CH366980A - Dispositif de contrôle de la position d'un organe mobile par rapport à un organe fixe - Google Patents

Description

  
 



  Dispositif de contrôle de la position d'un organe   mobile    par rapport à un organe fixe
 La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle de la   position    d'un organe mobile par rapport à un organe fixe qui se distingue des dispositifs de contrôle connus par le fait qu'il comprend un élément agencé de façon telle que, lorsqu'il se déplace relativement à deux dispositifs détecteurs, il provoque une modification cyclique de la valeur d'une grandeur physique à laquelle sont sensibles lesdits dispositifs détecteurs, des moyens pour entraîner ces derniers et ledit élément dans un mouvement relatif correspondant au déplacement dudit organe mobile par rapport audit organe fixe,

   ces dispositifs détecteurs fournissant des courants électriques de sortie présentant des variations cycliques correspondant à ladite modification cyclique de ladite grandeur physique et par le fait qu'il comporte un dispositif électronique de mise en forme des courants fournis par ces détecteurs et qui transforme le courant de   l'un    de ces détecteurs en au moins une suite d'impulsions brèves et le courant de l'autre de ces détecteurs en impulsions de forme rectangulaire déphasées par rapport auxdites impulsions brèves d'une quantité qui est fonction du sens du déplacement de l'organe mobile et un dispositif de sélection desdites impulsions brèves commandé par lesdites impulsions rectangulaires et relié à un compteur d'impulsions de façon telle que pour   l'un    des sens de déplacement de l'organe mobile,

   des impulsions brèves successives de ladite suite soient appliquées au compteur de façon qu'il progresse dans un sens et, que pour l'autre sens de déplacement de l'organe mobile, il progresse en sens inverse, le tout de manière que l'indication fournie par le compteur définisse l'amplitude et le sens du déplacement dudit organe mobile par rapport audit organe fixe à partir d'une position de référence.



     .Le    dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif de contrôle suivant l'invention.



   La fig. 1 est une coupe axiale partielle du générateur d'impulsions.



   La fig. 2 est un détail à plus grande échelle du générateur d'impulsions.



   La fig. 3 est un schéma électrique de principe du générateur d'impulsions ainsi que du dispositif de sélection.



   La fig. 4 illustre schématiquement la pièce mobile crénelée disposée en regard des fentes.



   Les fig. 5 à 12 illustrent la forme des courants en divers points du circuit dont le schéma est donné en fig. 3 lors du déplacement de la pièce mobile dans le sens positif.



   Les fig. 13 à 20 illustrent la forme des mêmes courants lors d'un déplacement de la pièce mobile dans le sens négatif.



   Le générateur d'impulsions illustré aux fig. 1 et 2, comporte un boîtier 1 muni à l'une de ses extrémités d'un couvercle 2 portant une fiche de connexion 3. Ce boîtier 1 présente une partie cylindrique de grand diamètre et une seconde partie cylindrique de plus faible diamètre. A l'intérieur de ce boîtier 1 sont logés une pièce fixe ou cache 4, une pièce mobile 5 fixée sur un axe 6 pivoté dans la seconde partie cylindrique du boîtier 1, ainsi qu'un dispositif de génération d'impulsions électriques.



   La pièce mobile 5 constitue une pièce commune à deux dispositifs émetteurs et porte, à sa périphérie, une paroi crénelée 7 concentrique à son axe de rotation. Cette paroi 7 comporte, répartis uniformément sur toute sa périphérie, des créneaux C et des vides V. La paroi crénelée 7 est située entre deux ailes 8, 9 du cache 4 qui est fixé rigidement sur le  boîtier 1. Chacune de ces ailes 8, 9 comporte des fentes 10, 11 et 12, 13 respectivement. Les fentes 10 et Il de l'aile 8 et les fentes 12 et 13 de l'aile 9 sont respectivement situées à   (n+l/4)    pas de la crénelure l'une de l'autre. Les fentes 10 et 12 du premier émetteur, ainsi que les fentes   1 1    et 13 du second émetteur, sont situées l'une en face de l'autre, soit sur un même rayon du cache 4.



