Afin d'optimiser la sécurité de l'essai vis-à-vis des problèmes qui pourraient survenir au cours du déroulage, nous avons défini un programme de déroulage paramètrable qui s'exécute de manière autonome sur la carte de pilotage des moteurs. Les différentes séquences de ce programme sont expliquées ci-dessous.
figure A15 : Programme de déroulage dans le langage de commande des moteurs
Ce programme reçoit les paramètres du déroulage puis est démarré par la routine montrée sur la figure A16.
En ce qui concerne la vitesse de rotation du billon, nous devons assurer une vitesse linéaire de déroulage constante. Ainsi, au cours de l'usinage, la vitesse de rotation du billon de bois est directement liée à la diminution de son rayon. Afin que le calcul de réactualisation de la vitesse de rotation pendant l'usinage soit le plus rapide possible, nous définissons une valeur VITF regroupant toutes les constantes intervenant dans le calcul.
avec Vc : vitesse de coupe (mm/s), Réducteur = 5,49 tourmoteur/tourbillon, NBillon = 4096 ui/tr, NAvance = 4096 ui/tr, PVis = 5 mm/tr.
L'un des programmes de variation des conditions de coupe déjà en place permet de faire varier de façon linéaire la vitesse de coupe avec la rotation du billon. L'utilisateur définit alors un paramètre d'incrémentation qui consistera à augmenter ou diminuer la vitesse de coupe de cette valeur par tour de billon. On calcule un terme complémentaire BREF qui regroupe les constantes liées à cette variation.
avec Incrément : valeur de la variation en mm/s par tourBillon, NAvance = 4096 ui/tr, PVis = 5 mm/tr.
figure A16 : Routine de paramètrage du programme de déroulage
Le second paramètre important du procédé de déroulage concerne l'épaisseur de placage. On doit définir un coefficient, que l'on appelle RATIOEF, qui indique à la carte de pilotage le rapport des vitesses de rotation entre le moteur maître (rotation du billon) et le moteur esclave (avance du chariot). Ce coefficient est constant au cours du déroulage et dépend de l'épaisseur de placage désirée suivant la formule :
avec Ep : épaisseur nominale du placage en mm/trbillon, PVis = 5 mm/tr, NChariot = 4096 ui/tr, Réducteur = 5,49 tourmoteur/tourbillon, NBillon = 4096 ui/tr.
On note que l'on peut redéfinir en cours de déroulage le coefficient de proportionnalité entre les moteurs maître et esclave. Cette possibilité permet notamment de faire varier l'épaisseur nominale du placage au cours du déroulage.
Enfin, on définit une valeur de rayon minimum de déroulage RMIN qui sera le critère d'arrêt normal du déroulage. Ce critère dépend du nombre de tours désiré par l'utilisateur et de l'épaisseur de placage. Le programme doit ensuite tenir compte d'un rayon minimum de sécurité et de la vitesse maximum de chaque moteur pour assurer une vitesse de coupe réellement constante durant toute la manipulation.
avec Ep : épaisseur nominale du placage en mm/trbillon, PVis = 5 mm/tr, NChariot = 4096 ui/tr, Ractuel : position courante du couteau, Ntour : nombre de tours de l'essai.
On note que si l'utilisateur souhaite effectuer 0 tour de déroulage, le programme l'interprète comme un essai s'effectuant jusqu'au rayon minimum de sécurité.
Les différents programmes de variations des conditions de coupe déjà en place, hormis la variation de la vitesse de coupe, consistent à définir un coefficient de proportionnalité maître - esclave entre le moteur d'entraînement du billon et le moteur pilotant l'axe de variation (angle de dépouille, par exemple). Pour le moteur pilotant l'angle de dépouille, nous avons le coefficient de proportionnalité s'exprimant de la façon décrite sur la figure A17.
figure A17 : Calcul du rapport des vitesses de rotations entre l'entraînement du billon et la dépouille
La procédure d'acquisition des données s'occupe du transfert des mesures analogiques et numériques faites sur la carte d'acquisition AT-MIO16 D H-9 de National Instruments vers la mémoire vive de l'ordinateur.
La carte d'acquisition reçoit un signal analogique qu'elle numérise sur 12 bits, c'est-à-dire que l'on dispose de 4096 points distincts pour décrire une variation de + 10 volts à - 10 volts. L'intervalle de temps entre chaque numérisation dépend de la vitesse d'acquisition et du nombre d'entrées analogiques à numériser.
Ces données sont stockées dans une zone de mémoire vive appelée tampon selon la technique du tampon circulaire unique. On dispose de deux index, l'un pour l'empilement des données et l'autre pour le dépilement. L'opération de dépilement consiste à lire ces données et les traiter. Les opérations de traitement doivent s'effectuer dans un temps très court en accord avec la vitesse d'acquisition choisie. Il faut prendre en compte aussi le temps de transfert des données qui peut ne pas être négligeable à grandes vitesses d'acquisition. Ainsi, dans notre cas, nous utilisons un PC 486 DX2 66 MHz doté de 32 Mo de mémoire vive en accès 8 bits et le bus de transfert de données est de type ISA (Industry Standard Architecture). La vitesse d'acquisition maximum est le sixième des capacités maximums de la carte d'acquisition. Ce résultat approximatif a été obtenu par tests successifs du système d'acquisition pour plusieurs vitesses de balayage. Le critère de réussite est la non saturation du système après 20 minutes d'acquisition.
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Pour réaliser un balayage quasiment simultané de tous les capteurs, nous choisissons l'intervalle de temps minimum (10-9 seconde) entre deux numérisations. Ce paramètre est tout à fait distinct de la vitesse d'acquisition qui détermine le temps d'attente entre deux balayages de tous les capteurs.
avec VAqc : vitesse d'acquisition des données sur tous les canaux à mesurer (balayage/seconde), NAqc : nombre de points d'acquisition par millimètre de copeau (balayage/mm) et Vc : vitesse linéaire de coupe (mm/s). |
figure A18 : Configuration de la zone tampon |
Pour la configuration du système d'acquisition, nous demandons à l'opérateur un nombre de points d'acquisition par millimètre de copeau déroulé. En faisant le rapport avec la vitesse linéaire de déroulage, nous obtenons une vitesse d'acquisition toujours adaptée au type d'essai effectué.
La taille de la zone de stockage des données dépend en grande partie de la vitesse d'acquisition et des capacités du PC. Dans notre cas, cette zone permet de stocker les données acquises pendant 5 secondes. Cette taille doit être un nombre pair et supérieur, bien sûr, à un balayage.
figure A19 : Lecture et stockage des données
En ce qui concerne la lecture des données, nous transférons l'équivalent d'une seconde d'acquisition. Cette quantité doit, bien sûr, être supérieure à un balayage et dépend du temps des traitements qui suivent, de la vitesse d'acquisition et de la taille de la zone tampon. Le traitement de ces données se divise en trois parties :
1) Affichage sur l'interface utilisateur de la valeur brute des efforts enregistrés. Une donnée par capteur et par cycle de transfert est affichée, ceci pour diminuer le temps de traitement.
2) Ajout de nouvelles données provenant du serveur DDE de la carte de pilotage des moteurs. Cela comprend la lecture des positions aux encodeurs de chaque moteur, une transformation de ces données et la fusion de toutes ces données.
3) Stockage dans un fichier de données sur le disque dur du PC.
En fin de déroulage, l'acquisition se termine par la libération de la zone tampon et par la fermeture du fichier de données.