FR2553035A1 - Dispositif et procede pour entrainer un mecanisme d'imprimante a navette a sa frequence de resonance mecanique naturelle - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES IMPRIMANTES A NAVETTE. UN COMPARATEUR DE PHASE 100 DETECTE LA DIFFERENCE DE PHASE ENTRE UN SIGNAL DE VITESSE DETECTEE D'UN MECANISME D'IMPRESSION A NAVETTE ET UN SIGNAL D'ATTAQUE D'UN MOTEUR ELECTRIQUE D'ENTRAINEMENT. LE COMPARATEUR DE PHASE FAIT PARTIE D'UNE BOUCLE DE VERROUILLAGE DE PHASE 116 QUI PRODUIT AUTOMATIQUEMENT UN SIGNAL DE REFERENCE SINUSOIDAL AYANT UNE FREQUENCE PRATIQUEMENT EGALE ALA FREQUENCE DE RESONANCE MECANIQUE NATURELLE DU MECANISME ENTRAINE. LE SIGNAL DE REFERENCE EST ENSUITE COMBINE AVEC LE SIGNAL DE VITESSE DETECTEE POUR PRODUIRE LE SIGNAL D'ATTAQUE DU MOTEUR QUI EST NECESSAIRE POUR MAINTENIR LES CONDITIONS DE RESONANCE. APPLICATION A L'INFORMATIQUE.

Description

La présente invention concerne de façon générale un dispositif de commande

pour entra Tner automatiquement un mécanisme entratné par un moteur (tel qu'un mécanisme d'imprimante à navette) à sa fréquence de résonance mécani5 que naturelle, qui est susceptible de changer pendant le fonctionnement du fait de conditions ambiantes changeantes telles que l'activité d'impression, la température, le vieillissement des composants, etc L'invention porte plus particulièrement sur une imprimante à navette comportant un 10 dispositif de commande à boucle de verrouillage de phase de ce type pour maintenir automatiquement le signal d'attaque appliqué au moteur électrique d'entraînement à la fréquence de résonance mécanique naturelle du mécanisme de navette, et

à un niveau régulé désiré.

Les imprimantes matricielles du type à navette sont connues dans la technique A titre d'exemple, une demande de brevet des E U A n 4 38 928, déposée le 3 novembre 1982, décrit un mécanisme d'entraînement de tête d'impression équilibré pour une telle imprimante à navette. 20 Le contenu de cette demande antérieure portant sur le même

sujet est expressément incorporé-par référence dans la présente demande.

De telles imprimantes à navette antérieures utilisent également un système de commande de moteur à boucle de 25 vitesse fermée employant un capteur de vitesse, et elles

sont conçues de façon à entraîner le dispositif à la fréquence de résonance mécanique naturelle du mécanisme de l'impri-

mante à navette.

On peut cependant s'attendre à ce que la fréquence de résonance mécanique naturelle instantanée du mécanisme d'impression entraîné change d'une imprimante à une autre et pendant le fonctionnement De tels changements peuvent se produire pour de nombreuses raisons, comme une variation en fabrication de la masse et de la constante du ressort, l'activité d'impression à un instant donné, la densité d'impression à un instant particulier, des effets de charge 10 par le papier, des variations de température, un vieillissement dans le mécanisme de support de ressort de la navette mobile et/ou des changements similaires dans les conditions

ambiantes auxquelles le mécanisme de navette est soumis.

On peut prévoir que la puissance d'entraînement consommée sera minimale à la fréquence de résonance Cependant, du fait que la fréquence de résonance change, les techniques de l'art antérieur consistant à entraîner le mécanisme à une fréquence pratiquement constante conduisent nécessairement à des exigences accrues de puissance d'en20 traînement et/ou à des erreurs dans le mouvement, du fait de tentatives d'entraîner le mécanisme de navette à une fréquence autre que sa fréquence de résonance mécanique instantanée réelle. On a cependant inventé un dispositif et un procédé 25 nouveaux qui permettent de détecter automatiquement la fréquence de résonance mécanique instantanée du mécanisme entraîné, et de produire automatiquement un signal de moteur d'entraînement ayant une telle fréquence de résonance et ayant également une amplitude régulée, afin de minimiser les 30 exigences de puissance d'entraînement pour une imprimante à navette On peut également appliquer l'invention sous la forme d'un dispositif de commande à boucle à verrouillage de phase pour entraîner automatiquement d'autres types de mécanismes à leurs fréquences de résonance mécanique naturelle. 35 On peut dire brièvement que l'invention procure un dispositif et un procédé pour commander le moteur linéaire d'une imprimante à navette (ce moteur pouvant faire partie intégrante du mécanisme mobile) de manière à commander la vitesse d'une tête d'impression à navette pour qu'elle cor5 responde à une sinusoïde presque parfaite ayant une amplitude prédéterminée et régulée, malgré les variations de charge

prévues qui se produisent pendant le processus d'impression.

