Brevet FR2835473A1 — publié le 20030808

La présente invention concerne un dispositif de découpe automatique d'un produit, incluant. des moyens de mise en mouvement du produit dans une direction prédéterminée, . des moyens de blocage du mouvement du produit dans une position de découpe définie par la position d'un obstacle amovible inclus dans les moyens de blocage, et , e, et . des moyens de découpe du produit. De tels dispositifs peuvent être utilisés dans de multiples applications, particulièrement dans des applications de fabrication automatique de trieurs. Les trieurs sont des articles de papeterie présentant généralement une couverture et un dos entre lesquels différents compartiments sont aménagés afin de permettre un classement de documents par catégories. Chaque compartiment est usuellement identifié par un onglet, l'ensemble des onglets étant disposés de manière à former des marches successives d'un escalier, c'est-à-dire que deux onglets successifs présentent entre eux un décalage selon une direction de décalage prédéfinie, le plus souvent dans le sens de la hauteur du trieur. Un dispositif de découpe destiné à la fabrication automatique de trieurs est connu du brevet américain US 5,492, 315. Dans ce dispositif, des feuilles destinées à délimiter les compartiments du trieur sont soumises chacune à une opération de découpe d'un onglet qui sera disposé sur un bord de la feuille considérée, la découpe étant opérée en exerçant une pression sur un outil couteau ayant la forme de l'onglet désiré. Entre deux opérations de découpe successives, la position de l'outil couteau est modifiée dans ladite direction de décalage qui est perpendiculaire à la direction du mouvement de la feuille, ce qui permet d'obtenir le décalage souhaité entre deux onglets de deux feuilles successives. Dans le dispositif connu, une feuille à découper sera maintenue dans sa position de découpe du fait qu'un obstacle amovible aura été placé en travers de la trajectoire de ladite feuille, les moyens d'entraînement étant alors désactivés, par exemple par débrayage d'un moteur entraînant en rotation des rouleaux destinés à mouvoir les feuilles par pincement entre lesdits rouleaux. Il est ainsi possible que la position de découpe ne soit pas exactement la même d'une feuille à l'autre, par exemple en cas de léger rebond d'une feuille contre l'obstacle amovible. Une telle différence de position de découpe aura pour effet de provoquer une différence de position des onglets dans une direction perpendiculaire à la direction de décalage, c'est-à-dire ici dans le sens de la largeur des feuilles. Ainsi, lorsque les feuilles seront assemblées de façon à former un trieur, certains onglets risquent d'être au moins partiellement recouverts par des bords découpés de feuilles placées au-dessus de ces onglets, lesquels onglets seront alors en partie dissimulés à la vue d'un utilisateur du trieur. Ceci nuira évidemment à la facilité d'utilisation du trieur, et dégradera l'impression de qualité perçue par cet utilisateur, avec pour effet de limiter le prix de vente d'un tel trieur. L'un des buts de l'invention est d'améliorer la qualité de trieurs fabriqués au moyen d'un dispositif de découpe automatique, en proposant un dispositif dans lequel les risques pour que des décalages intempestifs des positions de découpe de produits successifs ne se produisent dans une direction perpendiculaire à la direction de décalage sont minimisés. En effet, un dispositif de découpe automatique conforme au paragraphe Z-71 introductif est caractérisé selon l'invention en ce que les moyens de découpe et l'obstacle amovible présentent entre eux une distance réglable dans la direction du mouvement du produit. Dans ce dispositif de découpe, c'est un réglage de la distance entre les moyens de découpe et l'obstacle amovible qui définit la taille et la position du motif découpé dans le produit, puisque ce réglage est fait selon l'invention dans la direction du mouvement du produit. Par ailleurs, l'invention permet d'assurer que, si des décalages intempestifs entre les positions de découpe de produits successifs sont amenés à survenir, ces décalages intempestifs se produiront dans la direction de décalage puisque ladite direction est également, selon l'invention, celle du mouvement des produits. Des décalages intempestifs de positions de découpe entre deux feuilles successives pourront alors provoquer des différences entre les longueurs des onglets desdites feuilles, mais ne rendront pas possible un recouvrement, même partiel, de l'onglet d'une feuille par le bord découpé de l'autre feuille, ce qui améliore considérablement la facilité d'usage et la qualité perçue d'un trieur fabriqué au moyen d'un dispositif de découpe conforme à l'invention. Dans un mode de mise en oeuvre possible de l'invention, l'obstacle amovible aura une position fixe dans la direction de mouvement du produit, la position des moyens de découpe étant réglable. Dans un autre mode de mise en oeuvre possible de l'invention, les moyens de découpe auront une position fixe dans la direction de mouvement du produit, la position de l'obstacle amovible étant réglable. Dans d'autres modes de mise en oeuvre possibles de l'invention, on pourra prévoir que les positions des moyens de découpe et de l'obstacle amovible soient toutes deux réglables dans la direction du mouvement du produit à découper. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les moyens de blocage incluent une série d'obstacles amovibles, chacun occupant une position prédéterminée qui lui est propre dans la direction de mouvement du produit, et pouvant occuper au moins une position de repos et une position d'activation dans une direction sensiblement perpendiculaire à ladite direction de mouvement, les moyens de blocage incluant des moyens de sélection destinés à commander une activation de l'un des obstacles amovibles choisi en fonction de la distance devant séparer les moyens de découpe de l'obstacle amovible. Ce mode de réalisation est avantageux en ce qu'il ne nécessite pas l'utilisation d'une force motrice supplémentaire pour déplacer tout ou partie des moyens de blocage dans la direction du mouvement du produit à découper. Chaque obstacle amovible est en effet pré-positionné de manière à imposer, lorsqu'il est activé, une distance prédéterminée entre les moyens de découpe et ledit obstacle, le réglage de cette distance étant opéré en changeant la sélection de l'obstacle amovible destiné à être activé. Une telle activation pourra par exemple être faite par voie de commande électrique ou pneumatique d'un vérin présentant une tige entrante ou sortante destinée à former une butée dans la trajectoire du produit en mouvement, laquelle butée sera rétractée lorsque le vérin sera désactivé. Les moyens de mise en mouvement peuvent revêtir des formes diverses, connues de l'homme du métier. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ces moyens de mise en mouvement incluent un tapis roulant et une série d'éléments roulants s'étendant le long de la direction du mouvement du produit, lequel est destiné à être entraîné en mouvement par pincement entre lesdits éléments roulants et le tapis roulant. Dans ce mode de réalisation de l'invention, il n'est pas nécessaire de débrayer un moteur destiné à mouvoir le produit à découper lorsque ledit produit se trouve en position de découpe, comme c'est le cas dans le dispositif de découpe connu. En effet, le produit est rendu solidaire du tapis roulant par la force exercée par le poids des éléments roulants, par exemple des billes ou des cylindres, qui seront dimensionnés de manière à ce que la force de pesanteur exercée par ces éléments roulants sur le produit soit juste suffisante pour garantir une adhérence du produit audit tapis. Cependant, lorsque le produit arrivera en contact avec l'obstacle amovible en position de découpe, les forces appliquées au produit à découper auront une résultante qui sortira d'un cône d'adhérence défini par une rugosité dont aura été pourvue la surface externe du tapis roulant, avec pour effet que ledit produit restera en position contre l'obstacle amovible, le tapis roulant continuant à se mouvoir en glissant contre une surface de contact qu'il partage avec ledit produit. Il ne sera ainsi pas nécessaire de débrayer le moteur du tapis roulant pendant la découpe du produit, ce qui présente un avantage considérable en ce sens que de tels débrayages ne se font pas sans des à-coups qui pourraient provoquer un déplacement intempestif du produit à découper, avec les inconvénients en terme de qualité évoqués dans la description du dispositif de découpe automatique connu. Sous une forme générale, l'invention concerne également un procédé de découpe automatique d'un produit destiné à être mis en mouvement dans une direction prédéterminée vers une position de découpe, incluant : . une étape de réglage d'une distance séparant, dans la direction du mouvement du produit, des moyens de découpe dudit produit d'un obstacle amovible destiné à maintenir ledit produit en position de découpe, une étape d'acheminement dudit produit vers sa position de découpe, une étape de maintien en position de découpe dudit produit, et . une étape de découpe dudit produit. L'invention concerne également, en tant que produit résultant directement de sa mise en oeuvre, un trieur comprenant des compartiments délimités par des feuilles présentant des onglets découpés au moyen du procédé décrit ci-dessus. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : La Fig. l est une vue de côté d'un dispositif de découpe automatique conforme à l'invention, La Fig. 2 est une vue de côté partielle de ce dispositif dans lequel un produit se trouve en position de découpe, La Fig. 3 est une vue de dessus partielle d'un tel dispositif dans lequel un produit se trouve en position de découpe, La Fig. 4 est une vue de côté partielle d'un dispositif de découpe automatique conforme à un mode de réalisation particulier de l'invention dans lequel un produit se trouve en position de découpe, La Fig. 5 est une vue de dessus partielle d'un tel dispositif, et représente en outre des produits résultant de sa mise en oeuvre, et La Fig. 6 est un organigramme décrivant un procédé de contrôle d'un tel dispositif. La Fig. l représente schématiquement un dispositif de découpe automatique DDC conforme à l'invention. Dans cette application particulière de l'invention, les produits à découper sont des feuilles FDC destinées à délimiter des compartiments dans des trieurs. Un magasin MG contient une pile de telles feuilles, qui sont ici poussées contre un galet d'entraînement GLT par un ressort RS. Le dispositif de découpe DDC inclut des moyens de mise en mouvement du produit dans une direction prédéterminée, dans cet exemple une direction notée"y"d'un référentiel (x, y, z). Ces moyens comprennent, outre le galet GLT, un tapis roulant TR et une série d'éléments roulants ER s'étendant le long de la direction"y"du mouvement des feuilles FDC, lesquelles seront entraînées par pincement entre lesdits éléments roulants ER et une surface rugueuse du tapis roulant TR. Les éléments roulants sont ici constitués par des billes. Dans d'autres modes de réalisation, des rouleaux ou tous autres éléments de section circulaire dans un plan (y, z) pourront leur être substitués. Le dispositif de découpe DDC inclut en outre des moyens de blocage BTM des feuilles FDC dans une position de découpe définie par la position d'un obstacle amovible BT inclus dans les moyens de blocage BTM, et des moyens de découpe OC, dans cet exemple un outil couteau ayant la forme de la découpe à effectuer dans chaque feuille FDC, dont des déplacements selon au moins une direction référencée"z"perpendiculaire à la direction de mouvement"y"et verticale dans cet exemple, sont pilotés au moyen d'un signal de contrôle d'outil Sco. Conformément à l'invention, les moyens de découpe OC et l'obstacle amovible BT présentent entre eux une distance D qui est réglable dans la direction"y"du mouvement des feuilles à découper FDC, au moyen d'un module de contrôle CMOD qui est ici programmable via au moins un mot de contrôle CNT. Dans l'exemple décrit ici, l'obstacle amovible BT est matérialisé par une tige d'un vérin destinée à former, lorsque ledit vérin sera activé au moyen d'un signal de contrôle de butée Scb émis par le module de contrôle CMOD, une butée dans la trajectoire des feuilles à découper FDC, laquelle butée sera rétractée lorsque le vérin sera désactivé. Un capteur DET est utilisé pour détecter l'arrivée de chaque nouvelle feuille à découper FDC sur le tapis roulant TR. Dans cet exemple, le capteur DET est une cellule photo-électrique qui émet un faisceau Fsc vers un réflecteur REF, l'entraînement par le galet GLT d'une feuille à découper depuis le magasin MG vers le tapis roulant TR provoquant une interruption dudit faisceau Fsc qui sera signalée par le capteur DET au moyen d'un signal de détection Sd émis vers le module de contrôle CMOD. Lorsque l'arrivée d'une nouvelle feuille FDC est ainsi signalée, le module de contrôle CMOD commande un déplacement de l'obstacle amovible BT dans la direction verticale"z". Une telle commande sera par exemple matérialisée par l'attribution d'un niveau actif, par exemple un niveau logique"l", au signal de contrôle de butée Scb qui activera le vérin dont la tige descendra alors vers la surface du tapis roulant TR jusqu'à faire obstacle au mouvement de la feuille FDC. Le signal 1 de détection Sd provoquera avantageusement un déclenchement d'une temporisation, dont une durée T correspond au temps maximum nécessaire à la feuille à découper FDC pour parvenir en position de découpe contre la butée formée par la tige du vérin BT lorsque ladite feuille FDC est mue à une vitesse V prédéterminée. Il est à noter que, dans d'autres modes de réalisation possibles de l'invention, l'obstacle amovible pourra être apte à se déplacer selon une autre direction, par exemple la direction"x", en vue de faire obstacle au mouvement des produits à découper. La Fig. 2 illustre une opération de découpe, qui est exécutée lorsque la temporisation évoquée ci-dessus arrive à expiration, c'est-à-dire lorsque la feuille à découper FDC est maintenue en position de découpe par la butée amovible BT. Le module de contrôle commande alors un déplacement de l'outil couteau OC dans la direction verticale"z", par exemple en attribuant un niveau logique"1"au signal de contrôle d'outil Sco, ce qui provoque un découpage d'un bord de la feuille FDC selon la forme de l'outil couteau OC, comme le montre la Fig. 3, qui représente en vue de dessus le dispositif de découpe selon l'invention. L'onglet découpé dans la feuille FDC présente une forme, et en particulier une longueur dans la direction de mouvement"y", qui dépend directement de la distance réglable D séparant l'outil couteau OC de la butée BT. La Fig. 3 représente en outre des rails de guidage RG1 et RG2, destinés à guider le déplacement de la feuille à découper FDC dans la direction de mouvement"y". Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, on pourra n'utiliser qu'un unique rail de guidage, RG 1 ou RG2. Un tel rail de guidage unique RG 1 ou RG2 pourra former un angle de faible valeur par rapport à la direction de mouvement du tapis roulant, angle dont un sommet se situerait à une extrémité dudit rail de guidage dans la direction"y", de manière à ce que chaque feuille à découper FDC soit maintenue en contact avec ledit rail de guidage unique RG 1 ou RG2 sous l'effet de la force ainsi appliquée à la feuille à découper par le tapis roulant en direction du rail de guidage. Il convient d'observer ici que, dans ce mode de réalisation de l'invention, lorsque le mouvement de la feuille à découper FDC est bloqué par la butée amovible BT, le tapis roulant TR continue à se mouvoir en glissant contre la surface inférieure de ladite feuille. Il n'est donc pas nécessaire de débrayer le moteur du tapis roulant TR lors de l'exécution de l'opération de découpe, avec pour avantages non seulement un alignement optimal des bords découpés de feuilles successives, mais aussi un accroissement de la cadence de fabrication des trieurs, qui se trouve dégradée dans les dispositifs connus par les délais induits par de multiples débrayages et embrayages successifs. La Fig. 4 représente un dispositif de découpe selon un mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel les moyens de blocage BTM incluent une pluralité d'obstacles amovibles, décalés les uns par rapport aux autres d'une distance Ad dans la direction"y"de mouvement du produit, matérialisés ici par P vérins BTi (pour i=l à P) tels celui décrit plus haut. Le module de contrôle CMOD est ici destiné à piloter ces vérins au moyen d'un signal de contrôle de butée Scb (l : P) comportant un nombre de bits P égal au nombre d'obstacles amovibles inclus dans les moyens de blocage. Dans cet exemple, P=5. Au cours d'un cycle de fabrication d'un trieur, P onglets de longueur croissante seront successivement découpés dans P feuilles Fi (pour i=l à P), une (P+ 1) ème feuille F6 formant le dos du trieur, comme le montre la Fig. 5 qui est une vue de dessus du dispositif représenté à la Fig. 4. Les vérins BTi seront donc successivement activés par le module de contrôle CMOD qui modifiera pour chaque nouvelle feuille d'un même cycle la valeur du signal Scb (l : P). Dans la situation représentée ici, la troisième feuille F3 est en cours de découpe, dans une position de découpe définie par la position de l'obstacle amovible BT3, activée au moyen d'un signal Scb=00100. La position de découpe d'une feuille suivante F4 sera définie par la position de l'obstacle amovible BT4 qui sera activé au moyen d'un signal Scb=00010, et qui est décalé de Ad dans la direction"y"par rapport à l'obstacle amovible BT3. L'outil couteau OC ne devra être abaissé que lorsque la feuille à découper FDC sera en position de découpe. On peut ainsi choisir pour durée de la temporisation déclenchée par le signal Sd une valeur unique égale à la valeur nécessaire à une feuille pour atteindre le dernier obstacle amovible BTP. Il est cependant plus avantageux d'ajuster la durée de la temporisation à la distance réelle que doit parcourir chaque feuille vers sa position de découpe, ce qui permet de réduire le temps de fabrication total de chaque trieur. En effet, si D 1 est la distance séparant le faisceau de détection de la position du premier obstacle amovible BT1, une feuille FDC mettra un temps T1=D1/V pour parcourir cette distance, alors qu'elle mettra Tl+ (i-l). Ad/V pour parvenir au ième obstacle amovible BTi, avec ti= (i-l). Ad/V et d=L/ (P+ 1) dans cet exemple où tous les onglets du trieur TRR ont une même longueur apparente pour l'utilisateur, et où L est la longueur des feuilles à découper dans la direction"y" La Fig. 6 illustre un procédé mis en oeuvre dans le dispositif décrit ci-dessus. Dans une étape d'initialisation INIT, un opérateur définit le nombre P de feuilles qui doivent délimiter des compartiments dans le trieur à fabriquer, et un compteur représentatif de l'indice i est initialisé à 1 