Brevet FR2911255A1 — publié le 20080718

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR ENCOLLER LA SURFACE D'UNE SEMELLE D'UN ARTICLE CHAUSSANT La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour encoller la semelle d'un article chaussant. Il est connu que pour réaliser l'assemblage du semelage avec une tige, l'opérateur typiquement place une première sur la planche d'une forme, puis engage la tige sur la forme et rabat les bords de cette tige sur la première soit par collage, clouage ou couture. Enfin, il presse sur l'ensemble ainsi obtenu une semelle dont il a préalablement encollée une face pour obtenir l'article chaussant final. L'étape d'encollage est réalisée manuellement et peut s'avérer longue et pénible pour l'opérateur. Tout d'abord, il doit veiller à déposer une quantité limitée de colle sur la surface de la semelle afin qu'il n'y ait pas de débordement de colle lors de l'assemblage. Tout débordement de colle entacherait le résultat esthétique final. Par ailleurs, l'opérateur doit s'assurer également que la colle est régulièrement répartie à la surface de la semelle pour s'assurer de la solidarisation de la semelle à la tige sur l'ensemble de son pourtour. Un mauvais encollage peut en effet résulter en une séparation locale de la semelle et de la tige. Lorsque ce défaut n'est pas détecté lors de la fabrication de l'article 20 chaussant, on observe alors une usure prématurée de cet article qui peut s'avérer préjudiciable au fabricant. Enfin, avec la mécanisation croissante de l'assemblage des articles chaussants, une telle opération, lorsqu'elle est réalisée manuellement, représente un coût élevé en raison du temps d'immobilisation de l'opérateur sur cette tâche. 25 Ce temps d'immobilisation est peu compatible avec les intérêts économiques des fabricants d'articles chaussants. L'invention vise à réduire substantiellement les temps de fabrication d'articles chaussants du type mule à claque avant fermée ou ouverte ou du type à 2 tige fermée à l'avant et à l'arrière, en supprimant l'encollage manuel des semelles et à rendre donc plus économique leur fabrication. L'invention vise également à simplifier la tâche de l'opérateur lors de la fabrication d'articles chaussants. L'objectif de la présente invention est donc de proposer un procédé et un dispositif pour encoller la semelle d'un article chaussant, simple dans leur conception et dans leur mode opératoire, permettant un encollage rapide et de grande qualité de la semelle d'un article chaussant. A cet effet, l'invention concerne un procédé pour encoller la surface d'une semelle d'un article chaussant. Selon l'invention, le procédé comporte les étapes successives suivantes : a) on positionne la semelle dans un système de référence (X, Y, Z), b) on détermine la position tridimensionnelle de la surface à encoller de cette semelle dans le système de référence par un système de mesure optique, c) on encolle une partie au moins de ladite surface à l'aide d'un élément d'encollage monté sur une partie porteoutil d'un robot multiaxial. Avantageusement, le procédé d'encollage de l'invention n'est pas lié à un pré-positionnement précis et systématique de la semelle sur un support de travail, ni à une quelconque condition de planéité ou de courbure de cette semelle comme cela pourrait résulter de la mise en oeuvre d'un robot multiaxial opérant par apprentissage. Au contraire, la semelle peut être orientée de manière quelconque sur le support de travail lié au système de référence et peut présenter par exemple des défauts de planéité, car la forme réelle de la surface de la semelle à encoller est mesurée. Dans différents modes de réalisation particuliers de ce procédé pour encoller la surface d'une semelle d'un article chaussant, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles: - préalablement à l'étape b), on maintient en position la semelle pàr aspiration sur un support de travail, Ce support de travail est lié au système de référence (X, Y, Z). A titre illustratif, la surface externe de ce plan de travail représente l'altitude zéro, c'est-à-dire z = O. De préférence, le support de travail sur lequel est placée la semelle à encoller comporte un ou plusieurs orifices d'aspiration, lesquels sont reliés à un circuit de pompage comprenant au moins une pompe primaire. Ainsi, le support