Brevet FR3104560A1 — publié le 20210618

Dispositif de préhension d’une couche de matériau La présente invention concerne un dispositif de préhension d’une couche de matériau comprenant un système de maintien (16) fixé sur une embase (14). Le système (16) comprend un premier (18) et un deuxième mors (20) disposés en regard l’un de l’autre selon une première direction et comportant chacun une première surface d’appui (24). Au moins un des mors (18, 20) est mobile en translation par rapport à l’embase (14) selon la première direction. Le premier mors (18) est déformable élastiquement. Le système de maintien (16) est déplaçable entre une position ouverte dans laquelle le premier (18) et le deuxième mors (20) sont dans un état non déformé, et une position de maintien dans laquelle les premières surfaces d’appui (24) des premier et deuxième mors (20) sont en appui l’une sur l’autre, le premier mors (18) étant dans un état déformé selon une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à la première direction. Figure pour l'abrégé : figure 1 Dispositif de préhension d’une couche de matériau La présente invention concerne un dispositif de préhension d’une couche de matériau. La couche de matériau est par exemple une couche de matériau de revêtement, d’emballage ou d’ameublement comme par exemple du papier, du tissu, du plastique, du métal, du cuir, du cuir artificiel de la moquette, un produit laminé etc. En particulier, la couche de matériau est par exemple destinée à recouvrir un siège automobile, un élément de garnissage d’un véhicule automobile, le sol d’un véhicule automobile, etc. L’intérieur d’un véhicule automobile comprend des couches de matériaux de natures variées qui confèrent au véhicule un aspect esthétique et mélioratif. Les matériaux utilisés présentent des propriétés très différentes en termes par exemple d’épaisseur, de rugosité, de résistance, etc. Lors de la manutention de la couche de matériau, comme par exemple lors d’une étape de découpage de la couche de matériau aux dimensions souhaitées, certaines propriétés de la couche de matériau comme la rugosité ou l’épaisseur, peuvent rendre la préhension de la couche difficile par un outil de manutention. Ceci peut par exemple entrainer un glissement de la couche de matériau entre les mors de l’outil de manutention ou l’apparition de plis au niveau de la surface maintenue par les mors de l’outil, ce qui complique ensuite l’opération de découpage aux dimensions voulues. L’un des buts de l’invention est de proposer un dispositif de préhension du type précité qui permettent une bonne préhension de la couche de matériau peu importe la nature de la couche de matériau, et plus particulièrement peu importe ses propriétés de rugosité et son épaisseur, tout en évitant la formation de plis au niveau de la surface de maintien. A cet effet, l’invention concerne un dispositif de préhension d’une couche de matériau comprenant : - une embase, - un système de maintien fixé à l’embase, ledit système comprenant au moins un premier mors et un deuxième mors comportant chacun au moins une première surface d’appui, les mors étant disposés en regard l’un de l’autre selon une première direction, au moins un des mors étant mobile en translation par rapport à l’embase selon la première direction, le premier mors étant déformable élastiquement, le système de maintien étant déplaçable entre une position ouverte dans laquelle le premier mors et le deuxième mors sont à l’écart l’un de l’autre, le premier mors étant dans un état non déformé, et une position de maintien dans laquelle les premières surfaces d’appui des premier mors et deuxième mors sont en appui l’une sur l’autre, le premier mors étant dans un état déformé selon une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à la première direction. Ainsi, dans la position de maintien, le premier mors est déformé au contact du deuxième mors et permet d’assurer un bon maintien de la couche de matériau peu importe son épaisseur et sa rugosité. Plus particulièrement, la déformation du premier mors selon la deuxième direction permet d’étirer la couche de matériau selon cette même direction et évite l’apparition de plis au niveau de la surface de maintien. Selon