   Le dispositif de génération d'impulsions électriques comporte des lampes à incandescence 14, 15 appartenant respectivement au premier et au second dispositif émetteur et qui sont fixées rigidement sur le cache 4 en regard des fentes 12 et 13 respectivement. Le filament 16, 17 de ces lampes à incandescence 14, 15 est situé dans le plan radial passant par la fente 12, 13 respectivement. Ces lampes à incandescence sont alimentées en énergie électrique par un dispositif d'alimentation (non représenté) pouvant être soit un réseau de distribution, soit des accumulateurs. Des détecteurs constitués par des photo-transistors 18, 19 sont fixés sur le cache 4 en regard des fentes 11, 12 respectivement. Ces photo-transistors sont reliés de la façon décrite plus loin en référence à la fig. 3 au dispositif de mise en forme des impulsions.

   Ces photo-transistors 18, 19 reçoivent un pinceau de lumière, délimité par les fentes 11, 13 et 12, 14 respectivement lorsqu'un vide
V de la paroi crénelée 7 est situé entre les fentes correspondantes. Par contre, il ne sont pas éclairés lorsqu'un créneau C est situé entre les fentes correspondantes. Les photo-transistors sont normalement dans un état non conducteur, mais dès qu'ils re çoivent le pinceau lumineux, ils deviennent conducteurs et des courants   ipl,    iP2 respectivement sont envoyés au dispositif de sélection.



   Lorsqu'un tel générateur d'impulsions est monté sur une machine-outil de moyenne précision par exemple, l'axe 6 est rendu solidaire de la vis d'avance de l'organe mobile tandis que le boîtier 1 est fixé rigidement au bâti de la machine. Dans une variante, le boîtier 1 pourrait être relié mécaniquement à un dispositif de compensation des erreurs de la vis d'avance de l'organe mobile.



   Le dispositif de mise en forme des impulsions comporte deux bascules de Schmitt que   l'on    désignera aussi dans la suite par circuits trigger 20, 21 dont les signaux d'entrée sont constitués respectivement par les courants   ipl,      ip2    délivrés par le dispositif électrique de génération d'impulsions du générater. Ces circuits du type trigger transforment les courants   ipl,      ip2    respectivement en des impulsions créneaux à front très raide   itt,    it2.



   Le courant   itl    alimente un circuit inverseur de signe 22. Ce circuit 22 est du type déphaseur et fournit deux signaux de sortie   idi,    id2. L'un   idl    correspond, au signe près, au signal d'entrée   itl.    L'autre   id2    correspond au courant   id5    déphasé de 1800.



   Ces courants   idt,      ido    sont alors différentiés dans un circuit différentiateur 23 délivrant des courants   i'dl,      'd,    présentant des impulsions positives et négatives correspondant respectivement aux sauts   posi-    tifs ou négatifs des courants   id1,      id2    les courants i'd1,   i'd    sont également déphasés de   1800      l'un    par rapport à l'autre.



   Ces courants   i'dl,    i'd2 constituent chacun le signal d'entrée d'un transistor T1, T2 d'un dispositif de sélection 24. Ces transistors T1, T2 sont polarisés, à l'aide du signal de sortie   it2    du circuit trigger 21, de telle manière qu'en l'absence de courant   ip2,    seules les impulsions négatives des courants   i'd1,    i'd, soient transmises aux bornes de sortie S1, S2 du dispositif de sélection 24 et qu'aucune impulsion des courants   i'dl,      i'd.)    ne soit transmise lorsque le courant   ip2    est différent de zéro, c'est-à-dire en absence de courant   il. 2.   



   Le fonctionnement du dispositif de contrôle décrit est le suivant:
 Lorsqu'on déplace, à partir d'une position de zéro ou de référence, l'organe mobile d'une machineoutil, par exemple, on provoque la rotation de la pièce mobile 5 du dispositif de contrôle dans un sens correspondant au sens du déplacement de l'organe mobile. Les faisceaux lumineux, émis par les lampes à incandescence 14, 15 et atteignant les phototransistors   1 8,    19 au travers des fentes 10, 12 et 11, 13 respectivement, sont coupés à une cadence dépendant de la vitesse du déplacement angulaire de la pièce 5, donc du déplacement linéaire de l'organe mobile. Comme ces photo-transistors ne sont conducteurs que lorsqu'ils sont éclairés, chaque interruption d'un faisceau lumineux correspond à une interruption du courant   ipl,      ip    respectivement.

