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MINUTERIE ELECTRONIQUE.
La présente invention se rapporte aux appareils à décharge élec- triques et particulièrement à un appareil servant à minuter une suite d'opé- rations, dont chacune doit durer un intervalle de temps déterminé,
L'invention s'applique spécialement à la soudure par résistance.
Une opération de soudure par résistance est amorcée par la fermeture d'un in- terrupteur de démarrage. Après la fermeture de l'interrupteur les électrodes viennent en contact avec la pièce à souder et la mettent sous pression. Cet- te opération a lieu pendant une durée bien déterminée dénommée période de compression Après la compression le courant de soudure est admis à circuler pendant une durée dénommée période de soudure. A l'interruption du passage du courant, les électrodes de soudure sont maintenues en contact avec la pièce durant une période de maintien pendant laquelle la soudure durcit. On dégage ensuite la pièce des électrodes qui sont maintenues écartées durant une pé- riode de repos pendant laquelle on peut replacer la pièce en vue d'une nouvel- le opération.
Si la soudeuse est réglée à répétition et si l'on maintient 1' interrupteur de démarrage fermé, la suite d'opérations se répète un certain nombre de fois et on réalise ainsi une série de soudures. Si la soudeuse est réglée sur non-répétition, il faut rouvrir et refermer l'interrupteur de dé- marrage à la fin de chaque période de maintien,,
Chaque opération d'une soudure ou d'un travail semblable doit se faire avec promptitude et précision à son tour et sa durée doit être mainte- nue dans des limites étroites. Si, par exemple, la période de soudure commen- ce avant la fin de la période de compression, la pièce à souder est brûlée à cause de la décharge prématurée entre électrodes. Si la période de soudure est trop longue, la matière peut être brûlée; si elle est trop courte, le joint peut ne pas être sûr.
Si la période de maintien est trop courte, les électro- des de soudure, en s'écartant, entraînant avec elles les soudures molles et forment un trou dans la pièce. Si la période de repos est trop courte ou trop longue, les soudures peuvent être trop peu ou trop espacées. Le raté d' une minuterie dans le cours d'une série d'opérations peut avoir des conséquen-
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ces sérieuses.Par exemple, une brûlure ou un trou dans une tôle destinée à être utilisée comme partie de carrosserie d'automobile peut l'endommager au point qu'elle doit être mise à la ferraille.
Les minuteries construites conformément aux données antérieures et qui sont largement utilisées, comprennent plusieurs circuits électriques à dé- charge servant à minuter les diverses opérations et plusieurs relais électro- magnétiques excités par le courant qui traverse les circuits à décharge servant à assurer l'ordre voulu dans la mise en service des circuits. Les relais sont excités par le courant passant dans des thyratrons. Par raison d'économie, les thyratrons sont du type à faible courant et les relais de minuterie sont rela- tivement légers. Le fonctionnement de chaque relais électro-magnétique prend un temps appréciable. Ces temps viennent s'interposer entre chaque opération et la suivante, et la.vitesse de fonctionnement d'une soudeuse s'en trouve limitée.
Une soudeuse est en principe une machine-outil prévue pour de multi- ples opérations. Les relais de ces minuteries antérieures fonctionnent, de très nombreuses fois et sont soumis à une usure anormale. Comme ils sont de construction légèreces relais tombent rapidement en panne. En fait, la du- rée de vie d'une minuterie électromagnétique est grandement limitée par la vie du relais électromagnétique prévu pour le service de minuterie.
Le but principal de l'invention est de procurer une minuterie sans relais électromagnétiques de cadence pour régler avec précision la durée et l'ordre de succession d'une série d'opérations.
