FR2553699A1 - Procede et appareil pour decouper aux ultrasons une matiere en feuille - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE MACHINE A DECOUPER A COMMANDE AUTOMATIQUE QUI COMPORTE UNE LAME DE COUPE 20 A MOUVEMENT ALTERNATIF QUI EST DEPLACEE SOUS LA COMMANDE D'UN ORDINATEUR SUIVANT UN TRAJET DE COUPE A TRAVERS UN MATELAS L DE MATIERE EN FEUILLE. UN TRANSDUCTEUR ULTRASONORE 120 INCORPORE AU MECANISME 54 D'ENTRAINEMENT EN VA-ET-VIENT DE LA LAME ETABLIT DANS LA LAME DES ONDES STATIONNAIRES W DONT LES NOEUDS SONT DEPLACES PAR LE MOUVEMENT DE VA-ET-VIENT DE LA LAME A DIFFERENTES HAUTEURS DANS LE MATELAS DE SORTE QUE LE DECOUPAGE EST EFFECTUE UNIFORMEMENT DANS TOUTES LES NAPPES DU MATELAS. UNE PERCEUSE UTILISEE POUR PRODUIRE DES TROUS DE MARQUAGE DANS LA MATIERE EST EGALEMENT MUNIE D'UN TRANSDUCTEUR ULTRASONORE POUR FACILITER LA PENETRATION DU FORET AU COURS DES OPERATIONS DE PERCAGE.

Description

La présente invention se rapporte à des machines à découper à commande

automatique qui sont utilisées pour découper des matières en feuille molles,telles que des étoffes tissées ou non tissées, du papier, du cuir, des matières synthétiques, des matières composites et autres. Les lames de coupe à mouvement de va-et-vient utilisées dans les équipements de découpage des étoffes à commande automatique sont bien connues dans la technique et ont été représentées,notamment,dans le brevet des EUA n 3 495 492. 10 La lame de coupe est typiquement une mince lame allongée

munie d'un bord de coupe avant acéré qui est déplacé à travers la matière en feuille suivant une ligne de coupe prédéfinie tandis que la lame est simultanément déplacée en vaet-vient dans une direction approximativement perpendiculaire 15 au plan de la matière.

Plus récemment, on a constaté que le découpage d'une matière en feuille mince pouvait être effectué à l'aide de vibrations ultrasonores Le brevet des EUA n 4 373 412,délivré aux noms de Gerber et Pearl, décrit une machine à décou20 per dans laquelle une molette de coupe munie d'un bord de coupe périphérique acéré est animée de vibrations ultrasonores pendant que la molette roule sur une surface de coupe dure sur laquelle la matière en feuille est positionnée pour le découpage On considère que les vibrations ultrasonores 25 favorisent l'opération de découpage en écrasant la matière entre le bord de coupe et la surface support Le brevet des EUA n 3 378 429, au nom d'Obeda, décrit également un outil

activé aux ultrasons pour fendre et souder des matières textiles fabriquées en fibres synthétiques.

Les outils de coupe de la technique antérieure mentionnés ci-dessus font vibrer un bord tranchant en rapprochement et en éloignement d'une surface support sur laquelle la matière en feuille est positionnée ou déplacée pour effectuer l'opération de découpage Cependant, dans la fabrication à grande échelle de vêtements, tapisseries et autres éléments, une matière en feuille est généralement disposée en un matelas comportant de multiples nappes qui est ensuite découpé et le concept qui consiste à utiliser une surface support

comme une enclume en combinaison avec un outil de coupe animée de vibrations ultrasonores ne peut pas être appliqué.

Par conséquent, un but général de la présente invention 5 est de réaliser un appareil et un procédé de découpage à commande automatique dans lequel et suivant lequel des matelas comportant de multiplets nappes de matière en feuille peuvent être découpés à l'aide d'ultrasons Un autre but de l'invention est de réaliser un appareil et un procédé pour percer 10 des matelas comportant de multiples nappes de matière en

feuille à l'aide d'ultrasons.

