Brevet FR2583901A1 — publié le 19861226

Système de cantonnement pour la circulation de mobiles automoteurs se dépla çant sur une voie de guidage La présente invention concerne un système de cantonnement pour la circulation de mobiles automoteurs se déplaçant sur une voie de guidage équipée de conducteurs électriques coopérant avec des frotteurs portés par le mobile. On utilise actuellement en manutention, en particulier dans l'industrie automobile, des mobiles automoteurs de ce genre qui sont supportés par un monorail électrique aérien constituant la voie de guidage. De telles installations de manutention permettent notamment de transporter facilement des charges isolées le long d'un trajet déterminé, par exemple sur la ligne d'assemblage d'un véhicule automobile. Pour assurer de façon sécuritaire la circulation des mobiles le long de la voie de guidage, on a déjà pensé à utiliser des systèmes de cantonnement. Toutefois, les différents systèmes connus jusqu'à présent ne permettent pas de résoudre de façon simple et économique les différents problèmes qui se posent dans ce type d'application. La présente invention a donc pour but principal de remédier à cet inconvénient et, pour ce faire, elle a pour objet un système de cantonnement qui se caractérise essentiellement en ce que la voie de guidage comporte au moins deux conducteurs découpés en cantons successifs par des isolants dont la largeur est inférieure à celle des frotteurs, les cantons du premier conducteur étant légèrement décalés vers l'aval par rapport aux cantons du deuxième conducteur, d'une distance au moins égale à la largeur des frotteurs, chaque canton du deuxième conducteur étant en outre séparé en au moins deux sous-cantons par un autre isolant, le sous-canton aval étant relié d'une part au sous-canton amont par une diode et d'autre part au canton aval du premier conducteur par une liaison électrique directe, et en ce que chaque mobile est équipé - d'un générateur d'une tension alternative appliquée en permanence sur le premier conducteur, - d'un premier moyen pour détecter la présence des'une des alternances de ladite tension alternative sur le deuxième conducteur, et - d'un second moyen pour détecter la présence de l'autre alternance sur le même deuxième conducteur, la détection de l'une des alternances provoquant le ralentissement du mobile, tandis que la détection simultanée des deux alternances provoque l'arrêt dudit mobile par l'intermédiaire d'un frein. Ainsi, lorsqu'un mobile occupe un canton déterminé, le mobile arrivant par derrière est automatiquement ralenti,puis stoppé. La disposition selon l'invention permet donc de réaliser très simplement une accumulation des mobiles dans une zone déterminée du circuit. De plus, certains cantons du premier conducteur sont reliés aux sous-cantons correspondants du deuxième conducteur par des diodes. On obtient ainsi automatiquement un ralentissement des mobiles dans certaines zones du circuit, par exemple pour le passage de courbes à vitesse réduite. Par ailleurs, certains cantons du premier conducteur sont susceptibles d'être reliés directement aux sous-cantons correspondants du deuxième conducteur par l'intermédiaire d'un interrupteur à commande manuelle ou automatique, afin de réaliser un court-circuit entre les deux conducteurs. Ainsi, la commande de l'interrupteur entrain l'arrêt du mobile à un emplacement déterminé du circuit, dénommé station d'arrêt, en vue par exemple d'effectuer un travail quelconque sur la charge transportée par le mobile. De préférence, la commande dudit interrupteur provoque également la connexion d'une diode entre les deux conducteurs, dans la zone précédant la zone de mise en court-circuit. La station d'arrêt se trouve ainsi précédée d'une zone de circulation à vitesse réduite qui pourrait, le cas échéant, être obtenue au moyen d'une diode connectée en permanence entre les deux conducteurs, dans le cas où il s'agit d'une station où les mobiles doivent s'arrêter systématiquement. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit interrupteur est associé à un détecteur de la présence d'une charge arrêtée portée par un mobile, ce détecteur commandant la coupure de l'une des phases d'alimentation en puissance du mobile, tandis que chaque mobile est équipé d'un moyen pour détecter la coupure de ladite phase d'alimentation et supprimer en conséquence l'action du frein. Le frein étant ainsi débloqué, on peut facilement déplacer le mobile à la main ou par des moyens extérieurs sur sa voie de guidage en vue de repositionner avec précision la charge transportée, par exemple dans le cas où le travail à effectuer sur celle-ci est exécuté par un robot. Plusieurs formes d'exécution de l'invention sont décrites ci-après à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue simplifiée d'un mobile automoteur selon l'invention sur sa voie de guidage constituée par un monorail électrique - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est un schéma synoptique du module électronique équipant chaque mobile - la figure 4 représente le système de cantonnement selon l'invention dans une portion courante de la voie - la figure 5 représente le système de cantonnement selon l'invention pour le passage d'une courbe à vitesse réduite - la figure 6 représente une station d'arrêt pour le mobile le long de la voie ; et - la figure 7 représente une variante de réalisation de cette station d'arrêt. Le mobile représenté sur les figures 1 et 2 est désigné dans son ensemble par la référence 1 et circule de manière autonome sur une voie de guidage constituée ici par un monorail électrique aérien 2. Ce mobile comporte, de façon connue en soi, un chariot moteur 3 et un chariot suiveur 4 reliés l'un à l'autre par un palonnier 5 supportant une charge 6 constituée par exemple par une carrosserie automobile. Le chariot suiveur 4 repose sur le rail 2 par l'intermédiaire d'une roue libre 7, tandis que le chariot moteur 3 repose sur le même rail par l'intermédiaire d'une roue motrice 8 susceptible d'etre entraînée en rotation par un groupe moto-réducteur frein 9. Un certain nombre de galets 10 sont également prévus pour assurer le guidage latéral des chariots le long du rail. La commande en puissance du moteur-frein 9 et l'avancement séquentiel du mobile le long de la voie sont assurés de manière autonome par un module électronique embarqué disposé à l'intérieur d'un coffret 11 porté par le chariot moteur 3. L'énergie ainsi que les différents signaux de commande nécessaires sont captés directement par le mobile, grâce à des frotteurs appropriés tels que 12, sur un certain nombre de conducteurs électriques 13 disposés dans une gaine conductrice fixée sur l'amie du rail porteur 2, du côté opposé au moyen de suspension 14. On va maintenant décrire le système de cantonnement selon l'invention en se référant plus particulièrement aux figures 3 et 4. Sur la figure 3, on retrouve tout d'abord les différents conducteurs 13 coopérant avec les frotteurs 12, le coffret 11 renfermant le module électronique nécessaire au fonctionnement du mobile, qui sera décrit plus en détail par la suite, et l'ensemble moteur-frein 9 conmprenant un moteur asynchrone 15 susceptible d'être alimenté soit en petite vitesse PV, soit en grande vitesse GV, et un frein 16 du type à manque de courant, c'est-à-dire un frein qui, pour des raisons de sécurité, exerce son action de freinage en l'absence de courant d'alimentation. Dans l'exemple particulier décrit ici, les conducteurs 13 sont au nombre de six, à savoir, un conducteur de terre T, trois conducteurs L1, L2, L3, constituant les trois phases d'alimentation en énergie du morteur-frein 9 et du module électronique embarqué 11, un conducteur PC dit de présence de charge, et un conducteur OM dit d'ordre de marche. Conformément à l'invention, les conducteurs PC et OM sont découpés en cantons successifs par des isolants 17, comme illustré sur la figure 4. Les frotteurs 12 sont prévus plus larges que les isolants, de manière à ce qu'ils soient toujours en contact avec le conducteur, soit d'un coté de l'isolant, soit de l'autrE. Dans la pratique, ils seront constitués chacun par un double frotteur, comme représenté sur la