FR2464806A1 - Procede et machine de decoupe automatique de matiere souple en feuille - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA DECOUPE DES EMPILEMENTS DE MATIERE EN FEUILLE PAR DES LAMES. ELLE SE RAPPORTE A UN APPAREIL ET A UN PROCEDE SELON LESQUELS UNE LAME 20 DE COUPE A UNE ORIENTATION QUI EST MODIFIEE EN FONCTION DES FORCES LATERALES APPLIQUEES A LA LAME DE COUPE. SELON L'INVENTION, L'IMPORTANCE DE CETTE ORIENTATION VARIE NON SEULEMENT AVEC LA FORCE LATERALE APPLIQUEE MAIS AUSSI EN FONCTION INVERSE DE LA VITESSE DE LA LAME PAR RAPPORT A LA MATIERE DECOUPEE. APPLICATION A LA DECOUPE AUTOMATIQUE DES PIECES DE VETEMENTS.

Description

La présente invention concerne un procédé et une machine de coupe d'une

matière souple en feuille, par mise en oeuvre d'une commande à boucle fermée. Plus précisément, l'invention concerne une machine de coupe à commande automatique, ayant une lame rigide de coupe montée en porte-àfaux, avançant suivant un trajet de

coupe dans la matière en feuille et ayant une orienta-

tion légèrement décalée par rapport à une position tan-

gente au chemin, ainsi qu'un détecteur des forces

latérales afin que les forces qui provoquent un flé-

chissement de la lame par rapport à sa position voulue

de coupe soient compensées.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique

n0 4 133 235 décrit un procédé et un appareil de dé-

coupe d'une matière souple en feuille, destinée à la formation de vêtements, de tissus d'ameublement et d'autres articles. La machine décrite utilise une lame

de coupe alternative montée en porte-à-faux sur un cha-

riot porte-outil et qui avance le long d'un chemin de coupe, en fonction d'une commande programmée, afin que la lame coupe une pile ou un empilement de couches

de la matière en feuille. Pendant l'opération de dé-

coupe, l'extrémité de la lame qui dépasse par-dessous pénètre dans la pile de matière et des forces sont

appliquées à la lame du fait de l'interaction de celle-

ci et de la matière. Les forces latérales provoquent le fléchissement de l'extrémité de la lame qui dépasse vers le bas si bien qu'il apparait des erreurs de coupe quelle que soit la précision avec laquelle l'extrémité supérieure

de la lame a été mise en place par les moteurs qui dé-

placent le chariot porte-outil.

Un capteur mesure les forces appliquées à la

lame en vue de la correction de l'erreur de coupe provo-

quée par les forces latérales et, par l'intermédiaire d'un circuit de réaction, il oriente ou incline la lame afin qu'elle s'écarte légèrement d'une position tangente au chemain de découpe, vers le coté du chemin à partir

duquel la force de déséquilibre est appliquée. La ré-

orientation, lorsque la lame avance le long du chemin

de coupe, a pour effet de compenser les forces laté-

rales et provoque une découpe plus précise de la ma-

tière souple en feuille.

On a constaté que, aux vitesses élevées de coupe, c'est-à-dire lorsque la lame et la matière en

feuille se déplacent à grande vitesse l'une par rap-

port à l'autre, les forces appliquées à la lame attei-

gnaient des valeurs plus élevées que lors d'un dépla-

cement à vitesse plus faible et en conséquence, les

orientations de la lame, destinées à assurer la cor-

rection des erreurs, sont trop importantes. Dans ces conditions, la lame dépasse la position nécessaire et forme une ligne sinueuse de coupe le long du chemin

de coupe alors que la courbure aurait dû être régu-

lière et progressive ou nulle.

On a aussi déterminé que, bien qu'une ré-

duction de l'orienttion assurant la correction provoque l'élimination de la découpe sinueuse dans les parties

à grande vitesse du chemin de découpe, un défaut cor-

respondant se présente dans d'autres situations délicates de coupe lorsque l'orientation de correction doit être assurée à faible vitesse. Par exemple, dans le cas de deux chemins de coupe qui sont tangents, il faut un mouvement relativement important de lacet pour que la lame de coupe ne puisse pas sauter au chemin adjacent de coupe lorsque la seconde coupe

passe au point de tangence.

