Brevet FR2532872A1 — publié le 19840316

La présente invention se rapporte à un dis- positif de positionnement d'unorgane par rapport deuxz surfaces conductrices planes définissant une li- gne de joint et formart entre elles un angle détermi- nés ainsi quà un procédé pour la mise en oeuvre d'un- tel dispositifo Le problème du'positionnement et notamment de l'orientation, automatiques d 9 un organe par rapport à deux surfaces conductrices localement planes se pose notamient dans le cas du soudage mécanisé Ou robotisé de joints d'angle En effet 9 le soudage de deux pièces formant entre elles un angle déterminée, au moyen d'un robot ou d'une machine -automatique, suppose que des moyens soient prévus pour orienter et pour positionner automatiquement la torche de soudage par rapport à ces pièce 50 Toutefois, l'invention n'est pas limitée a cette application et pourra etre utilisée dans tous les cas o un organe doit être positionné 'et orienté par rapport à deux surfaces conductrices localement planes formaht entre elles un angle connuo De façon plus précise l U invention s'appli que au cas o l'on détermine la position de l'organe à orienter au moyeh de capteurs proximétriques à cou- rants de Foucault ne nécessitant aucun contact avec les pièces à soudero Dans l'état actuel lde la-techniqye, il exis- te un robot japonais commercialisé par la firme HITACHI, dans lequel la tête de soudage est munie de deux capteurs proximétriques à courants de Foucault orientés à 90 l'un par rapport à l'autre et à 45 par rapport à l'axe de la torcheo Il existe aussi un dis- positif suédois commercialisé par la firme MATERIAL DATA AB dans lequel deux bobines a courants de Foucault, disposées de la même manière que sur le ma- tériel de la firme HITACHI, sont intégrées à une bague disposée autour d'une torche de soudage XIG refroidie. Ces deux dispositifs connus présentent un certain nombre d'inconvénlents qui rendent leur domai- Tne dutilisation très Aiidé%o Ainsi, ces deus disposi- tifs ne fonctionnent correctement que si l'orientation du support des capteurs, par rapport aux pièces à sou- der, est satisfaisante Sinon, les mesures effectuées sont entachées d'erreurs Lorsque les pièces à souder sont de faibles dimensions, leur bridage peut être realise avec soin, de telle sorte que les erreurs d'orientation sont limitées et qu'on peut s'accommoder de det inconvénient En revanche, le bridage des piè- ces de grande dimension ne peut pas être réalisé par- faitement et les déformations qui résultent de ce bri- dage imparfait produisent des déplacements et des changements d'orientation des pièces à souder Les er- reurs sur les mesures effectuées à l'aide des disposi- tifs connus sont alors importanteso L'utilisation de ces dispositifs de positionnement connus doit donc être limitée au soudage de pièces de faible dimension. De plus, le dispositif commercialisé par la firme HITACHI est encombrant, de sorte qu'il est mal adapté au soudage automatique. La présente invention a précisément pour objet un dispositif de positionnement d'un organe par rapport à deux surfaces conductrices localement planes ne présentant pas les inconvénients des dispositifs de la technique antérieure et pouvant notamment être uti- lisé quelle que soit la qualité du bridage des pièces à souder et donc quelles que soient leurs dimensions, tout en étant bien adapté au soudage automatique. A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un dispositif de positionnement d'un organe par-rapport à deux surfaces conductrices planes définissant une ligne de joint et formant entre elles un angle déterminée comprenant un capteur à courants de Foucault assujetti audit organe, des moyens de com- mande d'asservissement sensibles aux signaux délivrés par le capteur pour élaborer des signaux de commande de position, et notamment d'orientation, dudit organe et des moyens moteurs sensibles aux signaux de comman- de pour positionner le capteur et ledit organe, carac- térisé en ce que le capteur comprend une première pai- re de bobines, de préférence parallèles entre elles et disposées dans un même plan transversal coupant-la li- gne de joint, une deuxième paire de bobines disposée de préférence dans le même plan transversal que la première paire de bobines et formant avec celles-ci un angle de préférence complémentaire de l'angle formé entre les surfaces, une cinquième bobine de préférence parallèle à l'une des bobines de la première paire et disposée de préférence avec celle-ci dans un plan per- pendiculaire au plan transversal et une sixième bobine de préférence parallèle à l'une des bobines de la deuxième paire et disposée de préférence avec celle@ci dans un deuxième plan perpendiculaire au plan trans- versai, les moyens de commande d'asservissement com- prenant des moyens de traitement des signaux émis par les bobines délivrant, pour chacune d'entre elles, un signal de proximité représentatif de la distance qui la sépare de la surface en vis-à-vis, des moyens de calcul élaborant les signaux de commande à partir de certains des signaux de proximité pris deux à deux, et des moyens pour subordonner la transmission