figure. Par ailleurs, le sens de circulation étant représenté par la flèche F, les cantons du conducteur PC sont légèrement décalés vers l'aval par rapport aux cantons du conducteur OM, d'une distance au moins égale à la largeur des frotteurs, de manière que le mobile aborde les cantons du conducteur OM avant d'aborder les cantons correspondants du conducteur PC. Chacun des cantons du conducteur OM est en outre séparé en deux sous-cantons tels que 18 et 19 par un autre isolant 17. Le sous-canton aval 19 est relié d'une part au souscanton amont 18 par une diode D1 et d'autre part au canton aval du conducteur PC par une liaison électrique directe L. Quant au module électronique embarqué à bord du mobile, il comprend tout d'abord un générateur 20 alimenté par les phases L2et L3, permettant d'engendrer en permanence sur le conducteur PC une tension alternative déter urinée, par exemple de 48 volts. Le module comprend en outre un premier moyen 21 pour détecter la présence d'une alternance positive sur le conducteur OM et un second moyen 22 pour détecter la présence d'une alternance négative sur le même conducteur OH. Les sorties des moyens de détection21 et 22 sont d'une part reliées à un bloc de commande de frein 23 permettant d'assurer le fonctionnement du frein 16 par l'intermédiaire d'un bloc de puissance 24 alimenté par les trois phases L1, L2 et L3. Les sorties des moyens de détection 21 et 22 sont d'autre part reliées à deux blocs de commande de grande vitesse 25 et de commande de petite vitesse 26 permettant d'assurer respectivement le fonctionnement du moteur asynchrone 15, soit en grande vitesse GV, soit en petite vitesse PV, par l'intermédiaire du même bloc de puissance 24. Le système de cantonnement qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante Supposons qu'un mobile A soit pour une raison quelconque arrêté le long de la voie dans la position représentée sur la figure 4. Ce faisant, le signal alternatif 48 volts injecté par ce mobile sur le canton correspondant du conducteur PC se retrouve sur le sous-canton 19 du conducteur OM par l'intermédiaire de la liaison directe L, tandis qu'un signal du type demionde positive apparait sur le sous-canton 18, par suite de la présence de la diode Fui1. Supposons maintenant qu'un second mobile B circulant sur la voie dans le sens de la flèche F arrive par derrière. Lorsque ce mobile pénètre sur le sous-canton 18 du conducteur OM, le moyen de détection 21 détecte la présence sur le conducteur OM d'une alternance positive, ce qui provoque le ralentissement du mobile par l'intermédiaire du bloc de commande 26 et du bloc de puissance 24. En fait, le mobile passe d'abord en petite vitesse monophasée par une alimentation monophasée de son moteur d'entraînement 15, puis en petite vitesse normale PV, selon une séquence prédéterminée élaborée par le module électronique lui-même. Le mobile B poursuit ainsi son chemin sur la voie en petite vitesse PV, jusqu'à ce qu'il pénètre sur le sous-canton 19. Le moyen de détection 22 détecte alors également la présence d'une alternance négative sur le conducteur OM, ce qui provoque l'arrêt du mobile par l'intermédiaire du bloc de commande 23. L'arrêt du mobile est obtenu à la fois par la coupure de l'alimentation du moteur d'entraînement 15 et également par la coupure de l'alimen tation du frein 16 qui, lorsqu'il n'est plus alimenté , entre en action. Le mobile peut ainsi s'arrenter sur une très courte distance et avec une grande précision, du fait qu'il se trouvait déjà en petite vitesse. Le système de cantonnement selon l'invention permet donc en définitive de réaliser très facilement et avec sécurité une accumulation des mobiles dans une zone quelconque de la voie. Lorsque le mobile A quitte le canton sur lequel il était arrêté, le signal alternatif 48 volts disparaît sur le sous-canton 19 du conducteur OM. Le mobile B repart alors automatiquement en avant, d'abord en petite vitesse PV, puis en grande vitesse GV par l'intermédiaire du bloc de commande 25, selon une séquence prédéterminée qui est également élaborée par le module électronique 