FR2742209A1

FR2742209A1 - Verins de positionnement a un axe ou a trois axes, et procedes d'asservissement mettant en oeuvre ces verins

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Publication number: FR2742209A1
Application number: FR9514529A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1997-06-13
Anticipated expiration: 2015-12-08
Also published as: WO1997021929A1; JP2000501686A; FR2742209B1; EP0862696A1; US6186480B1

Abstract

Vérins de positionnement à un axe motorisé, comportant une base comprenant dans un alésage un piston de travail et une chambre contenant comme fluide de travail une masse d'élastomère, des moyens pour modifier la forme de la chambre contenant la masse d'élastomère, en vue d'obtenir un déplacement du piston de travail suivant un axe déterminé. Les moyens pour modifier la forme de la chambre sont motorisés et commandés pour réaliser un asservissement de position du vérin par rapport à une référence absolue. Vérins de positionnement (40) à trois axes (X, Y, Z) dont au moins un axe motorisé (Z, X), dans lesquels le fluide de travail est une masse d'élastomère (2), et comprenant un axe de liaison (43) conçu pour réaliser une double liaison de type rotule permettant un déplacement latéral de la tête (45) du vérin (40) par rapport à la base (41). Utilisation pour le positionnement et l'alignement de structures lourdes, notamment de machines-outils et de tubes longs.

Description

"Vérins de positionnement à un axe ou à trois axes, et
procédés d'asservissement mettant en oeuvre ces vérins"
DESCRIPTION
La présente invention concerne des vérins de positionnement à un axe ou à trois axes, capables de supporter des objets ayant des masses pouvant atteindre plusieurs centaines de tonnes, tout en permettant leur positionnement avec une précision de l'ordre du micromètre.

Actuellement, lorsqu'il s'agit de positionner ou de former une structure par rapport à une assise, on met en oeuvre des vérins disposés entre cette assise et la structure. Ces vérins sont réglés manuellement ou électriquement par des agents qui vont réaliser des opérations de réglage itératives, jusqu'à ce que la position souhaitée soit atteinte. Il est cependant en pratique extrêmement difficile, sinon impossible, d'obtenir une grande précision dans un tel contexte.

Pour le positionnement de ces structures, on utilise habituellement comme actionneur des vérins dont les deux principes les plus connus sont:
- les vérins mécaniques,
- les vérins hydrauliques.

La solution mécanique, la plus traditionnelle, utilise une vis à bille micrométrique actionnée par un moteur pas à pas. Souvent, un système de compensation soulage la vis pour des applications à forte charge. Le principe du vérin hydraulique est lui tellement connu et son usage si répandu que la description de ce type de vérin serait superflue si notre nouveau vérin ne présentait pas des similitudes avec cette technologie.

Dans un vérin hydraulique, un piston, muni d'un joint d'étanchéité, est libre de se déplacer dans la base du vérin, dont la chambre est remplie complètement d'un liquide, très faiblement compressible. Le piston se déplace, soit parce que le volume de liquide de la chambre est modifié par injection ou évacuation du liquide via un conduit, une pompe, une vanne d'arrêt et un réservoir, soit parce qu'un piston d'action, lui aussi muni d'un joint d'étanchéité, actionné par exemple par un ensemble vis/écrou, modifie la forme de la chambre. Le liquide étant quasi incompressible, le piston se déplace de sorte que le volume de la chambre reste pratiquement constant.

Cependant, ce type de vérin permettant d'appliquer des forces très élevées présente trois inconvénients:
- l'équipement est souvent sale, l'étanchéité des chambres hydrauliques devenant relative du fait de l'usure et du vieillissement des joints;
- un positionnement micrométrique est impossible, les légères fuites et le fort coefficient de dilatation des liquides utilisés engendrent cette non-qualité de positionnement;
- le coût de fabrication est généralement élevé, les surfaces de frottement nécessitant des usages précis et de qualité.

On connaît déjà, par le brevet français FR 2179572, un dispositif multiplicateur de force comportant un premier vérin hydraulique, dont la tige de piston est montée coulissante dans une enceinte solidaire de la base de ce vérin et constituant la chambre d'un second vérin équipé également d'un piston coulissant soumis à l'action d'un élastomère confiné dans cette chambre et transmettant des pressions d'une manière hydrostatique.

