Brevet FR2479723A1 — publié le 19811009

1. La présente invention concerne des contrôleurs de soudage par résistance et, plus particulièrement, un contrôleur de soudage par résistance qui permet de surveil- ler divers paramètres associés au soudage et de commander dynamiquement le courant et le temps de soudage en fonction de la soudure désirée. Avec l'utilisation de plus en plus répandue des mécanismes automatisés, appelés plus couramment "robots", pour l'exécution d'opérations de soudage, le besoin s'est fait sentir de contrôleurs de soudage plus complexes qui soient capables d'exécuter des soudures uniformes de haute qualité, tout en fonctionnant sans surveillance pendant longtemps en dépit des variations de facteurs comme la ten- sion du secteur, l'épaisseur du matériau et le diamètre des électrodes. En outre, compte tenu des contraintes de temps imposées aux opérations de montage dans une chaîne, il est important que les contrôleurs de soudage automatisés permet- tent d'obtenir la qualité de soudure désirée sans altérer sensiblement le temps cible de soudage. On sait que dans le soudage par résistance la qua- lité d'une soudure est liée à la variation de la résistance entre pièces se produisant pendant la formation de la soudu- re. Cette caractéristique est appelée ci-après valeur AR de la soudure et concerne la variation en pourcentage de la 2. résistance des pépites de soudure entre une valeur de la ré- sistance maximum obtenue par expérience et la valeur de la résistance à l'issue de l'opération de soudage. En conséquen- ce, on a proposé des contrôleurs de soudage par résistance qui permettent de surveiller la résistance entre les électro- des de soudage et de terminer l'opération de soudage lors- qu'une valeur présélectionnée de AR est détectée. Un exemple de mécanisme de commande de soudage de ce type est décrit dans le brevet des'Etats-Unis d'Amérique n0 3.586.815. Mais l'inconvénient des contrôleurs de soudage de ce type est que la qualité de la soudure n'est fonction que du temps de soudage. Par conséquent, dans certaines condi- tions, dans le cas par exemple des électrodes "faisant des champignons", le temps de soudage peut être sensiblement étendu au-delà du temps de soudage cible de façon à obtenir la valeur souhaitée de AR.Cela peut soulever des problèmes importants, en particulier dans le cas d'une production pro- grammée sur une chaîne d'assemblage. Par exemple, avec un temps de soudage cible de 15 cycles, un temps de soudage de 20 cycles peut s'avérer inacceptable. Par conséquent, 1 a présente invention a pour objet principal de prévoir un contrôleur de soudage par résistance permettant decontrôler la résistance des pépites de soudure et de commander dynamiquement à la fois lecourant de souda- ge et le temps de soudage de façon à obtenir une certaine va- leur de AR. De cette façon, la qualité de la soudure est maintenue sans qu'il y ait un effet sensible sur le temps de soudage. Plus spécifiquement, le contrôleur de soudage par résistance de la présente invention permet de contrôler la résistance des pépites de soudure et les taux de variation de la résistance pendant le premier stade ou phase de "chauf- fage" de la soudure, et de comparer les caractéristiques de résistance détectées à une courbe de résistance cible prédé- terminée. Si les résultats de la comparaison indiquent un temps de soudage sensiblement supérieur ou inférieur au temps de soudage cible, un changement dynamique est alors apporté au courant de soudage - c'est-à-dire à la chaleur dégagée. 3. La correction du courant de soudage étant faite, le contrô- leur peut alors poursuivre la surveillance de la résistance des pépites de soudure et terminer le soudage lorsque la va- leur désirée de AR a été satisfaite. La soudure suivante est alors démarrée automatiquement avec la valeur revue de la chaleur dégagée, et la courbe de résistance cible est mise à jour en fonction des résultats obtenus avec les soudures les plus récentes ayant donné satisfaction. De plus, le contrôleur de soudage par résistance selon la présente hvention permet de comparer, à la fin de l'opération de soudage,lë temps de soudage réel obtenu au temps de soudage cible et de faire une correction supplémen- taire du courant de soudage en vue de la prochaine opération de soudage si l'opération précédente s'est terminée avant ou après le temps cible. Ainsi, on notera que, alors que le temps de soudage peut continuer à varier de façon à satisfai- re la valeur souhaitée de AR, les changements du temps de soudage sont petits par suite de la commande dynamique du courant de soudage. D'autre part, le mode de réalisation particulier du contrôleur de soudage de la présente invention permet également de détecter pendant la phase de chauffage de la soudure si des électrodes ont été dressées récemment et ré- pondent par un retour immédiat aux conditions originelles de soudage. De cette façon, on évite d'avoir à redémarrer le contrôleur de soudage chaque fois que les électrodes ont été entretenues. D'autres objets et avantages de la présente inven- tion apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation particulier de la présente inven- tion. La présente invention serabien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est un schéma sous forme de blocs d'un contrôleur de soudage selon la présente invention; La figure 2 est un schéma. du circuit de mise en for- 4. me analogique et de conversion numérique du circuit de la figure 1; La figure 3 représente plusieurs courbes de résis- tances typiques en fonction du temps qui représentent le fonctionnement du contrôleur de soudage par résistance de la présente invention; Les figures 4a-4c sont des organigrammes du logi- ciel utilisé dans le mode de réalisation particulier du cir- cuit logique d'ordre du contrôleur de soudage de la présente invention; Les figures 5a et 5b sont un schéma détaillé sous forme de blocs du circuit logique d'ordre de la figure 1; et Les figures 6a-6c sont des organigrammes du pro- gramme de commande principal du micro-ordinateur du circuit logique d'ordre. On