FR2517139A1 - Procede et dispositif de reglage de la vitesse de rotation d'un outil electrique a moteur universel - Google Patents
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Abstract
UN OUTIL ELECTRIQUE EST COMMANDE PAR UN MICRO-PROCESSEUR MP DE TELLE MANIERE QUE SA VITESSE DE ROTATION DE TRAVAIL SOIT ATTEINTE EN PASSANT PAR UNE SERIE DE VITESSES DE ROTATION DE DEMARRAGE. LES DIVERSES VITESSES DE ROTATION DE DEMARRAGE SONT ETABLIES (CONTACTS S3) INDEPENDAMMENT DE LA VITESSE DE ROTATION DE TRAVAIL CHOISIE. AU COURS D'UNE OPERATION D'APPRENTISSAGE, APRES UN NOMBRE PREDETERMINE DE VITESSES DE ROTATION DE DEMARRAGE, LE MOTEUR EST COUPE ET LE COUPLE DE ROTATION MESURE AVANT LA COUPURE EST ENREGISTRE EN TANT QUE COUPLE DE TRAVAIL MAXIMAL POUR UN MODE DE TRAVAIL ULTERIEUR. APPLICATION PARTICULIERE A LA REALISATION D'UN OUTIL ELECTRIQUE A MAIN POUVANT ETRE UTILISE COMME PERCEUSE ET COMME VISSEUR.
Description
La presente invention concerne un procédé de réglage de la vitesse de rotation d'un outil électrique à moteur universel, procédé dans lequel au moins une vitesse de rotation de travail est atteinte sous la commande d'un microprocesseur par l'intermédiairre d'une série de vitesses de rotation de démarrage, et dans lequel la vitesse de rotation de travail désirée peut être choisie dans un groupe de vitesses de rotation prévues, au moyen d'un clavier.'
I1 est déjà connu, d'après la demande de brevet allemand publiée avant examen 29 33 355, d'assurer le réglage ou la régulation de la vitesse de rotation du moteur électrique d'un outil électrique à main au moyen d'un micro-ordinateur.La vitesse de rotation de travail désirée est introduite en tant que vitesse de rotation de consigne dans le micro-ordinateur par l'intermédiaire d'un commutateur de réglage de vitesse de rotation à commande manuelle. Une génératrice tachymétrique mesure la vitesse de rotation instantanée du moteur électrique et introduit les signaux ainsi obtenus en tant que vitesse de rotation
effective dans le micro-ordinateur, qui effectue alors une comparaison avec la vitesse de rotation de consigne et, en cas d'écart, transmet un signal de commande correspondant à un montage à thyristor réglant le courant du moteur. I1 est en outre prévu des affichages optiques qui indiquent la vitesse de rotation instantanée et le sens de rotation de l'outil électrique.
I1 est déjà connu, d'après la demande de brevet allemand publiée avant examen 29 33 355, d'assurer le réglage ou la régulation de la vitesse de rotation du moteur électrique d'un outil électrique à main au moyen d'un micro-ordinateur.La vitesse de rotation de travail désirée est introduite en tant que vitesse de rotation de consigne dans le micro-ordinateur par l'intermédiaire d'un commutateur de réglage de vitesse de rotation à commande manuelle. Une génératrice tachymétrique mesure la vitesse de rotation instantanée du moteur électrique et introduit les signaux ainsi obtenus en tant que vitesse de rotation
effective dans le micro-ordinateur, qui effectue alors une comparaison avec la vitesse de rotation de consigne et, en cas d'écart, transmet un signal de commande correspondant à un montage à thyristor réglant le courant du moteur. I1 est en outre prévu des affichages optiques qui indiquent la vitesse de rotation instantanée et le sens de rotation de l'outil électrique.
Il est en outre connu, d'après la demande de brevet allemand publiée avant examen 28 30 212, d'assurer la régulation de la vitesse de rotation d'un moteur électrique au moyen d'une génératrice tachymétrique couplée avec l'arbre du moteur, et qui produit une tension proportionnelle à la vitesse de rotation effective instantanée.
La tension de la génératrice tachymétrique est introduite dans un montage de régulation, à savoir dans un montage analogique qui, de son côté, fait fonctionner, en fonction de la vitesse de rotation effective et de la vitesse de rotation de consigne affichée, un thyristor, de préférence un triac, monté dans le circuit du bobinage du moteur, en commande par réglage de phase, c'est-à-dire que ce montage fait parvenir au moteur universel une plus ou moins grande partie de la demi-onde concernée. Un tel montage de régulation analogique a déjà été décrit également en tant que montage à semi-conducteurs dans la revue "ElektroniM' 23, nO 1/1974, pages 9 à 12.
On connaît aussi, d'après la demande de brevet allemand publiée avant examen 28 55 969, une commande par réglage de phase pour le moteur d'un outil électrique, commande qui établit, pendant un laps de temps exactement prédéterminé, une marche au ralenti et produit alors, mais alors seulement, une commutation à une vitesse de rotation prédéterminée. Une commutation directe volontaire par l'utilisateur de l'outil est ainsi exclue.
