Brevet FR2483823A1 — publié le 19811211

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour mesurer et commander la vitesse d'avance d'un dispositif automatique de soudage. La vitesse d'avanc z de la téte de soudage d'un dispositif automatique de soudage dépend de plusieurs paramètres tels que par exemple l'épaisseur du cordon de soudure à réaliser, le matériau à souder ou le matériau d'apport de soudage ou encore l'électrode de soudage ainsi que la tension et l'intensité du courant. La vitesse d'avance de la tête de soudage doit toutefois rester dans tous les cas constante pendant la réalisation du cordon de soudure. Dans le cas de cordon de soudure rectiligne2 cela ne présente pas de difficulté, car la vitesse d'avance se règle de façon fixe sur le dispositif automatique de soudage. Toutefois, les dispositifs automatiques de soudage s'utilisent également pour réaliser les cordons de soudure qui ne sont pas rectilignes2 mais courbes. Il s'agit de cordons de soudure par exemple lors du placage par soudure de surfaces circulaires, la soudure se trouvant sous la forme d'une spirale mais egalement de cordons de soudure dont le tracé est en forme de spirale et les déplots de soudure se superposent et à chaque rotation complète de l'anneau formé par le cordon de soudure se trouve un plus grand diamètre, puis la vitesse relative entre la tête de soudage et la pièce à souder augmente en permanence pour une avance constante de la tête de soudage. On a tenté de remédier à cette difficulté pour de telles opérations de soudage en réglant manuellement la vitesse d'avance de la tête de soudage, de temps en temps0 Dans ce procédé, on a toutefois nécessairement de très grandes irrégularités et oscillations de la vitesse de déplacement de la tète de soudage par rapport à la pièce, irrégularités et oscillations que l'on ne peut constater sans.difficulté. La présente invention a pour but de créer un procédé et un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé permettant de remédier aux difficultés mentionnées ci-dessus, et de permettre de respecter une vitesse d'avance réglée définitivement une fois pour toutes, de la tête de soudage par rapport à la pièce, et cela en fonction de la vitesse absolue entre le dispositif de soudage et la pièce. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de mesure et de commande de la vitesse d'avance d'un dispositif automatique de soudage, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on détecte la vitesse d'avance relative entre la tête de soudage et la pièce à souder, cette détection se faisant par une liaison par friction, et on transforme cette vitesse relative, mécaniquement, en une vitesse de rotation obtenue par des impulsions de lumière synchrones à la vitesse, ces impulsions étant extraites de la zone de chauffage par un conducteur à fibres optiques, pour être appliquées à un capteur et être transformées en un signal d'affichage numérique et/ou analogique et/ou être appliquées à un amplificateur pour agir sur la vitesse d'avance. Suivant une autre caractéristique du procédé, on utilise une roue à friction, pour détecter la vitesse d'avance, qui est en avant de la tête de soudage en étant solidaire de celle-ci et en roulant sur la pièce sous une certaine pression d'application, et on crée des impulsions lumineuses à l'aide d'un écran à trous muni d'orifices de passage de lumière, cet écran étant entraîné par le couple fourni par la roue de friction et coopérant avec une source lumineuse. Par la détection directe de la vitesse absolue respective entre la tête de soudage et la pièce à souder ou la zone de soudure, par une liaison par friction et par la conversion de cette vitesse en des impulsions lumineuses synchrones de vitesse, on obtient une grandeur de mesure absolue, fidèle, qui indique l'avance réelle du soudage. En comparant cette grandeur de mesure à la vitesse absolue réglée sur le dispositif automatique de soudage, on peut modifier celle-ci dans le sens d'une augmentation o d'une réduction, soit manuellement, soit par un circuit de compa- raison de façon à toujours maintenir constante la vitesse d'avance souhaitée entre le point de soudage et la tête de soudage. Aucun des procédés connus ne permet de façon certaine de comparer la vitesse d'avance constante réglée sur le dis- positif automatique de soudage et la vitesse de déplacement réelle entre le point de soudage et la tête de soudage car il n'était pas possible jusqu'à présent de détecter cette vitesse directement au niveau du point-de soudage. 24e3823 La présente invention concerne égale- ment un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce dispositif se caractérise en premier lieu en ce que la roue de friction appliquée sous pression par un ressort se trouve en avant de la pointe de soudage de la tête de soudage et en ce que le couple de la roue de friction entraine l'écran-à trous par l'intermédiaire d'une transmission de multiplication. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'écran à trous se présente sous la forme d'un disque circulaire muni d'orifices de passage répartis suivant un cercle et les faisceaux lumineux fournis par la source lumineuse et traversant les orifices de passage de lumière sortent de l'écran à trous sous la forme d'impulsions lumineu- ses tombant sur une cellule photo sensible pour créer des impulsions de courant. Comme les températures sont extrêmement élevées dans la zone de soudage, il est prévu suivant une autre caractéristique de l'invention que la source lumineuse est située à une certaine distance de la zone de soudage à l'extérieur de sa zone chaude, et qu'elle comporte un conduc- teur de lumière à fibres optiques ou fibres de verre pour envoyer les faisceaux de lumière vers les orifices de passage de lumière de l'écran à trous. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les impulsions de lumière sortant de l'écran à trous tombent sur une extrémité d'un conducteur de lumière à fibres de verre ou conducteur à fibres optiques dont l'autre extrémité influence une cellule photo sensible ou un capteur analogue situé à l'extérieur de la zone chaude, pour fournir les signaux à un dispositif d'affichage numérique ou analogique. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide de divers exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 montre de façon schéma- tique et partiellement coupée les extrémités bout à bout de deux parties d'un arbre creux, deux parties que l'on veut relier par un cordon de soudure à section de V0 - la figure 2 est un schéma d'une tète de sondage et d'une roue à friction. - la figure 3 est une coupe du dispo- 24e3823 sitif à roue à friction. - la figure 4 représente un autre mode de réalisation d'un détail de la figure 3. - la figure 5 est une vue de dessus d'un soudage de revêtement ou de placage en forme de spirale, amorcée sur une surface circulaire. Selon la figure 1, on se propose de réunir l'une à l'autre les deux extrémités d'un arbre creux 13 mises bout à bout, en réalisant une soudure à section en forme de V. Le premier cordon de soudure complet est représenté à la figure. Le dispositif selon l'invention est schématisé dans la partie supérieure de cette figure. Cette figure montre également un enroulement inductif 14 servant à chauffer la zone de soudage. - Selon la figure 2, la tête de soudage porte la référence 1, 2. Le bottier 15 de la transmission de multiplication est relié à la tête de soudage; ce bottier comporte la roue à friction 4. Un dispositif à ressort 16 non représenté en détail applique la roue 4 sur la pièce W. Selon la figure 3, la roue de friction 4 est logée dans le bottier 15 et transmet le couple par une transmission de multiplication 8, 9 à un écran à trous 6 muni d'orifices de passage 5 de la lumière. Ces orifices reçoivent la lumière émise par la source lumineuse 7 (figure 2) par des conducteurs à fibres de verre 10 et les impulsions lumineuses qui en résultent sont fournies au capteur 11 par les conduc- teurs optiques à fibres de verre 12. La figure 4 montre une variante d'un détail de la figure 3. Dans cette variante, les faisceaux lumineux et les impulsions lumineuses obtenues sont également fournis et évacués par des conducteurs optiques à fibres lumi- neuses 10, 12 avec interposition de miroirs 16 au niveau de l'écran à trous 5. Ce montage a l'avantage d'être moins encom- brant. La figure 5 montre un exemple d'appli- cation de l'invention; cette figure est une vue de dessus d'une surface circulaire que l'on charge ou que l'on revêt de cordons de soudure disposés suivant une spirale. 24e3823 REVENDICATIONS ) Procédé pour mesurer et commander la vitesse d'avance d'un dispositif automatique de soudage, procédé caractérisé en ce qu'on détecte la vitesse d'avance relative entre la tête de soudage et la pièce à souder, cette détection se faisant par une liaison par friction, et on transforme cette vitesse relative, mécaniquement en une vitesse de rotation obtenue par des impulsions de lumière synchrones à la vitesse, ces impulsions étant extraites de la zone de chauffage par un conducteur à fibres optiques, pour être appliquées à un capteur et être transformées en un signal d'affichage numérique et/ou analogique et/ou être appliquées à un amplificateur pour agir sur la vitesse d'avance. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour détecter la vitesse d'avance, on utilise une roue à friction (4) qui est en avant de la tête de soudage (1, 2) en étant solidaire de celle-ci et en roulant sur la pièce (3) sous une certaine pression d'application, et en ce que l'on crée des impulsions lumineuses (L) à l'aide d'un écran à trous (4) muni d'orifices de passage de lumière (5), cet écran étant entraîné par le couple fourni par la roue de friction (4) et coopérant avec une source lumineuse (7) ) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la roue de friction (4) appliquée sous pression par un ressort se trouve en avant de la pointe de soudage (2) de la tête de soudage (1) et en ce que le couple de la roue de friction (4) entraîne l'écran à trous (6) par l'intermédiaire d'une transmission de multiplication (8, 9). 4o) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'écran à trous (6) se présente sous la forme d'un disque circulaire muni d'orifices de passage (5) répartis suivant un cercle et en ce que les faisceaux lumineux fournis par la source lumineuse (7) et traversant les orifices de passage de lumière (5) sortent de l'écran à trous (6) sous la forme d'impulsions lumineuses (L) tombant sur une cellule photo sensible (11) pour créer des impulsions de courant0 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 4, caractérisé en ce que la source 62 483823 lumineuse (7) est située à une certaine distance de la zone de soudage à l'extérieur de sa zone chaude, et en ce qu'il comporte un conducteur de lumière à fibres optiques ou fibres de verre (10) pour envoyer les faisceaux de lumière vers les orifices de passage de lumière (5) de l'écran à trous (6). ) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les impulsions de lumière (L) sortant de l'écran à trous (6) tombent sur une extrémité d'un conduc- teur de lumière à fibres de verre ou conducteur à fibres optiques (12) dont l'autre extrémité influence une cellule photo sensible ou un capteur (11), analogue, situé à l'exté- rieur de la zone chaude, pour fournir les signaux à un dispo- sitif d'affichage numérique ou analogique..