WO1998047691A1 - Perfectionnement a un procede de soudage bout a bout - Google Patents

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WO1998047691A1
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welding
data
pressure
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PCT/FR1998/000804
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Jean Sauron
Gil Gaunt
Jean-Claude Hugueny
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Gaz De France (G.D.F.) Service National
Societe Joseph Sauron Materiel Industriel
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    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
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    • B29C66/959—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 characterised by specific values or ranges of said specific variables
    • B29C66/9592—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 characterised by specific values or ranges of said specific variables in explicit relation to another variable, e.g. X-Y diagrams

Definitions

  • the invention relates to an automatic welding method and apparatus for automatically butt welding plastic parts, such as tubes.
  • plastic parts such as tubes.
  • a method of welding these tubes has already been proposed, by abutment, according to a pre-established procedure.
  • the weld obtained is maintained substantially without manipulation, during a cooling time interval t6.
  • the object of the invention is, according to a first characteristic, to optimize the use of this ambient temperature data and, more generally, to improve the operating conditions of welding, so as to make it more reliable and more efficient. with regard to the quality of the weld, while offering the least complex machine design possible, for the sake of cost and ease of manufacture and use.
  • a first characteristic of the invention provides, within the framework of the welding process detailed above, for adapting or correcting as a function of said ambient temperature which will have been recorded at the time of welding, the '' at least one of the following parameters:
  • an additional characteristic provides that preferably, the parameter will be retained. "time” and more precisely only the time tl for heating and / or the time t2 for internal heating.
  • Another consideration of the invention relates to the manner of carrying out this adaptation of time, pressure or stroke, as a function of the ambient temperature.
  • - temperature readings are provided corresponding to a processing unit of a control unit which determines the suitable value of the time, electrical energy, pressure and / or stroke considered, as a function of a correction algorithm previously entered in an internal memory of the housing, a correction coefficient also previously entered in the internal memory of said housing and of a time, a pressure, an electrical energy and / or a nominal reference stroke (es) or deposit.
  • the (each) part (s) to be welded is equipped with an external support adapted to contain data dealing with the welding of said parts and suitable for being read by reading means suitable for the transmission of this data to the unit for treatment of a control unit, - providing the ambient temperature readings of the probe and said data read from the (each) support to said processing unit which determines the suitable value of time, pressure, electrical energy, (U, I,. ..) and / or the race considered, depending always on a correction algorithm, a correction coefficient and a time, a pressure of an electrical energy and / or a nominal reference or setpoint stroke (es).
  • the nominal dominated pressure, stroke, electrical energy and / or reference time may very particularly be a function of the welding rule to be observed ("standard"), of the plastic material considered and of the frontal dimension. facing parts, this dimension can be determined from diameter data (assuming that they are circular parts) and / or thickness, and advantageously entered into the external support associated with the parts (code to bar for example), as well as the material data; on the other hand, the data linked to the welding rule to be observed will preferably be entered in the control unit's internal memory.
  • Another consideration of the invention has also sought to optimize the control of the requirements to be satisfied with regard to an imposed welding rule, such as a standard.
  • a characteristic of the invention provides for satisfying values in particular of pressure in the zone of welding of the parts and / or values of bead (s) in this zone and / or values of time, such as required by said welding rule to be observed, by using a control of the stroke in relative displacement of said parts, this by comparison between a preset reference stroke and an actual stroke measured during the course of welding operations.
  • the invention proposes to correct the relative displacement controlled over time of said parts as a function of the ambient temperature which will have been recorded, thus making it possible to further increase the reliability and the security. obtaining a high quality weld.
  • the invention also relates to a welding device whose characteristics may allow the implementation of this process and the details of which will appear in the description which follows, given with reference to the drawings appended in which :
  • FIG. 1 is a diagrammatic perspective view of the main components of the welding device
  • FIG. 2 shows an identification support (in this case a bar code) to be affixed to a tube,
  • an identification support in this case a bar code
  • FIGS. 3, 4, 5, 6 and 7 schematically illustrate five successive stages of a butt welding process
  • FIG. 8 is an electronic diagram of the control box of the device
  • the welding apparatus 1 illustrated comprises an automated control unit 3 connected to a device 5 which will make it possible to rectify before heating the ends of the two fusible plastic tubes 7, 9 to abut, a heating means 11 of these ends, as well as displacement means 13, such as hydraulic cylinders, making it possible to translate axially, one relative to the other, the two parts 7, 9, according to their common axis 15.
  • a frame 17 comprising two groups of clamping jaws 19, 21.
  • the jaws are connected to the jacks 13, thus making it possible to move the tube 7 in translation relative to to tube 9, along axis 15.
  • the dressing device 5 comprises a scraping head 23 articulated on a frame 25, at the end of an arm 27 moved by a jack 28 (or equivalent), so as to be able to correct the abutment ends 7a, 9a pieces facing each other, before heating them (see figures 3 and 4).
  • the heating device 11 may comprise an electrically and thermally conductive heating mirror 29 supplied with electrical energy so as to be able to be brought to a temperature capable of softening (melting) the ends 7a, 9a, of the parts when it is to be interposed between them, and put them in contact.
  • the mirror 29 is carried by an arm 31 supported by a frame 33 and capable of pivoting under the control of a jack (or equivalent) 35.
  • the frame 33 is adapted to move parallel to the axis 15, to allow contact , under required pressure, between the mirror 29 and each element 7, 9 ( Figure 5).
  • Each part 7, 9 includes an identification card or information carrier 37, 39, in this case a bar code (but it could be a magnetic strip or an electronic chip, for example ).
  • FIG. 2 an example of an identification card (support 37) has been illustrated.
  • the fact that the first digit is "5" indicates that it is a code relating to a butt welding process.
  • the next three digits (7, 8, 9) relate to the diameter.
  • it is the outside diameter of a tube (diameter at the point of its end to be welded).
  • Code 224 associated with code "01" of "type", indicates here that it is a tube with an outside diameter of 63 mm.
  • the following six digits (10 to 15) refer to the lot number, as defined by the manufacturer. This makes it possible to identify the source of the parts and in particular their date of manufacture; in this case, Lot No. 11111.
  • the next digit (16th) relates to the "SDR" (Standard Diameter Ratio) coding.
  • SDR Standard Diameter Ratio
  • the code “1” corresponds to an "MRS” of 63 (for polyethylene: PE), the code 2 to a “MRS” of PE / 80 and the code 3 to a “MRS” of PE / 100. In this case, code 2 was used.
  • the 21st digit makes it possible to define the "MFI” of the part (MFI: “Melt flow Index", ie index of fluidity or fusion).
  • the code “0” corresponds to an "MFI” ranging from 0 to 0.3, the code 1, from more than 0.3 to 0.5, the code 2 from more than 0.5 to 0.7 , code 3, from more than 0.7 to 1, code 4, from more than 1 to 1.5.
  • Digits 22, 23 and 24 allow to define if there can be compatibility between the part with which the code is associated and another part.
  • a part By definition, a part will be defined as compatible with another part if the two parts have the same physical-dimensional characteristics, but also the same “MRS”.
  • MFI compatibility aspect is specific to national or local standards.
  • the code "21” indicates compatibility with a PE part of "MRS” equal to 80 (code 2) if its "MFI” is between more than 0.3 and 0, 5 (code 1).
  • a code "X” here indicates a correction of "0, X%" of the time of creation of the bead per ° C deviation from the predefined nominal temperature of 20 ° C, for temperatures lower or higher than 20 ° C.
