Brevet FR2809285A1 — publié le 20011130

L'invention concerne un appareil et un procédé pour préparer des pièces coupées dans un empilage de feuilles de matière, et plus particulièrement une optimisation des opérations d'appareillement et de coupe effectuées à cet5 effet. Un procédé pour la fabrication de produits d'étoffe à partir d'une matière en bande comprend un certain nombre d'étapes et utilise des machines complexes. La matière en bande est d'abord étendue sur une table à étendre par une10 machine à étendre. L'étoffe est habituellement 'étendue à raison d'une couche à la fois pour former un empilage ou un matelas ayant une certaine largeur et une certaine hauteur. Le matelas est ensuite amené à une table de coupe. Une table de coupe classique s'étend dans une direction latérale ou direction d'axe Y et dans une direction longitudinale ou direction d'axe X et présente une surface perméable de soies. Une tête de coupe est habituellement reliée de façon mobile à une poutre de coupe, cette dernière étant mobile le long de la table de coupe dans la direction de l'axe X et la tête étant mobile par rapport à la poutre de coupe dans la direction de l'axe Y. Une fois que le matelas est amené sur la table de coupe, des pièces sont coupées par la tête de coupe conformément à un marquoir ou un gabarit qui contourne les formes des pièces. Le marquoir peut également comprendre des parties qui ont la même forme ou des formes différentes. Cependant, les pièces individuelles dans chaque couche ont la même forme que celle de la pièce de la couche située en dessus ou en dessous. Les pièces coupées sont ensuite cousues ensemble ultérieurement. La préparation d'un marquoir ou d'un gabarit nécessite habituellement de satisfaire à des exigences compliquées et souvent conflictuelles. Pour une plus grande efficacité, il est important de minimiser la matière perdue lorsqu'on prépare un gabarit ou un marquoir. Cependant, pour assurer une haute qualité au produit final, certaines pièces doivent être coupées de façon à être appareillées à d'autres pièces dans le matelas. Ceci devient particulière- ment essentiel lorsque la matière possède un motif. Dans ce cas, certaines pièces doivent être alignées avec précision avec d'autres pièces. Le processus consistant à appareiller ou adapter des pièces dans un matelas a été partiellement automatisé. Une caméra est montée sur la poutre de coupe pour viser la matière devant être coupée. Pendant que la caméra vise la matière, elle analyse également le motif et produit des données pour modifier le gabarit ou le marquoir afin d'assurer que les pièces nécessaires ayant un motif sont convenablement alignées. Dans des systèmes de coupe actuels, la caméra est montée sur le côté opposé de la tête de coupe afin de minimiser l'interférence entre la tête de coupe et le champ de visée de la caméra. Etant donné que la caméra et la tête de coupe sont montées sur des côtés opposés de la poutre de coupe, un décalage entre l'outil de coupe et la caméra s'établit. Le décalage entre l'outil de coupe et la caméra pose un certain nombre de problèmes. Un problème est que, lorsque le matelas est amené sur la table de coupe depuis la table à étaler et que la poutre de coupe est déplacée vers le bord avant de la table de coupe pour commencer l'opération de coupe, la caméra ne peut pas viser ni analyser le matelas qui est disposé dans le décalage d'outil entre l'outil de coupe et la caméra. Par consequent, un marquoir plus petit ou un tracé de gabarit plus petit sont générés de manière que la caméra puisse explorer tous les points d'appareillement. Un marquoir plus petit entraîne habituellement une utilisation moins efficace de la matière. Un autre inconvénient important du système existant est que le décalage réduit l'aire utilisable de la table de coupe. Une diminution de l'espace utilisable de la table de coupe est hautement indésirable, car elle diminue les chances d'appareillement de toutes les pièces. Si certaines pièces qui doivent être appareillées se trouvent hors de portée de la caméra