Brevet FR2010954A1 — publié le 19700220

L'invention est relative à un dispositif pour l'exploration photoélectrique des bords, gabarits ou similaires pour la commande du guidage suiveur des machines de traitement, plus particulièrement des machines de coupage à chalumeaux ou au plasma, et ce, 5 au moyen de récepteurs de lumière disposés dans un montage en pont électrique. En vue de l'exploration photoélectrique de patrons qui se présentent sous la forme de gabarits ou de dessins, il est courant d'utiliser des cellules photoélectriques, des résistances photoé-10 lectriques ou des semi-conducteurs photoélectriques, à savoir des récepteurs de lumière. Dans le cas le plus simple, un tel récepteur de lumière forme la branche d'un pont électrique, tandis que les autres branches sont formées par des résistances ohmiques. La tension diagonale de ce pont est amenée à un amplificateur ap-15 proprië qui alimente des dispositifs électrâmoteurs, hydrauliques ou pneumatiques au moyen desquels le récepteur de lumière, lors d'un mouvement relatif du patron, est tourné autour de son axe perpendiculaire au plan du patron jusqu'au moment où la tension diagonale du pont est égale à zéro, c'est-à-dire jusqu'à l'équili-20 brage du pont. Cet état est atteint lorsqu'une quantité de lumière déterminée tombe sur le récepteur de lumière. Lorsqu' au moyen d'un tel dispositif il s'agit, par exemple, de suivre le contour d'un gabarit dessiné en noir et blanc, on tend à atteindre l'équilibre du pont lorsque la limite noir/blanc est reproduite au cen-25 tre sur le récepteur de lumière. Cet état peut être établi lorsqu'on donne une dimension appropriée aux autres éléments du pont, lorsque 1'éclairement du patron à explorer est latéralement constant, lorsque la valeur clair/sombre du patron ne se modifie pas et lorsque la résistance intérieure du récepteur de lumière est 30 indépendante des variations de la température. Toutefois, en pratique toutes ces conditions ne snnt pas remplies. L'éclairement du patron varie en raison des variations tant de la tension du réseau et du dispositif éclairant le patron que du niveau d'éclairement général (lumière indépendante) dépen-35 dant du lieu. Le rapport clair/sombre des patrons est fréquemment très différent en raison d'encrassement ou de jaunissements. Enfin, les récepteurs de lumière formés par des semi-conducteurs présentent un coefficient de température considérable. Ce dernier donne lieu à un désaccord, dépendant de la température ambiante, 40 du pont et réduit, de ce fait, la précision de l'exploration. 69 18642 2 2010954 Lors de l'exploration de tracés, ces problèmes ne se présentent pas. Dans ce cas on utilise usuellement deux récepteurs de lumière qui, dans un montage en pont électrique, forment une paire de résistances et qui, lorsque le pont est en équilibre, sont si-5 tués des deux côtés du tracé à explorer, chaque fois dans la zone claire. Il est évident que dans une telle disposition des deux récepteurs de lumière, les influences indépendantes décrites plus haut ne peuvent pas modifier l'équilibre du pont, étant donné que les deux récepteurs de lumière réagissent de manière identique à 10 ces influences et que l'équilibrage du pont reste maintenu. On a déjà essayé d'utiliser ce dispositif d'éxplôration à deux récepteurs de lumière pour l'exploration de bords et de gabarits. Dans ce cas, l'axe de symétrie entre les deux récepteurs de lumière forme la limite entre la zone claire et la zone sombre. Il est 15 évident que lors de l'équilibre du pont et en exposition à l'exploration de traies, un récepteur de lumière se situe dans la zone sombre tandis que l'autre se situe dans la zone claire, alors que le récepteur situé dans la zone sombre est hautement ohmique par rapport à l'autre. Lorsque des influences indépendantes du type 20 mentionné plus haut se produisent, la résistance intérieure du récepteur de lumière hautement ohmique se modifie fortement, tandis que dans la récepteur de lumière faiblement ohmique il ne se produit qu'une modification comparativement faible de la résistance intérieure. Ceci découle du fait que la caractéristique (résis-25 tance intérieure superposée à l'intensité de lumière) de ces récepteurs de lumière n'est pas orientée linéairement, mais est fortement incurvée (hyperboliquement). Il en découle un désaccord de l'équilibre du pont, ce qui donne lieu aux erreurs d'exploration déjà mentionnées plus haut. 30 Par ailleurs, une caractéristique de tels récepteurs de.lu mière réside dans le fait qu'avec des différences très élevées de la valeur de résistance, ils présentent des constantes de temps différentes. Lors de l'utilisation du dispositif d'exploration de tracés décrit plus haut pour l'exploration dé bords, cette pro-35 priété agirait dans ce sens que, par exemple, des courbes droites peuvent être explorées convenablement, tandis que lors de l'exploration de courbes gauches il se produit des erreurs qui doivent être attribuées à une sensibilité (inertie) trop élevée ou trop faible du dispositif d'exploration. 