Il est en outre connu, d'après la demande de brevet allemand publiée avant examen 23 24 174, de modifier l'angle de déphasage d'une commande par réglage de phase pour le moteur d'un outil électrique en actionnant un commutateur à bouton-poussoir, qui agit sur une résistance variable. A chaque position du commutateur à bouton-poussoir est associée une valeur ohmique de la résistance variable, qlli excite plus ou moins rapidement un thyristor ou un triac monté dans le circuit du bobinage du moteur et établit ainsi la vitesse de rotation de démarra ge.Les vitesses de rotation de démarrage pouvant être établies d'après la position du commutateur à boutonpoussoir sont toutefois dans une relation fixe avec la vitesse de rotation de travail correspondant présélectée à la main, de sorte que les diverses positions du commutateur à bouton-poussoir ne peuvent être associées à des vitesses de rotation de démarrage identiques que pour des vitesses de rotation de travail identiques pour des vitesses de rotation de travail différentes, de mêmes courses ou de mêmes positions du commutateur à bouton-poussoir produisent des vitesses de rotation de démarrage différentes.Cela signifie, par exemple, qu'avec un commutateur à bouton-poussoir à demi-enfoncé, et avec une vitesse de rotation de travail de 600 tr/min, la vitesse de rotation de démarrage est de 300 tr/min, tandis qu'avec une vitesse de rotation de travail de 1000 tr/min, la vitesse de rotation de démarrage pour la même position du bouton-poussoir est, par contre, de 500 tr/min.
L'invention a pour objet de créer un procédé de réglage des vitesses de rotation d'un outil électrique, de préférence à main, procédé dans lequel, en amenant un commutateur à bouton-poussoir à plusieurs positions, on établit, pour chacune de celles-ci, une vitesse de rotation de démarrage différente, qui est entièrement indépendante de la vitesse de rotation de travail présélectée à la main.
A cet effet, on utilise un procédé du type mentionné au début du présent préambule, procédé qui est caractérisé en ce que les diverses vitesses de rotation de démarrage sont établies par un microprocesseur, indépendamment de la vitesse de rotation de travail affichée.
On obtient ainsi un établissement extrêmement simple et souple des vitesses de rotation de démarrage qui, en outre, peuvent être reprogrammées.
De préférence, le microprocesseur est pro grammé de telle manière que outil électrique puisse effectuer une opération d'apprentissage au cours de laquelle, après un nombre' prédéterminé de vitesses de rotation de démarraga, le moteur de l'outil électrique est coupé, tandis que le couple de rotation mesuré avant la coupure est enregistré en tant que couple de travail maximal pour des opérations de travail ultérieures.
Il est ainsi possible d'effectuer aussi bien des opérations de perçage que des opérations de vissage, tandis qu'en particulier, un couple de rotation final désiré est déterminé au cours de l'opération d'apprentissage et peut être utilisé pour les opérations de travail ultérieures. Dans le cas ou l'outil électrique est utilisé comme visseur, la vitesse de rotation de travail est toujours fixe.
Elle ne peut alors être influencée par le clavier, c'est-à-dire que, lors d'une opération de vissage, le moteur électrique est toujours amené par l'intermédiaire des mêmes vitesses de rotation de démarrage à une vitesse de rotation de travail invariable. Seul le couple de rotation pouvant être engendré à la vitesse de rotation de travail est modifiable dans le mode de fonctionnement en visseur.Ce couple de rotation de travail peut, suivant l'invention, être déterminé au cours de l'opération d' apprentissage du fait qu'après la commutation sur celle-ci, le moteur électrique accélère, là encore, en passant par les diverses vitesses de rotation de démarrage, mais est coupé après la dernière vitesse de rotation de démarrage tandis que le couple de rotation mesuré à la dernière vitesse de rotation de démarrage est enregistré dans le microprocesseur et est affiché à l'avance dans les opérations de vissage suivantes, en tant que couple de rotation de travail moyen.
L'invention vise en outre un outil électrique à moteur universel, dont le sens de rotation, la vitesse de rotation et le couple de rotation sont commandés par un microprocesseur, et dans lequel une génératrice tachymétrique introduit dans le microprocesseur les diverses vitesses de rotation du moteur, tandis qu'il est en outre prévu un commutateur principal pour la mise sous tension de l'outil électrique, un clavier pour la sélection de la vitesse de rotation de travail désirée et un commutateur de déclenchement pour l'établissement d'une série de vitesses de rotation de démarrage, ledit outil étant caractérisé en ce que le commutateur de déclenchement présente une pluralité de contacts qui, lorsqu'ils touchent des pistes de contact associées, appliquent des signaux de vitesse de rotation de démarrage au microprocesseur.
De préférence, le commutateur de déclenchement est un commutateur à contacts à glissement, dont les contacts à glissement sont rigidement liés entre eux, tandis que les pistes de contact présentent des surfaces de contact à des emplacements qui sont entre eux dans une relation spatialement codée.
