EP1373613B1

EP1373613B1 - Systeme de gestion automatisee de l'etalement d'une nappe textile

Info

Publication number: EP1373613B1
Application number: EP20020706912
Authority: EP
Inventors: Yvan Baudry; Robert Jean; Jean-Pascal Pirodon
Original assignee: Messier Bugatti SA
Current assignee: Safran Landing Systems SAS
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: RU2283382C2; US20020123819A1; WO2002070798A1; HUP0400100A2; DE60235070D1; IL157422A0; UA74241C2; JP4369123B2; CA2439699C; MXPA03007823A; RU2003127061A; CN1494609A; KR100787663B1; CN100379913C; HU228087B1; ATE455197T1; US6687564B2; BR0207431B1; KR20030077648A; EP1373613A1

Description

Domaine de l'invention

La présente invention se rapporte au domaine des structures textiles aiguilletées et elle concerne plus particulièrement un système de gestion automatisée pour l'étalement de câbles destinés à former ces structures textiles.

Art antérieur

Dans les processus industriels d'aiguilletage traditionnel, la nappe textile qui sera aiguilletée et servira par exemple à l'élaboration de pièces de protection utilisées aux températures élevées, est formée à partir de plusieurs câbles disposés cote à cote et composés chacun d'une multitude de fils textiles avantageusement de type monofilaments. Chaque câble est issu d'un appareil appelé râtelier et sort sur une largeur et à une position devant a priori permettre une répartition la plus uniforme possible dans la nappe (appelée aussi voile de câble).
Actuellement, cette répartition est assurée uniquement de façon manuelle par un opérateur placé en sortie du râtelier, qui scrute constamment la nappe, notamment au niveau des recouvrements entre câbles, et si c'est possible en modifie manuellement son étalement pour en limiter les imperfections. Malheureusement, lorsque ces imperfections apparaissent trop importantes, le processus doit être interrompu avec les conséquences graves qui en découlent. Outre que cette méthode est particulièrement coûteuse en personnel (notamment lorsqu'il s'agit d'assurer un processus continu 24 heures sur 24), elle n'est pas exempte de défauts de part la présence du facteur humain.

Objet et définition de l'invention

La présente invention pallie ces inconvénients en proposant un dispositif de gestion automatisée de l'étalement d'une nappe textile formée à partir d'une pluralité de câbles issus d'un module d'alimentation de câbles et destinée à alimenter un module d'entraînement, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mesurer la position des bords longitudinaux de chaque câble, des moyens pour régler individuellement la largeur de chaque câble, des moyens pour régler individuellement la position de chaque câble dans une direction perpendiculaire à une direction d'avancée des câbles, et des moyens de traitement numérique pour, à partir desdits moyens de mesure de position, commander lesdits moyens de réglage, de telle sorte que ladite nappe textile présente une largeur et une position déterminées.
Avec cette configuration particulière, il est possible d'obtenir automatiquement une répartition uniforme de la nappe textile dont la largeur et la position sont ainsi parfaitement garanties et contrôlées en temps réel pour permettre son introduction dans un module de préaiguilletage ou directement dans un étaleur/nappeur.
Avantageusement, les moyens de mesure de la position des bords longitudinaux de chaque câble comportent soit une caméra numérique disposée au dessus de la nappe textile soit un détecteur, de préférence un capteur linéaire optique formé d'une pluralité de diodes émettrices disposées en regard d'une pluralité de diodes réceptrices et entre lesquelles va passer le câble à mesurer. De même, les moyens de réglage individuel de la largeur de chaque câble comportent une barre banane de réglage dont le pivotement autour d'un axe de rotation sous l'action d'un premier vérin a pour effet, en modifiant la position de la courbure de sa partie centrale, d'agir sur la largeur du câble passant sur cette barre banane de réglage. Pareillement, les moyens de réglage individuel de la position de chaque câble dans une direction perpendiculaire à une direction d'avancée des câbles comportent un second vérin, agissant sur un axe de liaison pour déplacer, au moyen d'un bras de commande, une balancelle de support de ce câble. Les premiers et seconds vérins sont de préférence des vérins à commande électrique actionnés directement par lesdits moyens de traitement numérique.
Les moyens de traitement numérique comportent un microcalculateur ou un automate programmable qui, à partir desdites mesures relevées par lesdits détecteurs de position, commande lesdits premiers et seconds vérins de réglage de la largeur et de la position de chaque câble, de façon à assurer une régulation de la largeur et de la position de ladite nappe textile par rapport à des valeurs de consigne prédéterminée. Avantageusement, ces valeurs de consigne prédéterminée comportent une largeur totale de nappe Nc, un recouvrement nominal entre câbles R1 c, R2c, R3c et une largeur individuelle de câble Lc. Toutefois, seules les valeurs de consigne relatives à ladite largeur totale de nappe et lesdits recouvrements nominaux sont fournies auxdits moyens de traitement numérique par un opérateur, la valeur de consigne relative à ladite largeur individuelle de câble étant calculée automatiquement par lesdits moyens de traitement à partir desdites consignes fournies par l'opérateur.
L'invention concerne également le procédé mis en oeuvre dans ce dispositif de gestion automatisée de l'étalement d'une nappe textile.