La présente invention a ainsi pour objet un appareil à découper à commande automatique conçu pour découper une matière en feuille molle disposée en un matelas comportant de 15 multiples nappes L'appareil qui met également en oeuvre le procédé de l'invention comporte des moyens supports définissant une surface support pénétrable pour maintenir la matière en feuille molle pendant le découpage Une tête de coupe est montée de façon à pouvoir se déplacer en transla20 tion par rapport à la surface support pénétrable et elle comporte une lame de coupe allongée munie de moyens d'actionnement en va-et-vient pour déplacer la lame en va- et-vient suivant un axe qui s'étend approximativement perpendiculairement à la surface pénétrable La lame de coupe a un bord 25 de coupe avant acéré qui est déplacé en va-et-vient tout en étant déplacé en translation à travers la matière en feuille molle suivant un trajet de coupe, en appui de coupe contre

la matière.

Le perfectionnement apporté à cet appareil consiste no30 tamment à utiliser dans les moyens d'entraînement en va-etvient une tringlerie d'entraînement qui comporte des moyens transducteurs ultrasonores pour superposer aux mouvements de va-et-vient de la lame des vibrations ultrasonores Les moyens transducteurs établissent une onde stationnaire sui35 cant la longueur de la lame de coupe allongée et les mouve-z ment de va-et-vient de la lame assurent que les noeuds de l'onde stationnaire sont déplacés vers le haut et vers la bas dans le matelas de matière de sorte qu'un découpage uniforme se produit et que l'avantage de l'assistance ultrasonore est complètement obtenu dans chaque nappe du matelas Un outil de perçage prévu dans la machine de coupe est également muni de moyens transducteurs ultrasonores pour rendre les opérations de perçage plus efficaces. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

apparaitront à la lecture de la description qui va suivre et

à l'examen des dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est une vue en perspective d'une machine à découper à commande automatique, dans laquelle la présente invention est mise en oeuvre; la Fig 2 est une vue en élévation de la tête de coupe de la machine de la Fig 1 et montre la lame de coupe allon15 gée et les moyens d'entraînement qui déplacent la lame en va-et-vient; la Fig 3 est une vue partielle, à plus grande échelle, qui montre la lame de coupe et le transducteur qui établit des ondes stationnaires dans la lame; la Fig 4 est une vue en élévation qui représente une perceuse rotative montée sur la tête de coupe; et la Fig 5 est une vue partielle, à plus grande échelle, qui représente le transducteur ultrasonore couplé au foret

de la perceuse.

La Fig 1 représente une machine à découper à commande automatique, désignée par la référence générale 10, du type décrit et représenté de manière plus détaillée dans le brevet des EUA n 3 495 492 ci-dessus mentionné La machine 10 est utilisée pour découper des pièces de patron dans une 30 unique nappe ou dans un matelas comportant de multiples

nappes d'une matière en feuille molle étalées sur la machine.

La machine 10 représentée est une machine à commande numérique qui comporte un ordinateur de commande 12 et une table de coupe 22 qui effectue les opérations de découpage en ré35 ponse aux commandes de la machine transmises à la table par

l'ordinateur par l'intermédiaire d'un cable électrique 14.

La machine découpe un tracé de découpage ou un ensemble de pièces de patron dans la matière en feuille pour la fabrication de vêtements, de tapisseries, et de nombreux autres objets. L'ordinateur 12 lit des données mises sous une forme numérique sur une bande 16 de programme de tracé de découpage ou de pièces de patron qui définissent les contours des pièces de patron qui doivent être découpées et il engendre des signaux de commande de la machine pour guider une lame de coupe 20 à mouvement de va-et-vient pendant que l'opéra10 tion de découpage est effectuée Dans le mode de réalisation à commande numérique, les trajets de coupe P qui doivent être suivis dans le matelas L sont réduits à des données de point au cours d'un procédé de conversion en numérique et les données de point sont ensuite enregistrées sur la bande 16 de 15 programme Les données de point définissent en fait les points terminaux de segments de ligne droite ou courbe qui, dans un agencement séquentiel, correspondent au trajet de coupe P. Avant que la bande 16 de programme soit lue par l'ordi20 nateur 12, l'ordinateur reçoit un programme machine de base

ou est construit de façon à comporter de manière inhérente un tel programme qui contient des algorithmes de servocommande et de courbe qui sont propres à la table de coupe 22.

