RAPPORT ISO TECHNIQUE TR 11032 - iTeh Standards Store

RAPPORT TECHNIQUE

ISO TR 11032

Première édition 1994-l 2-l 5

Robots manipulateurs industriels - Essai orienté vers les applications - Soudage par points

Manipula ting indus tria1 robots - Application orien ted test - Spot welding

Numéro de référence lSO/TR 11032: 1994(F)

iTeh STANDARD PREVIEW(standards.iteh.ai)

ISO/TR 11032:1994https://standards.iteh.ai/catalog/standards/sist/8018d7ec-b1cb-45e2-ae6e-

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Sommaire

Page

î Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2 Références normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

3 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

4 Description de l’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

5 Description de l’essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

6 Différences entre l’essai et une application réelle .,.......................... 5

7 Spécification de l’appareillage d’essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

8 Description de la procédure de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

9 Spécification du réglage des paramètres de commande du robot pour l’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

10 Présentation des résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Annexes

A à E Schémas du matériel d’essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..~..... 17

F à H Essai de soudage par points utilisant une pince à souder......... 23

I

J

Capteurs optiques .*................................................................... 28

Commentaires non résolus sur I’ISO/CD Il 032.3 et l’lSO/DTR II 032 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

0 ISO 1994

Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.

Organisation internationale de normalisation Case postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Suisse

Version française tirée en 1995

Imprimé en Suisse

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Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Exceptionnellement, un comité technique peut proposer la publication d’un rapport technique de l’un des types suivants:

- type 1, lorsque, en dépit de maints efforts, l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de la publication d’une Norme internationale;

- type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de développement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilité d’un accord pour la publication d’une Norme internationale peut être envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat;

- type 3, lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature différente de celles qui sont normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état de la technique, par exemple).

Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen trois ans au plus tard après leur publication afin de décider éventuellement de leur transformation en Normes internationales. Les rapports techniques du type 3 ne doivent pas nécessairement être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.

L’ISO/TR II 032, rapport technique du type 2, a été élaboré par le comité technique ISO/TC 184, Système d’automatisation industrielle et intégra- tion, sous-comité SC 2, Robots pour environnement de fabrication, groupe de travail GT 2, Critères de performance et méthodes d’essai correspondantes.

Les commentaires sur les CD 11032 et DTR 11032 auxquels aucune solution n’a pu être donnée sont rassemblés dans l’annexe J du présent Rapport technique.

Ce document ne doit pas être considéré comme une «Norme internationale)). II est proposé pour application provisoire pour recueillir les informations et l’expérience résultant de son utilisation dans la pratique. II convient d’envoyer les commentaires sur le contenu de ce document au Secrétariat central de I’ISO.



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Le présent Rapport technique décrit une méthode d’essai pour les robots manipulateurs industriels utilisés pour une application de soudage par points et il convient de le considérer comme un complément à I’ISO 9283, Critères de performance et méthodes d’essai correspondantes.

Cet essai n’est pas un essai d’application complet. II simule une opération de soudage. Des différences par rapport aux applications réelles sont données dans l’article 6.

Les annexe sAà J du pr ment à titre d’info rmation.

esent Rapport technique sont données unique-



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Introduction

L’ISO/TR 11032 fait partie d’une série de Normes internationales et rapports techniques traitant des robots manipulateurs industriels. D’autres Normes internationales publiées couvrent ‘des sujets tels que sécurité, caractéristiques générales, critères de performance et méthodes d’essai correspondantes, systèmes de coordonnées, terminologie et interfaces mécaniques. II convient de noter que ces Normes internationales sont en relation les unes avec les autres mais aussi avec d’autres Normes internationales.

L’ISO/TR 11032 est destiné à faciliter la compréhension entre fabricants et utilisateurs de robots et de systèmes robots. II définit une application type de soudage par points, décrit une méthode d’essai des robots pour cette application et donne un modèle de présentation des résultats d’essai.

Le but du présent Rapport technique est de fournir une évaluation des caractéristiques intervenant dans les applications de soudage par points. Les résultats peuvent aussi être utilisés a des fins de comparaison quand l’équipement et les conditions d’essai sont les mêmes.