Ainsi, on a déterminé que la variation des forces latérales subies aux différentes vitesses de coupe perturbait la commande en boucle fermée de

l'orientation de la lame par un capteur de force la-

térale. L'invention concerne la résolution de ce pro-

blème et permet la formation d'une coupe très précise avec une lame, dans des conditions de coupe extrêmement

diverses. Plus précisément, l'invention permet l'ob-

tention d'une coupe très précise sur une plage très large

de vitesses de coupe.

Ainsi, l'invention concerne un procédé et un

appareil de commande de la coupe d'une matière en feuil-

le, dans des machines à commande automatique. La machine a une lame de coupe qui avance dans la matière en feuille, le long d'un chemin de coupe, sous la commande de moteurs et de commandes associées qui déterminent les mouvements de la lame. Les moteurs commandent non seulement la vitesse de la lame le long du chemin mais

aussi son orientation par rapport au chemin.

Un dispositif de détection de force est associé à la lame de coupe et à la matière et détecte

les forces latérales appliquées à la lame par la ma-

tière pendant la découpe. Le dispositif de détection, avantageusement raccordé à la lame, crée des signaux de force représentatifs des forces latérales qui font fléchir la lame hors du trajet voulu de coupe dans la matière.

Un dispositif de réaction transmet les si-

gnaux de force du capteur aux commandes de moteurs afin

que l'orientation de la lame soit réglée et, en parti-

culier, la lame est orientée vers le côté du chemin qui

correspond à l'application d'une force de déséquilibre.

L'importance de l'orientation dépend de la force dé-

tectée mais provoque la réduction des forces lorsque la lame avance le long du chemin de coupe. Selon

l'invention, le dispositif de réaction a un gain va-

riable afin que. l'effet du signal de force latérale

soit réglé.

Un dispositif de réglage de gain est relié au dispositif de réaction afin qu'il règle un gain variable en fonction de la vitesse à laquelle la lame avance dans

la matière. En particulier, le gain est réduit aux vi-

tesses élevées de coupe ou aux grandes vitesses d'a-

vance afin que l'orientation assurant la correction soit réduite. Inversement, aux vitesses relativement faibles,l'orientation assurant la correction est accrue si bien qu'une relation inverse est établie entre le

gain du dispositif de réaction et la vitesse de coupe.

Le réglage du gain de la réaction en fonction de la vitesse de coupe permet à la lame d'avancer à vitesse élevée le long de tronçons relativement rec- tilignes ou de courbure régflière dans un dessin, sans

formation d'une coupe sinueuse due aux forces élevées.

Aux faibles vitesses, lorsque des situations délicates de coupe ont plus de chances de se présenter, le gain du dispositif de réaction est accru si bien que la lame de coupe effectue des rotations correctrices plus

importantes le cas échéant. Ainsi, l'opération glo-

bale de coupe est améliorée par établissement de cette relation inverse entre la vitesse de coupe et le gain

du signal de force.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention ressortiront mieux de la description qui

va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une perspective d'une machine

de découpe à commande automatique, dans laquelle l'in-

vention est mise en oeuvre; - la figure 2 est, un diagramme synoptique d'un circuit de commande en boucle -fermée dans lequel les forces latérales appliquées à une lame de coupe sont utilisées pour la commande de l'orientation de la lame;

- la figure 3 est une coupe partielle en élé-

vation de la table de coupe, de la lame et du pied pres-

seur, et elle représente une partie du capteur de mesure des forces latérales appliquées à la lame; - la figure 4 est une vue en plan du pied

presseur de la figure 3 et représente le capteur de me-

sure des forces latérales appliquées à la lame de coupe; - la figure 5 est une coupe schématique de la lame de coupe, pénétrant dans l'empilement de matière en

feuille, cette figure montrant l'effet des forces la-

térales appliquées à la lame; - la figure 6 est une vue schématique en plan de la lame de coupe lorsqu'elle se déplace dans une matière tissée, en faisant un angle avec les fibres; - la figure 7 est une vue schématique en plan représentant la lame de coupe à plusieurs emplacements le long du chemin et de coupe, et elle représente aussi l'orientation de la lame, produite par le capteur de force latérale; - la figure 8 est un graphique représentant la relation de variation inverse entre le gain de la boucle

fermée et la vitesse de coupe, dans un mode de réalisa-

tion de l'invention; et - la figure 9 est un graphique représentant la relation inverse entre le gain de la boucle fermée et la vitesse de coupe, selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une machine de coupe à commande automatique portant la référence générale 10,

du type dans lequel l'invention peut être mise en oeuvre.

