FR2829592A1

FR2829592A1 - Rubannage de cable ou tout autre element principal avec "auto-controle" en temps reel du processus de fabrication

Info

Publication number: FR2829592A1
Application number: FR0111703A
Authority: FR
Inventors: Yves Michnik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-14
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: FR2829592B1; WO2003023132A1

Abstract

Système de contrôle commande en temps réel d'une rubaneuse. La rubaneuse est destinée à enrouler un élément filaire autour d'un élément principal pour former un câble rubané ou enrubanné. Le système de contrôle commande de la rubaneuse permet de mesurer en temps réel divers paramètres représentatifs de l'élément filaire déposé sur l'élément principal, notamment le pas et la vibration de l'élément filaire et le diamètre de l'élément principal. Le système permet d'afficher au moins une page écran présentant, sous forme graphique, le suivi d'au moins l'un des paramètres mesurée. Le système permet de commander automatiquement, à partir des différentes pages écran, le réglage de la tension de l'élément filaire, notamment par action sur un frein.

Description

RUBANAGE DE CABLE OU TOUT AUTRE ELEMENT PRINCIPAL AVEC"AUTO-CONTROLE"EN TEMPS REEL DU PROCESSUS DE
FABRICATION.

(Mesure du pas, du diamètre et de la tension du ruban ou tout rr autre élément filaire lors de sa dépose sur un élément principal) Domaine de l'invention
La présente invention concerne de façon générale une Rubaneuse destinée à poser des rubans ou autre élément filaire de tout type de matière (PTFE, Kapton (t, Mylar, Aluminium,
Argent,...) autour de conducteur ou autre élément principal (toron fait de fil métallique, âme rigide, fibre optique,....) ou tout autre machine pouvant poser des rubans ou autres éléments filaires (toron, âme rigide, fibre optique,....) en vérifiant lors de cette opération de rubanage ou d'enrubannage la précision de

i pose du ruban ou autre élément filaire, autour de l'élément principal (le pas), le comportement du ruban lors de sa dépose (la vibration) et le diamètre de l'élément principal après la dépose du ruban (mesure du diamètre) par l'intermédiaire d'une page écran informatique spécifique appelée diagnostique qualité , regroupant les mesures prises en temps réel concernant la fabrication du câble ou de toute autre élément principal, nécessitant une information sur les paramètres suivants : - Mesure du pas (distance de l'élément principal pendant un tour complet (360 ) de l'élément filaire autour de l'élément principal).

- Mesure de la vibration du ruban ou de tout autre élément filaire lors de sa dépose autour de l'élément principal.

- Mesure du diamètre de l'élément principal après dépose autour de lui d'un ruban ou de tout autre élément filaire Ces informations recueillies sont ensuite utilisées individuellement dans des pages écrans informatiques spécifiques, ces pages écrans spécifiques sont appelées"Mode Expert", utilisées dans le"Mode Fabrication". Trois pages écrans"Mode Expert"existent dans un logiciel particulier :

- La page écran "Mode Expert" permettant la visualisation de la 1 mesure du pas, à savoir : la distance faite par l'élément principal pendant une rotation de 3600 de l'élément filaire autour de l'élément principal.

- La page écran"Mode Expert"sur la mesure de la vibration sur le ruban ou tout autre élément filaire lors de sa dépose sur l'élément principal. Concernant l'utilisation de cette page écran, il est à noter que l'exploitation de la mesure de la vibration du ruban ou de tout autre élément filaire, dépend préalablement de la calibration du frein utilisé et dans notre cas, il s'agit d'un frein magnétique. Il est à noter que la procédure de calibration du frein s'applique à tout type de frein pouvant être utilisé, sachant que celui-ci doit être "commandé" en tension ou en boucle de courant (0-10 Volt,... 4-20 mA... etc.).

Cette procédure de calibration est expliquée dans la"description détaillée de l'invention".

- La page écran"Mode Expert"sur la mesure du diamètre de l'élément principal après dépose d'un ruban ou tout autre élément filaire autour de l'élément principal.

