Brevet FR2738518A1 — publié le 19970314

TETE DE RODAGE AMOVIBLE POUR LE RODAGE D'ELECTRODES D'APPAREILS DE SOUDAGE. La présente invention concerne une tête de rodage amovible pour appareils servant à roder, en vue de leur réutilisation, des électrodes d'appareils de soudage par points par résistance. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, aux électrodes utilisées dans les appareils de soudage de type mono ou multipoints montés à poste fixe ou portés par des robots. Ces appareils comprennent au moins deux électrodes disposées coaxialement, de part et d'autre des deux pièces à souder disposées en position d'assemblage. Lors du soudage, les deux électrodes, qui sont connectées à une source d'énergie électrique, viennent pincer les deux pièces à souder, de manière à engendrer à l'intérieur de la zone à souder un courant électrique à haute intensité provoquant localement une élévation de température, par effet Joule, à un niveau correspondant à la température de soudage. Les électrodes, réalisées en un matériau présentant une haute conductibilité électrique (tel que du cuivre) présentent un corps cylindrique apte à venir se monter, de façon amovible, sur les mors d'une pince. Ce corps est prolongé d'un côté, par un embout coaxial terminé par une face d'appui plane ou curviligne destinée à venir porter sur l'une des deux pièces à souder. Habituellement, l'embout présente une forme de révolution (par exemple tronconique) allant en se rétrécissant depuis le corps jusqu'à la face d'appui de manière à faire converger les lignes de courant vers les zones à souder et à obtenir, au niveau de ces zones, la densité de courant souhaitée pour atteindre la température de soudage désirée. Bien entendu, ces formes sont adaptées à la nature des pièces que l'on désire souder et sont donc variables d'un poste de soudure à un autre. I1 s'avère que ces électrodes de soudure sont le siège d'une usure intense qui provoque rapidement des déformations de l'embout et, en particulier, de la face d'appui. Cette usure est notamment due à l'établissement d'arcs électriques qui se forment entre l'électrode et la pièce et qui finissent par corroder la face d'appui, étant entendu que plus l'électrode est usée, plus il se forme des arcs, donc plus la corrosion est intense (avec risque de détérioration des pièces à souder), et moins la qualité de la soudure est bonne. De ce fait, dans des installations de production à cadences rapides qui mettent en oeuvre ce type d'appareils de soudage, il est nécessaire de remplacer fréquemment les électrodes de soudage, ce qui engendre une perte de temps importante et des coûts relativement élevés. En vue de limiter ces inconvénients, on a donc proposé des appareils permettant de roder les embouts des électrodes de manière à ce qu'elles retrouvent leur forme avec la précision d'origine. Ces appareils font intervenir des têtes de rodage de forme sensiblement cylindrique, venant se monter de façon amovible dans une couronne porte-outils couplée à un dispositif d'entraînement tel que, par exemple, un motoréducteur ou à un dispositif de roue libre associé à un levier d'actionnement. Chaque tête de rodage comprend au moins une cavité coaxiale munie d'une arête tranchante sensiblement radiale dont le profil correspond à celui de l'embout que l'on veut roder. Dans le cas où l'appareil est destiné à effectuer un rodage in situ des électrodes (sans démontage de cellesci), la tête de rodage peut être double de manière à pouvoir traiter à la fois les deux électrodes coaxiales d'une même pince. Dans ce cas, la tête comprend deux cavités coaxiales opposées destinées à recevoir chacune un embout. Dans le cas où la pince de soudage est à poste fixe, l'appareil de rodage est monté sur un dispositif permettant de mettre en place la tête de rodage entre les électrodes puis de l'ôter, une fois le rodage effectué. Par contre, dans le cas où la pince de rodage est portée par un robot, l'appareil de rodage pourra être monté à poste fixe en un emplacement accessible par le robot, mais en dehors du volume de débattement de ce dernier (réservé au travail qu'il doit effectuer). Toutefois, en raison de leur structure monobloc (réalisée par électro-érosion dans une ébauche de forme cylindrique), ces têtes de rodage présentent de nombreux inconvénients - elles sont relativement coûteuses en raison de leur mode de fabrication, - elles ne peuvent pas être adaptées à la dureté de la matière de l'électrode, - elles ne conviennent que pour une forme déterminée d'embout de sorte qu'il est nécessaire de prévoir une tête de rodage pour chaque type d'embout, - elles ne permettent pas d'assurer un autocentrage précis entre l'électrode et la tête de rodage, ni même un contrôle précis de l'épaisseur de métal enlevée à l'électrode au cours de chacun des rodages. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. A cet effet, elle propose une tête de rodage comprenant, d'une part, un corps sensiblement cylindrique muni de moyens permettant sa fixation déconnectable dans la couronne porte-outils et dont l'une des faces radiales présente une concavité en forme de cuvette, ledit corps présentant, en outre, au moins une cavité prismatique axialement traversante en forme de secteur circulaire dont l'une des faces radiales est plane et, d'autre part, au moins une lame réalisée en une matière plus dure que le corps, conformée de manière à venir s'appliquer contre ladite face radiale et à y être fixée, de façon amovible, à l'aide de moyens de fixation déconnectables, cette lame présentant une arête coupante qui s'étend, en saillie, à une distance prédéterminée de la concavité, cette arête présentant une forme correspondant au profil dudit embout. Grâce à ces dispositions, il devient possible d'utiliser des lames extrêmement dures, par exemple en acier rapide, éventuellement revêtues de nitrure ou de carbonitrure de titane, en carbure monobloc, voire même des lames en céramique, sans que cela pose un quelconque problème d'usinage du corps. La forme en cuvette de la concavité, en général partiellement conique, permet un autocentrage de l'électrode. L'écart entre l'arête coupante et le fond de la concavité permet de régler d'une façon précise la profondeur de coupe et la quantité de matière enlevée par tour. Grâce à son amovibilité, la lame pourra être facilement ôtée et remplacée par une autre lame, par exemple d'angle de coupe différent ou même présentant une arête de profil légèrement différent, convenant pour un autre type d'électrode. Avantageusement, la face de la cavité prismatique opposée à la face radiale présente une forme incurvée facilitant l'extraction des copeaux réalisés par les arêtes coupantes. Bien entendu, l'invention concerne également une tête de rodage dans laquelle les deux faces radiales du corps sont munies de deux concavités coaxiales respectives, cette tête comprenant au moins une lame amovible fixée contre une face radiale d'une cavité prismatique axialement traversante et comprenant deux arêtes coupantes qui s'étendent respectivement en saillie par rapport à la surface des deux concavités. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ciaprès, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en perspective schématique d'un appareil de rodage d'électrodes de soudage par points La figure 2 est une vue en perspective schématique d'une tête de rodage double utilisable dans l'appareil représenté figure 1; La figure 3 est une vue de la face inférieure de la tête de rodage représentée figure 2, retournée à 180" ; La figure 4 est une coupe axiale schématique d'une électrode La figure 5 est une perspective schématique d'une variante à une seule lame coupante de la tête de rodage La figure 6 est une vue de la face inférieure de la tête de rodage de la figure 5, retournée à 180" ;; La figure 7 est une vue en élévation de la tête de rodage selon la flèche F de la figure 6 La figure 8 est une vue analogue à celle de la figure 7 mais à 90" de cette dernière, cette vue montrant les zones d'ancrage de la lame dans le corps. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'appareil de rodage se compose d'un motoréducteur pneumatique 1 dont un pignon de sortie (non visible) engrène avec une couronne dentée porte-outils 2 montée rotative dans un boîtier parallélépipédique 3 qui prolonge axialement le corps du motoréducteur 1. Les deux faces principales, opposées 4, 5 du boîtier 3, sont munies de deux ouvertures circulaires coaxiales à la couronne dentée 2 et de diamètre sensiblement égal au diamètre moyen de cette dernière. Le boîtier 3 se trouve donc traversé de part en part par un passage cylindrique 6, délimité essentiellement par la surface intérieure de la couronne 2, dans lequel peut venir s'engager et se fixer une tête de rodage double, par exemple du type de celle représentée sur les figures 2 et 3 ou 5 à 7. Comme précédemment mentionné, l'appareil de rodage peut être monté sur un support fixe ou mobile. I1 est destiné à roder simultanément les deux électrodes 7, 8 d'une pince à souder (indiquée schématiquement par les traits interrompus 9). A cet effet, les électrodes 7, 8 de la pince (ouverte) sont amenées coaxialement, de part et d'autre de la couronne porte-outils 2. Le serrage effectué par la pince provoque ensuite l'engagement des électrodes 7, 8 au contact des deux profils tranchants de la tête de rodage (qui se trouve, en quelque