Brevet FR2568155A3 — publié le 19860131

FR 2568155 A3 19860131 FR 8412079 A 19840730 La présente invention concerne le matériel de soudage et a notamment pour objet une machine automatique à souder en bout. L'application de la machine automatique faisant l'objet de l'invention est d'une efficacité maximale dans la fabrication des fraises dentaires en alliage ou carbure dur. Il est avantageux d'appliquer la machine automatique à souder en bout, conforme à l'invention, au soudage d'ébauches pour la fabrication d'outils à tige (fraises à queue, forets), surtout de petites dimensions. On connaît une machine automatique à souder en bout les fils de sortie aux calottes lors de la fabricationdes résistances dans l'industrie radioélectrique. Le corps de cette machine porte une tête de soudage comprenant un dispositif d'amenée du premier élément à souder (fil de sortie) dans le trou de la pince d'une électrode fixe, un dispositif pour l'amenée du second élément à souder (calotte) pour son positionnement en alignement avec le fil de sortie, et une électrode mobile. Les mécanismes des dispositifs indiqués et l'électrode mobile sont liés cinématiquement à un programmateur à cames. Le dispositif d'amenée et de positionnement en alignement avec le fil de sortie comprend une trémie vibrante montée à sa partie supérieure, servant au chargement, à l'orientation et à l'amenée des calottes dans une gaine disposée verticalement au-dessous de la trémie vibrante et assurant la transmission des calottes. La gaine se termine par un palier d'appui avec un obturateur. A leur partie inférieure, les parois latérales de la gaine ont des trous débouchants alignés pour le passage des calottes le long de la gaine. Les calottes se trouvant dans la gaine sont orientees par leur partie concave vers l'électrode mobile et peuvent descendre les unes à la suite des autres.L'obturateur fermant le trou débouchant de la gaine du côté de l'amenée du fil de sortie sert à barrer le passage à la calotte venant dans l'ordre et sert de butée à la calotte lors de son engagement sur le bout de contact de l'électrode mobile. Pour que l'obturateur exécute un mouvement rectiligne alternatif, il est lié cinématiquement au programmateur à cames. L'électrode mobile est disposée et peut se déplacer coaxialement au trou de la pince de l'électrode fixe (cf., par exemple, l'ouvrage "Le microsoudage en bout", par Evtifeev P.I., L.,4Mashinostroenie', 1977, pp. 164 à 168). La machine automatique qui vient d'être décrite assure l'alignement des éléments à souder avec une précision de + 0,5 mm, suffisante pour la fabrication des résistances. Dans la fabrication des fraises dentaires en alliage ou carbure dur, la précision d'alignement doit être plus élevée (* 0,05 mm), ce qui a fait surgir le problème de la création d'une machine automatique à souder en bout qui assurerait une telle précision d'alignement des éléments à souder. On s'est donc proposé de créer une machine automatique à souder en bout, dans laquelle le dispositif d'amenée du second élément à souder (tête en carbure) pour son alignement avec le premier élément à souder (queue) serait de conception telle qu'il assurerait une précision relativement élevée de l'alignement des éléments à souder. La solution consiste en une machine automatique à souder en bout, dont le corps porte une tête de soudage comprenant un dispositif d'amenée du premier élément à souder dans le trou de la pince d'une électrode fixe, un dispositif d'amenée du second élément à souder et pour sa mise en alignement avec le premier élément à souder, et une électrode mobile, les mécanismes de ces dispositifs et l'électrode mobile étant liés cinématiquement à un programmateur à cames qui est placé dans ledit corps, machine dans laquelle, d'après l'invention, le dispositif d'amenée du second élément à souder comprend un guide monté de façon qu'il puisse se déplacer dans la direction verticale, et une tige placée dans ce guide de façon qu'elle puisse se déplacer dans la direction horizontale, une pince pour la préhension du second élément à souder et un le vier pour la commande de ladite pince étant montés sur ladite tige. Il est avantageux de fixer en bout de l'électrode mobile une rondelle de contact interchangeable , et de monter L'électrode mobile excentriquement par rapport au trou de la