Brevet FR2475440A2 — publié le 19810814

FR 2475440 A2 19810814 FR 8002820 A 19800208 Pince de soudure asservie et son procédé d'utilisation la présente invention, due à la collaboration de tf.onsieur Michel HEBERT, est relative à des perfectionnements à une pince de soudure et à son procédé d'utilisation tels outils ont été décrits dans la demande de francais brevet N0 9/22 861 déposée le 13 septembre 1979 par la Régie nationale des-Usines RENAULT. Suivant un premier aspect, dans la demande de brevet dont la référence est rappelée ci-dessus, on a revendiqué une pince de soudure asservie, du type comportant un vérin d'entralnement d'un des bras de la pince par rapport à l'autre bras, remarquable en ce qu'elle utilise une servovalve pour la commande du vérin, un capteur de position angulaire pour déterminer a tout moment l'angle fait par les bras de la pince et, par conséquent, l'ecartement de ses électrodes et un ensemble microcalculateur pour la lecture du capteur de position, le pilotage de la servovalve et le contrôle de l'environnement par la réception d'ordres et l'envoi de messagers soit par entrées et sorties numériques ou analogiques, soit par liaison série quel qu'en soit le type. Suivant un second aspect, dans a demande de brevet en référence, on a revendique un procédé d'utilisation de ladite pince de soudure remar quable en ce que l'on procède à un calage automatique du zéro d'ouver ture des électrodes au début de chaque cycle de soudure. Par la présente demande de premier certificat d'addition, on souhaite étendre -le champ de protection conféré par la demande de brevet principal à toutes autres formes de pinces, telles que pinces en X à mouvement rotatif, en ciseau ou en J à mouvement rectiligne ou coulissant, à toutes autres formes de capteurs, qu'ils soient rotatifs ou rectilignes tels que, par exemple, potentiomètres rectilignes ou rotatifs ou bien capteurs inductifs rectilignes ou rotatifs ou bien capteurs incrêmentaux à toutes autres formes de moteurs hydrauliques. Il est prévu, en outre, un contrôle de pression hydraulique de l'huile alimentant la servovalve associée au moteur assurant les déplacements d'une des mâchoires de la pince ce qui permet de traiter des mutti- épaisseurs avec une pince déterminée en modifiant la force -de serrage des électrodes suivant l'Cpaisseur des tôles à souder et ainsi d'assurer un accostage idéal. L'application d'un asservissement de position pour maintenir l'écar- tement des électrodes d'une pince a souder à une valeur déterminée permet, par la détection d'une erreur de traînage, de mesurer l'épais- seur des tôles serrées entre les électrodes et de demander la soudure au même moment par rapport au contant des électrodes sur la tôle, c'est-à-dire au même niveau de pression de serrage quelle que soit l'épaisseur des tôles à souder. Par ailleurs, en arrêtant la pince en asservissement sur une position des électrodes à une valeur déterminée et cela pendant-un certain temps, il est possible de mesurer la dérive de la seflrovalve et d'en tenir compte pour augmente la précisIon de l'asservissement. Une autre caractéristique de réalisation consiste à prévoir un asser vissemen. en vitesse des déplacements d'un des 3r' - de I pince, ce qui permet de diminuer considérablement les risques de- chocs, le matage des électrodes et la détérioration de la pince ar réduisant sa fatigue. En contrôlant correctement les paramètres de fonctionnement de la pince, en particulier la pression d'alimentation de la servovalve, la vitesse et la position relative des électrodes, on peut utiliser un dispositif de réaffttage des électrodes in site, ce qu évite de se livrer au changement desdites électrodes, opération particulièrement délicate sur les robots automatisés et surtout d'assurer une qualite constante pour la durée de vie de ces électrodes. Au lieu qu'une des machoires de la pince soit fixe dans l'espace, il peut être prévu que ltensemble de la pince soit monté flottant, un vérin supplémentaire permettant dans ce dernier cas de ramener un des bras de la pince dans sa position de référence. D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple. A cet effet, on sa reportera au dessin joint représentant un mode de réalisation non limitatIf de la pince de soudure suivant la présente invention. Suivant la représentation de la figure unique ci-jointe, une pince à souder asservie en position et en vitesse et contrôlée en pression comprend, par hypothèse, un bras mobile 24 et un bras fixe 25. Le bras mobile 24 est entraîné dans ses déplacements longitudinaux dans les deux sens par la tige 2 d'un vérin 1 de laquelle il est solidaire. Un capteur linéaire 27 dont la partie mobile 22 peut coulisser dans le corps 28 du capteur 27 susceptible de lire à chaque instant la position relative de la partie mobile 22 et du corps 28, est rendu solidaire du bras mobile 24 et de ses déplacements au moyen d'une connexion mécanique 21 reliée précisément à sa partie mobile 22. Le capteur 27 est relié à un conditionneur 23 assurant la compatibilité du capteur 27 et du microcalculateur 11, le conditionneur 23 étant lui-même relié au microcalculateur 11. Suivant l'invention, le vérin hydraulique 1 est piloté dans les deux sens par une servovalve 8 qui reçoit un courant positif ou négatif d'un générateur de courant 10 commandé par le microcalculateur 11 qui reçoit en permanence les informations fournies par le capteur linéaire 27 par l'intermédiaire de son conditionneur 23. Le microcalculateur 11 contient dans sa mémoire RAM 12 la valeur d'écartement des électrodes 29 de la pince à souder 24, 25. Il compare cette valeur à