Les résultats d’essai avec l’outil d’essai décrit en 7.3 ne doivent pas être comparés aux résultats d’essai avec la pince d’essai décrite en F.2.2, puisque les conditions d’essai ne sont pas les mêmes.

Les annexes A à E du présent Rapport technique fournissent les dessins de l’équipement utilisé pour l’essai décrit.

Les annexes informatives F à H du présent Rapport technique proposent une extension de la procédure d’essai de base contenue dans la norme qui se rapproche d’une application typique de soudage par points.



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RAPPORT TECHNIQUE o ISO ISO/TR 11032: 1994(F)

Robots manipulateurs industriels - Essai orienté vers les applications - Soudage par points

1 Domaine d’application

Le présent Rapport technique utilise les séquences de mouvement du soudage par points pour représenter des applications types de soudage par points. Les valeurs du temps de cycle sont utilisées pour apprécier la performance du soudage par points. Un modèle de présentation des résultats d’essai est fourni à des fins d’homogénéité.

Le terme (soudage par points» utilisé dans le texte signifie «soudage par résistance par points) (SRP) tel que défini par l’Institut international du soudage (Ils).

2 Références normatives

Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des dispositions valables pour le présent Rapport technique. Au moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision, et les parties prenantes des accords fondés sur le présent Rapport technique sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un moment donné.

ISO 5830: 1984, Soudage par points par résistance - Embouts amovibles mâles d’électrode.

ISO 8373: 1994, Robots manipulateurs industriels - Vocabulaire.

ISO 9283:1990, Robots manipulateurs industriels - Critères de performance et méthodes d’essai correspondan tes.

ISO 9283: 1 SSO/Amd. 1: 1991, Robots manipulateurs industriels - Critères de performance et méthodes d’essai correspondantes - Amendement 1: Guide pour le choix des critères de performance pour des applications typiques.

ISO 9409-I : 1988, Robots manipulateurs industriels - Interfaces mécaniques - Partie ? : In terfaces circulaires (forme A) .

ISO 9787: 1990, Robots manipulateurs industriels - Systèmes de coordonnées et mouvements.

3 Définitions

Pour les besoins du présent Rapport technique, les définitions données dans I’ISO 8373 s’appliquent.



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4 Description de l’application

Des robots de soudage par points sont utilisés pour assembler des feuilles de métal, par exemple dans l’industrie automobile. L’épaisseur type de ces feuilles varie entre 0,5 mm et 2,0 mm.

L’opération de soudage par points s’effectue lorsque le robot n’est pas en mouvement. Les mouvements entre les points varient généralement de 40 mm à 500 mm. Les points sont souvent regroupés et les mouvements à effectuer entre eux exigent souvent de réorienter la pince à souder.

Les robots utilisés pour le soudage par points ont typiquement une charge nominale comprise entre 50 kg et 150 kg. Des robots avec une charge nominale inférieure peuvent aussi être utilisés.

Dans le but de réduire les détériorations du robot et des brides, les pinces à souder par points manipulées par les robots sont généralement équipées d’un système de compensation, qui tient compte de la variabilité des performances du robot, du positionnement de la feuille de métal et des variations de la longueur de la pointe d’électrode.

L’équipement de soudage par points se compose typiquement d’un des appareillages suivants.

a) Pince à souder par points, d’une masse de 30 kg à 120 kg, montée sur un robot.

Transformateur 35 kVA à 200 kVA, d’une masse de 50 kg à 100 kg, monté au plafond ou au mur, ou posé sur le sol avec des câbles (basse impédance) raccordés à la pince à souder.

b) Pince à souder par points, d’une masse de 30 kg à 120 kg, montée sur un robot.

Transformateur 35 kVA à 200 kVA, d’une masse de 50 kg à 200 kg, placé sur le bras du robot et raccordé à la pince à souder par alimentation (courant, eau, air) intégrée ou câbles (basse impédance).

c) Pince à souder par points avec transformateur intégré, d’une masse de 50 kg à 150 kg, montée sur un robot.

