FR2935632A1

FR2935632A1 - Procede et systeme de mesure de temperature notamment dans un systeme de soudure par chauffage

Info

Publication number: FR2935632A1
Application number: FR0856047A
Authority: FR
Inventors: Jacques Lecourt; Jean Pierre Sozanski; Jean Marc Gourlet; Jacques Baron
Original assignee: BERNHARDT ET CI ETS
Current assignee: BERNHARDT ET CI ETS
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2010-03-12
Also published as: WO2010029241A1

Abstract

Procédé de mesure de la température T d'un élément chauffant utilisé dans un système de soudure (200) par chauffage pendant un cycle de soudure, ledit procédé comportant au préalable, une étape d'étalonnage consistant à mesurer la température initiale T0 en valeur absolue dudit élément chauffant, une étape de mise sous tension afin de faire varier la température dudit élément chauffant, au moins une étape de mesure d'une grandeur électrique G(?T), fonction de la variation de température ?T dudit élément chauffant, et une étape de détermination de la température T (?T, T0) de l'élément chauffant à partir de la valeur mesurée de la grandeur G(?T) et de la température initiale T0.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE MESURE DE LA TEMPERATURE, NOTAMMENT DANS UN SYSTEME DE SOUDURE PAR CHAUFFAGE

Arrière-plan de l'invention L'invention se situe dans le domaine de la soudure de thermoplastiques ou thermoscellage , utilisée notamment dans l'industrie de l'emballage. Dans le cadre de l'invention, les matériaux à souder concernent des matières plastiques qui fondent, ou tout au moins ramollissent, sous l'effet de la chaleur. Ces matériaux peuvent également être des pièces rigides ou des films monocouches (polyéthylène, polypropylène, etc.) ou multicouches, qui ont les mêmes propriétés que ces matières plastiques à des températures élevées. De façon connue, les techniques de soudure de thermoplastiques comportent principalement un cycle de soudure en trois phases : (1) une phase de montée en température jusqu'à une température de soudure déterminée permettant d'obtenir le ramollissement des deux matériaux, (2) suivie simultanément d'une phase d'assemblage à cette température en exerçant une certaine pression sur les deux matériaux par les barres du système de soudure ; puis (3) une phase de refroidissement pour obtenir la solidification des deux matériaux assemblés. Plus généralement, deux techniques de soudure se distinguent : la thermosoudure à puissance constante et la thermosoudure à 25 température constante. La thermosoudure à puissance constante dont le principe repose sur le principe du tout ou rien consiste essentiellement à la mise sous tension d'une résistance pour créer une impulsion de chaleur pendant un certain laps de temps. Cette mise sous tension de l'électrode permet 3o d'obtenir la fusion et l'assemblage des deux matériaux. Par opposition, la thermosoudure à température constante assure le ramollissement des deux matériaux, comme son nom l'indique, en maintenant une résistance à une température constante. Le principe de son fonctionnement repose sur la mesure de la température de l'électrode : La puissance est délivrée en fonction de la température mesurée. Ensuite, quelque soit la technique de soudure (à puissance constante ou à température constante), une pression de serrage des barres sur les deux matériaux est exercée pendant un temps déterminé à une température donnée pour assembler les deux matériaux. La 1 o solidification des matériaux ainsi assemblés est obtenue par des moyens de refroidissement, tels que la masse de la barre ou un réseau de refroidissement à eau ou à air, qui sont bien connus de l'homme du métier. Dans un environnement industriel tel que celui de l'emballage, la 15 soudure à puissance constante s'impose pour des raisons de simplicité technique : l'utilisation d'un simple relais électromécanique suffit à la mise en oeuvre de cette technique. Cependant, bien qu'un minimum de matériels techniques suffise pour la soudure à puissance constante, cette technique consomme de l'énergie pendant toute la période de la soudure. 20 La soudure à température constante présente donc l'intérêt de réduire la consommation en kilowatts en consommant de l'énergie uniquement dans les phases de soudure. Cependant, dans ce contexte, il est déterminant à chaque instant de pouvoir contrôler et réguler la température de l'électrode qui 25 s'applique sur les matériaux à souder lors d'un cycle de soudure, aussi bien dans la phase de montée en température que dans la phase de refroidissement. Or, la température de soudure avoisinant souvent les plus de 150°C, une sonde de température ne peut pas être en contact direct avec 30 l'électrode ou les matériaux à souder. Cette maîtrise de la mesure de température par une sonde directement ou à proximité des matériaux à souder est donc très difficile à mettre en oeuvre. Cette mesure est d'autant plus difficile que l'électrode du système de soudure qui permet la variation de température est bien 5 souvent isolée de la barre du système de soudure. Cette électrode peut également être protégée du matériau à souder par une couche protectrice anti-adhérente de type Téflon , qui repose souvent sur une garniture additionnelle de type fibre de verre ou film thermorésistant à haute température. 10 Par ailleurs, les temps de réponse de la sonde sont trop lents pour les procédés industriels : la durée de la montée en température est de l'ordre de 0,5 à 3 secondes tandis que la durée du refroidissement est sensiblement égale à 1,5 fois le temps de montée, ce qui n'est pas satisfaisant pour une bonne maîtrise de la soudure. 15 On constate, enfin, au bout d'un certain temps une forte dissipation de la température au niveau de la barre et des matériaux à souder. Ainsi, lorsqu'on fait passer une tension pendant 1 à 2 secondes dans une résistance pour faire varier la température de 30 à 150°C, la 20 sonde de température ne peut pas renseigner avec précision le niveau de température de la résistance, et donc du matériau à souder ; la sonde ne pouvant indiquer que la température du support ou de la barre et non celle de l'électrode ou du matériau à souder. En tout état de cause, il est nécessaire de pouvoir estimer la 25 température de soudure par d'autres techniques plus précises. Le document WO 97/18504 décrit, pour un procédé de soudure adapté à l'industrie de l'emballage, une méthode et un système de régulation de type analogique (circuit intégrateur) d'un élément chauffant à partir d'une tension mesurée aux bornes de l'électrode. 30 Plus précisément, le document décrit un procédé de soudure en courant continu dans lequel, entre chaque impulsion du courant d'alimentation, il est possible de faire passer un courant de mesure pour obtenir la tension aux bornes de l'électrode. Ensuite, un régulateur va comparer la tension mesurée avec une consigne de régulation correspondant à une tension de référence qui est fonction d'une variation de température cible. Le régulateur pourra ainsi moduler les impulsions du courant d'alimentation pour atteindre et maintenir cette variation de température cible. La méthode et le système selon ce document permettent uniquement l'estimation d'une température relative, c'est-à-dire l'estimation d'une variation de température. De plus, le réglage de la consigne de régulation dépend étroitement de certains paramètres physiques propres à la résistance de l'électrode (longueur, épaisseur, type, etc.). Le réglage de la consigne de régulation doit donc être adapté à chaque changement d'électrode dans la mesure où la nouvelle électrode présente de nouvelles caractéristiques (dispersion dimensionnelle de l'électrode, etc.), ce qui implique des manipulations entre chaque changement d'électrode.

