FR2543041A1 - Method and installation for tightening a connection of the screw type, with control of the mechanical tensile force applied to the screw - Google Patents
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Abstract
Description
"Procédé et installation de serrage d'une liaison de
type vis, avec contrôle de la tension mécanique appliquée
a la vis"."Method and installation of clamping a connection of
screw type, with applied mechanical stress control
to the screw ".
L'invention concerne un procédé et une installation de serrage d'une liaison de type vis, avec contrôle de la tension mécanique appliquée a la vis. The invention relates to a method and a clamping installation of a screw type connection, with control of the mechanical tension applied to the screw.
De façon générale, lors du serrage d'un assem- blage vis, par exemple d'un assemblage a vis ou à goujon, on distingue une phase de serrage préliminaire consistant à mettre la vis en appui. Cette phase préliminaire est suivie du serrage proprement dit suivant un angle!de serrage effectif. Ce serrage effectif consiste, de façon schématique à allonger la vis d'une certaine longueur proportionnelle à l'angle de serrage effectif et au pas de la vis pour créer par allongement de la vis une tension effective dans la vis. In general, when tightening a screw assembly, for example a screw or stud assembly, there is a preliminary clamping phase of putting the screw in support. This preliminary phase is followed by actual clamping at an effective clamping angle. This effective clamping consists, schematically to lengthen the screw of a certain length proportional to the effective clamping angle and pitch of the screw to create by extension of the screw an effective tension in the screw.
De façon plus détaillée, au cours dgun serrage, le couple évolue en fonction de l'angle de serrage en passant par une phase d'approche au cours de laquelle le couple est dû aux frottements et à la vitesse (le couple diminuant lorsque la vitesse diminue). Puis apyres que la tête de la vis vient en contact, il y a une phase de mise en place au cours de laquelle le couple évolue de façon très variable en fonction de l'angle.. Au cours de cette phase, il y a le rattrapage des jeux, des défauts, un écrasement des microaspérités, des particules, et,... Cette phase de mise en place est suivie par la mise sous tension mécanique au cours de laquelle le couple est proportionnel à la tension. Le coefficient de proportionalité dépend des frottements sous la tête de la vis et dans les filets. In more detail, during a tightening, the torque changes according to the tightening angle through an approach phase during which the torque is due to friction and speed (the torque decreasing when the speed decreases). Then apyros that the head of the screw comes into contact, there is a phase of implementation during which the couple evolves very differently depending on the angle .. During this phase, there is the catch-up of the games, defects, crushing of microaspérités, particles, and, ... This implementation phase is followed by the mechanical tensioning during which the torque is proportional to the voltage. The coefficient of proportionality depends on the friction under the head of the screw and in the threads.
A la fin de cette phase, on rencontre la limite élastique correspondant au début de la zone d'allongement de la vis. Pour réaliser un serrage efficace, il faut que le couple soit aussi éleve que possible sans toutefois atteindre ou se rapprocher de la limite élastique. At the end of this phase, we meet the elastic limit corresponding to the beginning of the elongation zone of the screw. To achieve effective tightening, the torque must be as high as possible without reaching or approaching the yield point.
I1 existe différents procédés et dispositifs destinés à contrôler le serrage
- le serrage au couple,
- le serrage à l'angle,
- le serrage à la limite élastique,
- la mesure directe de l'allongement de la vis.There are various methods and devices for controlling the clamping
- torque tightening,
- tightening at the angle,
- tightening at the elastic limit,
- the direct measurement of the elongation of the screw.
Or, aucun de ces moyens ne donne réellement satisfaction car ils manquent tous de précision pour permettre la réalisation d'un assemblage précis. However, none of these means is really satisfactory because they all lack precision to allow the realization of a precise assembly.
En effet :
Serrage au couple / On On définit le couple nominal C N et à partir de là, le couple d'approche qui est souvent fixé égal à la moitié du couple nominal C /2. On définit également le couple maximum C et le couple minimum Cmin.Indeed :
Torque tightening / On The nominal torque CN is defined and from there the approach torque which is often set equal to half the nominal torque C / 2. The maximum torque C and the minimum torque Cmin are also defined.
max
On serre au couple nominal C N et on vérifie que l'angle de serrage mesuré à partir de l'angle correspondant au couple d'approche CN/2 est compris entre l'angle de serrage donnant le couple minimum Cmin.et celui correspondant à la limite d'élasticité. On vérifie également que le couple appliqué est compris entre le couple minimum et le couple maximum.max
The nominal torque CN is tightened and it is verified that the tightening angle measured from the angle corresponding to the approach torque CN / 2 is between the tightening angle giving the minimum torque Cmin and that corresponding to the elasticity limit. It is also verified that the applied torque is between the minimum torque and the maximum torque.
Or, en pratique, on constante que, dans la mise en oeuvre de ce procédé, même avec les atpareils.les plus performants, la valeur de la tension de la vis reste assujettie aux variations de son élasticité et à la variation des coefficients de frottement dans les filets ou sous la tête de vis ou sur le flanc de l'écrou. Now, in practice, it is constant that, in the implementation of this method, even with the most efficient devices, the value of the tension of the screw remains subject to the variations of its elasticity and to the variation of the coefficients of friction. in the threads or under the screw head or on the side of the nut.
Or, même si les variations d'élasticité propre pour des vis ou des goujons de cavité restent négligeables, il n'en est pas de même des coefficients de friction qui varient dans de tres larges proportions en fonction des lubrifiants utilisés ou de l'absence de lubrifiant, de la présence ou de l'absence de rondelles dans l'assemblage et de la structure géométrique ainsi que la structure métallurgique de surface. Pour un couple de serrage donné, cette imprécision se traduit par des variations sur la tension pouvant dépasser souvent la limite + 20 %. However, even if the variations of elasticity for screws or cavity studs remain negligible, it is not the same for coefficients of friction that vary in very large proportions depending on the lubricants used or the absence lubricant, the presence or absence of washers in the assembly and the geometric structure as well as the metallurgical surface structure. For a given tightening torque, this inaccuracy results in variations on the voltage that can often exceed the + 20% limit.
Serrage à l'angle : Selon ce procédé, à partir du couple d'approche CO, on serre à l'angleZ N correspondant au couple nominal et on vérifie que le couple ainsi appliqué soit compris dans l'intervalle Cumin, Cmax. On vérifie égale- ment que l'angle de serrage compté à partir de l'angle correspondant au couple d'approche est compris entre l'angle correspondant à C min et celui correspondant à la limite élastique. Angle clamping: According to this method, from the approach torque CO, it is clamped to the angle Z N corresponding to the nominal torque and it is verified that the torque thus applied is in the range Cumin, Cmax. It is also verified that the tightening angle counted from the angle corresponding to the approach torque is between the angle corresponding to C min and that corresponding to the elastic limit.
Comme pour le procédé précédent, la dispersion de la tension finale dépend directement de la tension initiale correspondant au couple d'approche ; cette tension peut varier considérablement en fonction des conditions de lubrification de la propreté des filets, des états de surface, etc... As for the previous method, the dispersion of the final voltage depends directly on the initial voltage corresponding to the approach torque; this voltage can vary considerably depending on the conditions of lubrication of the cleanliness of the nets, the surface conditions, etc ...
