Dispositif de contrôle de repérage sur une bande en mouvement
La présente invention vise un dispositif de con trôle du repérage ; d'opérations se répétant sur une bande en mouvement.
Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un explorateur de bande destiné à déceler les erreurs de repérage, un moteur correcteur, une source de courant alternatif monophasé alimentant ce moteur, un redresseur commandé au silicium reliant ladite source au moteur un second redresseur commandé au silicium inversé par rapport au premier et reliant également ladite source au moteur, une source de fréquence double agissant sur l'un ou l'autre des redresseurs commandés au silicium, dans le but ;
de le rendre conducteur, un circuit contrôlé par l'explo- rateur et dont le but est d'alimenter en courant à double fréquence l'électrode commandant celui des redresseurs au silicium provoquant l'entraînement du moteur correcteur dans la direction tendant à réduire l'erreur de repérage, des moyens étant en outre prévus, limitant chaque intervention du moteur correcteur à un instant bref prédéterminé.
Le dessin annexé représente une forme d'exécu tion de l'objet de l'invention, donnée à titre ; d'exemple.
La fig. 1 est un diagramme schématique compor tant des ; caractéristiques de l'invention.
La fig. 2 explique le fonctionnement d'un micromètre de phase utilisé en fig. 1.
La fig. 3 est un ; diagramme horaire montrant la relation existant entre une impulsion d'un explorateur et des impulsions de portes adjacentes.
La fig. 4 est un circuit électrique représentant le schéma des connexions utilisé dans le dispositif.
La fig. 5 montre une Inodification de l'appareil représenté à la fig. 1.
En se référant maintenant au dessin, et plus par fleullièrement à la fig. 1, on voit une bande préimprimée 32 dévidée d'une bobine 34 par l'intermédiaire d'un cylindre transporteur 36 coopérant avec un cylindre de pression 38. Le cylindre dévideur 36 est entraîné à partir de l'arbre 40, lequel entraîne également un cylindre rotatif 42, qui peut être un cylindre imprimeur ou encore porter des couteaux ou des matrices. Du fait que le cylindre dévideur ou transporteur 36 présente un diamètre invariable déterminé, tandis que le cylindre 42 est adapté à la longueur répétée des impressions que porte la bande, le rapport de vitesse d'entraînement du cylindre 42 doit être variable. Dans le cas présent, l'entraînement se fait par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse 44.
Celui-ci entraîne un arbre 46, entraînant à son tour un arbre 48 par l'intermédiaire d'un accouplement planétaire ou différentiel 50. La position repérée du cylindre 42 peut être ajustée par un moteur correcteur 52, placé sous la dépendance du circuit d'un ordinateur 54.
La bande 32 est explorée par un ceil électrique ou explorateur à cellule photo-électrique 56, émettant des impulsions-repère, qui sont comparées à des impulsions émises par un micromètre de phase 58 tournant à même vitesse que le cylindre 42. De tels indicateurs de phase 58 sont en eux-mêmes connus, en sorte qu'il n'est pas nécessaire de les décrire plus en détail.
Leur disposition générale ressort de la fig. 2. Ils comprennent un disque ou cuvette 60, mis en rotation par l'arbre 62 et présentant une paire de fentes 64 et 66 décalées l'une par rapport à l'autre. Elles sont éclairées par des lampes fixes 68 et 70, dont la lumière atteint les cellules photo-électriques 72 et 74.
Les fentes 64 et 66 embrasseront un arc de 100 par exemple pour une relativement grande longueur d'impression à contrôler, comme par exemple 50 à 100 cm, et elles sont angulairement décalées en sorte de laisser une zone morte entre elles. La longueur des fentes sera inversement proportionnelle aux longueurs répétées à contrôler.
L'explorateur est également un élément en luimême connu et ne nécessitant pas de description détaillée. Il comporte une lampe, une cellule photoélectrique, un système optique et un amplificateur qui sera de préférence transistorisé.
Lorsque le repérage est correct, c'estJàzdire lorsque la position angulaire du cylindre correspond aux impressions portées par la bande, une impulsion provenant de cette dernière (80 en fig. 3) vient se placer entre les impulsions d'avance et de retard ou portes représentées en 82 et 84. Si, par contre, l'impulsion provenant de la bande tombe sur l'une ou l'autre des impulsions d'avance ou de retard, une correction de la position de la bande est effectuée par l'intermé- diaire du moteur réversible 52.
Ce moteur sera de préférence du type à aimant permanent. Les deux enroulements d'excitation correspondant aux deux phases sont représentés en 132 et 134 à la fig. 4. L'impulsion correctrice est de très courte durée, par exemple un dixième de seconde.
L'impulsion provenant de la bande, émise par l'explorateur 56, traverse un bloc 4 représentant un commutateur à deux positions, correspondant à une augmentation ou à une diminution de luminosité, et placé en position correspondante, selon qu'il s'agisse de lire un repère clair sur fond foncé ou un repère foncé sur fond clair. En d'autre terme, on placera le commutateur en position d'augmentation de luminosité si le repère est clair et en position diminution de luminosité si le repère est foncé.
L'impulsion est alors amplifiée par l'amplificateur 5 puis est transmise à un commutateur dit de sensibilité du bloc 6. Celui-ci se trouvera normalement en position dite sensible, permettant au dispositif de réagir à de faibles écarts de luminosité du repère de la bande, mais lors d'une mise en train, c'est-à-dire de l'introduction d'une nouvelle bande, on aura avantage à placer ce commutateur dans une position de moindre sensibilité, pour éviter que des variations de teintes de fond n'affectent le système.
L'impulsion est accentuée et conditionnée par un circuit de trigger de Schmidt ST3, puis traverse une porte et 25 pour être conduite ensuite aux portes et 7 et 8.
Les impulsions d'avance ou de retard du micromètre de phase 58 sont transmises aux circuits de trigger de Schmidt ST1 et ST2, qui émettent des impulsions de porte qui sont raides et d'amplitude constante. Elles se combinent à l'impulsion conditionnée de repère aux portes et 7 et 8.