Résumé et objet de l'invention L'objet de l'invention tente de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, l'objet de l'invention porte sur un procédé de mesure de la température T d'un élément chauffant utilisé dans un système de soudure par chauffage pendant un cycle de soudure. Le procédé comporte une étape de mise sous tension afin de faire varier la température dudit élément chauffant, et au moins une étape de mesure d'une grandeur électrique G(AT), fonction de la variation de température dudit élément chauffant. Ledit procédé comporte, préalablement à l'étape de mise sous tension, une étape d'étalonnage consistant à mesurer la température initiale TO en valeur absolue dudit élément chauffant. A la suite de l'étape de mesure de la grandeur électrique G(AT), le procédé comporte une étape de détermination de la température T (AT, TO) en valeur absolue de l'élément chauffant à partir de la valeur mesurée de la grandeur G(AT) et de la température initiale TO.

Associer à la loi de variation de la température, l'étalonnage de la température de l'électrode avant de lancer la soudure permet le suivi continu de la valeur absolue de la température de l'électrode au cours d'un cycle de soudure. De plus, la mesure de la grandeur électrique ne dépend ici que de la nature de l'élément chauffant, et n'ajoute aucun 1 o élément thermique entre l'élément chauffant et un capteur de température du type thermocouple. Le temps de retard entre la valeur réelle et la valeur mesurée est donc quasiment nul. Dans un mode de réalisation préférée, la mise sous tension de l'électrode pour faire augmenter la température de l'électrode consiste en 15 l'application d'un courant alternatif CA aux bornes de l'élément chauffant. Avantageusement, l'étape de mesure de la grandeur électrique comporte la coupure du courant alternatif pendant un laps de temps t. Ce laps de temps doit être suffisamment court pour pouvoir déterminer la température de façon quasi-continue, et suffisamment long pour faire 20 traverser un courant continu. Généralement, ce laps de temps a une durée de 10 à 100ms. Ensuite, l'étape de mesure comporte l'établissement d'un courant continu le à travers les bornes de l'élément chauffant pendant ce laps de temps t ; puis, une étape de mesure, à proprement parler, de la grandeur 25 électrique G(AT) pendant ledit laps de temps t. La mise en oeuvre de cette méthode de mesure, dite méthode alternée, permet avantageusement la mise en oeuvre du procédé de mesure selon l'invention, dans le cadre d'une soudure utilisant un courant alternatif pour la mise sous tension de l'électrode. 30 Selon une variante de réalisation, la grandeur électrique G(AT) mesurée est la tension V aux bornes de l'élément chauffant. Dans ce cas, l'étape de détermination de la température T (ET, TO) de l'élément chauffant s'opère selon la formule suivante : T=(V-VO)/(VO*a)+TO où a est le coefficient de la variation ohmique par degré Celsius, et VO est 5 la tension initiale aux bornes de l'élément chauffant à la température initiale TO lors de l'étalonnage. Selon une autre variante de réalisation, la grandeur électrique G(AT) mesurée est la résistance R de l'élément chauffant. Dans ce cas, l'étape de détermination de la température T (ET, TO) de l'élément 1 o chauffant s'opère selon la formule suivante : T =(R-RO)/(RO*a)+TO où a est le coefficient de la variation ohmique par degré Celsius, et RO est la résistance initiale de l'élément chauffant à la température initiale TO lors de l'étalonnage. 15 De façon avantageuse, l'élément chauffant est une électrode. Le procédé de mesure comporte, en outre, l'affichage de valeurs telles que la valeur de la grandeur électrique G(AT) mesurée ou la valeur de la température déterminée T (AT, TO), et la mémorisation de l'historique des températures T déterminées. L'établissement de 20 l'historique des températures est important, notamment dans certains domaines de l'industrie, notamment dans le domaine pharmaceutique qui exige une traçabilité de tous les événements dans une chaîne de production. Par ailleurs, le procédé comporte une étape de mise en alerte pour 25 déclencher une opération de maintenance en fonction de l'historique des températures T déterminées. Corrélativement, l'invention concerne un procédé de régulation de la température T d'un système de soudure comportant un élément chauffant lors d'un cycle de soudure. Selon le mode de