Brevet FR2793815A1 — publié le 20001124

L'invention concerne l'opération de couture de la pointe d'articles tricotés tels que bas et articles analogues (chaussettes, collants, demi-collants), notamment des articles de contention. Cette opération a pour objet de fermer, à l'endroit de la pointe du pied, l'article de forme tubulaire produit par le métier à tricoter. Jusqu'à présent, cette opération est réalisée de façon manuelle par des opératrices qui viennent placer l'article semi-fini sous des machines à coudre pour réaliser la couture en arrondi voulue. Cette manière de procéder implique bien entendu, outre le caractère fas tidieux du travail, un coût élevé en main-d'#uvre, une cadence de pro duction médiocre et une qualité finale de couture très dépendante de l'habileté de l'opératrice et du soin qu'elle met à exécuter cette opération délicate. De plus, dans le cas particulier des bas de contention qui oppo sent une résistance importante à la distension, l'effort à exercer est parti culièrement important, ce qui rend la tâche des opératrices encore plus difficile et sujette à des imprécisions. L'invention a pour but de proposer une machine permettant d'automatiser cette opération de couture de la pointe des tubes au tombé du métier à tricoter, avec une cadence élevée, une excellente répétabilité et, en outre, un contrôle intégré de la qualité de la couture réalisée. La machine de l'invention que l'on décrira plus bas permet ainsi d'attein dre une cadence élevée, avec un cycle typique de six secondes par pro duit fabriqué, donc particulièrement compétitif sur le plan industriel. La machine de l'invention comprend à cet effet - des formes mobiles, ap tes à recevoir chacune un article semi-fini au tombé d'un métier à tricoter -, une pluralité de postes successifs comprenant au moins un poste d'enfi lage de l'article semi-fini sur une forme, un poste de couture de la pointe, et un poste d'évacuation du produit fini après couture -, et des moyens pour déplacer automatiquement et successivement la forme devant ces postes. Selon un certain nombre de caractéristiques subsidiaires avantageuses, la machine comprend en outre -. - un poste d'ajustement de la position de l'article sur la forme avant couture ; - un poste de contrôle automatique de la couture et d'identification des articles défectueux, de préférence combiné à un poste d'ajustement de la position de l'article sur la forme avant contrôle de la couture et/ou à un poste d'évacuation automatique des articles reconnus défectueux au contrôle de la couture ; un poste de retournement de l'article avant son évacuation. - un poste d'ouverture de couture, pour transformer en une couture pla te une couture en boule écrasable exécutée par le poste de couture. De préférence, les articles semi-finis sont amenés à plat et en piles au poste d'enfilage sur la forme, et les articles finis sont restitués par le poste d'évacuation également à plat et en piles. Très avantageusement, les articles semi-finis et les articles finis étant groupés par lots, les moyens pour déplacer automatiquement la forme de vant la pluralité de postes successifs sont séquencés de manière à grou per les articles finis en sortie du poste d'évacuation en lots correspon dants à ceux des articles semi-finis en entrée du poste d'enfilage sur la forme. 0 On va maintenant décrire un exemple de réalisation de la machine de l'in vention, en référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue d'ensemble de la machine, montrant les deux car rousels de celle-ci avec les différents postes. - Les figures 2 et 3 montrent plus en détail la configuration des formes ou lipelles" recevant les bas, pour le premier et pour le second carrousel. La figure 4 est une vue schématique du poste de dépilage et chargement. La figure 5 est une vue schématique du poste de recherche de la démar cation de la pointe. La figure 6 est une vue schématique du poste de couture. La figure 7 est une vue schématique du poste de remontée du produit après couture. La figure 8 est une vue schématique du poste de contrôle de la couture. La figure 9 est une vue schématique du poste de transfert et retourne ment du produit. La figure 10 est une vue schématique du poste d'ouverture de la couture. La figure 11 est une vue schématique du poste d'évacuation des rebuts. La figure 12 est une vue schématique du poste d'évacuation et mise à plat du produit. 