Le circuit entourant l'interrupteur à cinq pâles S1 constitue un circuit électronique départageant les contrôles, non décrit jusqu'ici, mais qui le sera plus loin. Pour l'instant, l'interrupteur est supposé occu- per sa position extrême gauche, auquel cas il ne se produit aucun choix parmi les contrôles effectués, c'est-à-dire que toute impulsion Ide repérage provenant de l'explorateur 56 est transmise et utilisée au contrôle de chaque longueur répétée, comme s'il n'y avait pas de circuit pour les départager.
Il en est ainsi du fait que la porte et 25 reçoit par le conducteur 150 une tension continue d'un niveau tel qu'elle agit comme si elle était alimentée, ce qui la met en état de recevoir toutes les impulsions provenant de l'explorateur 56. L'alimentation n'est en elle-même pas représentée en détail, la fig. 4 étant un schéma conventionnel représenté en bloc, dont les détails sont par conséquent conventionnels.
La sortie de la porte et 25 est appliquée à chacune des portes et 7 et 8 et se combine avec l'une ou l'autre des impulsions des portes d'avance ou de retard, en sorte d'actionner un multivibrateur monostable se trouvant dans le bloc 9, respectivement dans le bloc 10. Ainsi, l'impulsion provenant de la bande apparaît à l'une ou l'autre des deux portes de retard ou d'avance et met en action le muiti- vibrateur approprié, qui agira à son tour sur l'une ou l'autre des portes 11 ou 12. Ces portes sont aussi des portes et .
L'autre alimentation des portes et 1 1 et 12 est un courant alternatif à fréquence double, prove- nant d'un oscillateur 13. Ainsi, que l'un ou l'autre des circuits 9 ou 10 soit alimenté, il se produira une tension de fréquence double à la sortie de l'une ou l'autre des portes 11 ou 12. Dans le cas présent, où le moteur 52 est alimenté par du courant alternatif à 50 périodes, la fréquence double de la source 13 sera 100 cycles par seconde.
L'inversion du sens de marche du moteur 52 peut être expliquée en se référant à la partie supérieure de la fig. 4, en supposant tout d'abord que les redresseurs commandés au silicium SCR1 et
SCR2 sont remplacés par un interrupteur simple et, de manière analogue, que les redresseurs commandés au silicium SCR3 et SCR4 sont également remplacés par un interrupteur simple. Si l'interrupteur supérieur est fermé, l'enroulement d'excitation 132 sera mis sous tension directement de la source à 110 V par le conducteur 140, tandis que l'autre enroulement sera alimenté par une capacité 136 décalant la phase. Le moteur se mettra donc à tourner dans une direction donnée.
Si, au lieu de cela, on ferme l'interrupteur correspondant aux redresseurs SCR3 et SCR4, ce sera l'enroulement d'excitation 134 qui recevra le courant issu de la source de 110 V, directement par le conducteur 142, tandis que l'autre enroulement 132 sera alimenté par la capacité 136 décalant la phase. Le moteur tournera donc en sens inverse de ce que l'on vient de décrire.
Dans ce système, l'erreur agit ou n'agit pas et le moteur correcteur 52 tourne ou ne tourne pas. Si une impulsion se produit dans la zone morte, il n'y a pas de correction. Si une impulsion se produit dans la zone de la Iporte d'avance ou de la porte de retard, une correction appropriée est introduite par les redresseurs au silicium. Deux redresseurs sont nécessaires, du fait que le moteur est alimenté tant par des demi-périodes négatives que positives. Plus brièvement, la paire peut être désignée comme un interrupteur par redresseurs commandés au silicium pour courant alternatif. L'autre paire est nécessaire à l'alimentation du moteur dans le cas où il tourne en sens inverse du premier.
A la fig. 4, l'armature du moteur (non représentée) est placée sous la dépendance des enroulements d'excitation 132 et 134. Un conducteur commun d'alimentation en courant alternatif est représenté en 138. L'autre conducteur d'alimentation sera, soit le conducteur 140, soit le conducteur 142, selon que le transformateur T1 ou le transformateur T2 soit excité et fournisse l'impulsion de déclenchement. Vu que chaque interrupteur comporte deux redresseurs au silicium commandés placés en opposition l'un de l'autre, chaque transformateur possède deux secondaires. Les électrodes commandant les redresseurs au silicium reçoivent les impulsions de la source 13 à double fréquence, qui leur sont transmises par Fun ou l'autre des transformateurs T1 ou T2.
La durée de ces séries d'impulsions est déterminée par la tem porisation des muitivibrateurs monostables 9 et 10.
Le sens de rotation dépend de celui des transformateurs qui reçoit les impulsions doubles à 100 périodes par seconde.
Afin de rendre le système plus stable, il est indiqué de pouvoir sélectionner les erreurs à corriger plutôt que de les déterminer et corriger pour chaque longueur répétée successive. Il en est ainsi du fait qu'il faut un certain temps pour qu'une correction effectuée se manifeste à l'endroit de l'explorateur.
Ainsi, une erreur apparaîtra encore, quoique suffisamment corrigée, ce qui conduit alors à des surcorrections et à de l'instabilité lorsqu'on cherche à atteindre une très grande exactitude.
Dans le présent dispositif, il est prévu un circuit contrôlé par un interrupteurzsélecteur, permettant de sélectionner les erreurs relevées, soit sur chaque longueur répétée successive, soit sur toutes les deux, quatre, huit ou seize longueurs seulement.
Le sélecteur électronique assure la stabilité, malgré le retard inhérent au système, c'est-à-dire malgré le fait que la correction est immédiatement effectuée sur la bande, mais que le résultat de cette correction n'apparaisse pas instantanément dans l'explorateur, qui ne la constate que plus tard lorsque l'équilibre est rétabli. Le circuit correcteur absorbe le temps nécessaire à permettre de reconnaître la correction exécutée.
