Brevet FR2760679A1 — publié le 19980918

DISPOSITIF POUR SOUDER PAR CONTACT DES ELEMENTS La présente invention concerne un dispositif pour souder par contact des élé- ments rapportés, en particulier des éléments en matière plastique, comprenant: - un organe de chauffage pour appliquer de la chaleur à une zone à ramollir de l'élément rapporté. et - Lun organe de contrôle pour contrôler la quantité de chaleur fournie par l'organe de chauffage au cours du processus de soudage. Un tel dispositif de soudage est connu de EP-0 335 010 BI. Dans le dispositif dc soudage connu, la mémoire d'ordres est réalisée par une mémoire EPROM, c'est- à-dire une mémoire vive programmable et effaçable. L'aptitude au réglage de ce dispositif de soudage est pourtant limitée dans la pratique, du flait que pour modifier ou adapter le code de programme, il est prati- quement toujours nécessaire de procéder à un changement de la mémoire EPROM, ce qui est toujours malcommode pour le personnel de service de la machine qui doit pour cela ouvrir l'appareil de soudage. En outre, pour changer une mémoire EPROM, il faut disposer de compétences particulières, de sorte que l'échange ne peut être réalisé que par des personnes spécialement formées (et qui, en règle générale, ne sont pas chargées de surveiller l'appareil de soudure) et qui donc ne sont pas toujours disponibles. On a décrit dans EP-0 272 978 BI un procédé de contrôle d'un appareil de soudure pour des raccords enll matière plastique, dans lequel procédé les données concernant le rapport et qui sont à prélever en correspondance par l'organe de lecture de l'appareil de soudure. sont déposées dans des zones d'une carte de configuration spéciale. En partant de cet état de la technique, l'objet de la présente invention est préci- sément de créer un dispositif pour souder qui soit adaptable de façon 3(> particulièrement flexible. aux données et exigences pratiques apparaissant de façon journalière. Pour la solution de ce problème. on prévoit que l'organe de contrôle comprend une unité de commande comportant: - un organe d'entrée de données (lc cas échéant, de lecture) pour l'entrée des données associées aux éléments rapportés: - un circuit de réglage apte à fournir une puissance électrique susceptible d'être appliquée à l'organe de chauffage, en fonction d'une grandeur de pilotage appliquée à l'entrée d'un circuit de réglage: et - une unité de calcul pour déterminer la grandeur de pilotage fournie au circuit de réglage, à partir d'au moins une partie des données fournies selon un code de programme mis en mémoire dans une mémoire d'ordres de l'unité de calcul. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'unité de calcul est apte it réaliser une lènction de chargement de code de programme. par l'intermédiaire tic laquelle un code de programme prédéterminable est susceptible d'être chargé dans la mémoire d'ordres. Grâce à la fonction de chargement de code de programme prévue seloh l'invention, une reprogrammation du dispositif de soudage est possible, sans que l'Po doive pour cela procéder à l'ouverture de l'appareil à souder. Il est avantageusement prévu que le nouveau code de programmes à charger soit amené à l'appareil à souder de l'extérieur par une entrée, qui peut être constituée par une interface d'ordinateur, ou également par un boîtier de communication. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de divers modes de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente schématiquement la structure de base d'un dispositif pour souder ou appareil à souder selon l'invention; - la figure 2 représente schématiquement plus en détail l'unité de calcul 5 dc la figure 1; - la figure 3 représente sous forme d'un schéma à blocs, le processus de chargement de code de programme; et - la figure 4 représente schématiquement sous la forme d'un schéma à blocs. le déroulement d'un processus de soudage selon l'invention. Le dispositif représenté à la figure I se compose d'un organe de contrôle I et d'un organe de chauffage 3 alimenté en puissance électrique par une sortie die puissance 2. L'organe de chauffage 3 petit être constitué d'un bobinage électrique enroulé sur la surface intérieure d'un raccord en matière plastique à souder (ou d'utn autre élément rapporté), ou en variante, il petit s'agir d'un organe de chauffage par ravonnement infrarouge. L'organe de contrôle 1 comporte dans l'exemple de mode