Brevet FR2468433A1 — publié le 19810508

L'invention concerne une pince à souder pour soudage électrique par résistance pour l'emploi sur machines à souder automatisée (robots de soudage), comportant deux mâchoires de pince articulée l'une par rapport à l'autre sur un point commun d'articulation, l'ensemble constitué par la pince à souder étant monté de façon articulée, autour d'un axe coïncidant avec ce point d'articulation, sur un support fixé à la machine à souder, les mâchoires de pince se prolongeant vers l'arriore au-delà du point d'articulation pour former deux bras courts entre lesquels sont montés par articulation des organes hydrauliques de puissane assurant la fermeture de la pince à souder, un système automatique de rappel des mâchoires de pince raccordé d'une part à chacun des deux bras de pince et d'autre part au support étant prévu, système de rappel décalé par rapport à l'axe d'articulation, et qui maintient les mâchoires de pince en position ouverte de repos, déterminant dans le même temps, en association avec l'axe d'articulation, la position de l'ensemble de la pince à souder à l'état de repos. Les pinces à souder par points sont utilisées sur une grande échelle dans l'industrie, en particulier sur les machines automatiques (robots). Leur emploi nécessite en particulier un retour précis sur la position initiale d'ouverture, condition essentielle pour éviter de façon fiable, lors de la mise en posi- tion de soudage, de heurter la pièce travaillée. Sur les pinces de type traditionnel, l'imprécision du rappel est due en général à la charge particulière qui intervient lors des déplacements par à-coups des séquences très courtes.Les conséquences en sont l'usure prématurée des guidages et des articulations, la marche à sec et les réparations qui s'ensuivent. D'un autre côté, un renforcement à la construction de ces pièces d'usure a une influence négative, car au plan du poids, il conduit à une surcharge des robots qui risque de compromettre les cycles séquentiels. Par ailleurs, un cycle de travail plus rapide requiert souvent des positions intermédiaires des électrodes de soudage, c'est-à-dire un déplacement de la position de soudage hors de la position centrale et plus ou moins d'ouvertures des différentes mâchoires de soudage. Le brevet US 1 645 705 fait connaître une pince à souder dont les bras sont raccordés par un vérin hydraulique à simple effet. Par ailleurs, les bras de pince portent chacun un levier d'articulation raccordé à un curseur se déplaçant dans une glissière longitudinale prévue sur le support du point d'articulation. Ce dispositif permet de déterminer la position de soudage et d'ouverture des mâchoires de pince. Pour l'ouverture des mâchoires de pince, est prévu un ressort de traction fixé de façon appropriée aux bras de pince et qui maintient les électrodes de soudage en position d'ouverture. Pour la fermeture des pinces à souder, la résistance du ressort doit, entre autres, être surmontée, résistance qui doit être choisie élevée pour un réglage précis de la position ouverte de repos. La pince à souder ne prend aucune position intermédiaire. L'objet de l'invention est de donner à la pince à souder une structure telle que différentes positions de soudage, c'est-à-dire même des positions s'écartant de la position centrale, puissent être prises, et que la course d'ouverture de chaque mâchoire de soudage puisse être fixée au choix, la conception d'ensemble de la pince à souder étant simplifiée, le poids de celle-ci allégé et son utilisation, en particulier sur machine à souder automatisées permettant des séquences de soudage plus rapides. Les dispositions prévues par l'invention résolvent ce problème par le fait que les organes hy hydrauliques de puissance et le système de rappel forment au plan construction une unité où chaque mâchoire de pince est associée à un vérin hydraulique particulier fixé par articulation d'une part au bras de pince et d'autre part au support, vérin dont la position de repos est déterminée par des capteurs de position actionnés en fonction de la position du piston et agissant sur l'alimentation en pression de l'organe d'entraine- ment hydraulique. Grâce aux dispositions prévues par l'in vention, la liaison par levier d'articulation destinée à stabiliser la position de soudage et de repos est supprimée ; est supprimée également la résistance de ressort non négligeable qu'il fallait surmonter pour amener la pince sur la position de soudage. 