   Les courants de sortie   itl,      it    des circuits trigger 20, 21 présentent la forme d'ondes carrées ou de créneaux.



  Toutefois, ces ondes carrées sont déphasées de   JTI2,    ce qui correspond au décalage spatial des fentes 10, 12 et 11, 13 qui est un multiple du pas des cré   neaux : r/2. Le courant it est directement utilisé pour    commander le blocage du circuit de sélection de signe 24, tandis que le courant   itl    est, tout d'abord, transformé en deux courants déphasés de 1800   idl,    id2 (fig. 7 et 8), puis ces deux courants sont différentiés à l'aide du circuit différentiateur 23, ce qui fournit deux courants   i'di,    i'd2 présentant la forme d'impulsions instantanées (fig. 9 et 10). Ces courants   i'dl,      i'd2    alimentent respectivement les transistors T1, T2 du dispositif de sélection 24.

   En l'absence de courant   it2,    ce circuit 24 ne transmet aucun signal, ni à la sortie S1, ni à la sortie S2. Par contre, lorsque le courant   It.    est à sa valeur maximum, le circuit 24 transmet seulement les impulsions négatives du courant   i'dl    à la sortie   S1    et du courant   i'd2    à la sortie S2, sous forme d'impulsions   isl    et   ir    (fig. 11 et 20).

   Dans ces conditions, lorsqu'on déplace la pièce mobile 5 dans le sens positif, seules les impulsions négatives du courant   i'dl    sont trans   mises par le circuit 24 ; les impulsions négatives    du courant   i'd2,    ayant lieu lorsque le courant   ita     est nul, donc lorsque le circuit 24 est bloqué, ne sont pas transmises. Au contraire, lorsque la pièce mobile 5 se déplace dans le sens négatif, seules les impulsions négatives du courant   i'dS    sont transmises par le circuit 24. On obtient donc à la sortie du circuit 24, des impulsions sur la borne   S1    ou sur la borne S2 suivant le sens de déplacement de la pièce mobile 5 (fig. 5 à 20).



   Ce dispositif de contrôle permet donc, d'une part de déterminer l'amplitude des déplacements d'un organe mobile par comptage d'impulsions et d'autre part de déterminer dans quel sens s'effectuent lesdits déplacements.



   La précision d'un tel dispositif de contrôle dépend essentiellement du nombre de créneaux portés par la pièce mobile 5 donc du pas de la crénelure, et de la largeur de la fente de lecture.



   De nombreuses variantes sont possibles, en particulier la pièce mobile pourrait être constituée par une règle rectiligne crénelée pouvant se déplacer linéairement. La pièce fixe ou cache serait alors également rectiligne et présenterait des fentes distantes de   (n + 42)    pas de la crénelure. Il est évident que dans une variante d'exécution la pièce 5 portant la crénelure pourrait être reliée rigidement au boîtier
I tandis que le cache 4 serait relié rigidement à l'axe 6.



   En outre, les rayons pourraient être autres que des rayons lumineux, par exemple des rayons infrarouges, ou d'une façon générale des ondes d'une fréquence quelconque.



   D'autre part, les courants de sortie correspondant aux deux sens de déplacement de l'organe mobile pourraient être délivrés par un seul canal mais présenter des signes différents, en vue de leur identification ou être de nature (forme, amplitude, etc.) différente selon le sens de déplacement.



   Les créneaux portés par l'organe mobile 5 pourraient être constitués par des ouvertures d'une autre forme, par exemple ronde, carrée, etc., ou simplement présenter des zones de transparence différente ou encore des états de surface différente.



   D'une façon tout à fait générale la crénelure de la pièce 5 pourrait être remplacée par des zones successives différentes permettant de modifier, entre deux limites, la valeur d'une grandeur physique (champ électrique ou magnétique, rayonnement, niveau, etc.). Ces zones différentes sont alternées et de préférence approximativement de mêmes dimensions. Le passage d'une zone à l'autre provoque, par l'intermédiaire du détecteur correspondant, le changement d'état des circuits trigger 20 ou 21.



