FR 2004702 A1 19691128 FR 6908781 A 19690325 69 08781 n 2004702 La présente invention concerne une transmission dans un appareil à souder par friction dont la vitesse de rotation est programmée, qui peut être commandée par un montage électronique utilisant des circuits pour comparer continuellement la vitesse 5 réelle de la transmission avec la vitesse programmée pendant toute la période de soudage en réglant la transmission, de façon que les vitesses de rotation relative des pièces (ouvrages) en cours de soudage soient ramenées à zéro en fonction d'un programme prescrit. Etant donné que les vitesses de rotation rela-10 tives nécessaire^ des ouvrages peuvent varier lorsqu'on soude une matière de dimension ou de composition différente, et qu'également, la durée de soudage peut varier, un système de commande doit fournir un réglage indépendant, aussi bien des vitesses que de la durée pendant le cycle de soudage, ce qui correspond 15 aux caractéristiques de la présente invention» Dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique ïT° 568 920 du 29 juillet 1966 déposée par C.G. FARMER., il est décrit un appareil à souder dont la vitesse de rotation est programmée et qui est un exemple du type dans lequel le système de 20 commande de la présente invention pourrait être utilisé. Un appareil, à souder par friction, dont la vitesse de rotation est programmée, est décrit dans la demande de brevet précitée, et utilise une liaison de transmission hydrostatique dans son mécanisme d'entraînement qui est utilisée pour faire tourner 25 l'un des ouvrages. Etant donné que la vitesse et la direction d'une transmission hydrostatique peuvent varier d'une façon infinie au-dessous de sa vitesse angulaire maximale, elle constitue une excellente liaison dans un mécanisme d'entraînement d'un appareil à souder par friction, à condition de disposer d'un 30 circuit de commande pour la régler continuellement en fonction du profil programmé de la vitesse par rapport au temps à mesure qu'elle change d'une vitesse angulaire élevée jusqu'à zéro pendant l'intervalle de temps au cours dequel la soudure est achevée. 35 La présente invention est destinée à fournir un circuit de commande pour effectuer un soudage à vitesse programmée comme 69 08781 2. 2004702 celui décrit plus haut, de façon à pouvoir obtenir les avantages de ce type de machine à souder. le système de commande de la présente invention fournit un système de commande exceptionnel pour une liaison de trans-5 mission hydrostatique dans un appareil à souder par friction en engendrant un signal programmé de la vitesse en fonction du temps, en comparant continuellement ce signal à la vitesse instantanée. du moyen d'entraînement et en utilisant toute différence entre la vitesse voulue et la vitesse instantanée du moy-10 en d'entraînement pour ajuster continuellement la vitesse du moyen d'entraînement.. Un circuit de programmation spécial engendre le signal de la vitesse en fonction du temps, et comprend des moyens de réglage, de façon qu'aussi bien l'intervalle de temps que la vitesse puissent être modifiés indépendamment de 15 n'importe quel profil voulu de la vitesse, en fonction du temps du mécanisme d'entraînement en vue d'une phase de fabrication. Des circuits logiques peuvent être inclus, et peuvent sélectionner une commande indépendante soit du moteur, soit de la pompe, et ils peuvent être également réglés, de façon qu'ilr se '20 produise un chevauchement dans lequel aussi bien le moteur que la pompe sont commandés simultanément pour obtenir des vitesses et couples voulus. Le signal d'erreur est additionné avec le signal représentent le déplacement réel de la pompe ou du moteur pour engen-25 drer un signal de correction qui empêche le système de devenir instable ou d'osciller. Ainsi, un signal représentant le déplacement réel de la pompe ou du moteur est renvoyé et est additionné avec le signal d'erreur, et le signal de correction résultant est utilisé pour ajuster le déplacement de la pompe ou du 30 moteur. Dans le cas d'un signal d'erreur nul, ni le déplacement de la pompe, ni le déplacement du moteur ne sont modifiés. Si le signal d'œreur indique que la vitesse est trop élevée, le déplacement de la pompe est réduit ou le déplacement du moteur est augmenté, tandis que si le signal d'erreur indique que la 35 vitesse est trop lente, le ou les réglages inverses sont effectués. 69 08781 3 2004702 La sensibilité de la réaction du système de commande est ajustée de façon qu'elle soit suffisamment au-dessous du point d'instabilité du système pour qu'il soit stable, même si la pompe et le moteur sont commandés simultanément tous les deux. 5 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexes, et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention. 10 Sur ces dessins,: la figure 1. est une élévation de côté, en partie en arrachement, pour montrer les détails et la construction d'un appareil à souder, dont la vitesse de rotation est programmée comme décrit dans- la demande de brevet précitée; 15 figure 2 est une vue analogue -à celle de la figure 1, et montre une seconde forme de: réalisation de l'appareil à souder, à vitesse: programmée ; la figure 3 est un schéma des. commandes hydrauliques utilisées en combinaison avec l'appareil à souder représenté sur 20 la figure t; la figure 4- est un schéma simplifié du système de commande construit suivant la présente invention pour commander l'appareil à souder représenté sur la figure "1 ; la figure 5 est un schéma de montage développé du circuit 25 représenté sur la figure 4; la figure 6 est un schéma de montage de la minuterie et du générateur, de fonctions du programmateur représenté sur la figure là figure 7 est un schéma synoptique destiné à être uti-30 lisé avec une seconde forme de réalisation de l'appareil à souder à vitesse programmée représenté sur la figure 2; la figure 8 montre une comparaison de la vitésse réelle du moyen d'entraînement avec sa vitesse voulue; et les figures 3L et 9B montrent une comparaison de la vi-35 tesse voulue et de la vitesse réelle du moyen d'entraînement pour le soudage de matières données à titre illustratif. 