de travail peut comprendre un simple orifice d'aspiration relié à un circuit de pompage comprenant une pompe primaire et un soufflet. Cet orifice permet de maintenir la semelle, par exemple, par sa partie avant la plus large. Le 3 circuit peut de plus comporter une vanne ce qui permet de contrôler, automatiquement ou non, l'aspiration pour libérer ou maintenir en position une semelle. Alternativement, le support de travail peut être une surface plane fermant l'ouverture d'une pièce creuse reliée à une pompe primaire par un soufflet. L'ouverture de la pièce creuse peut avoir des dimensions sensiblement supérieures ou égales à celles des semelles à encoller. Le circuit de pompage comprend avantageusement une vanne et éventuellement un capteur de pression. Ainsi, dans le mode de réalisation particulier où la machine pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention comporte des moyens de défilement des semelles le long d'un axe de déplacement pour les amener séquentiellement sur le support de travail de manière à être encollée par le robot multiaxial, un automate programmable peut être mis en oeuvre pour piloter le déplacement séquentiel des moyens de défilement et le cycle d'ouverturelfermeture de la vanne pour générer l'aspiration du support de travail. L'automate peut comprendre une carte d'entrée recevant des données d'état du capteur de pression, des données du système de mesure optique pour vérifier l'emplacement de la semelle à encoller et des données sur l'état des moyens de défilement. Une carte de sortie de cet automate peut envoyer des instructions à un actionneur pour ouvrir ou fermer la vanne et commander l'alimentation des moyens de défilement. -après l'étape b), on enregistre la position tridimensionnelle de la surface de la semelle à encoller dans au moins un fichier de données sur une unité de stockage, - préalablement à l'étape c), on détermine une trajectoire théorique 25 que doit suivre l'élément d'encollage sur ladite surface, La trajectoire théorique peut reproduire sensiblement l'ensemble du pourtour de la semelle. Eventuellement, on peut corriger la trajectoire suivie par l'élément d'encollage par rapport à la trajectoire théorique. pour déterminer cette trajectoire théorique, on utilise un fichier de 30 données comprenant les caractéristiques de l'encollage, lequel est préalablement enregistré sur l'unité de stockage, et le ou les fichiers comprenant la position tridimensionnelle de la surface de la semelle à encoller. L'invention concerne également une machine conçue pour la mise en oeuvre du procédé pour encoller la surface d'une semelle d'un article chaussant tel que décrit précédemment. Selon l'invention, cette machine comprend : - un robot multiaxial comprenant une partie porte-outil recevant un élément d'encollage, l'élément d'encollage étant déplaçable suivant au moins deux axes 4 (X, Y), - un système optique de mesure tridimensionnelle de la surface à encoller de cette semelle, - des moyens pour déplacer le système optique de mesure tridimensionnelle au-dessus d'un support de travail destiné à recevoir la semelle à encoller, et - une unité de traitement recevant des signaux de mesure du système, l'unité envoyant des signaux de commande au robot multiaxial pour encoller une partie de ladite surface. Dans différents modes de réalisation particuliers de cette machine, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles: le système optique de mesure tridimensionnelle comporte au moins 5 une caméra CCD et une source laser émettant un faisceau laser formant un trait d'impact visible au moins sur la surface à encoller, De préférence, le trait laser est projeté à la verticale de la surface à mesurer et les lignes du capteur CCD de la caméra sont parallèles à ce trait, la caméra étant inclinée par rapport à la verticale d'un angle compris entre 15 et 75 , et encore 10 mieux égal à 30 . La source laser comporte un élément optique permettant à partir dun faisceau laser reçu de générer ledit trait. Ainsi, pour une position donnée de la caméra, par exemple le long de l'axe des X, le trait laser étant parallèle à l'axe Y, il est possible de mesurer la déformation de ce trait laser liée au relief de la semelle. 