11. Le système de cantonnement selon l'invention permet aussi de réaliser très facilement un ralentissement des mobiles dans une zone déterminée du circuit, par exemple dans une courbe qui doit être impérativement franchie à petite vitesse. il suffit en effet pour cela, comme représenté sur la figure 5, de placer une ou plusieurs diodes D2 entre les conducteurs PC et OM dans la zone considérée. Lorsqu'un mobile quelconque arrive dans la zone ainsi équipée, le moyen de détection 21 détecte sur le conducteur OM, par l'intermédiaire de la diode D2, l'alternance positive du signal alternatif engendré par le mobile lui-meme sur le conducteur PC au moyen de son propre générateur 20. Par suite, le mobile se met automatiquement en petite vitesse et repasse en grande vitesse dès qu'il atteint une zone non équipée d'une diode telle que D2. Le système de cantonnement selon l'invention permet par ailleurs de réaliser très facilement une station d'arrêt des mobiles en un point quelconque du circuit. Une telle station d'arrêt est représentée à titre d'exemple sur la figure 6. Elle se compose essentiellement d'un commutateur à deux positions C, à commande manuelle ou automatique, agissant sur deux contacts interrupteurs I1 et 12. Le contact I1 permet de connecter une diode fi entre le canton amont 3 30 du conducteur PC et le sous-canton amont 31 du conducteur OM, tandis que le contact I2 permet de réaliser un court-circuit entre le canton aval 32 du conducteur PC et le sous-canton aval 33 du conducteur OM. Lorsque le commutateur C se trouve dans la position qui correspond à la fermeture des deux contacts I1 et I2, et qu'un mobile quelconque se dépla çant dans le sens de la flèche F arrive sur le canton 30 du conducteur PC, on retrouve sur le sous-canton 31 du conducteur OM, l'alternance positive du signal alternatif engendré par le mobile lui-même sur le conducteur PC, par suite de la présence de la diode D3. Ainsi, lorsque le mobile pénètre sur le sous-canton 31, son moyen de détection 21 détecte cette alternance positive et provoque le passage en petite vitesse du mobile. Lorsque le mobile arrive sur le canton aval 32 du conducteur PC, le moyen de détection 21 continue à détecter une alternance positive par l'intermédiaire du court-circuit réalisé par I2 et de la diode D1, de sorte que le mobile reste en petite vitesse. En arrivant sur le sous-canton aval 33, le moyen de détection 22 détecte également l'alternance positive du signal alternatif engendré par le mobile lui-même sur le canton 32 du conducteur PC, par suite de la présence du court-circuit réalisé par I2, ce qui provoque l'arrêt du mobile avec actionnement du frein. On peut alors en toute sécurité effectuer un travail quelconque sur la charge portée par le mobile. En effet, les mobiles arrivant éventuellement par derrière seront automatiquement ralentis, puis stoppés, selon le processus déjà décrit à propos de la figure 4. Lorsque le travail à effectuer sur la charge est terminé, il suffit de manoeuvrer le commutateur C en sens inverse, et le mobile redémarre alors automatiquement, d'abord en petite vitesse, puis en grande vitesse, par suite de la disparition de tout signal sur le sous-canton 33. Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 7, le ralentissement du mobile au niveau de la station d'arrêt est obtenu systéma- tiquement au moyen d'une diode D4 connectée en permanence entre le canton 30 du conducteur PC et le sous-canton 31 du conducteur OM. Le commutateur C ne comporte donc qu'un seul contact I3 destiné à réaliser un court-circuit entre le canton 32 et le sous-canton 33. Cette station d'arrêt est par ailleurs équipée d'un détecteur de présence de charge 34 commandant le fonctionnement d'un interrupteur 14 inséré sur l'alimentation du conducteur de phase L1. Ainsi, lorsqu'un mobile est arrêté au moyen du commutateur C, le détecteur 34 détecte la presence d'une charge portée par le mobile, ce qui provoque l'ouverture de l'interrupteur 14 et donc la coupure de la phase L1. A bord du mobile, cette coupure de la phase L1 est détectée par un moyen de détection 