Brevet FR2326264A1 — publié le 19770429

La présente invention concerne un dispositif destiné à une machine à sectionner mobile, servant à mettre un matériau profilé à la longueur désirée, dans laquelle la vitesse constante mais ajustable du front de matériau profilé, que l'on désire sectionner, est transmise à la machine-outil que l'on doit soumettre à une accélération pour lui communiquer à partir d'une position d'arret, la vitesse du profilé, gracie à un régulateur inséré dans une channe de régulation en cascade. Sur de telles machines à sectionner des profilés, l'opération de coupe exige que la vitesse relative entre l'outil de coupe et le profilé à sectionner qui le traverse d'une façon continue, soit approximativement, si ce n'est exactement, nulle. En outre, il est nécessaire que la longueur du profilé coupé, prise comme valeur imposée, se différencie aussi peu que possible de la valeur de la longueur mesurée pour le profilé coupé, malgré les variations de vitesse du profilé et les autres perturbations. Par ailleurs, il est nécessaire que le parcours accéléré du chariot,dont la machine à sectionner est solidarisée, jusqu'à la position où l'opération de coupe peut etre déclenchée, soit aussi petit que possible, car dans le cas de barres profilées de faible longueur, le nombre de pièces susceptibles autre sectionnées par unité de temps en dépend. On sait que, pour satisfaire aux exigences précitées grace à l'emploi d'un régulateur P (à action proportionnelle) ou d'un régulateur PI (ayant un rôle d'intégrateur et ayant une réponse proportionnelle) dans un dispositif de réglage en cascade, on peut communiquer à la machine-outil la vitesse constante mais néanmoins ajustable du front du profilé à sectionner (demande de brevet allemand après examen DT-AS 1 165 969, demandes de brevet allemand avant examen DT-OS 2 128 089 et 2 128 947). On sait aussi que, pour satisfaire aux exigences précitées grâce à l'emploi d'un capteur rotatif incrémental qui est actionné par un galet de friction entratné par le profilé, on peut déclencher une impulsion électrique, lorsque le profilé a effectué une longueur de parcours prédéterminée, et, à partir de cette impulsion élaborée par le capteur rotatif incrémental jusqu'à l'obtention de la coupe du profilé, on peut utiliser également ledit capteur comme capteur de mesure branché sur la channe de régulation en cascade, ladite channe de régulation étant mise en fonction, lors de l'intervention du capteur de mesures, avec une valeur d'entrée au départ nulle, et permettant à la machineoutil de suivre a la mme vitesse le profilé. Le régulateur est donc à action proportionnelle. Dans le cas où l'on utilise un régulateur P, on sait que l'on a l'inconvénient, dès que l'on modifie la vitesse du profilé, de produire une erreur constante de longueur, qui dépend de la vitesse, sur le profilé sectionné. Dans le cas où l'on utilise un régulateur PI, on sait que l'on a l'inconvénient d'avoir, pour le chariot qui porte l'outil de coupe, un parcours accéléré plus long en raison de l'action d ' intégration additionnelle. Dans le cas où l'on utilise un capteur rotatif incrémental, on a les inconvénients suivants : tout d'abord, chaque première barre de profilé sectionné présente, à la suite d'une variation de la vitesse du matériau, une erreur de longueur et doit autre éliminée par triage ; ensuite, un contrôle de la longueur réelle qui s'effectue automatiquement sur chaque tronçon sectionné, en mesurant le tronçon de profil entre deux parois, n'est pas possible sans perdre l'avantage que procure cette régulation de la synchronisation des vitesses ; et enfin les dépenses requises sont plus élevées que pour les autres régulations de synchronisation de même performance.Il convient également d'indiquer que, par exemple, pour un diamètre de roue de mesure de 160 Ma et pour des tronçons de profilé de 1000 mm de longueur, une usure de la roue de mesure de 0,02 mm seulement se traduit par une erreur de longueur de plus de 0,2 mm et inversement, dans le cas d'un dépôt de crasse, de poussière ou de calamine sur ladite roue. Ceci constitue un autre inconvénient. La présente invention a pour but de réaliser la régulation du processus de synchronisation au moyen d'un régulateur P, la machine à sectionner suivant le matériau profilé avec un écart ajusté, de telle sorte que l'écart ajusté-inférieur à celui de la régulation de synchronisation connue jusqu'à présent, et réalisée au moyen d'un régulateur P soit modifié en fontion de la variation de la vitesse du profilé, et que la modification de l'écart ajusté soit aussi faible que possible lors de la variation de la vitesse du profilé. La présente invention a également pour autre but de réaliser une régulation du processus de synchronisation au moyen d'un régulateur PI, l'outil de coupe suivant le front du profilé avec un écart ajusté, de telle sorte que le parcours supplémentaire accéléré du chariot, qui est requis pour l'action d'intégration, soit plus court que celui obtenu dans le cas d'une régulation de synchronisation jusqu'8 présent connue effectuée au moyen d'un