FR2831617A1 - Procede et dispositif d'activation a grande vitesse d'un cylindre de pression - Google Patents

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Abstract

Un cylindre de pression est raccordé â une source de pression d'air par l'intermédiaire d'une servosoupape, la servosoupape est commandée telle une soupape de commutation marche/ arrêt par une section de commande lors d'une étape de travail en avançant d'une tige de piston, et au moment de la course vers l'arrière de la tige de piston, une position de fonctionnement de la tige de piston est détectée par un capteur de position pour fournir en retour un signal de détection à la section de commande, la servosoupape est commandée par la section de commande de telle sorte qu'un écart entre la position de fonctionnement et une position d'arrêt préréglée est éliminée, la tige de piston est arrêtée à une position d'arrêt intermédiaire, et un état dans lequel essentiellement les mêmes pressions sont fournies aux chambres de pression formées sur les côtés opposés du piston est maintenu.

Description

dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.
PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D 'ACTIVATION A GRANDE VITESSE
D'UN CYLINDRE DE PRESSION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé et un mécanisme d' activation à grande vitesse d'un cylindre de pression, qui est utilisé de facon appropriée lorsqu'une pièce à traiter est comprimée à l'extrémité d'une course, comme par exemple un cylindre de pistolet pour le soudage
par points.
TECHNIQUES APPARENTEES
Une électrode, située sur un côté mobile et entraînée par un cylindre de pistolet pour le soudage par points, est amenée en vis-à-vis d'une pièce à traiter sur une électrode située sur un côté fixe, et en est séparée par une course de travail relativement courte, et il est nécessaire qu'un soudage par points soit exécuté à plusieurs reprises en un intervalle de temps minimum, tout
en décalant les positions de soudage.
- Pour satisfaire à une telle exigence, dans la demande de brevet japonais N 2001-49020 proposée par les présents inventeurs, il est prévu un mécanisme pour régler une position d'arrêt intermédiaire d'un piston de manière que le piston puisse être arrêté dans une position intermédiaire. Une position de retour complet, vers laquelle une pièce à traiter se déplace en direction de la position opposée d'une tige de piston, et une position de préparation d'opération (position d'arrêt intermédiaire),
vers laquelle la tige de piston peut être amenée en vis-à-
vis de la pièce à traiter moyennant un déplacement sur une course de travail relativement courte, sont réglées dans le piston et lorsque le soudage par points est exécuté à plusieurs reprises, la course de travail est réglée à une valeur aussi courte que possible, et le rendement de fonctionnement est amélioré. Cependant, la position d'arrét intermédiaire est fixe et est touj ours fixée indépendamment de la forme de la pièce à traiter et de différentes conditions. C'est-à-dire que, en tant que position d'arrét lorsque la tige de piston est rétractée, il n'existe que deux positions, à savoir la position de préparation d'opération (position d'arrét intermédiaire) et la position de retour complet, et méme si la pièce à traiter possède une partie non plane, la position d'arrét intermédiaire ne peut pas étre modifiée
conformément à cette partie non plane, et il est en per-
manence nacessaire de sélectionner l'une des deux posi-
tions. Il en résulte qu'une course gaspillée est produite en fonction d'une forme de pièce à traiter dans certains cas et, dans un tel cas, il se pose un problème consistant en ce que la durée de l'opération devient inutilement longue. En outre, dans un mécanisme classique d' activation d'un cylindre de pression mettant en oeuvre la technique proposse cidessus, si le cylindre est activé par une soupape de commutation, il est nécessaire de remplir un cylindre de pression dont la pression a été complètement abaissée à la pression atmosphérique avec de l' air comprimé, lorsque le cylindre commence sa course vers l' avant ou vers l'arrière. C'est pourquoi il faut un certain temps pour appliquer la pression, et l'opération d' activation du cylindre de pression est retardée de façon correspondante, et ceci affecte fortement le rendement de travail. Le problème décrit précédemment est présent non seulement dans le cylindre du pistolet de soudage par points, mais également dans un dispositif, dans lequel une tête montée sur une pointe d'extrémité d'une tige de piston est repoussée de facon répétée contre une pièce à traiter, comme par exemple une unité de pression de différents dis positifs de serrage, et dans un tel cas, il se pose égale-
ment le méme problème.
DESCRIPTION DE L' INVENTION
Pour résoudre ce problème technique, la présente invention fournit un procédé d' activation et un dispositif d'activation, dans lesquels une position de rappel total et une position de préparation pour une opération (position d'arrét intermédiaire), vers laquelle une tige de piston est amenée en vis-à-vis d'une pièce à traiter, moyennant une course de travail relativement courte, sont réglées dans la tige de piston d'un cylindre de pression tel qu'un pistolet de soudage par points, la position d'arrêt intermédiaire peut être arbitrairement réglée par un signal envoyé de l'extérieur de sorte qu'il ne se produit aucun gaspillage de déplacement sur une course conformément à une
forme de la pièce à traiter et analogue.
