Brevet FR2735457A1 — publié le 19961220

MONTE-CHARGE REGLABLE La présente invention concerne un monte-charge oblique comportant un paquet d'échelles télescopique, qui constitue un agencement d'échelles d'une longueur correspondant à la 5 hauteur de fonctionnement et qui peut être sorti ou rentré à l'aide d'une première commande par câble dont le tambour de câble que l'on appellera le premier tambour peut être entraîné au moyen d'un moteur hydraulique réglable, et un coulisseau qui peut monter et descendre sur l'agencement10 d'échelles en étant rentré ou sorti à l'aide d'une deuxième commande par câble dans laquelle la direction de son câble est inversée à la tête de l'agencement d'échelles et le tambour de câble que l'on appellera le deuxième tambour peut être entraîné par un deuxième moteur hydraulique réglable, ainsi que des capteurs au moyen desquels la position du coulisseau par rapport à l'agencement d'échelles peut être déterminé. Des monte-charges obliques du type décrit sont utilisés dans le but de faciliter des travaux de couverture ou des déménagements, comme décrit dans le document DE U 93 14 388. Il est nécessaire, à cet effet, que le point de destination du coulisseau de charge puisse être atteint de façon précise et sans à-coups tant dans sa zone inférieure que dans sa zone supérieure. En outre, le coulisseau qui25 peut monter et descendre sur l'agencement d'échelles doit être assujetti à son câble lorsque les échelles sont sorties et rentrées. Cet assujettissement du coulisseau de charge exige une coordination entre la possibilité de sortie télescopique des échelles et la rentrée et la sortie du30 câble de coulisseau. De façon courante, ceci est réalisé par un personnel de maniement hautement qualifié. Les mouvements de levage et d'abaissement exigent une longue expérience. Il est souvent difficile pour un débutant d'exercer ces activités. 2 2735457 Une commande numérique simple des processus d'un monte-charge n'est donc pas satisfaisante en général pour assurer un fonctionnement sans à coups, et sans dommages. Il est connu en outre, par le document DE 44 30 056 Al, d'utiliser, dans le domaine des installations de levage de charges, des régulateurs qui fonctionnent au moyen d'un dispositif dit à logique floue. Le dispositif à logique floue est utilisé pour définir l'accroissement ou la réduction du degré d'ouverture d'une vanne de réglage de10 débit. A cet effet, il faut agencer des dispositifs de détection d'écarts et employer, pour le réglage, des règles définies de logique floue qui sont utilisées pour le réglage du dispositif sur la base de l'activité d'un conducteur d'exploitation qualifié. Un tel réglage par logique floue15 est décrit de façon détaillée dans le document DE 44 30 056 Al. Il y a lieu de se référer à la publication de ce document. C'est un but de la présente invention que de fournir spécialement pour un monte-charges oblique de nouvelles hypothèses techniques de réglage afin de pourvoir le montecharge oblique d'un régulateur à logique floue pour déterminer l'ampleur d'un accroissement ou d'une réduction du degré d'ouverture d'une vanne de réglage de débit importante pour un tel monte-charge oblique. La présente invention atteint ce but, spécialement pour des monte-charge obliques, et prépare l'utilisation d'un régulateur à logique floue, en ce que les paramètres suivants d'un système régulateur à logique floue utilisé pour le maniement du monte-charge oblique sont mesurés pour30 déterminer l'ampleur d'un accroissement ou d'une réduction du degré d'ouverture d'une vanne de réglage de débit du deuxième moteur de tambour de câble et sont envoyés au système: 3 2735457 l'angle de rotation ou la vitesse angulaire du premier tambour de câble qui sert de paramètre de base pour la position de sortie ou pour la vitesse de l'agencement d'échelles et la vitesse angulaire et l'angle de rotation du deuxième tambour de câble qui sert de paramètre de base pour la position et la vitesse du coulisseau. A la différence du régulateur du brevet DE 44 30 056 A1, dans lequel la position de charge et le degré d'ouverture de la vanne de débit servent de grandeurs d'entrée pour un régulateur électrique, c'est l'angle de rotation et la vitesse de