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CIRCUIT DE COMMANDE DE MINUTERIE ELECTRONIQUEo
La présente invention se rappbrte aux appareils électriques à dé- charge et concerne spécialement un appareil pour minuter une suite d'opérations qui doivent durer chacune un temps déterminée
L'invention s'applique particulièrement aux soudeuses par résis- tance Une opération de soudure par résistance débute par la fermeture d'un. interrupteur de démarrage qui met en route une minuterie de commande des opé- rations. A la fermeture de l'interrupteur, les électrodes se rapprochent et compriment la pièce à souder. Cette opération est réalisée sous la commande de la minuteriependant une période de durée déterminéedite période de com- pression. A la fin de celle-ci, le courant de soudure circule pendant une période dite période de soudure.
Quand le passage du courant est interrompu, les électrodes de soudure maintiennent encore la pièce pendant une période dite période de maintien, pendant laquelle la soudure durcito Les électrodes lâchent ensuite la pièce pendant une période de repos au cours de laquelle on peut déplacer la pièce en vue d'une nouvelle soudure. Si la soudure est ré- glée sur répétition et si on laisse l'interrupteur de démarrage fermé., la sé- rie d'opérations décrite se répète plusieurs fois et l'on réalise une série de soudures. Si la soudeuse est réglée sur non répétition, il faut rouvrir et refermer l'interrupteur de démarrage à la fin de chaque période de maintien.
On a déjà proposé une minuterie de commande qui fonctionne avec une précision suffisante dans la majorité des caso La minuterie subit de lé - gères variations dues aux variations de la tension d'alimentation. Si la mi- nuterie doit fonctionner avec une grande précision, les variations de la ten- sion d'alimentation au cours du soudage peuvent provoquer un changement indé- sirable de la durée de passage du courant de soudure.
Pour beaucoup de soudures, les opérations doivent s'effectuer promp- tement et aux moments voulus, et la durée des opérations doit être maintenue dans d'étroites limites. Si., par exemple, la période de soudure commence avant
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la fin de la période de compression, la pièce à souder est brûlée par la dé- charge prématurée entre les électrodes. Si la période de soudure est trop longue, la pièce peut être brûlée, et si elle est trop courte, la soudure peut ne pas être sûre. Si la période de maintien est trop courte, les électrodes de soudure entraînent avec elles, en s'écartent, les pastilles soudées encore molles et font un trou dans la pièce.
Si la période de repos se termine trop t6t ou trop tard, les soudures peuvent être ou trop rapprochées ou trop éloi- gnées les unes des autres. Une erreur dans le minutage d'une de ces opérations peut avoir de graves conséquenceso Par exemple, à cause d'une brûlure ou d'u- ne perforation lors d'une soudure, une tôle de carrosserie d9automobile peut être suffisamment endommagée pour devoir être rebutée. Rebuter une tôle pour de tels motifs n'est pas chose sans importance.
L'invention a pour but principal de procurer une minuterie élec- tronique qui mesure des intervalles de temps pratiquement uniformes., quelles que soient lès variations de la tension de la source d'alimentationo
Suivant l'invention la fin d'un intervalle de temps mesuré est indiquée par le début de conduction d'un thyratrono La conductivité du thy- ratron est commandée par la charge de deux condensateurs. Un condensateur est chargé suivant une polarité et l'autre suivant la polarité inverse au po- tentiel opposé. La tension qui commande la conductivité du thyratron est é- gale à la différence entre les tensions appliquées aux deux condensateurs.
De cette manière, une variation de la tension de la source qui rend la ten- sion aux bornes d9un des condensateurs anormalement élevée, rendra la tension aux bornes de l'autre également élevée. L'augmentation de tension aux bornes d'un condensateur tend à compenser l'augmentation de tension aux bornes de l'autre condensateur, Un troisième condensateur, chargé par la même source, applique la tension à ses bornes sur la grille d'un tube à travers lequel un des deux autres condensateurs reçoit sa charge. La tension aux bornes du troi- sième condensateur tend aussi à compenser les variations de tension d'alimen- tation.
