Brevet FR2572326A1 — publié le 19860502

L'invention a pour objet un procédé et une machine pour la réalisation automatique de la soudure entre-elles de pièces en matière plastique. Pour de nombreux emplois, et en particulier, pour l'établissement de réseaux de distribution de gaz, on utilise de plus en plus fréquemment des tubes en matière plastique et particulièrement en polyéthylène. L'assemblage de ces tubes ne peut se faire de façon satisfaisante par collage, et l'on est donc amené à les souder et plus précisément à les thermosouder. Une technique de plus en plus employée consiste à assembler les tubes au moyen de manchons qui comportent un bobinage électrique sur leur face interne, L'opération de soudage est réalisée en raccordant le bobinage à une source électrique qui, par effet Joule,va échauffer Le bobinage et provoquer la fusion de la matière plastique du manchon et du tube réalisant ainsi le soudage. D'autres pièces, telles que prises de branchement, bouchons, etc..., sont également assemblées sur le réseau suivant le même principe. Il existe actuellement plusieurs fabricants de pièces, en particulier en polyéthylène, qui sont assemblées par électrosoudage. Chaque fabricant a établi des règles précises pour souder dans de bonnes condi- tions son matériel. Par suite, L'utilisateur est amené dans la pratique à devoir modifier fréquemment les normes de soudage qu'il doit utiliser en fonction de chaque type de matériel. La question se complique encore par Le fait que Les pièces, provenant de fabricants différents, peuvent être assembLées entre-elles, et d'autre part La question des marques et des sous-marques, et également les évolutions chez un même fabricant d'une même gamme,compliquent encore les opérations et multiplient le risque d'erreur pouvant conduire à des défauts de soudure. L'invention a pour objet d'éviter ces difficultés en permettant à l'utilisateur d'effectuer un soudage automatique quel que soit le type de pièces à souder, et quelle que soit la source de puissance électrique disponible sur le chantier. Le procédé de l'invention se caractérise à cet effet en ce qu'on associe aux pièces à souder une carte d'identification comportant au moins tous les paramètres utiles à la réaLisation de la soudure de ces pièces, on prévoit sur la machine des moyens de lecture de ladite carte, ainsi que de mise en oeuvre d'un programme de soudure correspondant aux paramètres relevés, on prévoit une sonde thermique relevant la température des pièces à souder, et des moyens pour entrer dans ladite machine ce paramètre suppLémentaire de température, et l'on prévoit enfin des moyens de rectification modifiant te programme de soudure en fonction de ladite température relevée sur Les pièces. En procédant de cette façon, on évite la difficulté inhérente à la tenue en permanence d'une liste à jour des pièces disponibles et des spécifications de chaque constructeur, Les pièces étant identifiées au niveau de leur utilisation de façon univoque. En outre, la prise en compte automatique du facteur de température des pièces à souder permet d'obtenir des opérations beaucoup ptus précises et sûres. Selon une autre caractéristique de l'invention, on prévoit au niveau des paramètres d'identification des pièces, des informations redondantes permettant d'assurer au niveau de la machine des opérations de vérification, de contrôle et éventuellement d'arrêt de la machine et d'affichage en cas d'anomalies relevées. Cette redondance d'informations évite des erreurs de lecture ou dtinterpré- tation pouvant provenir par exemple d'un code d'identification détérioré ou partiellement effacé. La machine permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention se caractérise quant à elle en ce que, comportant de façon en soi connue, des moyens de commande et de réglage de la puissance et de la durée du chauffage permettant de réaliser la soudure, elle comporte en combinaison : - des moyens de lecture d'une carte d'identification propre à chaque pièce, - des moyens de lecture liés à une sonde thermique mesurant la température des pièces à souder, - des moyens de programmation déterminant en fonction des paramètres lus issus de ladite carte et de ladite sonde les caractéristiques du programme de soudure à appliquer, et - des moyens de commande de la source électrique de soudage disponible pour appliquer auxdites pièces à souder L'énergie électrique requise déterminée. L'invention et sa mise en oeuvre apparaîtront pLus