Brevet FR3162054A1 — publié le 20251114

La présente invention concerne une machine à coudre robotisée pour le piquage de pièces de produits manufacturés en peau, en cuir et en matières synthétiques, spécialement adaptée à la couture automatique à un seul fil de produits semi-finis tels que des pièces de ceintures, passants, bandoulières et similaires, comprenant : un tendeur de fil (16) autour duquel est enroulé le fil de couture (26) qui se déroule d’une bobine (18) ; un chariot (22) se déplaçant horizontalement pourvu à son extrémité libre d’un crochet (24) ; une pince dans laquelle est placé un produit semi-fini (14) à coudre ; une aiguille (38) à l’extrémité inférieure de laquelle est formé un chas ouvert (48) d’accrochage pour le fil (26) ; un plateau rotatif (42) muni d’une tourelle (44) s’étendant verticalement ; une tige (50) repliée à son extrémité supérieure pour former un crochet (52) ; un organe de coupe (54) formant ciseaux pour couper le fil (26) ; une barre mobile (60) avec une griffe (58) d’extrémité pour tendre le fil (26). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 Machine à coudre robotisée pour le piquage de pièces de produits manufacturés en peau, en cuir et en matières synthétiques La présente invention concerne une machine à coudre robotisée pour le piquage de pièces et composants de produits manufacturés en peau, en cuir et en matières synthétiques. Plus particulièrement, la présente invention concerne une machine à coudre robotisée spécialement adaptée à la couture automatique à un seul fil de produits semi-finis tels que des pièces de ceintures, des passants, des bandoulières et similaires. Il est connu que, dans le secteur de la fabrication industrielle de produits de maroquinerie, des machines et équipements spécifiques sont utilisés pour effectuer, avec des séquences entièrement ou partiellement automatiques, les différentes opérations requises sur les produits semi-finis. Par exemple, on connaît d’après EP 3 177 762 une méthode de couture d’un composant interne comprenant les étapes de perçage du tissu avec un poinçon pour former une perforation, de retrait du poinçon, d’insertion d’une aiguille pour saisir un fil, de traction dudit fil en créant une boucle et de répétition des étapes jusqu’à ce qu’un nombre prédéterminé de points soit appliqué. D’après DE 10 2007 019521, on connaît un dispositif pour appliquer un revêtement en cuir sur un volant de voiture, comprenant deux unités de couture à aiguille simple et un support pour ledit revêtement en cuir. Une première tête fait avancer l’aiguille à travers le cuir, où elle est reçue par la deuxième tête de couture. Le brevet français no FR 862.401 décrit en revanche des perfectionnements apportés à une machine à coudre, concernant notamment les dispositifs pour manipuler et tendre le fil ainsi que pour le couper ; ces dispositifs comprennent un tendeur destiné à enrouler le fil autour de la tige de l’aiguille. Cependant, dans certains cas, l’intervention manuelle et exclusive d’un opérateur est requise, car aucune autre solution n’est disponible ou adaptée. Un exemple de ces circonstances est représenté par les bandes de matériau qui doivent être reliées de manière stable aux extrémités libres avec des coutures précises, pour former des passants de ceintures, des lanières et des bandoulières de sac. Pour réaliser ces coutures, il faut faire appel à des opérateurs qui, sur les machines à coudre connues, suivent entièrement et à la main les différentes étapes du travail, à commencer par l’assemblage précis de deux bandes de matériau, ou par le repliage sur elle-même d’une seule bande à stabiliser dans une pince, et par la tension du fil ; tout cela entraîne inévitablement des opérations longues, souvent incompatibles avec d’autres processus réalisés avec des machines automatiques sur le même produit manufacturé. Cela peut facilement entraîner un manque de coordination entre les étapes du processus et un ralentissement opérationnel, au détriment de l’efficacité de la production. Il faut ajouter que le recours obligatoire à la main-d’œuvre pour réaliser ces coutures entraîne un coût non négligeable, ainsi que des difficultés et une fatigue continues de l’opérateur qui doit souvent intervenir sur des matériaux rigides et d’épaisseur considérable. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients susmentionnés. Plus particulièrement, la présente invention a pour objet de prévoir une machine à coudre robotisée capable de remplacer presque intégralement l’opérateur pour réaliser automatiquement une ou plusieurs coutures sur les produits semi-finis du type susmentionné. Un autre objet de l’invention est de fournir une machine à coudre robotisée capable d’effectuer les coutures extrêmement rapidement et avec une précision absolue. Un autre objet de l’invention est de mettre à la disposition des utilisateurs une machine à coudre robotisée capable de garantir un niveau élevé de résistance et de fiabilité dans le temps, et pouvant en outre être réalisée facilement et économiquement. Ces objets ainsi que d’autres sont atteints par une machine à coudre robotisée pour le piquage de pièces de produits manufacturés en peau, en cuir et en matières synthétiques, spécialement adaptée à la couture automatique à un seul fil de produits semi-finis tels que des pièces de ceintures, passants, bandoulières et similaires, la machine à coudre comprenant : - un tendeur de fil autour duquel est enroulé le fil de couture qui se déroule d'une bobine; - un chariot se déplaçant horizontalement pourvu à son extrémité libre d'un crochet; - une pince dans laquelle est placé un produit semi-fini à coudre ; - une aiguille à l'extrémité inférieure de laquelle est formé un chas ouvert d'accrochage pour le fil; - un plateau rotatif muni d'une tourelle s'étendant verticalement ; - une tige repliée à son extrémité supérieure pour former un crochet ; - un organe de coupe formant ciseaux pour couper le fil ; - une barre mobile avec une griffe d'extrémité pour tendre le fil ; et - un robot pour piloter les différentes étapes de processus. Selon un mode de réalisation, le tendeur de fil est formé d'un corps sensiblement cylindrique, associé à une plaquette pourvue d'un orifice dans lequel est inséré le fil. Selon un mode de réalisation, ledit chariot se déplaçant horizontalement met en prise ledit fil pour le tendre en reculant. Selon un mode de réalisation, la pince dans laquelle est positionné le produit semi-fini à coudre est formée de plaquettes supérieure et inférieure superposées, pourvues de rainures traversantes respectives à travers lesquelles on insère l'aiguille. Selon un mode de réalisation, le produit semi-fini est constitué d'une bande de matériau repliée sur elle-même et cousue à un seul fil ou de deux bandes de matériau superposées à assembler par couture à un seul fil. Selon un mode de réalisation, ladite aiguille est portée par un mandrin déplacé verticalement et rotatif. Selon un mode de réalisation, la tourelle du plateau rotatif est pourvue à son extrémité supérieure d'un corps profilé solidaire destiné à intercepter le fil, ce dernier étant en outre mis en tension par un crochet, formé à l'extrémité supérieure d'une tige, et stabilisé par des moyens de blocage formant pince. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de blocage formant pince du fil comprennent un actionneur pneumatique coopérant avec une plaquette. Les caractéristiques constructives et fonctionnelles de la machine à coudre robotisée de la présente invention seront mieux comprises à la lecture de la description ci-après, dans laquelle il est fait référence aux planches de dessins annexées qui en représentent un mode de réalisation préféré et non limitatif et sur lesquelles : la FIG. 1 représente schématiquement la machine à coudre robotisée de l’invention avec le fil inséré dans le tendeur de fil ; la FIG. 2 représente schématiquement la même machine à coudre, dans laquelle un dispositif se déplaçant horizontalement accroche le fil qui fait saillie du tendeur de fil ; la FIG. 3 représente schématiquement la même machine à coudre dans laquelle le dispositif se déplaçant horizontalement recule en tirant sur le fil ; la FIG. 4 représente schématiquement la même machine à coudre, dans laquelle l’aiguille commence à descendre pour percer le matériau ; la FIG. 5 représente schématiquement l’aiguille qui a percé le matériau ; la FIG. 6 représente schématiquement un dispositif qui, relié à une plaque rotative, saisit le fil et un élément recourbé à mouvement vertical qui se déplace vers le haut et accroche ledit fil ; la FIG. 7 représente schématiquement l’élément recourbé qui s’abaisse en entraînant avec lui le fil qui traverse un dispositif de coupe formant ciseaux ; la FIG. 8 représente schématiquement le fil coupé et prêt pour la couture, tandis que l’aiguille se soulève en entraînant avec elle le fil ; la FIG. 9 représente schématiquement l’aiguille qui recule en se déplaçant le long d’une rainure, la FIG. 10 représente schématiquement l’aiguille qui redescend, tandis que la plaque rotative revient en position initiale ; la FIG. 11 représente schématiquement un dispositif recourbé à l’extrémité qui coulisse dans la direction de l’aiguille pour saisir le fil ; la FIG. 12 représente schématiquement le dispositif recourbé qui prend le fil de l’aiguille ; la FIG. 13 représente schématiquement le dispositif recourbé à l’extrémité qui recule en entraînant le fil ; la FIG. 14 représente schématiquement une plaquette mobile dans le sens vertical qui, en se soulevant, bloque le fil ; la FIG. 15 représente schématiquement l’aiguille qui redescend pour commencer un nouveau cycle de couture ; la FIG. 16 représente schématiquement la même aiguille qui perce le matériau pour démarrer un nouveau cycle ; la FIG. 17 représente schématiquement trois variantes de types de coutures à seul un fil réalisables avec la machine à coudre robotisée de l’invention. En référence initiale aux figures 1 et 2, la machine à coudre robotisée de l’invention, dont les composants opérationnels essentiels sont désignés de manière générale en 10 sur la FIG. 1 , comprend un robot 12 par exemple du type Scara pour le pilotage des différentes étapes de processus ; ces étapes se rapportent à la couture d’une bande 14 de matériau, repliée sur elle-même pour faire correspondre les extrémités opposées qui sont assemblées l’une à l’autre par la couture, pour former un passant. La machine à coudre est équipée d’un corps cylindrique 16, ou tendeur de fil, autour duquel le fil, qui se déroule d’une bobine 18, est enroulé et enfilé dans l’orifice d’une plaquette 20 d’où il fait saillie par le bas ; c’est la seule opération nécessitant l’intervention de l’opérateur au début du premier processus, en plus du placement de la ou des bandes de matériau 14 dans la pince, et qui ne nécessitera pas d’activités manuelles supplémentaires sauf lorsque la bobine de fil sera terminée et devra être remplacée. Un chariot 22 se déplaçant horizontalement est pourvu à son extrémité libre d’un crochet 24 qui, à la suite de l’avancement dudit chariot, saisit le fil indiqué en 26, comme sur la FIG. 2 ; ce dernier est alors amené à reculer sous l’effet du retour ultérieur du chariot 22 dans sa position initiale ( FIG. 3 ). Les deux nouvelles bandes de matériau 14 sont maintenues par une pince et sont positionnées par l’opérateur qui a préalablement retiré les deux autres bandes de matériau 14 assemblées à la fin de la couture. Ladite pince, visible par exemple sur les figures 5 et 11, est constituée de plaquettes supérieure 30 et inférieure 32 superposées, pourvues de rainures traversantes 34, 36 respectives à travers lesquelles on insère une aiguille 38, portée par un mandrin 40 mobile verticalement et rotatif ; l’aiguille 38 descend en direction de la bande de matériau 14 en la perçant et en sortant de la rainure 36 de la plaquette inférieure 32. Un chas ouvert 48, formé à l’extrémité de l’aiguille 38 (figures 13 et 14), sert d’accroche pour le fil 26, comme spécifié plus loin. La machine à coudre de l’invention comprend en outre un plateau rotatif 42, placé en dessous du chariot 22 et pourvu d’une tourelle 44 qui se déploie verticalement et porte à son extrémité supérieure un corps solidaire en forme de sablier 46 destiné à intercepter le fil 26 au moment où le plateau 42 effectue une rotation partielle dans le sens horaire, comme le montre la FIG. 6 ; lors de cette rotation, le fil 26 rencontre l’aiguille 38, faisant saillie de la plaquette inférieure 32, au niveau du chas ouvert 48 dans lequel il s’engage. Ladite machine à coudre est en outre pourvue d’une tige 50 qui est repliée à l’extrémité supérieure pour former un crochet 52 ; ce dernier qui, en position de repos, se trouve à proximité du plateau rotatif 42 ( FIG. 3 ), est soulevé pour accrocher le fil 26 ( FIG. 6 ). L’abaissement ultérieur de la tige 50 entraîne le fil 26 entre les lames d’un organe de coupe 54 formant ciseaux dont la machine à coudre est équipée, comme le montrent les figures 7 et 8. Le fil 26, qui est coupé sur mesure à la longueur programmée et adaptée pour pouvoir réaliser un ou plusieurs enroulements de couture autour de la bande de matériau 14, est alors séparé de la bobine 18 et l’aiguille 38 est amenée à remonter en sortant à la fois des rainures 34 et 36 des plaquettes 30 et 32 qui définissent la pince, et de la bande de matériau 14 ; en même temps, l’aiguille 38 entraîne dans son soulèvement le fil 26 engagé dans son chas ouvert 48, comme le montrent les figures 7 et 8. Ladite aiguille 38 est amenée à reculer le long de la rainure 30 de la plaquette supérieure 30, en entraînant le fil 26 et en formant sur celui-ci une boucle 56, comme le montre la FIG. 9 ; le plateau rotatif 42 revient en position initiale, par rotation partielle dans le sens antihoraire, comme le montrent les figures 10 et 11. L’aiguille 38 est amenée à reculer d’une distance déterminée, par exemple égale à 10 mm, pour redescendre en traversant la bande de matériau 14 dans une position différente de la position précédente et en emportant avec elle la boucle 56 formée précédemment, qui se trouve par conséquent en dessous de la plaquette inférieure 32, comme le montre la FIG. 12 . Dans la boucle 56 s’insère une griffe 58 présente à l’extrémité d’une barre mobile 60 qui, en reculant, met le fil 26 en tension à partir de la boucle 56 ( FIG. 13 ) ; l’opération est rendue possible par la rotation préalable de l’aiguille 38 qui libère le fil 26 du chas ouvert 48 de ladite aiguille. Celle-ci est alors amenée à remonter comme le montre la FIG. 14 , tandis que le fil 26 amené à reculer par la griffe 50 est bloqué par pincement