L'invention ressortira clairement de la description ci-après d'u- ne forme d'exécution préférée, représentée, à titre d'exemple, au dessin an- nexé consistant,en.un schéma de montage d'un dispositif de commande pour une soudeuse par résistance.
L'appareil représenté au dessin comporte un transformateur de sou- dure 5 et des électrodes 7 et 9 connectées au secondaire du transformateur.
L'électrode 7 peut être rapprochée ou écartée de la pièce à souder 11 sous la commande d'un mécanisme hydraulique 13. Le primaire du transformateur 5 prend son courant à des barres 15., qui peuvent être celles d'un réseau com- mercial à tension nominale comprise entre 200 et 20300 voltsà travers une paire d'ignitrons 17 et 19 connectés en anti-parallèle entre les barres et le primaire. Les ignitrons 17 et 19 sont pourvus de circuits d'allumage res- pectifs 21 et 23. Ces circuits sont normalement ouverts mais peuvent être fermés en actionnant un contacteur 250
Le travail des électrodes de soudure 7 et 9 et le passage de courant de soudure sont réglés par une minuterie de commande des opérations sans relais électromagnétiques de commande.
Cette minuterie détermine la durée et l'ordre de succession des pé riodes de compression, soudure, main- tien et reposo Elle comprend un thyratron d'amorçage 27, des thyratrons de compression, soudure et maintien 29, 31 et 33 respectivement, et plusieurs thyratrons auxiliaires 35, 37, 40, 41 et 42 respectivement.
Les thyratrons reçoivent leur courant de barres auxiliaires 43 et 45 respectivement, alimen- tées elles-mêmes par le secondaire 51 d'un transformateur 55 relié aux barres- omnibus 15, Le thyratron de compression 29 et un thyratron auxiliaire 41 ont nécessairement une anode 57, une cathode 59 et plusieurs électrodes de comman- de 61 et 630 Les autres thyratrons peuvent être du même type mais peuvent aussi, comme indiqué ne comporter qu'une.anode 65, une cathode 67 et une seu- le électrode de commande 69.
Si dans la forme d'exécution préférée de l'in- vention, les valves 27, 29, 31, 33, 35, 37,40, 41 et 42 sont des thyratrons, certaines de ces valves ou mêmes toutes peuvent, dans certains cas, être des dispositifs électriques à décharge dans le vide poussé., des ignitrons ou d'au- tres dispositifs à décharge.
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Les circuits à constante de temps de repos et de maintien. 71 et 75 respectivement, sont interposés entre les électrodes de commande 69 et les cathodes 67 du thyratron de démarrage 27 et du thyratron de maintien 33.
Le circuit de compression 77 est intercalé entre une électrode de commande 61 et la cathode 59 du thyratron de compression 29. Chacun des circuits 71 à 77 comporte un condensateur 79 shunté par un rhéostat 810 Celui-ci peut ê- tre réglé de manière à déterminer la durée de chaque opératiDno Un conden- sateur 83 shunté par une résistance de grille 85 et une autre résistance 87 sont connectés entre l'électrode de commande 69 et la cathode 67 du thyratron auxiliaire 35.
Le circuit de compression 77 est connecté entre la première électrode de commande 61 et la cathode 59 du thyratron de compression 290 Un condensateur 89 shunté par une résistance 91 est inséré à la fois entre la première électrode de commande 61 et la cathode 59 du thyratron auxiliai- re 41 et entre la seconde électrode de commande 63 et la cathode 61 du thy- ratron de compression 290
Quand le commutateur répétition-non répétition97 se trouve dans la position répétition. la seconde électrode de commande 63 du thyratron 41 est reliée à sa cathode 59;
en position de non répétition, la même électrodê est reliée au circuit de repos 710
Dans la forme d'exécution préférée de l'invention, on utilise des circuits à constante de temps comportant des résistances et des condensateurs, parce que ces éléments sont de construction simple et sont faciles à se pro- curer. Des dispositifs comportant des circuits à constante de temps composés de selfs et de résistances, ou de combinaisons de selfs, résistances et conden- sateurs ne sortent pas du cadre de l'invention.