notera que le contenu des blocs des figures 4a à 6c est indiqué à la fin de la présente description. En liaison avec la figure 1,un schéma sous forme de blocs d'un contrôleur de soudage par résistance 10 selon la présente invention est représenté. Le contrôleur 10 permet la commande de l'application d'énergie électrique à des élec- *trodes de soudage 12. L'énergie électrique pour le soudage de pièces est fournie aux électrodes 12 par un transformateur 14 dont l'enroulement primaire est connecté à une source de cou- rant alternatif 16 et dont les enroulements secondaires sont connectés aux électrodes 12. La mise sous tension de l'enrou- lement primaire du transformateur 14 est commandée par un cir- cuit d'amorçage classique 18 qui est lui-même commandé par - un circuit logique d'ordre.20. En particulier, le circuit 20 est prévu pour déterminer la quantité de courant de soudage à appliquer au transformateur 14 en fonction de la valeur de la chaleur dégagée, du facteur de puissance de la charge et des fluctuations de la tension du secteur, et pour commander l'angle d'amorçage des redresseurs au silicium commandés du circuit 18. De plus, le circuit logique 20 de la présente in- vention commande dynamiquement le courant de soudage en fonc- tion d'une analyse de la valeur de la résistance des pépites de soudure et des taux de variation de cette résistance, d'une 5. manière qui sera décrite ultérieurement en détail. Cependant, étant donné que la seule modification apportée au circuit lo- gique d'ordre 20 par la présente invention concerne l'inclu- sion d'un logiciel supplémentaire dans le micro-ordinateur qui constitue l'âme du mode de réalisation préféré du circuit logique d'ordre, des détails de son fonctionnement ne seront pas décrits ici car les fonctions exécutées par ailleurs sont classiques. Un schéma détaillé sous forme de blocs du circuit logique d'ordre est donné dans les figures 5a et 5b, et un organigramme du logiciel du programme principal de commande dans les figures 6a à 6c. Le circuit logique 20 reçoit une information d'un signal de réaction concernant la résistance aux bornes des électrodes de soudage 12 en provenance d'un circuit de mise en forme analogique et de conversion numérique 22. En parti- culier,le circuit 22 permet de calculer la résistance des pé- pites de soudage à partir de la tension détectée aux électro- des 12 et du courant de soudage fourni à l'enroulement pri- maire de transformateur 14. La tension aux bornes des élec- trodes 12 est détectée par un transformateur d'isolement 24 dont l'enroulement primaire est connecté aux bornes des élec- trodes. Un signal de tension proportionnel à la tension des électrodes est par conséquent produit dans l'enroulement secondaire du transformateur 24, et sera appelé Et. Le cou- rant de soudage est détecté par untransformateur toroldal de détection de courant 26 qui est couplé magnétiquement à l'en- roulement primaire du transformateur 14. Par conséquent, le signal de sortie produit par le transformateur 26 est propor- tionnel au courant traversant.l'enroulement primaire du trans- formateur 14, et sera appelé I. Le signal de sortie du transformateur 26 est appli- qué à un circuit de détection de crête 28 qui est prévu pour détecter le moment o le signal de courant (I p) a une ampli- tude maximum. Lorsque le circuit 28 détecte la crête de la forme d'onde du courant, un signal de sortie est produit qui est appliqué à la fois à un circuit d'échantillonnage et de maintien de tension (Et) 32 et à un circuit d'échantillonna- 6. ge et de maintien de courant (I p) 34. Le circuit 32 est pré- vu pour échantillonner le signal de tension des électrodes (Et) lorsqu'il est validé par la sortie du circuit de détec- tion de crête 28, et le circuit 34 est prévu pour échantil- lonner le signal de courant de soudage (I p) lorsqu'il est va- lidé par le signal de sortie provenant du circuit de détec- tion de crête 28. Comme la valeur du signal de courant prove- nant de la sortie du transformateur de détection de courant 26 est une valeur efficace vraie, le signal de courant doit d'abord être transformé en signal analogique en courant con- tinu correspondant par un convertisseur valeur efficace/cou- rant continu 30 avant d'être appliqué au circuit 34. La rai- son de l'échantillonnage des signaux de tension (Et) et de courant (Ip) lorsque le courant est maximum est de fournir une indication purement résistive sur l'impédance du circuit, étant donné que la partie inductive de l'impédance est éli- minée lorsque le taux de variation du courant par rapport au temps est nul. Les sorties des circuits d'échantillonnage et de main- tien 32 et 34, qui correspondent aux valeurs instantanées échantillonnées pour Et et I, sont appliquées à un circuit de division analogique 36 qui est prévu pour diviser la va- leur analogique du signal de tension (Et) par la valeur ana- logique du signal de courant (I p). Le signal analogique ré- sultant qui est proportionnel à la résistance (R) aux bornes des électrodes 12 est alors transformé en signal numérique correspondant par un convertisseur analogique/numérique 38 et appliqué au circuit logique d'ordre 20. En liaison maintenant avec la figure 2, un schéma d'un circuit de mise en forme analogique et de conversion numéri- que 22 est représenté. Le signal de courant (I p) provenant de la sortie du dispositif de détection de courant est appli- qué par l'intermédiaire d'un circuit de détection de valeur absolue 42, sur une ligne 40 à l'entrée du circuit de détec- tion de courant de crête 28. Le signal de tension (Et) pro- venant du transformateur d'isolement branché aux bornes des électrodes de soudage est de même appliqué initialement à un circuit de détection de valeur absolue 44. La sortie du 7. circuit de détection du courant de crête 28 est appliquée par une ligne 46 aux entrées d'une paire de portes ET 48 et 52 dont les sorties sont connectées aux bornes de commande d'une paire de commutateurs analogiques, 50 et 54, respectivement. Le signal de courant de la ligne 40 est également appliqué à un circuit convertisseur