Brevet FR2807513A1 — publié le 20011012

L'invention concerne un dispositif de positionnement d'une pièce de machine, déplacée en ligne droite ou en rotation dans un boîtier, via un organe de positionnement et via une boucle d'asservissement, dans lequel est utilisé, en tant que valeur de consigne pour les positions, un disque de synchronisation ou une règle de synchronisation qui est agencé(e) dans le trajet des rayons d'une unité combinée source lumineuse/récepteur. On connaît des dispositifs du type mentionné en introduction par exemple du document US 4 266 125. Lorsque l'on utilise de tels dispositifs, on doit veiller à ce que la lumière de la source lumineuse sorte absolument parallèlement, pour qu'aucune erreur de parallaxe ne se produise lors du passage à travers le disque ou la règle de synchronisation. À cet effet, on a développé des systèmes à lentilles complexes, c'est-à-dire des dispositifs de correction optiques, qui présentent, outre leurs coûts élevés, également l'inconvénient qu'ils augmentent la longueur structurelle du dispositif de positionnement. A cela s'ajoute que l'on doit également positionner précisément le dispositif de correction optique, ce qui cause souvent des difficultés en raison des formes structurelles différentes. L'objectif sous-jacent à la présente invention est par conséquent de développer un dispositif de positionnement de pièces de machine déplacées en ligne droite ou en rotation pour une unité combinée source lumineuse/récepteur, qui assure un parallélisme suffisant des rayons pour des sources lumineuses quelconques sans dispositifs de correction optiques complexes, et qui raccourcit la longueur structurelle totale en direction de l'axe optique. Cet objectif peut être atteint lorsque l'on agence un masque à rayonnement en matériau en film entre une source lumineuse et le disque de synchronisation ou la règle de synchronisation, en prévoyant des éléments d'écartement vis-à-vis du disque de synchronisation ou de la règle de synchronisation et un plan de positionnement et de fixation pour l'association à une plaque de réception, et en prévoyant des 2 2807513 moyens de guidage pour le positionnement du masque à rayonnement dans le boîtier en avant de la source lumineuse. La solution se base sur un masque réalisé sous forme d'un segment en film qui est positionné dans tous les axes avec une précision très élevée dans le trajet des rayons d'une unité combinée source lumineuse/récepteur par séparation et association des fonctions suivantes. io Grâce au masque et au porte-masque (figure 3) ou grâce au masque (figure 5), on réalise l'association dimensionnelle en deux directions, par exemple dans l'orientation du plan de film (2 axes). La troisième direction est déterminée par la fixation (par exemple par collage) du masque sur la plaque de réception. En même temps, on atteint grâce à la plaque de réception la solidité du système. L'association dimensionnelle du masque au disque de synchronisation est atteinte par des éléments d'écartement (par exemple des éléments d'écartement estampés, tels que des bosses ou des barrettes) sur le portemasque (figure 4a) ou sur la plaque de réception (figure 6). Selon un mode de réalisation préféré, le masque à rayonnement agencé entre la source lumineuse et le disque de synchronisation ou la règle de synchronisation est positionné dans un porte-masque à fenêtre dans le trajet des rayons de la source lumineuse, le porte-masque comportant d'une part des éléments d'écartement vis-à-vis du disque de synchronisation ou de la règle de synchronisation et d'autre part un plan de positionnement et de fixation pour l'association à une plaque de réception. Un autre mode de réalisation est caractérisé en ce que le masque à rayonnement présente une forme et une dimension telles que sa position sur l'axe d'entraînement et vers la plaque de réception est ajustable via des surfaces de guidage. De préférence, les porte-plaques positionnent le masque en direction longitudinale et transversale d'un plan parallèlement au plan du porte-masque ou à la plaque de réception, le masque est pressé contre la plaque de réception, et il y est fixé dans le plan de la plaque de réception. Avantageusement, le porte- 3 2807513 masque