On connaît aussi, par le brevet allemand DE 3916539, un dispositif de transmission et/ou de pression comprenant un piston principal actionné par une tige soumise à une pression. Ce piston agit sur une masse élastomère confinée dans une chambre et qui assure une transmission de pression vers deux pistons d'action. Ces pistons d'actions sont contrôlés en déplacement par des actionneurs piézoélectriques.

Ces dispositifs multiplicateurs d'effort utilisent comme fluide de travail une masse d'élastomère. Ils ne peuvent cependant assurer la fonction d'un vérin de positionnement offrant la précision requise ici. En effet, dans le dispositif décrit dans le document FR 2179572, le premier vérin ou vérin d'action est un vérin hydraulique, ce qui rendrait difficile la recherche d'une précision élevée. Par ailleurs, le dispositif de transmission divulgué dans le document DE 3916539 n'est pas un multiplicateur d'effort et ne peut être utilisé comme vérin de positionnement puisque son piston principal présente une section inférieure à celle des pistons d'action commandés par les actionneurs piézoélectriques et qu'on obtient alors des courses faibles au niveau des pistons d'action et une course importante du piston principal, ce qui ne pourrait permettre d'obtenir le niveau de précision requis.

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un vérin de positionnement qui procure une grande précision de positionnement tout en étant de réalisation moins coûteuse et plus fiable que les vérins actuels.

Suivant l'invention, il est proposé un vérin de positionnement à un axe motorisé, comportant une base comprenant dans un alésage un piston de travail et une chambre contenant comme fluide de travail une masse d'élastomère, des moyens pour modifier la forme de la chambre contenant la masse d'élastomère, en vue d'obtenir un déplacement du piston de travail suivant un axe déterminé, ces moyens comprenant au moins un piston d'action.

Ce vérin est caractérisé en ce que ce les moyens pour modifier la forme de la chambre sont motorisés et commandés pour réaliser un asservissement de position du vérin par rapport à une référence absolue.

Le vérin selon l'invention permet de remédier aux inconvénients précités. La masse d'élastomère solide, qui se comporte sous charge comme un quasi-fluide, est déformée par un piston d'action qui est motorisé. Cette déformation a pour effet de déplacer le piston de travail afin que le volume de la chambre reste constant.

L'asservissement des vérins à un axe motorisé selon l'invention par rapport à une référence absolue permet une mise en oeuvre aisée de ceux-ci dans des installations requérant un alignement de structures déformables. Par ailleurs, les vérins à un axe selon l'invention peuvent être conçus de façon à être extra-plats.

La condition de bon fonctionnement de ce nouveau type de vérin est que la pression engendrée par la charge appliquée sur le piston qui comprime l'élastomère soit suffisante pour que celui-ci se comporte comme un quasifluide, sans toutefois que sa viscosité ne descende jusqu'à induire I'extrusion du polymère à travers le jeu de construction entre le piston et l'alésage effectué dans la base du vérin. Ce vérin a des charges minimales et maximales proportionnelles à la section du couple alésagepiston et à la dureté shore de l'élastomère employé.

Les vérins selon l'invention sont compacts et d'encombrement réduit. Par ailleurs, ils sont faciles à réaliser et donc économiques. Leur fonctionnement est sûr puisqu'on ne risque plus une rupture d'étanchéité. De plus, couplés à des moyens d'asservissement, les vérins selon l'invention permettent des positionnements très précis, du fait d'une haute résolution de positionnement.

Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un vérin de positionnement à trois axes dont au moins un axe motorisé, comprenant:
- une base comportant un alésage contenant une chambre dans lequel est confiné un fluide de travail et un axe assurant une liaison entre la tête du vérin et la base,
- et des moyens pour modifier la forme de la chambre de confinement en vue d'obtenir un déplacement vertical de la tête, ces moyens comprenant au moins un piston d'action motorisé, caractérisé en ce que le fluide de travail est une masse d'élastomère et ce que l'axe de liaison est conçu pour réaliser une double liaison de type rotule permettant un déplacement latéral de la tête par rapport à la base.

On dispose ainsi, avec des vérins de positionnement à trois axes selon l'invention, d'actionneurs particulièrement efficaces pour réaliser un positionnement d'une structure lourde par rapport à une référence absolue ou de plusieurs structures entre elles, avec un haut niveau de précision, puisque en combinant plusieurs vérins à trois axes selon l'invention (par exemple trois vérins à trois axes dont deux axes motorisés), il est possible de contrôler les six degrés de liberté d'un objet.