Description de l'art antérieur Il est connu de constituer un dispositif pour effectuer une opération d'enroulage d'au moins un élément filaire comprenant un moyen optique permettant d'effectuer, pendant l'opération d'enroulage elle-même, les mesures suivantes : - mesure sur l'élément filaire tendu entre la tête d'enroulage et le lien même de l'enroulage, de l'intensité de réflexion d'un faisceau lumineux incident, - mesure sur l'élément filaire tendu entre la tête d'enroulage et le lien même de l'enroulage, de l'amplitude de l'oscillation de l'angle de réflexion spéculaire d'un faisceau lumineux incident, cette amplitude d'oscillation étant représentative de la tension de l'élément filaire en cours d'enroulage ; - mise en oeuvre, sur l'élément filaire tendu entre la tête d'enroulage et le lien même de l'enroulage, de l'une des mesures précédemment citées uniquement pendant une fenêtre temporelle définie par un moyen continu de la position angulaire de la tête d'enroulage, afin de sélectionner un seul élément filaire déterminé qui est soumis à cette mesure ;

- mesure, sur l'élément filaire tendu entre la tête d'enroulage et le lieu même de l'enroulage, de la présence/absence de l'intensité de réflexion d'un faisceau lumineux incident de mesure continue de la position angulaire de la tête d'enroulage.

Dans cet art antérieur, il est prévu que toutes ces mesures sont réalisées en utilisant un ensemble optique qui sert à envoyer sur l'élément filaire un faisceau lumineux et à effectuer les mesures optiques correspondantes sur la lumière réfléchie, et un moyen électronique qui reçoit des signaux venant de l'ensemble optique et des signaux venant d'autres éléments de ces signaux pour produire les informations souhaitées sur le fonctionnement de la machine ou pour effectuer automatiquement des ajustages des paramètres de fonctionnement de la machine.

Un problème pour les machines d'assemblages de l'art antérieur est le suivant. Lorsque l'on souhaite automatiser le fonctionnement d'une machine d'assemblage particulière en utilisant un système connu effectuant une mesure optique sur la partie de l'élément filaire qui est en train de s'enrouler, il est

r nécessaire d'effectuer les opérations suivantes : - sélectionner et adapter sur la machine un type spécifique d'un dispositif de mesure optique dont les caractéristiques sont compatibles avec le type d'élément filaire utilisé, - sélectionner et adapter sur la machine un type spécifique d'un composant de communication de puissance dont les caractéristiques sont compatibles avec le type d'appareil fonctionnel qu'il est destiné à commander automatiquement - et sélectionner et adapter sur la machine un dispositif spécifique permettant, pendant le fonctionnement de la machine, de rendre opérationnel le composant de communication de puissance tout en désactivant la commande manuelle initiale de l'appareil fonctionnel de la machine assemblage que ce composant doit commander automatiquement et de rendre désactivé ce composant tout en rendant opérationnelle la commande manuelle initiale lorsque l'utilisateur souhaite effectuer une commande manuelle de cet appareil fonctionnel à la place de sa commande automatique.

Les conditions d'un traitement peuvent varier de façon considérable pour les raisons suivantes.

- les machine d'assemblages existantes représentent globalement un parc de machines relativement important mais dans lequel il y a une grande diversité de types différents de machines (par exemple des machines à axe vertical ou horizontal, des machines pour unique brun à enrouler ou pour un grand nombre de brins à enrouler, des machines automatisées ou manuelles).

- En outre, pour une machine d'un type particulier, on peut effectuer des opérations d'enroulement de différents types (par exemple un quartage, un rubanage, un tressage ou un guipage).

- En outre, pour une opération d'enroulement particulière, on peut traiter des éléments filaires de natures très différentes (par exemple certains fils sont très réfléchissants et d'autres le sont très peu, certains fils sont gros et d'autres sont très minces (quelques micromètres-).

- En outre, pour une condition de traitement particulière, les conditions d'éclairement ambiant de la machine peuvent varier

f dans des proportions considérables dans la journée (par exemple lorsque l'éclairage artificiel de l'atelier est allumé ou éteint).

- Il résulte de ces constatations que l'inventeur a identifiées un besoin pour un"contrôle commande avec prise d'informations "temps réel"pour"machine d'assemblage"qui puisse constituer en lui-même un appareil d'une unique conception, fabricable en grande série, pouvant être adapté à une machine d'assemblage quelconque, bien que les types de machines d'assemblages et que leurs conditions de fonctionnement puissent varier de façon considérable, comme cela vient d'être rappelé.

Objet et résumé de l'invention L'invention concerne précisément la vérification en temps réel

1 de l'opération de rubanage ou d'enrubannage en vérifiant la pose du ruban ou tout autre élément filaire autour d'un élément principal, en analysant son comportement (analyse de l'oscillation lors de la dépose) et du diamètre résultant après pose de ce ruban ou tout autre élément filaire autour d'un élément principal (Toron, âme rigide, fibre optique...) par l'intermédiaire de pages écrans informatiques spécifiques permettant l'analyse par l'intermédiaire de graphiques des dérives constatées en "temps réel" avec différents "champs

informatiques"permettant une programmation de limites acceptées par les utilisateurs.