Pour atteindre l'objectif indiqué précédemment, conformément à l' invention, il est prévu un procédé d' activation à grande vitesse d'un cylindre de pression, comprenant: une étape de travail vers l' avant pour entraîner un piston d'un cylindre de pression au moyen d'une pression d'air, qui est fournie et est déchargée par une servosoupape pour déplacer une tige de piston jusqu'à une extrémité de course vers l' avant, de manière à comprimer la pièce à traiter pour exécuter une opération prédéterminée; et une étape d'arrêt intermédiaire pour rétracter la tige de piston en l'amenant dans une position d'arrét intermédiaire et arréter la tige de piston dans cette position, caractérisé en ce que l'étape d'arrêt intermédiaire comprend: un processus pour détecter une position de fonctionnement de la tige de piston à l' aide d'un capteur de position et renvoyer un signal de position détectée à un dispositif de commande de la servosoupape i un procédé pour commander la servosoupape au moyen de l'air comprimé de telle sorte qu'un écart entre le signal de position détectée et un signal de position de consigne pour l'arrêt intermédiaire de la tige de piston s'annule, ce qui permet l'arrêt intermédiaire de la tige de piston dans une position de consigne; et un procédé pour maintenir un état dans lequel essentiellement les mêmes pressions sont appliquées à des chambres de pression situces sur des côtés
opposés du piston.
Le procédé peut aussi présenter l'une et/ou l'autre des caractéristiques suivantes: - lorsque l'étape de travail vers l' avant commence, une tension donnée Vmax est appliquée à la se rvos oupape de manière à pe rmettre à cette de rni ère de fonctionner en tant que soupape de commutation marche/arrêt. Ainsi, la tige de piston peut avancer à grande vitesse; - une vitesse au voisinage d'une extrémité de la course vers l' avant de la tige de piston est réduite par un effet d'amortissement provoqué par la limitation d'un débit de gaz sortant d'une chambre de pression située du côté de la tige. Ainsi, une extrémité de pointe d'une tige de piston peut rentrer en contact doucement avec une pièce à traiter; - lorsque l'effet d'amortissement agit, une pres sion intérieure dans la chambre de pression côté tige devient inférieure à une pression intérieure dans une chambre de pression côté tête, ce qui a pour effet de déclencher l'actionnement d'une soupape d'évacuation rapide, la soupape d'évacuation rapide ouvrant directement la chambre de pression côté tige dans l'atmosphère de manière à réduire brusquement une contre-pression du piston de sorte que la durée nocessaire pour qu'une force de pressurisation maximale soit produite par la tige de piston, est rébuite. Selon la présente invention, pour la mise en oeuvre du procédé d' activation, il est prévu un dispositif d'activation à grande vitesse d'un cylindre de pression, comportant un cylindre de pression comportant un piston actionné par une pression d'air, une tige de piston raccordée au piston, une chambre de pression côté tête et une chambre de pression côté tige formées sur des côtés opposés du piston, une servosoupape raccordant les deux chambres de pression à une source de pression d'air, une section de commande pour commander la servosoupape, un capteur de position pour détecter une position de fonctionnement de la tige de piston pour renvoyer un signal de position détectée à la section de commande, caractérisé en ce que le dispositif d' activation à grande vitesse comporte en outre un dispositif de commande qui agit de telle sorte que la section de commande compare le signal de position détectée renvoyé par le capteur de position et un signal de position de consigne pour l'arrêt intermédiaire de la tige de piston comme réglé auparavant, et commande la servosoupape de telle sorte qu'un écart entre les deux signaux s'annule, provoquant ainsi l'arrêt intermédiaire de la tige de piston dans une position de consigne, et qu'un état, dans lequel essentiellement les mêmes pressions sont envoyées à des chambres de pression formées sur des côtés opposés du piston, est maintenu; - la section de commande comporte en outre un circuit de signaux qui fournit une tension donnée Vmax à la servosoupape lorsque l'étape de travail vers l' avant de la tige de piston commence pour permettre à la servosoupape de fonctionner en tant que soupape de commutation marche/arrêt, et un commutateur qui est actionné par le signal de commutation pour connecter sélectivement le cir cuit de signaux et le dispositif de commande à la servosoupape; - le cylindre de pression comprend un macanisme d'amortissement servant à réduire la vitesse de la tige de piston au voisinage de l'extrémité de la course vers l' avant de la tige de piston, ce qui limite un débit de gaz sortant de la chambre de pression côté tige; - une soupape d'évacuation rapide est raccordée au cylindre de pression, et si une pression interne dans la chambre de pression côté tige au moment o l'effet d'amortissement agit devient inférieure à une pression intérieure dans la chambre de pression côté tête, ceci déclenche l'actionnement de la soupape d'évacuation rapide qui ouvre directement la chambre de pression côté tige à l'atmosphère.
Conformément à l' invention présentant la struc-
ture indiquée ci-dessus, la position d'arrêt intermédiaire de la tige de piston peut être réglée arbitrairement par un
signal envoyé de l'extérieur au dispositif de commande.
C' est pourquoi, si une position d' arrêt intermédiaire est obtenue précédemment conformément à une forme d'une pièce à traiter et que la position d'arrêt intermédiaire est intro duite successivement en tant que position désignée, il est possible d'empêcher un gaspillage du point de vue de la
course de déplacement.
