Brevet FR2116378A1 — publié le 19720713

Les procedés connus pour @a con@@@@ue @@@ mtteurs pas à pas de vis-mères de tables de machines-oatils et anelog@es présentent l'inconvénient que la position de la vis-mère, respectivement de la teole de travail ou analogue, s'affectue uniquement par addition et soustraction digitale des impulsions d'avance et de recul transmises au moteur pas à pas. Il n'exista pas de possibilité de répétition par signal de retour électronique qui permette la comparaison de l'état de comptage avec la position réelle.S'il se produit une dérive ou si l'état du comptage se perd complètement, par exemple par suite c' uns courte interruption de l'alimentation électrique, un long réglage est a refaire. out de la présente invention est d'éviter ces difficultés. Le dispositif de l'invention est particularisé par la fait qu'un moteur pas à pas, respectivement la vis-mère, sot copié à un capteur de déplacement qui donne un signal asalcgue ç la positif de la vis-mère et qu'au moins un trapslateur analog@@ digital commandé par le capteur de déplacement soit à disposition pour donner un signal de retour répétiteur aussi longtemps que 1 capteur de déplacement ne se trouve pas an situation d'une po- position de référence déterminée.I1 est ainsi possicie de partir, à n'importe quel moment, sur une position référentielle et de contrôler la position réelle de la vis-mère en cas d'incertitude, respectivement de redémarrer à la position effective par la position de référence. De coûteux et compliqués compteurs cigi- taux peuvent ainsi être laissé de côté et un simple système pas à pas utilisé, lequel peut également travailler en analogue-oigi- tal pour démarrer de la position de référence. En suivant le dessin, un exemple de réalisation du disp@- sitif faisant l'objet de la présente invention est @éorit cidessous. Une vis-mare 1, positionnant une partie de la mCsocne 2, par exemple une table de macnine- outil, peut étre entraidée axialement par un moteur pas à pas , 3 par l'intermédiaire d'un engrenage 4 et une noix 5 tournante mais maintenue axialement, et laquelle vis-mere est empéchée de tourner par les dits élé ments de la macnine. Le moteur pas à pas est alimenté pour sa rotation en avant ou en arrière par un amplificateur de puissance b dont les entrées désignées par + ou commandent respectivement l'avance et le retour du moteur.Ces entrées sont reliées aux sorties de cnacune des portes "ET" 7, respect.8. Chacune des entrées des dites portes 7 et 8 est reliée respectivement à l'une des sorties des portes "OU" 3, respect. 10, dont les entrées sont reliées d'une part à un commutateur 11 et d'autre part à des interrupteurs manuels 12 et 13, lesquels sont désignés plus loin sous interrupteur de butée. Le commutateur 11 est relié avec la sortie d'un élément de temporisation très précis 14 qui, après réception d'une impulsion de déclenchement de l'interrupteur incrémentiel 15, donne une impulsion de sortie d'une longueur treks exactement déterminée par laquelle une des portes a ou lù et une autre porte "OU" 16 deviennent actives.La porte 16 est en outre controlable par les deux interrupteurs de butée 12 et 13 ainsi que par l'interrupteur manuel 17, lequel interrupteur 17 est désigné par la suite sous interrupteur de mise à zéro. La sortie de la porte 16 actionne sur un oscillateur 18 dont la fréquence est ajustable par un présélecteur 19, après quoi la dite fréquence reste très stalle. La sortie de l'oscillateur ld agit sur l'une et l'autre entrée de chaque porte 7 et 8. Comme il est dessiné par une ligne point-tirait, le moteur pas à pas 3, respectivement la noix 5, sont reliés mécaniquement au curseur 20 d'un potentiomètre avec résistance 21. La résistance est pourvue d'une prisa médiane 22, mise à la masse ainsi que de deux prises d'extrémité 23 et 24, lesquelles sont maintenues sous un potentiel déterminé. Le curseur 20 est relié à l'une des entrées d'un amplificateur