Dans ces mêmes pages écrans des"champs"permettent une programmation permettant à l'équipement de rubanage de modifier les paramètres de base dans une évolution de ceux-ci en automatique, afin de compenser d'éventuelles dérives sans intervention humaine.

Brève description des pages écrans informatiques - Page écran "Mode Fabrication", diagnostique qualité, figure 1 Cette page écran permet de recueillir en"temps réel"suivant une période d'acquisition prédéfinie, la valeur du pas, les valeurs du diamètre prises sur 2 axes et la valeur de la vibration en fonction de la longueur fabriquée.

- Page écran"Mode Fabrication","Expert Mode sur le pas", figure 2 Cette page écran permet de programmer l'auto réaction de la rubaneuse en fonction d'une analyse par graphique des valeurs recueillies sur le pas suivant un temps d'acquisition programmable.

- Page écran"Mode Fabrication","Expert Mode sur le diamètre", figure 3 Cette page écran permet de programmer l'auto réaction de la rubaneuse en fonction d'une analyse par graphique des valeurs recueillies sur le diamètre suivant un temps d'acquisition programmable.

- Page écran"Mode Fabrication","Expert Mode sur la vibration", figure 4 Cette page écran permet de programmer l'auto réaction de la rubaneuse en fonction d'une analyse par graphique des valeurs recueillies sur l'oscillation du ruban ou tout autre élément filaire lors de sa pose.

Schéma des différentes étapes permettant la calibration des freins, figure 5.

Schéma des différentes étapes permettant d'appliquer la calibration des freins, figure 5 par l'intermédiaire d'un logiciel résident au sein de la carte électronique CTSA, figure 6.

Description détaillée de l'invention Sur la figure 1, on distingue plusieurs graphiques permettant de vérifier différentes valeurs "simultanément" en fonction de la

1 longueur produite (1), à savoir : - le graphique concernant le pas avec la consigne du pas demandé (2), la plage +/-du zoom souhaité concernant ce graphique (3), ces valeurs sont des valeurs demandées par l'utilisateur.

A droite de ces valeurs demandées, un graphique indique la valeur 10 recueillie sur l'élément principal (dans ce cas, la valeur du pas (4) et en fonction de la période d'acquisition choisie (5), est indiqué aussi à l'intérieur de ce graphique, la valeur moyenne de l'ensemble des valeurs recueillies (6), la valeur de la dernière mesure recueillie (7), la valeur la plus haute recueillie par l'intermédiaire de ce graphique (8), la valeur la plus basse recueillie par l'intermédiaire de ce graphique (9), ainsi que l'écart maximum entre la plus petite valeur et la plus grande valeur du graphique (10).

Il est à noter que le graphique complet permet de visualiser 100 valeurs.

Au-delà de 100 valeurs, une nouvelle page écran s'initialise et la précédente est mémorisée pour une exploitation ultérieure (traçabilité) permettant d'associer les longueurs produites et le niveau de la qualité recueillie sur le câble ou l'élément principal.

Cette page écran permet donc de visualiser en"temps réel"la valeur du pas réel (4) en fonction de la consigne du pas demandé (2) par l'utilisateur et suivant la longueur produite (1).

- Les graphiques concernant la visualisation du diamètre sur deux axes (11) et (12), avec la visualisation possible du diamètre sur le premier axe X diam. (mm) (11) et sur le deuxième axe Y diam (mm) (12) et suivant le même suivi de ces valeurs dans les
2 graphiques (11) et (12) préalablement expliquées au niveau du graphique concernant les valeurs du pas, à savoir : - La valeur du diamètre X ou Y diam. (mm) réelle (13) et (14) - La valeur moyenne (15), la valeur de la dernière mesure recueillie (16), la valeur la plus haute recueillie (17), la valeur la plus basse recueillie (18), ainsi que l'écart maximum entre la plus petite valeur et la plus grande valeur du graphique (19).

Il est à noter que le graphique complet permet de visualiser 100 valeurs.

- Le graphique concernant l'acquisition de la vibration (20) suivant la même analyse que les graphiques précédemment

1 expliqués, à savoir : La valeur de la vibration réelle (21), la valeur moyenne de celle-ci (22), la valeur de la dernière mesure recueillie (23), la valeur la plus haute recueillie (24), la valeur la plus basse recueillie (25), ainsi que l'écart maximum entre la plus petite valeur et la plus grande valeur du graphique (26).

