Brevet FR2054641A1 — publié le 19710423

Il est bien connu d'utiliser un dispositif d'aetionnement à commande asservie pour établir la position d'une charge mobile à intervalles de longueur aléatoires entre des limites établies. Dans de tels mécanismes il est nécessaire dJimposer une limite 5 à la vitesse de la charge, en particulier lorsqu'elle approche les limites établies du mouvement, pour empêcher une détérioration du mécanisme pouvant se produire dans, le domaine du traitement d'informations, dans un dispositif d'entraînement d'une mémoire à disques, qui utilise un dispositif d'aetionnement linéaire à 10 commande asservie pour établir la position d'un groupe de têtes de lecture/écriture radialement par rapport à -un empilage de disques rotatifs. Pour maintenir les têtes de lecture/écriture dans les surfaces utilisables de l'empilage de disques, une butée est prévue au voisinage de la périphérie interne du disque pour 15 limiter l'amplitude du mouvement du groupe. Dans les dispositifs d'entraînement classique, un groupe de têtes est monté sur un chariot entraîné par un dispositif d'aetionnement à commande asservie qui accélère jusqu'à une vitesse maximale et ensuite décélère avec un taux prédéterminé pour placer en un temps minimal les 20 têtes de lecture/écriture dans une position désirée sur les surfaces du disque. Lorsque les limites du mouvement des têtes sont pratiquement atteintes, la vitesse du chariot doit être limitée, car une erreur pourrait provoquer l'accélération du chariot contre la butée ce qui pourrait endommager le mécanisme. En conséquence, 25 on prévoit un circuit de sécurité pour décélérer le dispositif d'aetionnement à un taupe maximal chaque fois que la vitesse limite est dépassée. Etant donné que la vitesse limite décroît lorsqu'on approche des limites du mouvement, on a prévu d'une manière classique un circuit pour engendrer une courbe qui suit les variations 30 de la vitesse limite. Dans ce cas, un compteur est utilisé pour indiquer la position du chariot par rapport à la butée. Ce dispositif est rapporté à la butée et dépend du compteur pour déterminer la position du chariot par rapport à la butée pendant le fonctionnement. Le dispositif dépend donc de la précision et de la fia-35 bilité du compteur et du circuit engendrant la courbe. Si une erreur se produit dans l'un ou dans l'autre, le dispositif de sécurité est inefficace et il y a danger d1endommagement. Les risques dans ce type de dispositif peuvent être réduits en prévoyant un circuit de double contrôle du signal de sortie du compteur et de la courbe, 70 26384 2 2054641 . mais cette solution est onéreuse à mettre, en oeuvre,, La présente invention remédie aux inconvénients, des dispositifs connus_;,en. créant un dispositif de détection de vitesse dangereuse destiné h efcre,^itjlisé avec un dispositif d'aetionnement 5 à commande asservie-bon mg.r-ehé., qui est d'un fonctionnement sûr et qui est basé sur des mesures directes de la position dé la charge actionnée. Ceci est réalisé au moyen d'un transducteur pour contrôler le déplacement de la charge afin de produire des signaux indiquant le passage par la charge d'ineriments prédéterminés de 10 la zone réelle de travail de la charge, des moyens pour engendrer un signal de base de temps à partir, du signal de passage et des moyens pour prélever un signal de vitesse dangereuse du signal de passage et du signal de base de temps. , , D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa-15 raitront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : la Fig. 1 est une courbe de fonctionnement de la vitesse en fonction de la distance par un servomécanisme par tout ou rien particulier avec une courbe de vitesse de sécurité en tirets; 20 la Fig., 2 est un schéma, synoptique d'un dispositif de détec tion de vitesse dangereuse suivant l'invention; la Fig. 3 est une vue ® ;plan d'un, réseau optique destinée à être utilisée,avec le dispositif de la Fig.