FR2785986A1 - METHOD FOR MEASURING AND / OR CONTROLLING TIGHTENING EQUIPMENT INCLUDING A HYDROPNEUMATIC HAMMER SCREWDRIVER - Google Patents

Abstract

Cette visseuse comporte un arbre d'entraînement (4) qui, par un embout de vissage (6), peut appliquer un couple de serrage à des moyens de vissage par lesquels un assemblage doit être serré. Un capteur de couple (5) est associé à l'arbre d'entraînement (4) et délivre un signal de mesure représentant le couple instantané transmis par l'embout (6) sur les moyens de vissage. Le signal de mesure comprend des cycles, représentatifs de l'évolution du couple de serrage pendant les coups successifs appliqués par la visseuse (1) sur les moyens de vissage.Selon l'invention, le procédé de commande consiste à détecter au moins un maximum dans chacun des cycles du signal et à arrêter la visseuse (1) dès que le nombre de maximums dans un cycle est au plus égal à un.This screwdriver has a drive shaft (4) which, by means of a screwdriver bit (6), can apply a tightening torque to screwing means by which an assembly must be tightened. A torque sensor (5) is associated with the drive shaft (4) and delivers a measurement signal representing the instantaneous torque transmitted by the tip (6) to the screwing means. The measurement signal comprises cycles, representative of the evolution of the tightening torque during the successive blows applied by the screwdriver (1) to the screwing means. According to the invention, the control method consists in detecting at least a maximum in each of the signal cycles and to stop the screwdriver (1) as soon as the number of maximums in a cycle is at most equal to one.

Description

i La présente invention est relative aux visseuses hydropneumatiques duThe present invention relates to hydropneumatic screwdrivers of the

type à martèlement. Le terme "martèlement" désigne dans le présente contexte, le fonctionnement des visseuses dont l'arbre d'entraînement ne tourne pas à vitesse constante, mais par pas angulaires successifs se succédant rapidement, ce qui applique à l'objet à serrer (vis, écrou, boulon etc.) des couples de  hammering type. The term "hammering" designates in the present context, the operation of screwdrivers whose drive shaft does not rotate at constant speed, but by successive angular steps successively rapidly, which applies to the object to be tightened (screws, nut, bolt etc.) couples of

serrage saccadés.jerky tightening.

De tels outils sont utilisés dans les ateliers de montage pour exécuter, le plus souvent manuellement,  Such tools are used in assembly workshops to execute, most often manually,

toutes sortes d'opérations d'assemblage.  all kinds of assembly operations.

Les visseuses à martèlement sont des équipements récemment apparus sur le marché. Bien qu'elles offrent des avantages importants notamment par l'absence de réaction sur la main de l'opérateur lors du serrage et par le raccourcissement du temps nécessaire pour serrer un assemblage, elles présentent un inconvénient important. En effet, jusqu'ici, il n'a pas été possible de mesurer avec précision le couple de serrage présent dans l'assemblage après l'opération de serrage. Or, cette donnée est souvent indispensable pour garantir la qualité d'un produit fini ou les critères de sécurité auxquels un produit fini doit satisfaire. Un exemple, parmi de très nombreux autres, d'un assemblage nécessitant la connaissance exacte du couple de serrage est la fixation d'un pédoncule d'une ceinture de sécurité au plancher d'un véhicule automobile. En raison des difficultés rencontrées pour mesurer le couple de serrage des visseuses à martèlement, une telle opération continue actuellement à être mise en oeuvre à l'aide des visseuses classiques à rotation continue dont le fonctionnement est plus lent mais dont le couple de  Hammer screwdrivers are equipment recently appeared on the market. Although they offer significant advantages in particular by the absence of reaction on the hand of the operator during tightening and by the shortening of the time necessary to tighten an assembly, they have a significant drawback. Indeed, so far, it has not been possible to measure with precision the tightening torque present in the assembly after the tightening operation. However, this data is often essential to guarantee the quality of a finished product or the safety criteria which a finished product must meet. One example, among many others, of an assembly requiring exact knowledge of the tightening torque is the fixing of a peduncle of a seat belt to the floor of a motor vehicle. Due to the difficulties encountered in measuring the tightening torque of hammering screwdrivers, such an operation currently continues to be implemented using conventional continuous rotation screwdrivers whose operation is slower but whose torque

serrage finalement obtenu peut être dûment vérifié.  finally obtained tightness can be duly checked.

