Brevet FR2502807A1 — publié le 19821001

Dispositif d'entraînement intermittent, utilisable notamment dans des dispositifs de remplissage et dans des dispositifs de convoyage ". La présente invention concerne un dispositif d'entraînement intermittent utilisé dans des dispo- sitifs d'amenée, dans des dispositifs de remplissage pour la mise en boites ou en bouteilles, dans des dispositifs-d'envelop- pement ou dans plusieurs autres types de machines telles que des machines de fabrication, des convoyeurs, des machines d'a- grafage, des machines de sertissage, des machines d'impression et des poinçonneuses. Jusqu'à présent, les dispositifs d'entraînement intermittent possédaient un mécanisme comportant des cames, ou des organes de liaison tels que des cames d'in- dexage, des engrenages à croix de Malte, des engrenages non cir- culaires, des manivelles et des mécanismes à encliquetage. Par conséquent, dans l'art antérieur, il était nécessaire de mettre en oeuvre une fabrication complexe et précise, de sorte que la construction de ces machines devenait coûteuse et prenait beau- coup de temps. En outre, un dispositif d'entraînement intermit- tent présent dans un dispositif classique posait des problèmes concernant son réglage automatique en fonction de certaines va- riations de son cadencemenc, de sa vitesse ou de la période d'un cycle de fonctionnement. Le but principal de la présente in- vention est de fournir un dispositif d'entraînement intermittent économique pouvant être construit aisément et rapidement. Le second but de la présente invention est de fournir un disposi- tif d'entraînement intermittent pouvant être aisément réglé en fonction de certaines modifications de son cadencement, de sa vitesse ou de la période d'un cycle de fonctionnement. Ces problèmes peuvent être résolus de façon appropriée en utilisant un dispositif dans lequel une série d'impulsions de vitesse commandent un moteur d'entraîne- ment de la charqe,et ce, dans un dispositif d'entraînement -2- intermittent caractérisé en ce qu'il comporte un codeur détec- tant la position d'un autre dispositif tel qu'un dispositif de remplissage, un dispositif d'amende de gobelets ou de couver- cles, de tôles et d'ébauches, qui agit à la manière d'un dispo- sitif de référence lorsqu'une charge est entraînée, un dispo- sitif de détection de vitesse, détectant la vitesse dudit autre dispositif, un calculateur délivrant une série de signaux im- pulsionnels de vitesse pour réaliser un entraînement intermit- tent lors de la réception d'un signal d'entrée en provenance du codeur, et un moteur servant à entraîner ladite charge avec un cadencement et une vitesse identiques à ceux dudit au- tre dispositif lors de la réception des signaux impulsionnels de vitesse. D'autres caractéristiques et avanta- ges de l'invention ressortiront de la description qui va sui- vre à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 représente un schéma- bloc montrant l'agencement d'une forme de réalisation de l'in- vention - les Fig. 2, 3, 4 et 5 représentent des circuits électriques du calculateur faisant partie du dis- positif d'entraînement intermittent conforme à la présente in- vention; - la Fig. 6 représente le schéma de câblage d'un circuit électrique utilisable pour le dispositif d'entraînement selon l'invention; - la Fig. 7 (a) est un graphique re- présentant une courbe caractéristique et montrant la relation entre la vitesse et le temps t, intervenant dans le dispositif d'entraînement intermittent; - la Fig. 7 (b) est un graphique illustrant la relation entre la densité des signaux impulsion- nels de vitesse et le temps dans le même dispositif d'entraîne- ment; -3- - la Fig. 8(a) représente une vue de face d'un dispositif de remplissage; - la Fig. 8(b) est une vue en