<Desc/Clms Page number 1>
Le problème consistant à déplacer un objet d'une distance dé- terminée et réglable d'avance et à faire en sorte qu'une fonction soit déci snobée au moment où cet objet atteint la fin de sa course ou un point situé à une distance déterminée avant cette fin de course, est résolu - lorsqu'il s'agit de n'importe quel travail à répétition - par la prévision d'interrupteurs de fin de course à position réglable par exemple, action- nés lorsqu'ils sont heurtés par untaquet fixe de la pièce en mouvement, ou inversement. Les interrupteurs de fin de course agissent sur un systè- me de commande électrique, qui influence les organes d'entraînement de la 0 manière requise. Toutefois, les interrupteurs de fin de course ne per- mettent de réaliser qu'une précision de mouvement de 0,1 mm.
La mise au point des taquets ou des interrupteurs de fin.- de course est longue, et la précision de la course déterminée par le réglage dépend de l'habileté du préposé. De plus, de tels dispositifs ne sont pas à l'abri d'incidents.
On connait déjà une méthode suivant laquelle un objet en mouve- ment émet des impulsions électriques dont le nombre est proportionnel à la course effectuée et peut être compté par des moyens électromécaniques.
Toutefois, les possibilités des compteurs électromécaniques sont limitées en ce qui concerne la vitesse de comptage, ces limites étant situées à 100 impulsions par seconde environ. Aux fréquences d'impulsions plus élevées, ces appareils ne fonctionnent pas correctement, étant donné leur trop grande inertie. Lorsque ces appareils fonctionnent d'une manière perma- nente sur la fréquence d'impulsions la plus élevée, ils subissent une usure importante. D'autre part, les appareils de comptage électromécani- ques sont sensibles aux dépôts de poussières, à l'humidité et à la corro- sion, et exigent donc un nettoyage et un entretien continuels. Pour ces raisons, ils ne sont pas utilisés dans la construction des machines-ou- tils par exemple.
Selon l'invention, il est proposé d'utiliser des appareils de comptage électroniques pour la commande des mouvements de toute es- pèce. Dans l'état actuel de la technique, l'emploi de compteurs électro- niques permet,tout en éliminant les organes mécaniques susceptibles d'u- sure, des vitesses de comptage de 20.000 impulsions par seconde, et plus.
Par conséquent, en faisant appel à des moyens de commande électroniques, on peut, tout en appliquant de grandes vitesses de déplacement, travailler avec des trains d'impulsions extrêmement petits et donc réaliser des cour- ses d'une grande précision.
Comme on le sait, le nombre requis de tabès de comptage peut ê- tre réduit au minimum grâce à l'emploi de tubes décimaux ou par l'appli- cation de chaînes de comptage binaires.
Toutes les fonctions de mouvement ou de comptage peuvent être commandées ou déclenchées par télécommande, c'est-à-dire, le système de commande et l'émetteur d'impulsions peuvent être séparés par une grande distance l'un de l'autre. Les connexions peuvent être établies à l'aide d'un nombre minimum de conducteurs électriques, soit, par exemple, à l'ai- de d'un seul conducteur, la terre étant utilisée comme conducteur de re- tour. On peut aussi réaliser une commande sans fil, lorsque le matériel mis enjeu le justifie.
Les émetteurs peuvent être des générateurs d'impulsions (contacts) mécaniques ou magnétomécaniques,. ou bien, des générateurs d'impul- sions inductifs ou capacitifs. On peut établir un générateur d'impulsions photoélectriques, comportant par exemple des tubes ou cellules photoélectriques ou des cellules photorésistantes..On peut prévoir des émissions d'impulsions différentes pour l'addition et la soustraction. Ces émissions permettent une indication exacte, sous la forme de valeurs numériques, en partant d'un point zéro fixé d'avance et peuvent être utilisées sur le plan technique dans les aléseuses à gabarit et dans l'exécution. de saignées au tour, par exemple.
<Desc/Clms Page number 2>
De plus, les émetteurs d'impulsions peuvent être constitués par des rubans ou fils enregistreurs ou par des disques enregistreurs,cela dans des cas déterminés ou interviennent des vitesses minima et maxima ou dans lesquels la longueur de la course présente une grande importance. On peut ainsi réaliser d'une manière simple des "bandes d'impulsions" de différentes espèces, dont chacune fournirait une caractéristique d'émission déterminée, voire un programme complet.
Selon l'invention, une mesure de longueur, avec indication permanente de la valeur effective de trajets de forme quelconque est opérée par le fait que le générateur d'impulsions alimente une électronique de comptage qui se compose entre autres de tubes compteurs-indicateurs.
