Brevet FR2671410A1 — publié le 19920710

Mécanisme d'avance de film pour l'entraînement direct et intermittent du valet d'avance ou du valet denté L'invention concerne un mécanisme d'avance d'un film pour réaliser l'entraînement direct et intermittent du galet d'avance ouu u galet denté pour différentes vitesses de défilement dans des projecteurs cinématographiques, des dérouleurs de barde et des appareils de traitement de films, à l'aide d'un servomoteur, dont la vitesse de rotation, mesurée par un générateur tachymétrique raccordé par brides, pendant un pas d'avance, peut être asservie après comparaison à un profil de vitesse mémorisé dans un générateur de valeurs de consigne. L'entraînement intermittent des images individuelles d'un film au moyen du moteur entraînant directement le galet d'avance ou le galet denté, se déroule dans les mécanismes d'avance connus de telle sorte que chaque pas d'avance, pour lequel on dispose de 10 millisecondes pour une succession de 24 images par seconde, est subdivisé en une phase d'accélération, une phase de marche à vitesse constante, une phase de freinage et une phase de positionnement final dans la fenêtre de cadrage. En fonction du type et de l'agencement du dispositif de commande pour le moteur d'entraînement, on obtient une subdivision, qui correspond plus cu moins à ce que l'on désire, en les quatre phases de déplacement.Des transitions avec à-coups entre deux phases respectives de déplacement conduisent à l'apparition d'un bruit intense et à une application d'une contrainte élevée au film, ce qui est imputable à une vitesse d'avance accélérée ou retardée de façon uniforme, qui n'est pas exempte d'harmoniques, dans la représentation du spectre des fréquences. Dans un dispositif d'entraînement de film, connu d'après le brevet allemand 38 08 106 avec un entraînement direct du galet denté d'entraînement du film, les différentes phases de déplacnment sont déclenchées par des circuits de temporisation, dont la durée d'action est réglable manuellement en fonction des exigences correspondant à l'application d'une contrainte minimale au film et l'obtention d'un bruit minimum. L'insertion de grandeurs pilotes déterminées sous la forme d'impulsions, dont la durée est réglable, pendant un pas de régulation ou un cycle de régulation représente une régulation mixte, qui est affectée, à la sortie, de perturbations qui, dans des conditions déterminées, ne peuvent plus être compensées par réglage. Si des perturbations apparaissant dans les différentes phases de déplacement s'additionnent jusque dans la phase de positionnement final, il faut les éliminer lors de cette dernière phase de déplacement, alors que le film est à l'arrêt devant la fenêtre de cadrage, au moyen d'une commande d'asservissement. Ceci entraîne des pointes d'accélération particulièrement accusées. Le mécanisme d'avance du film, indiqué plus haut, est connu d'après le brevet US 40 22 525. Le générateur de valeurs de consigne, agencé dans ce document sous la forme d'un générateur d'ondes délivre un profil de vitesse, qui est mémorisé dans une mémoire et possède une forme trapézoïdale, mais peut prendre également d'une manière générale la forme d'une alternance de la courbe sinusoïdale. Si la phase de déplacement d'un pas d'avance commence avec l'allure de vitesse de forme trapézoïdale ou avec une alternance de la courbe sinusoïdale, il existe une discontinuité dans le déplacement, qui conduit à l'apparition d'un bruit accru et à l'application d'une contrainte au film. Il en va de même lors des fonctions de saut qui interviennent ensuite lors du déplacement, dans le cas du profil de vitesse de forme trapézoïdale ainsi qu'a la fin du pas d'avance, dans le cas d'un profil de vitesse possédant la forme d'une alternance sinusoïdale. Une correction de l'écart de réglage est en outre exécutée, dans le mécanisme d'avance pour film selon le brevet US 40 22 525, pendant le déplacement subdivisé, c'està-dire pendant le pas d'avance au moyen de la vitesse et pendant l'arrêt de la phase de positionnement final, au moyen de la position. Dans la mesure où, dans le cas d'un comportement de régulation présentant une inertie correspondante, des écarts de vitesse apparaissent encore dans la phase de positionnement final et doivent être éliminés par réglage lors de cette phase, au moyen de la position, et lorsqu'il s'y ajoute en outre des sautillements de l'image dans la phase d'arrêt, le bruit apparaissant et la contrainte appliquée au film sont accrus de façon supplémentaire.L'écart de position par rapport à l'état