Brevet FR3132040A1 — publié le 20230728

Procédé de pilotage automatique d’un déclenchement d’un affûtage du fil tranchant d’une lame de coupe pour machine de coupe L’invention concerne un procédé de pilotage automatique d’un déclenchement d’un affûtage du fil tranchant d’une lame de coupe pour machine de coupe, comprenant la détermination (S02) de composantes d’un torseur d’actions mécaniques au point de guidage de la lame de coupe dans le repère de la lame, la détermination (S03) d’une valeur de seuil admissible pour une variable établie à partir de l’une au moins des composantes du torseur d’actions mécaniques et en fonction de paramètres géométriques de la lame de coupe et de caractéristiques d’épaisseur et de matière du matelas à découper, le suivi au cours de la coupe du matériau de variations d’amplitudes de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil, et le déclenchement automatique (S07) d’une alerte pour solliciter un cycle d’affûtage du fil tranchant de la lame de coupe dès que l’amplitude de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil atteint ladite valeur de seuil. Figure pour l’abrégé : Fig. 1. Procédé de pilotage automatique d’un déclenchement d’un affûtage du fil tranchant d’une lame de coupe pour machine de coupe La présente invention se rapporte au domaine général de la découpe automatique par une lame vibrante d’un matelas de matière souple placé sur une table de coupe et se présentant sous forme d’un pli unique ou d’un empilement de plis. Elle concerne plus précisément le pilotage automatique d’un déclenchement d’une opération d’affûtage du fil tranchant de la lame de coupe équipant de telles machines de coupe. Un domaine d’application de l’invention est celui de la découpe automatique de pièces dans une matière souple textile ou non textile (comme le cuir), en particulier dans l’industrie de la confection, de l’ameublement ou de la sellerie automobile. Un procédé connu pour la découpe automatique de pièces dans une matière souple consiste à amener la matière sur un support de coupe fixe ou mobile de la table de coupe, sous la forme d’un pli unique ou d’un empilement de plis formant un matelas, et à découper les pièces au moyen d’une tête de coupe se déplaçant au-dessus du support de coupe de la table selon un programme de placement préalablement défini. Typiquement, la tête de coupe d’une telle machine est formée d’une lame en acier qui est mise en vibration verticalement selon le sens de son fil tranchant afin de découper la matière. Un guide lame tournant sert de glissière à la lame et assure sa rotation. Il est par ailleurs connu que la lame de coupe perd son pouvoir tranchant à mesure que l’opération de coupe se déroule de sorte qu’il est nécessaire d’effectuer régulièrement des opérations d’affûtage de son fil tranchant. A cet effet, la tête de coupe peut être équipée d’un système d’affûtage automatique composé de deux ou trois bandes abrasives. Quand une opération d’affûtage est déclenchée, la lame remonte et les bandes abrasives du système d’affûtage viennent affuter les deux faces du tranchant de la lame afin d’en reformer le fil. Ces opérations d’affûtage sont généralement périodiques et réparties dans le temps de façon linéaire tout au long de la durée de vie de la lame, indépendamment de l’état réel de son fil tranchant. La fréquence d’affûtage est le plus souvent déterminée de façon empirique en tenant notamment compte de la nature du matériau découpé et l’usure de la lame qui est générée par une opération d’affûtage. Cette dernière correspond à une perte de matière et est déterminée expérimentalement par une loi d’abrasion en fonction du nombre d’affûtages, de la dimension de la lame et du type de bande abrasive utilisée. La position du fil tranchant est calculée en fonction du nombre de cycles d’affûtages réalisés. Cette méthode empirique pour déterminer la fréquence d’affûtage de la lame de coupe n’est pas optimale. En effet, cette méthode ne permet pas de prendre en compte la variabilité du pouvoir abrasif tout au long de la durée de vie des bandes d’affûtage. Le pouvoir abrasif initial des bandes ainsi que la dureté et la géométrie des lames de coupe n’étant pas identiques d’une lame à l’autre ou d’un jeu de bande à l’autre, la méthode empirique ne permet pas de prendre en compte ces variabilités. Compte tenu de la diversité des matériaux découpés, la méthode empirique nécessite de nombreux essais à mettre en œuvre afin de déterminer le meilleur jeu de paramètres pour chaque triplet matière/bande/lame ou de limiter les choix en conservant un seul jeu de paramètres pour plusieurs matériaux limitant de ce