0 La figure 1 est une vue générale en plan de la machine de l'invention, qui est composée de deux carrousels 10 et 12. Le premier carrousel 10 comporte six bras radiaux 14 identiques disposés à 60'>, pourvus chacun à leur extrémité d'une forme 16 ou "pelle" sur laquelle sera enfilé le bas pendant l'accomplissement des diverses opé rations. Cette pelle est représentée également sur la vue de détail de la figure 2, où l'on peut voir qu'elle présente une forme oblongue, régulière ment arrondie à son extrémité 18, et maintenue en 20 à son autre extré mité sur le bras 14 par une pièce intermédiaire de liaison 22 se prolon- géant en 24 sur une fraction de l'étendue de la partie rectiligne de la pelle 16, procurant ainsi une surépaisseur à cet endroit. La pelle 16 présente une largeur 1 = 100 mm pour une longueur L 200 mm, avec une épais seur constante de 0,6 mm pour la pelle 16, et de 5 mm pour la forme 24. Les bras 14 du premier carrousel 10 sont fixes radialement aux postes 100, 200, 400 et 500, et mobiles radialement par rapport aux postes 300 et 600. Le second carrousel 12, quant à lui, est pourvu de quatre bras 26 dispo sés à 90", avec à leur extrémité une pelle 28 supportant également le bas lors des opérations effectuées aux différents postes de ce carrousel. La pelle 28 est représentée plus en détail figure 3 - comme on pourra le constater, sa forme est différente de celle de la pelle 16 des bras du pre mier carrousel, avec une extrémité 30 évasée et un bord distal 32 effilé. La pelle 28 présente une largeur 1 = 100 mm, évasée jusqu'à 130 mm dans sa partie la plus large, pour une longueur L 200 mm et une épais seur constante de 10 mm. Les bras 26 du second carrousel 12 sont tous fixes radialement. La machine est approvisionnée par un tapis roulant 34 avancé séquen- tiellement, qui lui délivre les produits rangés à plat en piles, comme ils ont été disposés par une opératrice. La machine retourne les produits finis de la même façon sur un tapis roulant de sortie 36, également à progression séquentielle. La machine proprement dite comporte essentiellement neuf postes 100 à 900, à savoir - un poste 100 de dépilage et chargement. un poste 200 de recherche de la démarcation de la pointe. un poste 300 de couture. - un poste 400 de remontée du produit après couture. - un poste 500 de contrôle de la couture. - un poste 600 de transfert et retournement du produit. - un poste 700 d'ouverture de la couture. un poste 800 d'évacuation des rebuts. un poste 900 d'évacuation et mise à plat du produit. Les postes 100 à 500 sont alimentés par le premier carrousel 10, le poste 600 assure le transfert des produits du premier carrousel vers le second, et les postes 700 à 900 sont alimentés par le second carrousel. L'ensemble est piloté de façon entièrement automatique par un automate central relié à un terminal opérateur. Cet automate assure, outre le con trôle de la machine et de son fonctionnement, la détection des défauts et un contrôle de qualité en continu permettant à la machine de procéder en totale autonomie au tri des produits et à un suivi statistique de la produc tion. On va maintenant décrire en détail les opérations poste à poste, en réfé rence aux figures respectives 4 à 12. Le poste 100 (figure 4) est un poste de dépilage et chargement des arti cles 38 produits par le métier à tricoter, articles qui ont été placés par une opératrice à plat et en piles, avec les ceintures 40 (c'est-à-dire les extré mités correspondant au haut du produit, opposées à la pointe du bas) étant mises en référence contre une rive 42 du tapis roulant d'entrée 34. Un dispositif 102 pourvu d'un suceur à deux points d'aspiration saisit les bas, article par article, et vient charger successivement les bras du car rousel par enfilage sur une pelle 16. Le poste comporte un chariot de transfert 104 qui vient placer le produit par glissement après l'avoir posé sur la plaque 120 au-dessus d'un troisième point d'aspiration 118. Le su ceur se relève alors et provoque l'ouverture de la ceinture du produit par ce troisième point. Les doigts 106 pénètrent alors dans la ceinture ouver te et s'écartent afin de bloquer le produit contre les butées 110. Des cel- Iules 108 viennent détecter l'enfilage du produit sur ces doigts, qui sont alors écartés (flèche 112) puis déplacés (flèche 114) en direction de la pelle 16 pour assurer l'enfilage sur celle-ci - le mouvement des doigts 106 est limité en position ouverte par des butées 110. Lors de l'enfilage du produit sur la pelle, des rouleaux (non représentés) viennent en appui sur le produit à l'endroit de la tranche de la pelle. Les rouleaux se mettent alors à tourner et finissent de charger le produit sur la pelle. Une cellule 116, qui vise au travers d'un trou 44 (voir également figure 2) en bout de forme de la pelle 16, détecte la mise en place du produit sur cette pelle 16. Le carrousel 10 tourne alors de 60" pour présenter le produit au poste suivant. Le