69 08781 4 2004702 Âfin de faciliter la compréhension du système de commande de la présente invention, on va décrire brièvement un appareil à souder- à vitesse, programmée. La figure 1 est une élévation d'un appareil à souder typique à vitesse programmée utilisant 5 une liaison de transmission hydraulique dont la vitesse peut être programmée suivant la présente invention. Dans la transmission, une pompe hydraulique 10 refoule un fluide hydraulique sous pression vers un moteur hydraulique 11 qui est relié directement à un mandrin 23 „ Ce mandrin maintient un ouvrage 10 et le fait tourner lorsqu'il est entraîné. Un second ouvrage est maintenu par un mandrin fixe 24, et est déplacé en contact de frottement avec l'ouvrage tournant pour engendrer la chaleur nécessaire pour effectuer la soudure par friction» La transmission est actionnée en entraînant sa pompe au moyen 15 d'une source d'énergie comme un moteur électrique 12. CLomme dans une transmission hydrostatique classique, la pompe 10 comprend une came 1.3 par l'intermédiaire.dfc. laquelle son déplacement peut être réglé au moyen d'un vérin ou cylindre hydraulique 14 qui place simultanément, un potentiomètre 20 rectiligne 15 pour engendrer un signal électrique, en rapport avec la position de la came. Normalement, dans la gamme inférieure des;: vitesses de la transmission, seul le déplacement de la pompe est réglé, étant donné que le couple maximal de sortie est développé, lorsque le moteur 11 est dans sa position 25 de déplacement maximal. Dès que la pompe atteint un déplacement maximal, on parvient à là vitesse, maximale de sortie de la transmission, à moins que le déplacement du moteur soit ultérieure-men réduit, ce qui augmente encore davantage la vitesse, de la transmission, mais diminue le couple disponible- Habituellement, 30 à- des vitesses élevées, un couple moindre est nécessaire et l'utilisation d'une came d'actionnement 20. avec un vérin ou cylindre hydraulique associé 21 pour réduire le déplacement du moteur, est un moyen nécessaire pour obtenir de plus grandes vitesses de transmission sans avoir à utiliser une plus grande 35 pompe ou plusieurs pompes. Un second potentiomètre rectiligne 22 est associé au cylindre 21 poxir engendrer un signal en 69 08781 5 2004702 rapport avec la position de la came 20. Le fonctionnement de l'appareil à souder par friction programmé décrit ci-dessus est décrit plus en détail dans la demande de brevet précitée. Brièvement, le soudage est effectué 5 en plaçant l"un des ouvrages dans le mandrin rotatif 23, tandis que le second ouvrage est placé dans le mandrin fixe 24» Le mécanisme d'entraînement est utilisé pour accélérer l'ouvrage situé dans le mandrin rotatif jusqu'à la vitesse initiale voulue à laquelle l'ouvrage fixe est déplacé pour le mettre en contact avec 10 l'ouvrage tournant, afin d'engendrer un frottement entre les surfaces ccntiguè's. Ceci engendre suffisamment de chaleur pour faire fondre partiellement et pour souder les deux ouvrages qui sont forgés ensemble en une soudure, lorsque la rotation relative entre les pièces s'arrête. 15 La figure 2 montre une variante de l'appareil à souder représnté sur la figure 1, dans laquelle le mécanisme d'entraînement est modifié en utilisant une pompe à déplacement variable en combinaison avec un moteur à déplacement fixe- Evidemment, ce type de moyen d'entraînement nécessite une pompe présentant 20 une beaucoup plus grande capacité de déplacement que la pompe utilisée dans le moyen d'entraînement de la figure 1 pour couvrir la même gamme de vitesses. Lorsqu'on utilise une pompe à plus grand déplacement?, le système de commande'est simplifié, étant donné qu'il suffit de régler le déplacement de la pompe. 25 Dans une telle forme de réalisation, une pompe 10' est munie d'une came d'actionnement 30 pour modifier son déplacement au moyen du fonctionnement d1un dispositif dfactionnement hydraulique 31 qui place simultanément un potentiomètre rectiligne 32 peur engendrer un signal électrique en rapport avec la position 30 de la came.. La pompe 10' est entraînée par une source d'énergie 33 représentée sous là forme d'un moteur électrique. Le soudage effectué par la machine représentée sur la figure 2 est identique à celui de la machine représentée sur la figure 1, en ce qui concerne les \ritesses, les pressions et les couples appliqués 35 aux ouvrages. Les commandes hydrauliques du moyen d'entraînement 69 08781 6 2004702 représenté sur la figure 1 sont indiquées sur la figure 3, et les composants du circuit représenté correspondant à ceux représentés sur la figure 1, sont désignés par les mêmes numéros de référence. Une servo-vanne 41 avec asservissement hydraulique met 5 en position un dispositif d'actionnement hydraulique 14 de la pompe, et une servo-vanne analogue 40 avec asservissement hydraulique met en position le dispositif d'actionnement hydraulique 21. du moteur 11 de la transmission. Ces servo-vannes avec asservissement hydraulique sont alimentées en fluide hydrauli-■"10 depuis une pompe 42 à partir d'un système de distribution qui comprend un accumulateur 43- L'accumulateur est relié à une conduite de distribution 45 reliée aux deux servo-vannes, et une conduite 46 évacue le fluide hydraulique provenant des deux