Du fait qu'on maintient une vitesse sinusoïdale, le déplacement physique du mécanisme de navette sera également décrit 10 par une sinusoide, comme le notera l'homme de l'art La fréquence d'un tel mouvement sinusoïdal est régulée automatiquement de façon à approcher la fréquence de résonance naturelle du mécanisme de navette malgré les changements de cette fréquence de résonance qui résultent de variation de masse, de 15 constantes de ressorts, ou d'autres conditions d'environnement associées au mécanisme de navette pendant son fonctionnement normal.

Il résulte d'une telle régulation de fréquence que le mécanisme de navette est entrainé avec une puissance mini20 male (par exemple 5 watts dans un exemple d'appareil), en comparaison des exigences de puissance d'entraînement de mécanismes d'imprimante à navette antérieurs similaires (par

exemple plusieurs centaines de watts).

Dans l'exemple de réalisation actuellement préféré, 25 on compare la phase du signal d'attaque du moteur à celle d'un signal de vitesse détecté Toute différence de phase détectée produit un signal d'erreur dont on utilise la valeur absolue et la polarité pour commander un oscillateur commandé par tension, qui commande à son tour la fréquence d'un signal de sortie d'un générateur de signal de référence sinusoidal On combine ensuite ce signal de référence sinusoidal (qui a également un niveau défini) avec le signal de vitesse détecté, pour produire le signal d'attaque du moteur,

ce qui achève un circuit de commande d'ensemble du type à 35 boucle de verrouillage de phase.

On peut considérer à certains égards l'exemple de réalisation comme une boucle d'asservissement de vitesse

intégrée avec un oscillateur à boucle de verrouillage de phase.

Dans l'exemple de réalisation, on utilise le signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension en tant que signal d'horloge pour attaquer un compteur numérique On utilise à son tour le signal de sortie cyclique du compteur numérique pour accéder de fagon cyclique à des positions d'adres10 se dans un dispositif de mémoire numérique On traite ensuite par un convertisseur numérique analogique (en relation avec une tension de référence constante appliquée) la succession résultante des signaux de sortie adressés du dispositif de mémoire numérique, de façon à produire une onde analogique 15 qui correspond à la sucession de valeurs numériques Dans l'exemple de réalisation, la succession des valeurs numériques enregistrées et émises correspond à des échantillons équidistants d'une sinusoïde Du fait que le compteur reçoit en tant que signal d'horloge le signal de sortie de l'oscil20 lateur commandé par tension, la fréquence du signal de sortie sinudoidal analogique résultant du convertisseur numérique-analogique est liée à la fréquence de signaux d'horloge

utilisés dans ce processus.

L'exemple de réalisation préféré réalise également 25 une compensation en basse fréquence à l'intérieur de la boucle de commande de vitesse, ainsi qu'une opération spéciale de filtrage et d'intégration de l'ondulation du signal

d'erreur entre le comparateur de-phase et l'oscillateur commandé par tension, dans la boucle de verrouillage de phase. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description

détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation actuellement préféré de l'invention, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels:

La figure 1 est une représentation générale de méca-

nismes d'impression à navette de l'art antérieur et de dispositifs d'asservissement à réaction de vitesse destinés à l'entraînement de ces mécanismes; La figure 2 est un schéma synoptique général du dispositif d'asservissement perfectionné à réaction de vitesse et commandé par la fréquence de résonance, qui correspond à l'invention; et

La figure 3 est un schéma plus détaillé du dispositif représenté sur la figure 2.

La figure i a été copiée dans la demande de brevet associée précitée et elle illustre de façon générale le type de mécanisme d'imprimante à navette que l'invention vise à perfectionner La tête d'impression à navette 10 comprend de façon caractéristique un ensemble d'éléments d'impression commandés 12, qu'on utilise pour produire une ligne d'impression 14 qui peut être formée de façon caractéristique sur une feuille de papier entraînée de façon incrémentielle Pendant des opérations d'impression, la tête d'impression 10 est soumise à un mouvement alternatif ou de va-et-vient, à la 20 manière d'une navette, sur des ressorts à lames 28 et 30, dans les directions générales indiquées par la flèche A. Dans le mode de réalisation considéré à titre d'exemple, la tête d'impression 10 peut 8 tre fixée à un barreau 16 qui forme le noyau ou l'armature mobile d'un moteur d'entraîne25 ment linéaire alternatif 20 Ce moteur comprend une bobine d'entraînement 22 et il est alimenté par un signal à courant alternatif 44 ayant une fréquence égale à la fréquence de résonance du mécanisme d'impression à navette mobile ou entraîné Un contre-poids 26 peut être fixé à la bobine 22 30 pour faire en sorte que la masse totale de la bobine et du

contre-poids soit approximativement égale à celle du mécanisme d'impression à mouvement alternatif.

