FR2462961A1 - Machine a souder, programmee, a demultiplication de la vitesse de la tete de soudage - Google Patents

Abstract

A.MACHINE A SOUDER. B.CARACTERISEE PAR UN CHASSIS EN FORME DE PORTIQUE 4, 5, 6 DEPLACABLE PAR DES MOTEURS 8, 9, SUR DES RAILS PARALLELES 2, 3, PORTANT DES CHARIOTS TRANSVERSAUX 7, 7A DEPLACABLES LE LONG DU PONT 6, CES CHARIOTS PORTANT DES TETES DE SOUDAGE 23, 23A D'ENSEMBLES DE SOUDAGE 24, 24A MONTES A ROTATION, LE TOUT COOPERANT AVEC UNE UNITE DE COMMANDE PROGRAMMABLE 17, POUR SUIVRE DES PARCOURS DE SOUDAGE PROGRAMMES. C.DISPOSITION APPLICABLE A UNE MACHINE A POSTES DE SOUDAGE MULTIPLES POUR SOUDER SIMULTANEMENT PLUSIEURS GROUPES DE PIECES.

Description

Les machines à souder munies de dis-

positifs de programmation pour guider la tête de soudage le long d'une trajectoire prédéterminée sont utilisées depuis

longtemps. Le dispositif de programmation peut être un dispo-

sitif à commande numérique (NC), un modèle muni d'un dispositif de guidage etc. Les machines à souder s'utilisent pour la fabrication de pièces de dimensions importantes, telles que par exemple des bras, des étriers de sonde, des leviers de levage pour des véhicules etc, et tous dispositifs qui ont non seulement des parties droites, mais également des parties coudéeso

Dans la fabrication de pièces de gran-

des dimensions, telles que mentionnées ci-dessus, on procède souvent à la réunion de deux ou plusieurs pièces distinctes, que l'on découpe au préalable par oxycoupage à l'aide de chalumeaux au plasma ou autres chalumeaux, en partant de pièces de plus grandes dimensions. Les diverses pièces sont alors fixées le cas échéant et réunies solidement pour former un intervalle réalisé en cordon de soudure. Puis on guide une tête de soudage le long, de la jonction pour réunir les pièces

à l'aide d'une "chenille" de soudage.

On connait en outre des dispositifs à coordonnées, qui comportent une poutre transversale ou un pont roulant, définissant l'axe transversal ou axe X, que l'on peut déplacer suivant un axe longitudinal ou axe Y,

constitué par des rails ou par des moyens analogues.

Un chariot transversal mobile le long du pont roulant porte un outil d'usinage de métaux tel que

par exemple un chalumeau d'oxycoupage.

En outre, il est usuel de monter des dispositifs de détection tels que par exemple des sondes, en

avant de la tête de soudage, pour détecter l.a position de l'a-

rate de la jonction ou du cordon de soudure, et de prévoir en principe un chariot longitudinal, qui aligne la tête de soudage

suivant l'indication de position donnée par la sonde de mesure.

On connaît, comme indiqué ci-dessus, une machine à souder dont les axes principaux horizontaux X et Y sont définis. Un dispositif de montage est prévu sous le chariot de la machine à souder; ce dispositif de montage peut recevoir un ensemble formé d'une tête de soudage et d'un capteur de jonction de soudage. Ce dispositif de montage est muni d'un dispositif de rotation qui définit un axe vertical C autour duquel on peut faire tourner la pointe de la tête

de so.d tge et du capteur.

Un dispositif de programmation,-comme par exemple un dispositif de commande numérique NC ou encore un dispositif d'asservissement, est programmé de façon habitue.ile, pour déplacer l'ensemble formé par la tête de soudage et le capteur par rapport aux axes principaux X et Y et. pouvoir les utiliser à faire tourner le dispositif de rotation, pour que l'ensemble tête de soudage/capteur pivote autour de l'axe C. Le pivotement ou la rotation programmée de cet ensemble sert à maintenir le capteur suivant le cordon de soudure, dans une certaine position en avant de la tête de soudage, quelle que soit la forme du cordon de soudure. La rtr-oaction entre les moteurs d'entraînement principaux de la machine autour du dispositif de rotation montre à l'appareil de programmation que l'ensemble tête de soudage/capteur se

trouve à l'endroit qui est prévu selon le programme.

Dans l'appareil mentionné ci-dessus, le dispositif de programmation assure la commande de la tête de sondage, pour la déplacer en permanence sur une trajectoire corrigée, souhaitée, par rapport à la trajectoire programmée, et qui est déterminée par les différences par'rapport au cordon de soudure, sans qu'il soit nécessaire de toucher au programme.

Entre le chariot de la machine et l'en-

semble tte de soudage/capteur, il est prévu un chariot longi-

tudinal qui définit les différents axes de déviation, par exemple Xd, Yd. Le chariot longitudinal est conçu de façon a être entratné par des. moteurs (un moteur respectif pour

chaque axe de déviation) pour pouvoir guider la tUte de sou-

dage sur la trajectoire voulue, qui diffère de façon corres-

pondante du cordon de soudage ou de la trajectoire programmée.

Pour la commande du chariot loigitudi-

nal, on a relié l'arbre d'un dispositif de résolution sinus/

cosinus a un pignon denté qui fait partie du moteur; la liai-

son se fait selon le rapport i/1. Les enroulements du stator du convertisseur sont reliés au chariot longitudinal et réagissent a. une tension qui est appliquée à l'enroulement du rotor ou de l'arbre du dispositif de résolution. Le signal de lenroulement statorique régit à la différence de position entre le capteur et le cordon de soudure par rapport à la

position programmée de la tête de soudage et, suivant l'impor-

tance de la déviation, le signal commande le chariot longitu- dinal, pour effectuer une correction de la position de la tête

de soudage.