réalisation mis en 30 oeuvre, ce procédé de régulation comprend chacune des étapes du procédé de mesure décrite ci-dessus ; il comporte en outre une étape supplémentaire de régulation de ladite température T de l'élément chauffant en fonction d'au moins une consigne de régulation. A cet effet, le procédé de régulation peut comporter au préalable une étape de saisie d'au moins une consigne de régulation, à moins que cette consigne de régulation ne soit déjà prédéterminée. Avantageusement, cette consigne de régulation correspond à une température de soudure Ts, qui est fonction de la nature du matériau à souder. Le procédé de régulation peut aussi comporter une étape de 1 o mémorisation de paramètres, par exemple temps et pression de soudure de chaque cycle de soudure. L'invention concerne également un dispositif de mesure de la température T d'un élément chauffant utilisé dans un système de soudure par chauffage pendant un cycle de soudure. 15 Ce dispositif selon l'invention comporte : un module de chauffage pour faire varier la température de l'élément chauffant ; un module de mesure comprenant des moyens de mesure de la température initiale TO en valeur absolue de l'élément chauffant, et des moyens de mesure adaptés pour la mesure d'une grandeur électrique G(LT), fonction de la 20 variation de la température de l'élément chauffant, lorsque l'électrode est traversée par un courant continu le ; et un circuit intégré adapté pour déterminer la température T (AT, TO) en valeur absolue de l'élément chauffant à partir d'une grandeur électrique G(AT) mesurée et d'une température initiale TO mesurée lors de l'étalonnage. 25 De façon préférée, les moyens de mesure selon l'invention comportent des moyens de génération d'un courant continu le adaptés pour faire passer à travers l'électrode un courant continu le pendant un certain laps de temps t, qui est de préférence compris entre 10 et 100ms. Ces moyens de mesure comportent en outre des moyens de 30 mesure d'une grandeur électrique G(AT) de l'électrode lorsque ladite électrode est traversée par un courant continu le pendant ledit laps de temps t. Avantageusement, le circuit intégré est un circuit intégré de type microcontrôleur comportant un processeur, une mémoire vive de type RAM, et une mémoire morte de type ROM stockant un programme d'ordinateur. Ce circuit intégré peut comporter des moyens de mémorisation, par exemple une mémoire de type Flash, pour stocker l'historique des mesures de température T de chaque cycle de soudure ; ces moyens peuvent éventuellement stocker des paramètres liés au temps et la 1 o pression de chaque cycle de soudure. Le processeur peut également être adapté pour déclencher une opération de maintenance en fonction de l'historique et/ou de paramètres prédéterminés. Dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif comporte une 15 interface homme/machine comportant des moyens d'affichage et des moyens de saisie. Corrélativement, l'objet de l'invention concerne un dispositif de régulation de la température T d'un élément chauffant utilisé dans un système de soudure par chauffage pendant un cycle de soudure. Selon le 20 mode de réalisation mis en oeuvre, le dispositif comporte chacun des moyens du dispositif de mesure décrit ci-dessus. Le programme d'ordinateur du dispositif de régulation est en outre adapté pour réguler la température T (LIT, TO) déterminée en fonction d'au moins une consigne de régulation pendant le cycle de soudure. 25 L'invention concerne un système de soudure qui comporte soit un dispositif de mesure, soit un dispositif de régulation tel que décrit ci-dessus. L'invention concerne enfin un procédé de soudure de deux éléments thermoplastiques par ce système de soudure. Le procédé 30 comprend une phase facultative de préchauffage (B) ; une phase de chauffage (C) jusqu'à une température de soudure Ts prédéterminée ; une phase de soudage (D) à ladite température de soudure Ts pendant un temps de soudure prédéterminé, ladite phase de soudage comprenant une mise sous pression des deux éléments à souder afin d'assembler les deux éléments thermoplastiques ; une phase de refroidissement (E) pendant un temps de refroidissement prédéterminé afin d'obtenir la solidification des deux éléments thermoplastiques assemblés. Bien évidemment, chaque cycle de soudure est fonction de paramètres prédéterminés (temps et pression) qui peuvent être variables d'un cycle à l'autre.

Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur lesquels : - la figure 1 représente un système de soudure conforme à l'invention ; - la figure 2 représente un dispositif de régulation conforme à l'invention, dans un mode particulier de réalisation ; - la figure 3 représente, sous forme d'organigramme, les principales étapes du procédé de régulation conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention ; et la figure 4 représente un graphique correspondant à l'utilisation du système de soudure pendant une pluralité de cycles de soudure 25 dans un mode particulier de réalisation de l'invention.

Description détaillée d'un mode de réalisation Un système et un procédé de soudure conformes à un mode particulier de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en 3o référence aux figures 1 à 4. Dans la figure 1, est représenté schématiquement un système de soudure 200 qui permet la soudure de deux éléments thermoplastiques (non représentés sur la figure) par un élément chauffant EC supporté par une barre B. Préférentiellement et dans la suite de notre exemple, cet élément 5 chauffant EC est une électrode. Dans le mode de réalisation décrit ici, l'électrode EC est isolée de la barre B (non représenté sur la figure) ; l'électrode est également recouverte d'une couche anti-adhérente de type Téflon (non représenté sur la figure). 1 o Le système de soudure 200 comporte un dispositif de régulation 100 conformément à l'invention comprenant un module de chauffage MC et un module de mesure ME tous deux reliés aux bornes de l'électrode EC, ainsi qu'un circuit intégré 10 adapté pour la mise en oeuvre du procédé de régulation selon l'invention. 15 La figure 2 décrit plus en détails un mode de réalisation particulier du dispositif de régulation 100. Dans le mode de réalisation décrit ici, le dispositif de régulation 100 comporte un circuit intégré 10 qui est apte à déterminer la température T de l'électrode, et qui est en outre apte à réguler cette température T en 20 fonction d'une consigne de régulation CR prédéterminée. Le circuit intégré 10 est de préférence un microcontrôleur comportant un processeur 11, une mémoire vive 12 de type RAM, une mémoire morte 13 de type ROM stockant un programme d'ordinateur PG adapté pour la mise en oeuvre du procédé de régulation conformément à 25 l'invention : PG permet à la fois la détermination et la régulation de la température. L'invention est décrite ici dans le contexte particulier de la régulation de la température d'un système de soudure. Toutefois, il devra être compris de cette description que l'objet de l'invention réside 30 principalement dans la détermination de la température en valeur absolue de l'élément chauffant.

