Appareil de commande de mouvement La présente invention a pour objet un appareil de commande de mouvement par un dispositif à came dont le profil actif peut être déterminé avec une haute précision selon des dimensions calculées en vue de la commande de précision de mouvements mécaniques. Jusqu'ici, on utilisait comme dispositif à came soit une surface meulée, entrainant un usi nage et un polissage difficiles et coûteux, soit un mince ruban flexible, par exemple en acier, courbé à la forme voulue et serré dans la position définitive en de nombreux points sur sa longueur.
On a cherché à obtenir un dispositif à came perfectionné qui puisse être fabriqué relativement facilement et avec une précision très supérieure à celle obtenue dans les dispositifs connus.
L'appareil faisant l'objet de l'invention est carac térisé en ce qu'il comprend un dispositif à came optique comprenant une feuille présentant des points destinés à former un contraste, en ce qui concerne les propriétés de transmission de la lumière, avec le fond constitué par les parties adjacentes de la feuille, ces points étant disposés le long d'une courbe constituant le profil de la came,
des premiers moyens pour produire un premier mouvement relatif entre le dispositif à came et un dispositif suiveur compre nant une source de lumière agencée de manière à envoyer la lumière à travers une petite ouverture que présente le dispositif suiveur et devant laquelle ladite ligne de points est destinée à se déplacer lors dudit mouvement relatif, puis à travers ladite feuille du dispositif à came, dans une zone située sur ladite ligne de points, sur des moyens photoélectriques agencés pour fournir un signal de sortie dépendant du déplacement latéral de l'ouverture relativement à la ligne de points, des seconds moyens comman- dés par ledit signal de sortie,
pour produire un se cond mouvement relatif entre le dispositif à came et le dispositif suiveur afin de corriger ce déplace ment latéral, et des troisièmes moyens pour produire le mouvement de commande recherché en fonction de ce mouvement relatif.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante de l'appareil objet de l'invention et un appareil pour sa fabri cation.
La fig. 1 est une vue schématique d'un détail de cette forme d'exécution.
Les fig. 2 et 3 sont respectivement une vue en plan et une vue en élévation d'un appareil pour fabri quer cette forme d'exécution.
Les fig. 4 et 5 sont respectivement une vue en plan et une vue en élévation de ladite forme d'exé cution.
La fig. 6 montre un détail de l'appareil repré senté aux fig. 4 et 5.
La fig. 7 est le schéma électrique de l'appareil représenté aux fig. 4 et 5.
La fig. 8 est une vue schématique de la variante. La forme d'exécution représentée (fig. 1) com prend une feuille de matière translucide portant de petits points ronds J opaques ou sombres, disposés le long d'une courbe de la forme désirée pour cons tituer une came. Chaque cercle représente la péri phérie d'un desdits points, tandis que la ligne des centres Ji représente le profil de la came. Les posi tions des points J sont repérées dans un système de coordonnées polaires, de sorte qu'un point se trouve sur l'une d'une série de droites J2 disposées en rayon à partir de l'origine des coordonnées, ces droites étant espacées les unes des autres par de petits angles égaux.
Les positions des points J sur les lignes J' sont déterminées selon des dimensions précises défi nissant le profil de la came.
La ligne de points peut être formée en donnant une rotation pas à pas à la feuille autour de l'origine, chaque pas correspondant à l'un desdits angles égaux, tandis qu'un dispositif d'application des points sur la feuille est réglé par une commande micrométrique le long d'un guide fixe dans une direction radiale précise par rapport à ladite origine. Ainsi, dans cha que position de la feuille, le micromètre est actionné selon les dimensions calculées définissant le profil de la came et le dispositif est actionné pour appliquer le point sur la feuille.
La dimension de chaque point J est choisie relativement à la grandeur desdits angles égaux de manière que les points sur la ligne Jl se chevauchent les uns les autres pour former une ligne sombre continue sur la feuille, les bords) de cette ligne étant formés par des petits arcs circulaires.
Il est évident que le chevauchement des points J n'est pas obligatoire et qu'il ne peut pas se pro duire dans les cas ne nécessitant qu'une faible pré cision. Cependant, ce chevauchement présente des avantages dans l'emploi pratique du dispositif à came pour commander des mouvements mécaniques, com me on le verra plus loin, et il augmente aussi la précision du dispositif à came. Comme on l'a men tionné, le vrai profil de came est défini par la ligne des centres Jl des points J, et il est évident que le profil est défini avec d'autant plus, de précision que les centres des points sont plus proches les uns des autres.
