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Est A
(3)
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Sys
(2)
[9][_]
Tif
(2)
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Trai
(2)
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Dra
(2)
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DANS
(1)
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Tir
(1)
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Neur
(1)
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RLS
(1)
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PDR
(1)
[17][_]
Tric
(1)
[18][_]
Appa
(1)
[19][_]
Physical
(5/ 8)
[20][_]
10 msec
(3)
[21][_]
5 msec
(2)
[22][_]
de 10 msec
(1)
[23][_]
de 12 V
(1)
[24][_]
de 8 msec
(1)
[25][_]
Disease
(2/ 3)
[26][_]
Tic
(2)
[27][_]
Rupture
(1)
[28][_]
Generic
(1/ 2)
[29][_]
cations
(2)
[30][_]
Molecule
(1/ 1)
[31][_]
aluminium
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519291A1
Family ID 1967361
Probable Assignee American Petrofina Co Of Texas
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title APPAREIL DE FREINAGE ET SYSTEME D'INSPECTION D'APPAREIL EN
FONCTIONNEMENT POUR LES MACHINES DE SOUDAGE PAR ROTATION
Abstract
_________________________________________________________________
ON DECRIT UNE METHODE ET UN APPAREILLAGE, UTILISABLES DANS LA
TECHNIQUE DE SOUDAGE PAR ROTATION, PERMETTANT DE FREINER UN OUTIL
CONTINUANT A TOURNER ALORS QU'IL DEVRAIT ETRE A L'ARRET ET PERMETTANT
AUSSI DE CONTROLER LA QUALITE DE LA SOUDURE.
A CET EFFET, ON UTILISE UN DETECTEUR, NOTAMMENT UN DISPOSITIF OPTIQUE,
DONT LES INFORMATIONS SONT REPRISES PAR UN DISPOSITIF DE TRAITEMENT
EMETTANT UN SIGNAL EN CAS D'ANOMALIE. UN DISPOSITIF INDICATEUR RECOIT
CE SIGNAL ET DONNE UNE INDICATION DE L'ENDROIT OU SE PRODUIT
L'ANOMALIE.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention se rapporte a un appareil
de freinage ainsi qu'a une methode et un appareil pour con-
troler les machines de soudage par friction de matieres
thermoplastiques Plus particulierement, la presente inven- tion
concerne un appareil electromecanique pour determiner
la qualite de la soudure produite par une machine de souda-
ge par rotation a un ou plusieurs arbres, ainsi qu'une me-
thode et un appareil permettant de donner l'alarme et/ou
d'ejecter les produits contenant des soudures defectueuses.
L'invention se rapporte egalement a un moyen de freinage
integral d'un axe en mouvement.
Selon l'etat de la technique se rapportant a l'assemblage d'articles
thermoplastiques par soudure par
friction, on peut utiliser un appareil qui soude par rota-
tion des sections d'articles thermoplastiques qui sont collees
ensemble et disposees axialement Les sections sont amenees en rotation
relative l'une par rapport a l'autre et ensuite disposees axialement
bout a bout de maniere a etre collees l'une sur l'autre Dans un
appareil comme celui decrit dans le brevet US RE 29 448, une des
surfaces est amenee contre l'autre section que l'on fait ensuite
tourner, ce qui produit de la chaleur de friction
qui soude les pieces l'une a l'autre.
L'appareil decrit ci-dessus peut faire partie
d'un appareil plus grand tel que celui decrit dans le bre-
vet US no 3 800 376 pour realiser plusieurs operations
successives avec des sections de conteneurs individuels.
Naturellement, la presente invention peut egale-
ment etre utilisee avec d'autres appareils similaires a
ceux decrits ci-dessus.
Generalement, au cours du procede de soudage par
rotation, les soudures sont produites par l'energie cine-
tic emmagasinee dans l'outil en rotation Lorsque deux surfaces
fonctionnelles qui doivent etre soudees sont mises en contact intime,
l'energie cinetique est di*sipee
sous forme de chaleur, conduisant a la fusion ou la sou-
dure des surfaces mises en contact.
Dans la description qui suit, on appelle une
soudure defectueuse un lien n'ayant pas une resistance -2-
adequate, et qui est habituellement du a un defaut prove-
nant soit de la perte d'une des surfaces qui doivent etre
soudees, soit d'un compose manquant ou d'un mauvais assem-
blage, ou encore d'un defaut mecanique de l'outil en rota- tion, ou
finalement de la position en rotation d'un des
composes qui doit etre soude.
Lorsqu'un tel defaut apparait et que l'outil ou
l'arbre continue de tourner, il devient difficile de char-
ger un nouveau compose sur l'arbre L'arbre mouvant doit
etre a l'arret lorsque l'on charge le compose, afin d'em-
pecher que ce dernier ne s'echappe de la surface de l'outil en
rotation, qui peut d'ailleurs tourner a une vitesse aussi elevee que
2000 t/min Il n'existe pas dans l'etat anterieur de la technique un
systeme de freinage complet,
de l'arbre ou de l'outil sur lequel on place les conte-
neurs, de maniere a arreter la rotation de l'arbre afin de pouvoir
charger une nouvelle section de conteneur sur
celui-ci pendant qu'il est a l'arret Le systeme d'inspec-
tion d'un outil en fonctionnement decrit dans la presente invention
est destine a detecter une rotation excessive
d'un outil tournant, a un moment, dans le procede de sou-
dure par rotation, o l'outil devrait etre a l'arret.
