FR2733281A1

FR2733281A1 - Open loop proportional remote control method of manual control

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Publication number: FR2733281A1
Application number: FR9504954A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 1996-10-25

Abstract

The method involves using a jack (1) which moves from an initial position to a final position by a jump to a position near the final position and then by small jumps to the final position involving a stabilisation of the pressure. The latter is achieved by periodic opening and closing of the valves (EVEG, EVAG) to at least one chamber of the jack. The first displacement may bring the jack to the midpoint of its operating range and depends on the opening time which may be varied by the microprocessor (CPU). The periodicity of the opening of each valve is identical for each but the opening time is variable and is proportional to the voltage provided by the remote control. The total time stays constant and the frequency of pulsing is between 5 and 20 Hz.

Description

L'invention se rapporte à une installation et à un procédé de télécommande proportionnelle en boucle ouverte de l'actionneur d'une commande manuelle d'une unité active: engin, moteur ou machine par l'intermédiaire d'un vérin pneumatique. The invention relates to an installation and to a method of proportional remote control in open loop of the actuator of a manual control of an active unit: machine, motor or machine by means of a pneumatic cylinder.

Le procédé englobe la commande pneumatique d'un vérin pneumatique à double effet agissant sur un organe de commande manuelle ou manipulateur de commande de l'unité fournissant un travail. The method includes the pneumatic control of a double-acting pneumatic cylinder acting on a manual control member or control manipulator of the unit providing work.

Des engins de chantier comme des grues de caractéristiques moyennes de portée et de puissance sont livrées d'usine avec une commande manuelle au sol. Construction machinery such as cranes with medium reach and power characteristics are delivered from the factory with manual ground control.

Chaque commande résulte de l'action sur un élément manuel manette, bouton ou levier. Ces éléments de commande manuelle agissent sur un distributeur hydraulique en vue de la commande des moteurs ou vérins animant la grue.Each command results from the action on a manual element, joystick, button or lever. These manual control elements act on a hydraulic distributor in order to control the motors or jacks driving the crane.

Certains constructeurs ont prévu d'équiper leur grue d'une télécommande pseudo proportionnelle avec bloc spécial mettant en oeuvre un distributeur hydraulique avec potentiomètre de poursuite de position régissant le débit hydraulique général. Some manufacturers have planned to equip their crane with a pseudo-proportional remote control with special block using a hydraulic distributor with position tracking potentiometer governing the general hydraulic flow.

Ce bloc spécial réglable en débit est couplé à un distributeur hydraulique spécial si bien qu'il n'est plus possible de monter un module de télécommande lorsqu'au départ il a été choisi un bloc hydraulique simple de commande manuelle. This special flow-adjustable block is coupled to a special hydraulic distributor so that it is no longer possible to mount a remote control module when initially a simple manual control hydraulic block has been chosen.

Or, cette option de télécommande coûte cher par rapport au prix total de la grue. Ainsi, les utilisateurs n'ont pas toujours la possibilité financière d'opter pour le modèle avec télécommande. However, this remote control option is expensive compared to the total price of the crane. Thus, users do not always have the financial possibility of opting for the remote control model.

Par la suite, l'option télécommande peut toujours être installée. I1 faut cependant prévoir le remplacement du distributeur hydraulique simple et toute l'installation des éléments et organes propres a la télécommande dont le distributeur hydraulique spécial. Thereafter, the remote control option can still be installed. It is however necessary to provide for the replacement of the simple hydraulic distributor and the entire installation of the elements and members specific to the remote control, including the special hydraulic distributor.

Le coût de cette intervention ultérieure et celui du matériel s'avèrent prohibitifs. The cost of this subsequent intervention and that of the material turns out to be prohibitive.

La présente invention a pour but d'éviter le changement du distributeur d'origine lors de l'installation de la télécommande sur l'engin ou sur la machine. The present invention aims to avoid changing the original distributor when installing the remote control on the machine or on the machine.

Ainsi, on ne change pas le distributeur d'origine, mais on ne le modifie pas non plus pour échapper aux causes d'annulations ou de limitations de la garantie. Thus, we do not change the original distributor, but we do not modify it either to escape the causes of cancellation or limitation of the warranty.

L'invention se rapporte également à un procédé de commande proportionnelle d'un vérin pneumatique, à partir d'une commande manuelle éloignée, selon lequel on commande pour chaque voie de remplissage et de vidange de chaque chambre alternativement une électrovanne de remplissage et une électrovanne de vidange selon une séquence de battements simultanés de l'une et de l'autre électrovannes en vue du déplacement d'une position précédente directement à une position définitive dans le cas de petits déplacements et par un saut à une position d'approche puis de là, par des battements à une position définitive pour de plus grands déplacements. The invention also relates to a method of proportional control of a pneumatic cylinder, from a remote manual control, according to which one controls for each filling and emptying path of each chamber alternately a filling solenoid valve and a solenoid valve emptying according to a sequence of simultaneous beats of one and the other solenoid valves for the displacement of a previous position directly to a final position in the case of small displacements and by a jump to an approach position then there, by beating at a final position for greater displacements.

L'invention se rapporte également aux moyens destinés à mettre en oeuvre le procédé, notamment la commande d'un vérin pneumatique à partir de deux électrovannes et d'une unité de gestion et de commande à partir d'une commande manuelle éloignée. The invention also relates to the means intended to implement the method, in particular the control of a pneumatic cylinder from two solenoid valves and from a management and control unit from a remote manual control.

L'invention présente de grands avantages. The invention has great advantages.

Elle permet de remédier au manque de précision et de fidelité des électrovannes en compensant ces défauts par l'emploi simultané de deux électrovannes équipant chaque voie de commande à savoir l'électrovanne de mise en pression ou de remplissage et l'électrovanne d'échappement ou de vidage. Cette compensation s'effectue par l'alimentation séquentielle en battements des deux électrovannes. It makes it possible to remedy the lack of precision and fidelity of the solenoid valves by compensating for these defects by the simultaneous use of two solenoid valves equipping each control channel, namely the pressure or filling solenoid valve and the exhaust solenoid valve or emptying. This compensation is effected by the sequential supply in beats of the two solenoid valves.