différentiel 25 dont la sortie agit sur un discriminateur analogue-digital 28. La sortie de l'amplifilateur 22 est reliée, par deux naines de diodes montées en opposition, avec un chemin de contre-réaction muni d'un instrument indicateur 27 branché en parallèle.Les chaînes de diodes augmentent fortement la résistance du circuit de contre-réaction pour de petites tensions, de telle façon que l'amplificateur 25 présente un facteur d'amplification très élevé à ces fables tensions, provoquant un signal suffisant à la commande us discrl- minateur 2@ c-yi marrie pour d- res faisies variations de toislon. Les sorties du discriminateur 25 sont reliées lacune à l'une des portes 7 et 8. L'amplificateur 25 et le discriminateur 2O composent ensemoles un translateur analogue-digital. Le discriminateur 25 est relié à l'interrupteur de mise à zéro 17 où ses sorties sont cloquées dans la position de repos ouverte de l'interrupteur 17 illustrée. Le curseur 20 et les prises 23 et 24 sont reliées à un autre translateur analogue-digital 28, celui-çi débite dans cnaque cas un signal actif quand la tension entre le curseur 20 et l'une des prises 23 ou 24 devient zéro, lequel signal rendant les deux portes 7 et 8 inefficaces. Dans l'état illustré, le moteur 3, respect. la noix 5 se trouvent dans une position quelconque ce qui est dessiné par une position du curseur 20 du potentiomètre 21 un peu au-dessus de la position médiane ou zéro désignée par la prise médiane 22. Si la noix 5 doit être déplacée le commutateur l1 sera enclenché dans la direction adéquate et une impulsion sera donnée à la temporisation 14 par l'interrupteur 15. Ainsi, il apparaît à la sortie de la temporisation 14 une impulsion JRdn longueur déterminée, transmise par la porte 16 à l'oscillateur 18 et par le commutateur 11, dans la position illustrée, par la porte 1 à la porte 8. Ainsi, l'oscillateur 18 est excité pour la durée de temps délivrée par la temporisation 14 et délivre à sa sortie des impulsions à la fréquence prédéterminée qui sont conduites par la porte B, maintenant ouverte, à l'entrée -, retour en arrière, de l'amplificateur de puissance o. Il se produit alors un déplacement de la noix 5 d'une valeur en relation avec la fréquence prédéterminée de l'oscillateur, la durée de l'impulsion mesurée par la temporisation 14, déterminant ainsi le nombre de pas du moteur, la direction de rotation étant donnée par la position du commutateur 11. Ce réglage digital repose sur des grandeurs de sortie analogiques, c'est à dire sur le temps déterminé par la temporisation 14 et la fréquence de l'ascillateur 18. L'indication de la position atteinte par l'instrument 27 est également analogique. Il est ainsi nécessaire de vérifier très exactement de temps en temps la position, est à dire d'atteindre la position depuis une position de référence exactement déterminée. De ce fait, il est possible d'atteindre automatiquement et à tout moment une position de référence, que ce soit une position médiane ou zéro, ou alors une position de fin de course ou de butée. Pour atteindre la position zéro, on ferme l'interrupteur 17. Par la porte 16, l'oscillateur 18 est excité. En même temps, le discriminateur 26 est débloqué. Dans l'exemple illustré, où le curseur 20 du potentiomètre 21 est sous potentiel négatif par rapport au point médian 22 du potentiomètre il se présente un signal négatif à l'entrée et la sortie de l'amplificateur 25 et le discriminateur devient actif à sa sortie désignée négatif. C'est ainsi que la porte 8 s'ouvre et les impulsions de l'oscillateur parviennent à l'entrée désignée négatif de l'amplificateur de puissance 6, actionnant en retour. Lorsque le curseur 20 arrive à sa position médiane ou zéro le signal à l'entrée et la sortie de l'amplificateur 25 descend à zéro et le discriminateur 26 devient inactif. Le moteur 3 et les éléments qui sont accouplés s'arrêtent ainsi à la position médiane ou zéro, d'où un nouveau