Il est à noter que le graphique complet permet de visualiser 100 valeurs et comme les graphiques précédents, ces valeurs sont en phase avec la longueur produite (1) permettant une analyse de la qualité de l'élément principal produit en fonction de la longueur réalisée.

Exploitation des valeurs recueillies par l'intermédiaire de la page écran "Mode Fabrication", diagnostique qualité figure (1) dans une application d'auto régulation en cas de dérive des paramètres suivants : - le pas, figure 1 (2) - le diamètre, figure 1 (11) - la tension du ruban par analyse de la vibration, figure 1 (20) Cette exploitation des valeurs recueillies s'effectue par l'intermédiaire de pages écrans"Mode Fabrication", à savoir : "Expert Mode sur le pas", figure 2 "Expert Mode sur le diamètre", figure 3 "Expert Mode sur la vibration", figure 4 Explication des différentes pages écrans"Mode Fabrication" Expert Mode permettant une régulation de la rubaneuse en autocontrôle.

- Page écran"Mode Fabrication","Expert Mode sur le pas", figure 2.

Sur cette page écran, on peut voir un graphique (1), qui indique la valeur du pas sur une période plus ou moins longue paramétrable par l'intermédiaire du"temps d'acquisition" (2), qui défini le temps en seconde entre chaque valeur recueillie par le logiciel.

Le nombre d'acquisition de valeur (3) peut être lui aussi programmé, nous aurons donc dans cet exemple le"Temps d'acquisition" (2) paramétré à 2 secondes et le nombre d'acquisition paramétré à 5 valeurs (3).

Sur le graphique (1), nous aurons donc la possibilité de visualiser une nouvelle valeur toutes les dix secondes.

La mesure de la dernière valeur recueillie est visible en dessous du graphique, mesure = (dans notre exemple 2.3000 mm) (4).

Plusieurs limites sont programmables autour de la valeur du pas souhaité par l'utilisateur à savoir la consigne du pas en mm (5) comme dans les graphiques précédents (figure 1 par exemple), le zoom du graphique peut être modifié, au niveau de la plage +/- (6).

Les limites programmables autour de la valeur du pas souhaité sont situées dans la zone appelée pas (7).

Les limites"tolérance basse" (8) et"tolérance haute" (9) permettent de définir une évolution du pas comprise dans les "tolérance basse" (8) et"tolérance haute" (9) acceptées et ne nécessitant donc pas une modification des paramètres de rotation de la tête de rubanage (10) afin de compenser l'éventuelle dérive.

Deux autres limites"limite basse" (11) et"limite haute" (12) sont prévues pour dans ce cas effectuer une action sur la rotation de la tête de rubanage afin de retrouver une valeur de pas comprise dans les"tolérance basse" (8) et"tolérance haute" (9) après action sur la rotation (10) suivant explication ci-dessous : Le "nombre dépassement avant action" (13), qui définie le nombre de valeur acceptée à l'extérieur des"tolérances basse" (8) et"tolérance haute" (9) avant action sur la rotation.

On peut donc parfaitement adapter l'auto régulation de la rubaneuse en mixant les valeurs du"temps d'acquisition" (2), du "nombre d'acquisition" (3), et du"nombre de dépassement avant action" (13), afin d'obtenir une boucle de régulation qui soit la plus lissée possible dans l'action de retrouver une valeur de pas à l'intérieur des"tolérance haute" (9) et"tolérance basse" (8).

Le fonctionnement de cette boucle de régulation est régit par les valeurs déclarées dans la zone appelée"rotation" (10) qui permet la programmation de la"rotation action" (14) de la "tolérance haute" (15) et de la"tolérance basse" (16).

Dans le cas où la valeur du pas se trouve à l'extérieur des "tolérance haute" (9) et"tolérance basse" (8), nous agirons sur la vitesse de rotation de la tête de rubanage en fonction d'une consigne"rotation action" (14) (dans notre exemple 0.1 % chaque augmentation de la vitesse de rotation se fera donc par palier de 0.1 %) avec une vitesse de rotation maximum et minimum autorisée au-delà de la vitesse de rotation demandée programmée dans"tolérance haute" (15) et"tolérance basse" (16) (dans notre exemple 15 % ou-15 % signifiant que nous aurons la possibilité de modifier la vitesse de rotation initiale à+15% ou-15% en fonction de la zone où se trouve la valeur du pas suivant un palier de 0.1 % et en fonction du "temps d'acquisition" (2) déclaré, du"nombre d'acquisition" (3) souhaité et du "nombre dépassement avant action"prévu.