  • the code "1” therefore indicates a correction of 0.1% of this time of creation of the bead.
  • a / D converter analog / digital
  • a means 43 for reading the identification cards 37, 39 such as an optical pencil or more generally a " to scan".
  • a temperature probe 45 As well as a sensor 71 of pressure or electrical energy (voltage, intensity) delivered to the displacement means 13, a sensor 73 of displacement (or stroke) of the support 19 of the parts, and a temperature sensor 75 of the "mirror" 29, which will be discussed again.
  • this digitized data is transmitted by the converter 41 to a comparison unit 47, following the maneuver a button for triggering the operation of the device, 49 (on / off button).
  • the function of the comparison unit 47 is to compare the physicochemical data of the codes and to verify in particular whether they correspond to compatible parts, ready to be welded together.
  • the test of the comparison unit relates to the digits 20 to 27 corresponding to the characteristics "MRS" and "MFI” entered in each card, including the compatibilities provided (FIG. 2).
  • the computer 55 which can be constituted by a printed circuit connected to internal memory means shown diagrammatically at 57. It can be an EPROM and a RAM memory.
  • ROM permanent memory
  • EPROM EPROM
  • data has previously been entered, by programming, relating to a welding rule or procedure to be followed, allowing the following stages of butt welding to be linked.
  • a welding rule or procedure to be followed allowing the following stages of butt welding to be linked.
  • welding specifications belonging to the following parameters: pressure (s), voltage (s), intensity (s), temperature (s), stroke (s) (i.e.
  • Phase 1 heating -
  • the pressure PI during the heating phase is the pressure expressed in
  • the bead value Bl is the dimension of the bead, expressed in mm, to be obtained at the end of phase 1 of the welding cycle ( Figure 5).
  • the heating time tl is the time, expressed in seconds, necessary to obtain in the assembly zone during phase 1 of the welding a bead Bl.
  • the pressure P2 during the internal heating phase is the pressure expressed in N / mm ⁇ applied in the contact zone.
  • the time t3 is the time expressed in seconds between the moment when the two contact faces are detached from the mirror and when they are brought into contact with each other.
  • Phase 4 pressure build-up (Figure 7; approximation stroke c ')
  • the time t4 is the time, expressed in seconds, necessary to establish the welding pressure.
  • Phase 5 welding -
  • the welding pressure P5 is the pressure, expressed in N / mrn ⁇ , applied in the contact zone during phase 5.
  • the welding time t5 is the time expressed in minutes during which the assembly must remain under the welding pressure in the machine.
  • Phase 6 cooling -
  • the cooling time t6 is the time expressed in minutes during which the weld is maintained during phase 6 without manipulation.
  • the value of the bead B2 is the dimension of the bead, expressed in mm, obtained at the end of phase 6 ( Figure 7).
  • the document also indicates certain conditions for carrying out the assembly according to the standard of the tubes, in the manner of fixing the tubes to the welding machine, in the dressing of their faces 7a, 9a and in the conditions fixed below in the Tables A and B, as well as in FIG. 9 which indicates the evolution of the "pressure” parameter according to the "time” parameter, during the six phases of the welding cycle.
  • P welding pressure applied to the face considered (7a, 9a) of the parts to be welded
  • t time of each phase of the welding cycle
  • e nominal thickness of the part (in this case tube), of: outside diameter nominal of the tube
  • ⁇ f maximum ambient temperature
  • ⁇ m minimum ambient temperature.
  • the "mirror” is the heating element 29.
  • the ambient temperature is the temperature at which the assembly is carried out in practice. This temperature is read by probe 45 (Qp.
  • the machine will go into "error” (stop of the welding cycle) if this recorded ambient temperature is not between ⁇ j j and ⁇ m .
  • these "operating data” could belong to the following list: - travel (C) for approaching the moving part 7, which is then assumed to be removed in the rear sliding position and / or pressure of the jacks 13, V ⁇ then if necessary
  • hydraulic displacement means jacks
  • electrical displacement means via for example a multi-turn or linear potentiometer
  • electrohydraulic means would be used, or others.
  • the ambient temperature at the time of welding may be used to correct the time for creation of the beads B1 and / or B2, or even the end of the time. of heat diffusion during t2.
  • this time "to be corrected” will correspond essentially to all or part of the durations tl, t2 and / or t4, t5, the durations t3 and t6 being preferably not concerned.
  • ⁇ temperature difference (positive or negative, depending on whether the ambient temperature detected by the probe is lower or higher than the reference temperature),
  • the nominal time (tjsj) it will in practice advantageously be a function of at least one front dimension of the parts to be welded (diameter, thickness, etc.) and of the welding rule to be applied (standard), or even also of the material of the parts.
  • this chart could however be established taking into account a correction coefficient as a function of the ambient temperature recorded by the probe 45, so that a correction of the strokes or movements controlled over time of the parts is obtained relative to each other, depending on this ambient temperature.
  • a clock unit has been provided (see Figure 8).
  • the clock unit 63 is connected to the computer 55, to the control monitor 61 which is itself connected to the power stage 59, via the D / A converter 60.
  • This power stage 59 consists of a power supply unit which can be electric, hydraulic, electro-hydraulic, etc.
  • the power stage 59 considered (for the central part of the electric power supply, for the central part of the hydraulic power supply), comprises four outlets 63, 65, 67, 69, respectively connected to the heating means of the mirror 29 (resistance), to the jack 35 of the mirror, to the jack 28 for articulation of the straightening device 5 and to the jacks 13 for moving the structure mobile carrier of the tube 7.
  • Each command will therefore be carried out through the digital / analog converter (D / A) 60, with the interposition of any necessary interface, depending on the source (electrical, hydraulic, etc.) required.
  • a stroke sensor 73 its use can advantageously be associated with a calculation algorithm entered in memory 57 to ensure, via the computer 55, a correction of the stroke (C and / or C) of the parts (FIGS. 5 and 7), as a function of a preset preset stroke previously entered in memory 57.
  • a stroke sensor 73 its use can advantageously be associated with a calculation algorithm entered in memory 57 to ensure, via the computer 55, a correction of the stroke (C and / or C) of the parts (FIGS. 5 and 7), as a function of a preset preset stroke previously entered in memory 57.
  • a sensor 75 of the temperature of the mirror 29 could also be connected to the converter 41, its data being able to pass through the comparator 47 to verify that this temperature is indeed between ⁇ jyj and ⁇ m entered in memory 57 (see table B), failing this from which, there will be an interruption in welding (via 51).
  • the pressure sensor 71 will be replaced by a mechanical sensor or a sensor. of voltage or intensity.
  • This data, read by the probe, is supplied to the computer 55, through the converter 41 and the line 73.
  • the setpoint data t will have been entered in memory 57.

Landscapes

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Abstract

Il s'agit de souder bout à bout des pièces en matière(s) plastique(s). Pour cela, l'invention prévoit de corriger en fonction d'une température ambiante qui est relevée (par 45) dans l'environnement des pièces (7, 9) au moment du soudage, l'un au moins des paramètres suivants: pression(s) de contact et/ou de soudage des pièces, énergie électrique à fournir à des moyens (13, 17) de déplacement desdites pièces, course(s) en déplacement relatif de ces pièces, temps d'obtention de bourrelets au bout des pièces lors de la phase de chauffage de ces dernières.