Le circuit à constante de temps 83-87 du thyratron auxiliaire 35 est relié au thyratron de démarrage 27 par l'intermédiaire de la bobine d'ex- citation 99 du relais commandant l'alimentation du solénoide 101 du mécanis- me d'actionnement des électrodes 13. Ce circuit est ouvert à l'endroit de l'interrupteur de démarrage 116 et le thyratron d'amorgage 27 n'est pas con- dueteuro Le circuit à constante de temps 83-87 est aussi relié à la grille 69 du thyratron auxiliaire 42.
Le circuit de compression 77 est raccordé, en série avec l'anode et la cathode du thyratron auxliaire 35, entre les bar- res 43 et 450
Comme le condensateur 83 est déchargé., le thyratron 35 est initia- lement conducteur et le condensateur 79 du circuit de compression est chargé de manière que son armature inférieure (reliée aux électrodes 61 et 69 de com- mande des thyratrons 29 et 37) soit négative et son armature supérieure (re- liée aux cathodes 59 et 67 des mêmes thyratrons) positive, de sorte que le thyratron de compression 29 et le thyratron auxiliaire 37 sont initialement non conducteurso Lanode 65 du thyratron auxiliaire 37 est reliée à une bar- re 45,
par l'intermédiaire du primaire 102 du transformateur 1030
Le primaire 104 d'un transformateur 105 est connecté aux conduc- teurs de ligne 43 et 45. Une extrémité du secondaire 106 du transformateur 105 est reliée au conducteur 45 et l'autre extrémité, par l'intermédiaire d'u- ne résistance variable 107, à l'anode 65 du thyratron auxiliaire 40. La ca- thode 59 de celui-ci est reliée à un condensateur 108 de temps de soudureo Le thyratron 42 est placé aux bornes de ce dernier condensàteuro Un rédres- seur 109 est connecté à un secondaire 110 du transformateur 55 et envoie du courant de charge à un condensateur 111. Le même redresseur 109 envoie, au moyen d'autres électrodes, du courant d'un autre secondaire 112 du transfor- mateur 55 à un condensateur de polarisation 113 shunté par un 'rhéostat 114.
Une armature du condensateur 111-est reliée à la cathode 59 du thyratron 400 L'autre armature est connectée, par un secondaire 115 du transformateur auxi- liaire 103, à la grille 69 du thyratron 40. Le curseur du rhéostat 114 est relié à la grille 69 du thyratron 310
Le circuit de soudure 89-91 est mis en série avec la résistance 117 dans le circuit anodique du thyratron de soudure 31, et comme ce dernier n'est pas conducteur, le thyratron auxiliaire 41 est conducteur.
Le circuit de maintien 75 est mis en série avec une résistance 117 dans le circuit ano-
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dique du thyratron auxiliaire 41, et, comme ce dernier est conducteurs, le thyratron de maintien 75 est non conducteuro Le circuit de repos 71 est mis en série avec la résistance 117 dans le circuit anodique du thyratron de main- tien. par l'intermédiaire de l'interrupteur de démarrage 1160
L'opération de soudure est commencée par la fermeture de l'inter- rupteur de démarrage 116'et, en conséquence, du circuit cathodique du thyra- tron d'amorçage.270 Celui-ci devient ainsi conducteur et excite le relais de solénoîde 99.