d'un si- gnal de commande aux moyens moteurs qui lui correspon- dent à la mise en oeuvre de moyens moteurs précédents, selon un ordre déterminé. Les dispositions données à titre préféren- tiel dans la définition -précédente ne sont pas indis- pensables dans la mesure o les bobines délivrent un signal de proximité représentatif de la distance qui les sépare de la surface en vis-à-vis; l'une ou plu- sieurs de ces bobines peuvent être décalées par rap- port à cette disposition préférentielle pourvu que le signal tienne compte de ce décalage. Grâce à ces caractéristiques, le détecteur selon l'invention permet de prendre en compte les er- reurs angulaires et donc d'orienter correctement la torche de soudage En conséquence, on peut mesurer la position de la torche sans erreur En outre, il faut noter que la subordination de la mise -en oeuvre d'un ensemble de moyens moteurs permettant d'orienter le capteur à la mise en oeuvre de l'ensemble de moyens moteurs précédent permet, en choisissant astucieuse- ment l'ordre de mise en oeuvre successive des moyens moteurs, d'orienter et de positionner le capteur de façon à rendre valides les mesures suivantes, c'est-à- dire à supprimer les erreurs sur ces mesures qui pour- raient résulter d'une mauvaise orientation ou d'un mauvais positionnement. A cet effet et conformément à une autre ca- ractéristique de l'invention, les moyens moteurs com- prennent de préférence, selon ledit ordre déterminé par les moyens de subordination, un premier ensemble de moyens d'orientation angulaire autour d'un axe per- pendiculaire au plan transversal, un ensemble de moyens de positionnement latéral selon une direction perpendiculaire à la bissectrice de l'angle formé en- tre les surfaces conductrices, dans le plan transver- sal au joint, un ensemble de moyens de positionnement en hauteur selon une direction parallèle à ladite bis- sectrice, dans le plan transversal, un deuxième ensem- ble de moyens d'orientation angulaire autour d'un axe parallèle à ladite bissectrice, et un troisième ensem- ble de moyens d'orientation angulaire autour d'un axe paralltle au plan transversal et perpendiculaire à la- dite bissectrice et les axes de pivotement définis par lesdits ensembles de moyens d Vorientation angulai- re passent par l Uextrémité dudit organeo De Uaon comparable O les moyens de calcul coxmprennent de préférence O selon ledit ordre déterminé par les moyens de subordinationuun moyen pour calculer la difféerence entre les signaux de proximité corres- pondant aux bobines de la première paire de bobinesp un moyen pour calculer la difféerence entre les' signaux: de proximité correspondant à une bobine de la premiere paire et à une bobine de la deuxième paire, un moyen pour calculer la somme de ces derniers signaux de pro- S:imité un moyen pour calculer la difference entre les signaux de proximité correspondant à la sixième bobine et à la bobine de la deuxième paire qui lui est paral- làle O et un moyen pour calculer la difféerence entre les signaux de proximité correspondant à la cinquiame bobine et à la bobine de la premiere paire qui lui est paral Ièlc, et les moyens de calcul comprennent de plus, pour chacun de ces derniers moyens, un mioyen pour comparer la difference ou la Somme calculée& une valeur de consigne, afin d'élaborer lesdits signaux de commande. Pour que le positionnement et l Porientation obtenus à luaide du dispositif selon l'invention res- tent valables, il faut que l'angle formé entre les t 81 es reste proche de 1 L-angle initial mesuré avant le soudage Cela n'est pas -forcément le cas lorsque la déformation des pièces résultant du soudage devient trop importante Afin d informer l'opérateur qu on se trouve dans une telle situation et, éventuellement O de commander automatiquement l'arrêt du robot, les moyens de calcul peuvent comprendre de plus, apres ledit moyen pour calculer la différence entre les signaux de proximité correspondant aux bobines de la première paire selon ledit ordre déterminé par les moyens de subordinationun moyen pour calculer la différence en- tre les signaux de pro:imité correspondant aun bobines de la deuxième paire, et Ln moyen pour comparer la différence ainsi calculée A une valeur d'erreur, et le dispositif comprend de plus un système déalarme dont la mise en oeuvre est commandée par ce deunier woyen le lorsque la différence calculée est supérieure au si- gnal d'erreur, Bien que la torche de soudage soit de préfé- rence refroidie, on peut adjoindre au capteur une bo- bine de compensation en températureo Cela est notam- ment le cas lorsque le capteur comprend une bague en matériau ceramique fixée sur la torche, la bague por- tant lesdites bobines de telle sorte'que la bobine de compensation en température soit à proximité de la surface de la torche, avec un couplage thermique iden- tique à celui des autres bobines. L'invention a également pour objet un procé- dé de mise en oeuvre d'un tel dispositif d'orienta- tionv ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consis- te a: élaborer, pour chaque bobine du capteur,un signal de proximité représentatif de la distance séparant