En résumé, le procédé de serrage au couple et le procédé de serrage à l'angle présentent des analogies pour que ces méthodes permettent un serrage relativement précis, il faut An bon contrôle des coefficients defrot- tement, c'est-à-dire avoir des coefficients de frottement de valeur suffisamment constante. In summary, the torque clamping method and the angle clamping method have analogies so that these methods allow for relatively accurate clamping, good friction control is required, i.e. coefficients of friction of sufficiently constant value.
Serrage à la limite élastique : Ce procédé consiste à verifier en cours de serrage que la pente de la courbe couple/angle de serrage, reste constante. Tightening at the yield point: This process consists of verifying during tightening that the slope of the torque / tightening angle curve remains constant.
Lorsque cette pente décroît, on arrête le serrage. Or, le passage entre la partie rectiligne et la partie infléchie de la courbe de serrage correspond précisément à la limite élastique.When this slope decreases, the tightening is stopped. However, the passage between the rectilinear part and the inflected part of the clamping curve corresponds precisely to the elastic limit.
En conséquence, selon ce procédé, on arrête le serrage après la limite élastique. On risque donc une rupture de l'assemblage, lorsque celui-ci est soumis à des efforts de fatigue car la composante d'efforts alternés que l'assemblage peut accepter, est très réduite. En outre, un tel procédé nécessite une très grande homogénéité des vis et introduit souvent des efforts mécaniques excessifs dans les vis. Consequently, according to this method, the clamping is stopped after the elastic limit. There is therefore a risk of rupture of the assembly, when it is subjected to fatigue forces because the component of alternating forces that the assembly can accept, is very small. In addition, such a process requires a very high homogeneity of the screws and often introduces excessive mechanical forces in the screws.
Mesure directe de l'allongement de la vis
Cette solution citée pour mémoire, ne constitue qu'une solution théorique. En effet, elle permettrait de réduire les écarts considérables entre les allongements des vis serrées selon les procédés connus. Toutefois, la mesure de cet allongement est une mesure extrêmement précise qui ne peut se faire pratiquement qu'en laboratoire en utilisant des moyens extrêmement sophistiqués par exemple des mesures par ultrasons basées sur le temps de réflexion de l'onde dans la vis.Direct measurement of the elongation of the screw
This solution, quoted for the record, is only a theoretical solution. Indeed, it would reduce the considerable differences between the elongations of the screws tightened according to known methods. However, the measurement of this elongation is an extremely accurate measurement that can be done practically only in the laboratory by using extremely sophisticated means, for example ultrasonic measurements based on the reflection time of the wave in the screw.
Or, pour mettre en oeuvre un tel procédé, il faudrait des vis spécialement adaptées au matériel permettant d'injecter une onde d'ultrason et de la recueillir en sortie pour mesurer le temps de réflexion. However, to implement such a method, it would require screws specially adapted to the equipment for injecting an ultrasound wave and collect the output to measure the reflection time.
De plus, en pratique, la vitesse de propagation du son dans le corps de la vis est fonction du champ des contraintes ainsi que de la structure métallurgique de la vis, ce qui rend les mesures extrêmement aléatoires malgré la précision apparente que ces mesures permettraient d'obtenir. Moreover, in practice, the speed of propagation of the sound in the body of the screw is a function of the field of the stresses as well as the metallurgical structure of the screw, which makes the measurements extremely random despite the apparent precision that these measurements would make possible. 'get.
La présente invention a pour but de remdier.aux inconvénients. des solutions c.onnues et se propose de créer des moyens (procédé et installation) permettant de réaliser un serrage avec un allongement effectif précis quel que soit l'état de la vis, les coefficients de frottement des filets, de la tête de vis et du flanc de l'écrou, des lubrifiants utilisés, de la présence ou non de rondelle ainsi que de la structure géométrique et métallurgique de surface, sans risquer de dépasser la limite élastique. The present invention aims to overcome the disadvantages. known solutions and proposes to create means (process and installation) to achieve a clamping with an effective effective elongation regardless of the state of the screw, the friction coefficients of the threads, the screw head and the flank of the nut, lubricants used, the presence or not of the washer and the geometric and metallurgical surface structure, without risking exceeding the elastic limit.
A cet effet, l'invention concerne un procédé caractérisé en ce que pour effectuer un serrage suivant un angle de serrage effectif, prédéterminé, à l'aide d'un moyen de serrage, on choisit un point de début de serrage (couple CO), définissant les valeurs initiales de l'angle gOet du couple CO, on combine ces valeurs O, CO pour définir des grandeurs constantes Ao et PO, on combine l'une de ces grandeurs constantes A0à l'angle de serrage de consigne A pour former une nouvelle grandeur de consigne A', on combine l'autre de ces grandeurs constantes à l'une des variables mesurées (angle de serrage α;, couple de serrage C)pour former une nouvelle variable X et on compare la nouvelle variable X à la grandeur de consigne A' pour générer un signal de fin de serrage destiné à commander le moyen de serrage. For this purpose, the invention relates to a method characterized in that to perform a clamping according to a predetermined effective clamping angle, using a clamping means, a clamping start point (CO torque) is chosen. defining the initial values of the angle gOet of the torque CO, these values O, CO are combined to define constant magnitudes A0 and PO, one of these constant magnitudes A0 is combined with the setpoint clamping angle A to form a new reference quantity A ', the other of these constant quantities is combined with one of the measured variables (clamping angle α;, tightening torque C) to form a new variable X and the new variable X is compared to the set value A 'for generating a clamping end signal for controlling the clamping means.