En outre, comme décrit précédemment, étant donné que l'état dans lequel essentiellement les mêmes pressions sont appliquées aux chambres de pression formées sur les côtés opposés du piston, est maintenu lorsque la tige de piston est ramenée dans la position d'arrêt intermédiaire, lorsqu'une course de projection commence, il est inutile de remplir la chambre de pression, dont la pression est complètement réduite à la pression atmosphérique, avec de l'air comprimé et il suffit d'aj outer un fluide sous pression en une quantité nocessaire au fluide de pression ajouté auparavant. C'est pourquoi, il n'existe aucun retard d' activation contrairement au cas classique, lors duquel une chambre de pression est activée par une soupape de commutation, la durée nécessaire pour l'exécution de la course de projection peut être réduite et par conséquent le
rendement de fonctionnement peut être amélioré.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
la figure 1 est une vue en coupe d'une partie essentielle d'un exemple d'une structure d'un cylindre de pression; - la figure 2 représente une structure d'une pre mière forme de réalisation d'un dispositif d' activation à grande vitesse selon la présente invention pour actionner le cylindre de pression; - la figure 3 est une vue en coupe qui montre clairement une structure d'une soupape d'évacuation rapide de la première forme de réalisation;
- les figures 4(A) à (C) représentent des gra-
phiques de résultats de mesure montrant un état de fonc-
tionnement du cylindre de pression lorsque le cylindre de pression est activé par le dispositif d' activation à grande vitesse de la première forme de réalisation;
- les figures 5(A) et (B) représentent une compa-
raison d' un trajet de déplacement d' une puce à électrodes lorsqu'un dispositif de mise sous pression rapide de la première forme de réalisation et le dispositif proposé sont appliqués au cylindre de pression d'un dispositif de soudage par points; et
- la figure 6 représente une structure correspon-
dant à une deuxTème forme de réalisation du dispositif
d' activation à grande vitesse de la présente invention.
EXPLICATION DETAILLEE
La figure 1 représente un exemple d'une structure d' un cylindre de pression activé par un dispositif d' acti
vation à grande vitesse de la présente invention.
Ce cylindre de pression 1 est utilisé de façon appropriée en tant que cylindre de pistolet pour le soudage
par points.
Le cylindre de pression 1 comprend un tube cylindre 10 qui comporte, à ses extrémités opposoes, un capot de tige 11 et un capot de tête 15; un piston 12 qui coulisse dans le tube 10 du cylindre, dans sa direction axiale; et une tige de piston 13, dont l'extrémité de base est raccordée au piston 12. Une extrémité de pointe de la tige de piston 13 traverse le capot de tige 11 et s'étend à l'extérieur. Le piston 12 comporte, sur ses extrémités opposées, une chambre de pression côté tige 30 et une chambre de pression côté tête 35. Ces chambres de pression et 35 sont placées individuellement en communication avec des orifices d'alimentation/de décharge 31 et 38 prévus dans le capot de tige 11 et le capot de tête 15. De l'air comprimé est envoyé aux chambres de pression 30 et 35 et en est évacué par l'intermédiaire d'orifices d'alimentation/de décharge 31 et 38 de sorte que le piston 12 et la tige de piston 13 sont activés vers l' avant et vers l'arrière. Lors d'une course vers l' avant de la tige de piston 13, une pièce à traiter (non représentée) est mise en pression et est soumise à un traitement nécessaire,
comme par exemple un soudage.
Le cylindre de pression 1 possède un mécanisme d'amortissement qui réduit la vitesse du piston 12 au voisinage de l'extrémité de la course vers l'avant, en limitant le débit d'un gaz d'échappement depuis une chambre de pression 30. Ce mécanisme d'amortissement comprend une bague d'amortissement 25 prévu sur l'extrémité de base de la tige de piston 13 à proximité du piston 12; un renfoncement 26 formé dans le capot de la tige 11 de telle sorte que le renfoncement 26 est raccordé à la chambre de pression côté tige 30; une garniture d'amortissement 27 prévue autour d'une ouverture du renfoncement 26 et une soupape d'étranglement 33 prévue dans le capot de tige 11. La garniture d'amortissement 27 est placce en contact avec une surface périphérique extérieure de la bague d'amortissement 25, lorsque la bague d'amortissement pénètre dans le renfoncement 26, ce qui interrompt la communication directe entre le renfoncement 26 et la
chambre de pression 30. Le renfoncement 26 est en communi-
cation avec l' orifice d'alimentation/de décharge 31 par l'intermédiaire d'un trou de communication 34, et au moment de la course arrière du piston 12, de l'air comprimé pénètre dans la chambre de pression 30 en provenance du renfoncement 26 par cet orifice d'alimentation/de décharge 31 et le trou de communication 34. C'est pourquoi la garniture d'amortissement 27 établit une étanchéité unidimensionnelle, dans laquelle l'air comprimé peut circuler dans une direction s'étendant du renfoncement 26 vers la chambre de pression 30, mais ne peut pas circuler
depuis la chambre de pression 30 vers le renfoncement 26.
Le capot de tige 11 est pourvu d'un trajet d'écoulement 32 qui place en communication la chambre de pression 30 et l' orifice d'alimentation/de décharge 31, et la soupape d'étranglement 33 est prévue dans une partie intermédiaire du trajet d'écoulement 32. Au voisinage de l'extrémité avant de la course de la tige de piston 13, lorsque la bague d'amortissement 25 pénètre dans le renfoncement 26 et vient en contact avec la garniture d'amortissement 27 et que la communication entre la chambre de pression 30 et le renfoncement 26 est interrompue, le gaz d'échappement provenant de la chambre de pression 30 est refoulé par la valve d'étranglement 33, tout en étant limité. Il en résulte qu'un l' effet d' amortissement est appliqué au piston 12 et que la vitesse vers l' avant de la
tige de piston 13 est réduite.