Dans une étape suivante EFi, la ième feuille constitutive du trieur est extraite du magasin et entraînée en mouvement vers sa position de découpe. Une transition Sd indique une détection de l'arrivée de cette feuille sur le tapis roulant. Dans une étape de diagnostic suivante TEST, la valeur de i est examinée. S'il apparaît que i est égal à P+l, la feuille présentement sur le tapis doit former le dos du trieur et ne doit pas être découpée. Ceci signale la fin d'un cycle et provoque un retour en étape d'initialisation INIT en vue de commencer un nouveau cycle de fabrication d'un nouveau trieur. Si i est inférieur à P+l, deux étapes suivantes sont exécutées en parallèle. Dans une étape d'activation Scb (i) =1, la valeur du ième bit du signal de contrôle de butée Scb est portée à 1, ce qui a pour effet de positionner la butée amovible correspondante en travers de la trajectoire de la feuille en vue de son blocage en position de découpe. Une telle sélection de la butée qui doit constituer l'obstacle amovible permet de régler la distance qui sépare, dans la direction de mouvement de la feuille, les moyens de découpe de ladite feuille de l'obstacle amovible Simultanément, une temporisation TMPi est enclenchée, avec pour durée une valeur correspondant au temps nécessaire à la feuille à découper pour parvenir à sa position de découpe. Lorsque cette durée est écoulée, ce qui est signalé par une transition Fti, l'outil couteau est actionné au cours d'une étape d'activation Sco=l du signal de contrôle dudit outil. Au cours d'une étape suivante Sco=Scb (i) =O, l'outil couteau et la butée amovible sont simultanément désactivés, ce qui autorise l'évacuation de la feuille vers un poste d'assemblage du trieur. Au cours d'une étape suivante i=i+l, le compteur représentatif de l'indice i est incrémenté de 1, à la suite de quoi une nouvelle feuille peut être extraite du magasin et entraînée en mouvement vers sa position de découpe au cours d'une nouvelle étape EFi. REVENDICATIONS 1) Dispositif de découpe automatique d'un produit (FDC), incluant : . des moyens de mise en mouvement du produit (FDC) dans une direction (y) prédéterminée, . des moyens de blocage (BTM) du mouvement du produit (FDC) dans une position de découpe définie par la position d'un obstacle amovible (BT) inclus dans les moyens de blocage, et . des moyens de découpe (OC) du produit, dispositif caractérisé en ce que les moyens de découpe (OC) et l'obstacle amovible (BT) présentent entre eux une distance (D) réglable dans la direction (y) du mouvement du produit (FDC). 2) Dispositif de découpe selon la revendication 1, caractérisé en ce que, l'obstacle amovible (BT) ayant une position fixe dans la direction de mouvement (y) du produit (FDC), la position des moyens de découpe (OC) est réglable. 3) Dispositif de découpe selon la revendication 1, caractérisé en ce que, les moyens de découpe (OC) ayant une position fixe dans la direction de mouvement (y) du produit (FDC), la position de l'obstacle amovible (BT) est réglable. 4) Dispositif de découpe selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage (BTM) incluent une série d'obstacles amovibles (BT1... BT5), chacun occupant une position prédéterminée qui lui est propre dans la direction de mouvement (y) du produit (FDC), et pouvant occuper au moins une position de repos et une position d'activation dans une direction (z) sensiblement perpendiculaire à ladite direction de mouvement (y), les moyens de blocage (BTM) incluant des moyens de sélection (CMOD) destinés à commander une activation de l'un des obstacles amovibles choisi en fonction de la distance (D) devant séparer les moyens de découpe (OC) de l'obstacle amovible (BT) 5) Dispositif de découpe selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mise en mouvement incluent un tapis roulant (TR) et une série d'éléments roulants (ER) s'étendant le long de la direction (y) du mouvement du produit (FDC), lequel est destiné à être entraîné en mouvement par pincement entre lesdits éléments roulants (ER) et le tapis roulant (TR). 6) Procédé de découpe automatique d'un produit destiné à être mis en mouvement dans une direction prédéterminée vers une position de découpe, incluant : . une étape de réglage (Scb (i) =l) d'une distance séparant, dans la direction du mouvement du produit, des moyens de découpe dudit produit d'un obstacle amovible destiné à maintenir ledit produit en position de découpe, . une étape d'acheminement (TMPi) dudit produit vers sa position de découpe, . une étape de maintien en position de découpe dudit produit, et . une étape de découpe (Sco=l) dudit produit. 7) Trieur (TRR) comprenant des compartiments délimités par des feuilles (F1... F5) présentant des onglets découpés au moyen d'un procédé conforme à la revendication 6.