Les ressorts à lames de support 28 et 30 peuvent être fixés à un châssis 32 de l'appareil d'impression La 35 bobine d'entraînement 22 de la tête d'impression, avec son contre-poids 26, peut également être supportée de façon caractéristique sur une paire de ressorts à lames 34 et 36

fixés au châssis 32.

Dans le mode de réalisation considéré à titre d'exemple, les ressorts à lames 28, 30, 34 et 36 peuvent être pratiquement identiques et conçus de façon à contraindre les mouvements de la tête d'impression et de la bobine à être des mouvements linéaires approximativement égaux et en opposition de phase Il apparaîtra évidemment un léger déplacement de 10 ces composants mobiles les éloignant du papier au cours de leur mouvement à partir de leurs positions de repos, mais l'ensemble d'éléments de la tête d'impression demeurera cependant toujours pratiquement parallèle au papier, comme on

peut le voir sur la figure 1.

Dans des dispositifs de l'art antérieur comme celui représenté sur la figure 1, on reconnaît qu'il est souhaitable d'entraîner le mécanisme de navette à sa fréquence de résonance mécanique naturelle Cependant, dans des dispositifs de l'art antérieur comme celui représenté sur la figure 1, on 20 suppose fondamentalement que cette fréquence de résonance est une fréquence prédéterminée fixe Ainsi, un capteur de vitesse 40 applique sur une ligne 41 un signal de vitesse représentatif de la vitesse linéaire réelle du mécanisme de navette Ce signal de vitesse est comparé par un élément CF 25 dans un dispositif d'asservissement 42 avec un signal de référence provenant d'une source de courant alternatif 24, ayant une fréquence fixe choisie pour tenter d'approcher la fréquence de résonance naturelle du mécanisme d'impression

à navette Le comparateur CF produit alors un signal d'atta 30 que de moteur 44 qui est appliqué à la bobine de moteur 22.

Si la fréquence de résonance mécanique naturelle de l'imprimante à navette demeure constante et si cette fréquence de résonance est prédéterminée avec précision et correspond avec une bonne approximation à la fréquence de la source de 35 référence alternative 24, le dispositif d'asservissement 42 exigera une puissance d'entraînement minimale Cependant, comme on l'a expliqué précédemment, dans la pratique réelle on peut s'attendre à ce que la fréquence de résonance mécanique naturelle de l'imprimante à navette change pour diverses raisons, d'un appareil à un autre et pendant le fonctionnement normal Il en résulte que la puissance exigée en pratique

pour entraîner une telle imprimante à navette de l'art antérieur peut être notablement supérieure à la puissance d'entraînement minimale.

L'exemple de réalisation de l'invention qui est représenté sur la figure 2 procure un dispositif d'asservissement à boucle de vitesse/boucle de verrouillage de phase qu'on peut utiliser à la place du dispositif d'asservissement à fréquence fixe 42 représenté dans l'imprimante à navette de 15 la figure 1 On peut utiliser ici le même capteur de vitesse linéaire 40 pour produire un signal de vitesse sur la ligne 41 Par d'autres moyens qu'on décrira ultérieurement, on produit également un signal d'attaque de moteur 44 et on l'applique à la même bobine de moteur 22 Cependant, comme 20 représenté sur la figure 2, un comparateur de phase 100 est prévu pour comparer la phase du signal de vitesse détectée sur la ligne 41 avec la phase du signal d'attaque de bobine

de moteur 44 (par exemple avant son amplification de puissance en 102).

Toute différence de phase détectée entre ces deux signaux comparés produira un signal d'erreur de phase sur la sortie 104 du comparateur de phase 100 On utilise ensuite le signal d'erreur de phase pour attaquer un oscillateur commandé par tension 106 Bien qu'un signal de sortie sinusoidal 30 d'un tel oscillateur commandé par tension puisse fournir directement un signal de référence sinusoidal de fréquence et d'amplitude définies (si les paramètres de conception sont correctement choisis), le mode de réalisation préféré considéré à titre d'exemple comprend un générateur de signal de 35 référence sinusoidal séparé, 108, qui est commandé par le signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension 106 de façon à produire sur sa ligne de sortie 110 un signal de référence sinusoidal ayant une fréquence et une amplitude définies On combine ensuite ce signal de référence sinusoî5 dal avec le signal de réaction de vitesse détectée dans un amplificateur 112, pour produire le signal d'attaque de

bobine de moteur mentionné précédemment.