En effet, les électrovannes travaillent séquentiellement et ensemble sur une partie de l'impulsion de commande. La pression élémentaire de remplissage résulte de la différence entre les temps d'ouverture. On s'affranchit ainsi des défauts de fidélité, d'imprécision et d'inertie des électrovannes. In fact, the solenoid valves work sequentially and together on part of the control pulse. The elementary filling pressure results from the difference between the opening times. This overcomes the defects of fidelity, imprecision and inertia of the solenoid valves.

Par ailleurs, on s'affranchit au mieux de l'hystérésis du vérin par une méthode d'anticipation utilisant une position d'approche située, par exemple, en deçà de la position définitive dans le sens d'une montée en pression dans une chambre ou dans l'autre pour atteindre la position définitive. Furthermore, the hysteresis of the actuator is best overcome by a method of anticipation using an approach position situated, for example, below the final position in the direction of a pressure rise in a chamber. or in the other to reach the final position.

Il permet aussi d'optimiser les durées de déplacement tout en procurant une précision et une fidélité suffisantes en position. It also makes it possible to optimize travel times while providing sufficient precision and fidelity in position.

Finalement, les applications ne sont pas limitatives. On peut envisager aussi bien la commande à distance d'un engin ou d'une machine que celle d'un moteur thermique fixe ou mobile. Finally, the applications are not limiting. We can consider both the remote control of a machine or a machine as that of a fixed or mobile heat engine.

D'autres caractéristiques et avantages de 1 invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple et accompagnée des dessins qui représentent la figure 1 est le schéma simplifié de l'ensemble de
l'installation ; la figure 2 est le schéma de la commande pneumatique
correspondant à un vérin pneumatique double effet la figure 3 est le schéma diagramme déplacement ou
pression en fonction du temps de l'ensemble
pneumatique avec illustration des durées des
impulsions de commande pneumatique correspondantes
des positions extrêmes ;; . les figures 4 et 5 representent les formes d'ondes
des impulsions de commande respectivement sur
l'électrovanne de remplissage et sur l'électrovanne
de vidange . les figures 6 et 7 visualisent la position d'approche
PA représentée en pointillés et la position finale PF
par rapport à une position précédente PP,
respectivement pour deux sens de déplacement, le
premier montant et le second descendant pour l'une et
l'autre course du vérin par rapport à son point
neutre milieu PN ; . les figures 8 et 9 sont des vues schématiques des
deux actionneurs manuels en correspondance illustrant
la commande proportionnelle pour trois positions: de
petit déplacement, de position courante et de maximum
des leviers de commande . les figures 10 et 11 sont des vues schématiques des
deux actionneurs manuels en correspondance illustrant
au niveau de la télécommande puis du levier du
distributeur le fonctionnement dans le cas d'un saut
initial SI . a figure 12 montre schématiquement au niveau du
vérin le saut et la course par compression du ressort
dans le cas d'un saut initial SI à la position
initiale PSI à partir de la position neutre PN
Le principe général de l'invention consiste à piloter mécaniquement le manche d'actionnement manuel d'un organe de commande, par exemple le distributeur hydraulique d'un engin de chantier ou d'un engin agricole ou forestier, à partir d'un vérin pneumatique à double effet commandé à distance à partir d'un actionneur manuel. Les chambres du vérin pneumatique sont alimentées alternativement par un fluide gazeux sous pression à travers un circuit de commande propre à chaque chambre comprenant chacun une électrovanne de mise en pression ou de remplissage et une électrovanne d'échappement ou de vidange, circuit dans lequel les électrovannes sont commandées séquentiellement jusqu'à la pression voulue correspondant à une tension de commande par rapport à une tension de consigne correspondant à la position centrale ou neutre du piston du vérin.Other characteristics and advantages of the invention will appear in the description which follows, given by way of example and accompanied by the drawings which represent FIG. 1 is the simplified diagram of the assembly of
installation; Figure 2 is the diagram of the pneumatic control
corresponding to a double-acting pneumatic cylinder FIG. 3 is the displacement diagram diagram or
pressure versus time of the assembly
pneumatic with illustration of the durations of
corresponding pneumatic control pulses
extreme positions; . Figures 4 and 5 show the waveforms
control pulses respectively on
the filling solenoid valve and on the solenoid valve
emptying. Figures 6 and 7 show the approach position
PA shown in dotted lines and the final position PF
relative to a previous position PP,
respectively for two directions of movement, the
first amount and the second descendant for one and
the other cylinder stroke from its point
neutral medium PN; . Figures 8 and 9 are schematic views of
two matching manual actuators illustrating
proportional control for three positions: from
small displacement, current position and maximum
control levers. Figures 10 and 11 are schematic views of
two matching manual actuators illustrating
on the remote control then on the lever
distributor the operation in the event of a jump
initial IF. a Figure 12 shows schematically at the
spring jumping and stroke cylinder
in the case of an initial jump SI at the position
initial PSI from neutral position PN
The general principle of the invention consists in mechanically controlling the manual actuation handle of a control member, for example the hydraulic distributor of a construction machine or of an agricultural or forestry machine, from a jack. pneumatic double acting remotely controlled from a manual actuator. The chambers of the pneumatic cylinder are supplied alternately by a gaseous fluid under pressure through a control circuit specific to each chamber each comprising a solenoid valve for pressurizing or filling and an electrovalve for exhaust or drain, circuit in which the solenoid valves are controlled sequentially up to the desired pressure corresponding to a control voltage with respect to a reference voltage corresponding to the central or neutral position of the piston of the jack.

Le but visé est l'obtention d'un déplacement proportionnel à la télécommande d'un actionneur manuel de commande, par exemple le levier du distributeur hydraulique de commande d'un engin à partir de la position, par exemple en valeur de déviation angulaire, d'une commande manuelle éloignée. The aim is to obtain a displacement proportional to the remote control of a manual control actuator, for example the lever of the hydraulic distributor for controlling a machine from the position, for example in angular deviation value, remote manual control.

La pression nécessaire pour un déplacement proportionnel sera plus particulièrement obtenue par un saut puis par le régime séquentiel à rapport cyclique constant d'ouverture/fermeture des deux électrovannes d'une même voie selon un rapport RO entre les durées d'ouverture de chaque électrovanne fonction du niveau de la commande avec une différence de durée d'ouverture entre ces deux électrovannes, la commande étant simultanée pour chacune des deux électrovannes. The pressure necessary for a proportional displacement will be more particularly obtained by a jump then by the sequential regime with constant cyclic ratio of opening / closing of the two solenoid valves of the same channel according to a RO ratio between the opening times of each function solenoid valve. of the level of the control with a difference in opening time between these two solenoid valves, the control being simultaneous for each of the two solenoid valves.

