CH621295A5

CH621295A5 -

Info

Publication number: CH621295A5
Application number: CH676377A
Authority: CH
Inventors: Jacques Lallemand
Original assignee: Secap
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1977-06-02
Publication date: 1981-01-30
Also published as: GB1574917A; DE2723978A1; FR2354592A1; CA1095143A; DE2723978B2; US4224603A; FR2354592B1; JPS52151099A; DE2723978C3

Description

La présente invention concerne un dispositif pour repérer la position de plusieurs organes mobiles par rapport à un bâti fixe, ces organes mobiles pouvant occuper chacun N positions distinctes d'incrément a, dans une machine d'affranchissement.

Elle concerne plus particulièrement les machines à affranchir telles que celles décrites dans la demande de brevet français N° 37911 déposée le 11 décembre 1975 au nom de la titulaire.

On connaît déjà des dispositifs de repérage de la position d'un organe mobile utilisant des capteurs à deux états qui sont influencés par la proximité d'un repère porté par l'organe mobile ou par un élément solidaire de cet organe mobile.

C'est ainsi que dans la demande de brevet précitée est décrit un système de repérage du type « 1 parmi 10», pour le repérage de la position d'un coulisseau à 10 positions distinctes. Le système comporte 10 capteurs et un organe d'activation porté par le coulisseau. Le capteur activé détermine donc de façon absolue la position du coulisseau, mais le système est relativement encombrant et nécessite 10 fils de liaison, plus un fil commun.

Ceci présente un inconvénient, en particulier dans le cas des machines à affranchir où l'on doit enregistrer par exemple 4 ordres de grandeur différents: unités, dizaines, centaines, mille, ce qui nécessite de loger 4 coulisseaux et leur système de repérage dans un espace restreint.

On connaît également des systèmes de repérage de position par comptage, par exemple en comptant le passage de fentes sur une règle-ou sur un disque au moyen d'un capteur photoélectrique. C'est le système de repérage par capteur incrémental, mais ce système présente l'inconvénient de nécessiter une référence de départ. Si, pour une raison quelconque, le comptage a été interrompu, le système doit être ramené en position de référence avant de mesurer de nouveaux déplacements. Un tel système n'est donc pas absolu et ne procure pas la sécurité de fonctionnement qui est nécessaire sur certaines machines et, notamment, sur les machines à affranchir.

On connaît également des codeurs angulaires, qui peuvent être appliqués au repérage d'organes en translation et qui nécessitent une batterie de n capteurs pour repérer 2n positions, ces capteurs étant alignés suivant une ligne perpendiculaire au mouvement. L'organe mobile porte alors des zones d'activation codées (par exemple, des zones opaques et des zones transparentes dans le cas de capteurs photoélectriques), ce qui permet d'obtenir un repérage codé absolu. Mais l'encombrement du système est important dans le sens perpendiculaire au déplacement et il ne serait pas possible de loger par exemple 4 systèmes identiques dans un volume acceptable pour l'équipement d'une machine à affranchir.

L'invention a pour but de fournir un dispositif pour repérer la position de plusieurs organes mobiles, pouvant occuper chacun N positions incrémentales d'incrément a, dans une machine d'affranchissement, ne présentant pas les inconvénients des dispositifs mentionnés ci-dessus. Ce but est atteint par le dispositif tel que défini dans la revendication 1.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution et variantes du dispositif qui fait l'objet de l'invention.

La fig. 1 est une représentation schématique d'une première forme d'exécution,

La fig. 2 est line représentation schématique d'une variante permettant le contrôle de l'exactitude des informations fournies par les capteurs,

la fig. 3 illustre schématiquement le déplacement de la rangée de capteurs pour repérer la position de plusieurs organes mobiles,

la fig. 4 est une vue en perspective illustrant le repérage de la position des coulisseaux de mise à valeur dans la machine à affranchir,

la fig. 5 est une vue en coupe suivant la direction V-V de la fig. 4, et la fig. 6 est une vue en élévation du jeu unique de capteurs, la vue étant faite suivant la direction VI-VI de la fig. 5.

