Brevet FR3132776A1 — publié le 20230818

L’invention concerne un système de commande (200) permettant de commander un dispositif (202) destiné à réaliser une opération sur une pièce à usiner sur la base d’une relation spatiale entre le dispositif et la pièce à usiner, laquelle relation spatiale peut être réglée à l’aide d’au moins un actionneur (204), le système incluant un contrôleur de nœud primaire (206’) couplé de manière communicative au dispositif et au moins un contrôleur de nœud secondaire (206”) couplé de manière communicative au contrôleur de nœud primaire (206’). Chaque contrôleur de nœud secondaire (206’’) est adapté à : la réception d’une rétroaction de codeur en provenance de l’actionneur (204), la rétroaction de codeur représentant une position d’une charge mécanique associée à un actionneur (204) parmi l’au moins un actionneur (204), la réalisation d’un algorithme de compression de données sur la rétroaction de codeur pour coder la rétroaction de codeur, la génération de paquets de données représentant la rétroaction de codeur, et la transmission des paquets de données. Le contrôleur de nœud primaire (206’) peut recevoir et décoder les paquets de données et commander un fonctionnement du dispositif sur la base des paquets de données décodés. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 SYSTÈME ET PROCÉDÉ DE MISE EN ŒUVRE DE TECHNIQUES DE COMMANDE À SORTIE SYNCHRONISÉE SUR POSITION (PSO) Domaine technique de l’invention Les modes de réalisation de la présente invention concernent des systèmes et des procédés de mise en œuvre de techniques de commande impliquant une sortie synchronisée sur position (PSO, position-synchronized output). Contexte technique Les techniques PSO sont employées dans le cadre d’un système de commande de mouvement pour générer un signal de déclenchement PSO qui est synchronisé sur la position de rétroaction d’un ou plusieurs actionneurs (par exemple entraînés par un servomoteur). Le signal de déclenchement PSO sert généralement de déclencheur pour amener un laser à émettre une impulsion laser (ou pour mettre en marche un autre dispositif). Les servomoteurs incluent généralement un mécanisme de rétroaction de position tel qu’un codeur rotatif en quadrature (c’est-à-dire un type de codeur incrémental) qui génère des signaux de rétroaction en quadrature qui émulent les signaux de commutation de moteur associés au servomoteur, avec l’ajout d’une impulsion d’indexation. Voir, par exemple, la où les formes d’onde OUTA et OUTB représentent les signaux de commutation de moteur émulés et la forme d’onde OUTZ l’impulsion d’indexation. Les signaux de rétroaction en quadrature sont délivrés en sortie vers une servocommande qui traite les formes d’onde OUTA, OUTB et OUTZ pour déterminer la position de l’axe de codeur du codeur. La servocommande génère un mot de données multi-bit unique (typiquement constitué d’au moins 28 bits, que l’on nomme encore « unité de données de position ») représentant la position de l’axe de codeur par rapport à une position de référence (typiquement, une position d’« origine » déterminée au démarrage). La servocommande transmet l’unité de données de position sous la forme d’un paquet de données de position intégré dans un signal de rétroaction de position à un dispositif de commande de mouvement conçu pour mettre en œuvre la technique PSO. Les circuits des servocommandes présentent une réponse en fréquence maximale, ce qui limite la vitesse de génération et de transmission des signaux de données de position. Combinée à la vitesse de l’application, la réponse en fréquence impose une limite supérieure pratique à la résolution que peuvent fournir un système de mouvement et un codeur donnés. Dans ce cas, la réponse en fréquence maximale de la servocommande est proportionnelle à la vitesse du servomoteur (par ex. mesurée en m/s) divisée par la résolution de codeur (par ex. mesurée en nm). Ainsi, pour une application donnée faisant appel à une technique PSO (ci-après une « application PSO »), on doit trouver un compromis entre la vitesse du servomoteur et la résolution de codeur afin de ne pas dépasser la réponse en fréquence maximale de la servocommande. Dans le cas contraire, on risque d’être confronté à des erreurs de position et à une dégradation du signal de rétroaction de position. Cependant, certaines applications PSO (celles mettant en œuvre un traitement laser par exemple) bénéficieraient d’une vitesse de servomoteur élevée et d’une résolution de codeur élevée, nécessitant des servocommandes capables de générer des signaux de données de position à des cadences plus élevées que les techniques classiques. Dans un mode de réalisation, l’invention décrit un système de commande permettant de commander un dispositif destiné à réaliser une opération sur une pièce à usiner sur la base d’une relation spatiale entre le dispositif et la pièce à usiner, dans lequel la relation spatiale peut être réglée à l’aide d’au moins un actionneur, le système de commande comprenant un contrôleur de nœud primaire couplé de manière communicative au dispositif, dans lequel le contrôleur de nœud primaire est adapté à la commande du fonctionnement du dispositif, et au moins un contrôleur de nœud secondaire couplé de manière communicative au contrôleur de nœud primaire. Selon un mode de réalisation de la présente invention, au moins un contrôleur de nœud secondaire (ou chaque contrôleur de nœud secondaire) est adapté à : la réception d’une rétroaction de codeur en provenance de l’actionneur, la rétroaction de codeur représentant une position d’une charge mécanique associée à un actionneur parmi l’au moins un actionneur, la réalisation d’un algorithme de compression de données sur la rétroaction de codeur pour coder la rétroaction de codeur, la génération de paquets de données représentant la rétroaction de codeur, et la transmission des paquets de données. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le contrôleur de nœud primaire est en outre adapté à la réception des paquets de données, au décodage des paquets de données et à la commande du fonctionnement du dispositif compte tenu, au moins en partie, des paquets de données décodés. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système de commande comprend en outre le dispositif. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif inclut au moins un élément choisi dans le groupe constitué par un laser et un capteur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système de commande comprend en outre l’au moins un actionneur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l’au moins un actionneur inclut un actionneur linéaire. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l’au moins un actionneur est couplé mécaniquement à la pièce à usiner. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système de commande comprend en outre une pluralité de contrôleurs de nœud secondaires. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le système de commande comprend en outre une pluralité d’actionneurs. Brève description des figures La est un diagramme illustrant les formes d’onde de signaux de commutation de moteur émulés pour un codeur en quadrature ; La illustre schématiquement un système de commande de traitement de pièces à usiner selon certains modes de réalisation de la présente invention ; La est un organigramme interfonctionnel illustrant un exemple de processus dans le cadre duquel une application PSO peut être exécutée, selon certains modes de réalisation de la présente invention ; La est un chronogramme expliquant, entre autres, le contenu informationnel d’un paquet de données de position hybride véhiculé par un signal de rétroaction de position selon un mode de réalisation ; La est un chronogramme expliquant comment des signaux transmis sur différentes lignes d’une liaison de communication peuvent être synchronisés selon un mode de réalisation ; La est un organigramme illustrant un exemple de processus dans le cadre duquel la position d’un actionneur correspondant à un contrôleur de nœud secondaire peut être déterminée, selon un mode de réalisation. Système de commande (200) permettant de commander un dispositif (202) destiné à effectuer une opération sur une pièce à usiner sur la base d’une relation spatiale entre le dispositif et la pièce à usiner, dans lequel la relation spatiale peut être réglée à l’aide d’au moins un actionneur (204), le système de commande (200) comprenant : un contrôleur de nœud primaire (206’) couplé de manière communicative au dispositif, dans lequel le contrôleur de nœud primaire (206’) est adapté à la commande du fonctionnement du dispositif ; et au moins un contrôleur de nœud secondaire (206”) couplé de manière communicative au contrôleur de nœud primaire (206’), dans lequel l’au moins un contrôleur de nœud secondaire (206”) est adapté à : la réception d’une rétroaction de codeur en provenance de l’actionneur (204), la rétroaction de codeur représentant une position d’une charge mécanique associée à un actionneur parmi l’au moins un actionneur (204), l’exécution d’un algorithme de compression de données sur la rétroaction de codeur pour coder la rétroaction de codeur, la génération de paquets de données représentant la rétroaction de codeur, et la transmission des paquets de données ; dans lequel le contrôleur de nœud primaire (206’) est en outre adapté à : la réception des paquets de données, le décodage des paquets de données, et la commande du fonctionnement du dispositif sur la base, au moins en partie, des paquets de données décodés. Système de commande selon la revendication 1, comprenant en outre le dispositif (202). Système de commande selon la revendication 2, dans lequel le dispositif (202) inclut au moins un élément choisi dans le groupe constitué par un laser et un capteur. Système de commande selon la revendication 1, comprenant en outre l’au moins un actionneur (204). Système de commande selon la revendication 4, dans lequel l’au moins un actionneur (204) inclut un actionneur linéaire. Système de commande selon la revendication 4, dans lequel l’au moins un actionneur (204) est couplé mécaniquement à la pièce à usiner. Système de commande selon la revendication 1, comprenant en outre une pluralité de contrôleurs de nœud secondaires (206”). Système de commande selon la revendication 7, comprenant en outre une pluralité d’actionneurs (204).