   En outre cette crénelure de la pièce 5 pourrait être remplacée par des zones successives émettrices d'une grandeur physique, deux de ces zones con  tiguës    émettant des intensités différentes de cette grandeur physique. Dans un tel cas ces zones constituent simultanément des sources émettrices qui remplacent par exemple la source lumineuse décrite en référence au dessin annexé. Ces zones peuvent être par exemple constituées par des zones aimantées à des valeurs différentes ou par des zones émettant des rayonnements d'intensité différente (peinture radio-active).
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif de contrôle de la position d'un organe mobile par rapport à un organe fixe, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément agencé de façon telle que lorsqu'il se déplace relativement à deux dispositifs détecteurs, il provoque une modification cyclique de la valeur d'une grandeur physique à laquelle sont sensibles lesdits dispositifs détecteurs, des moyens pour entraîner ces derniers et ledit élément dans un mouvement relatif correspondant au déplacement dudit organe mobile par rapport audit organe fixe,

   ces dispositifs détecteurs fournissant des courants électriques de sortie présentant des variations cycliques correspondant à ladite modification cyclique de ladite grandeur physique et par le fait qu'il comporte un dispositif électronique de mise en forme des courants fournis par ces détecteurs et qui transforme le courant de l'un de ces détecteurs en au moins une suite d'impulsions brèves et le courant de l'autre de ces détecteurs en impulsions de forme rectangulaire déphasées par rapport auxdites impulsions brèves d'une quantité qui est fonction du sens du déplacement de l'organe mobile et un dispositif de sélection desdites impulsions brèves commandé par lesdites impulsions rectangulaires et relié à un compteur d'impulsions de façon telle que pour l'un des sens de déplacement de l'organe mobile,

   des impulsions brèves successives de ladite suite soient appliquées au compteur de façon qu'il progresse dans un sens et, que pour l'autre sens de déplacement de l'organe mobile, il progresse en sens inverse, le tout de manière que l'indication fournie par le compteur définisse l'amplitude et le sens du déplacement dudit organe mobile par rapport audit organe fixe à partir d'une position de référence.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle selon la revendication, caractérisé en ce que, pour obtenir ladite modification cyclique ledit élément présente des zones successives alternées, différentes quant à leur effet sur ladite grandeur physique, ces zones présentant approximativement les mêmes dimensions.

   2. Dispositif de contrôle selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que le nombre de zones différentes quant à leur effet est égal à deux.

   3. Dispositif de contrôle selon la revendication, caractérisé par le fait que l'enregistrement de la modification cyclique de la grandeur physique par le premier détecteur s'effectue avec un décalage de phase par rapport à celui effectué par le second détecteur.

   4. Dispositif de contrôle selon la sous-revendication 2, caractérisé par le fait que les zones sont constituées par des ouvertures portées par ledit élément.

   5. Dispositif de contrôle selon la sous-revendication 4, caractérisé par le fait que lesdites ouvertures sont constituées par une crénelure.

   6. Dispositif de contrôle selon la sous-revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comprend deux faisceaux de rayons destinés à être interceptés par ladite crénelure.

   7. Dispositif de contrôle selon la sous-revendication 6, caractérisé par le fait que ces deux rayons sont distants l'un de l'autre d'un multiple du pas de la crénelure augmenté d'une fraction de ce pas.

   8. Dispositif de contrôle selon la sous-revendication 7, caractérisé par le fait que ladite fraction de pas est égale à ; 42.

   9. Dispositif de contrôle selon la revendication, caractérisé par le fait que le dispositif de sélection fournit des signaux différents selon le sens de déplacement de l'organe mobile.

   10. Dispositif de contrôle selon la sous-revendication 9, caractérisé par le fait que le dispositif de sélection des impulsions fournit des signaux identiques mais sur des canaux différents selon le sens du déplacement de l'organe mobile.

   11. Dispositif de contrôle selon la sous-revendication 9, caractérisé par le fait que le dispositif de sélection des impulsions fournit des signaux dont le signe correspond au sens de déplacement de l'organe mobile.

   12. Dispositif de contrôle selon la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que les zones sont constituées par des états de surface différents dudit élément.

   13. Dispositif de contrôle selon la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que les zones sont constituées par des portions d'opacité différente dudit élément.

   14. Dispositif de contrôle selon la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites zones successives sont constituées par des zones émettrices d'une grandeur physique, l'intensité émise par l'une des séries de zones étant différente de l'intensité émise par l'autre série de zones alternées.

   15. Dispositif de contrôle selon la revendication, caractérisé par le fait que ledit élément est relié mécaniquement à l'organe fixe.