d’autres aspects de l’invention, le dispositif de préhension comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniques possibles : - le premier mors et le deuxième mors sont déformables élastiquement, le premier mors et le deuxième mors étant dans un état déformé dans la position de maintien, - le premier mors présente une dimension selon la deuxième direction, la dimension du premier mors dans la position de maintien étant supérieure à la dimension du premier mors dans la position ouverte, - le premier mors et le deuxième mors sont mobiles en translation par rapport à l’embase selon la première direction et en sens opposés, - le premier mors et/ou le deuxième mors comprennent chacun une deuxième surface d’appui distante de la première surface d’appui selon la deuxième direction, les deuxièmes surface d’appui étant respectivement en appui l’une sur l’autre dans la position de maintien, - le premier mors et/ou le deuxième mors comprennent chacun une troisième surface d’appui centrale disposée entre la première surface d’appui et la deuxième surface d’appui selon la deuxième direction, les troisièmes surfaces d’appui étant en appui l’une sur l’autre dans la position de maintien, - au moins la première surface d’appui du premier mors et du deuxième mors est définie par une pluralité de rainures et de crêtes, - les rainures et les crêtes s’étendent parallèlement les unes aux autres selon des directions formant des angles aigus avec une direction sensiblement perpendiculaire à la deuxième direction, - dans la position de maintien, les crêtes de la première surface d’appui du premier mors coopèrent avec les rainures de la première surface d’appui du deuxième mors et inversement, et/ou - le premier mors et/ou le deuxième mors définissent une surface intérieure destinée à être orientée vers la couche de matériau, ladite surface intérieure présentant une forme concave. D’autres aspects et avantages de l’invention apparaitront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif selon l’invention dans la position ouverte, - la figure 2 est une représentation schématique du dispositif de la figure 1 dans la position de maintien, et - la figure 3 est une représentation en perspective du premier mors du dispositif de la figure 1. Les figures 1 et 2 présentent de manière schématique un dispositif de préhension 10 d’une couche de matériau 12 selon l’invention. La couche de matériau 12 est par exemple une couche de matériau de revêtement comme par exemple du papier, du tissu, du plastique, du métal, du cuir, de la moquette, un produit laminé de type cuir/similicuir avec une couche de mousse de type polyuréthane, etc. En particulier, la couche de matériau 12 est par exemple destinée à recouvrir un siège automobile, un élément de garnissage d’un véhicule automobile, le sol d’un véhicule automobile, etc. La couche de matériau 12 a par exemple une fonction esthétique et/ou d’isolant thermique et/ou d’isolant phonique. La couche de matériau 2 présente par exemple une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 6 mm, par exemple une couche de cuir de 1 mm laminé avec de la mousse polyuréthanne de 2 mm, soit une couche totale de matériau de 3mm. Le dispositif de préhension 10 comprend une embase 14 et un système de maintien 16 fixé à l’embase 14. Le dispositif de préhension 10 permet par exemple d’effectuer diverses opérations au cours de la fabrication d’un élément de garnissage, comme par exemple le découpage de la couche de matériau 12. Le dispositif de préhension 10 permet de maintenir et de tendre la couche de matériau, par exemple dans le cas d’un procédé de couverture d’un élément de support par la couche de matériau, afin d’éviter la formation de plis. En variante ou en complément, le dispositif de préhension 10 permet de déplacer la couche de matériau 12 entre différents postes de travail. Le système de maintien 16 comprend au moins un premier mors 18 et un deuxième mors 20 disposés en regard l’un de l’autre selon une première direction D1. La figure 3 présente un détail d’un mors 18, 20 du dispositif 10 des figures 1 et 2. La couche de matériau 12 est destinée à être maintenue entre le premier mors 18 et le deuxième mors 20. La première direction D1 