On peut prévoir, dans le cadre de la présente invention:
- un vérin de positionnement à trois axes dont deux axes motorisés l'un étant vertical et l'autre planimétrique, l'axe restant étant libre ou guidé;
- un vérin de positionnement à trois axes dont un axe vertical motorisé, les deux autres axes planimétriques étant libres ou guidés.

Un vérin de positionnement à trois axes dont deux axes motorisés peut comprendre en outre une butée motorisée pour procurer un déplacement latéral de la tête du vérin suivant un premier axe horizontal. Cette butée motorisée comprend par exemple une vis d'action entraînée par un motoréducteur.

Par ailleurs, pour réaliser un guidage ou déplacement manuel de la tête du vérin suivant l'axe horizontal non motorisé, on peut prévoir à cette fin une vis et sa contrebutée.

Les vérins de positionnement à trois axes selon l'invention peuvent avantageusement être asservis en position par rapport à une référence absolue, suivant l'un au moins desdits axes motorisés.

Selon des modes particuliers de réalisation des vérins à un axe ou à trois axes selon l'invention,
- des pistons d'action supplémentaires peuvent être répartis sur la périphérie de la chambre pour augmenter ou prérégler la course du vérin; ces pistons d'action sont alors actionnés par un système vis-écrou motorisable ou manuel;
- un système de précharge mécanique (par ressort) de l'élastomère peut être prévu pour des utilisations sous de très faibles charges;
- un capteur de déplacement peut être associé au vérin pour les versions asservies.

A tous ces modes de réalisation, peuvent être associés des capteurs de déplacement, permettant un asservissement relatif de ces vérins.

Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé pour asservir la position d'une structure supportée par des vérins de positionnement selon l'invention, comprenant des mesures de la position de cette structure et une commande de chaque vérin asservi à partir de ces mesures et de consignes de position.

On peut avantageusement utiliser un ensemble de N vérins à un axe asservi, pour agir sur un solide déformable et en définir la géométrie, par exemple pour le servo-nivellement ou le servo-alignement de grandes machines ou de tubes longs, ou pour corriger la forme d'un solide déformable de grande dimension, ou encore pour réaliser la planéité d'un bâti d'une grande machine-outil ou la rectitude de la translation d'une masse importante.

Des asservissements de N vérins selon l'invention par autant de capteurs mesurant par rapport à une ou plusieurs références absolues entrent aussi dans le cadre de la présente invention.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs:
- la figure 1 représente en coupe une première forme
de réalisation d'un vérin compact à un axe motorisé
selon l'invention, procurant un déplacement
uniaxial;
- la figure 2 représente en coupe une variante de ce
vérin comportant un dispositif de précharge
mécanique;
- la figure 3 représente en coupe un exemple de
réalisation d'un vérin à trois axes dont deux axes
motorisés selon l'invention;
la figure 4 est une vue de dessus en coupe du vérin
représenté en figure 3;
- la figure 5 est une vue en coupe d'un exemple de
réalisation d'un vérin à trois axes dont un axe
motorisé selon l'invention;
- la figure 6 est une vue de dessus en coupe de la
partie supérieure du vérin représenté en figure 5;;
- la figure 7 illustre un exemple de mise en oeuvre de
trois vérins selon l'invention pour contrôler les
six degrés de liberté d'une structure;
- la figure 8 représente une première combinaison de
capteurs mise en oeuvre pour fournir une position
spatiale par rapport à des référentiels absolus
d'une structure indéformable;
- la figure 9 représente une seconde combinaison de
capteurs mise en oeuvre pour fournir une position
spatiale d'une structure dans le procédé
d'asservissement;
- la figure 10 représente une troisième combinaison de
capteurs mise en oeuvre pour fournir une position
spatiale d'une structure dans le procédé
d'asservissement selon l'invention; et
- la figure 11 illustre un exemple de mise en oeuvre
d'un ensemble de vérins à un axe selon l'invention
pour l'alignement de tubes longs.

On va maintenant décrire plusieurs formes de réalisation d'un vérin selon l'invention et un système de positionnement multi-axe selon l'invention, en référence aux figures précitées.

Dans une première forme de réalisation illustrée par la figure 1, le vérin extra-plat 10 selon l'invention est constitué d'une base 1 comportant un alésage 15 qui reçoit une masse d'élastomère 2, par exemple sous la forme d'une pastille, et un piston de travail 3. Un piston d'action 4, immobilisé en rotation par une clavette 5, est actionné par une tige filetée 4' en mouvement dans une noix motorisée 6 entraînée par l'arbre 7 d'un motoréducteur 12.