clairement à L'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés illustrant schématiquement et à titre d'exemple deux modes de mise en oeuvre. Dans ces dessins - la figure 1 est un schéma synoptique d'ensemble montrant l'application du procédé de l'invention, - la figure 2 est un schéma synoptique montrant le fonctionnement de ta machine constituée de deux étages analogique/logique et de puissance, - la figure 3 montre la modification du schéma de La figure 2 dans le cas d'une machine utilisant un étage de puissance extérieur à La machine et devant être piloté. En se référant à La figure 1 on a montré schématiquement deux éléments de conduite 1, 2, en matière plastique, par exempLe du poLyéthylène devant être réunis au moyen d'un manchon 3,également en poLyéthylène qui sera thermosoudé à cheval sur Les extrémités des éléments I et 2 aboutés. Le manchon 3 comprend, de manière cLassique, un bobinage électrique (non représenté) au voisinage de sa paroi intérieure, les extrémités des bobinages étant accessibLes par deux bornes 4, 5, d'alimentation. De façon connue, la thermosoudure du manchon 3 sur les éléments 1, 2, s'effectue en faisant passer entre les bornes 4, 5, une énergie éLectrique précisément catcu- lée pendant une durée déterminée, et ce pour obtenir La montée en température convenabLe à La réalisation d'une bonne thermosoudure des trois pièces 1, 2 et 3. Essentiellement, ces données dépendent de La pièce 3 et en particuLier des paramètres suivants diamètre du manchon, épaisseur de sa paroi, résistance du bobinage électrique intégré, longueur du manchon, qualité de ta matière pLastique, etc... Conformément à L'invention, tous ces paramètres qui dictent les conditions d'exécution du programme de soudure,c'est-â-dire essentielLement la durée et la puissance du chauffage électrique, sont indiqués sur une plaque d'identification, telle que 6 ou 6', attachée ou portée par Le manchon 3. Cette plaque d'identification peut être de tout type approprié, par exemple d'un type code-barres (Lisible par crayon optique ou par laser) code magnétique (lisible par tête magnétique), etc... Ces moyens qui sont bien connus et couramment utilisés dans de nombreux domaines ne seront pas décrits, car ils ne font pas partie de l'invention. La plaque ou carte d'identification 6, si elle est détachabLe est introduite, par exemple, dans une fente d'introduction 7 de l'étage analogique/logique 8 de la machine 9. Les données qu'elle porte sont ainsi introduites et lues par la machine, comme il sera décrit plus loin. En variante, si la carte d'identification reste apposée comme indiqué en 6' sur le manchon 3, elle est lue, par exemple par un crayon optique 10 s'il s'agit d'un code-barres d'identification. Le crayon 10 relié par un fil 11 à L'étage analogique/logique 8 permet l'introduction dans la machine des données d'identification. En outre, il est prévu une sonde thermique 12 dont la prise de température 13 est mise au contact du manchon 3 pour déterminer la température effective de La pièce au début de la soudure. La sonde thermique 12 reliée par le câble multifils 11 à la machine 9 permet d'introduire ce paramètre de température dans L'étage analogique/ logique de la machine. En fonction du programme préétabli interne à la machine, celle-ci détermine, au niveau de l'étage analogique/logique 8 l'énergie devant être délivrée par l'étage de puissance 14 au fil 15 d'alimentation de l'enroulement de chauffage entre les bornes 4, 5 du manchon 3. L'énergie électrique admise par l'étage de puissance 14, dans le fil 15, est fournie par une source d'énergie électrique 35 qui peut être constituée, par exemple, par le courant électrique du réseau ou par une génératrice de chantier. On se reportera maintenant à la figure 2, dans laquelle on a montré plus en détails la conception de la machine 9. Toutes les pièces constituant l'étage analogique/logique 8 ont été incluses dans un rectangle en traitspoints 16 et toutes les pièces concernant L'étage de puissance 14 ont été incluses dans un rectangle en traitspoints 17. L'étage anaLogique#logique comprend un ampli ficateur 18 recevant les signaux d'information contenus dans la carte d'identification 6 ou 6'. Après l'amplificateur 18 on trouve un circuit de mise en forme 19, un circuit de décodage 10, un circuit de vérification-lecture 21 et enfin un circuit 22 de détermination des réglages, qui peut être piloté par un micro-processeur intégré. De la même façon, la sonde 12 de détection