FR2551387A1

FR2551387A1 - Procede de controle d'un outil de vissage a commande electronique

Info

Publication number: FR2551387A1
Application number: FR8410691A
Authority: FR
Inventors: Bernhard Polzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-07-06
Filing date: 1984-07-05
Publication date: 1985-03-08
Also published as: IT8421663A1; IT8421663A0; DE3324333A1; IT1176357B; SE8403335D0; DE3324333C2; SE8403335L; SE467243B

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE PERMETTANT DE CONTROLER LES DEFAILLANCES DE SYSTEME POUVANT AFFECTER UN OUTIL DE VISSAGE S A COMMANDE ELECTRONIQUE, EN INTRODUISANT, EN PLUS DE GRANDEURS DE COUPLE MD ET D'ANGLE W, UNE GRANDEUR SUPPLEMENTAIRE WK VARIANT EN FONCTION DU PROCESSUS DE VISSAGE ET TENANT LIEU DE SIGNAL DE CONTROLE AUQUEL EST ATTRIBUEE UNE PLAGE DE TOLERANCE; AU MOINS AU MOMENT DE LA MISE HORS CIRCUIT DE L'OUTIL, ON VERIFIE EN E SI LES SIGNAUX S'INSCRIVENT A L'INTERIEUR, AU-DESSOUS OU AU-DESSUS DE LA PLAGE DE TOLERANCE ET, EN CONFRONTANT LES RESULTATS COMPARATIFS, ON DETERMINE SI LE PROCESSUS DE VISSAGE EST CORRECT ETOU SI LES DEFAILLANCES DE SYSTEME SE PRODUISENT EN B.

Description

PROCEDE DE CONTROLE D'UN OUTIL DE VISSAGE A
COMMANDE ELECTRONIQUE
L'invention concerne un procédé de contrôle ou de surveillance d'un outil de vissage à commande électronique qui est relié à un indicateur ou capteur de couple et à un indicateur ou capteur d'angle, dont les signaux de sortie sont dirigés vers une électronique de commande chargée de contrôler le processus de vissage et d'arreter l'outil de vissage en fonction de critères d'arrêt prédéterminés et de comparer les signaux des indicateurs avec des valeurs minimales et maximales correspondantes prédéterminées et de faire connaître la qualité du vissage en fonction des résultats comparatifs obtenus.

Dans les secteurs de l'automatisation et du vissage, les outils de ce type réalisent des assemblages vissés critiques soumis à de sévères exigences de sécurité. Ainsi, c'est avec des outils de vissage de ce type que sont réalisés par exemple des assemblages vissés sur des étriers de frein, des équipements de direction, des suspensions d'essieu, des fixations de roue sur les voitures automobiles, etc.

Dans certains outils de vissage connus sont prévus un indicateur ou capteur de couple et un indicateur ou capteur d'angle dont les signaux sont transmis à une électronique de commande. Dans le procédé de serrage dit à limite d'allongement, le gradiant dM/df est généré, pendant le processus de vissage, à partir des signaux de sortie des indicateurs et l'outil de vissage est mis hors circuit lorsqu'une grandeur prédéterminée du gradient est dépassée. L'électronique de commande a ensuite encore à déterminer si les signaux de sortie des indicateurs enregistrés au moment de la mise hors circuit se trouvent à l'intérieur de valeurs limites prédeterminées. Dans la représentation "couple/ angle, ces valeurs limites définissent ce qu'il est convenu d'appeler une fenêtre a d'acceptation.Si le point extreme de la courbe couple/angle représentant le processus de vissage réalisé se trouve à l'intérieur de cette fenetre, l'assemblage vissé est considéré comme correct, ce qui est signalé. S'il est à l'extérieur de la fenetre, la défectuosité de l'assemblage vissé est elle aussi signalée. Dans ce cas, il convient de dévisser l'assemblage et de le corriger par des mesures appropriées.

Dans la mesure où le fonctionnement de l'électronique de commande et des indicateurs doit être garantie avec le plus haut degré de sécurité possible pour chaque processus de vissage, ces dispositifs de vissage connus sont contrôlés moyennant de très fréquentes interventions manuelles. Une modification affectant le fonctionnement de l'outil de vissage1 par exemple une modification de la courbe caractéristique de linéarité ou une modification de l'étalonnage de l'électronique de commande ou encore une défaillance des éléments de référence nécessaires à la prédétermination des valeurs limites, ne peut etre entreprise dans ce cas que par l'intermédiaire de contre-mesures effectuées avec des transducteurs de couple additionnels rotatifs ou en faisant appel à des pièces d'oeuvre "maitresses" (vissages "maitres").Si de telles déviations sont constatées, il est nécessaire de vérifier l'ensemble des vissages réalisés lors de la dernière période de contrôle. Les systèmes connus imposent donc de prévoir d'importants dispositifs de commande de sécurité (contrôles de système) 3 l'intérieur de l'électronique de commande pour déceler et signaler aussi rapidement que possible les défaillances intervenues. L'invention a pour objet de proposer un procédé de contrôle d'outils de vissage permettant de s'affranchir de toutes vérifications manuelles de l'électronique de commande (vissages "maitres") et de tout contrôle des indicateurs et de réduire au minimum les contrôles de système tout en assurant une sécurité de fonctionnement élevée.

