Brevet FR2444301A1 — publié le 19800711

La présente invention concerne le domaine de la lecture d'une courbe en de vue de déceler le programme qu'elle représente etstransmettre l'information générale qu'elle détermine à un transformateur quelconque dont le fonction~ nement doit etre subordonné à un tel programme. Pour assurer le fonctionnement automatique d'appareils divers, il est fréquent de les asservir au déroulement d'un programme incluant les différents ordres de marche devant etre transmis. Lorsqu'un tel programme ne fait intervenir que des ordres "tout'1 ou "rien" la mise en oeuvre peut etre facilement assurée par exemple au moyen dtun dispositif chronométrique agissant sur des contacteurs. Par contre, lorsque le programme fait intervenir une "modulation" d'une allure de marche, le dispositif de programmation fait naître certaines difficultés lorsque son coat d'exécution et de fonctionnement doit etre faible. Dans ce but, on a déjà proposé d'assurer la transmission des informations au moyen d'au moins un suiveur mécanique chargé de suivre un profil ou une courbe défilant devant lui et représentant le programme à transmettre. Outre le handicap du cotit élevé, de la complexité relative et de la fragilité du suiveur, il faut noter que cette solution comporte d'autres inconvénients. Le premier réside dans le fait que si le programme est établi sous la forme d'un profil ou d'une courbe à base de coordonnées rectilignes, c'est-à-dire aisé d'exécution et de reproduction facile , il est en revanche obligatoire de prévoir un montage complexe et délicat, soit du profil, soit du suiveur pour rendre possible plusieurs déroulements successifs d'un meme programme lorsque le fonctionnement de la machine asservie est du type à cycles répétitifs.Le second tient au fait que si le programme est établi sous la forme d'un profil ou d'une courbe à base de coordonnées polaires, ce qui semble plus pratique et résoud le problème des cycles répétitifs, l'exécution d'un tel profil ne peut etre obtenue économiquement que par approximations succès~ sives ayant pour conséquences une durée d'exécution longue et une imprécision parfois rédhibitoire pour certaines applications. On a déjà proposé aussi de réaliser un tracé en plan en forme de piste et de faire suivre une telle piste par un lecteur électrique, optique ou autre. Dans un tel système, il faut nécessairement contrôler l'avancement du lecteur par rapport à la piste ou inversement mais aussi et surtout le déplacement latéral du lecteur par rapport à la piste, ce qui conduit à des solutions délicates, onéreuses et peu fiables dans le temps. La présente invention concerne un nouveau dispositif de lecture de courbe particulièrement conçu pour permettre la réalisation d'un appareil d'asservissement du fonctionnement de toutes machines selon un programme quelconque modulant un tel fonctionnement. L'objet de l'invention vise à offrir un dispositif statique simple, fiable, peu couteux de réalisation et d'entretien, mais qui soit néanmoins robuste, précis, de faible encombrement et réglable. L'invention vise à créer un nouveau dispositif apte à lire des programmes exécutés sous la forme de courbes ou tracés à base de coordonnées rectangulaires pouvant, par conséquent, etre réalisées facilement et précisément sur tout support matériel convenable sans avoir recours à un personnel hautement qualifié. Un autre avantage de l'objet de l'invention réside dans le fait qu'un meme dispositif peut etre utilisé facilement pour la lecture d'une ou plusieurs courbes pouvant à la limite etre portées par un meme support. Un avantage supplémentaire provient du fait que le programme proprement dit, cXest-à-dire le support portant la courbe ou le tracé le matérialisant ne subit, lors de sa mise en oeuvre effective, aucune érosion, abrasion ou usure par frottement comparativement aux solutions mécaniques connues et conserve, par conséquent, une meme extreme précision dans le temps. Un avantage particulièrement appréciable de l'objet de l'invention réside dans le fait que le dispositif de lecture produit également dans certains cas une visualisation du déroulement du programme permettant ainsi, au personnel chargé de la conduite d'une installation à fonctionnement automatique, de contrôler efficacement le