Brevet FR3130779A1 — publié le 20230623

L’invention concerne un procédé de commande d’une machine de manutention (1) comportant un châssis (2), un bras de levage (5) monté pivotant, un vérin de levage (6) agencé pour faire pivoter le bras de levage (5), un outil (8) destiné à recevoir une charge et monté pivotant sur le bras de levage (5), un vérin d’inclinaison (9) agencé pour faire pivoter l’outil (8), un deuxième capteur (10) qui est configuré pour délivrer un signal de mesure S2 relatif à la course du vérin d’inclinaison (9), le procédé comportant les étapes suivantes : - recevoir une demande d’actionnement du vérin d’inclinaison (9) ; et - en réponse à la réception d’une demande d’actionnement du vérin de levage, activer un mode compensation, le mode compensation comportant les étapes de générer une consigne Lc relative à la course du vérin d’inclinaison (9) en fonction d’un signal de mesure S1 représentatif de la position du bras de levage (5) et d’asservir la course du vérin d’inclinaison, en boucle fermée, en fonction de ladite consigne Lc relative à la course du vérin d’inclinaison (9) et du signal de mesure S2 relatif à la course du vérin d’inclinaison (9). Figure à publier : 1 Machine de manutention comportant un bras de levage équipé d’un outil articulé et procédé de commande d’une telle machine de manutention L’invention se rapporte au domaine des machines de manutention comportant un bras de levage. L’invention concerne plus particulièrement une machine de manutention comportant un bras de levage monté pivotant sur le châssis de la machine de manutention et un outil, tel qu’un godet ou une fourche par exemple, qui est monté articulé sur le bras de levage. Arrière-plan technologique Le document WO2021170929 divulgue une machine de manutention comportant un bras de levage qui est monté à pivotement sur le châssis autour d’un axe horizontal. La machine de manutention comporte, en outre, un outil destiné à recevoir une charge, tel qu’un godet ou une fourche, qui peut être monté articulé sur le bras de levage. La machine de manutention comporte un vérin de levage qui est couplé, d’une part, au châssis et, d’autre part, au bras de levage et qui permet ainsi de faire pivoter le bras de levage autour de son axe de pivotement. Un vérin d’inclinaison, hydraulique, est disposé entre le bras de levage et l’outil et permet de déplacer l’outil par rapport au bras de levage. Le vérin d’inclinaison est en communication fluidique avec un vérin de compensation qui est actionné en fonction du déplacement du bras de levage par rapport au châssis. Le vérin de compensation et le vérin d’inclinaison fonctionnent respectivement en maître et esclave de manière à maintenir l’horizontalité de l’accessoire au cours de l’élévation du bras de levage. Une telle machine de manutention n’est pas pleinement satisfaisante. En effet, le vérin de compensation est lourd, encombrant et son montage complexifie les opérations de fabrication de la machine. De plus, le vérin de compensation génère des contraintes mécaniques sur le bras de levage et sur le châssis. Résumé Une idée à la base de l’invention consiste à proposer une machine de manutention du type précité, c’est-à-dire comportant un bras de levage monté pivotant sur le châssis de la machine de manutention et un outil monté articulé sur le bras de levage, équipée de moyens de compensation qui permettent de maintenir l’inclinaison de l’outil par rapport au châssis constant ou sensiblement constant pendant l’élévation du bras de levage et qui soient plus simples, plus légers et moins encombrants. Une idée à la base de l’invention consiste à proposer une telle machine de manutention qui soit dépourvue de vérin de compensation pour commander le vérin d’inclinaison déplaçant l’outil par rapport au bras de levage. Une idée à la base de l’invention consiste également à proposer un procédé de commande d’une telle machine de manutention. Selon un premier aspect, l’invention propose un procédé de commande d’une machine de manutention comportant un châssis, un bras de levage monté pivotant sur le châssis autour d’au moins un axe X1 entre une position abaissée et une position relevée, un vérin de levage agencé pour faire pivoter le bras de levage autour dudit axe X1 entre la position abaissée et la position relevée, un premier capteur qui est configuré pour délivrer un signal de mesure S1 représentatif d’une position du bras de levage entre la position abaissée et la position relevée, un outil destiné à recevoir une charge et monté pivotant sur le bras de levage autour d’au moins un axe X4, parallèle à X1, un vérin d’inclinaison présentant une course L incl et agencé pour faire pivoter l’outil autour dudit axe X4, un deuxième capteur qui est configuré pour délivrer un signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison, au moins un organe d’actionnement qui est configuré pour délivrer des demandes D lev d’actionnement du vérin de levage et des demandes D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison, le procédé comportant les étapes