Le nombre d'impulsions, soit le trajet effectué, peut être relevé à tout moment, même au cours du déplacement, sur l'écran luminescent des tubes de comptage. Des tubes compteurs-indicateurs à écran luminescent sont connus et sont disponibles dans le commerce.
Selon l'invention, l'électronique de comptage peut servir non seulement au mesurage pur, mais aussi à la commande, au réglage et à l'enregistrement de mouvements d'une longueur déterminée ou courses et de la position des points extrêmes de telles courses, ces courses et ces positions pouvant être réglées en plaçant l'objet à mouvoir dans la position de départ de la course et en posant, dans un inscripteur, en tant que valeur nominale,ou assignée, le nombre d'impulsions, c'est-à-dire, la course. Le mouvement étant déclenché, la table d'une machire-outil par exemple se déplace jusqu'à la position finale inscrite.
Dans ce dernier cas, la concordance entre les valeurs nominale et effective du nombre d'impulsions détermine le déclenchement d'une fonction, par exemple, l'arrêt ou le retour. Au lieu d'utiliser l'inscripteur, on peut fixer la course en faisant en sorte que l'objet à mouvoir exécute la course en question, les impulsions émises au cours de celle-ci étant comptées et ensuite enregistrées. On obtient ainsi les deux points morts pour un mouvement de va-et-vient. En utilisant des chaînes de comptage à caractéristique progressive, on peut produire, en cours de déplacement, le déclenchement de fonctions supplémentaires en divers endroits, soit, par exemple ; modification de la vitesse de déplacement; relâchement d'un dispositif de serrage dans une machine-outil;
d'autre part, les dernières impulsions émises à la fin de la course déterminée par le réglage peuvent servir à communiquer au ralentissement de fin de course ou à l'inversion du mouvement d'un système de commande une caractéristique voulue, de façon que la longueur de la course et la position des points morts soient comprises dans des limites de tolérance prescrites.
Possibilités d'application.. a) Mesures de la longueur, avec indication, de trajets de forme quelconque, au moyen de tubes compteurs-indicateurs (par exemple tubes compteurs décimaux à écran luminescent). b) Détermination de la longueur du trajet (longueur de la course) et de la position du trajet (position de la course) d'une table de machine, par exemple, raboteuse, fraiseuse, rectifieuse, etc... c) Présélection, réglage et commande de l'avance et des gran- deurs d'alimentation ou d'aménage pour chariots de machines-outils.
Juxtaposition bout-à bout de trajets présélectables, avec répétition à volonté, les fonctions commandées au cours d'une portion du trajet étant également répétées périodiquement. d) Manoeuvre de précision d'engins de levage, par exemple : détermination de la hauteur d'élévation et de l'arrêt d'un ascenseur, avec verrouillage des portes commandé par le parcours. e) Mesures de déroulement ou de passage, avec déclenchement
<Desc/Clms Page number 3>
d'une fonction déterminée après une longueur de passage déterminée, par exemple, présélection d'une longueur de feuillard,de papier ou de fil mé- tallique et sectionnement lorsque cette longueur est atteinte.
Les dessins annexés représentent quelques exemples d'applica- tion de l'invention. Dans ces dessins schématiques :
La fig. 1 représente un système selon l'invention destiné à la commande de la table d'une aléseuse sur gabarit.
La fig. 2 représente la commande de la table d'une raboteuse.
La fig. 3 représente un système selon l'invention, destiné à régler le parcours d'un wagon de chemin de fer par télécommande sans fil.
L'ensemble de la course de la table 5 de l'aléseuse sur gabarit selon la fig. 1 est décomposé en impulsions électriques dont le nombre est proportionnel à la longueur du trajet accompli. Les impulsions sont produites par un générateur d'impulsions 6 commandé par l'intermédiaire d'un arbre 7 actionné par un pignon 8 soumis à l'action d'une crémaillère
9, ce générateur étant relié par un conducteur électrique 10 à un comp- teur électronique 11. La crémaillère 9 est fixée rigidenent à la table 5.
Grâce à cette disposition, le nombre des révolutions du générateur d'im- pulsions 6, et donc le nombre des impulsions électriques est proportion- nel au trajet effectué par la table et ne dépend pas de la vitesse de dé- placement. L'émetteur d'impulsions 6 est calculé de telle façon que deux impulsions correspondent à un trajet ¯4 de la table. Les impulsions émises par le générateur 6 sont recueillies et comptées par le compteur 11.