et de la tête de coupe, l'outil de coupe ne peut alors pas procéder à l'opération de coupe. Ceci impose à un opérateur de tenter manuellement d'appareiller les pièces nécessaires. Pour que l'opérateur appareille avec succès diverses pièces du matelas, il faut que l'opérateur soit très expérimenté et qu'il passe beaucoup de temps. Le problème de la mise en place de matelas plus grands sur la table de coupe est amplifié par de nouvelles tables à transporteur. Les tables à transporteur sont beaucoup plus courtes que les tables de coupe classiques et présentent une surface de soies transportée beaucoup plus petite. Bien que les tables à transporteur économisent l'espace au sol dans l'atelier et réduisent les dimensions et les coûts de la surface de soies coûteuse, il est plus difficile d'appareiller toutes les pièces nécessaires, car le matelas pouvant être mis en place sur la table est beaucoup plus petit. De plus, une surface utilisable plus petite de la table de coupe aboutit à un plus grand nombre de matelas pour donner la même quantité de pièces. Ceci réduit le rendement de l'opération. Un autre inconvénient des problèmes existants est qu'une origine pour des instructions de coupe doit être sélectionnée manuellement. Des données de coupe stockées dans un fichier de coupe ont besoin qu'un point d'origine ou de départ soit établi sur le matelas. Actuellement, un opérateur doit sélectionner l'origine à laquelle on commence l'opération de coupe. Habituellement,.la sélection de l'origine est un processus empirique qui est long et n'est pas toujours exempt d'erreur. Il est donc souhaitable de réduire la perte de matière en feuille et d'optimiser la dimension du matelas pouvant être mis en place et coupé sur la table de coupe. L'invention a pour objet d'optimiser les opérations de coupe et d'appareillement. Un autre objet de l'invention est de minimiser la perte de matière en feuille. Un autre objet de l'invention est d'optimiser les dimensions du matelas qui peut être mis en place et coupé sur la table de coupe. Un autre objet de l'invention est d'optimiser l'appa- reillement des diverses pièces dans le matelas. Conformément à l'invention, un appareil destiné à couper et appareiller des pièces individuelles dans un matelas de matière comprend une table de coupe s'étendant dans une direction longitudinale depuis une extrémité d'amenée jusqu'à une extrémité d'enlèvement de façon à supporter le matelas, une bande transporteuse montée sur la table de coupe pour faire avancer le matelas de l'extrémité d'amenée à l'extrémité d'enlèvement de la table de coupe, une poutre de coupe mobile dans la direction longitudinale de la table de coupe, une tête de coupe montée sur la poutre de coupe, une caméra disposée sur la poutre de coupe de façon à être décalée de la tête de coupe pour définir un décalage d'outil, et un ordinateur contenant des instructions pour optimiser un processus pour appareiller diverses pièces dans le matelas, ce qui aboutit à une augmentation de la surface effectivement utilisable de la table de coupe et un accroissement du rendement d'utilisation de la matière dans le matelas. La caméra de l'invention est dirigée de façon à traiter des points d'appareillement qui sont disposés dans le décalage de l'outil avant de faire avancer le matelas jusqu'à l'extrémité d'enlèvement de la table de coupe; la caméra extrait d'un fichier de données les points d'appareillement pour les pièces devant être appareillées conformément à des positions d'axe de coordonnées X et traite ces points d'appareillement avec des valeurs d'axe X inférieures au décalage de l'outil avant l'avance du transporteur. L'appareil et le procédé de l'invention permettent une utilisation plus efficace de la matière et augmentent aussi la surface utilisable de la table de coupe. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective simplifiée d'un appareil destiné à couper une couche unique ou plusieurs couches de matière molle comprenant un appareil de coupe, un appareil à étaler et une table d'enlèvement; la figure 2 est une vue en plan de l'appareil de la figure 1 avec l'empilage partiellement avancé sur une table de coupe; la figure 3 est une vue de face d'un moniteur montrant un tracé de marquoir ou gabarit pour l'appareil de la figure 2; la figure 4 est un diagramme logique de haut niveau montrant un processus d'optimisation d'origine et d'appareillement pour l'appareil de la figure 1 selon l'invention; et la figure 5 est une vue en plan de l'appareil de la figure 1 avec l'empilage avancé jusqu'à l'extrémité d'enlèvement de la table de coupe. En référence à la figure 1, un appareil 10 destiné à couper une couche unique ou plusieurs couches 12 d'une matière molle 13, appelée matelas 14, en pièces individuelles 16 d'une dimension et d'une forme prédéterminées comprend un appareil de coupe 20, un appareil d'étalement 22 et une table d'enlèvement 23. L'appareil de coupe 20 comprend une table de coupe 24 destinée à supporter le matelas 14 et une tête de coupe 26 mobile par rapport à la table de coupe 24. L'appareil de coupe 10 comprend également une caméra 30 qui est également mobile par rapport à la table de coupe 24. Cette dernière comprend un châssis 32 et s'étend dans une direction latérale, ou d'axe de coordonnées Y, depuis un côté de console 34 jusqu'à un côté éloigné 36, et dans une direction longitudinale, ou d'axe de coordonnées X, depuis une extrémité d'amenée 40 jusqu'à une extrémité d'enlèvement 42. La table de coupe comprend un transporteur 44 ayant une surface perméable 46 de soies qui fait avancer le matelas 14 dans la direction de l'axe X de coordonnées. Une origine 50 de la table de coupe 24 est définie à l'extrémité d'enlèvement 42 et au côté de console 34 de la table de coupe 24. Une poutre 52 de coupe supporte la tête de coupe 26 et est mobile dans la direction de l'axe X de coordonnées le long de deux rails de guidage 54 fixés au bâti 32 de la table de coupe. La poutre de coupe supporte également la caméra 30 montée sur l'autre côté de la poutre 52 afin d'éviter toute interférence avec la tête de coupe 26. Cette dernière et la caméra 30 se déplacent dans la direction latérale ou direction de l'axe Y de coordonnées transversalement à la poutre 52 de coupe. Un outil de coupe 56 et un localisateur d'origine 58 sont supportés à l'intérieur de la tête de coupe 26. Dans la forme préférée de réalisation de l'invention, le localisateur d'origine 58 est un faisceau laser destiné à identifier l'origine du matelas 14 pour les opérations suivantes d'appareillement et de coupe. La distance suivant l'axe X entre l'outil de coupe 56 et la caméra 30 est définie comme étant le décalage 60 de l'outil, comme on le voit le mieux sur la figure 2. L'appareil de coupe 20 comprend également un tableau 62 de commande pour un opérateur formé de façon sensiblement intégrée à la poutre 52 et. comportant plusieurs boutons de fonction. L'un des boutons de fonction est un bouton d'origine 64, comme on le voit le mieux sur la figure 1. L'appareil de coupe 20 comprend également un ordinateur 66 ayant un moniteur 68 et un clavier 70 pour la commande des diverses opérations de coupe. L'ordinateur 66 contient des données 72 telles que des données de coupe et des données d'appareillement. Le moniteur 68 peut afficher diverses informations, comprenant une implantation de marquoir ou de gabarit 74, comme montré sur la figure 3. L'implantation de marquoir 74 comprend un agencement de plusieurs pièces 76 à 84 avec, entre elles, une matière appelée chutes 86. L'implantation 74 du gabarit comprend également des informations concernant l'appareillement de pièces devant être cousues ensemble ultérieurement. Certaines pièces sont qualifiées de "principales" du fait de leur importance dans le produit final et de la nécessité d'adapter ces pièces à un nombre relativement grand d'autres pièces. Par exemple, la pièce 76 doit être adaptée ou appareillée aux pièces 79, 83 et 84, comme indiqué par des lignes tiretées sur la figure 3. Plusieurs points d'adaptation ou d'appareillement 88 sur chaque pièce devant être adaptée doivent