Le circuit du solénoïde 101 se complète par la fermeture d'un contacteur 120 du relais de solénoide, et du fluide sous pression amène l'électrode de soudure mobile 7 en contact avec la pièce à souder llo Le relais 99 est verrouillé par la fermeture d'un contacteur de bloquage 1180
Le courant qui traverse le thyratron d'amorçage 27 charge le con- densateur 83 du circuit à constante de temps relié en série avec son anode 650 La polarité de la,charge est telle que le circuit de commande du thyra- tron auxiliaire 35 est polarisé et que celui-ci devient non conducteuro Le courant de charge du condensateur de compression 79 s'interrompt à ce moment et ce condensateur se décharge dans le rhéostat associé 81 en un temps égal au temps de compression désiréo A la fin de cet intervalle de temps., le thy- ratron de compression29 est rendu conducteur.
La bobine d'excitation du re- lais d'allumage est traversée par le courant et le relais 119 est actionnéo Le contacteur 25 se ferme, les ignitrons 17 et 19 s'llument et font passer le courant dans le primaire du transformateur de soudure 5, soudant ainsi la matière.
Quand le condensateur de compression 79 est déchargée le thyratron auxiliaire 37 devient conducteur et fait circuler le courant dans le primaire 102 du transformateur auxiliaire 103. Le passage du courant rend le thyra- tron 40 conducteuro Celui-ci envoie du courant pour charger le condensateur 108 de temps de soudure. La vitesse de charge du condensateur 108 dépend de la valeur de la résistance variable 107 en série avec le thyratron 40. Le redresseur 109 conduit le courant qui charge le condensateur 111 connecté dans le circuit de grille du thyratron 40o La charge du condensateur 111 en série avec le secondaire de transformateur 115 a une polarité telle qu'elle polari- se la valve 40 au cut-off.
Quand la charge du condensateur 11 augmente, elle tend à reculer dans chaque cycle le moment où le thyratron 40 devient conducteuro S'il y a donc une surtension dans le circuit d'alimentation, la tension appliquée au condensateur 111 augmente et tend à raccourcir la période pendant laquelle le thyratron 40 est conducteur.
Le condensateur 113 est chargé par le transformateur 55 à travers le redresseur 1090 Sa tension est donc fonction de la tension d'alimentation.
Le condensateur 108 se ,charge à une tension dépendant de la tension d'alimen- tation, son courant de charge provenant du transformateur 105 sur lequel on applique la tension d'alimentationo Sa vitesse de charge dépend de la valeur de la résistance 107 et de la fraction du cycle de la tension pendaht laquel- le le thyratron de charge 40 est conducteur. L'armature supérieure du conden- sateur 108 est chargée positivement et l'inférieure négativemento Le redres- seur 109 maintient aux bornes du condensateur de polarisation 113 du circuit de soudure, une tension fonction de la tension du réseau. La charge du conden- sateur de polarisation 113 est de polarité opposée à celle de la charge du condensateur 108 de temps de soudure en série avec le thyratron 40.
Les deux condensateurs 108 et 113 sont reliés en série entre le conducteur de ligne 45 auquel est connectée la cathode du thyratron 31 et un potentiomètre 114 relié à la grille 69 du thyratron de soudure 310 Ainsi, la différence entre les tensions des déux condensateurs 108 et 113 est appliquée entre la grille 69 et la cathode 67 du thyratron de soudureo Les vitesses de .charge des deux condensateurs 108 et 113 dépendent de la tension de ligne.
Comme elles sont opposées, elles tendront à compenser les variations de la tension d'alimenta- tiono
La grille 69 du thyratron 31 atteint sa tension critique à laquel- le le thyratron 31 devient conducteur, à la fin d'un intervalle de temps dé=-
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pendant de la vitesse à laquelle le thyratron,40 et le redresseur 109 char- gent les condensateurs de temps de soudure. Le courant circulant alors dans le thyratron de soudure 31 charge le condensateur 89 du circuit à constante de temps 89-91 dans les circuits de commande du troisième thyratron auxiliai- re 41 et du thyratron de compression 29.