La position en rotation de l'arbre du dispositif de résolution, et ainsi l'enroulement du rotor par rapport aux enroulements du stator, règlent la position du dispositif de résolution, ce qui détermine le rapport des signaux d'entralnement et de correction relative, destinés aux moteurs des chariots. La position en rotation de l'arbre

du dispositif de résolution réagit à son tour (par l'inter-

médiaire de la liaison à pignons dentés) sur la position en rotation du dispositif de rotation. Lorsque la machine à souder fonctionne, la tête de soudage est déplacée par le dispositif de programmation, le long d'une trajectoire droite

ou courbe, par rapport aux axes principaux X et Y. Cela cons-

titue la solution recherchée en général pour réaliser un cordon de soudure dans l'intervalle existant entre deux pièces a réunir. En même temps, le dispositif de programmation peut faire tourner le dispositif de rotation, comme cela est nécessaire autour de l'axe vertical C, pour que le capteur

reste en avant de la tête de soudage.

Les différences quivant une ligne per-

pendiculaire, par rapport à la trajectoire programmée, sont

détectées par le capteur qui les fournit au chariot longitu-

dinal par l'intermédiaire du dispositif de résolution, de

façon à guider la tête de soudage selon la trajectoire pres-

crite, suivant les axes Xd ou Ydl en fonction de la différence

instantanée de trajectoire.

Bien que l'on puisse, le cas échéant, dévier la t9te de soudage de sa trajectoire prédéterminée, le dispositif de programmation n'est pas concerné par une telle

mesure, et peut être utilisé pour souder d'autres pièces iden-

tiques, qui présentent éventuellement d'autres différences.

L'appareil rappelé ci-dessus est conçu de façon à pouvoir réunir une paire de pièces par un cordon de soudage pour former un ensemble solidaire. Dans ce mode de réaiisaU.onr, on utilise également un dispositif de résolution

ayant un rotor monophase et un stator biphase.

Pour augmenter le rendement, il serait souhaitable de souder plusieurs paires de pièces, de façon à poupvoir réaliser sur la mtme machine, simultanément, plusieurs ensembles identiques. Fondamentalement, on pourrait résoudre Aie problème -a aide de plusieurs têtes de soudage portées par une poutre transversale, en combinaison avec les chariots

longitudinaux parallèles selon Xd et Yd, et le moyen de comman-

de, en programmant de façon identique la trajectoire de soudage pour chaque tête de soudage. Lorsqu'on fixe plusieurs paires de pièces, identiques, sur la table horizontale, les têtes de

soudage peuvent réunir simultanément ces paires de pièces.

Cette conception de soudage multiple présente une difficulté importante, car la largeur de la fente qu'il faut remplir d'un cordon de soudure peut être différente d'une paire de pièces à l'autre. Cela provient du fait que la fixation préalable ainsi que les arêtes des pièces ne sont pas identiques d'une paire de pièces à l'autre, et

cela du fait des tolérances de fabrication.

Si, dans le cas du soudage à cordons multiples, les segments identiques des différents cordons de soudure ont une meme largeur, ia machine peut être programmée pour avoir la même vitesse de déplacement des têtes de soudage, et l'on peut mettre en place des chenilles de soudagen adaptées a la largeur des intervalles. De telles chenilles sont alors toutes identiques. Par contre, si la largeur des différents intervalles est différente, mais que la vitesse est la même, la situation précédente change. Un intervalle peut avoir une largeur inférieure à la largeur normale, si bien que la chenille de soudage est. alors trop large. Un intervalle peut également être plus large que l'intervalle normal, et dans ce cas la chenille de soudage est trop petite. Lorsqu'un intervalle est trop large et qu'un autre est trop étroit, il est nécessaire

le cas échéant de régler la vitesse de la machine sur l'inter-

valle le plus étroit et dans ce cas on ne remplit pas suffisam-

ment l'intervalle large; il faut alors faire une deuxième

passe; distincte, pour remplir complètement le second inter-

valle. Les essais consistant à modifier la vitesse relative du pont ou du chariot transversal psndant un cycle de travail, pour compenser les différences de largeur d'intervalle, posent des problèmes techniques de fonctionnement, décisifs La présente invention a pour but de réaliser des cordons de soudage, de largeurs différentes, simultanément à l'aide d'une m9me machine, sans nécessiter plusieurs passes ou sans être obligé de faire une adaptation

complexe de la vitesse du pont et du chariot.

L'invention a également pour but d'utiliser l'existence d'une commande de correction de diffee rence Xd, Yd d'une machine de soudage, programmée, pour réaliser des cordons de soudage de grande qualité même lorsque les largeurs des intervalles sont différentes les unes des

autres ou diffèrent par rapport a la valeur fixée.

L'invention a également pour but

d'appliquer la commande de correction de différence, indépen-

damment du programme *et indépendamment de l'existence ou non

d'une différence.

De façon générale, l'invention se propose de créer un dispositif relativement simple, permettant de modifier la vitesse de fonctionnement d'une ou plusieurs têtes de soudage faisant partie d'un ensemble, et de les rendre indépendantes de la vitesse de commande du pont du

chariot transversal.

Suivant un mode de réalisation, l'inven-

tion concerne un dispositif de commande de chariot longitudi-

nal Xd ou Yd d'une tête de soudage, de façon à modifier la vitesse efficace de la tête de soudage, sélectivement le long

du cordon de soudage,'-et cela en fonction de la largeur cor-

respondante de l'intervalle à souder.