Dans notre exemple figure (2), chaque augmentation ou diminution de la vitesse par palier de 0.1 % se fera toutes les 10 secondes soit 2 secondes (temps d'acquisition 2), que multiplie le"nombre d'acquisition" (3), soit 5 valeurs que multiplient également le "nombre dépassement avant action" (13), soit une action toutes les 10 secondes par palier de 0.1 % sur la vitesse de rotation de la rubaneuse, soit : 2 secondes x 5 valeurs x 1 = 10 secondes.

Il est à noter que l'action concernant cette boucle de régulation de vitesse sur le pas est visualisée en"temps réel"par l'intermédiaire du"décalage pas" (17) permettant de connaître l'action en pourcentage nécessaire sur la rotation de la tête de rubanage, afin de connaître exactement l'augmentation ou la diminution de la vitesse de rotation ayant permis de retrouver une valeur de pas comprise entre les"tolérance haute" (9) et "tolérance basse" (8).

Enfin, dans le cas où il n'est pas possible de retrouver une valeur de pas, malgré une intervention sur la vitesse de rotation, la case "stop sur dépassement limite" (18) peut être déclarée, ce qui arrêtera la rubaneuse sur le constat que le pas ne peut être modifié, malgré des actions sur les vitesses de rotation, dans ce cas on peut donc prévoir l'arrêt de la rubaneuse (18).

- Page écran"Mode Fabrication""Expert Mode sur le diamètre", figure 3.

Cette page écran se configure exactement de la même façon que la page écran "Mode Fabrication" "Expert Mode sur le pas".

La seule différence sont les unités qui sont exprimées en Kg, car on agit sur les consignes de tension souhaitées sur le ruban ou tout autre élément filaire.

En effet, en agissant sur la tension du ruban ou tout autre élément filaire "tension actuelle" 1, suivant des tolérances ou limites déclarées, nous allons modifier le diamètre de l'élément principal "diamètre" (mm) (2), en agissant dans une même démarche de boucle de régulation préalablement expliquée dans le"Mode Fabrication""Expert mode sur le pas", figure 2.

- Page écran"Mode Fabrication""Expert Mode sur la Vibration", figure 4.

Le Fonctionnement de cette page écran repose sur le même principe que les deux pages écrans"Mode Fabrication""Expert Mode sur le pas", figure 2 et"Expert Mode sur le diamètre", figure 3, sachant que la relation entre la prise de mesure de l'oscillation du ruban ou de tout autre élément filaire (vibration) et la tension nécessaire sur le ruban ou de tout autre élément filaire repose sur une calibration précise du frein comme le montre les étapes de la figure 5"calibration des freins"et de la figure 6"Application de la calibration".

Ex rein", fiffle 5 et de Explication de la"calibration du frein". figure 5 et de "l'application de la calibration". figure 6.

-"Calibration du frein", figure 5 La tension du ruban est contrôlée par l'intermédiaire d'un frein magnétique à hystérésis ou tout autre moyen qui permet d'assurer la tension du ruban (moteur, etc.,...).

Les caractéristiques électriques ou autres de ces composants ne sont pas linéaires pour de multiples raisons (saturation du flux dans les différents matériaux magnétiques, frottement résiduel au niveau des roulements entre le rotor et le stator etc....).

Ces différences au niveau de ces caractéristiques ne permettent pas d'obtenir pour un même frein des tensions équivalentes sur le ruban par rapport à une même consigne de commande (0-10 volts, 4-20 mA etc....).

De plus la linéarité du couple délivrée par ces freins et la consigne appliquée n'est pas reproductible et dépend de sous-

composants de ces mêmes freins (bobinage du stator, magnétisation du rotor, roulement ayant un frottement résiduel différent etc.....) Pour toutes ces raisons, la calibration du frein utilisé doit être faite dans une démarche telle qu'explicitée sur la figure 5 "calibration des freins", afin de toujours restituer une tension conforme à la consigne demandée par l'intermédiaire de la carte électronique CTSA, figure 6 (7) et avec une parfaite linéarité calculée par le Software résident sur la carte électronique CTSA (EPROM).

Démarche concernant la calibration du frein, figure 5.

Il faut recueillir les mesures sur la tension du ruban en fonction d'une consigne précise générée et envoyée par la carte électronique CTSA, figure 6 (7) et c'est le tableau figure 5 (2) "Mode Volt"qui va permettre d'enregistrer les mesures recueillies.

