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"Appareil mesureur de déplacement"
La présente invention est relative à un appareil indi- cateur de déplacement, appelé à être utilisé dans une machine électrique à souder ou à agrafer, de l'espace comprenant deux électrodes, entre lesquelles sont serrés deux élémetns appelés à être fixés l'un à l'autre et à travers lesquelles on fait passer un courant électrique.
Au coure du fonctionnement de telles machines, les électrodes effectuent un déplacement lorsque le courant électri- que les traverse, étant donné que le métal maintenu entre les électrodes se dilate lors du soudage par Joints ou du soudage continu, ou se contracte, en raison de l'aplatissement de l'un des éléments, comme dans le cas du soudage par bossage, du soudage bout à bout et du pointage. On a constaté que la valeur
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'r'' 03 .:.: :..G ::2(.:n!; dos olcstrodes est un indice de la qualité du ,}i:0';;: :9l,'o(iuH; nar la. machine, la présente invention ayant pour 011;10':-; eV 0';;::bli:!: im appareil simple et judicieux, destiné à 0iüu le déplacement ci-dessus.
Un appareil mesureur de déplacement, appelé à être
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iiMliaé avec une machine telle que définie plus haut, comprend, op combinaison : un dispositif mesureur adjoint aux électrodes 3& d:ß:ix s É1 -produire un. premier signal indiquant les positions relatives des électrodes à n'importe quel instant, lorsque la
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nc-chinc est en service; un dispositif de mémoire, destiné à #nroduiro tm second signal, qui indique la valeur du premier signal à l'instant où les électrodes entrent en contact avec la pièse;dos moyens agissant de manière à permettre l'apparition d'un troisième signal, équivalent à la différence entre les premier et second signaux, au moins pendant le temps au cours
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cir71il.ci. le courent électrique passe à travers les électrodes;
et un ':."-;me comparateur, pour comparer ledit troisième signal avec un autre sifjnal, d'une valeur déterminée, ledit système co:;..teur ôtant conditionné en vue de fournir une sortie lorsque la différence entre ledit troisième signal et ledit outre signal atteint une valeur déterminée.
Dans les dessins annexés :
La Figure 1 est une vue schématique d'un exemple de
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r6alistion d'une soudeuse avec laquelle l'appareil mesureur de déplacement suivant l'invention peut être utilisé, et
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Le. Figure est un schéma de circuits électriques d'un '#'nxnle t'. t Q;';,:'1oution de l'appareil. Ea soudeuse représentée dans les dessins comprend un
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b t 1, oontorst de manière à présenter une échancrure en G.
Br.n;1 '::}et.(; echancrure est montée une électrode inférieure 2, fixe p?.5? rapport à la machine et reliée par un conducteur 3 à une e3:tï\iTaité de l'enroulement secondaire d'un transformateur
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de soudage (non reprisent-' 5 Au-dessus de l'électrode inféricure est montre une électrode supérieure 4, laquelle est portée par la tige de piston 3 d'un système piston-cylindre, monte dars le bâti.
L'électrode supérieure est connectée à l'autre extrémité de l'enroulement secondaire d'un transformateur au moyen d'un conducteur flexible 6,le cylindre étant conditionna en vue d'être alimenté en air sous pression, d'une ornière connue en soi, lorsqu'on désire fixer l'un à l'autre deux éléments désignés par 7.
Lorsque les éléments sont maintenus ensemble par l'effort exercé par le piston, on fait passer un courrait électrique à travers les électrodes et les éléments, de manière à produire un échauffement local de ces derniers et, à la fin de l'opération, on arrête le passage du courant et l'on écarte les électrodes l'une de l'autre, afin .le pouvoir retirer les éléments hors de la machine*
Lorsqu'on applique l'invention dans une telle machine, on fixe au bâti de celle-ci le dispositif mesureur 8, lequel comprend une tige de commande 9, mue par la tige de piston 5.
En termes d'électricité, le dispositif mesureur est constitua par un potentiomètre 10, représenté dans la figure 2, et est muni d'un curseur 11 commandé par la tige 9.
Une borne du potentiomètre est connectée à la borne 12, mise à la terre, d'une source d'alimentation en courant continu, tandis que l'autre borne de ce potentiomètre est connectée, à travers une résistance 13, à la borne négative 14 de cette source d'alimentation.
Le curseur 11 du potentiomètre est connecté aux bases de deux translatera 15 et 16, à sens de conduction opposés, qui constituent unsemble un circuit à charge d'émetteur, tandis que leurs collecteurs sont connectés aux bornes 14 et 12 respectivement. les émetteurs de ces transistors sont connectes entre eux et,par une résistance 18, à une armature d'un condensateur do mémoire 17, une résistance 19 étant
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prévue poux? connecter les émetteurs à la borne 12.
