FR2485674A1 - Dispositif de commande du deplacement d'une piece et imprimante comportant un tel dispositif - Google Patents

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/08—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion
    • F16H25/14—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion with reciprocation perpendicular to the axis of rotation

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE LES DISPOSITIFS DE COMMANDE DU DEPLACEMENT D'UNE PIECE ET EN PARTICULIER LES IMPRIMANTES COMPORTANT DES DISPOSITIFS DE COMMANDE DU DEPLACEMENT DE LA TETE D'IMPRESSION. UNE CAME 3 PLACEE DANS UNE LUMIERE 2 MENAGEE DANS UNE TETE D'IMPRESSION 1 TRANSFORME LE MOUVEMENT DE ROTATION PAS A PAS ENGENDRE PAR UN MOTEUR 6 EN UN MOUVEMENT RECTILIGNE ALTERNATIF, DE DIRECTION OX, ANIMANT LA TETE D'IMPRESSION 1. LA FORME PARTICULIERE DU CONTOUR DE LA CAME 3 PERMET D'UNE PART DE REALISER UN POSITIONNEMENT DE LA TETE D'IMPRESSION 1 AVEC UNE TRES BONNE PRECISION ET D'AUTRE PART DE N'AVOIR AUCUN JEU ENTRE LA CAME 3 ET LA LUMIERE 2. APPLICATION AUX IMPRIMANTES.

Description

L'invention concerne les dispositifs de commande du déplacement alternatif d'une pièce et en particulier les imprimantes comportant des dispositifs de commande du déplacement de la tete d'impression.
Il est connu d'imposer un mouvement linéaire alternatif à une tete d'impression dsune imprimante au moyen d'un moteur pas à pas classique couplé à un excentrique place dans une lumière (appelée plus communément cavité) ménagée dans la tête d'impression.
Le pas des moteurs classiques: 150 et 7,5 nécessite l'utilisation d'une pignonnerie importante entre le moteur et l'excentrique afin de réaliser un disposi- tif de multiplication de ce pas, l'excentrique devant tourner de 180 entre les deux positions extrêmes de la tête d'impression.
un incouvénient majeur de cette méthode est d'impliquer des imprécisions notables sur la position angulaire de l'excentrique.
La présents invention a pour objet de pallier cet inconvénient à l'aide de moyens simples.
Selon l'invention, un dispositif de commande du de placement d' une pièce pourvue d ' une lumière ayant deux faces parallèles distantes de 2a, comprenant un moteur rotatif, est caractérisé en ce qu' il comporte une came couplée au moteur, et placée dans la lumiere, de façon à transformer le mouvement rotatif généré par le moteur en un mouvement alternatif rectiligne d'amplitude 2b animant la pièce, cette came ayant un contour correspondant à l'enveloppe des droites D(#) dont l'é- quation dans un repère orthogonal OXY centré au point de rotation 0 de la came est la suivante xcos # + ysin # = P(#), avec P(#) = a + bf(#), f(#) étant une fonction impaire.
La came ainsi définie est sans jeu avec les côtés parallèles de la lumière quelque soit la position de la came au cours de sa rotation.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description et des dessins s'y rapportant sur lesquels
- la figure la est un exemple d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention :
- la figure lb est une coupe du dispositif de la figure la suivant AA'
- la figure 2 représente en détail un exemple de forme de came selon l'invention.
Sur la figure la est représenté un moteur rotatif pas à pas 6 couplé à une came 3 par l'intermédiaire d'un engrenage constitué de deux roues dentées 4 et 5 servant à transformer le pas de rotation du moteur. Le rapport de multiplication de cet engrenage est k. La came 3 est placée à l'intérieur d'une lumière 2 ménagée dans une tête d'impression 1.
Il a été représenté sur la figure lb une coupe
AA' du dispositif de la figure la afin de mieux percevoir la position des éléments précédemment décrits.
Cette coupe fait apparaître la forme rectangulaire de la lumière 2 dont la largeur est 2a. La came 3 dont l'axe de rotation, perpendiculaire au plan du dessin, passe par le point O est sans jeu avec les deux grands côtés de la lumière. Cette caractéristique découle de la forme particulière de la came 3.
La figure 2 permet de mieux saisir l'ingénuosi
té résultant de la forme particulière de la came uti
lisée. Soit un repère OXY placé dans le plan de coupe
AA', l'équation du contour C de la came 3 dans ce re
père est la suivante
Figure img00020001
<tb> x <SEP> = <SEP> acos <SEP> # <SEP> <SEP> + <SEP> 2bcos2# <SEP> <SEP> - <SEP> bcos4 <SEP> #
<tb> <SEP> y <SEP> = <SEP> asin <SEP> # <SEP> - <SEP> 2bsin2# <SEP> <SEP> - <SEP> bsin4 <SEP> #
<tb>
Ce contour C est l'enveloppe. des droites D(#) d'équation::
xcos # + yain # = a = boos3# = R(#)
Dans ces équations, # correspond à 11 angle polaire du point considéré.
Les droites D(#) ainsi définies sont situées a une distance R(q) du centre de rotation 0. Il est à remarquer que toute droite D(#) est parallèle à une droits correspondante D (#+#), et que la distance entre ces deux droites D(#) et D(#+#) est 2a.
Ainsi, quelque soit la position de la came 3 au cours de sa rotation, elle est sans jeu avec les deux grands côtés de la lumière 2 distants de 2a, ces deux cotés pouvant être assimilés à des droites D(ç).
La came 3 transforme le mouvement de rotation pas à pas engendré par le moteur 6 en un mouvement rectiligne alternatif, de direction OX, animant la tête d'im- pression 1. Chaque arrêt du moteur 6 correspond à une position extrême de la tête d'impression 1.
En effet, soit e0 le pas du moteur 6 et k le rapport de multiplication de l'angle de rotation de la roue dentée 4 par rapport à la roue 5. lorsque le moteur 6 effectue un pas de rotation #o,la came 3 effectue un angle de rotation 9 = keo.
soit k te l que #. = #/3, c'est-à-dire k = #/3#.
A un pas de roation #o du moteur 6, il correspond une translation de la tête d'impression 1 qui a pour valeur
R(#/3) - R(o) = -2b
Au pas de rotation suivant, la translation de la tête d'impression a pour valeur
R(2#/3)-R(#/3) = +2b
La tête d'impression 1 est donc bien animée d'un mouvement alternatif d'amplitude 2b correspondant à la rotation du moteur 6 d'un angle #o.
Un calcul de la précision du positionnement de la tête d'impression 1 permet de faire apparaître la qualité de cette précision.
Soit un défaut de positionnement du moteur 6 de valeur ##o, il s'ensuit un défaut de positionnement de la came 3 de ##o =
D'où l'erreur de translation suivante = R(#o + ##o) - R(#.)
= b[cos3(#o + ##o) = cos3#o]
Cette erreur dL peut être calculée à l'aide d'un développement de Taylor des fonctions cosinus, ce qui donne
Figure img00040001
Pour chaque position extreme de la tête d'impression 1, c'est-à-dire pour 3o - P3 (P entier), l'erreur de translation a pour valeur absolue
Figure img00040002