On peut remarquer sur ce tableau"Mode Volt"qu'il comporte en ordonné des valeurs de 0,1 à 0,1 et en abscisse des valeurs de 1 en 1, nous pourrons donc enregistrer sur ce tableau quatre vingt et une valeurs de 0,1 volt en 0,1 volt. Bien entendu il est aisé d'enregistrer des valeurs de 0,05 volt en 0,05 volt dans ce tableau, dans ce cas il s'agira d'enregistrer cent soixante deux valeurs.

A chaque case de ce tableau correspond une valeur en volt envoyée par l'électronique (carte CTSA) vers le frein, exemple case 0. 1-1 correspond une tension envoyée de 1,1 volt et c'est en regard de cette tension envoyée vers le frein de 1.1 volt que nous allons mesurer la tension effective sur le ruban conditionné par exemple en "bobinot" figure 5 (1) par un appareil mesurant la tension (tensiomètre par exemple).

Il est donc nécessaire de remplir ce tableau de toutes les mesures de tension recueillies sur le ruban ou tout autre élément filaire au prorata des consignes en volt envoyées au frein du bobinot (frein déporté mécaniquement ou non !).

Après remplissage de ce tableau, il est nécessaire de saisir les paramètres de conditionnement du bobinot, à savoir :

"la hauteur du ruban sur le bobinot"et"le diamètre intérieur du bobinot", figure 5 (1) afin d'intégrer dans le calcul de la tension, le couple du bobinot.

En fonction des paramètres ainsi recueillis, figure 5 (1) et (2), nous allons pouvoir créer la courbe de tension théorique applicable au frein utilisé sur la rubaneuse, figure 5 (3) et (4) avec des valeurs spécifiques déclarées et mesurées sur le ruban (tension maximum déclarée etc....), figure 5 (3).

Puis, il s'agit de modifier la courbe obtenue, figure 5 (4), suivant la démarche suivante : Elle est réalisée par une approximation à l'aide de trois segments figure 5 (5). Chaque segment'i'est représenté par un couple (ai, bi). Le passage d'un segment à un autre est fixé par deux seuils XI % et X2%, respectivement entre les segments 1 et 2, puis 2 et 3. Le début et la fin de la caractéristique représentent souvent des saturations qu'il ne sert à rien de modéliser, car on ne peut pas les éviter. Pour ne pas en tenir compte lors de l'optimisation, on peut définir une zone de travail par l'intermédiaire des seuils de début du segment 1 et celui de fin du segment 3. Ces deux seuils sont limités respectivement à 0 et 100 % à cause des limites physiques du processus.

En connaissant le maximum de tension ruban déclaré et le diamètre du bobinot, il est possible de calculer le couple maximum figure 5 (3). Ce couple est ensuite arrondi à 3 digits après la virgule en mode métrique (Nm), afin de tenir compte de la précision finie des champs du logiciel d'application spécifiquement développé et d'ou sont issues les différentes pages écrans informatiques, on obtient alors le couple maximum (saisie au niveau du logiciel). Grâce à lui, on peut déterminer la valeur de la tension ruban correspondante au 100 % de la tension du ruban en fonction du diamètre bobinot figure 5 (1).

Le 100 % tension de frein est fixé dans Innosoft au facteur 40600/4096V, ce qui correspond à peu près à 9,912V. Ce coefficient a été choisi pour des raisons de précision de calculs, mais ne modifie en rien la précision finale.

Environnement logiciel : La modélisation s'effectue dans un environnement graphique qui a été spécialement développé à cet effet. Cet environnement possède une grande souplesse en permettant immédiatement de voir l'effet de tel ou tel changement de paramètre sur l'erreur d'approximation. Pour aider l'opérateur à faire le meilleur choix, le logiciel fournit deux informations importantes : - l'erreur maximale sur toute la plage de fonctionnement : ce qui permet de garantir une qualité sur le produit final.

- un graphique représentant l'erreur en fonction de la tension du frein : pour améliorer la précision dans une zone plutôt qu'une autre, ou bien vérifier si l'erreur est bien répartie, figure 7.

Pour déterminer les paramètres de la calibration, différents choix de fonctionnement sont proposés : - mode manuel : l'opérateur modifie les segments d'approximation à la main. Il peut facilement déplacer les croix représentant les points d'intersection directement sur les points de mesures, figure 8.

- mode semi-manuel : l'opérateur peut choisir les seuils XI et X2 à la main ou en les saisissant. Puis, il lance l'optimisation des coefficients (ai, bi) des trois segments correspondants.