Par ailleurs, en raison de la spécificité de fonctionnement des visseuses à martèlement, il n'a pas été possible de les combiner à des appareillages de mesure de couple actuellement utilisés avec les visseuses à rotation continue. Il en résulte que l'on hésite à utiliser les visseuses à martèlement pourtant très rapides, lorsque l'assemblage doit répondre à des critères précis de qualité et de sécurité, la méconnaissance du couple de serrage appliqué risquant de conduire, dans un assemblage que l'on croit avoir serré à la valeur nominale, soit à une absence de serrage suffisant, soit à un excès de serrage ayant pour conséquence un dépassement de la limite  In addition, due to the specificity of operation of hammering screwdrivers, it has not been possible to combine them with torque measuring devices currently used with screwdrivers with continuous rotation. As a result, we hesitate to use hammering screwdrivers, however very fast, when the assembly must meet precise criteria of quality and safety, the ignorance of the tightening torque applied may lead to an assembly that l '' it is believed to have tightened at the nominal value, either to a lack of sufficient tightening, or to an excess of tightening which results in exceeding the limit

élastique d'une vis par exemple.elastic of a screw for example.

Pour comprendre les phénomènes qui se déroulent lors du fonctionnement d'une visseuse à martèlement du type décrit ci-dessus, la Demanderesse a procédé, dans un assemblage d'essai, au relevé de plusieurs courbes dont les diagrammes des figures 2 à 6 des dessins annexés sont  To understand the phenomena which take place during the operation of a hammer screwdriver of the type described above, the Applicant has carried out, in a test assembly, the reading of several curves including the diagrams of FIGS. 2 to 6 of the drawings attached are

des représentations.representations.

La figure lA des dessins annexés montre par une vue en coupe l'assemblage d'essai utilisé par la Demanderesse  FIG. 1A of the appended drawings shows in a sectional view the test assembly used by the Applicant

lors de ces investigations.during these investigations.

Cet assemblage d'essai comportait deux pièces P1 et P2 à serrer l'une contre l'autre à l'aide d'une vis V. Par exemple, la pièce P1 était une plaque en matière plastique relativement peu rigide et la pièce P2 était une tôle métallique. La vis passait dans un trou lisse T1 de la pièce P1 et était vissée dans un trou fileté T2 de l'autre pièce. Par ailleurs, sous la tête de la vis V était placé un capteur de contrainte C qui mesurait la contrainte exercée par la tête de la vis V sur la face de la pièce P1 pendant les diverses phases de l'opération de serrage à l'aide d'une visseuse à martèlement. L'allure de la contrainte en fonction du temps relevée par ce capteur C  This test assembly included two pieces P1 and P2 to be tightened one against the other using a screw V. For example, the piece P1 was a relatively non-rigid plastic plate and the piece P2 was a metal sheet. The screw passed through a smooth hole T1 in part P1 and was screwed into a threaded hole T2 in the other part. Furthermore, under the head of the screw V was placed a stress sensor C which measured the stress exerted by the head of the screw V on the face of the part P1 during the various phases of the tightening operation using a hammering screwdriver. The shape of the stress as a function of time recorded by this sensor C

est montrée par les courbes A des figures 2 et 3.  is shown by curves A in Figures 2 and 3.

Par ailleurs, on utilisait un capteur de couple de serrage intercalé entre la visseuse et la vis pour tracer les courbes de couple B en fonction du temps des figures 2 et 3, pour examiner le comportement du couple appliqué à la tête de la vis V. Ainsi, la figure 2 montre ces courbes pour une visseuse à martèlement avec coupure automatique de son alimentation pneumatique, cette coupure intervenant lorsque la valeur du couple de serrage choisie par l'opérateur est atteinte pendant une opération de serrage et la figure 3 représente des courbes analogues, mais pour une visseuse à martèlement sans coupure automatique  Furthermore, a tightening torque sensor inserted between the screwdriver and the screw was used to plot the curves of torque B as a function of time in FIGS. 2 and 3, to examine the behavior of the torque applied to the head of the screw V. Thus, FIG. 2 shows these curves for a hammering screwdriver with automatic cut-off of its pneumatic supply, this cut-off occurring when the value of the tightening torque chosen by the operator is reached during a tightening operation and FIG. 3 represents curves similar, but for a hammering screwdriver without automatic cut-off

d'alimentation pneumatique.pneumatic supply.

On notera également que, par rapport à la figure 2, les polarités des signaux de mesure représentés sur la figure 3 sont inversées, ce qui n'est qu'une simple question de branchement des capteurs et ne change pas  It will also be noted that, with respect to FIG. 2, the polarities of the measurement signals represented in FIG. 3 are reversed, which is only a simple matter of connection of the sensors and does not change

fondamentalement l'allure générale des courbes relevées.  basically the general appearance of the curves.