Suivant un autre mode de réalisation,

le rotor du dispositif de résolution de la commande de correc-

tion de différence est biphase et permet de commander sélecti-

vement l'un des enroulements du rotor, pour fournir un signal aux moteurs d'entraînement des chariots longitudinaux Xd ou

Y (indépendamment du programme ou de la présence d'une dévia-

d tion) pour déplacer la tète de soudage par rapport au chariot

transversal, et modifier ainsi sa vitesse efficace. L'enroule-

ment à commande sélective du rotor fait un angle de 90 par rapport à l'autre enroulement du rotor, pour la commande de

la correction de déviation.

Suivant une autre caractéristique de

l'invention, en plus de l'apparition d'une déviation, l'enrou-

lement du rotor correspond à la correction de déviation et les enroulements servant aux variations de vitesse fournissent

des signaux qui commandent en commun les chariots longitudi-

naux.

Les différentes possibilités de réalisa-

tion de l'invention peuvent être appliquées à chaque tète de

soudage d'une machine à souder à cordons multiples.

La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels:

- la figure 1 est une vue en perspecti-

ve, schématique, d'une machine à souder selon l'invention.

- la figure 2 est une coupe horizontale

à échelle agrandie de l'installation de commande de la correc-

tion de déviation d'une tête de soudage.

- la figure 3 est une vue de droite, perpendiculaire, de la partie haute de la tête de soudage

selon la figure 2, certaines parties étant coupées transver-

salement. - la figure 4 est une vue en plan, schématique, de la machine passant sur deux paires de pièces

à réunir.

- la figure 5 est un schéma électromé-

canique du dispositif de correction de déviation et de la com-

mande tête de soudage/vitesse de l'une des têtes de soudage pour un cordon de soudage qui est parallèle à l'axe X de la

machine.

- la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5 pour un cordon de soudage droit, qui

forme un angle avec l'axe X ou Y de la machine.

- la figure 7 est une vue analogue à celles des figures 5 et 6 pour un cordon de soudage qui est coudé.

Description du mode de réalisation préférentiel

Selon les figures t à 3, la machine

à souder 1 se déplace sur une paire de rails parallèles on-

4 gitudinaux 2, 3 fixés au sol. Le cadre est relié à des

portiques d'appui 4, 5 pour se déplacer le long des rails cor-

respondants; les portiques servent d'appui pour les extrémités

d'une poutre transversale ou pont 6, enjambant la zone de tra-

vail. Un grand nombre de chariots transversaux, dans ce cas les paires 7 et 7a, sont adaptés pour être déplacés le long

du pont 6.

Le pont 6 définit l'axe de référence

principal horizontal X alors que les rails 2 et 3 sont paral-

lèles à l'axe principal horizontal Y. Le pont 6 est entra1né par un moyen d'entralnement approprié dans la direction de l'axe Y, comme par exemple par les moteurs 8 et 9 qui sont montés sur les portiques 4 et 5 et dont les pignons dentés 10, Il viennent prendre dans les crémaillères correspondantes 12, 13 placées sur les rails 2, 3. De mime les chariots transversaux 7 et

7a peuvent être déplacés par les moyens d'entraînement appro-

priés le long du pont 6 dans la direction de l'axe X, par exemple par l'intermédiaire des moteurs 14, 1ia, des chariots transversaux, munis de pignons dentés 15, 15a engrenant avec les crémaillères correspondantes 16 disposées sur le pont roulant.

Il est prévu un dispositif de pro-

grammation pour commander les moteurs 8, 9, i4 et 14a à la suite d'autres organes qui restent à décrire. Ce dispositif

de5commande à programme sert à l'entralnement des chariots.

7 et 7a et des têtes de soudage correspondantes le long de la trajectoire souhaitée, en se reportant aux axes X et Y. Ce dispositif de programmation peut être de type quelconque, comme par exemple celui décrit ci-dessus. L'appareil peut comporter un dispositif de guidage qui suit un modèle pour

reproduire le contour.

On suppose que la commande numérique (ou commande NC) constitue le dispositif de programmation choisi de façon préférentielle. Comme cela est représenté schématiquement à la figure 1, l'unité de commande et d'entrée 17 servant à programmer et à mettre en oeuvre la commande numérique utilise une bande perforée ou une bande magnétique 18 passant par la tête de lecture. Les signaux de sortie permettent de commander les moteurs ci-dessus à la vitesse et dans le sens approprié pour que les chariots transversaux

parcourent un chemin programmé.

L'unité 17 comporte entre autres un

bouton de commande de vitesse 20 pour le pont 6 dans la direc-

tion Y, des boutons de commande de vitesse 21, 21a pour les chariots transversaux 7, 7a ainsi qu'un commutateur marche/ arrêt 22, 22a pour chacune des têtes de soudage 23, 23a; les

têtes de soudage 23, 23a sont portées par un chariot transver--

sal respectif. Les boutons et les commutateurs servent à la commande manuelle de certaines des fonctions de la machine les détails de la commande ainsi que du branchement sont

connus des spécialistes.

Les têtes de soudage 23, 23a font partie d'une paire d'ensembles de soudage 24, 24a. Les ensembles 24, 24a permettent de solidariser deux paires de pièces métalliques telles que les plaques 25, 26 et les plaques 25a,.26a. Les paires de pièces sont éventuellement fixées l'une à l'autre, dans tous les cas les paires de pièces sont montées de façon solidaire, et cela en général horizontalement en-dessous du pont 6. Les paires correspondantes de pièces sont montées de façon à former un cordon ou un intervalle 27, 27a (figures 1, 4). Les -deux ensembles de soudage 24, 24a ont une structure et un branchement essentiellement identiques

ce qui permet de limiter la description détaillée au seul

ensemble 24.