correspond à une direction d’appui des premier mors 18 et deuxième mors 20 sur la couche de matériau 12. Au moins un des mors 18, 20 est mobile en translation par rapport à l’embase 14 selon la première direction D1. Dans l’exemple des figures 1 et 2, le premier mors 18 et le deuxième mors 20 sont tous les deux mobiles en translation par rapport à l’embase 14 selon la première direction D1 et en sens opposé. Pour ce faire, le dispositif de préhension 10 comprend par exemple deux bras 22 sur lesquels sont fixés respectivement le premier mors 18 et le deuxième mors 20. Le dispositif de préhension 10 comprend alors un dispositif d’actionnement des bras 22 configuré pour déplacer en translation les bras 22, et donc les premier 18 et deuxième mors 20, par rapport à l’embase 14. Par exemple, le dispositif d’actionnement 10 est un dispositif électrique, pneumatique ou hydraulique. Au moins le premier mors 18 est déformable élastiquement. Dans l’exemple des figures 1 et 2, le premier mors 18 et le deuxième mors 20 sont déformables élastiquement. Par déformable élastiquement, on entend que le mors 18, 20 peut se déformer macroscopiquement de manière réversible sous l’effet d’une contrainte mécanique. Le mors 18, 20 retrouve sa forme et sa taille initiales quand la contrainte mécanique n’est plus exercée à condition que la contrainte mécanique ne dépasse pas un seuil prédéterminé. Chaque mors 18, 20 comprend au moins une première surface d’appui 24 en regard l’une de l’autre. Le système de maintien 16 est déplaçable entre une position ouverte (figure 1) dans laquelle le premier mors 18 et le deuxième mors 20 sont à l’écart l’un de l’autre et une position de maintien (figure 2) dans laquelle le premier mors 18 et le deuxième mors 20 enserrent la couche de matériau 12, les surfaces d’appui étant appliquées l’une contre l’autre. Dans la position ouverte, le premier mors 18 et le deuxième mors 20 sont dans un état non déformé. Dans la position de maintien, au moins le premier mors 18 est dans un état déformé selon une deuxième direction D2 sensiblement perpendiculaire à la première direction D1. Dans la position de maintien, la contrainte mécanique exercée entre le premier mors 18 et le deuxième mors 20 est par exemple compris entre 0,015 N.m -2 et 0,25 N.m -2 . Le premier mors 18 et le deuxième mors 20 sont par exemple réalisés en polyuréthane thermoplastique ou TPU en langue anglaise pour « thermoplastic polyurethane ». Ce matériau possède à la fois les propriétés élastiques des élastomères et les propriétés mécaniques des plastiques. Il présente une excellente résistance à l’abrasion et à l’usure. De préférence, le premier mors 18 et le deuxième mors 20 sont fabriqués par fabrication additive encore appelée impression tridimensionnelle. Comme visible plus particulièrement sur la figure 3, chaque mors 18, 20 s’étend principalement selon une direction d’élongation principale L1 dans un plan moyen P d’élongation. Quand le mors 18, 20 est fixé sur le système de maintien 16, la direction d’élongation principale L1 est sensiblement perpendiculaire à la première direction D1. Chaque mors 18, 20 présente une forme générale incurvée selon une direction L2 sensiblement perpendiculaire à la direction d’élongation principale L1, la concavité de la forme incurvée étant destinée à être orientée vers la couche de matériau 12. Chaque mors 18, 20 comprend deux branches 26 s’étendant principalement selon la direction d’élongation principale L1. Chaque branche 26 comprend une extrémité proximale 28 et une extrémité distale 30. Les deux branches 26 sont reliées entre elles par les extrémités proximales 28. Les deux branches 26 présentent une dimension sensiblement identique selon la direction d’élongation principale L1. Les deux branches 26 sont symétriques entre elles par rapport à un plan sensiblement perpendiculaire à la direction d’élongation principale L1. Plus particulièrement, chaque mors 18, 20 présente une surface intérieure 32 destinée à être orientée vers la couche de matériau 12. Ladite surface intérieure 32 présente une forme concave. La surface intérieure 32 comprend la première surface d’appui 24 et une deuxième surface d’appui 34 disposées respectivement à chacune