est constitué en un matériau métallique, et les éléments d'écartement sont constitués par des bosses ou des barrettes estampées dans le porte-masque, le plan de positionnement et de fixation comprend des marquages d'orientation pour des liaisons par collage ou par soudage au laser, la plaque de réception est constituée en un matériau résistant à la torsion, en particulier en métal, la solidité mécanique suffit pour une fixation exempte de vibrations sur un chariot mobile au-delà duquel la plaque de réception avec le porte- masque est en porte-à-faux, et les éléments d'écartement sont agencés au niveau de l'ouverture de fenêtre du porte-masque et à une distance étroite de celle-ci. Dans ce qui suit, l'invention sera expliquée plus en détail en se référant à plusieurs exemples de réalisation. Les figures montrent: figure 1, une vue latérale d'un dispositif conforme à l'invention pour positionner des pièces de machine en rotation; figure 2, une vue frontale en direction de la flèche selon la figure 1 figure 3, une illustration éclatée de l'agencement selon la figure 1; figures 4a, 4b deux éléments d'écartement en variante en illustration agrandie selon le détail A de la figure 1 figure 5, une variante de l'agencement du masque à rayonnement selon la figure 3 en illustration éclatée; figure 6, le détail B de la figure 5 en coupe transversale partielle; figure 7, une vue latérale d'un dispositif conforme à l'invention pour positionner des pièces de machine déplacées en ligne droite; figure 8, une vue de dessus sur un dispositif conforme à l'invention selon la figure 7; et figure 9, une vue en perspective éclatée selon la figure 8. La solution conforme à l'invention est basée sur un masque réalisé sous forme d'un segment en film qui est positionné par rapport à un disque de synchronisation dans tous les axes avec une précision très élevée dans le trajet des rayons d'une source lumineuse par séparation des fonctions et par association de ces fonctions à des composants différents. 4 2807513 Le dispositif de positionnement constitué par le disque de synchronisation, le porte-masque, le masque et la plaque de réception doit être monté par rapport au trajet des rayons de la source lumineuse et du récepteur. A cet effet, on doit fixer le disque de synchronisation sur le cylindre d'impression en rotation, tandis que l'on doit monter la plaque de réception avec le porte-masque et le masque sur l'axe du cylindre d'impression et la bloquer sur le bâti à l'encontre d'une rotation. La fixation de la plaque de réception avec le porte-masque et le masque se fait de telle sorte qu'une fente très étroite est réalisée entre le disque de synchronisation et le masque. À cet effet, on prévoit des éléments d'écartement sur le porte-masque qui assurent cet écart prévu lors de l'appui ou du frottement contre le disque de synchronisation. La plaque de réception et le porte-masque doivent être fermement reliés l'un à l'autre (par exemple par collage). Dans ce cas, le porte- masque assure l'association dimensionnelle du masque au disque de synchronisation via le montage sur l'axe du cylindre d'impression et via la fenêtre de masque correspondante, tandis que la plaque de réception sert de surface d'appui et de fixation dans la fenêtre de masque pour le masque et assure la solidité du système ainsi que la fixation sur le bâti. Cette fixation a lieu après avoir enfilé la plaque de réception avec le porte-masque et le masque sur l'axe du cylindre d'impression et après l'avoir amenée à la distance prédéterminée (appui des bosses d'écartement sur le disque de synchronisation), ce qui sera expliqué ci- apres. 1. On fixe le disque de synchronisation sur l'élément en rotation (cylindre d'impression). 2. On oriente la plaque de réception et le porte-masque l'un par rapport à l'autre et on les solidarise (par exemple par collage). 3. On oriente le masque dans le porte-masque et on le fixe dans la plaque de réception (par exemple par collage). 