Brevet FR2639442A1 — publié le 19900525

Dispositif de contrôle d'avance d'une charge transportêe sur un convoyeur Le domaine de l'invention est celui des charges transportées sur un convoyeur, et notamment des platines porteuses de composants électroniques déplacées sur une chaîne de soudage à la vague. Sur une chaîne automatique, les opérations automatisées sont synchronisées sur le déplacement des charges. Ainsi sur une chaîne de soudure à la vague, le bain de soudure, ainsi que les brosses de nettoyage, par exemple, sont actionnés sélectivement à chaque passage de platine. Pour les opérations nécessitant une préparation avant l'intervention proprement dite sur la charge, il est important de bien suivre le déplacement de la charge sur le convoyeur. Ceci permet de resynchroniser, voire d'arrêter les opérations en préparation lorsque nécessaire. Une première solution semblerait consister å asservir directement le fonctionnement des postes de travail sur la chaîne à la vitesse d'avancement du convoyeur. Cette solution est en fait insuffisante. En effet, les charges transportées sur le convoyeur peuvent être retardées sur leur progression quand bien même le convoyeur continue à fonctionner normalement, notamment en cas de blocage intempestif, ou de ralentissement par glissement relatif de la charge par rapport au convoyeur. Sur une chaîne de soudure à la vague, par exemple, une telle situation peut être extrêmement dommageable. En cas de blocage d'une platine, on observe en effet un débordement d'étain, puis des problèmes de dosage de la vague, non seulement pour la première platine, mais également pour les platines suivantes qui subissent par ricochet elles aussi un blocage sur cs ne- Or obtSent ainsi rapidement un noa#kto important de platines inutilisables. L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients. Selon l'invention, l'objectif est atteint å l'aide d'un dispositif de contrôle d'avance d'une charge transportée sur un convoyeur, notamment d'une platine porteuse de composants électroniques sur une chaîne de soudage a la vague, caractérisé en ce qu'il est constitué par des premiers moyens de calcul théorique de la position de ladite charge sur le convoyeur, lesdits premiers moyens étant enclenchés par le passage de la charge devant des moyens de détection en entrée de chaîne, des seconds moyens de détection de la position réelle de ladite charge sur la chaîne, et des moyens de comparaison de la position théorique et de la position réelle de ladite charge connectés auxdits premiers et seconds moyens, lesdits moyens de comparaison fournissant un signal d'alarme en cas de non coïncidence desdites positions théorique et réelle. De façon avantageuse, lesdits moyens de calcul théorique comportent des moyens de calcul d'un déplacement quantifié de la charge sur le convoyeur, à partir d'une information d'avance réelle du convoyeur. Préférentiellement, les quantas de déplacement de la charge sur le convoyeur correspondent à une fraction de la longueur de ladite charge. De façon avantageuse, lesdits moyens de calcul théorique sont constitués par un registre à décalage, à entrées série/sorties parallèles, et ladite information d'avance réelle du convoyeur est fournie auxdits moyens de calcul théorique par un capteur d'avance délivrant des impulsions de commande du déplacement théorique de la charge, de la valeur d'un quantum de déplacement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de contrôle d'avance comporte des moyens d'affichage de la progression théorique de la charge, formée d'une ligne d'éléments lumineux sélectivement activés par lesdits moyens de calcul théorique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront a la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donnée a titre illustratif et non limitatif et des dessins annexés dans lesquels la figure 1 schématise le fonctionnement du dispositif selon l'invention, représenté par ses éléments essentiels les figures 2a, 2b sont des tableaux schématisant respectivement un cycle de fonctionnement normal et un cycle de fonctionnement interrompu, du déplacement d'une platine sur une chaîne de soudure à la vague comportant un dispositif de contrôle d'avance suivant l'invention la figure 3 est une vue