régulateur PI, et que ce parcours supplémentaire accéléré requis pour l'action d'intégration corresponde le plus possible à une valeur nulle. Pour résoudre ces problèmes, il est proposé selon l'invention d'ajouter à la ligne du signal de commande qui se trouve entre la sortie du comparateur dans le régulateur et l'entrée de 1'ensemble régulé, une grandeur analogue agissant dans le mtme sens avec un signe tel que celui que présente la grandeur de sortie du régulateur lors d'un cycle de régulation après dépassement, grandeur dont la valeur est modifiée en fonction de la variation de vitesse du profilé tout en étant cependant plus petite que la somme des valeurs de ces deux grandeurs nécessaire à la vitesse de synchronisation. On va décrire, ci-après, un exemple de réalisation de l'invention en se référant à la représentation schématique donnée sur le dessin annexé. Ce dessin représente un chariot 1 qui est susceptible de se déplacer sur un bati 2. Sa direction de déplacement est parallèle à la direction de déplacement d'un élément réalisé en un matériau relativement peu élastique et se déplaçant horizontalement avec vitesse constante à savoir dans cetexemple de réalisation, un élément profilé 3, rectiligne et suffisamment résistant au flaMbage. Pour déplacer le chariot 1, on a fixé sur le bdti un vérin 4 à double effet actionné par pression d'huile, vérin dont le piston 5 est solidarisé avec le chariot. Sur le chariot, se trouve un capteur de mesure 6. In'entrée du capteur de mesure est constituée par l'indication de la course d'un coulisseau 7 et son signal de sortie transmis par un cible 8 est une tension électrique proportionnelle à ladite course. Sur le coulisseau 7 est fixée une plaque de butée 9, qui se déplace avec le coulisseau dans la même direction que le profilé ou selon une direction opposée à celle du déplacement du profilé. Le mouvement dans la direction du déplacement du profilé s'effectue grace audit profilé ; le mouvement opposé à la direction du déplacement du profilé s'effectue grace à l'action d'un ressort non représenté sur le dessin, ces deux mouvements s'effectuant en fonction de la vitesse de déplacement du chariot.Sur le chariot est fixé un outil à sectionner qui, dans cet exemple de réalisation, est une cisaille 10. Le profilé passe au travers de la zone de coupe de la cisaille. Sur le profilé 3 s'appuie un moteur-générateur tachymétriquell entraîné par ledit profilé. Le carter du moteur-générateur tachymétrique 11 est indirectement fixé sur le bati. La tension envoyée par le moteur-générateur tachymétrique 11 dans le cible 12 est proportionnelle à la vitesse du profilé. Le vérin 4 est relié par l'intermédiaire de deux conduits hydrauliques 13 à une vanne asservie hydroélectrique 14, La vanne asservie 14 maintient une proportionnalité entre la tension d'entrée et le flux d'huile de sortie qui est dirigé vers le vérin. Sur la vanne asservie se trouvent deux autres circuits :un circuit pour l'admission d'huile et un circuit pour le retour d'huile.Une pompe de session d'huile nécessaire au fonctionnement de la vanne est disposée dans un système hydraulique non représenté sur le dessin. La référence 15 désigne un élément de la channe de régulation ayant un rôle d'intégrateur et ayant une réponse proportionnelle. La référence 16 désigne un élément de la-chaine de régulation servant à additionner les deux tensions d'entrée ainsi qu'à amplifier la puissance électrique.Les références 17 et 18 désignent des liaisons électriques. La référence 19 désigne un ensemble régulateur, la référence 20 désigne un ensemble régulé. S'il n'y avait pas de moteur-générateur tachymétrique et de dispositif d'intégration, l'exemple de réalisation représenté, représenterait la forme la plus simple d'une channe de régulation.Sous la plaque de butée, se trouve une échelle graduée 21 et sur la plaque de butée, un index. La tension délivrée par le capteur de mesure est nulle. lorsque l'index se trouve dans la position zéro. L'élément intégrateur 15 présente cette propriété que l'intégration est réalisée à l'apparition d'une fonction de dépassement dès que l'index de la plaque de butée est passé dans la zone positive de l'échelle et elle est maintenue aussi longtemps que l'index se trouve dans la zone positive ou négative, jusqu'à la réalisation de la manoeuvre de sectionnement.Le moteur-générateur tachymétrique est lié électriquement à l'organe additionneur 16 de façon qu'un accrotssement (ou une diminution) de la tension du moteur-générateur tachymétrique provoque une réduction temporaire (ou allongement) de la longueur de profilé qui se trouve entre la cisaille et la plaque de butée, si la vitesse du profilé demeure inchangée. Le fonctionnement du régulateur est décrit ci-après à l'aide d'un exemple dont les valeurs suivantes ont été prises pour base : la vitesse du profilé est ajustée à 50 rn/mn, la tension élaborée par le moteur-générateur tachymétrique s'élève à +4,5 Volts pour 50 m/mn et elle est proportionnelle à la vitesse. La tension de sortie du capteur de mesure 6 est fonction de la position de la plaque de butée et correspond