vannes dans un réservoir 44. le tiroir de la servo-vanne 40 est 15 actionné par un solénoïde électrique 50, tandis qu'un solénoïde électrique analogue 51 actionne la servo-vanne 41. Le solénoïde électrique 50 est relié par des conducteurs 54 à llensemble de programmation et de commande 53, tandis que les conducteurs 55 relient le solénoïde électrique 51 à ce même circuit. Un généra-20 teur tachymétrique 25 fournit, par l'intermédiaire de conducteurs 52, un signal d'entrée au circuit de programmation et de commande où ce signal d'entrée, représentant la vitesse instantanée du moteur, est comparé avec la vitesse de programmation instantanée pendant cet intervalle de temps particulier et un signal de cor-25 rection approprié, si ces vitesses ne sont pas identiques, est transmis par l'intermédiaire des conducteurs 54 ou 55 au solénoïde électrique 50 ou 51 - "Le système de transmission comprend une vanne de détente haute-pression 56 et une vanne de détente basse-pression 5? et 30 est mis sous pression par une pompe de remplissage 60 fournissant le fluide hydraulique d'appoint au circuit de transmission et empêchant une cavitation. On va se référer maintenant à la figure 4. qui montre un schéma synoptique du système de commande électrique construit 35 suivant la présente invention et qui convient pour commander les mécanismes d'entraînement hydraulique décrits en se référant 69 0878.1 7 2004702 aux figures précédentes. Ce système de commande .utilise un programmateur 70 qui engendre un signal de la vitesse en fonction du temps, qui est de préférence un signal électrique modulé en amplitude dont l'amplitude est en rapport avec la vitesse 5 programmée du moyen d'entraînement. Le programmateur peut comprendre la combinaison d'un circuit de rythme et d'un circuit générateur de fonctions modulant le signal provenant du circuit de rythme.. Le programmateur pourrait également comprendre un ordinateur • utilisant une bande perforée ou autre type de pro-10 gramme qui est lu pour engendrer le signal de la vitesse en fonction du temps. A partir du programmateur, un signal de la vitesse en fonction du temps est appliqué à un circuit logique 71 qui reçoit également un signal par l'intermédiaire d'un conducteur 15 72 représentant la vitesse instantanée du moteur d'entraînement (signal d'entrée du tachymètre). Ce circuit logique comprend des circuits destinés à sélectionner l'ensemble correct à commander, c'est-à-dire le moteur ou la pompe, tout en maintenant l'ensemble opposé dans une position de déplacement maximale, 20 s'il commande une transmission dans laquelle les deux ensembles sont à déplacement variable. Le circuit logique compare également la vitesse instantanée voulue du moteur d'entraînement avec.la vitesse réelle du moteur pour engendrer un signal d'erreur, de manière à appliquer les signaux de commande corrects 25 par l'intermédiaire des conducteurs 73 et 74 aux circuits de commande de la pompe et du moteur. Dans la plupart de ces machines, la pompe est entraînée à une vitesse de rotation constante, et, sauf indication contraire, ceci se comprendra aisément d'après la description. A 30 titre d'exemple du fonctionnement du circuit logique, on va supposer que la vitesse maximale du mécanisme d'entraînement est de 3000 tours/minute, et que la capacité de la pompe est insuffisante pour fournir le volume de fluide nécessaire à la vitesse de rotation constante pour atteindre une telle vitesse., lors-35 que le moteur est dans sa position correspondant à son déplacement maximal. Dans ces conditions, la pompe fonctionne avec un 69 08781 8 2004702 déplacement maximal, tandis que le déplacement du moteur est réduit pour atteindre une plus grande vitesse. Avec une telle commande de la liaison d'entraînement, la vitesse du moteur fia tir la gamme comprise entre 1500 et 3000 tours/minute est obtenue en 5 faisant varier le déplacement du moteur.. Dans la gamme comprise entre 0 et 1500 tours/minute, la vitesse est réglée en faisait varier le déplacement de la pompe, tandis que le moteur est maintenu dans une position correspondant au déplacement maximal. Le circuit logique 71 comprend des circuits appropriés pour sélec-10 tionner l'ensemble à régler, tout en maintenant l'autre ensemble à l'état de déplacement maximal. Le signal transmis par le conducteur 73 est additionné à une jonction 75 avec un signal d'équilibrage à zéro provenant du circuit 76 qui est relié à la jonction par un conducteur 77» Le 15 signal d'équilibrage à zéro est utilisé pour ajuster ou équilibrer le système de commande du moteur afin d'obtenir les conditions de fonctionnement initial ou à vitesse nulle pour les deux ensembles. Le signal d'addition provenant de la jonction 75 est appliqué à une seconde jonction 80 où il est additionné avec un 20 signal provenant du circuit 78 de réaction de la came. Le circuit de réaction peut comprendre le potentiomètre rectiligne qui fournit un signal en rapport avec l'angle de la came du moteur et des amplificateurs quelconques ou autre montage nécessaires» Si le signal fourni par le circuit logique plus le signal d'équili-25 brage à zéro a une valeur positive, alors le régulateur 81 de l'angle de came du moteur augmente la vitesse du moteur (en diminuant son déplacement.) D'une façon analogue, si le signal provenant du circuit logique plus le signal d'équilibrage à zéro a une valeur négative, alors la commande de la came diminue la 30 vitesse du moteur (en augmentant son déplacement). Le régulateur de l'angle de came comprend les dispositifs d'actionnement asservi, les servo-vannes à asservissement hydraulique et le dispositif d'actionnement hydraulique qui en réalité met la came du moteur en position comme décrit ci-dessus. 