FR2519291A1 - Appareil de freinage et systeme d'inspection d'appareil en fonctionnement pour les machines de soudage par rotation - Google Patents

Abstract

ON DECRIT UNE METHODE ET UN APPAREILLAGE, UTILISABLES DANS LA TECHNIQUE DE SOUDAGE PAR ROTATION, PERMETTANT DE FREINER UN OUTIL CONTINUANT A TOURNER ALORS QU'IL DEVRAIT ETRE A L'ARRET ET PERMETTANT AUSSI DE CONTROLER LA QUALITE DE LA SOUDURE. A CET EFFET, ON UTILISE UN DETECTEUR, NOTAMMENT UN DISPOSITIF OPTIQUE, DONT LES INFORMATIONS SONT REPRISES PAR UN DISPOSITIF DE TRAITEMENT EMETTANT UN SIGNAL EN CAS D'ANOMALIE. UN DISPOSITIF INDICATEUR RECOIT CE SIGNAL ET DONNE UNE INDICATION DE L'ENDROIT OU SE PRODUIT L'ANOMALIE.

Description

La présente invention se rapporte à un appareil

de freinage ainsi qu'à une méthode et un appareil pour con-

trôler les machines de soudage par friction de matières thermoplastiques Plus particulièrement, la présente inven- tion concerne un appareil électromécanique pour déterminer

la qualité de la soudure produite par une machine de souda-

ge par rotation à un ou plusieurs arbres, ainsi qu'une mé-

thode et un appareil permettant de donner l'alarme et/ou

d'éjecter les produits contenant des soudures défectueuses.

L'invention se rapporte également à un moyen de freinage

intégral d'un axe en mouvement.

Selon l'état de la technique se rapportant à l'assemblage d'articles thermoplastiques par soudure par

friction, on peut utiliser un appareil qui soude par rota-

tion des sections d'articles thermoplastiques qui sont collées ensemble et disposées axialement Les sections sont amenées en rotation relative l'une par rapport à l'autre et ensuite disposées axialement bout à bout de manière à être collées l'une sur l'autre Dans un appareil comme celui décrit dans le brevet US RE 29 448, une des surfaces est amenée contre l'autre section que l'on fait ensuite tourner, ce qui produit de la chaleur de friction

qui soude les pièces l'une à l'autre.

L'appareil décrit ci-dessus peut faire partie

d'un appareil plus grand tel que celui décrit dans le bre-

vet US no 3 800 376 pour réaliser plusieurs opérations

successives avec des sections de conteneurs individuels.

Naturellement, la présente invention peut égale-

ment être utilisée avec d'autres appareils similaires à

ceux décrits ci-dessus.

Généralement, au cours du procédé de soudage par

rotation, les soudures sont produites par l'énergie ciné-

tique emmagasinée dans l'outil en rotation Lorsque deux surfaces fonctionnelles qui doivent être soudées sont mises en contact intime, l'énergie cinétique est di*sipée

sous forme de chaleur, conduisant à la fusion ou la sou-

dure des surfaces mises en contact.

Dans la description qui suit, on appelle une

soudure défectueuse un lien n'ayant pas une résistance -2-

adéquate, et qui est habituellement dû à un défaut prove-

nant soit de la perte d'une des surfaces qui doivent être

soudées, soit d'un composé manquant ou d'un mauvais assem-

blage, ou encore d'un défaut mécanique de l'outil en rota- tion, ou finalement de la position en rotation d'un des

composés qui doit être soudé.

Lorsqu'un tel défaut apparait et que l'outil ou

l'arbre continue de tourner, il devient difficile de char-

ger un nouveau composé sur l'arbre L'arbre mouvant doit

être à l'arrêt lorsque l'on charge le composé, afin d'em-

pêcher que ce dernier ne s'échappe de la surface de l'outil en rotation, qui peut d'ailleurs tourner à une vitesse aussi élevée que 2000 t/min Il n'existe pas dans l'état antérieur de la technique un système de freinage complet,

de l'arbre ou de l'outil sur lequel on place les conte-

neurs, de manière à arrêter la rotation de l'arbre afin de pouvoir charger une nouvelle section de conteneur sur

celui-ci pendant qu'il est à l'arrêt Le système d'inspec-

tion d'un outil en fonctionnement décrit dans la présente invention est destiné à détecter une rotation excessive

d'un outil tournant, à un moment, dans le procédé de sou-

dure par rotation, o l'outil devrait être à l'arrêt.

Parmi les appareils de soudage par rotation connus, il paraît nécessaire de pouvoir déterminer d'une

manière appropriée quand une soudure de conteneur est dé-

fectueuse, ou quand une soudure d'un conteneur terminé est

fracturée De plus, il est nécessaire de pouvoir identifi-

er et d'enlever tout produit défectueux, par exemple un conteneur, pour que l'on ne puisse pas l'utiliser et par la suite devoir jeter son contenu Il est souhaitable de réaliser cette opération avec précision et automatiquement,

pour augmenter le débit de production du système global.

De plus, il est nécessaire et souhaitable de pouvoir iden-

tifier toute pièce particulière de l'équipement dans la-

quelle on produit une grande quantité de conteneurs défec-

tueux, de manière à ce que l'on puisse y remédier.

De plus, il est nécessaire d'envisager un sys-

tème de contrôle pour un appareil tel que décrit ci-dessus, qui puisse être réinséré dans des équipements existants ou -3- incorporés dans de nouvelles unités et qui par conséquent

utilise une source de puissance à bas voltage.