Brève description des dessins

Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante, faite à titre indicatif et non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :

la figure 1 est une vue schématique de coté d'un dispositif automatisé de gestion de l'étalement d'une nappe textile selon l'invention,
la figure 2 est une vue selon le plan II de la figure 1,
la figure 3 est une vue selon le plan III de la figure 1,
la figure 4 est une vue selon le plan IV de la figure 1, et
la figure 5 montre différents modules électroniques assurant de gestion du dispositif selon l'invention.

Description détaillée d'un mode de réalisation préférentiel

Un dispositif de gestion automatisée de l'étalement d'une nappe textile est illustré de façon schématique sur la figure 1.
Ce dispositif 10 prend place dans un râtelier traditionnel entre un module d'alimentation des câbles 12 et un module d'entraînement de ces câbles 14. Ce module d'entraînement peut également être intégré à un module de préaiguilletage ou à un étaleur/nappeur. Dans l'exemple illustré, le module d'alimentation 12 qui est disposé dans un plan supérieur par rapport au module d'entraînement, délivre quatre câbles 16a, 16b, 16c, 16d qui sortent selon une direction d'avancée entre des barres de détour respectives 120a, 120b, 120c, 120d disposées sur quatre niveaux différents. Bien entendu, ce nombre de câbles n'est en aucune façon limitatif et le recours à un nombre inférieur (au moins deux) ou supérieur, sans autre limitation que l'espace disponible pour l'installation du dispositif, est tout à fait possible. Le module d'entraînement 14 comporte quant à lui une série de rouleaux de prise 140 (appelé aussi presse d'entraînement) qui reprennent et entraînent la nappe formée des quatre câbles précédents et uniformément répartie par le dispositif de gestion de l'étalement 10 selon l'invention.
Ce dispositif automatisé comporte, montés entre de deux montants latéraux 100, 102, formant bâti quatre premières traverses support 104a, 104b, 104c, 104d, formant rail de guidage, disposés sur quatre niveaux différents légèrement décalés par rapport aux quatre niveaux des barres de détour, chaque première traverse support portant une balancelle (ou portique) 106a, 106b, 106c, 106d mobile transversalement entre ces montants, dans une direction perpendiculaire à la direction d'avancée des câbles, et destinée à supporter le câble durant sa traversée du dispositif.
Sur une partie supérieure de cette balancelle (au niveau de sa traverse support), et de chaque côté de celle-ci, sont fixées, comme le montrent les figures 2 et 3, deux flasques latéraux 108a, 108b, 108c, 108d ; 108'a, 108'b, 108'c, 108'd entre lesquels sont montées décalées l'une au dessus de l'autre une première barre de centrage fixe 110a, 110b, 110c, 110d et des moyens de réglage de la largeur du câble formés par une barre de réglage 112a, 112b, 112c, 112d mobile autour d'un axe 114a, 114b, 114c, 114d dont la rotation est commandée par un premier vérin 116a, 116b, 116c, 116d, de préférence à commande électrique, monté sur la balancelle.
La barre de centrage fixe qui est sensiblement alignée sur les barres de détour est de préférence une barre banane, c'est à dire présentant une forme incurvée dans sa partie centrale. Toutefois, une barre de centrage droite est aussi envisageable. La barre de réglage mobile est par contre nécessairement une barre banane, son pivotement autour de son axe de rotation sous l'action du premier vérin ayant pour effet de modifier la position de la courbure de sa partie centrale qui, en passant d'une forme creuse à une forme bombée, va agir sur la largeur du câble passant sur cette barre banane. Ainsi, à une position bombée correspondra une largeur plus grande que celle correspondant à une position creuse.