L'invention est basée sur le principe d'amorcer chacune des diver- ses fonctions (Compression, Soudure, Maintien et Repos) en rendant conductri- ce dans l'ordre voulu une valve électrique à décharge initialement non conduc- trice (ou en rendant non conductrice dans le même ordre une valve initialement conductrice). Dans ce but, l'invention prévoit un dispositif ayant une seule valve pour chacune des fonctions. Le circuit de commande de chaque valve com- prend un circuit à constante de temps avec un dispositif à temps à accumula- tion d'énergie. Afin de simplifier la construction et le fonctionnement du dis- positif, tous les dispositifs accumulateurs d'énergie sont chargés simultané- ment par une même source et ils commencent tous à se décharger simultanément au début d'une suite complète d'opérations.
Une des caractéristiques propres à l'invention provient de ce que si le temps de décharge dans un quelconque des circuits est modifié, le temps total d'une opération complète doit être changé, et le temps de décharge doit être modifié en conséquence dans les autres circuits.
Conformément à un aspect particulier de l'invention, le temps de décharge est déterminé par un élément, de préférence une résistance variable, dans lequel le dispositif accumulateur d'énergie se décharge. La durée d'une fonction quelconque est changée en variant la résistance. La correction du temps total se fait par des résistances auxiliaires variant simultanément dans les circuits des opérations suivant la fonction modifiée, et variant de la même quantité que celle de la résistance de la fonction modifiée, De cette manière, les périodes de temps d'une opération particulière peuvent être va- riées sans changer la période de temps d'aucune autre opération.
Si le temps de compression est allongé, par exemple, le début des périodes de soudure, maintien et repos est retardé d'un temps égal à l'augmentation de durée de la première période, mais la durée des autres périodes reste inchangée.
L'invention ressortira clairement de la description suivante d'une forme d'exécution préférée de l'invention représentée à titre d'exemple au des- sin annexé, qui est un schéma de principe d'une minuterie pour soudeuse par résistance.
L'appareil représenté au dessin comprend un transformateur de sou- dure 1 dont le secondaire 3 a ses extrémités reliées aux électrodes de sou- dure 5 et 7. Une de ces électrodes 5 peut être mise en contact avec ou déga- gée de la pièce à traiter 9 au moyen d'un dispositif hydraulique 11. L'éner- gie fournie au primaire 13 du transformateur 1 provient des lignes 15, pou- vant être les lignes d'un réseau commercial d'une tension comprise entre 200
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et 2.300 volts, par l'intermédiaire d'une paire d'ignitrons 17 et 19 connec- tés en anti-parallèle entre une des lignes 15 et le primaire 13. Des circuits d'allumage 21 et 23 sont prévus pour les ignitrons respectifs, Ces circuits sont normalement ouverts mais peuvent être fermes par un contacteur 25.
Le fonctionnement des électrodes de soudure 5 et 7 et la fournitu- re de courant de soudure sont réglés par une minuterie 27 sans relais électro- magnétiques de cadence.Cette minuterie détermine la durée et l'ordre de suc- cession des périodes de compression. soudure, maintien et repos. Elle comprend les dispositifs à décharge électriques29, 31, 33, 35, 37, 39 pour les foncti- ons de démarrage, commande. compression, soudure, maintien et repos respecti- vement. Ces dispositifs à décharge électriques sont alimentés par des barres auxiliaires 41, 43 reliées au secondaire 47 d'un transformateur 45 relié lui- même aux lignes principales 15.