Description

"PERFECTIONNEMENT A UN PROCEDE DE SOUDAGE BOUT A BOUT"
L'invention concerne un procédé et un appareil de soudage automatique, pour souder automatiquement bout à bout des pièces en matière(s) plastique(s), telles que des tubes. Pour connecter entre elles essentiellement coaxialement des pièces tubulaires thermoplastiques, par exemple en polyéthylène, on a déjà proposé un procédé de soudage de ces tubes, par aboutement, suivant une procédure préétablie.
On rappelera que le soudage bout à bout de pièces ne nécessite aucun manchon intermédiaire de raccordement (souvent appelé "fitting"), ni de résistance chauffante disposée dans ou sur les pièces à souder, alors que dans une technique d'électrofusion avec "fitting", un fil électrique bobiné est habituellement noyé dans le raccord (voir à cet égard US-A-5 130 518).
Dans ce cadre spécifique du soudage bout à bout, et en particulier dans les brevets EP-A-0 643 642 ou US N° 08/338 624 (en cours de délivrance), il est en particulier connu :
- de disposer les pièces avec leurs bouts à souder face à face,
- d'échauffer ces bouts de pièces par l'intermédiaire d'un élément chauffant, puis d'y laisser se diffuser intérieurement réchauffement produit pendant une durée globale d'échauffement tl puis de chauffage interne t2, sous une pression PI, P'1 pendant le temps d'échauffement et une pression P2, P'2 pendant le temps de chauffage interne, pour y obtenir des bourrelets de matière Bl, consécutivement à une course essentiellement coaxiale de déplacement relatif des pièces (C) par l'intermédiaire de moyens de déplacement,
- ensuite, à échéance d'un intervalle de temps t3 de transition, d'appliquer lesdits bouts des pièces l'un contre l'autre, par leurs bourrelets de matière, consécutivement à une autre course relative (C) par l'intermédiaire desdits moyens de déplacement) pendant une durée t4 nécessaire pour établir une pression de soudage P5, P'5 suivie d'un temps t5 de sensible maintien de ladite pression de soudage (avec alors normalement déformation desdits bourrelets ; B2),
- après quoi, la soudure obtenue est maintenue sensiblement sans manipulation, pendant un intervalle de temps de refroidissement t6. Dans les deux documents susmentionnés, il est par ailleurs prévu d'effectuer une adaptation de temps, en l'allongeant ou en le raccourcissant, en fonction d'une température ambiante relevée dans l'environnement des pièces, pendant le déroulement du procédé de soudage. Plus précisément, il est prévu : - de chauffer les bouts à souder des pièces au moyen d'un élément de chauffage couramment dénommé "miroir",
- d'alimenter en énergie électrique cet élément chauffant, de manière à pouvoir satisfaire aux critères pour chauffer lesdits bouts des pièces,
- de prévoir en outre des moyens pour relever la température desdites pièces en début de soudage (température ambiante), cette température relevée étant ensuite transmise à des moyens de mise en oeuvre du programme de soudage, pour adapter la durée du courant électrique appliqué à l'élément chauffant, en fonction de la température ambiante relevée.
Tenir compte de cette température ambiante peut effectivement être considéré comme une caractéristique importante pour souder bout à bout des pièces plastiques.
L'invention a pour objet, suivant une première caractéristique, d'optimiser l'utilisation de cette donnée de température ambiante et, plus généralement, d'améliorer les conditions opératoires du soudage, de manière à rendre celui-ci plus fiable et plus performant au regard de la qualité de la soudure, tout en offrant une conception de machine la moins complexe possible, par souci de coût et de facilité de fabrication et d'utilisation.
C'est dans ces conditions qu'une première caractéristique de l'invention prévoit, dans le cadre du procédé de soudage détaillé ci-dessus, d'adapter ou corriger en fonction de ladite température ambiante qui aura été relevée au moment du soudage, l'un au moins des paramètres suivants :
- pression(s) PI, P'1, et/ ou P2, P'2, et/ ou P5, P'5, - énergie électrique à fournir auxdits moyens de déplacement des pièces (tension, intensité de courant...),
- course(s) en déplacement relatif des pièces C et/ ou C,
- Temps d'obtention des bourrelets (Bl) lors de la phase de chauffage des pièces au contact de l'élément chauffant (tl, t2) et/ ou t3 (temps de transition) et/ ou t4 (temps nécessaire pour atteindre la pression de soudage) et/ ou t5 (temps de maintien de cette pression de soudage).
Dans un but de simplification des moyens électroniques qui vont gérer ces influences de la température ambiante, et d'efficacité de la condition devant en résulter, sans rien céder à la fiabilité du procédé, une caractéristique complémentaire prévoit que de préférence, on retiendra le paramètre "temps" et plus précisément uniquement le temps tl d'échauffement et/ ou le temps t2 de chauffage interne.
Ceci étant précisé, une autre considération de l'invention concerne la manière de réaliser cette adaptation de temps, pression ou course, en fonction de la température ambiante.
Pour cela, deux manières possibles de procédé ont été retenues. Suivant la première manière :
- on relève la température ambiante par une sonde de température,
- on fournit des relevés de température correspondant à une unité de traitement d'un boîtier de commande qui détermine la valeur adaptée du temps, énergie électrique, pression et/ ou course considéré(es), en fonction d'un algorithme de correction préalablement entré dans une mémoire interne du boîtier, d'un coefficient de correction également préalablement entré en mémoire interne dudit boîtier et d'un temps, d'une pression, d'une énergie électrique et/ ou d'une course nominal(es) de référence ou de consigne.
Suivant une deuxième manière de procéder :
- on relève toujours la température ambiante par une sonde de température, ou équivalent,
- on équipe les(chaque) pièce(s) à souder d'un support extérieur adapté pour contenir des données traitant du soudage desdites pièces et propres à être lues par des moyens de lecture convenant à la transmission de ces données vers l'unité de traitement d'un boîtier de commande, - on fournit les relevés de température ambiante de la sonde et lesdites données lues sur le(chaque) support vers ladite unité de traitement qui détermine la valeur adaptée du temps, de la pression, de l'énergie électrique, (U, I, ...) et/ ou de la course considéré(es), en fonction toujours d'un algorithme de correction, d'un coefficient de correction et d'un temps, d'une pression d'une énergie électrique et/ou d'une course nominal(es) de référence ou de consigne.
Selon une autre caractéristique, la dominée nominale de pression, course, énergie électrique et/ ou de temps de référence pourra tout particulièrement être fonction de la règle de soudage à respecter ("norme"), de la matière plastique considérée et de la dimension frontale des pièces se faisant face, cette dimension pouvant être déterminée à partir de données de diamètre (en supposant qu'il s'agit de pièces circulaires) et/ ou d'épaisseur, et avantageusement entrées dans le support extérieur associé aux pièces (code à barre par exemple), de même que les données de matière ; les données liées à la règle de soudage à respecter seront par contre de préférence entrées en mémoire interne du boîtier de commande.
Une autre considération de l'invention s'est en outre attachée à optimiser le contrôle des exigences à satisfaire au regard d'une règle imposée de soudage, telle qu'une norme.
Pour cela, une caractéristique de l'invention prévoit de satisfaire à des valeurs en particulier de pression dans la zone de soudage des pièces et/ ou à des valeurs de bourrelet(s) dans cette zone et/ ou à des valeurs de temps, telles que requises par ladite règle de soudage à respecter, en utilisant un contrôle de la course en déplacement relatif desdites pièces, ceci par comparaison entre une course de référence préétablie et une course réelle mesurée lors du déroulement des opérations de soudage.
Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, il a même été prévu, pour préétablir ladite course de référence, la possibilité d'enregistrer, sur un support de mémorisation, des données relatives à l'évolution dans le temps du déplacement desdites pièces pendant une partie au moins du processus de soudage, en fonction de données relatives à l'évolution dans le temps du paramètre "pression" dans la zone de soudage des pièces telle que requise suivant ladite règle de soudage à respecter. Dans ce cas, on aura donc traduit l'évolution dans le temps du paramètre "pression" par un abaque, ou équivalent, correspondant à une évolution du paramètre "déplacement relatif des pièces", dans le même temps, cet "abaque de remplacement" ayant de préférence été entré en mémoire interne du boîtier de commande.
Pour tirer au mieux parti de cette corrélation envisagée entre le paramètre "pression" et le paramètre "déplacement relatif des pièces (course)", on pourra à volonté soit substituer au contrôle de la pression le contrôle du déplacement relatif des pièces, soit cumuler les deux contrôles : pression et course. Si l'on souhaite encore affiner le contrôle de la course, l'invention propose de corriger le déplacement relatif contrôlé dans le temps desdites pièces en fonction de la température ambiante qui aura été relevée, permettant ainsi d'augmenter encore la fiabilité et la sécurité d'obtention d'une soudure de grande qualité.
Outre le procédé qui vient d'être présenté, l'invention concerne également un appareil de soudage dont les caractéristiques peuvent permettre la mise en oeuvre de ce procédé et dont le détail va apparaître dans la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective des principaux éléments constitutifs de l'appareil de soudage, - la figure 2 montre un support d'identification (en l'espèce un code à barres) à apposer sur un tube,
- les figure 3, 4, 5, 6 et 7 illustrent schématiquement cinq étapes successives d'un processus de soudage bout à bout,
- la figure 8 est présente un schéma électronique du boîtier de commande de l'appareil
- et la figure 9 montre une évolution, pour un soudage bout à bout, du paramètre "pression" dans la zone de soudage (P) par rapport au temps (t).
Dans ce qui suit, on traitera en relation avec les figures essentiellement du cas où la température ambiante relevée a particulièrement une influence sur le temps de création des bourrelets de matière, via un coefficient de correction constituant l'un des "digits" des supports d'information associés aux pièces à souder. Sur la figure 1, on voit que l'appareil de soudage 1 illustré comprend un boîtier de commande automatisé 3 relié à un dispositif 5 qui va permettre de rectifier avant de les chauffer les extrémités des deux tubes plastiques fusibles 7, 9 à abouter, à un moyen de chauffage 11 de ces extrémités, ainsi qu'à des moyens de déplacement 13, tels que des vérins hydrauliques, permettant de faire translater axialement, l'une par rapport à l'autre, les deux pièces 7, 9, suivant leur axe commun 15.
Pour maintenir en position les pièces 7, 9, celles-ci ont été montées sur un bâti 17 comprenant deux groupes de mors de serrage 19, 21. Les mors sont liés aux vérins 13, permettant ainsi de déplacer en translation le tube 7 par rapport au tube 9, suivant l'axe 15.
A la place de vérins 13, on aurait pu utiliser un système de déplacement électrique ou mécanique pour une meilleure précision de déplacement et de contrôle de celui-ci. Concernant le dispositif de dressage 5, il comprend une tête de grattage 23 articulée sur un bâti 25, au bout d'un bras 27 mû par un vérin 28 (ou équivalent), de manière à pouvoir rectifier les extrémités d'aboutement 7a, 9a des pièces se faisant face, avant de les chauffer (voir figures 3 et 4).
Quant au dispositif chauffant 11, il peut comprendre un miroir de chauffage électriquement et thermiquement conducteur 29 alimenté en énergie électrique pour pouvoir être porté à une température propre à ramollir (fusion) les extrémités 7a, 9a, des pièces lorsqu'il va être interposé entre elles, et mis à leur contact. Le miroir 29 est porté par un bras 31 supporté par un bâti 33 et susceptible de pivoter sous la commande d'un vérin (ou équivalent) 35. Le bâti 33 est adapté pour se déplacer parallèlement à l'axe 15, pour permettre le contact, sous pression requise, entre le miroir 29 et chaque élément 7, 9 (figure 5).
De tels moyens sont connus en soi (machines "WIDOS", brevet EP-A-196 795, ou encore publication "Kunstoff en Rubber", volume 43, N° 10, Octobre 1990 ; pages 59 - 61). Les deux pièces 7, 9, à souder sont en l'espèce deux tubes en polyéthylène.
Mais il pourrait s'agir d'autres pièces, du moment que leurs deux extrémités 7a, 9a, présentent des géométries compatibles (voir en particulier norme ISO/ 4437, ISO/4427 et ISO/ DIS/ 8085-2).
Chaque pièce 7, 9, comprend une carte d'identification ou support d'informations 37, 39, en l'espèce un code à barre (mais il pourrait s'agir d'une piste magnétique ou d'une puce électronique, par exemple).
En figure 2, a été illustré un exemple de carte d'identification (support 37).
Pour tout détail concernant cette carte, on se reportera à EP-A-0 643 642.
L'interprétation du code de la figure 2 est la suivante : les quatre premiers digits 1 à 4 (sous l'intitulé "manufacturier") permettent de codifier les références du manufacturier.
En l'espèce, le manufacturier "XX" a pour référence 5626.
En outre, le fait que le premier chiffre soit "5" indique qu'il s'agit d'un code relatif à un procédé de soudage bout à bout.
Les deux digits suivants ("type") indiquent la nature de la pièce considérée (tube : code 01, tube enroulé : code 02, prise de branchement : code 05, ...).
Les trois digits suivants (7, 8, 9) sont relatifs au diamètre. En l'espèce, il s'agit du diamètre extérieur d'un tube (diamètre à l'endroit de son extrémité à souder).
Le code 224, associé au code "01" de "type", indique ici qu'il s'agit d'un tube de diamètre extérieur 63 mm. Les six digits suivants (10 à 15) font référence au numéro de lot, tel que défini par le manufacturier. Ceci permet d'identifier la provenance des pièces et en particulier leur date de fabrication ; en l'espèce, N° du lot 11111.
Le digit suivant (16e) est relatif au codage "SDR" (Standard Diameter Ratio - Rapport de diamètre standard). Par exemple, le code 0 indique un "SDR" > 33, le code 1, un "SDR" = 33, le code 2 à un "SDR" = 26, ..., le code 7 un "SDR" = 11, le code 8 un "SDR" = 9 et le code 9 un "SDR" < 9.
Les trois digits suivants (17, 18, 19), sont relatifs à la matière de constitution de la pièce considérée, en relation ici avec le tableau D - II de la page 13 du document ISO/138/SC4 "Fusion equipment" N 192).
Compte tenu du code "021", on considérera qu'il s'agit ici d'une matière plastique de chez "BP CHEMICALS", "Rigidex SC/ 02-40". Le digit suivant (20) permet de définir le "MRS" (Melt Resin Standard) de la pièce associée au code à barre.
Ainsi, le code "1" correspond à un "MRS" de 63 (pour du polyéthylène : PE), le code 2 à un "MRS" de PE/80 et le code 3 à un "MRS" de PE/100. En l'espèce, le code 2 a été utilisé.
Le 21ème digit permet de définir le "MFI" de la pièce (MFI : "Melt flow Index", soit indice de fluidité ou de fusion).