valeur efficace/courant continu comme cela a été décrit précédemment. Un commutateur ana- logique 54 est connecté entre le circuit convertisseur 30 et le circuit d'échantillonnage et de maintien de courant 32. De même, le commutateur analogique 50 est connecté entre la sortie du circuit de détection de valeur absolue 44 et le circuit d'échantillonnage et de maintien de tension 34. Ain- si, on remarquera que le circuit 32 procèdera à l'échantil- lonnage du signal de courant de soudage (I p) lorsque le com- mutateur analogique 54 est rendu conducteur et que le circuit 34 procèdera à l'échantillonnage du signal de la tension en- tre électrodes (Et) lorsque la porte analogique 50 est rendue conductrice. L'état de conduction du commutateur analogique 50 est commandé par la porte ET 48 dont l'autre entrée est con- nectée à une ligne de queues d'impulsions 60. Les fronts et queues des impulsions des lignes 58 et 60 comprennent des signaux d'horloge à ondes carrées qui sont produits hors du secteur de tension par le circuit logique d'ordres et sont utilisées surtout comme impulsions de commande de l'amorça- ge de deux redresseurs au silicium commandés du circuit d'amorçage. La relation temporelle entre la forme d'onde de la tension du secteur alternatif et les signaux d'impulsions est représentée dans le diagramme des temps de la figure. Ainsi, on remarquera que, lorsque la crête de la forme d'on- de du courant est détectée par le circuit 28 pendant le front de la forme d'onde de la tension du secteur alternatif, la sortie de la porte ET 48 passe au niveau haut, ce qui a pour effet de rendre conducteur le commutateur analogique 50 et de valider le circuit d'échantillonnage et de maintien 34 pour qu'il procède à l'échantillonnage de la valeur instan- tanée du signal de tension Et. Le circuit d'échantillonna- 8. ge et de maintien de tension 34 est remis à l'état initial par décharge d'un condensateur C2 dans une diode D2, qui est connectée à la sortie d'une porte NON ET 56. La sortie de la porte NON ET 56 passe au niveau bas de façon à déchar- ger le condensateur C2 lorsque la crête de la forme d'onde du courant est détectée pendant le front de la forme d'onde de la tension du secteur alternatif. L'état conducteur du commutateur analogique 54 est également commandé par la sortie du circuit détecteur de courant de crête 28 de sorte que le circuit d'échantillonna- ge et de maintien de courant 32 procédera à l'échantillonna- ge de la valeur instantanée du signal de courant de soudage (I) à l'instant d'échantillonnage du signal de tension de p crête (Et). Le circuit d'échantillonnage et de maintien de courant 32 est de même remis à l'état initial par décharge d'un condensateur Cl dans une diode Dl, laquelle est connec- tée à la sortie d'un dispositif monostable 62. Le dispositif 62 est prévu pour produire sur une ligne 64 une impulsion de remise à zéro de durée prédéterminée lorsqu'elle est validée par un signal de niveau haut d'une ligne 66 en provenance de la sortie d'une bascule R-S 72 constituée de portes NON ET 68 et 70. L'entrée de charge (S) de la bascule 72 est con- nectée à une ligne 74 de signal de "passage par zéro" et l'entrée de remise à l'état initial (R) de la bascule 72 est connectée par un inverseur 78 à une ligne de signal "force contre-électromotrice finale" 76. Une impulsion de signal de niveau bas est produite sur la ligne 74 par le circuit logique d'ordres chaque fois que la tension du secteur al- ternatif passe par zéro. La ligne 76 est connectée à l'en- roulement secondaire d'un transformateur de détection de force contreélectromotrice dont l'enroulement primaire est connecté aux anodes des redresseurs au silicium commandés du circuit d'amorçage. Un signal de niveau haut est par conséquent produit sur la ligne 76 par ce transformateur au voisinage du passage par zéro de la forme d'onde du courant lorsque le redresseur au silicium cesse d'être conducteur. Ainsi, on remarquera que la bascule R-S 72 est chargée au 9. point de passage par zéro de la forme d'onde de la tension et est remise à zéro au voisinage du point de passage par zéro de la forme d'onde du courant. Les valeurs instantanées échantillonnées du cou- rant (Ip) et de la tension (Et)provenant des sorties des circuits d'échantillonnage et de maintien 32 et 34, respec- tivement, sont appliquées au circuit diviseur analogique 36 qui divise la valeur de la tension par la valeur du cou- rant et produit un signal de sortie analogique sur la ligne 37 qui est proportionnel à la résistance aux bornes des électrodes de soudage. Le signal de résistance analogique (R) de la ligne 37 est finalement transformé en signal numé- rique parallèle à octet qui est appliqué au micro-ordinateur du circuit logique d'ordres. En liaison plus particulièrement avec la figure 3 et avec les organigrammes des figures 4a-4c, on procèdera maintenant à la description du procédé de commande dynami- que du courant de soudage et du temps de soudage selon la présente invention. La figure 3 représente des exemples de courbes de soudage par résistance en fonction du temps.La différence entre les courbes, a été exagérée de façon à ren- dre l'illustration plus claire. Une courbe de la résistance typique des pépites de soudure est caractérisée par une dé- croissance initiale de la valeur de la résistance à partir d'une valeur élevée déterminée avant tout par la résistance de contact initiale entre les électrodes et les pièces, jusqu'à une valeur minimum qui sera appelée "Rmin". Ensui- te, la résistance croit alors que les pièces sont amenées à la température de fusion, puis diminue, progressivement alors que les pépites de soudure sont formées. La chute de la valeur de la résistance en pourcentage qui se produit pendant la croissance des pépites de soudure sera appelée valeur AR de la soudure. On sait que dans la technique du soudage par résistance,la qualité d'une soudure est liée directement à la valeur de AR concernant la soudure. Une fois que l'on a obtenu la valeur de AR pour une soudure optimum, il est par 10. conséquent souhaitable d'adopter