Comme on peut le voir maintenant, le dispositif

de commande global de la figure 2 définit une boucle de com10 mande à réaction de vitesse 114 qui est elle-même partiellement incorporée dans une boucle de verrouillage de phase 116.

Le résultat consiste en un dispositif d'asservissement à boucle de verrouillage de phase global qui ( 1) détecte automatiquement la fréquence de résonance mécanique naturelle du mécanisme d'impression à navette qui est entraîné (pour des raisons qu'on envisagera ci-après de façon plus détaillée) et qui ( 2) maintient automatiquement le signal d'attaque de la bobine de moteur à une telle fréquence de résonance mécanique

détectée et à une amplitude commandée ou régulée.

L'exemple de réalisation qui est représenté de façon générale sur la figure 2 est représenté plus en détail

sur la figure 3, sur laquelle on utilise des références numériques semblables pour désigner les éléments semblables.

La boucle de commande de vitesse 114 de l'exemple 25 de réalisation de la figure 3 comprend des amplificateurs opérationnels U 1 A, U 1 B, U 2 A, U 3 et leurs composants passifs associés. U 1 B est un amplificateur séparateur (par exemple un amplificateur avec un gain en tension égal à l'unité), qu'on 30 utilise pour éviter de charger le transducteur de vitesse linéaire 40 Ul A, R 18, R 19 et R 20 forment un amplificateur de tension utilisé pour fournir une amplification de réaction et

le gain de boucle nécessaire pour la boucle de vitesse 114.

U 2 A, El, C 1, R 2, R 17, R 29 et R 14, comprenant le noeud de som35 mation 120, procurent un moyen pour faire la somme algébrique du signal de réaction de vitesse (c'est-à-dire le signal de sortie de l'amplificateur U 1 A) et du signal de référence sinusoidal (c'est-à-dire le signal de sortie du générateur

de signal de référence sinusoidal 108).

Une réaction de compensation en basse fréquence (c'est-à-dire une boucle de courant interne) partant de l'amplificateur U 2 B est également combinée au noeud de sommation 120 dans le mode de réalisation considéré à titre

d'exemple.

U 3, R 4 et R 3 produisent une amplification de puissance pour le signal d'attaque de moteur, avecun faiblegainen tension R 7 et C 2 contribuent à assurer la stabilité de l'amplificateur U 3, tandis que des résistances de limitation de courant R 8 et R 10 limitent le courant de sortie maximal 15 de l'amplificateur de puissance U 3 Comme représenté sur la figure 3, le signal de sortie de l'amplificateur-U 3 attaque

la bobine d'entraînement de moteur linéaire 22.

L'amplificateur U 2 A est connecté de façon à intégrer le signal d'erreur représenté par la tension sommée au 20 noeud 120 (c'est-à-dire la somme algébrique du signal de référence sinusoïdal et du signal de réaction de vitesse).

Le signal de sortie de l'amplificateur U 2 A représente donc l'erreur intégrée qui est détectée dans la boucle de commande

de vitesse 114.

En l'absence du circuit de compensation en basse fréquence comprenant l'amplificateur U 2 B, la boucle de vitesse

114 peut avoir un gain en basse fréquence voisin de zéro.

S'il en est ainsi, cette caractéristique peut faire dériver le

signal de sortie de l'intégrateur U 2 A et l'amener finalement 30 vers l'une de ses limites et mettre la boucle hors fonction.

Le mode de réalisation préféré considéré à titre d'exemple comprend donc un régulateur de courant relativement lent, réalisé par une résistance de détection de courant R 5 avec l'amplificateur U 2 B et ses composants associés R 12, R 13 et R 14 produisent une compensation en basse fréquence acceptable du gain de la boucle de courant, tandis que les composants

R 13, C 3 et C 4 produisent une compensation d'avance/retard de phase en fonction de la fréquence pour la boucle de courant.

On notera à cet égard qu'aucune référence de courant identi5 fiable n'est représentée, du fait que la moyenne temporelle désirée du courant dans la bobine 22 du moteur linéaire est

égale à zéro.

Si la tête d'impression à navette doit avoir un mouvement sinusoidal, un signal de référence sinusoidal doit 10 être appliqué sur la ligne 110 Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, on produit une tension de référence sinusoïdale au moyen d'un compteur réversible 122, d'une mémoire morte 124 et d'un convertisseur numérique-analogique 126 Une tension de référence stable est également appliquée 15 au convertisseur numérique-analogique 126, comme représenté sur la figure 3, afin de cadrer de façon correspondante son signal de sortie analogique et donc de réguler l'amplitude

du signal de référence sinusoïdal.