Les dispositifs à décharge électriques peu- vent être d'un type approprié quelconque, par exemple WL2050, ayant une anode, une cathode et un élément de commande, mais ce seront de préférence des thy- ratrons
Le dispositif à décharge électrique 31 qui sera dénommé le tube de commande, a sa cathode 51 reliée par une résistance de charge 54 à la premiè- re barre auxiliaire 41, et son anode 49 est connectée en série avec l'enroule- ment secondaire 57 d'un premier transformateur 55, à la première barre auxili aire 41L'enroulement primaire 59 du premier transformateur 55 est mis aux bornes des barres auxiliaires 41, 43La polarisation de grille du tube de commande 31 est obtenue par diverses combinaison de trois circuits.Le pre- mier circuit part de la grille 53 du tube de commande,
passe par une combinai- son parallèle d'une résistance 61 et d'un condensateur 63 en série avec une résistance 65 shuntée momentanément par l' interrupteur à contact 67, pour abou- tir à la cathode 51 Le second circuit part du côté cathode de l'interrupteur 67, passe par une batterie 69, de positif en négatif, une résistance 71 shun- tée momentanément par l'interrupteur à pied à contact 73, la combinaison paral- lèle d'une résistance 75 et d'un condensateur 77 shuntée par un interrupteur 79 quand l'appareil est réglé sur "répétition" pour aboutir au côté grille de l'interrupteur 67, puis par un redresseur sec 81, un des enroulements secondai- res 85 d'un transformateur à trois enroulements 83, et enfin l'enroulement se- condaire 89 d'un second transformateur 87 pour atteindre la grille,
Dans la forme d'exécution préférée de l'invention, des circuits à constante de temps sont utilisés comprenant -un condensateur et une résistance connectés en paral- lèle à cause de leur simplicité et de ce que leurs éléments sont courants.
Des dispositifs avec des circuits à constante de temps comprenant des selfs et des résistances, ou des combinaisons de selfs, condensateurs et résistan- ces sont prévus dans le cadre de l'invention.
Les circuits à constante de temps des tubes de compression, sou- dure,maintien et repos, comprennent chacun un potentiomètre de réglage ou de "temps exact", désignés respectivement A, B, C et Do Chaque circuit sui- vant de la minuterie contient des répliques de tous les potentiomètres du circuit précédent, connectées en série avec son potentiomètre de "temps exact".
Ainsi, le circuit de compression contient le potentiomètre A, le circuit de soudure contient les potentiomètres Al et B, le circuit de maintien contient les potentiomètres A1 B1 et C, et le circuit de repos contient les potentio- mètres A3 B2 C1 et D. Le circuit à constante de temps d'une section parti- culière de la minuterie a ses potentiomètres en parallèle avec un condensateur 91,93, 95, 97 respectivement. Les circuits à constante de temps de combres- sion, soudure, maintien et repos sont insérés dans les circuits de grille de leurs tubes respectifs, en parallèle sur une résistance'de charge 54.
Cette résistance de charge est insérée dans le circuit anodique du tube de commande 31, entre sa cathode 51 et la première barre auxiliaire 41 Le rôle de la ré- sistance de charge 54 est de charger les condensateurs des circuits à constan- te de temps qui se trouvent en parallèle par redressement de grille dans un sens tel que les charges empêchent la conduction des tubes associés. La résis- tance de charge 54 est alimentée par conduction du tube de commande 31.Quand le tube de commande devient non conducteur, tous les circuits parallèles com- mencent simultanément la décharge. Les potentiomètres répliques des circuits
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à constante de temps parallèles sont montés sur le même axe.
Il s'ensuit que l'on peut varier le potentiomètre de "temps exact" d'une période particulière pour en changer la durée sans affecter la durée réelle ou "temps exact" de n'importe quelle autre période.
La cathode 51 du tube de démarrage 29 est reliée à la seconde bar- re auxiliaire 43. L'anode 49 est connectée par la bobine d'excitation 99 du relais d'électrode mobile de soudure 101 à la première barre auxiliaire 43.
Quand il est excité, le relais d'électrode mobile de soudure 101 ferme le circuit d'alimentation d'une soupape électromagnétique 103 mise aux bornes des lignes principales 15. Cette soupape à solénoïde 103 commande le circuit hy- draulique 11 qui fait descendre l'électrode mobile de soudure 5
L'enroulement primaire 105 du transformateur à trois enroulements 83 est mis aux bornes de la résistance de charge 54. L'autre enroulement se- condaire 107 du transformateur à trois enroulements 83 est connecté entre la grille 53 du tube de démarrage 29 et l'anode 51 du tube de maintien 37 et aussi par une résistance 109 et un condensateur 111 en parallèle à la seconde barre auxiliaire 43. L'anode 49 du tube de repos 39 est reliée par l'enrou- lement primaire 113 du second transformateur 87 à la seconde barre auxiliaire
43. L'anode 49 du tube de soudure 35 est reliée par la bobine 117 du relais de commande d'allumage d'ignitron 119 à l'anode 49 du tube de compression 33.