'installa- tion hydraulique est donc réduite en conséquence et conçue uniquement pour assurer le positionnement et fournir la pression de soudage de l'appareil. En associant un vérin hydraulique distinct articulé sur le support à chaque mâchoire de pince, la course de ces mâchoires est réglable à volonté du fait que la position du piston dans le vérin hydraulique est déterminée par des capteurs agissant sur l'alimentâtion et la mise à l'échappement du vérin. Besdeux vérins hydrauliqiies peuvent de plus par celles de leurs extrémités qui se font face et qui sont montées par articulation sur le support, être raccordés entre eux rigidement et coaxialement, ces deux vérins conservant une possibilité de déplacement transversal, mais étant assurés axialement par rapport au support. Cette disposition rend possible une ali mentation commune par la partie centrale des vérins hydrauliques, donc simplifie ltalimentation en pression de ces vérins. La paroi des vérins hydrauliques peut de plus être constituées à partir d'un matériau amagnétique et le piston en matériau se prêtant à l'aimantation. lies capteurs asservis à la position peuvent avoir la conformation de capteurs Reed. Suivant la position occupée le long du vérin par les contacts Reed mobiles (capteurs), le déplacement du piston hydraulique peut être arrêté en toute position, et par conséquent la position ouverte de repos de l'électrode de soudage déterminée. Une détection de la position d'ouverture et de la position atteinte en course de sortie est ainsi possible. fl est possible de fixer chacun des capteurs de position sur l'organe hydraulique de puissance en des positions axiales différentes ; chacun de ces capteurs de position peut présenter, disposées à une certaine distance l'une de l'autre, au moins deux paires de contacts de commande ou d'éléments similaires utilisables au choix, rendant ainsi possible le réglage de plusieurs positions de repos d'ouverture différente de la pince à souder. La position du piston dans le vérin peut être indiquée par un aimant permanent annulaire monté sur le piston (émettant un champ magnétique à capter). Enfin, il est avantageux que les mâchoires et les bras de pince soient fabriqués dans une matière plastique, en polyamide par exemple, ou en polytétrafluoréthylène renforcé de fibre de verre, ou en matériau similaire. Du fait que les masses en mouvement sont réduites lors de l'opération de soudage, le déroulement séquentiel des mouvements n'est pas affecté ; la charge du robot est réduite à un minimum. lies matières plastiques figurant parmi les matériaux isolants, les paliers peuvent être exécutés en matériau conducteur de l'électricité en bronze par exemple. Un autre avantage est que les projections de soudure ne peuvent occasionner d'effluves électriques entre les mâchoires de la pince. Du fait du choix libre du réglage de l'avance, la pince à souder devient un appareil d'usage universel, d'un prix avantageux et, en raison des masses réduites, remarquablement approprié à l'utilisation sur robots de soudage. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple de pince à souder schématiquement représenté sur la figure. La pince à souder 1 comporte des mâchoires 2, 3 qui, en particulier pour des raions de poids, sont fabriquées dans une matière plastique, polyamide par exemple, ou polytétrafluoréthylène renforcé de fibre de verre, ou autres substances similaires. Ces matières plastiques, qui comptent au nombre des matériaux non conducteurs, présentent de plus l'avantage de ne pas occasionner la formation d'arcs électriques entre les mâchoires 2, 3 de la pince par projections de soudure. De plus, grâce à l'élasticité propre des mâchoires en matière plastique et de la précontrainte qu'elle permet, les soudures subissent une pression supplémentaire qui renforce leur robustesse. La pince à souder 1 est par ses mâchoires 2, 3 montée de façon articulée, (point d'articulation 4) sur un support 5 fixé à un robot de soudage non représenté. lies mâchoires 2, 3 de la pince se prolongent vers l'arrière au-delà du point d'articulation 4 et forment de courts bras de pince 6, 7, entre lesquels sont montés des vérins hydrauliques 8, 9 assurant la fermeture de la pince de soudage 1. Les vérins 8, 9 constituent de préférence un seul vérin double 10 à alimentation centrale et dont les extrémités 11, 12 sont raccordées de façon articulée aux bras de pince 6, 7. Le vérin double 10 porte en son centre un galet 13 pouvant glisser dans un guidage 14 disposé sur le support 5. Un basculement de la pince à souder 1 autour du point d'articulation 4 est ainsi évité. Les