En effet, la régulation de la température est un mode de mise en oeuvre particulier de la détermination de la température dans lequel on ajoute une étape de régulation en fonction de la température déterminée. Cette régulation en fonction de la température déterminée est obtenue automatiquement par l'utilisation d'un circuit intégré, et notamment d'un programme d'ordinateur PG qui permet l'exécution d'instructions spécifiques. Le circuit intégré comprend également des moyens de mémorisation 14, tels qu'une mémoire de type FLASH, aptes à mémoriser l'historique des températures déterminées ; ces moyens 14, dans le mode de réalisation décrit, stockent également les paramètres (temps et pression de soudure) associés pour chaque cycle de soudure. Le dispositif 100 comporte en outre un module de chauffage MC qui est apte à faire augmenter la température de l'électrode EC ; et un module de mesure ME comprenant des moyens de mesure 20 de la température d'étalonnage capable de fournir une température en valeur absolue, typiquement une sonde ou un thermocouple, ainsi que des moyens de mesure 40. Ces moyens de mesure 40 comprennent un générateur GE de 20 courant continu Ic, et des moyens de mesure MG d'une valeur électrique G(AT) fonction de la variation de température AT. Le dispositif 100 comporte, enfin, une interface homme/machine 50 comprenant des moyens de saisie MP ainsi que des moyens d'affichage MA. 25 La température T d'une électrode ne pouvant pas être obtenue directement par une sonde dans un procédé de soudure conformément à l'état de la technique, le but de la présente invention est de déterminer la température absolue de cette électrode et de réguler cette température T en fonction d'au moins une consigne de régulation prédéterminée. 30 Le principe de l'invention réside dans le fait que la valeur ohmique de la résistance d'une électrode ou la tension aux bornes de cette électrode varie proportionnellement à la température au travers d'un comparateur analogique/numérique. En connaissant la température initiale de l'électrode, il est alors possible de suivre l'évolution de la température absolue de l'électrode et d'y établir des limites et des seuils afin de pouvoir réguler cette température au cours de la soudure. Le procédé de régulation conformément à l'invention sera mieux compris dans ce qui suit en faisant référence conjointement aux figures 3 et 4. Pour répondre au problème de régulation posé ci-dessus, l'opérateur saisit au préalable une ou plusieurs consignes de régulation CR par l'intermédiaire de moyens de saisie MP. Il est à noter que, selon l'invention, la ou les consignes de régulation pourront, au préalable, être stockées dans les moyens de mémorisation 14. Cette consigne de régulation CR correspond ici à une température de soudure Ts (150°C) à atteindre pour obtenir le ramollissement des deux éléments thermoplastiques à souder. Il pourra être saisi d'autres consignes de régulation ou paramètres, tels que le temps de soudage ts (1 à 5 secondes), le temps enveloppe te d'un cycle de soudure, le temps de présentation tp de deux nouveaux éléments à souder, le temps d'échantillonnage tx entre chaque détermination de température (10ms à 60ms), ou encore la température de refroidissement Tr (70°C), qui sont caractéristiques des matériaux des éléments à souder ; ces consignes de régulation et/ou paramètres pouvant être spécifiques à chaque cycle de soudure.