suivantes : - recevoir une demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison ; - en réponse à la réception d’une demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison, activer un mode d’actionnement manuel du vérin d’inclinaison, ledit mode d’actionnement manuel du vérin d’inclinaison comprenant générer une consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison en fonction de ladite demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison et asservir la course L incl du vérin d’inclinaison, en boucle fermée, en fonction de ladite consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison et du signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison ; - recevoir une demande D lev d’actionnement du vérin de levage ; et - en réponse à la réception d’une demande d’actionnement du vérin de levage, activer un mode compensation, le mode compensation comportant les étapes de générer une consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison en fonction d’une variation du signal de mesure S1 représentatif de la position P lev du bras de levage au cours du temps et d’asservir la course L incl du vérin d’inclinaison, en boucle fermée, en fonction de ladite consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison et du signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison. Ainsi, un tel procédé permet de contrôler électroniquement le vérin d’inclinaison de manière à ce qu’il compense le mouvement de montée ou de descente du bras de levage sans utiliser de vérin de compensation, encombrant, lourd et susceptible de générer des contraintes mécaniques sur le bras de levage et sur le châssis. Selon des modes de réalisation, une telle machine de manutention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Selon un mode de réalisation, en réponse à la réception d’une demande d’actionnement du vérin de levage, le procédé génère une consigne de déplacement du vérin de levage en fonction de la demande D lev et pilote le vérin de levage en fonction de la consigne ainsi générée. Selon un mode de réalisation, l’outil est un godet ou une fourche. Selon un mode de réalisation, le mode compensation comporte, pour chaque période T successive, déterminer une variation d’angle Δα correspondant au débattement angulaire du bras de levage autour de l’axe X1 au cours de la période T, en fonction de deux signaux de mesure S1 relatifs à la position P lev du bras de levage délivrés respectivement au début et à la fin de la période T et, lors de la période suivante, la consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison est générée en fonction de la variation d’angle Δα correspondant à la période précédente et la course L incl du vérin d’inclinaison est asservie en fonction de ladite consigne L c . Selon un mode de réalisation, le signal de mesure S1 délivré par le premier capteur est relatif à un angle α d’inclinaison du bras de levage par rapport à un axe de référence dans un plan orthogonal à l’axe X1. Selon un mode de réalisation, le procédé de commande comporte attribuer à une variable L 0 , chaque nouvelle consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison générée et, en mode compensation, la consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison est générée en fonction de la variation d’angle Δα et de L 0 . Ceci permet d’éviter ou tout du moins de limiter les erreurs cumulatives liées à l’asservissement de la longueur du vérin d’inclinaison. Selon un mode de réalisation, en mode compensation, la consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison est générée en fonction de la variation d’angle Δα et de L 0 de manière à ce qu’une variation d’angle Δβ correspondant au débattement angulaire de l’outil autour de l’axe X4 pour un déplacement de la course du vérin entre L 0 et Lc soit de même valeur et de signe opposé à la variation d’angle Δα. Selon un mode de réalisation, la course L incl du vérin d’inclinaison est asservie au moyen d’un contrôleur PID. Selon un mode de réalisation, le mode compensation est désactivé en réponse à la réception d’une demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison. Selon un mode de réalisation, l’on compare le signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison à un longueur seuil L min et à une longueur seuil L max correspondant respectivement à une position complètement rétractée et à une position complètement déployée du vérin d’inclinaison et l’on désactive, le mode compensation, lorsque la course L incl du vérin d’inclinaison est égale à l’une des longueurs seuils L min et L max . Selon un mode de réalisation, l’on génère un signal d’alerte lorsque le mode compensation est désactivé. Selon un mode de réalisation, en mode compensation, l’on compare le signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison à un première valeur seuil L 1 et à une deuxième valeur seuil L 2 , la première valeur seuil L 1 étant supérieure à une longueur seuil L min correspondant à une position complètement rétractée du vérin d’inclinaison, la deuxième valeur seuil L 