L a valeur numérique correspondant au parcours effectué est directement indiquée par les tubes de comptage électroniques 12-15. Le système d'in- dication de comptage est établi de telle façon qu'à chaque ordre décimal de la valeur numérique obtenue corresponde un tube de comptage. Ainsi, par exemple, le tube 12 indique les unités, le tube 13, les dizaines, le tube 14 - les centaines et le tube 15 - les milliers, de la valeur ob- tenue de la longueur du trajet.
On peut utiliser d'autres systèmes de comptage géométrique si l'on fait appel à des tubes constats d'une manière appropriée.
Le dispositif de comptage selon l'invention est utilisé de la manière suivante : lorsqu'il s'agit, par exemple, de déplacer la table 5 de la position C, dans la direction B, en lui faisant effectuer le par- cours CE, on met en circuit le système de comptage 11, c'est-à-dire, les tubes de comptage 12-15, par l'entremise d'un conducteur 16, en actionnant le bouton de commande 17, de sorte que ce système amorce le comptage, en commençant par l'impulsion la plus proche de la position C, en allant vers B. A mesure que la table se déplace vers B, les impulsions s'addi- tionnent, et le parcours effectué peut être relevé directement sous forme de chiffres sur les tubes de comptage 12-15.
Lorsque, à la suite de 1-'actionnement du bouton de commande 17, le compteur 11 (c'est-à-dire, les tubes de comptage 12-15) est connecté de telle façon qu'il additionne les impulsions pendant l'avance de la ta- ble 5 dans la direction B, ces impulsions font l'objet d'une soustraction après l'inversion du mouvement, c'est-à-dire, dans la direction A. Ain- si, par exemple lorsque, pendant la mise au point de la course requise GE, on a dépassé la fin de course E, on peut obtenir la valeur voulue - la fin de course E - en ramenant la table.
L'effacement ou la mise hors circuit du compteur s'opère en actionnant un bouton de commande 18.
Q En manoeuvrant le bouton de commande 19, on peut connecter le compteur 11 (ou les tubes de comptage 12-15) de telle manière qu'il addi- tionne les impulsions lorsque la table se déplace dans la direction A et qu'illes soustraie lorsque la table se déplace vers B, c'est-à-dire, inver-
<Desc/Clms Page number 4>
sement par rapport à la disposition précédente.
L'énergie électrique nécessaire au compteur est fournie au moyen d'un conducteur 20. Dans la raboteuse selon la Fig. 2, la pièce à travailler 22 serrée sur la table 21 doit être rabotée en une passe sur les surfaces 23 et 24. A cette fin, il y a lieu de mettre au point et d'exécuter les fonctions suivantes en ce qui concerne la commande de la table :
1. - Détermination de la longueur de la course OC. Ceci en- traîne simultanément la détermination-, aux fins de course 0 et C, de l'inversion du mouvement, ainsi que la suppression des fonctions inter- médiaires en 1 et B, en vue de produire un retour de la table à une plus grande vitesse (inversion du mouvement de la table dans la position ex- trême C).
2. - Détermination de la fonction intermédiaire en A : éléva- tion de la vitesse de. la table en vue d'un parcours rapide de la distan- ce entre A et B.
3. - Détermination de la fonction intermédiaire en B : Freinage de la table Jusqu'à la vitesse de travail correspondant au rabo- tage de la surface.
Tout comme dans l'exemple selon la Fig. 1, la course de la table est décomposée en impulsions électriques dont le nombre est propor- tionnel au chemin parcouru par la table. Ces impulsions sont envoyées par le générateur d'impulsions 25 et comptées dans le compteur électronique 26.
Lorsque le nombre d'impulsions atteint une valeur déterminée d'avance, valeur mise au point dans l'enregistreur 27, la fonction à rem- plir - par exemple une modification de la vitesse de déplacement, obtenue par une modification du nombre de tours du moteur de commande 29 - est déclenchée dans le commutateur.
La mise au point de la commande peut être opérée à volonté, soit en présélectant les courses, soit en faisant exécuter ces courses par l'organe considéré, courses dont l'achèvement doit être suivi de l'in- tervention d'une fonction voulue,cette mise au point étant opérée depuis le tableau de contrôle 30.
Pour opérer la présélection des différentes fonctions, c'est- à-dire pour présélecter les trajets au bout desquels ces fonctions doi- vent être déclenchées, on place la manette 31 dans la position V (présélec- tion) et la manette 32 - dans la position correspondant à la fonction requise (par exemple C = détermination de la longueur de la course OC, in- version de la table aux points 0 et C et la suppression de toutes les fonctions intermédiaires pendant la course de retour). La valeur numé- rique de la longueur de la course au bout de laquelle doit s'accomplir la fonction considérée (C, par exemple), est posée à l'aide des disques sélecteurs 33 à 35. Lors de cette opération, chaque ordre décimal de la valeur numérique est sélecté indépendamment des autres ordres.