cet- te bobine de la surface en vis-à-vis, élaborer les signaux de commande d'orientation dudit organe à partir de certains des signaux de proximité pris deux à deux, et subordonner la transmission d'un signal de commande aux moyens moteurs qui lui correspondent à la mise en oeuvre des moyens moteurs précédents, selon un ordre déterminé. Afin que l'ordre des actions effectuées sur le détecteur et sur la torche permette, comme on l'a indiqué précédemment, de valider les mesures suivan- tes, on effectue successivement: l'orientation angulaire autour d'un axe perpendicu- laire au plan transversal au joint et passant par l'extrémité de la torche, le positionnement latéral selon une direction per- pendiculaire à la bissectrice de l'angle formé entre les surfaces conductrices, dans le plan transversal au joint, le positionnement en hauteur selon une direction pa-_ rallèle à ladite bissectrice, dans le plan transver- sal, l'orientation angulaire autour d'un axe parallèle à ladite bissectrice, et passant par l'extrémité de la torche, et l'orientation angulaire autour d'un axe parallàle au plan transversal au joint, perpendiculaire a ladite bissectrice et passant par l'extrémité de la torche. De préférence, après avoir effectué l'orientation angulaire autour de luaxe perpendicu- laire au plan transversal au joint, on contrôle l'an- gle formé entre les surfaces et on déclenche une alar- me lorsque l'écart entre l'angle réel et l'angle Ini- tial dépasse une valeur déterminée. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de l'inven- tion en se référant aux dessins annexés dans les- quels: la figure 1 est ufe vue en perspective qui représente de façon schématique l'orientation des bo- bines du capteur du dispositif selon l invention par rapport à deux surfaces conductrices planes à souder formant entre elles un angle déterminé, la figure 2 est une vue prise dans un plan transversal par rapport aux surfaces à souder, ce plan contenant quatre des bobines du détecteur représenté sur la figure 1, la figure 3 est une vue comparable à la figure 2 et prise dans le mome plan mais représentant seulement deux des quatre bobines de la figure 2, la figure 4 est une vue prise dans un plan perpendiculaire au plan transversal des figures 2 et 3 et contenant deux des bobines du capteur représenté sur la figure 1 en vis-à-vis de la surface plane de l'une des pièces à souder, la figure 5 est une vue comparable à la figure 4 prise dans un autre plan perpendiculaire au plan transversal des figures 2 et 3 et contenant deux autres bobines du capteur de la figure 1 placées en vis-à-vis de la surface plane de l'autre pièce à sou- der, la figure 6 a est une vue de côté et la figure 6 b est une vue selon la flèche F de la figure 6 a d'une torche de soudage sur laquelle est implanté le capteur du dispositif selon l'invention, la figure 7 est une vue de c 8 té comparable à la figure 6 a illustrant le montage des bobines du capteur sur la torche de soudage au moyen d'une bague en matériau céramique, la figure 8 représente l'organigramme de commande du dispositif de positionnement selon l'in- vention, et la figure 9 illustre de façon schématique l'ensemble du dispositif de positionnement permettant de commander les différents mouvements d'orientation et de positionnement de la torche et du capteur à l'aide du capteur représenté sur les figures 2, 6 a et 6 b, selon l'organigramme de la figure 8. On a représenté de façon schématique sur la figure 1 les deux pièces à souder qui peuvent être constituées par des tôles T 1 et T 2 définissant au moins dans la zone la plus proche du joint J à souder des surfaces sensiblement planes 51 et 52. On a aussi représenté sur la figure l un epère local orthonormé Oxyz qui est défini de tel e sorte que l'axe ox est confondu avec la:e du joint J à souder l'axe O zs étan% perpendiculaire à l'axe 2 O et définissant avec celui-ci le plan bissecteur Oxs de l'angle A formé entre les surfaces S et $ 2 et laue Oy étant perpendiculaire à ce plan bissecteur Dans la suite de la description O on appellera le plan y Oz plan transversal, le plan x O S plan longitudinal ou bissea= teurp et le plan n Oy plan tangent O Comme on le verra dans la suite de la des- cription, luinvention s'applique au cas o les surfa- ces 51 et 52 restent planes ou sensiblement planes au moins dans la sone proche du joint J O o sont dispoc sées les bobines de mesure, et o l'angle A formé en- tre ces surfaces reste de ce fait sensiblement cons- tant. Les t 8 les T 1 et T 2 à souder étant en un ma- tériau conducteur de léelectricitée le dispositif de positionnement selon l'invention comporte un capteur à courants de Foucault C prévu comme on le verra ulté- rieurement pour être assujetti a l'organe à orienter, c' esta-à-dire à la torche de soudage dans l'exemple considéréo Par Uassujetti", on entend soit que le cap- teur C est directement fixé sur la torche de soudagee soit que le capteur et la torche sont fixes sur un support communo Sur la figure 1 e on a représenté le capteur C dans la position quail occupe normalement par rap- port aux surfaces Si et 52 lorsque la torche de