40 L'invention vise à procurer un dispositif d'exploration du 3 69 18642 2010954 type cité plus haut et dans lequel l'équilibre du pont n'est plus perturbé par les valeurs des influences extérieures décrites plus haut. A cette fin, l'invention propose que les qtfitre résistances du aontage en pont et qui forment deux paires de résistances, for-5 ment toutes des récepteurs de lumière, une paire de résistances étant associée à la zone sombre, tandis que l'autre est associée à la zone claire du patron à explorer. Avantageusement, l'invention permet qu'une modification simultanée des valeurs déterminées par la température des quatre 10 récepteurs de lumière, ne donne pas lieu à un déplacement de la tension de sortie du pont, transmise à l'amplificateur, lors de variations de la température, et ce, en raison du montage symétrique du pont, La même chose est valable lors de l'apparition de lumière indépendante sur le patron à explorer, par exemple en rai-15 son de l'impact accidentel de la lumière solaire. Dans ce cas également, la résistance des deux récepteurs de lumière d'une paire de récepteurs de lumière se modifie uniformément et la tension de sortie du pont n'est pas influencée. La même chose est vraie lorsqu'il s'agit de compenser des modifications du contraste dans 20 la zone sombre ou claire du patron : Les résistances de la paire de récepteurs de lumière correspondante se modifient uniformément et le pont n'est pas désaccordé. Ainsi que déjà indiqué plus haut, l'invention est relative en premier lieu à l'exploration des bords de gabarits ou similai-25 res. Cependant, le dispositif d'exploration conforme à l'invention doit également pouvoir être utilisé pour l'exploration de tracés. Ceci peut être obtenu d'une manière simple du fait que les deux récepteurs de lumière extérieurs sont déconnectés, tandis que les deux récepteurs de lumière intérieurs sont utilisés de 30 manière qonnue pour l'exploration. En pratique, il s'est avéré avantageux de réaliser les parties sensibles à la lumière des récepteurs de lumière de manière qu'elles soient plus étroites ou pas beaucoup plus larges qu'un millimètre. Lors de l'exploration de tracés de éessins qui présentent normalement une largeur de 0,5 35 à 0,8 mm, on obtient, lors du rapport de reproduction d'environ 1 : 1 courant dans la pratique et d'une exploration de recouvrement, un demi-recouvrement des deux récepteurs de lumière intérieurs lorsque l'écartement entre ces derniers est p«u notable. Dans ces conditions,, le-désaccord du pont devient le plus avanta-40 geux; et' tel que souhaité: pour des raisons, de sensibilité. Afin 69 18642 4 2010954 d'obtenir une isolation sûre et les écartements déterminés les plus faibles, il s'est avéré avantageux de fixer des feuilles en matière synthétique de 5 à 50 micromètres d'épaisseur entre les récepteurs de lumière. Lorsque les exigences en ce qui concerne 5 la précision sont moins élevées, il est possible d'enduire les faces voisines des récepteurs de lumière d'une couche de matièrejbyn-thétique. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que les deux récepteurs de lumière intérieurs des deux paires de 10 récepteurs de lumière sont décalés d'une demi longueur de la face sensible à la lumière dans le sens de l'avancement. Cette configuration est avantageuse afin que lors du contournement de courbes à angle droit ou à angle aigits, on obtienne le signal du pont nécessaire au pivotement correspondant du dispositif d'exploration. 15 Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif est représentée au dessin annexé, dans lequel : La fig. 1 représente la dispositi—on des récepteurs de lumière par rapport à un bord à explorer lors de l'équilibre du pont. La fig. 2 représente la disposition des récepteurs de lumière 20 dans le montage en pont. Ainsi qu'il ressort de la fig. 2, le pont 10 comprend quatre résistances 11, 12, 13 et 14 dont chacune est réalisée sous la for me d'un récepteur de lumière. Le pont est alimenté à partir d'une source de tension 15. La tension de sortie du montage en pont et 25 amenée à un amplificateur 16, est branchée aux points 17 et 18. Lorsqu'une telle tension atteint l'amplificateur 16, ce dernier transmet un signal de réglage approprié à un moteur de réglage (non