-2; la Fig. 4 est une série de formes.d'ondes de signaux se pro-25, duisant en divers points du circuit de la Fig, 2; et. la Fig. 5 est un autre mode de réalisation d'un transducteur destiné à être utilisé avec le dispositif de la Fig. 2. Comme représenté sur la Fig. 1, pendant un déplacement sur une distance donnée "d", un asservissement; par tout ou rien accéir 30 1ère avec un taux à peu près maximal- pendant la moitié initiale de la distance et décélère ensuite avec un taux à peu près maximal sur la moitié restante de la distance, pour arriver à la position désirée avec un dépassement minimal. En supposant que la plus grande distance de laquelle.le dispositif d'aetionnement est dépla 35 eé est celle représentée, le taux maximal auquel le servomécanisme peut être accéléré et être encore décéléré jusqu'à une vitesse .non dangereuse ::à it*.inférieur- de cette distance est représenté par la courbe en trait discontinu. • La courbe définie en trait, discontinu est généralement parai 40 lèle à, la courbe de fonctionnement du servomécanisme mais elle 70 26384 3 2054641 est décalée de cette dernière d'un intervalle "y". La vitesse "y" est choisie comme étant la vitesse maximale à laquelle la charge mobile peut être entraînée contre la butée sans endommager soit la butée soit la charge. Ceci permet à la vitesse de la ehar-5 ge mobile d'être augmentée au-delà de la courbe d'aetionnement d'une valeur égale à "y". Toutefois, lorsque la vitesse dépasse celle définie par la courbe en trait interrompu, le servomécanisme est automatiquement inversé et la charge est décélérée avec un taux maximal. Le ser-10 vomécanisme décéléré ensuite le long de la courbe définie par la ligne en trait interrompu, de sorte que la charge vient en contact avec les butées à une vitesse égale ou inférieure à "y". En se référant à la Fig. 2 le dispositif de détection de vitesse dangereuse suivant l'invention eompotte un transducteur 15 de position 11 qui contrôle continuellement la position de la charge mobile et fournit des indications sur le déplacement de la charge. Le dispositif de détection comprend également des circuits représentés par la référence générale 20, pour engendrer un signal de"base de temps à partir de l'indication relative au déplacement 20 et des moyens pour effectuer une comparaison dans le temps entre le signal de déplacement et le signal de base de temps. Le transducteur représenté à la Fig. 2 comprend une source d'énergie, telle qu'une source lumineuse 12, un cache allongé, tel qu'un réseau optique 13 et un détecteur 14. La source lumi-25 neuse 12 et le détecteur sont alignés et légèrement espacés l'un de l'autre et montés dans une position fixe voisine de la charge mobile. Le réseau optiqûe est fixé sur la charge et disposé de manière à se déplacer longitudinalement entre la source lumineuse et le détecteur. La sortie du signal du détecteur est connectée 30 à un amplificateur 15 qui est à son tour connecté au circuit 20. La sortie de l'amplificateur est connectée à l'entrée d'un circuit de verrouillage 16 par l'intermédiaire d'un basculeur 17, à une entrée d'une porte ET 18 et par l'intermédiaire d'un inverseur 19 à l'autre entrée de la porte ET. Là sortie du circuit de verrouil-35 lage est connectée à la borne de rétablissement du basculeur 17 et à un générateur 21 de signaux à front oblique qui est connecté par l'intermédiaire d'un détecteur de seuil 22 à la borne de rétablissement du circuit de verrouillage. Le réseau optique 13 est formé à partir d'une bande allongée 40 de matériau de dimensions stables, tel que du verre, de la matière 70 26384 4 2054641 plastique, etc, qui est pourvue d'une série de zones alternativement opaques et translucides le long d'un de ses bords et qui s'étendent sur une distance correspondant à la zone de travail réel de la charge. Dans le cas d'un dispositif d'entraînement 5 d'une mémoire à disques, la zone réelle de travail de la charge (c'est à dire des têtes de lecture/écriture) est la zone située entre les pistes la plus intérieure et la plus extérieure des surfaces des disques. Le matériau du réseau peut être translucide avec des zones opaques réalisée par l'une quelconque d'une variété 10 de procédés convenaoles, tels que le placage, le décapage, l'im-• pression, la photographie, etc. suivant une variante, le réseau peut être formé en un matériau absorbant appliqué sur une bande de matériau réfléchissant, auquel cas la source lumineuse et le détecteur peuvent être disposés du même côté du réseau. Comme représenté 15 à la Fig. 3» les largeurs des zones translucides sont à peu près constantes sur toute la longueur du réseau tandis que les largeurs des zones opaques varient. Au milieu du réseau les zones opaques sont plus larges que les zones translucides voisines, mais vers les extrémités les zones opaques deviennent progressivement plus 20 étroites et atteignent la largeur des zones translucides. La lumière provenant de la source 12 est transmise à travers les zones translucides du réseau et reçue par le détecteur 