15 La coordonnée Y est déterminée par le numéro de la colonne dans l'image. L'élévation le long de l'axe Z est fonction du numéro de ligne dans l'image et du sinus de l'angle d'inclinaison de la caméra par rapport à la verticale. Bien entendu, il faut tenir compte du numéro de ligne dans l'image correspondant au niveau de référence (altitude Z = 0). 20 II suffit ensuite de déplacer la caméra le long de l'axe des X pour déterminer la position tridimensionnelle de la surface de la semelle dans le système de référence (X, Y, Z). A titre illustratif, le laser émettant le faisceau laser est un laser He-Ne émettant un faisceau laser à 632,8 nm (rouge). 25 - la machine comprend des moyens de maintien en position temporaire de ladite semelle à encoller sur un support de travail, - la machine comporte des moyens de défilement de semelles le long d'un axe de déplacement, Ces moyens de défilement peuvent comprendre un tapis comportant des orifices d'aspiration, régulièrement distribués ou non, entraîné en rotation par des axes d'entraînement motorisés. Les moyens de maintien en position temporaire comprennent alors une pompe à vide reliée à un circuit d'aspiration 5 permettant de plaquer la semelle à encoller contre le support de transport lorsque cette semelle se trouve placée au-dessus du circuit d'aspiration. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de modes de mise en oeuvre du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels : La Figure 1 représente schématiquement une machine pour encoller la surface d'une semelle d'un article chaussant selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; La Figure 2 est une vue de dessus d'une semelle placée sur une surface de travail de la machine de la figure 1; - La Figure 3 est une représentation schématique du système optique de mesure tridimensionnelle de la figure 1 en acquisition de données au-dessus d'une semelle à encoller; La figure 1 montre une machine pour encoller une semelle d'un article chaussant selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Cette machine comprend un bâti mobile 1, notamment monté sur des roues 2 de manière à pouvoir être insérée dans une chaîne de montage d'articles chaussant. Ce bâti comporte des parois transparentes 3 délimitant une zone de travail à l'intérieur de laquelle évolue l'extrémité d'un robot multiaxial 4. Le robot multiaxial 4 comprend une partie porte-outil recevant un élément d'encollage (non représenté). Cet élément d'encollage est apte à se déplacer grâce au mouvement du robot 4 autour d'une multitude d'axes (X, Y, Z, A) où A est un axe de pivotement de l'élément d'encollage par rapport à la partie porte-outil. Le robot 4 peut comporter un moteur d'orientation pour positionner l'élément d'encollage dans la position désirée. L'élément d'encollage peut être une aiguille comprenant un conduit interne débouchant, une extrémité de cette aiguille étant reliée à un circuit d'alimentation en colle. Ce circuit d'alimentation en colle peut comporter un tube flexible 5 relié à un réservoir de colle 6, le circuit comprenant en outre une pompe pour injecter la colle dans le tube à un débit constant. Dans un premier temps, la semelle à encoller est placée en position sur le support de travail 7. La Figure 2 est une vue de dessus du support de travail 7 de la Figure 1. Ce support de travail 7 est une plaque mince comportant des orifices 6 d'aspiration 8, régulièrement distribués ou non, et reliée à un circuit de pompage comprenant une pompe primaire. Ce circuit de pompage permet de générer un effet d'aspiration au travers des orifices 8 pour maintenir en position la semelle 9 lors des étapes successives conduisant à l'encollage de celle-ci. Cet effet d'aspiration reste faible pour ne pas perturber l'élément d'encollage lors de son déplacement éventuel au-dessus du support de travail 7. Ce maintien en position de la semelle 9 permet d'éviter tout mouvement inopportun de la semelle 9 entre sa mesure et l'étape d'encollage. Un système de référence (X, Y, Z) est lié à ce support de travail, l'altitude zéro (Z= 0) correspondant à la surface externe de ce support de travail. Le système optique de mesure tridimensionnelle est mobile suivant deux axes de translation (X, Y) pour permettre la réalisation de scan de la surface de la semelle 9. Ce ou ces scans permettent notamment de mesurer le profil de la surface à encoller de la semelle 9 afin de détecter les éventuelles