Dans une forme d'exécution préférée, les surfaces de contact sont disposées selon une relation codée en DCB (décimal codé binaire) ou en code de
Gray. On obtient ainsi ce résultat qu'avec un petit nombre de contacts à glissement et de pistes de contact associées, on peut établir un grand nombre de positions de commutation. Si les surfaces de contact sont disposées sous la forme d'un code DCB, trois contacts à glissement suffisent pour déterminer huit po sitions de commutation. Les surfaces de contact sont, à cet effet, disposées de telle manière que, dans une première position, aucun des contacts à glissement ne touche une surface de contact. Dans une deuxième position de commutation, le premier contact à glissement touche une surface de contact de la première piste de contact, tandis que les deuxième et troisième contacts à glissement n'établissent encore aucune liaison conductrice.Dans la troisième position de commutation, seul le deuxième contact à glissement touche une surface de contact, tandis que les premier et troisième contacts à glissement sont sans liaison conductrice.
Gray. On obtient ainsi ce résultat qu'avec un petit nombre de contacts à glissement et de pistes de contact associées, on peut établir un grand nombre de positions de commutation. Si les surfaces de contact sont disposées sous la forme d'un code DCB, trois contacts à glissement suffisent pour déterminer huit po sitions de commutation. Les surfaces de contact sont, à cet effet, disposées de telle manière que, dans une première position, aucun des contacts à glissement ne touche une surface de contact. Dans une deuxième position de commutation, le premier contact à glissement touche une surface de contact de la première piste de contact, tandis que les deuxième et troisième contacts à glissement n'établissent encore aucune liaison conductrice.Dans la troisième position de commutation, seul le deuxième contact à glissement touche une surface de contact, tandis que les premier et troisième contacts à glissement sont sans liaison conductrice.
Dans la quatrième position du commutateur, les premier et deuxième contacts à glissement assurent une liaison conductrice, tandis que le troisième contact à glissement reste encore sans liaison, et ainsi de suite, de manière correspondant à un code DCB.
De préférence, les contacts à glissement d'établissement des vitesses de rotation de démarrage ainsi que des contacts à glissement de branchement de la tension du secteur sont liés entre eux rigidement et peuvent être actionnés par un bouton-poussoir, de sorte qu'ils forment ensemble un commutateur à bouton-pousscir.
D'autres caractéristiques avantageuses de 1' invention ressortiront de la description détaillée qui suit et des dessins joints, qui en représentent à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution.
Sur ces dessins:
la figure 1 représente un schéma fonctionnel d'un montage de réglage et de régulation de vitesse de rotation pour un outil électrique à main;
la figure 2 est une représentation schEmati- que de l'affectation des bornes de raccord d'un microprocesseur utilisé dans le montage de la figure 1;
la figure 3 est un schéma d'un montage de mesure de courant raccordé au microprocesseur de la figure 2;
la figure 4 représente un montage de commande d'un triac incorporé au montage de la figure 3;
la figure 5 représente un commutateur de vitesse de rotation de démarrage;
la figure 6 est une représentation schématique d'un commutateur à bouton-poussoir à plusieurs étages;
la figure 7 représente un montage de gdnéra tri ce tachymétrique raccordé au microprocesseur de la figure 2;;
la figure 8 représente un montage de surveillance de température raccordé au microprocesseur de la figure 2;
la figure 9 représente un montage de détection de passage par zéro;
la figure 10 représente un commutateur de mode de fonctionnement;
la figure 11 représente un montage d'inversion de vitesse de rotation;
la figure 12 représente un clavier;
la figure 13 représente un affichage à sept segments avec son circuit intégré excitateur;
la figure 14 représente un montage régulateur de tension fixe;
la figure 15 est une courbe de vitesse de rotation pour le fonctionnement en perceuse de l'outil électrique;
la figure 16 est une courbe de vitesse de rotation pour le fonctionnement en visseur de l'outil électrique;;
la figure 17 est une courbe de vitesse de rotation pour l'opération d'apprentissage d'un visseur,et
la figure 18 est un organigramme de la programmation du microprocesseur.
la figure 1 représente un schéma fonctionnel d'un montage de réglage et de régulation de vitesse de rotation pour un outil électrique à main;
la figure 2 est une représentation schEmati- que de l'affectation des bornes de raccord d'un microprocesseur utilisé dans le montage de la figure 1;
la figure 3 est un schéma d'un montage de mesure de courant raccordé au microprocesseur de la figure 2;
la figure 4 représente un montage de commande d'un triac incorporé au montage de la figure 3;
la figure 5 représente un commutateur de vitesse de rotation de démarrage;
la figure 6 est une représentation schématique d'un commutateur à bouton-poussoir à plusieurs étages;
la figure 7 représente un montage de gdnéra tri ce tachymétrique raccordé au microprocesseur de la figure 2;;
la figure 8 représente un montage de surveillance de température raccordé au microprocesseur de la figure 2;
la figure 9 représente un montage de détection de passage par zéro;
la figure 10 représente un commutateur de mode de fonctionnement;
la figure 11 représente un montage d'inversion de vitesse de rotation;
la figure 12 représente un clavier;
la figure 13 représente un affichage à sept segments avec son circuit intégré excitateur;
la figure 14 représente un montage régulateur de tension fixe;
la figure 15 est une courbe de vitesse de rotation pour le fonctionnement en perceuse de l'outil électrique;
la figure 16 est une courbe de vitesse de rotation pour le fonctionnement en visseur de l'outil électrique;;
la figure 17 est une courbe de vitesse de rotation pour l'opération d'apprentissage d'un visseur,et
la figure 18 est un organigramme de la programmation du microprocesseur.