de réalisation repré- senté à la figure 1, un organe de lecture ou lecteur 4, une unité de calcul 5. un circuli de réglage 6, ainsi qu'un accès ou entrée 7 réalisé soit comme interface, soit comme organe de lecture supplémentaire. L'organe de contrôle 1 peut comporter en outre un circuit de mesure 8 pour mesurer les valeurs effectives de courant, de tension et de fréquence apparaissant à l]i sortie de puissance, ainsi qu'une entrée de mesure de température 9. par l'intermédiaire de laquelle peut être transmise à l'unité de calcul une température R \120(l1S2,4FR DO([ - q flal', - I extérieure mesuré-e. L'organe de contrôle I peut cependant également être subdivisé d'une autre façon et être constitué en particulier par un microprocesseur. Avant le début du soudage, des données sont adressées à l'organe de contrôle 1 par l'intermédiaire de l'organe de lecture 4. Ces données concernent les raccords en matière plastique à souder - et peuvent être saisies directement sur le raccord à souder, sous la forme de représentations en code-barres, mais elles peuvent égale- ment être mises en mémoire sur une carte magnétique fournie avec les raccords. En ce qui concerne les données, il peut s'agir en détail: - de paramètres d'utilisation tels que par exemple le diamètre, l'épaisseur de paroi, la longueur, le type et la qualité de la matière plastique des raccords en matière plastique à souder, ainsi que de la résistance électrique nominale de la bobine électrique de chauffage, pour une température de référence pré- déterminée avec des paramètres de correction de température; en outre, on peut indiquer à l'avance une intensité ou une tension de soudage: - de paramètres redondants qui permettent un examen supplémentaire des para- mètres d'usage qui ont été lus; et - de paramètres de correction et de surveillance, tels que par exemple la durée de soudage maximale, la tension maximale et/ou le courant maximal, ainsi que des valeurs de tolérance pour la tension, le courant et la fréquence, à l'entrée de puissance 2. L'organe de lecture 4 est réalisé sous la forme d'un organe de lecture de codes- barres, de cartes magnétiques ou d'une autre façon connue. Avant le début d'une soudure, les données saisies par l'organe de lecture 4 sont transmises à l'unité de calcul 5. En outre, est amenée à l'unité de calcul 5, via l'entrée de mesure de température 9, une valeur de température d'environnement. A partir de ces données. l'unité de calcul 5 calcule d'une façon qui sera expliquée plus en détail par la suite, une grandeur de guidage 10, qui est introduite dans le circuit de réglage 6. La tension de soudage présente. créée par le circuit de réglage 6 à la sortie de puissance 2. est réglée par cette grandeur de pilotage. 3() De façon supplémentaire. on peut prévoir qu'un circuit de mesure 8 mesure la tension de soudage effective, ou respectivement le courant de soudage effectif et retourne les résultats de mesure à l'unité de calcul 5. Dans ce cas, la grandeur de pilotage 10 est détermin.ée à partir des données d'entrée transmises par l'organe de lecture 4, des grandeurs de mesure de température obtenues à l'entrée 9 de mesure de température, et des valeurs de mesure courant/tension déterminées par le circuit de mesure 8. Selon la figure 2, l'unité de calcul 5 comporte, pour réaliser ses fonction et d'une façon connue en soi, un microprocesseur (CPU) 11 ainsi qu'une mémoire non transitoire d'ordres 12, dans laquelle est déposé le code de programme. que le micro- processeur 1 1 doit réaliser. Selon l'invention, il est prévu que via l'entrée 7, des codes de programmes différents puissent être chargés dans la mémoire d'ordres 12. Pour cela, l'accès 7 est réalisé selon ull premier mode de réalisation, sous la forme d'un boîtier à mémoire, qui est relié au micro-processeur 11 par un bus de donmées 13. Le nouveau code de programme est alors introduit de façon simple par une carte à mémoire, sur laquelle est mis en mémoire le nouveau code de pro- gramme. Le processus de chargement correspondant est représenté schématiquement suri la figure 3. L'activation de la fonction de chargement est réalisée palr un signal d'activation, qui est émis par la commutation d'un interrupteur extérieur, ou égale- ment par l'enfichage de la carte à mémoire dans le boîtier à mémoire, et qui est transmis au microprocesseur 11 par un câble 14. Dès l'apparition du signal d'activation, la