fait les apports d’un paramétrage optimal. La présente invention a donc pour but principal de proposer un procédé permettant de piloter de façon automatique le déclenchement des affûtages du fil tranchant d’une lame de coupe. Conformément à l’invention, ce but est atteint grâce à un procédé de pilotage automatique d’un déclenchement d’un affûtage du fil tranchant d’une lame de coupe pour machine de coupe d’un matelas de matière souple, comprenant : la détermination de composantes d’un torseur d’actions mécaniques au point de guidage de la lame de coupe dans le repère de la lame, les composantes comprenant : l’effort frontal, l’effort latéral, l’effort vertical, le moment de roulis, le moment de tangage, et le moment de lacet de la lame de coupe ; la détermination d’une valeur de seuil admissible pour une variable établie à partir de l’une au moins des composantes du torseur d’actions mécaniques et en fonction de paramètres géométriques de la lame de coupe et de caractéristiques d’épaisseur et de matière du matelas à découper ; le suivi au cours de la coupe du matériau de variations d’amplitudes de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil ; et le déclenchement automatique d’une alerte pour solliciter un cycle d’affûtage du fil tranchant de la lame de coupe dès que l’amplitude de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil atteint ladite valeur de seuil. Le procédé selon l’invention est remarquable en ce qu’à partir des composantes du torseur d’actions mécaniques au point de guidage de la lame de coupe, il est possible de piloter de façon automatique les déclenchements d’opération d’affûtage. Les inventeurs ont en effet mis en évidence l’existence d’une relation entre la nature globale du torseur d’actions mécaniques au point de guidage de la lame et l’état de celle-ci. Le torseur d’actions mécaniques identifie les efforts subis par la lame dans les trois directions. Il est déterminé à partir de mesures provenant d’un dynamomètre installé dans le pied presseur de la tête de coupe et tel que décrit dans la demande de brevet FR 3,108,542. Le procédé selon l’invention permet ainsi de déclencher un affûtage du fil tranchant de la lame uniquement et dès que l’état du fil tranchant le nécessite. Il en résulte des gains de productivité, une prise en compte des variabilités (dureté, géométries, composition, fabrication,…) des lames et des bandes d’affûtage voire des composants mécaniques situés dans l’environnement de ces consommables, une simplification du paramétrage des cycles d’affûtage pour les opérateurs.. Selon un mode de réalisation, la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil correspond à la composante d’effort vertical de la lame de coupe. Dans ce mode de réalisation, la variation d’amplitude de l’effort vertical de la lame de coupe au cours de la coupe du matériau est avantageusement donnée par l’équation suivante : dans laquelle Fz est l’amplitude de l’effort vertical de la lame de coupe, My est l’amplitude du moment de tangage de la lame de coupe, F x est l’amplitude de l’effort frontal de la lame de coupe, F Y est l’amplitude de l’effort latéral appliqué à la lame, et L est l’épaisseur du matelas à découper. Selon un mode de réalisation, la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil correspond à une inclinaison de l’axe central de la lame de coupe par rapport à l’axe vertical, les variations d’inclinaison de l’axe central de la lame de coupe par rapport à l’axe vertical étant calculées à partir de l’ensemble des valeurs des composantes du torseur d’actions mécaniques. Dans cet autre mode de réalisation, les variations d’inclinaison de l’axe central de la lame de coupe par rapport à l’axe vertical sont calculées, pour chaque point P de coordonnées Pt xi , Pt yi , Pt zi de l’axe central, par l’équation suivante : avec m représentant le nombre de points d’acquisition par mesure. De façon avantageuse, le procédé comprend en outre la comparaison des amplitudes de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil avant et après un cycle d’affûtage du fil tranchant de la lame de coupe afin de déterminer si les bandes d’affûtage de l’outil d’affûtage ont besoin d’être remplacées. En effet, il a été également constaté par les inventeurs que la capacité de régénération du fil tranchant par les bandes d’affûtage diminue en fonction du nombre d’opérations d’affûtage réalisées, ce qui se traduit par une valeur de la variable utilisée après affûtage qui est de moins de moins en éloignée de la valeur de seuil. Cette étape supplémentaire du procédé permet ainsi de déterminer le moment où les bandes d’affûtage devront