La commande du déplacement transversal de chaque balancelle qui assure un réglage individuel de la position de chaque câble est illustrée sur les figures 3 et 4 qui montrent quatre seconds vérins 118a, 118b, 118c, 118d, de préférence à commande électrique, agissant sur un axe 120a, 120b, 120c, 120d de liaison avec une partie inférieure de la balancelle par l'intermédiaire d'un bras de commande 122a, 122b, 122c, 122d. Ces seconds vérins sont avantageusement montés dans un 102 des montants latéraux du bâti. Sur cette partie inférieure de la balancelle est également montée, sensiblement au niveau de la presse d'entraînement 140, une seconde barre de centrage fixe 124a, 124b, 124c, 124d faisant fonction de barre de détour pour ramener le câble descendant le long de la balancelle vers l'entrée du module d'entraînement 14.
Les mesures de la largeur et de la position de chaque câble dans la nappe desquelles sera déduite la largeur totale de la nappe sont assurées par quatre détecteurs montés chacun sur une seconde traverse support 126a, 126b, 126c, 126d, disposé également entre les montants latéraux 100, 102, sensiblement au niveau de la partie inférieure de la balancelle. Chaque détecteur 128a, 128b, 128c, 128d, avantageusement constitué par un capteur linéaire optique (de préférence une rampe de lumière infrarouge de largeur supérieure à celle d'un câble individuel) formé d'une pluralité de diodes émettrices 130a, 130b, 130c, 130d et de diodes réceptrices 132a, 132b, 132c, 132d disposées en regard et entre lesquelles va passer le câble à mesurer, est monté sur la seconde traverse support de façon à assurer une détection au moins au niveau des deux côtés longitudinaux du câble, et de préférence sur toute sa largeur. On notera que l'on peut avantageusement remplacer ces détecteurs par une unique caméra numérique placée dans une position telle, au dessus de la nappe textile, qu'elle puisse couvrir dans son champ de vision toute la largeur de cette nappe.
Cette gestion automatisée est assurée par un moyen de traitement numérique (voir la figure 5), de préférence un microcalculateur ou un automate programmable 134, qui reçoit des informations de position des détecteurs 128a, 128b, 128c, 128d et, à partir de ces informations et de paramètres internes actionne les différents vérins à commande électrique 116a, 116b, 116c, 116d;118a, 118b, 118c, 118d assurant la commande du déplacement des barres de réglage et des balancelles. Les paramètres pris en compte sont essentiellement la vitesse d'avancée des câbles devant former la nappe textile et la distance existant entre les détecteurs et l'axe de rotation des barres de réglage. Ce calculateur réalise en fait en temps réel une régulation par rapport à trois valeurs de consigne : une largeur totale de nappe souhaitée (largeur totale de consigne Nc), un recouvrement nominal entre câble désiré (recouvrements de consigne R1 c, R2c, R3c), et une largeur individuelle de câble (largeur individuelle de consigne Lc), de façon à obtenir une répartition uniforme des fibres textiles constituant la nappe. Seules les deux premières valeurs de consignes sont fournies par l'opérateur au moyen de traitement numérique qui calcule alors automatiquement la consigne Lc. A titre d'exemple, on a pu obtenir d'excellents résultats avec les consignes suivantes :

Nc = 530 mm, R1c = R2c = R3c = 10 mm, Lc = 140 mm.