Suivant une caractéristique de l'invention, l'installation est caratérisée en ce qu'elle comporte un capteur pour détecter une grandeur correspondant à l'angle de rotation du mandrin du dispositif de serrage, un capteur de couple destiné à détecter le couple exerce sur l'assemblage un dispositif de commande relié aux organes de commande (moteur) du mandrin de serrage pour en commander 1 'arrêt lorsque le serrate recherchS est établi, un dispositif d'introduction de paramètres CO, q et un dispositif d'introduction d'une grandeur de consigne sangle de serrage effectif A), ainsi qu'un circuit de traitement relié aux différents éléments, ce dispositif de traitement comportant un comparateur recevant les paramètres fournis par le dispositif ainsi que la valeur instantanée C du couple fournie par le détecteur pour émettre en cas d'égalité un signal S1, un dispositif de mesure d'angle (8) recevant le signal instantané de l'an- gle de serrage α, pour conserver le signal α = α0 reçu lors de la réception du signal S1, un circuit de combinaison recevant les paramètres Co du dispositif et llangl du dispositif de mesure d'angle pour combiner ces grandeurs et fournir des grandeurs constantes Ag et PO, un autre circuit de combinaison recevant, d'une part, la grandeur de consigne A du dispositif d'introduction de grandeur de consigne et l'une des grandeurs constantes Ao pour donner une nouvelle grandeur de consigne A' = f (A, Ao) destinée > un comparateur commandant le circuit de commande, la seconde entrée du comparateur recevant un signal correspondant à.une nouvelle variable x = f ( , C, PO) fournie par un autre circuit de combinaison recevant l'autre grandeur constante PO du circuit de combinaison ainsi que les grandeurs variables et C, le comparateur émettant un signal S2 lorsqu'il constate l'égalité des signaux A' et X appliqués a ees entrées. According to a characteristic of the invention, the installation is characterized in that it comprises a sensor for detecting a magnitude corresponding to the rotation angle of the chuck of the clamping device, a torque sensor for detecting the torque exerts on assembling a control device connected to the control members (motor) of the chuck to control the stop when the desired serrate is established, a parameter introduction device CO, q and an introduction device of an effective clamping strap effective value A), as well as a processing circuit connected to the different elements, this processing device comprising a comparator receiving the parameters supplied by the device as well as the instantaneous value C of the torque supplied by the detector for in case of equality, transmit a signal S1, an angle measuring device (8) receiving the instantaneous signal of the clamping angle α ignal α = α 0 received when receiving the signal S1, a combination circuit receiving the parameters Co of the device and llangl of the angle measuring device to combine these quantities and to provide constant quantities Ag and PO, another combination circuit receiving, on the one hand, the set-point magnitude A of the set-point input device and one of the constant magnitudes Ao to give a new set-point magnitude A '= f (A, Ao) for a> comparator the control circuit, the second input of the comparator receiving a signal corresponding to a new variable x = f (, C, PO) provided by another combination circuit receiving the other constant value PO of the combination circuit as well as the magnitudes variables and C, the comparator transmitting a signal S2 when it notes the equality of the signals A 'and X applied to these inputs.
Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, le premier circuit de combinaison est un différent tiateur donnant une seule grandeur constante Ao qui est la différentielle du couple C en fonction de l'angle i , le second circuit de combinaison est un multiplicateur donnant comme nouvelle grandeur de consigne A' le produit de l'ancienne grandeur de consigne A et de la grandeur constante Ao/ et un troisième circuit de combinaison est un circuit de fonction identité donnant comme nouvelle grandeur variable la grandeur C du couple de serrage. According to another characteristic of the invention, the first combination circuit is a different driver giving a single constant quantity Ao which is the differential of the torque C as a function of the angle i, the second combination circuit is a multiplier giving as the new setpoint quantity A 'the product of the former setpoint quantity A and the constant quantity Ao / and a third combination circuit is an identity function circuit giving as new variable variable the quantity C of the tightening torque.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le premier circuit de combinaison est un différentiateur donnant comme autre grandeur variable PO la différentielle de l'angle de serrage α par rapport au couple C (Po = dα/dC), le second circuit de combinaison est la fonction identité pour la grandeur de consigne A donnant en sortie une nouvelle grandeur de consigne Ai identique à l'ancienne grandeur de consigne A et le troi- sième circuit de combinaison est un multiplicateur fournissant une nouvelle variable X égale au produit de l'autre grandeur Po = ddV et de la variable C égal au couple de serrage. According to another characteristic of the invention, the first combination circuit is a differentiator giving as another variable variable PO the differential of the clamping angle α relative to the torque C (Po = d α / dC), the second combination circuit is the identity function for the setpoint variable A giving a new setpoint quantity Ai identical to the old setpoint quantity A and the third the second combination circuit is a multiplier providing a new variable X equal to the product of the other variable Po = ddV and the variable C equal to the tightening torque.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le premier circuit de combinaison est un circuit de combinaison complexe recevant des paramètres COt q est un angle constant α 1 pour fournir en sortie deux grandeurs constantes Ao =α1 (1 + l/q) et PO = CO (1 + q), le second circuit de combinaison est un soustracteur recevant d'une part la grandeur de consigne A et d'autre part, la grandeur constante Ag pour fournir en sortie la nouvelle grandeur de consigne A' = A - l (1 + l/q), et le troisième circuit de combinaison est un circuit formé d'un comparateur recevant comme grandeur de comparaison l'autre grandeur constante PO = CO (1 + q) et comme variable le couple C pour fournir un signal lorsque le comparateur constate l'identité entre les signaux d'entrée PO et C, ce troisième circuit de combinaison comportant également un dispositif de mesure d'angle qui reçoit comme signal de début de comptage le signal du comparateur et comme autre signal le signal d'angle de serrage $ pour fournir en sortie une nouvelle variable X = i correspondant à l'angle mesuré à partir.de l'envoi du signal et le dispositif de mesure d'angle est relié au comparateur pour recevoir le signal de comparaison sur son entrée de remise à zero commandant le début de la mesure de l'angle (différence d'angle) et, d'autre par le signal du comparateur commandant la fin de la mesure de l'angle pour fournir en sortie l'angle G 1 destiné au premier circuit de combinaison. According to another characteristic of the invention, the first combination circuit is a complex combination circuit receiving parameters COt q is a constant angle α 1 to output two constant magnitudes A 0 = α 1 (1 + 1 / q) and PO = CO (1 + q), the second combination circuit is a subtractor receiving on the one hand the desired magnitude A and on the other hand, the constant quantity Ag for outputting the new setpoint quantity A '= A - 1 (1 + 1 / q), and the third combination circuit is a circuit formed of a comparator receiving as comparison quantity the other constant quantity PO = CO (1 + q) and as the variable C the torque to provide a signal when the comparator finds the identity between the input signals PO and C, this third combination circuit also comprising a device an angle measurement which receives as a start signal the comparator signal and as another signal the tightening angle signal $ to output a new variable X = i corresponding to the angle measured from the sending the signal and the angle measuring device is connected to the comparator to receive the comparison signal on its reset input controlling the beginning of the angle measurement (angle difference) and, furthermore, by the comparator signal controlling the end of the angle measurement for outputting the angle G 1 for the first combination circuit.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le circuit se compose d'un amplificateur opérationnel dont l'une des entrées reçoit un signal de tension V représentant le couple de serrage et l'autre entrée reçoit le signal de pente b de la courbe de serrage fournie par un amplificateur et un potentiomètre donnant un signal G.d. According to another characteristic of the invention, the circuit consists of an operational amplifier of which one of the inputs receives a voltage signal V representing the tightening torque and the other input receives the slope signal b of the voltage curve. clamping provided by an amplifier and a potentiometer giving a Gd signal
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'installation comporte un outil formé d'un moteur pneumatique, hydraulique ou électrique entrainant une broche munie d'une douille, le moteur étant équipé d'un capteur de couple et d'un capteur d'angle pour commander le circuit fournissant le signal d'arrêt à un dispositif de commande d'arrêt telle qu'-une vanne rapide ou un relais. According to another characteristic of the invention, the installation comprises a tool formed of a pneumatic, hydraulic or electrical motor driving a pin provided with a socket, the motor being equipped with a torque sensor and a sensor. angle for controlling the circuit providing the stop signal to a stop controller such as a fast valve or a relay.
Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, le circuit électronique recevant les signaux de fonctionnement i , C, CO, A) est un circuit analogique ou un circuit numérique. According to another characteristic of the invention, the electronic circuit receiving the operating signals i, C, CO, A) is an analog circuit or a digital circuit.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'installation est constituée par un module destiné à venir sur un outil existant pour recevoir la douille de vissage, ce module comportant un moyen de coupure tel qu'un embrayage ou un interrupteur d'alimentation de l'outil pour arrêter le serrage, le module comportant les capteurs d'angle et de couple ainsi que le circuit de traitement des signaux. According to another characteristic of the invention, the installation consists of a module intended to come on an existing tool for receiving the screw socket, this module comprising a breaking means such as a clutch or a power supply switch. the tool for stopping the clamping, the module comprising the angle and torque sensors and the signal processing circuit.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le capteur d"angle est constitué par une roue phonique, ou analogue, un contact tournant fournissant des signaux d'angle commandant la mesure du couple par le capteur de couple. According to another characteristic of the invention, the angle sensor is constituted by a sound wheel, or the like, a rotating contact providing angle signals controlling the torque measurement by the torque sensor.
Le procédé selon l'invention permet de faire abstraction de tous les éléments aléatoires d'une vis D ou analogues pour réaliser un allongement réel de la vis à une valeur prédéterminée et sans dépasser cette valeur. The method according to the invention makes it possible to ignore all the random elements of a screw D or the like to achieve a real elongation of the screw to a predetermined value and without exceeding this value.
Un tel procédé peut se mettre en oeuvre indifféremment avec des moyens analogiques ou numériques, c'est-à-dire un circuit électronique analogique ou un circuit électronique numérique à microprocesseur. Such a method can be implemented indifferently with analog or digital means, that is to say an analog electronic circuit or a digital electronic microprocessor circuit.
Dans les deux cas, et quelle que soit par ailleurs la réalisation de détail des moyens de mise en oeuvre du procédé, la solution peut se réaliser avec des moyens simples et peu coûteux, permettant l'application de l'invention à des appareils et outils très largement diffusés dans l'industrie. In both cases, and whatever else the detailed realization of the means of implementation of the method, the solution can be achieved with simple and inexpensive means, allowing the application of the invention to devices and tools widely distributed in the industry.
La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels
- La figure 1 est un schéma-bloc servant à expliquer l'invention,
- La figure 2 est un schEma-bloc d'unscircuit pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, pour le serrage asservi par le couple.The present invention will be described in more detail with the aid of the accompanying drawings, in which
FIG. 1 is a block diagram serving to explain the invention,
FIG. 2 is a block diagram of a circuit for implementing the method according to the invention for torque-controlled clamping.
- La figure 3 est un schéma-bloc analogue à celui de la figure 2 pour une variante correspondant au serrage asservi par le couple. - Figure 3 is a block diagram similar to that of Figure 2 for a variant corresponding to the torque-controlled clamping.
- La figure 4 est un schéma-bloc d'un circuit de mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour un serrage asservi par l'angle. FIG. 4 is a block diagram of a circuit for implementing the method according to the invention for an angle controlled clamping.
- La figure 5 est un schéma électronique d'un circuit simplifié pour la mise en oeuvre de l'invention,
- La figure 6 est un schéma d'un appareil de serrage de l'invention.FIG. 5 is an electronic diagram of a simplified circuit for implementing the invention,
- Figure 6 is a diagram of a clamping apparatus of the invention.
De façon générale, le procédé de serrage d'un assemblage de type vis, selon l'invention, avec contrôle de l'allongement ou de la tension mécanique appliquée à la vis, pour effectuer un serrage suivant un angle de serrage effectif, prédéterminé, c'est-à-dire un angle de serrage choisi en fonction de l'allongement souhaité de la vis et du pas de la vis, consiste a choisir un point de départ sur la partie linéaire de la courbe de serrage.Ce choix se fait de la façon la plus simple en choisissant un couple dit "initial" CO correspondant à une fraction du couple nominal, de façon à se situer avec certitude sur la partie linéaire de la courbe
A partir de ce couple "initial1' e0, on détermine l'angle correspondant0. Cet angle peut se déterminer par comparaison en retenant l'anglet αo lu lorsque le couple atteint la valeur CO.In general, the method of tightening a screw-type assembly, according to the invention, with control of the elongation or of the mechanical tension applied to the screw, in order to effect a tightening according to a predetermined effective clamping angle, that is to say a tightening angle chosen according to the desired elongation of the screw and the pitch of the screw, consists in choosing a starting point on the linear part of the tightening curve. This choice is made in the simplest way by choosing a pair called "initial" CO corresponding to a fraction of the nominal torque, so as to be located with certainty on the linear part of the curve
From this "initial1" pair e0, the corresponding angle is determined.10 This angle can be determined by comparison by retaining the tab α o lu when the pair reaches the value CO.
On combine les grandeurs C0 et αo pour former des grandeurs dites "grandeurs constantes A0 et PO". L'une de ces grandeurs Ao est combinée à l'angle de serrage de consigne A pour former une nouvelle grandeur Ai dite nouvelle grandeur de consigne". The magnitudes C0 and α are combined to form quantities called "constant magnitudes A0 and PO". One of these magnitudes Ao is combined with the setpoint clamping angle A to form a new quantity Ai called the new setpoint quantity ".
L'autre grandeur constante PO est combinée à l'angle instantané $ et au couple instantané C pour former une nouvelle variable X qui est une-fonction des variables α et C ainsi que de la grandeur constante PO. The other constant quantity PO is combined with the instantaneous angle $ and the instantaneous pair C to form a new variable X which is a function of the variables α and C as well as the constant magnitude PO.
Puis on compare cette nouvelle variable X à la nouvelle 'grandeur de consigne A' pour en cas d'égalité commander l'arrêt du serrage. Then we compare this new variable X to the new 'set value A' for in case of equality to control the stop tightening.
Le schéma-bloc de la figure 1 montre à la fois le procédé et le circuit pour la mise en oeuvre de ce procédé. The block diagram of FIG. 1 shows both the method and the circuit for carrying out this method.
Selon l'invention, à l'aide d'un capteur d'angle 1 et d'un capteur de couple 2, on détermine 1'angle instan- tané de serrage et le couple instantané de serrage C pour agir sur le dispositif de commande 3 assurant l'arrêt instantané (a l'inertie près) du serrage en tenant compte de paramètres CO introduits dans l'appareil ainsi que de l'angle de serrage effectif A déterminé suivant l'allongement voulu et en tenant compte du pas de la vis. According to the invention, with the aid of an angle sensor 1 and a torque sensor 2, the instantaneous clamping angle and the instantaneous tightening torque C are determined to act on the control device. 3 ensuring the instantaneous stop (at the moment of inertia) of the tightening taking into account parameters CO introduced into the apparatus as well as the effective clamping angle A determined according to the desired elongation and taking into account the pitch of the screw.
