissu afin de couper ledit tissu sous une forme prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens pouvant être actionnés en fonction des conditions de coupe dudit tissu avec ledit faisceau de laser; des moyens formant mémoire dans lesquels sont mémorisées lesdites conditions de coupe correspondant aux caractéristiques des tissus respectifs; des moyens de désignation pour générer sélectivement l'un des signaux indiquant respectivement lesdites caractéristiques des tissus; et des moyens pour lire les conditions de coupe correspondant au signal sélectionné à partir desdits moyens formant mémoire et pour fixer lesdites conditions de coupe telles qu'elles sont lues afin de les transmettre auxdits moyens d'actionnement. 2 Appareil de coupe pour tissu ayant des moyens formant plaque ( 5) pour disposer à plat ledit tissu, des moyens formant tête de coupe ( 4) ayant un générateur ( 2) pour délivrer en sortie un faisceau de laser ( 2 a) dont l'intensité correspond à une valeur d'un courant d'alimentation, ledit générateur étant disposé au-dessus desdits moyens formant plaque de telle sorte que ledit faisceau de laser rayonne sur ledit tissu afin de couper ledit tissu sur lesdits moyens formant plaque avec ledit faisceau laser, et des moyens de déplacement pour déplacer lesdits moyens formant plaque par rapport audit tissu afin de couper ledit tissu sous une forme prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comporte: il des moyens de détermination de vitesse pour déterminer une vitesse de déplacement par lesdits moyens de déplacement; des moyens formant mémoire adaptés pour mémoriser à l'intérieur de ceux- ci la vitesse de déplacement desdits moyens de déplacement; des moyens pour désigner les caractéristiques dudit tissu; et des moyens pour lire la vitesse de déplacement correspondante dans lesdits moyens formant mémoire selon la désignation desdits moyens de désignation afin de régler lesdits moyens de détermination de vitesse. 3 Appareil de coupe pour tissu ayant des moyens formant plaque ( 5) pour disposer à plat ledit tissu, des moyens formant tête de coupe ( 4) ayant un générateur ( 2) pour délivrer en sortie un faisceau de laser ( 2 a) dont l'intensité correspond à une valeur d'un courant, ledit générateur étant disposé au-dessus desdits moyens formant plaque de telle sorte que ledit faisceau de laser rayonne sur ledit tissu afin de couper ledit tissu sur lesdits moyens formant plaque avec ledit faisceau de laser, et des moyens de déplacement pour déplacer lesdits moyens formant plaque par rapport audit tissu afin de couper ledit tissu sous une forme prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comporte: une détermination de courant pour déterminer une valeur d'un courant d'alimentation vers ledit générateur; des moyens formant mémoire dans lesquels est mémorisée ladite valeur dudit courant d'alimentation alimentant ledit générateur, celle- ci correspondant aux caractéristiques dudit tissu à couper; des moyens pour lire la valeur correspondante dudit courant d'alimentation dans lesdits moyens formant mémoire selon la désignation desdits moyens de désignation afin de régler lesdits moyens de détermination de vitesse. 4 Appareil de coupe pour tissu selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite caractéristique dudit tissu qui est enregistrée dans lesdits moyens formant mémoire et lue depuis lesdits moyens formant mémoire, est une variété d'un matériau de tissu. Appareil de coupe pour tissu selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite caractéristique dudit tissu qui est enregistrée dans lesdits moyens formant mémoire et lue depuis ceux- ci, est une épaisseur de tissu.