Le fonctionnement du dispositif 10 peut s'analyser comme suit. Il suppose bien entendu que les câbles A, B, C et D, de répartition non uniforme et de largeur a priori non conforme (en générale plus petite) soient préalablement extraits du module 12, puis que la nappe N formée dans le dispositif soit introduite dans le module 14 qui assurera son entraînement. Ces câbles passent chacun successivement sur la première barre de centrage 110 puis sur la barre de réglage associée 112 qui, dans sa position initiale, présente une position de courbure conforme aux commandes de consigne, et enfin sur la seconde barre de centrage 124. Dans cette position initiale, donc avant un entraînement continu de la nappe, chaque détecteur dispose d'informations précises sur la position exacte du câble, par rapport à un référentiel fixe prédéterminé, dont il assure le contrôle. Ces informations sont les positions des deux bords longitudinaux du câble, desquelles est déduite la largeur individuelle du câble. L'ensemble des informations des quatre détecteurs permet de déterminer une valeur initiale N0 pour la largeur totale de la nappe, trois valeurs initiales (qui peuvent être identiques) pour les différents recouvrements, R10 pour le recouvrement entre les câbles A et B, R20 pour le recouvrement entre les câbles B et C, R30 pour le recouvrement entre les câbles C et D, et également quatre valeurs initiales LA0, LBO, LCO, LDO pour les largeurs individuelles des câbles. C'est à partir de la comparaison de ces valeurs initiales et des valeurs mesurées ultérieures Ni, Ri, Li avec les valeurs de consignes prédéterminées que sera effectuée la régulation par les moyens de traitement 134.
Cette régulation en temps réel s'effectue selon trois niveaux de priorités successifs, la priorité la plus élevée étant donnée à l'obtention d'une largeur totale de nappe conforme à la largeur de consigne entrée par l'opérateur. Pour cela, il est procédé en premier lieu à un réglage des câbles d'extrémité A et D pour que leurs bords extérieurs définissent la largeur de nappe voulue Nc. Ce réglage porte à la fois sur la position des deux balancelles et des deux barres de réglage supportant ces deux câbles d'extrémité. En second lieu, il est procédé à un équilibrage des recouvrements par un réglage des câbles centraux B et C pour que leurs bords respectifs se superposent entre eux et avec les bords intérieurs des deux câbles d'extrémité sensiblement de façon similaire et conforme aux recouvrements nominaux de consigne R1 c, R2c, R3c entrés également par l'opérateur. Ici encore, le réglage porte à la fois sur la position des deux balancelles et des deux barres de réglage supportant ces deux câbles centraux. Enfin, en dernier lieu, un réglage portant sur l'ensemble des positions des balancelles et des barres de réglage supportant les câbles centraux et d'extrémité est effectué pour obtenir une largeur individuelle de câble conforme à la largeur individuelle de consigne Lc définie par le calculateur. On notera que la largeur individuelle des câbles est régulée pour obtenir les recouvrements de consigne qui ne peuvent être eux mêmes régulés au détriment de la régulation de la largeur totale de la nappe dont le respect est prioritaire.
Dans l'exemple illustré, compte tenu de la proximité du détecteur 128 par rapport à la seconde barre de centrage 124, la correction de position d'un câble par le déplacement de la balancelle a un effet immédiat sur la position de ce câble. Par contre, la correction de largeur d'un câble par la commande de la rotation de la barre de réglage s'effectue avec un décalage de temps du fait à la fois de la distance (position déportée) existant entre ce détecteur et la barre de réglage 112 et de l'étalement non instantané des fils textiles formant le câble, d'où la nécessité de connaître (et de définir comme paramètres internes) à la fois cette distance et la vitesse d'avancée de la nappe.