35 Le signal transmis par le conducteur 74 est additionné à une jonction 82 avec un signal provenant d'un circuit 83 69 08781 ^ 2004702 d'équilibrage à zéro et transmis par l'intermédiaire d'un conducteur 84-.- Le circuit 83 sert à ajuster ou à équilibrer le système de commande de la pompe pour les conditions initiales de fonctionnement. Le signal provenant de la jonction 82 est appli-5 qué à une seconde jonction 85 où il est additionné avec un signal de réaction de la position de la came provenant du circuit 87. Le circuit 87 peut comprendre un potentiomètre rectiligne mis en position par le dispositif d'actionnement hydraulique de la pompe, ainsi que les circuits amplificateurs nécessaires. Le sigiïal "10 d'addition provenant de la jonction 85 est appliqué alors au régulateur 86 de l'angle de la came de la pompe pour mettre la came de la pompe en position. Le régulateur de l'angle de la came de la pompe met en position la servo-vanne à asservissement hydraulique qui commande le dispositif dractionnement hydraulique 15 du circuit de commande de la pompe. Le programmateur 70- fournit un signal à un circuit comparateur 91 .qui compare le signal de. vitesse voulue avec un signal de polarisation fourni par un circuit 90 d'achèvement du soudage. Le signal de polarisation maintient normalement une vanne de décharge 92 en position fermée, 20 le signal de polarisation étant surpassé par le signal du programmateur à la fin du cycle de soudage pour ouvrir la vanne de décharge et interrompre l'écoulement du fluide hydraulique vers le moteur, en évacuant le refoulement de la pompe dans le réservoir. La vanne de décharge est située dans le branchement 93 25 entre la pompe et le moteur et interrompt entièrement l'écoulement du fluide hydraulique depuis la pompe. Ainsi, la vanne de décharge sert à empêcher efficacement tout mouvement du moteur après l'achèvement du soudage, étant donné que maintenant le fluide sous pression contourne le moteur. . 30 La construction du circuit de commande est représentée plus en détail sur la figure 5 qui montre le système combiné. Pour plus de clarté, les éléments qui sont identiques à ceux représentés sur les figures 3 et 4, sont désignés par les mêmes ■numéros de référence sur la figure 5* Le programmateur 70 com-35 prend un circuit de rythme 100 et un générateur de fonctions à diodes 101. Le circuit de rythme doit engendrer une tension en 69 08781 10 2004702 trapèzes dont la longueur est déterminée par la longueur de la période voulue et dont la pente est déterminée par, 1*amplitude du signal nécessaire pour actionner le générateur de fonctions à diodes. Ce dernier module le signal de tythme par plusieurs 5 segments rectilignes gui sont réunis de façon que leur somme approche étroitement le profil ou courbe de réponse voulu de la vitesse en fonction du temps du moteur. Le générateur de fonctions à diodes présente des points de rupture ou brisure variables avec des pentes réglables dans lesquelles le point de rup-10 ture se trouve à l'intersection de deux segments restilignes constituant une partie de la courbe composite. Une série de réglages de pente sont également prévus dans le générateur de fonctions à diodes pour régler l'inclinaison de chacun des segments rectilignes. La sommation de tous les segments rectilignes ap-15 proche étroitement le profil voulu de la vitesse en fonction du temps du moyen d'entraînement. La construction détaillée aussi bien du circuit de rythme que du générateur de fonctions à diodes est décrite ci-après en se référant à la figure 6. La sortie du générateur de fonctions à diodes est reliée '20 par un conducteur 102 à une jonction de sommation 103 qui reçoit également un signal provenant d'une porte "OU" par un conducteur 108. La porte "OU" reçoit un premier signal d'entrée depuis le générateur tachymétrique par les conducteurs 52 et 109 et un second signal d'entrée depuis une source de polarisation 107. La 25 source de polarisation peut comprendre une résistance variable reliée à une source de courant appropriée. La porte "OU" est destinée à fournir le signal d'entrée ayant l'amplitude la plus grande à la jonction de sommation. Le signal provenant de la jonction de sommation 103 est amplifié par un amplificateur 110 30 et est appliqué à la -jonction de sommation 75- L© signal provenant de l'amplificateur 110 est additionné avec le signal provenant du circuit de calibrage à zéro 76 à la jonction de sommation 75- Le signai de sommation est ensuite appliqué à une jonction de sommation 80 où le signal est additionné avec le signal 35 provenant du circuit de réaction 78. Le signal final est ensuite amplifié par un amplificateur 111 et appliqué au solénoïde de 69 08781 n 2004702 la servo-vanne 4-0 pour mettre le dispositif d'actionnement hydraulique 21jen position. La pompe est commandée par un circuit analogue, le générateur de fonctions à diodes étant relié par un conducteur 104-5 à une jonction de sommation 105 qui reçoit également un signal depuis une porte "ET" 112. La porte "ET" compare un signal d'entrée reçu depuis le générateur tachymétrique par l'intermédiaire des conducteurs 52 et 116 avec un signal d'entrée provenant du circuit de polarisation 113, et elle transmet à la jonc-10 tion de sommation 105 le plus petit des deux signaux. La jonction de sommation 105 est reliée à un amplificateur 114- qui applique son signal de sortie à une jonction de sommation 82 où il est additionné avec le signal reçu depuis le circuit d'équilibrage 83. Le signal de sommation est ensuite appliqué à une 15 jonction de sommation 25 où il est additionné avec un signal de réaction de position provenant du circuit 87- La somme finale des signaux