Dans le mode de réalisation considéré à titre d'exemple, le compteur 122 compte continuellement en sens croissant et décroissant de O jusqu'à 511 (ou un certain nombre prédéterminé) et ensuite de 511 jusqu'à O Le compteur réversible cyclique 122 applique donc continuellement à la mémoire morte 124 une succession de signaux d'adresse numériques qui varient de façon cyclique, comme le montre la figure 3 Du fait que le compteur incrémente (ou décrémente) son contenu à des intervalles de temps déterminés par un signal d'horloge d'entrée (dont on envisagera ultérieurement la génération), il en résulte que la succession de 30 signaux d'adresse numériques qui sont appliqués à la mémoire morte 124 changent à des intervalles de temps déterminés par le signal d'horloge d'entrée Le contenu de la mémoire morte

124 est "programmé" de façon à fournir des multiplets de données numériques de sortie qui constituent une bonne approxima35 tion de l'élongation d'une sinusoïde à des points d'échantil-

lonnage équidistants, sous la dépendance de la séquence cyclique des signaux d'adresse numériques d'entrée Comme on le notera, il est possible d'employer d'autres types de compteurs cycliques ou d'éléments analogues pour appliquer des signaux d'adresse cycliques à la mémoire morte 124 On pourrait par exemple utiliser un compteur comptant continuellement en sens croissant (qui se restaure pour commencer un autre cycle de comptage en sens croissant), s'il existait une plus grande capacité de mémoire morte, pour enregistrer des 10 échantillons numériques représentant un cycle complet de la

sinusoïde, ou d'autres moyens analogues.

Les signaux numériques représentant une sinusoïde échantillonnée sont ensuite appliqués successivement à l'entrée d'un convertisseur numériqueanalogique 126 qui produit 15 ainsi en sortie une tension continue presque sinusoidale Du fait que le convertisseur numérique-analogique utilise une tension de référence, l'amplitude du signal de référence sinusoidal continu est ainsi commandée et régulée de façon précise L'homme de l'art notera que des composants tels que 20 des compteurs, des mémoires mortes et des convertisseurs numérique-analogique comportant des entrées de tension de référence, sont en eux-mêmes de conception classique et sont

disponibles dans le commerce.

On doit voir maintenant que la fréquence du signal 25 de référence de tension sinusoidale sur la ligne 110 est déterminée par la fréquence du compteur d'attaque d'entrée d'horloge 122 Dans le mode de réalisation considéré à titre d'exemple, il faut environ 1020-signaux d'échantillons numériques pour définir un cycle complet de la sinusoide Par 30 conséquent, dans ce mode de réalisation, la fréquence du signal de référence sinusoidal est égale à la fréquence du signal d'horloge d'entrée divisée par 1020 On peut utiliser un diviseur de fréquence supplémentaire 128 de façon à pouvoir adapter aisément le dispositif (par exemple en changeant 35 des connexions avec un commutateur) pour l'entraînement de

différents mécanismes d'imprimante à navette conçus pour fonctionner à différentes vitesses moyennes d'impression.

Un mécanisme d'imprimante à navette présente principalement une caractéristique de réponse impulsionnelle sous-amortie du second ordre Tout système du second ordre

de ce type présente un gain maximal à la fréquence de résonance qu'on pourrait détecter dans un but de commande.

Cependant, dans l'exemple de réalisation actuellement préféré, il est plus important de noter le déphasage considérable 10 qui se produit (de + 90 à 900 ) lorsqu'on augmente la fréquence d'entraînement pour la faire passer par la fréquence de résonance mécanique du mécanisme d'impression à navette.

En outre, près de la fréquence de résonance mécanique, le

déphasage relatif entre la vitesse détectée et le signal 15 d'attaque est voisine de O .

Dans le mode de réalisation considéré à titre d'exemple, on utilise simultanément cette information de phase relative pour détecter la fréquence de résonance et pour produire automatiquement un signal de référence de vitesse sinusoïdal à cette fréquence de résonance La boucle de verrouillage de phase couplée 116 a pour fonction de réguler à environ O l'angle de phase entre la tension d'attaque de la bobine de moteur et le signal de vitesse détecté de la tête d'impression, en changeant de façon appropriée la fréquence du signal de référence de vitesse sinusoidal sur la ligne 110 qui est utilisé dans la boucle

de commande de vitesse 114.

Cependant, avant qu'une telle régulation de phase puisse être effectuée, des signaux représentant la phase de 30 la tension d'attaque du moteur et la phase de la vitesse détectée doivent être élaborés sous une forme sous laquelle le détecteur de phase 100 puisse les utiliser aisément Pour le signal analogique de vitesse détectée, un détecteur de passage par zéro 150, de type classique, effectue une conver35 sion de signal appropriée Le signal de sortie-du détecteur de passage par zéro 150 est inversé en 152 et il est appliqué à l'une des entrées de détection de phase du détecteur de

phase 100, comme représenté sur la-figure 3.