14. Les zones opaques du réseau arrêtent la transmission de la lumière vers le détecteur, dé sorte qu'un signal discret est émis par le 25 détecteur chaque fois qu'une zone translucide du réseau passe entre la source lumineuse et le détecteur. Le réseau est fixé à la charge, c'est à dire, dans le cas de l'entraînement d'un disque, au chariot. Par conséquent, la vitesse à laquelle chaque zone opaque traverse l'espace situé entre la source lumineuse et le détee-30 teur ou en d'autres termes, l'intervalle de temps entre des signaux successifs du détecteur, est une mesure directe de la vitesse de la charge. Avec ce transducteur la courbe de vitesse permise, représentée par laligne en trait interrompu de la Fig. 1, est engendrée à partie des zones opaques et translucides du Eéseau opti-35 que. Les zones opaques du réseau sont disposées de manière que la distance entre les zones translucides voisines varie directement avec la vitesse permise de la charge. Ainsi, lorsque la charge est décélérée le long de la courbe, l'intervalle de temps entre les zones translucides voisines est constant pour toute position 40 du cache et le temps écoulé entre les signaux provenant du détec 70 26384 5 2054641 teur peut être comparé à un seul étalon de temps. Le signal de sortie du détecteur 14 décroît chaque fois qu'une zone translucide permant la transmission de la lumière de la source au détecteur. Ce signal est amplifié par 1'amplifi-5 cateur 15 et apparaît sous une forme carrée représentée par l'onde (a) de la Pig. 4. Dans la pratique, le bord arrière de la zone opaque précédente est détecté et le signal est ensuite mis en forme de manière à avoir une largeur étalon au moyen d'un dispositif de mise en forme classique (non représenté). La position du bord 10 arrière de chacune des zones opaques est indiqué par le niveau de signal inférieur de la forme d'onde (a) de la Fig. 4. Ce signal de position ou de passage est transmis au circuit de verrouillage 16, au basculeur 17 et à la porte ET 18. Comme représenté par la forme d'onde (b) le circuit de verrouillage 16 est déclenché par 15 le front de montée de chacun des signaux carrés de la forme d'onde (a) de la Fig. 4 ; en d'autres termes, lorsque le niveau du signal de la forme d'onde (a) tombe, la forme d'onde de niveau (b) tombe d'une façon analogue. Lorsque le circuit de verrouillage est déclenché, le niveau inférieur du signal de la forme d'onde (b) 20 déclenche le générateur de signaux à fronts obliques 21 qui fonctionne un intervalle de temps et retourne ensuite à son état initial. Le signal à fronts obliques représenté par l'onde (c) de la Fig. 4, est transmis au détecteur de seuil 22 qui détecte le point auquel se termine l'intervalle de temps du générateur de signaux à fronts 25 obliques et émet un signal représenté par la forme d'onde (d) de la Fig. 4. Ce signal est transmis pour rétablir le circuit de verrouillage 16, de manière à élever le niveau du signal (b) de la Fig. 4. Lorsque le signal de position de la forme d'onde (a) est appliqué au basculeur 17 il le déclenche ; en d'autres termes 30 lorsque le niveau du signal (a) élevé il élève également le niveau du signal du basculeur (forme d'onde (e) de la Fig. 4). De façon correspondante, lorsque le circuit de verrouillage 16 est rétabli par le détecteur de seuil, le niveau du signal élevé de la forme d'onde (b) rétablit le basculeur et fait décroître le 35 niveau du signal de celui-ci, comme représenté par la forme d'onde (e). La sortie du basculeur est ensuite appliquée à une entrée de la porte ET 18. Le signal de position représenté par la forme d'onde (a) est inversé par l'inverseur 19 pour former la forme d'onde (f) qui constitue l'autre signal d'entrée de la porte ET. La porte ET, 18 est une porte inverseuse qui délivre un signal 70 26384 é 2054641 négatif comme représenté par la forme d'onde (g) chaque fois que les deux entrées sont au niveau élevé. Comme indiqué, le front avant des impulsions de la forme d'onde (a) indiquent la position des zones translucides du réseau optique. Le générateur de signaux 5 à fronts obliques représentés par la forme d'onde (c) est choisi de manière à avoir une période qui constitue la période standard ou de mesure du présent dispositif. Le générateur de signaux à fronts obliques est déclenché par le front avant de chaque impulsion de position et cesse de fonctionner avant l'apparition de 10 l'impulsion de position suivante, tant que la vitesse de la charge se trouve au-dessous de la ligne