poste suivant 200 (figure 5) est un poste de recherche de la démarca tion de la pointe. Cette opération a pour but d'assurer le positionnement final précis du produit 38 enfilé sur la pelle. Il est en effet nécessaire de garantir un dé- part de couture à un endroit précis, typiquement à 5 mm de la démarca tion "jambe-pointe", et ceci pour toute une gamme de produits, dont le diamètre et la taille peuvent varier dans des proportions importantes. Cette opération a pour but de rendre la machine universelle et polyva lente, sans qu'il soit nécessaire de procéder à un nouveau réglage cha que fois que l'on charge un type de produit différent ou une taille de pro duit différente. À cet effet, des rouleaux 202 déplacent lentement le produit sous une cellule 204 ou une caméra, jusqu'à ce que celle-ci détecte la présence de la démarcation 40 (pendant le déplacement des rouleaux 202, la pelle 16 reste fixe). La cellule 204 est montée sur un support 206 motorisé permet tant un déplacement radial (flèche 208). Au repos, la cellule est placée au-delà de la démarcation du côté talon. Cette cellule est du type "teach", c'est-à-dire à apprentissage et est commandée par l'automate. Celui-ci force la cellule à apprendre la luminosité et le contraste du produit du côt é talon puis pilote son déplacement de l'autre côté de la démarcation du côté pointe et force à nouveau l'apprentissage de la luminosité et du con traste en ce point. La cellule a alors mémorisé les variations de réponse à la lumière du produit placé sur la pelle. La cellule revient alors à sa posi- tion de repos initiale. Les rouleaux se mettent alors à tourner lentement jusqu'à ce que le spot de la cellule détecte le changement de lumière cor respondant à la démarcation et donne l'information à l'automate, qui es camote rapidement les rouleaux. Un apprentissage automatique est effec tué uniquement sur le premier produit de chaque pile, les produits sui vants étant identiques sauf en cas d'échec de positionnement, où un nou vel apprentissage est relancé sur le produit suivant. Une fois le positionnement voulu atteint, les rouleaux 202 sont escamo tés, laissant ainsi le produit sur la pelle, où il est maintenu par sa seule élasticité naturelle. On notera que, dans cette position finale, l'extrémité 18 de la pelle 16 dépasse légèrement de l'extrémité 42 du produit. En variante, les rouleaux de tirage 202 peuvent être remplacés chacun par un système triangulaire de poulies jointes entre elles par une courroie crantée dont la face lisse externe sera plaquée sur le produit (sur la tran che de la pelle) pour faire avancer le produit non plus ponctuellement mais par une ligne d'action, évitant les déformations du produit et donc les imprécisions de positionnement. Le carrousel 10 tourne alors de 60' pour présenter le produit au poste suivant. Le poste suivant 300 (figure 6) est un poste de couture. À ce poste 300, le bras peut être déplacé radialement (flèche 302) pour amener la pelle sous une machine à coudre 304, le déplacement radial étant de l'ordre de 220 mm. La machine à coudre 304 est une machine en elle-même classique, pilo tée par une came 306 définissant le déplacement du plateau 308 (flèche 310), avec un pied presseur 312 dont le mouvement (flèche 314) est lui- même piloté par une seconde came 316. Ces mouvements combinés du plateau 308 de la machine et du pied presseur 312 permettent de réaliser avec l'aiguille 318 la couture en arrondi recherchée. La machine est éga lement pourvue de conduites 320 d'aspiration des déchets de couture. Le produit est mis en place à l'emplacement voulu de la machine pour la couture, le pied presseur est abaissé et la pelle s'escamote, laissant le produit dans la machine afin de permettre la couture de la pointe. Dès la fin de la couture, le pied presseur est relevé et le produit est légèrement réenfilé sur la pelle au moyen des rouleaux motorisés 322. Le carrousel 10 tourne alors de 60' pour présenter le produit au poste suivant. Le poste 400 (figure 7) est destiné à remonter le produit sur la pelle après couture afin de permettre un bon contrôle vision au poste suivant. Ce poste comporte deux rouleaux motorisés 402, de même nature que ceux des postes 100 et 200, qui remontent sous la pelle, plaquent le bas contre la tranche de celle-ci et, par leur rotation, remontent la couture 44 sur l'extrémité de la pelle. L'arrêt des rouleaux est commandé par une cel lule 404 qui repère la disparition de la pointe du produit sous la cellule. Il est mis en ceuvre sur ce poste une aide au positionnement de la couture au-dessus de la pelle pour le poste suivant de vision. Une plaque esca motable (non représentée) pour