La machine 10 découpe des pièces d'un patron dans un empilement L de matière souple en feuille à une ou plusieurs épaisseurs, formée par une étoffe tissée ou

non, un papier, un carton, du cuir, une matière synthé-

tique ou analogue, formé dans un marqueur. La machine représentéeest une machine de coupe à commande numérique ayant un calculateur ou une commande 12 jouant le rôle d'un processeur de données, une lame alternative 20 de coupe et une table 22 de coupe ayant une surface

perforée 24 d'aspiration formant une surface de sup-

port sur laquelle l'empilement est étalé. Le calcula-

teur 12 lit sur un ruban 16 de programme les données numérisées délimitant les contours des pièces à couper

d'après un patron et, à partir d'un programme de ma-

chine conservé à l'intérieur, il crée des ordres pour la machine, ces ordres étant transmis à la table de coupe par un cable 14 de commande. Les signaux créés au niveau de la table, comme décrit plus en détail dans la suite, sont aussi transmis au calculateur 12 par ce même câble. Bien qu'on ait représenté l'utilisation

d'un ruban de programme comme source principale de don-

nées de coupe, il faut noter que d'autres dispositifs d'entrée de données de type numérique ou analogique, par exemple un suiveur de ligne décrit et représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique

no 4 133 234, peuvent être utilisés également.

La surface perforée 24 d'aspiration peut être délimitée par une mousse de matière ou de préférence par

des soies dont les extrémités supérieures libres déli-

mitent la surface de support de la table. Les soies permettent la pénétration de la lame alternative 20 de coupe sans détérioration ni de la lame ni de la table,

lorsqu'un chemin P de coupe est parcouru dans l'empile-

ment. La table est associée à un circuit d'aspiration

comprenant une pompe 25 à vide comme décrit et repré-

senté plus en détail dans les brevets des Etats-Unis

d'Amérique n0 3 495 492 et 3 765 289.

Bien qu'on ne l'ait pas représentée sur la figure 1, une couche supérieure imperméable peut être placée sur l'empilement L à plusieurs couches afin que

le volume d'air aspiré dans l'empilement soit réduit.

Le circuit d'aspiration évacue alors l'air de la table 24 et de l'empilement L comme représenté sur la figure 3 afin que l'empilement soit plus rigide et soit bien comprimé ou écrasé en position sur la table au moins

dans la zone dans laquelle l'outil de coupe travaille.

Un empilement rendu plus rigide a tendance à réagir de façon plus uniforme à la lame de coupe si bien qu'il est "normalisé". Un empilement ainsi rendu rigide améliore aussi la mise en oeuvre de l'invention comme

décrit plus en détail dans la suite.

La lame alternative 20 de coupe est suspendue au-dessus de la surface de support de la table par le chariot X 26 et le chariot Y 28. Le chariot X 28 se

déplace de façon alternative dans la direction X re-

présentée, sur un jeu de crémaillères 30 et 32. Ces crémaillères coopèrent avec des pignons non représentés

qui sont entraînés en rotation par un moteur 34 d'en-

trainement X en fonction de signaux de commande de la machine provenant du calculateur 12. Le chariot Y 28 est monté sur le chariot X 26 afin qu'il se déplace par rapport à ce dernier, dans la direction Y, et il est entraîné en translation par le moteur 36 d'entraînement Y et une vis-mère 38 assurant le raccordement du moteur et du chariot. De même que le moteur 34, le moteur 36 est commandé par des signaux de commande de la machine provenant du calculateur 12. Les mouvements coordonnés des chariots 26 et 28 sont assurés par le calculateur en fonction des données numérisées provenant du ruban 16 de programme de manière que la lame 20 de coupe se

déplace le long du chemin P de coupe.

La lame 20 de coupe est une lame rigide à

bord effilé suspendue en porte-à-faux à une plate-

forme rotative 40 fixée à l'extrémité en saillie du chariot Y 28. La plate-forme et la lame de coupe peuvent tourner autour d'un axe e (figure 3) disposé

longitudinalement par rapport à la lame et perpen-

diculaire à la matière en feuille, sous la commande d'un moteur 44 d'entraînement e (représenté sur la

figure 2) qui est aussi commandé par le calculateur 12.