à la valeur qui est indiquée sur l'échelle graduée par l'index placé sur la plaque de butée. L'amplification de la chatne de régulation est choisie de telle sorte que la fonction de dépassement soit apériodique pour des vitesses de profilé allant jusqu'au dessus de 50 m/mn. Tous les éléments de la chaine de régulation ont une réponse linéaire.La tension appliquée à la vanne asservie, qui permet le passage dans la vanne d'un flux d'huile nécessaire pour communiquer au chariot une vitesse de 50 m/mn, s'élève à +5 Volts. L'arrivée d'huile sous pression provenant du système hydraulique dans la vanne asservie s'effectue sous pression constante, quelle que soit la phase de fonctionnement. Fonctionnement du régulateur : le matériau profilé 3 passe avec une vitesse constante à travers la cisaille 10 et entrain par l'intermédiaire du galet de friction, le moteur-générateur tachymétrique 11. Le matériau profilé n'a pas encore atteint la plaque de butée 9 du capteur de mesure 6. L'index de la plaque de butée indique la valeur -10. La tension générée par le capteur de mesure s'élève à -10 Volts. La tension générée par -le moteurgénérateur tachymétrique s'élève à +4,5 Volts. Sur la vanne asservie 14, s'applique la somme des deux tensions, à savoir -5,5 Volts. Pour une tension de -5,5 Volts, la vanne asservie permet l'admission d'une pression d'huile d'un côté de la tige du piston du vérin 4, de sorte que le chariot 1 se déplace vers sa position de départ où il est maintenu.Entre-temps, le profilé a poussé la plaque de butée sur la valeur graduée -4,5. L'intégration dans le régulateur 19 n'est pas encore déclenchée. La tension de sortie du capteur de mesure s'élève à -4,5 Volts, la tension de sortie du régulateur à action proportionnell'élève également à -4,5 Volts. La sortie de l'élément additionneur 16 affiche ainsi 0 Volt. La vanne asservie est fermée. Pendant ce temps, la plaque de butée a été poussée sur la valeur 0 de l'échelle graduée. La tension appliquée à la vanne asservie s'élève maintenant à +4,5 Volts mais c'est encore trop peu pour réaliser la synchronisation des mouvements entre le profilé et l'outil. La plaque de butée étant dans cette position, l'intégration se déclenche de sorte qu'à partir de ce moment là, et independamment de la position de la plaque de butée, le régulateur agit en intégrateur proportionnel. L'intégration est a nouveau interrompue dès que le sectionnement du matériau profilé est réalisé. La connexion et la déconnexion de l'intégration ne sont pas représentées sur le dessin.Etant donné que le chariot 1 n'a pas encore atteint la vitesse nécessaire, la plaque de butée 9 est encore déplacée par le profilé jusqu'au voisinage de +0,5. Aussi longtemps que la plaque de butée demeure dans la zone positive, la tension de sortie du régulateur 19 augmente, et le cylindre reçoit ainsi plus d'huile qu'il n'est nécessaire pour réaliser la synchronisation des mouvements. La plaque de butée prend la position zéro sur l'échelle graduée. Le flux d'huile injecté dans le cylindre correspond maintenant au flux d'huile nécessaire pour réaliser la synchronisation. Abstraction faite de l'intégration connectable ou déconnectable et de la superposition de la tension du moteurgénérateur tachymétrique et de la tension de sortie du régulateur, le fonctionnement correspond à celui d'une régulation en cascade. Grace à une commande qui n'est pas représentée, l'opération de cisaillageest déclenchée et le matériau -profilé sectionné est éjecté, L'intégration du régulateur 19 est alors déconnectée. La plaque de butée est, sous l'action du ressort, repoussée à la valeur -10 de l'échelle graduée. La tension appliquée à la vanne servo-moteur s'élève maintenant, à nouveau à -5,5 Volts. Le cylindre hydraulique ramène le chariot dans sa position de départ jusque ce qu'un nouveau cycle commence. Dans cet exemple, on constate qu'il s'agit du déplacement du point zéro en fonction de la vitesse pour la partie du régulateur à action proportionnelle alors que le point 0 pour la partie du régulateur à action intégrale demeure inchangé. REVENDICATIONS 1 - Dispositif destiné à une machine à sectionner mobile servant à mettre un profilé à la longueur désirée, dans laquelle la vitesse constante mais néanmoins ajustable du front du profilé que l'on désire sectionner, est transmise à la machine-outil que l'on doit soumettre à une accélération pour lui communiquer à partir d'une position d'arrêt, la vitesse du profilé gracie à un régulateur inséré dans une channe de régulation en cascade, caractérisé par le fait que l'on ajoute à la ligne du signal de commande se trouvant entre la sortie du comparateur dans le régulateur et 1. entrée de l'ensemble régulé une grandeur analogue agissant dans le même sens, avec un signe, tel que celui que présente la grandeur de sortie du régulateur lors d'un cycle de régulation après dépassement, grandeur dont la valeur est modifiée en fonction de la variation de vitesse du profilé, tout en étant cependant plus petite que la somme des valeurs de ces deux grandeurs nécessaire à l'obtention de la vitesse de synchronisation,