La présente invention a pour objet un système de freinage complet pour arrêter un outil ou un arbre sur le- quel un produit tel qu'une section de conteneur doit être placée. La présente invention a également pour objet une méthode et un appareillage pour déterminer le défaut d'une soudure de matière thermoplastique et pour enlever ou

éjecter les produits ayant des soudures défectueuses.

La présente invention a également pour objet une méthode et un appareillage pour la détermination d'une

unité particulière produisant un nombre excessif de pro-

duits défectueux, pour l'identification du problème de l'équipement ou pour la mise hors circuit automatique de l'unité. La présente invention a encore pour objet un dispositif de contrôle qui peut être réinséré dans des

équipements existants.

Le système de freinage de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de freinage d'une machine de soudage par rotation, à un ou plusieurs arbres, ayant des moyens de freinage associés

avec chaque arbre.

Dans le cas o il y a un arbre supérieur et un arbre inférieur, il est préférable de prévoir des moyens de freinage pour chacun Le système de freinage consiste

de préférence en une came pour ajuster l'action du frei-

nage avant le chargement d'un produit ou d'un composé sur l'arbre. Le système de freinage consiste de préférence en un frein à ressort commandé par came, adapté pour s'appliquer contre une surface de freinage résistante à l'usure et qui est auto-ajustée et ajustable et qui ne

calera pas les arbres.

L'appareillage et la méthode d'inspection de la

présente invention sont caractérisés en ce qu'ils com-

prennent soit un système à arbre unique dans lequel le dispositif opère de préférence sur base d'un ajustement -4- suivant l'initiation de la soudure, soit un système à

arbre multiple dans lequel le dispositif examine le pro-

duit par balayage en un point fixé dans une position de rotation de la machine, et donne ensuite l'alarme et/ou

éjedte tout produit défectueux.

Dans le cas plus complexe de l'arbre multiple, le système selon l'invention comprendra un dispositif

pour détecter si un outil ou l'arbre est en fonctionne-

ment, par exemple en déterminant si l'arbre tourne en un endroit après que la soudure ait été réalisée alors que

l'arbre devrait être à l'arrêt, ce qui indique l'appari-

tion d'une soudure défectueuse Lorsque l'on détecte cet

arbre en mouvement, on peut utiliser soit un signal mé-

canique, soit un signal lumineux, soit une alarme pour

identifier l'endroit o se trouve le produit défectueux.

On utilise de préférence un signal mécanique, qui peut également être utilisé pour mettre en action le

dispositif d'éjection du produit défectueux, ce disposi-

tif perçoit la présence du signal mécanique et fait agir

le mécanisme d'éjection.

De préférence, le système comprendra aussi un

dispositif pour déterminer le nombre de produits défec-

tueux attribuables à chaque pièce de l'équipement, ce, dispositif devant, si le nombre de soudures défectueuses devient excessif, fournir une note automatique d'entretien

ou enclencher le système de mise hors circuit.

D'autres objets et avantages et autres nouvel-

les caractéristiques de l'invention feront partie de la

description détaillée présentée ci-après.

L'invention est également décrite à l'aide de dessins qui illustrent plusieurs modes d'exécution et

servent à en expliquer ses principes.

La Figure 1 représente une vue en perspective d'une machine qui peut être utilisée avec le système de

l'invention et qui fournit les moitiés supérieure et in-

férieure des conteneurs en plastique à partir des piles o elles sont emboîtées, qui assemble ces moitiés de conteneur pour former des conteneurs, qui remplit ces

derniers et qui fixe des capsules sur le sommet des con-

-5- teneurs. La Figure 2 représente une vue schématique en

plan de la machine représentée à la Figure 1.

La Figure 3 est une vue d'une coupe verticale à travers l'unité de soudage par rotation de la machine

représentée aux Figures 1 et 2.

La Figure 4 représente une coupe verticale du sommet de l'outil d'assemblage de la Figure 3, montrant

le dispositif de frein en coupe.

La Figure 5 représente une vue en coupe selon

la ligne A-A de la Figure 4.

La Figure 6 représente un diagramme du système

d'inspection de l'arbre en fonctionnement, selon la pré-

sente invention.

La Figure 7 représente un diagramme du système

d'éjection de produits défectueux selon la présente in-

vention. La Figure 8 représente un diagramme du système

de détection de l'arbre en fonctionnement de la Figure 6.

La Figure 9 représente un diagramme de la minu-

terie du drapeau de repère.

La Figure 10 représente le tableau de réparti-

tion du temps du système décrit aux Figures 6 et 7.

Il sera avantageux au début de décrire la cons-

truction complète en général, ainsi que les opérations

d'une machine de soudage par rotation, afin de mieux com-

prendre le système de l'invention On doit comprendre que les détails de la machine de soudage par rotation décrite

ci-dessous, sont uniquement des exemples, et que le frei-

nage ainsi que les systèmes de détection et d'éjection de la présente invention peuvent aussi bien être utilisés

avec d'autres machines Une machine effectuant des soudu-

res par rotation est illustrée aux Figures 1, 2 et 3.

Cette machine assemble des conteneurs en plastique à par-

tir d'alimentations en vrac de demi-conteneurs emboîtés,

remplit les conteneurs et encapsule et scelle les ouver-

tures supérieures des conteneurs remplis.