Parmi les appareils de soudage par rotation connus, il parait
necessaire de pouvoir determiner d'une
maniere appropriee quand une soudure de conteneur est de-
fectueuse, ou quand une soudure d'un conteneur termine est
fracturee De plus, il est necessaire de pouvoir identifi-
er et d'enlever tout produit defectueux, par exemple un conteneur,
pour que l'on ne puisse pas l'utiliser et par la suite devoir jeter
son contenu Il est souhaitable de realiser cette operation avec
precision et automatiquement,
pour augmenter le debit de production du systeme global.
De plus, il est necessaire et souhaitable de pouvoir iden-
tifier toute piece particuliere de l'equipement dans la-
quelle on produit une grande quantite de conteneurs defec-
tueux, de maniere a ce que l'on puisse y remedier.
De plus, il est necessaire d'envisager un sys-
teme de controle pour un appareil tel que decrit ci-dessus, qui puisse
etre reinsere dans des equipements existants ou -3- incorpores dans de
nouvelles unites et qui par consequent
utilise une source de puissance a bas voltage.
La presente invention a pour objet un systeme de freinage complet pour
arreter un outil ou un arbre sur le- quel un produit tel qu'une
section de conteneur doit etre placee. La presente invention a
egalement pour objet une methode et un appareillage pour determiner le
defaut d'une soudure de matiere thermoplastique et pour enlever ou
ejecter les produits ayant des soudures defectueuses.
La presente invention a egalement pour objet une methode et un
appareillage pour la determination d'une
unite particuliere produisant un nombre excessif de pro-
duits defectueux, pour l'identification du probleme de l'equipement ou
pour la mise hors circuit automatique de l'unite. La presente
invention a encore pour objet un dispositif de controle qui peut etre
reinsere dans des
equipements existants.
Le systeme de freinage de la presente invention est caracterise en ce
qu'il comprend un dispositif de freinage d'une machine de soudage par
rotation, a un ou plusieurs arbres, ayant des moyens de freinage
associes
avec chaque arbre.
Dans le cas o il y a un arbre superieur et un arbre inferieur, il est
preferable de prevoir des moyens de freinage pour chacun Le systeme de
freinage consiste
de preference en une came pour ajuster l'action du frei-
nage avant le chargement d'un produit ou d'un compose sur l'arbre. Le
systeme de freinage consiste de preference en un frein a ressort
commande par came, adapte pour s'appliquer contre une surface de
freinage resistante a l'usure et qui est auto-ajustee et ajustable et
qui ne
calera pas les arbres.
L'appareillage et la methode d'inspection de la
presente invention sont caracterises en ce qu'ils com-
prennent soit un systeme a arbre unique dans lequel le dispositif
opere de preference sur base d'un ajustement -4- suivant l'initiation
de la soudure, soit un systeme a
arbre multiple dans lequel le dispositif examine le pro-
duit par balayage en un point fixe dans une position de rotation de la
machine, et donne ensuite l'alarme et/ou
ejedte tout produit defectueux.
Dans le cas plus complexe de l'arbre multiple, le systeme selon
l'invention comprendra un dispositif
pour detecter si un outil ou l'arbre est en fonctionne-
ment, par exemple en determinant si l'arbre tourne en un endroit apres
que la soudure ait ete realisee alors que
l'arbre devrait etre a l'arret, ce qui indique l'appari-
tion d'une soudure defectueuse Lorsque l'on detecte cet
arbre en mouvement, on peut utiliser soit un signal me-
canique, soit un signal lumineux, soit une alarme pour
identifier l'endroit o se trouve le produit defectueux.
On utilise de preference un signal mecanique, qui peut egalement etre
utilise pour mettre en action le
dispositif d'ejection du produit defectueux, ce disposi-
tif percoit la presence du signal mecanique et fait agir
le mecanisme d'ejection.
De preference, le systeme comprendra aussi un
dispositif pour determiner le nombre de produits defec-
tueux attribuables a chaque piece de l'equipement, ce, dispositif
devant, si le nombre de soudures defectueuses devient excessif,
fournir une note automatique d'entretien
ou enclencher le systeme de mise hors circuit.
D'autres objets et avantages et autres nouvel-
les caracteristiques de l'invention feront partie de la
description detaillee presentee ci-apres.
L'invention est egalement decrite a l'aide de dessins qui illustrent
plusieurs modes d'execution et
servent a en expliquer ses principes.
La Figure 1 represente une vue en perspective d'une machine qui peut
etre utilisee avec le systeme de
l'invention et qui fournit les moities superieure et in-
ferieure des conteneurs en plastique a partir des piles o elles sont
emboitees, qui assemble ces moities de conteneur pour former des
conteneurs, qui remplit ces
derniers et qui fixe des capsules sur le sommet des con-
-5- teneurs. La Figure 2 represente une vue schematique en
plan de la machine representee a la Figure 1.
La Figure 3 est une vue d'une coupe verticale a travers l'unite de
soudage par rotation de la machine
representee aux Figures 1 et 2.
La Figure 4 represente une coupe verticale du sommet de l'outil
d'assemblage de la Figure 3, montrant
le dispositif de frein en coupe.
La Figure 5 represente une vue en coupe selon
la ligne A-A de la Figure 4.
La Figure 6 represente un diagramme du systeme
d'inspection de l'arbre en fonctionnement, selon la pre-
sente invention.
La Figure 7 represente un diagramme du systeme
d'ejection de produits defectueux selon la presente in-
vention. La Figure 8 represente un diagramme du systeme
de detection de l'arbre en fonctionnement de la Figure 6.
La Figure 9 represente un diagramme de la minu-
terie du drapeau de repere.
La Figure 10 represente le tableau de reparti-
tion du temps du systeme decrit aux Figures 6 et 7.