Ce programme machine permet à l'ordinateur 12 de convertir 25 les données de point définissant des contours spécifiques à découper dans le matelas L en commandes de la machine qui peuvent être comprises par la table de coupe et qui provoquent le déplacement de la lame de coupe 20 suivant un trajet de coupe programmé par rapport au matelas Il doit être bien compris,cependant, que la présente invention n'est pas limitée au système de commande numérique décrit mais est utilisable avec d'autres systèmes à données en temps réel ou prétraitées,tels que notamment les lecteurs de

lignes et les ordinateurs analogiques.

La table de coupe 22 telle que représentée comporte un lit pénétrable 24 qui définit une surface plate qui porte le matelas L pendant le découpage Le lit peut être constitué par une matière plastique en mousse ou, de préférence, par un lit de poils dans lequel la lame de coupe 20 pénètre facilement sans s'endommager ni endommager le lit pendant qu'elle parcourt le trajet de coupe P Le lit peut également 5 employer un système à dépression,tel que celui décrit et représenté en détail dans le brevet des EUA n 3 495 492, déjà cité, pour comprimer et rigidifier le matelas en position sur

la table.

La lame de coupe 20 est suspendue au-dessus de la sur10 face support du lit 24 au moyen d'un chariot X 26 et d'un chariot Y 28 Le chariot X se déplace en translation en vaet-vient dans la direction des coordonnées X représentée sur un jeu de crémaillères 30 et 32 Des pignons entraînés par un moteur d'entraînement X 34 engrènentavec les crémaillères 15 en réponse à des signaux de commande transmis par l'ordinateur 12 Le chariot Y 28 est monté sur le chariot X 26 de façon à pouvoir se déplacer dans la direction des coordonnées Y par rapport au chariot X et il est déplacé en translation par un moteur d'entraînement Y 36 et par une vis mère 38 montée entre le moteur et le chariot Comme le moteur d'entraînement 34, le moteur d'entraînement 36 est excité par des signaux de commande qui lui sont appliqués par l'ordinateur 12 Les mouvements coordonnés des chariots 26 et 28 sont produits par l'ordinateur en réponse aux données con25 verties en numérique lues sur la bande 16 de programme et ils guident la lame de coupe 20 à mouvement de va-et-vient le long d'un trajet de coupe P Ainsi, la lame de coupe est utilisée pour découper des pièces de patron au-dessus d'une partie quelconque de la table qui porte la matière en feuille. 30 La lame de coupe 20 est montée dans une tête de coupe

qui est constituée essentiellement par une plateforme 40 montée en porteà-faux à l'extrémité saillante du chariot Y 28.

La Fig 2 montre les détails de la tête de coupe, y compris le montage de la lame de coupe 20 qui permet à la lame de coupe d'être déplacée entre une position haute hors d'appui contre la matière en feuille et une position basse en appui contre la matière en feuille, comme représenté En outre, la lame de coupe peut être déplacée en rotation autour d'un axe qui s'étend dans l'ensemble perpendiculairement à la matière de sorte que la lame peut être orientée en alignement avec des trajets de coupe qui s'étendent dans 5 la matière en feuille à des angles quelconques par rapport aux axes X et Y. La lame de coupe 20 est,dans son ensemble,portée par un dispositif d'entraînement en va-et-vient qui comporte un excentrique 50 entrainé en rotation par le moteur 42 repré10 senté sur la Fig 1 L'excentrique comporte un téton d'assemblage excentré 52 et une tringlerie d'entraînement en va-etvient désignée par la référence générale 54, s'étend entre le téton 52 et la lame de coupe 20 A son extrémité supérieure, la tringlerie d'entraînement comporte une biellette 15 flexible 56 qui est directement montée sur le téton 52 et s'étend vers le bas dans la direction généralede l'axe du mouvement de va-et-vient, entre deux galets de guidage 58 et Les galets de guidage font partie d'un ensemble de guidage, désigné par la référence 62, qui peut coulisser vers 20 le haut et vers le bas le long d'une paire de tiges 64, 66 rigidement fixées à la plateforme 40 L'ensemble de guidage

62 est déplacé verticalement en combinaison avec l'excentrique 50 et son moteur d'entraînement 42 au moyen d'une biellette 71 et d'un moteur de relevage (non représenté).