Les paramètres Co et l'angle de serrage A sont introduits dans l'appareil par des dispositifs d'introduction 4, 5 tels que des potentiomètres dans le cas de circuits analogiques. The parameters Co and the clamping angle A are introduced into the apparatus by input devices 4, 5 such as potentiometers in the case of analog circuits.
Les paramètres CO sont en général limités à un seul paramètre qui est un couple dit "couple initial C choisi arbitrairement sur la partie linéaire de la courbe représentant le couple C en fonction de l'angle de serrage . The parameters CO are generally limited to a single parameter which is a pair called initial torque C arbitrarily chosen on the linear part of the curve representing the torque C as a function of the clamping angle.
Les différents dispositifs 1, 2, 3, 4, 5 sont reliés à un circuit de traitement 6. Le circuit 6 se compose d'un comparateur à seuil 7 qui-reçoit comme valeur de seuil, le signal CO du couple initial et comme grandeur courante le couple C fourni par le capteur 2 pour donner un signal de sortie S1 lorsque le comparateur 7 constate l'égalité C = e0. The various devices 1, 2, 3, 4, 5 are connected to a processing circuit 6. The circuit 6 consists of a threshold comparator 7 which receives as a threshold value the signal CO of the initial torque and as a magnitude the torque C supplied by the sensor 2 to give an output signal S1 when the comparator 7 finds the equality C = e0.
Le circuit 6 comporte également un compteur d'angle 8 qui reçoit le signal S1 ainsi que le signal représentant l'angle instantanX Le compteur 8 est remis à zéro initialement puis il mesure l'angle OÇ courant en comptant par exemple des impulsions. Ce comptage se poursuit jusqu a la réception du signal S1. Celui-ci bloque le compteur 8 qui fournit le signal αo correspondant à l'angle de serrage associé au couple CO, à un circuit de combinaison 9 recevant par ailleurs le signal CO. The circuit 6 also comprises an angle counter 8 which receives the signal S1 as well as the signal representing the instantaneous angle. The counter 8 is initially reset and then measures the current angle O, for example by counting pulses. This counting continues until the reception of the signal S1. This blocks the counter 8 which supplies the signal α o corresponding to the clamping angle associated with the torque CO, to a combination circuit 9 which also receives the signal CO.
A l'aide des signaux correspondant aux valeurs "initiales" (C07O(0), le circuit 9 forme les grandeurs constantes Ag, PO. With the aid of the signals corresponding to the "initial" values (C07O (0), the circuit 9 forms the constant quantities Ag, PO.
Le circuit 6 comporte également un circuit de combinaison 10 recevant, d'une part, le signal de consigne A et, d'autre part, la grandeur constante Ag du circuit 9 pour former une nouvelle grandeur de cons i- gne A' = f (A, Ao) qui est une-fonction des deux signaux A et A0 reçus. The circuit 6 also comprises a combination circuit 10 receiving, on the one hand, the setpoint signal A and, on the other hand, the constant magnitude Ag of the circuit 9 to form a new size of cons A '= f (A, Ao) which is a function of the two received signals A and A0.
Un autre circuit de combinaison 11 reçoit l'autre grandeur constante PO ainsi que les grandeurs variables C, α pour former une nouvelle grandeur variable X=f (i , C, PO) qui est une fonction des deux variables et C ainsi que de la grandeur constante
Les fonctions A' = f (A1, Ao) et X = f d , C, P0) peuvent prendre différentes formes comme cela sera explicité ci-après ; ces fonctions peuvent également se limiter à la fonction identité par exemple A' = A ou X = C, etc...Another combination circuit 11 receives the other constant value PO as well as the variable variables C, α to form a new variable variable X = f (i, C, PO) which is a function of the two variables and C as well as the constant magnitude
The functions A '= f (A1, Ao) and X = fd, C, P0) can take different forms as will be explained hereinafter; these functions can also be limited to the identity function for example A '= A or X = C, etc.
Dans un tel cas, par convention, les entrées des circuits de combinaison correspondant aux autres variables ou grandeurs ne seront pas branchées.In such a case, by convention, the inputs of the combination circuits corresponding to the other variables or quantities will not be connected.
Les signaux A' et X sont fournis à un comparateur 12 qui, en cas d'égalité, fournit un signal S2 au circuit de commande 3 assurant l'arrêt du serrage. The signals A 'and X are supplied to a comparator 12 which, in the case of equality, supplies a signal S2 to the control circuit 3 ensuring that the clamping is stopped.
Dans la suite de la description, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes blocs fonctionnels ou des blocs équivalents. In the remainder of the description, the same references will be used to designate the same functional blocks or equivalent blocks.
La figure 2 montre un premier mode de réalisation d'un schéma d'une machine de serrage selon l'invention dont les parties connues, telles que 1a broche de serrage et le moteur d'entrainement n'ont pas été représentées. FIG. 2 shows a first embodiment of a diagram of a clamping machine according to the invention, the known parts of which, such as the clamping spindle and the driving motor, have not been shown.
Ce circuit se compose d'un capteur d'angle 1, d'un capteur de couple 2, d'un dispositif d'introduction de la grandeur de consigne 5, d'un circuit de traitement 6A et d'un circuit de commande 3. Le capteur d'angle 1 et le capteur de couple 2 sont par exemple montés sur .1'ensemble broche-moteur et le circuit de commande 3 est relié au moteur pour commander son arrêt immédiat dès l'é- mission du signal d'arrêt. This circuit consists of an angle sensor 1, a torque sensor 2, a device for introducing the desired quantity 5, a processing circuit 6A and a control circuit 3. The angle sensor 1 and the torque sensor 2 are, for example, mounted on the motor pin assembly and the control circuit 3 is connected to the motor to command its immediate stop when the signal is issued. stop.
Le dispositif 5 fournissant la grandeur de consigne A est un dispositif réglable permettant de règler la grandeur de consigne A, c'est-à-dire l'angle de serrage effectif A. The device 5 supplying the setpoint variable A is an adjustable device making it possible to regulate the setpoint variable A, that is to say the effective clamping angle A.
Le circuit de combinaison 9A se compose d'un différentiateur qui reçoit la valeur instantanée de l'angle de serrage fourni par le capteur 1 ainsi que la valeur instantanée C du couple de serrage fourni par le capteur de couple 2. Le couple C est fourni au différentiateur 9A par l'intermédiaire du comparateur 7 de façon que la valeur du couple C ne soit transmise que lorsque le couple est supérieur au couple d'approche, c'est-à-dire pour que le couple corresponde à un serrage sur la partie linéaire de la courbe de serrage. The combination circuit 9A consists of a differentiator which receives the instantaneous value of the clamping angle supplied by the sensor 1 as well as the instantaneous value C of the tightening torque provided by the torque sensor 2. The torque C is supplied to the differentiator 9A through the comparator 7 so that the value of the torque C is transmitted only when the torque is greater than the approach torque, that is to say, so that the torque corresponds to a tightening on the linear part of the tightening curve.
Le seuil du comparateur 7 est règlé à une valeur quelconque choisie par exemple en fonction du couple nominal. The threshold of the comparator 7 is set to any value chosen for example as a function of the nominal torque.