Les conteneurs sont assemblés à partir de moitiés supérieures 4 et de moitiés inférieures 6 de conteneurs, -6-

fabriquées séparément, les deux moitiés de chaque conte-

neur étant soudées par friction en milieu du conteneur.

La machine a la forme et la structure d'une tab-

le 8, sur laquelle se trouve un panneau de contrôle 10,

une série d'unités de traitement et des moyens pour trans-

férer les parties de conteneur entre ces diverses unités.

Les unités de traitement ainsi que les moyens de transfert sont entraînés par des engrenages en prise disposés selon la configuration donnée à la Figure 2 De préférence, on n'utilise qu'une unité d'entraînement pour communiquer le

mouvement de rotation à chaque engrenage et à chaque uni-

té de traitement correspondante et à chaque moyen de transfert Les cercles décrits par les points de contact des dents des engrenages sont de préférence en alignement

avec les cercles décrits par les centres des demi-conte-

neurs, et des conteneurs, lorsque ceux-ci parcourent le système, le centre étant le point de percée de l'axe du

conteneur'dans le plan médian Toutes les unités de trai-

tement se meuvent par rotation, et les transferts entre les unités s'effectuent par rotation de roues dentées,

permettant un arrangement compact et efficace comme in-

diqué à la Figure 1 Les moitiés supérieure et inférieure 4 et 6 des conteneurs sont délivrées à partir de la roue en étoile 18 en alignement avec les lignes médianes d'un

mandrin cylindrique supérieur 150 et d'un mandrin cylin-

drique inférieur 152 Les mandrins sont montés de façon à se mouvoir sur un chemin circulaire autour de l'axe

central 32 de l'unité de soudure par rotation (Figure 3).

Le transfert s'effectue en une zone angulaire o la roue en étoile se meut périphériquement en étant tangente au chemin suivi par les mandrins supérieur et inférieur Ce

transfert est assuré par des rails de guidage convention-

nels 154 comme illustré à la Figure 2 Les parties finales des rails 154 coupent le chemin des demi-conteneurs sur la roue en étoile 18 et forcent les demi-conteneurs à aller sur le mandrin plutôt que de continuer à tourner autour de l'axe de la roue en étoile Le dispositif de roue en étoile 18 comprend des plateaux 156 supérieur et

inférieur, généralement circulaires, possédant des enco-

-7- ches semi-circulaires 118 disposées circonférentiellement à leur périphérie pour engager les périphéries externes

des demi-conteneurs 4 et 6 Les encoches des plateaux su-

périeur et inférieur sont superposées, et les paires d'en-

coches superposées forment des zones qui comprennent des.

endroits d'entraînement du dispositif de roue en étoile 18 Les plateaux 156 sont entraînés par un arbre 158 qui passe à travers un cylindre stationnaire 160, et qui est

connecté à sa partie inférieure à un engrenage d'entraî-

nement 39 Cet axe 158 est tourillonné dans les paliers supportés par la table 8 et indiqués par la référence

161 dans la Figure 3.

L'engrenage 43 d'entraînement de l'unité de soudage par rotation est attaché à un axe d'entraînement creux 166, se prolongeant vers le haut vers l'axe central 32 de l'unité de soudage par rotation Cet arbre creux peut tourner sur des paliers 168, 170 et 172 qui sont

situées entre l'arbre vertical fixe 174 et l'arbre d'en-

tra Inement creux 166.

A son extrémité supérieure, l'axe central fixe 174 supporte un dispositif stationnaire de mise sous vide, généralement indiqué par la référence 176, et un chemin de came annulaire 178 La table 8 possède également un dispositif de mise sous vide 180 ainsi qu'un chemin de

came annulaire 182.

Il serait avantageux de décrire en général les opérations de soudage par rotation afin de former une base

pour la description détaillée présentée ci-après Les

demi-conteneurs, une fois alignés avec les axes centraux des arbres ou mandrins supérieur et inférieur 150 et 152,

sont entourés par ces arbres pour être mis en rotation.

Les arbres tournent par rapport à l'axe central 32 de l'unité de soudage par rotation et se meuvent également

verticalement tout près l'un de l'autre lorsqu'ils entou-

rent les demi-conteneurs L'arbre inférieur 152 qui entou-

re la moitié inférieure tourne en plus autour de son axe propre pendant l'opération de soudure par rotation Une fois que les demi-conteneurs sont soudés par friction, les arbres se séparent et libèrent ainsi les parties -8-

jointes du conteneur.

Chacun des arbres se meut verticalement sur un axe fixe tout en tournant autour de l'axe central de l'unité 32 de soudage par rotation Les arbres relatifs au mandrin supérieur 150 portent la référence 184 tandis

que ceux relatifs au mandrin inférieur portent la réfé-

rence 186 Chaque arbre supérieur 184 est prolongé vers le bas depuis le support 188, tandis que chaque arbre inférieur 186 se prolonge vers le haut depuis le support

Les supports 188 et 190 sont entraînés par la rota-

tion de l'axe principal 166 au centre de l'unité 32 de soudage par rotation, de sorte que les arbres 184 et 186 effectuent des révolutions autour de l'axe central de l'unité 32 de soudage par rotation De plus, le mouvement de rotation des arbres 184 et 186 autour de l'axe central de l'unité de soudage par rotation oblige les arbres 150

et 152 à tourner de la même manière.