Ce fonctionnement provoque un battement de chacune des deux électrovannes. Ainsi, plus la pression devra augmenter, plus longtemps l'électrovanne de mise en pression restera ouverte par rapport à l'électrovanne d'échappement de la même voie et inversement. C'est la pression résultant qui constitue la force motrice du piston. This operation causes each of the two solenoid valves to flap. Thus, the more the pressure will have to increase, the longer the pressure solenoid valve will remain open relative to the exhaust solenoid valve of the same channel and vice versa. It is the resulting pressure which constitutes the driving force of the piston.

L'invention réalise par une commande cyclique d'ouverture/fermeture séquentielle des deux électrovannes d'une même voie un déplacement final DF vers une position finale PF selon un régime de stabilisation de pression directement à partir d'une position précédente PP dans le cas de petits déplacements ou en utilisant une position intermédiaire d'approche PA atteinte par un saut et de là, jusqu'à la position finale PF par ce régime de battements. The invention achieves, by a cyclic sequential opening / closing command of the two solenoid valves of the same channel, a final movement DF towards a final position PF according to a pressure stabilization regime directly from a previous position PP in the case small movements or using an intermediate approach position PA reached by a jump and from there to the final position PF by this beating regime.

Le taux cyclique d'ouverture/fermeture pour chacune des deux électrovannes est un paramètre fixe de fonctionnement. Par contre, le rapport RO existant entre les deux électrovannes dépend de la pression souhaitée correspondant à la position finale déterminée par le niveau de tension de la commande éloignée. Selon une variante, ce rapport RO est proportionnel au niveau de la commande. The cyclic opening / closing rate for each of the two solenoid valves is a fixed operating parameter. On the other hand, the RO ratio existing between the two solenoid valves depends on the desired pressure corresponding to the final position determined by the voltage level of the remote control. According to a variant, this RO ratio is proportional to the level of the command.

Sans pour autant être limitatif, on choisi constant le rapport cyclique ouverture/fermeture pour chaque électrovanne, celui-ci étant optimisé par programmation pour chaque matériel ou engin. Without being limiting, the cyclic opening / closing ratio is chosen constant for each solenoid valve, this being optimized by programming for each material or machine.

Aussitôt que la pression est stabilisée à la valeur désirée on cesse les battements pour rendre le circuit étanche en coupant l'électrovanne de mise en pression et en fermant l'électrovanne d'échappement par le maintien de son excitation électrique. As soon as the pressure has stabilized at the desired value, the pulsations are stopped to make the circuit watertight by cutting the pressure solenoid valve and closing the exhaust solenoid valve by maintaining its electrical excitation.

Le retour rapide au neutre après mise en pression s'effectue par ouverture de l'électrovanne d'échappement en coupant sa commande. The rapid return to neutral after pressurization is carried out by opening the exhaust solenoid valve by cutting its control.

L'étage final de la commande pneumatique proportionnelle selon l'invention se compose d'une façon générale d'un vérin pneumatique 1 à double effet présentant un corps cylindrique 2 délimitant avec un piston 3, une première chambre 4 de mise en pression reliée à une voie de commande droite 5 et une deuxième chambre de mise en pression 6 reliée à une voie de commande gauche 7. The final stage of the proportional pneumatic control according to the invention generally consists of a double-acting pneumatic cylinder 1 having a cylindrical body 2 delimiting with a piston 3, a first pressurization chamber 4 connected to a right control channel 5 and a second pressurization chamber 6 connected to a left control channel 7.

Les chambres sont séparées par le piston 3 à tige 8 qui se prolonge jusqu'à un levier 9 avec lequel elle est articulée par son extrémité libre. The chambers are separated by the piston 3 with rod 8 which extends to a lever 9 with which it is articulated by its free end.

L'articulation s'effectue au niveau de la base du levier par une articulation de pivotement 10.The articulation takes place at the base of the lever by a pivot articulation 10.

Les voies de commande droite et gauche 5 et 7 comportent chacune une électrovanne d'actionnement par remplissage droite et gauche respectivement EVAD et
EVAG ainsi qu'une électrovanne d'échappement droite et gauche respectivement EVED et EVEG. Les électrovannes d'actionnement ou de remplissage sont reliées à une source de fluide gazeux sous pression SP et à chacune des chambres d'actionnement par un conduit commun d'alimentation-échappement respectivement 11 et 12. The right and left control channels 5 and 7 each comprise an actuating solenoid valve by right and left filling respectively EVAD and
EVAG and a right and left exhaust valve EVED and EVEG respectively. The actuating or filling electrovalves are connected to a source of gaseous fluid under pressure SP and to each of the actuating chambers by a common supply-exhaust duct 11 and 12 respectively.

Les électrovannes d'échappement EVED et EVEG sont mises à l'air par leur sortie 13 et 14 et reliées par leur entrée respectivement aux conduits communs 11 et 12. The EVED and EVEG exhaust solenoid valves are vented through their outlet 13 and 14 and connected by their inlet respectively to the common conduits 11 and 12.

Le levier 9 constitue la commande manuelle par exemple d'un distributeur hydraulique tel que 15 d'un engin de chantier ou agricole tel que grue, portique, tracteur, débardeur, locotracteur, machine ou moteur que l'invention permet de commander à distance pour tous ses axes de travail d'une façon semblable à la commande manuelle directe centralisée. Il s'agit d'un manche rappelé en position neutre centrale PN par des forces élastiques matérialisées par deux ressorts opposés 16 et 17 pour chaque axe de commande ou un seul ressort commun aux deux sens. The lever 9 constitutes the manual control, for example of a hydraulic distributor such as 15 of a construction or agricultural machine such as a crane, gantry crane, tractor, skidder, locotractor, machine or motor which the invention makes it possible to control remotely for all its lines of work in a similar way to direct centralized manual control. It is a handle returned to the neutral central position PN by elastic forces materialized by two opposite springs 16 and 17 for each control axis or a single spring common to both directions.

Le vérin relié à ce levier est soumis à ces forces élastiques et devient l'équivalent d'un vérin avec rappel au centre ou rappel au point milieu neutre PN. The cylinder connected to this lever is subjected to these elastic forces and becomes the equivalent of a cylinder with return to the center or return to the neutral point PN.