pince de l'électrode fixe et de façon qu'elle puisse tourner d'un angle prédéterminé. La présence d'une rondelle de contact interchangeable sur l'électrode mobile montée excentriquement par rapport à l'axe des éléments à souder permet d'augmenter notablement la durée de service du bout de l'électrode et , de la sorte, de diminuer les temps morts de la machine. La machine automatique à souder en bout conforme à l'invention, tout en étant de conception relativement simple, assure la précision requise dans la fabrication des fraises dentaires en alliage ou carbure dur (précision de + 0,05 mm). L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une machine automatique à souder en bout - la figure 2 représente le dispositif d'amenée du second élément a souder (avec arrachement partiel) - la figure 3 représente l'électrode mobile (avec arrachement partiel) - la figure 4 représente schématiquement la position de l'électrode mobile et de l'électrode fixe pendant le soudage - la figure 5 représente une vue suivant la flèche A de la figure 3. La machine automatique à souder en bout les fraises dentaires en alliage ou carbure dur comprend : un dispositif 1 (figure 1) pour l'amenée du premier élément à souder (la queue 2 de la fraise dentaire) dans la pince d'une électrode fixe 3 ; un dispositif 4 pour l'amenée du second élément à souder (la tête 5 en alliage ou carbure dur) une électrode mobile 6 et un programmateur 7 à cames. Les dispositifs 1,4 et l'électrode mobile 6 sont placés sur le corps 8 de la machine automatique, et le programmateur 7 est placé à l'intérieur du corps 8. Le dispositif 1 d'amenée de la queue 2 comprend une trémie 9 fixée au corps 8 et servant au chargement des queues 2. Dans les parois latérales opposées de la trémie 9 sont pratiqués des trous 10. Le mécanisme 11 d'avance dudit dispositif 1 est de conception connue appropriée quelconque. il est lié cinématiquement à une came 12 calée sur l'arbre 13 du programmateur 7 à cames. La came 12 a une surface profilée frontale. Sa chaîne cinématique comprend un levier 14 sur lequel agit un ressort et qui oscille autour d'un axe 15 pour le mouvement rectiligne alternatif du mécanisme d'amenée 11 suivant les guides 16, en vue de chasser la queue 2 de la trémie 9 sur le plot 17 de la pince de l'électrode fixe 3.La pince de l'électrode fixe 3 est constituée par le plot 17, rigidement fixé au corps 8, et par un levier 18 dont un bras bute contre le plot 17, et dont l'autre bras est lié ciné- matiquement à une came 19 pour le serrage du levier 18 contre le plot 17. Des encoches débouchantes, usinées dans le plot 17 et le levier 18, forment,en position fermée du levier 18 et du plot 17, un trou pour le serrage de la queue 2. Le dispositif 4 d'amenée de la tête en carbure dur comprend un guide 20 monté de façon qu'il puisse exécuter un mouvement rectiligne alternatif dans la direction verticale. Pour cela, il est relié par un poussoir 21 à une came 22 de l'arbre 13. Une tige 23 est placée dans le guide 20 de façon qu'elle puisse exécuter un mouvement rectiligne alternatif dans la direction horizontale, à l'aide d'un levier 24 coopérant avec une came 25 de l'arbre 13, et d'un ressort 26. Le levier 24 est monté sur un axe 27 (figure 2), qui est fixé au corps 8. La tige 23 porte une pince 28 servant à la préhension des têtes 5 en alliage ou carbure dur, fournies par une trémie vibrante 29. La pince 28 se compose de deux mors 30 (figure 2), montés sur des axes 31 de façon qu'ils puissent osciller A leur partie inférieure, les mors 30 ont des encoches qui forment un trou dans lequel se place la tête 5 en carbure dur . A leur partie supérieure, lesmors 30 sont soumis à l'action d'un ressort 32 travaillant à l'extension et ont des biseaux pour la coopération avec un ergot 33 qui est monté sur un levier 34. Le levier 34 sert à commander la pince 28. Il est monté sur l'axe 35 d'une chape 36. Le levier 34 porte au bout de l'un de ses bras l'ergot 33 sur lequel agit un ressort 37, et son second bout coopère par l'intermédiaire d'un poussoir 38 avec une came 39 qui est calée sur l'arbre 13. L'arbre mobile 6 est monté sur un chariot 40 (figure 3), lequel peut exécuter un mouvement rectiligne alternatif horizontal parallèlement à l'axe géométrique des éléments 2 et 5 (figure 4) à souder. Pour cela, le chariot 40 (figure 