Brevet FR2621140A1 — publié le 19890331

La présente invention a pour objet un module de pilotage d'un appareil de laboratoire. La plupart des appareils de laboratoire actuellement utilisés sont à pilotage manuel, c'est à dire que leur manipulation durant un cycle de mesure d'analyse ou d'observation, ne peut être opérée que manuellement. De tels appareils d'un coût réduit présentent l'inconvénient d'immobiliser un laborantin pour leur pilotage alors que la séquence de mesure ou d'analyse est effectuée d'une manière répétitive. On connait également des appareils qui présentent un fort degré d'automatisation et qui peuvent effectuer seuls suivant une séquence prémémorisée, un cycle de mesure ou d'analyse ou autre. De tels appareils sont encore d'un coût très élevé et connaissent essentiellement pour cette raison un faible développement. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients précédemment cités par la mise en oeuvre d'un module de pilotage d'appareils de laboratoire qui soit susceptible de piloter cet appareil de manière automatique suivant une séquence prémémorisée prenant en compte plusieurs paramètres comme le temps, les plages de mesure, d'analyse et autre. A cet effet, le module de pilotage selon la présente invention comprend un bras manipulateur terminé par un organe de préhension du bouton de manipulation ou de commande de l'appareil à piloter, et couplé à un organe moteur commandé via une interface, par une unité logique programmée qui génère sur une période de temps choisie, suivant des intervalles de temps choisis, des signaux de commandes du moteur, représentatifs des positions de réglage souhaitées du bouton de réglage de l'appareil, le dit bouton étant amené à la position choisie par déplacement du bras par l'organe moteur. Suivant une autre caractéristique, le module est équipé de moyens qui coopèrent avec l'unité logique et l'organe moteur pour disposer le bras suivant une position d'origine prédéfinie, ces dits moyens étant couplés cinématiquement au bras et émettant un signal à destination de l'unité logique lorsque le bras parvient en position d'origine. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le bras est couplé cinématiquement à un organe susceptible de générer des tensions électriques différentes suivant les positions occupées par le dit bras, et la tension électrique générée par le dit organe est comparée par un circuit comparateur à une tension de référence représentative d'une position d'origine du bras, le signal résultant de cette comparaison étant véhiculé vers l'unité logique programmable. Ainsi, avant toute séquence d'analyse ou de mesure, l'unité logique pourra commander le retour du bras à sa position d'origine. Avantageusement, la position d'origine du bras correspondra à la position d'origine du bouton de manipulation. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparat- tront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif en se reférant aux dessins annexés en lesquels - la figure 1 est une vue synoptique du module de pilotage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe de la partie mécanique du module, - la figure 3 est une vue de face du boitier renfermant la partie mécanique du module, - la figure 4 est une vue schématique montrant le circuit compa rateur. Tel que représenté, le module selon l'invention comprend un bras mobile de manipulation 1 terminé par un moyen de préhension 2 du bouton de manipulation ou commande 3 de l'appareil 4 à piloter. Le bras 1 est couplé à un organe moteur 5 commandé par une unité logique programmée 6 qui génère sur une période de temps choisie suivant des intervalles de temps choisis des signaux de commande du moteur, représentatifs des positions de réglages souhaitées du bouton de manipulation de l'appareil, le dit bouton étant amené à la position choisie par déplacement du bras 1 sous l'effet de l'action de l'organe moteur 5. Selon une forme préférée de réalisation, le bras de manipulation de forme cylindrique n'est déplaçable que suivant un mouvement de rotation autour de son axe longitudinal. Selon cette forme de réalisation, le bras de manipulation comporte un tourillon par lequel il se monte dans un palier 7 fixé à une platine 8 qui reçoit également en fixation l'organe moteur 5. Toujours selon la forme préférée de réalisation, l'organe moteur 5 est un moteur rotatif. De préférence, cet organe moteur est un moteur électrique pas à pas mais il est bien évident que cet organe pourra