Par exemple, le code "0" correspond à un "MFI" allant de 0 à 0,3, le code 1, de plus de 0,3 à 0,5, le code 2 de plus de 0,5 à 0,7, le code 3, de plus de 0,7 à 1, le code 4, de plus de 1 à 1,5.
Les digits 22, 23 et 24 permettent quant à eux de définir s'il peut y avoir compatiblité entre la pièce à laquelle le code est associé et une autre pièce.
Par définition, une pièce sera définie comme compatible avec une autre pièce si les deux pièces ont les mêmes caractéristiques physico-dimensionnelles, mais aussi le même "MRS". L'aspect de compatibilité "MFI" est propre aux normes nationales ou locales.
La définition de cette compatibilité se fait ici grâce à l'expression du "MRS" compatible (digit 22) dans une plage de "MFI" (digit 23).
Ainsi, dans l'exemple de la figure 2, le code "21" indique une compatibilité avec une pièce PE de "MRS" égal à 80 (code 2) si son "MFI" est compris entre plus de 0,3 et 0,5 (code 1).
Les codes "00" indiqueraient qu'il n'y a aucune compatibilité possible.
Les digits suivants 24, 25, 26 et 27 permettent quant à eux de définir le numéro de lot de la matière (dans l'exemple 1234). Concernant le digit 28, il permet de définir la correction du temps de création du double bourrelet Bl.
Un code "X" indique ici une correction de "0,X % " du temps de création du bourrelet par °C d'écart avec la température nominale prédéfinie de 20°C, pour des températures inférieures ou supérieures à 20°C. En l'espèce, le code "1" indique donc une correction de 0,1 % de ce temps de création du bourrelet. Les digits 29, 30 et 31 permettent enfin de définir le métrage-longueur de la pièce. Par exemple, le tube 7 se trouve à "Y m" par rapport aux débuts de la production. Cet élément permet en outre la différenciation pour éviter l'autocompatibilité par lecture d'un seul et même code. Dans l'exemple présenté, le code "012" indique un métrage 0,12 (Y = 0,12). Nul code d'une autre carte d'identification n'est censé avoir le même métrage.
Pour finir, le 32ème et dernier digit est un digit test.
Un principe de codage des cartes 37, 39 associées aux pièces 7 et 9 ayant été présenté, on va maintenant décrire la structure de l'appareillage 3 et notamment de son unité de traitement 4.
Il comprend tout d'abord un convertisseur A/D (analogique/ numérique) 41 qui convertit et décode les données fournies par un moyen 43 de lecture des cartes d'identification 37, 39, tel qu'un crayon optique ou plus généralement un "scanner".
Au convertisseur 41 est également reliée une sonde de température 45 ainsi qu'un capteur 71 de pression ou d'énergie électrique (tension, intensité) délivrée aux moyens de déplacement 13, un capteur 73 de déplacement (ou de course) du support 19 des pièces, et un capteur 75 de température du "miroir" 29, dont on reparlera.
Après que le crayon de lecture 43 ait permis d'enregistrer les données contenues et organisées dans les cartes 37 et 39, comme indiqué ci-avant, ces données numérisées sont transmises par le convertisseur 41 vers une unité de comparaison 47, suite à la manoeuvre d'un bouton de déclenchement de fonctionnement de l'appareil, 49 (bouton marche/ arrêt).
L'unité de comparaison 47 a pour fonction de comparer les données physicochimiques des codes et de vérifier en particulier s'ils correspondent à des pièces compatibles, prêtes à être soudées ensemble. En particulier, le test de l'unité de comparaison porte sur les digits 20 à 27 correspondant aux caractéristiques "MRS" et "MFI" entrées dans chaque carte, y compris les compatibilités prévues (figure 2).
A noter que la comparaison porte en outre sur les digits 7, 8 et 9 (diamètres) qui doivent être équivalents pour les deux pièces, de même pour le "SDR" (digit 16) et pour la donnée de correction (coefficient correcteur) du 28ème digit.
Si la procédure des tests des deux codes schématisée en 51 (figure 3) révèle une incompatibilité, alors un signal d'erreur est transmis vers un moyen d'affichage 54, en tant que signal d'interdiction de soudage. Si par contre aucune incompatibilité n'est décelée, alors un signal d'autorisation de soudage est transmis en direction du calculateur (ou moyen de traitement à processeur) 55 qui a déjà été activé par le basculement de l'interrupteur 49. Le calculateur 55 qui peut être constitué par un circuit imprimé relié à des moyens mémoire internes schématisés en 57. Il peut s'agir d'une EPROM et d'une mémoire RAM.
En mémoire permanente (ROM ou EPROM) du(ou lié au) calculateur, ont préalablement été entrées, par programmation, des données relatives à une règle ou à une procédure de soudage à respecter permettant d'enchaîner des étapes du soudage bout à bout suivant notamment une norme prédéfinie, ainsi que des spécifications de soudage appartenant aux paramètres suivants : pression(s), tension(s), intensité(s), température(s), course(s) (c'est-à-dire données de déplacement relatif des pièces 7, 9, de mouvement(s) de l'élément chauffant 11, voire de l'appareil de dressage 5), temps (en particulier données de durée(s) pour échelonner, voire temporiser, temporellement les différentes opérations à effectuer pour obtenir la soudure souhaitée, selon en particulier une norme, telle que ISO ou DVS) et/ ou température(s) (telle que la température que doit atteindre l'élément chauffant 29 et la température nominale de consigne θ s qui correspond à une température ambiante prédéterminée "moyenne" à partir de laquelle une correction de certaines données de soudage vont pouvoir être réalisées, en tenant compte de la température ambiante réelle qui aura été relevée par la sonde 45.
On comprendra qu'il est difficile de définir ici de manière définitive et exhaustive les données de soudage qui seront à prendre à compte dans l'appareil 1, compte tenu de ce que ces données peuvent fluctuer en fonction des règles de soudage retenues, les normes qui leur correspondent évoluant d'ailleurs périodiquement.
Donnons toutefois un exemple fondé sur la norme ISO/TC138/SC5/GT12
(document N° 191) d'Août 1992. Dans ce cas, il s'agit de définir les conditions de soudage bout à bout de deux tubes rectilignes en polyéthylène. Dans ce document, il est en particulier indiqué que le soudage devra se dérouler en six phases, comme suit (après dressage des faces 7a, 9a par le rabotteur 5 ; figure 3) :
Phase 1 : échauffement - La pression PI pendant la phase d'échauffement est la pression exprimée en
N/mrn^ (MPa), appliquée dans la zone de contact (figure 5 ; course de rapprochement c).
- La valeur de bourrelet Bl est la dimension du bourrelet, exprimée en mm, à obtenir en fin de phase 1 du cycle de soudage (figure 5). - Le temps d'échauffement tl est le temps, exprimé en secondes, nécessaire pour obtenir dans la zone d'assemblage durant la phase 1 du soudage un bourrelet Bl.
Phase 2 : chauffage interne
- La pression P2 pendant la phase de chauffage interne est la pression exprimée en N/mm^ appliquée dans la zone de contact.
- La durée de chauffage interne t2 est exprimée en secondes. Phase 3 : retrait du miroir
- Le temps t3 est le temps exprimé en secondes entre le moment où les deux faces de contact sont détachées du miroir et celui où elles sont mises en contact entre elles.
Phase 4 : montée en pression (figure 7 ; course de rapprochement c')
- Le temps t4 est le temps, exprimé en secondes, nécessaire pour établir la pression de soudage.