être identifiés et adaptés à des points d'adaptation 88 sur les autres pièces d'adaptation. Le fichier de données de coupe et d'adaptation contient des instructions de position pour couper et adapter des pièces sur la base d'un point d'origine ou de départ 90 défini sur l'implantation du gabarit 74. Habituellement, le point d'origine 90 est défini au bord avant 92 de l'implantation du gabarit. Le bord avant de l'implantation du gabarit coïncide sensiblement avec un bord avant 94 du matelas 14. Cependant, étant donné que les couches 12 du matelas 14 ne sont pas toujours parfaitement alignées au bord avant 94, le point d'origine du matelas 14 est imposé par la couche la plus courte. L'appareil d'étalement 22 est disposé de façon à être sensiblement adjacent à l'extrémité de réception 40 de la table de coupe 24 de l'appareil de coupe 20 et comprend une table d'étalement 96 destinée à supporter au moins une couche de matière 13 et une étaleuse 98 destinée à faciliter l'étalement de la matière 13, comme montré sur les figures 1 et 2. Une rampe 100 est disposée entre la table d'étalement 96 et la table de coupe 24 pour faire passer le matelas 14 de la table d'étalement sur la table de coupe. La table d'enlèvement 23 est disposée à l'extrémité d'enlèvement 42 de la table de coupe 24 pour recevoir les pièces coupées 16 après l'opération de coupe. En référence à la figure 4, l'ordinateur 68 contient des instructions ou un programme 102 pour optimiser automatiquement l'adaptation ou appareillement des pièces et sélectionner une origine pour le fichier de données de coupe sur le matelas. Dans le fonctionnement, l'étaleuse 98 étale au moins une couche 12 de la matière 13 sur la table d'étalement 96, comme on le voit le mieux sur les figures 1 et 2. Habituellement, plusieurs couches 12 sont étalées pour former l'empilage ou matelas 14. Le bord avant 94 de l'empilage est ensuite amené sur la table de coupe 24 en passant sur la rampe 100, de façon que le bord avant 94 du matelas soit disposé sur la surface de transport 44 et se trouve dans le champ de visée de la caméra 30. L'opérateur sélectionne alors une origine et une option d'optimisation d'adaptation ou d'appareillement au moyen de l'ordinateur 66 (ou bien du tableau 62 de commande pour l'opérateur), comme indiqué en Pl sur la figure 4. L'opérateur établit ensuite un point d'origine initiale 104 sur le matelas, comme indiqué en P2 et montré sur la figure 2. Etant donné que toutes les couches 12 ne sont pas parfaitement alignées au bord avant 94 du matelas 14, la couche la plus courte impose le point d'origine 104 du matelas. L'opérateur établit l'origine 104 en identifiant visuellement la couche la plus courte et en pointant le localisateur d'origine 58 sur l'origine 104 et en actionnant le bouton d'origine 64 disposé sur le tableau 62 de commande pour l'opérateur, comme montré sur la figure 1. Une fois que l'opérateur a introduit les coordonnées de l'origine initiale dans l'ordinateur 66, le cycle automatisé de coupe commence, comme indiqué en P3. Tous les points d'adaptation ou d'appareillement 88 provenant du fichier de données de coupe et d'adaptation sont extraites, comme indiqué en P4 et montré sur la figure 3. Ces points d'adaptation 88 sont ensuite triés en fonction de leur position sur l'axe X de coordonnées, comme indiqué en P5. Les points dont les valeurs sur l'axe X de coordonnées sont inférieures au décalage 60 de l'outil sont traités en premier, comme indiqué en P6. La caméra 30 explore ces points d'adaptation 88 et en collecte des données. Il est ensuite déterminé quels sont les points d'adaptation, compris dans le décalage 60 de l'outil, qui se trouvent à ce moment sur la table de coupe, comme indiqué en P7. Il est ensuite déterminé la distance sur laquelle le transporteur 44 doit être avancé pour que tous les points d'adaptation ou d'appareillement disposés dans le décalage 60 de l'outil soient placés sur la table de coupe 24, comme indiqué en P8. Ces points d'adaptation additionnels sont ensuite traités, comme indiqué en