La figure 1 représente un schéma fonctionnel d'un montage de régulation ou de réglage de la vitesse de rotation d'un outil électrique à main, de préférence une perceuse, un visseur ou analogues, qui comporte, comme organe essentiel, un microprocesseur pP. Le microprocesseur xuP est un microprocesseur du type 3870 qu'on peut se procurer par exemple auprès des firmes Mostek, Fairchild ou Motorola, par exemple un Mostek MK 3870.Au microprocesseur pP sont raccordés un montage de mesure de courant (figure 3), un montage de génératrice tachymétrique (figure 7), un montage de surveillance de témpérature (figure 8) ,un montage de mesure de couple de rotation, un affichage à sept segments (figure 13), un clavier (figure 12), un commutateur à bouton-poussoir (figures 5 et 6), ainsi qu'une commande à triac (figure 4). Par l'intermédiaire du montage à triac s'effectue le réglage de la tension du moteur et, par conséquent, la détermination de sa vitesse de rotation de service et de son couple de rotation.
La figure 2 représente l'affectation des bornes du microprocesseur pP du type 3870 indiqué schématiquement sur la figure 1, qui présente quarante bornes de raccord. L'alimentation en tension du microprocesseur pP est assurée par une tension d'alimentation de + 5 volts Vcc, qui est appliquée à la borne 40. La génération de la tension d'alimentation de + 5 volts Vcc est assurée par un montage d'alimentation représenté sur la figure 14, dans lequel un transformateur T assure un abaissement de la tension du secteur de 110 V ou de 220 V à une valeur comprise entre environ + 10 V et + 30 V, tandis qu'un régulateur de tension fixe VR assure la généra- tion d'une tension d'alimentation constante Vcc de + 5 volts.
Aux bornes 1 et 2 du microprocesseur pP est connecté un oscillateur qui, dans l'exemple d'exécution représenté, a une fréquence de 4,00 MHz. Aux bornes 3, 7 et 15 du microprocesseur iuP est relié le circuit intégré excitateur de l'affichage à sept segments de la figure 13. A la borne 4 est raccordé le montage inverseur de vitesse de rotation, qui sera décrit de façon plus détaillée à propos de la figure 9. La borne 5 est inutilisée.
La borne 6 du microprocesseur ,uP est reliée à la base d'un transistor T3 représenté sur la figure 4, et cela par l'intermédiaire d'une résistance
R14. L'émetteur du transistor T3 est mis à la terre.
R14. L'émetteur du transistor T3 est mis à la terre.
Côté collecteur est branché un optocoupleur OK1, et cela par la cathode de sa diode électroluminescente, à l'anode de laquelle est appliquée la tension d'alimentation. Côté sortie, l'optocoupleur OK1 commande, par l'intermédiaire d'un premier conducteur C, l'électrode de commande d'un triac TR1, représenté sur la figure 3, tandis qu'un second conducteur D est branché, par l'intermédiaire d'une résistance protectrice R13, entre le triac TR1 et le bobinage M du moteur.On obtient ainsi ce résultat que le transistor T3, lors de l'apparition d'impulsions transmises par l'interme- diaire de la borne 6 du microprocesseur pP, est rendu conducteur de façon correspondante et laisse passer un flux de courant à travers la diode électroluminescente de l'optocoupleur OK1. Cela fait apparaitre des impulsionsde sortie sur le conducteur C aboutissant à l'électrode de commande du triac TR1 de la figure 3, de sorte que celui-ci est rendu conducteur et laisse passer un flux de courant à travers le bobinage M du moteur. Les impulsions émises par le mi croprocesseur uP déterminent ainsi la commande par réglage de phase du triac TR1 et, par conséquent, la grandeur de la tension appliquée au bobinage M du moteur.En outre, comme la vitesse de rotation du moteur est fonction de la grandeur de cette tension, la commande par réglage de phase déterminer donc également la vitesse de rotation du moteur électrique.