Lorsque l'ensemble de guidage est déplacé verticalement, la lame de coupe est soit enfoncée en appui de coupe dans le

matelas L de matière en feuille soit soulevée hors du matelas On trouvera une description plus complète de la structure de montage de la tête de coupe sur le chariot Y 28 et 30 de son fonctionnement dans le brevet des EUA n 4 033 214,

au nom de Pearl.

La lame de coupe 20 est déplacée en va-et-vient au cours d'une opération de découpage par mise sous tension du moteur 42 (Fig 1) et entraînement en rotation de l'excen35 trique 50 La partie inférieure de la biellette flexible 56 est maintenue dans une position approximativement centrée par les galets de guidage 58 et 60 de sorte que sa partie 5536 b 9 supérieure fléchit élastiquement entre les limites indiquées en traits interrompus Les galets de guidage sont maintenus dans une position approximativement centrée à l'extrémité

inférieure de biellettes 70, 72 au moyen de vis à tête ré5 glables 74, 76.

Un joint articulé 80 qui fait partie de la tringlerie d'entraînement 54 assemble l'extrémité inférieure de la biellette flexible 56 à un bottier cylindrique 82 Le boîtier cylindrique 82 est guidé suivant l'axe de va-etvient à l'inté10 rieur de l'alésage central d'un arbresupport 84 qui sert de guide supérieur pour la lame de coupe Un guide-lame intermédiaire 86 est suspendu à l'arbre 84 par une console support 88 et un guide-lame inférieur 90 est monté dans un piedpresseur 92 porté à l'extrémité inférieure de la console 88 15 au moyen de deux colonnes supports 94, 96 Les colonnes supports coulissent dans la console support 88 pour permettre au pied-presseur de reposer sur un matelas L sous l'action de son propre poids pendant une opération de découpage On trouvera des détails complémentaires en ce qui concerne la 20 construction du guide- lame inférieur 90 en se reportant au

brevet des EUA n 4 091 701 au nom de Pearl.

Lorsque l'excentrique 50, l'ensemble de guidage 62 et la lame de coupe sont soulevés de sorte que la lame est hors d'appui de coupe contre la matière en feuille, le guide-lame 25 intermédiaire 86 et l'arbre support 84 assurent l'alignement vertical de la lame Lorsque l'excentrique, l'ensemble de guidage et la lame de coupe sont déplacés à une position basse pour placer la lame en appui de coupe contre la matière, le guide inférieur 90 contribue à maintenir l'aligne30 ment de la lame et absorbe les charges de coupe principales

appliquées à la lame.

La lame de coupe 20 est déplacée en rotation autour de l'axe central de l'arbre support 84, qui correspond à l'axe du déplacement de va-et-vient au moyen d'un servomoteur d'o35 rientation (non représenté) monté sur la plateforme 40 et d'une courroie crantée d'entraînement 100 tendue entre le servomoteur et une poulie d'entraînement correspondante 102

qui est clavetée sur l'extrémité supérieure de l'arbre 84.

A cette fin, l'arbre 84 est monté à rotation au moyen de roulements 104, 106 dans la plateforme 40 et la console support 88 avec le guide intermédiaire 86 qu'elle porte, est goupillée sur l'extrémité inférieure de l'arbre 84 au moyen d'une goupille de verrouillage 108 Le guide-lame 90 monté dans le pied-presseur 92 tourne également autour de l'axe de mouvement de va-et-vient avec la console support 88 et

le guide-lame 86 du fait de son montage sur les colonnes 94, 10 96.

Conformément à la présente invention, l'appareil de coupe 10 comporte dans la tête de coupe un perfectionnement composé d'un transducteur ultrasonore incorporé dans la tringlerie 54 d'entraînement en va-et-vient Le transducteur engendre des vibrations ultrasonores dans la lame de coupe sous la forme d'une onde stationnaire s'étendant le long de la lame allongée dans la direction de l'axe du déplacement en va-et-vient La Fig 3 reprénsete les détails de la

tringlerie d'entraînement qui comprend le transducteur ultra20 sonore 120 enfermé à l'intérieur du boîtier cylindrique 82.

