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La présente invention est relative à des perfec- tionnements à des dispositifs de contrôle de positions programmées , et plus particulièrement, à des perfectionne. ments à des moyens prévus dans de tels dispositifs, pour procurer des signaux de contrôle de position ou signaux d'erreur développés de par la comparaison de signaux indi- quant la position programmée et de signaux indiquant la position réelle du dispositif à contrôler.
La présente invention est particulièrement relative à des dispositifs dans lesquels l'information pour contrôler la position d'un.dispositif programmée tel qu'une machine- outil, est enregistrée dans un milieu enregistreur de don- nées et est reproduite par l'intermédiaire d'un moyen de contrôle convenable lorsqu'on désire reproduire le pro- gramme.
Un signal électrique sert de signal de référence, et un signal de contrôle est prévu pour chaque déplacement que l'en désire programmer; ces signaux peuvent ètre déri- vée d'un dispositif enregistreur de données et utilises dans un servo-dispositif pour exécuter la programmât Le servo-dispositif comprend des moyens pour développer un signal électrique indiquant la position réelle de l'objet à contrôler et comportant une relation de phase par rap- port au signal de référence. Le servo procure également des moyens pour dériver un signal de contrôle du dis- positif enregistreur de données, lequel signal de contrô- le a une relation de phase avec le signal de référence telle que déterminée pendant l'enregistrement du pro- gramme.
Les signaux indiquant la position réelle du dis- positif à programmer et le signal de contrôle pour chaque canal ou déplacemènt qui est à contrôler sont alimentés
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à un discriminateur ou autre dispositif pour développer un si- gnal d'erreur qui indique la déviation de la'position réelle par rapport à la position programmée. Par l'intermédiaire de moyens convenables de positionnement d'objets, le signal d'erreur est alimenté au dispositif à positionner en vue qu'il prenne la position correcte ou programmée.
En pratique, on peut trouver que du fait de certains défauts dans l'équipement, un signal d'erreur ou de contrôle peut être développé et avoir une grandeur telle de manière à déplacer de manière constante le dispositif programmé ou autrement, pour exécuter le programme d'une manière complète- ment erronée. De môme, dans certaines situations lors du démarrage initial de l'appareil pour exécuter le programme, on peut trouver qu'une position prise erronément à l'origine développera un signal d'erreur excessif, lequel empêcherait la synchronisation et, de ce fait, empêcherait le programme d'être exécuté.
Il est un objet de la présente invention de procu- rer un nouveau moyen de développement de signal d'erreur pour un dispositif de contrôle de position programmée dans lequel en cas d'un défaut de certaines parties ou dans le cas d'une erreur excessive dans le programme tel qu'il est exécuté, le dispositif sera déclenché.
Il est encore un autre objet de la présente in- vention de procurer un dispositif développant un signal de contrôle qui comprend des moyens pour réduire au minimum @'"emballement" et pour assurer la stabilité du dispositif dans des conditions pour lesquelles un jeu - est présent dans le.dispositif.
Dans les dessins ci-joints : - la figure 1 est un diagramme schématique en blocs d'une forme d'exécution de la présente invention incorporée dans un dispositif de contrôle de programmation;
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- la figure 2 est un diagramme schématique en blocs d'un moyen perfectionné de développement d'un signal d'erreur réalisant la présente invention; - la figure 3 est une illustration schématique d'un moyen sensible à un excès d'erreur dans un signal d'erreur en vue d'interrompre le fonctionnement du dispositif ; et- la figure 4 est une illustration schématique d'un moyen limiteur de signal d'erreur utilisable dans la présente invention.
La figure 1 des dessins représente un dispositif de contrôle de programmation complet dans lequel la présente in- vention est applicable. Un dispositif enregistreur de données- tel qu'un ruban magnétique 2 est prévu dans la figure . Ce- lui-ci est représenté comme des parties de trois rubans sépa- rés, mais en réalité, il peut tre constitué par un ruban unique ayant une pluralité de canaux comprenant le canal de référence et un ou plusieurs canaux de contrôle dnregistrés dessus. Il est bien entendu que la représentation dans cette figure est uniquement dans un but d'illustration et que n'im- porte quel dispositif enregistreur de données convenable peut être utilisé. Il est en outre bien entendu qu'il est possible d'utiliser le dispositif dans des ensembles autres que celui illustré dans la présente application.
Ainsi, si on désire procurer un dispositif de programmation digital dans lequel des valeurs numériques représentant le programme à suivre sont enregistrées dans le dispositif enregistreur de données, et qui peuvent être développées par des moyens calculateurs convenables en des signaux capables d'effectuer un programme, un dispositif tel que celui qui est exposé dans la présente application trouvera son utilité dans un ensemble de cette nature. Des têtes de captation ou autres dispositifs sensibles 4 et 6 sont prévus pour dériver les signaux de référence et les signaux de contrôle à partir d'un canal de référence et d'autant de canaux de contrôle qu'il est désiré dans le dispo.. ;
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sitif enregistreur.