L'opérateur va pouvoir ensuite mesurer (ElO, phase A, point 1) en valeur absolue, par l'intermédiaire de moyens de mesure 20 standard, la température TO à froid de l'électrode EC. Il est à noter que cette étape d'étalonnage n'est réalisée qu'une seule fois avant le lancement en chaîne des opérations de soudage. Cette température d'étalonnage correspond à la température initiale de l'électrode. En fonction de l'environnement ambiant, elle varie généralement entre 10° et 30°C. Cependant, dans certains cas qui peuvent être qualifiés de difficiles, cette température pourra être négative (ou supérieure à 40°C). Déterminer directement la température Ti de l'électrode EC en valeur absolue pendant un cycle de soudure grâce à une étape préalable 5 d'étalonnage est caractéristique de l'invention. Une fois l'étalonnage réalisé, le circuit 10 commande la mise sous tension (E20) de l'électrode EC par le module de chauffage MC en appliquant un courant alternatif CA à l'électrode EC afin d'augmenter la température de l'électrode EC, conformément à l'état de la technique. 1 o Cette augmentation de la température comporte une phase de préchauffage B (passage lent de 10°C à 30°C, points 1 à 2) pour conditionner l'électrode EC, et une phase de chauffage C (points 2 à 3) rapide correspondant au départ d'un cycle de soudure (démarrage du temps enveloppe te). 15 Au bout du temps d'échantillonnage tx, le circuit 10 va procéder à la mesure (E30) d'une grandeur électrique G(AT) qui est fonction de la variation de la température LT de l'électrode EC (voir figure 4, point R) Pour ce faire, le courant alternatif CA est coupé pendant un laps de temps relativement court, qui est de façon préféré compris entre 10 à 100 20 ms, et durant lequel on fait traverser un courant continu le (100mA par exemple) à travers l'électrode EC grâce au générateur GE. Durant ce laps de temps, les moyens MG mesurent la grandeur physique G(AT) désirée. Selon les modes de réalisation préférés, les moyens MG mesurent la tension V aux bornes (ou la résistance R) de l'électrode EC. 25 Le processeur 11 du circuit 10 détermine (E40) la température Ti en valeur absolue de l'électrode en appliquant la loi de la variation de la température en fonction de valeur de la tension V (ou de la résistance R) mesurée. En fonction du résultat de cette température Ti, le circuit va 30 réguler (E50) la température de l'électrode EC en fonction de la consigne de régulation CR saisie au préalable.

Si la température Ti est inférieure à la température de la consigne de régulation CR (température de soudure Ts), alors le circuit 10 recommencera les étapes E20 à E50 jusqu'à atteindre une température égale à la température de soudure Ts.

Si la température Ti est égale (ou supérieure) à la température de la consigne CR, le circuit 10 va maintenir (phase D, points 3 à 4) la température de l'électrode pendant un temps de soudure ts prédéterminé pour permettre l'assemblage des deux éléments thermoplastiques. Dans un mode de réalisation particulier, le circuit 10 est adapté pour fiabiliser la qualité de la soudure, notamment dans les premiers cycles de soudure. Ce mode de réalisation est avantageux pour optimiser le procédé industriel de soudure, notamment en période d'hiver lorsque le froid règne dans les ateliers de soudure. Pour ce faire, il est important de noter que la qualité d'une soudure dépend non seulement du respect des consignes de régulation avec une automatisation de la régulation grâce à une connaissance de la température de l'électrode en continu, mais aussi des conditions initiales de la soudure. La connaissance de la température initiale TO de l'électrode permet de déduire les conditions initiales de la barre support au plus proche de l'électrode. En fonction de la température initiale mesurée TO, le cycle, notamment dans sa phase de pré-chauffage et/ou de chauffage peut nécessiter plus ou moins d'énergie. Si la température TO est inférieure à un seuil prédéterminé, par exemple inférieure à 0°C, le circuit intégré 10 peut prévoir deux options possibles pour fiabiliser la qualité de la soudure : soit en augmentant le temps de préchauffage ou de soudure, soit en augmentant le niveau de température de soudure. De façon contraire, si la température TO est supérieure à un autre seuil prédéterminé (égale à 40°C par exemple), l'apport d'énergie est diminué par une soudure plus courte ou moins chaude. De façon générale, le circuit 10 est adapté pour sécuriser et fiabiliser la soudure à chaque cycle de soudure en fonction de la température TO mesurée ou des températures T1 déterminées. Ceci est rendu possible grâce à une programmation adaptée du circuit 10 qui est apte à moduler à chaque instant les paramètres relatifs au temps, à la température de soudure ou à la pression. Il est à noter que le circuit 10 est également adapté pour contrôler la mise sous pression de la barre B sur deux éléments pour obtenir l'assemblage de ces éléments ; la mise sous pression pouvant bien évidemment être obtenue avec la coopération d'une deuxième barre B' du 1 o système de soudure 200. Une fois le temps de soudure ts écoulé, il est procédé au refroidissement de l'électrode (phase E) jusqu'à une température de refroidissement Tr, de préférence est égale à 70°C, correspondant au point 5 sur la figure 4.