Il faut noter aussi qu'on ne doit pas nécessaire ment utiliser des points sombres ou opaques sur un fond translucide, mais que la disposition inverse est tout aussi valable qui comprend des points translu cides sur un fond sombre et opaque. Dans ce cas, les points peuvent être constitués par des trous ronds perforés dans la feuille, et il est évident que si des points perforés se chevauchent, il faut nécessairement utiliser une feuille mécaniquement assez résistante pour conserver sa forme, car les deux parties de la feuille séparées, par la ligne de trous ne peuvent être maintenues ensemble que par les parties d'ex trémité de la feuille au-delà des extrémités de la came.
En pratique, il est avantageux d'appliquer les points photographiquement sur la feuille, de la ma nière décrite dans le brevet No 360719.
On peut se reporter à ce brevet pour une des cription complète de l'appareil représenté ici aux fig. 2 et 3 et qui permet de fabriquer le dispositif à came. Cet appareil comprend une plaque photographique sensible C montée sur un support B constitué par un prolongement latéral d'un disque A susceptible de tourner autour d'un axe vertical Al qui constitue l'origine du système de coordonnées polaires. Ce prolongement B présente une fente arquée D, cen trée sur l'axe Al, d'une longueur et d'une largeur radiale suffisantes pour permettre de former la came.
La plaque sensible C est placée de manière à cou vrir la fente D et présente deux parties meulées.<B>CI,</B> C2 sur l'un de ses bords latéraux et une partie meu lée C3 sur un bord d'extrémité permettant de déter miner exactement la position de la plaque C contre trois chevilles de repérage Bl, B= et B3 montées sur le support B. Des moyens de serrage BI permettent de maintenir fermement la plaque C dans la position ainsi déterminée.
Le dispositif pour appliquer les points comprend une unité photographique montée dans une chambre fermée E qui peut glisser le long de guides fixes F sous la commande d'un micromètre FI, de manière que l'axe photographique vertical El se déplace radialement par rapport à l'axe Al passant par l'ori gine des coordonnées. Une petite ouverture circu laire G, d'une dimension correspondant à la dimen sion désirée pour les points, est percée dans la cham bre E à proximité étroite de la plaque sensible C. Le centre de cette ouverture est aligné sur l'axe pho tographique El.
La chambre E loge une source de lumière E2 et un système de lentilles<B>E2,</B> E4 pour concentrer un faisceau de lumière provenant de la source E2 sur la petite partie de la plaque C exposée à travers l'ouverture G. Un volet EJ est monté entre la source E2 et l'ouverture G. Il est normalement fermé et peut être actionné à volonté par un bouton extérieur E6.
La rotation pas à pas du disque A peut être assurée également par un micromètre, si on le désire, mais on utilise de préférence un segment rotatif H portant une échelle Hl, qui est relié fonctionnelle- ment au disque A par une tige de connexion A3 et un bras A2 et qui porte de fines graduations égale ment espacées coopérant avec une marque de repère sur un support fixe H2. Un microscope H3 permet de voir l'échelle Hl.
En fonctionnement, le disque A est mis en rota tion pas à pas comme indiqué ci-dessus et, dans chaque position, le micromètre FI est actionné pour régler la position de l'unité photographique selon les dimensions calculées correspondant à chaque position particulière du disque A. Le volet E-5 est actionné pour exposer la plaque C et enregistrer un point sur celle-ci. Quand tous les points ont été enregis trés sur la plaque C, celle-ci est retirée de son sup port et développée, produisant un négatif présentant une ligne de points sombres ou opaques sur un fond translucide.
Ce négatif peut constituer lui-même le dispositif à came, ou il peut être photographié à son tour sur une autre plaque sensible semblable à la première pour donner un positif présentant des points translucides sur un fond sombre ou opaque qui sera utilisé comme dispositif à came. Le dispositif à came terminé, qu'il soit un négatif ou un positif, est alors disposé à nouveau avec précision sur le support B prolongeant le disque A, prêt pour être utilisé pour la commande d'un mouvement mécanique. Les fig. 4 et 5 montrent ladite forme d'exécution de l'appareil de commande de mouvement.
Elle comprend, comme l'appareil des fig. 2 et 3, le dis que A et le support B, mais l'unité photographique avec son micromètre F est remplacée par un moteur électrique réversible M et par une unité optique.
Cette unité optique est logée dans une chambre K présentant une petite ouverture circulaire K3 d'un diamètre double de celui de l'ouverture G de l'unité photographique. La chambre K renferme aussi. une source de lumière KI, un système de lentilles K destiné à concentrer un faisceau de lumière prove nant de la source KI sur l'ouverture K3, un prisme L de déviation du faisceau disposé au-dessous, de l'ouverture K3, le bord de déviation coupant l'axe optique du système de lentilles K2 passant à travers le centre de l'ouverture K2, et deux cellules photo électriques LI,
L2 placées respectivement pour rece voir les deux parties du faisceau de lumière divisé. Cette unité optique est disposée de manière que son ouverture K3 soit placée juste au-dessus du néga tif C portant la rangée de points, le prisme L étant placé au-dessous du négatif, de sorte que la lumière passe à travers l'ouverture K3 et le négatif C, et à travers la fente D dans le support B du négatif C jusque vers le prisme L.