D'où
Figure img00040003
Il en résulte qu'une erreur de positionnement du moteur 6 de 1% se traduit par une erreur de 0,02 % sur le positionnement de la tête d'impression 1. L'erreur qui serait engendrée par les dispositifs connus utilisant un simple excentrique est 100 fois plus importante.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté.
En particulier, il est possible d'utiliser toute came dont le contour est l'enveloppe des droites D(#) d'équation xcos# + ysin# = P(#) avec P(#) = a + bf(#) avec f(#) = - f(#) dont P(#) + P(# + #) = 2a.
Il est à noter que pour obtenir une erreur #L égale à 0 au voisinage des sommets et des creux de la came il suffit par exemple de prendre f(t) telle que
f(#) = 1 pour # < # < #/(2n+1) (2n+3)
f(#) = cos (2n+3) (#-n/(2n+1) (2n+3)) pour
#/(2n+1) (2n+3) < # < #2x(n+1)/(2n+1) (2n+3)
f(#) = 1 pour 2# (n+1)/(2n+1)(2n+3) < # < #/2n+1 avec n entier.
Une rotation de cette came de la, position #= Q à # = #/(2n+1) (2n+3), ne produit aucun mouvement de tranzlation de la tête d'impression. Le moteur peut être très imprécis, le pas de translation aura la précision de la came.
Il est aussi possible de définir une came permet tant un positionnement de la tête d'impression sur trois positions successives tout en conservant la propriété #L - O, par exemple la came qui est l'enveloppe des droi tes D(#) d'équation ncos # + ysin# = P(#) avec P(#) = a + bsin2K'(# - #/4K) pour 4n#/2k' < # < 4n+2) #/2k'
P(#) = a - 2b + bsin2k'(# + #/4k) pour (4n+2)# < @ < (4n+1)@
2k' 2k' et k' entier.
Il est å noter que le dispositif selon lginven- tion n'est pas limité au déplacement d'une tête d'impres- sion d'une imprimante mais peut être utilisé pour le déplacement de toute autre pièce.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande du déplacement d'une pièce (1) pourvue d'une lumière (2) ayant deux faces parallèles distantes de 2a, comprenant un moteur rotatif (6), caractérisé en ce qu'il comporte une came (3) couplée au moteur (6) et placée dans la lumière (2) de fa çon à transformer le mouvement rotatif généré par le moteur (6) en un mouvement alternatif rectiligne d'am- plitude 2b animant la pièce (1), cette came (3) ayant un contour C correspondant à l'enveloppe des droites D(#) dont l'équation dans un repère orthogonal OXY centré au point de rotation 0 de la came (3) est la suivante : xcost + ysin = P(*), avec P(*) = a + bf(t) , étant une fonction impaire.
2. Dispositif de commande du déplacement d'une pièce (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que f(t) = cos(2n+l)avec n entier.
3. Dispositif de commande du déplacement d'une pièce (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupe de la lumière (2) suivant un plan parallèle à celui défini par le repère OXY est rectangulaire et de largeur 2a
4. Dispositif de commande du déplacement d'une pièce (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur rotatif (6) est un moteur pas à pas.
5. Dispositif de commande du déplacement d'une pièce (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce est une tête d'impression.
6. Imprimante caractérisée en ce quelle comporte un dispositif de commande du déplacement d'une pièce (1) selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 et 5.
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