souda- ge est orientée correctement selon le plan bissecteur x Oz de ces surfaces On comprendra qu en pratique, cette position idéale du capteur est constamment remi- se en cause lors de l'avance de la torche le long du joint, en raison des déformations pouvant résulter d'un bridage imparfait des tôles ou simplement de l'échauffement des pièces, lors de l'avance de la sou- dure Com Ie on le verra ultérieurement, le dispositif de positionnement selon l'invention permet justement de compenser automatiquement ces défauts d'orienta- tion pour ramener le capteur dans la position repré- sentée sur la figure 1. Comme on le voit sur la figure 1 le capteur a courants de Foucault C selon l'invention comprend six bobines B 1 à B 6 disposées de la façon suivante: une première paire de bobines Bl et B 3 parallèles entre elles et disposées dans un même plan coupant la ligne de joint OX, ce plan étant le p Ian trans- versal y Oz lorsque le capteur C est orienté comme on l'a représenté sur la figure 1, une deuxième paire de bobines B 2 et B 4 disposées dans le meme plan que les bobines Bl et B 3, les bobines Bl et B 2 d'une part et les bobines B 3 et B 4 d'autre part formant entre elles un angle complémen- taire de l'angle A formé entre les surfaces S et 52 une cinquième bobine B 5 parallèle à la bobine B 3 et disposée avec celle-ci dans un plan perpendiculaire au plan contenant les bobines B B 4 c'est-à-dire dans un plan perpendiculaire à la surface 51 lorsque le capteur C est orienté comme on l'a représenté sur la figure 1, et une sixième bobine B 6 parallèle à la bobine B 4 et disposée avec celle-ci dans un autre plan perpendi- culaire au plan contenant les bobines B 1 à B 4, cet autre plan étant perpendiculaire à la surface 52 lorsque le capteur C est orienté comme on l'a repré- senté sur la figure 1. Le principe de la détermination de l'orien- tation et du positionnement du capteur C par rapport aux surfaces 51 et S sera maintenant exposé en se référant aux figures 2 à 5 & en respectant l'ordre dans lequel ces différentes opérations sont effectuées de préférence conformément à l'inventiong pour que chaque opération valide la suivanteo Ainsi, on voit tout d'abord sur la figure 2 comment la première paire de bobines B 1 et B 3 peut être utilisée pour déterminer l'orientaton u de la torche et du capteur autour d'un axe perpendiculaire au plan contenant ces bobines, clest 4 a=dire autour d'un axe parallèle à l'axe Ox dans la configuration representée sur la figure 1 On a aussi representé sur la figure 2 la deuxième paire de bobines B 2 et Be qui peut servir le cas échéant à contr 8 ler que l'angle formé entre les surfaces 51 et 52 reste suffisamment proche de l'angle A initial pour ne pas fausser la suite des mesureso On voit ainsi sur la figure 2 que la mesure des distances d 1 et d 3 séparant l'extrémité de chacune des bobines B 1 et B 3 de la surface S l en vis-à-vis permet, en calculant la différence dl-d 3 et en compa- rant ensuite cette différence à l'orientation angulai- re a que l'on désire obtenir, de conna 2 tre le décalage angulaire de la torche par rapport à cette orientation a L'amplitude et le signe du signal d'erreur d l-d 3 =a ainsi calculé déterminent l'amplitude et le sens du mouvement d'orientation angulaire à effectuer à l'aide de l'ensemble moteur correspondant Mao Par ensemble moteur Ma on désignera tous les moyens moteurs permettant par leurs mouvements combi- nés et/ou simultanés d'appliquer au support le mouve- ment d'orientation angulaire ao Bien entendu, le meme'type de mesure pour- rait être obtenu à l'aide des bobines B 2 et B 4 en rmesurant avec cellesci les distances d 2 et d 4 les séparant de la surface 52 et en calculant la differen- ce d 2-d 4 Toutefois, cette redondance ngest pas inuti- le, car elle permet notamment de vérifier que l'angle A formé entre les t 81 es a une valeur correcte Ainsi, lorsque les bobines B 1 et B 3 sont utilisées afin d'ef- fectuer l'orientation a,la nesure de d 2-d 4 et la com- paraison de cette difference à une valeur d'erreur E permet de vérifier que l'angle A formé entre les sur- faces 51 et 52 n'est pas trop éloignée de sa valeur initiale Dans le cas contraire, lorsque d 2-d 4 est su- périeur à E on peut activer une alarme signalant une déformation trop importante des pièces. I 1 faut noter que conformément à l'inven- tion, l'exactitude de l'orientation angulaire a cons- titue bien la première condition à vérifier En effet, les autres contr 81 es qui doivent être effectués à l'aide du capteur C supposent, notamment en ce qui concerne le positionnement latéral et en hauteur du capteur et de la torche qui vont maintenant être dé- crits en se référant à la figure 3, que l'orientation du capteur dans le plan transversal contenant les bo- bines Bl à B 4 soit satisfaisante. Ces deux positionnements sont réalisés com- me l'illustre la figure 3 à l'aide des mesures des distances d 1 et d 2 qui sont effectuées à partir des bobines B 1 et B 2 Ainsi, et dans la mesure o l'orien- tation angulaire a est correcte, le calcul de dl-d 2 et la comparaison de cette différence à une valeur de consigne y permet