fonction de chargement de code de programme est activée. Ceci a pour effet que le nouveau code de programme est chargé dans la mémoire d'ordre 12 sous le contrôle du micro-processeur 11 et que le contenu précédent de la mémoire d'ordre est déchargé. Après l'achèvement du processus de charge correspondant. est délivrée un message correspondant. En outre, on peut prévoir qu'un test du système soit prévu à la suite. En résumé, lorsque la fonction de chargement est réalisée par l'intermédiaire d'un microprocesseur, la réception du code d'activation est validée par émission d'un signal indiquant que le microprocesseur est prêt à recevoir le code de programme. Ensuite, la bonne réalisation du processus de chargement est validée ou bien un message annonce une défaillance en cas de défaillance au cours du processus de chargement. Selon une deuxième forme de réalisation, l'accès 7 est réalisé sous la tbrmIlic d'une interface, par exemple d'une interface RS-232. Pour uin nouveau chargement dc la mémoire d'ordres 12, on raccorde un ordinateur personnel (PC) à l'interface. Le processus de chargement qui se déroule dans ce cas est décrit ciaprès. Par1 l'intermédiaire d'un code d'activation transmis par le câble 14 au microprocesseur 1 I l'ordinateur personnel met en action d'abord la fonction d'activation duL microprocesseur 11. Ce dernier confirme la réception du code d'activation par l'émission d'un signal de préparation. A la réception du signal de préparation. l'ordinateur émet le nouveau code de programme via le câble 13 ver, Ic microprocesseur 11. Après l'achèvement du processus de chargement. le micro-pro- cesseur 11 adresse une confirmation du bon déroulement du processus de chargc- ment ou bien d'un processus de chargement erroné, comme tel à l'ordinateur person- nel. En résumé, lorsque la fonction de chargement est réalisée par l'intermédiaire 14 \1S200\1 S2)41'R DO)( -,S -.4 I I1 d'un ordinateur personnel (PC), ce dernier émet un code pour activer la lonction de chargement du code de programme. Le PC émet ensuite un nouveau code de programme avec une sommle de contrôle. L'invention permet d'obtenir les avantages décrits ci-après. Pour des raccords enC matière plastique de différentes fabrications, on utilise comme données d'entrée pour l'organe de lecture 4, les différents paramètres fournis en grand nombre par les fabricants. Même lorsque l'on utilise des paramètres identiques, le format de ces paramètres (par exemple la conversion de ces valeurs de paramètres en une représentation en codes-barres) peut être différent. En particulier, les paramètres I 0 peuvent être exposés sur le terrain avec des noms différents spécifiques au fabricant, et dans des tailles et des types différents. Dans ces cas, grâce à l'échange du code de programme prévu selon l'invention, on peut obtenir sans problème l'adaptation du dispositif pour souder à des lormats différents des données d'entrée, ce qui élargit sensiblement les possibilités d'utilisation de l'appareil de soudage selon l'invention. en service pratique. En outre, grâce à l'échange du code de programme, on peut également modifier le processus de soudage comme tel. A la figure 4, on a représenté à titre d'exemple un déroulement de programme ou ordinogramme d'un processus de soudage. Sur la partie gauche de la figure, on a représenté les étapes de programme, et sur la partie droite de la figure, les données d'entrée nécessaires pour l'étape de programme en cause et qui sont reçues via l'organe de lecture 4. Au cours d'une première étape de programme, le micro-processeur 11 calcule à partir des paramètres d'utilisation transmis par l'organe de lecture 4 (diamètre, épais- seur de paroi, longueur du raccord, type de matière plastique, qualité et résistance nominale de la matière plastique) une valeur de consigne, qui donne par exemple la durée, pendant laquclle l'organe de chaulffage est alimenté par une tension de sou- dage prédéterminée. On peut prévoir à cet effet - selon le mode de réalisation concret du code de programme - que pour calculer la valeur de consigne, on prenne en compte la température ambiante, car elle exerce une influence sur la résistance () effective de l'organe dc chauffage électrique. Ceci est réalisé par l'intermédiaire de paramètres de correction de la résistance en fonction de la température qui sont lus dans l'organe de lecture 4, ainsi que par les données de température