15 Le refroidissement E est obtenu soit par la masse de la barre soit par des moyens de refroidissement MR type circuit d'eau ou d'air, bien connus de l'homme du métier. Afin de cadencer les soudures dans un procédé industrialisé de soudure en série, les phases C, D et E du cycle de soudure ont une durée 20 totale égale à un temps enveloppe te. Or, au bout d'un certain nombre de cycles de soudure, on peut observer sur la figure 4 que la température de refroidissement met plus de temps à être atteinte, notamment à cause de la dissipation de chaleur entre la barre et l'électrode (voir cycle 1, cycle 2 et cycle 3).

25 Le circuit intégré 10 est donc configuré de sorte que la présentation (phase F) des deux prochains éléments à souder dans le procédé de soudure est déclenchée à la fin du temps enveloppe te et une fois que la température de refroidissement Tr est atteinte. La configuration du processeur 11 décrite dans le mode particulier 30 de réalisation décrit ci-dessus ne doit pas avoir un caractère limitatif. Ainsi, la détermination et l'asservissement de la température de l'électrode par le circuit intégré 10 conformément à l'invention permet une grande maîtrise des procédés industriels de thermoscellage. En effet, comme expliqué précédemment, la connaissance à chaque instant de la température de la résistance en valeur absolue permet un bon contrôle de la température de chauffe et de la température de refroidissement, et l'utilisation d'un circuit intégré spécialement programmé à cet effet permet de réguler automatiquement la soudure, et ce avec un minimum de temps de réponse. Il devra être observé que cette description détaillée porte sur un 1 o mode de réalisation particulier du procédé de régulation, mais qu'en aucun cas cette description ne revêt un quelconque caractère limitatif à l'objet de l'invention ; bien au contraire, elle a pour objectif d'ôter toute éventuelle imprécision ou toute mauvaise interprétation des revendications qui suivent.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de mesure de la température T d'un élément chauffant (EC), par exemple de type électrode, utilisé notamment dans un système de soudure par chauffage pendant un cycle de soudure, ledit procédé comportant une étape de mise sous tension (E20) afin de faire varier la température dudit élément chauffant (EC), et au moins une étape de mesure (E30) d'une grandeur électrique G(AT), fonction de la variation de température AT dudit élément chauffant (EC), caractérisé en ce 1 o qu'il comporte en outre : préalablement à l'étape de mise sous tension (E20), une étape d'étalonnage (ElO) consistant à mesurer la température initiale TO en valeur absolue dudit élément chauffant (EC) ; après l'étape de mesure (E30), une étape de détermination (E40) 15 de la température T (AT, TO) en valeur absolue de l'élément chauffant (EC) à partir de la valeur mesurée de la grandeur G(AT) et de la température initiale TO.
2. Procédé de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que la 20 mise sous tension (E20) consiste en l'application d'un courant alternatif CA aux bornes de l'élément chauffant (EC).
3. Procédé de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de mesure (E30) comporte : 25 une étape de coupure du courant alternatif CA pendant un laps de temps t prédéterminé, de préférence compris entre 10 à 100 ms ; - une étape d'établissement d'un courant continu le à travers les bornes de l'élément chauffant (EC) pendant ledit laps de temps t ; et 30 une étape de mesure de ladite grandeur électrique G(AT) pendant ledit laps de temps t.
4. Procédé de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape de détermination (E40) de la température T (AT, TO) de l'élément chauffant (EC) s'opère selon la formule suivante : T = (G ù GO)/(GO* a) + TO où a est le coefficient de la variation ohmique par degré Celsius, et GO est la valeur initiale de la grandeur électrique G(AT) mesurée à la température initiale TO lors de l'étalonnage.
5. Procédé de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la grandeur électrique G(AT) mesurée est la tension V aux bornes de l'élément chauffant (EC) ou la résistance R de l'élément chauffant (EC).
6. Procédé de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mémorisation (E41) de l'historique des températures T déterminées.
7. Procédé de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'alerte (E42) pour déclencher une opération de maintenance en fonction de l'historique des températures T déterminées.
8. Procédé de régulation de la température T d'un système de soudure comportant un élément chauffant (EC), par exemple une électrode, lors d'un cycle de soudure, caractérisé en qu'il comporte les étapes du procédé de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et en ce qu'il comporte une étape supplémentaire de régulation (E50) de ladite température T de l'élément chauffant (EC) en fonction d'au moins une consigne de régulation (CR).