On a représenté schématiquement sur la fig. 1 un organe mobile ou coulisseau 2 susceptible de se déplacer par incréments de valeur a suivant un déplacement linéaire dans la direction 4, pour occuper N positions distinctes par rapport au bâti fixe 20 de la machine.

Ce coulisseau entraîne au moyen d'une crémaillère 6 une molette d'impression 8.

Au voisinage du coulisseau 2 et parallèlement à la direction de déplacement 4 sont disposés n capteurs, par exemple 4, qui portent les références 23-24-25-26 et qui sont espacés les uns des autres d'intervalles égaux à l'incrément a ou à un multiple de a. Dans la forme d'exécution représentée, les 4 capteurs sont également espacés de a, mais les intervalles entre les capteurs pour2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

raient être différents les uns des autres, du moment que ce sont des multiples de a. Les capteurs sont portés par le bâti fixe 20 de la machine.

Le nombre des capteurs est inférieur au nombre N de positions à repérer, mais ce nombre est toujours au moins égal à une valeur n telle que:

2n>N

Le système représenté sur la fig. 1 permet de repérer N= 16 positions distinctes avec n=4 capteurs (24= 16).

En général, dans une machine à affranchir, le repérage doit être fait entre 10 positions seulement (système décimal), si bien que 6 des positions possibles seraient inutilisées.

Les capteurs 23-24-25-26 sont des capteurs à deux états qui sont influencés par des zones d'activation 10-12-14-16-18 portées par le coulisseau 2.

On peut utiliser n'importe quel type de capteur détectant une proximité ou un contact, les zones d'activation étant choisies en fonction du type de capteur.

C'est ainsi qu'on peut utiliser:

— des capteurs photoélectriques coopérant, par réflexion ou transmission avec des zones d'activation réfléchissantes ou opaques et transparentes ;

— des capteurs magnétiques coopérant avec des crêtes magnétiques portés par le coulisseau;

— des capteurs inductifs, ou capacitifs ou fluidiques;

— des capteurs à contacts, directs ou sans ampoule.

Pour la simplification de la description, on considérera seulement dans ce qui suit les capteurs magnétiques qui sont influencés par des «dents» ou «crêtes», telles que 10 à 18, taillées en saillie dans le coulisseau 2, mais les zones d'activation ne sont pas forcément des zones en saillie et les zones de non-activation ne sont pas non plus forcément des zones en creux. On peut envisager par exemple des matières différentes (en magnétisme, conductibilité, opacité), sans que le coulisseau présente physiquement des parties en creux ou en saillie.

Les crêtes, ou plus généralement les zones d'activation, portées par l'organe mobile, ont chacune une longueur d'influence égale à l'incrément a ou à un multiple de a.

C'est ainsi que dans la forme d'exécution de la fig. 1, les crêtes 10-16 et 18 ont une longueur d'influence a, la crête 12 = 2a, la crête 14=4a. De même, les intervalles, ou zones de non-activation, ont également une longueur de «non-influence» de a ou un multiple de a (intervalles entre 10-12 et 14-16=a, intervalle entre 16-18 = 2a, intervalle entre 12-14=4a).

Suivant les intervalles choisis entre les capteurs, la position et le nombre des crêtes et des creux sur l'organe mobile peuvent être différents.

Si on considère, suivant le code binaire, qu'un capteur non activé est dans l'état 0 et qu'un capteur activé par une crête est dans l'état 1, on obtient le code indiqué dans le tableau I ci-dessous pour chacune des 16 positions possibles:

Tableau en tête de la colonne suivante

Les informations codées à 4 bits fournies par les 4 capteurs sont transmises à un décodeur D qui les transmet à un enregistreur E ou appareil analogue d'exploitation des données de la machine.

Il ressort du tableau I que le repérage obtenu est absolu, chacune des 16 positions correspondant à une information codée unique à 4 bits, sans redites ni manques, ce résultat étant obtenu avec un nombre minimum de capteurs alignés parallèlement au déplacement de l'organe mobile à repérer.

