BE877227A - Dispositif positionneur pour tete de soudage ou de rechargement de pieces usinees. - Google Patents

Description

  Dispositif positionneur pour tête de

  
soudage ou de rechargement de pièces usinées. 

  
Dispositif positionneur pour tête de soudage ou de rechargement de pièces usinées

  
La présente invention concerne un dispositif positionneur pour positionner de façon précise et continue une tête de soudage ou de rechargement portée à l'extrémité d'une potence relativement longue.

  
Un problème de positionnement de ce genre se pose par exemple pour le sondage de tubulures en acier sur les piétements d'une cuve de réacteur nucléaire. Des tubulures pour une telle cuve ont communément un

  
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telles tubulures sur les piètements de la cuve, il faut introduire la tête de soudage à l'intérieur de la tubulure et du tourillon creux d'un manipulateur, sur une longueur

  
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positionneur est celui du rechargement intérieur d'une tubulure avec du feuillard en bande.

  
Les dispositifs positionneurs connus font appel à une boucle d'asservissement par laquelle un_ décalage relatif de la tête de rechargement par rapport à sa position correcte produit un signal de correction qui.commande le dispositif de déplacement de la tête pour la ramener dans une position correcte par rapport

  
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mouvements alternés avec jeux et présente non seulement un temps de réponse et de déplacement non négligeable, mais également un seuil de fonctionnement minimum en deçà duquel le système ne répond pas. La précision du

  
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est donc limitée. Ce manque de précision s'accentue encore et devient inadmissible quand on travaille sur des chanfreins à souder ayant des rayons de courbure de quelques  mètres, situation qui s'aggrave encore s'il s'ajoute des  variations sensibles de température.

  
L'invention résout le problème de réaliser

  
un dispositif positionneur capable de positionner une

  
tête de soudage ou de rechargement de façon continue

  
et rapide avec grande précision, quelles que soient les irrégularités tridimensionnelles du travail.

  
Le principe sur lequel est basé le dispo-  sitif suivant l'invention est que ce dispositif suit verticalement la pièce à travailler par gravité, ce qui évite tout mouvement oscillatoire et assure à tout moment la précision voulue sans retard aucun et sans limite. Pour les déplacements horizontaux la gravité est remplacée

  
par une force importante pneumatique ou provenant d'un ressort et qui n'agit que dans une seule direction.

  
Compte tenu des applications envisagées, les problèmes à résoudre dans la réalisation d'un dispositif positionneur convenable sont :
a) rattraper automatiquement les jeux dus à des différences de diamètre (usure) ou des variations de température par exemple, b) éviter toute vibration qui réduirait la précision du  positionnement. 

  
Le dispositif positionneur suivant l'invention est agencé pour résoudre tous ces problèmes, assurant ainsi un positionnement continu remarquablement précis dans tous les cas possibles.

  
Ces problèmes sont résolus suivant l'invention par un dispositif positionneur comprenant un bloc de support sur lequel est monté le bras perte-tête, et un bras monté sur le bloc de support parallèlement au bras porte-tête de manière à pouvoir pivoter dans un plan vertical, le bras de positionnement portant à son.extrémité libre au moins deux galets de positionnement. Un dispositif de retenue relie le bloc de support et le bras de positionnement, ce dispositif ayant un- premier état pour lequel ledit bras de positionnement se trouve bloqué dans une position relevée lorsque le dispositif de positionnement est au repos, et ayant un deuxième état pour lequel ledit bras de positionnement se trouve libéré.

   Un dispositif de rappel relie le bras de positionnement et le bloc de support afin de maintenir ledit bras de positionnement tiré axialement vers le bloc de support en position de travail lorsque le dispositif de retenue se trouve dans son deuxième état. L'extrémité du bras porte-tête, adjacente à ladite tête, est reliée au bras de positionnement par un moyen de couplage exerçant un effort de poussée ou de traction sur le bras porte-tête, quels que soient les mouvements relatifs des bras porte-tète et de positionnement dans les trois directions de l'espace.

  
L'invention est exposée avec plus de détails dans ce qui suit, avec référence aux dessins joints sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en élévation d'une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention, en position de repos;
- la figure 2 est une vue de bout du dispositif en position de repos;
- la figure 3 est une vue en élévation du dispositif de la figure 1 en position de travail sur une surface cylindrique;
- la figure 4 est une vue de bout du dispositif en  position de travail;  - les figures 5 et 6 sont des vues, respectivement en élévation et en plan, illustrant une variante d'exécution du dispositif de la figure 1.

