Brevet FR2555492A1 — publié le 19850531

Le procédé selon l'invention s'applique aux dispositifs qui nécessitent le positionnement et la tenue en position d'une manjêre précise d'un axe d'articulation d'unc structure mécanique. En cela le procédé selon l'tnvention trouve un champ d'application dans le domaine de la robotique, des bras de manipulation, des télémanipulateurs. Les procédés actuels connus pour résoudre ce type de problème font appel à des actionneurs électriques ou hydrauliques à très faible jeu. Les actionneurs pneumatiques asservis en position sont très rarement utilisés à cause de la compressibilité de l'air ou du gaz contenus dans les chambres de celuiuci. Les seuls cas envisageables du genre consistent à associer plusieurs axes qui, à la fin, permettent une bonne précision mais les variations de charge impose à ce genre de structure conduisent à des résultats dynamiques (déplacement controlé d'un point à un autre) très médiocres. Dans une variante du procédé selon l'invention, un moteur électrique agit sur le même axe qutun vérin pneumatique. De ce fait, le moteur électrique est capable de rattraper en permanence les imprécisions dues à l'élasticité (compressibilité) inhérente du vérin pneumatique. Il existe une interaction permanente entre le moteur et le vérin. Le moteur électrique possède un faible couple comparativement au vérin pneumatique mais suffisant pour pouvoir mouvoir l'axe dans le jeu élastique du vérin. Par le fait, le vérin définit une position grossière et à l'interieur de celle-ci, le-moteur électrique définit une position fine. La figure 1 donne un exemple d'un mode de réalisation de l'invention selon le procédé. Un bras (1) articulé autour de l'axe (2) est mu par un vérin pneu matique (5) par un effet de bras de levier. Le vérin pneumatique (5) étant arrêté dans une position donnée ( differente de ses propres butées fin de course mécanique) par blocage de l'admission d'air dans ses deux chambres (5') (5") ou par égalité d'admission d'air dans le temps dans ses deux chambres (pression moyenne des chambres (5') (5") égales), l'arbre d'un moteur électrique (3) solidaire de l'axe (2) peut assurer un positionnement fin du bras. Les articulations (6) et (7) dans l'exemple assure la fonctionnalité du déplacement de la tige du vérin pour transmettre son couple à l'articulation (2). Un capteur de position (4) informe l'ensemble sur la position réelle de l'articulation. La figure 2 donne le schéma fonctionnel de l'ensemble selon. le procédé de l'invention. Une consigne de positionCt1 est appliquée à un comparateur (8) qui élabore la comparaison entre signa de consigne et signal issu du capteur (4) de position finale 2. Le moteur électrique (3) par son circuit électronsqle associé va donc chercher à mouvoir l'ensemble pour que l'articulation (2) et par là même le bras associé à la structu e puisse atteindre la position désirée. il existe une interaction permanente entre les actiomleurs, Le couple resistant qui va apposer d'une part la charge résistante de sortie et d'autre part le couple résistant opposé par le vérin pneumatique va faire croitre le courant adsorbé par le moteur. L'image du courant absorbé par le moteur va servir A élaborer une tension de consigne nécessaire au déplacement du vérin (5) par son circuit électronique de commande associé. Le vérin va donc se déplacer jusqu'au moment OQ son aide sera suffisante pour déplacer la charge et pennettre d'atteindre la position désirée.Lorsque la position désirée est atteinte, le signal issu du capteur (4) sera égal à la tension de consigne &alpha;1 dès lors le courant dbsolDé par le moteur (3) deviendra suffisamment faible pour qu'il ne permette plus d'elaborer de tension de consigne suffisante pour déplacer le vérin (4). Le vérin est donc arrêté en position, le moteur peut agir autour de cette position dans une plage prédéterminée pour compenser l'elasticité du vérin. Une radiation importante de la charge, supérieure au jeu élastique entra nuera une augmentation du courant absorbé par le moteur et entrainera de fa: un déplacement du vérin pour compenser cet effet. La figure 3 illustre une deuxième variante de la manière dont le procédé selon l'invention est susceptible d'autres applications industrielles. Un moteur (11) entraine par l'intern-diaire de son axe, un réducteur mécanique (12), la sortie du réducteur est li'ee à un autre moteur électrique (14) (de faible puissance) par l'intermédiaire d'un accouplerent élastique (13). Dans ce cas, la sortie (15) ne sera pas affectée par le jeu du réducteur grSce à l'interposition d'un jeu élastique supplémentaire dans l'articulation. L'actionneur électrique de faible puissance est dimensionné uniquement en fonction de la valeur du couple resistant provoqué par l'élasticité de l'actionneur de puissance. En phase dtoptimisation industrielle un rapport de 1 à 10 dans les couples des actionneurs peut entre obtenu. R E V E N D I C A T I O NS 10 Procédé de mise en position fine caractérisé en ce qu'il associe à un actionneur de puissance peu précis à fort couple,un actionneur de faible puissance visant à rattraper le jeu de l'actionneur de puissance en agissant sur une même articulation. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'actionneur électrique agit dans la plage d'élasticité de l'actionneur pneumatique,asservi dans une position différente de ses propres butées mécaniques suivant une des variantes du procédé. 30 Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'actionneur éléctrique agit dans la plage de jeu et de l'élasticité du réducteur de l'actionneur électrique de puissance suivant une autre variante du procédé.