Le transducteur ultrasonore 120 est composé d'ungénérateur d'ultrasons piézo-électrique 122 qui a une fréquence d'excitation fondamentale et d'un transformateur 126 d'impédance acoustique Le générateur d'ultrasons 122 est excité 25 par un train d'impulsions haute fréquence dans la bande ultrasonore par exemple de 30 000 hertz, qui lui est appliquée par des conducteurs 124 Le transformateur d'impédance acoustique ou pavillon 126 couple le générateur 122 à l'extrémité supérieure de la lame de coupe 20 L'agencement d'as30 semblage entre la lame de coupe et le pavillon 126 est un assemblage fileté rigide pour assurer que l'énergie vibratoire est transmise à la lame par l'intermédiaire de l'interface entre le pavillon et la lame sans atténuation significative Il n'est pas essentiel que le générateur soit piézo35 électrique et, si désiré, on peut utiliser, à la place, un

générateur magnétostrictif ou électrodynamique.

Comme représenté sur la Fig 3, le transducteur ultra-

e 553699 sonore 120 produit une onde stationnaire W dans le pavillon

126 et dans la lame de coupe à la fréquence fondamentale.

L'onde W est théoriquement composée d'une onde transmise 128 représentée en traits pleins et d'une onde réfléchie 130 re5 présentée en traits interrompus et elle représente les vibrations structurales produites lorsque les ondes de compression se propagent en va-et-vient à l'intérieur de la structure mécanique et produisent des vibrations mécaniques proportionnelles à l'amplitude des ondes représentées On observera qu'avec les ondes stationnaires, il y a des noeuds et ventres répartis suivant la longueur du pavillon et de la lame La séparation entre les noeuds est déterminée par la longueur d'onde des vibrations ultrasonores dans le métal que traverse l'onde et,dans le cas de l'acier au carbure, une fréquence ultrasonore de 30 000 Hz ou davantage produit des noeuds tous les quelques centimètres ou moins dans le sens de la longueur de la lame Par conséquent, avec une lame de coupe qui a une longueur de 12 à 15 cm environ,plusieurs noeuds se produisent suivant la longueur de la lame, comme représenté. 20 Les noeuds et ventres de l'onde W le long de la lame représentent des points de compression et d'expansion dans la matière et on a trouvé que les très petits mouvements de la lame à son bord de coupe provoqués par la compression et l'expansion favorisent le sectionnement de l'étoffe pendant 25 que la lame avance le long d'un trajet de coupe à travers le matelas L de matière en feuille molle Les mouvements associés aux vibrations sont naturellement très petits par rapport à la course considérablement plus grande du mouvement de va-et-vient Le concept de l'utilisation d'ultrasons pour 30 améliorer les performances de lames de coupe est bien connu dans la technique, comme montré, par exemple, par les brevets des EUA n 3 086 288, n 3 610 080 et n 3 817 141 Cependant, une difficulté rencontrée pour appliquer le concept d'utilisation des ultrasons au découpage d'une matière en feuille empilée en matelas comportant de multiples couches réside en ce que les noeuds suivant le bord de coupe avant

acéré 134 de la lame 20 sont associés à un déplacement mini-

e 553699 mal du bord et se traduisent par un découpage moins efficace dans une nappe particulière du matelas à l'endroit o se trouve un noeud qu'à l'endroit o se trouve un ventre Dans la présente invention, cependant, les vibrations ultrasonores produites par les ondes de compression à l'intérieur de la lame sont superposées au mouvement de va- et-vient de la lame de sorte que les noeuds et les ventres sont déplacés verticalement entre différentes nappes du matelas et, par conséquent, une nappe particulière du matelas n'est pas continuel10 lement exposée aux vibrations minimales Le résultat net est une distribution générale des effets des noeuds et ventres

dans la totalité des nappes du matelas.

Pour assurer que les effets des noeuds sont convenablement distribués dans la totalité du matelas, il est désirable 15 de corréler la course S de la lame de coupe avec la longueur d'onde des vibrations ultrasonores Par exemple, comme représenté sur la Fig 3, la course S de la lame est représentée comme ayant approximativement la même grandeur que la distance entre les noeuds de l'onde stationnaire W Dans ces 20 conditions, on obtient la distribution la plus efficace des vibrations ultrasonores dans la totalité du matelas Naturellement, l'asistance apportée aux mouvements de va-et-vient de la lame par les vibrations ultrasonores est également obtenue avec d'autres relations de longueur d'onde et de course. 25 Le générateur ultrasonore 122 peut être le générateur d'onde sonore révélé dans le brevet des EUA n 3 328 610,délivré au nom de Jacke et autres Des générateurs semblables peuvent être obtenus dans le commerce de la Société Smith

Kline Ultrasonic Products, Newton, Connecticut, EUA ainsi que 30 d'autres compagnies.