- mode automatique : les seuils et coefficients des segments sont déterminés entièrement par Innosoft de façon à minimiser l'erreur maximale.

Méthode d'optimisation :
Pour l'optimisation des coefficients de la calibration, Innosoft utilise une méthode dérivée des moindres carrés. Le critère retenu est la minimisation de la somme des carrés des erreurs sur tout l'horizon.

Bien que ce critère soit le même que celui des moindres carrés, on ne peut pas utiliser les outils conventionnels. En effet, l'optimisation s'effectue ici sur plusieurs segments à la fois reliés les uns aux autres (et non pas une seule droite). Ceci amène à un problème non linéaire n'ayant pas de solutions évidentes.

L'algorithme procède donc à un certains nombres d'itération pour se rapprocher de la solution optimale. Cet algorithme a été conçu de façon à fournir le minimum global (meilleure solution possible).

Deux cas sont à distinguer : - le mode semi-manuel - le mode automatique Dans le mode semi-manuel, l'optimisation consiste à trouver les coefficients (ai, bi) avec les seuils d'intersection fixés. Le logiciel utilise la méthode des moindres carrés uniquement pour l'initialisation de l'algorithme. L'algorithme calcule ensuite les coefficients (ai, bi) de chaque segment correspondant à chaque zone, et cela d'une façon indépendante. Ensuite, il procède à la recherche des points d'intersection des segments optimums en conservant les seuils fixes.

Chaque point d'intersection est modifié à tour de rôle par une méthode du gradient. Lorsque l'algorithme a convergé suffisamment, le nouveau résultat est affiché dans les champs correspondants et le tracé est remis à jour.

Cette méthode, permet à l'opérateur de choisir librement les seuils de cassures, et d'avoir la meilleure approximation correspondante.

Dans le mode automatique, l'optimisation doit trouver à la fois les coefficients (ai, bi) et les seuils d'intersection. Pour cela, une couche supplémentaire dans l'algorithme permet de chercher les seuils d'intersection en fonction des coefficients optimums correspondants. Le nombre d'itération nécessaire avant d'avoir le résultat est plus long que pour la méthode manuelle puisque le domaine de recherche est plus vaste. Avec cette méthode, l'opérateur est sûr d'avoir une erreur maximale la plus faible possible.

Cette méthode est très efficace lorsque les cassures ne sont pas très nettes.

Interaction"mode expert""calibration" La machine possède une régulation de tension grâce à une analyse de la vibration du ruban ou tout autre élément filaire (mode expert sur la vibration). Lorsque celle-ci n'est pas utilisée, la calibration détermine directement l'erreur de tension sur le ruban, d'où l'importance de la faire régulièrement et correctement. Dans le cas où le mode expert est activé, cette

calibration permet d'avoir des actions (corrections) sur le frein qui sont faibles tout au long du process, car le gros de l'erreur sera intégré dans la calibration.

A Application de la calibration. figure 6 Cette partie présente rapidement la façon dont la calibration est exploitée en temps réel par la carte CTSA pour la commande du frein.

Le système mécanique est composé d'un bobinot relié mécaniquement à un frein électrique, figure 6 (6). Le diamètre du bobinot contenant le ruban va diminuer au cours du temps du fait de la consommation du ruban ou de tout autre élément filaire. Le frein étant commandé en couple, il est nécessaire de tenir compte de cette variation de diamètre de façon à maintenir une tension ruban constante.

C'est pourquoi, le logiciel de la carte électronique (CTSA) possède un module"électronique/informatique"qui permet le calcul en temps réel du diamètre courant du bobinot, figure 6 (7).

En fonction du couple maximum du frein déclaré dans le logiciel, elle peut en déduire la tension ruban maximum possible en cours.

Cette dernière permet de fixer la tension ruban correspondant à 100 % de l'échelle relative. Ensuite la tension ruban désirée est transformée en % par rapport à ce maximum.

Une fois la tension ruban désirée exprimée en %, il suffit de choisir le bon intervalle en la comparant seulement aux deux seuils XI % et X2% déterminées lors de la calibration, figure 6 (8), il faut utiliser l'équation de la droite correspondante à l'intervalle pour obtenir directement la tension d'alimentation à appliquer au frein.

Dans l'exemple choisi, la tension désirée en % est comprise entre le seuil X2% et 100%, ce qui a conduit à l'exploitation de la droite n 3 (a3 et b3) figure 5 (5).