déformations de celle-ci. Le système optique de mesure tridimensionnelle est par exemple monté sur des rails de guidage 10 en étant motorisé. Le déplacement de ce système est contrôlé par une unité de traitement (non représentée). Ce système comporte de préférence une source laser 11 projetant à la verticale de la surface à mesurer un trait laser visible 12 par l'intermédiaire d'un élément optique 13 permettant de générer un trait à partir d'un faisceau laser, par exemple rouge ou vert, et deux caméras CCD 14, 15 disposées symétriquement par rapport à un plan vertical contenant le trait laser. L'utilisation de ces deux caméras 14, 15 permet d'éviter que certaines parties de la surface de la semelle soient à l'ombre du trait laser. Ces caméras 14, 15 sont également inclinées par rapport à la verticale, par exemple d'un angle compris entre 20 et 40 , et encore mieux d'un angle de 30 . Un cache peut être placé entre chaque caméra 14, 15 et la source laser 11 de manière à protéger les caméras des éventuelles réflexions parasites. L'unité de traitement reçoit des signaux de mesure du système optique de mesure tridimensionnelle. Cette unité peut émettre des signaux de commande au robot multiaxial 4 pour encoller une partie de la surface de la semelle 9. Cette partie est par exemple une bande 16 située à une distance d du pourtour de la semelle 9 et qui suit le pourtour de cette semelle en lui étant parallèle. Cette distance d est par exemple supérieure à 3 mm et la bande peut avoir une largeur comprise entre 1 et 5 mm. Cette bande d'encollage 16 détermine ainsi une trajectoire théorique que doit suivre l'élément d'encollage lors de son déplacement sur la surface de la 7 semelle 9 à encoller. Cette trajectoire théorique est déterminée par l'unité de traitement à partir des données mesurées par le système optique de mesure tridimensionnelle de la semelle dans un système de référence (X, Y, Z) lié au support de travail 7, cette mesure étant stockée dans au moins un fichier de données sur une unité de stockage. Cette unité de stockage peut comporter un ensemble de fichiers préalablement enregistrés, chacun de ces fichiers contenant des informations relatives à un type d'encollage donné (encollage sur semelle plane, semelle cuvette, double encollage, vitesse d'encollage, distance de retrait de la bande d'encollage par rapport au pourtour de la semelle). L'unité de traitement peut charger à partir de l'unité de stockage un fichier relatif à l'encollage à réaliser, les informations fournies par ce fichier étant utiliser pour déterminer la trjactoire théorique 16 à partir de la forme réelle de la surface de la semelle 9 tel que mesurée par le système optique de mesure tridimensionnelle et stockée dans au moins un fichier de données sur l'unité de stockage. Une fois la trajectoire d'encollage 16 déterminée, le robot multiaxial 4 déplace l'élément d'encollage sur la surface à encoller. L'invention concerne enfin une machine pour encoller et monter un article chaussant. Cette machine comprend une machine pour encoller la surface d'une semelle d'un article chaussant telle que décrite précédemment et un second robot multiaxial ayant à son extrémité un élément de préhension pour amener la semelle encollée vers une forme. La forme comprend une planche de forme. Cette forme peut être aspirante et elle est alors reliée à un circuit de pompage. Sur la forme, une tige et une première ont été préalablement assemblées. Le second robot dépose la surface encollée de la semelle sur l'ensemble tige/première. Puis la forme aspirante est déplacée en translation par un bras télescopique vers une machine de montage. Cette machine de montage comprend une ouverture pour permettre l'introduction de la forme dans la machine, un support pour supporter cette forme par une portion de sa surface délimitant la tige de la forme, ce support comprenant un élément d'obturation amovible destiné à supporter la partie antérieure de la forme et à obturer l'ouverture, et un couvercle mobile entre une première position, dite de repos, où le couvercle est relevé pour permettre l'introduction de la forme dans la machine et une deuxième position où ce couvercle est rabattu sur le support, le couvercle comportant une membrane destinée à venir en contact avec la forme pour exercer une pression uniforme P sur