Les mouvements verticaux des arbres par rapport à leurs axes 184 et 186 sont assurés par des bielles 192 et 194 reliées aux arbres 150 et 152 respectivement Ces bielles ont des roulettes de cames coopérant avec les chemins de came fixes mentionnés précédemment afin de

positionner verticalement les arbres supérieur et infé-

rieur lorsqu'ils tournent autour de l'axe central de l'unité 32 de soudage par rotation La bielle 192 a une roulette de came 196 qui voyage sur le chemin supérieur

fixe 178 de la came La bielle 194 a également une rou-

lette de came 198 qui voyage sur le chemin inférieur 182

de la came.

Chaque arbre inférieur 152 est capable en plus de tourner autour de l'axe de son arbre 186 lorsque l'on

amène la poulie 200 en contact avec la courroie d'entrai-

nement 34 de l'unité de soudage par rotation (Figure 2) pendant un nombre prédéterminé de degrés de rotation du mandrin autour de l'axe central 32 de cette unité A cet effet, les paliers sont interposés entre chaque arbre 152

et son axe 186.

La mise sous vide de la partie supérieure, re-

présentée par la référence 176 est connectée a un orifice -9- qui alimente la périphérie d'une ouverture centrale non représentée dans le mandrin supérieur La forme de cette

ouverture se conforme à la forme du demi-conteneur supé-

rieur 4 On applique le vide à la périphérie extérieure de demi-conteneur 4 lorsqu'il est entouré par l'arbre

supérieur 150.

En se référant maintenant aux Figures 4 et 5, on décrit une vue verticale du sommet de l'outil et une

coupe de ce sommet, respectivement, du système de freina-

ge de la présente invention en rapport avec l'outillage de la partie supérieure ou du sous-assemblage de l'arbre tel que décrit à la Figure 3 On doit comprendre que l'on

peut utiliser un assemblage similaire pour freiner l'as-

semblage de l'arbre inférieur 152 de la Figure 3, et que l'on peut utiliser le dispositif de freinage pour chacun des instruments tournants de la machine de soudage par rotation. L'outillage de la partie supérieure ou l'arbre

150 de la Figure 4 peut être entraîné par une seule cour-

roie comme montré à la Figure 3 ou par plusieurs courroies qui s'engagent dans les rainures 223 décrites à la Figure 4 On doit comprendre que si l'on n'applique ni charge,

ni freinage sur l'arbre ou l'instrument 202, il continu-

era à tourner, rendant difficile le chargement d'un

matériau sur lui-même Le composé aura tendance à s'éjec-

ter de l'arbre en rotation De manière à charger l'arbre

convenablement, il doit être à l'arrêt.

De manière à équiper l'arbre 150 avec un dispo-

sitif de freinage, on a aménagé une surface plate sur le

côté de la surface fixe associée à l'arbre Cet aménage-

ment peut être réalisé par une machine ou par une métho-

de similaire La référence 202 se rapporte à la paroi de l'arbre munie d'une bande de frottement résistante à l'usure, par exemple en acier inoxydable, contre laquelle

viendra s'appuyer le sabot de frein On utilise un maté-

riau résistant à l'usure parce que généralement l'arbre est en aluminium, matériau qui ne tolérera pas l'usure

s'il est utilisé comme surface de freinage.

Le dispositif de freinage est supporté par un

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support 206 qui est boulonné ou attaché d'une autre maniè-

re à la surface 203 par des boulons ou d'autres moyens 221 Le bras du frein 207 pivote autour de la broche du pivot 211 placée dans le support de frein 206 Le bras de frein 207 est poussé contre la vis 219 et le boulon de

serrage 220 par retour du ressort 217 On ajuste la posi-

tion du bras de frein 207 au moyen de la vis 219 et du boulon de serrage 220 de manière à ajuster l'espace libre 224 entre la bande de frottement 204 et le sabot de frein 231.

Le frein est actionné par une came à déclenche-

ment à temps 230 qui entre en contact avec la roulette de

came 214 qui est attachée fixement au bloc de frein 208.

Le bloc de frein 208 coulisse sur la tige guide 209,

celle-ci prolongeant le support de sabot de frein 210.

On maintient un espace libre 222 entre le bloc de frein 208 et le support du sabot de frein 210 au moyen d'un

ressort de compression 218, dont la force doit être vain-

cue avant que toute force de freinage ne soit appliquée par le sabot de frein 231 contre la bande de frottement 204 Dans ce cas on évite le calage potentiel du frein contre l'arbre Le support du sabot de frein 210 pivote autour du pivot 212 du support du sabot de frein afin d'assurer que le sabot de frein présente toujours une surface plate à l'arbre et plus particulièrement à la bande de frottement 204 Ce système de pivot permet au sabot de frein de se mouvoir vers la gauche (comme montré à la figure 4) tout en empêchant le sabot de frein de tourner dans le sens des aiguilles d'une montre et ainsi

d'entrer en contact avec l'arbre uniquement avec sa sur-

face inférieure.

La broche du cylindre 213 est équipée pour la

roulette de came 214 et est tourillonnée entre les sur-

faces portantes aménagées dans le bloc de frein L'anneau de retenue 225 est équipé pour empêcher de s'échapper le bloc de frein 208, qui glisse sur la tige guide 209 De plus, on a équipé le bloc de frein 208 avec une bague 228 à travers laquelle s'ajuste la tige guide 209 On a placé une autre bague 229 dans le support de frein 206 pour la il -

broche du pivot 211.