est appliquée à un amplificateur d'asservissement 115, dont le signal de sortie met le solénoïde de la servo-vanne 4-1 en position pour commander le dispositif d'actionnement hy-20 draulique 14-. Le circuit de rythme 100 est également relié par un conducteur 117 au circuit comparateur 91 décrit plus haut. d'après la description ci-dessus du circuit de commande, on se rend compte que le moteur peut être utilisé pour régler 25 la vitesse du moyen d'entraînement dans la gamme des vitesses élevées, par exemple comprises entre 1500 et 3000 tours/minute, tandis que la pompe peut être utilisée pour régler la vitesse du moyen d'entraînement dans la gamme des vitesses inférieures comprise par exemple entre 0 et 1500 tours/minute. On parvient 30 à(se résultat en utilisant la porte "OU" 106 pour appliquer le plus important de ses deux signaux d'entrée au circuit de commande du moteur, un signal étant le signal de polarisation 107, et l'autre étant le signal provenant du générateur tachymétrlque, de sorte que ce dernier commande le moteur chaque fois qu'il 35 dépasse l'amplitude du signal de polarisation. D'une façon analogue, les changements du déplacement de la pompe règlent la vitesse dans la gamme inférieure, étant donné que la porte "ET" 69 08781 12 2004702 transmet le plus petit des deux signaux provenant du générateur tachymétrique et d'une source de polarisation, Ainsi, en concevant ce circuit de façon qu.e la came de la pompe soit placée dans sa position de déplacement maximal en réponse au signal de 5 polarisation 113 j lorsque le signal provenant du générateur tachymétrique est au-dessous du niveau de polarisation, il est transmis par la porte "ET",.et est utilisé pour commander les circuits de commande de la pompe- Les circuits de commande de la pompe doivent être conçus de façon que lorsque le niveau du 10 signal provenant de la porte "ET" est inférieur au niveau de polarisation, il ait tendance à réduire l'angle de la case de la pompe par rapport à sa position de déplacement maximal. Egalement, comme expliqué ci-dessus, le circuit d*achèvement du soudage fonctionne en utilisant le signal du rythme et 15 en le comparant avec un signal de polarisation provenant du circuit 90. Ainsi, le comparateur doit être conçu de façon à transmettre le signal de polarisation à la vanne de décharge pour la maintenir en position fermée jusqu'à ce que l'amplitude du signal de rythme dépasse le niveau de polarisation, et à cet instant, 20 elle se décharge dans le réservoir». Ainsi, le niveau de polarisation doit être réglé sensiblement, au niveau maximal du signal de sortie du circuit de rythme. Cec'l garantit le naintien de la vanne de décharge en position fermée jusqu'à la fin du cycle ; de fonctionnement, après quoi elle est ouverte pour décharger 25 tout débit de fluide sous pression vers le moteur ou 1« réservoir. En se référant maintenant à la figure 6, on a représenté les schémas de montage détaillés de la minuterie et du générateur de fonctions à diodes. Elus spécialementj le circuit de 30 rythme comprend deux amplificateurs 120 et 121 qui présentent un condensateur 122 dans leurs circuits de réaction et une résistance d'entrée 130, de sorte qu'ils peuvent fonctionner csb-me un circuit intégrateur. Deux interrupteurs 123 et 125 sont jumelés par une liaison 124 et sont utilisés pour mettre le cir-35 cuit de rythme soit en fonctionnement automatique (AUTO), soit en fonction manuel (MAN), comme indiqué sur le dessin* Un 69 08781 13 2004702 commutateur à deux positions 126 est prévu pour relier le circuit de rythme soit à un potentiomètre 127 cLe vitesse de soudage, soit à un potentiomètre 128 de remise à zéro. Il convient de noter que le potentiomètre de vitesse de soudage fournit un 5 potentiel négatif au circuit intégrateur, tandis que le potentiomètre de remise à zéro fournit un signal positif au circuit. Un trajet de réaction de l'amplificateur comporte également une diode 132 qui court-circuite les amplificateurs si le signal de sortie a tendance à prendre une valeur négative. Ces amplificateurs 10 présentent également une résistance 133 qui peut être montée dans leur circuit de réaction par l'interrupteur 123, de façon que les amplificateurs fonctionnent comme un circuit de sommation lorsque le circuit de rythme est mis en position de fonctionnement manuel (MAH). Lorsque le circuit de rythme est en position 15 de fonctionnement manuel, son signal de sortie est déterminé par la position du curseur sur le potentiomètre de commande manuelle 134 qui est relié au circuit d'entrée des amplificateurs par l'interrupteur 125. Le circuit de rythme fonctionne en intégrant le signal qui 20 apparaît à l'entrée de l'amplificateur 120. Le degré dfrintégration, et ainsi, la pente du signal de sortie, sont déterminés par l'amplitude de ce signal d'entrée qui âst déterminée, à son tour, par la position du potentiomètre 127 3® vitesse de soudage. L'amplitude maximale du signal de sortie est dêtermihée par le 25 degré de saturation des deux amplificateurs 120 et 121. Ainsi, la durée de la période peut être réglée en faisant varier l'amplitude des signaux d'entrée de l'amplificateur, par exemple en réglant la position du potentiomètre de vitesse de soudage. On comprendra.plus facilement la description ci-dessus de la sortie* 50 du circuit de rythme d'après les formules suivantes : La sommation des courants à l'entrée des amplificateurs donne E- dE E. 1 _ q o ou o = — i 35 E130 122 dt dt E130C122 En déterminant l'intégrale et en supposant que est-une constante, E0,- % t R130C122 69 08781 14- 2004702 Si a une valeur positive, la fente est négative, tandis que si ce symbole a une valeur négative, la fente est positive, ainsi avec une tension d'entrée négative, la tension de sortie Eq est positive. 