Les fonctions de ce sélecteur sont les suivantes
Les circuits flip-flop FF1, FF2, FF3 et FF4 sont des éléments bistables, connectés en sorte de constituer un compteur binaire capable de compter jusqu'à seize. Il n'est pas indiqué de sélectionner directement les impulsions des explorateurs de bande car, avant qu'une porte ait agi, il peut se produire des impulsions en excès ou de fausses impulsions, provenant de tout ce qui est imprimé sur la bande, en sorte que ce n'est qu'après qu'une porte du micromètre de phase 58 ait agi que l'impulsion correspondant au repérage désiré est choisie parmi toutes les autres impulsions. Pour ces motifs, le compteur sélectionneur présentement décrit sera de préférence appliqué à une impulsion déterminée par une porte, plutôt qu'aux impulsions provenant de l'explorateur.
La porte d'avance est utilisée, pour la raison qu'elle précède l'impulsion fournie par le repère et que, soumise à l'action du sélecteur, elle active la porte et > 25, lui permettant de recevoir l'impulsion de repérage durant l'intervalle sélectionné.
Dans le cas présent, l'interrupteur rotatif S1 comporte cinq pâles. Faisant abstraction du pôle inférieur 152, les quatre pôles supérieurs concernent les quatre circuits flip-flop précédemment cités. Dans la première position, la plus à gauche, de l'interrupteur, les quatre étages de circuits flip-flop sont hors circuit. Il en est ainsi du fait que la partie gauche de chaque étage flipplop est mise à la terre, comme représenté en 154, ce qui l'empêche de fonctionner.
La porte 14 est, dans ce cas, alimentée par les quatre conducteurs y conduisant, en sorte qu'elle alimente constamment le conducteur 150 qui, à son tour alimente la porte 25, comme cela a été précédemment expliqué, lui permettant de recevoir toutes les impulsions de l'explorateur.
Lorsque l'interrupteur S1 occupe la seconde position, les circuits flip-fiop FF2, FF3 et FF4 sont mis à la terre en 154 et de ce fait inopérants, comme précédemment décrit. Le circuit flip-flop FF1 par contre est actif, vu que sa sortie n'est pas mise à la terre, le contact du pôle gauche de l'interrupteur étant ouvert dans toutes les positions excepté la première. Ainsi, il passera du courant à chaque seconde impulsion de la porte d'avance et la porte et 25 sera activée par l'intermédiaire du conducteur 150 pour chaque deuxième longueur répétée seulement.
Dans la troisième position de l'interrupteur SI, les circuits flip-flop FF3 et FF4 sont mis à la terre en 154, tandis que les circuits flip-flop FF1 et FF2 sont actifs, émettant du courant toutes les quatre impulsions, c'est-à-dire sélectionnant chaque quatrième longueur répétée. De manière similaire, dans la quatrième position de l'interrupteur le seul dernier circuit flip-flop est mis à la terre et le circuit n'agit que pour chaque huitième longueur répétée et, dans la cinquième position enfin, le circuit n'entre en action que pour chaque seizième longueur répétée, aucun des circuits flip-flop n'étant mis à la terre.
En général une partie seulement, admettons le 66 /o, de la correction totale à effectuer est enregistrée par l'explorateur dans l'intervalle de temps que met la bande pour passer d'une paire de cylindres transporteurs à la suivante. Il est désirable de placer le sélecteur dans la position de sélection la plus basse possible, afin d'effectuer la plus grande correction possible à chaque cycle de correction, ceci afin de diminuer le plus possible les pertes de bande imprimée causées par les grandes erreurs. Ces conditions sont toutefois incompatibles avec un fonctionnement stable, car une succession d'importantes corrections produit de l'instabilité.
En l'absence d'intervalles sélectionnés, les accroissements de la correction provoqués par les circuits monostables 9 et 10 devraient être extrêmement courts, si l'on veut atteindre une marche stable, et la correction relative à chaque longueur répétée serait trop petite et inefficace.
En procédant à une sélection et en ne corrigeant qu'à certains intervalles, la stabilité peut être assurée en prévoyant de suffisamment grands intervalles, tels que le circuit monostable 9 et 10 puisse déclencher une correction totale plus grande. En outre, le fait d'user d'une sélection compense le décalage causé par le tronçon de bande se trouvant entre les paires de cylindres entraîneurs successives et qui, dans certains cas, peut être important, en sorte que cette compensation contribue à la stabilité. Le meilleur réglage sera celui par lequel le décalage provenant de la sélection devient équivalent à celui qui est inhérent au fonctionnement du dispositif, et qui sera généralement proportionnel à la longueur de bande comprise entre les deux paires de cylindres entraîneurs considérées.
I1 se pose un problème lorsqu'on dévide et découpe une bande précédemment imprimée. I1 est possible qu'il se produise une erreur variant des couches extérieures aux couches intérieures de la bobine. L'extérieur peut par exemple être humide, auquel cas les longueurs répétées différeront de celles de l'intérieur, où la bande sera très sèche. Le présent système comporte un circuit apte à déceler une telle tendance. Si par exemple quatre mesures sur cinq révèlent une avance, un moteur correcteur intervient pour corriger cette tendance jusqu'à atteindre la condition de marche normale, où l'erreur oscille de part et d'autre de zéro.
Le circuit correcteur d'une telle tendance n'est habituellement utilisé que lorsqu'on travaille sur une bande préimprimée, mais peut être utilisé en tout temps pour corriger un glissement indésirable. Un procédé permettant de compenser les variations de longueurs répétées d'une bobine préimprimée est très avantageux, car de telles longueurs varient considérablement d'une bobine à l'autre d'une réserve ou encore du début à la fin d'une même bobine. Le circuit considéré, visible dans la partie inférieure gauche du schéma, analyse par groupes le nombre de corrections d'avance ou de retard provenant du calculateur, et effectue une correction appropriée de la vitesse d'entraînement par l'intermédiaire d'un second moteur correcteur 90, de manière à obtenir une distribution plus uniforme des corrections d'avance ou de retard.
Le moteur 90 à son tour sera de préférence biphasé, alimenté par une seule phase et commandé par un groupe de redresseurs au silicone eux-mêmes commandés et par des impulsions de fréquence double passant par les transformateurs T3 et T4. La source de courant à fréquence double se trouve en 160. Le circuit comprendra un interrupteur bipolaire S2, permettant de modifier la valeur d'erreurs dirigées voulue, c'estzà-dire le nombre d'impulsions d'erreurs de même direction prises en groupes, nécessaire à faire apparaître un sens de correction prédominant et exigeant l'intervention d'une correction d'ordre général.