En se référant au canal de référence, un pré-amplificateur 10 amplifie initialement les signaux dérivés du milieu d'enregistrement. La nature de ces signaux en question peut prendre n'importe quel nombre de formes. Après amplification par le pré-amplificateur 10, un excitateur-de selsyn 12 développe une sortie ayant au moins deux phases à partir des signaux de référence. Tel qu'illustré dans le dessin de la présente application, une sortie triphasée est . dérivée via les conducteurs 16. Les conducteurs 16 fournissent l'entrée au selsyn différentiel 18 lequel est à son tour couplé à un selsyn indicateur de position 20.
Le selsyn indicateur de position 20 peut être connecté mécaniquement, tel qu'indiqué par la ligne en traits interrompus 21, à un moteur de positionnement 22 qui peut être accouplé à la table et à la tête de la machine-outil à programmer par un dispositif incorporant la présente invention. En variante, le selsyn 20 peut être couplé directement à la table ou à la tête d'une telle machine-outil.
Une unité contrôlée par un moteur, telle qu'une amplidyne 24 ou autre amplificateur de puissance fournit un signal de contrôle moteur dont la direc- tion et la valeu-- sont déterminées par les enroulements di- rect et inverse 26 et 28, respectivement, prévus sur organe
30 déterminateur de champ de l'amplifie. Bien que l'illustra- tion soit axée essentiellement sur un dispositif de posi- tionnement électronique et électrique, il est bien entendu que des dispositifs mécaniques,tels que ceux de nature hydrau- lique, peuvent être utilisés avec des valves contrôlées par signal d'erreur conjointement avec des moyens convenables de positionnement hydraulique.
Des signaux de contrôle ayant des relations de pha- se prédéterminées par rapport aux signaux de référence, telles que déterminées lors de l'enregistrement ou de l'établisse- ment du programme sont obtenus par la tête de captation 6
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à partir du dispositif enregistreur de données et amplifiés par un pré-amplificateur 32 convenable. Un discriminateur 34 reçoit les signaux de contrôle amplifiés et le signal pro- venant du selsyn 20,-lequel signal de selsyn a une relation de phase par rapport aux signaux de référence qui indique la position réelle de l'objet qui est contrôlé.
Le signal de position réelle est couplé via le conducteur 36 au discrimina- teur 34. Le discriminateur développe un signal d'erreur qui se rapporte à un écart de la relation de phase du selsyn 20 par rapport aux signaux de référence vis-à-vis de la relation de phase prédéterminée des signaux de contrôle par rapport aux signaux de référence et couple ce signal d'erreur via un' conducteur 38 à l'organe déterminateur de champ 30. Un ta- chymètre 40 est connecté mécaniquement au moteur de posi- tionnement 42 et fournit un signal de stabilisation de vites- se via un conducteur 4.2 à l'organe déterminateur de champ 30.
En se référant à 1s figure 2, le fonctionnement gé- néral du dispositif est le suivant. Un signal de contrôle ..est dérivé par le dispositif de captation 6 à partir d'un canal de contrôle dans le milieu enregistreur de données.
Après amplification dans le pré-amplificateur 32, le signal est couplé au discriminateur d'impulsions 44. Un signal indicateur de position est dérivé du selsyn de position 20 via le conducteur 36 et est également couplé au discriminateur d'impulsions 44 via le conducteur 48 et un amplificateur de signal de selsyn 46 qui convertit la sortie sinusoïdale du selsyn en des impulsions utilisables dans le discriminsteur d'impulsions.
Si le signal alimenté au discriminateur d'impul- sions 44 est exactement déphasé de 1800, un signal alternatif d'onde carrée ayant une valeur de tension moyenne continue - nulle sera fourni au dispositif de .contrôle via le conduc- teur 50 et recruteur 52, le branchement 54, le filtre 56, le conducteur 58, le réseau stabilisateur 60,' le conducteur
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62 et le dispositif de zone neutre 64. Si les impulsions du canal de contrôle et du selsyn de positionnement sont dé- phasées de plus ou moins 180 l'une par rapport à l'autre, un signal continu sera disponible dans un signal d'erreur électrique altennatif d'onde carrée et déséquilibré qui, aura une valeur continue, soit positive, soit négative,
sui- vant que les impulsions sont ou ne sont pas déphasées de plus ou de moins 180 . Ce signal sera filtré par le filtre 56 et la stabilité sera établie par le réseau 60 et, si il dé- passe une quantité prédéterminée telle que déterminée par le réglagedu dispositif de zone neutre 64, tel qu'expliqué plus complètement ci-après, un dispositif de contrôle, tel que ' l'organe déterminateur de champ qui a été décrit sera alimen- té par ce signal.