En examinant d'abord la figure 2, on constate qu'au début du processus de serrage, la vis V est entraînée en rotation pendant une durée t:, sans opposer encore aucun couple résistant notable à la visseuse. Celle- ci va donc serrer la vis par pas jusqu'à ce qu'elle commence à opposer une résistance à sa propre rotation. Les deux pièces Pl et P2 sont alors appliquées l'une sur l'autre  By first examining FIG. 2, it can be seen that at the start of the tightening process, the screw V is rotated for a period t :, without yet opposing any noticeable resistive torque to the screwdriver. The latter will therefore tighten the screw in steps until it begins to oppose resistance to its own rotation. The two parts Pl and P2 are then applied to each other

sans contrainte.without restraint.

Cependant, après l'achèvement de la durée to, on voit que la contrainte dans l'assemblage commence à augmenter par paliers pendant des cycles successifs t, à tn-1 qui correspondent à autant de pas de martèlement de la visseuse. On voit également qu'a chaque coup de la visseuse, le couple de serrage monte brusquement, la courbe B représentative du couple de serrage comportant ainsi plusieurs "pics" dont les sommets sont globalement de plus en plus hauts. Ceci s'explique par le fait que l'assemblage est de plus en plus sous contrainte et que la vis V oppose de plus en plus de résistance à sa propre rotation. Lorsqu'un pic de couple atteint pour la première fois la valeur à laquelle la visseuse est réglée, celle-ci coupe son alimentation pneumatique (sur la figure 2 à la fin du cycle tn-). Dès lors, la valeur du couple appliquée descend à zéro, tandis que la contrainte dans l'assemblage atteint sa valeur maximale signifiant en principe que tous les jeux de l'assemblage et toutes les déformations des  However, after the completion of the duration to, we see that the stress in the assembly begins to increase in stages during successive cycles t, to tn-1 which correspond to as many steps of hammering of the screwdriver. We also see that at each stroke of the screwdriver, the tightening torque rises sharply, the curve B representative of the tightening torque thus comprising several "peaks" whose peaks are generally higher and higher. This is explained by the fact that the assembly is more and more under stress and that the screw V opposes more and more resistance to its own rotation. When a peak torque reaches for the first time the value to which the screwdriver is set, it cuts its pneumatic supply (in Figure 2 at the end of the tn- cycle). Consequently, the value of the applied torque drops to zero, while the stress in the assembly reaches its maximum value signifying in principle that all the clearances of the assembly and all the deformations of the

pièces P1 et P2 ont été rattrapées.  pieces P1 and P2 were caught.

L'essai illustré sur la figure 2 montre une croissance à peu près régulière des pics représentant le couple de serrage appliqué au début de chaque cycle de martèlement. Cependant, il s'avère qu'une telle croissance régulière n'est pas, et de loin, le cas général, le plus haut sommet des pics pouvant se produire alors que la contrainte nominale souhaitée dans l'assemblage n'est pas encore atteinte. Le diagramme représenté sur la figure 3, montre les courbes de contrainte et de couple d'un tel  The test illustrated in FIG. 2 shows an almost regular growth of the peaks representing the tightening torque applied at the start of each hammering cycle. However, it turns out that such regular growth is not, by far, the general case, the highest peak of peaks that can occur while the desired nominal stress in the assembly is not yet reached. . The diagram shown in Figure 3 shows the stress and torque curves of such

cas.case.

Ici, le début du serrage (période to) correspond également à une allure globale constante (courbe A) de la contrainte pendant que les pièces P1 et P2 sont amenées en appui l'une sur l'autre. Puis, pendant les cycles de martèlement t, à tn-1, la contrainte croît régulièrement par paliers dans l'assemblage jusqu'à atteindre une valeur constante qui reflète l'achèvement du serrage de l'assemblage. Cependant, on voit que dans ce cas, les sommets des pics de la courbe B représentatif du couple de serrage appliqué à chaque coup de la visseuse varient considérablement et irrégulièrement d'un cycle au cycle suivant, de sorte qu'à partir de l'information de crête fournie par le capteur de couple, il est impossible de déduire, si l'assemblage a été serré à la juste valeur de contrainte ou non. On voit notamment que le pic au début  Here, the start of tightening (period to) also corresponds to a constant overall shape (curve A) of the stress while the parts P1 and P2 are brought to bear one on the other. Then, during the hammering cycles t, at tn-1, the stress increases regularly in stages in the assembly until reaching a constant value which reflects the completion of the tightening of the assembly. However, we see that in this case, the peaks of the peaks of curve B representative of the tightening torque applied to each stroke of the screwdriver vary considerably and irregularly from one cycle to the next cycle, so that from the peak information provided by the torque sensor, it is impossible to deduce whether the assembly has been tightened to the correct stress value or not. We see in particular that the peak at the beginning

du cycle tn-2 est bien plus haut que celui des cycles t,-  of cycle tn-2 is much higher than that of cycles t, -

et tn, alors que la courbe A montre que la contrainte définitive ne s'installe dans l'assemblage qu'à la fin de  and tn, while curve A shows that the final stress does not settle in the assembly until the end of

la période tn.the tn period.