La source de pression SP est un générateur d'air comprimé COMPA existant sur l'engin ou séparé et indépendant monté sur celui-ci lors de l'installation de la commande selon l'invention. Le fluide gazeux sous pression arrive à l'entrée du dispositif de commande après passage dans un filtre FLTR, un deshumidificateur
DSHU et un régulateur-réducteur RERE de pression complétés par un manomètre MANO.The pressure source SP is a COMPA compressed air generator existing on the machine or separate and independent mounted on it during the installation of the control according to the invention. The pressurized gaseous fluid arrives at the inlet of the control device after passing through a FLTR filter, a dehumidifier.
DSHU and a RERE pressure reducing regulator supplemented by a MANO manometer.

L'installation complète comprend un coffret de télécommande CFT à commande manuelle par manettes ou manches ou autre transmettant par une porteuse radio sur différents canaux les ordres de commande correspondants aux différents axes à partir, par exemple, de manettes telles que 18,19,20 ou de manches leviers 21,22 représentés dans le cas d'un boîtier de commande par fil BOFIL. On peut prévoir par exemple un canal pour deux axes de commande. The complete installation includes a CFT remote control unit with manual control by joysticks or handles or the like transmitting by a radio carrier on different channels the control orders corresponding to the different axes from, for example, joysticks such as 18,19,20 or lever handles 21, 22 shown in the case of a BOFIL wire control unit. One can for example provide a channel for two control axes.

Cette porteuse modulée selon les ordres de commande est captée par l'antenne d'un module récepteur-décodeur MRDC. This carrier modulated according to the control orders is received by the antenna of an MRDC receiver-decoder module.

Le coffret de commande à distance CFT peut etre remplacé ou doublé par le boîtier de commande manuelle BOFIL relié par fil ou câble au module MRDC sur une entrée spéciale. The CFT remote control box can be replaced or doubled by the BOFIL manual control box connected by wire or cable to the MRDC module on a special input.

De ce module MRDC sortent par exemple huit voies analogiques vers une unité de gestion et de commande UGC à microcontrôleur CPU avec microcalculateur présentant une ligne avec prise de liaison PLPC à un micro-ordinateur PC pour l'apprentissage, le chargement du programme et la mise en mémoire des paramètres constants de l'ensemble de commande résultant de la procédure d'apprentissage. Ces huits voies analogiques sortent de l'unité de gestion et de commande UGC selon trente deux sorties de commande d'électrovannes tout ou rien appelées TOR pouvant commander ainsi huit vérins à double effet donc huit axes de commande. Eight analog channels emerge from this MRDC module, for example, to a UGC management and control unit with a microcontroller CPU with microcomputer presenting a line with connection point PLPC to a microcomputer PC for learning, loading the program and setting in memory of the constant parameters of the control assembly resulting from the learning procedure. These eight analog channels leave the UGC management and control unit according to thirty two all-or-nothing solenoid valve control outputs called TOR which can thus control eight double-acting cylinders, therefore eight control axes.

En effet chaque vérin à double effet réclame quatre électrovannes TOR pour sa commande dont deux couples d'électrovannes de mise en pression et d'échappement pour chaque chambre. In fact, each double-acting cylinder requires four digital solenoid valves for its control, including two pairs of pressure and exhaust solenoid valves for each chamber.

L'unité de gestion et de commande UGC comporte aussi un registre de voies analogiques RGVA vers l'unité centrale CPU à microcontrôleur et des circuits de commande et de contrôle CICC reliés par une interface pneumatique INFAP à un registre d'électrovannes RGEA débouchant sur les voies de sortie connectées aux vérins pneumatiques d'actionnement. Les électovannes se trouvent logées physiquement à l'intérieur du coffret contenant l'unité centrale pour des raisons de protection mécanique contrairement à la représentation de la figure 1 qui ne porte que sur un seul vérin. The UGC management and control unit also includes a register of analog RGVA channels to the central unit CPU with microcontroller and CICC command and control circuits connected by a pneumatic INFAP interface to a register of RGEA solenoid valves leading to the output channels connected to pneumatic actuating cylinders. The solenoid valves are physically housed inside the box containing the central unit for reasons of mechanical protection, unlike the representation in FIG. 1 which relates to only one jack.

L'interface électronique INFAE de l'unité UGC est réalisée par l'intermédiaire de transistors à effet de champ tels que TRTC à savoir TRTC1, TRTC2... pour chacune des électrovannes. The electronic interface INFAE of the UGC unit is produced by field effect transistors such as TRTC, namely TRTC1, TRTC2 ... for each of the solenoid valves.

On a représenté une seule voie sur la figure 1, il est bien évident que les autres voies sont identiques et qu'il en faut deux pour un axe de commande et quatre par vérin à double effet. A single channel has been shown in Figure 1, it is obvious that the other channels are identical and that two are needed for a control axis and four per double-acting cylinder.

De même, il n'existe aucune limitation dans le nombre de voies et dans le type de télétransmission. Likewise, there is no limitation in the number of channels and in the type of remote transmission.

On peut même envisager, comme déjà indiqué, une commande par fil ou par câble.We can even consider, as already indicated, an order by wire or cable.

Lors d'une phase initiale de pseudo étalonnage appelée apprentissage, on entre en mémoire du microcontrôleur les données de durée correspondant au système pneumatique, vérin compris, propre au dispositif à installer, pour les courses minimales et maximales en remplissage et en vidange correspondant à un régime de première impulsion. During an initial phase of pseudo calibration called learning, the duration data corresponding to the pneumatic system, including cylinder, specific to the device to be installed, are entered into the memory of the microcontroller, for the minimum and maximum strokes in filling and emptying corresponding to a first pulse regime.

On réalise au cours de cet apprentissage un fonctionnement purement manuel pour les différentes positions caractéristiques de la tige du piston, mais aussi pour les positions intermédiaires de façon à rendre la commande aussi proportionnelle que possible. During this learning operation, a purely manual operation is carried out for the various characteristic positions of the piston rod, but also for the intermediate positions so as to make the control as proportional as possible.

Par commande proportionnelle il faut comprendre que le levier 9 du distributeur hydraulique de l'engin devient l'image aussi fidèle que possible de l'actionneur manuel éloigné. By proportional control it should be understood that the lever 9 of the hydraulic distributor of the machine becomes the most faithful image possible of the remote manual actuator.