Ce dernier et les cellules LI, L2 sont logées dans une chambre L3 qui, avec la chambre K de l'unité optique, est portée par un long bras N monté sur un pivot<B>NI,</B> la longueur du bras N et la position du pivot NI étant telles que l'unité optique se déplace pratiquement en direction axiale relativement à l'axe AI.
Comme l'ouverture K3 est plus grande que cha que point J pris individuellement (fig. 6), la surface du négatif recevant la lumière à travers l'ouverture comprend non seulement une faible longueur de la ligne de points J sombres ou opaques, mais encore des trajectoires translucides de chaque côté de cette ligne, en supposant que la position relative de l'ou verture et du négatif soit telle que la ligne de points coupe le milieu du champ exposé à travers l'ouver ture.
Le bord de déviation du faisceau lumineux du prisme L est placé perpendiculairement à la direction des guides F le long desquels l'unité photographique E est déplacée pendant l'impression photographique du dispositif à came, de sorte que, tant que la ligne de points J ne présente pas une trop grande pente relativement à ce bord, le bord du prisme L est en tièrement obscurci par la ligne de points quand celle- ci est dans une position plus ou moins centrale dans le champ de l'ouverture K3, et les deux parties du faisceau de lumière, passant respectivement à travers les deux trajectoires translucides de ce champ,
sont déviées respectivement sur les deux cellules photo électriques LI et L2. Une comparaison entre les ten sions de sortie des deux cellules détermine alors si la ligne de points est placée centralement dans ce champ ou non. Les tensions sorties des deux cellules sont utilisées, de la manière décrite plus loin, pour commander le moteur électrique réversible M qui est monté sur une base O fixée au support des guides F qui portent l'unité photographique E pendant la formation du dispositif à came.
La construction est telle que lorsque la tension de sortie de la première cellule photoélectrique LI dépasse celle de la se conde cellule L2, le moteur M est entraîné dans un sens, tandis que si la tension de sortie de la seconde cellule L2 dépasse celle de la première cellule LI, le moteur M est entraîné en sens inverse. Le moteur M entraine une vis sans fin Ml engageant une large roue M2 montée sur un arbre fileté M3 disposé paral lèlement à la direction des guides F.
Cet arbre est engagé par vissage avec une console OI sur la base O portant le moteur M. Ainsi, la rotation du moteur dans un sens ou dans l'autre entraîne le déplacement longitudinal de l'arbre M3 vers l'avant ou vers l'ar rière, et l'extrémité de l'arbre bute contre le bras N portant l'unité optique qui est sollicité par un ressort N2 de manière à engager cette extrémité, de sorte que le mouvement longitudinal de l'arbre M3 est transmis à l'unité optique.
Le circuit de commande électrique du moteur M est agencé de manière que l'unité optique oscille vers l'arrière et vers l'avant sur une courte trajectoire d'un côté à l'autre de la position centrale occupée par la ligne de points J dans le champ de la petite ouverture K3. De cette manière, l'unité optique est obligée de suivre le profil de la came défini par la ligne de points J.
Le circuit électrique est représenté à la fig. 7. Il comprend un tube électronique P, qui est ici une tétrode, mais qui pourrait être une triode, dont le potentiel de la grille PI est commandé par un pont excité par l'alimentation à haute tension du tube. Les deux cellules photoélectriques LI et L2 sont con nectées dans deux des bras du pont, tandis que les deux autres bras renferment des résistances QI et 02. Une autre résistance Q est connectée aux bor nes de la diagonale du pont reliant le point de jonc tion des deux cellules et le point de jonction des deux résistances QI, 02.
Le point de jonction des deux cellules est connecté à la grille PI du tube P, tandis qu'une source à haute tension RI, R2 est con nectée par une résistance auxiliaire Q3 à l'un des bras à résistance du pont, cette source étant aussi connectée entre la cathode P2 du tube et la borne de sortie positive S du circuit du tube, la borne de sortie négative SI étant connectée à l'anode P3 du tube. Une résistance variable Q4 est montée entre la source à haute tension et la cathode P2 pour le réglage fin de l'équilibre du pont.
L'arrangement est tel que lorsque les tensions de sorties des cellules sont équilibrées, le courant anodique est suffisant pour fermer un relais sensible T dans le circuit d'anode. Un circuit shunt est établi aux bornes de ce relais T et comprend une source d'alimentation de polarisation auxiliaire (prise à par tir de l'alimentation à basse tension R3, R4 du tube) et une résistance variable S2, pour shunter le relais T dans une condition de fonctionnement critique en faisant passer le courant en opposition par rapport au courant anodique du tube. Un condensateur S3 shunte le relais T pour empêcher une vibration du relais due à une oscillation résiduelle à courant alter natif dans le circuit.