2807513 4. On enfile la plaque de réception avec le porte-masque et le masque sur l'axe du cylindre d'impression, jusqu'à ce que les éléments d'écartement (par exemple des bosses ou barrettes) s'appuient ou frottent contre le disque de synchronisation. s 5. Dans cette position, on fixe la plaque de réception comportant le porte-masque et le masque sur le bâti. Selon la figure 1, la pièce de machine déplacée en rotation est par exemple un cylindre d'impression 1 (en vue partielle) qui porte sur l'axe d'entraînement 2 un disque de synchronisation 3. On a prévu latéralement à côté du disque de synchronisation 3 au niveau de la périphérique extérieure des marquages 3a qui se trouvent dans le trajet des rayons d'une unité combinée source lumineuse/ récepteur 5, 6. On choisit en tant que source de rayonnement une source lumineuse qui correspond au type de capteur respectif utilisé. Sur un côté du disque de synchronisation 3 est fixé le récepteur 5 et sur l'autre côté une source de rayonnement, par exemple la source lumineuse 6 sur un boîtier non illustré, et un masque à rayonnement 7 est positionné sur un porte-masque 8 entre le disque de synchronisation 3 et la source lumineuse 6 dans le trajet des rayons, ledit masque pouvant être orienté suivant plusieurs axes dans l'espace. Sur le côté arrière du porte-masque 8 (vu depuis le cylindre d'impression 1) se trouve un plan de fixation (10a dans la figure 4a, Ob dans la figure 6) qui est préparé pour le raccordement à la plaque de réception 11. Selon une autre variante illustrée dans la figure 5 du dispositif conforme à l'invention pour positionner des pièces de machine déplacées en ligne droite ou en rotation, on peut également omettre le porte-masque 8; dans ce cas, la plaque de réception 11 et le masque à rayonnement 7 remplissent chacun les fonctions du porte-masque. Dans la figure 5, la plaque de réception 11 est à cet effet pourvue d'éléments assurant un écartement sous forme des éléments d'écartement 9, et le masque à rayonnement 7 atteint la taille du porte- 6 2807513 masque, de manière à pouvoir le positionner sur l'axe d'entraînement 2 via un perçage correspondant et une surface de guidage 20. Pour montrer la variante de réalisation, la figure 6 illustre le détail B de la figure 5 en coupe transversale partielle. On voit que des éléments assurant un écart sous forme d'éléments d'écartement 9 prévus entre la plaque de réception 11 et le disque de synchronisation 3 assurent un positionnement précis des deux pièces. Le masque à rayonnement 7 est fixé directement sur la plaque de réception 11 via une surface de colle 10b. Une butée 14 assure la distance correcte par rapport au boîtier du dispositif de positionnement conforme à l'invention (non illustré). Comme mentionné en introduction, à la place des pièces de machine en rotation, on peut positionner précisément des pièces de machine déplacées en ligne droite au moyen du dispositif conforme à l'invention. Ceci est illustré dans les figures 7 à 9, les mêmes pièces étant pourvues de chiffres de référence identiques. Entre un récepteur 5 et une source lumineuse 6 se trouvent le porte-masque 8 et la plaque de réception 11 ainsi que la règle de synchronisation 4 susceptible d'être balayée en direction de la flèche. Pour le montage, on pose le porte-masque 8 avec le masque à rayonnement 7 sur les chariots 13 pourvus de tiges de guidage 22. Ensuite, on pose la plaque de réception 11 sur le porte-masque 8 et on la fixe sur le chariot 13 au moyen de vis 15. Lors d'un mouvement du chariot 13 le long des guidages de chariot 16, on peut compter les marquages 3b qui passent dans le trajet des rayons de l'unité combinée source lumineuse/récepteur 5, 6, et on peut en déterminer la position du chariot 13. Fondamentalement, le porte-masque 8 peut être fabriqué en chaque matériau résistant à la torsion. De préférence, on utilise un matériau métallique, car on peut l'usiner également avec la précision correspondante. 7 2807513 On obtient l'association dimensionnelle du masque à la règle de synchronisation par des éléments d'écartement 18 (par exemple des éléments d'écartement estampés, tels que des bosses ou des barrettes) sur le porte-masque 8 ou sur la plaque de réception 11. On peut utiliser des marquages d'orientation 17 pour des liaisons collées ou soudées au laser pour les plans de positionnement ou de fixation 10 Oa, 10Ob situés sur le porte-masque 8 ou sur le masque à rayonnement 7. Il est avantageux d'agencer les éléments d'écartement 9 autour de l'ouverture de fenêtre 19 du porte-masque 8. Ceci assure l'exactitude de la distance exacte du masque à rayonnement 7 par rapport au disque de synchronisation ou de la règle de synchronisation. Dans la variante montrée dans la figure 5, les éléments d'écartement 9, 18 peuvent également être poussés à travers une ouverture de fenêtre 21 contre le disque de synchronisation 3, et on peut ainsi régler précisément la distance par rapport à la plaque de réception 11. 