3) est lié cinématiquement à une came 41 de l'arbre 13 (figure 1). L'électrode mobile 6 comporte deux éléments alignés 42 et 43 (figure 3) isolés électriquement l'un de l'autre par un élément intercalaire 44. L'élément 42 porte une plaque 45 amenant le courant de soudage et pressée uniformément suivant la circonférence par des ressorts 46 la serrant contre un épaulement 47 réalisé sur l'élément 42. Une butée 48 à billes est fixée sur ledit élément 42 par un écrou 49. Sur la face en bout de l'élé- ment 42 (côté zone de soudage) est fixée une rondelle de contact 50 interchangeable .Le second élément 43 de l'elec- trode mobile 6 est monté dans un palier lisse 51 et pressé par un ressort 52 pour la compensation du refoulement au cours du soudage des éléments à souder : queue 2 (figure 4) et tête 5 en alliage ou en carbure dur. Les éléments 42 et 43 (figure 3) de l'électrode mobile 6 sont montés sur le chariot 40 de telle façon que leur axe géométrique "a" (figure 4) soit excentré d'une valeur "e" par rapport à l'axe géométrique "b" du trou de la pince de l'électrode fixe 3 (figure 1). L'électrode mobile 6 est montée de façon à permettre la rotation des éléments 42 et 43 d'un angle prédéterminé à l'aide d'un ressort 53 (figure 3) et d'un bras 54 mobile en rotation libre sur l'élément 43 de l'électrode mobile et sollicité par un ressort 55 (figure 5) qui le maintient serré en permanence contre un reproducteur 56 ayant la forme d'un coin et rigidement fixé sur le corps 8. Le ressort 55 est fixé à l'une denses extrémités au bras 54. et à son autre extrémité, au chariot 40. Le bout 57 du ressort 53 est fixé au bras 54, et son second bout 57a s'achève par une spire autour de l'élément 43. La rotation à vide du bras 54 est rendue impossible par une douille 58, engagée avec un jeu prédéterminé sur l'élément 43 et dans laquelle est logé le ressort 53 dont le second bout 57a est introduit dans une encoche tangentielle 59 située dans la partie en bout de la douille. Le chariot 40 est monté de façon qu'il puisse exécuter un mouvement rectiligne alternatif dans la direction horizontale, parai- lèlement à l'axe géométrique "b" (figure 4) du trou de la pince de l'électrode fixe 3, à l'aide d'une masse pesante 60 (figure 1) et d'une came 41 de l'arbre 13. La tige 23 (figure 2) porte un capteur 61 émettant un signal de présence d'une tête en alliage ou carbure dur dans la pince 28, et un capteur 62 qui est manoeuvré par un palpeur 63 lors de la course retour de la tige 23 et émet un signal d'absence de la fraise dentaire soudée brute en alliage ou carbure dur sur le plot 17 (figure 1). L'arbre 13 porte unecame 64 coopérant avec un interrupteur 65 de fin de course, qui est fixé au corps 8 et émet le signal d'établissement du courant de soudage dans la plaque45 (figure 3). L'arbre 13 (figure 1) est lié par un couple vis-roue 66 et une transmission 67 à courroie trapézoidale à un moteur électrique 68. La machine automatique à souder en bout fonctionne de la façon suivante. Les têtes 5 en carbure sont versées dans le bol de la trémie vibrante 29, dans laquelle elles s'orientent, puis, étant ainsi orientées, elles vont au palier d'appui de la trémie vibrante 29. Les queues 2 sont chargées dans la trémie 9. L'arbre 13 étant en rotation, la came 39 appuie par l'intermédiaire du poussoir 38 sur le bout du levier 34, et l'ergot conique 33 se trouvant à l'autre bout du levier 34 pénètre dans les biseaux supérieurs des mors 30. Il s'ensuit que la pince 28 saisit avec ses mors 30 la tête en carbure 5 extrême, adjacente au palier d'appui de la trémie vibrante 29. Après la préhension de la tête 5 en carbure, le guide 20 est déplacé en montée par la came 22, puis il s'arrête et la tige 23 est déplacée en avant par la came 25. Simultanément avec le début du mouvement de la tige 23, le mécanisme d'amenée 11 actionné par la came 12 se déplace vers la droite (sur le dessin) et chasse de la trémie 9 une queue 2, qui, avec son bout avant, éjecte du plot 17 la fraise dentaire brute en carbure soudée au cours du cycle précédent.Le mouvement du mécanisme d'amenée 11 s'interrompt dès que la queue 2 atteint à sa position droite extrême, avant l'opération de soudage, puis le levier 18, actionné par la came 19, serre la queue 2 contre le plot 17. La tige 23 interrompt son déplacement en avant quand les