L'autre prmature du condensateur peut être connectée à la borne 12 au moyen d'un contact de relais 20, normalement fermé, ce contact; étant actionné par une bobine de relais (non représentée), conditionnée de façon à être excitée pendant que le courant passe par les électrodes de la soudeuse. Ladite autre armature du condensateur 17 est également connectée à la base d'un transistor 21 du type n-p-n, dont lëmetteur est connecté à la borne d'alimentation 14 à travers une résistance 22, tandis que son collecteur est connecté à une borne d'alimentation 23, positive par rapport à la borne d'alimentation 12.
On prévoit en outre un second transisper, 24. du type n-p-n, dont l'émetteur est connecté à l'émetteur du transistor L'Il tandis que son collecteur est connecta à la borne d'alimentation 23 à travers une résistance 25. La base du transistor 24 est connectée à travers une résistance 26 au curseur d'un potentio- mètre 27, intercalé entre les bornes d'alimentation 14 et 12.
De plus, une résistance 28 est connectée à la borne d'alimen-' tation 12 et à la base du transistor 24.
La base du transistor 24 est connectée à travers une résistance 29 au collecteur d'un transistor 30 du type p-n-p, dont l'émetteur est connecté à la borne d'alimentation 23, tandis que sa base est connectée au collecteur du transistor 24.
En outre, le collecteur du transistor 30 est connecté à. la borne d'alimentation 12 à travers les résistances 31 et 32 en série, tandis qu'un point intermédiaire de ces dernières résistances est connecté à la base d'un transistor 33 du type n-p-n, dont l'émetteur est connecté à la borne d'alimen- talion., tondis que son collecteur est connecté à la borne d'alimetation @K à travers une bobine de relais 34 et une résistance 35, branchée en série, la bobine 34 étant branchée en parallèle avec une diode 36,
dont l'anode est connectée au
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collecteur du transistor 33.
La bobine de relais 34 commande des contacts de relais (non représentés), connectés dans les circuits de commande de la soudeuse.
En cours d'utilisation, on place les éléments à unir entre les électrodes, et l'on rapproche ces dernières l'une de l'autre, jusqu'à ce que les éléments soient serrés l'un contre l'autre. Pendant ce temps, le curseur 11 se déplace, et le condensateur de mémoire 17 se charge d'une tension qui est un indice de la position relative des électrodes.
Ensuite, le contact 20 s'ouvre, cette ouverture étant opérée par le circuit de commande de la soudeuse, lorsque le courant électrique traverse les électrodes. A l'instant où. le contact 20 s'ouvre, la tension appliquée à la base du trancistor @l est égale à celle de la borne d'alimentation 12; toutefois, lorsque les électrodes se déplacent à la suite de l'échauffemnt des éléments, une tension négative croissante ect appliquée à la base du transistor 21.
Cette tension est comparée avec celle qui se manifeste aux bornes de la résistance 28 et qui est déterminée par la mise au point du potentiomètre 27, lequel est conditionné de toile manière que, lorsque les électrodes se déplacent à nouveau d'une quantité déterminée, le circuit s'inverse, et les transistors 30 et 33 deviennent conducteurs, ce qui a pour effet l'excitation de la bobine de relais 34 et l'actionnement des contacts y affectés du relais, de manière à arrêter le passage du courant à travers les électrodes et amener celle-ci à s'écarter l'une de l'autre pour libérer les éléments.
On conçoit que l'appareil mesureur de déplacement suivant l'invention peut être utilisé avec une machine à agrafer à chaud, dont le mode de fonctionnement fondamental est se:)siblement identique à celui de la soudeuse décrite ci-dessus.
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"Displacement measuring device"
The present invention relates to a device for indicating the displacement, intended to be used in an electric welding or stapling machine, of the space comprising two electrodes, between which are clamped two elements intended to be fixed one to the other. the other and through which an electric current is passed.
During the operation of such machines, the electrodes move when electric current passes through them, as the metal held between the electrodes expands during seam welding or continuous welding, or contracts, due to the flattening of one of the elements, as in the case of projection welding, butt welding and tacking. It was found that the value
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'r' '03.:.:: .. G :: 2 (.: n !; dos olcstrodes is an index of the quality of,} i: 0' ;;:: 9l, 'o (iuH; nar la machine, the present invention having for 011; 10 ': -; eV 0' ;; :: bli:!: a simple and judicious apparatus, intended for the above displacement.
A displacement measuring device, called to be
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iiMliaé with a machine as defined above, comprises, op combination: a measuring device associated with the electrodes 3 & d: ß: ix s É1 -produce a. first signal indicating the relative positions of the electrodes at any time, when the
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nc-chinc is in service; a memory device, intended for #nroduiro tm second signal, which indicates the value of the first signal at the instant when the electrodes come into contact with the piece; back means acting in such a way as to allow the appearance of a third signal, equivalent to the difference between the first and second signals, at least during the time during
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cir71il.ci. the electric current passes through the electrodes;
and a ':. "-; me comparator, to compare said third signal with another signal, of a determined value, said system co:; .. tor removing conditioned to provide an output when the difference between said third signal and said further signal reaches a determined value.