Le sabot de frein est attaché au support de sabot de frein par un ciment approprié ou par tout autre moyen convenable. Lors du fonctionnement, la came tournera dans une position pour appliquer le frein avant le moment o l'arbre doit être chargé La came entre en contact avec la roulette de came 214 qui est protégée du bloc de frein 208 par la broche de roulette de came 213 Sous l'influence de la came 230, le bloc de frein 208 se meut vers la gauche le long de la tige guide 209, jusqu'au moment o il a vaincu la force du ressort de compression 218 et o il a parcouru la distance de l'espace 224 A ce

point, le bloc de frein 208 entre en contact avec le sup-

port du sabot de frein 210 qui pivote sur le bras de frein 207 au moyen de la broche de pivot 211 De plus, le bras de frein 207 pivote également au moyen de la broche

du pivot 211, de sorte que l'assemblage entier peut pivo-

ter vers la gauche avec le sabot de frein 210 restant per-

pendiculaire avec la surface de freinage 204 de l'arbre 150. L'espace libre 224 entre le sabot de frein 210 et la surface de freinage 204 peut être ajusté au moyen de la vis 219 et du boulon de serrage 220 pour assurer un freinage approprié ê

A la Figure 6, on montre un diagramme schémati-

que du système d'inspection de l'outil en fonctionnement selon la présente invention Chaque arbre d'entraînement, par exemple l'arbre 152 de la Figure 3, est équipé d'une

barre de balayage optique placée autour de la circonfé-

* rence de l'arbre Cette barre de balayage consiste en

une série de barres réfléchissantes et non-réfléchissan-

tes qui produisent une série d'impulsions réfléchissantes lorsque l'arbre ou le mandrin 152 est en rotation De plus, on utilise un capteur, tel que celui mis à disposition par Peico Electric Eye, Modèle No RLS, pour mesurer la position d'un indicateur de temps placé sur une machine à arbre multiple Le capteur peut être un dispositif du type

à effet Hall et qui émettra une seule impulsion d'une du-

12 - rée de 5 à 10 msec, chaque fois que l'arbre 166 (de la Figure 3) tourne, comme indiqué à la Figure 10 donnant le tableau de répartition des temps Il fonctionne comme un capteur de type logique pour faire tourner le système sur la séquence dès l'arrivée du premier conteneur au point de balayage Par conséquent, on ignore les arbres ou les outils précédemment vides Une fois que le capteur 301

fait tourner le système, la cellule photo-électrique ré-

flëchissante 320 balaye chaque outil qui passe pour dé-

terminer s'il est en rotation Un excès de rotation, qui est déterminé comme décrit ci-dessous, force la cellule photo-électrique 302 à émettre une impulsion pour chaque

barre de balayage 322 au-delà de son champ de Vision.

A cet effet, on peut utiliser comme cellule

photo-électrique 302, le modèle PDR vendu par Peico Elec-

tric Lye Le système émetteur/détecteur consistera de préférence en un système émetteur/détecteur infrarouge à

modulation de fréquence ( 319, 320) pour éviter les croise-

ments avec les autres cellules photo-électriques du sys-

tème Dans tous les cas le système émetteur-détecteur doit

avoir un temps de réponse très rapide.

Un détecteur d'arbre en mouvement 303 reçoit les impulsions de la cellule photo-électrique 302, comme indiqué à la Figure 10, tableau B de répartition des temps, et compare le nombre total d'impulsions reçues avec un système d'enregistrement digital Si le nombre d'impulsions reçues est en-dessous d'un point fixé dans

l'enregistreur, à ce moment, aucune production d'impul-

sion n'est générée par le détecteur 303 Par contre si le nombre d'impulsions dépasse un point prédéterminé, le détecteur 303 émettra une impulsion unique d'une durée relativement courte, par exemple de l'ordre de 10 msec, comme indiqué à la Figure 10, tableau C de répartition

des temps.

A cet effet on peut utiliser comme détecteur 303, le modèle No DK-128 vendu par Vercon Inc Comme on le montre mieux à la figure 8, le détecteur consiste de préférence en un circuit déclenchement-coupure 324, un

compteur décimal 325 et une cible 326 Le circuit déclen-

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13 - chement-coupure 324 fonctionne d'une manière similaire

à un SCR A la réception du signal de déclenchement ini-

tial du dispositif 301, le circuit déclenchement-coupure 324 amorce le système de contrôle (qui fonctionne sur

une puissance de 12 V continu) et qui ramène automatique-

ment le compteur décimal 325 à zéro de manière à ce qu'il

démarre à zéro chaque compte de rotation d'arbre.

Ln ce qui concerne le compteur décimal 325, il

est programmé pour que si son compte d'impulsions prove-

nant de la cellule photo-électrique 302 dépasse un niveau

prédéterminé, par exemple approximativement six, il pro-

duira une impulsion La raison pour laquelle on utilise un seuil avant de produire une impulsion, est que l'on peut avoir une situation particulière caractérisée par le fait que lorsque l'arbre ou l'outil va au-delà du champ de vision du système émetteur/détecteur 320, à ce

moment plusieurs surfaces réfléchissantes 322 apparaî-

tront dans le champ de vision de l'émetteur détecteur 320.