être changées afin de conserver un pouvoir tranchant compatible avec les exigences de qualité et de ne pas augmenter de façon significative la fréquence des affûtages qui pénalisent la productivité des machines de coupe. Dans ce cas, le procédé peut comprendre en outre le déclenchement automatique d’une alerte pour solliciter le changement des bandes d’affûtage de l’outil d’affûtage dès que la différence entre l’amplitude de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil après un cycle d’affûtage et l’amplitude de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil avant l’opération d’affûtage devient inférieur à un seuil prédéterminé. De préférence, un cycle d’affûtage comprend avantageusement une phase d’abrasion de chaque côté de la lame de coupe par des bandes d’affûtage afin notamment de diminuer le rayon du fil tranchant et d’augmenter sa rugosité. La est un ordinogramme montrant les différentes étapes du procédé selon l’invention. Les figures 2A, 2B et 2C représentent des courbes d’évolution de la composante d’effort vertical de différentes lames de coupe. La représente des courbes d’évolution de l’inclinaison de l’axe central de la lame de coupe par rapport à l’axe vertical. Procédé de pilotage automatique d’un déclenchement d’un affûtage du fil tranchant d’une lame de coupe pour machine de coupe d’un matelas de matière souple, comprenant : la détermination (S02) de composantes d’un torseur d’actions mécaniques au point de guidage de la lame de coupe dans le repère de la lame, les composantes comprenant : l’effort frontal, l’effort latéral, l’effort vertical, le moment de roulis, le moment de tangage, et le moment de lacet de la lame de coupe ; la détermination (S03) d’une valeur de seuil admissible pour une variable établie à partir de l’une au moins des composantes du torseur d’actions mécaniques et en fonction de paramètres géométriques de la lame de coupe et de caractéristiques d’épaisseur et de matière du matelas à découper ; le suivi au cours de la coupe du matériau de variations d’amplitudes de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil ; et le déclenchement automatique (S07) d’une alerte pour solliciter un cycle d’affûtage du fil tranchant de la lame de coupe dès que l’amplitude de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil atteint ladite valeur de seuil. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil correspond à la composante d’effort vertical (F Z ) de la lame de coupe. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la variation d’amplitude de l’effort vertical de la lame de coupe au cours de la coupe du matériau est donnée par l’équation suivante : dans laquelle F Z est l’amplitude de l’effort vertical de la lame de coupe, M X est l’amplitude du moment de tangage de la lame de coupe, F X est l’amplitude de l’effort frontal de la lame de coupe, F Y est l’amplitude de l’effort latéral appliqué à la lame, et L est l’épaisseur du matelas à découper. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil correspond à une inclinaison de l’axe central de la lame de coupe par rapport à l’axe vertical, les variations d’inclinaison de l’axe central de la lame de coupe par rapport à l’axe vertical étant calculées à partir de l’ensemble des valeurs des composantes du torseur d’actions mécaniques. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les variations d’inclinaison de l’axe central de la lame de coupe par rapport à l’axe vertical sont calculées, pour chaque point P de coordonnées Pt X i , Pt Y i , Pt Z i de l’axe central, par l’équation suivante : dans laquelle m représente le nombre de points d’acquisition par mesure. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre la comparaison des amplitudes de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil avant et après un cycle d’affûtage du fil tranchant de la lame de coupe afin de déterminer si les bandes d’affûtage de l’outil d’affûtage ont besoin d’être remplacées. Procédé selon la revendication 6, comprenant en outre le déclenchement automatique d’une alerte pour solliciter le changement des bandes d’affûtage de l’outil d’affûtage dès que la différence entre l’amplitude de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil après un cycle d’affûtage et l’amplitude de la variable choisie pour déterminer la valeur de seuil avant l’opération d’affûtage devient inférieur à un seuil prédéterminé. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel un cycle d’affûtage comprend une phase d’abrasion de chaque côté de la lame de coupe par des bandes d’affûtage afin notamment de diminuer le rayon du fil tranchant et d’augmenter sa rugosité.