en trait interrompu de la Pig. 1. Quand, comme représenté par la quatrième impulsion de la forme d'onde (a), la charge accélère pour atteindre une vitesse située au-delà de la ligne en trait interrompu de la Fig. 1, une impulsion 15 de position de la forme d'onde (a) apparaît avant que le générateur de signaux à fronts obliques cesse de fonctionner. Cette situation est illustrée par la forme d'onde (e) et entraîne l'apparition d'une impulsion négative représentée sur la forme d'onde (g) de la Fig. 4. La sortie de la porte ET constituée 20 par le signal (g), est transmise au dispositif d'aetionnement et le fait décélérer avec un taux de décélération maximal. Le transducteur représenté à la Fig. 5 comprend un cache 23 déplaçable liniai-rement par rapport à un dispositif de détection convenable 24. Le cache 23 comporte un réseau d'index ou segments espacés semblables 25 à ceux du cache 13 de la Fig. 2. Le réseau du cache 23 est appliqué d'une façon convenable quelconque pour être détecté par les moyens détecteurs 24. Par exemple, le cache peut être pourvu d'un revêtement aimantable sur au moins une de ses surfaces ou bords, et le réseau peut être formé par enregistrementmagétique sur le revêtement. Une 30 tête de lecture magnétique peut être prévue comme moyen détecteur en vue de détecter le réseau enregistré. Suivant une variante, le cache peut être formé d'un matériau conducteur et le réseau défini par une série de fentes convenablement espacées le long de l'un de ses bords. Dans un tel cas le moyen détecteur pourrait être une 35 sonde à courant de Foucault ou un dispositif analogue pour détecter le réseau. Dans le circuit de la Fig. 2 le générateur de signaux à fronts obliques et le détecteur de seuil illustrent un dispositif de minutage convenable pour une application nécessitant un^minutage précis. 40 Dans d'autres applications où la précision n'est pas nécessaire des BAD ORIGINAL 70 26384 7 20S4641 dispositifs moins précis, tels qu'un univibrateur etc, peuvent être utilisés pour établir l'étalon de temps. 70 26384 8 2054641 REVENDICATIONS 1 - Transducteur pour contrôler le mouvement d'une charge asservie en position ; caractérisé en ce qu'il comprend ; un cache allongé supporté de manière à se déplacer linéairement et adapté pour être fixé sur la barge, le cache comportant une série 5 de segments espacés sur une zone correspondant à la région réelle de travail du déplacement de la charge, des moyens détecteurs montés au voisinage du cache pour signaler le déplacement des segments par rapport aux dits moyens, le réseau de segments et d'intervalles étant disposé de telle façon qu'aux vitesses per-10 mises de la charge l'intervalle de temps entre les segments voisins est constant pour n'importe quelle position du cache. 2 - Transducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur des segments augmente progressivement à partir de chaque extrémité de la zone correspondant à la zone de 15 travail réel vers son centre. 3 - Transducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur des segments varie proportionnellement aux vitesses maximales permises de la charge dans les parties correspondantes de la zone réelle de travail. 20 4 - Dispositif de détection de vitesse dangereuse des tiné à être utilisé avec une charge dont la position est asservie, caractérisé en ce qu'il comprend un transducteur pour contrôler-le déplacement de la charge et produisant des signaux qui indiquent le passage de la charge par des parties prédéterminées de 25 la zone réelle de travail, les parties étant telles qu'aux vitesses permises de la charge l'intervalle de temps pour traverser une partie est constant pour n'importe quelle position de la* charge, des moyens sensibles au signal de passage pour engendrer un signal de base de temps et des moyens pour comparer le signal de 30 passage au signal de base de temps en vue de détecter un état de vitesse dangereuse de la charge. 5 - Dispositif de détection de vitesse dangereuse suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le transducteur comporte un cache allongé adapté pour etre fixé sur la charge, le cache 35 étant divisé en segments espacés sur une zone correspondant à la zone réelle de travail de la charge, les largeurs des segments 70 26384 9 2054641 variant proportionnellement aux vitesses maximales permises de la charge dans les portions correspondantes de la zone de travail réel, et des moyens de détection pour signaler le passage des segments devant lesdits moyens.