Le présent circuit, chargé de cette correction, présente l'avantage de n'être pas périodique, c'està-dire qu'il répond à des groupes prédéterminés d'impulsions d'erreurs, mais se remet à zéro à la fin de chaque groupe, prêt à répondre à un nouveau groupe et écartant ainsi toute erreur aléatoire provenant des groupes précédents. Si par exemple la remise à zéro est prévue après six longueurs répétées, ce circuit n'enregistrera une prédominance que sur la base de quatre ou six longueurs répétées.
Afin d'assouplir le mode d'action de ce circuit, ses conditions de fonctionnement peuvent être modi- fiées, ce qui est obtenu dans le présent cas en variant l'importance du groupe. En particulier, le présent circuit effectuera une correction dans le cas de quatre longueurs répétées sur quatre, sur cinq, sur six ou sur sept. La détermination du groupe s'effectue au moyen d'un compteur binaire à trois étages, mais en ajoutant un étage supplémentaire, le groupe peut être porté à seize longueurs, et ainsi de suite. D'autres calculateurs totalisent le nombre d'impulsions d'avance ou de retard et, dans le cas présent, lesdits calculateurs ont deux étages correspondant à un total de quatre, mais il est évident que des étages supplémentaires peuvent être prévus.
En se référant maintenant à la partie droite inférieure de la fig. 4, on voit que les circuits flip-flop
FF5, FF6 et FF7 sont des éléments bistables, connectés en sorte d'agir comme compteurs de groupes, jusqu'à un total de huit erreurs, l'interrupteur S2 permettant de réaliser la connexion indiquée à une porte et 16 et par une autre porte 17, de telle façon que le compteur soit remis à zéro toutes les cinq, six, sept ou huit longueurs répétées ou signaux reçus du sélecteur électronique. Ainsi, les trois étages forment un compteur à régénération, le nombre de longueurs répétées qu'il enregistre dans chaque cas étant déterminé par la position de l'interrupteur S2.
Si l'on fait usage, comme c'est le cas ici, d'un circuit sélecteur, les longueurs répétées dont il est question ci-dessus se réfèrent aux longueurs sélectionnées. C'est dire que si la sélection ne prévoit un contrôle que toutes les quatre longueurs répétées, un groupe de cinq comprend en réalité cinq fois ces quatre longueurs, soit réellement vingt longueurs répétées, un groupe de six en comprenant vingt-quatre et ainsi de suite.
La longueur répétée effectivement sélectionnée (dépendant de la position de l'interrupteur S1) se manifeste par le conducteur 162, reliant le sélection neur au compteur de groupe. En supposant que l'interrupteur S2 occupe sa position extrême de gauche ou première position, le groupe sera de cinq, comme indiqué. Partant de zéro, le compteur comptera, jusqu'à cinq, après quoi la sortie du flip-flop
FF7 se combinera avec la sortie du flipflop FF5 à l'entrée de la porte et 16. Par la porte 17 et le conducteur 164, la sortie de la porte 16 provoque la remise à zéro du compteur. Cette opération se répète toutes les cinq longueurs sélectionnées.
Le compteur des signaux d'avance comporte les éléments bistables ou flip-flops FF8 et FF9 et le compteur des signaux de retard les éléments bistables ou fiip-fiops FF10 et Full. Ceux-ci sont remis à zéro lorsque le compteur de groupe est remis à zéro par le conducteur 164. Leur remise à zéro provient également des portes 16 et 17, mais alors par le conducteur 166.
Si quatre signaux d'avance (ou signaux d'avance sélectionnés) sont émis avant la remise à zéro du compteur, le flip-flop FF9 émet un signal de sortie par la porte et 19 et active un circuit monostabie 21, lequel fixe la durée de chaque correction effectuée par le moteur 90, soit par exemple un dixième de seconde. La sortie du circuit monostable 21 se combine à la porte et 23 au circuit à double fréquence 160, appliquant ainsi les impulsions à double fréquence au transformateur T3, fermant ainsi l'interrupteur du courant alternatif constitué par les redresseurs au silicium commandés SCR5 et SCR6, comme cela a été expliqué plus haut eu égard au moteur correcteur de position 52.
L'examen du schéma montre que le moteur 90 est également un moteur biphasé alimenté en monophasé, l'un de ses enroulements étant alimenté directement et l'autre par une capacité décalant la phase, comme cela a été expliqué pour le moteur 52. On voit également que le sens de marche du moteur 90 est déterminé par deux paires de redresseurs au silicone commandés et de polarité inversée, les électrodes de commande de ces redresseurs étant alimentées par les impulsions provenant des transformateurs T3 et
T4, dont chacun possède deux secondaires, le tout comme décrit pour le moteur 52.
Rappelons, en se référant à la fig. 1, que le moteur 90 modifie la vitesse de transport de la bande.
Le moteur 90 tournera à cet effet dans une direction propre à réduire l'erreur constante.
Sans tout répéter en détail, qu'il soit précisé que quatre impulsions de retard se suivant provoquent l'accouplement de la source 160 à double fréquence aux électrodes commandant les redresseurs au silicium SCR7 et SCR8, par l'intermédiaire de la porte
et 24 et du transformateur T4, ce qui a pour effet de faire tourner le moteur 90 en sens inverse et de réduire l'erreur unidirectionnelle.
L'interrupteur sélecteur S2 étant placé en position 5 , le compteur de groupe se remettra à zéro après chaque cinquième longueur répétée ou sélectionnée. I1 faut quatre signaux d'avance ou de retard pour déterminer une impulsion, de sortie. Vu qu'une impulsion de signal d'erreur d'avance ou de retard suit (dans le temps) un signal de porte passant par le compteur, il est possible que ce dernier marque une unité alors que le compteur de groupe marque zéro. Elle précède ou suit dans le temps, du fait que le compte de groupe part du front de l'impulsion de porte, ce qui fait qu'elle est nécessairement en avance sur l'impulsion de l'explorateur.