Le moteur 44 et la plate-forme rotative ont pour rôle d'orienter la lame de coupe en chaque point du chemin

P de coupe. La plate-forme rotative 40 peut être ré-

glée verticalement et le bord effilé antérieur de cou-

pe de la lame peut être soulevé et abaissé afin qu'il puisse coopérer avec la matière en feuille porte par la table lors de la coupe. Un moteur de soulèvement non représenté, destiné à déplacer la pl&te-forme, est aussi commandé par le calculateur 12. La lame de coupe est aussi déplacée alternativement par un moteur-42 porté au-dessus de la plate-forme 40. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 3 955 458 décrit plus en détail

le mécanisme d'entraînement et de support de la lame.

Un pied presseur 50, représenté en détail sur les figures 3 et 4, est suspendu à la plate-forme rotative 40 par deux montants-verticaux 52 et 54 qui sont raccordés à la plate-forme en permettant un glis- sement si bien que le pied presseur prend appui sur la couche supérieure de l'empilement, sous son propre poids, lors de la découpe. Le pied presseur entoure la

lame 20 et a une fente centrale 56 dans laquelle celle-

ci peut se déplacer alternativement. La lame et le pied

tournent ensemble autour de l'axe e avec la plate-

forme et en conséquence, la position relative entre la lame et le pied est toujours la même. Ainsi, le bord effilé de coupe de la lame et le bord postérieur plat

sont alignés dans un plan central du pied entre les mon-

tants-52 et 54 de support, et ces dernières se trouvent toujours derrière la lame lorsque celle-ci avance le

long du chemin P de coupe.

-La figure-2 représente un circuit de commande d'une machine 10 à commande automatique. Les données de coupe du ruban 16 de programme ou provenant d'une autre source sont utilisées en fonction du programme conservé

dans le calculateur 12 pour la création des ordres fon-

damentaux de la machine, assurant la commande des mo-

teurs 34 et 36 d'entraînement X et Y et la translation de la lame de coupe par rapport à l'empilement de matière

en feuille, suivant un chemin prédéterminé de coupe.

Des ordres de déplacement en translation qui provoquent l'avance de la lame par rapport à la matière en feuille sont créés par des circuits logiques 60 de déplacement et sont transmis sous forme de signaux analogiques ou numériques aux moteurs 34 et 36 d'entraînement X et Y par l'intermédiaire d'amplificateurs ou de circuits de pilotage X et Y 62 et 64 respectivement. Les signaux transmis par les amplificateurs, à partir du circuit

, établissent aussi la vitesse d'entraînement des mo-

teurs 34 et 36 et la vitesse résultante de la lame le /4 long du chemin de coupe dans la mat Ye en feuille. Dans un mode de réalisation de l'invention, les signaux peuvent être des impulsions numériques de commande de moteur, sous forme de trains d'impulsions dont chacune représente un déplacement élémentaire le long de l'un

des axes de coordonnées X et Y, la fréquence de répé-

tion des impulsions représentant la vitesse ou fréquence

de déplacement le long de l'axe.

En outre, dans ce mode de réalisation de l'in-

vention, les circuits logiques7O d'angle reçoivent des données de coupe et créent des signaux analogiques ou

numériques fondamentaux qui sont transmis par une con-

nexion 102 d'addition au moteur 44 d'entraînement ê par l'intermédiaire d'un amplificateur ou circuit pilote 8 72. Dans une variante, les circuits logiques d'angle

peuventcalculer les signaux fondamentaux d'après l'in-

formation de déplacement transmise par les circuits 60.

Les signaux fondamentaux provenant des circuits logiques d'angle font tourner la lame de coupe afin qu'elle prenne des positions alignées de façon générale sur le chemin de coupe ou tangentes à ce chemin de coupe en chaque point du chemin. Ainsi, les moteurs 34, 36 et 44 d'entraînement déterminent totalement la position de la lame de coupe dans la matière en feuille et la vitesse à laquelle la lame et la matière se déplacent l'unepar rapport à

l'autre au cours d'une cpération de coupe.