Ceci a pour effet de modifier la forme de la chambre et de déplacer le piston de travail 3. Le rapport de réduction est obtenu par le rapport des diamètres respectifs du piston d'action 4 et du piston de travail 3. Le guidage du piston de travail 3 est assuré par la base du vérin dans cette configuration. La précision et la stabilité sont assurées par un capteur de déplacement 9, solidaire du vérin qui pilote le motoréducteur 12 via une électronique d'asservissement 11.

Dans une variante de cette première forme de réalisation, illustrée par la figure 2, particulièrement adaptée pour un positionnement sous de très faibles charges, le vérin 20 selon l'invention comporte une base 21 comprenant un premier alésage 25 comprenant une chambre remplie par une pastille d'élastomère 2 et un second alésage 26 dans le prolongement axial du premier alésage 23 et de diamètre supérieur à celui-ci. Le vérin 20 comprend en outre un piston 28 dont la base est en appui contre la pastille 2 au sein du premier alésage 25, ce piston 28 étant usiné pour définir un épaulement 29 sur lequel vient prendre appui un ressort de précharge 23 entourant la partie supérieure du piston. Le ressort de précharge 23 a ses deux extrémités inférieure et supérieure en appui respectivement contre l'épaulement 29 et contre une pièce supérieure 200 de la base 21 du vérin 20. La pastille d'élastomère 2 occupe la place de l'alésage laissée libre par le piston d'action motorisé 4 et par un piston d'action manuelle 24 réglable par une vis de réglable 240.

On va maintenant décrire plusieurs formes de réalisation de vérins à trois axes de déplacement selon l'invention, avec un ou deux axes motorisés, en référence aux figures 3 à 6.

Ces vérins sont particulièrement appropriés lorsqu'il s'agit de positionner et d'asservir un objet dans l'espace. En effet, pour positionner et maintenir un objet dans l'espace, il faut gérer ses six axes de liberté. Ces axes sont en général pilotés par trois actionneurs qui gèrent les différents axes et supportent la masse de l'objet à positionner. La solution traditionnellement utilisée fait appel à trois vérins orientés suivant l'axe vertical Z qui gèrent et pilotent cet axe vertical par mouvements simultanés, et les rotations dans le plan horizontal Ox et Oy par mouvement différentiel. Une table à mouvements croisés disposée sous l'un des vérins gère les déplacements horizontaux des axes X et Y.Une troisième translation simple disposée sous l'un des deux autres vérins et orientée suivant l'axe Y est encore nécessaire pour gérer le dernier axe Oz.

L'utilisation de trois vérins à trois axes présente alors l'avantage de combiner les deux mouvements respectivement vertical et planimétriques dans des encombrements très réduits. On peut contrôler les six degrés de liberté d'un objet en le supportant par trois vérins à trois axes. L'asservissement en position de l'objet à supporter est alors piloté par des capteurs qui mesurent directement les déplacements de la structure. Les mesures sont réalisées soit par rapport au sol (asservissement relatif), soit par rapport à des références absolues telles qu'un fil tendu, un faisceau lumineux, une surface liquide ou tout autre moyen équivalent. Ceci permet alors de positionner deux ou plusieurs blocs entre eux.

Selon des variantes particulières de réalisation, on peut concevoir:
- un vérin 40 permettant des déplacements motorisés suivant deux axes vertical Z et latéral X (figures 3 et 4);
- un vérin 60 permettant un déplacement motorisé selon l'axe vertical et des déplacements par butée réglable manuellement suivant ses axes horizontaux X et Y (figures 5 et 6).

En référence à la figure 3, la base 41 du vérin 40 selon l'invention comporte un alésage 410 qui reçoit une première pastille d'élastomère 2 et un piston 43 en forme d'os de type double rotule dont l'extrémité inférieure est en appui contre la pastille 2. Le vérin comprend en outre une tête mobile 45 comportant un alésage 456 contenant une second pastille d'élastomère 455 contre laquelle s'appuie l'extrémité supérieure du piston 43, et une partie cylindrique périphérique 450.