5 A la fin d'une période, l'amplificateur reste à l'état sa turé et doit être ramené à l'état initial en plaçant le commutateur de remise à zéro 126, de façon à appliquer une tension positive à l'entrée de l'amplificateur. Cette tension positive provoque alors la diminution de l'amplitude du signal de sortie 10 des amplificateurs jusqu'à zéro. Le signal de sortie des amplificateurs est empêché de devenir négatif par la diode 132 qui court-circuite tout signal négatif directement derrière l'entrée des amplificateurs. Ainsi, le circuit de remise à zéro ramène les amplificateurs à une tension de sortie nulle, et le circuit 15 de rythme peut alors amorcer une nouvelle période. Lorsque les interrupteurs 123 et 125 sont mis en position manuelle (MAïf), la résistance 133 est connectée aux amplificateurs, de sorte qu'ils fonctionnent comme un circuit de sommation avec un gain correspondant à l'unité pour additionner toute ' 20 tension apparaissant à l'entrée des amplificateurs avec la tension précédente. Ainsi, le signal de sortie de l'amplificateur est déterminé par la position du potentiomètre manuel 134-. Le circuit manuel peut être utilisé pour régler le générateur de fonctions à diodes, comme expliqué ci-après. 25 Le générateur de fonctions à diodes comprend plusieurs potentiomètres déterminant les points de rupture 14-0 et les pentes 14-1 montés en parallèle. Les curseurs des deux potentiomètres sont reliés entre eux par un conducteur 14-2 sur lequel se trouve une diode 14-3. Cette dernière devient conductrice 30 chaque fois que le signal provenant du circuit de rythme plus la tension provenant du potentiomètre 14-0 dépasse son niveau de rupture. Un point de rupture ou brisure est l'intersection entre deux segments linéaires constituant une partie de la tension de 35 sortie en gradins du générateur de fonctions à diodes. Le réglage du potentiomètre 14-0 pour un signal particulier sur le 69 08781 15 2004702 conducteur 131 rend la diode 14-3 conductrice et détermine, le point de rupture;, Ceci produit "une tension dont la pente est réglée par la position du curseur du potentiomètre 141, et elle peut etre soit négative, soit positive® Un potentiomètre séparé 5 déterminant les points de rupture et les pentes est nécessaire pour chaque segment de la courbe de tension réalisée. Le nombre des segments utilisés dépend de la complexité de la courbe de tension voulue et du degré d'adaptation de la courbe. Tous les potentiomètres déterminant les. points de rupture et les pentes 1Q sont disposés sous forme d'un montage en parallèle, comme représenté par les potentiomètres indiqués en pointillés 160 et 161, et par la diode 162. Une résistance 141 est connectée par un ecmducteur, 144 à l'entrée d'un amplificateur 146 et par un conducteur 145 à l'en-15 trée d'un amplificateur 14.7» L'amplificateur 146 est muni d'une résistance de réaction 150 et sa sortie est reliée à l'entrée de l'amplificateur 147 par l'intermédiaire d'une résistance 151. L'amplificateur 147 comprend également une résistance 152 et un condensateur 153 montés en parallèle dans son circuit de réac-2Q tion* La combinaison de la résistance 141 et des- amplificateurs 146 et 147 forme un circuit par lequel la' pente du signal de sortie pèùt être réglée à l'état soit positif, soit négatif. Plus particulièrement, la pente du signal de sortie est déterminée par la résistance de réaction 15Q de l'amplificateur 146 25 et par le potentiomètre 141. lia tensions de sortie de l'amplificateur 146 est la suivante î c146 ° B1'îO X e1W 30 où e^^ est la tension aux bornes du conducteur 144 et a est la position, par rapport à une extrémité, du curseur"du potentiomètre 141. e14.7 = e0146 R152 ~ e144 S152 = R152 E150 e144 -35 Rf51 ^141 E151 (1a)E^,j 69 08781 16 2004702 10 15 20 30 35 R152 e14-4- = ^52 R150 - ^2 ,ew r1i5'1 ® ^R/]Zfy] ®^|4.i La pente = R15Q " 1 J3=SJR. e1'44 L> ' a P152 Rf41 La pente est positive lorsque , . "?/jcq est supérieur (1— à l'unité et elle est négative lorsqu'il est inférieur à 1_. Ainsi, la pente peut être réglée en ajustant le curseur sûr le potentiomètre 14-1» Le signal de sortie du générateur de fonctions à diodes est déterminé par la somme des tensions apparaissant à la jonction 160. Naturellement, la somme des tensions apparaissant à la jonction 160 est déterminée par le signal de sortie du circuit de rythme et par les positions des. curseurs des divers potentiomètres déterminant les points, de rupture et les pentes. Ainsi, le signal de sortie du générateur de fonctions à diodes est une tension continue qui peut être correctement calibrée pour représenter la courbe voulue de la vitesse en fonction du temps du moyen d'entraînement à vitesse variableo Le potentiomètre 154- et sa source d'alimentation £non représentée) sont prévus pour fournir un signal de vitesse initiale à l'amplificateur 14-7. D'une façon analogue, le potentiomètre 155 est prévu pour régler le gain du générateur de fonctions à diodes, afin de garantir l'application d'un niveau de signal correct au reste du système de commande. En se référant maintenant à la figure 7, on a représenté un système de commande modifié destiné à être utilisé avec un ensemble comprenant une pompe et un moteur, dans lequel la pompe a une capacité suffisante pour entraîner le moteur à la plus grande vitesse d'entraînement.. Dans ce type de système, il suffit de fournir une comnande pour faire varier le déplacement de la pompe. Ce système utilise quelques éléments qui sont identiques à ceux décrits en se référant au système précédent. Par exemple, le circuit d'achèv&ment du soudage est exactement le même, et la vanne de décharge 92 ouvre le branchement 180. entre 69 08781 17 2004702 la pompe 10' et le moteur 11' de la même façon qu'on l'a décrit plus haut, de sorte que tout fluide sous pression est déchargé dans le réservoir.. D'une façon analogue, le circuit de rythme 100 et le générateur de fonctions à diodes 101 sont identiques 5 à ceux décrits plus haut. Le générateur de fonctions à diodes n'est relié qu'à un seul circuit de commande par un conducteur 170 à sa jonction de sommation 171 qui reçoit également un signal depuis le générateur tachymétrique 25' par l'intermédiaire d'un conducteur 172. 