Lorsque le piston 12 doit être rétracté à partir de la position en avant, de l'air comprimé situé dans la chambre de pression côté tête 35 est déchargé hors de l' orifice d'alimentation/de décharge 38 et simultanément, de l'air comprimé est introduit à partir de l' orifice d'alimentation/de décharge 31. Ensuite, l'air comprimé repousse et ouvre la garniture d'amortissement 27 hors du renfoncement 26, et pénètre dans la chambre de pression 30 côté tige et de ce fait le piston 12 commence à se déplacer vers l'arrière. Ensuite, une fois que la bague d'amortissement 25 a été retirce hors de la garniture d'amortissement 27, l'air comprimé pénètre directement dans la chambre de pression 30 à partir du renfoncement 26
indépendamment de la garniture d'amortissement 27.
Comme cela est représenté sur la figure 2, une
graduation magnétique 22 est prévue sur une surface laté-
rale de la tige de piston 13 pour détecter une position de fonctionnement de la tige de piston 13, et le capot 11 de la tige comporte un capteur de position 20 permettant de lire la graduation magnétique 22. En lisant la graduation
magnétique 22 au moyen du capteur de position 20, une posi-
tion de la tige de piston 13 est détectée, et un signal de position détectée Vp est renvoyé à une section de commande 4. La figure 2 représente une première forme de réa lisation du dispositif d' activation à grande vitesse pour actionner le cylindre de pression 1. Dans ce dispositif d' activation à grande vitess;e, l' orifice d'alimentation/de décharge 38, qui est en communication avec la chambre de pression côté tête 35 du cylindre 1 et l' orifice d'alimentation/de décharge 31, qui est en communication avec la chambre de pression côté tige 30, sont raccordées à une servosoupape 41, et une source de pression d' air 40 est raccordée à la servosoupape 41. Un signal de détection délivré par le capteur de position 20 est renvoyé à la
section de commande 4, qui commande la servosoupape 41.
La servosoupape 41 comporte une première position de communication, dans laquelle l' orifice d'alimentation/de décharge 38 est raccordé à la source de pression d'air 40, et l' orifice d'alimentation/de décharge 31 est ouvert à l'atmosphère, une seconde position de communication, dans laquelle l' orifice d'alimentation/de décharge 38 est ouvert à l'atmosphère et l' orifice d'alimentation/de décharge 31 et la source de pression d'air 40 sont raccordés, et une position neutre dans laquelle les deux orifices d'alimentation/de décharge 31 et 38 sont fermés. Un électroaimant est commandé par un signal de commande à partir de la section de commande 4 de sorte que la soupape est commutée dans chacune des positions indiquses précédemment, et la soupape est ouverte et fermée arbitrairement en fonction du signal de commande, et une pression ou un débit d'écoulement conformément au signal de commande est délivré. Lorsqu'une valeur du signal de commande délivré par la section de commande 4 est zéro, la soupape est maintenue dans la position neutre par un ressort, et les chambres de pression 35 et 30 sont maintenues dans un état dans lequel essentiellement la méme
pression est appliquée aux chambres de pression 35 et 30.
La section de commande 4 comprend un circuit de signaux 7, qui envoie un signal d'actionnement comme une soupape de commutation électromagnétique, à la servosoupape 41, un dispositif de commande 8 qui commande PID la servosoupape 41, et un interrupteur 6 qui sélectionne sélectivement le cTrcuit de signaux 7 et le dispositif de commande 8 en tant que servosoupape 41. Le circuit de signaux 7 fournit une tension Vmax à la servosoupape 41 au moment de la course vers l' avant de la tige de piston 13 de sorte que la servosoupape 41 agit en tant que soupape de
commutation électromagnétique du type marche/arrêt. Au mo-
ment de la course vers l'arrière de la tige de piston 13, le dispositif de commande 8 recoit un écart entre un signal de position de consigne Vv concernant la position d'arrêt intermédiaire de la tige de piston 13, qui est réglée dans un dispositif de commande externe (non représenté), et un signal de positon détectée Vp envoyé par le capteur de position 20, et exécute un calcul PID et délivre une tension correspondant à l'écart pour commander la servosoupape 41. Le commutateur 6 est actionné par un signal de commutation Cr délivré par un dispositif de commande externe et connecte sélectivement une borne 6a, qui est connectée à la servosoupape 41, à une borne 7a connectée au circuit de signaux 7 et à une borne 8a
connoctée au dispositif de commande 8.
A la fin de la course vers l' avant de la tige de piston 13 (étape d'opération vers l'avant), le commutateur 6 est connecté au circuit de signaux 7 par l'intermédiaire du signal de commutation Cr et la servosoupape 41 fonctionne en tant que soupape de commutation marche/arrêt si la tension Vmax est délivrée. C'est pourquoi de l'air comprimé est envoyé à la chambre de pression côté tête 35 à partir de la source d'air comprimé 40 lors d'une course, la pression dans la chambre de pression côté tête 35 augmente et la chambre de pression côté tige 30 est ouverte à l'aLmosphère par l'intermédiaire du renfoncement 26. Par conséquent, la tige de piston 13 se déplace vers l' avant à grande vitesse, mais la vitesse de déplacement vers l' avant est réduite par le mécanisme d'amortissement au voisinage de l'extrémité de la course vers l' avant et par conséquent une pointe d'extrémité de la tige de piston 13 peut entrer
en contact doucement avec la pièce à traiter.