Le mouvement vertical Z est obtenu par l'action de pistons d'action 44, 4 sur l'élastomère 2, des pistons d'action réglables manuellement 44 assurant le réglage initial du positionnement, et au moins un piston d'action 4 étant motorisé pour l'asservissement en position. Outre le mouvement vertical, la géométrie du piston autorise les rotations autour des axes X et Y qui engendrent alors des translations respectivement sur l'axe X et l'axe Y de la tête du vérin 40. La pastille d'élastomère 455 est confinée dans la seconde chambre dont la forme est modifiée par le déplacement de deux pistons d'action 451, 452 commandés manuellement par des vis de réglage 453, 454.

Ceci permet d'augmenter la course verticale et de supporter le non parallélisme de la base du vérin par rapport à sa tête.

La motorisation sur l'axe horizontal X est réalisée par l'intermédiaire d'une butée motorisée en appui contre la périphérie extérieure 42 de la base 41 et actionnée par un motoréducteur 48 pour la commande sur l'axe considéré, et comprenant:
- une contrebutée 461 qui assure le guidage sur l'axe considéré X et le réglage du jeu de fonctionnement, et
- une vis d'action 46.

Le motoréducteur 48 est fixé sur la tête 45 du vérin 40 par des moyens de fixation 49. La vis d'action 46 est déplacée en translation par une noix motorisée 47 entraînée par l'arbre du motoréducteur 48. Le deuxième axe horizontal Y est simplement bloqué par l'intermédiaire de vis-butées 50, 51 déverrouillables, comme l'illustre la figure 5.

Dans une variante de cette forme de réalisation, illustrée par les figures 5 et 6 dans lesquelles des références identiques ont été reprises pour des éléments identiques déjà présents dans les figures 3 et 4, les deux axes horizontaux X, Y sont actionnés par des butées manuelles non motorisées 610, 620; 660, 670 réglables par des vis 61, 62; 66, 67 traversant la partie haute 65 du vérin 60. Ce vérin 60 comporte un alésage 410 recevant une pastille d'élastomère 2 et un piston 63 dont la base de forme type rotule repose sur la pastille d'élastomère 2 et dont l'extrémité supérieure comporte un logement 433 agencé pour recevoir une bille 431 assurant la deuxième fonction de rotule, la partie haute 65 comprenant également un logement approprié 432 pour recevoir cette bille.

On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre du procédé d'asservissement de positionnement mettant en oeuvre des vérins selon l'invention ainsi que des combinaisons de capteurs mis en oeuvre pour la mesure de position d'une structure, en référence aux figures 7 à 11.

Le procédé d'asservissement selon l'invention peut par exemple être mis en oeuvre pour maintenir la géométrie d'une structure déformable. L'utilisation de N vérins à un axe motorisé asservis par rapport à des références extérieures absolues permet alors de compenser les mouvements du sol, contraintes mécaniques, etc.., par exemple pour l'alignement d'un tube long ou le nivellement d'une machine-outil.

Dans une première configuration illustrée par la figure 11 qui représente un système d'alignement d'un tube long, le repère absolu est défini par un fil tendu F. Un tube long 111 repose sur un premier ensemble de vérins V1
V6 à un axe selon l'invention disposés suivant l'axe Z à corriger, tandis qu'un second ensemble de vérins V'1-V'6 à un axe selon l'invention est disposé le long du tube 111 et suivant l'axe horizontal X. Un ensemble d'écartomètres biaxiaux E1-E6 permet d'effectuer des mesures d'écartométrie biaxiale par rapport à ce fil pour corriger l'alignement du tube 111.

Dans une deuxième configuration, le repère peut être défini par un plan d'eau définissant une horizontalité.

Dans une troisième configuration, le repère peut être défini par des inclinomètres à un ou deux axes.

Des vérins à trois axes selon l'invention peuvent par exemple être utilisés pour asservir la position spatiale de deux ou N structures indéformables 80. On effectue, dans le cadre du procédé d'asservissement selon l'invention, un contrôle des six degrés de liberté de structures indéformables 80 supportées chacune par trois vérins de positionnement à trois axes 81, 82, 83 selon l'invention disposés sur le sol 84, à chacun de ces vérins de positionnement 81, 82, 83 étant affectés un axe de déplacement vertical Al, A2, A3 et un axe de déplacement latéral A5, A4, A6. Chaque vérin de positionnement 81, 82, 83 selon l'invention est muni d'un premier motoréducteur 812, 822, 832 pour entraîner un piston d'action contrôlant le déplacement vertical Z et les tilts ex, Oy de la structure. Deux vérins de positionnement 81, 82 sont en outre munis d'un second motoréducteur 818, 828 pour entraîner une butée motorisée contrôlant le déplacement Y et ez de la structure. Le troisième vérin de positionnement 83 est doté d'une butée réglable manuellement contrôlant le déplacement selon l'axe horizontal X.

