Brevet FR2133885A1 — publié le 19721201

L'invention a pour objet un instrument d'optique pour la détection d'une ligne de marquage,dans son application à un dispositif automatique de suite d'un contour tracé sur une tôle d'acier à découper-, souder, poinçonner, utiliser dans la construction des navires, dans les fabriques de conserve, dans la construction des ponts et similaires. On connait des dispositifs automatiques traceurs de lignes courbes, et un perfectionnement à ceux-ci a fait l'objet du brevet France 70.24546 (Publ.2.054.041). En cours d'opération il est désirable que le mécanisme de détection de la ligne de marquage et le dispositif de traitement de la tôle d'acier (ultérieurement dénommés: outils de traitement) soient simultanément actionnés aux mêmes points dits "points de détection". Il est impossible, toutefois, de placer dans le dispositif de suite à la fois les moyens de détection qui doivent faire face à la ligne marquée, et l'outil de traitement juste au-dessus de la ligne marquée. De plus, dans un tel arrangement il résulterait des conditions d'instabilité dans le servo-mécanisme du dispositif automatique de suite, il serait en outre impossible d'obtenir une détection correcte pour conduire le traitement au point de détection. Par exemple, si le contour est optiquement détecté pour déplacer automatiquement le dispositif de suite du contour, en même temps qu'est traité par l'outil ledit contour, les moyens de détection se trouvent affectés par les radiations lumineuses créées par la combustion du gaz, les étincelles et les parties incandescentes de la tôle d'acier.En conséquence l'outil de traitement tel qu'un chalumeau doit être placé dans une position telle que la détection du contour ne s'en trouve pas influencée; de plus l'outil de traitement doit être placé aussi près que possible du point de détection. Le premier objet de l'invention est de réaliser un appareillage optique pour la détection du contour sur la tôle à traiter, et qui permet de conduire le traitement en suivant aussi fidèlement que possible le contour tracé. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description suivante, en référence aux dessins annexés. La figO1 est une vue schématique d'un dispositif suivant une ligne courbe, qui comporte des moyens d'entraînement conformes à l'invention. La fig.2 est une vue schématique d'un dispositif optique utilisé dans la réalisation présentée en fig.1. La fige3 est un détail de la relation existante entre les éléments de détection et l'image projetée du tracé. Sur ces figures, 1 est un moteur à courant continu, 2 un réducteur de vitesse, 3 un pignon engrenant avec une vis sans fin, 4 et 5 une paire de roues arrière dont l'une, la roue 4, est entraînée par l'embrayage 6, 7 est la roue avant directrice, 8 est un secteur denté solidaire de la roue directrice 7 et engrenant avec une vis sans fin 9; 10 sont des pignons dentés pour changer le sens de rotation de la vis sans fin 9; 11 et 12 sont respectivement des embrayages pour la marche avant et la marche arrière des pignons dentés 10; 13 est un premier levier articulé solidaire du secteur denté 8; 14 est un deuxième levier articulé; 15 est un flasque articulé; 16 est un troisième levier articulé; 17 est un quatrième levier articulé; #e flasque 15 et le quatrième levier 17 tournent respectivement autour des axes 18 et 19; à l'extrémité du troisième levier articulé 16 est disposé l'instrument d'optique schématisé sur la fig.2, dont l'axe optique 25-21-est incliné sur la surface de la tôle d'acier à traiter 29. Sur la fig.1, la ligne joignant l'axe de rotation de la roue directrice 7 et le pivot 18 est perpendiculaire à la fois à la ligne joignant les pivots 18 et 19, ainsi qu'à l'arbre des roues 4 et 5. Le troisième levier articulé 16 est parallèle à l'arbre des roues 4 et 5, et l'axe optique de l'instrument optique est perpendiculaire à l'arbre des roues 4 et 5. Au point 20, intersection de l'axe optique et d'une ligne s'étendant de l'axe de rotation de la roue directrice 7 en parallèle à l'arbre des roues 4 et 5, est placé l'outil; 21 (intersection de l'axe optique et de la surface de la tôle) se trouve entre le point 20 et l'instrument d'optique, lorsque la roue directrice 7 est perpendiculaire à l'arbre des roues 4 et 5.L'ensemble des mécanismes articulés est construit pour que l'on ait la relation: tg - tg = H en désignant L par l'angle d'inclinaison de la roue directrice 7 sur l'arbre des roues 4 et 5 et l'angle d'inclinaison de la roue directrice 7 sur la ligne joignant 20 et 21, H étant la distance entre l'arbre de rotation de la roue directrice 7 et le point 20, L étant la distance entre la roue directrice et l'arbre des roues 4 et 5. C'est ainsi, par exemple, que pour L = 250 mm H = 150mm, la longueur du premier levier articulé 13 étant 40mm, la longueur du deuxième levier articulé 14 étant 115,06mm, la distance entre le pivot du deuxième levier articulé 14 et le pivot 18 d'articulation du flasque 15, est de 40mm, l'angle que fait le levier 13 avec l'arbre des roues 4 et 5 est de 43,50 lorsque i=900, cet angle étant le même que celui que forme la ligne joignant le pivot 18 au point d'articulation du levier 14 avec le flasque 15 avec l'arbre des roues 4 