Ce phénomène d'irrégularité du couple appliqué sur la vis V provient de plusieurs facteurs difficilement maitrisables et variant considérablement, notamment en fonction de l'état de surface des pièces de l'assemblage (présence de graisse ou de salissures sur les pièces), du nombre de composants superposés de l'assemblage, des matériaux plus ou moins compressibles des pièces etc. On notera que les irrégularités des pics peuvent se produire tant pour une visseuse avec coupure automatique  This irregularity phenomenon of the torque applied to the screw V comes from several factors which are difficult to control and which vary considerably, in particular depending on the surface condition of the parts of the assembly (presence of grease or dirt on the parts), the number of superimposed components of the assembly, more or less compressible materials of the parts, etc. Note that peak irregularities can occur both for a screwdriver with automatic shutdown

d'alimentation que pour une visseuse sans cette coupure.  only for a screwdriver without this cut-off.

Il résulte de ces constatations qu'une visseuse hydropneumatique classique à martèlement ne peut être utilisée, s'il est nécessaire de garantir avec précision une valeur prescrite de contrainte dans un assemblage  It follows from these observations that a conventional hydropneumatic screwdriver with hammering cannot be used, if it is necessary to guarantee with precision a prescribed value of stress in an assembly

vissé.screwed.

On observera également qu'un capteur de contrainte tel que le capteur C de la figure 1A ne peut de toute évidence être installé en pratique dans un assemblage (il ne pourrait plus être enlevé) de sorte qu'en réalité l'information concernant la contrainte n'est pas disponible pour un contrôle adéquat des processus de serrage. A partir de ces constations, la Demanderesse a poursuivi ses investigations en détaillant dans le temps chaque pic des diagrammes tels que ceux représentés sur  It will also be observed that a stress sensor such as the sensor C in FIG. 1A obviously cannot be installed in practice in an assembly (it could no longer be removed) so that in reality the information concerning the stress is not available for adequate control of the tightening process. Based on these observations, the Applicant continued its investigations by detailing in time each peak diagrams such as those shown on

les figures 2 et 3.Figures 2 and 3.

Ainsi, la figure 4 représente à une échelle des temps d'une résolution nettement plus importante, la forme de l'un des pics des diagrammes des figures 2 et 3, un tel pic correspondant à un coup de la visseuse, étant entendu que tous les pics ont globalement un profil à peu près analogue. On voit que chaque pic est précédé d'un temps d'arrêt (phase Pl) de la visseuse pendant laquelle le couple est sensiblement nul, suivi d'une phase P2 de brusque montée vers un maximum absolu Ml (qui est en fait la seule valeur maximale visible à chaque pic sur les  Thus, FIG. 4 represents on a time scale of a significantly higher resolution, the shape of one of the peaks of the diagrams of FIGS. 2 and 3, such a peak corresponding to a stroke of the screwdriver, it being understood that all the peaks have a roughly similar profile overall. We see that each peak is preceded by a downtime (phase Pl) of the screwdriver during which the torque is substantially zero, followed by a phase P2 of abrupt rise to an absolute maximum Ml (which is in fact the only maximum value visible at each peak on the

figures 2 et 3).Figures 2 and 3).

Cette valeur relativement importante du couple s'explique par le fait que depuis le cycle de martèlement précédent, la vis V reste provisoirement bloquée en rotation, et pour la "décoller" il faut vaincre un couple résistant relativement important, avant que la vis puisse de nouveau tourner. En fait, pendant cette phase P2 de "décollement", la vis se déforme par torsion autour de son axe jusqu'à ce que, brusquement, les forces de frottement sur les surfaces en contact soient dépassées. Mais cela signifie en réalité que l'émergence de ce couple maximal Ml, ne coïncide pas dans le temps avec l'installation  This relatively large value of the torque is explained by the fact that since the previous hammering cycle, the screw V remains temporarily blocked in rotation, and to "take off" it is necessary to overcome a relatively large resistant torque, before the screw can again turn. In fact, during this phase P2 of "detachment", the screw deforms by torsion around its axis until, suddenly, the forces of friction on the surfaces in contact are exceeded. But this actually means that the emergence of this maximum torque Ml, does not coincide in time with the installation

d'une augmentation de contrainte dans l'assemblage.  increased stress in the assembly.