La figure 5 permet la description d'un problème

qui se pose lorsque des forces latérales réparties le long des deux faces de la lame 20 de coupe ne sont pas en équilibre. Il faut noter que la force latérale résultante F due à l'interaction de la lame et de la matière en feuille, le long de l'extrémité de la lame qui dépasse vers le bas, provoque un fléchissement ou une déflexion

de la lame vers la position indiquée en traits interrom-

pus. En l'absence d'une correction et indépendamment de la précision avec laquelle les servomécanismes assurent la mise en position de l'extrémité supérieure de la lame,

celle-ci suit un chemin de coupe, dans la couche supé-

rieure de l'empilement, qui est légèrement différent du chemin de coupe parcouru dans la couche inférieure, et les morceaux de patron des différentes couches ont donc des formes légèrement différentes. Evidemment, toutes les

pièces de patron doivent être identiques et doivent cor-

respondre au chemin programmé de coupe.

En pratique, les forces latérales ou de désé-

quilibre appliquées à la lame peuvent être dues à un certain nombre de raisons. La figure 6 représente la lame de coupe qui avance dans une feuille de matière tissée, en formant un certain angle avec les fibres T et

F. Les fibres parallèles T sont représentées perpendi-

culaires aux fibres parallèles F mais les relations géométriques peuvent être diverses, et d'autres fibres

peuvent aussi être incorporées à l'armure. Il faut no-

ter que les fibres T qui forment un angle aigu avec la lame sont légèrementrepoussées d'un côté par la lame, avant leur découpe. Lorsque les fibres sont repoussées, elles exercent une force de réaction sur la lame et, dans le cas d'un empilement à plusieurs couches, la somme des forces peut être importante et peut provoquer

un effet de fléchissement du type représenté sur la fi-

gure 5. On observe des effets analogues dans les tricots et d'autres matières. Des facteurs qui ont un effet sur le phénomène décrit en référence à la figure 6 sont

la relation angulaire entre la lame de coupe et les fi-

bres, l'angle d'affûtage, l'affûtage de la-lame ainsi que sa dimension et sa configuration, et la résistance

mécanique des fibres.

Une autre raison de la présence de forces de déséquilibre appliquées à la lame de coupe est due à l'empilement. Une matière souple en feuille a tendance à exercer une pression relativement faible sur le côté de la lame qui est proche du bord de l'empilement ou d'une ouverture formée dans l'empilement telle que la découpe précédent. Par exemple, la figure 7 représente une lame il de coupe qui a des positions successives le long d'un trajet Pl, lorsque la lame se déplace en translation en

venant très près d'une coupe déjà réaliséesuivant un che-

min P2. Au voisinage de la découpe précédente le long du chemin P2, la matière en feuille, comprise entre les chemins, peut s'écarter très facilement et peut réduire les forces de support latéral exercées du côté de la lame qui est adjacent au chemin P2. L'application de forces non équilibrées à la lame provoque un fléchissement de celle-ci à moins qu'une mesure correctrice soit prise comme représenté sur la figure 7 et comme'décrit plus en

détail dans la suite.

Selon les enseignements du brevet précité no 4 133 235, les forces latérales de déséquilibre appliquées à la lame 20 par la matière souple en feuille

sont détectées et utilisées dansla commande à boucle fer-

mée utilisée sur la figure 2 pour l'orientation de la lame, suivant un mouvement de lacet de petite amplitude,

vers le côté du chemin de coupe auquel la force de dé-

séquilibre est appliquée. Grâce à l'orientation de la lame de cette manière, les forces de déséquilibre sont compensées et sont réduites de préférence à une valeur nulle lorsque la lame progresse. Lorsque les forces

sont réduites, le fléchissement de la lame et le dépla-

cement de la matière sont aussi réduits et la lame suit le chemin de coupe dans la matière avec une plus grande

précision par rapport au chemin programmé.

Comme indiquésur la figure 2, un capteur 76 des

forces latérales est relié à la lame 20 afin qu'il détec-

te les forces latérales de déséquilibre. Le capteur trans-

met un signal de force qui est renvoyé au circuit 100 de

correction de lacet, dans le canal de commande 0 de ma-

nière que la lame s'oriente en assurant la compensation

des forces détectées.