Cet objet est atteint par le procédé conforme à l'invention qui se caractérise en ce qu'au moins un autre signal de contrôle variant avec le processus de vissage est généré, lequel est indépendant des signaux de sortie des indicateurs (MD, W), et en ce qu'au moins au moment de la mise hors circuit de l'outil de vissage (S) le signal de contrôle également est comparé avec une valeur minimale et maximale prédéterminée, tous les résultats comparatifs d'un meme processus de vissage étant liés ensemble logiquement pour les besoins de l'opération de comparaison, et en ce que la déviation d'un signal par rapport à la largeur de bande correspondante, qui est déterminée par les valeurs minimales et maximales prédêtenninees est décelée par la logique de comparaison et une défaillance du système est signalée.

Grace au signal de contrôle supplémentaire, la fenêtre d'acceptation jusqu'alors bidimensionnelle, définie par les valeurs limites prédéterminées, est élargie, à un cube d'acceptation, c'est-à-dire que la position du point extreme de la courbe de serrage est dorénavant contrôlée en trois dimensions. Pour qu'un vissage soit considéré comme correct, tous les résultats comparatifs doivent montrer que les signaux des indicateurs ainsi que le signal de contrôle se trouvent à l'intérieur des valeurs limites qui leur ont été attribuées. Si un seul es signaux contrôlés se trouve à l'extérieur de la largeur de bande qui lui a été attribuée, laquelle est définie par les valeurs minimales et maximales, il y a défaillance du système, ce qui est décelé avec certitude et sans apport électro nique important par une logique de traitement et signalé.Dans la mesure où on peut considérer que les signaux des indicateurs et le signal de contrôle sont fonction du processus de vissage, il existe-egalement un rapport direct entre le signal de contrôle et les signaux de sortie des indicateurs. A l'aide de ce rapport, il est donc possible de surveiller directement le fonctionnement des indicateurs en comparant le signal de contrôle avec les signaux des indicateurs et, inversement, le signal de contrôle ou son indicateur peut être surveillé au moyen des signaux des indicateurs.Grâce à l'introduction du signal de contrôle, il est donc possible d'effectuer une surveillance des signaux des indicateurs et de leur électronique et, inversement, une surveillance du signal de contrôle et de son électronique. Etant donné que le procédé conforme à l'invention permet de déceler immédiatement et sans risque d'erreur une défaillance de système, les contre-mesures manuelles et fastidieuses entreprises à l'aide de transducteurs de couple rotatifs ou la mise en oeuvre de calibres de mesure ou de réglage coûteux et complexes sont totalement supprimées. Le système procède à une vérification de son parfait fonctionnement de façon renouvelée pour chacun des processus de vissage. I1 est ainsi garanti une surveillance continue.

Une forme simple de réalisation consiste à prévoir que l'électronique de commande et les capteurs engendrant ses signaux d'entrée sont réalisés sous forme doublée. Les signaux d'entrée de l'électronique de commande supplémentaires sont (directement) indépendants des signaux d'entrée de l'autre électronique de commande, les signaux de sortie des deux électroniques de commande étant traités dans une logique centrale prioritaire.A l'aide des signaux de sortie, la logique centrale est capable de déterminer sans risque d'erreur si les deux systèmes travaillent convenablement et si - en l'absence de défaillance de système il est effectué un vissage convenable ou un vissage défectueux ou bien s'il existe une défaillance de système dans l'une des deux électroniques de commande
Dans une forme simple de réalisation du procédé conòrlrie à l'invention, trois grandeurs, savoir les signaux de sortie des indicateurs et un signal de con trole sont reliés ensemble de manière telle que les différents états puissent etre décelés immédiatement et sans risque d'erreur.Pour le signal de contrôle, on ait appel de préférence à une grandeur caractéristique du moteur de outil de vissage et, dans le cas d'un outil de vissage entrainé par un moteur électrique, la grandeur caractéristique utilisée est de préférence le courant d'alimentation. Si cela n'est pas possible, le sXanal de sortie d'un indicateur de couple de contrôle peut également etre employé comme grandeur caractéristique ou comme signal de contrôle.

L'indication d'une défaillance de système s'ef fectiiè de préférence par voie optique par activation par exemple d'une diode luminescente, d'une lampe à incandescence ou de tout autre dispositif similaire. Pour les outils de vissage entièrement automatiques qui ne peuvent pas être surveillés optiquement en permanence par une personne, l'indication d'une défaillance de système est Faite par des moyens acoustiques. Les moyens acoustiques peuvent etre autonomes ou associés à des moyens de si gnalisation optiq'J
Dans un perfectionnement avantageux de l'invention, la fenêtre d'acccptatinn, définie par les valeurs limites correspondantes dans un plan déterminé par deux signaux, est transférée sur la courbe théorique totale d'un vissage "maitre".Cette courbe théorique reproduit une évolution de courbe se déroulant dans des conditions optimales de vissage d'un vissage "maitre". Par transfert de la fenetre d'acceptation correspondante sur chaque point de cette courbe théorique on crée un domaine d'acceptation autour de la courbe. Pour un vissage subséquent, l'évolution de la courbe est maintenant contrôlée en chaque point quelconque ou bien de façon continue. Si la courbe d'un processus de vissage quitte le domaine d'acceptation, cela est aussitôt détecté et le processus de vissage est interrompu, l'erreur étant signalée par voie optique ou acoustique.