rotation du tambour rotatif du coulisseau ainsi que l'angle de rotation et la vitesse de rotation angulaire du tambour rotatif du paquet d'échelles15 qui sont utilisés, dans la présente demande de brevet, pour commander le degré d'ouverture d'une vanne de débit à l'aide d'un système régulateur électronique à logique floue. Il est en outre proposé que tant l'angle de rotation que la vitesse angulaire du premier tambour de câble soient mesurés en tant que paramètres de base à l'aide de capteurs. Grâce aux agencements mentionnés ci-dessus et au système régulateur à logique floue programmé de façon correspondante, une accélération uniforme et un freinage uniforme du coulisseau de charge sont rendus possibles; il25 est possible d'amener précisément le coulisseau de charge à une position d'arrêt déterminée au préalable à volonté et d'optimiser ainsi l'ensemble du temps de déplacement du coulisseau de charge. Un autre avantage consiste en ce que c'est seulement au pied de l'échelle inférieure que doivent30 se trouver des capteurs destinés à déterminer la position du coulisseau par rapport à l'agencement d'échelles. Il est possible d'omettre des détecteurs à l'extrémité supérieure du paquet d'échelles. 4 2735457 Il est enfin possible aussi d'assujettir le câble de coulisseau en maintenant le coulisseau de charge au-dessous de la position d'un capteur de position situé au pied de l'agencement d'échelles. Le coeur de l'invention consiste donc en ce que des capteurs de déplacement et de vitesse sont installés à un emplacement précis d'un système, le choix se portant sur les tambours de câbles auxquels sont reliés des instruments de mesure incrémentiels. Mais il est également concevable10 d'exécuter directement une mesure sur la corde à l'aide de galets accompagnateurs et similaires. De cette manière, les paramètres nécessaires pour un réglage par logique floue peuvent être obtenus d'une manière connue en soi. Il faut souligner que la variable réglante destinée à la vanne de réglage de débit est induite, à l'aide de règles de logique floue, dans le système régulateur à logique floue, à partir des signaux destinés à la vitesse du coulisseau à l'intérieur du trajet d'arrêt et à partir de la position du chariot à l'intérieur du trajet d'arrêt, ces20 règles de logique floue étant de préférence au nombre de douze. En outre, un intégrateur est disposé en aval du système régulateur. Quatre ensembles flous sont de préférence associés de façon linéaire au signal de la vitesse à l'intérieur du trajet d'arrêt. Trois ensembles25 flous sont associés de préférence au signal de position à l'intérieur du trajet d'arrêt. Les buts, avantages et particularités de la présente invention cités ci-dessus, ainsi que d'autres, ressortiront mieux de la description qui suit, d'un exemple de30 réalisation de l'invention, prise en liaison avec les dessins dans lesquels: 2735457 la Fig. 1 est une représentation schématique d'un monte-charge oblique, pourvu des éléments nécessaires pour un régulateur à logique floue, et les Figures 2, 3 et 4 sont des représentations schématiques de la commande à logique floue. Le monte-charge oblique représenté à la Fig. 1 est connu en soi quant à ses éléments structurels et il est produit par divers fabricants. Parmi les sociétés productrices connues, on peut citer la demanderesse; les10 sociétés Gebr. Klaas, Ascheberg; Herrmann Paus; Maschinenbau GmbH, Emsburen. Le monte-charge oblique désigné dans son ensemble par , comporte un bâti de base 200 qui est habituellement transportable. Un paquet d'échelles 1 peut être agencé sur le bâti de base au moyen d'un dispositif 201 à piston et cylindre, de manière à former, par sortie télescopique des échelles, un agencement d'échelles dont la longueur correspond à la hauteur de fonctionnement. Ceci se produit au moyen d'un premier palan 2 destiné au paquet d'échelles dont le premier tambour de câble 3 peut être entraîné par un moteur hydraulique réglable 5. Ce moteur hydraulique 5 est généralement commandé au moyen d'une vanne 6 actionnée manuellement. Sur le site d'utilisation, le personnel de maniement sort d'abord au25 coup d'oeil l'échelle jusqu'à la hauteur souhaitée, et celle-ci est ensuite immobilisée et fixée. Un coulisseau