cette valeur dans les soudu- res ultérieures. Mais, le réglage de la valeur de la chaleur dégagée qui donne initialement une soudure optimum ne per- mettra pas d'obtenir indéfiniment des soudures de qualité si- milaire pendant le même laps de temps. Au contraire, au fur et à mesure de l'usure des électrodes ou de la formation du champignon à la suite d'un usage répété, le temps de souda- ge nécessaire à l'obtention de la valeur souhaitée de AR aug-, mente progressivement, pour un réglage constant de la chaleur dégagée, jusqu'à ce que les électrodes finissent par être si usées que la valeur de AR ne peut plus être satisfaite. Lorsque cela se produit, les électrodes doivent être dressées ou remplacées. Mais les opérations de soudage automatisé ne peu- vent tolérer de larges variations du temps de soudage. Au con- traire, les temps de soudage doivent être maintenus dans des limites relativement étroites de façon à satisfaire les pro- grammes de fabrication. Par conséquent, le contrôleur de sou- dage de la présente invention est prévu pour surveiller la courbe de résistance pendant la phase de chauffage initial du processus de soudage et changer dynamiqueiment le courant de soudage chaque fois qu'une variation importante du temps de soudage apparaît. Plus spécifiquement, le contrôleur de soudage de la présente invention fonctionne de la manière suivante. Au début, un certain nombre d'opérations de soudage d'échan- tillons sont exécutées avec des réglages de chaleur et de durée différents. Dans le mode de fonctionnement manuel,le contrôleur est programmé de façon à déterminer automatique- ment la valeur de AR observée pour chaque soudure échantil- lon et afficher la lecture de façon à ce qu'elle puisse être enregistrée avec les valeurs correspondantes de la chaleur et du temps de soudage. Des essais destructifs ultérieurs des échantillons de soudure sont utilisés pour déterminer la soudure la meilleure. La quantité de chaleur, le temps de soudage, et la valeur de AR qui ont été décelés dans la sou- dure la meilleure sont alors entrés et stockés dans le con- trôleur. Pendant, les passes initiales ultérieures, le con- 11. trôleur est programmé de façon à contrôler la résistance des pépites de soudure et à déterminer les valeurs Rmin et dR/dt de la courbe de résistance correspondant aux valeurs désirées de AR et du temps de soudage. Ces valeurs de Rmin et de dR/dt sont alors mémorisées et servent de valeurs cibles. En supposant que la courbe de résistance "A" de la figure 3 représente la courbe de résistance cible, on dé- crira maintenant le mode de fonctionnement automatique du contrôleur de soudage de la présente invention. Le soudage initial commence avec un réglage prédéterminé de la chaleur. Le contrôleur est programmé pour surveiller la résistance des pépites de soudure et détecter la valeur de Rmin. La valeur Rmin observée est alors comparée à la valeur cible de Rmin de façon à déterminer si elle se trouve dans les limites de tolérance prédéfinies. Si la valeur observée de Rmin se trouve dans la "fenêtre" de tolérance établie, le contrôleur est programmé pour déterminer la valeur dR/dt dé la courbe de résistance et ajuster le réglage de la chaleur en pourcen- tage pour corriger tout écart par rapport à la valeur cible dR/dt se trouvant à l'extérieur de certaines tolérances. Dans le contrôleur de soudage particulier de la présente in- vention, les corrections dynamiques du réglage et du pourcen- tage de chaleur pendant le soudage sont limitées à une varia- tion de 1 % lorsque la valeur observée de Rmin se trouve dans les limites de tolérance établies. Lorsque la décision concernant la nécessité de procéder à une correction du pourcentage de chaleur a été prise, le contrôleur est alors programmé pour qu'il continue à surveiller la résistance de la soudure et à terminer le sou- dage lorsque la valeur désirée de AR est satisfaite. Cependant, et cela est important, si une correction dynamique du réglage du pourcentage de chaleur était faite au cours du soudagele soudage suivant serait démarré pour une valeur du pourcentage de chaleur revue. De plus, on notera dans l'organigramme de la figure 4c et dans le programme principal de la figure 6a, que la valeur observée de Rmin, lorsqu'elle se trouve dans les tolérances, est mémorisée puis moyennée avec la valeur 12. cible précédente de Rmin de façon à établir une nouvelle valeur cible de Rmin avant le démarrage de l'opération de soudage suivante. Ainsi, on remarquera que la valeur cible de Rmin est mise à jour après chaque soudure "réussie" de façon à compenser une variation progressive se produisant dans les courbes de résistance des soudures successives due à une usure normale des électrodes. Cependant, comme on le verra ultérieurement, lorsque la valeur observée de Rmin se trouve à l'extérieur de-la fenêtre de tolérance, on suppose que les conditions de soudage sont anormales et cette valeur n'est pas mémorisée ni moyennée. Cette méthode de surveillance et de commande du soudage lorsque la valeur observée de Rmin se trouve dans les tolérances est illustrée par les courbes de résistance, données à titre d'exemple, qui sont représentées par les lettres "B" et "C" de la figure 3. Dans la courbe "B",. la valeur observée de Rmin est légèrement inférieure à la valeur désirée de Rmin, mais se trouve dans les limites des tolé- rances prédéfinies. En conséquence, lorsque dR/dt est ensui- te mesuré et comparé à la valeur cible de dR/dt, une augmen- tation d'un % est immédiatement faite dans le réglage du pourcentage de chaleur pour amener la courbe de résistance en ligne avec la courbe cible comme cela est représenté. Le contrôleur continue alors à surveiller la'résistance de la soudure et termine le soudage lorsque la valeur désirée de AR est satisfaite. De la même façon, dans la courbe C, la valeur observée de Rmin est légèrement au-dessus de la valeur désirée de Rmin, mais se trouve à l'intérieur de la fenêtre de tolérance établie. Ainsi, une diminution d'un % du régla- * ge du pourcentage de chaleur est immédiatement effectuée lorsque la