Il est possible d'une manière semblable d'exercer une surveillance continue du processus de vissage dans un système défini par trois signaux. Les trois signaux définissent un système de coordonnées spatiales dans lequel un cube d'acceptation est représentable à l'aide des valeurs minimales et maximales attribuées aux signaux. Si l'on reporte ce cube d'acceptation - de façon correspondante aux formes de réalisation cidessus - sur chaque point de la courbe théorique d'un vissage "maitre", on obtient un canal d'acceptation dans un espace tridimensionnel. Pour que le processus de vissage puisse etre considéré comme convenable, il est nécessaire que pour chaque vissage ultérieur la courbe du processus de vissage se trouve à l'intérieur de ce canal d'acceptation.Si la courbe d'un processus de vissage quitte le canal d'acceptation en un point quelconque, cet événement est décelé, le processus de vissage est interrompu et la défaillance est signalée.

Pour simplifier le procédé au niveau de la plage ou du canal d'acceptation, un tableau de fonction est, le cas échéant, intercalé pour linéariser la courbe théorique d'un vissage "martre".

Grâce à ce perfectionnement apporté au procédé1 la surveillance peut dorénavant s'effectuer en continu tout au long du processus de vissage. Toutefois, il est le plus souvent suffisant de vérifier la courbe d'un processus de vissage sur des points ou des plans fixes prédéterminés du système à deux ou trois dimensions et de surveiller le domaine d'acceptation correspondant. Si la courbe quitte le domaine d'acceptation en un seul des points de contrôle, le processus de vissage est interrompu comme étant défectueux, une éventuelle défaillance de système étant signalée simultanément.

Le procédé conforme à l'invention est particulièrement simple a' réaliser à l'aide d'un microprocesseur qui, au moyen des valeurs limites prédéterminées, contrôle l'assemblage vissé ainsi que le système et décèle les éventuelles defaillances.

Pour, dans le procédé de l'invention, faciliter l'introduction des valeurs limites ou l'introduction des critères d mise hors circuit, ces valeurs sont stockées dans une mémoire avec une identification pour le processus de vissage correspondant et de là elle sont appelées au début ou au cours du processus de vissage et transmises aux différentes unités de traitement. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, les valeurs limites et les critères de mise hors circuit peuvent etre déterminés par exécution d'un vissage 'maitrei et introduits -automatiquement de préférence en mémoire.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif. en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels :
la figure 1 est une vue schématique d'un outil de vissage conforme à l'invention, avec une électronique correspondante
la figure 2 est un schéma bloc de l'outil de vissage de l'invention selon la figure 1,
la figure 3 est un diagramme couple/angle de rotation montrant diverses courbes caractéristiques,
la figure 4 est un diagramme courant d'alimentation/angle de rotation montrant différentes courbes caractéristiques,
la figure 5 est une représentation des diagrammes des figures 3 et 4 dans l'espace (I, M, W), et
la figure 6 est une représentation selon la figure 5 montrant un canal d'acceptation.

L'outil de vissage S représenté schématiquement à la figure 1 est destiné à serrer des vis 41-faisant partie d'assemblages vissés V. A l'outil de vissage S est associé un indicateur ou capteur de couple MD, un indicateur ou capteur d'angle de rotation W et un indicateur ou capteur d'angle de rotation de contrôle WK dont les signaux de sortie sont transmis à une électronique E. Par l'intermédiaire de la ligne L, l'électro- nique E commande l'outil de vissage S - entrainé par un moteur électrique dans l'exemple de réalisation représenté - en fonction des signaux de sortie, une grandeur d'exploitation du moteur d'entrainement - le courant de service dans l'exemple de réalisation - est traité comme signal de contrôle supplémentaire. L'électronique E active la signalisation A en fonction des signaux de sortie des indicateurs ou du signal de contrôle selon des critères prédéterminés. En outre, à l'aide d'un écran B, il est possible de contrôler la courbe caractéristique de linéarité de l'électronique ou de représenter par exemple la courbe caractéristique couple/angle de rotation.

A l'aide du schéma fonctionnel de la figure 2, on va maintenant expliquer la constitution schématique de l'électronique ainsi que son mode de fonctionnement.

L'électronique se compose pour l'essentiel d'un circuit de commande ME, qui traite les signaux de sortie des indicateurs MD et W, et d'un circuit de contrôle KK qui traite le signal de contrôle délivré par l'indicateur d'angle de contrôle WK et le signal de contrôle dérivé du courant de service du moteur électrique EM.