Transformateur 20 kVA à 80 kVA.

Alimentation (énergie électrique, eau, air) le long du bras du robot ou suspendue au-dessus de lui.

d) Pince à souder monoélectrode, d’une masse de 10 kg à 30 kg, montée sur un robot. La contre-électrode est . fixe .

e) Équipement de soudage par résistance séparé du robot. L’équipement de soudage est fixe et le robot manipule les pièces à souder.

Le système de commande de soudage est intégré ou non au système de commande du robot.

Les séquences de communication types pour le soudage par points sont représentées à la figure 1.

Le réglage des paramètres de soudage dépend, par exemple, de la qualité des câbles entre le transformateur et la pince à souder, du matériau des feuilles et du nombre de feuilles, des électrodes et des exigences de qualité de la soudure.

Dans les applications de soudage par points, il est plus particulièrement demandé au robot de pouvoir effectuer entre les points des déplacements rapides, particulièrement sur des distances courtes, de se réorienter rapidement, de se positionner avec la précision requise et de commander correctement l’équipement de soudage. II importe également que les mouvements soient enchaînés afin d’obtenir un temps de cycle court.

Le soudage par points robotisé met en œuvre des forces statiques et dynamiques qui se répercutent sur la pièce. Tenir compte de ces forces lors de l’optimisation du temps de cycle.

L’alimentation (énergie électrique, eau, air) de la pince à souder (câble basse impédance, par exemple) crée des forces dynamiques que le robot doit pouvoir supporter.

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Course de Wlecttode Mouvement du robot \ Vitesse du robot

A+B+C =

B -

C Le robot est en décélération jusqu’à atteindre la position stop et la pince a commencé à se fermer

F - Simule

C+D+E+F = Temps

F+G -

G+H - -

H+I

Temps de communication et délai du robot

Temps pour ouverture de la pince

Temps d’accélération et de déplacement du robot

a

b

-

C -

Mouvement du robot I I

-1

\ I

I Mouvement de la pince /

1

A I i I 18 ~CI 0

I 1 I 1 I I E IFI GIHI 1

a bc d ef 9 h Temps

Déplacement et décélération du robot

Temps de communication (ordre de soudage envoyé par le robot au séquenceur de soudage, signal de traitement envoyé à I’électrovanne pour fermeture de la pince)

le temps froid, souvent utilisé pour communication après mise à zéro du courant de soudage

d’activation de I’électrovanne (simule serrage, courant de soudage et temps froid)

Instant où le robot donne l’ordre de souder au séquenceur de soudage

Instant où l’électrovanne de fermeture de la pince est activée

Instant où le robot s’arrête

= Instant où la pince est fermée et la force de serrage requise est atteinte

= Instant où le robot commence à préparer l’action suivante - - Instant où la commande «ouverture pince» est donnée à I’électrovanne - - Instant où le déplacement du robot peut commencer (la pince est suffisamment ouverte). L’instant t(g))

peut se produire après l(h))

= Instant où la pince est ouverte

Figure 1 - Séquences de communication pour le soudage par points

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5 Description de l’essai

Le but des essais du présent Rapport technique est d’évaluer les performances du temps du cycle. Les essais de temps de cycle choisis comportent des séquences de positionnement typiques (voir tableau 1).

Ces essais complètent les essais de performance décrits dans I’ISO 9283. L’ISO 92837 99O/Amd.l :1991 résume comme suit les essais applicables au soudage par points:

- exactitude de pose unidirectionnelle;

- répétabilité de pose unidirectionnelle;

- exactitude de distance;

- répétabilité de distance;

- temps de stabilisation de pose;

- dépassement de pose;

- dérive des caractéristiques de pose;

- temps de déplacement minimal;

- complaisance statique.

II appartient à l’utilisateur de décider lesquels de ces essais, et de ceux décrits dans le présent Rapport technique, sont valables pour son application particulière.

Les conditions d’essai décrites dans I’ISO 9283 (paragraphes 6.1 à 6.3) doivent être appliquées.

Un délai de 0,6 s doit être programmé à chaque position pour simuler le temps de soudage. Le robot ne doit effectuer aucun mouvement pendant ce temps.