développement correct d'un cycle de fonctionnement asservi. Un autre avantage de l'objet de l'invention tient au fait que le dispositif de lecture peut etre avantageusement utilisé pour la détection des paramètres variables des conditions de fonctionnement d'un appareil, d'une machine ou autre asservi mais aussi pour la reproduction de courbes étals ainsi, par ailleurs, que pour la transposition d'une courbe donnée en faisant varier le rapport de l'une au moins de ses coordonnées rectangulaires. Pour atteindre les buts ci-dessus, l'invention concerne un nouveau procédé de lecture, caractérisé en ce qu'on dispose un support devant un émet- teur d'un point détectable par rapport à un lecteur, en ce qu'on masque llécran d'apparition du point avec le support, en ce qu'on soumet le point à un balayage vertical linéaire alterné avec un déplacement horizontal, en ce qu'on extrait du lecteur un signal de sortie dès que l'apparition du point au niveau de la courbe est détectée par ledit lecteur, puis en ce qu'on utilise le signal de sortie pour commander un appareil asservi. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description ci-dessous faite en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une perspective schématique représentant le principe de l'invention. La fig. 2 est un schéma synoptique de l'appareil de l'invention. La fig. 3 est une perspective de l'appareil conforme à l'invention. Les fig. 4 et 5 sont deux schémas montrant deux autres variantes de réalisation. Les fig. 1 et 2 montrent que,selon l'invention principe de lecture d'une courbe consiste à utiliser un appareil 1 producteur d'un point détectable susceptible d'etre commandé en déplacements selon des coordonnées rectangulaires. Dans le présent exemple, l'appareil 1 est constitué par un tube cathodique dont les paires de plaques verticales et horizontales sont reliées à des circuits électriques leur appliquant une tension électrique variable dans le temps pour créer, comme cela est connu, un balayage,par exemplevliné- aire vertical de bas en haut et un déplacement horizontal,par exemple,pas à pas. Ces circuits électriques, désignés par les références 2 et 3, sont avantageusement pourvus chacun d'un dispositif 4-5 de réglage de la base de temps mis par le point lumineux pour effectuer son balayage vertical et son déplacement horizontal. Le procédé de l'invention consiste à matérialiser sur un support 6 le tracé ou la courbe C correspondant en coordonnées rectangulaires, à un programme donné. La matérialisation peut intervenir de plusieurs façons différentes telles que par découpe d'une fente dans un support plan opaque ou encore par découpage du bord supérieur dudit support dont les dimensions sont initialement choisies égales à celles de l'écran? d'apparition du point détectable qui est lumineux dans le cas présent. Le procédé de l'invention consiste à masquer l'écran 7 au moyen du support 6 en plaçant l'axe des abscisses de la courbe C parallèlement au déplacement horizontal du point lumineux. Le procédé consiste à diriger l'écran 7 en direction d'un lecteur 8 de telle sorte que le support 6 est ainsi interposé entre ledit lecteur 8 et l'écran 7 pour lequel il représente, dans l'exemple de réalisation choisie, un cache partiel. Dans le cas de réalisation où le support est découpé ou fendu, le lecteur 8 est constitué par une cellule photo-électrique fixe observant en permanence toute la surface de l'écran 7. La cellule 8 est du type à deux états stables et se trouve reliée à un amplificateur 9, dont la sortie est branchée à un appareil 10 de mesure de la variation périodique de tension du circuit 2.L'appareil 10 est constitué pour fournir, lorsqu'il est commandé par l'amplificateur 9, un signal de sortie modulé en fonction de la valeur de la tension appliquée au circuit 2 au moment de la réception du signal de l'amplificateur 9. Le signal de l'appareil 10 peut etre converti de toute manière convenable pour etre immXdiate- ment utilisable au niveau d'un moteur pas à pas, par exemple,ou etre transmis à une mémoire 11 assurant, par un amplificateur 12, l'émission d'une information de sortie continue constituant la reproduction de la courbe explorée. Cette information peut etre par exemple une tension variable continue appliquée à un appareil de