Le montage du transducteur ultrasonore 120 dans la tringlerie 124 d'entraînement en va-et-vient est effectué à

l'aide de techniques qui sont bien connues des spécialistes.

En particulier, le transformateur d'impédance acoustique ou 35 pavillon 126 a une longueur approximativement égale à une demi-longueur d'onde et le générateur est assemblé au pavillon et à la lame 20 de façon qu'un noeud existe à un emplacement e 553699 1 1 longitudinal situé à midistance entre le générateur et la lame Le point nodal est un point de montage ou d'assemblage désirable pour le transducteur à l'intérieur du boîtier cylindrique 82, du fait que les vibrations ultrasonores qui sont transmises au boîtier et au reste de la tringlerie entraînée par l'excentrique 50 sont alors minimales Avec cette construction, il y a, par conséquent, une réinjection minimale des vibrations ultrasonores dans les autres structures mécaniques de la tête de coupe et la dispersion d'énergie 10 maximale à partir du transducteur se produit dans la lame

de coupe 20.

Une autre application des moyens transducteurs ultrasonores dans l'appareil à découper 10 consiste à les utiliser avec une perceuse utilisée pour produire des trous dans 15 le matelas L de matière en feuille à des fins de marquage ou à d'autres fins Les Fig 4 et 5 représentent une perceuse en détail avec le transducteur ultrasonore ajouté à titre de perfectionnement En dehors du transducteur, la perceuse, désignée par la référence générale 140,est classique et est montée 20 avec la tête de coupe sur la plateforme 40 ou sur une plateforme similaire assemblée au chariot Y 28 de façon à pouvoir être déplacée au- dessus d'un emplacement désiré quelconque

de la table de coupe 22.

La perceuse 140 comporte un moteur 142 d'entraînement en rotation qui est monté sur un ensemble de coulisseau composé d'un coulisseau 144 et de deux colonnes de guidage 146, 148 Le coulisseau est déplacé verticalement le long des colonnes de guidage par un actionneur pneumatique 150 dont le piston 152 est assemblé à un prolongement 154 du coulisseau. 30 L'actionneur est également monté sur la plateforme 40 au moyen d'une console 156 Le moteur d'entraînement 142 est mis sous tension sous la commande de l'ordinateur de commande 12 et l'actionneur 150 presse le coulisseau portant le moteur vers le bas en direction du matelas L ainsi qu'un foret rota35 tif 160 fixé à l'arbre 162 du moteur Le foret 160 est un foret perce-étoffe classique et il comprend, dans l'ensemble, un tube creux muni d'un bord de coupe circulaire acéré à son c 553699

extrémité inférieure pour percer la matière en feuille molle.

Une ouverture d'évacuation peut être prévue à l'extrémité supérieure du foret creux pour évacuer les bouchons qui sont découpés dans la matière en feuille Le brevet des EUA n 3 730 634 décrit un appareil à percer de ce type. Conformément à la présente invention, un transducteur ultrasonore 166 est monté entre l'arbre d'entraînement 162 et le foret 160 Les détails du transducteur 166 ont été plus particulièrement représentés sur la Fig 5 et il appa10 raitra clairement à l'examen de cette figure que le transducteur a à peu près la même structure que le transducteur 120 assemblé à la lame de coupe 20 Le transducteur comporte un générateur 168 d'ultrasons et un transformateur 170 d'impédance acoustique monté à l'intérieur d'un bottier cylindrique 15 172 L'assemblage mécanique entre le boîtier et le transducteur est, de préférence, établi au voisinage du milieu du transformateur 170 au niveau d'un noeud de vibrations Le générateur 168 est un générateur piézo- électrique, électrodynamique ou magnétostrictif et il est excité par l'intermé20 diaire d'un ensemble de bague collectrice 176 représenté sur la Fig 4 Il est nécessaire d'utiliser des bagues collectrices étant donné que le foret est entraîné en rotation par l'arbre 162 du moteur pendant une opération de perçage Un collier d'accouplement 178 assure la réalisation d'un accou25 plement mécanique sûr entre le transducteur 166 et le foret

pour la transmission des vibrations au foret dans une direction axiale, sans atténuation.