d'effectuer le calage latéral de la torche et du capteur selon une direction parallèle à l'axe Oy (figure 1) ou, de façon plus générale, selon une direction perpendiculaire au plan médian des sur- faces 51 et 52 L'amplitude et le signe du signal d'erreur dl-d 2-y ainsi calculé détermine l'amplitude et le sens du déplacement en translation à commander à Z 3 - l'aide de l-ensemble moteur correspondant My (défini- tion analogue à celle de l ensemble moteur Mca) De f agon -comparable O le calcul de la somme d 1 +d 2 et la comparaison de cette somme a une valeur de consigne h permet d'effectuer le calage de la torche et du capteur à la hauteur h souhaitée Ce calage en hauteur s Veffectue selon la bissectrice de l'angle A formé entre les surfaces Si et 52 dans le plan trans- versal de la figure 3 contenant les bobines Bl eat B 2 EL'amplitude et le signe du signal d erreur d 1 +d 2 h ainsi calculé indiquent l'amplitude et le sens du mouvement élémentaire de translation à reéaliser à l aide de l'ensemble moteur Hs correspondant. En se référant maintenant à la figure 4 on voit que la mesure des distances d A et d 6 séparant les bobines B 4 et B 6 de la surface 52 en vis-à-vis permet, en calculant la différence d 4-d 6 et en comparant cette différence à une valeur de consigne e de réaliser l Vorientation angulaire de la torche et du capteur au 1 to UE d'un axe parallèle à la bissectrice de l Iangle A dans le plan transversal contenant les bobines B 13 a B 4 Comme précédemment, la valeur et le signe du si= gnal d Uerreur d-d 65 = déterminent lïamplitude et le sens du mouvement élémentaire à effectuer sur la tor che et sur le capteur à l'aide de 10 ensemble moteur M correspondanto Enfin O on voit sur la figure 5 que la mesure des distances d 3 et d 5 séparant les bobines B 3 et B 5 de la surface S permet d'effectuer leorientation an- gulaire y de la torche et du capteur autour d'un axe parallele au plan transversal contenant les bobines Bl à B 4 et perpendiculaire à la bissectrice de l'angle A dans ce plano En effet, le calcul de la différence d 3-ds, puis la comparaison de cette différence à une valeur de consigne y permet de déterminer le signal d'erreur correspondant d 3-d 5 -y dont l'amplitude et le signe déterminent respectivement l'amplitude et le sens du mouvement élémentaire à commander au moyen de l'ensemlble mioteur M pour obtenir l'orientation sou- haitée. Pour l'ensemble des mouvements de correc- tion d'erreur dont le principe vient d'être exposé en se réeérant aux figures 2 à 5, il faut noter que les valeurs de consigne o yg hby et y sont déterminées-à l'avance en fonction de la passe de soudure à réali- ser Cette détermination peut notamment être faite par apprent Issage ou par programmation. Dans la mesure ot toutes ces valeurs de conr' signe sont nulles, le capteue C doit normalement se retrouver dans la position de référence de la figure 1 et on peut considérer; aux corrections suivantes près, que l'orientation angulaire o, s'effèctue autour d'un axe parallèle à l'axe Oxe que l'orientation angulaire e s'effectue autour d'Én axe parallèle à l'axe Oz et q que l'orientation angulaire y s'effectue autour d'un axe parallèle à l'axe Ov En outre, le calage latéral s'effectue alors parallèlement à l'axe Oy tandis que le calage en hauteur s'effectue parallèlement à l'axe Oz Cette situation correspond à celle qui a été re- présentée pour simplifier sur les figures 2 à 5. De plus, la validité des corrections appor- tées à l'aide du dispositif selon l'invention suppose également que les trois orientations angulaires soient réalisées de telle sorte que les mouvements de rota- tion correspondants soient centrés autour de l'extré- mité de la torche, de manière à ne pas perdre la réfé- rence de position de cette dernière pendant les mouve- ments de rotation. On a représenté sur les figures 6 a, 6 b et 7 un exemple d'implantation du capteur selon l'invention sur une torche de soudage T, Ainsi, on voit sur les figures Ga et 6 b le principe duimplantation des-bobi- nes Bl a B 6 sur la torche de soudage TB, en rappelant que l'angle formé respectivement entre les bobines B et B 2, B 3 et B 4 et B et B est déterminé par l'angle A 04 5 G formé entre les t 8 les et, de façon plus précise, com- plémentaire de cet angle A O On voit également sur les figures 6 a et 6 b que dans ce type d application, on peut prévoir d'adjoindre aux bobines de mesure sr aà E une bobine B 7 de compensation an température qui est disposée selon l'axe de la torche et à pro Zimité de la surface de celle-ci pour faciliter la prise de tempé- ratureo En pratique, on voit sur la figure 7 que l'implantation des bobines B à B 7 illustrée sur les figures 6 a et Gb peut être obtenue au moyen d'une ba- * gue de céramique 10 qui vient s'ajuster sur la buse de la torche S celle=ci étant de preférence refroidieo Les bobines B 1 à B 7 sont de preéference maintenues en place dans la bague 10 au moyen de résine réfractaire 12 dans laquelle elles sont noyéeso On a représenté sur la figure S l'organi gramme de commande du dispositif selon l invention. Cet organigramme se caractérise par l'ordre des