Il sera avantageux au debut de decrire la cons-
truction complete en general, ainsi que les operations
d'une machine de soudage par rotation, afin de mieux com-
prendre le systeme de l'invention On doit comprendre que les details
de la machine de soudage par rotation decrite
ci-dessous, sont uniquement des exemples, et que le frei-
nage ainsi que les systemes de detection et d'ejection de la presente
invention peuvent aussi bien etre utilises
avec d'autres machines Une machine effectuant des soudu-
res par rotation est illustree aux Figures 1, 2 et 3.
Cette machine assemble des conteneurs en plastique a par-
tir d'alimentations en vrac de demi-conteneurs emboites,
remplit les conteneurs et encapsule et scelle les ouver-
tures superieures des conteneurs remplis.
Les conteneurs sont assembles a partir de moities superieures 4 et de
moities inferieures 6 de conteneurs, -6-
fabriquees separement, les deux moities de chaque conte-
neur etant soudees par friction en milieu du conteneur.
La machine a la forme et la structure d'une tab-
le 8, sur laquelle se trouve un panneau de controle 10,
une serie d'unites de traitement et des moyens pour trans-
ferer les parties de conteneur entre ces diverses unites.
Les unites de traitement ainsi que les moyens de transfert sont
entraines par des engrenages en prise disposes selon la configuration
donnee a la Figure 2 De preference, on n'utilise qu'une unite
d'entrainement pour communiquer le
mouvement de rotation a chaque engrenage et a chaque uni-
te de traitement correspondante et a chaque moyen de transfert Les
cercles decrits par les points de contact des dents des engrenages
sont de preference en alignement
avec les cercles decrits par les centres des demi-conte-
neurs, et des conteneurs, lorsque ceux-ci parcourent le systeme, le
centre etant le point de percee de l'axe du
conteneur'dans le plan median Toutes les trai-
tement se meuvent par rotation, et les transferts entre les unites
s'effectuent par rotation de roues dentees,
permettant un arrangement compact et efficace comme in-
dique a la Figure 1 Les moities superieure et inferieure 4 et 6 des
conteneurs sont delivrees a partir de la roue en etoile 18 en
alignement avec les lignes medianes d'un
mandrin cylindrique superieur 150 et d'un mandrin cylin-
drique inferieur 152 Les mandrins sont montes de facon a se mouvoir
sur un chemin circulaire autour de l'axe
central 32 de l'unite de soudure par rotation (Figure 3).
Le transfert s'effectue en une zone angulaire o la roue en etoile se
meut peripheriquement en etant tangente au chemin suivi par les
mandrins superieur et inferieur Ce
transfert est assure par des rails de guidage convention-
nels 154 comme illustre a la Figure 2 Les parties finales des rails
154 coupent le chemin des demi-conteneurs sur la roue en etoile 18 et
forcent les demi-conteneurs a aller sur le mandrin plutot que de
continuer a tourner autour de l'axe de la roue en etoile Le dispositif
de roue en etoile 18 comprend des plateaux 156 superieur et
inferieur, generalement circulaires, possedant des enco-
-7- ches semi-circulaires 118 disposees circonferentiellement a leur
peripherie pour engager les peripheries externes
des demi-conteneurs 4 et 6 Les encoches des plateaux su-
perieur et inferieur sont superposees, et les paires d'en-
coches superposees forment des zones qui comprennent des.
endroits d'entrainement du dispositif de roue en etoile 18 Les
plateaux 156 sont entraines par un arbre 158 qui passe a travers un
cylindre stationnaire 160, et qui est
connecte a sa partie inferieure a un engrenage d'entrai-
nement 39 Cet axe 158 est tourillonne dans les paliers supportes par
la table 8 et indiques par la reference
161 dans la Figure 3.
L'engrenage 43 d'entrainement de l'unite de soudage par rotation est
attache a un axe d'entrainement creux 166, se prolongeant vers le haut
vers l'axe central 32 de l'unite de soudage par rotation Cet arbre
creux peut tourner sur des paliers 168, 170 et 172 qui sont
situees entre l'arbre vertical fixe 174 et l'arbre d'en-
tra Inement creux 166.
A son extremite superieure, l'axe central fixe 174 supporte un
dispositif stationnaire de mise sous vide, generalement indique par la
reference 176, et un chemin de came annulaire 178 La table 8 possede
egalement un dispositif de mise sous vide 180 ainsi qu'un chemin de
came annulaire 182.
Il serait avantageux de decrire en general les operations de soudage
par rotation afin de former une base
pour la description detaillee presentee ci-apres Les
demi-conteneurs, une fois alignes avec les axes centraux des arbres ou
mandrins superieur et inferieur 150 et 152,
sont entoures par ces arbres pour etre mis en rotation.
Les arbres tournent par rapport a l'axe central 32 de l'unite de
soudage par rotation et se meuvent egalement
verticalement tout pres l'un de l'autre lorsqu'ils entou-
rent les demi-conteneurs L'arbre inferieur 152 qui entou-
re la moitie inferieure tourne en plus autour de son axe propre
pendant l'operation de soudure par rotation Une fois que les
demi-conteneurs sont soudes par friction, les arbres se separent et
liberent ainsi les parties -8-
jointes du conteneur.