d'ensemble schématisée d'une chaîne équipée du dispositif de contrôle d'avance avec deux capteurs de présence de platine. la figure 4 est un schéma simplifié de cablage d'un dispositif de contrôle suivant l'invention. Comme représenté en figure 1, le dispositif de contrôle comporte un capteur d'entrée 14 de chaque platine sur le convoyeur, un capteur 11 de l'avance du convoyeur et un capteur 17 de présence de platine. Le capteur d'entrée 14 alimente un jeu de registres a décalage 16. La charge e introduite dans le registre transite de case en case sous commande du capteur d'avance 11. Un circuit OU exclusif 18 constate si l'avance théorique de la platine, simulée dans le registre à décalage 16, correspond a l'avance réelle détectée par le capteur de présence 17. En cas d'inadéquation, la sortie alarme 13 est activée. Une description plus détaillée du système va maintenant être p#éséntée, en relation avec les figures 3 et 4. On utilise avantageusement un registre å décalage de type 74164 (entrée série, sorties para)léles > , qut ceesit sur son entrée les informations : 1 = présence de platine ou 9 absence de platine. Ces informations progressent dans les registres grâce a une informatior. issue d'un capteur 31 de type capacitif ou inductif. Les informations sont données a ce capteur à l'aide d'un disque segmenté 32. Si on choisit trois informations par tour de disque, on obtient une information tous les 6,6 cm linéaires environ. Le fait de prélever l'information sur l'axe d'entraînement 33 de la chaîne 30 permet d'asservir l'information d'horloge à la vitesse de la chaîne en s'affranchissant des arrêts éventuels. Un deuxième capteur capacitif 34 situé en début de chaîne 30, mais suffisamment avancé pour que la platine 35 soit totalement engagée, donne l'information d'entrée de platine. Un flanc de platine mesurant environ 33 cm, on obtient environ 5 informations "présence de platine", ce qui correspond a l'évolution de 5 leds 36 allumées. L'absence de platine correspond à l'extinction des leds. Un ou plusieurs autres capteurs 37, 38 peuvent être placés à des points stratégiques de la chaîne, par exemple entrée 37 et sortie 38 de la vague d'étain 39, brosse de nettoyage 40 ou autre. Afin d'éviter au maximum les parasites, l'information des capteurs passe avantageusement sur des opto-coupleurs 41. L'information d'horloge (évolution des platines) doit préférentiellement être retardée entre chaque registre 36, en commençant par le dernier registre afin que l'information d'entrée du dernier registre c'est-à-dire l'information de sortie de l'avant-dernier registre soit bien stabilisée pour éviter les fonctionnements aléatoires. L'état de sortie de chaque registre est visualisé par une diode électroluminescente (L.E.D.) dont le courant est limité par une résistance série. La résistance parallèle permet de ramener l'état haut à 5 V. Un système de remise a zéro permet, È chaque mise sous tension, de mettre toutes les sorties à l'état haut, c'est-àdire LED éteintes, ce qui correspond à l'absence de platine sur la chaîne. Un bouton poussoir 42 permet un RAZ manuel en cas d'intervention sur la chaîne. Un circuit OU exclusif compare l'état "théorique" d'un point du circuit à l'état réel sur le capteur de présence 37 correspondant. Des voyants LED 45, 46, 47 indiquent ltétat des capteurs. Les sorties commandent un buzzer 43 et un relais 44 de coupure de vague. Dans l'exemple de réalisation, schématisé en Fig. 4, la longueur totale de la chaîne est de 4,20 m. Le pas d'échantillonnage correspond à 6,66 cm environ. Il faut donc 420 : 6,66 = 63 L.E.D. pour représenter toute la longueur de la chaîne, c'est-à-dire 8 registres à décalage 55 comportant 8 sorties parallèles chacuns. Un voyant 54 avertit de l'existence d'une alarme, et un voyant 45 scande le cadencement de l'échantillonnage. Un interrupteur permet la mise en fonctionnement général du système et des interrupteurs 57, 58 désactivent le buzzer 43 et le relais coupe vague 44. Le fonctionnement du dispositif de l'invention est le suivant. A la mise sous tension, un réseau R.C. assure la remise à zéro du système, c'est-à-dire que toutes les leds sont éteintes ce qui signifie : "absence de platines sur la chaîne". Dés la mise en marche de la