des températures transmet ses signaux à un ampli 23 et les signaux amplifiés arrivent à un étage de mesure 24 qui applique au circuit 22 le signal de mesure correspondant. A partir de ce moment, le circuit 22 est capable d'adresser, par le circuit C les signaux de commande à L'étage de puissance 14. L'étage 8 comprend, en outre, un circuit 25 de comparaisons et de contrôles relié au circuit 22 et permettant, par la comparaison des informations redondantes provenant de La carte d'identification 6*u 6' de v#érifier si les opérations en cours sont correctes. En cas d'anomalies détectées, le circuit 25 commande, par une ligne B L'arrêt du cycle de soudure et commande également L'affichage en 26 des défauts , ainsi qu'éventuellement la mise en route d'alarmes et de sécurites. Une surveillance des opérations est, en outre, réalisée de façon continue par un circuit A, permettant de mesurer l'intensité du courant de soudage au moyen d'une boucle de contrôle 27 permettant la détermination de mesuresen 28, Lesquelles sont appliquées au circuit 25 de comparaison et de contrôle et également au circuit 21 de vérification et de lecture. Le réglage approprié de la puissance électrique étant ainsi déterminé au niveau du circuit 22, celui-ci commande l'étage de puissance 14 qui laisse passer en 29 ta puissance requise pendant le temps déterminé en direction du fil 15 d'alimentation du bobinage, puissance fournie par La source d'énergie électrique extérieure 30, telle par exemple que celle du réseau électrique général. Si L'opération s'effectue normalement, la machine affiche en 26 les phases successives en cours d'opération et en particulier le moment où la soudure est réalisée. Si un défaut ou une anomalie apparait, celuici s'affiche également en 26 et le circuit 25 commande par la ligne B le commutateur 31 d'arrêt de L'opération en cours. Selon la variante de La figure 3, on a suppose que l'étage de puissance était extérieur à la machine et non intégré à elle. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir un étage d'adaptation 32 pour le pilotage à par tir de l'étage analogique/logique 8 de la source de puissance 33. Pour le reste, il n'y a pas de modification notable. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour la réalisation, au moyen d'une machine à commande automatique, de la soudure entre-elles de pièces en matière plastique comportant un bobinage intégré permettant le chauffage électrique des pièces à la température convenable de soudure, caractérisé en ce qu'on associe aux pièces à souder une carte d'identification (6, 6') comportant au moins tous les paramètres utiles à la réalisation de la soudure de ces pièces, on prévoit sur la machine (9) des moyens de lecture (18-21) de ladite carte ainsi que de mise en oeuvre (22) d'un programme de soudure correspondant aux paramètres relevés, on prévoit une sonde thermique (12) relevant la température des pièces à souder, et des moyens (23, 24) pour entrer dans ladite machine ce paramètre supplémentaire de température, et l'on prévoit enfin des moyens de rectification (22) modifiant le programme de soudure en fonction de ladite température relevée sur les pièces. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit au niveau des paramètres d'identification des pièces, des informations redondantes, permettant d'assurer, au niveau de la machine des opérations de vérification, de contrôle et éventuellement d'arrêt (25) de la machine et d'affichage (26) en particulier en cas d'anomaties relevées. 3. - Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou La revendication 2, caractérisée en ce que comportant, de façon en soi connue, des moyens de commande et de réglage de la puissance et de la durée du chauffage permettant de réaliser la soudure, elle comprend, en combinaison - des moyens de lecture (7, 10, 18-21) d'une carte d'identification (6, 6') propre à chaque pièce, - des moyens de lecture (23, 24) liés à une sonde thermique (12) mesurant La température des pièces - des moyens de programmation (22) déterminant, en fonction des paramètres lus issus de ladite carte (6, 6') et de ladite sonde (12), les caractéristiques du programme de soudure à appliquer, et - des moyens de commande(29, 32, 33) de la source électrique de soudage disponible pour appliquer auxdites pièces à souder l'énergie électrique requise déterminée. 4. - Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'adaptation (32) et de pilotage (33) d'une source de puissance régulée.