reçues à l'entrée de mesure de température 9. Dans la deuxième étape de programme, on détermine si l'on doit donner l'autorisation de départ pour le processus de soudage. Ceci peut être contrôlé en effectuant une comparaison entre les paramètres d'utilisation lus et les paramètres redondants également lus, l'autorisation de départ n'étant pas donnée si les para- mètres d'utilisation ne sont pas vérifiés ou corrélés par les paramètres redondants. A côté de ce test de cohérence, on peut également prévoir une comparaison de la résistance calculée (en tenant compte éventuellement de la température ambianite) dc l'organe de chauffage avec la valeur de résistance effectivement mesurée sur le circuit de mesure 8, l'autorisation de départ n'étant pas donnée lorsque l'écart entre ces deux valeurs dépasse un écart maximal prédéterminé. Grâce à cette procédure. oil peut par exemple empêcher que dans le cas d'un échange des données d'entrée rela- tives aux raccords en matière plastique qui leurs sont associés, on autorise un démar- rage qui aurait éventuellement pour effet la destruction immédiate des raccords a souder par contact. Pendant le processus de soudage qui suit, on peut prévoir selon l'étape 3 cle l'ordinogramme, une surveillance de la valeur limite. Dans le cadre de cette surveil- lance de valeur limite, on contrôle en permanence. si les valeurs de tension. de courant, le cas échéant de fréquence déterminées par le circuit de mesure 8. se trouvent dans la zone des valeurs correspondantes maximales ou de tolérance qui onl été reçues comme données d'entrée par l'organe de lecture 4. Si l'écart devient trop important, le processus de soudage est interrompu. Par ailleurs, le processus de soudage se termine après l'écoulement de la durée de soudage donnée par la valeur de consigne. Dans le présent exemple, la grandeur de pilotage 10 est donnée par un signal de tension, qui, avant le début du processus de soudage, présente le niveau 0 et qui. pendant le processus de soudage, présente uin niveau qui correspond à une valeur de tension ou dc courant de soudage prédéterminée, ou bien qui est obtenue coimme donnée d'entrée par l'organe de lecture 4. et qui, après l'écoulement de la durée die soudage donnée par la valeur de consigne calculée, prend à nouveau la valeur 0. On peutit en outre prévoir un contrôle de déroulement optimale du processus dIc soudage, tel qu'exposé à l'étape 4 de l'ordinogramme. Dans ce cas, à l'étape 1. on calcule comme valeur de consigne, non pas la durée totale du processus de soudCage. mais le travail de soudage de consigne. En fait, il s'agit du travail de soudage qui doit être réalisé au total au cours du processus de soudage. Dans le cadre de la commande de déroulement. on fournit en permanence a l'unité de calcul 5, à partir du circuit de mesure 8, une valeur mesurée dc la puis- sance de soudage instantanée (Ueffmes x leffnes). Par intégration de la puissance dle soudage sur la durée de soudage, l'unité de calcul 5 calcule le travail de soudage cldjia réalisé. Ce travail de soudage calculé est comparé en permanence avec la valeur de consigne du travail de soudage, calculée à l'étape 1. A la différence du mode de réa- lisation sans contrôle de déroulement, dans lequel la fin du processus de soudage est déterminée par l'écoulement de la durée de soudage prédéterminée, l'interruption du R \I S200\1 294FR DO( - q m 1. (, I I processus de soudage est réalisée ici lorsque le travail de soudage a atteint le travail de soudage de consigne donnée à l'avance par la valeur de consigne calculée. A la différence du contrôle purement temporel du processus de soudage, le contrôle de déroulement offre l'avantage de permettre la surveillance du soudage pendant le processus de soudage effectif. S'il apparaît par exemple, de façon intem- pestive, pendant le processus de soudage, un courant de chauffage exagéré qui a pour conséquence un dégagelment de chaleur accru dans la zone de soudagc, du fait de ce courant exagéré, le travail de soudage effectif mesuré augmente plus vite, ce qui a pour conséquence que le travail de soudage de consigne calculé est plus vite atteint 1 0 et que le processus de soudage est interrompu avant l'écoulement de la durée de soudage. Selon l'étape de programme 5, on peut prévoir une documentation du proces- sus de soudage, en ce qui concerne ses principales données de déroulement. A partir du