In the accompanying drawings:
Figure 1 is a schematic view of an example of
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production of a welder with which the displacement measuring device according to the invention can be used, and
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The. Figure is an electrical circuit diagram of a '#' nxnle t '. t Q; ';,:' 1oution of the device. The welder shown in the drawings includes a
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b t 1, oontorst so as to present a notch in G.
Br.n; 1 '::} and. (; Cutout is mounted a lower electrode 2, fixed p? .5? Relative to the machine and connected by a conductor 3 to a e3: tï \ iTaity of the secondary winding d 'a transformer
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above the lower electrode is shown an upper electrode 4, which is carried by the piston rod 3 of a piston-cylinder system, rises in the frame.
The upper electrode is connected to the other end of the secondary winding of a transformer by means of a flexible conductor 6, the cylinder being conditioned to be supplied with pressurized air, in a known rut in itself, when one wishes to fix two elements designated by 7 to each other.
When the elements are held together by the force exerted by the piston, an electric current is passed through the electrodes and the elements, so as to produce a local heating of the latter and, at the end of the operation, we stops the flow of current and separates the electrodes from one another, so that the elements can be removed from the machine *
When the invention is applied in such a machine, the measuring device 8, which comprises a control rod 9, moved by the piston rod 5, is fixed to the frame thereof.
In terms of electricity, the measuring device is constituted by a potentiometer 10, shown in Figure 2, and is provided with a cursor 11 controlled by the rod 9.
One terminal of the potentiometer is connected to terminal 12, earthed, of a DC power source, while the other terminal of this potentiometer is connected, through a resistor 13, to negative terminal 14 from this power source.
The slider 11 of the potentiometer is connected to the bases of two translatera 15 and 16, in opposite conduction directions, which together constitute an emitter load circuit, while their collectors are connected to terminals 14 and 12 respectively. the emitters of these transistors are connected to each other and, by a resistor 18, to an armature of a memory capacitor 17, a resistor 19 being
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planned lice? connect the transmitters to terminal 12.
The other premature of the capacitor can be connected to terminal 12 by means of a relay contact 20, normally closed, this contact; being actuated by a relay coil (not shown), conditioned to be energized while current is flowing through the electrodes of the welder. Said other armature of the capacitor 17 is also connected to the base of a transistor 21 of the npn type, the emitter of which is connected to the supply terminal 14 through a resistor 22, while its collector is connected to a supply terminal. 23, positive with respect to the supply terminal 12.
A second transisper is also provided, 24. of the npn type, the emitter of which is connected to the emitter of transistor Il, while its collector is connected to the supply terminal 23 through a resistor 25. The base of transistor 24 is connected through a resistor 26 to the cursor of a potentiometer 27, interposed between the supply terminals 14 and 12.
In addition, a resistor 28 is connected to power terminal 12 and to the base of transistor 24.
The base of transistor 24 is connected through a resistor 29 to the collector of a p-n-p type transistor 30, the emitter of which is connected to the supply terminal 23, while its base is connected to the collector of transistor 24.
In addition, the collector of transistor 30 is connected to. the supply terminal 12 through the resistors 31 and 32 in series, while an intermediate point of these latter resistors is connected to the base of a transistor 33 of the npn type, the emitter of which is connected to the terminal d power supply, while its collector is connected to the power supply terminal @K through a relay coil 34 and a resistor 35, connected in series, the coil 34 being connected in parallel with a diode 36,
whose anode is connected to the
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collector of transistor 33.
Relay coil 34 controls relay contacts (not shown), connected in welder control circuits.
In use, the elements to be joined are placed between the electrodes, and the latter are brought closer to one another, until the elements are tight against each other. During this time, cursor 11 moves, and memory capacitor 17 charges with a voltage which is an index of the relative position of the electrodes.
Then, the contact 20 opens, this opening being effected by the control circuit of the welder, when the electric current passes through the electrodes. At the moment. the contact 20 opens, the voltage applied to the base of the trancistor @l is equal to that of the supply terminal 12; however, when the electrodes move as a result of the heating of the elements, an increasing negative voltage ect applied to the base of transistor 21.
This voltage is compared with that which manifests itself at the terminals of resistor 28 and which is determined by the adjustment of potentiometer 27, which is so conditioned that, when the electrodes move again by a determined quantity, the circuit is reversed, and the transistors 30 and 33 become conductors, which has the effect of energizing the relay coil 34 and the actuation of the contacts assigned thereto of the relay, so as to stop the flow of current through the electrodes and cause it to move away from each other to free the elements.
It will be understood that the displacement measuring apparatus according to the invention can be used with a hot stapling machine, the fundamental operating mode of which is:) sibly identical to that of the welder described above.