Un nombre prédéterminé d'environ six a été choisi pour différencier la situation o l'arbre ou l'outil est en rotation, d'une autre situation o l'outil est à l'arrêt mais les surfaces réfléchissantes 322 transmettent au système détecteur/émetteur puisqu'elles bougent dans son

champ de vision.

Si le compte d'impulsions, provenant de la cel-

lule photo-électrique 302 dans le compteur décimal 325, dépasse le seuil, cela veut dire que pour une raison quel-

conque l'outil ou l'arbre n'est pas au repos, et que la

soudure est défectueuse ou n'a pas été réalisée Un dé-

faut ou un signal de mauvais fonctionnement est envoyé

par la cible 326 qui peut être un Quad 2, un circuit logi-

que ayant une constante de temps du type RC La cible 326

lorsqu'elle reçoit le signal du compteur décimal 325 in-

diquant que le seuil du nombre d'impulsions est dépassé,

émet une impulsion d'une durée d'environ 10 msec indi-

quant qu'un outil ou un arbre est en mouvement (c'est-à-

dire qu'il y a une soudure défectueuse).

Dans le mode d'exécution à plusieurs arbres, avec compteur décimal 325 accumulant ou non un nombre 14 -

d'impulsions en excès de la valeur de seuil quand un ar-

bre passe devant lui, un signal de remise en place (voir Figure 10, indice F) est produit lors du passage d'un autre arbre à proximité de l'oeil électronique Ce signal est produit par le détecteur 304, qui est similaire au détecteur 301, sauf qu'il est mis en action par chaque

arbre ou outil de soudage Ce soudage produit une impul-

sion (environ 5 msec) à la fin d'un cycle de balayage de chaque axe ou outil de soudage De cette façon, on ramène à zéro l'enregistreur digital ou compteur décimal 325 du détecteur 303 d'arbre rotatif Par conséquent, on effectue

un balayage individuel de chaque arbre En d'autres ter-

mes, si l'on considère un mode d'exécution à plusieurs arbres, par exemple à 14 arbres, le détecteur 304 émettra

14 signaux de remise à zéro pour l'enregistreur ou comp-

teur 325 pendant chaque rotation de 3600 de la machine, tandis que le détecteur 301 ne produit qu'une impulsion pendant chaque rotation de la machine L'enregistreur ou compteur 325 est remis à zéro chaque fois qu'un arbre ou

outil de soudage passe devant lui, qu'il y ait ou non dé-

tection d'un défaut.

Un signal de soudure défectueuse est reçu par la minuterie 305 du drapeau de repère; cette minuterie peut être un circuit électronique retardateur, tel que le Circuit Model No DK-126-A (fabriqué par Vercon, Inc,

du Michigan) Ce circuit électronique retardateur est dé-

clenché par une impulsion volante (ou au hasard) et il

exécutera automatiquement son cycle prédéterminé de règ-

lage du temps A la fin de ce cycle, la minuterie du dra-

peau de repère se remet à zéro automatiquement.

Comme on le voit à la Figure 9, cette minuterie 305 fonctionne essentiellement comme un rectificateur d'impulsions et elle consiste en un panneau déclencheur 327 et un circuit logique retardateur 328 Une impulsion d'environ 10 msec est amenée dans le panneau 327 et émet (en moins de 8 msec) un signal à partir du circuit 328 jusqu'au moment o ce circuit s'arrête (voir Figure 10, indice D) Dès qu'il est déclenché, le circuit 328 émet une impulsion d'une durée déterminée, qui est choisie en - fonction de la vitesse de rotation de là machine et du nombre d'arbres par machine; en général, la durée est inversement proportionnelle à la vitesse de rotation et au nombre d'arbres. Le signal de sortie du circuit 328 est utilisé pour agir sur un solénoide 306 d'une unité 307 de drapeau de repère (voir Figure 10, indice E) Cette unité 307 peut être un dispositif électromagnétique ou pneumatique, qui soulève mécaniquement un drapeau 309, directement associé

au poste de soudage donnant un produit défectueux Le dra-

peau ou autre indicateur optique, électrique, magnétique ou sonore signale l'endroit exact du produit défectueux, quelle que soit la vitesse de la machine Quand il est

actionné, le cliquet pneumatique 308 ou autre élément si-

milaire soulève un drapeau 309 presque instantanément,

puis se rabaisse tout aussi rapidement pour ne pas soule-

ver le drapeau correspondant au poste suivant Quand un

drapeau a été soulevé, l'opérateur surveillant la machi-

ne pourra voir les produits défectueux au point de sortie.

Le drapeau reste soulevé jusqu'à ce qu'il soit abaissé,

comme décrit ci-après.

Le détecteur 303 peut être relié à un disposi-

tif d'arrêt de production 321, qui consiste essentielle-

ment en un enregistreur digital ou similaire, recevant

une impulsion du détecteur 303 Le dispositif 321 enre-

gistre une unité de plus pour chaque produit défectueux et, quand un nombre prédéterminé de défauts est atteint, ce dispositif arrête automatiquement la production par

la machine et/ou lance une demande d'entretien.

Dans le but de rejeter un récipient défectueux, on a prévu suivant l'invention un lecteur pour drapeaux 312-314, une minuterie de rejet automatique 315 et un

éjecteur 316 (voir Figure 7).