permettre la rotation du carrousel vient se placer sous la pelle lorsque celle-ci est en position afin que lors de la ro tation des rouleaux la couture soit contrainte de se positionner au-dessus de l'axe de la pelle. Un soufflage est également placé dans l'axe de la pelle et orienté vers l'extérieur du carrousel afin de forcer le produit à se mettre en ligne avant la remontée sur la pelle. Le carrousel 10 tourne alors de 60' pour présenter le produit au poste suivant. Le poste 500 (figure 8) est un poste de contrôle vision de la couture. Des pinces 502 viennent tendre (flèche 504) le produit 38 avant contrôle, et le mouvement d'une brosse 506 sous le bas ajuste la couture 44 de manière que celle-ci vienne se positionner le long de la tranche de la pelle et au-dessus, afin de présenter la couture à la caméra située au- dessus. L'ensemble est éclairé de façon uniforme par divers projecteurs tels que 508 associés à une trappe mobile 510 pourvue d'une fente 512, l'ensem ble étant ajustable de manière à produire un éclairage rasant du produit à l'endroit de la couture. Une ou plusieurs caméras 514 visionnent la pointe et analysent les dé- fauts éventuels de manière automatique. L'équipement de vision artifi cielle utilisé à cette fin est par exemple un équipement de type 'Visio- scope" développé par la société Visio Nerf à Cholet, France. Ce dispositif permet, avec un éclairage rasant approprié du produit, d'analyser le con traste, la courbure. la forme, etc. par mesure des ombres portées. Les différents paramètres analysés à ce poste pour détection de défauts éventuels sont notamment : longueur de chaînette et distance entre chaînette et début de cou ture (pour être sûr que la couture a été bien réalisée), - trous dans la couture, - qualité de la couture (bourrelets éventuels, notamment), - alignement talon/pointe, - et tout autre défaut visible. La présence d'un ou plusieurs défauts est mémorisée par l'automate qui déclenchera à une étape ultérieure (au poste 800) la mise au rebut du produit défectueux. Le carrousel 10 tourne alors de 600 pour présenter le produit au poste suivant. Le poste 600 (figure 9) est un poste de transfert du produit du premier carrousel 10 au second carrousel 12, avec simultanément retournement envers/endroit du produit, À ce poste, la pelle 16 du carrousel 10, portant le produit, vient axiale- ment en alignement avec une pelle 28 du carrousel 12. La pelle 16 est avancée ensuite (flèche 602) de 220 mm de manière que les pelles 16 et 28 soient amenées bout à bout en contact ou en quasi-contact. Pour réaliser le transfert du produit de la pelle 16 vers la pelle 28, le pos te 600 comporte des doigts 604 qui viennent par rotation (flèches 606) se plaquer contre le bras 14 portant la pelle 16 en s'engageant à l'intérieur de la ceinture du produit. Les doigts 604 sont montés sur un chariot mo bile 608 qui est déplacé radialement (flèche 610) en direction du bras 26 du second carrousel, réalisant ainsi le transfert du produit du premier car rousel 10 vers le second carrousel 12 et simultanément son retourne ment, la couture se trouvant dorénavant placée à l'intérieur du produit enfilé sur la pelle 28. À ce point, les doigts 604 pivotent vers l'arrière et laissent échapper le produit. Le produit laissé sur la pelle 28 par le chariot de transfert est re pris par deux rouleaux motorisés 612 qui remontent le produit en extré mité de forme. Le carrousel 12 tourne alors de 900 pour présenter le produit au poste suivant. Le poste 700 (figure 10) est un poste d'ouverture de la couture, néces saire dans le cas de coutures plates. Une telle couture plate est prati quement imperceptible à l'utilisateur, ce qui est un élément important sur le plan du confort, tout particulièrement lorsqu'il s'agit de bas, chaussettes ou collants de contention dont le port est déjà par lui-même assez contrai- gnant. Une couture plate est réalisée par une réglage particulier de la machine à coudre, qui effectue d'abord une couture en boule, et cette dernière est transformée par "éclatement", c'est à dire forcée de la couture afin de bien la mettre à plat en exerçant une tension appropriée dans le sens perpendiculaire à celui de la direction de la couture (la machine à coudre a bien entendu été réglée de façon appropriée pour faire un surjet modifié qui permet cet écrasement). Cette opération est réalisée au poste 700 par une pince à deux mâchoires 702 recouverte d'un matériau antidérapant (polyuréthanne par exemple), qui se ferme sur le bout de la pelle et tire sur la couture 44 du produit 38 pour ouvrir celle-ci et résorber le bourrelet par écrasement (flèche 704). Le carrousel 12 tourne alors de 