Le début de la phase P3 suivante montre que la visseuse a vaincu la résistance s'opposant à la rotation de la vis V, le couple fourni évoluant alors vers une valeur de minimum relatif M2, pour immédiatement remonter vers un maximum relatif M3, la transition correspondant à une rotation de la vis à l'encontre des forces de  The beginning of the following phase P3 shows that the screwdriver has overcome the resistance opposing the rotation of the screw V, the torque supplied then evolving towards a value of relative minimum M2, to immediately rise to a relative maximum M3, the transition corresponding to a rotation of the screw against the forces of

frottement engendrées sur ses filets et ceux du trou T2.  friction generated on its threads and those of hole T2.

Par conséquent, la vis progresse axialement dans ce trou et l'assemblage est serré vers une nouvelle valeur de contrainte (réellement installée). Dans le cas représenté, ce serrage se fait en deux étapes (minimum relatif M4 et maximum relatif M5) mais ceci n'est pas systématique pour tous les cas. La phase P4 débute par le relâchement brusque de l'effort fourni par la visseuse (le pas est achevé) de  Consequently, the screw progresses axially in this hole and the assembly is tightened to a new stress value (actually installed). In the case shown, this tightening is done in two stages (relative minimum M4 and relative maximum M5) but this is not systematic for all cases. Phase P4 begins with the sudden relaxation of the effort provided by the screwdriver (the step is completed) by

sorte que le couple appliqué décroît jusqu'à zéro.  so that the applied torque decreases to zero.

Ensuite, un nouveau cycle de martèlement commence par la création d'un profil de couple de serrage qui peut présenter globalement la même forme que celle du cycle précédent, mais avec des valeurs de maximum et de minimum différentes, précisément en raison de tous les facteurs  Then, a new hammering cycle begins with the creation of a tightening torque profile which can roughly have the same shape as that of the previous cycle, but with different maximum and minimum values, precisely because of all the factors.

d'incertitude énumérés ci-dessus.  of uncertainty listed above.

Ainsi, par exemple un cycle suivant d'un processus de serrage peut présenter une forme telle que celle représentée sur la figure 5 dans laquelle les sens des variations du couple de serrage sont à peu près analogues, cependant que les valeurs des points de rebroussement de la courbe sont toutes différentes. Ainsi, le couple Mla nécessaire pour "décoller" la vis par l'application d'une torsion à celle-ci, n'est ici qu'un maximum relatif, inférieur au couple maximum absolu M4a qui va augmenter la contrainte installée dans l'assemblage pendant ce cycle de  Thus, for example, a following cycle of a tightening process may have a shape such as that shown in FIG. 5 in which the directions of the variations of the tightening torque are roughly similar, while the values of the turning points of the curve are all different. Thus, the torque Mla necessary to "take off" the screw by applying a twist to it, here is only a relative maximum, lower than the absolute maximum torque M4a which will increase the stress installed in the assembly during this cycle of

martèlement.pounding.

On voit donc qu'il est extrêmement aléatoire de prendre, dans chaque cycle de la visseuse, comme valeur de couple significatif pour la contrainte réellement installée dans l'assemblage par ce cycle de fonctionnement, la valeur maximale absolue du couple et à fortiori d'arrêter le serrage lorsque, à un moment donné, une valeur du couple mesurée par le capteur de couple correspond à la valeur à laquelle la visseuse a été réglée  We therefore see that it is extremely random to take, in each cycle of the screwdriver, as the significant torque value for the stress actually installed in the assembly by this operating cycle, the absolute maximum value of the torque and a fortiori of stop tightening when, at a given moment, a torque value measured by the torque sensor corresponds to the value to which the screwdriver has been adjusted

au préalable.beforehand.

Cependant, l'étude des courbes des figures 2 et 3 a aussi révélé que, lorsque l'assemblage est complètement serré par rattrapage de tous les jeux et absorption de toutes les déformations des pièces P1 et P2, il se produit une modification de la forme du pic du couple désormais  However, the study of the curves of FIGS. 2 and 3 also revealed that, when the assembly is completely tightened by taking up all the clearances and absorbing all the deformations of the parts P1 and P2, there is a modification of the shape. of the couple's peak now

appliqué, par rapport à celle de tous les pics précédents.  applied, compared to that of all previous peaks.