10 Ainsi, la jonction de sommation compare la vitesse réelle du moteur avec sa vitesse programmée et applique un signal représentant une différence quelconque à un amplificateur 173- De signal de sortie de l'amplificateur 173 est appliqué à une jonction de sommation 174 où son signal dë sortie est additionné avec un 15 signal provenant d'un circuit d'équilibrage à zéro 175 pour fournir un signal d'erreur. Gomme expliqué plus haut, le circuit d'équilibrage â zéro est utilisé pour fournil» un état initial de vitesse nulle pour le circuit de commande. Le signal de sortie de la jonction de sommation 174 est appliqué à une jonction 20 de sommation 176 où le signal d'erreur est|ajouté à un signal de réaction de position provenant d'un circuit 177 Qui comprend un potentiomètre rectiligne 32 identique à celui représenté sur la figure 2- Ainsi, la jonction de sommation 176 fournit un signal à l'amplificateur d'asservissement 178 qui 'correspond à la somme 25 algébrique du signal d'erreur et du'signal correspondant à la position, à l'instant considéré, du dispositif d'actionnement hydraulique. Le signal de sortie provenant de l'amplificateur d'asservissement 178 est appliqué au solénoïde d'une servo-vanne 179 qui, à-son tour, place le dispositif dfactionnement hydraulique 31 en conséquence.. 30 Le système de commande ci-dessus fonctionne en engendrant un signal de commande dont l'amplitude, à un instant particulier quelconque, est proportionnelle à une vitesse préalablement choisie du moyen d'entraînement à cet instant considéré, et qui est automatiquement comparé avec un signal représentant la vi-35 tesse réelle du moyen d'entraînement aux jonctions de sommation 69 08781 18 2004702 représentées sur les figures 5 et 7- Si la vitesse réelle est égale à la vitesse voulue, le"signal de sortie de la jonction de sommation est un signal égal à zéro- Tout signal provenant de la première jonction de sommation est appliqué à une seconde 5 jonction de sommation où il est additionné avec un signal de polarisations et d'équilibrage à zéro pour engendrer un signal d'erreur- Ce signal d'erreur est additionné algébriquement avec un signal qui représente la position à l'instant considéré des cames de commande de la pompe ou du moteur et un moyen de régla-10 ge déplace la came de commande pour éliminer le signal d'erreur. Si le signal d'erreur indique que la vitesse doit être réduite, il est additionné avec le signal de réaction pour effectuer cette correction. D'une façon analogue, si la vitesse est trop grande, le signal d'erreur est additionné avec le signal de ré-15 action pour réduire la vitesse. Les figures 8 et 9 montrent les"tracés, réels obtenus avec le circuit de commande de.vitesse ci-dessus, lorsqu'on l'utilise pour commander une transmission hydrostatique d'un dispositif de soudage par friction- La figure 8 montre plusieurs courbes, 20 l'une d'elles .correspondant à la vitessetvoulue, et l'autre à la vitesse réelle pendant une intervalle de temps prédéterminé. D'une façon analogue, la figure 9A indique la vitesse de rotation réelle du moyen d'entraînement, tandis que la figure 9B indique la vitesse de rotation voulue du moyen d'entraînement. . ^-5 De nouveau, on peut voir que la vitesse de rotation réelle du moyen d'entraînement approche étroitement la vitesse de rotation voulue du moyen d'entraînement. LEGENDE DES DESSINS 30 35 ligure Repère 8,9 b a Vitesse de rotation voulue 8,9 a !B Vitesse de rotation réelle 8,9 a G Couple 9 a d Pression 9 B E Energie 9 B CV Force motrice 69 08781 19 2004702 B E ? E I D I C 1 ï I O If S 1» Système de commande programmable pour un moyen d'entraînement à vitesse variable gui comprend une transmission hydros-R tatique avec une pompe hydraulique à déplacement variable et un moteur hydraulique, système caractérisé en ce qu'il comprend un circuit produisant un signal variable de l'amplitude en fonction du temps conformément à un programme préalablement choisi de la vitesse par rapport au temps ; un transducteur entraîné par le 10 moteur hydraulique et engendrant un signal de vitesse proportionnel à la vitesse réelle du moteur; un circuit logique connecté pour recevoir comme signaux d'entrée le signal d'amplitude en fonction du temps depuis le circuit et le signal de vitesse depuis le transducteur, et qui est susceptible de fournir un 15 signal de sortie d'erreur proportionnel à la différence entre les signaux d'entrée;, et un moyen dractionnement relié à la pompe hydraulique à déplacement variable pour modifier son déplacement et qui est également relié pour racev:g±r le signal d'erreur, le moyen d'actionnement modifiant le déplacement dô la pompe en 20 fonction du signal d'erreur.. 