On distingue ainsi les paramètres constants propres à chaque installation déterminés manuellement lors de l'apprentissage dont . PIRPMA = Durée de la première impulsion de
remplissage en position maximale . PIRPMI = Durée de la première impulsion de
remplissage en position minimale PIVPMA = durée de la première impulsion de vidange en
position maximale . PIVPMI = durée de la première impulsion de vidange en
position minimale. A distinction is thus made between the constant parameters specific to each installation, determined manually during learning. PIRPMA = Duration of the first pulse of
filling in maximum position. PIRPMI = Duration of the first pulse of
filling in minimum position PIVPMA = duration of the first emptying pulse in
maximum position. PIVPMI = duration of the first drain pulse in
minimum position.

Ces valeurs permettront au calculateur du microcontrôleur CPU de tenir compte des durées nécessaires au vérin pour se déplacer de sa position minimale à sa position maximale en remplissage ou en vidange et de commander en conséquence, en optimisant la durée, un déplacement entre deux positions successives commandées par l'opérateur et envoyées par la chaîne de télécommande. These values will allow the computer of the microcontroller CPU to take into account the durations necessary for the jack to move from its minimum position to its maximum position for filling or emptying and to consequently control, by optimizing the duration, a movement between two successive commanded positions. by the operator and sent by the remote control chain.

L'invention, en effet, concerne non seulement l'approche d'une position finale PF précise et fidèle à partir d'une position précédente PP du piston ou de la tige du vérin, mais l'optimisation du temps pour y parvenir et ceci, malgré l'aspect contraignant d'hystérésis du vérin pneumatique et de la mécanique attenante. The invention, in fact, concerns not only the approach of a precise and faithful final position PF from a previous position PP of the piston or of the rod of the jack, but the optimization of the time to reach it and this , despite the constraining hysteresis aspect of the pneumatic cylinder and the adjoining mechanics.

Ces valeurs doivent être complétées par des valeurs de caractéristiques de fonctionnement dynamique correspondant au régime de stabilisation à savoir SRPMA = durée de stabilisation de remplissage en
position maximale . SRPMI = durée de stabilisation de remplissage en
position minimale SVPMA = durée de stabilisation de vidange en position
maximale . SVPMI = durée de stabilisation de vidange en position
minimale.These values must be supplemented by values of dynamic operating characteristics corresponding to the stabilization regime, namely SRPMA = filling stabilization time in
maximum position. SRPMI = filling stabilization time in
minimum position SVPMA = drain stabilization time in position
maximum. SVPMI = drain stabilization time in position
minimal.

On impose par ailleurs en tant que paramètres constants des durées minimales d'impulsions de remplissage ou de vidange TMIR et TMIV correspondant à la largeur des impulsions à départ simultané de remplissage et de vidange lors des battements. Furthermore, as constant parameters, the minimum durations of filling or emptying pulses TMIR and TMIV corresponding to the width of the pulses with simultaneous filling and emptying start during beats are imposed.

Ceci conditionne les rapports cycliques constants propres à chacune des électrovannes. This conditions the constant duty cycles specific to each of the solenoid valves.

La fréquence des battements Fb est également imposée. Elle dépend de la rapidité des électrovannes utilisées. Elle est fixée par programmation entre 5 et 20 Hz en fonction du temps de réponse des électrovannes par exemple une valeur médiane de 10 ou 12 Hz. On peut prendre Fb = 12 Hz comme exemple. The frequency of the beats Fb is also imposed. It depends on the speed of the solenoid valves used. It is set by programming between 5 and 20 Hz depending on the response time of the solenoid valves, for example a median value of 10 or 12 Hz. We can take Fb = 12 Hz as an example.

On choisit également une autre constante
DIS = Durée de fonctionnement en mode de stabilisation de pression.We also choose another constant
DIS = Operating time in pressure stabilization mode.

Il s'agit de la durée totale imposée constante correspondant au régime de battements ou de stabilisation de la pression. Cette valeur faible, est en général inférieure à la seconde. This is the total time set constant corresponding to the beating or pressure stabilization regime. This low value is generally less than a second.

Les autres paramètres concernent des caractéristiques de tension de commande dont les valeurs sont données ci-après à titre d'exemple. The other parameters relate to control voltage characteristics, the values of which are given below by way of example.

La tension de commande Vc qui est comprise entre deux valeurs extrêmes de commande Vec et VEC définissant des seuils de commande dans la gamme s'étendant de Vmin à
Vmax telle que:
Vmin < Vec < Vc < VEC < Vmax
Une valeur centrale Vvc correspondant à la position centrale ou neutre des actionneurs.The control voltage Vc which is between two extreme control values Vec and VEC defining control thresholds in the range extending from Vmin to
Vmax such that:
Vmin <Vec <Vc <VEC <Vmax
A central value Vvc corresponding to the central or neutral position of the actuators.

Des exemples chiffrés peuvent être donnés pour illustrer ces définitions :
Vvc - 5 volts
Vec = 0,4 volts
VEC = 9,6 volts
Vmin = O volts
Vmax = 10 volts
Le dispositif présente des butées ou seuils électriques ou électronique de telle manière que dès que la tension de commande dépasse 9,6 volts ou descend en dessous de 0,4 volts, le vérin induit automatiquement un retour au neutre par mise à l'atmosphère et action des forces élastiques extérieures de rappel au centre.Numerical examples can be given to illustrate these definitions:
Vvc - 5 volts
Vec = 0.4 volts
VEC = 9.6 volts
Vmin = O volts
Vmax = 10 volts
The device has electrical or electronic stops or thresholds so that as soon as the control voltage exceeds 9.6 volts or drops below 0.4 volts, the jack automatically induces a return to neutral by venting and action of the elastic return forces in the center.

On prévoit pour s'affranchir de l'hystérésis du vérin un filtre de première impulsion de constante de temps
choisie le nombre de points d'hystérésis sur voie analogique.To overcome the hysteresis of the cylinder, a first time constant pulse filter is provided.
choose the number of hysteresis points on analog channel.

On décrira maintenant le procédé de commande selon l'invention en prenant le cas le plus général et en se référant aux figures 3 à 9. The control method according to the invention will now be described taking the most general case and referring to FIGS. 3 to 9.

Le procédé se caractérise par deux modes : un mode général avec position d'approche et un mode de petits déplacements. The process is characterized by two modes: a general mode with approach position and a mode of small displacements.