des extrémités du mors 18, 20. Plus particulièrement, chacune des branches 26 du mors 18, 20 comprend respectivement la première surface d’appui 24 et la deuxième surface d’appui 34 disposées à l’extrémité distale 30 de chacune des branches 26. La première surface d’appui 24 et la deuxième surface d’appui 34 sont destinées à être en contact avec la couche de matériau 12. La deuxième surface d’appui 34 est distante de la première surface d’appui 24 selon la direction d’élongation principale L1. Lorsque le mors 18,20 est fixé sur le système de maintien 16, la deuxième direction D2 est sensiblement parallèle ou confondue à la direction d’élongation principale L1. Par exemple, la distance entre la première surface d’appui 24 et la deuxième surface d’appui 34 selon la direction d’élongation principale L1, dans un état non déformé, est comprise entre 40 mm pour des zones à l’accès compliqué et 150 mm pour des zones à l’accès plus facile, par exemple 110 mm. La première surface d’appui 24 et la deuxième surface d’appui 34 ont de préférence une aire sensiblement identique. La première surface d’appui 24 et la deuxième surface d’appui 34 s’étendent par exemple selon une surface moyenne incurvée, de préférence convexe. La première surface d’appui 24 et la deuxième surface d’appui 34 sont symétriques par rapport à un plan sensiblement perpendiculaire à la direction d’élongation principale L1. De préférence, la première surface d’appui 24 et la deuxième surface d’appui 34 sont irrégulières, c’est-à-dire non lisses. Par exemple, la première surface d’appui 24 et la deuxième surface d’appui 34 présentent des aspérités. De préférence, comme visible sur la figure 3, chacune des première surface d’appui 24 et deuxième surface d’appui 34 est définie par une pluralité de rainures 36. Chacune des surface d’appui 24, 34, comprend une pluralité de crêtes 38. Chaque rainure 36 est disposée entre deux crêtes 38. Chaque crête 38 forme un élément en saillie destiné à être orientée vers la couche de matériau 12. Chaque crête 38 comprend une surface intérieure destinée à être en contact avec la couche de matériau 12 sensiblement plane. Par exemple, le nombre de rainures 36 est compris entre 3 et 10, par exemple 6. Les rainures 36 et les crêtes 38 d’une même surface d’appui 24, 34, sont de préférence parallèles entre elles. Les rainures 36 et les crêtes 38 d’une même surface d’appui 24, 34 s’étendent avantageusement selon une direction formant un angle aigu avec la direction d’élongation principale L1 du mors 18, 20. Par exemple, l’angle est compris entre 5 ° et 60°, par exemple 45°. De préférence, la direction d’extension des rainures 36 et des crêtes 38 de la première surface d’appui 24 et la direction d’extension des rainures 36 et des crêtes 38 de la deuxième surface d’appui 34 sont symétriques par rapport à un plan sensiblement perpendiculaire à la direction d’élongation principale L1. Les rainures 36 et les crêtes 38 de la première surface d’appui 24 et de la deuxième surface d’appui 34 respectivement du premier mors 24 et du deuxième mors 34 sont agencées de sorte que dans la position de maintien, les crêtes 38 de la première surface d’appui 24 du premier mors 18 coopèrent avec les rainures 36 de la première surface d’appui 24 du deuxième mors 20 et inversement. De la même manière dans la position de maintien, les crêtes 38 de la deuxième surface d’appui 34 du premier mors 18 coopèrent avec les rainures 36 de la deuxième surface d’appui 24 du deuxième mors 20 et inversement. Par « coopérer », on entend que les crêtes 38 de la première surface d’appui 24/deuxième surface d’appui 34 du premier mors 18 pénètrent au moins partiellement dans les rainures 36 de la première surface d’appui 24/deuxième surface d’appui 34 du deuxième mors 20, en entrainant la couche de matériau 12. Ceci permet d’améliorer la préhension de la couche de matériau 12 dans la position de maintien et permet d’étirer la couche de matériau 12 au niveau de la surface de maintien. Avantageusement, le premier mors 18 et le deuxième mors 20 comprennent chacun une troisième surface d’appui centrale 40 disposée entre la première surface d’appui 24 et la deuxième surface d’appui 34 selon la direction principale