commande quelconque. Ainsi, le premier balayage verti cal du spot comprend un cheminement masqué par le support 6 et n'ayant aucune influence sur l'état du lecteur qui n'agit pas sur l'appareil 10. Au contraire, dès que le spot est démasqué ou devient perceptible ou observable à travers le support 6 en coincidence avec le point local correspondant de la courbe C, le lecteur 8 change d'état, commande l'amplificateur 9 qui agit sur l'appareil 10 afin de fixer la valeur de la tension appliquée au circuit 2 au moment où le spot influence le lecteur ou éventuellement de fournir une information proportionnelle à cette tension. Après le cheminement vertical ci-dessus, le spot est décalé horizontalement d'un pas, de sorte que lors de son déplacement vertical subséquent de bas en haut, un second point de la courbe C se trouve échantilloné de la meme manière. L'ensemble de la courbe C est ainsi progressivement exploré en fournissant notamment par l'amplificateur 12 une information exploitable constituant la représentation de ladite courbe. Au moyen de l'objet de l'invention, il devient donc possible de réaliser facilement, en coordonnées rectangulaires, la courbe, le tracé ou le profil d'un programme de fonctionnement d'un appareil quelconque, d'explorer de façon pratique, rapide et précise un tel programme et d'asservir exacte ment le fonctionnment dudit appareil audit programme. De plus, il faut noter que le procédé de l'invention permet de fournir au personnel chargé de la conduite ou de la surveillance du fonctionnement d'un appareil asservi, une connaissance constante de l'état ou du déroulement du programme par la visualisation du spot lumineux sur l'écran 7. La finesse d'échantillonnage ou d'exploration de la courbe C, c'est-àdire le nombre de points de la courbe relevés par le spot lumineux, peut etre réglée en fonction des caractéristiques du programme et de la précision requise pour assurer sa parfaite représentation au niveau du signal de sortie de l'amplificateur 12, en réglant, par le dispositif de réglage 5, la mesure du déplacement horizontal du spot entre deux balayages verticaux successifs. De manière à éviter tout risque d'interférence avec des sources lumineuses environnantes, il est prévu, selon l'invention, de moduler le spot lumineux à une fréquence donnée par un oscillateur 13 et d'accorder le lecteur 8 pour qu'il ne prenne en compte que cette fréquence. La fig. 3 montre, à titre d'exemple, une possibilité de réalisation de l'appareil selon l'invention sous la forme d'un boltier prismatique 14 renfermant l'ensemble des composants et dont l'une des bases délimite une fenetre pour l'cran 7 et porte les organes de mise en marche et de réglage tels que 4 et 5, ainsi que le lecteur 8 disposé pour etre orienté par sa cellule sensible en direction de l'écran Des moyens non représentés sont prévus pour permettre le montage amovible d'un support 6 entre l'écran 7 et le lecteur 8 et, par exemple, en application sur la face extérieure dudit écran. La seconde base non représentée comporte des prises de raccordement à une source d'énergie ainsi qu'avec la sortie de l'amplificateur 12. Bien que cela ne soit pas représenté, il est évidemment possible, avec le procédé de l'invention, de lire plusieurs courbes portées par un ou plusieurs supports disposés, sans superposition de plans, entre le lecteur 8 et l'écran 7. Outre la lecture d'un programme, le dispositif de l'invention permet la reproduction d'une courbe étalon, soit à l'identique, soit avec transposition en faisant varier par exemple le rapport de l'une au moins des coordonnées par l'intermédiaire des dispositifs de réglage 4 et/ou 5. Dans ce qui précède, il est prévu que la lecture de la courbe s'effectue par un point lumineux produit par un tube cathodique. Il est certain que d'autres émetteurs d'un point détectable peuvent également etre retenus pour assumer la meme détection ou exploration. Ainsi, il peut etre prévu, comme représenté schématiquement à la fig. 4, de mettre en oeuvre un émetteur 1 constitué par une matrice 15 de diodes électro-luminescentes avec échantillonnage des intersections par des registres à décalage 1 Sa. Un tel émetteur permet de fournir une ligne d'exploration verticale dont le déplacement horizontal est placé sous la dépendance