valeur observée de dR/dt est déterminée comme étant supérieure à la valeur désirée. Ensuite, la résistan- ce de la soudure est surveillée et le soudage est terminé lorsque la valeur désirée de AR est obtenue. Comme cela a été indiqué précédemment, le soudage effectué à la suite des deux exemples précédents serait automatiquement démar- ré avec les nouvelles valeurs de réglage du pourcentage de chaleur. Cependant, il est possible que la correction dyna- mique du courant de soudage effectuée au cours de l'opération de soudage ne soit pas suffisante pour obtenir la qualité dé- sirée de la soudure dans le temps de soudage cible. Lorsque cela se produit, le contrôleur peut être amené à prolonger légèrement les temps de soudage de façon à satisfaire la va- leur cible de AR. Cependant, de façon à assurer que les excursions du temps de soudage ne se combinent pas dans des soudages successifs, le contrôleur est prévu pour procéder à une seconde évaluation du réglage du courant de soudage après la fin de chaque soudage. En particulier, le contrôr- leur est également programmé pour comparer, à l'issue d'une opération de soudage, le temps de soudage observé au temps de soudage cible. Si le temps observé dépasse le temps ci- ble, une augmentation supplémentaire de 1 % sera appliquée au réglage du pourcentage de chaleur concernant l'opération de soudage suivante. Ainsi, on remarquera que dans le con- trôleur particulier de la présente invention, si la valeur observée de Rmin se trouve dans la fenêtre de tolérance, le changement le plus grandapporté au réglage du pourcentage de chaleur avant l'initialisation de l'opération de soudage suivante est de 2 %. Dans certaines circonstances, par exemple dans le cas o il y a un changement important de l'épaisseur du ma- tériau ou dans le cas o les électrodes ont été dressées ou remplacées, une variation importante des valeurs de résistan- ce se produira qui fera tomber la valeur observée de Rmin à l'extérieur de la fenêtre de tolérance. Dans ce cas, le contrôleur suppose que les conditions de soudage sont anor- males. En liaison plus particulièrement avec la figure 4c, lorsque Rmin se trouve à l'extérieur des tolérances, le con- trôleur est programmé pour déterminer d'abord si Rmin est au-dessus ou au-dessous des tolérances. Si Rmin est au-des- sus des tolérances, le contrôleur vérifie alors dR/dt afin de déterminer si ce rapport est supérieur ou inférieur à la valeur cible de dR/dt. Si la valeur observée de dR/dt est supérieure à la valeur cible, l'hypothèse est alors que 14. les électrodes viennent d'être dressées et le contrôleur est programmé de façon à revenir immédiatement au programme de soudage original, c'est-à-dire à la valeur cible de Rmin et au réglage du pourcentage de chaleur d'origine. Le con- trôleur continue alors comme précédemment à surveiller la résistance de la soudure et à terminer le soudage lorsque la valeur désirée de AR est satisfaite. Ce fonctionnement est représenté en figure 3 par la courbe de résistance D. On no- tera que, comme la valeur cible de Rmin aura progressive- ment diminué dans le temps par suite de la formation progres- sive en champignon des électrodes, la valeur observée de Rmin après dressage des électrodes coïncidera approximativement avec la valeur cible d'origine de Rmin (courbe A) qui se trouve maintenant au-dessus des limites de tolérance de la valeur cible la plus récente de Rmin. Ainsi, la courbe D est représentée en figure 3 comme poursuivant la courbe cible d'origine A, jusqu'à ce que Rmin soit atteint. La valeur ob- servée de dR/dt pour la courbe D sera, cependant, supérieu- re à la valeur cible de dR/dt suivant Rmin, car le pourcenta- ge de chaleur, qui a également progressivement augmenté pen- dant les opérations de soudage passées, est maintenant supé- rieure au réglage du pourcentage de chaleur original qui correspond à la courbe de résistance cible A d'origine. Cependant, si la valeur observée de dR/dt est inférieure à la valeur désirée de dR/dt, l'hypothèse est qu'un type différent de matériau est présent et le contrôleur est programmé pour simplement attendre que la valeur désirée de AR soit satisfaite et actionne une alarme. Ce fonction- nement est représenté en figure 3 par la courbe de résistan- ce "E". Ainsi, on notera que le contrôleur de soudage de la présente invention est capable de reconnaître le moment o les électrodes de soudage ont été dressées et de répondre au- tomatiquement en revenant immédiatement au programme de souda- ge original, ce qui évite d'avoir à réinitialiser le contrô- leur chaque fois que les électrodes de soudage ont été remi- ses en état. En liaison de nouveau avec l'organigramme de la 15. figure 4c, lorsque la valeur observée de Rmin est au-dessous des tolérances, le contrôleur est programmé pour déterminer d'abord s'il existe une valeur valable de dR/dt pour la cour- be de résistance surveillée. Si la courbe est "plate" l'hy- pothèse est qu'aucune pièce n'est présente et le contrôleur donne simplement à sa sortie un signal d'alarme. Cependant, si une valeur valable de dR/dt est présente, le contrôleur détermine alors si cette valeur est au-dessus ou au-dessous des tolérances. Si la valeur observée est au-dessous des tolérances, le réglage du pourcentage de chaleur est augmen- té et le soudage est contrôlé jusqu'à ce que la valeur dési- rée de AR soit satisfaite. Si, d'autre part, la valeur ob- servée de dR/dt est au-dessus des tolérances, l'hypothèse est que le matériau comporte un revêtement et le contrôleur est de nouveau programmé pour attendre simplement que la va- leur désirée de AR soit satisfaite avant de terminer l'opé- ration de soudage. Cette situation est représentée en figure 3 par la courbe de résistance "F". Cependant, on notera que, à l'exception du cas o l'on revient au programme de souda- ge d'origine, la valeur cible de Rmin n'est pas changée lors- que la valeur observée de Rmin tombe à l'extérieur de la fenêtre de tolérance. De cette façon la courbe cible de ré- sistance ne sera pas déformée par erreur en se basant sur l'expérience d'une seule condition anormale de soudage. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. Légende de l'organigramme de la figure 4a A - Sortie 1 1 - Stocker R dans B Soustraire A-B Stocker A-B dans J 2 - Retenue ? 3 - Drapeau transition négative ? 4 - Echange B ->A 16. - Drapeau de décision établi ? 6 Drapeau Rmin établi? 7 - Drapeau valeur de crête établi Rmin: A >G Etablir drapeau Rmin 8 - AR entré 9 - Etablir drapeau de transition négative Drapeau de valeur de crête établi ? 11 - Echange A-C Remise à l'état initial du drapeau de valeur de crête Registre Registre Registre Registre Registre Registre Registre Registre Légende c A - Retoi A = Valeur précédente de R B = Nouvelle valeur de R C = Valeur de crête de R D = Stockage temporaire E = Stockage (pour crête R - dernière valeur de R) J = Pointeur pour stockage des valeurs consécutives de R G = Stockage Rmin pour chaque soudure K = Stockage dR/dt pour une soudure dans la fenêtre de soudage le l'organigramme de la figure 4b ir 2 1 - Compteur = + 1 ? 2 Revenir au programme d'origine (% chaleur) 3 - Augmenter le compteur de passe. Remettre à l'état initial le drapeau de décision 4 - Temps de soudure ajouté ? - Lire drapeau de diminution établi ? 6 - Calculer dR/dt. Mémoriser dans K. Etablir pointeur pour utilisation pour calcul K 7 Temps de soudure ? 8 - Augmenter % chaleur de soudage. Remettre à l'état initial le drapeau d'augmentation 9 - Calculer dR/dt. Mémoriser dans K. Etablir pointeur pour calcul dR - Temps de soudure ajouté ? 11 - Lire le drapeau d'augmentation établi ? 12 - AR entré ? 17. 13 - Temps de soudure = 0 ? 14 - Echanger A-- D. Soustraire C-D-- E. Diviser C E.'Afficher % AR. Mémoriser valeur Rmin - Calculer AR. Echanger A-->D. Soustraire C-D - E. Diviser C/E 16 - Couper. Forcer la soudure. Commencer le maintien. Temps remis à l'état initial. Drapeau de décision 17 - Temps de soudure 0 ? 18 Etablir drapeau de décision 19 - Augmenter soudure d'un cycle Légende de l'organigramme de la figure 4c 1 - Augmenter compteur dR- 2 - Retour à 2 3 - Compteur dR/dt = 3 ? 4 - Calculer moyenne dR/dt à partir des trois cycles de sou- dage précédents - Rmin dans les tolérances ? 6 - Mémoriser Rmin 7 Pointeur dR/dt de K établi? 8 - Etablir K par rapport à 0 pour comparaison 9 - Comparer dR/dt moyens - dR/dt élevé ? 11 - Augmenter % de chaleur. Augmenter drapeau de 1 % 12 - Diminuer % de chaleur. Diminuer drapeau de 1 % 13 - Rmin au-dessus des tolérances 14 - Est-ce que dR/dt est élevé ? Alarme de sortie (matériau différent) Etablir drapeau de décision 16 Revenir au % original de chaleur. Etablir drapeau de décision 17 Y-a-t-il dR/dt ? 18 - Sortie. Pas de travail. Alarme 19 - Est-ce que dR/dt est au-dessus des tolérances ? - Sortie alarme (matériau revêtu). Etablir drapeau de dé- cision ? 21 - Augmenter chaleur de 1 %. Etablir drapeau augmentation. Etablir drapeau de décision. 18. Légendes de l'organigramme de la figure 5a 1 - Connexions entrée/sortie 2 - Logique horloge et diviseur 3 - Unité centrale de traitement 4 - Logique de remise à zéro - Tampon du bus d'adresses 6 Connexions entrée/sortie 7 - Logique du comparateur de tension 8 - Tampon du bus de données 9 - Convertisseur analogique/numérique - Horloge d'amorçage front/queue 11- Eprom, 2048 x 8 bits 12- Passage par zéro 13Mémoire à accès direct, 1024 x 4 bits 14- Connexion entréé/sortie Logique d'entrée pilote 16- Batterie 17- Connexion entrée/sortie 18Logique force contre-électromotrice 19- Connexion affichage - Récepteur de ligne 21- Logique temporelle, mémoire à accès direct entrée/ sortie 256 x 8 bits 22- Connexion entrée/sortie Légende de l'organigramme de la figure 5b 1 - Puce logique de sélection 2 - Connexion auxiliaire 3 - Logique de commande de clapet 4 - Connexion entrée/sortie 5 - Connexion auxiliaire 6 - Logique de commande de ligne 7 - Connexion d'affichage 8 - Logique d'amorçage 9 - Connexion d'entrée/sortie 10- Logique int validation 11- Remise à zéro. Horloge connectée pour conversion analogi- que/numérique supplémentaire 12- Puce de rechange de sélection.Démarrage conversion. 19. Fin de l'aide à. la validation de conversion 13- Entrées de rechange déclenchées.Logique valide le cir- cuit de mise en forme analogique et de conversion numé- rique 14- Sortie V1, V2, V3 - 5 sorties de clapet de rechange 16- Sorties d'alimentation Cmos et ligne 17- Front d'impulsion d'amorçage. Queue d'impulsion d'amorça- ge. Passage à zéro. Horloge front/queue. Forçage de soudure 18- Bus de données Bus d'adresses Attente, arrêt Légende de l'organigramme de la figure 6a 1 - Départ 2 - Initialiser entree/sortie 3 - Retour à 1 4 Pilote ? - Entree de données reliée ? 6 - Enregistreur relié ? 7 - Drapeau Rmin moyen établi ? 8 - Les commutateurs nécessitent-ils un entretien ? 9 - Données d'entretien. Entrée affichage - Entretien enregistreur 11Valeurs Rmin moyennes. Etablir drapeau Rmin moyen 12- Défauts ? 13- Remise 0 drapeau Rmin moyen à l'état initial 14- Pilote 1 ? - Pilote 2 ? 16Pilote 3 ? 17- Recherche/affichage. Code de défauts. Invalider toutes les sorties en fonctionnement 18- Remise manuelle à l'état initial ? 19- Etablir pointeurs de données. Programme 1. 20- Valider synch. Int 1. Etablir Add. Int 1. 21- Etablir pointeurs de données.Programme 2 22- Etablir pointeurs de données.Programme 3 20. Légende de l'organigramme de la figure 6b 1 - Int 1 2 - Invalider Synch. Int.Fermer clapet. Valider arrêt d'urgence 3 Enfoncer commutateur 3x 4 - Rechercher donnée sur retard de serrage. Compteur charge + départ. Etablir nouvelle ad. Int. Etablir drapeau de retard de serrage. Valider Int T - Int 2 6 - Est-ce hors période ? 7 Invalider Int T. Lire drapeau de fonction. Rechercher donnée de fonction. Charger et démarrer compteur. Valider Int "T". Etablir nouvelle ad. Int 3. 8 - Valider synch. Int 9 - Int 3 - Lire drapeau de fonction de soudage. Rechercher donnée sur temps de soudage 1 Etablir compteur temps de soudage 1 Fermer soudage forcé Etablir demi-cycle de soudage Compteur sur 2 Etablir nouvelle ad. Int 5 Charge compteur de boucle EOC 11- EOC moyen ? - 12- Lire moyenne A/N 13- Répéter ? 