Phase 5 : soudage - La pression de soudage P5 est la pression, exprimée en N/mrn^, appliquée dans la zone de contact durant la phase 5.
- Le temps de soudage t5 est le temps exprimé en minutes durant lequel l'assemblage doit rester sous la pression de soudage dans la machine.
Phase 6 : refroidissement - Le temps de refroidissement t6 est le temps exprimé en minutes durant lequel la soudure est maintenue pendant la phase 6 sans manipulation. - La valeur du bourrelet B2 est la dimension du bourrelet, exprimée en mm, obtenue en fin de la phase 6 (figure 7).
Le document indique en outre certaines conditions pour la réalisation de l'assemblage selon la norme des tubes, à la manière de fixer les tubes à la machine à souder, au dressage de leurs faces 7a, 9a et aux conditions fixées ci-dessous dans les tableaux A et B, ainsi que sur la figure 9 qui indique l'évolution du paramètre "pression" suivant le paramètre "temps", pendant les six phases du cycle de soudage.
L'hypothèse de départ pour les deux tableaux est la suivante : deux tubes en polyéthylène haute densité (PEHD), ayant comme indice de fluidité une valeur choisie stricte : MFI5 = 0,45 (l'indice "5" indiquant que le test habituel a été mené avec un poids de 5 kg, la masse volumique de la résine étant de 946 kg/m^ à 20°C, température de référence) doivent être soudés bout à bout.
Tableau A
Figure imgf000014_0001
Tableau B
Figure imgf000014_0002
Dans ces tableaux :
P : pression de soudage appliquée sur la face considérée (7a, 9a) des pièces à souder, t : temps de chaque phase du cycle de soudage, e : épaisseur nominale de la pièce (en l'espèce tube), de : diamètre extérieur nominal du tube, θ f : température ambiante maximale, θm : température ambiante minimale.
Le "miroir" est l'élément chauffant 29. La température ambiante est la température à laquelle est en pratique réalisé l'assemblage. Cette température est relevée par la sonde 45 (Qp .
La machine se mettra "en erreur" (arrêt du cycle de soudage) si cette température ambiante relevée n'est pas comprise entre θj j et θm.
Pour toute information complémentaire concernant ces données spécifiques, on pourra se reporter à la description contenue en pages 7, 8 et 9 du brevet EP 0 643 642 dont le contenu est introduit dans la présente demande, par référence.
Il doit être clair que la procédure mentionnée ci-dessus en référence à cette norme, de même que les paramètres et leurs valeurs quantitatives pourront être traduits en données "opératoires" de consigne à partir desquelles travaillera la machine de soudage et qui, pour cela, seront entrées en mémoire interne, certaines pouvant toutefois être entrées dans les cartes d'identification 37, 39, si de telles cartes ont été prévues.
A titre d'exemple, ces "données opératoires" pourront appartenir à la liste suivante : - course (C) d'approche de la pièce mobile 7, supposée alors écartée en position de coulissement arrière et/ ou pression des vérins 13, V\ puis si nécessaire
P'2 de manière à déplacer cette pièce jusqu'à obtenir successivement lesdites pressions PI au cours du temps tl, puis P2 au cours du temps t2, dans la zone de contact des pièces, avec réalisation du double bourrelet Bl, - énergie à délivrer au moyen de chauffage 29, par l'intermédiaire de l'étage de puissance 59 pour réaliser Bl (à noter que cette énergie peut être définie par une puissance (tension et/ ou intensité) et par un temps t'I pendant lequel cette puissance sera délivrée),
- course de déplacement arrière de la pièce 7, à la fin du temps t2, (cette course peut ne pas être mémorisée, car correspondant à l'opposé de C). - pendant tout ou partie du temps t3, puis des durées t4 et/ ou t5, course de rapprochement relatif des deux pièces et/ ou pression(s) P'5, ... des vérins 13, pour souder les pièces entre elles, de manière à obtenir les pressions requises par la norme (en particulier P5), voire une valeur du double bourrelet B2 (voir figure 7) qui est la dimension de ce bourrelet, exprimée en millimètre, obtenu à la fin de la phase 6). II doit être également clair qu'en complément (ou à la place) de telles données de pression (T" , ..., P'5, ...) à transmettre aux vérins 13 pour assurer la translation relative des pièces, des données électriques (tension, intensité de courant, puissance,
...) pourraient être utilisées, dans l'hypothèse où, à la place de moyens de déplacement hydraulique (vérins), on utiliserait des moyens de déplacement électriques (via par exemple un potentiomètre multi-tours ou linéaire) ou des moyens électrohydrauliques, ou autres.
Dans ce qui précède, on a indiqué que la température ambiante au moment du soudage, relevée par la sonde de température 45, pourra être utilisée pour effectuer une correction du temps de création des bourrelets Bl et/ ou B2, voire de la fin du temps de diffusion de la chaleur pendant t2.
Avantageusement, ce temps "à corriger" correspondra essentiellement à tout ou partie des durées tl, t2 et/ ou t4, t5, les durées t3 et t6 n'étant de préférence pas concernées.
A noter que cette "adaption de temps" en fonction de la température ambiante portera principalement ou exclusivement sur la durée de diffusion de la chaleur apportée par 29 dans les bouts 7a, 9a des pièces, pendant tl et/ ou t2.
Mais il doit être clair qu'en substitution ou en complément de cette correction de temps, on pourra corriger (toujours en fonction de cette température ambiante relevée) le paramètre "pression" dans la zone de soudage des pièces et/ ou le paramètre "course" de ces pièces l'une par rapport à l'autre (voire le paramètre
"énergie ou puissance électrique" à délivrer aux moyens électriques de remplacement des vérins 13). Si la correction est appliquée au paramètre "temps", la formule suivante (D) pourra être utilisée :
(DJ . tR - tN fl + X) avec X = Δθ x K et Δθ = ΘN - ΘA tβ représentant le temps réel corrigé en fonction de la température ambiante θA
ΘA = température ambiante dans l'environnement des pièces, au moment du soudage et relevée par la sonde 45, tjsj- = temps nominal de référence ou de consigne, θjsj = température de référence nominale (supposée être égale à 23°C ou 20°C, en général),
Δθ = différence de température (positive ou négative, suivant que la température ambiante relevée par la sonde est inférieure ou supérieure à la température de référence),
K = coefficient de correction.
Concernant ce coefficient de correction, à noter qu'en relation avec la description qui précède, il peut s'agir du 28e caractère codé dans les supports 37 et/ ou 39 (on rappelle que dans l'exemple, un code "1" correspondait à une correction de 0,1 % du temps tl de création des bourrelets Bl par °C d'écart avec une température ambiante supposée de 20°C, pour des températures inférieures ou supérieures à celles-ci).
Quant au temps nominal (tjsj ), il sera en pratique avantageusement fonction d'au moins une dimension frontale des pièces à souder (diamètre, épaisseur,...) et de la règle de soudage à appliquer (norme), voire aussi de la matière des pièces. Compte tenu de ce qui précède, on aura par ailleurs compris que si la correction devait porter sur le paramètre "pression", "énergie ou puissance électrique (U, I, P, ..., ou "course", la référence serait donnée par rapport à une pression nominale ou une course nominale, avec avantageusement une correction sur les pressions ou courses établies pendant les temps tl, t2, t4 et/ ou t5, et plus avantageusement encore, pendant le temps de diffusion de la chaleur (apportée par 29) dans les bouts 7a, 9a, lors de la réalisation des bourrelets Bl, (c'est-à-dire pendant qu'il y a contact entre les pièces et le miroir chauffant).