arrêté requiert notamment de forts déplacements de compensation, qu doivent vaincre le moment de blocage du moteur d'entraînement. L'invention part du fait que le déplacement accéléré et retardé, aussi uniforme que possible, est obtenu pour un entraînement intermittent du film, au moyen d'un mécanisme à croix de Malte. C'est pourquoi l'invention a pour but, dans un mécanisme d'avance pour film servant à réaliser l'entraînement direct du galet d'avance ou du galet denté, d'insérer le moteur d'entraînement et son système de commande pour l'entraînement intermittent du film et notamment pour le positionnement final de l'image du film dans la fenêtre de cadrage, moyennant l'obtention d'une stabilité de l'image aussi dénuée qu possible de sautillements et moyennant l'obtention d'une résolution de mesure élevée correspondante, dans un circuit de régulation fermé de manière à simuler le déplacement d'un mécanisme à croix de Malte et de rendre par conséquent complètement uniforme ce déplacement et d'éliminer, sans aucun retard, des écarts de réglage déjà lors de la phase Se déplacement du pas d'avance. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide du dispositif indiqué plus haut, caractérisé par le fait que le générateur de valeurs de consigne délivre un profil de vitsse possédant une bande limitée et correspondant à une variation en cos2, et que la comparaison et l'asservissement en ce qui concerne la valeur réelle et la valeur de consigne de la position du rotor mesurée en permanence à l'aide d'un dispositif de détection angulaire, et en ce qui concerne la vitesse et le courant du moteur, sont exécutés en permanence dans des régulateurs associés, raccordés selon un circuit en cascade, à la fois pendant le pas d'avance et pendant l'état d'arrêt du galet d'avance. Un tel profil de vitesse mémorisé dans le générateur de valeurs de consigne garantit un démarrage en douceur du galet d'avance ou du galet denté lors du déplacement intervenant lors du pas d'avance ou bien un arrêt uniforme correspondant à la fin du pas d'avance. Ceci conduit à un mouvement d'avance sans harmonique et par conséquent sans bruit pendant le pas d'avance. De façon correspondante, le signal de réponse, qui est envoyé en retour à la suite du pas d'avance et arrive d'une manière retardée en fonction de l'inertie et du frottement, est à bande limitée; il possède en principe la même allure dans le temps que ce qui correspond à la prédétermination locale du générateur de valeurs de consigne et correspond également à la variation d'une vitesse accrue de façon uniforme. On obtent un avantage particulier concernant la sensibilité et la rapidité d'action de la régulation moyennant l'utilisation de régulateurs raccordés selon un circuit en cascade et qui sont associés respectivement à la position du rotor, à la vitesse et au courant du moteur. Dans le cas d'une régulation en cascade, une grandeur de réglage produite dans un premier étage de régulation traverse sans modification les étages de régulation suivants du circuit en cascade. Etant donné que le profil de vitesse du générateur de valeurs de consigne est accouplé en permanence aux valeurs de consigne de la position du rotor, qui doivent être respectées à des instants déterminés, le premier régulateur du circuit en cascade répond déjà des écarts de régulation, et il s'agit, comme cela est revendiqué, du régulateur de position responsable de la position du rotor.Globalement, on obtient de ce fait une régulation continue, à réponse rapide, jusqu'à ce que soit atteinte la position respective précise de consigne, au noyen d'une prédétermination telle que celle mémorisée dans le générateur de valeurs de consigne. Dans une variante de réalisation de l'invention, le dispositif de détection angulaire est réalisé sous la forme d'un transducteur optoélectronique, qui est raccordé par brides à l'arbre du moteur et transmet selon un mode de réaction les valeurs réelles mesurées de la position du rotor au régulateur de position du circuit de régulation, et en aval du régulateur de position est branché un régulateur de vitesse, qui maintient l'envoi des signaux de vitesse produits par le générateur tachymétrique (résolveur), pour leur comparaison à la valeur de consigne du régulateur de position. L'agencement du servomoteur sous la forme d'un moteur à courant continu sans balais, à commutation électronique, garantit un entraînement dynamique rapide du galet d'avance ou du galet denté, et le nombre des pôles du moteur d'entraînement n'a absolument aucune importance. Il s'est avéré que le plus approprié à cet effet est un moteur synchrone triphasé, dont l'étage final est alimenté par un courant continu et qui se comporte à la manière d'un moteur à courant continu, en raison de la commutation électronique amont. L'utilisation de moteurs à courant continu sans balais est connue d'après la demande de brevet allemand publiée sous le N"38 08 222 dans la technique cinématographique et dans la technique des appareils de prise de vues, mais pas dans le domaine des appareils de prise de vues à images fixes ou à images individuelles. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, on peut utiliser un moteur possédant un rotor à aimants permanents, possédant une énergie élevée, qui contient, sur sa périphérie, des métaux des terres rares ou des aimants en cobalt. Les métaux magnétiques de ce type se caractérisent par le fait qu'ils possèdent une faible rémanence et ne peuvent pas être désaimantés par des courants impulsionnels électriques intenses. Comme dans le cas d'induits en forme de cages d'écureuil, les induits à aimants en cobalt possèdent également une très faible constante de temps électrique d'induit, à laquelle est associé un faible moment d'inertie dynamique. L'usure mécanique du commutateur dans le cas d'une vitesse élevée de rotation est exclue par avance en raison de l'absence de balais. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ciaprès prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente, sous la forme d'une vue en élévation latérale schématique, la constitution de principe d'un projecteur cinématographique; et - la figure 2 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, la combinaison du circuit de régulation entre le générateur de valeurs de consigne et le moteur d'entraînement. Comme le montre la figure 1, lors de la projection, le film 1 est déroulé du rouleau débiteur 3 monté dans la partie supérieure du projecteur, par un moteur enrouleurdérouleur 2 et est envoyé, par l'intermédiaire d'un galet 4 d'un moteur 5 de formation d'une boucle, en formant une boucle supérieure 6, à un couloir 7 de passage du film comportant une lettre de cadrage. L'image, qui doit être respectivement reproduite, du film 1 entraîné dans la fenêtre de cadrage lors de chaque pas d'entraînement est située dans le trajet du rayonnement d'une unité d'éclairement 8, d'un obturateur à segrnents 10 entraîné par un moteur 9, et d'un objectif 11. En arrière du couloir 7 de circulation du film est monté un galet d'avance ou un galet denté 12, dont les dents engrènent dans la perforation du film 1 et font avancer ce dernier d'une manière intermittente ou de façon continue, en fonction du type de fonctionnement. Le galet d'avance ou galet denté 12 est entraîné par un moteur à courant continu sans balais 20, à commutation électronique, qui est agencé sous la forme d'un moteur synchrone à rotation rapide, qui possède un rotor à aimants permanents, possédant une énergie élevée, et portant sur sa périphérie un alliage de cobalt. Pour l'entraînement intermittent du galet d'avance ou du galet denté 12, le moteur à courant continu 20 est réglé, d'une manière qui sera expliquée plus loin de façon plus détaillée, par un circuit fermé de régulation 21. Lors de la projection, une boucle inférieure 13, qui est maintenue de façon constante par un galet d'enroulement aval 14, est formée en arrière du couloir 7 de passage du film. En outre deux galets 15, 16 pour le son pour des films de 35 mm et des films de 16 mm sont disposés en arrière de ce galet d'enroulement aval 14. Un plateau inférieur d'enroulement 18, qui est réglé et est entraîné par un moteur 17, enroule la bande 1 du film. Le circuit fermé de régulation 21 est constitué, de façon détaillée, par le montage en série d'un régulateur de position 22, d'un régulateur de vitesse 23 et d'un régulateur de courant 24. La courbe de déplacement d'une valeur de position, qui correspond à la forme locale d'une croix de Malte usuelle, est introduite dans le régulateur de position 22, par un générateur de valeurs de consigne 25. Le régulateur de position 22 reçoit, au niveau de sa seconde entrée, une valeur réelle de la position du rotor, obtenue au niveau de l'arbre d'entraînement du moteur, convertie dans un transducteur optoélectronique 26 raccordé par brides à l'arbre du moteur et transmise en retour.Le transducteur optoélectronique 26 est agencé sous la forme d'un décodeur incrémental et permet d'obtenir une résolution de mesure inférieure à 1 ,'oo, de sorte qu'on peut corriger un défaut de stabilité de l'image possédant une valeur correspondante