8 2807513 Liste des références 1 cylindre d'impression 2 axe d'entraînement 3 disque de synchronisation 3a, b marquages 4 règle de synchronisation récepteur 6 source lumineuse 7 masque à rayonnement 8 porte-masque 9 élément d'écartement 1 Oa, b plan de positionnement et de fixation 1 plaque de réception S5 12 porte-plaque 13 chariot 14 butée vis 16 guidages du chariot 17 marquages d'orientation 18 éléments d'écartement 19, 21 ouverture de fenêtre surfaces de guidage 22 tige de guidage 9 2807513 Revendications 1. Dispositif de positionnement d'une pièce de machine, déplacée en ligne droite ou en rotation dans un boitier, via un organe de positionnement et via une boucle d'asservissement, dans lequel est utilisé, en tant que valeur de consigne pour les positions, un disque de synchronisation (3) ou une règle de synchronisation (4) qui est agencé(e) dans le trajet des rayons d'une unité combinée source lumineuse/capteur (5), (6), caractérisé en ce qu'un masque à rayonnement (7) en matériau en film est agencé entre une source lumineuse (6) et le disque de synchronisation (3) ou la règle de synchronisation (4), dans lequel sont prévus des éléments (9), (18) d'écartement vis-à-vis du disque de synchronisation ou de la règle de synchronisation et un plan de positionnement et de fixation (1 Oa, lob) pour l'association à une plaque de réception (11), et en ce qu'il est prévu des moyens de guidage (12), (14), (22) pour le positionnement du masque à rayonnement (7) dans le boîtier en avant de la source lumineuse (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le masque à rayonnement (7) agencé entre la source lumineuse (6) et le disque de synchronisation (3) ou la règle de synchronisation (4) est positionné dans un porte-masque (8) à fenêtre dans le trajet des rayons de la source lumineuse (6), le porte-masque (8) comportant d'une part des éléments (9), (18) d'écartement vis-à-vis du disque de synchronisation ou de la règle de synchronisation et d'autre part un plan de positionnement et de fixation (10a, 10b) pour l'association à une plaque de réception (11). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le masque à rayonnement (7) présente une forme et une dimension telles que sa position sur l'axe d'entraînement (2) et vers la plaque de réception (11) est ajustable via des surfaces de guidage (20). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les porte-plaques (12) positionnent le masque (7) 2807513 en direction longitudinale et transversale d'un plan parallèlement au plan du porte-masque (8) ou à la plaque de réception (11). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le masque (7) est pressé contre la plaque de réception (11) et y est fixé dans le plan de la plaque de réception (11). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porte-masque (8) est constitué en un matériau métallique. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments d'écartement (9), (18) sont constitués par des bosses ou barrettes estampées dans le porte-masque (8). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plan de positionnement et de fixation (10a, lOb) comprend des marquages d'orientation (17) pour des liaisons par collage ou par soudage au laser. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque de réception (11) est constituée en un matériau résistant à la torsion, en particulier en métal, et en ce que la solidité mécanique suffit pour une fixation exempte de vibrations sur un chariot mobile (13) au-delà duquel la plaque de réception (11) avec le porte-masque (8) est en porte-à-faux. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments d'écartement (9), (18) sont agencés au niveau de l'ouverture de fenêtre (21) du porte-masque (8) et à une distance étroite de celle-ci.