être de tout type connu. L'arbre de sortie du moteur électrique est couplé au bras de manipulation par l'intermédiaire d'une transmission démultiplicatrice. Cette transmission pourra être constituée par un premier pignon 9 calé sur l'arbre de sortie du moteur et par un second pignon 10 engrené avec le précédent et calé sur le bras de manipulation 1. Le second pignon 10 est de plus grand diamètre que le premier. Toujours selon cette forme de réalisation, le moteur 5 par son corps est fixé à la platine 8. Selon la forme préférée de réalisation, le bras 1 de manipulation s'étend horizontalement. Selon cette forme de réalisation, la platine 8 est verticale. La platine, constituée par une paroi plane, est fixée à un support vertical porté par un piètement. Ce support vertical et ce piètement pourront être constitués respectivement par la face avant 11 et le fond 12 d'un boitier 13 de protection qui renferme la partie mécanique du module. La face avant de ce boitier sera pourvue d'une ouverture 14 de passage du bras 1 afin que ce dernier puisse recevoir en dehors du dit boitier l'organe de préhension. De préférence la platine porte également des moyens qui avec l'aide du moteur 5 et de l'unité logique 6 disposent le bras 1 suivant une position d'origine prédéfinie. Avantageusement, l'ensemble constitué par la platine 8, le moteur 6, la transmission mécanique, le palier 7, le bras 1 et les moyens précédemment définis est monté dans le boitier avec possibilité de déplacement suivant un axe vertical et blocage en position, afin d'amener l'organe de préhension au même niveau que celui du bouton de réglage ou bien à un niveau compatible. Toujours selon cette forme de réalisation, la platine est parallèle à la face avant 11 du boitier et est fixée à cette dernière par des boulons De préférence, la vis de chaque boulon est fixée par une de ses extrémités à la platine. Cette vis s'engage dans une ouverture 15 pratiquée dans la face avant et reçoit en dehors du boitier un écrou de blocage 16. Afin de maintenir la platine en écartement de la face avant, la vis de chaque boulon porte dans le boitier une entretoise tubulaire 17. Les ouvertures 15 sont de forme oblongue et s'étendent verticalement le long de la face avant. Comme dit précédemment, le module est équipé de moyens qui coopèrent avec l'unité 6 et l'organe moteur 5 pour disposer le bras suivant une position d'origine prédefinie ,ces dits moyens étant couplés cinématiquement au bras 1 et émettant un signal à destination de l'unité 6 lorsque le bras parvient en position d'origine. Selon une premiere forme de réalisation, le bras 1 est couplé cinématiquement à un organe 18 qui est susceptible de générer des tensions électriques différentes suivant les positions occupées par le dit bras et la tension électrique générée par le dit organe est comparée par un étage comparateur 19 à une tension de référence représentative d'une position d'origine du bras, le signal résultant de cette comparaison étant véhiculé vers l'unité logique programmable. De préférence, la position d'origine du bras correspond à la position d'origine du bouton de manipulation de l'appareil. Selon la forme préférée de réalisation, l'organe 18 est constitué par une résistance variable ou potentiomètre du type à curseur tournant. Ce potentiomètre est fixé par son corps à la platine 8. L'axe de manoeuvre du potentiomètre est couplé directement au bras 1. De préférence l'axe de manoeuvre du potentiometre et le bras 1 sont coaxiaux et le dit axe est fixé par tout moyen connus en extrémité du bras. De préférence,l'organe 18 est un potentiomètre bobiné, dix tours. Aux deux bornes d'entrée de la résistance fixe du potentiomètre est appliquée une tension calibrée délivrée par un générateur de tension 21. Le potentiomètre entre une des deux bornes d'entrée et la prise correspondant au curseur, délivre une tension représentative de la position angulaire du bras 1 et donc représentative de la position du bouton de l'appareil. Cette tension est appliquée aux bornes d'entrée de l'étage comparateur. De préférence, la tension représentative de la position origine du bras est donnée par un circuit diviseur de tension 20. Ce circuit divise la tension délivrée par le générateur 21. Avantageusement, il est prévu une butée électronique qui interdit la rotation du bras si ce dernier a amené le bouton de manipulation de l'appareil en fin de course ou suivant une position proche de la fin de course. Avantageusement, pour