Brevet FR2410156A1 — publié le 19790622

L'invention concerne généralement un dispositif de positionnement automatique d'un élément mobile entre deux positions limites, et a plus particulièrement pour objet un dispositif de positionnement automatique par vérin. Suivant le principe général de l'invention, on réalise un asservissement constant et pratiquement instantané de l'alimentation en fluide sous pression du vérin par rapport à la position de sa tige de piston qui est reliée, par exemple, à l'élément que l'on veut positionner exactement entre deux positions limites. Le vérin peut être commandé aussi bien en version pneumatique qu'enversion hydraulique avec la même précision, ce qui n'était pas le cas auparavant, notamment en version pneumatique, où l'on pouvait enregistrer des écarts du fait du caractère compressible de l'air. L'invention propose donc un procédé de positionnement automatique d'un élément mobile entre deux positions limites par l'intermédiaire d'un vérin à double effet à commande hydraulique ou pneumatique, caractérisé en ce qutil consiste à comparer, en continu, un signal correspondant à la position instantanée de l'élément mobile avec un signal correspondant à une position prédéterminée a atteindre par l'eqément mobile, et à alimenter le vérin dans um sens ou dans autre tant qu'il n'y a pas identite entre ceE signa Selon une autre caracteristique de l'invention,. le procédé consiste à préselectionner et à coder une longueur de déplacement prédéterminée po u ltElesent mobile, à envoyer cette première information dans un comparateur pour la comparer avec une seconde- information copiée relative à la position instantanée de I ' e'Ient mobile, à commander dans un sens ou dans l'autre le déplacement de la tige de piston du vérin suivant le signe de cette comparaison, et à couper l'alimenta- tion du vérin lorsque les première et seconde informations sont égales. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste, pour obtenir la seconde information précitée, à fractionner le déplacement de la tige de piston du vérin en n déplacements élémentaires, à délivrer, par un dispositif de codage, une impulsion pour chaque déplacement élémentaire parcouru, et à compter ces impulsions. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste à compter les impulsions fournies par le dispositif de codage précité pour un sens de déplacement de la tige de piston du vérin, et à décompter ces impulsions pour le sens de déplacement inverse, et obtenir ainsi une information instantanée sur la position réelle de la tige de piston du vérin. L'invention propose également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, du type comprenant un vérin à double effet dont la tige de piston est reliée à l'élément à commander en déplacement, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de présélection délivrant en sortie une première information codée sous forme d'impulsions représentatives du positionnement souhaité pour l'élément mobile un dispositif de codage du déplacement de la tige de piston du vérin délivrant des impulsions au fur et à mesure du mouvement de ladite tige de piston, un dispositif de comptage pour compter les impulsions délivrées par le dispositif de codage et donner ainsi une seconde information représentative de la position instantanée de la tige de piston du vérin, un dispositif de comparaison desdites première et seconde informations dont la sortie pilote un distributeur à tiroir qui commande l'alimentation du vérin. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de codage précité est relié à une poulie entrainée en rotation par la tige de piston du vérin par l'intermédiaire d'un câble solidaire à une extrémité de la tige de piston et à l'autre extrémité d'un système de mouflage qui d'une part met en tension le cable et d'autre part récupère le mou créé par les différentes positions de la tige de piston. D'autres avantages, caractéristiques et détails apparaI- tront plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple, et sur lequel est représenté de façon schématique le dispositif de positionnement automatique conforme à l'invention. Soit un vérin 1 dont la tige de piston 2 est reliée, à son extrémité libre, à un élément 3 que l'on veut positionner exactement par rapport à un élément fixe par exemple (non représenté). Un élément 4 tel qu'une tige, relativement de faible longueur et stérant perpendiculairement à l'axe du vérin 1, est fixée vers l'extrémité libre de la tige de piston 2 du vérin. Sur cette tige 4 est fixée,par exemple par soudure, l'extrémité d'un câble 5 qui passe librement à l'intérieur d'un élément tubulaire 6 rapporté sur le cylindre 7 du vérin 1 et parallèlement à l'axe de celui-ci. Cet élément