Les figures 3 et 4 représentent un mode de ré-

alisation de capteur 76 de forces latérales. Une plaque circulaire 80 de montage est placée dans le pied presseur et supporte le rouleau 82 et le rouleau 84 de guidage

placés de part et d'autre de la lame 20 et pouvant rou-

ler par rapport à celle-ci. Ainsi, la plaque 80 a une position fixe en direction latérale par rapport à la lame et elle suit les déplacements latéraux de celle-ci. Un dispositif élastque 86 de montage de la plaque 80 est fixé au pied presseur 50 par des boulons 88 et 90 et comprend deux bras flexibles 92 et 94 qui sont fixés aux côtés diamétralement opposés de la plaque 80. La constante élastique des bras 92 et 94 est rendue relativement élevée afin que les rouleaux 82 et 84 donnent une certa-ine rigidité latérale à la lame de coupe mais permettent simultanément un déplacement latéral limité de la lame lorsqu'elle subit des forces. Ainsi, les déplacements de la plaque 80 sont proportionnels aux forces appliquées à la lame et un transducteur 96 de position, sous forme d'un transformateur différentiel variable linéaire, peut constituer le capteur 76 de

force latérale représenté sur la figure 2.

Les positions avant et arrière de la lame sont fixées par un rouleau 120 de guidage placé au bord plat arrière et par un étrier 122 raccordé aux

montants 52 et 54 de support et maintenant le rou-

leau. L'expérience montre que l'importance de la correction de lacet nécessaire pour une force donnée n'est pas la même dans toutes les circonstances. En particulier, lorsque la lame de coupe se déplace à grande vitesse par rapport à la matière souple en

feuille, les forces latérales ont des valeurs rela-

tivement élevées. Lorsque les forces relativement élevées sont renvoyées par le capteur 76 directement auKcircuits de correction de lacet, la correction assurée est en fait plus importante que nécessaire en réalité et le moteur e 44 est commandé de façon excessive. Par exemple, lorsque la lame de coupe se déplace à grande vitesse le long de parties rectilignes du tracé d'un morceau de patron, cet entraînement excessif du moteur 44 provoque la formation d'une découpe sinueuse par la lame et non de la découpe rectiligne ou de courbure

régulière qui est programmée.

A cet effet et selon l'invention, un amplifi- cateur 98 à gain variable et un dispositif de réglage du gain de l'amplificateur en fonction de la vitesse d'avance relative de la lame et de la matière, sont

incorporés au circuit de réaction. Le dispositif de ré-

glage de gain représenté dans le mode de réalisation

de la figure 2 comporte un tachymètre X 110, un ta-

chymètre Y 112 et un circuit 114 de calcul qui détecte la vitesse d'avance de la lame 20 de coupe sous la

commande des moteurs 34 et 36. Dans le mode de réalisa-

tion de commande dans lequel les impulsions destinées

au moteur sont transmises par le circuit 60 de déplace-

ment au circuit pilote 62 d'axe X, les impulsions par-

viennent au tachymètre X 110 et celui-ci crée une ten-

sion Ex proportionnelle à la fréquence de répétition des impulsions ou à la vitesse de la lame de coupe le long de l'axe de coordonnées X. De manière analogue, le tachymètre Y 112 mesure la fréquence de répétition des impulsions du moteur d'axe Y et crée un signal sous forme d'une tension Ey qui est proportionnelle à la vitesse de la lame de coupe le long de l'axe de coordonnées Y. Le circuit 114 de calcul détermine la vitesse résultante de la lame de coupe en fonction du théorème de Pythagore, et le signal résultant du circuit 114 est transmis à l'amplificateur 98 en vue

du réglage du gain de l'amplificateur.

Le réglage du gain de l'amplificateur 98 par le signalde vitesse provenant du circuit 114 de calcul varie en fonction inverse de la vitesse. En d'autres termes, le gain de l'amplificateur est réduit lorsque la vitesse de la lame de coupe augmente. Etant donné cette relation inverse, le signal de force transmis par le capteur 76 a un effet décroissant lorsque la vitesse d'avance relative de la lame et de la matière augmente et en conséquence les signaux de correction de lacet qui sont créés par le circuit correcteur 100 sont

plus petits pour les vitesses plus élevées d'avance.

Inversement, aux plus faibles vitesses d'avance, les

signaux de correction de lacet sont plus grands.

La relation inverse réduit la sensibilité du circuit de réaction aux forces aux grandes vitesses d'avance et empêche que le moteur d'entraînement &

soit commandé de façon excessive dans la boucle d'avance.

Les coupes sinueuses le long de chemins rectilignes ou à courbure régulière sont évitées. Simultanément, le gain convenable est conservé aux faibles vitesses qui

sont souvent utilisées pour les découpes délicates lors-

que le déplacement de la lame-en fonction des forces

détectées constitue un auxiliaire précieux.