Chacun des arbres se meut verticalement sur un axe fixe tout en
tournant autour de l'axe central de l'unite 32 de soudage par rotation
Les arbres relatifs au mandrin superieur 150 portent la reference 184
tandis
que ceux relatifs au mandrin inferieur portent la refe-
rence 186 Chaque arbre superieur 184 est prolonge vers le bas depuis
le support 188, tandis que chaque arbre inferieur 186 se prolonge vers
le haut depuis le support
Les supports 188 et 190 sont entraines par la rota-
tion de l'axe principal 166 au centre de l'unite 32 de soudage par
rotation, de sorte que les arbres 184 et 186 effectuent des
revolutions autour de l'axe central de l'unite 32 de soudage par
rotation De plus, le mouvement de rotation des arbres 184 et 186
autour de l'axe central de l'unite de soudage par rotation oblige les
arbres 150
et 152 a tourner de la meme maniere.
Les mouvements verticaux des arbres par rapport a leurs axes 184 et
186 sont assures par des bielles 192 et 194 reliees aux arbres 150 et
152 respectivement Ces bielles ont des roulettes de cames cooperant
avec les chemins de came fixes mentionnes precedemment afin de
positionner verticalement les arbres superieur et infe-
rieur lorsqu'ils tournent autour de l'axe central de l'unite 32 de
soudage par rotation La bielle 192 a une roulette de came 196 qui
voyage sur le chemin superieur
fixe 178 de la came La bielle 194 a egalement une rou-
lette de came 198 qui voyage sur le chemin inferieur 182
de la came.
Chaque arbre inferieur 152 est capable en plus de tourner autour de
l'axe de son arbre 186 lorsque l'on
amene la poulie 200 en contact avec la courroie d'entrai-
nement 34 de l'unite de soudage par rotation (Figure 2) pendant un
nombre predetermine de degres de rotation du mandrin autour de l'axe
central 32 de cette unite A cet effet, les paliers sont interposes
entre chaque arbre 152
et son axe 186.
La mise sous vide de la partie superieure, re-
presentee par la reference 176 est connectee a un orifice -9- qui
alimente la peripherie d'une ouverture centrale non representee dans
le mandrin superieur La forme de cette
ouverture se conforme a la forme du demi-conteneur supe-
rieur 4 On applique le vide a la peripherie exterieure de
demi-conteneur 4 lorsqu'il est entoure par l'arbre
superieur 150.
En se referant maintenant aux Figures 4 et 5, on decrit une vue
verticale du sommet de l'outil et une
coupe de ce sommet, respectivement, du systeme de freina-
ge de la presente invention en rapport avec l'outillage de la partie
superieure ou du sous-assemblage de l'arbre tel que decrit a la Figure
3 On doit comprendre que l'on
peut utiliser un assemblage similaire pour freiner l'as-
semblage de l'arbre inferieur 152 de la Figure 3, et que l'on peut
utiliser le dispositif de freinage pour chacun des instruments
tournants de la machine de soudage par rotation. L'outillage de la
partie superieure ou l'arbre
150 de la Figure 4 peut etre entraine par une seule cour-
roie comme montre a la Figure 3 ou par plusieurs courroies qui
s'engagent dans les rainures 223 decrites a la Figure 4 On doit
comprendre que si l'on n'applique ni charge,
ni freinage sur l'arbre ou l'instrument 202, il continu-
era a tourner, rendant difficile le chargement d'un
materiau sur lui-meme Le compose aura tendance a s'ejec-
ter de l'arbre en rotation De maniere a charger l'arbre
convenablement, il doit etre a l'arret.
De maniere a equiper l'arbre 150 avec un dispo-
sitif de freinage, on a amenage une surface plate sur le
cote de la surface fixe associee a l'arbre Cet amenage-
ment peut etre realise par une machine ou par une metho-
de similaire La reference 202 se rapporte a la paroi de l'arbre munie
d'une bande de frottement resistante a l'usure, par exemple en acier
inoxydable, contre laquelle
viendra s'appuyer le sabot de frein On utilise un mate-
riau resistant a l'usure parce que generalement l'arbre est en
aluminium, materiau qui ne tolerera pas l'usure
s'il est utilise comme surface de freinage.
Le dispositif de freinage est supporte par un
-1929 1
-
support 206 qui est boulonne ou attache d'une autre manie-
re a la surface 203 par des boulons ou d'autres moyens 221 Le bras du
frein 207 pivote autour de la broche du pivot 211 placee dans le
support de frein 206 Le bras de frein 207 est pousse contre la vis 219
et le boulon de
serrage 220 par retour du ressort 217 On ajuste la posi-
tion du bras de frein 207 au moyen de la vis 219 et du boulon de
serrage 220 de maniere a ajuster l'espace libre 224 entre la bande de
frottement 204 et le sabot de frein 231.
Le frein est actionne par une came a declenche-
ment a temps 230 qui entre en contact avec la roulette de
came 214 qui est attachee fixement au bloc de frein 208.
Le bloc de frein 208 coulisse sur la tige guide 209,
celle-ci prolongeant le support de sabot de frein 210.
On maintient un espace libre 222 entre le bloc de frein 208 et le
support du sabot de frein 210 au moyen d'un
ressort de compression 218, dont la force doit etre vain-
cue avant que toute force de freinage ne soit appliquee par le sabot
de frein 231 contre la bande de frottement 204 Dans ce cas on evite le
calage potentiel du frein contre l'arbre Le support du sabot de frein
210 pivote autour du pivot 212 du support du sabot de frein afin
d'assurer que le sabot de frein presente toujours une surface plate a
l'arbre et plus particulierement a la bande de frottement 204 Ce
systeme de pivot permet au sabot de frein de se mouvoir vers la gauche
(comme montre a la figure 4) tout en empechant le sabot de frein de
tourner dans le sens des aiguilles d'une montre et ainsi
d'entrer en contact avec l'arbre uniquement avec sa sur-
face inferieure.