Ce procédé d'asservissement comprend une détection de la position spatiale de chaque structure 80 par rapport à un repère absolu R, et une commande d'asservissement en boucle fermée des trois vérins de positionnement 81, 82, 83 sur ce repère.

Dans une première configuration, illustrée par la figure 8, le repère absolu est défini par deux fils tendus et les mesures de position comprennent:
- une mesure d'écartométrie sur fil uniaxiale ECZ effectuée en un premier point de la structure 80 selon un axe vertical Z, par rapport à un premier fil F1 tendu selon un premier axe horizontal X, et
- deux mesures d'écartométrie bi-axiale ECD1, ECD2 effectuées chacune selon l'axe vertical Z et selon le second axe horizontal Y en deux autres points distincts, par rapport à un second fil F2 tendu selon un deuxième axe horizontal X.

Dans une seconde configuration, illustrée par la figure 9, le repère absolu est défini par deux fils tendus et les mesures de position comprennent:
- une mesure d'écartométrie uniaxiale ECZ selon un axe vertical Z, par rapport à un premier fil tendu F1 selon un premier axe horizontal X,
- deux mesures d'écartométrie uniaxiale ECY1, ECY2 effectuées en deux points distincts selon un second axe horizontal Y lié à un second fil tendu F2 selon un second axe horizontal, et
- deux mesures de clinométrie IN pour fournir deux mesures Dx, Dy de l'inclinaison de la structure 80 par rapport à l'axe vertical Z, respectivement autour du premier axe horizontal X et autour du second axe horizontal Y.

Dans une troisième configuration, illustrée par la figure 10, les mesures de position comprennent:
- une mesure d'altitude AL effectuée en un premier point de la structure 80 selon un axe vertical Z,
- deux mesures d'écartométrie uniaxiale ECY1, ECY2 effectuées en deux points distincts selon un second axe horizontal Y, par rapport à un fil tendu F2 selon un premier axe horizontal X, et
- deux mesures de clinométrie diaxiale IN pour fournir deux mesures Dx, Dy de l'inclinaison de la structure 80 par rapport à l'axe vertical Z, respectivement autour du premier axe horizontal X et autour du second axe horizontal Y.

Les mesures de position sont par exemple réalisées au niveau des vérins de positionnement, mais peuvent fort bien être effectuées en d'autres points de la structure. A chaque vérin de positionnement 81, 82, 83 est associée une mesure selon l'axe vertical Z, et à deux desdits vérins de positionnement 81, 82 sont associées les deux mesures selon le second axe horizontal Y.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. On peut par exemple concevoir d'autres variantes de réalisation de vérins de positionnement.

D'autres combinaisons de capteurs de position peuvent également être envisagées. On peut utiliser, pour réaliser la masse élastomère, du polyuréthanne ou du caoutchouc naturel. Cette masse peut être constituée d'une multitude de billes d'élastomère.

Claims

REVENDICATIONS

1. Vérin de positionnement (10, 20) à un axe motorisé (Z), comportant une base (1, 21) comprenant dans un alésage (13) un piston de travail (3, 28) et une chambre (15) contenant comme fluide de travail une masse d'élastomère(2), des moyens (4, 7) pour modifier la forme de la chambre (15) contenant la masse d'élastomère (2), ces moyens comprenant au moins un piston d'action (4), en vue d'obtenir un déplacement dudit piston de travail (3, 23) suivant un axe déterminé (Z), caractérisé en ce que ce les moyens (4) pour modifier la forme de la chambre sont motorisés et commandés pour réaliser un asservissement de position du vérin (10, 20) par rapport à une référence absolue.