Vu que les compteurs d'erreurs ne comportent que deux étages binaires, ils se remettent automatiquement à zéro après avoir compté jusqu'à quatre.
Si le signal suivant concerne une erreur de même direction, le compteur enregistre une unité et est alors régénéré lorsque le cycle de groupe recommence. Si le compte des erreurs n'est que d'une unité dans les compteurs FF8, FF9 (ou dans les compteurs FF10, Full), la remise à zéro est effectuée comme décrit plus haut, par le conducteur 166.
Reste à résoudre le cas où les compteurs d'erreurs ont enregistré plus d'une erreur et moins de quatre en fin de compte d'un groupe, et de leur remise à zéro.
Un circuit retardateur 18 est incorporé au conducteur 168 conduisant de la porte et 16 aux portes et 19 et 20 inhibitées. Ceci n'affecte pas l'opération que l'on vient de décrire, mais devient maintenant significatif. Les flip-flops FF8 et FF9 ayant compté deux ou trois unités, le flip-flop FF9 émettra une impulsion par le conducteur 166 lorsqu'il sera remis à zéro. Cette impulsion donnerait toutefois lieu à un signal erroné qui, à son tour mettrait le moteur correcteur en marche. Afin de prévenir cela, l'impulsion de remise à zéro du compteur de groupe est retardée de telle façon que les portes et 19 et 20 soient inhibitées avant que le compteur d'erreurs soit remis à zéro par le conducteur 166, ceci du fait de leur liaison au compteur de groupe par le conducteur 168.
Le retard apporté par ce circuit est de l'ordre de grandeur d'une microseconde, en sorte qu'il n'exerce aucune action sur les opérations normales précédemment décrites.
Les portes 19 et 20 sont des portes et inhibitées qui, en l'absence d'un signal du conducteur 168, laissent passer les impulsions provenant de n'importe quel compteur d'erreurs. Lorsqu'un signal passe par le conducteur 168, ces portes sont inhibitées et leurs sorties bloquées.
Toute impulsion de remise à zéro du compteur de groupe est précédée d'une impulsion d'inhibition des portes 19 et 20. Au moment où l'impulsion de régénération apparaît dans le conducteur 166 par suite dune remise à zéro, une impulsion de sortie de la porte 16 apparaît dans le circuit de retardement 18. En raison du retard, cette impulsion empêche les portes 19 et 20 de transmettre une impulsion provenant des flip-flops FF9 ou FF11 lors de leur remise à zéro. Normalement, les portes 19 et 20 sont bloquées, elles sont conductrices lorsqu'un signal traverse le conducteur 168, mais dans le cas présent ce signal est retardé, en sorte que les portes 19 et 20 ne conduisent pas.
Jusqu'ici, le groupe a été admis être de cinq unités. En déplaçant l'interrupteur S2 dans sa seconde position, la longueur du groupe serait de six. Le fonctionnement est alors pratiquement le même que décrit jusqu'ici, sauf que le compteur de groupe ne serait remis à zéro qu'après avoir compté jusqu'à six, le signal de remise à zéro transmis par le conducteur 166 dans le but de remettre le compteur d'erreurs à zéro s'appliquant alors à un groupe de six unités.
Dès lors, il faut qu'il y ait quatre impulsions d'erreur sur cinq, au lieu de quatre sur quatre, la dernière impulsion du groupe
Les longueurs répétées susceptibles d'être tra vaillées peuvent varier dans une très large mesure, si le variateur 44 autorise des variations de vitesse dans les mêmes proportions. On peut toutefois, et si néces saire, joindre une boîte de changement de vitesse au variateur 44 finement réglable. Ainsi, les variateurs connus sous les noms de Graham ou de Reeves n'autorisent des variations que dans de faibles limites et exigent par conséquent l'adjonction d'une boîte de vitesses.
Les circuits et leurs composants du présent système sont utilisables pour de petits et de plus puissants moteurs correcteurs en raison des grandes limites de puissance entre lesquelles peuvent fonctionner les redresseurs au silicone. Les mêmes redresseurs peuvent alimenter des moteurs de 1/100 de cheval à un cheval, si l'on admet qu'à 110 volts les unités utilisées laissent passer 6 ampères, ce qui correspond à une grandeur se trouvant à bon marché dans le commerce.
Registration control device on a moving web
The present invention relates to a tracking control device; repeating operations on a moving web.
This device is characterized in that it comprises a strip explorer intended to detect registration errors, a correcting motor, a single-phase alternating current source supplying this motor, a controlled silicon rectifier connecting said source to the motor, a second controlled rectifier with inverted silicon with respect to the first and also connecting said source to the motor, a dual frequency source acting on one or the other of the rectifiers controlled by silicon, for the purpose;
to make it conductive, a circuit controlled by the explorer and the aim of which is to supply the electrode with double frequency current to the electrode controlling that of the silicon rectifiers causing the corrector motor to be driven in the direction tending to reduce the spotting error, means being furthermore provided limiting each intervention of the correcting motor to a predetermined brief instant.
The appended drawing represents an embodiment of the object of the invention, given as a title; example.
Fig. 1 is a schematic diagram comprising; characteristics of the invention.
Fig. 2 explains the operation of a phase micrometer used in FIG. 1.
Fig. 3 is one; Hourly diagram showing the relationship between a pulse from an explorer and pulses from adjacent doors.
Fig. 4 is an electrical circuit showing the circuit diagram used in the device.
Fig. 5 shows a modification of the apparatus shown in FIG. 1.
Referring now to the drawing, and more broadly to FIG. 1, we see a preprinted strip 32 unwound from a reel 34 via a conveyor cylinder 36 cooperating with a pressure cylinder 38. The unwinding cylinder 36 is driven from the shaft 40, which also drives a rotary cylinder 42, which can be a printing cylinder or else carry knives or dies. Since the unwind or conveyor cylinder 36 has a determined invariable diameter, while the cylinder 42 is adapted to the repeated length of the prints carried by the web, the drive speed ratio of the cylinder 42 must be variable. In this case, the drive is done by means of a speed variator 44.