L'oeil de lecture pour drapeaux peut être un

dispositif à rupture de faisceau qui perçoit l'interrup-

tion d'un faisceau lumineux entre la source de lumière 312 et une cellule photo-électrique ou détecteur de lumière

313 Le lecteur 312-314 est placé en un point sur le tra-

jet de rotation de la machine qui coïncide avec la sortie 16 -

du produit défectueux hors de la machine (voir Figure 3).

Le drapeau ou dispositif similaire coupe le faisceau de

la cellule photo-électrique ou autre dispositif similai-

re (p ex magnétique, électrique, optique), d'o produc- tion d'une impulsion d'environ 5 msec (voir Figure 10, repère G) Il y a lieu de noter que ce type d'arrangement de "position dans le temps" place le système en parfaite synchronisation avec la machine de soudage à tout instant, de sorte que la vitesse de production de cette machine ne

constitue pas un facteur gênant pour la précision généra-

le du système.

Afin de remettre le drapeau en place après uti-

lisation, on a prévu une unité de remise en place compre-

nant un rouleau 310 venant en contact avec le drapeau et

un cliquet stationnaire 311, Il est entendu que cette uni-

té est donnée uniquement à titre d'exemple dans le cas de drapeaux et qu'on peut utiliser tout autre dispositif de

remise en place adapté à d'autres indicateurs de défaut.

L'indicateur n'est pas ramené à sa position d'origine avant qu'il ne passe entre la source de lumière 312 et

le détecteur 313.

L'impulsion de sortie du lecteur 314 est reçue par une minuterie 315 d'auto-éjection qui commande un cycle avec réglage de temps pré-déterminé (similaire à la

technique décrite ci-dessus en ce qui concerne la minute-

rie 305), comme indiqué à la Figure 10, repère H A la.

fin du cycle, la minuterie d'auto-éjection se remet auto-

matiquement à zéro On peut utiliser comme minuterie d'éjection automatique le modèle DK-127-A de Vercon Inc.

Le moment de mise en route de la minuterie 315 est déter-

miné par la position du produit défectueux au moment o le drapeau correspondant est soulevé et par la durée de temps nécessaire pour éliminer le produit défectueux hors

du poste de soudage, comme décrit ci-après.

L'éjecteur est similaire à l'unité 306-308 dé-

crite ci-dessus et consiste notamment en un dispositif pneumatique commandé par solénoîde, qui fonctionne sous l'effet du cycle de réglage du temps de la minuterie de

l'éjecteur automatique et qui enlève un récipient défectu-

17 - eux à la sortie du dispositif Le dispositif comprend un solénoïde 316, un moyen de commande pneumatique 317 et un élément, notamment un cliquet pneumatique 318, pour éjecter le récipient hors de la machine, et il est réglé, au point de vue du temps, par rapport au signal de sortie

de la minuterie 315, comme représenté à la Figure 10, re-

père I.

Cette description d'un mode préféré d'exécution

de la présente invention est donnée à titre d'illustra-

tion et ne comporte aucun caractère limitatif Des modifi-

cations et variantes peuvent y être apportées sans sortir

du cadre de l'invention.

251929 i 18 -

Claims (14)

REVENDICATIONS:

1 Appareil de soudage par rotation comportant un appareil de freinage pour arrêter un outil rotatif, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un support pour bras de frein sur lequel est monté cet appareil de freinage, b) un bras de frein, supporté de façon pivotante sur un pivot dans ce support, c) un dispositif à sabot de frein entraîné de façon pivotante par ce bras de frein et ayant un sabot de frein s'appliquant contre une surface de frottement de l'outil rotatif, d) un dispositif pour agir sur le frein, espacé de façon élastique de ce sabot de frein quand l'appareil de freinage est inactif mais qui s'engage périodiquement sur le dispositif à sabot de frein pour freiner l'outil rotatif.

2 Appareil de soudage par rotation selon la re-

vendication 1, caractérisé en ce que le dispositif pour

agir sur le frein comprend une roulette à came, une che-

ville pour cette roulette à came, un corps de frein pour supporter cette cheville, ce corps de frein étant monté sur une tige de direction, des dispositifs pour retenir

ce corps de frein sur cette tige de direction, et un res-

sort de compression placé entre ce corps de frein et le sabot de frein pour que ce dernier reste écartée, quand

l'appareil de freinage est inactif.

3 Appareil de soudage par rotation selon la re-

vendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en plus un dispositif pour ajuster l'écart entre le sabot de

frein et la surface de frottement.

4 Appareil de soudage par rotation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif pour

ajuster l'écart comprend un bouton pour régler la posi-

tion du bras de frein, un écrou pour fixer le boulon et un ressort s'opposant au mouvement de retour et poussant

le bras de frein contre le boulon de réglage.

Un appareil de soudage par rotation selon

l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé

19 - en ce qu'il comporte aussi un dispositif pour déterminer la qualité d'une soudure par rotation, ce dispositif comprenant: a) un détecteur pour percevoir la condition d'un outil en un poste de soudage par rotation,

b) un dispositif de traitement relié à ce détec-

teur pour déterminer la condition de cet outil et pour produire un signal de sortie si cet outil tourne,

c) un indicateur relié à ce dispositif de trai-

tement pour recevoir ce signal de sortie et donnant une indication du poste de soudage oh se trouve cet outil en rotation,

d) et éventuellement un second détecteur sensi-

ble à cet indicateur et détectant la présence de cette indication en produisant un signal, ainsi qu'un éjecteur

relié au second détecteur et enlevant un produit défec-

tueux sortant du poste de soudage indiqué.