Ainsi, par exemple, les milliers .sont posés à l'aide du disque de sélection 33,les centaines à l'aide du disque 31, les dizaines à l'aide du-dis- que 35 et les unités à l'aide du disque 36. La valeur inscrite à l'aide des disques de sélection 33 à 36 (par exemple pour la fonction C, la valeur 3765) est emmagasinée dais l'enregistreur 27 à l'aide du bouton de déclenchement 37 et peut être relevée en chiffres, sur le tableau de contrôle-indicateur d'inscription 30, à côté de l'indice de fonction correspondant (par exemple, 3765 à coté de C). La présélection des au- tres fonctions, - par exemple la fonction A = élévation de la vitesse et la fonction B = ralentissement jusqu'à la vitesse de coupe, - est opérée d'une manière correspondante.
Par conséquent, pour la mise au point de la fonction A, on place la manette 31 dans la position V (= présélec- @
<Desc/Clms Page number 5>
tion) et la manette 32 dans la position A et l'on inscrit la valeur numé- rique voulue à l'aide des disques de sélection 33 à 36, cette valeur étant recueillie par l'enregistreur 27 et l'indicateur d'inscription 30, après déclenchement du bouton de commande 37.
Pour déterminer la mise en marche de la machine, par exemple pour l'amorçage de l'opération de rabotage, on place la manette 31 dans la po- sition M qui correspond à la "marche" et l'on déclenche le mouvement de la table à l'aide du pupitre de commande 39, lequel porte une manette 39a pouvant être placée en position de réglage ou en position de mise en mar- che, ainsi qu'un interrupteur de commande 39b. Les impulsions envoyées par le générateur 25 sont à nouveau comptées par le compteur électronique 26 et, lorsque les valeurs numériques fixées dans l'enregistreur 29 sont at- teintes, déclenchent les fonctions correspondantes.
Une autre possibilité pour la mise au point de la commande con- siste par exemple à faire en sorte que les courses au bout desquelles les différentes fonctions doivent être déclenchées soient d'abord effectuées par la table. Dans ce cas, le commutateur 31 doit être placé sur N (= ré- pétition des courses). Lorsque, en effectuant la première course, la ta- ble atteint le point A, où doit s'accomplir la fonction A (par exemple une élévation de la vitesse), on place la manette 32 dans la position "A", de sorte que, après actionnement du bouton de commande 37, le nombre d'impul- sions compté par voie électronique et relatif à la course OA est enregistré dans l'enregistreur 27 et indiqué par l'indicateur de comptage 30.
On procède de même pour la mise au point des courses relatives aux fonctions B et C, c'est-à-dire, on amène la table jusqu'au point B ou
C approprié et l'on détermine un enregistrement et une indication des courses inscrites, en plaçant la manette 32 dans la position B ou C et en ac- tionnant les boutons de déclenchement 37.
La mise au point étant terminée, l'opération peut s'amorcer aussitôt que le commutateur 31 a été placé sur "marche".
Pour effacer les valeurs de courses enregistrées dans l'enregistreur 27 et indiquées par l'indicateur de comptage 30, il est nécessaire d'actionner le bouton de déclenchement 37 lorsque la manette 31 se trouve dans la position L (= effacement).
Les valeurs emmagasinées dans l'enregistreur 27 à l'aide de dispositifs électromécaniques (commutateurs pas à pas et compteurs) et indiqués par l'indicateur de comptage 30 ne sont pas perdues lors d'une panne de courant dans l'ensemble de l'installation, ou dans le cas d'une coupure du courant,et peuvent être conservées pendant n'importe quelle durée voulue. Pendant la marche de la commande, l'enregistreur 27 et l'indicateur de comptage 30 demeurent au repos, de sorte que la fréquence relativement réduite des échelons d'entraînement des éléments électromécaniques n'influence pas la marche du comptage, lequel peut se dérouler à une fréquence élevée, qui correspond à celle du compteurélectronique.