14- Couper clapet - Charger donnée sur hors période Valider Int T Etablir nouvelle ad Int 7 Démarrer compteur Couper clapet 16- Le pilote est-il toujours fermé ? 17- Retour à 1 18Affichage défectueux 19- Compteur de boucle = 0 ? - Diminuer compteur de boucle 21- Calculer % chaleur. Remettre boucle à l'état initial 21. 22 Drapeau 87 établi ? 23 - Etablir drapeau 87 24 - Charger compteur de départ. Valider Int T - Charger compteur avec 8333. Valider 0 x int ing. Etablir nouvelle ad. Int 5 26 - Int 4, 27 - Diminuer compteur d'un demicycle de soudage.Diminuer comptage de cycle de soudage de 1. Invalider Int "T" 28 - Comptage du cycle de soudage = 0 ? 29 - Demi-cycle de soudage = 0 ? - Charger compteur avec 8333 Valider 0 x In--t Ing Etablir nouvelle ad I-nt 5 31 - Etablir nouvelle ad Int 2. Valider e x Int Ing. Couper soudure forcée. Remettre à l'état initial tous les drapeaux et compteurs de soudage Légende de l'organigramme de la figure 6c 1 - Int 5 2 Invalider e int ing. Démarer compteur. Etablir nouvelle ad. Int 6 3 Valider Int fcem 4 - Int 6 - Invalider Int fcem. Arrêter et lire compteur. Commencer conversion analogique/numérique de AR. Compteur de bou- cle EOC 6 - Eoc ? 7 -Sortie validée AR A/N. Lire A/N 8 - Sortie 1 9 Décrêmenter compteur de boucle 10- Compteur de boucle = ? 11- Actionner alarme 12- Retour à 2 13- Calculer % chaleur. Charter compteur de départ. Etablir nouvelle ad. Int 4. Valider Int "T". Effacer compteur de boucle. 14- Int 7 - Retour à 1. 22. REVENDICATIONS 1 - Procédé de commande de la formation d'une soudure dans un contrôleur de soudage par résistance compor- tant un moyen pour surveiller la résistance entre une paire d'électrodes de soudage et un moyeu pour commander l'applica- tion d'un courant de soudage aux électrodes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - l'établissement d'une courbe de résistance de soudure cible caractérisée par une valeur de résistance mini- mum prédéterminée (Rmin cible) et par un taux prédéterminé d'augmentation de la valeur de la résistance (dR/et cible) pendant la phase initiale de chauffage de la soudure,par une diminution désirée de la valeur de la résistance pendant la phase de croissance des pépites de la soudure (valeur AR désirée), et par un temps de soudage cible; - la surveillance de la résistance de la soudure et la détectione la valeur minimum de la résistance (Rmin) de la soudure et du taux consécutif d'augmentation de la valeur de la résistance (dR/dt) pendant la phase de chauffa- ge de la soudure et la comparaison des valeurs observées pour Rmin et dR/dt aux valeurs cibles pour Rmin et dR/dt; - la correction dynamique pendant la phase de chauffage de la soudure du courant de soudage appliqué aux électrodes conformément à cette comparaison; et - la terminaison de la soudure lorsque la valeur souhaitée de AR est satisfaite. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'il comprend en outre l'étape de comparaison lors de la terminaison de la soudure du temps réel de soudage ob- servé au temps de soudage cible et la modification à l'ave- nant du réglage du courant de soudage pour la préparation de l'opération de soudage suivante. 3 - Procédé de commande de la formation d'une pluralité de soudures successives en conformité avec une courbe de résistance de soudure cible dans un contrôleur de soudage par résistance comportant un moyen pour surveiller la résistance aux bornes d'une paire d'électrodes de soudage 23. et un moyen pour commander l'application du courant de soudage aux électrodes, courbe caractérisée par une valeur prédéterminée de résistance minimum (Rmin cible) et un taux prédéterminé d'augmentation de la valeur de la résis- tance (dR/dt cible) pendant la phase initiale de chauffage de la soudure, par une diminution-prédéterminée de la va- leur de résistance (AR désiré) pendant la phase de croissan- ce des pépites de la soudure, et par un temps de soudage cible, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivan- tes: (a) l'initialisation d'un premier soudage à une première valeur de réglage du courant de soudage; (b) la surveillance de la résistance de la sou- dure et la détection de la valeur minimum de la résistance (Rmin) de la soudure et du taux consécutif d'augmentation de la valeur de la résistance (dR/dt) pendant la phase de chauffage de la soudure, et la comparaison des valeurs observées pour Rmin et dR/dt aux valeurs cibles pour Rmin et dR/dt, (c) le changement dynamique de la valeur de ré- glage du courant de soudage pendant la phase de chauffa- ge de la soudure en conformité avec cette comparaison, (d) la terminaison du soudage lorsque la valeur (ésirée de AR est satisfaite, (e) l'initialisation de la soudure suivante à la nouvelle valeur de réglage du courant de soudage, (f) la répétition des étapes (b)-(e) pour chaque soudage successif; et (g) le retour automatique à la première valeur de réglage du courant de soudage pendant l'étape-(c) chaque fois que les valeurs observées pour Rmin et dR/dt ont une relation prédéterminée avec les valeurs cibles pour Rmin et dR/dt. 4 - Procédé de commande de la formation d'une soudure dans un contrôleur de soudage par résistance com- portant un moyen pour surveiller la résistance aux bornes d'une paire d'électrodes de soudage et un moyen pour comman- 24. der l'application du courant de soudage aux électrodes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - l'établissement d'une courbe de résistance de soudure cible caractérisée par une valeur de résistance minimum prédéterminée (Rmin cible) et un taux prédéterminé d'augmentation de la valeur de la résistance (dR/dt cible) pendant la phase initiale de chauffage de la soudure, par une diminution souhaitée de la valeur de la résistance pendant la phase de croissance des pépites de la soudure (valeur désirée de AR) et par un temps de soudage cible; - la surveillance de la résistance de la soudure et la détection de la valeur de la résistance minimum (Rmin) de la soudure; - la comparaison de la valeur observée-de Rmin- avec la valeur cible de Rmin et la détermination du fait que la valeur