D'autre part, au moment de la course vers l'arrière de la tige de piston 13, le commutateur 6 est connecté au dispositif de commande 8 par l'intermédiaire du signal de commutation Cr. et la servosoupape 41 est
commandée en retour par le dispositif de commande 8. C'est-
à-dire que la posltion de fonctionnement de la tige de piston 13 est détectée par le détecteur de position 20, le signal de position détectée Vp est renvoyé à la section de commande 4 et la servosoupape 41 est commandée de telle sorte qu'un écart entre le signal de position détectée Vp et le signal de position de consigne Vv délivré par un dispositif de commande externe s'annule. Il en résulte que les pressions dans la chambre de pression côté tête 35 du cylindre de pression 1, dans la chambre de pression côté tige 30 et dans le renfoncement 26 sont commandées, et la tige de piston 13 est rétractée dans une position d'arrêt intermédiaire de consigne et est arrêtée. A cet instant, essentiellement les mêmes pressions sont appliquéss à la chambre de pression 35, à la chambre de pression 30 et au renfoncement 26. C'est-à- dire que les pressions dans la chambre de pression côté tête 35, dans la chambre de pression côté tige 30 et dans le renfoncement 26 sont
maintenues en équilibre.
C'est pourquoi lorsque la tige de piston 13 est déplacce en va-et-vient pour exécuter un fonctionnement continu, il est possible d'arrêter la tige de piston 13 dans une position d'arrêt intermédiaire quelconque, qui a été réglée précédemment en fonction d'une partie saillante et analogue de la pièce à traiter. Par conséquent, si la course de travail de la tige de piston 13 est réglée sur une distance plus courte, la pointe d'extrémité de la tige de piston 13 peut se déplacer jusque dans une position de fonctionnement suivante sur un trajet très court et par conséquent la durse d'opération peut être rébuite. En outre, dans la position d'arrêt intermédiaire de la tige de piston 13, étant donné qu'une pression suffisante pour être équilibrée avec la pression dans la chambre de pression côté tige 30 est envoyée à la chambre de pression côté tête , il est possible de réduire la durée d'augmentation d'une pression de la chambre de pression côté tête 35 à partir de zéro au moment de la course vers l' avant suivante, et il est possible de réduire un retard produit entre un instant o la course est commutée en course vers l' avant et un instant o la tige de piston 13 fait démarrer réellement le déplacement vers l' avant, c'est-à-dire un
retard de démarrage.
Dans la forme de réalisation mentionnée précédem ment, le commutateur 6 est connecté au circuit de signaux 7 par le signal de commutation Cr au moment de la course vers l' avant de la tige de piston 13, de sorte que la servosoupape 41 fonctionne simplement en tant que soupape de commutation, mais il est également possible d'utiliser une structure dans laquelle le commutateur 6 n'est pas prévu et le dispositif de commande 8 est agencé de telle sorte qu'il peut délivrer une tension d' activation
suffisante pour permettre à la servosoupape 41 de fonction-
ner en tant que soupape de commutation au moment de la course vers l' avant de la tige de piston 13, ou par laquelle un fluide sous pression requis pour la course vers l' avant est envoyé au cylindre de pression à partir d'une
autre soupape de commutation.
Dans le cylindre de pression 1 possédant le méca nisme d'amortissement décrit précédemment, la vitesse de la tige de piston 13 est réduite au voisinage de l'extrémité
de la course d'avance. C'est pourquoi le cylindre de pres-
sion 1 peut satisfaire une exigence telle qu'une modération du frottement et qu'un bruit de collision d'un outil tel qu'une puce à électrode ou analogue monté sur une extrémité de pointe de la tige de piston 13, laquelle exigence n'est pas satisfaite par un cylindre pour un pistolet de soudage par points du type à air comprimé classique. Cependant, lorsqu'un autre travail de type soudage par points est exécuté, une pièce à traiter est comprimoe par une force de pressurisation maximale après que la tige de piston 13 a décéléré et, si une pression intérieure Pc dans la chambre de pression 30 est réduite graduellement pendant une limitation du débit du gaz d'échappement sortant de la chambre de pression 30, le temps d'obtention de la force de
pressurisation maximale est fortement retardé.