Cette modification (voir figure 6) semble être due au fait que le couple de serrage appliqué par la visseuse ne parvient plus qu'à déformer la vis en torsion sans pouvoir la faire tourner davantage de sorte que la courbe ne comporte plus qu'un seul maximum Mn. En d'autres termes, dans cette situation de l'assemblage, le couple croît brusquement, jusqu' à parvenir à déformer la vis puis redescend à la valeur zéro à la fin du cycle de  This modification (see Figure 6) seems to be due to the fact that the tightening torque applied by the screwdriver only succeeds in deforming the screw in torsion without being able to rotate it more so that the curve has only one maximum Mn. In other words, in this assembly situation, the torque increases sharply, until it deforms the screw and then drops back to zero at the end of the cycle.

martèlement correspondant.corresponding pounding.

La présente invention se propose d'exploiter ces connaissances concernant le processus d'assemblage réalisé à l'aide d'une visseuse hydropneumatique à martèlement et elle a par conséquent pour but de fournir un procédé soit pour mesurer le couple installé à l'aide d'un capteur intercalé entre la visseuse et l'assemblage soit pour commander une visseuse à martèlement hydropneumatique permettant d'arrêter le vissage au moment o la contrainte  The present invention proposes to exploit this knowledge concerning the assembly process carried out using a hydro-pneumatic hammering screwdriver and it therefore aims to provide a method either to measure the torque installed using '' a sensor inserted between the screwdriver and the assembly or to control a screwdriver with hydropneumatic hammering allowing to stop the screwing at the moment when the stress

nominale souhaitée s'installe dans un assemblage vissé.  nominal rating is installed in a screw connection.

L'invention vise en outre à fournir un équipement pour la  The invention further aims to provide equipment for the

mise en oeuvre de ce procédé de mesure et/ou de commande.  implementation of this measurement and / or control method.

Elle a donc pour objet un procédé de mesure et/ou de commande d'un équipement de vissage comprenant - une visseuse à martèlement hydropneumatique comportant un arbre d'entraînement qui, par l'intermédiaire d'un embout de vissage, peut appliquer un couple de serrage à des moyens de vissage par lesquels un assemblage doit être serré, la visseuse comprenant également un capteur de couple qui est associé audit arbre d'entraînement et qui délivre un signal de mesure représentant le couple instantané transmis par ledit embout sur lesdits moyens de vissage, ce signal de mesure comprenant une succession de cycles, respectivement représentatifs de l'évolution du couple de serrage pendant les coups successifs appliqués par la visseuse sur lesdits moyens de vissage, et - des moyens de commande pour arrêter la visseuse, lorsque le couple de serrage atteint une valeur prédéterminée, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à: - détecter au moins un maximum dans chacun desdits cycles dudit signal; et - arrêter la visseuse dès que le nombre de  It therefore relates to a method of measuring and / or controlling a screwing equipment comprising - a screwdriver with hydropneumatic hammering comprising a drive shaft which, via a screwing tip, can apply a torque tightening to screwing means by which an assembly must be tightened, the screwdriver also comprising a torque sensor which is associated with said drive shaft and which delivers a measurement signal representing the instantaneous torque transmitted by said nozzle on said means of screwing, this measurement signal comprising a succession of cycles, respectively representative of the evolution of the tightening torque during the successive strokes applied by the screwdriver to said screwing means, and - control means for stopping the screwdriver, when the torque tightening reaches a predetermined value, this process being characterized in that it consists in: - detecting at least a maximum dan s each of said cycles of said signal; and - stop the screwdriver as soon as the number of

maximums dans un cycle est au plus égal à un.  maximums in a cycle is at most equal to one.

Ainsi, le processus de vissage peut être arrêté lorsqu'il est certain que l'assemblage est complètement serré et qu'aucun rattrapage de jeu ou de déformation  Thus, the tightening process can be stopped when it is certain that the assembly is completely tight and that there is no backlash or deformation

élastique dans l'assemblage n'est encore possible.  elastic in the assembly is not yet possible.

L'opération de vissage conduira donc pratiquement à installer dans l'assemblage la valeur de contrainte maximale qu'il est possible d'obtenir et ce sans que cette valeur de contrainte doive être disponible ou être mesurée. Selon une première variante du procédé de l'invention, il consiste également à détecter dans chacun desdits cycles dudit signal de mesure, au moins un autre maximum, à mémoriser la valeur de cet autre maximum au cours du cycle suivant de ce signal et à afficher ladite valeur si, pendant le cycle en cours dudit signal un seul  The screwing operation will therefore practically lead to installing in the assembly the maximum stress value that it is possible to obtain, without this stress value having to be available or to be measured. According to a first variant of the method of the invention, it also consists in detecting in each of said cycles of said measurement signal, at least one other maximum, in memorizing the value of this other maximum during the following cycle of this signal and in displaying said value if during the current cycle of said signal only one

maximum est détecté.maximum is detected.