6 Appareil de soudage par rotation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le détecteur est un-dispositif optique produisant des impulsions quand l'outil tourne, notamment une tige à balayage optique

placée à la circonférence de l'outil, avec émetteur infra-

rouge à modulation de fréquence et avec un détecteur, le

dispositif de traitement recevant et comptant ces impul-

sions pour produire un signal de sortie quand le nombre

d'impulsions dépasse une valeur prédéterminée.

7 Appareil de soudage par rotation selon la re-

vendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend aussi

une première sonde ou capteur faisant tourner cet appa-

reil dès l'arrivée d'un premier poste de soudage chargé

en un point de balayage, ainsi qu'éventuellement une se-

conde sonde produisant une impulsion de remise en place à la fin d'un cycle de balayage de cet outil, y compris

la remise en place du compteur lorsque le détecteur com-

porte un compteur et, le cas échéant, un détecteur à seuil empêchant l'émission d'un signal de sortie tant que

le compteur ne donne pas un compte prédéterminé.

8 Appareil de soudure par rotation selon l'une

quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce

-

que le dispositif de traitement comprend en plus un dispo-

sitif de réglage du temps recevant le signal de sortie

du détecteur, et en ce que le signal de sortie du dispo-

sitif de traitement est une impulsion activante de durée prédéterminée provenant du dispositif de réglage du temps, cette durée d'impulsion dépendant au moins du nombre de

postes de soudage de l'appareil et de la vitesse de pro-

duction de cet apparail, ce dispositif de réglage du temps agissant à la fin de l'impulsion activante pour la

remise en place automatique.

9 Appareil de soudure par rotation selon l'une quelconque

des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'indica-

teur comprend un dispositif récepteur de l'impulsion ac-

tivante, qui agit sur un indicateur mécanique proche du poste de soudage défectueux, ce récepteur étant notamment

un solénoïde associé pneumatiquement à l'indicateur méca-

nique, qui consiste notamment en un drapeau placé sous ce poste et qui est relevé pneumatiquement, indiquant ainsi l'endroit o se trouve le poste défectueux, quelle

que soit la vitesse de l'appareil.

Appareil de soudage par rotation selon la re-

vendication 5, caractérisé en ce que le second détecteur est placé près de l'endroit de sortie du produit hors de la machine et en ce que l'appareil comprend en plus un

dispositif de remise en place de l'indicateur.

11 Appareil de soudage par rotation selon la

revendication 5, caractérisé en ce que l'éjecteur com-

prend une minuterie recevant le signal de sortie du se-

cond détecteur et initiant un signal pré-minuté, cette

minuterie pouvant opérer pour la remise en place automa-

tique à la fin du signal pré-minuté, cet éjecteur pouvant

comprendre aussi un solénoide recevant ces signaux pré-

minutés, ainsi qu'un dispositif à action pneumatique pour

enlever les produits défectueux à la sortie de l'appareil.

12 Méthode de détermination de la qualité d'une soudure par rotation, à l'aide d'un système d'inspection

de l'outil en rotation, caractérisé en ce qu'elle consis-

te à:

a) balayer un outil de poste de soudage par rota-

21 -

tion, muni d'un dispositif produisant un signal de rota-

tion quand l'outil tourne, b) fournir de la puissance à l'arrivée d'un premier outil de poste de soudage chargé de produit, c) recevoir ce signal de rotation à l'aide d'un détecteur, d) comparer ce signal de rotation à une valeur de seuil et produire un signal de sortie quand ce signal de rotation dépasse cette valeur de seuil pré-établie, e) activer un indicateur à l'aide de ce signal de sortie pour l'amener à une position de repère et pour

identifier l'endroit o se trouve la pièce défectueuse.

13 Méthode selon la revendication 12, caractéri-

sée en ce qu'elle consiste aussi à:

a) détecter la présence de cet indicateur dans cet-

te position de repère, un signal de détection étant pro-

duit, b) activer un éjecteur à l'aide de ce signal de détection, pour enlever le produit défectueux hors de la machine, et c) remettre en place le détecteur à la fin d'un cycle de balayage de l'outil, chaque outil subissant un

balayage individuel.

14 Méthode selon l'une quelconque des revendica-

tions 12 et 13, caractérisé en ce qu'elle consiste aussi à compter le nombre de fois o se produit un signal de sortie et à arrêter la machine quand ce nombre dépasse

une valeur pré-déterminée.

15 Méthode selon l'une quelconque des revendica-

tions 12 à 14, caractérisée en ce que l'étape de balayage consiste aussi à balayer une série d'impulsions produite par une tige de balayage réfléchissante sur cet outil du

poste de soudage, tandis que l'étape de réception consis-

te aussi à recevoir cette série d'impulsions et à compa-

rer le nombre de ces impulsions avec un nombre pré-déter-

miné, le signal de sortie se produisant quand le nombre

d'impulsiôns dépasse le nombre pré-déterminé.

16 Méthode selon l'une quelconque des revendi-

cations 12 à 15, caractérisée en ce qu'elle consiste à 22 - activer un indicateur, à recevoir le signal de sortie à

l'aide d'une minuterie, à lancer un signal de durée pré-

déterminée agissant sur un solénoïde amenant l'indicateur à une position de repère, et à remettre automatiquement

la minuterie en place à la fin du signal de durée pré-

déterminée.