Le différentiateur 9A fournit la différentielle dC/dd au circuit de combinaison 10 constitué par un multiplicateur 1 qui reçoit par ailleurs la grandeur de consigne
A. Le multiplicateur lOA effectue la multiplication des grandeurs A et dC/d i . Cette grandeur qui est constante puisque le point de serrage évolue sur la partie linéaire de la courbe de serrage, est appliquée comme nouvelle grandeur de consigne A' au comparateur 12.The differentiator 9A supplies the differential dC / dd to the combination circuit 10 constituted by a multiplier 1 which also receives the nominal quantity
A. The multiplier 10A multiplies the quantities A and dC / di. This quantity, which is constant since the tightening point evolves on the linear part of the clamping curve, is applied as a new reference quantity A 'to the comparator 12.
Le circuit de combinaison 11A est constitué par la fonction identité pour C. On obtient ainsi en sortie la nouvelle variable X = f (OÇ, C, P0) = C. En pratique, cela revient à relier directement le capteur de couple 2 à l'une des entrées du comparateur 12. Lorsque le comparateur 12 constate l'égalité des grandeurs X et AO, il envoie un signal S2 au circuit de commande 3. Ce circuit de commande 3 commande alors l'arrêt instantané du serrage. The combination circuit 11A is constituted by the identity function for C. Thus, the new variable X = f (O, C, P0) = C is obtained at the output. In practice, this amounts to directly connecting the torque sensor 2 to the one of the inputs of the comparator 12. When the comparator 12 finds the equality of the quantities X and A0, it sends a signal S2 to the control circuit 3. This control circuit 3 then controls the instantaneous stopping of the clamping.
Le couple de serrage ainsi établi est donc le couple
Cm= A.dC/dα , c'est-à-dire que l'angle de serrage effectif est l'angle A.The tightening torque thus established is therefore the torque
Cm = A.dC / d α that is, the effective clamping angle is angle A.
L'asservissement du serrage, réalisé selon le dispositif de la figure 2, est un asservissement par le couple puisque le couple évolue jusque atteindre une valeur correspondant à l'angle de serrage A. The slaving of the clamping, carried out according to the device of FIG. 2, is a servo-control by the torque since the torque evolves until reaching a value corresponding to the tightening angle A.
La figure 3 montre une variante du dispositif de la figure 2. FIG. 3 shows a variant of the device of FIG. 2.
Le circuit de traitement 6B est légèrement différent du circuit de traitement 6A. En effet, ce circuit de traitement 6B comporte comme circuit de combinaison 9B, un différentiateur donnant une seule grandeur constante PO en sortie et pas de grandeur A0. The processing circuit 6B is slightly different from the processing circuit 6A. Indeed, this processing circuit 6B comprises as a combination circuit 9B, a differentiator giving a single constant size PO output and no magnitude A0.
Le circuit de combinaison 11B est un multi plicateur recevant les signaux C et PO = dCtg our former la nouvelle variable X = f (, C, Po) = C dα/dC. Combination circuit 11B is a multiplier receiving signals C and PO = dCtg to form the new variable X = f (, C, Po) = C d α / dC.
Le circuit de combinaison 10 qui est la fonction identité pour A A' = f (A, Ao) = A nasa pas été représentée. The combining circuit 10 which is the identity function for A A '= f (A, Ao) = A has not been represented.
Lorsque le comparateur 12 constate l'légalité
A' = X, c'est-à-dire A = C.dc(/ dC, il envoie un signal au circuit de commande 3 qui commande immédiatement l'arrêt du serrage.When the comparator 12 finds the legality
A '= X, that is to say A = C.dc (/ dC, it sends a signal to the control circuit 3 which immediately commands the stopping of the clamping.
La figure 4 représente schématiquement un autre circuit pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. FIG. 4 diagrammatically represents another circuit for implementing the method according to the invention.
Ce circuit effectue un asservissement en fonction de l'angle de serrage
Comme précédemment, les éléments de ce circuit correspondant à ceux des circuits des figures 2 et 3, portent les mêmes références numériques. This circuit performs a servo-control according to the tightening angle
As before, the elements of this circuit corresponding to those of the circuits of FIGS. 2 and 3 bear the same reference numerals.
Le circuit de traitement 6C des signaux de consigne A, de couple C et d'angle comporte un dispositif 4C pour introduire deux grandeurs CO et q permettant de définir des seuils. Le dispositif 4C permet d'introduire un couple initial Co choisi de façon à être supérieur au couple d'approche c'est-à-dire pour que le point de serrage correspondant au couple C0 se trouve sur la partie linéaire de la courbe de serrage. La grandeur q introduite par le dispositif 4C est un nombre quelconque mais dépendant du choix du couple initial Co de façon que le couple C' = Co (1 + q) soit nettement inférieur au couple nominal CN.-
Si, suivant l'usage, le couple Co correspond à la moitié du couple nominal CN, la grandeur q doit donc être choisie inférieure à l'unité.The processing circuit 6C of the setpoint A, torque C and angle signals comprises a device 4C for introducing two quantities CO and q for defining thresholds. The device 4C makes it possible to introduce an initial torque Co chosen so as to be greater than the approach torque, that is, so that the clamping point corresponding to the torque C0 is on the linear part of the tightening curve. . The quantity q introduced by the device 4C is any number but depends on the choice of the initial torque Co so that the torque C '= Co (1 + q) is significantly lower than the nominal torque CN.-
If, according to use, the torque Co corresponds to half the nominal torque CN, then the quantity q must be chosen less than unity.
Dans ce circuit 6C, le comparateur 7 fournit un signal S1 à l'entrée de remise à zéro du compteur 8C de façon qu'à partir de la réception du signal S1, ce compteur puisse mesurer un angle i 1 correspondant en fait à la différence de l'angle de serrage 4 et de l'angle de serrage αo pour le couple Co La fin de comptage donnant l'angle est définie par le signal S4 obtenu comme cela sera expliqué plus loin. Le dispositif 4C est également relié à un circuit de combinaison 9C pour lui fournir les deux paramètres Cg, q. Le circuit 9C reçoit en outre le signal . Il donne en sortie les deux grandeurs constantes
Ao et Po Ao = 1 (1 + l/q)
Po = Co (1 + q)
Le circuit de combinaison 10C est constitué par un soustracteur recevant les signaux A et Ao pour fournir en sortie le signal A'
A' = f (A, Ao) = A > (1 + 1/q)
Le circuit de combinaison llC est plus complexe que les précédents circuits 11A, 11B. Il se compose en fait d'un comparateur llCl et d'un compteur d'angle 11C2.In this circuit 6C, the comparator 7 supplies a signal S1 to the reset input of the counter 8C so that, from the reception of the signal S1, this counter can measure an angle i 1 corresponding in fact to the difference the tightening angle 4 and the clamping angle alpha for the Co torque The end of counting giving the angle is defined by the signal S4 obtained as will be explained later. The device 4C is also connected to a combination circuit 9C to provide the two parameters Cg, q. The circuit 9C further receives the signal. It outputs the two constant magnitudes
Ao and Po Ao = 1 (1 + l / q)
Po = Co (1 + q)
The combination circuit 10C is constituted by a subtractor receiving the signals A and Ao to output the signal A '
A '= f (A, Ao) = A> (1 + 1 / q)
Combination circuit 11C is more complex than previous circuits 11A, 11B. It consists in fact of a comparator llCl and an angle counter 11C2.