Un contact Tl du relais T, qui s'ouvre et se ferme en réponse aux variations du courant anodique du tube P, commande l'excitation et la désexcitation, à partir d'une source auxiliaire, d'un contacteur U commandant des contacts de commutation Ul et U2 dans le circuit d'excitation du moteur électrique M. Une résistance d'amortisse ment T2 est montée aux bornes du contact Tl pour étouffer les étincelles.
Deux micro-ampèremètres S4 et S5 sont montés dans le circuit, S4 aux bornes du relais T et S5 en série avec la source à haute tension RI, R2, pour aider l'opérateur à régler les résistances, variables afin d'obtenir un équilibre précis dans les circuits et par conséquent un fonctionnement satisfaisant. Il est avantageux aussi d'utiliser une lampe-témoin Vl commandée par un contacteur U3 en série avec le contacteur U d'inversion du moteur.
Les alimen tations à haute et à basse tension pour le tube et la polarisation dans le circuit shunt aux bornes du relais T peuvent être avantageusement prises à par tir d'un répartiteur R alimenté par des conducteurs d'alimentation V, tandis que le courant d'excitation pour le moteur M et les deux contacteurs U et U3 proviennent des conducteurs V par l'intermédiaire d'un transformateur V2 d'un pont redresseur V3 et d'un potentiomètre V4. Il est avantageux de monter un transformateur V5 stabilisateur de tension dans les conducteurs d'alimentation.
Les divers circuits d'alimentation sont commandés par un interrupteur principal W comprenant des contacts Wl, W2, W3 et W4. Les contacts Wl, W2 commandant l'alimen tation pour le répartiteur R et la lampe-témoin Vl, le contact W4 commande l'alimentation au moteur et aux deux contacteurs U, U3, et le contact W3 commande le circuit shunt aux bornes du relais T.
Une autre lampe-témoin V6 indique si l'interrupteur principal W est ouvert ou fermé. Un condensateur Ml est monté aux bornes du moteur M et un com mutateur d'inversion M2 commandé à la main et comprenant des contacts M3 et M4 permet d'inverser le moteur M à volonté. La source de lumière Kl est excitée depuis les conducteurs V à travers un transformateur V7 commandé par un interrupteur Vs. Une résistance variable V9 est montée en série avec la lampe Kl.
Le fonctionnement de l'appareil est déclenché par la mise en marche d'un moteur A4 (fig. 4 et 5) pour entraîner le disque A portant le support B, par l'intermédiaire d'un engrenage à vis sans fin A5, AE, pour que l'unité optique K se déplace lentement sur le dispositif à came, et aussi en enclenchant l'inter rupteur principal W,
après avoir fait initialement tous les réglages nécessaires pour s'assurer qu'une extré mité de la ligne de points J est correctement centrée dans l'ouverture K3 de l'unité optique. Le circuit électrique, en réponse aux sorties des deux cellules photoélectriques Ll, L2, détermine le passage rapide du moteur M d'un sens de rotation à l'autre, permet tant ainsi à l'unité optique K de suivre la courbure de la ligne de points J avec une haute précision quand le mouvement de translation se produit.
Le mouvement de l'unité optique K est utilisé, par l'in termédiaire d'un mécanisme de transmission, pour produire le mouvement mécanique désiré qui doit être commandé par le dispositif à came.
La disposition décrite plus haut peut être modi fiée quand le dispositif à came est constitué par une rangée translucide de points sur un fond sombre ou opaque. On prévoit alors un réticule entre le dispo sitif à came et le prisme de déviation du faisceau, ce réticule présentant une marque rectiligne sombre ou opaque parallèle au bord du prisme pour assurer une division correcte du faisceau de lumière entre les deux cellules photoélectriques. Ce réticule peut être monté dans la paroi supérieure de la chambre L3. En outre, dans cette variante, la petite ouverture K3 de l'unité optique peut avoir la même dimension que l'ouverture utilisée pendant la préparation pho tographique du dispositif à came.
On peut également utiliser un réticule semblable dans le cas de points sombres ou opaques sur un fond translucide, spé cialement quand ces points sont distants les uns des autres au lieu de se chevaucher ou quand la ligne de points présente une partie fortement inclinée sur le bord du prisme de déviation.
Dans la variante représentée à la fig. 8, on utilise comme diviseur de faisceau deux prismes X, Xl dis posés côte à côte, leurs surfaces réfléchissantes incli nées étant orientées dans des directions opposées, le bord actif du diviseur de faisceau étant ainsi constitué par le plan des surfaces latérales en con tact des deux prismes. On utilise aussi un miroir incliné X2 dans l'unité optique pour mettre cette der nière sous une forme plus compacte.