Brevet FR2475961A1 — publié le 19810821

La présente invention se rapporte à un procédé permettant un déroulement correcte d'une soudure à super- position sur des pièces en rotation, notamment sur des arbres de grands diamètres. La présente invention a pour but de rendre automatique une installation permettant l'exécution d'une soudure à superposition sous poudre protectrice sur des pièces en rotation, notamment sur des arbres de grands diamètres, sans limiter pour autant la souplesse d'utilisation de ladite installation. Conformément à l'invention, ce but est obtenu par le fait que pour une présélection de consigne de la vitesse périphérique de la pièce, qui peut être réglée à la main et modifiée c'est-à-dire calculée suivant la nature et la dimension de la pièce, ainsi que pour une présélection de consigne de la longueur de pas (pas du cordon de soudure en spirale) qui est également réglable à la main en pouvant être modifiée c'est-à-dire calculée, avec un diamètre de la pièce augmentant de manière croissante, un calculateur assure automatiquement le réglage du nombre de tours de l'entraînement en rotation de la pièce et de la commande d'avance en translation rectiligne de la chaîne du chariot de.soudage, ce calculateur effectuant la correction des variations à partir de données de mesure captées cycliquement concernant la longueur du pas ainsi que le diamètre de la pièce. L'avantage ainsi obtenu réside dans le fait qu'en dépit du diamètre croissant de la pièce, la vitesse de soudage et la longueur de pas réglées au départ restent constantes alors que la vitesse de progression en trans- lation rectiligne est diminuée dans une proportion telle que l'on est assuré d'obtenir une position constante des cordons de soudure et que toutes les opérations nécessaires après réglage des valeurs de consigne manuél- lement, s'effectueront pour leur part automatiquement c'est-à-dire en procédant aux corrections nédessaires. Selon une autre configuration de l'invention, le calculateur permet d'exécuter sélectivement, au lieu d'une soudure en spirale, une soudure annulaire avec un décalage ou un décrochement axial unique à chaque rotation. D'autre part, pour l'exécution du procédé conforme à la présente invention, avec un dispositif servant à déterminer manuellement la vitesse périphérique de consigne, on peut prévoir un présélecteur à quatre décades et pour le réglage de la longueur de pas un présélecteur à deux décades de même que pour,.déterminer les déplacements de la pièce et de la tête de soudage, on prévoira des générateurs d'impulsions dont les impulsions continues sont captées comme valeurs réelles par des dispositifs de comptage. Enfin, dans un tel dispositif, pour le choix de la soudure à effectuer, c'est-à-dire une soudure en spirale __- ou annulaire, on peut prévoir un commutateur 3 _*îa l'aide duquel pendant la durée du décaleme- onupeut régler 1 'entraînement en translation et l'angle du décalement au niveau d'un présélecteur à trois décades. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caract6ristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - les figures la à ic illustrent différents modes de soudage à superposition; - la figure 2 montre un dispositif conforme à l'in- vention en détail pour le contrôle de la vitesse de soudage; et - la figure 3 montre un dispositif conforme à l'in- vention en détail pour le contrôle de la vitesse d'avancement en translation. Comme le montrent les figures la à lc, sur une pièce 11 en rotation, on applique.un procédé de soudure à superposition sous poudre protectrice à l'aide d'une pluralité de dispositifs de soudage. Pour cela, des cnariots de soudage 12 sont déplacés à l'aide d'une chaîne commune 15 dans le sens de l'axe de la pièce, c'est-à-dire dans le sens de la flèche F. Ceci est montré en détail à la figure 2. Au fur et à mesure que le diamètre de la pièce augmente, la vitesse périphérique et la vitesse de soudage pratiquement identiques, doivent rester constantes. La vitesse d'avance en translation doit par contre être diminuée au fur et à mesure que le diamètre augmente pour assurer une position constante aux cordons de soudure. On peut réaliser les soudures à. superposition de deux façons différentes, c'est-à-dire sous forme d'une soudure dite en spirale, comme ceci est montré aux figures la et lc ou sous forme d'une soudure annulaire avec décrochement et décalement du cordon, comme ceci est montré à la figure lb. Dans le cas d'une soudure en spirale, il y a un réglage permanent de la vitesse de progression en translation des têtes de soudage. Pour cela, on se base sur le nombre de tours effectués par la