Concernant particulièrement le paramètre "course" (déplacement relatif des deux pièces 7, 9, l'une par rapport à l'autre), on notera encore que son utilisation satisfaira tout ou partie des fonctions suivantes :
- contrôle de l'évolution du paramètre "pression de soudage" en fonction du paramètre "temps" (figure 9),
- contrôle de la position relative des pièces en cours de soudage, - contrôle des bourrelets de matière (Bl et/ ou B2, avec malgré tout une préférence pour Bl, étant donné que l'un des intérêts de la prise en compte de la température ambiante est de pouvoir adapter le temps de diffusion dans la matière de la chaleur fournie par l'élément 29, en fonction de cette température ambiante). Pour satisfaire le contrôle de l'évolution du paramètre "pression dans la zone de soudage" en fonction du temps, par exemple à l'image de la figure 9 selon la nonne correspondante, il est proposé d'enregistrer en mémoire interne 57 un abaque correspondant, point par point, à l'évolution dans le temps du déplacement relatif des pièces au moins pendant les temps indiqués juste ci-avant, en correspondance de l'évolution pression/ temps illustrée sur cette figure 9. A noter encore que cet abaque pourrait toutefois être établi en tenant compte d'un coefficient de correction fonction de la température ambiante relevée par la sonde 45, de manière qu'ainsi on obtienne une correction des courses ou déplacements contrôlé(e)s dans le temps des pièces l'une par rapport à l'autre, en fonction de cette température ambiante. Pour assurer la temporisation requise, une unité d'horloge a été prévue (voir figure 8).
L'unité d'horloge 63 est reliée au calculateur 55, au moniteur 61 de contrôle qui est lui-même relié à l'étage de puissance 59, via le convertisseur D/ A 60.
Cet étage de puissance 59 consiste en une centrale d'alimentation en énergie qui peut être électrique, hydraulique, électro-hydraulique, ...
En l'espèce, l'étage de puissance 59 considéré (pour partie centrale d'alimentation électrique, pour partie centrale d'alimentation hydraulique), comprend quatre sorties 63, 65, 67, 69, reliées respectivement au moyen de chauffage du miroir 29 (résistance), au vérin 35 du miroir, au vérin 28 d'articulation du dispositif de dressage 5 et aux vérins 13 de déplacement de la structure mobile porteuse du tube 7. Chaque commande sera donc effectuée à travers le convertisseur numérique/ analogique (D/A) 60, avec interposition de toute interface nécessaire, en fonction de la source (électrique, hydraulique, ... ) requise.
A noter que si des corrections de "pression" et/ ou de "course" doivent être effectuées, alors que le convertisseur 41 sera relié, en entrée, à au moins un capteur 71 de pression des vérins 13 et un capteur de course 73 propre à relever et à transmettre tout ou partie des courses de déplacement en translation relatives des deux pièces 7, 9 à partir d'un étalonnage préétabli. Le calculateur 55 tiendra alors compte de ces données en vue de satisfaire aux exigences de la règle (norme) de soudage à respecter (valeurs de pression(s), en particulier, ou encore hauteur de bourrelets, ...).
Si un capteur de course 73 est prévu, on pourra avantageusement associer son utilisation avec un algorithme de calcul entré en mémoire 57 pour assurer, via le calculateur 55, une correction de la course (C et/ ou C) des pièces (figures 5 et 7), en fonction d'une course de consigne préétablie préalablement entrée en mémoire 57. Ainsi, on contrôlera certains au moins des paramètres de soudage fixés par la
"norme" à respecter en agissant sur la course des pièces, par comparaison entre la course "de référence" mémorisée et celle mesurée "en réel" par le capteur 73.
Un capteur 75 de la température du miroir 29 pourra aussi être relié au convertisseur 41, ses données pouvant transiter par le comparateur 47 pour vérifier que cette température est bien comprise entre θjyj et θm entrées en mémoire 57 (voir tableau B), à défaut de quoi, il y aura une interruption du soudage (via 51).
Bien entendu, si l'on remplace les moyens hydrauliques 13 de déplacement relatif des pièces par un autre moyen mécanique, ou de préférence électrique (par exemple moteur électrique avec potentiomètre), le capteur de pression 71 sera remplacé par un capteur mécanique ou un capteur de tension ou d'intensité.
Par ailleurs, plutôt que de vouloir effectuer, en alternative ou en complément des corrections faites à partir des relevés des capteurs de course 73 et/ ou de pression 71, on préfère confirmer les données de l'un des capteurs par les données de l'autre, alors on pourra coupler les liaisons de ces deux capteurs par l'intermédiaire du comparateur 47 (traits tiretés sur la figure 8) permettant d'obtenir une adéquation entre les données de pression et les données de déplacement, via le calculateur 55 qui enverra si nécessaire des données de correction vers les moyens de déplacement 13.
Pour expliquer l'influence des différents capteurs dont on a parlé, considérons que l'on souhaite corriger le temps tl d'initiation des bourrelets Bl en fonction de la température ambiante (le même raisonnement pouvant être mené si l'on souhaite corriger le paramètre "pression" et/ ou le paramètre "course" de déplacement relatif des pièces).
Pour obtenir la correction supposée sur ce paramètre "temps", on va utiliser la sonde de température 45 pour relever la température réelle sur, ou dans l'environnement, des pièces, sur le terrain. Supposons que cette température ambiante réelle est de 15°C.
Cette donnée, relevée par la sonde, est fournie au calculateur 55, à travers le convertisseur 41 et la ligne 73.
En mémoire 57, ont déjà été entrées les données lues par le moyen de lecture 43, de telle sorte que le calculateur a déjà pris en compte que, sur chacun des codes 37 et 39, il est prévu une correction (K), par exemple de "0,1 % " du temps de création desdits bourrelets Bl par °C d'écart avec la température nominale prédéfinie (θ^ =
20°C).
Ainsi, dans l'exemple, une correction appropriée aux 15°C de température ambiante relevée va être appliquée par le calculateur et la durée correspondante réelle tR du temps va être fournie aux vérins 13, pour obtenir les amorces de bourrelet Bl de la figure 6, conformément aux exigences de la norme. Bien entendu, la formule précitée (D) : tR = tjsj (1 + X) pourra être utilisée pour cela, avec donc en l'espèce θjsj = 20°C,
ΘA = 15°C, Δθ = + 5°C soit, si K = 0,1 % (par °C d'écart par rapport à 20°C), X = + 5 (0,5 %) = + 2,5 % soit tR = tfcj (1,025), en °C. La donnée de consigne t aura été entrée en mémoire 57. Ainsi, si la température nominale de référence (ΘM) est supérieure à la température relevée par la sonde 45 au moment du soudage (ΘA) on allongera le temps d'obtention des bourrelets considérés ; si, par contre, ΘA est inférieure à ΘM, alors ce temps d'obtention sera raccourci.