La tête de soudage 23 comporte-une pointe 28 qui reçoit le fil de soudure 29 provenant par exemple d'une bobine 30. L'ensemble 24 comporte également un capteur muni d'une sonde 31, qui a une pointe 32 et est montée de façon à faire un certain angle par rapport à la tête de soudage 23; ce montage se fait par la pince 33. Dans le présent mode de réalisation, la tête de soudage 23 et la sonde 31 sont fixées solidairement au dispositif de rotation 35 par l'intermédiaire des pinces 34; le dispositif de rotation peut tourner autour d'un axe vertical qui est en général perpendiculaire aux axes X et Y; cet axe vertical sera appelé ci-après axe C. Selon les figures 2 et 3, le dispositif de rotation 35 est suspendu sous le chariot transversal 7 d'une façon qui reste à décrire; le dispositif 35 se compose d'un bottier fixe 36 et d'un pignon 37 muni de dents 38 de façon à pouvoir tourner autour de l'axe C. L'entralnement en

rotation chi pignon denté 37 est assuré dans ce mode de réalisa-

tion par un groupe d'entraînement tel que le moteur 39, soli-

daire du boîtier 36 et comportant un pignon denté 40 engrenant dans les dents 38 du pignon 37. Le moteur 39 est également re- lié au dispositif de programmation qui assure que le moteur soit entraîné correctement pour faire tourner le pignon denté

37 du dispositif de rotation.

La tête de soudage 23 et la sonde 31 sont disposées de façon que leurs pointes respectives 28, 32

se trouvent dans un plan généralement horizontal.

Pendant le soudage, il est souhaitable que la pointe 32 de la sonde soit en avant de la pointe 28 de la tête de soudage, le long de l'intervalle 27 de façon que la pointe 32 joue le rôle de capteur pour détecter la position de l'intervalles, avant que la pointe 28 n'atteigne la position dét.ectée. Pour réaliser cela, les pointes 28 et

sont écartées l'une de l'autre et l'axe C passe sensible-

ment au milieu de leur intervalle (figure 3). Le cas échéant, on peut également faire passer l'axe C autrement que par le milieu de l'intervalle entre les pointes 28, 32 et même faire

passer cet axe par l'une des deux pointes.

Les moteurs 8, 9, 14, 39 sont reliés à l'unité de commande NC 17 par des lignes correspondantes 41 - 44 de façon que les moteurs soient commandés de façon

habituelle par les signaux programmés.

La commande numérique est programmée de façon que la tête de soudage 23 suive de façon générale le profil de l'intervalle 27 tant dans les parties droites

que dans les parties courbes. Cela constitue le chemin pro-

grammé. Dans le cas d'une ligne droite, qui est parallèle à l'un des axes principaux X ou Y, la commande numérique déplace, non seulement le pont 6 ou le chariot transversal 7 le long de cet axe; mais fait également tourner le pignon denté 37 du dispositif de rotation autour d'une position fixe de façon que la pointe 28 de la tête de soudage et la pointe 32

de la sonde soient parallèles à la trajectoire et à l'axe.

la pointe 32 étant en position avancée. Lorsque l'intervalle et le chemin programmé correspondent à une ligne coudée, avec

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1'- une composante de trajectoire dans la direction X et dans la direction Y, le programme déplace le pont 6 et le chariot transversal 7 et de même la couronne dentée 37 est amenée dans une position fixe, de façon que les pointes 28, 32 soient parallèles à l'intervalle coudéo Toutefois, au cas o l'inter- valle 27 et le chemin programmé sont courbes, le programme déplace non seulement le pont 6 et le chariot transversal 7 mais laisse tourner en permanence le pignon denté 37 de façon que les pointes 28, 32 restent maintenues sur une ligne qui id varie en permanence et qui suit toujours la tangente à la courbe.

Comme cela est habituel dans les com-

mandes numériques et dispositifs analogues, il est prévu un moyen de rétroaction entré la machine et le circuit de l'unité de commande numérique NC 17, pour indiquer à la commande, à tout instant, l'endroit de la pointe 28 de la tête de soudage

et la pointe 32 de la sonde, suivant la position programmée.

Les figures 1 à 3 montrént les dispositifs de rétroaction

- 48 qui comporteint n dispositif de résolution, un récep-

teur synchorne, un codeur impulsionnel ou dispositif analogue et sont reliés aux crémaillères 12; 13, 16 ainsi qu'à la couronne dentée 37. L'information relative de la position instantanée, telle qu'elle est détectée par les dispositifs - 48, est transmise en rétroaction à l'unité'de commande

numérique 17 par les lignes 49 - 52 correspondantes.