La broche du cylindre 213 est equipee pour la
roulette de came 214 et est tourillonnee entre les sur-
faces portantes amenagees dans le bloc de frein L'anneau de retenue
225 est equipe pour empecher de s'echapper le bloc de frein 208, qui
glisse sur la tige guide 209 De plus, on a equipe le bloc de frein 208
avec une bague 228 a travers laquelle s'ajuste la tige guide 209 On a
place une autre bague 229 dans le support de frein 206 pour la il -
broche du pivot 211.
Le sabot de frein est attache au support de sabot de frein par un
ciment approprie ou par tout autre moyen convenable. Lors du
fonctionnement, la came tournera dans une position pour appliquer le
frein avant le moment o l'arbre doit etre charge La came entre en
contact avec la roulette de came 214 qui est protegee du bloc de frein
208 par la broche de roulette de came 213 Sous l'influence de la came
230, le bloc de frein 208 se meut vers la gauche le long de la tige
guide 209, jusqu'au moment o il a vaincu la force du ressort de
compression 218 et o il a parcouru la distance de l'espace 224 A ce
point, le bloc de frein 208 entre en contact avec le sup-
port du sabot de frein 210 qui pivote sur le bras de frein 207 au
moyen de la broche de pivot 211 De plus, le bras de frein 207 pivote
egalement au moyen de la broche
du pivot 211, de sorte que l'assemblage entier peut pivo-
ter vers la gauche avec le sabot de frein 210 restant per-
pendiculaire avec la surface de freinage 204 de l'arbre 150. L'espace
libre 224 entre le sabot de frein 210 et la surface de freinage 204
peut etre ajuste au moyen de la vis 219 et du boulon de serrage 220
pour assurer un freinage approprie e
A la Figure 6, on montre un diagramme schemati-
que du systeme d'inspection de l'outil en fonctionnement selon la
presente invention Chaque arbre d'entrainement, par exemple l'arbre
152 de la Figure 3, est equipe d'une
barre de balayage optique placee autour de la circonfe-
* rence de l'arbre Cette barre de balayage consiste en
une serie de barres reflechissantes et non-reflechissan-
tes qui produisent une serie d'impulsions reflechissantes lorsque
l'arbre ou le mandrin 152 est en rotation De plus, on utilise un
capteur, tel que celui mis a disposition par Peico Electric Eye,
Modele No RLS, pour mesurer la position d'un indicateur de temps place
sur une machine a arbre multiple Le capteur peut etre un dispositif du
type
a effet Hall et qui emettra une seule impulsion d'une du-
12 - ree de 5 a 10 msec, chaque fois que l'arbre 166 (de la Figure 3)
tourne, comme indique a la Figure 10 donnant le tableau de repartition
des temps Il fonctionne comme un capteur de type logique pour faire
tourner le systeme sur la sequence des l'arrivee du premier conteneur
au point de balayage Par consequent, on ignore les arbres ou les
outils precedemment vides Une fois que le capteur 301
fait tourner le systeme, la cellule photo-electrique re-
flechissante 320 balaye chaque outil qui passe pour de-
terminer s'il est en rotation Un exces de rotation, qui est determine
comme decrit ci-dessous, force la cellule photo-electrique 302 a
emettre une impulsion pour chaque
barre de balayage 322 au-dela de son champ de Vision.
A cet effet, on peut utiliser comme cellule
photo-electrique 302, le modele PDR vendu par Peico Elec-
tric Lye Le systeme emetteur/detecteur consistera de preference en un
systeme emetteur/detecteur infrarouge a
modulation de frequence ( 319, 320) pour eviter les croise-
ments avec les autres cellules photo-electriques du sys-
teme Dans tous les cas le systeme emetteur-detecteur doit
avoir un temps de reponse tres rapide.
Un detecteur d'arbre en mouvement 303 recoit les impulsions de la
cellule photo-electrique 302, comme indique a la Figure 10, tableau B
de repartition des temps, et compare le nombre total d'impulsions
recues avec un systeme d'enregistrement digital Si le nombre
d'impulsions recues est en-dessous d'un point fixe dans
l'enregistreur, a ce moment, aucune production d'impul-
sion n'est generee par le detecteur 303 Par contre si le nombre
d'impulsions depasse un point predetermine, le detecteur 303 emettra
une impulsion unique d'une duree relativement courte, par exemple de
l'ordre de 10 msec, comme indique a la Figure 10, tableau C de
repartition
des temps.
A cet effet on peut utiliser comme detecteur 303, le modele No DK-128
vendu par Vercon Inc Comme on le montre mieux a la figure 8, le
detecteur consiste de preference en un circuit declenchement-coupure
324, un
compteur decimal 325 et une cible 326 Le circuit declen-
251929 9
13 - chement-coupure 324 fonctionne d'une maniere similaire
a un SCR A la reception du signal de declenchement ini-
tial du dispositif 301, le circuit declenchement-coupure 324 amorce le
systeme de controle (qui fonctionne sur
une puissance de 12 V continu) et qui ramene automatique-
ment le compteur decimal 325 a zero de maniere a ce qu'il
demarre a zero chaque compte de rotation d'arbre.
Ln ce qui concerne le compteur decimal 325, il
est programme pour que si son compte d'impulsions prove-
nant de la cellule photo-electrique 302 depasse un niveau
predetermine, par exemple approximativement six, il pro-
duira une impulsion La raison pour laquelle on utilise un seuil avant
de produire une impulsion, est que l'on peut avoir une situation
particuliere caracterisee par le fait que lorsque l'arbre ou l'outil
va au-dela du champ de vision du systeme emetteur/detecteur 320, a ce
moment plusieurs surfaces reflechissantes 322 apparai-
tront dans le champ de vision de l'emetteur detecteur 320.