2 étant supérieure à la première valeur seuil L 1 et inférieure à une longueur seuil L max correspondant à une position complètement déployée du vérin d’inclinaison, et on limite la vitesse angulaire de pivotement du bras de levage autour de l’axe X4 lorsque la course L incl du vérin d’inclinaison est inférieure à la première valeur seuil L 1 ou supérieure à la deuxième valeur seuil L 2 . Selon un deuxième aspect, l’invention propose également une machine de manutention comportant un châssis, un bras de levage monté pivotant sur le châssis autour d’au moins un axe X1 entre une position abaissée et une position relevée, un vérin de levage agencé pour faire pivoter le bras de levage autour dudit axe X1 entre la position abaissée et la position relevée, un premier capteur qui est configuré pour délivrer un signal de mesure S1 représentatif d’une position du bras de levage entre la position abaissée et la position relevée, un outil destiné à recevoir une charge et monté pivotant sur le bras de levage autour d’au moins un axe X4, parallèle à X1, un vérin d’inclinaison présentant une course L incl et agencé pour faire pivoter l’outil autour dudit axe X4, un deuxième capteur qui est configuré pour délivrer un signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison, au moins un organe d’actionnement qui est configuré pour délivrer des demandes D lev d’actionnement du vérin de levage et des demandes D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison et une unité de commande qui est configurée pour : - recevoir les signaux de mesure S1 et S2, les demande D lev et les demande D incl ; - en réponse à la réception d’une demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison, activer un mode d’actionnement manuel du vérin d’inclinaison, ledit mode d’actionnement manuel du vérin d’inclinaison comprenant générer une consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison en fonction de ladite demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison et asservir la course L incl du vérin d’inclinaison, en boucle fermée, en fonction de ladite consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison et du signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison ; et - en réponse à la réception d’une demande d’actionnement D lev du vérin de levage, activer un mode compensation, le mode compensation comportant les étapes de générer une consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison en fonction d’une variation du signal de mesure S1 représentatif de la position du bras de levage et d’asservir la course L incl du vérin d’inclinaison, en boucle fermée, en fonction de ladite consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison et du signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison. Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte un circuit hydraulique de commande qui est configuré pour assurer la commande du vérin de levage et du vérin d’inclinaison et l’unité de commande est configurée pour contrôler le circuit hydraulique de commande. Selon un mode de réalisation, le circuit hydraulique de commande comporte un réservoir, une pompe ainsi qu’un distributeur à partage de débits qui est configuré pour mettre en communication sélectivement le fluide hydraulique provenant de la pompe avec le vérin de levage et/ou le vérin d’inclinaison. Selon un mode de réalisation, l’unité de commande est configurée de sorte que, en mode compensation : - pour chaque période T successive, déterminer une variation d’angle Δα correspondant au débattement angulaire du bras de levage autour de l’axe X1 au cours de la période T, en fonction de deux signaux de mesure S1 relatifs à la position P lev du bras de levage délivrés respectivement au début et à la fin de la période T ; et - lors de la période suivante, générer la consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison en fonction de la variation d’angle Δα correspondant à la période précédente et asservir la course L incl du vérin d’inclinaison en fonction de ladite consigne L c . Selon un mode de réalisation, l’unité de commande est configurée pour : - attribuer à une variable L 0 , chaque nouvelle consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison générée et pour - en mode compensation, générer la consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison en fonction de la variation d’angle Δα et de L 0 . Breve description des figures L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. La est une représentation schématique d’une machine de manutention sous la forme d’un chariot élévateur. La est une représentation schématique du bras de levage ainsi que du circuit hydraulique de commande, de l’unité de commande et de l’organe d’actionnement du bras de levage, ledit bras de levage étant représenté dans trois positions différentes. La présente sous forme de logigramme le procédé de commande du vérin d’inclinaison. Procédé de commande d’une machine de manutention (1) comportant un châssis (2), un bras de levage (5) monté pivotant sur le châssis (2) autour d’au