pièce et la longueur de pas prévue, c'est-à-dire le pas du cordon de soudure sur la périphérie de la pièce au cours d'une rotation de cette dernière. Pour une soudure en spirale en pas unique comme le montre la figure la, la longueur de pas est choisie de telle manière que chaque tête de soudage dépose un cordon 1 à côté de l'autre. Pour un soudage en spirale à plusieurs pas, comme le montre la figure lc, la longueur de pas jr est multipliée. Le pas du cordon de soudage 2 est choisi de telle manière qu'il est égal au produit de la longueur de fn s multiplié par le nombre des têtes de soudage 1 à 4 mises en service. Dans le mode de réalisation de la soudure annulaire avec décalage, comme ceci est montré à la figure lb, il n'y a aucun déplacement d'avance en translation jusqu'à ce que l'on atteigne le début du décalage, comme le montre l'extension du cordon de soudure 3. Pendant la durée de décalage, le moteur d'avance est réglé de telle manière que la longueur de pas ou longueur d'horloge réglée est parcourue au cours du passage sur la distance du décalage. Pour obtenir unpositionnement de la longueur de décalage sur toute la longueur de la pièce en question toujours au même emplacement de sa périphérie, on détermine un point zéro électriquement repéré pour une position angulaire choisie de la pièce en rotation. Le retour périodique de ce point zéro est le passage par zéro. Le décalage s'amorce alors en avant du passage par zéro de la pièce en rotation de telle manière que le déplacement de décalage se termine au passage par zéro. L'angle de décalage est réglé sur un présélecteur à trois décades 37 chiffré de 0 à 9. Pour procéder à un changement du type de soudure réalisé, on utilise un commutateur à clé 38 (figure 3). Pour obtenir une position exacte et constante des cordons de soudure 1, 2 et 3 à l'intérieur d'une tolérance de + 1 millimètre sur toute la longueur de la pièce, on a recours à un calculateur R (figures 1 et 2). A l'aide de ce calculateur, on établit les données d'entrée de r consigne pour la vitesse de soudage (nombre de tours de la pièce ainsi que pour la vitesse d'avance en translation V des chariots de soudage et par conséquent des têtes de soudage. Les fonctions du calculateur R sont représentées schématiquement aux figures 2 et 3. La figure 2 montre la fonction du calculateur R en ce qui concerne la vitesse de soudage. La vitesse de soudage de consigne réglée manuellement à l'aide du dispo- sitif de présélection à quatre décades 14 ainsi que le diamètre r de la pièce présélectionné sont introduits dans le calculateur qui a alors pour but: de calculer et de donner la vitesse de soudage de consigne, de calculer et d'afficher la vitesse de-soudage réelle et de donner en données de sortie le nombre de tours *5z enbTigunu SwqoTr;Jep mauu-o snos 1.zossa0e llTe 9 ePue paemuuop Sp e5TI. q %TnpoiuT eazameTp np eaTBTP -9uozeUl T ed enb ToUTg iZ esse.TA ep esTd ap;T.ToodsTp 5ç un,p SPTET Q Teloi smJno. ap eaqmou np uoTeUTmqe.9p e.ed aTlnolTeo se etllTaJ aSepnos ap es9e9TA eI UOTt1EjOJ uS 1.uSUSu;EJ.uSap epuemmoo el mnod úZ nu'cTuoo 1'ueanoo.inaeom np zz ineseu.zpep ne ae Z jn e1re'' ne enbT2oTeue nalest Sp aelT. 0 e agnbTldde je U nneaelnnoelo ea xd alos eop eauuop ue aenbTpuT aueTsuoo ep uoTI.eoi ep esse.eT wl 9S5pe0op sTol4 BQ oz UOTI.OSlTsd op T.TsodsTp np %uepuodsez.zoo egieT12a un Iuenqoa;e$ ue ll eoqTd elT p aiqeumTp np sauuop sep eTTllanuem a ueu aun gz JasTITaU Ined uo '61 ue uTlenuem. 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T TlP Tnb 51 aiTeTnSue inapoo un vd %uemenbTIemonu 1.e nuTuo ue nd-do ese 11 eoq-Td etl p 1 elqmemTp au *ÀL eoqTd eT rnod TLnoleo au.TSuoo ep 96SitZ La partie Uvitesse d'avance en translationw est indiquée schématiquement à la figure 3 et a pour fonction: de calculer et de donner en résultat la vitesse de progression en translation de consigne, de calculer la vitesse de progression en translation réelle, de calculer - la variation de réglage, de la traiter et d'indiquer en valeur de sortie le nombre de toursde consigne calculé. de la commande d'entraînement en translation. La vitesse de progression en translation de consigne dépend de la longueur d'horloge ou de pas réglé, c'est-à- dire de la distance d'avance en translation après une rotation sur 3600 de la pièce, elle dépend également du nombre de tours de ladite pièce 11 et du type de soudure à exécuter. La longueur d'horloge peut être réglée manuellement à l'aide d'un dispositif de présélection 31 à deux décades. Elle est reproduisible à chaque instant à l'intérieur d'une tolérance de 1 mm. La tolérance de position d'une ligne de soudure d'un cordon suivant par