Un nombre predetermine d'environ six a ete choisi pour differencier la
situation o l'arbre ou l'outil est en rotation, d'une autre situation
o l'outil est a l'arret mais les surfaces reflechissantes 322
transmettent au systeme detecteur/emetteur puisqu'elles bougent dans
son
champ de vision.
Si le compte d'impulsions, provenant de la cel-
lule photo-electrique 302 dans le compteur decimal 325, depasse le
seuil, cela veut dire que pour une raison quel-
conque l'outil ou l'arbre n'est pas au repos, et que la
soudure est defectueuse ou n'a pas ete realisee Un de-
faut ou un signal de mauvais fonctionnement est envoye
par la cible 326 qui peut etre un Quad 2, un circuit logi-
que ayant une constante de temps du type RC La cible 326
lorsqu'elle recoit le signal du compteur decimal 325 in-
diquant que le seuil du nombre d'impulsions est depasse,
emet une impulsion d'une duree d'environ 10 msec indi-
quant qu'un outil ou un arbre est en mouvement (c'est-a-
dire qu'il y a une soudure defectueuse).
Dans le mode d'execution a plusieurs arbres, avec compteur decimal 325
accumulant ou non un nombre 14 -
d'impulsions en exces de la valeur de seuil quand un ar-
bre passe devant lui, un signal de remise en place (voir Figure 10,
indice F) est produit lors du passage d'un autre arbre a proximite de
l'oeil electronique Ce signal est produit par le detecteur 304, qui
est similaire au detecteur 301, sauf qu'il est mis en action par
chaque
arbre ou outil de soudage Ce soudage produit une impul-
sion (environ 5 msec) a la fin d'un cycle de balayage de chaque axe ou
outil de soudage De cette facon, on ramene a zero l'enregistreur
digital ou compteur decimal 325 du detecteur 303 d'arbre rotatif Par
consequent, on effectue
un balayage individuel de chaque arbre En d'autres ter-
mes, si l'on considere un mode d'execution a plusieurs arbres, par
exemple a 14 arbres, le detecteur 304 emettra
14 signaux de remise a zero pour l'enregistreur ou comp-
teur 325 pendant chaque rotation de 3600 de la machine, tandis que le
detecteur 301 ne produit qu'une impulsion pendant chaque rotation de
la machine L'enregistreur ou compteur 325 est remis a zero chaque fois
qu'un arbre ou
outil de soudage passe devant lui, qu'il y ait ou non de-
tection d'un defaut.
Un signal de soudure defectueuse est recu par la minuterie 305 du
drapeau de repere; cette minuterie peut etre un circuit electronique
retardateur, tel que le Circuit Model No DK-126-A (fabrique par
Vercon, Inc,
du Michigan) Ce circuit electronique retardateur est de-
clenche par une impulsion volante (ou au hasard) et il
executera automatiquement son cycle predetermine de reg-
lage du temps A la fin de ce cycle, la minuterie du dra-
peau de repere se remet a zero automatiquement.
Comme on le voit a la Figure 9, cette minuterie 305 fonctionne
essentiellement comme un rectificateur d'impulsions et elle consiste
en un panneau declencheur 327 et un circuit logique retardateur 328
Une impulsion d'environ 10 msec est amenee dans le panneau 327 et emet
(en moins de 8 msec) un signal a partir du circuit 328 jusqu'au moment
o ce circuit s'arrete (voir Figure 10, indice D) Des qu'il est
declenche, le circuit 328 emet une impulsion d'une duree determinee,
qui est choisie en - fonction de la vitesse de rotation de la machine
et du nombre d'arbres par machine; en general, la duree est
inversement proportionnelle a la vitesse de rotation et au nombre
d'arbres. Le signal de sortie du circuit 328 est utilise pour agir sur
un solenoide 306 d'une unite 307 de drapeau de repere (voir Figure 10,
indice E) Cette unite 307 peut etre un dispositif electromagnetique ou
pneumatique, qui souleve mecaniquement un drapeau 309, directement
associe
au poste de soudage donnant un produit defectueux Le dra-
peau ou autre indicateur optique, electrique, magnetique ou sonore
signale l'endroit exact du produit defectueux, quelle que soit la
vitesse de la machine Quand il est
actionne, le cliquet pneumatique 308 ou autre element si-
milaire souleve un drapeau 309 presque instantanement,
puis se rabaisse tout aussi rapidement pour ne pas soule-
ver le drapeau correspondant au poste suivant Quand un
drapeau a ete souleve, l'operateur surveillant la machi-
ne pourra voir les produits defectueux au point de sortie.
Le drapeau reste souleve jusqu'a ce qu'il soit abaisse,
comme decrit ci-apres.
Le detecteur 303 peut etre relie a un disposi-
tif d'arret de production 321, qui consiste essentielle-
ment en un enregistreur digital ou similaire, recevant
une impulsion du detecteur 303 Le dispositif 321 enre-
gistre une unite de plus pour chaque produit defectueux et, quand un
nombre predetermine de defauts est atteint, ce dispositif arrete
automatiquement la production par
la machine et/ou lance une demande d'entretien.
Dans le but de rejeter un recipient defectueux, on a prevu suivant
l'invention un lecteur pour drapeaux 312-314, une minuterie de rejet
automatique 315 et un
ejecteur 316 (voir Figure 7).