d’élongation L1. Les troisième surfaces d’appui 40 sont en appui l’une sur l’autre dans la position de maintien. La troisième surface d’appui 40 de chacun des mors 18, 20 comprend de préférence au moins un orifice traversant 42, par exemple deux orifices traversants 42 comme représentés sur la figure 3, pour permettre la fixation du mors 18, 20 au bras de maintien 22 du système de maintien 16. Le fonctionnement du dispositif de préhension 10 selon l’invention va maintenant être décrit. Une couche de matériau 12 est disposée entre le premier mors 18 et le deuxième mors 20. Le dispositif de maintien 10 est alors dans la position ouverte (figure 1). Le premier mors 18 et le deuxième mors 20 sont dans un état non déformé, ce qui permet de placer la couche de matériau 12 entre les mors et/ou de déplacer les mors via un mouvement de l’embase afin de disposer les mors de chaque côté de la couche de matériau 12 à traiter. Le dispositif d’actionnement des bras 22 est actionné de sorte à ce que le premier mors 18 et le deuxième mors 20 se déplacent en translation par rapport à l’embase 14 selon la première direction D1 en sens opposés. La distance entre le premier mors 18 et le deuxième mors 20 diminue jusqu’à ce que les premier mors 18 et deuxième mors 20 viennent en appui contre la couche de matériau 12 au niveau des première, deuxième et troisième surfaces d’appui 24, 34, 40. La couche de matériau 12 est alors enserrée entre le premier mors 18 et le deuxième mors 20. Le premier mors 18 et le deuxième mors 20 sont alors dans un état déformé. La contrainte mécanique mutuelle exercée sur chacun des mors 18, 20 entraine une déformation de chacun des mors 18, 20 selon la deuxième direction D2. La dimension de chacun des mors 18, 20 selon la deuxième direction D2, c’est-à-dire selon leur direction d’élongation principale L1, dans la position de maintien (figure 1) est supérieure à la dimension de chacun des mors 18, 20 selon la deuxième direction D2 dans la position ouverte (figure 2). Dans la position de maintien, la couche de matériau 12 est maintenue immobile par les troisièmes surfaces d’appui 40 de chacun des premier mors 18 et deuxième mors 20. La couche de matériau 12 est étirée respectivement par les premières surfaces d’appui 24 et deuxièmes surfaces d’appui 34 de chacun des mors 18, 20. La couche de matériau 12 est étirée vers l’extérieur de chacun des mors 18, 20 selon deux direction opposées sensiblement parallèles à la deuxième direction D2. Ainsi, la déformation des mors 18, 20 empêche la formation de pli au niveau de la surface de maintien de la couche de matériau 12. Ceci permet de ne pas abîmer la couche de matériau 12 pendant les opérations de manutention et assure une manutention précise de la couche de matériau 12 dans les différentes étapes de fabrications, notamment lors d’étapes de métrage, de découpage, et/ou de couverture d’un support par la couche de matériau 12, et plus particulièrement lors de l’exécution de coutures de la couche de matériau 12 sur le support. La coopération entre les rainures 36 et les crêtes 38 des premières et deuxièmes surface d’appui 24, 34 de chacun des mors 18, 20 dans la position de maintien entraine l’étirement de la couche de matériau 12. Ainsi, grâce au dispositif 10 selon l’invention, la préhension de la couche de matériau 12 est améliorée peu importe l’épaisseur et la rugosité de la couche de matériau 12. Le dispositif 10 est particulièrement utile dans le cas de revêtement de pièce automobile par une couche de matériau 12 en cuir (naturel ou synthétique) afin de maintenir et d’étirer la couche de matériau 12, pour éviter la formation de plis au moment de la mise en place et fixation de celle -ci sur un son support. Le dispositif 10 permet en outre d’assurer un bon alignement de la couche de matériau 12 par rapport au support, notamment lors de l’exécution d’une couture. Des variantes de réalisations de l’invention vont maintenant être décrits par différences par rapport au mode de réalisation décrit ci-dessus. Selon un deuxième mode de réalisation, seul le premier mors 18 est déformable élastiquement. Le deuxième mors 20 est par exemple indéformable et comprend par exemple une surface intérieure plane. Selon