la réalisation de cette butée sont utilisés la tension délivrée par le potentiomètre, l'étage de comparaison et une tension de référence représentative de la position de fin de course du bouton de réglage. Cette tension de référence est délivrée par un circuit diviseur 23 qui divise la tension délivrée par le générateur 21. Avantageusement, en début de chaque période d'utilisation de l'appareil, il est établi une comparaison entre la tension délivrée par le potentiomètre et la tension de référence représentative de la position d'origine. Le signal représentatif de cette comparaison sera analysé par l'unité logique programmable qui commandera le moteur suivant un sens de rotation ou l'autre pour ramener le bras en position d'origine si nécessaire. Cette comparaison entre la tension de référence et la tension du potentiomètre sera effectuée pour chape pas du moteur. Suivant une seconde forme de réalisation, les moyens pour disposer le bras en position d'origine sont constitués par deux cellules photo-électriques montées sur la platine, qui détectent successivement le passage d'un repère fixé radialement au bras et émettent un signal en conséquence par un organe de butée mécanique en prise avec le bras qui limite la rotation de ce dernier à quelques tours. Les deux cellules sont positionnées l'une par rapport à l'autre en sorte que seulement une d'entre elles voit le passage du repère lorsque le bras parvient en butée au cours de son mouvement angulaire, et le moteur est couplé électriquement à unorgane électrique susceptible d'émettre un signal lorsqu'il détecte une surconsommation. Les différents signaux sont émis à destination de l'unité 6 qui commandera l'arrêt du moteur lorsqu'elle détectera le signal de sur-consommation et ne détectera pas au terme d'un délai prédéterminé le signal de la seconde cellule. C'est ainsi qu'est définie la position d'origine du bras. Selon la forme préférée de réalisation, l'unité logique programmable est batie autour d'un micro-processeur suivant une architecture classique. C'est ainsi que cette unité pourra comporter des mémoires mortes contenant le logiciel, des moires vives sauvegardées contenant le programme de l'utilisateur, des interfaces d'entrées et de sorties, un clavier pour l'introduction des données et un afficheur pour l'affichage de tout paramètre utile. Selon une forme préférée de réalisation, l'unité logique programmable comporte un cable de sorti-e terminé par un connecteur mâle destiné à être connecté électriquement à un connecteur femelle fixé à la face avant du boitier 13. Cette unité logique en fonction des données du programme de l'utilisateur, commandera le moteur 5 de façon à modifier la position du bouton de manipulation de l'appareil, une ou plusieurs fois pendant un cycle d'analyse de mesure ou autre. Plus précisement pour la commande du moteur 5, l'unité 6 par l'intermédiaire d'une interface adaptée ouvre ou ferme le circuit électrique d'alimentation dudit moteur 5. Après initialisation, c'est à dire mise du bras en position d'origine, l'unité 6 suivant les instructions du programme, commandera la modification de la position du bouton de manoeuvre, et à cet effet émettra vers le moteur un certain nombre d'impulsions, le nombre d'impulsions émises sera fonction de la déviation angulaire à faire subir au bouton de manipulation. L'organe de préhension destiné à être fixé au bras 1 est adapté à la nature et à la forme du bouton de manipulation. Pour des boutons de manipulation actionnables en rotation, ltor- gane de préhension pourra être constitué par un manchon fixé de manière amovible en extrémité du bras 1, pourvu d'un logement cylindrique dans lequel est introduit le bouton de manoeuvre qui y est fixé par une vis pression pénétrant radialement dans le logement. Suivant une autre forme de réalisation spécialement adapté à des boutons de manipulation qui se déplacent linéairement, l'organe de préhension pourra être constitué par une coulisse amovible fixée de manière radiale au bras, dans laquelle est introduit le bouton de manoeuvre. A titre purement indicatif, le module selon l'invention est principalement destiné à piloter un appareil de chromotographie. La position du bras et donc du bouton de manoeuvre est représentative de la longueur d'onde utilisée. I1 va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS R1/ Module de pilotage d'appareil de laboratoire caractérisé en ce qu'il comprend un bras (1) mobile , terminé par un moyen de