Tableau 1 - Vue d’ensemble des essais

Essai Description

la (plaque d’essai) Cycle de mesure 1 :l Cycle de mesure 1:2

Réorientations importantes Mouvements courts

Cycle de mesure 1 :l Cycle de mesure 1:2

Comme pour l’essai la pour les robots qui ne peuvent pas atteindre toutes les poses

I Essai 2 (règle d’essai) Cycle de mesure 21 Grandes distances entre poses d’essai



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5.1 Essai 1

Cet essai comporte deux cycles de mesure distincts. Voir les détails en 8.3. Le premier cycle 1 :l est un essai d’application avec réorientations importantes et le second cycle 1:2, un essai d’application avec mouvements courts.

51.1 Essai 1.a

Cet essai doit être réalisé en utilisant la plaque et l’outil d’essai décrits en 7.1 et 7.3 et en respectant la procédure d’essai décrite dans l’article 8.

Tous les points doivent être atteints, sinon l’essai 1 .b doit être effectué.

5.1.2 Essai 1.b

L’essai 1 .b est une variante de l’essai 1 .a pour les robots Pou r lesquels il est im,possible d’attei ndre toute poses d’essai. La plaque d’essai doit être placée dans la pos ition et l’angle les plus favorables pour I e rob ot.

s les

Cycles de mesure comme dans l’essai 1 .a.

5.2 Essai 2

L’essai 2 est un essai d’application mettant en évidence les performances du robot lorsqu’il déplace l’outil d’essai sur de grandes distances entre les poses d’essai.

Cet essai comporte un seul cycle 2:l. Voir 8.4.

Cet essai doit être effectué en utilisant la règle et d’essai décrite dans l’article 8.

l’outil d’essai décrits en 7.2 et 7.3 et en respectant la procédure

6 Différences entre l’essai et une application réelle

Les différences par rapport à une application réelle sont les suivantes:

la pince à souder est remplacée par un outil d’essai spécifique et un capteur optique;

la durée de soudage est simulée à l’aide d’un délai fixe programmé;

équipement de mesure, par exemple

- le courant de soudage n’est pas appliqué pendant l’essai;

- les tuyaux et autres conduits d’eau et d’air de refroidissement, les câbles pour le circuit de soudage et les signaux ne sont pas installés. Ceci signifie que les forces de réaction en provenance de ces sources ne sont pas prises en compte par l’essai;

- le cas ((dl) (voir article 4) soudage monoélectrode n’est pas prévu dans cet essai;

- le cas ((e)) (voir article 4) avec pince à souder fixe n’est pas prévu dans cet essai.



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7 Spécification de l’appareillage d’essai

7.1 Plaque d’essai

La plaque d’essai utilisée pour les essais 1 .a et 1 .b doit être réalisée selon les schémas de l’annexe A. La figure 2 représente la plaque assemblée.

La les

Rainure

Figure 2 - Plaque d’essai

plaque comporte des brides et obstacles comme décrit en 8.3.

des obstacles fixés perpendiculairement à sa surface. Le robot doit contourner

Chaque pose sur les brides doit comporter un trou de diamètre 2,0 mm.

Pour l’essai 1 .a, les côtés de la plaque d’essai doivent être parallèles au système de coordonnées de la base (x et y) du robot. Voir figure 3.

Le centre de la plaque doit être placé dans le plan xz, c’est-à-dire que les coordonnées x et z du centre de la plaque sont libres. Le centre de la plaque doit être situé le plus près possible du centre du cube défini dans I’ISO 9283 de façon à pouvoir atteindre tous les points d’essai.

Les coordonnées du centre de la plaque doivent être présentées dans les résultats d’essai.

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Dans l’essai 1 .b, la plaque d’essai peut être placée et orientée de façon à optimiser le fonctionnement du robot.

Les coordonnées de position de la plaque d’essai (centre de la plaque, positions w5 et w6) doivent être présentées dans les résultats d’essai.

Figure 3 - Plaque d’essai et robot avec outil d’essai



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Documents

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