Avant d'amorcer l'opération de soudure, on met les lignes d'alimen- tation principales 15 sous tension, ce qui met les barres auxiliaires 41, 43 aussi sous tension de manière à mettre la tension anodique sur tous les dispo- .sitifs à décharge électriques du circuit de minuterie 27. Si on suppose que le commutateur 79 répétition-non répétition est fermé sur "répétition", la polarisation appliquée par la batterie 69 aux bornes de la résistance 71 en parallèle avec l'interrupteur à pied 73 dans le circuit de grille du tube de commande 31 a une valeur négative de 30 volts , ce qui empêche le tube de commande 31 d'être conducteur.
On actionne alors l'interrupteur 67 pour shun- ter momentanément sa résistance associée 65 et la polarisation négative de 30 volts fournie par la batterie 69, et le tube de commande 31 conduit. Le cou- rant circulant dans le circuit anodique du tube de commande 31 alimente 1 enroulement primaire 105 du transformateur à trois enroulements 83 et la résistance de charge 54 Le courant fourni par l'enroulement secondaire 85 du transformateur à trois enroulements 83 dans le circuit de grille du tube de commande 31 est redressé de sorte qu'une polarisation positive de 40 volts est appliquée à la grille 53 de ce tube. La polarisation de grille résultante du tube de commande 31 est positive de 10 volts, quand l'interrupteur 67 est ouvert et tend à ramener une polarisation négative de 30 volts.
Donc le tube de commande 31 en devenant conducteur se bloque lui-même en position conduc- trice.,
L'autre enroulement secondaire 107 du transformateur à trois enrou- lements 83 produit une tension dans le circuit de grille du tube de démarrage 29 dont la phase est telle qu'elle est négative quand la tension plaque du tube de démarrage est positive. Il s'ensuit que le condensateur 111 dans le circuit de grille de ce tube est chargé par redressement de grille de manière à produire une polarisation négative qui empêche la conduction.
La tension aux bornes de la résistance de charge 54 par redresse- ment de grille des tubes de compression, soudure, maintien et repos, charge les condensateurs des circuits à constante de temps associés à ces tubes,pro- duisant de la polarisation négative empêchant la conduction.
Le fonctionnement de la minuterie est démarré par la fermeture de l'interrupteur à pied 73 qui court-circuite sa résistance associée 71 de ma- nière à porter la polarisation négative fournie par la batterie 69 à 50 volts.
La polarisation de grille résultante du tube de commande 31 devient ainsi né- gative, et la conduction du tube est interrompue. Le tube de commande est donc mis hors service, Comme il n'y a pas de tension sur la résistance de charge 54, les condensateurs 91, 93, 95, 97 des circuits à constante de temps des tu- bes de compression, soudure, maintien et repos commencent à se décharger et amorcent donc ensemble leur fonction de minuterie.
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La tension de charge fournie au condensateur 111 du circuit de gril- le du tube de démarrage 29 par le transformateur à trois enroulements 83 étant supprimée, ce condensateur commence à se décharger dans sa résistance associée 109. Quand la polarisation de grille négative du tube de démarrage 29 a dimi- nué jusqu'à atteindre une valeur critique, ce tube devient conducteur.
En de- venant conducteur il excite le relais d'électrode mobile de soudure 101; ce- lui-ci se ferme et excite la soupape électromagnétique 103 qui laisse venir la pression hydraulique sur l'électrode mobile 5, celle-ci venant comprimer la pièce à traiter 9
A la fin du temps de compression, le tube de compression 33 de- vient conducteur et alimente le relais du circuit d'allumage d'ignitrons 119, et les ignitrons 17, 19 s'allument de manière connue et fournissent le courant de soudure à la charge.