35 agissant sur le bloc de commande de frein 23. Par suite, le frein 16 se trouve réalimenté et cesse donc d'exercer son action de freinage. On peut alors déplacer le mobile le long de la voie, à la main ou à l'aide de moyens automatiques, afin de recentrer avec précision la charge transportée par rapport à un point fixe. Une fois le centrage réalisé, la phase L1 est réalimentée, ce qui provoque à nouveau le serrage du frein. Une telle disposition est notamment utile lorsque le travail à effectuer sur la charge doit être exécuté par un robot. Bien entendu, il conviendra dans ce cas de prévoir également un cantonnement du conducteur de phase L1 au moyen d'isolants 17, comme représenté sur la figure, afin que la coupure de cette phase L1 n'influe pas sur les autres mobiles arrêtés le long de la voie. On voit donc en définitive que le système de cantonnement selon l'invention présente une très grande souplesse d'utilisation, tout en étant de réalisation simple et donc peu coûteuse. On notera en outre que ce système est géré directement par les mobiles eux-mêmes et ne nécessite donc pas l'intervention d'une logique extérieure, bien que l'adjonction d'une telle logique soit également possible, notamment pour assurer la commande des différentes stations d'arrêt. REVENDICATIONS 1. Système de cantonnement pour la circulation de mobiles automoteurs (1) se déplaçant sur une voie de guidage (2) équipée de conducteurs électriques (13) coopérant avec des frotteurs (12) portés par le mobile, caractérisé en ce que la voie de guidage comporte au moins deux conducteurs (PC, OM) découpés en cantons successifs par des isolants (17) dont la largeur est inférieure à celle des frotteurs (12), les cantons du premier conducteur (PC) étant légèrement décalés vers l'aval par rapport aux cantons du deuxième conducteur (OM), d'une distance au moins égale à la largeur des frotteurs, chaque canton du deuxième conducteur (OM) étant en outre séparé en au moins deux sous-cantons (18, 19) par un autre isolant (17, le sous-canton aval (19) étant relié d'une part au sous-canton amont (18) par une diode (D1) et d'autre part au canton aval du premier conducteur (PC) par une liaison électrique directe (L), et en ce que chaque mobile est équipé - d'un générateur (20) d'une tension alternative appliquée en permanence sur le premier conducteur (PC), - d'un premier moyen (21) pour détecter la présence de l'une des alternances de ladite tension alternative sur le deuxième conducteur (OH), et - d'un second moyen (22) pour détecter la présence de l'autre alternance sur le même deuxième conducteur (OM), la détection de l'une des alternances provoquant le ralentissement du mobile, tandis que la détection simultanée des deux alternances provoque l'arrêt dudit mobile par l'intermédiaire d'un frein (16). 2. Système de cantonnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que certains cantons du premier conducteur (PC) sont reliés aux souscantons correspondants du deuxième conducteur (OH) par des diodes (D2). 3. Système de cantonnement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que certains cantons du premier conducteur sont susceptibles d'être reliés directement aux sous-cantons correspondants du deuxième conducteur par l'intermédiaire d'un interrupteur (I2, 13) à commande manuelle ou automatique, afin de réaliser un court-circuit entre les deux conducteurs (PC, OM). 4. Système de cantonnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la commande dudit interrupteur (I2) provoque également la connexion (I1) d'une diode (D3) entre les deux conducteurs, dans la zone précédant la zone de mise en court-circuit. 5. Système de cantonnement selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit interrupteur (I3) est associé à un détecteur (34) de 3 la présence d'une charge arrêtée portée par un mobile, ce détecteur commandant la coupure de l'une des phases (L1) d'alimentation en puissance du mobile, tandis que chaque mobile est équipé d'un moyen (35) pour détecter la coupure de ladite phase d'alimentation (L1) et supprimer en conséquence l'action du frein (16).