Quand le condensateur 89 en série avec le.-thyratron de soudure 31 est chargée le troisième thyratron auxiliai- re 41 et le thyratron de compression 29 sont rendus non conducteurs, Le re- lais d'allumage 119 est par conséquent désexcité et le passage du courant dans les ignorons 17 et 19 interrompuo
Le thyratron auxiliaire 35,commandé par le thyratron d'amorçag3 27, reste non conducteur., et le premier thyratron auxiliaire 37 reste conduc- teuro Par conséquente malgré le changement de la conductivité du thyratron de compression 29, le thyratron de soudure 31 et le thyratron auxiliaire 41 restent dans 1-'état décrit en dernier lieu, c'est-à-dire que le thyratron de soudure 31 reste conducteur et l'autre non conducteuro
Quand le troisième thyratron auxiliaire 41 devient non conducteur,
le courant de charge du condensateur de maintien 79 se trouvant en série avec lui est interrompue Ce condensateur se décharge alors dans son rhéostat as- socié 81 en un temps égal au temps de maintien désirée A la fin de cet inter- valle de temps, le thyratron de maintien 33 devient conducteuro Le courant circulant dans le circuit anodique du thyratron de maintien charge le conden- sateur de repos 79. Une fois celui-ci chargée le thyratron d'amorçage 27 est rendu non conducteur et libère le relais 99 de sorte que l'électrode 7 s'écar- te de la pièce 11. Le courant envoyé dans le condensateur 83 du circuit à constante de temps du thyratron auxiliaire 35 est interrompu et ce condensa- teur se décharge dans le rhéostat 81; le thyratron auxiliaire devenu conduc- teur, charge le condensateur de compression 79.
Quand ce dernier est char- gée le thyratron auxiliaire 37 est rendu non conducteur,aucun courant ne circule dans le transformateur auxiliaire 103 et le thyratron 40 est polari- sé au cut-off par le condensateuro Quand le thyratron 35 devient conducteur le thyratron 42, dont la grille est reliée au même circuit à constante de temps, devient aussi conducteur. Le condensateur de temps de soudure 108 en série avec le thyratron 40 se décharge dans le thyratron 42, et le thyratron 31 de- vient non conducteur.
Le courant de charge du condensateur 89 dans le circuit de comman- de du thyratron auxiliaire 41 est donc interrompu et quand ce condensateur 89 se décharge, le thyratron 41 est rendu conducteur et charge le condensa- teur de maintien 79 ce qui rend le thyratron de maintien 33 non conducteur.
Le dispositif est alors prêt pour une seconde opération. .Quand le thyratron de maintien est rendu non conducteur, le condensateur de repos @ 79 se décharge dans son rhéostat associé 81 et à la fin de la période de re- pos, le thyratron d'amoorçage 27 redevient conducteur et redémarre la suite des opérations.
Si lé commutateur 97 est mis surnon répétition, la seconde élec- trode de commande 63 de la valve auxiliaire 41 est reliée à une borne du cir- cuit de repos 719 L'autre borne de ce circuit est reliée à la cathode 59 du troisième thyratron auxiliaire. Le thyratron auxiliaire 41 reste non conduc- teur et le thyratron de maintien reste donc conducteur aussi longtemps que l'interrupteur de démarrage 116 reste fermé, quelles que soient les conditions du thyratron de soudure et des valves associées. Aussi longtemps que le thy- ratron de maintien reste conducteur, le condensateur de repos 79 reste chargé, et le thyratron d'amorçage 27 reste non conducteur.
Il faut rouvrir l'inter- rupteur de démarrage 116 pour amorcer une nouvelle série d'opérations, Dans ce cas, le circuit anodique du thyratron de maintien 33 est ouvert et le courant de charge du condensateur de repos 79 interrompu. Après décharge de celui-ci dans le rhéostat associé 81, le thyratron d'amorçage 27 peut être rendu conducteur par refermeture de l'interrupteur de démarrage 116 en vue d'une nouvelle soudure.