Brevet FR2471829A1 — publié le 19810626

La présente invention est relative à une instal- lation pour déplacer un chalumeau de soudure lors de l'exécution de cordons de soudure, notamment de cordons de soudure circulai- ress à leaide d'un meécanisme de propulsion comportant un moteur de propulsion et une commande de ce moteur de propulsion. Avec cette définition on se réfère à un état de la technique tel que celui connu par exemple par le document DT-0S 22 43 460. Le'installation décrite dans ce document compor- te un moteur de propulsion grâce auquel le mécanisme de propul- sion et done le chalumeau de soudure, est susceptible d'être déplacé orbitalement autour d'un tube à souder. La pratique a montré qu'avec des installations de ce type, la constante de la vitesse de déplacement en rotation asusceptible dgêtre obtenue se situe dans un ordre de grandeur pour lequel des cordons de soudure impeccables ne sont pas toujours garantiso Ces variations de la vitesse de déplacement sont noteamment imput6es aux efforts d'inertie intervenant de façon variable lors du déplacement du mécanisme de propulsion autour d'un tube. I1 s'est avéré en outre quuaussi bien dans le cas des mécanismes de propulsion orbitaux mentionnés ci-dessus que dans le cas de mécaniem ede propulsion logitudina=x o le moteur de propulsion est relié par lintermddiara d'engrsena ges et de roues dentées avec les roues dentra$eant du méca= nisme de propulsion, le ju dans la truansmission exerce une in f1sunco sar la constaice de la vitoes de déplacemento Cette influence revêt une intensité particulièrs lors de la commuta- tion d'un déplacement ves lavant su m déplacement vers l'ar- ribrs dans le cas de mécanismes de propulsion longitudinaux auquel cas des retards de déplacement lntervie nnte Dans le cas de mécanismes de déplacement orbital, des variations brus- ques de vitesse interviennent lors du passage du déplacement en montée au déplacement en descente, ou bien inversement, gr&ce à quoi également le déroulement de ltopération de soudure ainsi que la qualité de cette soudure sont influencés de façon négati- ve. Le but de la présente invention est d'éviter les inconvénients des installations connues et de créer une instal- lation du type précédemment décrit, grace à laquelle on puisse obtenir une constance de vitesse se traduisant par des cordons de soudure impeccables, et d'autre part, une évolution de la 1.- 2471829- vitesse ne présentant pas d'à-coups ou de retards. A cet effet, l'invention concerne une installa- tion caractérisée en ce qu'un dispositif de freinage et d'ac- célération est associé au moteur de propulsion. On obtient ainsi avantageusement une vitesse de déplacement constante, exempte d'à-coups et de retards, et non influencée par le jeu de la trans- mission, et ainsi les défauts de soudure imputables à une modi- fication de la vitesse de déplacement se trouvent évités. De préférence, le dispositif de freinage et d'accélération comporte un moteur auxiliaire couplé mécaniquement avec le moteur du mé- canisme de propulsion, ce moteur auxiliaire étant de préférence affecté d'une valeur de consigne du courant de charge dépendant de la valeur réelle du-courant du moteur de propulsion. Vautres caractéristiques avantageuses de l'ins- tallation conforme à l'invention, vont être expliquées plus en détail au cours de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation préféré de l'invention, représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 représente une installation con- forme à l'invention, - la figure 2 est un diagramme courant/vitesse. La figure 1 montreselon une représentation schématique, un mécanisme de propulsion 10 maintenu sur un gui- dage 12 placé autour d'un tube 11 et qui peut ainsi être guidé orbitalement autour du tube 11. Sur le mécanisme de propulsion sont fixés, de manière connue, un chalumeau de soudure 13 ainsi que des dispositifs, non représentés plus en détail, de posi- tionnement et de suspension de ce chalumeau, ainsi qu'un galet d'alimentation de fil. Le brûleur 13 est relié par un ensemble de conducteurs souples, non représentés, avec une source de cou- rant de soudure également non représentée. L'entrainement du mé- canisme de propulsion 10 comporte un moteur de propulsion 14 dont le rotor est relié à une roue dentée 15 engrenant sur une roue dentée d'entraînement 16 qui est en liaison avec la roue 17 du mécanisme de propulsion. Au moteur de propulsion 14 est associé un dis- positif de freinage et d'accélération 18 comportant un moteur auxiliaire 19 dont le rotor est également en liaison par ltin- termédiaire d'une roue dentée 20 avec la roue dentée d'entratne- ment 16. La roue dentée 20 et la roue dentée 15 sont alors d'une 2.