Brevet FR2074767A1 — publié le 19711008

La présente invention concerne un système d'amplification électrique pour moteur pas à pas réalisant le pilotage et l'asservissement en position d'un moteur puissant à courant continu par un moteur pas à pas0 I1 est connu que la réalisation de moteurs pas à pas de grande puissance nécessaires par exemple pour la commande numérique de machine outil se heurte à des difficultés de principe pratiquement insurmontables0 En effet, lorsque l'on cherche à augmenter la puissance d'un moteur pas à pas, on est conduit à augmenter les dimensions du rotor et il est facile de vérifier que l'inertie de ce rotor augmente beaucoup plus vite que le couple qu'il fournit. I1 s'ensuit que plus on augmente les dimensions du moteur et plus la puissance perdue dans l'accélération et la décélération des inerties est grande jusqu'au point où la puissance utile n'augmente plus. Deux solutions ont donc été adoptées jusqu'a maintenant, d'une part, des moteurs à très faible pas angulaire capables d'accepter un grand nombre de commandes par seconde, d'autre part, des amplificateurs de couple hydrauliques pilotés par ces mêmes moteurs pas à pas. Ces amplificateurs de couple hydrauliques sont malheureusement des organes fragiles et onéreux et, de plus, ils sont d'un emploi très difficile puisqu'ils nécessitent une source d'huile sous pression. Enfin, il ne faut pas oublier que les systèmes mécaniques entrafnés par des moteurs pas à pas classiques ou avec amplificateur, sont soumis à des chocs répétés qui réduisent leur durée de vie. L'amplificateur, objet de la présente invention est constitué de la façon suivante ( FiO, J): Un moteur pas à pas à faible inertie et grande vitesse (1) est accouplé a un moteur a courant continu (2) de grande puissance, et, également, de faible inertie par l'intermédiaire d'un différentiel (3). Cet accouplement est réalisé de telle façon que la couronne du différentiel soit immobile lorsque les deux moteurs tournent à la même vitesse en sens inverse et que par conséquent elle soit toujours à une position bien déterminée, appelée par la suite position de repos, lorsque les deux moteurs ont effectué un même déplacement angulaire mais en sens inverse. Cette couronne (4) commande un organe de détection (5) détectant un éventuel déplacement de la couronne ainsi que le sens de ce déplacement. Ces infor mations sont fournies a un amplificateur électrique de courant (6) qui com mande le moteur à courant continu. On voit que dès que le moteur pas à pas a effectué un déplacement, la couronne du différentiel s'est déplacée de sa position de repos, ce mouvement a été détecté et transformé en un signale Ce signal est amplifié d'une façon appropriée et le moteur à courant continu va se mettre à tourner en entraî- nant l'autre arbre du différentiel jusqutà ce que la couronne soit revenue a' sa position de repos, A ce moment, l'amplificateur cesse de lui fournir du courant et il y a eu un déplacement angulaire rigoureusement identique sur le moteur à courant continu et sur le moteur pas à pas0 I1 suffit donc de commander le moteur pas à pas au moyen de train d'impulsions suivant les techniques usuelles pour réaliser le même mouvement avec le moteur à courant continu. En ce qui concerne le moteur à courant continu, il peut évidemment être remplacé par un moteur d'un autre type mais le moteur à courant continu est préférable car son ac célération est en général beaucoup plus forte Le système de détection peut être réalisé de façon très simple au moyen de deux micro-rupteurs permettant de faire fonctionner l'amplificateur en tout ou rien, complétés par un potentiomètre permettant d'augmenter la tension appliquée aux bornes du moteur en fonction de l'angle de rotation de la couronne Pour une raison de simplicité dans la construction du différentiel, il est nécessaire de prévoir des sens de rotation opposés pour le moteur pas à pas et le moteur à courantoentinu; ; ceci bien entendu ne soulève aucune difficulté dans l'application0 I1 est évidement nécessaire de prévoir une détaction "i sens ?e réaction de la couronne et de faire en sorte que l'amplificateur commande le moteur à courant continu en conséquence, ce qui et aisément réalisable avec le système de détection objet de l'invention. REVENDICATIONS I Un système amplificateur du couple d'un moteur pas à pas constitué par un différentiel, un organe de détection, un amplificateur électronique de courant et un moteur électrique de puissance assurant une plus grande longévité de l'ensemble mécanique grace a l'amortissement des chocs du moteur pas à pas et une beaucoup moins grande perte de puissance due à l'accélération et à la décélération des masses en mouvement. II Un système amplificateur suivant la revendication I caractérisé par le fait que l'ensemble se comporte comme un moteur pas a pas de puissance, ceci étant obtenu par un véritable asservissement de position en boucle fermée entre le moteur de puissance et le moteur pas à pas pilote. III Un système amplificateur suivant la revendication I caractérisé en ce que l'organe de détection est constitué de deux micro-rupteurs et d'un potentiomètre assurant le fonctionnement de l'amplificateur en tout ou rien permettant d'augmenter la tension appliquée aux bornes du moteur en fonction de l'angle de rotation de la couronne. Iv- Un système amplificateur suivant la revendication I caractérisé en ce que l'amplificateur électronique de courant fournit une très forte tension même pour des écarts angulaires faibles.