tubulaire assure une double fonction de protection et de guidage du câble 5. A sa sortie de l'élément tubulaire 6 (côté opposé à la tige de piston 2), le câble est renvoyé par une poulie 8 sur un système de mouflage 9 comprenant une autre poulie 10 dont l'axe de rotation il est solidaire de l'extrémité d'un ressort de rappel 12 dont l'autre extrémité est solidaire d'un élément fixe 13 formant support solidaire par exemple du cylindre 7 du vérin. Enfin, l'extrémité libre du cible 5 est rendue solidaire d'un support fixe 14. A la poulie 8 est associé un dispositif de codage 15 qui est sensible à la rotation de cette poulie. Ce codeur 15 possède par exemple un index mobile 16 monté sur un axe 17 solidaire en rotation de l'axe 18 de la poulie 8. Le codeur 15 permet, par exemple par voie optique, de délivrer une impulsion à chaque déplacement angulaire élémentaire de la poulie 8. Pour cela, l'index 16 se déplace devant n gradua tisons19 qui définissent deux à deux un déplacement élémentaire, avec en sortie du codeur 15 une impulsion à chaque passage de l'index 16 devant une graduation. La sortie du codeur 15 est reliée à un compteur-décompteur 20 qui compte ou décompte les impulsions transmises par le codeur 15 suivant le sens de déplacement de la tige de piston 2 du vérin. La sortie du compteur 20 est envoyée sur une entrée d'un comparateur 21 dont une autre entrée est reliée à la sortie d'un dispositif de présélection 22 du type à affichage. Ce dispositif de présélection permet de sélectionner une longueur de déplacement déterminée pour la tige de piston 2. En sortie, le comparateur 21 pilote un distributeur à tiroir 23. Ce tiroir est relié d'un côté à une source d'alimentation en fluide sous pression 24 et à un réservoir de retour 25 ou à l'échappement selon les cas. L'autre côté du distributeur est relié par deux conduites 26a, 26b respectivement aux deux chambres 7a et 7b délimitées de part et d'autre du piston 27 en contact étanche glissant avec la surface périphérique intérieure du cylindre 7 du vérin 1. Le tiroir possède trois positions, une position centrale où la source de fluide sous pression 24 n'alimente pas les chambres 7a et 7b du vérin 1, et deux positions extrêmes de part et d'autre de la position centrale, pour lesquelles la source 24 de fluide sous pression alimente soit la chambre 7a soit la chambre 7b du vérin 1. Le fonctionnement d'un tel dispositif automatique de positionnement est le suivant Soit à positionner l'élément 3 de façon précise, la précision de cette position pouvant être très importante, comme dans le cas d'une injectiond'unvolume déterminé de médicament. A partir d'une valeur de référence (par exemple la surface d'extrémité du cylindre 7 du vérin 1 par laquelle fait saillie la tige de piston), on affiche directement sur le dispositif de présélection 22, une longueur où déplacement (par exemple 850,36 mm),valeur qui correspond à la position que doit atteindre l'élément 3 par rapport à la valeur de référence précitée. Le compteur 20, à cet instant, contient l'information relative à la position actuelle de l'élément mobile 3, par exemple 760,25 mm par rapport à la valeur de référence précitée. Autrement dit, le comparateur 21 qui assure la comparaison entre l'information présente dans le dispositif de présélection 22 et dans le compteur 20, va piloter le distributeur ?3 de façon à commander le déplacement de l'élément mobile 3 dans le sens souhaité. En attribuamtun.mgP àlacoWaraison entre les deux informations du dispositif de présélection 22 et du compteur 20, le comparateur 21 pilote le distributeur 23 suivant le signe de cette comparaison. Dans l'exemple illustré , la différence entre la position souhaitée et la position réelle étant positive, le comparateur 21 pilote le distributeur de façon à ce que la source 24 d'alimentation en fluide sous pression soit en communication avec la chambre 7b du cylindre 7 par l'intermédiaire de la conduite 26b (la tige de piston 2 sort). Dans le cas contraire (différence négative),le comparateur 21 pilote le distributeur 23 de façon à mettre en communication la source 24 de fluide sous pression avec la chambre 7a du cylindre 7 par l'intermédiaire de la conduite 26a (tige de piston 2 rentre). Bien évidemment, lorsque les deux informations entre le dispositif de présélection 22 et le compteur 20 sont égales, le comparateur 21 pilote le distributeur 23 pour amener celui-ci dans la position neutre où la source 24 de fluide sous pression n'est en communication avec aucune des deux chambres 7a, 7b du cylindre 7 (tige de piston 2 immobilisée). Etant donné que le compteur 20 contient en permanence une information relative à la position instantanée de l'élément mobile 3, il faut par exemple