This drives a shaft 46, in turn driving a shaft 48 by means of a planetary or differential coupling 50. The marked position of the cylinder 42 can be adjusted by a corrector motor 52, placed under the control of the circuit d 'a computer 54.
The strip 32 is scanned by an electric eye or photoelectric cell explorer 56, emitting marker pulses, which are compared to pulses emitted by a phase micrometer 58 rotating at the same speed as the cylinder 42. Such indicators of phase 58 are in themselves known, so that it is not necessary to describe them in more detail.
Their general arrangement emerges from FIG. 2. They include a disc or cup 60, rotated by the shaft 62 and having a pair of slots 64 and 66 offset from one another. They are illuminated by fixed lamps 68 and 70, the light of which reaches the photocells 72 and 74.
The slots 64 and 66 will embrace an arc of 100, for example for a relatively long printing length to be controlled, such as 50 to 100 cm, for example, and they are angularly offset so as to leave a dead zone between them. The length of the slots will be inversely proportional to the repeated lengths to be checked.
The explorer is also an element in itself known and does not require a detailed description. It comprises a lamp, a photoelectric cell, an optical system and an amplifier which will preferably be transistorized.
When the registration is correct, that is to say when the angular position of the cylinder corresponds to the impressions carried by the strip, a pulse from the latter (80 in fig. 3) is placed between the advance and delay pulses or gates. shown at 82 and 84. If, on the other hand, the pulse from the tape falls on either one of the advance or retard pulses, a correction of the position of the tape is effected via the intermediate - reversible motor diary 52.
This motor will preferably be of the permanent magnet type. The two excitation windings corresponding to the two phases are shown at 132 and 134 in FIG. 4. The corrective pulse is of very short duration, for example a tenth of a second.
The pulse coming from the strip, emitted by the explorer 56, passes through a block 4 representing a switch with two positions, corresponding to an increase or a decrease in brightness, and placed in the corresponding position, depending on whether it is to read a light mark on a dark background or a dark mark on a light background. In other words, we will place the switch in the brightness increase position if the mark is clear and in the brightness reduction position if the mark is dark.
The pulse is then amplified by amplifier 5 and then transmitted to a so-called sensitivity switch of block 6. This will normally be in a so-called sensitive position, allowing the device to react to small deviations in brightness from the reference mark of the unit. band, but during a start-up, that is to say the introduction of a new band, it will be advantageous to place this switch in a position of lower sensitivity, to prevent color variations of background does not affect the system.
The pulse is accentuated and conditioned by a Schmidt trigger circuit ST3, then passes through a gate and 25 to then be conducted to gates and 7 and 8.
The lead or lag pulses from phase micrometer 58 are fed to Schmidt trigger circuits ST1 and ST2, which output gate pulses which are steep and of constant amplitude. They combine with the conditioned cue pulse at gates and 7 and 8.
The circuit surrounding the five-blade switch S1 constitutes an electronic circuit separating the controls, not described so far, but which will be described later. For the moment, the switch is supposed to occupy its far left position, in which case no choice occurs among the checks carried out, that is to say that any Ide spotting impulse coming from the explorer 56 is transmitted and used in the control of each repeated length, as if there was no circuit to separate them.
This is because the gate and 25 receives through the conductor 150 a DC voltage of a level such that it acts as if it were supplied, which puts it in a condition to receive all the pulses coming from the explorer. 56. The power supply itself is not shown in detail, FIG. 4 being a conventional diagram shown as a block, the details of which are therefore conventional.
The output of the gate and 25 is applied to each of the gates and 7 and 8 and combines with one or the other of the impulses of the gates of advance or delay, so as to actuate a monostable multivibrator located in block 9, respectively in block 10. Thus, the pulse coming from the strip appears at one or the other of the two delay or advance gates and activates the appropriate multi-vibrator, which will act at turn on one or the other of the doors 11 or 12. These doors are also doors and.
The other power supply to the gates and 11 and 12 is a double frequency alternating current, coming from an oscillator 13. Thus, whether one or the other of the circuits 9 or 10 is powered, there will be a double frequency voltage at the output of either of the gates 11 or 12. In the present case, where the motor 52 is supplied by alternating current at 50 periods, the double frequency of the source 13 will be 100 cycles per second.
The reversal of the direction of operation of the motor 52 can be explained by referring to the upper part of FIG. 4, assuming first that the silicon controlled rectifiers SCR1 and
SCR2 are replaced by a single switch and, analogously, the silicon controlled rectifiers SCR3 and SCR4 are also replaced by a single switch. If the top switch is closed, the excitation winding 132 will be energized directly from the 110 V source through the conductor 140, while the other winding will be energized by a phase shift capacitor 136. The motor will therefore start to turn in a given direction.
If, instead, we close the switch corresponding to the rectifiers SCR3 and SCR4, it will be the excitation winding 134 which will receive the current from the 110 V source, directly through the conductor 142, while the another winding 132 will be supplied by the capacitor 136 shifting the phase. The motor will therefore turn in the opposite direction to what has just been described.
In this system, the error acts or does not act and the corrector motor 52 turns or does not turn. If a pulse occurs in the dead zone, there is no correction. If a pulse occurs in the area of the advance gate or the delay gate, an appropriate correction is introduced by the silicon rectifiers. Two rectifiers are necessary, since the motor is supplied with both negative and positive half-periods. More briefly, the pair can be referred to as an AC silicon controlled rectifier switch. The other pair is necessary to supply the motor in the event that it rotates in the opposite direction to the first.
In fig. 4, the motor armature (not shown) is placed under the control of the excitation windings 132 and 134. A common AC supply conductor is shown at 138. The other supply conductor will be either the conductor 140, or conductor 142, depending on whether transformer T1 or transformer T2 is energized and provides the trigger pulse. Since each switch has two controlled silicon rectifiers placed in opposition to each other, each transformer has two secondaries. The electrodes controlling the silicon rectifiers receive the pulses from the dual frequency source 13, which are transmitted to them by either one of the transformers T1 or T2.
The duration of these series of pulses is determined by the timing of the monostable muitivibrators 9 and 10.
The direction of rotation depends on which of the transformers receives the double pulses at 100 periods per second.