Le réglage de la vitesse de rotationde travail de l'outil électrique s'effectue au moyen d'un clavier S4. Néanmoins, le clavier S4 n'établit pour le microprocesseur uP que la vitesse de rotation de travail. Or, selon une caractéristi- que essentielle de l'invention, le moteur doit atteindre successlvement différents échelons de vI- tesse de rotation, qui doivent être indépendants de la vitesse de rotation de travail choisie.On obtient ce résultat grace au fait que des signaux de vitesse de rotation de démarrage A, B,;C sont introduits dans le microprocesseur pP par l'intermédiaire des bornes 17, 18 et 19, signaux qui déterminent les vitesses de rotation de démarrage désirée selon la programmation prévue pour le microprocesseur pP, par conséquent, les impulsions de commande émises par l'intermédiaire de la borne 6 de ce dernier.
La détermination de ces signaux de vitesse de rotation de démarrage est assurée par un commutateur à bouton-poussoir représenté schématiquement sur les figures 5 et 6 et qui présente, comme on peut le voir sur la figure 6, une pluralite de contacts à glissement en parallê)e8K 1-5. Parmi ceux-ci, les contacts SK 1-3 forment un commutateur de déclenchement S3 et servent à la sélection de la vitesse de rotation de démarrage; le contact à glissement 0 est le conducteur neutre et les contacts SK4 et SK5 représentent le commutateur principal S2.Comme représenté sur la figure 6, le commutateur de déclenchement S3 est réalisé de telle manière que les contacts SK 1-3, dans chaque position spatiale, établissent une certains configuration de contact sur des pistes conductrices associées, configuration qui correspond au tableau suivant.
E/F A B C
0 0 0 0 coupure Tension secteur coupee
1 0 0 0 pas 0 Tension secteur appliquée
1 1 0 0 pas 1 - "
1 O S 0 pas 2 - " -
1 1 1 0 pas 3
1 0 O 1 pas 4
1 1 0 1 pas 5 - "
1 0 1 1 pas 6
1 1 1 1 pas 7 - "
On peut voir d'après le tableau ci-dessus que le toucher ou le non-toucher des surfaces de contact KE1-KF3 et des pistes de contact associées KB1-KB3 peuvent être représentés sous la forme d'un code DCB et offrent la possibilité de huit combinaisons.Cela signifie qu'à chacune de sept des positions du commutateur peut être associée une de sept vitesses de rotation différentes, tandis que la huitième position sert à la mise hors-circuit de l'outil électrique. Il est clair qu'au lieu d'un code DCB, on peut également utiliser un autre code, par exemple un code de Gray, qui assure un plus grande sécurite contre une interprétation erronée de la position du bouton-poussoir, par exemple par suite de positions in termédiaire; du bouton-poussoir du commutateur de déclenchement, dans lesquelles celui-ci toucherait des surface de contact adjacentes.
0 0 0 0 coupure Tension secteur coupee
1 0 0 0 pas 0 Tension secteur appliquée
1 1 0 0 pas 1 - "
1 O S 0 pas 2 - " -
1 1 1 0 pas 3
1 0 O 1 pas 4
1 1 0 1 pas 5 - "
1 0 1 1 pas 6
1 1 1 1 pas 7 - "
On peut voir d'après le tableau ci-dessus que le toucher ou le non-toucher des surfaces de contact KE1-KF3 et des pistes de contact associées KB1-KB3 peuvent être représentés sous la forme d'un code DCB et offrent la possibilité de huit combinaisons.Cela signifie qu'à chacune de sept des positions du commutateur peut être associée une de sept vitesses de rotation différentes, tandis que la huitième position sert à la mise hors-circuit de l'outil électrique. Il est clair qu'au lieu d'un code DCB, on peut également utiliser un autre code, par exemple un code de Gray, qui assure un plus grande sécurite contre une interprétation erronée de la position du bouton-poussoir, par exemple par suite de positions in termédiaire; du bouton-poussoir du commutateur de déclenchement, dans lesquelles celui-ci toucherait des surface de contact adjacentes.
La figure 3 représente un montage de mesure de courant qui, d'une part sert à limiter l'intensité du courant du moteur et, d'autre part, permet la détermination du couple de rotation instantané produit par le moteur. A cet effet, un montage redresseur et amplificateur OP1 est connecté par son entrée négative au côté électrode de commande du triac TR1, et cela par l'intermédiaire d'une résistance de charge R2. L'entrée positive du montage redresseur et amplificateur OP1 est mise à la terre. La sortie du montage OP1 est reliée, par l'intermédiaire d'une diode, à l'entrée positive d'un amplificateur opérationnel OP2, dont la sortie conduit à un convertisseur analogique-numérique intégré IC2, et qui découple le montage OP1 du convertisseur analogique-numérique IC2.Le convertisseur analogique-numérique IC2 est un multivibrateur monostable qui est déclenché par l'intermédiaire de la borne 35 du microprocesseur pP. La largeur des impulsion de multivibrateur est determinée par la tension continue appliquée à la borne 5 du microprocesseur pP. En mesurant la durée des impulsions à la borne 36, le microprocesseur pP est à même d' indiquer le couple de rotation instantané du moteur par l'intermédiaire de l'affichage à sept segments représenté sur la figure 13, et éventuellement, d' effectuer une limitation de ce couple de rotation en fonction de sa programmation.