Pour atteindre une position finale PF à partir d'une position précédente PP on passe pour les cas de déplacements courants par une position d'approche PA sauf dans les cas de petits déplacements. To reach a final position PF from a previous position PP, we go for the cases of current displacements by an approach position PA except in the cases of small displacements.

On distingue deux régimes de fonctionnement qui se suivent pour les cas autres que ceux des petits déplacements. There are two operating modes which follow each other for cases other than those of small displacements.

Il s'agit d'abord du régime de saut à la position d'approche selon une amplitude SA suivi du régime de stabilisation de pression qui s'effectue selon l'invention par un fonctionnement en battements des deux électrovannes d'une même voie jusqu'à la position finale PF. It is first of all the jump regime at the approach position at an amplitude SA followed by the pressure stabilization regime which is carried out according to the invention by operating in beats of the two solenoid valves of the same channel up to 'at the final position PF.

Comme indiqué, on distingue deux cas d'application
. les déplacements à saut
. les petits déplacements.As indicated, a distinction is made between two application cases
. jumps
. small trips.

1") LES DEPLACEMENTS A SAUT
Ces déplacements concernent par leur amplitude tous
les déplacements autres que les petits
déplacements.1 ") JUMP MOVEMENTS
These displacements concern by their amplitude all
displacements other than small
displacements.

Ils se particularisent par l'existence d'une
position d'approche PA à laquelle la tige du vérin
accède par un saut d'amplitude SA à partir de la
position précédente PP.They are distinguished by the existence of a
PA approach position at which the cylinder rod
accesses by an amplitude jump SA from the
previous position PP.

2") LES PETITS DEPLACEMENTS
Les petits déplacements sont ceux dont l'amplitude
est définie comme une petite fraction de la course
totale, par exemple, à titre purement illustratif
10% de la course.2 ") SMALL TRAVEL
Small displacements are those whose amplitude
is defined as a small fraction of the race
total, for example, for illustrative purposes only
10% of the race.

Les petits déplacements se particularisent par
l'absence de position d'approche PA et se ramènent
au cas général par un saut d'amplitude SA nulle.Small trips are distinguished by
the absence of PA approach position and are reduced
in the general case by a jump of zero amplitude SA.

Pour ceux-ci, la position d'approche PA est la
position précédente PP. For these, the approach position PA is the
previous position PP.

Ils proviennent de petites variations de la tension
de commande par rapport à une tension de référence.They come from small variations in tension
control with respect to a reference voltage.

Un seuil électrique suffira à les individualiser. An electrical threshold will suffice to individualize them.

Pour ces déplacements on ne distingue qu'un seul
régime de fonctionnement. Il s'agit du régime de
stabilisation de pression par battements.For these movements there is only one
operating regime. This is the
pressure stabilization by beating.

Tous les cas peuvent se décomposer en deux modes de fonctionnement à savoir
le régime de position d'approche
le régime de stabilisation de pression par battements des électrovannes.All cases can be broken down into two operating modes, namely
the approach position regime
the pressure stabilization regime by beating the solenoid valves.

Ces deux régimes distincts de fonctionnement permettent d'optimiser les durées de déplacement tout en gardant la précision nécessaire et la fidelité en position qui doit caractériser la linéarité de l'ensemble à tout moment. These two distinct operating modes make it possible to optimize the travel times while keeping the necessary precision and the fidelity in position which must characterize the linearity of the assembly at all times.

REGIME DE POSITION D'APPROCHE
Un saut d'amplitude SA fait passer la tige de la position précédente PP à la position d'approche PA. APPROACH POSITION REGIME
An amplitude jump SA moves the rod from the previous position PP to the approach position PA.

L'amplitude de déplacement SA est déterminée par un niveau de pression qui correspond à une durée programmée d'ouverture d'une électrovanne de remplissage ou de vidange selon le cas lui permettant de se déplacer jusqu'à la position d'approche.The amplitude of movement SA is determined by a pressure level which corresponds to a programmed duration of opening of a filling or emptying solenoid valve as the case may allow it to move to the approach position.

Cette durée d'ouverture est variable et fournie par le microcalculateur de CPU en fonction de la programmation c'est-à-dire la loi interne du système par interpolation et en tenant compte des données fournies par l'apprentissage à l'aide de PC. This opening time is variable and provided by the CPU microcomputer according to the programming, that is to say the internal law of the system by interpolation and taking into account the data provided by the learning using a PC. .

Comme on le verra ci-après, cette position d'approche PA est choisie dans la variante de base comme point milieu entre les positions extrêmes utiles de la tige du vérin. As will be seen below, this approach position PA is chosen in the basic variant as a midpoint between the useful extreme positions of the cylinder rod.

Elle pourrait aussi résulter de la connaissance préalable du mode de stabilisation de pression qui va suivre dont la durée est fixe et dont l'intensité ne dépend que du niveau de tension de commande manuelle que l'on connait dès le début de la phase de commande du vérin. It could also result from prior knowledge of the pressure stabilization mode which will follow, the duration of which is fixed and the intensity of which depends only on the level of manual control voltage which is known from the start of the control phase. of the cylinder.

Le microcontrôleur CPU connaît la position définitive PF c'est-à-dire celle à atteindre dès qu'il reçoit la tension de commande engendrée par la commande manuelle. Le microcontrôleur calcule la position d'approche PA et donc l'amplitude de saut SA à partir de ce niveau de tension de commande manuelle dans la connaissance des caractéristiques correspondant aux positions extrêmes du vérin en anticipant le régime de stabilisation de pression qui va suivre. Il s'agit d'un régime type constant ou variable en fonction de la position définitive. On peut, en effet, le connaître d'avance par le calcul et la programmation car il ne dépend que de la tension de la commande manuelle. The microcontroller CPU knows the final position PF, that is to say the position to be reached as soon as it receives the control voltage generated by the manual control. The microcontroller calculates the approach position PA and therefore the jump amplitude SA from this manual control voltage level in knowing the characteristics corresponding to the extreme positions of the jack by anticipating the pressure stabilization regime which will follow. It is a constant or variable standard regime depending on the final position. It can, in fact, be known in advance by calculation and programming because it only depends on the voltage of the manual control.

Celle-ci constitue la première valeur connue envoyée à
CPU lors d'une phase de commande.This is the first known value sent to
CPU during an order phase.