celle lue et transmise par le capteur linéaire 27 et son conditionneur 23. Il en déduit une valeur d'erreur qui, multipliée par un coefficient K contenu dans sa mémoire RAPI 12, donne la valeur du courant de correction qu'il envoie sur le générateur de courant 10. Le chargement de la valeur d'écartement des électrodes 29 de la pince à souder dans la mémoire RAM 12 peut s'effectuer en parallèle par les entrées/sorties/logiques 14 du microcalculateur 11. Il peut également être effectué en utilisant sa liaison série 15 qui permet la communication avec un robot, une commande centralisée ou tout autre système disposant lui-même d'une liaison série. Il est a noter qu'une procédure de contrôle, consistant en un arrêt sur un écartement des électrodes 29 à une valeur déterminée pendant un certain temps, permet de mesurer la dérive de la servovalve 8 et d'en tenir compte dans les calculs d'asservissement. Suivant l'invention, la servovalve 8, en plus de la liaison qui connecte une de ses entrées à une sortie du microcalculateur 11 par l'intermé- diaire du générateur de courant 10, comporte une seconde entrée reliée à une seconde sortie du microcalculateur 11 par l'intermédiaire d'un étage d'amplification 17, d'un conducteur électrique 18, d'un limiteur de pression 16 à commande électrique et un conducteur hydraulique 19. Le limiteur de pression 16 comprend une seconde entrée a laquelle est raccordé un conducteur 20 susceptible de véhiculer un fluide hydraulique sous pression contrôlée qui peut être prélevé soit sur le robot de soudure, soit provenir d'une source extérieure. Cette seconde channe 17, 18, 16, 20, 19, permet le contrôle en pression de l'alimentation de la servovalve 8 et du vérin 1 en leur appliquant une pression variable. Par le microcalculateur 11 qui est capable de calculer à tout instant la dérivée de la position des électrodes 29 l'une par rapport à l'autre, il est possible également d'assurer un asservissement en vitesse du déplacement des électrodes 29 l'une par rapport# à l'autre, ce qui permet d'éviter les chocs sur la tôle ou entre elles-m#mes, d'éviter leur détérioration et celle de la pince en réduisant la fatigue de cette dernière. On a décrit le cas d'une pince dans laquelle un bras 25 est fixe. L'invention s'applique également au cas d'une pince flottante. Il suffit alors de prévoir un second vérin qui ramène un des bras en butée dans une position de référence. L'invention s1 applique à tous les types de pinces ainsi qu'à tous les types de capteurs. Le régime d'alimentation de la pince en courant de soudure par câble coaxial ou par transformateur incorporé est Indifférent. L'utilisation d'une boucle supplémentaire d'asservissement en pression de la servovalve 8 présente de grands avantages : elle permet de traiter des multi-épaisseurs avec une même pince. La possibilité de parfaitement contrôler les différents paramètres qui commandent le fonctionnement de la pince, en particulier, la vitesse de déplacement d'une de ses électrodes relativement à l'autre et la pression hydraulique d'alimentation permet, en particulier, d'utiliser un dispositif de réaffutage des électrodes in situ. Ce dispositif de réaffutage est du genre taille-crayon. Il se coince entre les électrodes et on le fait pivoter sur lui-même à une certaine vitesse. On règle la pression des électrodes sur le taille-crayon. Ceci permet de réduire la fréquence des changements d'électrodes, opération particulièrement délicate sur une installation automatique. Ceci permet d'assurer également une qualité constante de la soudure. Le capteur linéaire 27 permet de déterminer à chaque instant l'écarte- ment des électrodes 29 de la pince et de procéder, d'une part, à un calage automatique du zéro d'ouverture desdites électrodes au début de chaque cycle de soudure et, d'autre part, de mesurer la dérive de la servovalve et aussi de mesurer l'épaisseur des tôles serrées entre ces électrodes. REVENDICATIONS 1. Pince de soudure asservie suivant la revendication 2 de la demande de brevet NO 79/22 861, caractérisée en ce que la pince proprement dite (24, 25) est de type coulissant et en ce qu'un capteur linéaire (22, 27, 28) fournit à chaque instant la valeur de l'écartement des électrodes (29) de la pince. 2. Pince de soudure asservie suivant la revendica-tion-#1, caractérisée en ce que le capteur linéaire (22, 2-7, 28) est relié à une entrée d'un microcalculateur (11) par l'intermédiaire d'un conditionneur (23). 3. Pince de soudure asservie suivant la revendication 2; caractérisée en ce que la servovalve (8) pour la commande du vérin-(l, 2) qui déplace un des bras (24) de la pince est reliée par une de ses entrées- à une sortie du microcalculateur (11) par llintermediåire d'une commande en pression (17, 18, 16, 19) qui comprend un amplificateur (17) et un limiteur de pression (16) à commande électrique. 4. Pince de soudure asservie suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le limiteur de pression (16) comporte une entre supplémentaire raccordée (20) soit au robot, soit à une source extérieure pour en recevoir une pression hydraulique. 5. Procédé d'utilisation d'une pince de soudure asservie suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on procède à une mesure automatique de la dérive de la servovalve (8). dont on tient compte dans les calculs d'asservissement à l'aide dumicrocalcu- lateur (11). 6. Procédé d'utilisation d'une pince de soudure asservie suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on pilote la fermeture de la pince en asservissement de position et de vitesse selon une loi prédéterminée pour supprimer les chocs à l'accostage.