Brevet FR2678749A1 — publié le 19930108

La présente invention a pour objet un dispositif de transfert de données et un dispositif de mesure associé. Dans l industrie5 il est souvent nécessaire de déplacer un appareillage de façon très précise et sur de grandes longueurs comme c'est le cas notamment avec des appareils de mesure d'une pièce de plusieurs dizaines de mètres. De ce fait, il existe des systèmes comprenant un bti fixe avec une piste de déplacement, piste sur laquelle sont disposés un poste fixe et un poste mobile. Le poste fixe supporte l'unité progammable de pilotage, tandis que l'unité mobile supporte un appareillage de mesure, de contrôle ou d'usinage suivant le type d'application. Il est nécessaire de résoudre un premier problème qui consiste à relier le poste mobile au poste fixe en permanence de façon que le poste mobile qui supporte l'appareillage puisse envoyer les informations recueillies à l'unité de pilotage du poste fixe et d'autre part que l'unité de pilotage puisse envoyer des informations a l'appareillage afin de piloter notamment les déplacements du poste mobile. Il est également nécessaire d'alimenter en énergie électrique l'unité mobile et ceci en continu quelle que soit la position du poste mobile. Dans les dispositifs connus, les liaisons sont effectuées par cibles tant pour le transfert de signaux que pour l'alimentation en énergie électrique et ces câbles sont disposés dans des chemins de cE- ble articulés du type chenille, en forme de boucle, qui se déroulent au fur et à mesure du déplacement du poste mobile. Ce système est mécanique et présente l'inconvénient de courber les cibles et ceci avec une fréquence importante puisque les câbles sont courbés ou décourbés à chaque déplacement du poste mobile. I1 s'ensuit des problèmes d'usure, de déformation et de détérioration qui sont préjudiciables au bon fonctionnement de l'ensemble du dispositif. Ceci est d'autant plus important pour le câble d'alimentation en énergie électrique, si bien que les utilisateurs sont amenés à changer régulièrement l'ensemble des câbles et à entretenir régulièrement le chemin de câble articulé. Le fait qu'il existe une entrave liant le poste fixe au poste mobile a également des conséquences sur la précision des déplacements du poste mobile ce qui est également néfaste à la qualité de la mesure. Un autre problème important concerne le blindage des câbles de communication. En effet, ces systèmes sont amenés à travailler en environnement industriel et le transfert des signaux et des données peut Strie perturbé par des parasites extérieurs et les systèmes à câbles, à boucle déroulante, sont très difficiles à blinder et les blindages obtenus sont d'une part d'une faible efficacité et d'autre part d'un prix de revient très élevé. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients des systèmes de l'art antérieur et propose un dispositif de transfert de données qui utilise des signaux insensibles aux perturbations parasites extérieures dues au milieu dans lequel il travaille, qui s'affranchit de la présence de câbles de liaison et de chemins de câbles mécaniques associés, qui évite toute maintenance, qui ne présente aucune usure mécanique, qui peut être rallongé ou raccourci sans aucune modification, qui autorise des vitesses de déplacement élevées du poste mobile3 qui évite toute perte de précision et toute perturbation des systèmes mécaniques. L'invention a également pour objet un dispositif de mesure associé qui correspond à un mode de réalisation particulier de l'invention. A cet effet, le dispositif de transfert de données selon l'invention entre au moins deux postes dont l'un au moins est mobile sur une piste de déplacement d'un bâti, notamment pour les appareils de controle de pièces de grande longueur se caractérise en ce que chacun des postes comprend un émetteur et/ou récepteur de signaux solidaire dudit poste et monté coulissant dans un organe tubulaire parallèle à la piste de déplacement, de façon que cet organe tubulaire constitue un guide d'ondes. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'organe tubulaire constitue également la piste de déplacement du poste mobile. Selon une caractéristique particulière de l'invention, les émetteurs et/ou récepteurs sont suspendus par un support au poste mobile et déplaçables dans une fente longitudinale ménagée selon l'axe de l'organe tubulaire. Cette fente est par ailleurs obturée par un cache magnétique de façon à éviter toute pénétration de corps étrangers et dans ce cas, le support coulisse entre l'organe tubulaire et ledit cache magnétique qui se soulève au passage dudit support par rapport audit organe. Selon un mode de réalisation optimisé de l'invention le dispositif comprend un organe tubulaire unique, muni à ses deux extrémités respectivement de l'émetteur et du récepteur fixe et en ce que le poste mobile est muni de deux supports, l'un pour l'émetteur mobile et l'autre pour le récepteur mobile de façon que l'émetteur fixe soit en regard du récepteur mobile et que l'émetteur mobile soit en regard du récepteur fixe suivant un mBme axe. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif selon l'invention comprend deux organes tubulaires, l'un réservé a la circulation des signaux du premier poste vers le second et l'autre étant réservé à la circulation en sens inverse. De façon à s'affranchir des dérives des signaux, le mode de réalisation préféré de l'invention prévoit que la surface des récepteurs et des émetteurs est sensiblement égale à la section de l'organe tubulaire. Quant à l'alimentation électrique, l'invention prévoit un rail d'alimentation avec patins, ce rail étant disposé parallèlement à l'organe tubulaire. Par ailleurs, les émetteurs-récepteurs d'un mme poste sont reliés à un multiplexeur porté par ledit poste au moyen de fibres optiques. L'invention concerne également un dispositif de mesure muni du dispositif de transfert selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes qui comprend un bâti muni de deux profilés extrudés, en alliage léger, qui constituent la piste de déplacement, ces profilés étant munis d'une fente longitudinale, un poste fixe munie d'une unité programmable de pilotage avec un émetteur et un récepteur situés respectivement dans l'un et l'autre des profilés, ainsi qu'un multiplexeur relié à ladite unité et aux émetteurs-récepteurs, et ce dispositif comprend de plus un poste mobile supportant un appareillage de mesure muni de moyens de roulage sur la piste de déplacement, d'un émetteur et d'un récepteur situés en vis-à-vis respectivement du récepteur et de l'émetteur du poste fixe, ainsi que des moyens moteurs pilotés par l'unité programmable de façon à déplacer l'unité mobile par rapport au asti. L'invention est décrite ci-après selon un mode de réalisation préféré de l'invention en regard des dessins annexés qui représentent - la figure 1, une vue en élévation latérale du dispositif selon l'invention, - la figure 2, une vue de dessus de ce même dispositif, - la figure 3 une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1, et - la figure 4, une vue en coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la figure l. Sur la figure 1 on a représenté un mode de réalisation préféré du dispositif de transfert de données selon l'invention qui comprend un bSti 10, deux postes 12 et 14, respectivement fixe et mobile. insi que cela est représenté sur les figures 1 et 2, le bâti 10 comprend deux organes tubulaires 18 et 20, parallèles, constituant des pistes de déplacement 22 et 24. Des entretoises 26 assurent un écartement régulier des deux organes tubulaires. Dans le mode de réalisation représenté, ainsi qu'on peut le voir sur les figures 3 et 4, les organes tubulaires 18 et 20 sont constitués de profilés aluminium extrudés, dont les parties supérieures constituent la piste de déplacement et dont les cavités intérieures 28 et 30 respectivement, ont des états de surface de très bonne qualité. Des poteaux 32 supportent l'ensemble des organes tubulaires. Chacun des organes tubulaires 18 et 20 comprend une fente longitudinale respectivement 34 et 36 dont l'utilisation sera décrite ci-après. Sur cette fente on a rapporté un cache magnétique 38 et 40 qui vient se plaquer sur des bandes magnétiques solidaires de chacun des organes tubulaires et disposées de part et d'autre de la fente. Sur l'organe tubulaire 20, il est rapporté sur la face intérieure une crémaillère 42, sur toute sa longueur parallèlement à l'axe longitudinal, son utilisation étant décrite ultérieurement. Le poste mobile comprend une embase 44 massive dans le mode de réalisation représenté il s'agit d'une table en structure nid d'abeille, munie de moyens de roulage 46 qui coopèrent avec les deux pistes de déplacement 22 et 24 des organes tubulaires 18 et 20. De plus, l'embase 44 du poste 12 comprend également un système de galets 48 de guidage latéral, de façon à ce que le poste 12 soit parfaitement guidé. Sur le poste 12, il est disposé une unité programmable 50 avec son clavier de commande 52. R la partie inférieure de l'embase on a fixé un multiplexeur 54, muni d'un câble d'alimentation 56 couplé a un patin 58 qui vient frotter contre un rail 60 alimenté en énergie électrique et isolé par un carter en matière plastique 62, ce carter étant directement fixé sur les différents poteaux 32 du bâti de façon que ce rail 60 d'alimentation élec trique, soit parallèle à l'axe longitudinal du dispositif. D'autre part, à la partie inférieure de l'embase du poste fixe, il est prévu des supports 64, rigides, sur les extrémités desquels sont fixés, d'un coté un récepteur fixe 66 et de l'autre coté un émetteur fixe 68, respectivement disposés dans les organes tubulaires 18 et 20. Ces émetteur et récepteur de type optique sont fixés à l'extrémité des supports 64 de façon que les émetteur et récepteur soient sensiblement centrés dans la cavité intérieure 28 et 30 des organes tubulaires 18 et 20. Des fibres optiques