opéra= tions qui a déjà été évoqué précédemmento En pratique D la réalisatlon des mouvements élémentaires sur les ro= bots demande une commande informatique évoluée ou une mécanique permettant une commande découplée de l'orientation et du positionnement de la torche de soudage. A partir d'un positionnement initial donné O on voit sur la figure 8 que la' première opération con- siste à calculer la différence dgd 3-ct Lorsque cette différence n'est pas nulle, on effectue un mouvement élémentaire à l'aide de 11 ensemble moteur correspon- dant = et on revient à la situation initialeo Au contraire, lorsque cette différence est nulle, on passe à l'opération suivante qui consiste à comparer la différence d 2-d 4 à la valeur de consigne C Lorsque cette différence est supérieure à E, on actionne une alarme 14 et on déclenche l'arrêt du ro- bot ou de la machine équipée de ce dispositif En ef- fet, on se trouveo alors dans le cas ou les déforma- tions des tôles à souder sont trop importantes pour que les calculs des corrections effectuées à l'aide du la dispositif puissent être considérées comme valables. Lorsque d 2-d 4 est inférieur ou égal a E, on passe à l'opération suivante qui consiste à calculer dl-d 2-y Lorsque le calage latéral ainsi contrôlé n'est pas correct, c'est-à-dire lorsque la différence calculée n'est pas nulle, on commande le déplacement élémentaire de la torche et du capteur à l'aide de l'ensemble moteur correspondant i yet on recommence le contrôle de ce calage latéral. Au contraire, lorsque la différence dl-d 2-y est nulle, on passe à l'étape de contrôle suivante. Comme on l'a vu, cette étape de contrôle correspond au positionnement en hauteur de la torche et se concréti- se par le calcul de di+d 2-ho Lorsque la valeur calcu- lée n'est pas nulle, on agit sur l'ensemble moteur Mz correspondant et on recommence le contr 8 le du calage en hauteur. Lorsque ce calage est correct, on contrôle le calage angulaire a en calculant la différence d 4-d 6-O et on actionne l'ensemble moteur MS correspon- dant lorsque cette différence n'est pas nulle. Au contraire, lorsque cette différence est nulle, on passe à la dernière étape du contrôle qui concerne le contrôle de l'orientation angulaire y Ce contrôle s'effectue comme on l'a vu en calculant d 3-d 5-y et en agissant sur l'ensemble moteur corres-. pondant l lorsque cette dfférence n'est pas nulleo Dans ce casp on effectue ensuite un nouveau contr 8 le de l'orientation angulaire y. Lorsque la valeur calculée est nulle, cest- à-dire lorsque l'orientation angulaire y est correcte on revient au point de départ de l O organigramme pour effectuer une nouvelle série d contrlese dans luordre ainsi déterminéo Comme on -la déjà mentionné précédemente les mesures et les actions élémentaires successives de cet organigramme sont combinées de telle manire quelles rendent valides les mesures suivante So Ainsi O on a Vu que les mesures effectuétes sur les bobines B Vi B 2 B 3 et B 4 periaettent de déterminer les écarts d'orientation et de position A C Ay et AS La commande doit prendre en compte ces mesures et déterminer les mouvements à effectuero De ce point de vue, la comman- de la plus efficace est celle qui consiste à orienter d-elabord le capteur et la torche pour tenir compte de l'erreur d'orientation A=C de manière à ce que les mesures des écarts Ay et As soieht valides et que les mouvements de correction puissent être effectués O L'organigramme de commande de la figure 8 présente également pour caractéristique essentielle le fait que les mesures sont découplées c'est-à-dire que l'apparente redondance du nombre de bobines utili- sées est nécessité par le découplage des mesures qui permet d'aasocier à chaque mouvement élémentaire une mesure bien définie effectuée sur un couple de bobines particulier Ce découplage permet de ne pas avoir d'ambiguite de commandeo Ainsi, on peut noter à titre d'exemple que la disposition symétrique des bobines ne permet pas a priori de faire une distinction fonction- nelle entre le couple de bobines B 4, B 6 et le couple B 3, B 5, de telle sorte que si les ensembles moteurs M et M étaient commandés par un seul couple de bobines, il ne serait pas possible de déterminer lequel de ces ensembles moteurs dbit être actionnéo Au contraire, selon l'invention, chacun de ces ensembles moteurs est comaandé par un signal d'erreur ci; lculé à partir d'un couple de bobines spécifique, à savoir B 4 B 6 pour ies ensembles moteurs M et B 3 D 5 pour les ensembles mo- teurs M . Enfi, on a représenté sur la figure 9 et de úfagon schématique l'ensemble du dispositif selon l'in- vention regroupant à la fois les bobines B B 7 du capteur, les circuits electronques associés à ce der- nier, et les ensembles moteurs assurant la corfmmande des mouvements élémentaires d G manire à asservir la torche aus signaux d'erreurs calculés par les circuits Électroniques. Ainsi, cn voit sur la figure 9 qu'à chacune des bobines à courants de Foucault Bl a B 7 est associé un circuit de traitement de signal 16 Les circuits de traitement 16 sont tous identiques et realisent une mesure différentielle de phases de