Alors, dans cette forme de réalisation, il est prévu une soupape d'évacuation rapide 3 représentée sur les figures 2 et 3 pour résoudre le problème du retard de mise en pression. Cette soupape d'évacuation rapide 3 détecte le fait qu'une pression Pc dans la chambre de pression côté tige 30 devient inférieure à une pression Ph dans la chambre de pression côté tête 35 au moment de l'effet d' amortissement, et qu' une pression de l ' air comprimé déchargée depuis la chambre de pression 30 par la soupape
d'étranglement 33, c'est-à-dire une pression Pr du renfon-
cement 26 devient inférieure à un pourcentage bas donné de la pression Ph dans la chambre de pression 35, par exemple % ou moins, et qui agit en tant que système de déclenchement pour actionner la soupape d'évacuation rapide 3. Comme cela est représenté de façon détaillée sur la figure 3, la soupape d'évacuation rapide 3 comprend un disphragme 50, deux chambres de réception de pression 48 et
49 formées sur des côtés opposés du diaphragme 50, un tra-
jet d'évacuation 46 qui est en communication avec une des chambres deréception de pression 48, une soupape marche/arrêt de type à clapet 47 servant à ouvrir et fermer un siège de soupape 52 dans le trajet d'évacuation 46, et une soupape antiretour 55 prévue à une sortie du trajet d' évacuation 46. Le trajet d' évacuation 46 et l' une des chambres de réception de pression 48 sont raccordés à la chambre de pression côté tige 30 par un passage 45, et l'autre chambre de réception de pression 49 est raccordée à la chambre de pression côté tête 35 par un passage 65 par l'intermédiaire d'une soupape d' activation à pression différentielle 60. En outre, étant donné que la soupape marche-arrêt 47 est actionnce en liaison avec le déplacement du diaphragme 50, une extrémité de pointe d'une tige 54 de la soupape marche-arrêt 47 pénètre dans la chambre 48 de réception de pression, et l'extrémité de pointe est en butée contre une coque 51 fixée au diaphragme 50. La soupape marche- arrêt 47 est sollicitée dans une direction dans laquelle le siège de soupape 52 est fermé par un ressort 53. Une pression Pr dans le renfoncement 26 est appliquée à la soupape antiretour 55 en tant que contre-pression. La soupape d' activation à pression différentielle compare entre elles une pression Pr dans le renfoncement 26 et une pression Ph dans la chambre de pression 35, et est actionnée lorsque ces pressions atteignent un rapport de pression donné. Cette soupape d' activation à pression différentielle 60 comprend un corps de soupape 61 posséJant une pluralité d'orifices 66, 67, 68, 69 et 70; un élément de soupape 62 logé dans un trou de soupape du corps de soupape 61; des surfaces de réception de pression 63 et 64 posséJant différentes zones de réception de pression sur des extrémités opposées des éléments de soupape 62; et des chambres de réception de pression 63a et 64a pour appliquer une pression Pr dans le renfoncement 26 et une pression Ph dans la chambre de pression côté tête 35 aux surfaces de réception de pression. L'élément de soupape 62 est commuté d'une position représentée sur la figure 3 lorsque la pression Pr est réduite à une valeur inférieure à la pression Ph conformément à un pourcentage bas donné (qui peut être réglé de façon quelconque), par exemple 35 % ou moins ce qui permet de raccorder les orifices 70 et 68 l'un à l'autre de manière à introduire la pression Ph présente dans le passage 65 dans une chambre 49 située au- dessus du diaphragme 50. C'est pourquoi une différence de surface est réglée entre les surfaces de réception de pression 63 et 64 conformément au pourcentage indiqué plus haut. D'autre
part, l'élément de soupape 62 prend une position représen-
tée sur la figure 6 lorsque la pression Pr est supérieure à la pression Ph d'un facteur donné qui est défini par les aires des surfaces de réception de pression 63 et 64, et la chambre de réception de pression 49 au-dessus du diaphragme est ouverte à l'aLmosphère par l'intermédiaire de
l' orifice 69.
La figure 4 représente unrésultat de mesure dans l'état de fonctionnement du cylindre de pression 1, dans lequel le cylindre de pression 1 est activé par le disposi
tif d' activation à grande vitesse.
La figure 4(A) représente le signal de commuta tion Cr servant à assurer la commutation de la course vers l' avant et de la course vers l'arrière de la tige de piston 13, la figure 4(B) représente un état de la course de la tige de piston 13, et la figure 4(C) représente une varia tion des pressions Pc, Ph et Pr dans les chambres de pres
sion 30, 35 et dans le renfoncement 26.
A partir d'un état dans lequel la tige de piston 13 est rétractée dans la position d'arrêt intermédiaire, à l' instant t = tl, si le commutateur 6 est connecté au cir cuit de signaux 7 par le signal de commutation Cr et si la tension Vmax est appliquée à la servosoupape 41, la servosoupape 41 agit en tant que soupape de commutation, place la chambre de pression côté tête 35 en communication avec la source d' air comprimé 40 et ouvre directement la chambre de pression côté tige 30 et le renfoncement 26 à l'atmosphère. C'est pourquoi la tige de piston 13 est commutée sur la course vers l' avant et à l' instant t = t2,
la tige de piston 13 commence le déplacement vers l' avant.
A cet instant, étant donné qu'une pression Ph. qui est s ens iblement identique à celle dans la chambre de pre s s ion côté tige 30, a déjà été envoyée à la chambre de pression côté tête 35, il n'est pas nécessaire de mettre en pression la chambre de pression côté tête 35 à partir de zéro et par conséquent un retard de démarrage t2-tl requis usqu'à ce que la tige de piston 13 commence effectivement à avancer, est extrêmement court. Si la tige de piston 13 commence à avancer et atteint l'extrémlté de la course vers l' avant, le mécanisme
d'amortissement agit, la pression interne Pc dans la cham-
bre de pression 30, qui est ouverte de façon limitée à l'aLmosphère par l'intermédiaire de la soupape d'étranglement 33 augmente une fois, et la pression interne dans le renfoncement 26, qui débouche directement dans l'atmosphère par l'intermédiaire de l' orifice
d'alimentation/de décharge 31, continue de diminuer.
L'extrémité de pointe de la tige de piston 13 vient en
butée en douceur contre la pièce à traiter.