Le comparateur llCl reçoit d'une part-la grandeur constante PO = CO (1 + q) et, d'autre part, la variable C pour comparer ces deux termes'; lorsque C atteint la valeur PO = CO (1 + q), il émet un signal S4 appliqué, d'une part, au compteur d'angle 9C, comme cela a été décrit et d'autre part, au capteur d'angle 11C2 qui est remis à zéro par ce signal S4 et ne compte en fait qu'une différence d'angle de serrage. Ce signal de différence ' devient la nouvelle variable X. The comparator 11Cl receives on the one hand the constant quantity PO = CO (1 + q) and, on the other hand, the variable C to compare these two terms; when C reaches the value PO = CO (1 + q), it transmits a signal S4 applied, on the one hand, to the angle counter 9C, as described and on the other hand, to the angle sensor 11C2 which is reset by this signal S4 and in fact only counts a difference in clamping angle. This difference signal 'becomes the new variable X.
Le comparateur 12 compare comme précédemment les grandeurs A' et X pour donner un signal de commande lorsque l'égalité est atteinte. The comparator 12 compares as previously the quantities A 'and X to give a control signal when the equality is reached.
Les différents circuits décrits ci-dessus à titre d'exemples, sont de préférence des circuits analogiques. Toutefois, les mêmes fonctions peuvent être réalisées par des circuits numériques réalisés autour d'un microprocesseur. Toutefois, dans ce cas, les signaux analogiques correspondant à l'angle de serrage OÇ et au couple de serrage C, devront être transformés en des signaux numériques par-des convertisseurs analogiques/ numériques. Une conversion inverse peut être nécessaire en sortie du circuit de commande. The various circuits described above as examples are preferably analog circuits. However, the same functions can be realized by digital circuits made around a microprocessor. However, in this case, the analog signals corresponding to the tightening angle O C and the tightening torque C, will have to be converted into digital signals by analog / digital converters. An inverse conversion may be necessary at the output of the control circuit.
En effet, dans la solution analogique, les grandeurs telles que C,O(r CO sont des signaux de tension électrique. Indeed, in the analog solution, the quantities such as C, O (r CO are electrical voltage signals.
Suivant une solution pratique avantageuse, les impulsions de mesure de l'angle i et de commande des mesures de couple C, sont générées par un distributeur rotatif formé d'une roue à n pôles, liée à la broche de serrage ou au moteur et tournant en regard d'une roue à p pôles. Si n et p sont premiers entre eux, deux pôles se trouveront en regard n.p fois par tour. Cette colnci- dence permet la commande ; les roues peuvent par exemple être des roues aimantées et ainsi la coincidence de deux pôles correspond à un minimum pour l'entrefer. La roue peut également être une roue dite "phonique", utilisant un couple photoémetteur/photocapteur. According to an advantageous practical solution, the pulses for measuring the angle i and for controlling the torque measurements C, are generated by a rotary distributor formed of an n-pole wheel connected to the clamping spindle or to the motor and rotating. next to a wheel with poles. If n and p are prime between them, two poles will be facing np times per turn. This colncidence allows control; the wheels may for example be magnetized wheels and thus the coincidence of two poles corresponds to a minimum for the gap. The wheel may also be a "phonic" wheel, using a light emitter / photosensor couple.
Dans le cas d'une roue dont la partie tournante présente n pôles et la partie fixe p pôles, il y a n.p points de coincidence par tour ; dans le cas particulier, pratique de n = 8 et p = q, on a 72 points de coincidence, ce qui 360 correspond à une résolution angulaire de 72 # 5 ; une telle résolution est excellente pour assurer un serrage précis. In the case of a wheel whose rotating part has n poles and the fixed part p poles, there are n.p points of coincidence per revolution; in the particular case, practical of n = 8 and p = q, one has 72 points of coincidence, which 360 corresponds to an angular resolution of 72 # 5; such a resolution is excellent to ensure accurate clamping.
Dans le cas d'un contact tournant, on peut avantageusement utiliser les impulsions émises à chaque position de contact pour lire le couple correspondant. In the case of a rotating contact, it is advantageous to use the pulses emitted at each contact position to read the corresponding torque.
Suivant une variante non représentée, on utilise un moteur à puissance constante et la caractéristique de montée en couple est déterminée directement, en fonction de la vitesse bul, , à partir de la dérivée di/dt = GJdC/dsk du courant i mesurant le couple appliqué, dérivée qui peut être obtenue par exemple par la tension aux bornes d'une inductance L, et la coupure est appliquée quand cette tension a atteint une certaine valeur inversement proportionnelle à l'angle de rotation sous tension A désiré. According to a variant not shown, a constant power motor is used and the torque rise characteristic is determined directly, as a function of the speed b1, from the derivative di / dt = GJdC / dsk of the current i measuring the torque. applied derivative, which can be obtained for example by the voltage across an inductor L, and the cut is applied when this voltage has reached a certain value inversely proportional to the desired voltage rotation angle A.
On a en effet alors di dC KL
C# = C # = L di C = α dα ## coupure = A
La figure 5 montre un mode de réalisation particulièrement simple d'un circuit pour la mise èn oeuvre du procédé. Ce circuit reçoit le signal de tension V qui correspond au couple mesuré et le signal b = dC/d qui est une constante représentant la pente de la courbe de montée en tension. Le signal b est amplifié si nécessaire par un amplificateur 40 pour être transformé en un signal de tension g.b par un potentiomètre 41 ; g est choisi égal à A.k, relation dans laquelle k est une constante du système, liée au gain du capteur et A est la grandeur de consigne déjà définie ci-dessus.We have indeed di dC KL
C # = C # = L di C = α d α## cutoff = A
FIG. 5 shows a particularly simple embodiment of a circuit for implementing the method. This circuit receives the voltage signal V which corresponds to the measured torque and the signal b = dC / d which is a constant representing the slope of the voltage rise curve. The signal b is amplified if necessary by an amplifier 40 to be converted into a voltage signal gb by a potentiometer 41; g is chosen equal to Ak, in which k is a constant of the system, linked to the gain of the sensor and A is the reference quantity already defined above.
Le signal obtenu g.b est appliqué par l'intermédiaire d'une résistance R à l'une des entrées d'un amplificateur opérationnel 42 dont l'autre entrée reçoit également par l'intermédiaire d'une résistance R, le signal V représentant le couple. The signal obtained gb is applied via a resistor R to one of the inputs of an operational amplifier 42 whose other input also receives via a resistor R, the signal V representing the torque .