La machine à souder est construite-de façon à détecter les différences entré l'intrevalle ou la fente et le chemin programmé pour superposer une commande à

celle du programme et le cas échéant guider les têtes de sou-

dage 23, 23a vers la position corrigée de soudage; ces diverses combinaisons de commande se font sans annuler le programme de base. A cet effet, et en combinaison avec le

chariot 7, la sonde 31 est réliée au mécanisme qui, indépen-

damment du programme principal, laisse faire une trajectoire de correction à l'ensemble 24 et à son dispositif de rotation 35. Comme cela apparaît le plus clairement aux figures 1 - 3, il est prévu un chariot longitudinal 53 entre le chariot transversal 7 et le dispositif de rotation 35. Le chariot longitudinal 53 se compose d'une part-ie de chariot, supérieure Xd, qui est reliée au chariot transversal 7 par la pince 54 qui comporte une broche filetée 55. La broche 55 est parallèle au pont 6 et à l'axe principal X de la machine; cette broche détermine les déviations par rapport à l'intervalle, dans la direction perpendiculaire à l'axe principal Y, si bien que son axe géométrique est désigné par Xd. Une paire de tiges de guidage 56 est prévue parallèlement à la broche filetée 55, et porte avec celle-ci un bloc 57

qui est vissé sur la broche. Lechar-iot longitudinal 53 compor-

te une partie de chariot inférieur Yd qui est perpendiculaire à la partie supérieure et est munie dl une pince 58 comportant une bruthe filetée 59. La broche 59 est parallèle aux rails

2 et 3 ainsi qu'à l'axe principal Y de la machine. Cette bro-

che définit les déviations de l'intervalle dans la direction perpendiculaire à l'axe principal X, si bien que son axe géométrique est désigné par Yd. Les tiges 60 sont parallèles à la broche 59 et portent un bloc 61 qui est vissé sur la

broche 59 et est fixé au bottier 36 du dispositif de rotation.

L'installation comporte des moyens d'entrainement qui font tourner la broche 55 pour déplacer le bloc 57 et les organes qui sont solidaires de celui-ci, le long de l'axe Xd y-compris la tête de soudage 23 et la sonde 31. A cet effet, il est prévu un moteur réversible 62 porté par la pince 54; la sortie du moteur est reliée à la broche 55. De la même manière, un moteur réversible 63 est monté sur la pince 58 pour l'axe Yd; la sortie du moteur 58 est reliée

à la broche 59.

Les moteurs 62, 63 peuvent être entrat-

nés indépendamment ou en combinaison, selon les déviations entre l'intervalle 27 et le chemin programmé, déviations qui

sont détectées par la sonde 31 pendant l'opération de soudage.

A cet effet, les moteurs et les sondes sont reliés de façon

électromécanique par un dispositif de résolution 64. Le dis-

positif de résolution (encore appelé résolveur) est monté

solidairement sur le boîtier 36 du dispositif de rotation.

Le dispositif de résolution 64 comporte un axe rotatif 65, normal, qui est vertical, et son extrémité inférieure porte un

pignon denté 66 qui engrène avec le pignon denté 37 du dispq-

sitif de rotation. L'arbre 65 du dispositif 64 et le pignon

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denté 37 du dispositif de rotation sont combinés suivant le

rapport de transmission 1/1.

Le dispositif de résolution 64 est du type sinus/cosinus, synchrone, comprenant un stator biphase et selon l'invention un rotor biphasé. La position représen- tée pour l'arbre 65 du dispositif de résolution 64 donne un signal électrique qui est décomposé en des signaux de tension selon le système de coordonnées Xd, Yd pour commander les

moteurs 62, 63.

Selon la figure 5, la pointe 32 de la sonde est réglée dans une position centrale par exemple par l'intermédiaire d'un ressort. La position réglée de la pointe 32 est teile que le signal de sortie de la sonde passe par une ligne 67 d'un montage en pont 68, qui est lui-même relié

à un amplificateur de zéro par la ligne 69. Le pont 68 com-

porte un transformateur de réseau et une paire de résistances variables, branchées en parallèle. L rsque les résistances variables sont en situation normale c'est-à-dire équilibrées, l'amplificateur 70 ne reçoit aucun signal. Par contre, lorsqu'il y a une déviation au niveau de l'intervalle 27, la sonde 31

qui comporte l'une des résistances du montage en pont -désé-

quilibre les résistances du pont, ce qui se traduit par l'envoi

d'un signal appliqué à l'amplificateur 70..

L'amplificateur 70 est branché de façon

que la ligne 71 du premier enroulement 72 du rotor soit appli-

quéeà l'arbre 65 du dispositif de résolution sinus/cosinus 64. Les enroulements statoriques 73, 74 correspondant à Xd Yd du dispositif de résolution 64, font entre eux un angle de 900 et sont reliés par les lignes 75, 76 au moteur Xd, 62 et

au moteur Yd 63. Le cas échéant, on peut brancher des amplifi-

cateurs asservis dans le.? lignes 75, 76.

Le fonctionnement du mécanisme de correction des déviations par rapport au chemin programmé

pour l'intervalle de soudage se comprennent d'elles-mêmes.

En résumé, selon la figure 5: Si l'intervalle à souder ou le cordon à réaliser sont programmés de façon que, comme indiqué en 77, ils sont principalement parallèles à l'axe Y de la machine,

on fait tourner le pignon denté 37 et le dispositf de résolu-

tion 64 de façon que l'enroulement 72 du rotor soit parallèle

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1 t à l'enroulement statorique Xd, 73 et fasse un angle de 90 par rapport à l'enroulement staturique Yd 9 74; ce réglage préalable est définitif. Lorsqb_e la pointe 32 de la sonde détecte une différence ou déviation par rapport au chemin porgrammé 77, dans la direction Xd (voir la référence 77a),

le pont 68 est dés&quilibré et il fournit un signal de ten-

sion à l'enroulement de rotor 72 par l'intermédiaire de l'ampli- ficateur 70. Ce signal induit un signal de tension uniquement dans

l'enroulement statorique Xd, 73, actionnant le moteur

Xd 62 qui guide la pointe 28 de la tête de soudage par l'in-

termédiaire du chariot longitudinal correspondant, dans la position corrigée, indépendamment du programme fourni par

l'unité 17.