de charge 12 qui peut être élevé et abaissé sur le paquet d'échelles au moyen d'un câble 13 de coulisseau est agencé sur l'agencement d'échelles de manière30 à pouvoir être élevé et abaissé. Le câble de coulisseau 13 est enroulé et déroulé au moyen d'un deuxième tambour de 6 2735457 câble 15, un changement de direction du câble étant réalisé à la tête 1' du paquet d'échelles. Il existe en outre des capteurs désignés par les références numériques 18 et 19, qui se trouvent au pied de l'échelle et qui permettent de déterminer la position du coulisseau de charge 12 dans la zone inférieure de l'échelle. Il existe également un capteur 4 de déplacement et de vitesse du tambour de câble 3. Ce détecteur 4 est raccordé par une ligne 24 à un système régulateur 20 à réglage par logique floue au moyen duquel une commande de toute l'installation est effectuée de la manière décrite plus loin. A cet effet, un détecteur 16 de déplacement et de vitesse est associé au deuxième tambour 15 de câble. Ce détecteur, qui détermine essentiellement la vitesse angulaire et l'angle de rotation du deuxième tambour de câble au moyen d'un instrument incrémentiel correspondant, mesure de cette manière les paramètres de base pour la20 position et la vitesse du coulisseau 12, qu'il transmet par la ligne 25 au système régulateur 20. Le deuxième tambour de câble 15 destiné au coulisseau 12 de charge est actionné au moyen d'un moteur hydraulique 17 à commande automatique auquel est associée une vanne de réglage 9 de débit qui peut25 être réglée par le système régulateur 20 au moyen d'une ligne 26. Tout le circuit hydraulique est en outre maintenu sous pression par une pompe principale 10 entrainée par un moteur 11. Il faut en outre, pour le fonctionnement, amener le coulisseau de charge 12 dans une position cible souhaitée. Il est d'abord amené à cette position une fois manuellement; la position est mémorisée dans le système régulateur et de commande 20 en actionnant un manipulateur. Le coulisseau 7 2735457 peut ensuite être déplacé automatiquement de manière réglée, par une simple manipulation, entre l'extrémité inférieure d'échelle et la position cible mémorisée. Le coulisseau de charge est accéléré selon un profil défini de vitesse au moyen d'une programmation correspondante qui est connue en soi, par un actionnement du manipulateur 33 d'élévation ou d'abaissement qui est relié au système régulateur. Le capteur 16 détecte alors indirectement la position actuelle du coulisseau de charge10 12. Peu avant que la position cible soit atteinte, la vanne de réglage 9 de débit est actionnée d'une manière telle que le diamètre d'ouverture se réduit et qu'il en résulte un freinage continu du coulisseau de charge 12. Le système régulateur à logique floue assure que la position cible est15 exactement atteinte et que le déplacement du coulisseau suit un profil défini de vitesse tant pour la montée que pour la descente. Les détecteurs de position 18, 19 constituent en outre des points de référence pour la position du coulisseau de charge sur le paquet d'échelles. Lors de la sortie ou de la rentrée du paquet d'échelles à l'aide d'une commande 6 de vanne actionnée manuellement, il est en outre possible de garantir un maintien exact de la position du coulisseau hors du paquet d'échelles puisqu'un relâchement correspondant du câble 1325 de coulisseau est réglé par le système régulateur. Ceci assure un assujettissement automatique du coulisseau de charge lors de la sortie et de la rentrée télescopique du paquet d'échelles. Ceci permet d'éviter toutes les perturbations que provoquerait un relâchement du câble. Le personnel de maniement fait rentrer ou sortir le paquet d'échelles 1 à l'aide de la vanne d'actionnement manuel 6. Le système régulateur à logique floue prend en charge l'assujettissement du coulisseau de charge par une rotation correspondante du tambour 15 de câble à l'aide du 8 2735457 moteur 17. Le coulisseau de charge est alors habituellement maintenu automatiquement entre les deux détecteurs de position 18, 19, situés au paquet d'échelles inférieur. Le réglage d'assujettissement commence immédiatement. Lors de 5 la sortie ou de la rentrée du paquet d'échelles, le coulisseau de charge doit se déplacer