préhension (2) du bouton de manipulation (3) de l'appareil (4) à piloter, et couplé à un organe moteur (5) commandé via une interface par une unité logique programmée (6) qui genère sur une période de temps choisie suivant des intervalles de temps choisis des signaux de commande du moteur représenta tifs des positions de réglage désirées du bouton de manipula tion de l'appareil, le dit bouton étant amené à la position choisie par déplacement du bras (1) sous l'effet de l'action de l'organe moteur (5). R2/ Module selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est équipé de moyens qui coopèrent avec l'unité (6) et l'organe moteur (5) pour disposer le bras suivant une position d'ori gine pré dé finie, ces dits moyens étant couplés cinématique ment au bras (1) et émettant un signal à destination de l'u nité (6) lorsque le bras parvient en position d'origine. R3/ Module selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bras (1) de forme cylindrique est monté rotatif autour de son axe dans un palier (7) fixé à une platine (8) qui porte l'organe moteur (5) constitué par un moteur électrique pas à pas, l'arbre de sortie de ce moteur électrique et le bras (1) étant couplés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une trans mission démultiplicatrice. R4/ Module selon la revendication 1 et la revendication 2 carac térisé en ce que l'organe (18) est un potentiomètre électri que à curseur tournant, que ce potentiomètre est fixé par son corps à la platine et que l'axe de manoeuvre du potentiomètre est couplé directement au bras de manoeuvre, une tension calibrée délivrée par un générateur de tension (21) étant appliquée aux deux bornes d'entrée de la résistance fixe du dit potentiomètre et ce dernier entre une des bornes de la résistance et la prise correspondant au curseur délivrant une tension dont la valeur est représentative de la position an gulaire du bras (1) et donc de la position du bouton de manoeuvre. R5/ Module selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'en- semble constitué par la platine, le moteur (5), le palier (7), le bras (1) et le potentiomètre (18) est monté dans un boitier avec possibilité de déplacement vertical et blocage en position et que la face avant de ce boitier comporte une ouverture oblongue (14) verticale de passage du bras (1) qui reçoit extérieurement au boitier l'organe de préhension. R6/ Module selon la revendication 1 caractérisé par une butée électronique pour interdire la rotation du bras si ce dernier a amené le bouton de réglage de l'appareil en fin de course ou suivant une position proche de la fin de course. R7/ Medule selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'orga ne de préhension est constitué par un manchon fixé de manière amovible au bras (1) et comportant un logement dans lequel est introduit le bouton de manipulation qui y est bloqué par une vis radiale. R8/ Module selon la revendication 1 caractérisé en ce que 1 'orga- ne de préhension est constitué par une coulisse fixée de manière radiale au bras (1). R9/ Module selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que les moyens pour disposer le bras (1) en position d'origine sont constitués par deux cellules photo-électriques qui détectent successivement le passage d'un repère fixé radiate- ment au bras et émettent un signal en conséquence à destina tion de l'unité (6), par un organe de butée mécanique en pri se avec le bras qui limite la rotation de ce dernier à quel ques tours et par un organe électrique couplé électriquement au moteur susceptible d'émettre un signal à destination de l'unité (6) lorsqu'il détecte une sur-consommation du moteur et que les deux cellules sont positionnées l'une par rapport à l'autre en sorte que seulement une d'entre elles voit le passage du repère lorsque le bras parvient en butée au cours de son mouvement angulaire. Rlû/ Module selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que le bras (1) est couplé cinématiquement à un organe (18) sus ceptible de générer des tensions électriques différentes suivant les positions occupées par le dit bras et que la tension générée par le dit organe est comparée par un étage comparateur, à une tension de référence représentative d'une position d'origine du bras, le signal résultant de cétte comparaison étant véhiculé vers l'unité logique programmable qui l'analyse. R11/ Module selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est destiné à piloter un appareil de chromatographie.