Ensuite, la pression interne Pc dans la chambre
de pression 30, qui débouche à l'atmosphère par l'intermé-
diaire de la soupape d'étranglement 33, commence à diminuer, et si la pression interne Pc devient inférieure à la pression interne Ph. la soupape d'évacuation rapide 3 fonctionne et ouvre la chambre de pression 30 directement dans l'aLmosphère et par conséquent la pression interne Pc dans la chambre de pression 30 est réduite brusquement à la pression aLmosphérique. D'autre part, étant donné que la pression interne Ph dans la chambre de pression 35 atteint la pression maximale, la force de pressurisation de la tige de piston 13 en butée contre la pièce à traiter augmente brusquement et atteint la valeur maximale, et le traitement la pièce à traiter comme par exemple un soudage est effectué. Lorsque le traitement de la pièce à traiter est achevé et que le commutateur 6 est connocté au dispositif de commande 8 par le signal de commutation Cr à l' instant t = t4, la tige de piston 13 est commutée sur la course vers l'arrière et la servosoupape 41 est commandée en retour sur la base de l' information de position de la tige de piston 13. C' est-à-dire qu'une partie de l ' air comprimé dans la chambre de pression côté tête 35 est évacuée dans l'aLmosphère et simultanément de l' air comprimé est envoyé à la chambre de pression côté tige 30 à partir de la source d'air comprimé 40, la pression en direction de la tige de piston 13 est relâchée et la tige de piston 13 commence l'opération de retrait à l' instant t = t5. Si la tige de
piston 13 est rétractée vers la position d'arrêt intermé-
diaire réglée, les pressions internes Ph et Pc dans les chambres de pression 35 et 30 sont commandées de telle
sorte qu'elles sont essentiellement équilibrées, et la pro-
cédure passe à une étape suivante.
La figure 5 représente, à titre de comparaison, des courses (voir les lignes droites avec des flèches) d'un cas (A), dans lequel le cylindre de pression I est commandé par le dispositif d' activation à grande vitesse du premier mode de réalisation, et d'un cas (B) dans lequel le cylindre de pression 1 est commandé par le dispositif proposé ci-dessus. Dans le cas du dispositif proposé, la course vers l'arrière de la tige de piston 13 peut être réglée uniquement dans les deux positions, à savoir la position de retrait total et la position d'arrêt intermé diaire spécifique et étant donné qu'une pluralité de courses de travail ne peuvent pas être réglées conformément à des hauteurs d' obstacles M et N. il se produit un gaspillage dans le trajet de déplacement de l'extrémité de pointe de la tige de piston 13, c'est-à-dire la puce à électrode. Conformément au dispositif d' activation à grande vitesse de la première forme de réalisation de la présente
invention, étant donné que la position d'arrêt intermé-
diaire peut être réglée arbitrairement, il est possible de régler une course de travail qui rend le trajet de déplace ment de la puce à électrode aussi court que possible, et il
en résulte que la durée de traitement peut être réduite.
Sur les dessins, W désigne une partie de soudage.
La figure 6 représente une seconde forme de réa-
lisation de la présente invention. Cette seconde forme de réalisation correspond à la première forme de réalisation hormis que la soupape d'évacuation rapide 3 du dispositif d' activation à grande vitesse est omise. Etant donné que le dispositif d' activation à grande vitesse de cette forme de réalisation ne comporte pas la soupape d'évacuation rapide 3, la durce nécessaire depuis un instant o le mécanisme d'amortissement agit jusqu'à un instant o la force de pressurisation maximale est obtenue, devient plus longue que dans la première forme de réalisation. La seconde forme de réalisation peut être utilisée en fonction du type de fonctionnement exécuté par la tige de piston 13 ou en fonction des propriétés d'une pièce à traiter. Le mécanisme
d'amortissement peut être supprimé si cela est nécessaire.
Le reste de la structure et l'effet obtenu sont les mêmes que ceux obtenus dans la première forme de réali sat ion et par conséquent les parties essentielles sont désignées par les mêmes symboles et on n'en donnera pas d' explications
afin d'éviter une redondance.
Comme cela a été décrit précédemment, conformé-
ment à la présente invention, il est prévu un procédé d' activation et un dispositif d' activation, dans lesquels
une position de retrait total et une position de prépara-
tion de fonctionnement (position d'arrêt intermédiaire), à laquelle une tige de piston 12 est amenée en vis-à-vis d'une pièce à traiter sur une course de travail relativement courte, sont réglées dans la tige de piston 12 d'un cylindre de pression tel qu'un pistolet de soudage par points, la position d'arrêt intermédiaire peut être réglée arbitrairement par un signal délivré de l'extérieur de sorte qu'un gaspillage n'est pas produit lors d'une course
en fonction de la forme de la pièce à traiter et analogue.
Le retard d' activation produit lorsque le cylindre de pression classique est active par une soupape de commutation, est rébuit à une valeur aussi faible que possible grace au maintien d'un état, dans lequel essen tiellement les mêmes pressions sont appliquées à des chambres de pression sur des côtés opposés du piston 12
situé dans une position de retour.