d'une base de temps. Avec un tel émetteur, la détection du point lumineux à la frontière de la courbe C du masque 6 est assurée par une cellule comme dans le cas précédent. La matrice 15 peut également etre réalisée en diodes infra-rouges si la surveillance du déroulement du programme peut s'exonérer d'une visualisation. La fig. 5 montre qu'il est également possible d'utiliser un autre moyen que la cellule 8 pour déterminer l'apparition du point détectable. Selon cette figure, l'émetteur est constitué par un tube cathodique et le masque 6 présente, forme, détermine ou comporte une courbe conductrice. L'impact du spot du tube avec la partie conductrice du masque 6 engendre une charge électrique mesurable et, par conséquent, un moyen de détection de l'appa- rition du point ou spot en cotucidence avec la courbe C. Le masque 6 devient alors son propre lecteur engendrant par un amplificateur 16 un signal agis sant sur l'appareil 10. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'analyse et de lecture d'au moins une courbe établie en coordonnées re#angulaires sur un support plan, caractérisé en ce qu'on dispose ce support devant un émetteur d'un point détectable par rapport à un lecteur, en ce qu'on masque l'écran d'apparition du point avec le support, en ce qu'on soumet le point à un balayage vertical linéaire alterné avec un déplacement horizontal, en ce qu'on extrait du lecteur un signal de sortie dès que l'apparition du point au niveau de la courbe est détectée par ledit lecteur, puis en ce qu'on utilise le signal de sortie pour commander un appareil asservi. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on interpose entre l'écran et le lecteur un support plan opaque masquant partiellement l'écran et en ce qu'on détecte l'apparition du point au cours de ses balayages verticaux successifs. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on interpose entre l'écran et le lecteur un support plan opaque masquant partiellement l'écran et en ce qu'on détecte l'apparition du point au cours de ses balayages verticaux successifs des qu'il apparaft dans la zone de l'écran non masquée par le support. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on détecte le point au moyen d'une cellule à deux états stables. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu' on assure l'exploration de la courbe par un point lumineux. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on module la lumière du point lumineux à une fréquence donnée et en ce qu'on accorde la sensibilité du changement d'état de la cellule sur cette fréquence. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on détecte l'apparition du point au moyen directement d'un masque conducteur au moins partiellement, 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 a ?, caractérisé en ce qu'on détecte l'apparition du point au niveau de la courbe au moyen du lecteur, en ce qu'on mesure alors au meme moment la valeur correspondante de la ten sion appliquée au circuit de balayage vertical du point et en ce qu'on utilise cette mesure pour commander un appareil asservi. 9 - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendi cations 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend, dans un boiter, un émetteur d'un point détectable, des moyens de réglage des tensions de balayage vertical et de déplacement horizontal appliquées audit émetteur, une fenetre pour l'écran d'apparition dudit point et pour la mise en place d'un masque devant l'écran, une prise de raccordement entre un amplificateur de sortie et un appareil à asservir ainsi qu'un lecteur porté par ledit bottier pour etre orienté en dire ction de l'écran. 10 - Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un boiter contenant, des moyens de réglage de la période d'application des tensions de balayage vertical et de déplacement horizontal, un amplificateur couplé au lecteur et branché sur un organe de mesure de la tension de balayage ainsi qu'ure mémoire de coincidence interposé entre ledit organe et l'amplificateur de sortie. 11 - Appareil selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le boftier contient un oscillateur de modulation en fréquence de la lumière du point lumineux d'un tube cathodique formant émetteur et porte par un lecteur accordé sur cette fréquence.