L'amplificateur opérationnel peut par exemple etre un amplificateur opérationnel de type 741. Cet amplificateur fonctionne comme comparateur de tension qui compare à chaque instant la tension V mesurant le couple à la grandeur de consigne g.b. Lorsqu'il y a égalité, la sortie S de l'amplificateur opérationnel 42 hascule pour commander un relais non représenté assurant l'arrêt immédiat du serrage par débrayage ou par arrêt du moteur. The operational amplifier may for example be a type 741 operational amplifier. This amplifier operates as a voltage comparator which compares at each instant the voltage V measuring the torque to the reference variable g.b. When there is equality, the output S of the operational amplifier 42 hascule to control a not shown relay ensuring the immediate stop clamping by clutch or stopping the engine.
Il est à remarquer que tout système-mécanique présente une certaine inertie, raison pour laquelle il est nécessaire de tenir compte de cette inertie dans l'établissement de la grandeur de consigne A. It should be noted that any mechanical system has a certain inertia, which is why it is necessary to take into account this inertia in the establishment of the reference quantity A.
De façon avantageuse, le dispositif permet de détecter les assemblages anormaux par exemple une vis défectueuse7 etc.. En effet, Si la limite élastique est atteinte avant le serrage à l'angle A, par exemple si la vis est trop 'faible, cela se traduit par une diminution rapide de -la pente b et donc de la valeur g.b la machine s arrêterad'elle-même car g.b qui devrait être constant, diminue et devient inférieur à V. Il assagit là d'un avantage très important du dispositif car cela constitue une sécurité intrinsèque. Advantageously, the device makes it possible to detect abnormal assemblies, for example a defective screw 7 etc. In fact, if the elastic limit is reached before tightening at the angle A, for example if the screw is too weak, this is translated by a rapid decrease in -the slope b and thus the value gb the machine stop itself because gb which should be constant, decreases and becomes less than V. There is a very important advantage of the device because this is an intrinsic safety.
De plus, l'invention permet à tout instant de comparer le couple et la perte de montée en couple à des potentiels minimaux et maximaux de référence, à l'aide de comparateurs de tension semblable pour détecter les assemblages anormaux avec grippage ou des vis défectueuses. In addition, the invention makes it possible at any time to compare torque and torque loss at minimum and maximum reference potentials, using similar voltage comparators to detect abnormal assemblies with galling or defective screws. .
La figure 6 montre un dispositif de serrage selon l'invention, qui se compose d'un moteur 50 entraînant une broche 51 munie d'une douille 52. La broche est équipée d'un capteur électrique de couple 53 correspondant au capteur 10 ainsi que d'un capteur d'angle 54 correspondant au capteur 11. L'ensemble du circuit électronique correspondant au circuit 13, 20, 30 est logé dans le boîtier 55. Ce boîtier 55 est relié au circuit de commande constitué par une vanne de coupure rapide 56 ou relais. FIG. 6 shows a clamping device according to the invention, which consists of a motor 50 driving a spindle 51 provided with a bushing 52. The spindle is equipped with an electrical torque sensor 53 corresponding to the sensor 10 as well as an angle sensor 54 corresponding to the sensor 11. The entire electronic circuit corresponding to the circuit 13, 20, 30 is housed in the housing 55. This housing 55 is connected to the control circuit constituted by a fast shut-off valve. 56 or relay.
Bien que le dispositif selon l'invention puisse stapplXquer à des dispositifs de serrage pneumatiques, hydrauliques ou électriques, il est particulièrement intéressant de l'appliquer à un dispositif équipé d'un moteur électrique plus économe en énergie et plus silencieux que les moteurs pneumatiques. Although the device according to the invention can be applied to pneumatic, hydraulic or electric clamping devices, it is particularly advantageous to apply it to a device equipped with an electric motor that is more energy efficient and quieter than pneumatic motors.
Cela simplifie également la réalisation du dispositif car la mesure du couple se fait par une simple mesure de l'intensité électrique. This also simplifies the realization of the device because the measurement of the torque is done by a simple measurement of the electrical intensity.
De façon particulièrement simple et avantageuse, l'invention peut se réaliser sous la forme d'un module destiné a équiper les outils motorisés ou manuels existants. In a particularly simple and advantageous way, the invention can be realized in the form of a module intended to equip existing power tools or manuals.
Un tel module, non représenté7 se compose d'un boîtier muni d'une broche dont une extrémité se fixe sur la sortie de la visseuse ou plus généralement de l'outil et l'autre extrémité reçoit la douille servant au vissage. Le boîtier contient les capteurs d'angle et de couple ainsi que le circuit de traitement des signaux. L'arret du serrage se réalise soit à l'aide d'un embrayage prévu dans le module soit par l'intermédiaire d'un moyen de coupure de l'alimentation électrique ou pneumatique de l'outil.Such a module, not shown, consists of a housing provided with a pin whose one end is fixed on the output of the screwdriver or more generally of the tool and the other end receives the socket for screwing. The housing contains the angle and torque sensors as well as the signal processing circuit. The clamping is stopped either by means of a clutch provided in the module or by means of a means for cutting off the electrical or pneumatic supply of the tool.
En raison de la grande variété des composants électroniques disponibles, on pourra imaginer de multiples architectures pour réaliser cette fonction d'asservisse- ment direct, à une valeur pré-établie, de la rotation de la broche sous tension effective de la vis, et ainsi du contrôle de l'allongement, sans sortir du domaine de l'invention. Due to the wide variety of electronic components available, it is possible to imagine multiple architectures for performing this function of direct servoing, at a pre-established value, of the rotation of the spindle under effective tension of the screw, and thus control of the elongation, without departing from the scope of the invention.
Le dispositif, objet de l'invention, peut être appliqué à tous les assemblages vissés existants, sans aucune modification de ces assemblages, quand une grande précision dans les efforts mécaniques appliqués-est requise, et plus particulièrement dans tous les cas où la sécurité et/ou la tenue mécanique sont en cause. Il peut être utilisé aussi bien sur des machines automatiques multibroches que sur des clefs manuelles, et concerne tous les secteurs de la production, depuis le laboratoire jusqu'aux usines de très grandes séries. The device, object of the invention, can be applied to all existing screwed connections, without any modification of these assemblies, when a high precision in the applied mechanical forces is required, and more particularly in all cases where the safety and / or the mechanical strength are involved. It can be used on automatic multi-spindle machines as well as on manual keys, and concerns all sectors of production, from the laboratory to large-scale factories.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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| FR8304920A FR2543041B1 (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | METHOD AND INSTALLATION FOR TIGHTENING A SCREW TYPE CONNECTION WITH CONTROL OF THE MECHANICAL TENSION APPLIED TO THE SCREW |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR8304920A FR2543041B1 (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | METHOD AND INSTALLATION FOR TIGHTENING A SCREW TYPE CONNECTION WITH CONTROL OF THE MECHANICAL TENSION APPLIED TO THE SCREW |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2543041B1 FR2543041B1 (en) | 1985-08-09 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse | ||
| AR | Application made for restoration | ||
| DI | Inadmissibility of an action of restoration | ||
| RC | Opposition against decision of lapse | ||
| DI | Inadmissibility of an action of restoration |