Cette valeur se traduit par une impulsion de commande d'amplitude de saut qui est envoyée sur l'électrovanne permettant d'effectuer le saut dans le sens du rapprochement de la position finale PF. This value results in a jump amplitude control pulse which is sent to the solenoid valve enabling the jump to be made in the direction of approaching the final position PF.

REGIME DE STABILISATION DE PRESSION
A partir de sa position d'approche PA ou de sa position précédente PP pour les petits déplacements, la tige du piston gagne sa position définitive par un mode de stabilisation de pression programmé.PRESSURE STABILIZATION SYSTEM
From its approach position PA or from its previous position PP for small displacements, the piston rod gains its final position by a programmed pressure stabilization mode.

Principe
Le principe est celui de battements périodiques
simultanés des électrovannes de remplissage et de
vidange d'une même voie restant ouvertes pour des
durées d'ouverture respectives DOR et DOV.Principle
The principle is that of periodic beats
filling and solenoid valves
emptying of the same channel remaining open for
respective opening times DOR and DOV.

Caractéristiques
Les battements périodiques sont caractérisés par un rapport cyclique constant pour chaque électrovanne et de fréquence constante Ft, mais dans un rapport RO variable des durées d'ouverture fonction de la tension de commande.Characteristics
The periodic beats are characterized by a constant duty cycle for each solenoid valve and of constant frequency Ft, but in a variable RO ratio of the opening times as a function of the control voltage.

Selon une particularité préférée, le rapport entre les durées d'ouverture des électrovannes est directement proportionnel à la tension de la commande manuelle.According to a preferred feature, the ratio between the opening times of the solenoid valves is directly proportional to the voltage of the manual control.

De plus, la durée totale de la stabilisation de pression DIS est constante.In addition, the total duration of the DIS pressure stabilization is constant.

On garantit ainsi la linéarité de l'ensemble.This guarantees the linearity of the whole.

On expliquera ci-après le fonctionnement à l'aide du diagramme de la figure 3. The operation will be explained below using the diagram in FIG. 3.

On connaît par l'apprentissage du système la durée des impulsions de remplissage PIRPMA....PIVPMI nécessaires d'une part pour la mise en déplacement du vérin ou début de course DC et d'autre part pour la pleine course PC c'est-à-dire la course correspondant à la pleine tension de commande dans un sens et dans l'autre à savoir en remplissage et en vidange. By learning the system, we know the duration of the PIRPMA .... PIVPMI filling pulses necessary on the one hand for the displacement of the jack or start of the DC stroke and on the other hand for the full PC stroke. ie the stroke corresponding to the full control voltage in one direction and in the other, namely during filling and emptying.

Il s'agit des durées des premières impulsions de remplissage ou de vidange respectivement en position minimale et maximale obtenues lors du fonctionnement manuel d'apprentissage. Au cours de cet apprentissage on a pu décrire point par point la droite de fonctionnement entre les positions extrêmes DC et PC. These are the durations of the first filling or emptying pulses in the minimum and maximum positions respectively obtained during manual learning operation. During this training, we could describe point by point the operating line between the extreme positions DC and PC.

En raison de la linéarité de l'ensemble, il est possible de connaître par interpolation la valeur de l'impulsion nécessaire jusqu'à la position finale PF après un saut à une position intermédiaire proche définie comme position d'approche PA et repartir par un régime de battements ou de stabilisation de pression jusqu'à sa position finale PF. Due to the linearity of the assembly, it is possible to know by interpolation the value of the required pulse to the final position PF after a jump to a near intermediate position defined as the approach position PA and start again with a beating or pressure stabilization regime to its final position PF.

Cette position d'approche PA est une position imprécise que l'on affine jusqu'à la position finale par le régime de stabilisation de pression en faisant battre les électrovannes pour arriver à la saturation de pression correspondant à la position finale PF. This approach position PA is an imprecise position which is refined to the final position by the pressure stabilization regime by causing the solenoid valves to beat to reach the pressure saturation corresponding to the final position PF.

Pour une meilleure compréhension, on a représenté la droite de fonctionnement en pression ou en déplacements en fonction du temps, bornée par les valeurs extrêmes DC et PC définies ci-dessus. For a better understanding, the operating line in pressure or displacement as a function of time is shown, bounded by the extreme values DC and PC defined above.

Le point de fonctionnement se déplace sur la droite DC-PC sur laqelle on définit une position d'approche PA et des positions précédentes PP1 et PP2 correspondant à des positions finales PF1 et PF2. The operating point moves to the right DC-PC on which an approach position PA and previous positions PP1 and PP2 are defined corresponding to final positions PF1 and PF2.

Par convention, on choisit la position d'approche PA telle qu'elle se trouve au point milieu dit à mi-course entre les positions DC et PC. By convention, the approach position PA is chosen as it is at the mid-point said to be halfway between the positions DC and PC.

A partir d'une position prédécente quelconque FF., la tige du vérin se déplacera soit directement à la position finale voisine ( cas des petits déplacements et du régime direct de battements) soit par l'intermédiaire d'une position d'approche PA et ensuite à la position finale PF par le régime de battements. From any previous position FF., The cylinder rod will move either directly to the neighboring final position (in the case of small displacements and of the direct beating regime) or via an approach position PA and then at the final position PF by the beating regime.

Plusieurs cas différents peuvent se présenter. Les cas PPl,PF1 et PP2,PF2 sont ceux pour lesquels la position d'approche est sur le trajet de la tige jusqu'à la position finale. Les cas où la position précédente et la position finale sont situées sur le segment DC-PA ou PA-PC ne sont pas représentés. En effet, la majorité de ceux-ci se réduisent au cas de petits déplacements sans phase intermédiaire de position d'approche. Several different cases may arise. The cases PP1, PF1 and PP2, PF2 are those for which the approach position is on the path of the rod to the final position. Cases where the previous position and the end position are located on the DC-PA or PA-PC segment are not shown. Indeed, the majority of these are reduced in the case of small displacements without intermediate phase of approach position.

Comme représenté sur les figures 10 à 12, il existe des distributeurs hydrauliques qui présentent une zone morte de commande au début de la course. Pour ceux-ci toute la commande doit s'effectuer sur le restant de la course entraînant pour l'opérateur une précision moindre dans les manoeuvres. As shown in FIGS. 10 to 12, there are hydraulic distributors which have a dead control zone at the start of the stroke. For these all the control must be carried out over the rest of the stroke, resulting in less precision for the operator in the maneuvers.