entre la tête d’un actionneur pneumatique 62 et une plaquette 62’ située au-dessus ; l’actionneur pneumatique 62 est déplacé vers le haut en direction de ladite plaquette 62’ au moyen de pistons conventionnels ( FIG. 14 ). L’opération de couture peut alors être répétée à partir de la situation illustrée sur la FIG. 9 . La FIG. 17 illustre trois types de coutures à un seul fil réalisables avec la machine à coudre robotisée de l’invention. La couture indiquée par (1) est à l’extérieur du matériau 14, tandis que la couture indiquée par (2) est à l’intérieur du matériau 14 ; la couture indiquée par (3) est du type en croix, à l’extérieur du matériau 14 et idéale pour les passants. Tous les mouvements des différents organes et dispositifs de la machine à coudre sont pilotés par le robot 12 au moyen d’actionneurs pneumatiques ou similaires. Comme on peut le constater d’après ce qui précède, les avantages procurés par l’invention sont évidents. La machine à coudre robotisée de la présente invention permet d’effectuer facilement, rapidement et sans nécessiter d’interventions substantielles de l’opérateur la couture simple ou multiple à un seul fil sur des produits manufacturés en peau, en cuir et en matières synthétiques tels que des passants de ceinture. Les économies pouvant être réalisées grâce à la vitesse de travail de la machine à coudre et à l’élimination des problèmes liés à la fatigue de l’opérateur lors d’un travail sur des matériaux durs et d’une épaisseur considérable sont également avantageuses. Bien que la présente description ait été effectuée en référence à un mode de réalisation donné à titre d’exemple, l’homme du métier reconnaîtra que de nombreuses modifications pourront être apportées à la forme et aux détails sans s’écarter de l’objet des revendications ; la présente description est manifestement destinée à être la plus large possible. Par exemple, en l’absence d’indications spécifiques contraires, les revendications comprenant un seul élément particulier s’appliquent également à une pluralité de ces éléments particuliers. Machine à coudre robotisée pour le piquage de pièces de produits manufacturés en peau, en cuir et en matières synthétiques, spécialement adaptée à la couture automatique à un seul fil de produits semi-finis tels que des pièces de ceintures, passants, bandoulières et similaires, caractérisée en ce qu'elle comprend : un tendeur de fil (16) autour duquel est enroulé le fil de couture (26) qui se déroule d'une bobine (18) ; un chariot (22) se déplaçant horizontalement pourvu à son extrémité libre d'un crochet (24) ; une pince dans laquelle est placé un produit semi-fini (14) à coudre ; une aiguille (38) à l'extrémité inférieure de laquelle est formé un chas ouvert (48) d'accrochage pour le fil (26) ; un plateau rotatif (42) muni d'une tourelle (44) s'étendant verticalement ; une tige (50) repliée à son extrémité supérieure pour former un crochet (52) ; un organe de coupe (54) formant ciseaux pour couper le fil (26) ; une barre mobile (60) avec une griffe (58) d'extrémité pour tendre le fil (26) ; et un robot (12) pour piloter les différentes étapes de processus. Machine à coudre robotisée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tendeur de fil (16) est formé d'un corps sensiblement cylindrique, associé à une plaquette (20) pourvue d'un orifice dans lequel est inséré le fil (26). Machine à coudre robotisée selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit chariot se déplaçant horizontalement met en prise ledit fil (26) pour le tendre en reculant. Machine à coudre robotisée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pince dans laquelle est positionné le produit semi-fini (14) à coudre est formée de plaquettes supérieure (30) et inférieure (32) superposées, pourvues de rainures traversantes (34), (36) respectives à travers lesquelles on insère l'aiguille (38). Machine à coudre robotisée selon la revendication 4, caractérisée en ce que le produit semi-fini (14) est constitué d'une bande de matériau repliée sur elle-même et cousue à un seul fil ou de deux bandes de matériau superposées à assembler par couture à un seul fil. Machine à coudre robotisée selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite aiguille (38) est portée par un mandrin (40) déplacé verticalement et rotatif. Machine à coudre robotisée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tourelle (44) du plateau rotatif (42) est pourvue à son extrémité supérieure d'un corps profilé solidaire (46) destiné à intercepter le fil (26), ce dernier étant en outre mis en tension par un crochet (52), formé à l'extrémité supérieure d'une tige (50), et stabilisé par des moyens de blocage pinçant le fil (26). Machine à coudre robotisée selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens de blocage pinçant le fil (26) comprennent un actionneur pneumatique (62) coopérant avec une plaquette (62').