  
Sur les figures 1 à 4 le dispositif positionneur 10 suivant l'invention est équipé d'une

  
tête de soudage 40. Sur les figures 1 et 2 le dispositif positionneur 10 est montré en position de repos, partiellement engagé à l'intérieur d'une tubulure cylindrique

  
20 devant être soudée sur un piètement formé sur le

  
corps d'une cuve de réacteur nucléaire (non'montrée),

  
Le disppsitif positionneur 10 se trouve fixé à l'extré-  mité d'une potence 30 qui a couramment une longueur appréciable (7 à 10 mètres par exemple). La tête de soudage 40 débite un fil de soudure 41.

  
Le dispositif positionneur 10 comprend un bras de positionnement 1, un bras porte-tête 2 et un dispositif d'entraînement 3 pour déplacer le bras portetête 2 suivant trois directions : la direction axiale de la tubulure 20, la direction perpendiculaire à la direction axiale dans le plan du dessin et la direction perpen-.. diculaire au plan du dessin. Le bras de positionnement 1 porte à son extrémité libre deux galets de positionnement
11 et un dispositif d'arrêt 12 dont on verra les rôles plus loin. A son autre extrémité, le bras de positionnement est monté sur un bloc de support 31 fixé à l'extrémité de la potence 30,par l'intermédiaire d'un pivot 13,

  
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un ressort 14 (ou éventuellement un vérin pneumatique)

  
qui tire le bras 1 vers la potence 30. Le bras 1 est également lié au bloc de support 31 par un vérin hydraulique

  
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bras 1 attiré vers la potence 30, bloquant ainsi le,bras 1 dans une position légèrement inclinée vers le haut.

  
Le bras porte-tête 2 est relié au bras de positionnement 1 par l'intermédiaire d'un vérin pneumatique 21 qui se trouve actionné en sorte de maintenir un effort appliqué sur le bras porte-tête 2, mettant celuici en état de précontrainte sous flexion. Cet état de précontrainte du bras 2 rattrape tous les 'jeux-des. glissières et écrous de déplacement tridimensionnel, empêchant toute vibration du bras et partant de la tête
40, tout en permettant le déplacement tridimensionnel de la tête 40 par rapport au bras de positionnement 1.

  
C'est dans sa position de repos, illustrée à la figure 1, que le dispositif positionneur 10 est introduit axialement dans la tubulure 20 à souder ou à recharger. Dans cette position de repos du dispositif positionneur, le bras de positionnement 1 est incliné avec sa tête vers le haut et les galets 11 ainsi que le dispositif d'arrêt 12 sont suspendus en l'air comme le montre la figure 2. Le dispositif positionneur 10 est

  
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40 soit arrivée un peu au-delà de la zone de travail reprérée en 42 sur la figure 3. A ce moment, le dispositif positionneur est mis en position de travail, illustrée à la figure 3.

  
Pour mettre le dispositif positionneur
10 en position de travail, le vérin 17 est actionné pour libérer le bras 1 de manière que celui-ci pivote autour du pivot 13 sous l'effet de la gravité. Le vérin 17

  
peut même être prévu pour pousser le bras 1 afin d'accroître l'effet de la gravité. Dans ce mouvement de pivotement, les galets 11 et le dispositif d'arrêt 12 s'abaissent jusqu'à ce qu'ils viennent reposer librement sur la paroi intérieure de la tubulure 20 comme le

  
montre la figure 4. En. reculant la potence 30 en sorte d'extraire le dispositif positionneur hors de la tubulure
20, le ressort 14 exerce un effort de traction sur le pivot 13 et sur le bras de positionnement 1 et le disposi-  tif d'arrêt 12 vient buter contre un escalier d'arrêt 43 prévu dans la tubulure 20, ce qui maintient -le dispositif positionneur 10 parfaitement en place axialement. L' escalier d'arrêt 43 est normalement réalisé dans une tubulure de réacteur nucléaire par le bord du revêtement inoxydable qui en recharge la surface intérieure. La compression du ressort 14 permet des mouvements axiaux de l'escalier d'arrêt 43 et le suivi axial du dispositif d'arrêt 12 maintenu continuellement appuyé par le- ressort
14 contre l'escalier 43. Un contact fin de course 19 arrête le mouvement de recul lorsque le demi-déplacement axial de la tubulure 20 est atteint.