La figure 3 des dessins représente un moyen pour @ arrêter le fonctionnement du dispositif en cas d'un'excès d'er' reur. La sortie du discriminateur d'impulsions 44 est normale- ment un signal ayant une forme d'onde rectangulaire ayant un'e composante continue, laquelle est une mesure de la différence entre la position programmée et la position réelle du dis- positif qui est contrôlé. Cependant, en plus de ceci, il y aura une composante alternative de cette tension. La compo- sante alternative du signal d'erreur est dérivée via le condue- teur 66 et est couplée à travers le condensateur 184 à la, grille de commande 186 du tube à vide 188.
La résistance 192 et le condensateur 190, en coopération avec le condensateur 184, àgissent de manière à développer un signal alternatif dans lequel la valeur de maximum à maximum est une mesure de la composante alternative du signal d'erreur. Les valeurs de ces,composantes doivent être choisies de telle manière que lorsque le signal est dans un état fortement déséquilibré, la composante de maximum à maximum de la tension à la grille 186 varie rapidement pour des variations de l'erreur. Le tube
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188 amplifie la tension alternative et celui-ci est couplé à travers le condensateur 198 aux redresseurs 200 et 202 de sorte que la tension au point 204 est une mesure de la tension de maximum à maximum du signal alternatif conformé.
Le si- gnal est ensuite alimenté à la grille de commande 206 d'un tube à vide 208 lequel est polarisé de telle manière qu'il est normalement conducteur lorsqu'un tube 210 est normalement non-conducteur. Lorsqu'il y a un signal alternatif à la grille de commande du tube 188, une tension négative est présente à la grille de commande 206 du tube 208 et maintient ce tube dans un état non-conducteur et ceci maint@ant à son tour le tube 210 dans son état établi ou conducteur. De cette maniè- re, avec des signaux normaux, le tube 208-est non conducteur et le tube 210 est conducteur et le relais 70 est actionné.
Cependant, si pour l'une ou l'autre raison le signal alter- natif à la grille de commande 186 n'est pas présent ou tombe en dessous d'une valeur prédéterminée, alors, le tube 208 devient conducteur et le tube 210 est non conducteur.
Ceci fait retomber le relais 70 qui ouvre la source d'alimen- tation pour le dispositif de contrôle et pour le dispositif qui est programmé.si on le désire. Le condensateur 212 est prévu pour maintenir le tube 210 non conducteur pendant une période de temps suffisamment longue pour désexciter le relais 70 même lorsque le tube 208 n'est non conducteur que pour de courtes périodes de temps. Un condensateur 213 est prévu pour adoucir le relâchement du relais 70.
Différentes choses peuvent amener le signal alter- natif à être perdu. Dans le cas où des impulsions ne sont pas reçues du ruban, il sera perdu du fait que le discrimina- teur d'impulsions sera toujours soit complètement enclenché, soit complètement déclenché, et la tension provenant du dis- criminateur d'impulsions sera par conséquent un signal con- tinu pur. Dans le cas où un des tubes du pré-amplificateur ou
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du discriminateur d'impulsions fait défaut, la même chose se produit. En outre, si une erreur excessive est obtenue, la @ composante alternative devient suffisamment petite de sorte qu le relais 70 sera\désexcité.
Lors des démarrages initiaux du dispositif, il est possible que pendant une courte période de temps un excès de signal d'erreur soit reçu jusqu'à ce que le moyen de posi- tionnement amène le dispositif programmé dans une position , correcte. Etant donné qu'il n'est pas désirable d'interrompre le fonctionnement du dispositif à cet instant, on prévoit un signal alternatif à la grille 186 du tube 188. Celui-ci est procuré par le relais à action retardée 74 qui sera initia- lement ouvert pendant des temps prédéterminés de sorte que des signaux d'impulsion sont procurés à travers le condensateur 190 à la grille de commande et le dispositif assurera que le relais 70 ne soit pas désexcité de sorte qu'il sera de ce fait capable de démarrer le dispositif.
La figure 4 représente en détails le dispositif de zone neutre 64. La fonction du dispositif 64 est d'abaisser le gain de l'ensemble du dispositif à une valeur très basse pour des différences de position du dispositif programmé, tel qu'une machine-outil, par rap port aux positions du program' -me qui sont inférieures aux erreurs inhérentes du dispositif programmé, tel que les jeux d'une machine-outil. Si ceci n'est pas réalisé, lorsqu'une machine-outil est programmée parallèlement à l'axe de la machine, l'outil tendra à se pro- mener en avant et en arrière à travers la course morte. En vue de procurer la tension pour le dispositif de zone neutre ou de course morte 64, un transformateur 158 a son primaire couplé à une source de potentiel alternatif.