manière à associer à chacune des bobines B 1 à B 7 un signal O ai 7, chaque signal 01 à é 6 étant représentatif de la distance sé- parant la bobine correspondante de la surface en vis- à-vis, aux corrections de température près Chacun des circuits de traitement 16 peut être réalisé de façon connue, par exemple comme on l'a décrit dans la deman- de de brevet français n O 80 05909 au nom du Commissa- riat à l'Energie Atomique. En variante, on comprendra que les sept cir- cuits de traitement 16 peuvent être remplacés par un circuit de traitement de signal unique associé à des moyens de multiplexage. Dans le mode de réalisation représenté, on effectue une correction en température et une bobine B 7 et son circuit de traitement 16 sont prévus à cet effet On voit sur la figure 9 gque le signal de cor- rection en temperature 7 d 6 ivr E par le circuit de traitement correspondant est soustrait de chacun des signaux 01 à 06 dans une premiere série de siz addi= tionneurs 18 Ces additionneurs délivrent ainsi des signaux de proximité corrigés qui représentent effeco tivement les distances d 1 a d 6 séparant chaque obine Bl a Bà de la surface en vis-à-viso Ces signau d 1 à d sont ensuite combinés dans une deuxième série de six additionneurs 20 de maniàre à calculer séparément les valeurs de dl=d 3 v d 2 d 4 D dl-d 2 dll+d 20 d 4 _d 6 et d 3 $d 5 s Dans une troisiàme série de sis addition- neurs 22 a on retranche à chacun des signaun ainsi cal- culés respectivement les valeurs de consigne Q 4 yp h, O et y On obtient ainsi séparément les signauz de commande A& A Ac Aye Ah O AO et A représentatifs des erreurs sur l'orientation a, sur l'angle Au sur là positionnement lateéral y, sur le 9 ositionnement en hauteur h et sur les orientations O et y Ces signaus sont introduits dans un dispositif logique de commande 24 permettant dleffectuer les commandes des ensembles moteurs élémentaires correspondants Sy ' Zl et ,4 y dans l'ordre établi par 10 organigrame de la figu- re 8 o Ce dispositif logique sera choisi parmi les ap- pareils connus selon la complexité de la machine à commander On voit aussi sur la figure 9 que le dispo- sitif logique de commande 24 sert également à comman- der l'alarme 14 et l Larrêt de la machine lorsque le signal AA est positif. Bien entendu, l invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'tre décrit à titre d'exemple, mais en couvre toutes les varianteso En particulier, on comprendra que l'ordre de certaines des opérations effectuées par le dispositif selon l'invention peut être inversé sans que l'exactitude des opérations suivantes en soit affectée C'est no- tamment le cas des opérations de calage latéral et en hauteur et des opérations d'orientation angulaires-13 et Y qui peuvent les unes et les autres être inversées sans affecter le fonctionnement du dispositif D'autre part, bien que l'invention soit particulièrement adap- tée a une machine de soudage automatique, elle n'est pas limitée à cette application et peut être utilisée dans tous les cas oỉ un outil doit être maintenu selon une orientation bien définie par rapport à deux surfa- ces métalliques localement planes formant entre elles un angle quasi constant, sur une machine automatique. REVENDICA Tl O@NS 1 Dispositif de positionnement d O un organe (S) par rapport à deux surfaces conductrices locale- ment planes (S, 52) deéfinissant une ligne de joint (J) et formant entre elles un angle {(} determiné comprenant un capteur (C) à courants de Foucault assu- jetti audit organe O des moyens de commande d Uasservis= semrent ( 1 à 24} sensibles aux signaux délivrés par le capteur pour élaborer des signaux de commande de posoi- 0 tion A(s Ma A, âY D ah,3 D Ay) dudit organe O et des moyens moteurs ( paire de bobines (B O B 3) de prefrence parallèles en- tre elles et disposées dans un même plan transversal (yos) coupant la ligne de joint (Ox) O une deuxième paire de' bobines (B 20 4) disposée de preference dans le même plan transversal que la première paire de bo O bines et formant avec celle-ci un angle de préférence complémentaire de l'angle (A) formé entre les surfa- ces, une cinquime bobine (B) de préférence parallle * lune (B 3) des bobines de la premiere paire et dis- posée de préf-érence avec celle-ci dans un plan perpen- diculaire au plan "transversal et une sixième bobine (B 69 de preference parallèle à l'une (Bd) des bobines de la deuxième paire et disposée de préférence avec celle-ci dans un deuxième-plan perpendiculaire au plan transversal O les moyens de commande d'asservissement comprenant des moyens de traitement ( 16) des signaux émis par les bobines délivrant, pour chacune d'entre elles, un signal de proximité représentatif de la dis- tance (d 1 a d 6) qui la sépare de la surface en vis-a- vis, des moyens de calcul ( 20, 22) élaborant les si- gnaux de commande à partir de certains des signaux de proximité pris deux à deux, et des moyens 2 o Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérise en ce que les pmolens m-oteurs comprennent, selon ledit ordre déterminé par les moyens de subordi- nation, un premier ensemble de, yens d'orientation anguiaire (M&a) autour d'un aze perpendiculaire au plan transversal (y Oz), un ensemble de moyens de position- nement latéral ( y) selon une direction perriendiculai- re à la bissectrice de l'angle formé entre les surfa- ces conductrices, dans le plan Transversal au joint (y Os), un ensemble de moyens de positionnement latéral (Zy) selon une direction perpendiculaire à la bissec- trice de l'angle formé entre les surfaces conductri- ces, dans le plan transversal au joint (y Oz), un en- semble de moyens de positionnement en hauteur (Mz) se- lon une direction parallèle à ladite bissectrice, dans le plan transversal (y Oz), un deuxième ensemble de moyens d'orientation angulaire ( 14 D) autour d'un axe parallèie à ladite bissectrice, et un troisième ensem- ble de moyens d'orientation angulaire (My) autour d'un y axe parallèle au plan transversal (y Oz) et perpendicu- laire à ladite bissectrice, et en ce que les axes de pivotement définis par lesdits ensembles de moyens d'orientation angulaire passent par l'extrémité dudit organe. 3 Dispositif selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que les moyens de calcul comprennent, selon ledit ordre déterminé par les moyens de subordi- nation,un moyen ( 20) pour calculer la difference entre les signaux de proximité (dl, d 3) correspondant aux bobines (B 1, B 3) de la première paire de bobines, un moyen ( 20) pour calculer la différence entre les si gnaux de proximite (d d 2) correspondant à une bobine (B 1} de la première paire et à une bobine ( 2) de la deuriême paire, un mioyen ( 20) pour calculer la somme de ces derniers signaux de pro:imité (dl d 2) O un moyen ( 20) pour calculer la difference entre les si= gnauux de proximité (d 4, d 6) correspondant à la siièïme bobine (B 6) et à la bobine (B 4) de la deu:xime paire qui lui est parallèle, et un moyen ( 20} pour calculer la différence entre les signaux de paro Eiité (d 3 o d 5) correspondant à la cinquième bobine B 3 S) et à la bobi ne (B 3 de la premièere paire qui lui est parallèle O et en ce que les moyens de calcul comprennent de plus, pour chacun de ces derniers moyens, un moyen ( 22) pour comparer la différence ou la somme calculée à une va- leur de consigne (ca y, h O y) afin d'élaborer les-. dits signaux de commande. Dispositif selon la revendication 3 $ ca- ractérisé en ce que les moyens de calcul comprennent de plus, après ledit moyen pour calculer la différence entre les signaux de proximité (d L d 3) correspondant aux bobines de la première paire -selon ledit ordre déterminé par les moyens de subordination ( 24) un moyen ( 20) pour calculer la difference entre les si- gnaux de proximité (d 2, d 4) correspondant aux bobines de la deuxième paire, et un moyen ( 22) pour comrparer la difference ainsi calculée à une valeur d@erreur (e), et en ce que le dispositif comprend de plus un système d'alarme ( 14) dont la mise en oeuvre est com- mandée par ce dernier moyen lorsque la différence cal- culée est supérieure au signal d'erreur. Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur comprend de plus une bobine (B 7) de compensa- tion en température. 6 Dispositif selon la revendication 5, ap- pliqué à l'orientation d'une torche de soudage ( ( 10) en matière céramique fixée sur la torche, la ba- gue portant lesdites bobines de telle sorte que la bobine (B 7) de compensation en température soit à proximité de la surface de la torche. 7 Procédé de mise en oeuvre d'un dispositif d'orientation d'un organe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à élaborer, pour chaque bobine du capteur, un signal de proximité (dl à d 6) représentatif de la distance séparant cette bobine de la surface en vis-à-vis, élaborer les signaux de commande d'orientation (A", AYû Ah, àhg A y dudit organe à partir de certains des signaux de proximité pris deux à deux, et subordonner la transmission d'un signal de commande à l'ensemble de moyens moteurs (Mî, M, Mz, Me, M) qui lui correspond à la mise en oeuvre d'un ensemble de moyens moteurs précédent, selon un ordre détermi- né. 8 Procédé selon la revendication 7, carac- térisé en ce qu'on effectue successivement: l'orientation angulaire (c L) autour d'un axe perpen- diculaire au plan transversal au joint et passant par l'extrémité dudit organe, le positionnement latéral (y) selon une direction perpendiculaire à la bissectrice de l'angle forme entre les surfaces conductrices, dans le plan trans- versal (y Oz), le positionnement en hauteur (h) selon une direction parallèle à ladite bissectrice, dans le plan trans- versal au joint, l'orientation angulaire ( 9) autour d'un axe parallè- le à ladite bissectrice et passant par l'extrémité dudit organe, et l'orientation angulaire (y) autour d lun axe parallè- le au plan transversal au joint-(y Oz), perpendicu- laire à ladite bissectrice et passant par l'eutrmi- té d Udit organe. 9 o Procédé selon la revendication 8, carac- térisé en ce que, après avoir effectué l'orientation angulaire (=a) on contr 8 le l'angle (A) formé entre les surfaces, et en ce qu'on déclenche une alarme* ( 14} lorsque lécart -(AA) entre l'angle réel et l'angle initial dépasse une valeur déterminée.