Saut initial SI. Initial jump IF.

Cette difficulté est résolue entièrement selon une caractéristique de l'invention par un saut initial SI amenant le levier 9 de commande en position de début de sa course utile CU. Il suffit d'envoyer une impulsion initiale calibrée en durée d'ouverture, par exemple par un faible écart angulaire initial de l'actionneur ( représenté en pointillés sur la figure 10 ) ou par tout autre moyen pour déplacer le levier 9 jusqu'à sa position de début de course utile PSI. La télécommande ne devient opérante qu'à partir de ce saut qui correspond à la position neutre PN sur celui-ci. This difficulty is solved entirely according to a characteristic of the invention by an initial jump SI bringing the control lever 9 to the start position of its useful stroke CU. It is sufficient to send an initial pulse calibrated in opening time, for example by a small initial angular difference of the actuator (shown in dotted lines in FIG. 10) or by any other means to move the lever 9 to its useful start position PSI. The remote control only becomes effective from this jump, which corresponds to the neutral position PN on it.

Augmentation de la précision
L'augmentation de la précision sur la course restante ou course utile du levier 9 de commande s'effectuera par l'intermédiaire d'un ressort de compression monté sur la tige du vérin en plus de celui existant au niveau du distributeur.Increase in accuracy
The increase in precision over the remaining travel or useful travel of the control lever 9 will be effected by means of a compression spring mounted on the rod of the jack in addition to that existing at the distributor.

A partir de sa position de saut initial PSI ou début de course utile jusqu'à la course maximale ou pleine course PC, le vérin devra vaincre la résistance élastique linéaire du ressort. Le mouvement s'arrêtera à sa position de pleine course correspondant à un état comprimé du ressort jusqu'à un certain degré. From its initial jump position PSI or useful start of the stroke up to the maximum stroke or full stroke PC, the jack must overcome the linear elastic resistance of the spring. The movement will stop at its full stroke position corresponding to a compressed state of the spring to a certain degree.

En raison de la résistance supplémentaire que rencontrera le vérin sur cette zone utile correspondant à une fraction de la course totale du levier 9, ce système permettra d'étaler la course utile du levier 9 sur toute la course de commande du combinateur ou de la manette de commande à distance comme il apparaît sur les dernières figures 10 à 12. Because of the additional resistance that the cylinder will meet on this useful zone corresponding to a fraction of the total stroke of the lever 9, this system will make it possible to spread the useful stroke of the lever 9 over the entire control stroke of the combiner or of the lever. remote control as shown in the last figures 10 to 12.

Bien entendu, le point PSI dépend des caractéristiques du distributeur et doit donc pouvoir être réglé ou modifié sur le vérin de même que le point de compression maximale. Ce réglage peut être réalisé par des butées réglables à vis ou autre. Of course, the PSI point depends on the characteristics of the distributor and must therefore be able to be adjusted or modified on the cylinder as well as the maximum compression point. This adjustment can be achieved by adjustable screw or other stops.

Claims

1. Method of proportional remote control in open loop of an actuator of an active unit from a remote manual control characterized in that one controls by a management and control unit UGC with microcontroller CPU the piston of a pneumatic cylinder from a previous position PP to a final position PF by a calibrated jump pulse of amplitude SA to an approach position PA then on a certain stroke by a pressure stabilization regime until at the final position PF by simultaneously supplying a pressure source SP through UGC according to a periodic regime of beats in opening-closing with a variable ratio of the opening times RO, a filling electrovalve EVA and a drain electrovalve EVE provided in the control channel specific to at least one chamber of the jack.

2. Control method according to claim 1 characterized in that the pneumatic cylinder is double-acting with elastic return in the center.

3. Control method according to claim 1 characterized in that the calibrated jump pulse is such that it brings the operating point to the middle of the operating segment bounded by the two points corresponding to the extreme positions of the cylinder piston.

4. Control method according to claim 1 characterized in that the pressure stabilization or beating regime between the solenoid valves is carried out at an identical frequency for each of the solenoid valves, in a constant duty cycle for each solenoid valve, in a time relationship opening variable between the two solenoid valves and with a total duration DIS.

5. Control method according to the preceding claim characterized in that the total duration DIS is constant.

6. Control method according to claim 4 characterized in that the variable ratio of the opening times RO between the two solenoid valves is proportional to the voltage level supplied by the remote control.

7. A remote control method according to claim 1 characterized in that the frequency of the beats is between 5 and 20 Hz.

8. A remote control method according to claim 1 characterized in that for small displacements the calibrated jump pulse is zero.

9. A remote control method according to the preceding claim characterized in that the small displacements are those included in an interval covering a fraction of the total useful stroke of the piston.

10. Remote control method according to the preceding claim characterized in that the fraction of the stroke is equal to 10%.

11. remote control method according to claim 1 characterized in that the dead zone of the actuator of the functional unit is canceled by an initial jump SI corresponding to a very small displacement of the remote manual control and in that the entire stroke of the remote manual control corresponds to the remaining travel of the actuator representing the total travel minus the dead zone.

12. A remote control method according to any one of claims 1 or 2 and 7 to 11 characterized in that the microcontroller calculates the approach position PA from the level of the control voltage by anticipating a typical pressure stabilization regime or variable depending on the final position PF.

13. A remote control method according to claim 1 characterized in that one introduces the operating parameters into the microcontroller CPU of the management and control unit UGC by a microcomputer PC after a learning procedure during which the linearity of the assembly is calibrated.

14. Installation for the implementation of the method according to any one of claims 1 to 13 above, characterized in that it comprises a CFT remote control box or BOFIL remote control unit, an MRDC reception module, a UGC management and control receiving the demodulated signals from UGC, the latter comprising a microcontroller CPU of the analog RGVA, pneumatic INFAP and electronic INFAE interfaces and for each of the control axes at least one control channel comprising an EVA filling solenoid valve and a solenoid valve for EVE drain connected to at least one chamber of a pneumatic cylinder.

15. Installation according to claim 14 characterized in that the pneumatic cylinder is double-acting with elastic return in the center.

16. Installation according to claim 14 characterized in that the cylinder comprises an elastic force which is exerted against the displacement of the piston from an initial jump position PSI separated from the origin by an initial jump SI.