Son secondaire procure une tension alternative qui est redressée par les diodes 160 et filtrée par le réseau 1620 La quantité de ten- sion de zone neutre est déterminée au moyen du potentiomètre 164 lequel fournit une polarisation à la cathode 166 de la
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170 diode 168 et à l'anode de la diode 172. De cette manière, à moins que le signal d'erreur ne dépasse une quantité pré- déterminée telle qu'établie par les polarisations des dio- des 168 et 172, ce signal ne passera pas au dispositif de contrôle. En vue de procurer une limite inférieure pour la diminution du gain du dispositif obtenue par le dispositif de zone neutre 64, on prévoit une résistance variable 174 qui by-passe le dispositif de zone neutre vers une résistan-. ce de charge 175.
On prévoit également un condensateur 176 qui a une valeur telle de manière à laisser passer des signaux d'erreur de fréquences élevées et d'accroître de ce fait la stabilité du dispositif en procurant un décalage de phase compensateur dans le signal d'erreur pour de telles fréquences. On a trouvé que si un gain minimum n'est pas présent dans le signal d'erreur, la relation entre l'entrée au dispositif, dont le déplacement est contrôlé, et le dé- placement réel (ou sortie) est telle qu'il n'y a pas de contrôle effectif. De même, pour des entrées de fréquence .élevée, la relation de phase de la sortie réduit le signal de contrôle effectif.
Le signal passant par le dispositif de zone neutre 64 est alimenté à la grille 178 du tube électronique 180 connecté en amplificateur cathodyne et est dérivé via un potentiomètre d'équilibrage ou de compensation 182 et le conducteur 38.
REVENDICATIONS.-
1.- Dispositif de contrôle de position dans lequel un discriminateur compare une pluralité de signaux d'entrée en vue d'obtenir un signal d'erreur répondant à une diffé- rence des caractéristiques des signaux d'entrée, caracté- risé par un élément de contrôle répondant à une composante dudit signal d'erreur lorsque la dite différence des carac- téristiques dépasse une quantité prédéterminée de manière à interrompre l'excitation du dispositif de contrôle de posi- tion et de l'objet qui est programmé par celui-ci.
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2. - Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le signal d'erreur de sortie a une grande composante de courant alternatif lorsque lesdits signaux d'entrée ont des caractéristiques relatives indiquant une position convenable de l'objet contrôlé et en ce que l'élé- ment de contrôle est sensible à une faible composante de courant alternatif dudit signal d'erreur de' manière à inter- rompre l'excitation du dispositif de contrôle et de l'objet' qui est contrôlé-
3.
- Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le signal d'erreur de sortie a une forme d'onde carrée alternative, lesdits signaux d'erreur alter- natifs d'onde carrée ayant une composante de courant al- ternatif maximum et une composante de courant continu mini- mum lorsque lesdits signaux d'entrée ont la caractéristique relative désirée, étant par exemple déphasés de 180 l'un par rapport à l'autre,et en ce que l'élément de contrôle comprend un relais normalement fermé connecté entre une source de tension de fonctionnement et le dispositif de contrôle, un tube électronique normalement non conducteur couplé à la bobine d'actionnement dudit relais,
et des moyens sensibles au courant alternatif répondant à une absence d'une composante de courant alternatif dudit signal d'erreur supérieure à une valeur de tension prédéterminée en vue d'interrompre la conductiôn dudit dispositif à décharge élec- tronique, d'où, ledit relais est ouvert lorsque ledit si- gnal d'erreur indique une erreur excessive dans la reproduc- tion du programme.
4.- Dispositif suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que lesdits moyens sensibles au courant alter- natif répondant à l'absence d'une composante de courant al- ternatif supérieure à une valeur prédéterminée, comprennent un premier dispositif à décharge électronique ayant une grille couplée à la sortie dudit moyen développant le signal. d'erreur alternatif d'onde carrée, et un second dispositif :
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à décharge électronique couplé à la sortie dudit premier dispositif à décharge électronique et'audit tube électro- nique normalement non conducteur en vue d'interrompre la conduction dudit dispositif à décharge électronique normale- ment non conducteur lorsque la composante de courant alter- natif de ladite erreur'est inférieure à une valeur de tension prédéterminée*
5.
- Dispositif suivant la revendication 1, carac- , térisé par des moyens limiteurs pour établir un niveau de référence minimum pour lesdits signaux d'erreur, le dit niveau de référence minimum étant déterminé par une erreur fixe dans un dispositif exécutant le programme-
6.- Dispositif suivant la revendication 5, carac" térisé en ce que les moyens limiteurs comprennent un dis- positif réactif by-passant les moyens limiteurs et offrant une faible impédance aux signaux d'erreur de fréquence relativement élevée et uns liaison résistive réglable by- passant lesdits moyens limiteurs en vue de procurer un .réglage de l'action de limitation.