Dans le sous-ensemble S', l'outil de vissage est pour l'essentiel représenté par son moteur électrique EM ainsi que par les indicateurs WK, MD et W qui lui sont reliés.

Selon les types de capteurs utilisés, l'indicateur de couple MD est alimenté par un courant continu, une fréquence porteuse, une tension continue ou bien un courant alternatif ou triphasé. A l'état non chargé, l'indicateur MD délivre un signal de sortie zéro à un amplificateur 16 qui lui est connecté en aval. La torsion de l'indicateur MD qui s'effectue pendant le processus de vissage en raison du couplage mécanique avec l'outil de vissage provoque une variation de son signal de sortie proportionnelle au couple. Après am plification dans l'amplificateur 16, la variation du signal de sortie est utilisée pour commander un discri migrateur à fenetre 17 réglable prévu en aval.Par l'intermédiaire de potentiomètre 19 et 20, des valeurs limites sont affectées au discriminateur à fenetre 17, lesdites valeurs définissant un couple maximal et un couple minimal, à savoir N min et Nmax Le discriminateur a ventre 17 compare le signal de sortie de l'indicateur de couple MD avec les valeurs limites prédéterminées et indique, par l'intermédiaire de trois lignes, à une mémoire ir si le signal de sortie est supérieur à N inférieur à M in ou seuil s'inscrit entre les valeurs limites. La mémoire 19 st en relation avec un circuit logique 24, de sorte que les résultats comparatifs peuvent continuer à etre traités.

Si la voleur maximale prédéterminée du couple est dépassée pendant le processus de serrage, le circuit logique 24 fournit directement à la commande 3 du moteur un signal de mise hors circuit par l'intermédiaire de la ligne 43 et le moteur électrique EM est arrenté
L'indicateur d'angle W est alimenté par une tension pour laquelle aucune indication détaillée n'est fournie. Lorsque la broche S" de l'outil de vissage (figure 1) tourne, cet indicateur fournit des impulsions proportionnelles à l'angle de rotation à un compteur 31 muni d'un convertisseur numérique/ analogique intégré. Le compteur 31 est déclenché par un signal de déclenchement transmis par la ligne 27 qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est délivré par le discriminateur à fenetre 17 quand un moment seuil MS est atteint.Le moment seuil MS est affecté au discriminateur à fenêtre 17 à l'aide d'un potentiomètre 26. Apres le déclenchement du compteur 31, l'angle de rotation relevé à partir du moment seuil MS pendant le processus de serrage est disponible à l'entrée de l'amplificateur 21 sous la forme d'une tension analogique proportionnelle. Le signal amplifié est utilisé pour commander un discriminateur à fenetre 22 prévu en aval. Les valeurs limites de la "fenetre", c'est-à-dire la valeur minimale admissible et la valeur maximale admissible de angle de rotation (W min et W x) sont affectées au discriminateur à fenetre 22 par l'intermédiaire de potentiomètres 24 et 25.Pendant le processus de serrage, les valeurs limites réglées au niveau du discriminåteur à fenetre 22 sont déclenchées par la tension de sortie de l'amplificateur et comparées avec le signal de sortie de l'indicateur d'angle de rotation W. Au moyen de trois lignes de sortie parallèles, les résultats de la comparaison sont transmis à la mémoire 23 qui, à son tour, les met à la disposition du circuit logique 24. Par des lignes séparées, le discriminateur à fenetre 22 annonce à la mémoire les états suivants : "signal de sortie de l'indicateur d'angle W supérieur à l'angle de rotation maximal admissible Wmax" "signal de sortie inférieur à l'angle de rotation minimal admissible Wmin" et "signal de sortie entre les valeurs limites prescrites".

Si l'angle de rotation maximal admissible W
max est dépassé pendant le processus de serrage, le circuit logique 24 intervient directement par la ligne 43 sur la commande du moteur 3, le moteur électrique est arrêté et par conséquent, le processus de serrage est interrompu.

Le diagramme couple/angle de rotation de la figure 3 correspond au circuit de mesure MK. La fenêtre d'acceptation FAIK est définie selon la direction des X par les valeurs limites W min et Wmax réglées au niveau du discriminateur à fenêtre 22 par l'intermédiaire des potentiomètres 24 et 25, tandis que les valeurs limites de couple Nrnax et t4min réglées au niveau du discriminateur 1.7 à l'aide des potentiomètres 19 et 20 définissent la fenêtre d'acceptation FMK selon la direction des Y.

Au moyen du circuit logique 24, il est donc possible de controler Si, au moment de la mise hors circuit de l'outil de vissage, l'extrémité de la courbe I couple/ angle de rotation (figure 3) se trouve dans la fenetre d'acceptation FMK. Si tel est le cas - et sous réserve qu'aucune défaillance de système n'intervienne -, le vissage est correct.