   Le vérin 21 qui exerce un effort sur le bras porte-tête 2, maintient

  
la tête de soudure 40 dans une position stable et rigide par rapport à la fixation du bras 2 au bras 1. Il est alors aisé à l'opérateur de commander le déplacement tridimensionnel du bras 2 par,rapport au bras 1 quand  l'évolution de la soudure l'exige. La précision et la stabilité du positionnement de la tête de soudure 40 permettent à l'ouvrier un ajustement précis par exemple du point nadir de la soudure, ce qui est un facteur important de la qualité de la soudure.

  
Dans l'exemple décrit plus haut la tubulure 20 a une surface intérieure cylindrique. Il  est bien entendu que le dispositif positionneur 10  s'adapte tout aussi bien à une tubulure ayant une surface intérieure conique.

  
Une variante d'exécution du dispositif positionneur est illustrée aux figures 5 et 6. Cette variante est spécialement destinée au positionnement d'une tête de rechargement par feuillard pour le s cas

  
où les positions de rechargement successives s'étendent sur une certaine longueur. La référence numérique 51 désigne le feuillard de rechargement guidé par la tête de rechargement 50. La différence entre l'exécution des figures 5 et 6 et l'exécution illustrée à la figure 3 réside dans l'adjonction d'un système d'articulation à double parallélogramme 52 et 53 par l'intermédiaire duquel le bras de positionnement 1 se trouve monté sur le bloc de support 31. Le parallélogramme 53 est relié au dispositif de retenue 17 et le parallélogramme 52 est relié au dispositif de rappel 14. Ce système assure un positionnement précis du feuillard 51 malgré les relativement grands déplacements axiaux de la tubulure à recharger et donc du dispositif d'arrêt 12, la tête 50 suivant alors parfaitement le déplacement du galet 12 sur l'escalier 43.

  
Le dispositif positionneur 10 suivant l'invention assure un positionnement précis de la tête de soudure ou de rechargement. Le déplacement radial est assuré par le déplacement des galets 11 qui déterminent de façon précise le centre de la tubulure 20 dont la surface intérieure a un fini réalise avec grande précision. Le déplacement axial est assuré par le déplacement du dispositif d'arrêt 12. Le déplacement transversal d'ensemble est assuré par la rotation de la potence 30 libérée autour d'un axe vertical.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif positionneur comprenant un bras

   portant à son extrémité une tête de soudage ou rechargement

   de pièces usinées caractérisé en ce qu'il comprend en

   outre :

   un bloc de support (31) sur lequel est monté le bras portetête;

   un bras de positionnement (1) monté sur le bloc de support parallèlement au bras porte-tête de manière à pouvoir

   pivcter dans un plan vertical,le bras de positionnement

   portant à son extrémité libre au moins deux galets de positionnement;

   un dispositif de retenue (15) reliant le bloc de support

   et le bras de positionnement , ce dispositif ayant un

   premiet état pour lequel ledit bras de positionnement se

   trouve maintenu. dans une position relevée lorsque le

   dispositif de positionnement est au repos, et ayant un

   deuxième état pour lequel ledit bras de positionnement se

   trouve libéré ou poussé pour accroître l'effet de la gravité;

   un dispositif de rappel (14) reliant le bras de positionnement et le bloc de support afin de maintenir ledit bras

   de positionnement en position de travail par un effort de traction lorsque le dispositif de retenue se trouve dans

   son deuxième état.

   2. Dispositif positionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras de positionnement

   est monté sur le bloc de support par l'intermédiaire d'un dispositif articulé à double parallélogramme, un premier parallélogramme étant relié au dispositif de

   retenue et un second parallélogramme étant relié au dispositif de rappel.

   3. Dispositif positionneur selon lune quèlconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité

   du bras porte-tête (2),adjacente à ladite tête, est reliée

   au bras de positionnement.par un moyen de couplage exerçant un effort de traction ou de poussée sur le bras porte-tête, quels que soient les mouvements relatifs des bras porte-tête et de positionnement dans les trois directions de l'espace.

   4. Dispositif positionneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en- cequ'il comprend un dispositif d'entraînement (3) pour entraîner le bras porte-tête suivant trois directions.

   5. Dispositif positionneur selon l'une quelconque des revendicat ons 1 à 4, caractérisé en ce que le bras de positionnement (1) porte un dispositif d'arrêt (12) destiné à coopérer avec un moyen d'arrêt

   (43) prévu sur la surface de la pièce usinée..