Brevet FR2217663A1 — publié le 19740906

La présente invention due à la collaboration de Messieurs Jean-Paul LAMBERT et Roland PIGNARRE concerne un dispositif électronique permettant de contrôler la dérive de la position d'équilibre moyenne d'un système mécanique vibrant avec une période constante autour de sa position d'équilibre imposée. Lors de l'utilisation de la vibration d'un appareil permettant, par exemple, de réaliser un usinage particulier, telle une superfinition, on peut être amené à vouloir vérifier si la position d'équilibre du système vibrant dérive dans le temps, ceci dans le but de corriger la dérive constatée après un certain laps de temps de fonctionnement de l'appareil. La solution classique pour contrôler la dérive engendrée utilise un capteur monté à demeure sur le système vibrant, lequel capteur donne les in- formations concernant la position du système vibrant par rapport à un point fixe de la machine. Outre le prix très onéreux d'un tel montage, sa fiabilité dans le temps est très aléatoire du fait que le capteur est lui-même soumis à la vibration qu'il doit contrôler. La dégradation, donc la variation de ses performances est ainsi assez rapide dans le temps. La présente invention a pour but de réaliser ce contrôle de la dérive d'un système vibrant d'une façon statique, et il peut être utilisé dans tous les cas où l'on a besoin de connaître avec précision le déplacement dela position d'équilibre d'un système vibrant. A titre d'exemple non limitatif, l'invention permet de contrôler le déplacement de la position d'équilibre dans l'espace du porte-pierre de superfinition sur une machine à superfinir le chemin des bagues intérieure ou extérieure de roulements. La présente invention a ainsi pour objet un procédé comprenant les opérations suivantes : On recueille à la sortie d'un détecteur de proximité fixe et situé en regard du système mécanique vibrant un signal composé de créneaux successifs dont les discontinuités correspondent aux franchissements par le système mécanique de sa position d'équilibre imposée. Puis on élabore à partir de ce signal, dans un premier circuit électrique, un signal A de référence et dans un deuxième circuit, un signal B re-présentant le mouvement du système mécanique vibrant. On forme ensuite dans un bloc logique de décision deux signaux logiques A.B et A.B.Avec les conventions d'écriture courantes, un signal surmonté d'une barre ést l'inverse logique de ce signal et le point indique le passage dans une porte logique "ET" des signaux séparés par ce point. On alimente enfin avec les deux signaux A.B et A.B un bloc intégrateur qui intègre ces deux signaux de manière continue. On connaît alors le sens et la valeur de la dérive de la position d'équilibre moyenne du système vibrant. La présente invention a également pour ob-jet un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Dans ce dispositif, un circuit d'élaboration du signal de référence A prévu comprend un circuit dérivateur suivi d'un premier amplificateur et d'une bascule monostable dont le temps de basculement est réglable. Le circuit d'élaboration du signal B précité comprend un dispositif amplificateur. Le bloc logique de décision comprend deux inverseurs logiques et deux portes logiques à fonction "ET". Dans les inverseurs logiques sont produits respectivement les signaux A et B à partir des signaux A et B. Les signaux A.B et A.B sont calculés respectivement à partir des ensembles de signaux A.B et A.B dans les portes logiques "ET'' correspondantes. Selon une réalisation préférentielle du dispositif de l'invention, dans le circuit d'élaboration du signal A, le circuit dérivateur précité comprend un condensateur et une première diode en série, le point milieu de ce circuit étant relié à la masse par une deuxième diode et la bascule monostable précitée est réglée pour avoir un temps de basculement égal à la moitié de la période du système mécanique vibrant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront, à la lecture de la description donnée ci-dessous à titre indicatif et non limitatif d'un mode de réalisation préféré de l'invention, description faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'ensemble du dispositif électronique - la figure 2 est un schéma de principe du fonctionnement du dispositif électronique - la figure 3 est un schéma de représentation des signaux obtenus en sortie du détecteur pour un réglage correct. En figure 1, sur le schéma d'ensemble, le système vibrant 1 se déplace entre les deux positions extrêmes repérées X et Y. La distance XY représente l'amplitude de la vibration et le milieu de cette distance, repéré parla ligne 0, est la position moyenne ou position d'équilibre du système vibrant. L'amplitude de la vibration étant constante, le système vibrant 1 dérive dans le temps par déplacement de la position d'équilibre. L'information est donnée par un détecteur de proximité 2 placé en regard du système mécanique vibrant 1. La sortie du détecteur 2 alimente les deux circuits, l?un 3 qui est un amplificateur, l'autre 4 qui est un circuit dérivateur et amplificateur.Le circuit dérivateur 4 attaque le bloc 5 qui est une bascule monostable réglable. La sortie de la bascule monostable et celle de l'amplificateur vont au bloc logique de décision 6, qui élabore deux signaux A.B sur une ligne et B.A sur l'autre ligne. Chacune de ces deux informations va au bloc intégrateur 7 dont les sorties alimentent un galvanomètre 8 à zéro central indiquant la valeur et le sens de la dérive. En figure 2, sur le schéma de principe du fonctionnement du dispositif électronique de contrôle, on retrouve le système vibrant 1 atteignant dans ses déplacements alternés la position maxi X et la position mini Y en passant par la ligne médiane O ou position d'équilibre. En regard