Selon la figure 6: au cas o le cordon à réaliser par soudage est programmé pour correspondre à une ligne droite qui fait un certain angle par rapport à l'axe X et l'axe Y de la machine (voir la référence 78), on fait

tourner le dispositif de résolution 64 de façon que l'enroule-

ment 72 du rotor fasse un angle par rapport aux enroulements

statoriques Xd, Yd 73, 74 et cela suivant un réglage préala-

ble définitif. Lorsque la pointe 32 de la sonde détecte une déviation par rapport au chemin programmé, dans la direction Xd ' Yd (voir référence 78a), l'enroulement 72 du.rotor

reçoit un signal de tension correspondant au déséqui!libre.

Cela se traduit par un signal de tension qui est créé à la fois dans l'enroulement statorique Xd 73 et dans l'enroulement statorique Yd 74; ce signal de tension, composé, commande les deux moteurs 62, 63 et ceci guide le chariot longitudinal et la pointe 28 suivant un certain angle vers la position

corrigée..

Lorsque le chemin po:xme 79 est

courbe et comporte un branchement 79a (figure ?), la proLé-

dure est analogue à celle décrite pour la figure 6, sauf

qu'il faut faire tourner en permanence l'arbre 65 du dispoii-

tif de résolution, en utilisant le programmse, pour faire

tourner ainsi l'enroulement 72 du rotor.

Il arrive parfois qu'il soit nécessaire de souder plusieurs pièces telles que les pi.:ez , 26 et 25a, 26a, simultanément, et suivant un chemin de soudage 27, 27a essentiellement identique. La machine décrite

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ci-dessus peut effectuer ces travaux de soudage à l'aide des ensembles 24, 24a, programmés de façon correspondante. Le système de commande combiné corrige les déviations par rapport

à chaque chemin programmé.

Toutefois, et cela apparaît le plus

clairement à la figure 4, lorsqu'on saute simultanément plu-

sieurs intervalles ou cordons de soudure 27, 27a,on peut également avoir des difficultés. Les cordons de soudure sont représentés defaçon soulignée. Le cordon 27 qu'il faut parcourir et souder à l'aide de l'ensemble 24 est représenté comme étant relativement étroit et de largeur relativement régulière dans la partie qui est représentée. Par contre, le cordon 27a qui doit être parcouru et soudé par l'ensemble 24a commence avec une faible largeur (référence 80) puis s'élargit dans le segment 81 qui est plus large que le cordon 27. Cette différence peut provenir d'une tolérance de fabrication des pièces ainsi que des tolérances au niveau de la fixation,

mentionnée ci-dessus et non représentée.

Généralement, les ensembles 24, 24a sont programmés de façon qu'ils parcourent chacun son cordon,

à la même vitesse prédéterminée.

Lorsque la machine est programmée de façon que pour l'ensemble de soudage 24 on ait une chenille de soudage, qui remplit de façon précise l'intervalle, par contre lorsque l'ensemble de soudage 24a arrive dans la partie large a1 de l'intervalle, la chenille de soudage ne remplit pas cet intervalle puisque la vitesse globale de la machine est trop élevée. La même remarque s'applique pour une vitesse adéquate pour remplir correctement l'intervalle 81 et qui,

dans les mêmes conditions, aboutit à un remplissage excéden-

*taire de l'intervalle 27.

Le principe de l'invention permet de résoudre ce problème. Selon l'invention, sont prévus des moyens qui sont indépendants du programme et sont séparés des

commandes du pont et du chariot transversal; ces moyens modi-

fient ou commandent sélectivement la vitesse de soudage d'un

ou plusieurs intervalles.

A cet effet, le dispositif de résolution 64 du Qhariottransversàl 7 comporte unsecond enroulement de rotor 83 monté sur l'atbre 65 et qui fait un angle de 90 par rapport à l'enroulement de rotor 72 pour la correction de la déviation (figure 5). L'enroulement 83 est relié par des lignes 84 au bottier de commande 85 à la disposition de la personne qui commande la machine. le circuit peut être équipé d'un amplificateur impulsionnel non représenté, ainsi que d'un générateur d'impulsions de tension ayant une résistance

variable 86 qui est commandée par une commande à main 87.

Chaque unité de soudage d'une machine à souder à cordons

multiples doit être équipée du même dispositif (figure 4).

L'enroulement 83 du rotor peut, le cas échéant, créer sélectivement une tension dans l'enroulement statorique 73, 74 pour que le chariot longitudinal Xd ou Y d d puisse avancer ou reculer la tête de soudage 23, par rapport

au chariot transversal 7, et cela suivant une vitesse variable.

Comme l'enroulement 83 est perpendiculaire à l'enroulement 72,

le premier enroulement correspond plutbt à un mouvement paral-

lèle à la soudure que perpendiculairement à celle-ci.

L'enroulement 83 est normalement activa pendant que le chariot transversal- 7 se déplace, si bien que la vitesse et la direction du déplacement de la tête de soudage

23 se superposent à la vitesse et à ia direction de déplace-

ment du chariot transversal 7, ce qui donne un mouvement composé. Bien que la combinaison des vitesses selon l'invention, qui utilise l'arbre 65 et les enroulements de stator 73, 74 ainsi que les chariots longitudinaux Xd, Yd' soit liée étroitement au système de correction de déviation, la transmission de vitesse fonctionne indépendamment de l'existence d'une déviation par rapport au chemin programmé pour l'intervalle ou le cordon. En outre, ce principe prévoit un dispositif qui est extrêmement souple, et permet de traiter

de multiples types de différences entre les segments équiva-

lents d'un grand nomure de cordons de soudure.