90' pour présenter le produit au poste suivant. Le poste 800 (figure 11) est un poste d'évacuation des rebuts identifiés précédemment au poste de contrôle vision 500. Dans tous les cas, une pince à deux mâchoires 802, de même nature que les mâchoires du poste précédent, vient se fermer sur le milieu de la pelle, en dégageant la pointe du produit du bout de cette pelle. Si le produit a été déclaré défectueux, cette pince saisit la pointe pour extraire complètement le produit 38 de la pelle 28 et du bras 26 (situation illustrée figure 11) et laisser tomber celui-ci vers une glissière 804 d'éva cuation vers un bac à rebuts. Une cellule 806 vérifie que la pelle 28 a bien été entièrement libérée. Dans le cas contraire, le produit reste enfilé sur la pelle. Le carrousel 12 tourne alors de 900 pour présenter le produit (s'il n'est pas défectueux) au poste suivant. Le poste 900 (figure 12) est un poste d'évacuation et d'empilement à plat des produits finis, Ce poste comporte une pince mobile pourvue de mâchoires 902 qui vien- nent saisir la pointe du produit 38 qui a été dégagée de la pelle au poste précédent, et tire ce produit (flèche 904) pour le déposer sur une trappe à deux volets 906. Les deux rouleaux pressant le produit ont pour but de l'empêcher de se libérer par saccades. Le rouleau supérieur est motorisé, entraînant par contact le rouleau inférieur afin d'aider la pince dans sa tâche de mise à plat. Une cellule 908 détecte l'extrémité du produit et pro voque la libération de la pince et la chute du produit sur la trappe. De cette manière, le produit est maintenu et guidé de manière à être déposé bien à plat sur la tôle de la trappe, sans gondoler du fait d'un retour d'élasticité. La trappe 906 s'ouvre ensuite pour laisser tomber le produit à plat dans une case du tapis de sortie 36. Très avantageusement, la progression séquentielle des tapis d'entrée 34 et de sortie 36 est synchronisée de manière à retrouver dans les cases du tapis de sortie 36 des produits finis regroupés en lots correspondants à ceux des produits semi-finis déposés sur le tapis d'entrée 34. On peut ainsi suivre les lots de produits tout au long de leur fabrication, jusqu'au conditionnement final, en répondant ainsi aux exigences actuel les de "traçabilité" indispensables pour assurer un contrôle de qualité avec suivi total du produit au cours des différentes étapes de sa fabrica tion. REVENDICATIONS 1. Une machine de couture de la pointe d'articles tubulaires tricotés (38) tels que bas et analogues, notamment d'articles de contention, caractéri sée en ce qu'elle comprend # des formes mobiles (16, 28), aptes à recevoir chacune un article semi-fini au tombé d'un métier à tricoter ; une pluralité de postes successifs (100-900), comprenant au moins - un poste (100) d'enfilage de l'article semi-fini sur une forme un poste (300) de couture de la pointe -, et un poste (900) d'évacuation du produit fini après couture ; et - des moyens (10, 12) pour déplacer automatiquement et successi vement la forme devant ces postes. 2. La machine de la revendication 1, comprenant en outre un poste (200) d'ajustement de la position de l'article sur la forme avant couture. 3. La machine de la revendication 1, comprenant en outre un poste (500) de contrôle automatique de la couture et d'identification des articles dé- fectueux. 4. La machine de la revendication 3, comprenant en outre un poste (400) d'ajustement de la position de l'article sur la forme avant contrôle de la couture. 5. La machine de la revendication 3, comprenant en outre un poste (800) d'évacuation automatique des articles reconnus défectueux au contrôle de la couture- 6. La machine de la revendication 1, dans lequel le poste de couture (300) exécute une couture en boule écrasable, et la machine comprend en outre un poste (700) d'ouverture de couture pour transformer cette couture en une couture plate, 7. La machine de la revendication 1, comprenant en outre un poste (600) de retournement de l'article avant son évacuation. 8. La machine de la revendication 1, dans laquelle les articles semi-finis sont amenés (34) à plat et en piles au poste (100) d'enfilage sur la forme, et les articles finis sont restitués (36) par le poste d'évacuation (900) éga lement à plat et en piles. 9. La machine de la revendication 1, dans laquelle, les articles semi-finis et les articles finis étant groupés par lots. les moyens pour déplacer au tomatiquement la forme devant la pluralité de postes successifs sont sé- quencés de manière à grouper les articles finis en sortie du poste d'éva cuation (900) en lots correspondants à ceux des articles semi-finis en en trée du poste (100) d'enfilage sur la forme.