du système vibrant 1 est situé un détecteur -de proximité 2 de type connu dont le seul impératif est que son hystérésis soit le plus réduit possible pour permettre une mesure précise des faibles déplacements de la position d'équilibre du système vibrant. Le réglage du détecteur doit être effectué quand la position d'équilibre moyenne du système vibrant n'a pas subi de dérive. On obtient alors un réglage correct lorsque le changement d'état, passage de l'état O à l'état 1 ou passage de l'état 1 à l'état 0, de la sortie du détecteur a lieu au point médian O de l'amplitude de la vibration. A ce moment, le signal issu du détecteur a la forme d'un créneau dont les deux demi-périodes tl et t2 sont égales selon le schéma de la figure 3. Ce signal est appliqué à un amplificateur 3 et est appelé B à sa sortie. Ce même signal, issu du détecteur, attaque un circuit dérivateur, composé d'un condensateur Cl et de deux diodes D1 et D2, qui donne en sortie une série d'impulsions positives à la fréquence de vibration t du système mécanique. Ce signal, amplifié par l'amplificateur 4 attaque ensuite une bascule monostable 5, basculé monostable dont le temps de basculement T est réglable à l'aide du potentiomètre P1, autour de la- demi-période de la vibration du système. Ce nouveau signal appelé A devient la référence du système à laquelle on comparera le signal B issu du capteur. Les signaux A et B sont comparés ensuite dans un circuit logique 6 élaborant sur une première sortie la fonction A.B et sur une deuxième sortie la fonction A.B. Chacune de ces deux sorties attaque un circuit intégrateur dans le bloc intégrateur 7. Une résistance R2 et une capacité C2 constituent ainsi le circuit intégrateur associé à la fonction A.B. Une résistance R3 et un condensateur C3 forment de même le circuit intégrateur associé à la fonction A.B. Un galvanomètre 8 a ses bornes reliées aux sorties des deux circuits intégrateurs. En résumé, le fonctionnement du dispositif électronique de contrôle est le suivant : Le temps de basculement T de la bascule monostable 5 est réglé à la valeur de la demi-période de la vibration du système mécanique. Le détecteur de proximité 2 élabore un signal à la fréquence de la vibration du- système mécanique vibrant. Les temps tl et t2 traduisent par leur durée la position, par rapport à l'axe médian, de la masse mobile. Les temps tî et t2 sont variables en fonction de la position du détecteur par rapport au système vibrant, mais leur sonne tl + t2 est constante et égale à la période de vibration t.. Le signal prélevé par le détecteur, signal appelé B à la sortie due son amplificateur 3, est comparé avec un signal A de référence élaboré à partir des flancs de montée des impulsions du signal initial. Suivant le résultat decette comparaison, la sortie A.B ou la sortie A.B est excitée, ce qui donne le; sens de la dérive. La valeur de la dérive est proportionnelle à la tension de charge de la capacité C2 ou de la capacité C3. La connaissance du sens et de la valeur du déplacement de la position d'équilibre lisibles sur le galvanomètre 8 permet, par un réglage mécanique et manuel du système vibrant, de corriger cette dérive. I1 est également possible d'effectuer automatiquement cette correction par un dispositif approprié. REVENDICATIONS 1. Procédé électronique de contrôle du déplacement de la position d'équilibre moyenne d'un système mécanique vibrant avec une période constante autour de sa position d'équilibre imposée, caractérisé par le fait qu'on recueille à la sortie -d'un détecteur de proximité fixe et situé en regard du système mécanique vibrant un signal composé de créneaux successifs dont les discontinuités correspondent aux franchissements par le système mécanique de sa position d'équilibre imposée, qu'on élabore à partir de ce signal, un premier signal A de référence et un deuxième signal B représentant le mouvement-du système mécanique-vibant, que l'on forme ensuite les deux signaux logiques A.B et A.B, que l'on intègre enfin les signaux A.B et A.B pour obtenir de manière continue le sens et la valeur de la dérive de la position d'équilibre moyenne du système vibrant. 2. Dispositif électronique de contrôle du déplacement de la position d'équilibre moyenne d'un système mécanique vibrant mettant en oeuvre lue procédé décrit dans la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un premier circuit pour l'élaboration du signal de référence A précité composé d'un circuit dérivateur suivi d'un premier amplificateur et d'une bascule monostable dont le temps de basculement est réglable et un deuxième circuit pour l'élaboration du signal B précité comprenant un deuxième amplificateur. 3. Dispositif électronique de contrôle, suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un bloc logique de décision composé de deux inverseurs logiques pour produire respectivement les signaux A et B à partir des signaux respectifs A et B, et deux portes logiques à fonction "ET" pour calculer respectivement les signaux A.B et A.B. 4. Dispositif électronique de contrôle, suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend un bloc intégrateur composé de deux circuits électriques intégrateurs pour chacun des signaux A.B et A.B précités comprenant chacun, de manière connue en soi, une résistance et une capacité reliée à la masse, dont les sorties sont reliées aux deux bornes d'un galvanomètre. 5. Dispositif électronique de contrôle selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4, caractérisé par le fait que le circuit dérivateur précité est constitué par un condensateur et une première diode en série, le point milieu de ce circuit étant relié à la masse par une deuxième diode, la bascule monostable étant réglée pour avoir un temps de basculement égal à la moitié de la période du système mécanique.