Le circuit de contrôle désigné KK sur la figure traite deux signaux de contrôle qui sont indépendants des signaux de sortie des indicateurs MD et W, mais qui varient en fonction du processus de vissage. Le courant d'alimentation transmis au moteur électrique
EM par la commande 3 est déterminé grâce à un élément intercalé de mesure du courant 4. Cet élément est conçu pour qu'aucune altération de la mesure ni du démarrage du moteur ne puisse se produire. L'élévation du couple que le moteur est chargé de délivrer se traduit par une augmentation -éventuellement proportionnelle - du courant d'alimentation. Cette variation génère un signal de sortie variable de l'élément de mesure du courant 4 qui est amplifié dans l'amplificateur 5 et utilisé pour commander un discriminateur à fenetre 6 prévu en aval.

A laide de paterltia-retres 8 et 9, des valeurs limites correspondantes Imax et I sont affectées aux couples
max min admissibles M et M . A la manière des discrimina
max min teurs à fenetre 17 et 22 déjà décrits, le discriminateur à fenetre 6 annonce à la mémoire 7 un "dépassement par excès du courant d'alimentation maximal admissible", un "dépassement par défaut du courant d'alimentation maximal admissible" ainsi qu'un "courant d'alimentation inscrit entre les valeurs prescrites" ; la mémoire 7 met ensuite ces informations à la disposition du circuit logique 15. Si le courant d'alimentation maximal admissible est dépassé pendant le processus de serrage, le circuit logique 15 intervient directement sur la commande du moteur 3 par l'intermédiaire de la ligne 42 et arrête le moteur électrique.

Le traitement du signal de l'indicateur d'angle de contrôle WK s'effectue comme le traitement déjà décrit de l'indicateur d'angle W. Lorsque le moment seuil MS est atteint, le discriminateur à fenêtre 17 déclenche. par l'intermédiaire de la ligne 27, le compteur 32 avec le convertisseur numérique/analogique intégré dont le signal de sortie est transmis par un amplificateur 10 au discriminateur à fenetre 11 qui à la manière du discriminateur à fenetre 22 - annonce à la mémoire 12 par des lignes séparées si les valeurs limites réglées au moyen des potentiomètres 13 et 14 sont dépassées par défaut ou par excès ou si le signal de sortie de l'indicateur d'angle de contrôle WK s'inscrit entre lesdites valeurs limites.La mémoire 12 met ces informations à la disposition du circuit logique 15 qui, à son tour, intervient au niveau de la commande du moteur 3 par la ligne 42 en cas de dépassement de l'angle de rotation de contrôle maximal admissible WK et arrete le moteur électrique.

max
Les signaux de contrôle du circuit de contrôle
KK définissent un plan courant d'alimentation/angle de contrôle dans lequel les valeurs limites Iman, Imin' WKmjn, WYmax définissent une fenêtre d'acceptation FKK.

Si, au terme d'un processus de vissage, les signaux de controle correspondant au courant d'alimentation ou à l'angle de contrôle s'inscrivent à l'intérieur de la fenêtre d'acceptation ElKK, en d'autres termes si la courbe I/WK se termine dans la fenetre d'acceptation
FKK, l'assemblage vissé possède une prétension suffisante -- sous reserve qu'aucune défaillance du système n'ait été relevée.

Les circuits logiques 15 et 24 transmettent leurs résultats à une logique centrale 2 qui vérifie si, à ce stade. le vissage a été ou non effectué conformément aux paramètres prédéterminés ou s'il existe une défaillance de système dans le circuit de contrôle ou dans le circuit de mesure ou encore dans le sous-ensemble S'. En -principe, on peut estimer que, si les signaux de sortie transmis par les circuits logiques 1S et 24 à la logique centrale 2 concordent, il n'existe pas, selon une probabilité proche de Sa certitude, de défaillance de système.Si tel est le cas, la logique centrale 2 peut directement décider un la base des résultats qui lui ont été transmis par les circuits logiques 15 et 24 si 1' assemblage vissé peut être déclare "correct" confor mément aux paramètres prédéterminés.

Le processus de vissage est lancé par un signal envoyé du circuit d'entrée 1 à la logique centrale 2.