coupe prise suivant la ligne AA de la figure 8(a); - la Fig. 9(a) représente une vue de face d'un autre type de dispositif de remplissage; - la Fig. 9(b) est une vue en coupe prise suivant la ligne B-B de la figure 9(a); - les Fig. 10(a), (b) et (c) repré- sentent trois types de courbes d'accélaration du dispositif d'entraînement intermittent; - la Fig. 11(a) représente une autre forme de réalisation de la présente invention; - la Fig. 11(b) représente une vue en coupe transversale prise suivant la ligne C-C de la figure 11 (a); - - la Fig. 12 est un graphique d'un cycle de fonctionnement du moteur pasà-pas des figures l (a)et 1l (b); - la Fig. 13(a) montre une autre forme de réalisation de la présente invention; - la Fig. 13(b) représente une vue en coupe transversale prise suivant la ligne D-D de la figure 13(a) et la figure 13(c) en est une variante. La référence 1 désigne un codeur qui détecte la position d'un dispositif (dispositif de référence 2), tel qu'un dispositif de remplissage, un dispositif d'amenée de gobelets ou de couvercles, de t8les et d'ébauches, qui est en- traîné par un moteur 3 et agit en tant que dispositif de réfé- rence lorsqu'une charge est entraînée. La référence 9 désigne un dispositif détectant, grâce à des signaux de référence f, la vitesse du dispositif 2 qui agit en tant que dispositif de ré- férence lorsqu'une charge est entraînée par l'intermédiaire du codeur 1. La référence 4 désigne un calculateur produisant une série de signaux impulsionnels de vitesse (b) en réponse à ces signaux de référence reçus "a" provenant du codeur 1 et à des signaux de référence reçus "e" provenant du dispositif 9 de -4- détection de vitesse. La référence S désigne un circuit de com- mande qui entraîne la charge 6 par l'intermédiaire d'un moteur pas-à-pas 7, à la même vitesse et au même cadencement que ceux du dispositif de référence 2, en réponse aux signaux impulsion- nels de vitesse reçus "b" ( qui sont en synchronisme avec les signaux du dispositif de référence 2). On va donner ci-après une descrip- tion plus détaillée du fonctionnement du dispositif. Dans le calculateur 4, des impulsions d'horloge de 1 MHz sont produites au moyen d'un oscillateur à quartz 10, comme représenté sur la figure 2. Les impulsions d'horloge "d" produites sont envoyées à des bornes 01 et 02 de l'unité centrale de traitement MPU 13 par l'intermédiaire de qircuits 11 et 12 de mise en forme d'ondes. Des signaux d'adres- ses sont délivrés successivement par l'unité MPU 13 et sont in- troduits, par l'intermédiaire d'un bus de transmission d'adres- ses 14, dans une mémoire PROM (A) 15, une mémoire PROM (B) 16, une mémoire RAM 18, une horloge 24 et des interfaces PIA (A) 20, PIA (B) 22, PIA (C) 23, comme représenté sur les figures 1, 3, 4 et 5. On va indiquer ci-après la fonction des dispositifs mentionnés ci-dessus. La mérioi e PROM (A) 15 mémorise les programmes principaux (moniteurs ou programmes permettant de commander les distances ou angles d'entraînement des dispositifs commandés). La mémoire PROM (B) 16 mémorise les données permettant de faire fonctionner l'horloge 24 selon un fonctionnement variable. La mémoire RAM 18 mémorise une partie des programmes principaux et est utilisée en tant que registre de l'unité MPU 13. L'horloge 24 arrête le fonctionnement de l'unité MPU 13 et indique le temps. Les interfaces PIA (A) 20, PIA (B) 22 et PIA (C) 23 transmettent des signaux d'entrée ou de sortie -5- en provenance d'autres dispositifs voisins. Par conséquent, les signaux de don- neés correspondant aux signaux d'adresses sont lus hors des mé- moires ROM (A) 15, ROM (B) 16 et RXM 18 et sont envoyés à l'u- nité MPU 13 par l'intermédiaire d'un bus de transmission de données 17. L'unité MPU 13 effectue une lecture, des calculs