et 5, et la ligne reliant le pivot 18 au point d'articulation du flasque 15 et du levier 16 est parallèle au quatrième levier d'articulation 17, et perpendiculaire à l'arbre des roues 4 et 5.La distance entre le point d'articulation du levier 16 sur le flasque 15 et l'axe optique est égale à Ho La distance entre le pivot 18 et l'arbre de la roue directrice 7 est de 60mm, la distance entre le point 20 et le point 21 est de 30mm. En fig.2 il est présenté un schéma de l'instrument d'optique utilisé dans la fig.1, 22 étant la source lumineuse, 23 une lentille, 24 un demi-miroir, 25 un premier élément de détection, 26 un second élément de détection, 27 comme indiqué sur la fig.1 est un miroir. Comme éléments de détection 25 et 26 sont utilisés deux éléments de conversion photoélectrique. L'axe optique est incliné à 700 sur la surface de la tale d'acier 29, et la source lumineuse 22 émet un rayon 22-21 formant un angle d'incidence de 450 avec la tôle d'acier. La ligne tracée est projetée sur les éléments de détection 25-26 au travers de la lentille 23 et du demi-miroir 24. Comme éléments de détection 25-26 on fait emploi, de préférence, d'une diode photoréceptrice comportant deux diodes, cette diode ayant une réponse beaucoup plus rapide que le sulfure de cadmium conventionnel. La fig.3 montre la relation entre les éléments de détection 25 et 26 relativement à l'axe optique et à la ligne tracée à suivre, 28 étant la ligne courbe tracée qui doit être traitée. Dans le dispositif de suite de la ligne courbe tel que décrit, la source lumineuse 22 est orientée comme indiqué, et le moteur 1 est mis en rotation, l'embrayage 12 étant actionné pour déterminer la rotation de la vis sans fin 9 et provoquer le déplacement de l'axe optique par l'intermédiaire du secteur denté 8 et de l'ensemble du mécanisme de leviers articulés. Lorsque le premier élément de détection 25 détecte la ligne tracée éclairée par la source 22 la quantité de lumière reçue par l'élément de détection 25 varie, et l'embrayage 6 est connecté avec un générateur de signal électrique; la rotation du moteur entraîne la roue 4 à se déplacer vers la droite du dessin.Dans le cas où le premier élément 25 ne détecte pas la ligne tracée 28, l'embrayage 12 est débrayé après que l'axe optique s'est déplacé d'un angle déterminé, et c'est l'embrayage 11 qui est embrayé pour déplacer l'axe optique en sens opposé, afin de détecter le contour. Si le contour est détecté à ce moment le dispositif opère de la même manière que décrit ci-dessus, si le contour n'est pas détecté du tout, le dispositif est replacé sur la tôle d'acier. Lorsque le premier élément de détection 25 détecte le contour 28, l'instrument optique est entraîné par l'action des embrayages Il et 12, de telle sorte que le centre du second élément de détection 26 soit mis dans l'alignement de la ligne tracée 28, et une quantité égale de lumière peut être reçue par les deux diodes de détection de l'élément 26. Simultanément avec le mouvement de l'instrument optique, la roue directrice 7 tourne autour de son arbre pour déterminer la direction d'avancement du dispositif. ainsi, le dispositif se déplace le long d'une ligne courbe ou droite, embrayant ou débrayant les embrayages 11 et 12.L'outil de traitement placé au point 20 du dispositif suit le tracé de la courbe du fait que le mécanisme de leviers articulés satisfait toujours aux conditions ci-dessus mentionnées, et en disposant un bruleur à gaz pour découper la tôle d'acier au point 20, la tôle d'acier se trouve découpée tout au long de la ligne de marquage. En utilisant le dispositif ayant les dimensions telles que précédemment indiqué; il est possible de suivre automatiquement une ligne de marquage d'une largeur de 3,5mm ou plus, ayant un rayon de courbure minimum de 800 mm, en ne s'écartant du centre de la ligne que de + 0,5mm ou moins. De plus, puisque l'axe optique de l'appareillage pour la détection de la ligne de marquage présente une inclinaison par rapport à l'outil de traitement, il est possible de rapprocher celui-ci très près du point de-détection, de sorte que le traitement peut être conduit avec une très faible erreur par rapport à la ligne de marquage. REVENDICATIONS 1. Instrument d'optique pour dispositif de suite d'une ligne de marquage qui suit automatiquement la ligne marquée sur une tôle d'acier, ledit instrument d'optique comportant un axe optique incliné sur la surface de la tôle d'acier, et le point d'intersection de l'axe optique avec la surface de la tôle d'acier, se faisant dans une position voisine du point d'attaque de l'outil, des moye#ns de conversion photoélectrique pour la réception de l'image de la ligne de marquage au travers dudit dispositif de détection optique, et des moyens de créer des signaux pour régler l'organe directeur dudit dispositif. 20 Instrument d'optique pour dispositif de suite d'une ligne de marquage selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de conversion photoélectrique sont constitués d'une# diode photoréceptrice comportant deux diodes disposées côte à. côte. 3. Instrument d'optique pour dispositif de suite d'une ligne de marquage selon la revendication 1, comportant une source lumineuse pour irradier la surface de la tôle d'acier.