Dans le circuit d'entrée, le signal de lancement peut être émis manuellement ou par d'autres éléments électroniques. Dès lors que le signal de lancement est envoyé, la logique centrale 2, par l'intermédiaire de la ligne 28 efface les mémoires 7, 12, 18 et 23, puis remet à zéro le circuit de mesure et le circuit de contrôle. Ensuite, la logique centrale 2 fait démarrer, par la ligne 44, la commande du moteur 3 qui connecte immédiatement le moteur EM, mettant donc l'outil de vissage en rotation. Après que la tête de vissage 40 (figure 1) ait été positionnée sur la vis 41, le couple
M ainsi que le courant d'alimentation I augmentent.Si le signal de sortie de l'indicateur de couple MD excède la valeur seuil MS préréglée au moyen du potentiomètre 26, les compteurs 31 et 32 sont déclenchés par le discriminateur à fenêtre 17 par l'intermédiaire de la ligne 27, de sorte que la mesure de l'angle de rotation est effectuée. Si le processus de vissage s'effectue selon le procédé de serrage connu.commandé par la limite élastique, le moteur électrique est arrêté et le processus de vissage interrompu lorsqu'est atteint un gradient déterminé, calculé à partir du signal de sortie de l'indicateur de couple MD et de l'indicateur d'angle W. Les informations présentes dans les mémoires 7, 12, 18 et 23 au moment de la mise hors circuit sont analysées par les circuits logiques 15 et 24 correspondants dont les signaux de sortie sont mis à la disposition du circuit logique 2.Si les signaux de sortie des circuits logiques 15 et 24 sont semblables et si les signaux de sortie des indicateurs et les signaux de contrôle du circuit de contrôle s'inscrivent dans les fenêtres d'acceptation FKK et FMK qui leur ont été attribuées (voir figures 2 et 3), l'exactitude du vissage est signale par excitation de la lampe 30. En revanche, si les signaux de sortie ainsi que les signaux de contrôle se trouvent à l'extérieur de la fenêtre d'acceptation correspondante, la défectuosité du vissage est signalée par excitation de la lampe 45. Si les signaux de sortie des circuits logiques 15 et 24 diffèrent l'un de l'autre, une défaillance du système est signalée par excitation de la lampe 29.Lorsqu'une défaillance du système est signalée, il importe peu de savoir si c'est la fenetre d'acceptation FMK (figure 3) ou la fenêtre d'acceptation FKK (figure 4) qui n'a pas été atteinte. Quand la lampe 29 s'allume, l'utilisateur sait qu'une défaillance de système a été constatée dans l'installation proprement dite, c'est-à-dire soit dans le circuit de mesure MK, soit dans le circuit de contrôle KK, soit encore dans le sous-ensemble S' (figure 2).

Le procédé conforme à l'invention permet donc de déceler un grand nombre de défaillances
Si par exemple, l'indicateur de couple MD est déréglé, de sorte qu'il délivre un signal de sortie Grop élevé, ou i l'électronique prévue en aval présente un oneLiorrent défectueux, il sera fourni une valeur mesurée cu couple, supérieure à la valeur réelle. Après mise hors circuit, le point extreme de la courbe caractéristique M/W (courbe I, figure 3) se trouve certes à l'intérieur de la fenêtre FMK, ctest-à-dire que le circuit de mesure 5 indique "vissage correct" bien que le couple effectif de l'assemblage vissé est inférieur et donc incorrect cet événement sera toutefois décelé par le circuit de centrale KK. Dans la mesure où, pour un couple appliqué inférieur, le courant d'alimentation est plus petit que
I et évolue donc selon la la courbe caractéristique V du
min diagramme I/WK (courbe v, figure 4), le point extrême de la courbe caractéristique I/WK se trouve en dehors de la fenêtre FKK, de sorte que les circuits logiques 15 et 24 transmettent des informations différentes à la logique centrale 2, lui permettant de déceler la défaillance de système.

Il en est de meme lorsque, par exemple, l'élément de mesure du courant 4 est défectueux. La présence simultanée d'un circuit de mesure et d'un circuit de contrôle travaillant avec des signaux indépendants les uns des autres permet de contrôler le bon fonctionnement aussi bien du circuit de mesure que du circuit de contrôle. Si, par exemple, 11 indicateur d'angle de contrôle WK est défaillant ou si son électronique fonctionne mal, la fenetre FMK peut fort bien être atteinte dans le plan M/W de la figure 3 (courbe I), mais ceci ne peut pas aussi etre le cas dans le plan
I/WK de la figure 4 (voir courbe III). La logique centrale constate que les résultats fournis par les circuits logiques 15 et 24 sont différents et indique une défaillance de système en excitant la lampe 29.

En raison des signaux disponibles, grace au procédé conforme à l'invention non seulement il est possible de déceler les défaillances de système proprement dites, mais aussi il est également possible de déterminer de façon plus précise la zone défaillante.

Si, par exemple, pendant un processus de vissage la courbe I/WK adopte l'allure V de la figure 4 et la courbe M/W l'allure I de la figure 3, on pourra immédiatement déterminer à la lecture des résultats comparatifs transmis aux circuits logiques 15 et 24 que le courant d'alimentation se trouvait en dehors des valeurs limites prédéterminées au moment de la mise hors circuit et que. par conséquent, la défaillance de système est survenue dans cette zone. Les défaillances se produisant dap les autres domaines peuvent etre décelées de la meme manière.

En représentant deux signaux dans un plan (voir figures 3 et 4), on obtient un diagramme dans lequel on trace une courbe théorique représentant un processus de vissage correct (voir courbes I et Il des figures 3 et 4). Dans un diagramme de ce type, une fenêtre d'acceptation (FMK, FKK) est définie par les valeurs minimales et maximales attribuées aux signaux représentés.

La représentation des signaux de sortie des indicateurs MD et W conduit donc au diagramme de la figure 3 dans lequel les valeurs minimales et maximales cor respondantes M , M , W Wmax" , W définissent la
max min max min fenêtre d'acceptation FMK au centre de laquelle se trouve le point extreme d'une courbe I représentant un processus de vissage correct.