sur le paquet d'échelles 1. Une vanne hydraulique à actionnement électrique est donc réglée pour que le coulisseau de charge ne puisse pas atteindre une extrémité du paquet d'échelles. Le réglage par logique floue pilote le coulisseau de charge vers la zone de détection du détecteur supérieur de position 19. Le coulisseau est ensuite maintenu automatiquement, par le réglage à logique floue, entre les détecteurs 18 et 19 de position. Finalement, il est possible également d'utiliser une commande 30 par radio. La commande par radio peut venir en liaison avec le système régulateur à logique floue. De cette manière, on évite les palpeurs habituels ainsi que le paquet de câbles monté sur le paquet d'échelles. Grâce au détecteur 32 de force monté sur le mécanisme de levage du paquet d'échelles, il est possible de mesurer par l'intermédiaire d'une ligne 23 un dépassement du moment de charge, d'émettre une tonalité d'alarme et de déclencher un arrêt de la pompe hydraulique. Cet accès au réglage est25 relativement simple à réaliser au moyen d'un régulateur à logique floue programmé de façon appropriée. Le régulateur à logique floue assure que la position cible est atteinte de façon optimale. Même si la charge du coulisseau de charge et l'angle d'attaque du paquet30 d'échelles diffèrent, la vitesse qui dépend de la distance entre la position du coulisseau de charge et son point cible doit toujours être la même. Le système régulateur travaille alors selon le principe suivant: 9 2735457 [position réelle]) - [position de consigne] = distance à la cible -> régulateur -> variable vitesse -> flou réglante Lorsque le coulisseau de charge parvient à une distance définie de la cible (trajet de freinage), le régulateur à logique floue 20 devient actif. A l'instant auquel le coulisseau de charge entre dans la zone de freinage, la régulation commence. Le coulisseau de charge doit par exemple suivre dans le trajet de freinage un profil10 de vitesse défini. Une commande classique n'est donc pas satisfaisante en raison de la présence de grandeurs d'influence, telles que la charge, la viscosité de l'huile et l'angle d'attaque du paquet d'échelles, qui dépassent les capacités d'une commande et le réglage habituel. Deux grandeurs d'entrée sont amenées au régulateur à logique floue. Il s'agit d'une part de la distance à la cible, exprimée en pourcentage du trajet de freinage, comme représenté à la Fig. 4, et d'autre part de la vitesse du coulisseau de charge exprimée en pourcentage de la vitesse20 maximale admissible, comme représenté à la Fig. 3. La grandeur de sortie est la variation de la variable réglante, comme représenté à la Fig. 2. La variable réglante est ici l'ouverture d'une vanne proportionnelle à commande électrique. La grandeur de sortie comporte quatre ensembles de logique floue, NEGATIVEMENT GRAND, NEGATIVEMENT PETIT, NUL et POSITIVEMENT PETIT. Douze règles de logique floue agissent sur les ensembles. Des règles de logique floue sont déterminées par des utilisateurs expérimentés. Une règle de logique floue décrit l'effet de grandeurs d'entrée de logique floue, qui sont ici la vitesse comme représenté à la Fig. 3 et une distance à la cible comme représenté à la Fig. 4, sur une sortie de 2735457 logique floue, qui est ici la variation de la variable réglante, comme représenté à la Fig. 2. Une règle de logique floue est exprimée, par exemple, par les termes: lorsque la vitesse est GRANDE ET que la distance est PROCHE, ALORS variation de la grandeur réglante NEGATIVEMENT GRANDE. Les valeurs linguistiques de la vitesse sont TRES PETITE, MOYENNE et GRANDE. Pour une vitesse égale à 70% de la vitesse maximale, l'ensemble flou est vrai pour la vitesse TRES PETITE à 0%, pour la vitesse PETITE à 0%, pour10 la vitesse MOYENNE à 50% et pour la vitesse GRANDE à 50%. La répartition non linéaire de l'ensemble flou pour la vitesse offre l'avantage d'une résolution plus élevée pour des vitesses plus petites. Selon le contenu de vérité d'une règle floue, un ensemble flou de la grandeur de sortie est activé. Plusieurs règles de logique floue peuvent être valables, et donc plusieurs ensembles flous de la grandeur de sortie, c'est-à-dire ici la variation de la variable réglante, peuvent être