réglage peut être effectué avec sûreté. Il est à remarquer que les signes + ou - dessinés pour illustrer des potentiels électriques ou directions de mouvements sont absolument arbitraires et interchangeables dans le sens attribué habituellement aux circuits logiques. Pour le déplacement en position de fin de course ou butée, l'un ou l'autre des interrupteurs 12 et 13 est actionné. Ainsi, l'oscillateur 18 devient de nouveau actif par la porte 16. En outre, selon la butée choisie sur les portes 9 ou 10, l'une ou respectivement l'autre des portes 7 ou 8 s'ouvre et transmet les impulsions de sortie de l'oscillateur 18 dans le sens avance ou retour de 1 'amplifica- teur de puissance 6 et de là au moteur 3.Si alors, le curseur 20 arrive à une position de butée, auquel cas aucune différence de potentiel ne se présente entre l'entrée reliée au curseur et l'une ou les deux entrées du translateur 28, un signal de bloquage à la sortie du translateur 28 se présente, atteint les deux portes 7 et 8 et les bloque toutes deux. Le moteur 3 et les éléments y accouplés reste en position de butée et peuvent de là être déplacés dans une nouvelle positions Ce système de butée automatique est aussi présent et actif en positio@n @@@@@ parmal et évite @@@ dégats mécaniques au potentiomètre @@, @@, @@ ailleurs, respectivement rend les @otées @é@@ni@@es et a@@res sesurités superflues.Il es@ @@spre à mentisener @ue, tans @s sositionsment sur médian ou zro ainsi qu an fin de @@arse @@ butée, le ens de marche est aut@matiquement inversé dès @@s la position et dépass@e, il s'en suit un pend@lement jusqu'en p@sitionnement exact. Diverses variantes d'exécution sent possi@les, @@ lieu d'une seule vis-mère pour une direction, une @econde visemère peut être commandée de la même façon. Pour plus se simplieité, il 3 et indiqué d'introduire chaque incrément par une impulsion donnée par l'interrupteur 15, au iieu ne cela on présélacteur et mémoire peut être prévu pour tous les incréments et les données introduites par cnemin électronique. REVENOICATIOldS 1) Dispositif de commande digitale d'une vis-mère de posi tionnement par moteur pas à pas auquel des impulsions en rapport avec les incréments prédéterminés sont injectées, caractérisé par 1' accouplement au moteur pas à pas, respectivement à la vis de commande, d'un capteur de déplacement analogique donnant un signal analogue à la position de la vis de commande, et qu'au moins un translateur analogue-digital, commandé par le capteur de déplacement soit présent et donne un signal de retour aussi longtemps que le capteur de déplacement ne soit pas dans une position de référence prédéterminée. 2 Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait qu'un potentiometre soit prévu comme capteur de déplacement et que le potentiel y découlant soit comparé dans le discriminateur à un potentiel de référence. 3) Dispositif selon revendication 2, dans lequel le discrimi nateur sa présente avec un amplificateur différentiel avec contreréaction et où des éléments non linéaires, par exemple diodes avec résistances dépendant du courant, se trouvent dans le circuit de contre-réaction. 4) dispositif selon revendication 3, caractérisé par le fait qu'un Instrument indicateur de position se trouve dans le circuit de contre-réaction. 5) Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait qu'une temporisation manipule un oscillateur à fréquence réglable dont la sortie est reliée à un moteur pas à pas. 6) dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que trois positions de référence , notamment une position médiane de zéro et deux positions externes de fin da course ou de butée sont prévues. 7) Dispositif selon revendication e. caractérisé par le fait que les translateurs analogue-digital suoordonnés à la ou les positions de butée surveillent continuellement les portes électroniques de commande du moteur pas à pas, évitant ainsi le dépassement des positions de butée.