En supposant par exemple à la figure

4 que les ensembles de soudage 24, 24a décrivent les interval-

les 27, 27a simuluanément à la même vitesse le long de l'axe Y selon le programme de la machine eu que ces ensemules se trouvent da-s les positions représentées sur les lignes, le

dispositif de résolution 64a est positionné pour que l'en-

roulement de commande de vitesse 83a soit parallâle à l'en-

1i6 roulement de commande de moteur Yd, 74a-. On suppose également que la vitesse de déplacement des ensembles 24, 24a soit telle que les chenilles de soudage 82, 82a aient rempli correctement les intervelles derrière les ensembles, puisque par hypothèse, les intervalles à ce niveau sont identiques.. Les commutateurs

87, 87a sont ainsi en position d'ouverture.

On suppose que l'utilisateur, conscien-

cieux, constate que l'intervalle 27a en avant de l'ensemble 24a en mouvement va en s'élargissant; il sait que s'il ne

modifie pas la vitesse de cet ensemble, l'intervalle de sou-

dage ne sera pas rempli correctement. Pour éviter cela, il effectue un certain nombre d'opérations pour corriger cette situation dès que l'on passe du segment 80 au segment 81 de l'intervalle de soudage. Dans cet exemple, la personne qui commande l'installation agit sur le bouton de commande de vitesse 20 de l'unité 17 (figure 1) pour freiner le pont 6 jusqu'à ce que, pour la pointe de soudage 28a, on obtẻnne

un remplissage correct de la chenille de soudage dans.Ile seg-

ment 81. Cela entraine que la pointe de soudage 28 se déplace trop lentement, si bien que l'intervalle 27, moins large, es-t rempli de façon excessive. Pour éviter cela, la personne qui commande l'installation agit sur le bouton de commande-87 du bottier.85 pour qu'il fournisse un signal de tension positive ou signal de marche avant, pour-le second enroulement83 du rotor du dispositif de résolution 64. Ce signal est créé dans l'enroulement 74 pour le moteur Ydl si bien que le chariot longitudinal Yd et la tête de soudage 23 avancent parallèlement à l'axe X de la machine. Si la commande du commutateur 87 est correcte, l'utilisateur peut régler le mécanisme de façon que la pointe 28 se déplace de nouveau à la vitesse initiale qui se calcule par addition de la vitesse du pont, qui est plus faible, et du mouvement d'avance de la tête de soudage

23 dans la direction Y sur le chariot transversal 7.

L'ensemble 24 du côté gauche se déplace alors plus rapidement que l'ensemble 24a. L'intervaïle entre les ensembles ainsi que la durée selon laquelle l'ensemble 24

peut se déplacer plus rapidement le long de l'axe X que Ilen-

semble 24a sont limités par la longueur de la broche filetée 59 du chariot longitudinal Ydo Si une difficulté devait en

découler, on pourrait augmenter la longueur des broches file-

tées 55, 59.

L'opération de soudage se poursuivant de la façon réglée, l'ensemble 24 se déplace plus rapidement que l'ensemble 24a, si bien que le premier ensemble arrive à l'extrémité de la pièce, comme cela est représenté en poin- tillés. L'utilisateur peut alors couper la mise en oeuvre de la tête de soydage 23 en agissant sur le bouton 22 de l'unité

17. Le pont 6 continue néammoins à se déplacer et guide l'en-

semble 24 au-delà du bord de la pièce.

- Lorsque l'ensemble 24 est mis au repos comme cela est représenté en pointillés, l'ensemble 24a est toujours en retrait, comme cela est également représenté en pointillés à la figure 4. Il suffit, dans ces conditions, d'attendre que l'ensemble 24a ait atteint l'extrémité de la pièîe

selon le programme, pour couper le fonctionnement de la machine.

Dans le procédé décrit ci-dessus, on peut en variante également laisser le pont 6 se déplacer à sa vitesse initiale, et freiner l'ensemble 24a en agissant sur le commutateur 87a, en procédant par inversion. Ce procédé

reste toutefois moins souhaitable.

Au cours du procédé décrit ci-dessus, lorsqu'on freine le pont 6 et que l'on accélére l'ensemble de soudage 24 par rapport au chariot 7 sur l'axe Y, on peut avoir des déviations vérifiables par rapport au tracé programmé pour

l'intervalle de soudage. S'il n'y en a pas, les premiers enrou-

lements de rotor 72, 72a restent au repos. Par contre, s'il subsiste des déviations, on met en oeuvre les enroulements

72, 72a pour entraîner le chariot longitudinal.

Selon les figures 4 et 5, s'il y a une déviation Xd par rapport à l'axe Y (voir chemin 77a) pendant que l'ensemble 24 se déplace de façon accélérée, le premier enroulement 72, rotatif, du dispositif de résolution 64 crée une tension dans l'enroulement Xd, 73 et le second enroulement rotatif 83 du dispositif de résolution 64 crée en même temps une tension dans l'enroulement Yd, 74. Cela met en oeuvre les

moteurs 62, 63.