La tension d'attaque de moteur apparaissant à la sortie de l'intégrateur 112 est convertie en une onde carrée par l'amplificateur U 13 et les composants passifs qui lui sont associés, et le signal résultant est ensuite traité par un autre détecteur de passage par zéro 154, pour donner le

second signal d'entrée du détecteur de phase 100, représenta10 tif de la phase de la tension d'attaque du moteur.

La différence de phase détectée (erreur du régulateur de phase) entre la tension de la bobine du moteur et la vitesse détectée de la tête d'impression, est indiquée par la moyenne temporelle de la valeur de la tension de sortie 15 du détecteur de phase 156 Cette tension est de préférence filtrée par U 17 A et intégrée et compensée en phase par U 17 B et les composants associés, de façon à produire une tension d'erreur filtrée et intégrée pour attaquer l'oscillateur commandé par tension 106 On effectue souvent un tel filtrage 20 avec un seul filtre passif à retard de phase, du premier ordre Le spécialiste des asservissements notera cependant qu'une boucle de verrouillage de phase doit avoir deux pôles dans son gain en boucle ouverte pour amener à zéro l'erreur de phase détectée en régime permanent L'un de ces pôles est 25 fourni automatiquement par l'oscillateur commandé par tension 106 Dans le mode de réalisation considéré à titre

d'exemple, l'autre est obtenu à l'extérieur de ce dernier (par exemple par U 17 B et ses composants passifs associés).

L'amplificateur U 17 A et ses composants associés 30 fournissent le gain de boucle et réalisent un filtre à retard de phase du premier ordre et la sommation de l'erreur du régulateur de phase A titre d'exemple, R 52 et R 53 fournissent une tension de référence pour l'erreur du régulateur de phase U 17 B et ses composants associés procurent le gain 35 de boucle, un intégrateur (le pôle supplémentaire nécessaire) et une compensation en fréquence consistant en une avance de phase, pour la stabilité de la boucle La tension de sortie de U 17 B attaque ensuite l'oscillateur commandé par tension 106 qui fournit à son tour le signal d'horloge nécessaire pour attaquer le compteur réversible 122. Dans l'exemple de réalisation considéré, la fréquence du signal de référence de vitesse sinusoidal sur la ligne 110 est égale à la fréquence du signal d'horloge divisée par 1020 Du fait que la fréquence de sortie de l'oscil10 lateur commandé par tension détermine la fréquence du signal de référence de vitesse sinusoidal sur la ligne 110, ceci procure un moyen pour changer l'erreur de phase dans le régulateur de phase, de la manière exigée pour maintenir une erreur de phase voisine de zéro à la sortie du détecteur 156. 15 En procédant ainsi, on entraîne automatiquement le mécanisme d'impression à navette à sa fréquence de résonance mécanique naturelle, malgré les changements de cette fréquence qui peuvent se produire pendant son fonctionnement, du fait de changements de masse ou de constantes de ressorts ou d'autres 20 conditions ambiantes de fonctionnement Le dispositif d'asservissement global à boucle de vitesse/boucle de verrouillage de phase de la figure 3 commande donc automatiquement la fréquence d'attaque du moteur et réduit au minimum

la puissance d'attaque exigée.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Imprimante à navette caractérisée en ce qu'elle comprend: un mécanisme d'impression à navette ( 10, 20) ayant une fréquence de résonance mécanique variable pour ses mouvements de va-et-vient; et des moyens de commande ( 114, 116) connectés au mécanisme ( 10, 20) pour détecter automatiquement la fréquence de résonance mécanique et pour entraîner automatiquement ce mécanisme à sa fréquence de résonance

mécanique détectée.

2 Imprimante à navette selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commande comprennent: un capteur de vitesse de mouvement ( 40) destiné à détecter la vitesse instantanée du mécanisme et à produire un signal électrique de vitesse qui en est représentatif; un circuit 15 d'attaque de moteur électrique ( 112) destiné à appliquer un signal d'entraînement électrique sinusoïdal au mécanisme en fonction, au moins, des deux paramètres suivants: ( 1) le signal de vitesse et ( 2) un signal de référence d'entrée sinusoidal; et des moyens de comparaison de signal électri20 que ( 100, 106, 108) connectés de façon à comparer le signal de vitesse et le signal d'entraînement et à produire automatiquement le signal de référence sinusoidal à une fréquence

pratiquement égale à la fréquence de résonance mécanique.