actives. Pour maintenir une variable20 réglante nette, une réduction du caractère flou est réalisée selon le procédé du centre de gravité v: vitesse dx: distance à la cible SK: TRES PETITE K: PETITE PK: POSITIVEMENT PETITE NL: NULLE M: MOYENNE G: GRANDE NG: NEGATIVEMENT GRANDE N: PROCHE NK: NEGATIVEMENT PETITE W: LOINTAIN 11 2735457 Règles floues: Règle l: SI v SK ET dx N, ALORS variation de la variable réglante NL Règle 2: SI v SK ET dx M, ALORS variation de la variable réglante NL Règle 3: SI v SK ET dx W, ALORS variation de la variable réglante PK Règle 4: SI v K ET dx N, ALORS variation de la variable réglante NK Règle 5: SI v K ET dx M, ALORS variation de la variable réglante NL Règle 6: SI v K ET dx W, ALORS variation de la variable réglante NL Règle 7: SI v M ET dx N, ALORS variation de la variable réglante NG Règle 8: SI v M ET dx M, ALORS variation de la variable réglante NK 12 2735457 Règle 9: SI v M ET dx W, ALORS variation de la variable réglante NL Règle 10: SI v G ET dx N, ALORS variation de la variable réglante NG Règle 11: SI v G ET dx M, ALORS variation de la variable réglante NG Règle 12: SI v G ET dx W, ALORS variation de la variable réglante NK Ces règles floues données comme exemples à l'homme de l'art peuvent être élargies ou réduites. L'invention ne s'étend pas à l'utilisation des règles de logique floue en tant que telles, mais au choix des grandeurs à mesurer et des points de mesure qui servent d'hypothèses pour l'utilisation des règles de logique floue. 13 2735457 REVENDICATIONS 1. Monte-charge oblique (100) comportant: un paquet d'échelles télescopique (1), qui constitue un agencement d'échelles d'une longueur correspondant à la hauteur de fonctionnement et qui peut être sorti ou rentré à l'aide d'une première commande par câble dont le (premier) tambour de câble (3) peut être entraîné au moyen d'un moteur hydraulique réglable (5), et un coulisseau (12) qui peut monter et descendre sur l'agencement d'échelles en étant rentré ou sorti à l'aide d'une deuxième commande par câble (13) dans laquelle la direction de son câble est inversée à la tête de l'agencement d'échelles et le (deuxième) tambour (15) de câble peut être entraîné par un deuxième moteur hydraulique15 réglable (17), ainsi que des capteurs (18, 19) au moyen desquels la position du coulisseau (12) par rapport à l'agencement d'échelles peut être déterminé; caractérisé en ce que les paramètres suivants d'un système régulateur (20) à logique floue utilisé pour le maniement du monte-charge oblique sont mesurés pour déterminer l'ampleur d'un accroissement ou d'une réduction du degré d'ouverture d'une vanne de réglage (9) de débit du deuxième moteur (17) de tambour de câble et sont envoyés au système: l'angle de rotation ou la vitesse angulaire du premier tambour de câble (3) qui sert de paramètre de base pour la position de sortie ou pour la vitesse de l'agencement d'échelles et la vitesse angulaire et l'angle de rotation du deuxième tambour de câble (15) qui sert de paramètre de base pour la position et la vitesse du coulisseau (12). 2. Monte-charge oblique selon la revendication 1, caractérisé en ce que tant l'angle de rotation que la vitesse angulaire du premier tambour de câble (3) sont mesurés en tant que paramètres de base à l'aide de capteurs (4). 3. Monte-charge oblique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que c'est seulement au pied de l'échelle inférieure que se trouvent des capteurs (18, 19) destinés à déterminer la position du coulisseau (12) par rapport à l'agencement d'échelles. 4. Monte-charge oblique selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que l'assujettissement du câble de coulisseau est rendu possible en maintenant le coulisseau de charge (12) dans la zone de la position d'un capteur (19) de position situé au pied de l'agencement d'échelles. 5. Monte-charge oblique selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la variable réglante destinée à la vanne de réglage (9) de débit est induite, à l'aide de règles de logique floue, dans le système régulateur à logique floue, à partir des signaux concernant la vitesse du coulisseau à l'intérieur du trajet25 d'arrêt et à partir de la position du chariot à l'intérieur du trajet d'arrêt.