In order to make the system more stable, it is advisable to be able to select the errors to be corrected rather than to determine them and correct them for each successive repeated length. This is because it takes some time for a correction made to manifest itself to the explorer.
Thus, an error will still appear, although sufficiently corrected, which then leads to overcorrections and to instability when one seeks to achieve very high accuracy.
In the present device, a circuit controlled by a selector switch is provided, making it possible to select the errors detected, either on each successive repeated length, or on every two, four, eight or sixteen lengths only.
The electronic selector ensures stability, despite the delay inherent in the system, that is, despite the fact that the correction is immediately made on the tape, but the result of this correction does not appear instantly in the explorer , which does not notice it until later when the balance is restored. The correction circuit absorbs the time necessary to allow recognition of the correction executed.
The functions of this selector are as follows
The flip-flop circuits FF1, FF2, FF3 and FF4 are bistable elements, connected so as to constitute a binary counter capable of counting up to sixteen. It is not advisable to select the pulses directly from the web scanners because, before a gate has acted, there may be excess pulses or false pulses, coming from whatever is printed on the strip, in so that it is only after a gate of phase micrometer 58 has acted that the pulse corresponding to the desired registration is chosen from among all the other pulses. For these reasons, the selector counter presently described will preferably be applied to a pulse determined by a gate, rather than to the pulses from the explorer.
The advance gate is used, for the reason that it precedes the pulse supplied by the marker and that, subjected to the action of the selector, it activates the gate and> 25, allowing it to receive the locator pulse during the selected interval.
In the present case, the rotary switch S1 has five blades. Leaving aside the lower pole 152, the four upper poles relate to the four previously mentioned flip-flop circuits. In the first, leftmost position of the switch, the four stages of flip-flop circuits are switched off. This is because the left side of each flipplop stage is grounded, as shown at 154, which prevents it from functioning.
The gate 14 is, in this case, supplied by the four conductors leading thereto, so that it constantly supplies the conductor 150 which in turn supplies the door 25, as has been previously explained, allowing it to receive all the explorer impulses.
When switch S1 occupies the second position, the flip-fiop circuits FF2, FF3 and FF4 are earthed at 154 and therefore inoperative, as previously described. The FF1 flip-flop circuit, on the other hand, is active, since its output is not earthed, the contact of the left pole of the switch being open in all positions except the first. Thus, it will pass current with every second pulse of the feed gate and gate and be activated through lead 150 for every second repeated length only.
In the third position of the switch SI, the flip-flop circuits FF3 and FF4 are grounded at 154, while the flip-flop circuits FF1 and FF2 are active, emitting current every four pulses, that is i.e. selecting every fourth repeated length. Similarly, in the fourth position of the switch the only last flip-flop circuit is grounded and the circuit only acts for every eighth repeated length and, in the fifth position finally, the circuit does not enter. action only for every sixteenth length repeated, with none of the flip-flop circuits grounded.
In general only a part, let us admit the 66 / o, of the total correction to be carried out is recorded by the explorer in the time interval which it takes for the tape to pass from one pair of conveying cylinders to the next. It is desirable to place the selector in the lowest possible selection position, in order to make the greatest possible correction in each correction cycle, in order to minimize the loss of printed tape caused by large errors. However, these conditions are incompatible with stable operation, since a succession of large corrections produces instability.
In the absence of selected intervals, the increases in correction caused by monostable circuits 9 and 10 would have to be extremely short, if a stable rate is to be achieved, and the correction for each repeated length would be too small and inefficient. .
By making a selection and correcting only at certain intervals, stability can be ensured by providing sufficiently large intervals, such that the monostable circuit 9 and 10 can trigger a larger total correction. In addition, the use of a selection compensates for the offset caused by the strip section between successive pairs of drive rolls and which in some cases can be large, so that this compensation contributes to stability. . The best setting will be that by which the offset resulting from the selection becomes equivalent to that which is inherent in the operation of the device, and which will generally be proportional to the length of the strip included between the two pairs of driving rolls considered.
I1 arises a problem when unwinding and cutting a previously printed tape. It is possible that an error will occur varying from the outer layers to the inner layers of the coil. The exterior may for example be wet, in which case the repeated lengths will differ from the interior, where the tape will be very dry. The present system includes a circuit capable of detecting such a tendency. If, for example, four out of five measurements reveal an advance, a corrector motor intervenes to correct this tendency until it reaches the normal operating condition, where the error oscillates on either side of zero.
The circuit for correcting such a tendency is usually only used when working on preprinted tape, but can be used at any time to correct unwanted slippage. A method of compensating for repeated variations in lengths of a preprinted reel is very advantageous, since such lengths vary considerably from reel to reel of a reserve or even from the beginning to the end of the same reel. The circuit considered, visible in the lower left part of the diagram, analyzes by groups the number of advance or delay corrections coming from the computer, and makes an appropriate correction of the drive speed by means of a second motor corrector 90, so as to obtain a more uniform distribution of the lead or lag corrections.
The motor 90 in turn will preferably be two-phase, powered by a single phase and controlled by a group of silicone rectifiers themselves controlled and by pulses of double frequency passing through the transformers T3 and T4. The dual frequency current source is at 160. The circuit will include a bipolar switch S2, allowing the desired directed error value to be modified, ie the number of error pulses of the same direction taken in groups. , necessary to reveal a predominant sense of correction and requiring the intervention of a general correction.
The present circuit, responsible for this correction, has the advantage of not being periodic, that is to say that it responds to predetermined groups of error pulses, but resets to zero at the end of each group, ready to respond to a new group, thus eliminating any random errors from previous groups. If, for example, resetting is scheduled after six repeated lengths, this circuit will only register a predominance on the basis of four or six repeated lengths.
In order to make the mode of action of this circuit more flexible, its operating conditions can be modified, which is obtained in this case by varying the size of the group. In particular, this circuit will correct for four repeated lengths of four, five, six or seven. The group is determined by means of a three-stage binary counter, but adding a additional floor, the group can be extended to sixteen lengths, and so on. Other computers add up the number of advance or delay pulses and, in the present case, said computers have two stages corresponding to a total of four, but it is obvious that additional stages can be provided.