3 Imprimante à navette selon la revendication 2, 25 caractérisée en ce que les moyens de comparaison de signal électrique comprennent un comparateur de phase ( 100) qui attaque un oscillateur commandé ( 106) dans une boucle de verrouillage de phase ( 116) qui maintient une différence de

phase pratiquement nulle entre les signaux comparés.

4 Imprimante à navette selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de comparaison de signal électrique comprennent en outre: un compteur numérique ( 122) qui reçoit sur son entrée d'horloge le signal de sortie de l'oscillateur commandé ( 106); un dispositif de mémoire de signal numérique ( 124) qui est adressé de façon cyclique par le compteur numérique ( 122) pour produire des signaux électriques numériques représentatifs de la valeur d'échantillons successifs équidistants d'une sinusoïde; et un convertisseur de signal électrique numérique-analogique ( 126) attaqué par les signaux numériques provenant du dispositif de mémoire ( 124) pour produire le signal de référence sinusoïdal. Imprimante selon la revendication 4, caractérisé 10 en ce qu'elle comprend en outre des moyens de compensation en basse fréquence (U 2 B) qui sont connectés de façon à appliquer au circuit d'attaque de moteur électrique ( 112) un signal d'entrée supplémentaire de commande de compensation en basse fréquence. 6 Imprimante'à navette, caractérisée en ce qu'elle comprend: un mécanisme d'impression à navette ( 10) ayant une fréquence de résonance mécanique naturelle du mouvement de va-et-vient qui change sous l'effet du changement de conditions ambiantes; un moteur électrique linéaire ( 20) 20 monté de façon à entraîner mécaniquement le mécanisme d'impression à navette ( 10) sous l'effet d'un signal d'entrée d'entrafnement électrique;un transducteur de vitesse linéaire ( 40) monté de façon à détecter la vitesse du mécanisme d'impression à navette ( 10) et à produire un signal de vitesse électrique qui en est représentatif; des moyens ( 100) destinés à comparer la phase du signal de vitesse électrique à la phase du signal d'entrée d'entraînement électrique pour détecter automatiquement la fréquence de résonance mécanique et pour produire automatiquement un signal de réfé30 rence électrique sinusoidal ayant une fréquence pratiquement égale à la fréquence de résonance mécanique qui est ainsi détectée; et des moyens d'attaque de moteur ( 112) connectés

de façon à produire le signal d'entrée d'entraînement électrique sous la dépendance du signal de référence et du 35 signal de vitesse.

7 Imprimante à navette selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens d'attaque de moteur comprennent des moyens de compensation en basse fréquence (U 2 B dont l'entrée est connectée à une bobine d'entraînement ( 22) du moteur. 8 Imprimante à navette caractérisée en ce qu'elle comprend: un mécanisme d'impression à navette ( 10) capable d'effectuer des mouvements de va-et-vient cycliques; un moteur électrique linéaire ( 20) qui comporte une bobine électrique ( 22) et qui est monté de façon à entraîner mécaniquement le mécanisme ( 10) conformément à un signal d'entraînement électrique appliqué à la bobine ( 22); un transducteur de vitesse linéaire ( 40) qui est monté de façon à détecter la vitesse instantanée du mécanisme ( 10) et à produire un signal de réaction de vitesse électrique correspondant; des moyens ( 120) destinés à combiner le signal de réaction de vitesse avec un signal de référence de vitesse électrique fourni, et à produire en réponse le signal d'entraînement; des moyens de comparaison de phase ( 100) con20 nectés de façon à comparer les phases relatives du signal de réaction de vitesse et du signal d'entraînement et à produire un signal d'erreur représentatif de toute différence de phase détectée entre eux; des moyens de filtrage (U 17 A, U 17 B) connectés de façon à filtrer le signal d'erreur et à 25 produire un signal d'erreur filtré et intégré sur une borne de sortie ( 104); un oscillateur électrique commandé par un signal ( 106) qui est connecté de façon à produire une succession de signaux d'horloge-à une fréquence correspondant au signal d'erreur filtré; un compteur numérique ( 122) qui 30 est connecté de façon à recevoir les signaux d'horloge et à produire une succession cyclique de signaux d'adresse numériques; une mémoire numérique ( 124) qui est connectée de façon à 8 tre adressée par les signaux d'adresse et à produire une succession cyclique de signaux sinusoïdaux numériques 35 représentant une sinusoïde échantillonnée ayant une fréquence qui correspond à la fréquence du signal d'horloge; et un convertisseur de signal numérique-analogique ( 126) qui est connecté de façon à recevoir les signaux sinusoïdaux numériques et à appliquer aux moyens de combinaison ( 120) un signal de sortie sinusoidal analogique correspondant, en tant que signal de référence de vitesse électrique fourni. 9 Dispositif de commande à boucle de verrouillage de phase, destiné à entraîner automatiquement à sa fréquence d'entraînement de résonance mécanique naturelle un mécanisme 10 ( 10) entraîné par un moteur électrique, caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur de vitesse ( 40) destiné à détecter la vitesse instantanée du mécanisme ( 10) et à produire un signal de vitesse correspondant; des moyens d'entraînement à moteur électrique ( 20) destinés à entraîner le méca15 nisme ( 10) sous la dépendance d'un signal d'entralnement appliqué; des moyens de comparaison de phase ( 100) connectés de façon à comparer les phases du signal de vitesse et du signal d'entraînement et à produire un signal d'erreur représentatif de cette comparaison; des moyens de généra20 tion de signal de référence sinusoïdal à fréquence commandée ( 108) destinés à produire un signal de référence sinusoïdal ayant une fréquence qui correspond au signal d'erreur; et des moyens de génération de signal d'entraînement ( 112) destinés à produire le signal d'entraînement sous la dépendance 25 du signal de référence sinusoidal et du signal de réaction de vitesse. Dispositif de commande à boucle de verrouillage de phase selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de compensation en basse fré30 quence (U 2 B) qui sont connectés de façon à appliquer un signal d'entrée de compensation en basse fréquence aux moyens de génération de signal d'entraînement ( 112), sous l'effet de courants de basse fréquence détectés circulant-dans les