Selon les figures 6 et 7, on fait tour-

ner le dispositif de résolution 64 de façon que les deux en-

roulements de rotor 92, 83 fassent un certain angle par rap-

port aux enroulements de stator 73, 74 tout en faisant entre eux un angle de 90'. Si dans ces conditions il n'y a pas de déviation ni de signal appliqué à l'enroulement de rotor 72, et si l'ensemble de soudage 24 est en mode d'accélération ou de freinage, l'enroulement de rotor 83 fournit un signal de tension qui est induit dans les deux enroulements de stator 73, 74 pour entrainer les deux moteurs 62, 63 des chariots longitudinaux. Comme le montrent les figures, il existe néammoins une déviation suivant les chemins 78a, 79a. Dans ce cas, l'enroulement 72 du rotor (de même que l'enroulement de commande de vitesse 83) crée une tension dans les enroulemenL: de stator 73, 74. Ces signaux commandent les moteur.s 62, 63 des chariots longitudinaux suivant la somme des signaux

induits par les enroulements 72, 83.

f

Claims (3)

REVENDICATIONS

1 ) Machine à souder pour relier plu-

sieurs paires de pièces métalliques suivant les intervalles

de soudage essentiellement identiques existant entre les dif-

férentes pièces, machine caractérisée en ce qu'elle comporte un châssis (4, 5, 6),plusieurs chariots transversaux (7, 7a) qui sont tous solidaires du châssis, et sont prévus pour se déplacer respectivement suivant un premier axe, un dispositif de rotation (35) prévu sous chacun des chariots transversaux 1O (7, 7a), ce dispositif de rotation (35) pouvant tourner autour d'un axe C qui est en général perpendiculaire aux pièces à réunir, une tête de soudage (23, 23a) prévue sous chacun des chariots transversaux (7, 7a) pour réaliser une soudure dans les intervalles ci-dessus, un capteur (31) prévu sous chacun des chariots transversaux (7, 7a), le capteur suivant le profil de l'intervalle correspondant, en avant de la tête de soudage respective (23, 23a), chacune des têtes de soudage (23, 23a) et des capteurs (31) pouvant être tournée autour de l'axe C à l'aide d'un dispositif de rotation (35), un

premier moyen d'entraînement (8, 9) et un second moyen d'en-

tra$nement (39), pour entratner sélectivement chacun des chariots transversaux (7, 7a) le long de son premier axe correspondant, et chacun des dispositifs de rotation autour

de son axe C correspondant, chacun des deux moyens d'entraIne-

ment (89, 39) étant mis en oeuvre en fonction d'une unité de commande (17) et d'entrée programmée,afin que chacun des capteurs (31) et des tètes de soudage (23, 23a) soit déplacé suivant un chemin programmé et à une vitesse programmée, ce chemin correspondant en principe à l'intervalle associé, un moyen de commande(53-74) destiné à être superposé au programme, ce moyen étant relié à chaque dispositif de rotation (35), pour réagir en fonction des déviations dans les intervalles

correspondants, et qui sont perpendiculaires au chemin program-

mé correspondant, en étant détectés par le capteur (31) associé, pour que les dispositifs de rotation (35) et leur

tâte de soudage (13, 13a) puissent être basculés du chemin pro-

gramné vers un chemin corrigé, qui correspond au chemin de l'intervalle associeo 2 ) Machine selon la revendication 1, caractérisée par un second moyen de commande (83-87) de combinaison, qui travailleindépendamment du programme de l'unité de commande et d'entrée, ainsi qu'indépendamment de

la présence de toute déviation.

3 ) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque myen de commande superposable auprogramme (53-74) comporte un chariot longitudinal respectif (53) fixé à chacun des chariots transversaux (7, 7a) et ayant une paire de rails de glissement qui sont mobiles dans des directions définissant les axes de déviation, un troisième moyen d'entraînement (62, 63) mobile le long des axes de déviation, les chariots longitudinaux (53) étant reliés au

dispositif de rotation (35) de façon qu'en commandant ce troi-

sième moyen d'entraînement (62, 63) on commande le dispositif

de rotation (35) sélectivement par rapport aux axes de dévia-

tion, ainsi qu'un moyen électromagnétique (64) ayant une première entrée électrique reliée à des capteurs et une sortie électrique reliée au troisième moyen d'entratnement.62, 63), le moyen électromécanique (64) étant réglable mécaniquement

en fonction de la position de rotation du dispositif de rota-

tion (35) et se fixant par le second moyen d'entraînement (39), et le second moyen de commande de combinaison (83-87) comporte

une seconde entrée électrique (83) pour le moyen électroméca-

nique (64).

4 ) Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que chacun des moyens électromécaniques (64) comporte un dispositif je- résolution sinus/cosinus, avec un axe rotatif (65) pour tourner dans la direction appropriée ainsi qu'un premier enroulement d'entrée de rotor 72 et une paire d'enroulements de sortie de stator (72, 74) qui snnt reliés au troisième moyen d'entraînement -62, 63), la liaison entre le capteur (31) correspondant et le moyen d'entraînement électromécanique (64) sur les dispositifs (68, 70) pour l'envoi sélectif d'un signal' électrique au premier enroulement d'entrée de rotor (72), en fonction de la déviation détectée par le capteur (31), pour activer de façon sélective ladite paire d'enroulemezts de stator (73, 74) et ainsi le troisième moyen d'entratnement (62, 63) pour le déplacer sur les rails d'enroulement correspondants, sur les axes de déviat-ion, et la seconde entrée électrique (72) du second moyen de commande combinée (83-87) ayant un second enroulement de rotor (83) dans le dispositif de résolution (64)o ) Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le second enroulement (73) du rotor fait un angle de 90 par rapport au premier enroulement (72) du rotor. 6 ) Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte les dispositifs (87) à

commande sélective, pour appliquer à chacun des seconds enrou-

lements d'entrée de rotor (83) un signal électrique qui active le troisième moyen d'entratnement (62, 63) correspondant, et cela indépendamment de la présence d'un signal appliqué au

premier enroulement d'entrée de rdtor (72).

) Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que les signaux sont appliqués simultanément au premier et au second enroulements de rotor (72, 83) pour être additionnés lors de la mise en oeuvre du troisième moyen

d'entraînement (62, 63).