Claims (10)

REVEN D I CAT I ON S
1. Procédé d' activation à grande vitesse d'un cylindre de pression (1), comprenant: une étape de travail vers l' avant pour entraîner un piston (12) d'un cylindre de pression au moyen d'une pression d'air, qui est fournie et est déchargée par une servosoupape (41) pour déplacer une tige de piston (13) jusqu'à une extrémité de course vers l' avant, de manière à comprimer la pièce à traiter pour exécuter une opération prédéterminée; et une étape d'arrêt intermédiaire pour rétracter la tige de piston (13) en l'amenant dans une position d'arrêt intermédiaire et arrêter la tige de piston (13) dans cette position, caractérisé en ce que l'étape d'arrêt intermédiaire comprend un procédé pour détecter une position de fonctionnement de la tige de piston (13) à l' aide d'un capteur de position (13) et renvoyer un signal de position détectée à un dispositif de commande de la servosoupape; un procédé pour commander la servosoupape (41) au moyen de l'air comprimé de telle sorte qu'un écart entre le signal de position détectée et un signal de position de consigne pour l'arrêt intermédiaire de la tige de piston s'annule, ce qui permet l'arrêt intermédiaire de la tige de piston dans une position de consigne; et un procédé pour maintenir un état dans lequel essentiellement les mêmes pressions sont appliquces à des chambres de pression (30,35) situées sur des côtés opposés du piston.;
2. Procédé d' activation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque l'étape de travail vers l' avant commence, une tension donnée Vmax est appliquée à la servosoupape (41) de manière à permettre à cette dernière de fonctionner en tant que soupape de commutation marche/arrêt. w _7 - r
3. Procédé d' activation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une vitesse au voisinage d'une extré mité de la course vers l' avant de la tige de piston (13) est réduite par un effet d'amortissement provoqué par la limitation d'un débit de gaz sortant d'une chambre de
pression (30) situce du côté de la tige.
4. Procédé d' activation selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsque l'effet d'amortissement agit, une pression intérieure dans la chambre de pression côté tige (30) devient inférieure à une pression intérieure dans une chambre de pression côté tête (35), ce qui a pour effet de déclencher l'actionnement d'une soupape d'évacuation rapide (3), la soupape d'évacuation rapide ouvrant directement la chambre de pression côté tige ( 30) dans l'aLmosphère de manière à réduire brusquement une contre-pression du piston de sorte que la durée nocessaire pour que la force de pressurisation maximale soit produite
par la tige de piston, est réduite.
5. Dispositif d' activation à grande vitesse d'un cylindre de pression, comportant un cylindre de pression (1) comportant un piston (12) actionné par une pression d' air, une tige de piston (13) raccordée au piston, une chambre de pression côté tête (35) et une chambre de pression côté tige (30) formées sur des côtés opposés du piston, une servosoupape (41) raccordant les deux chambres de pression à une source de pression d'air, une section de commande (4) pour commander la servosoupape, un capteur de position (20) pour détecter une position de fonctionnement de la tige de piston pour renvoyer un signal de position détectée à la section de commande, caractérisé en ce que le dispositif d' activation à grande vitesse comporte en outre un dispositif de commande (8)-qui agit de telle sorte que la section de commande (4) compare le signal de position détectée renvoyé par le capteur de position (20) et un signal de position de consigne pour l'arrêt intermédiaire de la tige de piston comme réglé auparavant, et commande la servosoupape (41) de telle sorte qu'un écart entre les deux signaux s'annule, provoquant ainsi l'arrêt intermédiaire de la tige de piston dans une position de consigne, et qu'un état, dans lequel essentiellement les mêmes pressions sont envoyées à des chambres de pression (30,35) formoes
sur des côtés opposés du piston, est maintenu.
6. Dispositif d' activation selon la revendication , caractérisé en ce que la section de commande (4) comporte en outre un circuit de signaux (7) qui fournit une tension donnée Vmax à la servosoupape (41) lorsque l'étape de travail vers l' avant de la tige de piston commence pour permettre à la servosoupape de fonctionner en tant que soupape de commutation marche/arrêt, et un commutateur (6) qui est actionné par le signal de commutation pour connocter sélectivement le circuit de signaux (7) et le
dispositif de commande (8) à la servosoupape.
7. Dispositif d' activation selon la revendication , caractérisé en ce que le cylindre de pression (1) comprend un mécanisme d'amortissement servant à réduire la vitesse de la tige de piston au voisinage de l'extrémité de la course vers l' avant de la tige de piston, ce qui limite un déLit de gaz sortant de la chambre de pression côté tige (30).
8. Dispositif d' activation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le cylindre de pression (1) comprend un mécanisme d'amortissement servant à réduire la vitesse de la tige de piston au voisinage de l'extrémité de la course vers l' avant de la tige de piston, ce qui limite un déLit de gaz sortant de la chambre de pression côté tige (30).
9. Dispositif d'activation selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une soupape d'évacuation rapide (3) est raccordée au cylindre de pression et que si une pression interne dans la chambre de pression côté tige (30) au moment o l' effet d' amortissement agit devient inférieure à une pression intérieure dans la chambre de pression côté tête (35), ceci déclenche l'actionnement de la soupape d'évacuation rapide (3) qui ouvre directement la
chambre de pression côté tige (30) à l'atmosphère.
10. Dispositif d' activation selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une soupape d'évacuation rapide (3) est raccordée au cylindre de pression et que si une pression interne dansla chambre de pression côté tige (30) au moment o l' effet d' amortissement agit devient inférieure à une pression intérieure dans la chambre de pression côté tête (35), ceci déclenche l'actionnement de la soupape d'évacuation rapide qui ouvre directement la
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