La figure 8 est un graphique représentant un exemple de fonction de variation linéaire inverse entre le gain et la vitesse. Aux faibles vitesses, le gain de l'amplificateur 98 est maximal ou égal à 100 % et ce gain diminue progressivement et proportionnellement lorsque la vitesse augmente. Lorsque celle-ci atteint une valeur prédéterminée Si, le gain est totalement annulé. Dans ces conditions, le circuit de correction de lacet fonctionne aux vitesses inférieures à la vi-

tesse Si et ne fonctionne pas au-delà de cette vitesse.

La figure 9 représente un autre exemple de fonction de variation inverse entre le gain et la vitesse, conservant une certaine correction de lacet dans toute la plage de vitesses de coupe. Aux faibles vitesses, inférieures à S2, l'amplificateur 98 fonctionne avec son gain maximal, sans changement. Lorsque la vitesse augmente et pénètre dans la plage comprise entre les valeurs S2 et S3, le gain diminue proportionnellement jusqu'à une valeur résiduelle correspondant à 10 % de la

valeur maximale. Pour des vitesses qui dépassent la va-

leur S3, l'amplificateur conserve ce gain résiduel.

24648Oq Evidemment, d'autres relations, linéaires et non linéaires, peuvent être utilisées pour la variation

du gain.

En résumé, l'invention concerne une commande à boucle fermée destinée à une machine 10 de coupe dans laquelle les signaux de correction de lacet transmis à la lame 20 de coupe sont fonction non seulement des forces latérales appliquées à la lame mais aussi de la vitesse d'avance relative de la lame par rapport

à la matière souple en feuille.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les tachymètres 110 et

112 et le circuit 114 de calcul du dispositif de ré-

glage de gain ne correspondent qu'à un exemple de procédé permettant la création d'un paramètre de vitesse

utilisé pour le réglage du gain de l'amplificateur 98.

D'autres dispositifs de formation de signaux peuvent être utilisés ou le signal de vitesse peut être obtenu directement à partir des signaux transmis au circuit logique 60 de déplacement et provenant du ruban 16 de programme. L'invention est aussi particulièrement utile dans le cas des machines deitcoupe telles que la machine 10 qui possède une table à vide 22 dont la surface 24 est perforée. L'existence d'une dépression dans la matière en feuille qui subit la coupe accroît le rapport signal/bruit du signal transmis par le capteur 76 de force et permet la formation d'un signal plus net de réaction quipeut être amplifié si bien que

la réponse aux faibles vitesses d'avance est améliorée.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Machine de découpe à commande automatique, du type qui comprend une lame de coupe qui avance avec des vitesses et des orientations diverses, suivant un chemin de coupe dans une matière souple en feuille à l'aide demoteurs d'entraînement et de commandes de ces moteurs, ladite machine comprenant une commande d'orientation de lame ayant un capteur-de force associé à la lame et à la matière et destiné à détecter les forces latérales appliquées à la lame par la matière

pendant la coupe et à créer des signaux de forces re-

présentatifs des forces latérales, et une boucle de réaction assurant le couplage des signaux de force aux commandes des moteurs afin que l'orient tion de la

lame soit réglée en fonction des forces latérales dé-

tectées et réduise ainsi les forceslorsque la lame avance le long du chemin de coupe, ladite machine étant caractérisée en ce que la boucle de réaction a un gain variable afin que l'effet du signal de forces latérales sur l'orientation de la lame soit réglé, et une commande (114) de réglage de gain, reliée à la boucle de réaction est destinée à régler le gain variable en fonction de la vitesse à laquelle la lame avance

dans la matière.

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la commande (11-4) de réglage de gain règle le

gain de la boucle de réaction suivant une fonction in-

verse de la vitesse de la lame de coupe dans la matière.

3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la fonction inverse de la commande de réglage de gain est une fonction linéaire dans une plage donnée

de vitesses.

4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la boucle de réaction comporte une commande (100) de correction de lacet qui crée des signaux de correction provoquant-le changement de l'orientation de la lame vers le côté du chemin de coupe auquel la force

latérale de déséquilibre est appliquée.

5. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la commande de réglage de gain comprend un capteur (110, 112) de la vitesse de la lame de coupe le long du chemin de coupe dans là matière, créant un

signal de réglage de gain à partir de la vitesse dé-

tectée, et la boucle de réaction est reliée à la com-

mande de réglage de gain et son fonctionnement dépend

du signal de réglage de gain provenant du capteur.