sorte, pincée par les deux électrodes). L'entraînement en rotation de la couronne porte-outils 2 et donc de la tête de rodage par le motoréducteur 1 provoque ensuite le rodage simultané des deux électrodes 7, 8. L'épaisseur de métal enlevée peut être déterminée à l'avance grâce à un dispositif prenant en compte le nombre de tours, l'effort de serrage de la pince à souder et/ou la vitesse de rotation de la tête de rodage. La tête de rodage 10 représentée sur la figure 2 comprend un corps cylindrique 11, par exemple en acier, dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur de la couronne 2 dans laquelle il vient s'engager. La fixation amovible de la tête 10 dans la couronne est ici obtenue, d'une part, au moyen de crabots 12 prévus sur l'une des bordures circulaires du corps 11 et qui viennent s'engager dans des conformations sensiblement complémentaires de la couronne 2 et, d'autre part, au moyen d'un circlip qui s'engage dans une gorge circulaire 13 prévue au voisinage de l'autre bordure circulaire du corps 11. Les faces supérieure 14 et inférieure 15 de la tête 10 présentent chacune une concavité en forme de cuvette dont le profil correspond à celui d'un embout d'une électrode de soudage E, telle que celle représentée sur la figure 4. Cette concavité comprend un fond plat circulaire 16 prolongé par un congé 17 de profil incurvé puis par une portion tronconique 18 qui s'étend jusqu'à atteindre le niveau de la face 14, 15 qui se présente alors sous la forme d'une couronne. La tête de rodage 10 comprend en outre deux cavités axiales traversantes (lumières) 19, 20 débouchant chacune au niveau des deux concavités et présentant chacune une section en forme d'un secteur circulaire comprenant une face plane radiale 19', 20' et une face incurvée 19", 20", ces deux cavités 19, 20 étant disposées sensiblement symétriquement par rapport à l'axe de la tête. Sur chacune des faces radiales 19', 20' est fixée une lame de coupe 21, 22, grâce à une vis 23, 24 passant dans un perçage transversal réalisé dans le corps 11 de la tête de rodage 10. Cette lame 21, 22 présente deux arêtes coupantes 21', 21" - 22', 22" dont la forme correspond à un demi-profil de l'embout de l'électrode que l'on veut roder, ce profil s'étendant en saillie par rapport à la surface d'une concavité correspondante, à une distance prédéterminée de celle-ci. Dans cet exemple, les cavités axiales 19, 20 communiquent entre elles au niveau de la partie centrale de la tête 10, ce qui permet de réaliser un léger chevauchement des lames 21, 22 à ce niveau. La forme incurvée des faces radiales 19', 20' des cavités axiales 19, 20 est prévue de manière à favoriser l'extraction des copeaux réalisés lors du rodage par les arêtes de coupe 21', 21" - 22', 22" et à éviter que celles-ci ne viennent s'accumuler dans des régions anguleuses. L'électrode de soudage E représentée figure 4 se compose, de façon classique, d'un corps cylindrique 25, d'un embout 26 dont le profil correspond à celui engendré par les lames 21, 22 et une partie tubulaire 27 qui prolonge le corps à l'opposé de l'embout, cette partie servant à assurer la fixation de l'électrode sur la pince. Dans l'exemple représenté sur les figures 5 à 7, la tête de rodage 30 présente une forme générale sensiblement identique à celle représentée sur les figures 2 et 3. Toutefois, dans ce cas, les concavités 37 prévues au niveau des faces supérieure et inférieure 14, 15 sont légèrement décalées vers l'intérieur de la tête, en délimitant chacune, avec la face correspondante, un rebord annulaire 31. Par ailleurs, la tête 30 ne comprend qu'une seule cavité axiale traversante 32 présentant également la forme d'un secteur circulaire, mais d'angle au centre plus important. Contre la face plane 33 de cette cavité vient en appui une lame de coupe 34 du type de celles précédemment décrites. Toutefois, dans ce cas, la lame 34 est mise en place grâce à un passage radial 35 de section complémentaire, réalisé dans le corps cylindrique, le long de l'une de ses génératrices, entre les deux rebords annulaires 34, dans une région adjacente au plan de la face radiale 33. Le maintien en position de la lame 34 contre la face radiale est assuré par son double engagement dans le passage radial 35, le maintien radial étant assuré par la couronne porte-outils 2. Le maintien axial est, quant à lui, assuré par le double engagement précédemment évoqué qui fait intervenir un tenon T équipant le bord axial de la lame et qui s'engage dans une mortaise réalisée dans la partie centrale du corps, et deux portées de contact P1, P2 situées au niveau des bordures supérieure et inférieure de la lame (figure 8). Cette disposition facilite considérablement