axes géométriques de la tête en carbure 5 et de la queue 2 sont mis en colncidence. A ce moment le mécanisme d'amenée 11 revient en position initiale, tandis que l'électrode mobile 6, sous l'action de la masse pesante 60 reliée au chariot 40 par un lien flexible et commandée la came 41, serre par l'intermédiaire de la rondelle de contact 50 interchangeable la tête 5 en carbure contre la face de la queue 2. Quand le chariot 40 s'avance , le bras 54 descend suivant le coin 56. Le mouvement du bras 54 s'accompagne de la rotation du bout 57 du ressort 53 et il se forme entre la spire du ressort 53 et l'élément 43 de l'électrode mobile un jeu qui permet au bras 54 de tourner librement sur l'élément 43. Après serrage de la tête en carbure 5 contre la face de la queue 2, le déplacement longitudinal des éléments 42, 43 de l'électrode mobile s'interrompt, tandis que le chariot 40 continue son mouvement vers la gauche (sur le dessin ), en comprimant le ressort 52 de la valeur du refoulement des éléments à souder au cours du soudage. Sous l'action de la came 39 et par l'intermédiaire du levier 34, les mors 30 de la pince 28 s'ouvrent en libérant la tête en carbure 5, et le guide 20 exécute un supplément de course en montée sous l'action de la came 22. La tige 23 est rappelée par le ressort 26, le guide 20 se déplace en descente et la pince 28 revient en position initiale. Une fois la pince 28 sortie de la zone de soudage, l'interrupteur 65 de fin de course, manoeuvré par la came 64, bascule et émet le signal d'établissement du courant de soudage. L'électrode mobile 6 est reculée à droite (sur le dessin) par la came 41, le bras 54 remontant alors suivant le reproducteur 56. En agissant par l'intermédiaire du ressort 53 et de la douille 58, le bras 54 fait tourner les éléments 42,43 et la rondelle de contact 50 inter- changeable d'un angle prédéterminé. Quand les queues 2 se trouvant dans la trémie 9 sont épuisées et que la dernière fraise dentaire brute soudée en carbure reste sur le plot 17, lors du recul de la tige 23 le palpeur 63 rencontre cette fraise brute et le capteur 62 émet le signal d'arrêt de la machine . En cas d'absence d'une tête 5 sur le bord du palier d'appui de la trémie vibrante 29, le capteur 61 bascule. Un modèle d'essai de la machine automatique à souder en bout, réalisé conformément à l'invention, à cadence opératoire de 420 pièces/heure, a subi les essais préliminaires en laboratoire. A l'aide de ce modèle d'essai on a fabriqué un lot d'essai de fraises dentaires brutes en carbure comptant 20 000 pièces, qui, après le soudage, ont été soumises à l'usinage subséquent, puis aux essais techniques et cliniques. La précision d'alignement de tout le lot d'éléments soudés était conforme à la précision prescrite de + 0,05 mm. La machine automatique faisant l'objet de l'invention peut souder des têtes en carbure dur d'une longueur allant jusqu'à 2,2 mm et d'un diamètre allant jusqu'à 2,4 mm, avec une surépaisseur technologique relativement faible, ce qui, à son tour, permet d'abaisser la consommation de carbure dur de 1,5 à 2 fois. REVENDICATIONS 1. - Machine automatique à souder en bout dont le corps (8) porte une tête de soudage comprenant un dispo sitif (1) d'amenée du premier élément à souder (2) dans le trou de la pince d'une électrode fixe (3), un dispositif (4) d'amenée du second élément à souder (5) pour son positionnement en alignement avec le premier élément à souder (2), et une électrode mobile (6), les mécanismes de ces dispositifs et l'électrode mobile (6) étant liés cinématiquement à un programmateur (7) à cames monté dans ledit corps, caractérisée en ce que le dispositif (4) d'amenée de l'élément à souder (5) comprend un guide (20) mobile verticalement et une tige (23) placée dans ce guide (20) de façon qu'elle puisse se déplacer horizontalement, une pince (28) pour la préhension de l'élément à souder (5) et un levier (34) pour la commande de la pince (28) étant montés sur ladite tige (23). 2. - Machine automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une rondelle de contact interchangeable (50) fixée sur la face en bout de l'elec- trode mobile (6), l'électrode mobile 6 étant excentrée d'une valeur (e) par rapport au trou de la pince de l'électrode fixe (3) et étant montée de façon qu'elle puisse tourner d'un angle prédéterminé.