A la fin de la période de soudure, le tube de soudure 35 devient conducteur, court-circuitant le relais du circuit d'allumage des ignitrons 119 de sorte que celui-ci déclenche et les ignitrons 17, 19 cessent de conduire.
Le tube de maintien 37 devient conducteur à la fin de la période de maintien, produisant une tension aux bornes de la résistance 109 dans le circuit de grille du tube de démarrage 29 Cette tension charge négativement le condensateur 111 associé à la résistance 109 par redressement de grille.
La polarisation négative sur la grille du tube de démarrage 29 arrête la - conduction de ce tube de sorte que le relais d'électrode mobile 101 est dés- excité et l'électrode mobile 5 remonte.
A la fin du temps de repos, le tube de repos 39 conduit de manière à alimenter le primaire 113 du transformateur 87 qui se trouve dans son cir- cuit d'anode. Le secondaire 89 de ce transformateur fournit assez de tension pour charger le condensateur 63 du circuit de grille du tube de commande 31 à 60 volts positifs en un cycle environ. La polarisation résultante sur la grille du tube de commande devient ainsi positive de 10 volts, de sorte que le tube de commande est à nouveau conducteur et, approximativement en un cy- cle,les condensateurs des circuits à constante de temps reprennent leurs char- ges négatives pour arrêter la conduction de leurs tubes associés.
Le transformateur 87 inséré dans le circuit d'anode du tube de re- pos 39 est désexcité quand ce tube cesse de conduire. La polarisation positi- ve de 60 volts fournie par ce transformateur au circuit de grille du tube de commande 31 est supprimée, de sorte que la polarisation négative fournie par la batterie 69 est à nouveau effective, et le tube 31 cesse de conduire.
Ceci fait disparaître la tension aux bornes de la résistance de charge 54 et toute la série d'opérations de soudure se répète de la manière décrite ci- dessus, aussi longtemps que l'interrupteur à pied 73 est fermé.
Si l'interrupteur à pied 73 est ouvert à la fin de la période de repos. la polarisation négative fournie par la batterie 69 n'est que de 30 volts, et la polarisation résultante est zéro, Avec une polarisation nulle, le tube de commande 31 continue à conduire et les opérations ne se répètent pas.
Pour régler l'appareil sur linon-répétition!!, l'interrupteur 79 doit être ouvert. Dans ces conditions, la batterie fournit une polarisation négati- ve de 20 volts. Alors, à la fin de la période de repos, si l'interrupteur à pied 73 est ouvert, une polarisation négative de 20 volts est opposée à une polarisation positive de 40 volts fournie par l'enroulement du transforma- teur 105 inséré dans le circuit d'anode du tube de commande. La polarisation résultante est positive, le tube de commande 31 reste conducteur et la série d'opérations n'est pas reprise. Quand on ferme ensuite l'interrupteur à pied 73, il y a une tension négative transitoire de 50 volts dans le circuit de la batterie. Cette polarisation est suffisante pour rendre le tube 31 non conduc- teur, de sorte qu'une série d'opérations s'entame.
Si l'interrupteur à pied 73 est maintenu fermé à la fin de la période de repos, le circuit de la bat- terie fournit une polarisation négative de 30 volts, qui ne suffit pas à ren- dre le tube de commande 31 non conducteur, et la série d'opérations ne se re-
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pète pas.
REVENDICATIONS
1 Minuterie électronique pour régler une série coopérations suc- cessives, comprenant plusieurs tubes électroniques, chacun d'eux étant comman- dé par un circuit de minuterie comprenant un dispositif accumulateur d'éner- gie, de préférence un condensateur, et une impédance pour décharger le dispo- sitif accumulateur, caractérisée en ce que les impédances des circuits indi- viduels de minuterie comprennent des éléments d'impédance réglables doublant les impédances des circuits de minuterie précédents plus un élément d'impé dance supplémentaire, et en ce que tous les éléments d'impédance en doublé' des différents circuits de minuterie sont réunis entre eux de manière à avoir une commande unique de réglage.