Il en va de meme pour la représentation de la figure 4.

Déjà avec trois signaux, il est possible de créer un système de coordonnées spatiales conforme à la figure 5. Dans ce système de coordonnées spatiales, les grandeurs mesurées M et W ainsi que le signal de contrôle
I sont associées les unes avec les autres. La fenetre d'acceptation FKK s'inscrit dans le plan I/W correspondant à la représentation de la figure 4 tandis que la fenetre d'acceptation FMK représentée à la figure 3 se trouve dans le plan M/W du système de coordonnées spatiales. Grace à ces deux fenetres on forme dans l'espace le cube d'acceptation AKK.Lorsqu'on les reporte sur le système de coordonnées spatiales de la figure 5, les courbes T et II correspondant au processus de vissage correct des Eigures 3 et 4 donnent une courbe dans l'espace dont le point extreme se trouve dans le cube d'acceptration AKK. Si, la courbe spatiale d'un processus de vissage se termine en dehors du cube d'acceptation, l'assemblage vissé ne correspond pas aux valeurs prédéterminées et il est alors considéré comme défectueux.

Si maintenant, dans un perfectionnement du procédé conforme à l'invention, la fenetre d'acceptation définie dans un plan, par exemple la fenetre d'acceptation FMK de la figure 3, est reportée sur chaque point de la courbe 1, on obtient un domaine d'acceptation AKB (figure 3) à l'intérieur duquel toute autre courbe d'un processus de vissage doit passer pour garantir un vissage correct s'inscrivant dans les limites du domaine de tolérance. Grâce à la création du domaine d'acceptation AKB selon la figure 3, il est maintenant possible de vérifier, pendant tout le processus de vissage et en chaque point de la courbe I, c'est-à-dire à tout moment du processus de vissage, si les signaux sont à l'intérieur des domaines d'acceptation qui leur correspondent.

Si le domaine d'acceptation défini par les valeurs limites prédéterminées est dépassé, le processus de vissage est interrompu et la défaillance signalée.

Ce perfectionnement du procédé conforme à l'invention est également possible dans un système de coordonnées spatiales défini par trois signaux tel qu' il est représenté à la figure 5. En reportant le cube d'acceptation AKK sur chaque point de la courbe spatiale représentant un vissage théorique, on obtient un canal d'acceptation AK dans un espace à trois dimensions à l'intérieur duquel doit passer chacune des courbes spatiales pour obtenir un assemblage vissé correct. Si la courbe spatiale quitte le canal d'acceptation dans l'une des trois directions, ceci est immédiatement décelé au moyen des résultats comparatifs, le processus de vissage est interrompu et une indication de défaillance est affichée.

Par la création du domaine d'acceptation AKB ou du canal d'acceptation AK, il est maintenant possible d'opérer une surveillance continue tout au long du processus de vissage et d'obtenir une meilleure sécurité. Cependant, il est en général suffisant d'exercer à intervalles réguliers une surveillance de la position de la courbe dans le plan ou dans l'espace selon que l'on considère le domaine d'acceptation AKB ou le canal d'acceptation AK, c'est-à-dire de procéder à une surveillance sur des points prédéterminés ou dans des plans fixes prédéterminés.

Pour réduire au minimum la mise en oeuvre de moyens lors du report de la fenetre d'acceptation ou du cube d'acceptation sur la courbe optimale de vissage théorique, les courbes sont linéarisées de préférence en intercalant un tableau de fonctions.

Le procédé conforme à l'invention peut etre avantageusement mis en oeuvre à l'aide d'un microprocesseur auquel sont transmis les signaux de sortie des indicateurs ainsi que les valeurs prédéterminées des différents signaux. A l'aide d'un microprocesseur il est également facile d'effectuer une surveillance continue du processus de vissage sans mise en oeuvre importante de moyens techniques.

Pour simplifier encore l'exécution du procédé conforme à l'invention, il est avantageux de stocker les valeurs limites correspondant aux différents signaux (signaux de sortie des indicateurs, signaux de contrôle) ainsi que le critère désiré de mise hors circuit dans une mémoire d'où ils seront appelés par les diverses unités de traitement. De même, les valeurs limites et les critères de mise hors circuit stockés dans une mémoire peuvent etre appelés au début du processus de vissage correspondant et transmis aux diverses unités.

Dans un perfectionnement du procédé conforme à l'invention, il est avantageux de déterminer les valeurs limites admissibles en exécutant un vissage rmai^tre", ces valeurs pouvant ensuite être stockées automatiquement dans la mémoire.