et un enregistrement conformément aux signaux reçus de données. On ne donne pas ici de description plus détaillée du fonctionnement du dispositif étant donné que ce fonctionnement est le même que dans un calculateur classique. Cette unité MPU 13 commande la char- ge 6 de manière à entratner cette dernière en synchronisme avec le dispositif de référence 2. Dans ce cas, les signaux produits par l'unité MPU 13 et transmis par l'intermédiaire de l'inter- face PIA (A) 20 sont des signaux impulsionnels de vitesse varia- ble "b". Il s'agit d'une série de signaux impulsionnels de vi- tesse, dont la fréquence varie pendant une période T de cycles répétitifs, comme cela est représenté sur la figure 7(b). Une série de signaux impulsionnels de vitesse "b" est envoyée au circuit de commande 5, comme re- présenté sur les figures 1 et 6, par l'intermédiaire de l'inter- face PIA (A) 20 représentée sur les figures 1 et 5. Un courant électrique circule dans les bobines 7(a), 7(b), 7(c), 7(d), 7(e) du moteur pas-à-pas 7, de manière à entratner la charge 6. La position de la charge 6 est détectée par un codeur 21 et est renvoyée à l'unité MPU 13 sous la forme de signaux de référence "c" par l'intermédiaire de l'interface PIA (B) 22 du calculateur 4, comme représenté sur les figures 1 et 4. La position et la vitesse du disposi- tif de référence 2 sont détectées par le codeur 1 et par le dis- positif 9 de détection de vitesse respectivement et sont envoyées à l'unité MPU 13 sous la forme de signaux de référence "a" et "e" par l'intermédiaire de l'interface PIA (C) 23 du calculateur 4. -6- Entretemps, au moyen des décodeurs 1 et 21 et du dispositif 9 de détection de vitesse, l'horloge 24,représentée sur les figures 1 et 3,modifie les signaux im- pulsionnels de vitesse "b" et commande la période d'un cycle de manière à obtenir la vitesse désirée. Par conséquent, les signaux impul- sionnels de vitesse "b" sont commandés de façon précise con- formément aux états à la fois du dispositif de référence 2 et de la charge 6,de sorte que cette dernière est entraînée de fa- çon précise à la vitesse correspondant à la fréquence des impul- sions, comme représenté sur la figure 7(a). Sur les figures 8 et 9, on a repré- senté deux autres formes de réalisation de la présente inven- tion. La figure 8 représente un dispositif, de type linéaire, de remplissage de gobelets, et la figure 9 montre un dispositif, du type rotatif, de remplissage de gobelets. Un moteur pas-à-pas 7 x représenté sur la figure 8 au-dessous d'un dispositif 2a d'amenée de gobelets et sont rem- plis avec un liquide 32 dans une position située juste au-des- sous d'un dispositif de remplissage 2(b), puis sont recouverts par des couvercles dans une position située juste au-dessous d'un dispositif 2c d'amenée de couvercles. Lors de ces opéra- tions, les positions du convoyeur 30 entraîné par le moteur pas-à-pas 7x et des trois autres dispositifs 2a, 2b et 2c, sont détectées respectivement par les codeurs rotatifs 21 et 1. Les vitesses de fonctionnement du convoyeur 30 et des trois autres dispositifs 2a, 2b et 2c sont également détectées par le dispo- sitif 9 de détection de vitesse. - 7- Les positions et les vitesses détec- tées sont envoyées au calculateur 4 sous la forme de signaux de référence a, c et e. Par conséquent, le moteur pas-à-pas 7x en- traIne le convoyeur 30 de façon intermittente pas-à-pas, selon un cadencement et une vitesse précis en synchronisme avec les dispositifs 2a, 2b et 2c. Sur la figure 9(b), un moteur pas-à- pas 7 y est entrainé de façon intermittente, sur un angle cons- tant est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une mon- tre, comme représenté sur la figure&9(a), et ce, de façon intermit- tente sur des angles de 600à la vitesse représentée