assurent la liaison entre l'émetteur 68, le récepteur 66 et le multiplexeur 54. L'unité programmable 50 est également reliée au multiplexeur 54 par des liaisons, non représentées pour la clarté du dessin. Le poste mobile 14 comprend de nombreuses parties identiques à celles du poste fixe et les références seront les mimes que celles utilisées pour le poste fixe mais augmentées d'une centaine. On remarque par contre que les émetteurs et récepteurs sont disposés de telle sorte que l'émetteur 168 du poste mobile est disposé en vis-à-vis du récepteur 66 du poste fixe et inversement, et le récepteur 166 du poste mobile est disposé en vis-avis de l'émetteur 68 du poste fixe. De plus le poste mobile ne porte pas une unité programmable 50 mais un appareillage de contrôle 151, dont les capteurs éventuels sont parfaitement positionnés sur ltembase 144, notamment grâce à des inserts répartis avec précision sur la surface, ceci de façon connue. Le poste mobile comprend de plus des moyens moteurs 180, composés d'un moteur 182 et d'un pignon 184 destiné à coopérer avec la crémaillère 42, de l'organe tubulaire ces moyens moteurs 180 étant fixés directement à l'embase 144. Le fonctionnement du dispositif de transfert de données selon l'invention est décrit ci-après. L'appareillage 151 est mis en place sur l'embase 144 du poste mobile 14 tandis que l'unité programmable de pilotage 50 est positionnée sur l'embase 44 du poste fixe 12. Les deux embases 44 et 144 reposent sur les deux organes tubulaires 18 et 20 et plus particulièrement sur les pistes de déplacement 22 et 24 de ces organes. Les embases 44 et 144 sont également guidées latéralement par rapport aux organes tubulaires grâce aux galets 48 et 148. Les multiplexeurs 54 et 154 sont également fixés à leurs embases respectives et sont reliés à l'unité programmable de pilotage 50 et à l'appareillage 151. Les émetteurs 68 et 168 et les récepteurs 66 et 166 sont fixés sur les embases respectives par les supports 64 et centrés dans les cavités intérieures 28 et 30 des organes tubulaires 18 et 20 de telle façon qu'ils soient sensiblement alignés par couple émetteur-récepteur. De même le rail électrique 60 et le capteur 58 sont mis en contact de façon à alimenter en énergie électrique le multiplexeur et les différents appareils et ceci pour chacun des deux postes fixes et mobiles. L'utilisateur, à l'aide du clavier 52, entre les instructions dans l'unité programmable 50 de pilotage, les informations sont envoyées par l'émet- teur 68 après passage par le multiplexeur 54, et les signaux optiques émis sont transmis directement de cet émetteur 68 au récepteur 166 et la cavité intérieure 28 assure la fonction de guide d'ondes, ceci d'autant mieux qu'il s'agit, dans le mode de réalisation représenté, d'un profilé aluminium extrudé dont l'état de surface intérieur est tout à fait suffisant pour ce type de fonction. l'arrivée, le signal capté par le récepteur 166 est transmis à l'appareillage 151 via le multiplexeur 154 mais les ordres peuvent être donnés directement au moteur 182 à travers le multiplexeur de façon à positionner par translation le poste mobile 14. Dans ce cas, le moteur 182 entraîne le pignon 184 qui coopère avec la crémaillère 42 et assure le déplacement de l'embase 144 par rapport au bati 10. Une fois le poste mobile positionné par rapport au bâti 10, l'appareillage 151 peut effectuer une mesure, un contrôle ou un usinage suivant le type d'application retenu et si des informations en retour sont envoyées de l'appareillage 151, elles passent à travers le multiplexeur 154, puis à travers les fibres optiques jusqu'a l'émetteur 168 du poste mobile qui émet les signaux reçus par le récepteur 166 fixe, ces signaux sont transférés à l'aide de fibres optiques au multiplexeur 54 et à l'unité programmable 50 de pilotage. Rinsi, on constate que l'une des cavités 28 est utilisée pour transmettre les signaux dans un sens et l'autre cavité 30 pour émettre les signaux en retour dans 1 ' autre sens. Par ailleurs, les supports 64 des différents émetteurs et récepteurs se déplacent en translation avec ltembase dont ils sont solidaires à travers les fentes 34 et 36 ménagées dans les profilés. Les bandes magnétiques 38 se soulèvent au passage du support,64 et se replaquent contre les parties magnétiques disposées de part et d'autre de la fente et solidaires de chacun des organes tubulaires 18 et 20. Ainsi les cavités 28 et 30 sont isolées mécaniquement de l'extérieur ce qui évite la pénétration de corps étrangers. Par ailleurs, les signaux optiques ne sont pas perturbés par les éventuels parasites émis par l'environnement industriel dans lequel est situé le dispositif et aucune interposition dans le faisceau de signaux n'est possible puisque la fente est masquée par un cache. De plus, le fait que les cavités assurent un rôle de guide d'ondes permet d'aligner approximativement les émetteurs et récepteurs sans nécessité d'une focalisation parfaite si bien que le dispositif