- 2471829- constitution identique. Bien entendu, au lieu du couplage méca- nique ainsi décrit, du moteur de propulsion 14 et du moteur au- xiliaire 19 par l'intermédiaire des roues dentées 15, 16 et 20, il peut être également prévu un autre couplage mécanique des moteurs 14 et 19. C'est ainsi qu'il est également avantageuse- ment possible de relier les deux rotors des moteurs 14 et 19 et de mettre en prise un seul des rotors par l'intermédiaire d'une roue dentée avec la roue dentée d'entraînement 16. Au moteur de propulsion 14 est associée une commande 22 de ce moteur de propulsion, cette commande compor- tant un comparateur 23 de valeur de consigne et de valeur réelle de la vitesse de rotation, comparateur dont une entrée 24 est reliée à un indicateur de valeur de consigne 2E et dont l'autre entrée 25 est reliée à un indicateur de valeur réelle de rota- tion 27. La sortie 28 de l'amplificateur 23 est reliée, avec interposition d'un amplificateur de régulation de courant du moteur 29 et d'un étage terminal du moteur 30, avec l'entrée 31 du moteur de propulsion 14. L'amplificateur de régulation de courant 29 reçoit un signal d'un indicateur de valeur réelle du courant du moteur 32 ainsi qu'un signal de valeur réelle de la tension du moteur (conducteur 21). L'indicateur de valeur de consigne 26 revêt la forme d'un indicateur de valeur de consi- gne numérique et est relié à l'amplificateur de régulation 23 par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique-analogique 33 susceptible d'8tre mis en circuit et hors circuit par luinter- médiaire d'un organe temporisé 34.. A l'entrée 35 du moteur auxiliaire 19, est ae- sociée une commande 36 du moteur auxiliaire, comportant un am- plificateur de régulation du courant moteur 37 avec un étage terminal 38 branché à la suite. L'entrée 39 de l'amplificateur 37 est reliée à un indicateur de valeur de consigne 40, tandis que l'entrée 41 de l'amplificateur de régulation 37 est en liai- son avec l'indicateur de valeur réelle 32 du courant du moteur de propulsion. L'indicateur de valeur réelle de courant auxiliai- re est désigné par 42 et relié à l'entrée 43 de l'amplificateur de régulation 37. Le mode de fonctionnement de l'installation ain- si décrite va être expliqué plus en détail ci-après. Le réglage de la valeur de consigne de la vites- se s'effectue par l'intermédiaire des trois commutateurs numéri- 3,- 2471829 J ques, par exemple prévusde l'indicateur de valeur de consigne 26, qui possède ainsi une gamme de réglage maximale de 999 mm par minute. Dans le convertisseur numérique-analogique 33, la vitesse présélectionnée est convertie en une tension analogique proportionnelle et appliquée aux amplificateurs successifs 23, 29, 30 et ceci lorsque l'organe de temporisation 34 libère le passage du signal. Grâce à l'organe de temporisation 34, le temps s'écoulant entre l'arrivée d'une impulsion de démarrage délivrée par exemple par un émetteur de programme et la libéra- tion des amplificateurs successifs 23, 29 et 30, peut être adap- té aux exigences pratiques (retard du mécanisme de propulsion après établissement du courant de soudure). Le moteur de propulsion 14 se déplace alors avec une vitesse de rotation correspondant à la valeur de con- signe ainsi réglée. Pour la régulation et la stabilisation de cette vitesse de rotation, la tension délivrée par l'indicateur de valeur réelle 27, lequel est constitué de préférence par un générateur tachymètrique, est appliquée avec compensation au comparateur 23 de valeur réelle de la vitesse de rotation, et par ailleurs l'amplificateur de régulation du courant moteur 29 comporte une tension de régulation proportionnelle à la chute de tension dans le moteur de propulsion 14. A la sortie du com- parateur 23 apparaît la tension de consigne pour l'amplificateur 29. Elle correspond à la tension différentielle entre la tension de consigne (réglée) et la valeur réelle de la vitesse de rota- tion délivrée par-le tachymètre. La chute de tension aux bornes de l'indicateur 32 de valeur réelle du courant est proportionnelle à cette va- leur réelle du courant et est appliquée à l'amplificateur de régdlation de courant 29 et comparée dans celui-ci avec la ten- sion de consigne obtenue à partir de l'amplificateur 23. Grâce à cette combinaison qui peut Otre considérée également comme une régulation superposée, l'amplificateur de régulation 29 agit en fonctionnement normal, tandis que le régulateur du courant 29 devient par exemple efficace lors de la surcharge et maintient ainsi constant le courant du moteur. Le moteur auxiliaire 19 est couplé mécaniquement avec le moteur de propulsion 14 comme cela a été indiqué ci- dessus. Ainsi.dans le cas normal, le moteur auxiliaire 19 déve- loppe un couple opposé à celui du moteur de propulsion 14. La 4e- 2471829 I valeur de ce couple est déterminée par la tension négative ré- glée à l'indicateur de valeur de consigne auxiliaire (potentio- mètre) 40 et par la chute de tension positive à l'indicateur de valeur réelle du courant 32 Ces deux tensions sont appliquées aus entrées 59, 41 de l'amplificateur de régulation 57, o elles forment une valeur de consigne du courant et sont comparées avec la valeur réelle du courant en provenance de l'indicateur