la réalisation de la tête de rodage ainsi que les opérations de montage et de démontage de la lame 34. Dans cet exemple, la cavité axiale 32 s'étend dans le rebord annulaire 31 au-delà de la concavité 37, de sorte que les copeaux ne se trouvent plus emprisonnés dans la cavité 32 et peuvent s'échapper à l'extérieur. Revendications 1. Tête de rodage amovible pour appareil servant à roder en vue de leur réutilisation, des électrodes (E) d'appareils de soudage par points comprenant chacune un corps (25) prolongé d'un côté par un embout (26) présentant une forme de révolution, cet appareil faisant intervenir une couronne porte-outils (2) couplée à des moyens d'entraînement en rotation (1) et dans laquelle vient se monter, de façon amovible, une tête de rodage (10, 30) comportant une arête coupante (21', 22') dont le profil correspond à celui de l'embout (26) que l'on veut roder, caractérisée en ce qu'elle comprend, d'une part, un corps (11) sensiblement cylindrique muni de moyens (12, 36) permettant sa fixation déconnectable dans la couronne porte-outils (2) et dont au moins l'une des faces principales (14, 15) présente une concavité en forme de cuvette, ledit corps (11) présentant en outre au moins une cavité prismatique axialement traversante (19, 32) en forme de secteur circulaire dont l'une des faces radiales (l9', 20', 33) est plane et, d'autre part, au moins une lame de coupe (21, 22, 34) réalisée en une matière plus dure que le corps (11), conformée de manière à venir s'appliquer contre ladite face radiale (19', 20', 33') et à y être fixée, de façon amovible, à l'aide de moyens de fixation déconnectables (23, 24, 35), cette lame (21, 22, 34) présentant une arête (21', 22') qui s'étend en saillie, à une distance prédéterminée de la concavité, cette arête (21', 22') présentant une forme correspondant au moins partiellement au profil dudit embout (26). 2. Tête de rodage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la susdite concavité présente une forme sensiblement conique permettant un autocentrage de l'électrode (E). 3. Tête de rodage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'écart entre l'arête coupante (21', 22') et le fond (16) de la concavité est déterminé en fonction de la quantité de matière à enlever, par tour. 4. Tête de rodage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face radiale (19", 20") de la cavité prismatique (19, 32) opposée à la face plane (19', 20', 33), présente une forme incurvée facilitant l'extraction des copeaux. 5. Tête de rodage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la susdite plaque (21, 22) est fixée par vissage sur la face plane (19', 20'). 6. Tête de rodage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la lame (34) s'engage contre la face plane (33) grâce à un passage radial (35) réalisé dans le corps cylindrique, le long de l'une de ses génératrices, dans une région adjacente au plan de la face radiale (33). 7. Tête de rodage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux faces principales du corps (11) sont munies de deux concavités coaxiales respectives, ladite tête comprenant au moins une lame amovible (21, 22, 34) fixée contre la susdite face radiale (33) et comprenant deux arêtes coupantes (21', 22') qui s'étendent respectivement en saillie par rapport à la surface des deux concavités. 8. Tête de rodage selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend, d'une part, deux cavités prismatiques axialement traversantes (19, 20) qui débouchent chacune au niveau des deux concavités et qui présentent chacune une section en forme d'un secteur circulaire comprenant une face plane radiale (19', 20'), ces deux cavités étant disposées sensiblement symétriquement par rapport à l'axe de la tête et, d'autre part, deux lames (21, 22) respectivement fixées sur les deux faces radiales (19', 20') et comprenant chacune deux arêtes (21', 22') dont la forme correspond sensiblement à un demi-profil de l'embout (26) que l'on veut roder. 9. Tête de rodage selon la revendication 8, caractérisée en ce que les deux cavités prismatiques (19, 20) communiquent au niveau de la partie centrale de la tête, de manière à permettre un chevauchement des deux lames (21, 22). 10. Tête de rodage selon la revendication 7, caractérisée en ce que les deux concavités sont décalées vers l'intérieur de la tête (30) de manière à délimiter avec les deux faces de section droite de la tête, deux rebords annulaires respectifs (31), et en ce que le passage de mise en place de la lame (34) s'étend entre ces rebords annulaires (31), le maintien radial de la lame étant assuré par un circlip (36) servant à la fixation de la tête (30) dans la couronne porte-outils (2).