Hormis l'exemple de la figure 2 dans lequel deux électroniques de commande fonctionnant indépendamment l'une de l'autre transmettent leurs résultats à une électronique centrale, la détection de défaillance de système permise par le procédé conforme à l'inven- tion peut aussi se faire en comparant les uns avec les autres par exemple les signaux dépendant directement l'un de l'autre pour déterminer une défaillance du système et en traitant ensuite les signaux jugés non défectueux en vue de déterminer un assemblage vissé correct. En reprenant l'exemple de réalisation de la figure 2, le signal de sortie de l'indicateur de couple MD pourrait etre directement comparé avec le signal de sortie de l'élément de mesure du courant 4, lequel délivre un signal proportionnel au courant d'alimentation du moteur électrique EM.Dans la mesure où la courbe du moteur électrique EM "courant d'alimentation/couple" est connue, on peut immédiatement déterminer une défaillance de système en confrontant les deux signaux de sortie. Etant donné que les indicateurs d'angle de rotation W et WK sont de réalisation identique, il est possible de déterminer immédiatement une défaillance de système avec des signaux de sortie différents.

L'affectation des valeurs limites aux différents discriminateurs à fenêtre peut avantageusement s'effectuer au moyen d'indicateurs à préréglage mécanique pouvant etre mis on comn1unication avec les unités correspondantes par un bouton-poussoir ou par un commuta-.

teur.

Pour améliorer a sécurité de fonctionnement du procédé, il est avantageux de réaliser le dispositif en technique numérique.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de contrôle d'un outil de vissage à commande électronique qui est relié à un indicateur ou capteur de couple et à un indicateur ou capteur d'angle, dont les signaux de sortie sont dirigés vers une électronique de commande chargée de contrôler le processus de vissage et d'arrêter l'outil de vissage en fonction de critères d'arrêt prédéterminés et de comparer les signaux des indicateurs avec des valeurs minimales et minimales correspondantes prédéterminées et de faire connaitre la qualité du vissage en fonction des résultats comparatifs obtenus, caractérisé en ce qu'au moins un autre signal de contrôle variant avec le processus de vissage est généré, lequel est indépendant des signaux de sortie des indicateurs (MD, W), et en ce qu'au moins au moment de la mise hors circuit de l'outil de vissage (S) le signal de contrôle également est comparé avec une valeur minimale et maximale prédéterminée, tous les résultats comparatifs d'un même processus de vissage étant liés ensemble logiquement pour les besoins de l'opération de comparaison, et en ce que la déviation d'un signal par rapport à la largeur de bande correspondante, qui est déterminée par les valeurs minimales et maximales prédéterminées, est décelée par la logique de comparaison (2) et une défaillance du système est signalée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu une autre électronique de commande (KK) indépendante de l'électronique de commande (MK), qui est alimenté par un signal de contrôle indépendant des signaux de sortie des autres indicateurs, mais dépendant du couple et de l'angle de rotation, et en ce que les signaux de sortie des électroniques de commande (KK, MK) sont traités dans une logique centrale prioritaire < 2).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une grandeur caractéristique du moteur de l'outil de vissage est utilisée comme signal de contrôle.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour un outil de vissage à entrainement électrique, le courant d'alimentation du moteur électrique est utilisé comme grandeur caractéristique.

5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le signal de sortie d'un indicateur d'angle de contrôle (WK) est utilisé comme grandeur caractéristique.

6. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le signal de sortie d'un indicateur de couple de contrôle est utilisé comme grandeur caractéristique.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une défaillance de système est signalée par une signalisation optique.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une défaillance de système est signalée par voie sonore.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la fenêtre d'acceptation (FMK, FKK) définie par les valeurs minimales et maximales dans un diagramme décrit par deux signaux correspondants (figure 2, figure 3) est reportée, en fonction d'une courbe théorique (I,II) tracée sur ce diagramme pour un processus de vissage "maître", sur chaque point de cette courbe théorique (I, II), et en ce que, pour un processus de vissage ultérieur, toute sortie hors du domaine d'acceptation ainsi crée (AKB) est signalée et le processus de vissage est interrompu.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tube d'accepta tion (AKK) représente, dans un système de coordonnées spatiales définies par trois signaux, par les valeurs minimales et maximales correspondant aux signaux est reporté, conformément à la courbe théorique tracée dans cet espace pour un processus de vissage "maître", sur chaque point de la courbe théorique, et en ce que, pour un processus de vissage ultérieur, toute sortie hors du canal d'acceptation ainsi crée est indiquée à un point quelconque de la courbe et le processus de vissage est interrompu.

11. procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la courbe théorique correspondant à un processus de vissage "maître" est linéarisée, de préférence en intercalant un tableau de fonctions.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que, pendant un processus de vissage, en des points prédéterminés de la courbe, on surveille si les signaux sortent des domaines d'acceptation correspondants.

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications i à 12, caractérisé en ce que les signauxde sortie des indicateurs ainsi que les signaux de contrôle sont dirigés vers un microprocesseur qui contrôle l'assemblage vissé en fonction de valeurs limites prédéterminées et décèle les défaillances de système.

14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les valeurs limites et les critères de mise hors circuit nécessaires à la commande d'un processus de vissage sont appelés à partir d'une mémoire et transmis aux différentes unités de traitement.

15. Procédé salon la revendication 14, caractérisé en ce que les saleurs limites et les critères de mise hors circuit nécessaires à la commande d'un processus de vissage sont déterminés par exécution d'un vissage "maître" et mis en mémoire de préférence auto matiquement.