Les «crêtes», ou zones d'activation équivalentes, portées directement par l'organe mobile (coulisseau 2) peuvent être portées par un autre organe attelé mécaniquement, par exemple par une tige ou par toute autre liaison, à l'organe mobile à repérer.

621 295

Tableau I

Déplace

Capt

Code ment

23

24

25

26

0

1

0

1

0101

a

1

0

1

1011

2a

0

1

0

0110

3a

1

0

1100

4a

1

0

1000

5a

0

0000

6a

0

1

0001

7a

0

1

0011

8a

0

1

0111

9a

1

1111

10a

1

0

1110

lia

1

0

1

1101

12a

1

0

1

0

1010

13a

0

1

0

0100

14a

1

0

1

1001

15a

0

1

0

0010

La forme d'exécution représentée sur la fig. 2 s'applique plus particulièrement au repérage de la position d'un organe mobile de machine d'affranchissement susceptible d'occuper 10 positions distinctes. L'organe mobile est encore un coulisseau 2 susceptible de se déplacer linéairement suivant la direction 4.

Il suffirait, pour définir 10 positions avec un code absolu, de 4 capteurs, mais la forme d'exécution représentée utilise 5 capteurs 27-28-29-30-31. Ces capteurs sont alignés parallèlement au déplacement de l'organe mobile et avec des écarts entre capteurs égaux à l'incrément a ou à un multiple de a.

Les écarts, en partant du capteur 27, sont successivement: a, a, 2a, 3a

Le coulisseau porte 5 zones d'activation ou crêtes 32-33-34-35-36 ayant toutes une longueur d'influence égale à a ou un multiple de a. Ces longueurs d'influence sont ici successivement égales, en partant de la première crête 32 à:

a, 2a, 3a, a, 2a

Les zones de non-activation, ou creux, situés entre les crêtes ont eux aussi des longueurs multiples de l'incrément a. Dans l'exemple de la fig. 2, ces longueurs sont successivement, en partant du premier creux 36 :

a, a, 3a, a

L'avance pas à pas du coulisseau 2, d'une valeur élémentaire a, donne sur la rangée de capteurs, un code binaire fonction de la position. Le tableau II ci-dessous montre les informations codées obtenues pour chacune des 10 positions du coulisseau.

Le repérage est absolu, mais on dispose d'une information surabondante grâce au 5e capteur, alors que 4 seulement suffiraient.

On choisit le positionnement des capteurs ainsi que le positionnement des crêtes et creux sur le coulisseau pour que le code correspondant à chaque position renferme toujours 3 bits identiques, par exemple trois états 1 comme il ressort du tableau.

( Tableau en tête de la colonne suivante)

Il est ainsi possible, en adjoignant un circuit de contrôle C au décodeur D, de s'assurer qu'aucune information codée n'est erronée, ce qui apporte une sécurité supplémentaire.

Dans une machine à affranchir, on a généralement à repérer les positions de 4 organes mobiles ou coulisseaux correspondant aux ordres de grandeur 1, 10, 100,1000.

3

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15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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4

Tableau II

Déplace

Capt

Code ment

27

28

29

30

31

0

1

00111

a

0

1

0

1

01011

2a

1

0

1

0

1

10101

3a

0

1

0

01110

4a

1

0

1

0

11010

5a

1

0

1

0

10110

6a

0

1

0

1

01101

7a

1

0

11100

8a

1

0 •

0

1

11001

9a

1

0

1

10011

On a représenté schématiquement sur la fig. 3, 4 coulisseaux parallèles 2-2A-2B-2C qui coopèrent avec une rangée unique de capteurs 27-28... 31 portés par une réglette commune 42. Pour enregistrer successivement la position des 4 coulisseaux, il suffit de faire balayer la réglette 42, suivant la direction 44, à proximité des crêtes des 4 coulisseaux. Inversement, les 4 coulisseaux peuvent être portés par un organe mobile, par exemple en rotation, pour faire défiler les crêtes et les creux à proximité des capteurs.