9. Procédé de régulation selon la revendication 8, caractérisé en ce que la consigne de régulation (CR) correspond à une température de soudure Ts, qui est éventuellement fonction du matériau à souder.
10. Procédé de régulation selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mémorisation des paramètres (temps et pression de soudure) relatif à chaque cycle de soudure. 10
11. Dispositif de mesure (100) de la température T d'un élément chauffant (EC), par exemple de type électrode, utilisé dans un système de soudure (200) par chauffage pendant un cycle de soudure, caractérisé en ce qu'il comporte : 15 - un module de chauffage (MC) pour faire varier la température de l'élément chauffant (EC); un module de mesure (ME) comprenant des moyens de mesure (20) de la température initiale TO en valeur absolue de l'élément chauffant (EC), et des moyens de mesure (40) adaptés pour 20 mesurer une grandeur électrique G(AT), fonction de la variation de la température de l'élément chauffant, lorsque ladite électrode est traversée par un courant continu le ; - un circuit intégré (10) adapté pour déterminer la température T (AT, TO) en valeur absolue de l'élément chauffant (EC) à partir de 25 ladite grandeur électrique G(AT) et de la température initiale TO mesurée lors de l'étalonnage (ElO).
12. Dispositif de mesure (100) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le circuit intégré (10) est un circuit intégré de type microcontrôleur 30 comportant un processeur (11), une mémoire vive (12) de type RAM,5et des moyens de mémorisation, tels qu'une mémoire morte (13) de type ROM, stockant un programme d'ordinateur (PG).
13. Dispositif de mesure (100) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte une interface homme/machine (50) comportant des moyens d'affichage (MA) et des moyens de saisie (MP).
14. Dispositif de mesure (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que les moyens de mesure (40) comportent 1 o d'une part des moyens de génération (GE) d'un courant continu le adaptés pour faire passer à travers l'électrode un courant continu le pendant un laps de temps t prédéterminé, de préférence compris entre à 100 ms, et d'autre part des moyens de mesure (MG) d'une grandeur électrique G(LT) de l'électrode lorsque ladite électrode est traversée par ledit courant continu le pendant ledit court laps de temps t.
15. Dispositif de mesure (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que le circuit intégré (10) comporte des moyens de mémorisation (14), tels qu'une mémoire de type Flash, pour stocker l'historique des mesures de température T de chaque cycle de soudure, et éventuellement des paramètres (temps et pression de soudure) pour chaque cycle de soudure.
16.Dispositif de mesure (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que le circuit intégré (10), notamment le processeur (11), est apte à déclencher une opération de maintenance en fonction de l'historique des températures déterminées, et éventuellement en fonction de paramètres prédéterminés.30
17. Dispositif de régulation (100) de la température T d'un élément chauffant (EC), par exemple une électrode, utilisé dans un système de soudure (200) par chauffage pendant un cycle de soudure, caractérisé en ce qu'Il comporte un dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, et en ce que le circuit intégré (10) est adapté pour réguler la température T (AT, TO) déterminée en fonction d'au moins une consigne de régulation (CR) pendant le cycle de soudure.
18. Système de soudure caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 11 à 16.
19. Système de soudure caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de régulation selon la revendication 17.
20. Procédé de soudure de deux éléments thermoplastiques par un système de soudure selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend : une phase facultative de préchauffage (B) ; une phase de chauffage (C) jusqu'à une température de soudure Ts prédéterminée ; une phase de soudage (D) à ladite température de soudure Ts pendant un temps de soudure prédéterminé, ladite phase de soudage comprenant une mise sous pression des deux éléments à souder afin d'assembler les deux éléments thermoplastiques ; - une phase de refroidissement (E) pendant un temps de refroidissement prédéterminé afin d'obtenir la solidification des deux éléments thermoplastiques assemblés.
21. Procédé de soudure selon la revendication 20, caractérisé en ce que la durée de l'étape de préchauffage et/ou de l'étape de soudage, et/oula température de soudure Ts, est/sont fonction(s) de la température d'étalonnage TO mesurée lors de l'étalonnage (E10).