l'article chaussant ainsi assemblé, 8 De préférence, le bras introduit la forme dans le support de la machine à une hauteur légèrement supérieure à celle du support pour éviter que le support n'endommage la tige de l'article chaussant ainsi assemblé. Une fois au-dessus de sa position finale sur le support, la forme est abaissée par déplacement vertical du bras. II peut s'agir également d'une combinaison de translations verticales et d'une rotation réalisée par un bras articulé motorisé entre deux postes. Cette machine peut avantageusement comporter deux ou plusieurs ouvertures, avec les supports et couvercles correspondants pour traiter plusieurs formes à la fois.10 REVENDICATIONS 1. Procédé pour encoller la surface d'une semelle d'un article chaussant, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes : a) on positionne ladite semelle (9) dans un système de référence (X, Y, Z), b) on détermine la position tridimensionnelle de la surface à encoller de ladite semelle (9) dans ledit système de référence par un système de mesure optique (11-15), c) on encolle une partie au moins de ladite surface à l'aide d'un élément d'encollage monté sur une partie porte-outil d'un robot multiaxial (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que préalablement à l'étape b), on maintient en position ladite semelle (9) par aspiration sur un support de travail (7), 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'après l'étape b), on enregistre la position tridimensionnelle de ladite surface dans au moins un fichier de données sur une unité de stockage. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que préalablement à l'étape c), on détermine une trajectoire théorique (16) que doit suivre ledit élément d'encollage sur ladite surface. 5. Procédé selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que pour déterminer ladite trajectoire théorique (16), on utilise un fichier de données comprenant les caractéristiques de l'encollage préalablement enregistré sur ladite unité de stockage et ledit fichier de données comprenant la position tridimensionnelle de la surface de la semelle (9) à encoller. 6. Machine conçue pour la mise en oeuvre du procédé pour encoller la surface d'une semelle (9) d'un article chaussant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend : - un robot multiaxial (4) comprenant une partie porte-outil recevant un élément d'encollage, ledit élément d'encollage étant déplaçable suivant au moins deux axes (X, Y), - un système optique de mesure tridimensionnelle (11-15) de la surface à encoller de ladite semelle (9), - des moyens pour déplacer ledit système optique de mesure tridimensionnelle (11-15) au-dessus d'un support de travail (7) destiné à recevoir ladite semelle (9) à encoller, et - une unité de traitement recevant des signaux de mesure dudit système, ladite unité envoyant des signaux de commande audit robot multiaxial (4) pour 10 encoller une partie de ladite surface. 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit système optique de mesure tridimensionnelle comporte au moins une caméra CCD (14, 15) et une source laser (11, 13) émettant un faisceau laser formant un trait d'impact (12) visible au moins sur la surface à encoller. 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit système comprend deux caméras (14, 15) placées symétriquement par rapport à un plan vertical contenant le trait laser, lesdites caméras (14, 15) étant inclinées d'un angle compris entre 20 et 40 par rapport à la verticale. 9. Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de maintien en position temporaire de ladite semelle (9) à encoller sur un support de travail. 10. Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de défilement de semelles le long d'un axe de déplacement. 11. Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité de stockage comportant un ensemble de fichiers préalablement enregistrés, chacun desdits fichiers contenant des informations relatives à des types d'encollage. 12. Machine pour encoller et monter un article chaussant comprenant une machine pour encoller la surface d'une semelle (9) d'un article chaussant selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, et un second robot multiaxial ayant à son extrémité un élément de préhension pour amener ladite semelle (9) encollée vers une forme.