inférieure à 1 0/00. Dans le régulateur de position 22, la valeur de consigne est comparée à la valeur réelle et la différence obtenue est envoyée en tant que valeur de consigne au régulateur de vitesse 23, qui reçoit, au niveau de sa seconde entrée, la valeur réelle de la vitesse. La vitesse respective est mesurée dans un résolveur 27 qui tourne avec l'arbre d'entraînement du moteur à courant continu 20. Le régulateur de vitesse 23 compare l'écart entre la valeur de consigne et la valeur réelle de la vitesse. Cette différence représente la valeur de consigne pour le régulateur de courant 24 branché en aval dans le circuit en cascade. Ce régulateur détermine la différence entre la valeur de consigne et la valeur réelle du courant et envoie cette différence à un étage final 28 à moteur, qui commande la puissance du moteur proprement dit. Le moteur, qui est contrôlé par l'ensemble des trois régulateurs 22,23,24, se comporte exactement de la manière dont le générateur de valeurs de consigne 25 prédétermine la courbe de déplacement. Même si l'image devant être projetée doit subsister (projection d'une image fixe), une valeur de consigne nulle, qui maintient le moteur 20 dans sa position momentanée, est imposée au générateur de consigne 25. Dans le cas d'un éventuel écart par rapport à cette valeur, le circuit de régulation 21 agit immédiatement de manière à faire tourner le moteur à pleine puissance pour revenir dans la position désirée. La force de maintien correspond, en intensité, à la force fournie par le moteur. REVENDICATIONS 1. Mécanisme d'avance d'un film pour réaliser l'entraînement direct et intermittent du galet d'avance ou du galet denté pour différentes vitesses de défilement dans des projecteurs cinématographiques, des dérouleurs de bande et des appareils de traitement de films, à l'aide d'un servomoteur, dont la vitesse de rotation, mesurée par un générateur tachymétrique raccordé par brides, pendant un pas d'avance, peut être asservie après comparaison à un profil de vitesse mémorisé dans un générateur de valeurs de consigne, caractérisé par le fait que le générateur de valeurs de consigne (25) délivre un profil de vitesse possédant une bande limitée et correspondant à une variation en cosy, et que la comparaison et l'asservissement en ce qui concerne la valeur réelle et la valeur de consigne de la position du rotor mesurée en permanence à l'aide d'un dispositif de détection angulaire, et en ce qui concerne la vitesse et le courant du moteur, sont exécutés en permanence dans des régulateurs associés (22,23,24), raccordés selon un circuit en cascade, à la fois pendant le pas d'avance et pendant l'état d'arrêt du galet d'avance (12). 2. Mécanisme d'avance pour un film suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de détection angulaire est réalisé sous la forme d'un transducteur optoélectronique (26), qui est raccordé par brides à l'arbre du moteur et transmet selon un mode de réaction les valeurs réelles mesurées de la position du rotor au régulateur de position (22) du circuit de régulation (21), et qu'en aval du régulateur de position (22) est branché un régulateur de vitesse (23), qui maintient l'envoi des signaux de vitesse produits par le générateur tachymétrique (résolveur 27), pour leur comparaison à la valeur de consigne du régulateur de position (22). 3. Mécanisme d'avance pour film suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le transducteur optoélectronique (26) est réalisé sous la forme d'un décodeur incrémental et possède une résolution de mesure permettant de corriger l'erreur maximale admissible de stabilité de l'image. 4. Mécanisme d'avance pour film suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le transducteur optoélectronique (26) possède une résolution de mesure de 1 O/oo rapportée au format de film 16 mm. 5. Mécanisme d'avance suivant la revendication 1, caractérisé par e fait que le servomoteur (20) est réalisé sous la forme d'un moteur à courant continu sans balais, à commutation électronique. 6. Mécanisme d'avance pour film suivant la revendication 1, caractérisé par l'utilisation d'un moteur synchrone tournant à grande vitesse et comportant un rotor à aimants permanents, possédant une énergie élevée. 7. Mécanisme d'avance pour film suivant la revendication 6, caractérisé par l'utilisation d'un moteur comportant un rotor contenant, au niveau de sa périphérie, des métaux des terres rares. 8. Mécanisme d'avance pour film suivant la revendication 6, caractérisé par l'utilisation d'aimants en cobalt placés sur la périphérie du rotor.