Remarque sur la précision : Un soin particulier a été apporté au développement de cette fonctionnalité de façon à garantir une précision du demi-point près au niveau des calculs lors de l'exploitation de la calibration (sur un total de 12 bits). L'erreur de tension ruban varie en

fonction de la forme de la caractéristique et de sa déformation dans le temps. C'est pourquoi, il est nécessaire de faire des calibrations régulières afin de pouvoir garantir une erreur maximum sur une tension de ruban ou de tout autre élément filaire.

La précision de l'approximation de la caractéristique dépend du nombre des segments utilisés. Le nombre de 3 a été choisi de façon à faire un bon compromis entre la précision des appareils de mesure, la facilité d'exploitation et les nécessités liées a la gamme de fabrication.

A noter que les segments créés et nécessaire au calcul de la tension du ruban ou de tout autre élément filaire peuvent être augmentés.

Claims

p présentant, sous forme d'un graphique, le suivi d'au moins l'un des paramètres mesurés.

REVENDICATIONS 1. Système de contrôle commande en temps réel d'une machine d'assemblage destiné à enrouler un élément filaire autour d'un élément principal pour former un câble rubané ou enrubanné, système comportant des moyens de mesure en temps réel de paramètres représentatifs de l'élément filaire déposé sur l'élément principal et des moyens de contrôle et de commande de moyens de réglage de la tension de l'élément filaire, système caractérisé en ce que les moyens de contrôle et de commande comportent des moyens d'affichage d'au moins une page écran
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le suivi des paramètres est associé sur la page écran à la longueur de câble produit.
3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et

2, caractérisé en ce que les paramètres mesurés comportant le pas (2) de l'élément filaire autour de l'élément principal, les moyens de contrôle et de commande comportent des moyens d'affichage d'au moins une page écran présentant, sous forme graphique, le suivi du pas (4).
4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les paramètres mesurés comportant le diamètre (11) de l'élément principal selon au moins un axe de mesure, les moyens de contrôle et de commande comportent des moyens d'affichage d'au moins une page écran présentant, sous forme graphique, le suivi du diamètre (13).

<Desc/Clms Page number 18>
5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que les paramètres mesurés comportant deux valeurs (11,12) du diamètre de l'élément principal mesuré selon deux axes de mesure, les moyens de contrôle et de commande comportent des

r 1 moyens d'affichage d'au moins une page écran présentant, sous forme graphique, le suivi des deux valeurs du diamètre (13,14).
6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les paramètres mesurés comportant la vibration (20) de l'élément filaire, les moyens de contrôle et de commande comportent des moyens d'affichage d'au moins une page écran présentant, sous forme graphique, le suivi de la vibration (21).
7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'affichage des moyens de contrôle et de commande comportent des moyens de visualisation sur une page écran de la dernière valeur mesurée (7,

16, 23), de la valeur moyenne (6,15, 22), de la valeur la plus haute (8,17, 24), de la valeur la plus basse (9,18, 25) et de l'écart maximum (10,19, 26) entre les valeurs la plus haute et la plus basse d'un paramètre.
8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'affichage des moyens de contrôle et de commande comportent des moyens de programmation d'une période d'acquisition (5) d'un paramètre

r affiché sur une page écran, ladite période d'acquisition étant définie par un temps d'acquisition et par un nombre d'acquisitions.
9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'affichage des moyens de contrôle et de commande comportent des moyens de programmation d'une consigne et de limites associées à un paramètre.

<Desc/Clms Page number 19>
10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de contrôle et de commande de moyens de réglage de la tension de l'élément filaire comportent des moyens de régulation programmables par l'intermédiaire des pages écran, les moyens d'affichage des moyens de contrôle et de commande comportent des moyens de programmation d'un nombre de dépassement avant action et des actions à entreprendre en réponse à ce nombre de dépassement.
11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un nombre prédéterminé de dépassement par le pas de l'élément filaire de valeurs limites programmées provoque une variation programmée de la vitesse de rotation d'une tête de rubanage.
12. Système selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'un nombre prédéterminé de dépassements par le diamètre de l'élément principal de valeurs limites programmées provoque une action sur un frein permettant d'agir sur la tension de l'élément filaire.
13. Système selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'un nombre prédéterminé de dépassements par la vibration de l'élément filaire de valeurs limites programmées provoque une action sur un frein permettant d'agir sur la tension de l'élément filaire.
14. Système selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les moyens de contrôle et de commande de moyens de réglage de la tension de l'élément filaire comportent des moyens de calibration d'un frein programmables par l'intermédiaire des pages écran.