moyens d'entraînement à moteur électrique ( 20).

11 Mécanisme entraîné de façon résonnante, caracté-

risé en ce qu'il comprend: un mécanisme entraîné électriquement ( 10); une boucle d'asservissement de vitesse ( 114) connectée pour entraîner électriquement ce mécanisme; et un oscillateur à boucle de verrouillage de phase ( 116) couplé à la boucle de vitesse ( 114), pour commander la fréquence à laquelle elle entraîne le mécanisme ( 10) de façon que cette fréquence approche la fréquence de résonance mécanique du mécanisme. 12 Procédé pour entraîner électriquement un méca10 nisme d'impression à navette ( 10) ayant une fréquence de résonance mécanique variable pour ses mouvements de va-etvient, caractérisé en ce que: on détecte automatiquement la

fréquence de résonance mécanique; et on entraîne automatiquement le mécanisme ( 10) à sa fréquence de résonance mécani15 que détectée.

13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les opérations de détection et d'entraînement automatiques comprennent les opérations suivantes: on détecte la vitesse instantanée du mécanisme ( 10) et on produit un signal 20 de vitesse électrique qui en est représentatif; on produit un signal d'entraînement électrique sinusoidal pour le mécanisme en fonction,au moins, des paramètres suivants: ( 1) le signal de vitesse et ( 2) un signal de référence sinusoidal d'entrée; et on compare le signal de vitesse et le signal 25 d'entraînement et on produit automatiquement le signal de référence sinusoïdal à une fréquence pratiquement égale à la

fréquence de résonance mécanique.

14 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'opération de comparaison comprend le maintien 30 d'une différence de phase pratiquement nulle entre les

signaux comparés.

Procédé pour entraîner mécaniquement un mécanisme d'impression à navette ( 10) ayant une fréquence de résonance mécanique naturelle pour un mouvement de va et vient qui 35 change sous l'effet de variations des conditions ambiantes, 2.0 caractérisé en ce que: on entraine mécaniquement le mécanisme d'impression à navette ( 10) sous l'effet d'un signal d'entrée d'entraînement électrique; on détecte la vitesse du mécanisme d'impression à navette ( 10) et on produit un signal 5 de vitesse électrique qui en en représentatif; on compare la phase du signal de vitesse électrique à la phase du signal d'entrée d'entraînement électrique, pour détecter automatiquement la fréquence de résonance mécanique et pour produire automatiquement un signal de référence électrique sinusoïdal ayant 10 une fréquence pratiquement égale à la fréquence de résonance mécanique ainsi détectée; et on produit le signal d'entrée d'entraînement électrique sous la dépendance du signal de référence

et du signal de vitesse.

16 Procédé pour entraîner automatiquement un méca15 nisme ( 10) entraîné par un moteur électrique à sa fréquence d'entraînement correspondant à la résonance mécanique naturelle, caractérisé en ce que: on détecte la vitesse instantanée du mécanisme ( 10) et on produit un signal de vitesse correspondant; on entaine le mécanisme sous l'action d'un 20 signal d'entraînement appliqué; on compare les phases du signal de vitesse et du signal d'entraînement et on produit un signal d'erreur représentatif de cette comparaison; on produit un signal de référence sinusoidal ayant une fréquence

qui correspond au signal d'erreur; et on produit le signal 25 d'entraînement sous l'action du signal de référence sinusoidal et du signal de réaction de vitesse.