Claims

Dispositif de gestion automatisé de l'étalement d'une nappe textile formée à partir d'une pluralité de câbles issus d'un module d'alimentation de câbles (12) et destinée à alimenter un module d'entraînement (14), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (128) pour mesurer la position des bords longitudinaux de chaque câble, des moyens (112-116) pour régler individuellement la largeur de chaque câble, des moyens (118) pour régler individuellement la position de chaque câble dans une direction perpendiculaire à une direction d'avancée des câbles, et des moyens de traitement numérique (134) pour, à partir desdits moyens de mesure de position, commander lesdits moyens de réglage, de telle sorte que ladite nappe textile présente une largeur et une position déterminées.
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure de la position des bords longitudinaux de chaque câble comportent un détecteur (128a, 128b, 128c, 128d), de préférence un capteur linéaire optique formé d'une pluralité de diodes émettrices (130a, 130b, 130c, 130d) disposées en regard d'une pluralité de diodes réceptrices (132a, 132b, 132c, 132d) et entre lesquelles va passer le câble à mesurer.
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure de la position des bords longitudinaux de chaque câble comportent une caméra numérique disposée au dessus de ladite nappe textile.
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage individuel de la largeur de chaque câble comportent une barre banane de réglage (112a, 112b, 112c, 112d) dont le pivotement autour d'un axe de rotation (114a, 114b, 114c, 114d) sous l'action d'un premier vérin (116a, 116b, 116c, 116d) a pour effet, en modifiant la position de la courbure de sa partie centrale, d'agir sur la largeur du câble passant sur cette barre banane de réglage.
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage individuel de la position de chaque câble dans une direction perpendiculaire à une direction d'avancée des câbles comportent un second vérin (118a, 118b, 118c, 118d), agissant sur un axe de liaison (120a, 120b, 120c, 120d) pour déplacer, au moyen d'un bras de commande (122a, 122b, 122c, 122d), une balancelle (106a, 106b, 106c, 106d) de support de ce câble.
Dispositif selon la revendication 4 ou la revendication 5,
caractérisé en ce que lesdits premiers et seconds vérins sont des vérins à commande électrique actionnés directement par lesdits moyens de traitement numérique.
Dispositif selon la revendication 2 et la revendication 6,
caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement numérique comportent un microcalculateur ou un automate programmable qui, à partir desdites mesures relevées par lesdits détecteurs de position, commande lesdits premiers et seconds vérins de réglage de la largeur et de la position de chaque câble, de façon à assurer une régulation de la largeur et de la position de ladite nappe textile par rapport à des valeurs de consigne prédéterminée.
Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites valeurs de consigne prédéterminée comportent une largeur totale de nappe Nc, un recouvrement nominal entre câbles Rc, et une largeur individuelle de câble Lc.
Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que seules les valeurs de consigne relatives à ladite largeur totale de nappe et lesdits recouvrements nominaux sont fournies auxdits moyens de traitement par un opérateur, la valeur de consigne relative à ladite largeur individuelle de câble étant calculée automatiquement par lesdits moyens de traitement à partir desdites consignes fournies par l'opérateur.
Procédé de gestion automatisée de l'étalement d'une nappe textile formée d'une pluralité de câbles dans lequel tout d'abord, au moyen de détecteurs (128), on mesure la position des bords longitudinaux de chaque câble et, au moyen d'un microcalculateur ou d'un automate programmable (134), on en déduit une valeur Li de largeur individuelle de chaque câble, une valeur Ri de recouvrement entre câbles et une valeur Ni de largeur totale de la nappe textile, puis, au moyen dudit microcalculateur ou dudit automate programmable, on compare ces valeurs mesurées avec des valeurs de consigne prédéterminée correspondantes Lc, Rc, Nc, et enfin, au moyen d'actionneurs (116, 118), on commande individuellement la largeur et la position de chaque câble pour adapter les valeurs mesurées aux valeurs de consigne, de telle sorte que ladite nappe textile présente une largeur et une position déterminées.
Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite commande individuelle de la largeur et de la position de chaque câble s'effectue selon trois niveaux de priorité successifs : tout d'abord, on règle la largeur totale de la nappe textile conformément à ladite valeur de consigne prédéterminée Nc, ensuite, on procède à un équilibrage des recouvrements entre câbles conformément aux valeurs de recouvrements de consigne prédéterminées Rc, et, enfin, on règle la largeur individuelle de chaque câble conformément à la valeur de consigne prédéterminée Lc.
Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite mesure de la position des bords longitudinaux de chaque câble est effectuée de façon déportée par rapport à la position desdits actionneurs (116) de commande de la largeur de chaque câble.