rapport au précédent est également de + 1 mm. Pour déterminer le déplacement de la pièce et de la tete de soudage,on a prévu des générateurs d'impulsions. Le générateur. d'impulsions 32 est prévu sur la commandé de rotation et émet des impulsions en fonction du nombre de tours du moteur d'entraînement en rotation. Le générateur d'impulsions 33 est prévu sur la commande de progression en translation et émet des impul- sions en fonction du nombre de tours du moteur assurant la progression en translation. Les impulsions d'entrée des générateurs 32 et 33 sont captées comme valeurs réelles par des dispositifs de comptage. En fonction du type de soudure présélectionné et de la longueur d'horloge ou de pas pré-réglé, on associe aux entrées d'impulsions un taux d'impulsions ( aux- de comptage, nombre des impulsions de consigne pour une rotation), duquel découle le rapport d'impulsionsde consigne. Le rapport d'impulsior de consigne est le quotient des taux respectifs d'impulsions de la commande d'entralnement en rotation et de la commande de progression en translation. (rapport d'impulsions de consigne = impulsions de consigne provenant de 32/impulsions de consigne provenant de 33). Une comparaison effectuée ensuite des états de comptage en tenant compte du rapport des impulsions de consigne permet d'obtenir la déviation ou variation du réglage. Pour pouvoir maintenir les tolérances précitées sur toute la longueur de la pièce 11, il faut pouvoir compenser les variations du réglage. Chaque variation de réglage est traitéedans un cycle de calcul suivant et appliquée à titre de grandeur de correction au régulateur du moteur de progression en translation. Ce processus se répète respectivement après 100 ms. Le nombre de tours de consigne donné par le calcula- teur est appliqué comme valeur analogique au régulateur 34 et au redresseur 35 du moteur 36 à courant continu associé à la commande d'entraînement en tramlation. On remarquera aux figures 2 et 3 que des engrenages respectivement G1 et G2 sont associés aux moteurs assurant l'entraînement en rotation de la pièce 11 et le déplacement en translation des têtes de soudage. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisaion décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles- ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. On notera ou'à la figure 2, le chariot de soudage 1.- plus e3 avant 1 est prèt à ch-anger de position et cu'il est dégagée cde la chaine d'entraînement 13. REVENDICATIONS -------mmw--m---m--'m---t 1. Procédé permettant un déroulement correct d'une soudure à superposition sur des pièces en rotation, notamment des arbres de grands diamètres, caractérisé en ce que pour une valeur de présélection de consigne de la vitesse périphérique de la pièce(11), réglable à la main et variable, c'est-à-dire susceptible d'être calculée en fonction de la nature et de la dimension de la pièce, ainsi que pour une valeur de présélection de consigne de la longueur d'horloge (pas du cordon de soudure en spirale) réglà2e à la main et également variable c'est-à-dire suscep- tible d'être calculée, avec un diamètre de pièce augmentant constamment, un calculateur R assure automatiquement le réglage du nombre de tours de 1 'entraInement en rotation de ladite pièce et de la commande d'entraînement en translation de la chaine d'entralnement des chariots de soudure et en ce que ledit calculateur corrige les variations sur la base de données de mesure déterminées cycliquement relatiYesà la longueur d'horloge et au diamètre de ladite pièce. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calculateur R permet sélectivement, au lieu d'une soudure en spirale, d'exécuter une soudure annulaire avec un décalage axial unique à chaque rotation de la pièce (11). 3. Dispositif permettant l'exécution du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour régler la vitesse périphérique de consigne à la main, on a prévu un dispositif de présélection (14) à quatre décades et pour le réglage de la longueur d'horloge, un dispositif de présélection (31) à deux décades tandis que pour déterminer les mouvements de la pièce (11) et des tètes de soudage ( 16), on a prévu des générateurs d'impulsions (32, 33) dont les impulsions continues sont captées comme valeurs réelles par des dispositifs de comptage. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour sélectionner une soudure en spirale ou annulaire, on a prévu un commutateur à clef (38) à l'aide duquel pendant la période du décalage, la commande d'entraînement en translation est réglée et l'angle de décalage défini au niveau d'un dispositif présélecteur (37) à trois décades.