L'oeil de lecture pour drapeaux peut etre un
dispositif a rupture de faisceau qui percoit l'interrup-
tion d'un faisceau lumineux entre la source de lumiere 312 et une
cellule photo-electrique ou detecteur de lumiere
313 Le lecteur 312-314 est place en un point sur le tra-
jet de rotation de la machine qui coincide avec la sortie 16 -
du produit defectueux hors de la machine (voir Figure 3).
Le drapeau ou dispositif similaire coupe le faisceau de
la cellule photo-electrique ou autre dispositif similai-
re (p ex magnetique, electrique, optique), d'o produc- tion d'une
impulsion d'environ 5 msec (voir Figure 10, repere G) Il y a lieu de
noter que ce type d'arrangement de "position dans le temps" place le
systeme en parfaite synchronisation avec la machine de soudage a tout
instant, de sorte que la vitesse de production de cette machine ne
constitue pas un facteur genant pour la precision genera-
le du systeme.
Afin de remettre le drapeau en place apres uti-
lisation, on a prevu une unite de remise en place compre-
nant un rouleau 310 venant en contact avec le drapeau et
un cliquet stationnaire 311, Il est entendu que cette uni-
te est donnee uniquement a titre d'exemple dans le cas de drapeaux et
qu'on peut utiliser tout autre dispositif de
remise en place adapte a d'autres indicateurs de defaut.
L'indicateur n'est pas ramene a sa position d'origine avant qu'il ne
passe entre la source de lumiere 312 et
le detecteur 313.
L'impulsion de sortie du lecteur 314 est recue par une minuterie 315
d'auto-ejection qui commande un cycle avec reglage de temps
pre-determine (similaire a la
technique decrite ci-dessus en ce qui concerne la minute-
rie 305), comme indique a la Figure 10, repere H A la.
fin du cycle, la minuterie d'auto-ejection se remet auto-
matiquement a zero On peut utiliser comme minuterie d'ejection
automatique le modele DK-127-A de Vercon Inc.
Le moment de mise en route de la minuterie 315 est deter-
mine par la position du produit defectueux au moment o le drapeau
correspondant est souleve et par la duree de temps necessaire pour
eliminer le produit defectueux hors
du poste de soudage, comme decrit ci-apres.
L'ejecteur est similaire a l'unite 306-308 de-
crite ci-dessus et consiste notamment en un dispositif pneumatique
commande par solenoide, qui fonctionne sous l'effet du cycle de
reglage du temps de la minuterie de
l'ejecteur automatique et qui enleve un recipient defectu-
17 - eux a la sortie du dispositif Le dispositif comprend un solenoide
316, un moyen de commande pneumatique 317 et un element, notamment un
cliquet pneumatique 318, pour ejecter le recipient hors de la machine,
et il est regle, au point de vue du temps, par rapport au signal de
sortie
de la minuterie 315, comme represente a la Figure 10, re-
pere I.
Cette description d'un mode prefere d'execution
de la presente invention est donnee a titre d'illustra-
tion et ne comporte aucun caractere limitatif Des modifi-
cations et variantes peuvent y etre apportees sans sortir
du cadre de l'invention.
251929 i 18 -
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS:
1 Appareil de soudage par rotation comportant un appareil de freinage
pour arreter un outil rotatif, caracterise en ce qu'il comprend: a) un
support pour bras de frein sur lequel est monte cet appareil de
freinage, b) un bras de frein, supporte de facon pivotante sur un
pivot dans ce support, c) un dispositif a sabot de frein entraine de
facon pivotante par ce bras de frein et ayant un sabot de frein
s'appliquant contre une surface de frottement de l'outil rotatif, d)
un dispositif pour agir sur le frein, espace de facon elastique de ce
sabot de frein quand l'appareil de freinage est inactif mais qui
s'engage periodiquement sur le dispositif a sabot de frein pour
freiner l'outil rotatif.
2 Appareil de soudage par rotation selon la re- vendication 1,
caracterise en ce que le dispositif pour agir sur le frein comprend
une roulette a came, une che- ville pour cette roulette a came, un
corps de frein pour supporter cette cheville, ce corps de frein etant
monte sur une tige de direction, des dispositifs pour retenir ce corps
de frein sur cette tige de direction, et un res- sort de compression
place entre ce corps de frein et le sabot de frein pour que ce dernier
reste ecartee, quand l'appareil de freinage est inactif.
3 Appareil de soudage par rotation selon la re- vendication 2,
caracterise en ce qu'il comprend en plus un dispositif pour ajuster
l'ecart entre le sabot de frein et la surface de frottement.
4 Appareil de soudage par rotation selon la revendication 3,
caracterise en ce que le dispositif pour ajuster l'ecart comprend un
bouton pour regler la posi- tion du bras de frein, un ecrou pour fixer
le boulon et un ressort s'opposant au mouvement de retour et poussant
le bras de frein contre le boulon de reglage.
5 Un appareil de soudage par rotation selon l'une quelconque des
revendications 1 a 4, caracterise 19 - en ce qu'il comporte aussi un
dispositif pour determiner la qualite d'une soudure par rotation, ce
dispositif comprenant: a) un detecteur pour percevoir la condition
d'un outil en un poste de soudage par rotation, b) un dispositif de
traitement relie a ce detec- teur pour determiner la condition de cet
outil et pour produire un signal de sortie si cet outil tourne, c) un
indicateur relie a ce dispositif de trai- tement pour recevoir ce
signal de sortie et donnant une indication du poste de soudage oh se
trouve cet outil en rotation, d) et eventuellement un second detecteur
sensi- ble a cet indicateur et detectant la presence de cette
indication en produisant un signal, ainsi qu'un ejecteur relie au
second detecteur et enlevant un produit defec- tueux sortant du poste
de soudage indique.