Claims

Revendications
1. Procédé pour souder automatiquement bout à bout des pièces en matière(s) plastique(s), dans lequel
- on dispose les pièces (7, 9), avec leurs bouts à souder face à face, - on échauffe ces bouts (7a, 9a) de pièces par l'intermédiaire d'un élément chauffant, puis on y laisse se diffuser intérieurement réchauffement produit, pendant une durée globale d'échauffement (tl) puis le chauffage interne (t2), sous une pression (PI, P'1) pendant le temps d'échauffement et une pression (P2, P'2) pendant le temps de chauffage interne, pour y obtenir des bourrelets de matière (Bl), consécutivement à une course (C) essentiellement coaxiale de déplacement relatif des pièces, par l'intermédiaire de moyens de déplacement (17, 13),
- ensuite, à échéance d'un intervalle de temps (t3) de transition, on applique lesdits bouts des pièces l'un contre l'autre, par leurs bourrelets de matière (Bl), consécutivement à une autre course relative (C), par l'intermédiaire desdits moyens de déplacement (13, 17), pendant une durée (t4) nécessaire pour établir une pression de soudage (P5, P'5), suivie d'un temps (t5) de sensible maintien de ladite pression de soudage,
- après quoi, la soudure obtenue est maintenue sensiblement sans manipulation, pendant un intervalle de temps de refroidissement (t6), caractérisé en ce que l'on corrige en fonction d'une température ambiante (ΘA) qui est relevée dans l'environnement des pièces (7, 9) au moment du soudage, l'un au moins des paramètres suivants :
- pression(s) (PI, P'1) et/ ou (P2, P'2) et/ ou (P5, P'5),
- énergie électrique à fournir auxdits moyens (13, 17) de déplacement des pièces (tension, intensité de courant, ...),
- course(s) en déplacement relatif des pièces (C) et/ ou (C),
- temps d'obtention des bourrelets (Bl) lors de la phase de chauffage des pièces au contact de l'élément chauffant (tl, t2), et/ ou temps t3 (temps de transition) et/ ou t4 (temps nécessaire pour atteindre la pression P5 de soudage) et/ ou t5 (temps de maintien de cette pression de soudage)
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - on relève la température ambiante par une sonde de température (45),
- on fournit les relevés de température correspondant à une unité de traitement (4) d'un boîtier de commande (3) qui détermine la valeur adaptée du temps, énergie électrique, pression et/ ou course considéré(es) en fonction d'un algorithme de calcul préalablement entré dans une mémoire interne (57) du boîtier, d'un coefficient de correction (K) également préalablement entré en mémoire interne dudit boîtier et d'un temps, d'une énergie électrique (U, I, ...) et/ ou d'une course nominale(s) de référence.
3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - on relève la température ambiante (ΘA) par une sonde de température (45),
- on équipe (les) chaque pièce(s) à souder (7, 9) d'un support extérieur (37, 39) adapté pour contenir des données traitant du soudage desdites pièces et propres à être lues par des moyens de lecture (45) convenant à la transmission de ces données vers l'unité de traitement (4) d'un boîtier de commande (3), - on fournit les relevés de température ambiante de la sonde (45) et lesdites données lues sur le (chaque) support (37, 39) vers ladite unité de traitement qui détermine la valeur adaptée du temps, de la pression, de l'énergie électrique (U, I, ...) et/ ou de la course considéré(es) en fonction d'un algorithme de calcul, d'un coefficient de correction et d'un temps, d'une pression, d'une énergie électrique et/ ou d'une course nominal(es) de référence.
4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on satisfait à des valeurs de pression dans la zone de soudage des pièces (7, 9) et/ ou à des valeurs de bourrelet(s) dans cette zone et/ ou à des valeurs de temps, conformément à une règle de soudage à respecter, en utilisant un contrôle de la course de déplacement relatif desdites pièces, fonction d'une course de référence préétablie et une course réelle mesurée lors du déroulement du soudage.
5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, pour préétablir ladite course de référence, on enregistre sur un support de mémorisation (57) des données relatives à l'évolution dans le temps du déplacement desdites pièces (7, 9) pendant une partie au moins du processus de soudage, en fonction de données relatives à l'évolution dans le temps du paramètre "pression" dans la zone de soudage des pièces suivant ladite règle de soudage à respecter.
6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on corrige le déplacement relatif desdites pièces (7, 9) dans le temps, en fonction de la température ambiante relevée au moment du soudage.
7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on corrige en fonction de ladite température ambiante relevée au moment du soudage, le temps (tl) d'échauffement desdites pièces et/ ou le temps (t2) de chauffage interne de celles-ci, à l'exclusion des autres temps postérieurs.
8.- Appareil pour réaliser un chauffage bout à bout de deux pièces (7, 9) plastiques, comprenant : - un bâti (17) comprenant deux parties (19, 21) mobiles l'une par rapport à l'autre pour supporter les pièces sensiblement coaxialement avec leurs bouts (7, 9) face à face,
- un élément mobile (11) de chauffage électrique des pièces, adapté pour être disposé entre les bouts desdites pièces, l'élément comprenant des moyens de chauffage électrique (29) propre à être portés à une température suffisante pour faire fondre lesdits bouts, en vue de leur soudage relatif,
- des moyens (13) de déplacement relatif desdites parties (19, 21) du bâti pour rapprocher ou écarter les bouts des pièces l'un par rapport à l'autre, ou par rapport à l'élément chauffant (29), - une sonde de température (45) pour relever une température ambiante (ΘA) lorsque le soudage est à réaliser et pour transmettre des données fonction de cette température ambiante,
- un boîtier de commande (3) comprenant :
. des moyens mémoire (57) pour contenir des données relatives à une procédure de soudage préétablie et à des valeurs de paramètres prédéfinis concernant le soudage, parmi des données de : pression(s), température(s), temps, et/ou course(s) en déplacement relatif des pièces,
. des moyens de traitement à processeur (55) communiquant avec les moyens mémoire (57) et avec la sonde de température (45), pour transmettre des signaux de commande en fonction des données reçues des moyens mémoire et de la sonde de température,
. une unité de puissance (59) communiquant avec les moyens de traitement (55) pour délivrer une commande vers l'élément de chauffage (29) et les moyens de déplacement (13), en fonction des signaux transmis vers ladite unité de puissance par les moyens de traitement (55), caractérisé en ce que :
- l'unité de traitement (55) détermine une correction des données de pression(s), course(s), temps et/ ou énergie électrique délivrée(s) vers lesdits moyens (13) de déplacement relatif des pièces (7, 9) en fonction de la température ambiante relevée par ladite sonde de température (45).
9.- Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur (73) de déplacement des pièces.
10.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que lesdits moyens (13) de déplacement comprennent un moyen électrique de déplacement.
11.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
- un support d'identification (37, 39) lié à l'une au moins desdites pièces (7, 9) et adapté pour contenir des données traitant du soudage de ces pièces, ces données incluant des données de correction du temps d'obtention de bourrelets (Bl, B2) aux bouts desdites pièces,
- des moyens (43) de lecture des données dudit support, afin de transmettre ces données vers lesdits moyens de traitement (55) pour adapter ledit temps d'obtention des bourrelets de matière (Bl, B2) en fonction des données de température ambiante relevées par la sonde de température (45).
12.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que :
- le capteur (73) de déplacement relève la course réelle desdites pièces pendant le soudage,
- et les moyens mémoire (57) renferment des données de course(s) nominale(s) de référence préétablies, pour que les moyens (55) de traitement fournissent, vers les moyens de déplacement (13, 17) des pièces, des données de commande corrigées en fonction d'un écart entre lesdites données nominales et les données réelles relevées par le capteur de déplacement (73).
13.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le capteur (73) de déplacement est couplé à un capteur (71) de l'énergie (électrique, hydraulique) délivrée auxdits moyens (13, 17) de déplacement des pièces par l'unité de puissance (59), pour assurer un contrôle des pressions à respecter conformément à ladite procédure de soudage préétablie, par l'intermédiaire d'un contrôle de la course relative des pièces.
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