Etant donné que le découpage par le foret s'effectue uniquement à l'extrémité inférieure 180, il est extrêmement 30 souhaitable que les vibrations établissent dans le foret une onde stationnaire ayant un déplacement maximal à l'extrémité inférieure du foret Avantageusement, l'impédance de charge nécessite également que l'onde réfléchie soit déphasée de 1800 avec l'onde transmise à ce point En d'autres termes, 35 l'onde stationnaire établie dans le foret doit avoir à peu

près la même configuration que l'onde stationnaire W représentée sur la Fig 3 et la fréquence des vibrations ultra-

sonores et, par voie de conséquence, la longueur d'onde devraient être corrélées avec la longueur du foret pour établir

une onde stationnaire telle que représentée sur la Fig 3.

En résumé, on a décrit une machine à commande automa5 tique à découper des matières en feuille molles dans laquelle les mouvements de va-et- vient d'une lame de coupe allongée sont assistés par des vibrations ultrasonores pour améliorer l'opération de découpage On atteint cet objectif en incorporant un transducteur ultrasonore à la tringlerie d'entraîne10 ment qui déplace la lame en va-et-vient La perceuse portée par la machine à découper est également assistée par un transducteur ultrasonore pour améliorer les opérations de perçage

à travers la même matière en feuille.

Bien qu'on ait décrit la présente invention en se réfé15 rant à un mode de réalisation préféré, il est bien entendu que l'on peut y apporter de nombreuses modifications et y effectuer de nombreuses substitutions sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention Comme mentionné ci-dessus, le générateur qui produit les vibrations ultrasonores peut être un générateur du type piézo-électrique, électrodynamique ou magnétostrictif De préférence, les générateurs sont raccordés à un transformateur d'impédance acoustique à un point nodal mais on pourrait également utiliser d'autres structures de montage La tringlerie d'entraînement spécifique servant 25 à entraîner la lame de coupe en va-et-vient qui a été représentée ne l'a été qu'à titre d'illustration et d'autres tringleries, par exemple, celle représentée dans le brevet des EUA n 4 048 891 peuvent être complétées par un transducteur ultrasonore pour améliorer les performances de l'organe de 30 coupe Par conséquent, la présente invention, a été décrite à l'aide d'un mode de réalisation préféré qui n'a été donné

qu'à titre d'exemple non limitatif.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Un appareil pour découper automatiquement une matière en feuille molle, cet appareil comprenant un support ( 24) qui définit une surface support pénétrable pour porter la matière en feuille molle étalée en un matelas (L) comportant de multiples couches, une tête de coupe montée de façon à pouvoir se déplacer par rapport à la surface supportpénétrable et à la matière en feuille qu'elle porte et comportant une lame de coupe allongée ( 20) et un mécanisme ( 50) d'entrai10 nement en va-et-vient pour entraîner la lame de coupe en vaet-vient suivant un axe qui s'étend approximativement perpendiculairement à la surface support pénétrable, la lame de coupe ( 20) comportant un bord de coupe avant acéré qui est déplacé à travers la matière en feuille molle suivant un tra15 jet de coupe en appui de coupe contre la matière pendant une opération de découpage et un mécanisme moteur commandé ( 26, 28) coopérant avec le support ( 24) et avec la tête de coupe pour déplacer la lame de coupe ( 20) et la matière en feuille (L) l'une par rapport à l'autre suivant un trajet de coupe 20 prédéfini (P), cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte une tringlerie d'entraînement ( 54) faisant partie des moyens d'entraînement en va-et-vient qui comporte un transducteur ultrasonore ( 120) pour superposer aux mouvements

de va-et-vient de la lame de coupe des vibrations ultraso25 nores.

2 Appareil pour découper automatiquement une matière en feuille molle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transducteur ultrasonore ( 120) comprend un générateur de vibrations ultrasonores( 122) et un transformateur d'impé30 dance acoustique ( 126) disposé entre le générateur et la lame

de coupe ( 20).