La figure 7 représente un montage de génératrice tachymétrique réalisé sous la forme d'un disque magnétique MS monté sur l'arbre du moteur et qui active une génératrice tachymétrique TG connectée, par l'intermédiaire d'une résistance R7, à l'entrée négative d'un troisième amplificateur opérationnel
OP3. Celui-ci constitue un conformateur d'impulsions qui, à partir de la tension tachymétrique si nusoldaD,engendre un signal de sortie rectangulaire. L'entrée positive du troisième amplificateur opérationnel OP3 est mise à la terre. Par l'intermédiaire d'une résistance R8 est établi un couplage à réaction entre la sortie du troisième amplificateur opérationnel OP3 et son entrée négative.Le signal de sortie du troisième amplificateur opérationnel OP3 et, par conséquent, de la génératrice tachymétrique
TG, est introduit dans le microprocesseur pP par 1' intermédiaire de sa borne 25 et celui-ci indique en permanence cette vitesse de rotation sur l'affichage à sept segments de la figure 13. En outre, dans le microprocesseur pP s'effectue une comparaison de la vitesse de rotation effective avec la vitesse de rotation de consigne présélectée par l'intermédiaire du clavier.
OP3. Celui-ci constitue un conformateur d'impulsions qui, à partir de la tension tachymétrique si nusoldaD,engendre un signal de sortie rectangulaire. L'entrée positive du troisième amplificateur opérationnel OP3 est mise à la terre. Par l'intermédiaire d'une résistance R8 est établi un couplage à réaction entre la sortie du troisième amplificateur opérationnel OP3 et son entrée négative.Le signal de sortie du troisième amplificateur opérationnel OP3 et, par conséquent, de la génératrice tachymétrique
TG, est introduit dans le microprocesseur pP par 1' intermédiaire de sa borne 25 et celui-ci indique en permanence cette vitesse de rotation sur l'affichage à sept segments de la figure 13. En outre, dans le microprocesseur pP s'effectue une comparaison de la vitesse de rotation effective avec la vitesse de rotation de consigne présélectée par l'intermédiaire du clavier.
La figure 8 représente un montage de surveillance de température t, plus précisément, un détecteur de température relié, par l'intermédiaire d'une résistance R10, à la tension d'alimentation positive, et dont l'autre connexion est mise la terre. Entre le détecteur de température MOXIE, qui est par exemple réglé à 65in, et la résistance
R10 est branchée la borne 14 du microprocesseur pP.
R10 est branchée la borne 14 du microprocesseur pP.
Si l'outil électrique s'échauffe au-dessus de la température prédéterminée par le détecteur de température MOXIE, par exemple au-dessus de 65*C, le microprocesseur pP reçoit un signal TEIES qui, par exemple, empoche la sortie de signaux à la borne 6 et, par conséquent, bloque le transistor T3 (figure 4) et par suite le triac TR1 (figure 3). Dans ces conditions, aucun courant ne peut passer à travers le bobinage M du moteur électrique et l'outil électrique reste arrêté jusqu'à ce qu'il soit refroidi au-dessous de la valeur limite prédéterminée.
La figure 9 représente un montage permettant de détecter le passage à zéro de la tension du secteur pour assurer une synchronisation de la commande par réglage de phase. A cet effet, une résistance de base R9 d'un transistor T1 est reliée à la tension secteur d'alimentation du bobinage M du moteur tandis que l'émetteur du transistor T1 est mis à la terre et tandis que son collecteur est connecté à la borne 38 du microprocesseur uP. Lors de chaque demi-onde négative de la tension de secteur, le transistor T1 est bloque et applique en conséquence des signaux de synchronisation correspondants (USYNC) au microprocesseur uP.
La figure 10 représente un commutateur, qui est disposé dans la boite de vitesses et est lié mécaniquement au commutateur de changement de vitesse.
De cette manière, le microprocesseur uP est à même d'identifier chaque vitesse passée.
Le montage représenté sur la figure 11 sert à inverser la vitesse de rotation du moteur; plus précisément, le microprocesseur pP applique, par 1' intermédiaire de sa borne 4, un signal à la base d'un transistor T2, dont l'émetteur est à la terre, et dont le collecteur est relié, par l'intermediai- re d'un enroulement de relais RL à la tension d'alimentation positive. Une diode de protection D3 est montée en parallèle avec l'enroulement de relais
RL. A la base du transistor T2 est en outre connec- tée une résistance de base R12.
RL. A la base du transistor T2 est en outre connec- tée une résistance de base R12.
Si le transistor T2 est rendu conducteur par un signal provenant de la borne 4 du microprocesseur uP, un courant passe à partir de la source de tension d'alimentation positive vers la terre, par l'interm6- diaire de l'enroulement de relais RL, à travers le transistor T2, de sorte que le relais associé attire son armature et inverse la polarité du bobinage M du moteur. Cela produit une inversion du sens de rotation du moteur. Grâce au microprocesseur luP et, plus précisément, grâce à sa programmation, des ordres de commande ne peuvent être émis par l'intermédiaire de la borne 4 que lorsque le moteur se trouve à l'arrêt.