P9. Pour traiter ces points d'adaptation additionnels, on fait avancer le matelas 14 et la caméra 30 explore ces points d'adaptation additionnels. Les trois dernières étapes P7, P8 et P9 sont exécutées uniquement si la poutre 52 de coupe et la caméra 30 sont disposées à proximité étroite de l'extrémité de réception 40 de la table de coupe 24 et si seule une petite partie du matelas 14 est initialement positionnée sur la table de coupe 24. Ceci peut être réalisé lorsque l'origine initiale 104 est établie en utilisant un moyen autre que le localisateur d'origine 58 de la tête de coupe 26. Dans la forme préférée de réalisation décrite ci- dessus, avec le.localisateur d'origine 58 établissant l'origine initiale 104, le bord avant 94 du matelas 14 est initialement avancé au moins de la distance du décalage d'outil 60 pour que le localisateur d'origine 58 accède au bord avant 94 du matelas 14. Par conséquent, il n'est pas nécessaire que les étapes P7 à P9 soient exécutées dans la forme actuellement préférée de réalisation de l'invention. Les étapes P7 à P9 sont exécutées dans une autre forme de réalisation lorsque d'autres moyens pour établir l'origine initiale 104 sont utilisés. Ces autres moyens peuvent être un pointeur numérisé, qui n'est pas intégré à la tête de coupe. Une fois que tous les points d'adaptation qui se trouvent dans la zone du décalage 60 de l'outil ont été traités, le matelas 14 est avancé vers l'extrémité d'enlèvement 42 de la table de coupe 24 tandis que la caméra 30 passe par tous les autres points d'adaptation, comme indiqué en P10 et montré sur la figure 5. Lorsque l'avance du matelas est achevée, une nouvelle et dernière position d'origine 106 est établie automatiquement, comme indiqué en Pli. La nouvelle origine compense les erreurs de mouvement de la bande transporteuse. Un codeur (non représenté) mesure des écarts entre le mouvement du transporteur et le mouvement de la poutre. Ensuite, la coupe réelle des pièces commence avec le fichier de données de coupe en utilisant comme origine pour les instructions de coupe la nouvelle origine établie automatiquement. L'appareil et le procédé de l'invention permettent une utilisation plus efficace de la matière par suite d'une souplesse accrue de l'implantation 74 du gabarit. De plus, l'invention procure une plus grande surface utilisable de la table de coupe 24. Un avantage d'une plus grande surface utilisable de la table de coupe est qu'un plus grand nombre de pièces 16 peuvent être disposées sur celle-ci et qu'il y a une plus grande chance d'adapter ou d'appareiller toutes les pièces devant être adaptées ou appareillées. Un autre avantage est que le rendement d'ensemble est augmenté car on obtient le même nombre de pièces avec moins de matelas et il n'est pas nécessaire que le matelas soit avancé aussi souvent. Par exemple, dans une configuration, le décalage de l'outil était de 43 cm. La mise en oeuvre de l'invention a abouti à une récupération substantielle de la zone de décalage de l'outil. Un autre avantage important de l'invention est que l'origine 106 est établie automatiquement. L'art antérieur exigeait de l'opérateur un travail important effectué de façon empirique en faisant avancer puis ramenant en arrière le matelas de façon répétée, ce qui perturbait souvent les couches de matière. L'invention élimine la nécessité de manipulations longues et non totalement précises du matelas. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil et au procédé décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, la caméra peut être montée sur la tête de coupe et peut se déplacer avec elle, comme montré sur les figures 2 et 5, ou bien peut se déplacer séparément, comme montré sur la figure 1. REVENDICATIONS 1. Appareil (10) pour couper et appareiller des pièces individuelles (16) dans un matelas (14) de matière (13), l'appareil (10) ayant une table de coupe (24) s'étendant dans une direction longitudinale et dans une direction latérale pour supporter le matelas (14), la table de coupe (24) ayant une extrémité de réception (40) et une extrémité d'enlèvement (42); une bande transporteuse (44) montée sur la table de coupe (24) pour faire avancer le matelas (14) de l'extrémité de réception (40) à l'extrémité d'enlèvement (42) de la table de coupe (24); une poutre de coupe (52) mobile dans la direction longitudinale le long de la table de coupe (24); et une tête de coupe (26) montée sur la poutre de coupe (52) et mobile par rapport à celle-ci dans la direction latérale pour couper les pièces individuelles (16) dans le matelas (14); et une caméra (30) disposée sur la poutre de coupe (52) avec un décalage (60) par rapport à la tête de coupe (26) pour définir un décalage d'outil (60) entre la caméra (30) et la tête de coupe (26); l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte aussi un ordinateur (66) destiné à commander la tête de coupe (26) et la caméra (30), l'ordinateur (66) contenant des instructions destinées à optimiser un processus pour appareiller diverses pièces (76 à 84) dans le matelas (14) afin d'augmenter la surface effective utilisable de la table de coupe (24) et d'augmenter le rendement d'utilisation de la matière (13) dans le matelas (14). 2. Appareil (10) selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'ordinateur (66) contient en outre des instructions pour orienter la caméra (30) afin de traiter des points d'appareillement (88) qui sont disposés dans le décalage d'outil (60) avant de faire avancer le matelas (14) vers l'extrémité d'enlèvement (42) de la table de coupe (24). 3. Appareil (10) selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'ordinateur (66) contient en outre des instructions destinées à extraire tous les points d'appareillement (88) d'un fichier (72) de données de coupe, à trier les points d'appareillement extraits (88) en fonction de leur position sur l'axe X de coordonnées, et à traiter les points d'appareillement (88) dont les valeurs sur l'axe X sont inférieures au décalage d'outil (60) avant de faire avancer le transporteur (44). 4. Procédé pour couper et appareiller des pièces individuelles (16) dans un matelas (14) de matière (13), caractérisé en ce qu'il comprend l'étape dans laquelle on optimise un processus pour appareiller diverses pièces dans le matelas (14) afin d'augmenter la surface effective utilisable d'une table de coupe (24) et de réduire les chutes de matière (86) dans le matelas (14). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape dans laquelle on traite les points d'appareillement (88) qui sont disposés dans le décalage d'outil (60) avant de faire avancer le matelas (14) vers une extrémité d'enlèvement (42) de la table de coupe (24). 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes dans lesquelles on extrait tous les points d'appareillement (88) d'un fichier de données (72), on trie les points d'appareillement extraits (88) en fonction de leur position sur l'axe X, et on traite les points d'appareillement (88) ayant des valeurs sur l'axe X inférieures au décalage (60) de l'outil avant de faire avancer une bande transporteuse. (44) sur la table de coupe (24). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape précédente dans laquelle on établit une position d'origine initiale (104). 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes dans lesquelles on détermine quels sont les points d'appareillement (88) qui sont contenus dans une surface alors utilisable de la table, on détermine une distance d'avance du transporteur (44) pour saisir des points d'appareillement additionnels (88) disposés dans le décalage (60), et on traite les points d'appareillement additionnels (88) dans le décalage (60). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape suivante dans laquelle on mène à bien un cycle d'avance tout en traitant les points d'appareillement restants (88) sur le matelas (14). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape suivante dans laquelle on établit une nouvelle position d'origine (106). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape dans laquelle on commence l'opération de coupe.