2. Vérin de positionnement (40, 60) à trois axes (X, Y, Z) dont au moins un axe (Z) motorisé, comprenant:

- une base (41) comportant un alésage contenant une chambre dans lequel est confiné un fluide de travail (2) et un axe (43, 63) assurant une liaison entre la tête (45, 65) dudit vérin (40) et la base (41),

- et des moyens pour modifier la forme de la chambre de confinement en vue d'obtenir un déplacement vertical de la tête (45), ces moyens comprenant au moins un piston d'action motorisé (4), caractérisé en ce que le fluide de travail (2) est une masse d'élastomère et ce que l'axe de liaison (43, 63) est conçu pour réaliser une double liaison de type rotule permettant un déplacement latéral de la tête (45, 65) par rapport à la base (41).

3. Vérin de positionnement à trois axes (40) dont deux axes (X, Z) motorisés selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une butée motorisée pour procurer un déplacement latéral de la tête du vérin suivant un premier axe horizontal.

4. Vérin de positionnement à trois axes (40) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (50, 51), notamment une vis et sa contrebutée, pour réaliser un guidage ou déplacement manuel suivant l'un au moins des deux axes horizontaux (X,

Y).

5. Vérin de positionnement (20, 40, 60) à un axe ou à trois axes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un piston d'action supplémentaire (24, 44) disposé sur la périphérie de la chambre pour augmenter la course dudit vérin (20, 40, 60).

6. Vérin de positionnement (20) à un axe ou à trois axes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de précharge mécanique (23) de la masse d'élastomère (2), pour des utilisations sous très faible charge.

7. Vérin de positionnement (10) à un axe ou à trois axes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (9) pour mesurer le déplacement du piston de travail (3).

8. Vérin de positionnement à un axe ou à trois axes selon l'une des revendications précédentes, caractérisé ce qu'il est asservi en position selon son ou ses axes en boucle(s) fermée(s) sur des signaux délivrés par un ou plusieurs capteurs de position.

9. Vérin de positionnement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ou les capteurs de position sont placés sur la tête dudit vérin.

10. Vérin de positionnement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ou les capteurs de position sont placés sur l'objet porté par le vérin.

11. Vérin de positionnement selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le ou les capteurs de position visent une ou plusieurs références liées à la base dudit vérin.

12. Vérin de positionnement selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le ou les capteurs de position visent une ou plusieurs références indépendantes de la base dudit vérin.

13. Procédé pour asservir la position d'un solide indéformable supporté par trois vérins selon la revendication 12.

14. Procédé pour asservir les positions relatives de plusieurs (n) solides indéformables, chacun d'entre eux étant supporté par trois vérins à deux axes asservis selon la revendication 8.

15. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que les mesures de position comprennent:

- une mesure d'écartométrie uniaxiale (ECZ) effectuée en un premier point de la structure (80) selon un axe vertical (Z) lié au repère absolu (R), par rapport à un premier fil (F1) tendu selon un premier axe horizontal (X) lié au repère absolu (R), et

- deux mesures d'écartométrie diaxiale (ECD1, ECD2) effectuées chacune selon l'axe vertical (Z) et selon le second axe horizontal (Y)en deux autres points distincts, par rapport à un second fil (F2) tendu selon le premier axe horizontal (x).

16. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que les mesures de position comprennent:

- une mesure d'écartométrie uniaxiale (ECZ) selon un axe vertical (Z) lié au repère absolu (R), par rapport à un premier fil tendu (F1) selon un premier axe horizontal (X) lié au repère absolu (R),

- deux mesures d'écartométrie uniaxiale (ECYl, ECY2) effectuées en deux points distincts selon un second axe horizontal (Y) lié au repère absolu (R), par rapport à un second fil tendu (F2) selon le premier axe horizontal, et

- deux mesures de clinométrie (IN) pour fournir deux mesures (Dx, Dy) de l'inclinaison de la structure (80) par rapport à l'axe vertical (Z), respectivement autour du premier axe horizontal (X) et autour du second axe horizontal (Y).

17. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que les mesures de position comprennent:

- une mesure d'altitude (AL) effectuée en un premier point de la structure (80) selon un axe vertical (Z) lié au repère absolu (R),

- deux mesures d'écartométrie uniaxiale (ECY1, ECY2) effectuées en deux points distincts selon un second axe horizontal (Y) lié au repère absolu (R), par rapport à un fil tendu (F2) selon un premier axe horizontal (X), et

18. Utilisation d'un ensemble de N vérins de positionnement à un axe motorisé selon la revendication 1, pour corriger la forme d'un solide déformable de grande dimension.

19. Utilisation d'un ensemble de N vérins à un axe motorisé selon la revendication 1, pour réaliser la planéité d'un bâti d'une machine-outil.