est à même de s'affranchir des défauts d'alignement générés par les déplacements mécaniques sans aucun problème. Les moyens de roulage peuvent store disposés directement à l'intérieur des profilés aluminium, le support passant à travers la fente de ces profilés. De même l'utilisation d'un seul organe tubulaire reste possible. Dans ce cas, il est prévu aux extrémités de cet organe tubulaire les émetteur fixe 68 et récepteur fixe 168 tandis que le poste mobile supporte les émetteur mobile 66 et récepteur mobile 166. Ces émetteur et récepteur mobiles sont disposés dos à dos de telle sorte que l'émetteur fixe 68 est en vis à vis du récepteur mobile 166 et l'émetteur mobile 168 est en vis à vis du récepteur fixe 66, ceci suivant un meme axe. IL faut ensuite raccorder par une Liaison fixe extérieure du type fibre optique, L'émetteur fixe 68 et Le récepteur fixe 66. SeLon une variante de L'invention, iL est égaLement possibLe de rempLacer Les moyens de rouLage par des systèmes à coussins d'air dont La hauteur de voL est parfaitement régLée et qui supprime toute trépidation mécanique éventueLLement préjudiciabLe à de bons ré suLtats. L'invention n'est pas Limitée à L'utiLisation d'émetteurs et de récepteurs de signaux optiques, ces derniers pouvant etre rempLacés par des émetteurs et récepteurs de signaux éLectriques de diverses gammes de fréquences en fonction de L'appLication. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transfert de données entre au moins deux postes (1S, 14), dont l'un (14) au moins est mobile sur une piste de déplacement (22, 24) d'un bâti (10), notamment pour les appareils de contrôle de pièces de grande longueur, caractérisé en ce que chacun des postes (12, 14) comprend un émetteur (68, 168) et un récepteur (66,166) de signaux 3 solidaires desdits postes et montés coulissant dans au moins un organe tubulaire (18, 20) parallèle à la piste de déplacement ( 24) de façon que cet organe tubulaire constitue un guide d'ondes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe tubulaire (18, 20) constitue également la piste de déplacement ( 24) du poste mobile. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les émetteur (68) et/ou récepteur (166) sont suspendus chacun par un support (64) au poste mobile (14) et déplaçables dans une fente longitudinale (34, 36) ménagée selon l'axe de chaque organe tubulaire (18, 20). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fentes (34, 36) sont obturées par un cache magnétique (38), de façon à éviter toute pénétration de corps étrangers, les supports (64) coulissant entre les organes tubulaires et lesdits caches magnétiques qui se soulèvent au passage desdits supports par rapport auxdits organes. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un organe tubulaire unique, muni à ses deux extrémités respectivement de l'émetteur (68) et du récepteur fixe (66) et en ce que le poste mobile est muni de deux supports, l'un pour l'émetteur mobile (168) et l'autre pour le récepteur (166) mobile de façon que l'émetteur fixe (68) soit en regard du récepteur mobile (166) et que l'émetteur mobile (168) soit en regard du récepteur fixe (66) suivant un m?me axe. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend deux organes tubulaires (18, 20), l'un (18) réservé à la circulation des signaux du premier poste (12) vers le second (14) et l'autre étant réservé à la circulation en sens inverse. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface des récepteurs (66, 1661 et émetteurs (68, 168) est sensiblement égale à la section de l'organe tubulaire et pour le moins supérieure à celle des émetteurs. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un rail (601 d'alimentation en énergie électrique avec patins, ce rail étant disposé parallèlement à l'organe tubulaire. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les émetteur (68, 168) et récepteur (66, 166) d'un même poste (12, 14) sont reliés à un multiplexeur (54, 154) porté par ledit poste au moyen de fibres optiques. 10. Dispositif de mesure muni du dispositif de transfert selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un bâti (10) muni de deux profilés (18, 20) extrudés en alliage léger, qui constituent la piste de déplacement, ces profilés étant munis d'une fente (34, 361 longitudinale, un poste fixe (12) muni d'une unité programmable (50) de pilotage avec un émetteur (68) et un récepteur (66) situés respectivement dans l'un (20) et l'autre (18) des profilés, ainsi qu'un multiplexeur (54) relié à ladite unité et aux émetteurs-récepteurs, et en ce qu'il comprend de plus un poste mobile (14) supportant un appareillage de mesure (151), muni de moyens de roulage (146) sur la piste de déplacement, d'un émetteur (168) et d'un récepteur (166) situés en vis à vis respectivement du récepteur (166) et de l'émetteur (168) du poste fixe, ainsi que des moyens moteurs (180) pilotés par l'unité programmable de façon a déplacer l'unité mobile (14) par rapport au bâti (10).