chaîne, des impulsions sont transmises aux entrées CK des registres à décalage. Ces impulsions sont générées par l'association d'un capteur capacitif 31 (capteur d'évolution) et de la roue segmentée 32. Cette roue 32 est placée sur l'axe d'entraînement de la chaîne. Dans l'exemple décrit, on obtient trois informations par tour de roue. Un tour de roue correspond à une avance de 2.0 cm, ce qui donne donc une impulsion tous les 6,66 cm. Pour augmenter la précision du sy tème, il suffit d'augmenter le nombre de segments de la roue. Ce type de prise- d'information permet d'avoir un état figé dans le cas de l'arrêt de chaîne, et d'être directement indexé à la vitesse d'avance de la chaîne. Le capteur 31 est avantageusement de type capacitif de préférence à un système optique, afin de s'affranchir de la pollution (vapeur de flux) qui pertuberait la lecture optique et contraidrait à un nettoyage fréquent. Lors du fonctionnement de la chaîne, chaque platine 35 s'engage en entrée de chaîne. Un capteur capacitif 34 "capteur d'entrée" est placé en début de chaîne 30 de façon à prendre l'information "présence platine" une fois que la platine 35 est totalement engagée sur la chaîne. Dès que la platine 35 arrive sur le capteur 34, l'état de l'entrée du premier registre 36 change et correspond à l'allumage de la première L.E.D. 29. Une platine ou un flanc de platine mesure 33 cm ce qui correspond à l'allumage théorique de 33 : 6,6 = 5 L.E.D. Pratiquement, à cause de l'échantillonnage, 4 à 6 L.E.D. seront allumées simultanément lors du passage d'une platine (5 LED i 1 LED). Tant que la platine est sur le capteur, l'état de l'entrée du premier registre est constant et égal à 1. Dès que la platine a quitté le capteur, l'entrée reprend l'état de départ 0.Le passage de la platine provoque donc un changement d'état de l'entrée qui se traduit par l'allumage de 5 leds environ. Ces 5 leds progressent au fur et à mesure de l'avance de la chaîne. Si une autre platine se présente à l'entrée, l'entrée change à nouveau d'état et le cycle recommence et évolue de la même façon. Si à un endroit critique, par exemple avant passage à la vague, on place un autre capteur 37,38 (capteur de présence ou de sécurité) et qu'on compare à l'aide d'un OU exclusif 27, 28, 48 la sortie du capteur à la sortie parallèle du registre correspondant, on peut obtenir quatre états possibles 1. LED éteinte. (absence théorique de platine état pas de platine réelle sur le capteur de présence (état 0) fonctionnement normal : pas d'alarme 2. LED allumée (présence théorique de platine - état 1), une platine présente sur le capteur de présence (état 1) fonctionnement normal : pas d'alarme ; 3. LED allumée (présence théorique de platine - état 1), Pas de platine sur le capteur de présence par suite d'un blocage avant le capteur (état 0) fonctionnement anormal : alarme 4.LED éteinte (absence théorique de platine - état O), Présence de platine sur le capteur de présence par suite d'un blocage sur le capteur (état 1) fonctionnement anormal : alarme. Ceci est résumé sur le tableau suivant Cas 1 Cas 2 Cas -3 Cas 4 LED éteinte allumée I allumée éteinte présence NON OUI NON OUI Alarme NON NON - OUI OUI Ce qui se traduit en logique LED éteinte = 0 LED allumée = 1 Présence platine = 1 Absence platine = Q Alarme active = 1 Alarme inactive = 0 On peut résumer cela dans un tableau à 2 entrées4 états A B S O O O X O 1 1 O 1 1 i O dans lequel Entrée A : LED Entrée B : capteur Entrée S : alarme La figure 2a représente l'évolution normale, sans interruption et sans alarme, du dispositif de contrôle de l'invention, pour un cycle complet de passage d'une platine sur la chaîne de soudure à la vague. Le tableau représente en colonnes, l'alimentatiôn d'une charge sur le registre (20), les sorties de 15 cases successives du registre simulant le déplacement théorique de la platine (21), la sortie (22) du capteur de présence 17, 37, et la sortie (23) de l'alarme ; en lignes, l'entrée de la platine 24, le passage 25 de la platine devant le capteur de présence 17, 37 et la sortie 26 de platine. La présence théorique 21 d'une platine dans le registre à décalage et la présence réelle 22 d'une platine devant le capteur, sont représentées par des "1". Le passage de la platine