On a représenté sur la fig. 4 les organes fondamentaux d'une machine à affranchir pour illustrer l'application du dispositif au repérage des coulisseaux du système de mise à valeur de la machine.

La machine à affranchir représentée partiellement sur la figure comporte, comme beaucoup de machines à affranchir classiques, un tambour d'impression représenté seulement schématiquement, en traits interrompus en 110, qui porte des éléments d'impression fixes et des éléments d'impression variables, tous gravés en relief. Parmi les éléments d'impression variables, on a représenté seulement une molette 8 d'impression des chiffres des unités des valeurs d'affranchissement et une molette 8A d'impression des chiffres des dizaines; bien entendu, la machine comporte encore d'autres molettes, par exemple deux autres pour l'impression des chiffres des centaines et des mille respectivement. Les molettes sont montées à rotation dans le tambour 110, solidaire d'un arbre rotatif 113 qui est entraîné, pour un tour, dans le sens de la flèche f, à chaque opération d'affranchissement par l'intermédiaire d'un embrayage classique désigné dans son ensemble par 114.

Deux boutons à commande manuelle 116, 117 permettent la mise à valeur respective des deux molettes d'impression 8, 8A par l'intermédiaire de transmissions appropriées.

La transmission qui relie le bouton de commande 116 à la molette d'impression 8 comporte un arbre 121 solidaire du bouton de commande 116, un pignon denté conique 122 fixé sur l'arbre 121, un autre pignon conique 123 en prise avec le pignon 122 et fixé sur un arbre 124, un pignon denté 125 fixé sur l'arbre 124, une crémaillère 126 en prise avec le pignon 125, une chape 137 solidaire de la crémaillère 126, une bague 142 qui peut coulisser sur l'arbre 113 et qui présente une gorge annulaire 143 dans laquelle est engagée la chape 137, une tige ou coulisseau 2 qui peut coulisser dans une rainure longitudinale 139 de l'arbre 113, une crémaillère 6 solidaire de la tige coulissante 2 et un pignon denté 141 en prise avec la crémaillère 6 et solidaire de la molette d'impression 8.

La transmission qui relie le bouton de mise à valeur 117 à la molette d'impression 8A est analogue à celle qu'on vient de décrire pour la mise à valeur de la molette 8; les organes correspondants sont désignés par les mêmes chiffres de référence affectés de l'indice «A».

La machine est équipée d'un système codeur de lecture de la position actuelle de chaque tige coulissante.

Ainsi, la tige 2 porte cinq dents 32, 33, 34, 35, 36 et, d'une manière analogue, la tige 2A porte cinq dents 32A, 33A, 34A, 35A, 36A (comme dans le cas des fig. 2 et 3). Les dents correspondantes des deux tiges coulissantes 2 et 2A sont alignées dans un même plan transversal à l'arbre 113 pour une même valeur affichée sur les molettes d'impression 8 et 8A. Parallèlement à l'arbre 113, sont convenablement disposés, en rangées cinq capteurs, par exemple cinq cellules magnétorésistives 27,28,29, 30, 31, intégrées dans un circuit magnétique commun fixe 144 qui s'étend sur toute la longueur de la course utile des dents. Le circuit magnétique 144, constamment parcouru par un flux, est constitué par exemple par un aimant permanent.

Lorsque la machine est dans sa position de repos, comme représenté sur les fig. 4 et 5, l'arbre 113 occupe la position angulaire pour laquelle aucune des dents précitées ne se trouve devant des cellules magnétorésistives. En fonctionnement, la rotation de l'arbre 113 fait passer certaines dents devant certaines cellules magnétorésistives; or, les cellules magnétorésistives ayant la propriété de présenter au courant électrique une résistance variable en fonction du flux magnétique qui les baigne, les cellules qui se trouvent en face des dents subissent des variations de résistance qui sont exploitées dans des circuits électroniques, afin de permettre le comptage de la valeur qui a été affichée grâce aux molettes 116 et 117 et qui sera imprimée sur les plis à affranchir par les roues d'impression 8 et 8A. En effet, chacune des 10 positions des tiges 2-2A est reconnue grâce au code qu'elle fournit conformément au tableau II.