6. Machine selon la revendication 1, du type

qui comporte une lame rigide de coupe montée en porte-

à-faux, déplacée dans deux directions dans la matière, suivant un chemin de coupe, sous la commande d'un premier moteur et d'une commande associés à une première

direction et d'un second moteur et d'une commande asso-

ciés à une seconde direction,la lame étant aussi orien-

tée autour d'un axe perpendiculaire à la matière en feuille et par rapport aux directions par un troisième moteur et une troisième commande, ladite

machine étant caractérisée en ce que la boucle de ré-

action comporte un amplificateur (98) à gain variable relié au capteur de forces latérales et amplifiant les signaux de forces de déséquilibre provenant du capteur pour divers gains, l'amplificateur étant aussi relié afin qu'il commande la commande du troisième moteur et assure l'orientation de la lame vers le côté du chemin tourné vers la force latérale détectée de déséquilibre, en fonction du signal amplifié de force, et la commande de réglage de gain est reliée à l'amplificateur à gain variable afin que le gain variable soit réglé d'après la vitesse d'avance de la lame sous la commande du

premier et du second moteur.

7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que la commande de réglage de gain comprend deux

capteurs séarés de vitesse (110, 112) associésrespecti-

vement au premier et au second moteur et destinés à me-

surer les vitesses d'avance de la lame suivant deux di-

rections de coordonnées, et un calculateur (114) destiné à déterminer la vitesse de découpe de la matière par la lame dans les deux directions et à créer un signal de

réglage du gain de l'amplificateur.

8. Machine selon la revendication 7, destinée à la découpe d'un empilement de matière souple en feuille, caractériséeem ce qu'elle comprend un circuit d'aspiration destiné à mettre l'empilement de matière en feuille sous

vide afin que la sensibilité du capteur de forces laté-

rales aux forces appliquées à la lame soit accrue.

9. Procédé de découpe d'une matière souple en

feuille à l'aide d'une lame de coupe, du type qui com-

prend l'avance de la lame et de la matière en feuille l'une par rapport à l'autre, au cours d'une découpe, en direction sensiblement tangente à un chemin voulu de coupe, la détection des forces latérales appliquées à la lame par la matière en feuille lorsque la lame avance, et l'orientation de la lame afin qu'elle s'écarte légèrement d'une position de tangence au chemin de

coupe lorsque la lame avance afin que les forces laté-

rales appliquées à la lame soient compensées, ledit pro-

cédé étant caractérisé *en ce qu'il comprend le réglage de l'importance de l'orientation de la lame par rapport à sa position de tangence d'après la force latérale détectée appliquée à la lame et la vitesse à laquelle la lame et la matière se déplacent l'une par rapport à l'autre.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le réglage de l'orientation de la lame comprend

la réduction de l'écart de la lame par rapport à la posi-

tion de tangence au chemin de coupe, pour une force

latérale donnée, lorsque la vitesse d'avance augmente.

11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le réglage de l'orientation de la lame comprend le réglage de cette orientation suivant une relation qui croit avec la force latérale détectée et qui décroît

lorsque la vitesse d'avance augmente.

12. Procédé selon la revendication 9, du type dans lequel la détection comprend la formation d'un signal représentatif des forces latérales détectées, appliquées à la lame de coupe, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'orientation et le réglage de l'orientation comprennent l'amplification du signal détecté de forces latérales avec un facteur réglable de gain, le réglage du facteur de gain afin qu'il augmente et diminue en

fonction inverse de la vitesse d'avance de la lame de-

coupe par rapport à la matière en feuille, et l'orienta-

tion de la lame, par rapport à sa position de tangence, d'une quantité déterminée d'après le signal amplifié de force.

13. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'avance comprend l'avance d'une lame rigide de découpe, montée en porte-à-faux, suivant un chemin de coupe, par rapport à une matière en feuille, afin que la lame découpe celle-ci, et l'orientation comprend l'orientation de la lame qui avance vers le côté du

chemin auquel la force latérale qui provoque le fléchisse-

ment de la lame montée en porte-à-faux est appliquée.

14. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'évacuation de l'air d'un empilement à plusieurs couches de matière en feuille,

découpe par la lame, au cours de l'avance et de la dé-

tection.