sur le capteur (22) coincide soxtie 8 du registre à décalage. Du fait de cette coïncidence, la sortie du OU exclusif 48 reste à O, et n'active pas d'alarme. Il n'y a pas eu blocage ni ralentissement de la platine. A la différence du cycle de la figure 2a, celui de la figure 2b est perturbé à deux reprises la platine a été bloquée ou ralentie avant le capteur, elle a ensuite été bloquée ou ralentie sur le capteur. Dans les deux cas, l'alarme 23 est déclenchée, avec par exemple commande d'arrêt de la chaîne et de la vague puis redémarrage après intervention. Le fonctionnement du système qui vient d'être décrit peut être amélioré au moyen de plusieurs variantes. Pour s'affranchir des parasites ramenés par le secteur, il est avantageux de mettre en série dans l'alimentation secteur un filtre passe bas. Pour éviter les parasites dus à la commutation du relais de sortie (coupure de vague et de chaîne), on utilisera avantageusement un relais statique 44 qui a la particularité de s'enclencher au zéro de tension et de se couper au zéro de courant. Du fait que l'avance de la platine est faite de façon linéaire sur la chaîne, mais que la prise en compte par le système est faite de façon numérique (échantillonnage), on a en sortie du OU exclusif, un créneau à chaque entrée et sortie de la platine 35 sur le capteur. On utilise donc pour chaque capteur 37, 38 une bascule J.K. 50, 51, 56 qui n'actionne la sortie alarme que quand le créenau en sortie du OU exclusif est supérieur à deux informations d'horloge. Si le système coupure de vague et de chaîne est activé, l'alarme reste préférentiellement active jusqu'a l'intervention du service de maintenance. Dans le cas de plusieurs capteurs de sécurité, on peut les connecter à une porte OU 52 qui active le système d'alarme 53 quelque soit le capteur enclenché. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle d'avance d'une charge transportée sur un convoyeur, notamment d'une platine (35), porteuse de composants électroniques, sur une chaîne (30) de soudage à la vague, caractérisé en ce qu'il est constitué par des premièrs moyens (16, 36) de calcul théorique de la position de ladite charge (35) sur le convoyeur (30), lesdits premiers moyens étant enclenchés par le passage de la charge (30) devant des moyens de détection (14,34) en entrée de chaîne, des seconds moyens (17, 37, 38) de détection de la position réelle de ladite charge (35) sur la chaîne (30), et des moyens (18, 27, 28, 38) de comparaison de la position théorique et de la position réelle de ladite charge (30) connectés auxdits premiers et seconds moyens, lesdits moyens de comparaison fournissant un signal d'alarme (13, 53) en cas de non coincidence desdites positions théorique et réelle. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul théorique (16, 36) comportent des moyens de calcul d'un déplacement quantifié de la charge sur le convoyeur, à partir d'une information (11, 31) d'avance réelle du convoyeur. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les quanta de déplacement de la charge (35) sur le convoyeur (30) correspondent à une fraction de la longueur de ladite charge (35). 4. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul théorique sont constitués par un registre à décalage (55), r entrées s#rie/sorties parallèles. 5. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce ladite information d'avance réelle du convoyeur est fournie auxdits moyens de calcul théorique par un capteur d'avance (11, 31) délivrant des impulsions de commande du déplacement théorique de la charge, de la valeur d'un quantum de déplacement chacune. 6. Dispositif selon la revendication 2 ou 5 caractérisé en ce que lesdits moyens fournissant l'information d'avance réelle du convoyeur sont constitués d'un capteur d'avance (31) coopérant avec un disque segmenté rotatif (32), solidaire du convoyeur (30). 7. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (29) d'affichage de la progression théorique de la charge, formée d'une ligne d'éléments lumineux sélectivement activés par lesdits moyens de calcul théorique. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 7 caractérisé en ce que lesdits moyens de détection et/ou les capteurs sont des capteurs de type capacitifs et/ou inductifs.