sur la figure 7(a). Six supports en forme de pinces 42 montés sur la table d'indexage 41 à des intervalles réguliers portent des gobelets 43 délivrés successivement par un dispositif hélicoïdal de ca- dencement 2d, les gobelets 43 sont remplis par un liquide, dans la position 44 située juste au-dessous d'un dispositif de rem- plissage 2e tel que représenté sur la figure 9(b), puis sont scellés avec une feuille d'aluminium au moyen d'un dispositif de sertissage (non représenté sur la figure) dans le poste sui- vant. Les gobelets sont recouverts par des couvercles 45, dans la position située juste au-dessous d'un dispositif 2f d'amende de couvercles, tel que représenté sur la figure 9(b), puis les gobelets terminés sont évacués par un dispositif du type à ba- rillet 2 g. La position et la vitesse d'avance de la table d'in- dexage 41 entraînée par le moteur pas-à-pas 7y et des trois autres dispositifs 2d, 2e et 2f,sont détectées respectivement par les codeurs rotatifs 21 et 1 et par le dispositif 9 de dé- tection de vitesse. Les données détectées sont envoyées au cal- culateur 4 sous la forme de signaux de référence "a", "c" et "d". Par conséquent, le moteur pas-à-pas 7y entraîne de façon intermittente la table d'indexage 41 sur un angle constant se- lon un cadencement et une vitesse précis en synchronisme avec les autres dispositifs de référence 2d, 2c et 2f. - 8 - On peut utiliser un moteur à courant continu à la place du moteur pas-à-pas 7x ou 7y. La courbe d'accélération de l'entral- nement intermittent peut être réglée non seulement sous la for- me d'une courbe sinusoïdale représentée sur la figure (10)a, qui correspond à la courbe de vitesse représentée sur la figure 7(a), mais sous la forme d'une courbe trapézoidale et d'une courbe triangulaire représentées respectivement sur les figures (b) et 10(c). Dans la forme de réalisation repré- sentée sur les figures 11(a) et (b), un moteur pas-à-pas réver- sible 7v est entraîné par les signaux impulsionnels de vitesse "b". Un pignon 50 monté sur l'arbre 51 engrène avec une crémail- lère 52 qui est portée par une barre fixe 53, sur laquelle un palier coulissant 54 se déplace selon un mouvement de va-et- vient. Sur la face supérieure de la crémaillère 52, des supports sont montés de façon à pouvoir pivoter autour de tiges 56 équidistantes. Ces supports 55 comportent des doigts 57 destinés à repousser des ébauches 58. Des ressorts 59 sont insérés entre la crémaillère 52 et les support 55 en vue de repousser les doigts 57 vers le haut. Dans cette forme de réalisation, le moteur pas-à-pas 7v tourne selon un déplacement réciproque sur la course représentée sur la figure 12 et un doigt 57 repousse l'extrémité arrière de l'ébauche 58 vers la droite sur la fi- gure 11. Lorsque le moteur pas-à-pas 7v tourne suivant ladirec- tion inverse, le doigt 57 se déplace vers la gauche sur la fi- gure 11 et le doigt suivant vient contacter l'extrémité de 1'é- bauche 58. Dès que le doigt suivant 57 se dégage de la partie inférieure de l'ébauche 58, il pivote en remontant et contacte l'extrémité arrière de l'ébauche 58. Par conséquent, le doigt suivant 57 repousse l'ébauche 58 sur la distance d'une course au cours de la période T suivante. Dans cette forme de réalisatina wane transmission mécanique n'est pas nécessaire pour faire foncti=n- ner en coopération un autre dispositif. On peut modifier la - 9 - course en remplaçant (en échangeant) la mémoire sans modifier la transmission, etc. Dans la forme de réalisation repré- sentée sur les figures 13(a) et (b), un moteur linéaire 7w est entrainé par les signaux impulsionnels de vitesse "b". La ré- férence 70 désigne un démarreur, c'est-à-dire un rail fixe du moteur 7w, et la référence 71 désigne un coulisseau du moteur 7w. Une barre de