représenté) pour des récepteurs de lumière . Le montage en pont se trouve en équilibre lorsque la tension de sortie est éga-30 le à zéro; Cet état, dans lequel 1'amplificateur 16 ne fournit pas de tension, c'est-à-dire pas de signal de réglage au moteur de réglage, non représenté, des récepteurs de lumière, est réglé une seule fois par une résistance de compensation 19. Ainsi qu'il ressort,en outre, des figs. 1 et 2, les récep-35 teurs de lumière 11, 12 et les récepteurs de lumière 13, 14 forment chaque fois, une paire de récepteurs de lumière (paire de résistances) . La paire de récepteurs de lumière 11, 12 est associée à la zone sombre (indiquée par des hachures à la fig. 1), tandis que la paire de récepteurs de lumière 13, 14 est associée à la 40 zone claire du patron à explorer. Dans la position symétrique, indiquée à la fig. 1, des deux paires de récepteurs de lumière par 69 18642 5 2010954 rapport à la limite sombre/clair, repérée par 20 (bord à explorer), l'équilibre doit exister. Tout déplacement latéral de la limite claire/sombre par rapport aux paires de récepteurs de lumière entraîne l'apparition d'une tension de signalisation sur l'amplifi-5 cateur 16 et, de ce fait, un mouvement de correstion jusqu'au moment où la symétrie par rapport à l'axe est à nouveau rétablie. Ainsi qu'il ressort de la fig, 1, les deux récepteurs de lumière intérieurs 11, 14 sont légèrement décalés vers l'avant dans le sens de l'avancement indiqué par la flèche 21. Ce décalage vers 10 l'avant correspond à environ la moitié de la longueur de la face sensible à la lumière, indiquée par des hachures et repérée par 22, des récepteurs de lumière. Cette configuration est nécessaire afin que lors du contournement de courbes à angle droit ou à angle aigûs, on puisse obtenir le signal du pont nécessaire pour le pivo-15 tement correspondant du dispositif d'exploration. Si les récepteurs de lumière 11 et 12 de la fig.. 1 ne devaient pas être décalés vers l'avant, une courbe gauche à angle droit, par exemple, ne pourrait pas être contournée, étant donné que du côté frontal les deux récepteurs de lumière plongeraient simultanément dans la ame 20 claire. Toutefois, une modification dans le même sens de ces récepteurs ne perturberait pas le rapport du pont, de manière qu'il n'en découlerait pas de signal pour le pivotement vers la gauche des récepteurs de lumière. Par contre, lorsque le récepteur de lumière 11 précède, la partie sensible à la lumière (22) de 11 plonge 25 la première dans la zone claire et le pont fournit à l'amplificateur 16 la tension nécessaire au mouvement séquentiel. 69 18642 6 ■2010954 REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour l'exploration photoélectrique de bords, de gabarits ou similaires pour la commande du guidage suiveur de machines de traitement, plus particulièrement de machines de coupage à chalumeaux ou au plasma, le dispositif étant constitué par 5 des récepteurs de lumière disposés dans un montage en pont électrique, caractérisé en ce que les quatre résistances du montage en pont forment deux paires de résistances et qu'elles constituent toutes des récepteurs de lumière, une paire de résistances étant associée à la zone sombre et l'autre à la zone claire du patron à 10 explorer. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux récepteurs de lumière intérieurs, disposés directement de part et d'autre de la limite sombre/claire du patron, sont décalées vers l'avant dans le sens de l'avancement par rapport aux 15 deux récepteurs de lumière extérieurs, et ce, environ de la demi-longueur de la face sensible à la lumière. 3.- Dispositif suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le pont peut être compensé par une résistance réglable additionnelle. 20 4.- Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur et la longueur de la face sensible à la lumière des récepteurs de lumière ne sont,pas supérieurs à 2 mm, de préférence par supérieurs à 1 mm. 5.- Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que les récepteurs de lumière sont isolés les uns parrapport aux autres' par une feuille en matière synthétique, de préférence chimiquement neutre. 6.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les récepteurs de lumière s-ont isolées les uns 30 par rapport aux autres par un moyen durcissable, de préférence chimiquement neutre. 7.- Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce-que le dit dispositif peut être commuté pour l'exploration de tracés; dans ce cas, les deux récep- 35 teurs de lumière extérieurs sont déconnectés tandis que les deux récepteurs de lumière intérieurs servent, de manière connue, pour l'exploration de tracés»