un mode de réalisation, l’embase est mobile et est par exemple lié à un bras robotisé. En variante de l’ensemble des modes de réalisations décrits ci-dessus, un unique mors parmi le premier mors 18 et le deuxième mors 20 est mobile par rapport à l’embase 14 selon la première direction D1. L’autre mors reste immobile lors du passage de la position ouverte vers la position de maintien et inversement. En variante encore à l’ensemble des modes de réalisations décrits ci-dessus, la troisième surface d’appui 40 comprend une surface irrégulière, de référence des rainures par exemple orientées selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction principale d’élongation L1 du mors 18, 20. Dispositif de préhension (10) d’une couche de matériau (12), le dispositif (10) comprenant : - une embase (14), - un système de maintien (16) fixé à l’embase (14), ledit système (16) comprenant au moins un premier mors (18) et un deuxième mors (20) comportant chacun au moins une première surface d’appui (24), les mors (18, 20) étant disposés en regard l’un de l’autre selon une première direction (D1), au moins un des mors (18, 20) étant mobile en translation par rapport à l’embase (14) selon la première direction (D1), le premier mors (18) étant déformable élastiquement, le système de maintien (16) étant déplaçable entre une position ouverte dans laquelle le premier mors (18) et le deuxième mors (20) sont à l’écart l’un de l’autre, le premier mors (18) étant dans un état non déformé, et une position de maintien dans laquelle les premières surfaces d’appui (24) des premier mors (18) et deuxième mors (20) sont en appui l’une sur l’autre, le premier mors (18) étant dans un état déformé selon une deuxième direction (D2) sensiblement perpendiculaire à la première direction (D1). Dispositif (10) selon la revendication 1, dans lequel le premier mors (18) et le deuxième mors (20) sont déformables élastiquement, le premier mors (18) et le deuxième mors (20) étant dans un état déformé dans la position de maintien. Dispositif (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier mors (18) présente une dimension selon la deuxième direction (D2), la dimension du premier mors (18) dans la position de maintien étant supérieure à la dimension du premier mors (18) dans la position ouverte. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le premier mors (18) et le deuxième mors (20) sont mobiles en translation par rapport à l’embase (14) selon la première direction (D1) et en sens opposés. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le premier mors (18) et/ou le deuxième mors (20) comprennent chacun une deuxième surface d’appui (34) distante de la première surface d’appui (24) selon la deuxième direction (D2), les deuxièmes surface d’appui (34) étant respectivement en appui l’une sur l’autre dans la position de maintien. Dispositif (10) selon la revendication 5, dans lequel le premier mors (18) et/ou le deuxième mors (20) comprennent chacun une troisième surface d’appui centrale (40) disposée entre la première surface d’appui (24) et la deuxième surface d’appui (34) selon la deuxième direction (D2), les troisièmes surfaces d’appui (40) étant en appui l’une sur l’autre dans la position de maintien. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel au moins la première surface d’appui (24) du premier mors (18) et du deuxième mors (20) est définie par une pluralité de rainures (36) et de crêtes (38). Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les rainures (36) et les crêtes (38) s’étendent parallèlement les unes aux autres selon des directions formant des angles aigus avec une direction sensiblement perpendiculaire à la deuxième direction (D2). Dispositif (10) selon la revendications 7 ou 8, dans lequel dans la position de maintien, les crêtes (38) de la première surface d’appui (24) du premier mors (18) coopèrent avec les rainures de la première surface d’appui (24) du deuxième mors (20) et inversement. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le premier mors (18) et/ou le deuxième mors (20) définissent une surface intérieure (32) destinée à être orientée vers la couche de matériau (12), ladite surface intérieure (32) présentant une forme concave.