Selon la Fig. 3, un générateur d'impulsion 41 est accouplé à la roue porteuse 40 d'un véhicule ferroviaire 40', ce générateur émettant des impulsons électriques en un nombre proportionnel au nombre de tours de cette roue, et donc au chemin parcouru par le véhicule, ces impulsions étant émises par voie radioélectrique au moyen du poste émetteur 42 et de l'antenne d'émission 43. Les impulsions émises par voie radioélectrique sont captées par l'antenne de réception 44 et sont transmises au compteur électronique 46 par l'intermédiaire du récepteur 45.
Les tubes de comptage électronique 47-53 indiquent le nombre d'impulsions à l'aide de chiffres qui se prêtent à la lecture, à savoir, par exemple : le tube 47 indique les milliers, le tube 48 - les centaines; le tube 49 - les dizaines; le tube 50 - les unités ; le tube 51,- les dizièmes; le tube 52 -les centièmes; et le tube 53 - les millièmes, du nombre d'impulsions obtenu, et rapporté à une échelle de mesures de longueur déterminée (des km, par
<Desc/Clms Page number 6>
exemple).
Dans le cas d'un véhicule se déplaçant à une vitesse de 180 km/h par exemple, et lorsqu'on adopte une fréquence de comptage électro-nique de 5.000 impulsions pàr seconde, le chemin parcouru peut être relevé en chiffres avec une précision au centimètre. Le compteur 46 peut être disposée tout comme dans la réalisation selon la Fig. 1, dans le véhicule 40',et être relié par des connexions au. générateur d'impulsions 41, ou bien, comme montré dans l'exemple de la Fig. 3, être distantcb ce générateur, dans lequel cas on fera appelà une transmission radioélectrique.
L'émission des impulsions en fonction du chemin parcouru peut être réalisée non seulement à l'aide des dispositifs électromécaniques, photoélectriques, inductifs ou capacitifs, mais aussi au moyen de rubans ou de fils d'enregistrement, chargés d'un nombre d'impulsions voulu, par voie électrostatique ou électromagnétique.
Les Figs. 4 à 6 représentent schématiquement quelques exemples de réalisation de cette dernière variante.
Selon la Fig. 4, le ruban enregistreur 56 est fixéà la table 54 - d'une raboteuse par exemple - entre les supports 55, de telle façon qu'il s'étend parallèlement au sens du mouvement de cette table. La bande d'enregistrement est enjambée par un lecteur ou pick-up 57, par exemple au bâti 58. Selon l'invention, les impulsions engendrées par le ruban d'enregistrement dans le pick-up au cours d'un déplacement de la ta- ble sont appliquées,par l'entremise dù conducteur 59, à une électronique de comptage et de commande. En adoptant une construction appropriée du pick-up, on peut remplacer le ruban d'enregistrement par un fil d'enregistrement.
Lorsqu'un ruban ou un fil d'enregistrement servent à l'émission d'impulsions, la qualité de la reproduction présente moins d'importance que lorsqu'il s'agit de reproduire la musique ou la parole, de sorte que les vitesses d'exploration peuvent varier dans de larges limites et que la direction de ce déplacement est sans importance.
La division de la bande ou du fil d'enregistrement en impulsions appliquées par voie électrostatique ou électromagnétique et rapportées à la course de la table, peut s'effectuer d'après une loi linéaire ou une loi progressive ou dégressive, suivant le cas.
La Fig. 5 montre la manière dont plusieurs lecteurs 60-62 peuvent être utilisés simultanément pour la transmission des impulsions dans le cas d'un ruban ou d'un fil d'enregistrement 56, chacun de ces lecteurs pouvant commander ou déclencher une ou plusieurs fonctions, indépendamment des autres lecteurs.
Alors que, dans le cas de mouvements rectilignes, on ne peut utiliser directement les bandes ou fils d'enregistrement que pour les processus comportant un renversement de mouvement, - condition déterminée par la longueur finie du ruban ou du fil enregistreur -, ceux-ci peuvent être utilisés pour l'émission d'impulsions dans le cas de mouvements rotatifs, même lorsque le sens de rotation est constant. Dans l'exemple selon la Fig. 6, un ruban enregistreur annulaire sans fin est serti dans un disque 64 calé sur un arbre 65 tournant dans un sens constant ou réversible.
Le lecteur 66 et le conducteur 67 transmettent à l'électronique de comptage et de commande les impulsions marquées sur le ruban d'enregistrement sans fin. La division du ruban d'enregistrement en impulsions, rapportée à la périphérie, peut se faire selon une loi linéaire, progressive ou dégressive, ou constituer une combinaison voulue quelconque de plusieurs de ces possibilités. Tout comme dans l'exemple de la Fig. 5, on peut prévoir ici également l'emploi d'un ou de plusieurs lecteurs ou pick-ups 66.