de valeur réelle du courant auxiliaire 42. Pour éviter les fluctuations de réglage, la tension deinduit du moteur auxiliaire 19 est également appliquée par contre-couplage à l'amplificateur de régulation 37o Le branchement décrit ci-dessus détermine lors du déplacement en descente (voir flèche A sur la figure 1) du fait d'un prélèvement du courant plus réduit par le moteur de propulsion 14, une chute de tension plus réduite sur l0indica- teur de valeur réelle 32, si bien que la valeur de consigne né- gative prédomine dans l'amplificateur de régulation 370 La con- séquence en est une amplification du couple négatif du moteur auxiliaise 19. On emp9che ainsi que le moteur de propulsion 14 soit commuté de l'entraInement sur le freinage, car il est ainsi chargé en permanence. Lors du déplacement en montée (voir la flèche B sur la figure I), c'est par contre la valeur de consi- gne positive du courant en provenance de l'indicateur 32 qui prédomine dans le régulatsur 37 sur la valeur de consigne négati- ve de charge en provenance du potentiomètre 400 Dans ce cas, le moteur auxiliaire 19 soutient alors le moteur de propulsion 14 par un couple positif, Sur la figure 2 sont représentées les corréla- tions entre le courant du moteur de propulsion (courbe 1), le courant du moteur auxiliaire (courbe 2) et la vitesse de déplace- ment (courbe 3) en fonction de la position du mécanisme de pro- pulsion 10 sur un tube parcouru de façon lévogyre à partir de la position 12 heures Comme le montre la courbe 1, le moteur de propulsion 14 consomme également du courant lors du déplacement en descente et ne commute donc pas de propulsion sur freinage. Le moteur auxiliaire (voir courbe 2) intervient jusque peu avant la position 6 heures comme générateur, c'est-à-dire qu'il freine puis, lors du déplacement en montée, il consomme un courant al- lant jusqu'à environ 200 mA, c'est-à-dire qu'il délivre un cou- ple supplémentaire important, La vitesse de déplacement (courbe 3) - 6.2471829 i reportée sur le diagramme sous forme de tension du tachymètre, montre un comportement exempt d'à-coups et de retards et s'écar- te lors du déplacement en montée seulement de moins de 2 % de la valeur de consigne. En outre, pendant l'enregistrement de ces courbes 1 à 3, une traction intense est exercée sur l'ensem- ble de conducteurs souples, en sens inverse du déplacement, aux instants a, b et c. L'influence sur la vitesse de déplacement est dans ce cas nettement inférieure à 0t5 % et donc négligeable. Ces écarts réduits de la vitesse du mécanisme de propulsion à partir de la valeur de consigne, ne provoquent toutefois aucun défaut de soudure, si bien que le but initialement fixé est at- teint par l'invention. 2471829 I REVENDICATIONS 1.- Installation pour déplacer un chalumeau de soudure lors de l'exécution de cordons de soudure, notamment de cordons de soudure circulaires, à l'aide d'un mécanisme de pro- pulsion comportant un moteur de propulsion et une commande de ce moteur de propulsion, installation caractérisée en ce qu'un dispositif de freinage et d'accélération (18) est associé au moteur de propulsion (14)À 2.- Installation selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le dispositif de freinage et d'accélération (18) comporte un moteur auxiliaire (19) qui est couplé mécanique- ment avec le moteur de propulsion (14). 3.- Installation selon leune quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisée en ce que le moteur auxiliaire (19) est susceptible d'tre affsecté deune valeur de consigne de courant de charge dépendant de la valeur réelle du courant du moteur de propulsion (14) 4o- Installation selon leune quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisée en ce que la commande (22) du moteur de propulsion comporte un comparateur (23) de valeur de consigne et de valeur réelle de vitesse de rotation, dont les entrées (24 ou bien 25) sont reliées à un indicateur de var leur de consigne (26) et à un indicateur de valeur réelle (27) de vitesse de rotationq et dont la sortie (28)9 avec interposi- tion d'un amplificateur (29) de régulation du courant du mo- teur et deun étage terminal du moteur (30) est en liaison avec l'entrée (31) du moteur de propulsion (14), l'amplificateur de régulation de courant (29) étant en outre susceptible de re- cevoir un signal de l indicateur (32) de valeur réelle du cou= rant du moteur et un signal de valeur réelle de la tension du moteur. 5.Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le moteur auxi- liaire (19) est en liaison par l'intermédiaire d'un étage termi- nal (38) avec un amplificateur de régulation de courant (37), dont les entrées (39, 41) sont reliées, d'une part, avec un in- dicateur de valeur de consigne (40) et, deautre part, avec l'in- dicateur (32) de valeur réelle du courant du moteur de propul- sion. 6.- Installation selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'indicateur de va- leur de consigne (40) délivre une valeur de consigne négative. 7.-