que le codeur 15 envoie des impulsions distinctes pour les deux sens de déplacement de l'élément mobile 3. Cela est facilement résolu au niveau du codeur 15 qui peut fournir en sortie sur deux pistes différentes des informations identiques, mais dans ce cas, ces informations rentrent respectivement sur les entrées comptage et décomptage du compteur 20. Une fois que l'élément mobile 3 a atteint la position correspondant à la valeur 850,36 mm, valeur atteinte par le compteur 20, le comparateur 21 pilote le distributeur 23 dans sa position centrale, ce qui immobilise la tige de piston 2 et par conséquent l'élément mobile 3. Ensuite, on peut procéder à un nouveau positionnement de l'élément mobile 3. Dans l'exemple représenté, l'élément mobile 3 a été associé à un mouvement linéaire de va-et-vient de la tige de piston 2 du vérin 1. Bien évidemment, cet élément mobile 3 peut tout aussi bien se déplacer suivant une autre trajectoire, et être par exemple solidaire en rotation de l'axe 18 de la poulie 8Q Dans ce cas, on parlera de déplacement angulaire et non plus de déplacement linéaire en translation. Aps tirde ltexaWlenprésenté, le dispositif de codage 15 peut être conçu de plusieurs façons, l'idée principale étant que ce dispositif permet de déterminer la position réelle de l'élément mobile au cours de son déplacement, afin de comparer cette information avec celle enregistrée dans le dispositif de présélection 22. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui n'a été donné et décrit qu'à titre d'exemple, mais comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si cellesci sont réalisées et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé de positionnement automatique d'un élément mobile entre deux positions limites par l'intermédiaire d'un vérin à double effet à commande hydraulique ou pneumatique, caractérisé en ce qu'il consiste à comparer, de façon continue, un signal correspondant à la position instantanée dudit élément mobile avec un signal correspondant à une position prédéterminée à atteindre par ledit élément mobile, et à alimenter ledit vérin dans un sens ou dans l'autre tant qu'il n'y a pas identité entre ces signaux. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à présélectionner et à coder une longueur de déplacement prédéterminée pour l'élément mobile précité à partir d'une valeur de référence, à envoyer cette première information dans un comparateur pour la comparer avec une seconde information codée relative à la position instantanée dudit élément mobile, à commander dans un sens ou dans l'autre le déplacement de la tige de piston du vérin suivant le signe de cette comparaison, et à couper l'alimentation du vérin lorsque les première et seconde informations sont identiques. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste, pour obtenir la seconde information précitée, à fractionner le déplacement de la tige de piston en n déplacements élémentaires, à délivrer par un dispositif de codage une impulsion pour chaque déplacement élémentaire parcouru, et à compter lesdites impulsions. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à compter les impulsions précitées pour un sens de déplacement de la tige de piston du vérin et à décompter ces mêmes impulsions pour un sens de déplacement inverse, et obtenir ainsi une information instantanée sur la position de la tige de piston du vérin. 5 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini selon l'une des revendications précédentes, du type comprenant un vérin à double effet dont la tige de piston est par exemple reliée à l'élément à commander en déplacement, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de présélection délivrant en sortie une première information codée sous forme d'impulsions représentatives du positionnement souhaité pour ledit élément mobile, un dispositif de codage du déplacement de la tige de piston du vérin délivrant des impulsions au fur et à mesure du déplacement de celle-ci, un dispositif de comptage pour compter les impulsions délivrées par ledit dispositif de codage pour donner une seconde information représentative de la position instantanée de ladite tige de piston, un dispositif de comparaison des première et seconde informations dont le signal de sortie pilote un distributeur à tiroir pour l'alimentation du vérin. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de codage précité est relié à une poulie entrainée en rotation par la tige de piston du vérin par l'intermédiaire d'un câble solidaire à une extrémité de la tige de piston et à l'autre extrémité d'un système de mouflage d'une part pour mettre en tension ledit câble et d'autre part pour récupérer le mou créé par les différentes positions de ladite tige de piston.