Referring now to the lower right part of fig. 4, we see that the flip-flop circuits
FF5, FF6 and FF7 are bistable elements, connected so as to act as group counters, up to a total of eight errors, switch S2 allowing the indicated connection to be made to one gate and 16 and through another gate 17, such that the counter is reset to zero every five, six, seven or eight repeated lengths or signals received from the electronic selector. Thus, the three stages form a regenerative counter, the number of repeated lengths which it registers in each case being determined by the position of the switch S2.
If use is made, as is the case here, of a selector circuit, the repeated lengths discussed above refer to the selected lengths. This means that if the selection only provides for a control every four repeated lengths, a group of five actually includes five times these four lengths, that is to say really twenty repeated lengths, a group of six including twenty-four and so on. after.
The repeat length actually selected (depending on the position of switch S1) is manifested by conductor 162, connecting the selection neur to the group counter. Assuming switch S2 is in its far left or first position, the group will be five, as shown. Starting from zero, the counter will count, up to five, after which the exit of the flip-flop
FF7 will combine with the exit of the flipflop FF5 at the entrance of the gate and 16. Through gate 17 and driver 164, the exit of gate 16 causes the counter to reset. This operation is repeated every five selected lengths.
The advance signal counter comprises the bistable or flip-flops elements FF8 and FF9 and the delay signal counter comprises the bistable or fiip-fiops elements FF10 and Full. These are reset to zero when the group counter is reset by driver 164. Their reset also comes from gates 16 and 17, but then by driver 166.
If four advance signals (or selected advance signals) are emitted before resetting the counter, the flip-flop FF9 sends an output signal through the gate and 19 and activates a monostabie circuit 21, which fixes the duration of each correction made by the motor 90, ie for example a tenth of a second. The output of the monostable circuit 21 combines with the gate and 23 with the double frequency circuit 160, thus applying the double frequency pulses to the transformer T3, thus closing the switch of the alternating current constituted by the controlled silicon rectifiers SCR5 and SCR6, as explained above with regard to the position corrector motor 52.
Examination of the diagram shows that the motor 90 is also a two-phase motor supplied with single phase, one of its windings being supplied directly and the other by a phase-shifting capacitor, as has been explained for the motor 52. On also sees that the direction of operation of the motor 90 is determined by two pairs of controlled silicone rectifiers of reversed polarity, the control electrodes of these rectifiers being supplied by the pulses coming from the transformers T3 and
T4, each of which has two secondaries, all as described for engine 52.
Let us recall, with reference to fig. 1, that the motor 90 changes the speed of transport of the tape.
The motor 90 will rotate for this purpose in a direction suitable for reducing the constant error.
Without repeating everything in detail, let it be specified that four following delay pulses cause the coupling of the dual frequency source 160 to the electrodes controlling the silicon rectifiers SCR7 and SCR8, via the gate
and 24 and the transformer T4, which has the effect of rotating the motor 90 in the reverse direction and reducing the one-way error.
With the selector switch S2 in position 5, the group counter will reset to zero after every fifth repeated or selected length. Four early or late signals are needed to determine an output pulse. Since a lead or lag error signal pulse follows (in time) a gate signal passing through the counter, it is possible for the counter to mark one while the group counter marks zero. It precedes or follows in time, because the group count starts from the front of the gate impulse, so that it is necessarily ahead of the explorer impulse.
Since error counters only have two binary stages, they automatically reset to zero after counting to four.
If the next signal is for an error of the same direction, the counter registers one unit and is then regenerated when the group cycle starts over. If the error count is only one unit in counters FF8, FF9 (or in counters FF10, Full), resetting is carried out as described above, by conductor 166.
It remains to resolve the case where the error counters recorded more than one error and less than four in the end of a group, and their reset.
A delay circuit 18 is incorporated in conductor 168 leading from the door and 16 to the gates and 19 and 20 inhibited. This does not affect the operation just described, but now becomes significant. The FF8 and FF9 flip-flops having counted two or three units, the FF9 flip-flop will emit an impulse by the conductor 166 when it is reset to zero. This pulse would, however, give rise to an erroneous signal which, in turn, would start the corrective motor. In order to prevent this, the group counter reset pulse is delayed such that gates and 19 and 20 are inhibited before the error counter is reset by conductor 166, due to their connection to the group meter by conductor 168.
The delay provided by this circuit is of the order of magnitude of one microsecond, so that it has no effect on the normal operations described above.
Gates 19 and 20 are gates and inhibited which, in the absence of a signal from conductor 168, pass pulses from any error counter. When a signal passes through conductor 168, these doors are inhibited and their outputs blocked.
Any reset pulse of the group counter is preceded by an inhibit pulse of doors 19 and 20. At the moment when the regeneration pulse appears in conductor 166 as a result of a reset, an output pulse of gate 16 appears in delay circuit 18. Due to the delay, this pulse prevents gates 19 and 20 from transmitting a pulse from flip-flops FF9 or FF11 when they are reset. Normally, the gates 19 and 20 are blocked, they are conductive when a signal passes through the conductor 168, but in this case this signal is delayed, so that the gates 19 and 20 do not conduct.
So far, the group has been admitted to be five units. By moving switch S2 to its second position, the group length would be six. The operation is then practically the same as described so far, except that the group counter would not be reset until after counting to six, the reset signal transmitted by the conductor 166 for the purpose of resetting. the error counter at zero then applying to a group of six units.
Therefore, there must be four out of five error pulses, instead of four out of four, the last pulse of the group
The repeated lengths capable of being worked can vary to a very large extent, if the variator 44 allows speed variations in the same proportions. It is however possible, and if necessary, to attach a speed change box to the finely adjustable variator 44. Thus, the variators known under the names of Graham or Reeves allow variations only within small limits and consequently require the addition of a gearbox.
The circuits and their components of the present system are usable for small and more powerful correction motors because of the large power limits between which silicone rectifiers can operate. The same rectifiers can power 1/100 horsepower to 1 horsepower motors, assuming that at 110 volts the units used pass 6 amps, which corresponds to a quantity that is inexpensive in the trade.