La figure 12 représente un clavier S4. Celuici sert à régler l'outil sur le mode de fonctionnement désiré, la vitesse de rotation de travail désirée ou le couple de travail maximal.
Le commutateur S4a est connecté à la borne 9 et transmet lorsqu'il est actionné un signal DRILL (perçage) au microprocesseur uP, qui est ainsi amené à choisir le mode de fonctionnement "perçeuse".
Le commutateur S4b est connecté à la borne 10 et transmet, lorsqu'il est actionné, un signal
LEFT (à gauche) au microprocesseur pP, qui est ainsi amené à choisir le mode de fonctionnement "à gauche" et à changer le sens de rotation, comme décrit à propos de la figure 11.
LEFT (à gauche) au microprocesseur pP, qui est ainsi amené à choisir le mode de fonctionnement "à gauche" et à changer le sens de rotation, comme décrit à propos de la figure 11.
La figure 14 représente un montage de géné- ration de Vcc, qui comprend un transformateur T, un redresseur R et un régulateur de tension fixe VR. Le régulateur de tension fixe VR est, par exemple, un montage de régulation de tension intégré du type
LM309 qui produit, à partir d'une tension d'entrée comprise entre + 6,5 V et + 35 V, une tension de sortie constante de + 5,0 V.
LM309 qui produit, à partir d'une tension d'entrée comprise entre + 6,5 V et + 35 V, une tension de sortie constante de + 5,0 V.
La figure 15 représente une courbe en gradins des vitesses de rotation de démarrage A1 à A6 pour le mode de fonctionnement "perceuse" . On constate que les vitesses de rotation de démarrage Al-A6 sont préprogrammables indépendamment de la vitesse de rotation de travail E et ne dépendent que des positions 1 à 7 du commutateur de déclenchement S3. La vitesse de rotation de travail E peut, en revanche, être choisieà l'avance au moyen du clavier S4 entre Emin et E
min max
Le microprocesseur Vu est en outre programmé pour le fonctionnement en visseur de l'outil électrique, et la figure 16 représente la courbe de vitesses de rotation correspondante. La vitesse de rotation de travail E est fixe sur le mode 11visseur" .Les vitesses de rotation de démarrage A1-A6 suivent ici encore une courbe en gradins analogue à celle de la figure 15, c'est-à-dire qu'en fonction de la position du commutateur de déclenchement S3, le microprocesseur pP détermine une des vitesses de rotation de démarrage A1-
A6.
min max
Le microprocesseur Vu est en outre programmé pour le fonctionnement en visseur de l'outil électrique, et la figure 16 représente la courbe de vitesses de rotation correspondante. La vitesse de rotation de travail E est fixe sur le mode 11visseur" .Les vitesses de rotation de démarrage A1-A6 suivent ici encore une courbe en gradins analogue à celle de la figure 15, c'est-à-dire qu'en fonction de la position du commutateur de déclenchement S3, le microprocesseur pP détermine une des vitesses de rotation de démarrage A1-
A6.
La figure 17 représente une autre caractéristique de l'invention, à savoir une courbe en gradins pour la fonction d'apprentissage du montage à microprocesseur dans le cas du mode "visseur" correspondant à la figure 16. Dans cette fonction d'apprentis- sage, le microprocesseur ,uP est programmé de telle manière qu' aussi bien au pas O qu'au pas 7 du commutateur de déclenchement 83, la vitesse de rotation est nulle. Entre ces deux pas, on retrouve la courbe en gradins A1-A6 des figures 15 et 16. Lors du passage de la position 6 à la position 7 du commutateur de déclenchement S3, le microprocesseur pP est informé lors de l'opération de l'échelon précédent
A6 doit être enregistré et utilisé comme couple de rotation maximal pour les opérations de vissage ul térieures. Cela signifie qu'après la commutation du mode "apprentissage" au mode "visseur", l'outil électrique est arrêté lorsqu'il atteint le couple de rotation qui a été enregistré, lors de l'opération d'apprentissage, en tant que couple de rotation maximal. Cela représente une caractéristique extrêmement avantageuse, qui confère à l'outil électrique, lorsqu'on l'utilise en visseur, un grand conforme de manoeuvre.
A6 doit être enregistré et utilisé comme couple de rotation maximal pour les opérations de vissage ul térieures. Cela signifie qu'après la commutation du mode "apprentissage" au mode "visseur", l'outil électrique est arrêté lorsqu'il atteint le couple de rotation qui a été enregistré, lors de l'opération d'apprentissage, en tant que couple de rotation maximal. Cela représente une caractéristique extrêmement avantageuse, qui confère à l'outil électrique, lorsqu'on l'utilise en visseur, un grand conforme de manoeuvre.