3 Appareil pour découper automatiquement une matière en feuille molle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement en va-et-vient comporte un 35 excentrique ( 50) qui déplace la tringlerie d'entraînement ( 54) et la lame de coupe en va-et- vient suivant une course considérablement plus grande que les vibrations ultrasonores pour déplacer les noeuds des vibrations ultrasonores sur le bord de coupe de la lame entre différentes nappes du matelas

de matière en feuille.

4 Appareil pour découper automatiquement une matière en 5 feille molle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transducteur ultrasonore ( 120) a une fréquence fondamentale et la longueur de la lame de coupe allongée ( 20) est choisie de façon à établir les vibrations en une onde stationnaire dans la lame à la fréquence fondamentale.

5 Un procédé pour découper une matière en feuille molle avec une machine à découper ( 10) à commande automatique ayant une surface support sur laquelle un matelas (L) comportant plusieurs nappes d'une matière en feuille molle est maintenu en vue de son découpage par une lame de coupe allongée ( 20), 15 cette lame étant déplacée en va-et-vient suivant un axequi s'étend approximativement perpendiculairement à la surface support et étant déplacée en translation sous la commande d'un programme suivant un trajet de coupe prédéfini (P), le bord de coupe avant acéré de la lame sectionnant la matière 20 pendant que la lame est déplacée en translation et en va-etvient, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à superposer au mouvement de va-et-vient de la lame des vibrations ultrasonores suivant la longueur de la lame de

coupe allongée ( 20).

6 Procédé pour découper une matière en feuille molle selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de superposition consiste à engendrer des vibrations ultrasonores sous forme d'une onde stationnaire le long de la lame de coupe

allongée ( 20).

7 Procédé pour découper une matière en feuille molle selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de déplacement en va-etvient de la lame de coupe ( 20) est effectuée avec une course d'une grandeur approximativement égale à la

distance entre les noeuds de l'onde stationnaire.

8 Un appareil pour découper automatiquement une matière en feuille molle, cet appareil comprenant un support ( 24) qui définit une surface support pénétrable pour porter la matière en feuille molle étalée en un matelas (L) comportant de multiples couches, un chariot porte-outil ( 26) et un outil de coupe ( 20) montés defaçon à pouvoir se déplacer par rapport au support ( 24) avec l'outil de coupe ( 20) en appui de coupe contre-la matière en feuille portéepar la surface; et un mécanisme moteur commandé ( 34) coopérant avec le support ( 24) et avec le chariot porte-outil ( 26) pour déplacer le chariot par rapport à la surface support et à la matière en feuille suivant des lignesde coupe prédéfinies, 10 caractérisé en ce qu'il comporte une perceuse ( 140) montée sur le chariot porte- outil ( 26) de façon à pouvoir se déplacer au-dessus de la matière en feuille jusqu'à des emplacements choisis et comportant un outil de perçage ( 160) qui peut être déplacé en rapprochement et en éloignement de la 15 surface support et de la matière en feuille pour produire des trous percés dans la matière, la perceuse ( 140) comportant un transducteur ultrasonore ( 166) servant à porter l'outil de perçage ( 160) sur le chariot ( 26) et à induire des

ondes stationnaires dans l'outil ( 60) pour faciliter les opé20 rations de perçage.

9 Appareil pour découper automatiquement une matière en feuille selon la revendication 8, caractérisé en ce que le transducteur ultrasonore ( 166) comprend un générateur ultrasonore ( 168) et un transformateur ( 170) d'impédance acous25 tique disposé entre le générateur et l'outil de perçage Un procédé pour découper une matière en feuille molle avec une machine à découper ( 10) à commande automatique qui compoter une surface support sur laquelle un matelas comportant de multiples nappes d'une matière en feuille est étalé 30 en vue de son découpage et un outil deperçage mécanique ( 160) qui pénètre à travers le matelas de matière en feuille à des emplacements choisis pour produire des trous dans la matière, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte l'étape qui consiste à faire vibrer l'outil de perçage ( 160) à des fréquences ultrasonores pendant que l'outil pénètre à travers

le matelas de matière en feuille.

11 Procédé pour découper une matière en feuille molle selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de vibration à des fréquences ultrasonores consiste à faire vibrer l'outil de perçage ( 160) à des fréquences ultrasonores qui établissent une onde stationnaire dans le sens de la longueur de l'outil.