2.. Système de commande programmable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une vanne de décharge est prévue entre la pompe et le moteur hydrauliques, et en ce qu'un comparateur est connecté au circuit logique et à la pompe de décharge, de 25 façon que cette dernière décharge tout fluide s'écoulant depuis la pompe vers le moteur lorsque le circuit logique requiert une vitesse nul! pour le aioteur, afin d'éviter un glissement ou décalage du n.oteur. - 3. Système de commande programmable selon la revendication 50 2, caractérisé en ce que la pompe hydraulique et le moteur hydraulique sont J-cus deux/ensembles à déplacement variable et en ce qu'un moyen d'actionnement du moteur est relié au moteur à déplacement variable, le moyen d'actionnement étant relié au circuit logique, ce dernier comprenant des portes "OU" et "ET", 35 de façon à faire varier le déplacement de la pompe pour la gamme des faibles vitesses et à réduire le déplacement du moteur pour 69 08781 20 2004702 la gamme des vitess.es. supérieures, l'ensemble non commandé étant toujours dans sa position correspondant au déplacement maximal» 4» Circuit de commande programmable selon la revendication 2, caràctérisé en ce que le circuit comprend un générateur de 5 rythme variable, relié à un générateur de fonctions de façon que le circuit logique reçoive un signal d1amplitude, variable en fonction du rythme représentant le programme préalablement choisi de la vitesse en fonction du temps. 5» Circuit de commande programmable selon la revendication 10 4, caractérisé en ce que le générateur de. rythme produit une tension augmentant linéairement et qui est proportionnelle à l'amplitude de sa tension d'entrée, et le générateur de fonctions comprend un moyen pour engendrer plusieurs fonctions rectilignes, dont la somme approche le programme préalablement chasi de la 15 vitesse en fonction du temps. 6». Circuit de commande programmable selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moteur hydraulique est un ensemble à déplacement variable et comprend un moyen d1actionnement qui y est relié pour faire varier son déplacement en réponse à un si-20 gnal d'erreur provenant du circuit logique qui est supérieur à une amplitude prédéterminée- 7- Circuit de commande programmable selon la revendication 5, caractérisé en ce que le générateur de rythme comprend une position manuelle dans laquelle l'amplitude de la tension 25 du signal de rythme peut être ajustée: manuellement et en ce que le générateur de fonctions comprend un moyen réglable pour faire varier, la longueur et la pente des fonctions rectilignes de manière à pouvoir façonner ou réaliser n'importe quel profil choisi de. la vitesse par rapport au temps. 30 8— Circuit de commande programmable selon la revendica tion 7, caractérisé en c.e que le générateur de. fonctions est un générateur de fonctions à diodes- 9- En combinaison avec un appareil à. souder, par friction ayant un moyen d'entraînement à vitesse variable, iin système, de 35 commande programmable, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit produisant un signal variable de l'amplitude en fonction 69 08781 211 2004702 du temps, conformément à un programme préalablement choisi de la vitesse par rapport au temps, un transducteur relié à la sortie du moyen d'entraînement et engendrant un signal de vitesse .proportionnel à sa vitesse, un circuit logique connecté pour 5 recevoir comme signaux d'entrée ledit signal d'amplitude en fonction du temps depuis ledit circuitset ledit signal de vitesse depuis le transducteur, le circuit logique fournissant un signal de sortie proportionnel à la différence entre ces signaux d'entrée, et un moyen de commande relié au circuit logique et capa-10 ble, en fonction du signal de sortie, de modifier la vitesse du moyen d1 entraînement d'une façon continue pour réduire la différence entre sa vitesse réelle et sa vitesse programmée .- 10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement à vitesse variable de l'appareil 15 à souder par friction comprend une transmission hydrostatique. 11. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que la transmission hydrostatique comprend re vanne de décharge entre sa pompe hydraulique et son moteur hydraulique,.et un comparateur relié à la vanne de décharge et au circuit logique, 20 la vanne- de décharge évacuant tout fluide s'écoulant entre la pompe et le moteur lorsque le circuit logique requiert une vitesse nulle du moyen d'entraînement, de façon à éviter tout décalage ou glissement du système d'entraînement. 12- Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce 25 que la pompe hydraulique de la transmission hydrostatique est du type à déplacement variable, et en ce que le moyen de commande peut modifier le déplacement de la pompe. 13. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pompe hydraulique et le moteur hydraulique sont tous 30 deux des ensembles du type à déplacement variable et en ce que le circuit logique comprend un moyen pour régler le déplacement de la pompe aux faibles vitesses, et un moyen pour régler le déplacement du moteur aux vitesses élevées, l'ensemble non réglé étant maintenu à un déplacement maximal par le circuit lo-35 gique, tandis que l'autre est réglé» 08781 22 2004702 14-. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que le circuit comprend un générateur de rythme variable relié à un générateur de fonctions, de façon que le circuit logique reçoive un signal d'amplitude variable en fonction du temps représentant le programme préalablement choisi de la vitesse par rapport au temps. . ~ 15» Ensemble selon la revendication .14-, caractérisé en ce que le générateur de rythme produit une tehsiôn augmentant linéairement qui est proportionnelle à l'amplitude de sa tension d'entrée, et en ce que le générateur de fonctions comprend un moyen pour engendrer les diverses fonctions rectilignes dont la somme approche un programme préalablement choisi de la vitesse par rapport au temps. 16. Ensemble selon la revendication 15, caractérisé en ce que le 'générateur de fonctions est un générateur de fonctions à diodes.