Un tel repérage d'un organe mobile en translation s'applique aussi au repérage angulaire d'organes mobiles en rotation.

Les valeurs indiquées pour l'espacement des capteurs et pour la disposition des crêtes et creux portés par l'organe mobile sont seulement des exemples et de nombreuses autres dispositions pourraient procurer des résultats identiques.

Lorsqu'on indique que la longueur d'une zone d'activation est égale à un multiple de a, il s'agit de la longueur d'influence de ladite zone. Dans la pratique, il peut être plus avantageux de prévoir des crêtes plus étroites que a pour éviter d'influencer des capteurs voisins. Mais, dans tous les cas, le «pas» des zones d'activation est toujours égal à un multiple de a. C'est ainsi que dans le cas de la crête 14 (fig. 1) qui a une longueur d'influence de 4a, on pourrait aussi bien constituer cette zone d'activation par 4 crêtes successives étroites, ou pointes, séparées les unes des autres par des creux; le «pas» de ces 4 crêtes étroites étant égal à a.

Ainsi, de tels dispositifs permettent de remédier aux différents inconvénients précités des dispositifs classiques.

En effet, ils permettent d'obtenir un repérage codé absolu, ne nécessitant ni comptage ni base de référence; le code est binaire; le nombre n des capteurs est réduit et toujours bien inférieur au nombre N de positions différentes à repérer; et les capteurs sont disposés sur une ligne parallèle aux déplacements à mesurer, ce qui permet un montage dans un faible encombrement.

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R

2 feuilles dessins

Claims

621 295 REVENDICATIONS

1. Dispositif pour repérer, par rapport à un bâti fixe, dans une machine d'affranchissement, la position de plusieurs organes mobiles dont les déplacements sont parallèles et qui sont susceptibles chacun d'occuper N positions incrémentales d'incrément a, ledit dispositif étant caractérisé en ce que :

— il comporte n<N capteurs à deux états disposés en une rangée unique suivant une ligne parallèle au déplacement desdits organes mobiles, le nombre n des capteurs étant tel que 2n >N, et lesdits capteurs étant séparés par des intervalles égaux à des multiples de a;

— lesdits organes mobiles portent chacun une pluralité de zones séparées d'activation des capteurs alignées parallèlement au déplacement des organes mobiles, la longueur de chaque zone et de chaque intervalle séparant deux zones étant un multiple de a;

— les n capteurs sont reliés à un circuit de décodage recueillant des signaux codés, à n bits, différents pour chaque position de chaque organe mobile;

— il comporte des moyens assurant un déplacement exploratoire relatif de ladite rangée de capteurs par rapport auxdits organes, suivant une direction perpendiculaire à celle du déplacement des organes mobiles, ladite rangée unique de capteurs explorant successivement par balayage les zones d'activation portées par lesdits organes mobiles.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les zones d'activation sont disposées de façon identique sur tous les organes mobiles.

3. Dispositif suivant la revendication 1, pour repérer la position de plusieurs organes mobiles pouvant occuper chacun 10 positions différentes, caractérisé en ce qu'il comprend une rangée unique de 5 capteurs disposés suivant une ligne parallèle au déplacement des organes mobiles, en ce que chaque organe mobile porte 5 zones séparées d'activation desdits capteurs, et en ce qu'il est agencé de façon que, pour chaque position de chaque organe mobile, 3 desdites zones activent chacune un capteur.

4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs font partie du groupe comprenant les capteurs photoélectriques, les capteurs magnétiques, les capteurs inductifs, les capteurs capacitifs, les capteurs fluidiques, les capteurs à contact de proximité, les capteurs à contacts directs.

5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les zones d'activation font partie du groupe comprenant les zones réfléchissantes, les zones transparentes, les zones magnétiques, les zones conductrices, les écrans déviateurs de fluide.

6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour produire le déplacement exploratoire relatif sont agencés de manière à agir sur un support commun supportant les organes mobiles et en ce que la rangée unique de capteurs est portée par un support fixe.