déroulement du programme qui vient d'être exposé, on voit claire- ment que des déroulements de programmes différents sont possibles, en ce qui concerne la réalisation de toutes les étapes de programmes I à 5. A l'étape 1, on peut déterminer la valeur de consigne, par exemple en tenant compte ou pas de la tempé- rature ambiante. Aux étapes 2 et 3, on peut prévoir, comme cela a été expliqué, les déroulements différents des processus de vérification et de surveillance. L'étape 4 est 2 0 une étape d'optimisation, ce qui signifie que si le déroulement du programme s'effectue par commande purement temporelle du processus de soudage, elle peut être contournée. Enlin, également en ce qui concerne la documentation de chaque processus de soudage individuel, concernant la sélection des données caractérisantes, en fonction des situations concrètes en service, on peut envisager un grand nombre de processus de documentation différents. L'avantage de la présente invention réside également dans le ifait qu'une repro- grammnation du déroulement du programme de soudage est possible sans dispositions particulières en ce qui concerne les étapes de programme données à la figure 4 à titre d'exemple. Grâce au chargement simple prévu selon l'invention d'un nouveau déroulement de prl-ogramlme, on peut passer d'un contrôle temporel du processus de soudage à un contrôle de déroulement, grâce auquel on obtient, le cas échéant, de meilleures résultats de soudage. En outre, on peut tenir compte de façon simple de conditions de documentation diffélrentes par la reprogrammation simple selon l'invention, du code de programme. En résumé, on peut considérer de façon sûre que grâce à la fonction de chargement de code de programme prévue selon l'invention, on a créé un dispositif ou appareil de soudage plus flexible et également, par voie de conséquence, plus puissant. :1,'1"11(; 1-'hlS- 7/1 1 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles a' l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. R \15200\15294FR DO(' -, S J -8}, II REVENDICATIONS I.- Dispositif pour souder par contact des éléments rapportés. en particulier des éléments en matière plastique, comprenant: - un organe de chauffhge (3) pour appliquer de la chaleur à une zone à ramollir de l'élément rapporté. et - un organe de contrôle (1) pour contrôler la quantité de chaleur fournie par l'organe de chauffage (3) au cours du processus de soudage, dans lequel l'organe de contrôle comprend une unité de commande comportant: I () - un organe d'entrée de données (- le cas échéant de lecture) (4) pour l'entrée des données associées aux éléments rapportés; - un circuit de réglage (6) apte à fournir une puissance électrique susceptible d'être appliquée à l'organe de chauffage (3) en fonction d'une grandeur de pilotage (10) appliquée à l'entrée du circuit de réglage (6); et - une unité de calcul (5) pour déterminer la grandeur de pilotage (10) fournie au circuit de réglage (6), à partir d'au moins une partie des données fournies selon un code de programme mis en mémoire dans une mémoire d'ordres (12) de l'unité de calcul (5). 2.- Dispositif pour souder par contact des éléments rapportés. en particulier des éléments en matière plastique, comprenant: - un organe de chauffage (3) pour appliquer de la chaleur à une zone à ramollir de l'élément rapporté. et - un organe de contrôle (1) pour contrôler la quantité de chaleur fournie par l'organe de chauffage (3) au cours du processus de soudage, l'organe de contrôle ( 1) comportant: - un organe d'entrée de données (- respectivement de lecture) (4) pour l'entrée des données associées aux éléments rapportés; - un circuit de réglage (6) apte à fournir une puissance électrique susceptible 3() d'être appliquée à l'organe de chauffage (3) en fonction d'une grandeur de pilotage ( 1 0) appliquée à l'entrée du circuit de réglage; et - une unité de calcul (5) pour déterminer la grandeur de pilotage (10) fournie au circuit de réglage (6). à partir d'au moins une partie des données fournies selon un code de programme mis en mémoire dans une mémoire d'ordres (12) de l'unité de calcul (5), caractérisé en ce que l'unité de calcul (5) est apte à réaliser une fonction de chargement de code de programme. par l'intermédiaire de laquelle un code de programme prédéterminable est susceptible d'être chargé dans la mémoire d'ordres (12). R \15200\1 S294FR l))(' - s Illal 1')) - I(0/1 I