6 Appareil de soudage par rotation selon la revendication 5,
caracterise en ce que le detecteur est un-dispositif optique
produisant des impulsions quand l'outil tourne, notamment une tige a
balayage optique placee a la circonference de l'outil, avec emetteur
infra- rouge a modulation de frequence et avec un detecteur, le
dispositif de traitement recevant et comptant ces impul- sions pour
produire un signal de sortie quand le nombre d'impulsions depasse une
valeur predeterminee.
7 Appareil de soudage par rotation selon la re- vendication 6,
caracterise en ce qu'il comprend aussi une premiere sonde ou capteur
faisant tourner cet appa- reil des l'arrivee d'un premier poste de
soudage charge en un point de balayage, ainsi qu'eventuellement une
se- conde sonde produisant une impulsion de remise en place a la fin
d'un cycle de balayage de cet outil, y compris la remise en place du
compteur lorsque le detecteur com- porte un compteur et, le cas
echeant, un detecteur a seuil empechant l'emission d'un signal de
sortie tant que le compteur ne donne pas un compte predetermine.
8 Appareil de soudure par rotation selon l'une quelconque des
revendications 5 a 7, caracterise en ce - que le dispositif de
traitement comprend en plus un dispo- sitif de reglage du temps
recevant le signal de sortie du detecteur, et en ce que le signal de
sortie du dispo- sitif de traitement est une impulsion activante de
duree predeterminee provenant du dispositif de reglage du temps, cette
duree d'impulsion dependant au moins du nombre de postes de soudage de
l'appareil et de la vitesse de pro- duction de cet apparail, ce
dispositif de reglage du temps agissant a la fin de l'impulsion
activante pour la remise en place automatique.
9 Appareil de soudure par rotation selon l'une quelconque des
revendications 5 a 8, caracterise en ce que l'indica- teur comprend un
dispositif recepteur de l'impulsion ac- tivante, qui agit sur un
indicateur mecanique proche du poste de soudage defectueux, ce
recepteur etant notamment un solenoide associe pneumatiquement a
l'indicateur meca- nique, qui consiste notamment en un drapeau place
sous ce poste et qui est releve pneumatiquement, indiquant ainsi
l'endroit o se trouve le poste defectueux, quelle que soit la vitesse
de l'appareil.
10 Appareil de soudage par rotation selon la re- vendication 5,
caracterise en ce que le second detecteur est place pres de l'endroit
de sortie du produit hors de la machine et en ce que l'appareil
comprend en plus un dispositif de remise en place de l'indicateur.
11 Appareil de soudage par rotation selon la revendication 5,
caracterise en ce que l'ejecteur com- prend une minuterie recevant le
signal de sortie du se- cond detecteur et initiant un signal
pre-minute, cette minuterie pouvant operer pour la remise en place
automa- tic a la fin du signal pre-minute, cet ejecteur pouvant
comprendre aussi un solenoide recevant ces signaux pre- minutes, ainsi
qu'un dispositif a action pneumatique pour enlever les produits
defectueux a la sortie de l'appareil.
12 Methode de determination de la qualite d'une soudure par rotation,
a l'aide d'un systeme d'inspection de l'outil en rotation, caracterise
en ce qu'elle consis- te a: a) balayer un outil de poste de soudage
par rota- 21 - tion, muni d'un dispositif produisant un signal de
rota- tion quand l'outil tourne, b) fournir de la puissance a
l'arrivee d'un premier outil de poste de soudage charge de produit, c)
recevoir ce signal de rotation a l'aide d'un detecteur, d) comparer ce
signal de rotation a une valeur de seuil et produire un signal de
sortie quand ce signal de rotation depasse cette valeur de seuil
pre-etablie, e) activer un indicateur a l'aide de ce signal de sortie
pour l'amener a une position de repere et pour identifier l'endroit o
se trouve la piece defectueuse.
13 Methode selon la revendication 12, caracteri- see en ce qu'elle
consiste aussi a: a) detecter la presence de cet indicateur dans cet-
te position de repere, un signal de detection etant pro- duit, b)
activer un ejecteur a l'aide de ce signal de detection, pour enlever
le produit defectueux hors de la machine, et c) remettre en place le
detecteur a la fin d'un cycle de balayage de l'outil, chaque outil
subissant un balayage individuel.
14 Methode selon l'une quelconque des revendica- tions 12 et 13,
caracterise en ce qu'elle consiste aussi a compter le nombre de fois o
se produit un signal de sortie et a arreter la machine quand ce nombre
depasse une valeur pre-determinee.
15 Methode selon l'une quelconque des revendica- tions 12 a 14,
caracterisee en ce que l'etape de balayage consiste aussi a balayer
une serie d'impulsions produite par une tige de balayage
reflechissante sur cet outil du poste de soudage, tandis que l'etape
de reception consis- te aussi a recevoir cette serie d'impulsions et a
compa- rer le nombre de ces impulsions avec un nombre pre-deter- mine,
le signal de sortie se produisant quand le nombre d'impulsions depasse
le nombre pre-determine.
16 Methode selon l'une quelconque des revendi- cations 12 a 15,
caracterisee en ce qu'elle consiste a 22 - activer un indicateur, a
recevoir le signal de sortie a l'aide d'une minuterie, a lancer un
signal de duree pre- determinee agissant sur un solenoide amenant
l'indicateur a une position de repere, et a remettre automatiquement
la minuterie en place a la fin du signal de duree pre- determinee.
? ?
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