observée de Rmin se trouve ou non dans une plage prédéterminée de la valeur cible de Rmin; - la détermination du taux d'augmentation de la valeur de résistance (dR/dt) pendant la phase de chauffa- ge de la soudure et la comparaison de la valeur observée de dR/dt avec la valeur cible de dR/dt; - la correction dynamique pendant la phase de chauffage de la soudure du courant de soudage appliqué aux électrodes en conformité avec la comparaison des valeurs de dR/dt lorsque la valeur observée de Rmin se trouve à l'inté- rieur d'une plage prédéterminée de la valeur cible de Rmin; et - la poursuite de la surveillance de la résis- tance de la soudure et la terminaison du soudage lorsque la valeur désirée de AR est satisfaite. - Procédé selon la revendication 4, caractéri- sé en ce qu'il comprend en outre l'étape de mise à jour de la valeur cible de Rmin en conformité avec la valeur obser- vée de Rmin en vue de la préparation de la nouvelle opéra- tion de soudage si la valeur observée de Rmin se trouve dans la plage prédéterminée de la valeur cible de Rmin. 6 -Procédé de commande de la formation d'une sou- 25. dure dans un contrôleur de soudage par résistance comportant un moyen de surveillance de la résistance aux bornes d'une paire d'électrodes de soudage et unmoven pour commander l'ap- plication du courant de soudage aux électrodes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - l'établissement d'une courbe de résistance ci- ble de la soudure, caractérisée par une valeur prédéterminée de la résistance minimum (Rmin cible) et un taux prédétermi- né d'augmentation de la valeur de la résistance -(dR/dt ci- ble) pendant la phase de chauffage initial de la soudure, par une diminution désirée de la valeur de la résistance pendant la phase de croissance des pépites de la soudure (valeur de AR désirée) et par un temps de soudage cible; - la surveillance de la résistance de la soudu- re et la détection de la valeur minimum (Rmin) de la résis- tance de la soudure et du taux consécutif d'augmentation de la valeur de résistance (dR/dt) pendant la phase de chauf- fage de la soudure, et la comparaison des valeurs observées pour Rmin et dR/dt aux valeurs cibles pour Rmin et dR/dt; - la correction dynamique, une première fois, pendant la phase de chauffage de la soudure du courant de soudage appliquée aux électrodes en conformité avec ces comparaisons; la terminaison du soudage lorsque la valeur désirée de AR est satisfaite; - la comparaison lors de la terminaison de l'opé- ration de soudage du temps réel de soudage observé avec le temps de soudage cible et la réalisation d'une seconde cor- rection de la valeur de réglage du courant de soudage en conformité avec ce qui précède et - l'utilisation du courant de soudage corrigé deux fois pour initialiser la nouvelle opération de soudage. 7 - Contrôleur de soudage par résistance pour la commande de l'application du courant de soudage à une paire d'électrodes comportant un moyen de détection de tension pour détecter la tension aux bornes des électrodes, un moyen de détection de courant pour détecter le courant de soudage; et un moyen répondant aux moyens de détection de tension et 26. de détection de courant pour produire un signal de sortie proportionnel à la résistance aux bornes des électrodes, carac- caractérisé en ce qu'il comprend: - un moyen de circuit de commande répondant au si- gnal de sortie pour commander l'application du courant de soudage aux électrodes de façon à obtenir une diminution sou- haitée de la valeur de la résistance pendant la phase de croissance des pépites de la soudure (valeur désirée de AR) pendant une durée sensiblement uniforme (temps de soudage cible), comportant un moyen pour établir une courbe de résistance cible, caractérisée par une valeur minimum de la résistance (Rmin cible) et un certain taux d'augmentation de la résistance pendant la phase de chauffage de la soudure (dR/dt cible) , un moyen pour déterminer la valeur minimum de la résistance (Rmin) et le taux d'augmentation de la valeur de la résistance (dR/dt) pendant la phase de chauffage des soudures ultérieures et la comparaison des valeurs observées pour Rmin et dR/dt aux valeurs cibles de Rmin et dR/dt, un moyen pour corriger dynamiquement la valeur de réglage du cou- rant de soudage pendant la phase de chauffage d'une soudure en conformité avec ces comparaisons, et un moyen pour ter- miner l'opération de soudage, lorsque la valeur désirée de AR est satisfaite. 8 - Contrôleur de soudage par résistance selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de circuit de commande comprend en outre un moyen pour comparer lors de la terminaison d'une opération de soudage le temps réel de souda- ge au temps de soudage cible et pour changer en conséquence la valeur du courant de soudage en vue d'une nouvelle opéra- tion de soudage. 9 - Contrôleur de soudage par résistance selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de circuit de commande comprend en outre un moyen pour mettre à jour la valeur cible de Rmin en conformité avec la valeur Rmin observée en dernier. - Procédé de commande de la formation d'une sou- dure dans un contrôleur de soudage par résistance comportant 27. un moyen pour surveiller la résistance aux bornes d'une paire d'électrodes de soudage et un moyen pour commander l'ap- plication du courant de soudage aux électrodes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - l'établissement d'une diminution désirée de la résistance de soudure pendant la phase de croissance des pé- pites de la soudure (valeur désirée de AR), et un temps de soudage cible; - l'initialisation du soudage à une valeur de réglage prédéterminée du courant de soudage; - la surveillance de la résistance de la soudure et la terminaison de l'opération de soudage lorsque la valeur désirée de AR est satisfaite; et - la comparaison lors de la terminaison de l'opé- ration de soudage du temps réel de soudage observé avec le temps de soudage cible et le réglage en conséquence de la valeur du courant de soudage prédéterminée en vue de l'opé- ration de soudage suivante.