moins un axe X1 entre une position abaissée et une position relevée, un vérin de levage (6) agencé pour faire pivoter le bras de levage (5) autour dudit axe X1 entre la position abaissée et la position relevée, un premier capteur (7) qui est configuré pour délivrer un signal de mesure S1 représentatif d’une position du bras de levage (5) entre la position abaissée et la position relevée, un outil (8) destiné à recevoir une charge et monté pivotant sur le bras de levage (5) autour d’au moins un axe X4, parallèle à X1, un vérin d’inclinaison (9) présentant une course L incl et agencé pour faire pivoter l’outil (8) autour dudit axe X4, un deuxième capteur (10) qui est configuré pour délivrer un signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison (9), au moins un organe d’actionnement (16) qui est configuré pour délivrer des demandes D lev d’actionnement du vérin de levage (6) et des demandes D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison (9), le procédé comportant les étapes suivantes : - recevoir une demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison (9) ; - en réponse à la réception d’une demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison (9), activer un mode d’actionnement manuel du vérin d’inclinaison (9), ledit mode d’actionnement manuel du vérin d’inclinaison (9) comprenant générer une consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) en fonction de ladite demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison (9) et asservir la course L incl du vérin d’inclinaison (9), en boucle fermée, en fonction de ladite consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) et du signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison (9) ; - recevoir une demande D lev d’actionnement du vérin de levage (6) ; et - en réponse à la réception d’une demande d’actionnement du vérin de levage, activer un mode compensation, le mode compensation comportant les étapes de générer une consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) en fonction d’une variation du signal de mesure S1 représentatif de la position P lev du bras de levage (5) au cours du temps et d’asservir la course L incl du vérin d’inclinaison, en boucle fermée, en fonction de ladite consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) et du signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison (9). Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel le mode compensation comporte, pour chaque période T successive, déterminer une variation d’angle Δα correspondant au débattement angulaire du bras de levage (5) autour de l’axe X1 au cours de la période T, en fonction de deux signaux de mesure S1 relatifs à la position P lev du bras de levage (5) délivrés respectivement au début et à la fin de la période T et dans lequel, lors de la période suivante, la consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) est générée en fonction de la variation d’angle Δα correspondant à la période précédente et la course L incl du vérin d’inclinaison est asservie en fonction de ladite consigne L c . Procédé de commande selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le signal de mesure S1 délivré par le premier capteur (7) est relatif à un angle α d’inclinaison du bras de levage (5) par rapport à un axe de référence dans un plan orthogonal à l’axe X1. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comportant attribuer à une variable L 0 , chaque nouvelle consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) générée et dans lequel, en mode compensation, la consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) est générée en fonction de la variation d’angle Δα et de L 0 . Procédé de commande selon la revendication 4, dans lequel, en mode compensation, la consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) est générée en fonction de la variation d’angle Δα et de L 0 de manière à ce qu’une variation d’angle Δβ correspondant au débattement angulaire de l’outil (8) autour de l’axe X4 pour un déplacement de la course du vérin entre L 0 et Lc soit de même valeur et de signe opposé à la variation d’angle Δα. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la course L incl du vérin d’inclinaison est asservie au moyen d’un contrôleur PID. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le mode compensation est désactivé en réponse à la réception d’une demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison (9). Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l’on compare le signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison (9) à un longueur seuil L min et à une longueur seuil L max correspondant respectivement à une position complètement rétractée et à une position complètement déployée du vérin d’inclinaison (9) et l’on désactive, le mode compensation, lorsque la course L incl du vérin d’inclinaison (9) est égale à l’une des longueurs seuils L min et L max . Procédé de commande selon la revendication 8, dans lequel l’on génère un signal d’alerte lorsque le mode compensation est désactivé. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel, en mode compensation, l’on compare le signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison (9) à un première valeur seuil L 1 et à une deuxième valeur seuil L 2 , la première valeur seuil L 1 étant supérieure à une longueur seuil L min correspondant à une position complètement rétractée du vérin d’inclinaison (9), la deuxième valeur seuil L 2 étant supérieure à la première valeur seuil L 1 et inférieure à une longueur seuil L max correspondant à une position complètement déployée du vérin d’inclinaison (9), et dans lequel on limite une vitesse angulaire de pivotement du bras de levage (5) autour de l’axe X4 lorsque la course L incl du vérin d’inclinaison (9) est inférieure à la première valeur seuil L 1 ou supérieure à la deuxième valeur seuil L 2 . Machine de manutention (1) comportant un châssis (2), un bras de levage (5) monté pivotant sur le châssis (2) autour d’au moins un axe X1 entre une position abaissée et une position relevée, un vérin de levage (6) agencé pour faire pivoter le bras de levage (5) autour dudit axe X1 entre la position abaissée et la position relevée, un premier capteur qui est configuré pour délivrer un signal de mesure S1 représentatif d’une position du bras de levage (5) entre la position abaissée et la position relevée, un outil (8) destiné à recevoir une charge et monté pivotant sur le bras de levage (5) autour d’au moins un axe X4, parallèle à X1, un vérin d’inclinaison (9) présentant une course L incl et agencé pour faire pivoter l’outil (8) autour dudit axe X4, un deuxième capteur qui est configuré pour délivrer un signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison (9), au moins un organe d’actionnement (16) qui est configuré pour délivrer des demandes D lev d’actionnement du vérin de levage (6) et des demandes D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison (9) et une unité de commande (15) qui est configurée pour : - recevoir les signaux de mesure S1 et S2, les demande D lev et les demande D incl ; - en réponse à la réception d’une demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison (9), activer un mode d’actionnement manuel du vérin d’inclinaison (9), ledit mode d’actionnement manuel du vérin d’inclinaison (9) comprenant générer une consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) en fonction de ladite demande D incl d’actionnement du vérin d’inclinaison (9) et asservir la course L incl du vérin d’inclinaison (9), en boucle fermée, en fonction de ladite consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) et du signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison (9) ; et - en réponse à la réception d’une demande d’actionnement D lev du vérin de levage (6), activer un mode compensation, le mode compensation comportant les étapes de générer une consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) en fonction d’une variation du signal de mesure S1 représentatif de la position du bras de levage (5) au cours du temps et d’asservir la course L incl du vérin d’inclinaison, en boucle fermée, en fonction de ladite consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) et du signal de mesure S2 relatif à la course L incl du vérin d’inclinaison (9). Machine de manutention (1) selon la revendication 11, comportant un circuit hydraulique de commande (11) qui est configuré pour assurer la commande du vérin de levage (6) et du vérin d’inclinaison (9) et dans lequel l’unité de commande (15) est configurée pour contrôler le circuit hydraulique de commande (11). Machine de manutention (1) selon la revendication 12, dans laquelle le circuit hydraulique de commande (11) comporte un réservoir (12), une pompe (13) ainsi qu’un distributeur à partage de débits (14) qui est configuré pour mettre en communication sélectivement le fluide hydraulique provenant de la pompe (13) avec le vérin de levage (6) et/ou le vérin d’inclinaison (9). Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, dans laquelle l’unité de commande (15) est configurée de sorte que, en mode compensation : - pour chaque période T successive, déterminer une variation d’angle Δα correspondant au débattement angulaire du bras de levage (5) autour de l’axe X1 au cours de la période T, en fonction de deux signaux de mesure S1 relatifs à la position P lev du bras de levage (5) délivrés respectivement au début et à la fin de la période T ; et - lors de la période suivante, générer la consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) en fonction de la variation d’angle Δα correspondant à la période précédente et asservir la course L incl du vérin d’inclinaison en fonction de ladite consigne L c . Machine de manutention (1) selon la revendication 14, dans laquelle l’unité de commande (15) est configurée pour : - attribuer à une variable L 0 , chaque nouvelle consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) générée et pour - en mode compensation, générer la consigne L c relative à la course du vérin d’inclinaison (9) en fonction de la variation d’angle Δα et de L 0 .