mâchoires de soudage 2, 3 portent selon une technique connue des électrodes de soudage 15, 16 refroidies par eau. lie branchement électrique des électrodes de soudage s'effectue par un câble d'alimentation sur des bornes 17, 18 prévues à cet effet. Pour assurer le réglage de positions de repos (ouverture) différentes des électrodes de soudage 15, 16, sont prévus sur le vérin double 1C des capteurs de position Reed 19, 20 pouvant être déplacée axialement, cependant que les pistons 21, 22 du vérin hydraulique porte des aimants permanents annulaires 23, 24. A la commande des capteurs de position Reed 19, 20, l'alimentation du vérin concerné 8, 9 est interrompue par un circuit approprié, ce qui permet de déterminer chaque position d'ouverture de la mâchoire de pince 2 ou 3 concernée avec l'électrode de soudage 15 ou 16. 1#aturellement, avec un circuit approprié, plusieurs capteurs de position Reed peuvent être montés sur un vérin 8, 9 et par conséquent des positions de repos différentes déterminées. La pince à souder 1 conforme à l'invention présente comme autre avantage qu'une soudure de bonne qualité peut être obtenue même lorsque le produit à souder 25 se situe en dehors de la position de soudage normale. Lorsque l'une des électrodes de soudage rencontre une résistance, l'autre électrode se déplace jusqu'à ce qu'elle atteigne la nouvelle position de soudage située à l'écart de l'alignement. REVENDICATIOIiS 1) Pince à souder pour soudage électrique par résistance pour l'emploi sur machines à souder automatisées, comportant deux mâchoires de pince articulées l'une par rapport à l'autre sur un point commun d'articulation, l'ensemble constitué par la pince à souder étant monté de façon articulée autour d'un axe coTncidant avec ce point d'articulation, sur un support fixé à la machine à souder, les mâchoires de pince se prolongeant vers l'arrière au-delà du point d'articulation pour former deux bras courts entre lesquels sont montés par articulation des organes hydrauliques de puissance assurant la fermeture de la pince à souder, un système automatique de rappel des mâchoires de pince raccordé d'une part à chacun des deux bras de pince et d'autre part au support étant prévu, système de rappel décalé par rapport à l'axe d'articulation, et qui maintient les mâchoires de pince en position ouverte de repos, déterminant dans le même temps, en association avec l'axe d'articulation, la position de l'ensemble de la pince à souder à l'état de repos, caractérisée par le fait que les organes hydrauliques de puissance et le système de rappel formant au plan construction une unité où chaque mâchoire de pince (2, 3) est associée à un vérin hydraulique particulier (8, 9) fixé par articulation d'une part au bras de pince (6, 7) et d'autre part au support (R), vérin dont la position de repos est déterminée par des capteurs de position (19, 20) actionnés en fonction de la position du piston et agissant sur l'alimentation en pression de ltorgane d'entraînement hydraulique. 2) Pince à souder selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les deux vérins hydrauliques (10) sont raccordés rigidement et coaxialement l'un à l'autre par leurs extrémités se faisant face articulées sur le support (5), ces deux vérins conser vant par rapport au support une possibilité de déplacement transversale, mais étant assurée axialement par rapport à lui. 3) Pince à souder selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la paroi des vérins hydrauliques (8, 9) constituant le vérin (10) est réalisée dans un matériau amagnétique et le piston en matériau se prêtant à l'aimantation, et par le fait que les capteurs (19, 20) à commande asservie à la position ont la conformation de capteurs Reed. 4) Pince à souder selon la revendication 3, caractérisée par le fait que chacun des capteurs de position (19, 20) peut être fixé en des positions axiales différentes sur l'organe hydraulique de puissance. 5) Pince à souder selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que chacun des capteurs de position (19, 20) présente à une certaine distance l'une de l'autre au moins deux paires de contacts de commande ou éléments similaires utilisables au choix pour permettre de déterminer plusieurs positions ouvertes de repos différentes de la pince à souder (1). 6) Pince à souder selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les mâchoires et les bras de pince (2, 3 et 6, 7), sont en matière plastique, par exemple en polyamide, en polytétrafluoréthylène renforcé de fibre de verre ou en matériau similaire.