support 72 est fixée sur la face supérieure du coulisseau 71. La barre de support 72 porte élastiquement des doigts 73 équidistants montés de façon à pouvoir pivoter, dont l'un contacte l'extrémité arrière de la tôle 74, telle que, par exemple,une plaque métallique devant être amenée à une presse ou bien une feuille de papier devant être amenée à une machine d'impression. Le fonctionnement de cette forme de réalisation est identique à celui de la figure 11. La construc- tion de cette forme de réalisation est simple étant donné que le système d'engrenages, tel que des pignons ou des crémaillères entraînant une perte de puissance d'entraînement et un certain jeu, est supprimé.- Comme cela est décrit, ci-dessus, conformément à la présente invention, le moteur d'entraînement de la charge est commande par une s4rie de s. gnaux impulsionnels de vitesse, et par conséquent, il est possible de réaliser de façon économique et rapide un système d'entraînement intermit- tent, dans lequel plusieurs types de dispositifs sont entraînés de façon intermittente sans utilisation de mécanismes compli- qués, tels que des organes de liaison et des cames. En outre, le système d'entraînement intermittent peut être réglé aisément conformément à n'importe quel type de modifications du cadencement, de la vitesse ou de la période d'un cycle d'entraînement, simplement par rempla- cement de l'élément de mémoire PROM, dans lequel est enregistré un programme permettant de produire une série de signaux impul- sionnels de vitesse. - 10 - Dans un dispositif d'indexage méca- nique classique, un axe d'entrée tourne de façon continue, tan- dis qu'un axe de sortie tourne de façon intermittente. L'angle d'indexage, l'angle correpondant à un pas d'avance, le nombre des postes et la courbe d'accélération sont des facteurs carac- téristiques du dispositif. C'est pourquoi, il est très diffici- le de modifier ces facteurs prédéterminés sans remplacer le dispositif d'indexage et d'autres organes rattachés. D'autre part, conformément à la pré- sente invention, le dispositif d'entraînement intermittent pré- sente une certaine souplesse pour tout type de modifications et ne présente aucun des inconvénients mentionnés ci-dessus.L'angle d'indexage, l'angle d'avance sur un pas, le nombre des postes et la courbe d'accélération peuvent être aisément modifiés par un sim- ple remplacement d'un élément de mémoire PROM (B) 16, dans la mesure o ses caractéristiques se situent dans la gamme du cou- ple moteur. - 11 - REVENDICATIONS 1 ) - Dispositif d'entraînement in- termittent, caractérisé en ce qu'il comporte un codeur (1) dé- tectant la position d'un autre dispositif (2; 2a, 2b, 2c; 2d; 2e, 2f) tel qu'un dispositif de remplissage, un dispositif d'a- menée de gobelets ou de couvercles, de tôles et d'ébauches qui agit à la manière d'un dispositif de référence lorsqu'une char- ge (6) est entraînée, un dispositif (9) de détection de vites- se, détectant la vitesse dudit autre dispositif (2; 2a, 2b, 2c; 2d; 2e, 2f), un calculateur (4) délivrant une série de signaux impulsionnels (b) de vitesse pour réaliser un entraînement in- termittent lors de la réception d'un signal d'entrée (a) en provenance du codeur (1), et unmoteur (7, 7x; 7y; 7v; 7w) ser- vant à entraîner ladite charge 16) avec un cadencement et une vitesse identiques à ceux dudit autre dispositif (2; 2a, 2b, 2c; 2d; 2e, 2f) lors de la réception des signaux impulsionnels de vitesse. 2 ) - Dispositif d'entraînement in- termittent selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (7; 7x; 7y; "7v; 7w) est un moteur pas-à-pas. 3 ) - Dispositif d'entraînement in- termittent selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mcteur (7x; 7y) est un moteur à courant continu commandé avec une vitesse variable.