La figure 18 représente un organigramme de la programmation du microprocesseur pP, organigramme dont il est expressément précisé ici qu' il fait partie de la présente invention.Lors d'une opération de perçage normale, le programme se déroule à partir de la fonction de démarrage jusqu'à la question "mode visseur?" et, de là, si la décision est non", on passe directement à la fin du programme qui met en marche la perceuse.
Sur le mode visseur, le programme se déroule jusqu'à la question "opération d'apprentissage?" et, de là, si la réponse est "non", en passant par la cas de décision répondant à la question"le couple de rotation est-il plus grand que la valeur de consigne?", on passe par dex branches différentes à la fin du programme; si la réponse à la question déclencheur coupé?", etc, et "oui", on passe également la fin du programme.
Lors de l'opération d'apprentissage, le programme se déroule jusqu'à la question "pas 7 du déclenche ?". De là, la fin du programme est atteinte par deux branches différentes, si la réponse est "non", directement, et si la réponse est "oui", par l'intermédiaire de la question l'déclencheur coupé.
Claims (10)
1. Procédé de réglage de la vitesse de rotation d'un outil électrique à moteur universel, procédé dans lequel au moins une vitesse de rotation de travail est atteinte sous la commande d'un microprocesseur par l'intermédiaire d'une série de vitesses de rotation de démarrage, et dans lequel la vitesse de rotation de travail désirée peut être choisie, dans un groupe de vitesses rotation prévues, au moyen d'un clavier, ledit procédé étant caractérisé en ce que les diverses vitesses de rotation de démarrage sont établies par le microprocesseur indépendamment de la vitesse de rotation de travail choisie.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le microprocesseur établit six vitesses de rotation de démarrage en fonction de la position d'un commutateur de déclenchement.
3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le microprocesseur, au cours d'une opération d'apprentissage de l'outil électrique, coupe le moteur après un nombre prédéterminé de vitesses de rotation de démarrage et enregistre le couple de rotation mesure avant la coupure en tant que couple de travail maximal pour un mode de travail ultérieur.
4. Procédé suivant la revendication 3, ca ractérisé en ce que le microprocesseur lors de l'opération d'apprentissage, coupe le moteur après la sixième vitesse de rotation de démarrage et enregistre le dernier couple de rotation mesuré en vue du mode de travail ultérieur.
5. Procédé suivant l'une des revendications 3 et 4, caractérise en ce que le mode de travail est un mode "visseur".
6. Outil électrique, comportant un moteur universel (M) dont le sens de rotation, la vitesse de rotation et le couple de rotation sont commandés par un microprocesseur (pP), et dans lequel une génératrice tachymétrique (TG) introduit dans le microprocesseur (pP) la vitesse de rotation instantanée du moteur, tandis qu'il est en outre prévu un commu -tateur principal (S2) pour la mise sous tension de l'outil électrique, un clavier (S4a à S4e) pour la sélection, de la vitesse de rotation de travail desirée et un commutateur de déclenchement (S3) pour 1' établissement d'une série de vitesses de rotation de démarrage, ledit outil étant caractérisé en ce que le commutateur de déclenchement (S3) présente une pluralité de contacts (SK1,SK2,SK3) qui, lorsqu'ils touchent des pistes de contact associées (KB1, KB2, KB3) transmettent des signaux de vitesse de rotation de démarrage (A, B, C) au microprocesseur (pP).
7. Outil électrique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le commutateur de déclenchement (S3) est un commutateur à contacts à glissement dont les contacts à glissement (SK1,SK2, SK3) sont liés rigidement entre eux, et en ce que les pistes de contact (KBî, KB2, KB3) présentent des surfaces de contact (KF1, KF2, Kif3) à des emplacements qui sont entre eux dans une relation spatialement codée.
8. Outil électrique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les surfaces de contact (KFî,
FK2, FK3) sont disposées sous la forme d'un codage
DCB ou d'un codage de Gray.
9. Outil électrique suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le signal de déclenchement (S3) et le commutateur principal (S2) forment un commutateur commun (S) dont les contacts à glissement (SK1-SK5) sont entre eux dans une relation spatiale fixe.
10. Outil électrique suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le commutateur (S) est un commutateur à bouton-poussoir.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813146339 DE3146339C2 (de) | 1981-11-23 | 1981-11-23 | Verfahren zum Ermitteln und Einstellen des Arbeitsdrehmoments eines Elektrowerkzeugs mit Universalmotor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2517139A1 true FR2517139A1 (fr) | 1983-05-27 |
| FR2517139B1 FR2517139B1 (fr) | 1986-09-05 |
Family
ID=6146983
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8219381A Expired FR2517139B1 (fr) | 1981-11-23 | 1982-11-19 | Procede et dispositif de reglage de la vitesse de rotation d'un outil electrique a moteur universel |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE3146339C2 (fr) |
| FR (1) | FR2517139B1 (fr) |
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|---|---|
| FR2517139B1 (fr) | 1986-09-05 |
| DE3146339A1 (de) | 1983-06-01 |
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