Dans cette variante, un opérateur peut provoquer facilement l'arrêt de la visseuse en observant l'affichage  In this variant, an operator can easily stop the screwdriver by observing the display

par coupure manuelle de l'alimentation de celle-ci.  by manual shutdown of the power supply.

Toutefois, selon une autre variante avantageuse de l'invention, l'arrêt de ladite visseuse est provoqué automatiquement par coupure de son alimentation, au moyen d'un signal d'arrêt engendré, à la suite de la détection d'un seul maximum pendant le cycle en cours dudit signal  However, according to another advantageous variant of the invention, the stopping of said screwdriver is automatically caused by cutting off its power supply, by means of a stopping signal generated, following the detection of a single maximum during the current cycle of said signal

de mesure.of measurement.

L'invention a également pour objet un équipement de vissage commandé par le procédé tel que défini ci-dessus, cet équipement comprenant une visseuse à martèlement hydropneumatique comportant un arbre d'entraînement qui, par l'intermédiaire d'un embout de vissage, peut appliquer un couple de serrage à des moyens de vissage par lesquels un assemblage doit être serré, la visseuse comprenant également un capteur de couple qui est associé audit arbre d'entraînement et qui délivre un signal de mesure représentant le couple instantané transmis par ledit embout sur lesdits moyens de vissage, ce signal de mesure comprenant une succession de cycles, respectivement représentatifs de l'évolution du couple de serrage pendant les coups successifs appliqués par la visseuse sur lesdits moyens de vissage, et des moyens de commande pour arrêter la visseuse, lorsque le couple de serrage atteint une valeur prédéterminée, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comprennent également des moyens d'analyse de chacun des cycles dudit signal de mesure, lesdits moyens d'analyse étant agencés pour fournir ladite valeur prédéterminée de couple, dès qu'un cycle dudit signal de mesure ne présente  The subject of the invention is also a screwing equipment controlled by the method as defined above, this equipment comprising a screwdriver with hydropneumatic hammering comprising a drive shaft which, via a screwing tip, can applying a tightening torque to screwing means by which an assembly must be tightened, the screwdriver also comprising a torque sensor which is associated with said drive shaft and which delivers a measurement signal representing the instantaneous torque transmitted by said tip on said screwing means, this measurement signal comprising a succession of cycles, respectively representative of the evolution of the tightening torque during the successive strokes applied by the screwdriver to said screwing means, and control means for stopping the screwdriver, when the tightening torque reaches a predetermined value, characterized in that said control means comprise also means for analyzing each of the cycles of said measurement signal, said analysis means being arranged to supply said predetermined torque value, as soon as a cycle of said measurement signal has

qu'un seul maximum.only one maximum.

Selon d'autres caractéristiques de cet équipement: il lesdits moyens de commande comprennent des moyens de coupure manuels de ladite alimentation et des moyens pour afficher ladite valeur prédéterminée; lesdits moyens de commande comprennent des moyens connectés auxdits moyens d'analyse et capables de provoquer l'arrêt automatique de la visseuse, lorsque  According to other characteristics of this equipment: it said control means comprise manual cut-off means of said supply and means for displaying said predetermined value; said control means comprise means connected to said analysis means and capable of causing the automatic stop of the screwdriver, when

ladite valeur prédéterminée de couple est atteinte.  said predetermined torque value is reached.

D'autres caractéristiques et avantages de  Other features and benefits of

l'invention apparaîtront au cours de la description qui va  the invention will appear during the description which follows

suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma très simplifié d'une visseuse à martèlement et de son appareillage de commande, ce dernier étant apte à mettre en oeuvre le procédé de mesure et/ou de commande selon l'invention; - la figure lA est une vue en coupe d'un assemblage d'essai utilisé par la demanderesse; - la figure 2 est un diagramme en fonction du temps illustrant le fonctionnement d'une visseuse à martèlement dont l'alimentation pneumatique est coupée lorsque la visseuse fournit un couple de serrage égal à celui affiché par l'opérateur; - la figure 3 est un diagramme analogue à celui de la figure 2, mais portant sur une visseuse dont l'alimentation pneumatique reste appliquée, même lorsque le couple de serrage souhaité est atteint; - les figures 4 à 6 représentent, à une échelle temporelle très agrandie par rapport aux figures 2 et 3, la forme d'une partie de l'une des courbes du diagramme de ces figures, pour différentes phases de fonctionnement de la visseuse; - la figure 7 montre un organigramme simplifié du procédé mis en oeuvre selon l'invention, dans  follow given only by way of example and made with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a very simplified diagram of a hammering screwdriver and its control equipment, the latter being able to implement the measurement and / or control method according to the invention; - Figure lA is a sectional view of a test assembly used by the applicant; - Figure 2 is a diagram as a function of time illustrating the operation of a hammering screwdriver whose pneumatic supply is cut when the screwdriver provides a tightening torque equal to that displayed by the operator; - Figure 3 is a diagram similar to that of Figure 2, but relating to a screwdriver whose pneumatic supply remains applied, even when the desired tightening torque is reached; - Figures 4 to 6 show, on a much enlarged time scale compared to Figures 2 and 3, the shape of part of one of the curves in the diagram of these figures, for different phases of operation of the screwdriver; - Figure 7 shows a simplified flowchart of the process implemented according to the invention, in

l'appareillage représenté à la figure 1.  the apparatus shown in Figure 1.

La figure 1 représente très schématiquement une visseuse à martèlement 1 équipée d'un appareillage électronique 2, l'ensemble étant conçu pour la mise en  FIG. 1 very schematically represents a hammering screwdriver 1 equipped with electronic equipment 2, the assembly being designed for setting up

oeuvre du procédé selon l'invention.  work of the method according to the invention.

La visseuse 1 comporte essentiellement un corps 3 ayant une forme anatomique de telle façon qu'elle puisse facilement être manipulée à la main. Ce corps 3 renferme les organes mécaniques connus en soi de la visseuse, parmi lesquels on ne voit représentés que l'arbre d'entraînement 4, un capteur de couple de serrage 5 et un embout de couplage 6 destiné à coiffer la tête d'une vis, un écrou, ou un autre organe vissable analogue, lors du serrage d'un assemblage. Sont également représentés schématiquement un raccord 7 pour une alimentation pneumatique de la visseuse et un bouton d'actionnement 8. La structure de la visseuse 1 elle-même ne formant pas partie de l'invention, elle ne sera pas décrite davantage. Il suffit de noter que le martèlement consiste à appliquer l'effort de serrage pendant des cycles de rotation de l'embout 6 autour de son  The screwdriver 1 essentially comprises a body 3 having an anatomical shape so that it can easily be manipulated by hand. This body 3 contains the mechanical members known per se of the screwdriver, among which only the drive shaft 4 is shown, a tightening torque sensor 5 and a coupling endpiece 6 intended to cover the head of a screw, nut, or other similar screwable member, when tightening an assembly. Also shown schematically are a connector 7 for a pneumatic supply of the screwdriver and an actuation button 8. The structure of the screwdriver 1 itself not forming part of the invention, it will not be described further. It suffices to note that the hammering consists in applying the clamping force during cycles of rotation of the nozzle 6 around its

axe, les cycles se succédant très rapidement.  axis, the cycles succeeding one another very quickly.

Des visseuses de ce type sont commercialisées par exemple par la Société ATLAS COPCO S-10523, Suède ou par la Société DGD GmbH, Postfach 30, D 73461  Screwdrivers of this type are sold for example by the company ATLAS COPCO S-10523, Sweden or by the company DGD GmbH, Postfach 30, D 73461

WESTHAUSEN/W RTH, Allemagne.WESTHAUSEN / W RTH, Germany.

Le capteur 5 peut être réalisé à l'aide de jauges de contrainte placées sur l'arbre d'entraînement 4 de la visseuse et connectées de façon appropriée pour fournir une tension électrique aux bornes du capteur  The sensor 5 can be produced using strain gauges placed on the drive shaft 4 of the screwdriver and appropriately connected to supply an electrical voltage across the sensor

représentative du couple de serrage appliqué à l'embout 6.  representative of the tightening torque applied to the nozzle 6.

Les bornes du capteur 5 sont connectées à l'appareillage électronique 2 qui comporte un filtre analogique 9 pour apurer le signal du capteur, un amplificateur 10 relié au filtre 9 suivi d'un convertisseur analogique/numérique 11, d'un filtre numérique 12, d'un module de traitement 13 et d'un affichage 14. Le module de traitement 13 comporte un microprocesseur (non représenté) capable d'exécuter un programme dont les étapes essentielles sont illustrées sur la figure 7 et qui seront décrites par la suite. Le module de traitement 13 peut éventuellement engendrer un signal de coupure de l'alimentation pneumatique de la visseuse 1,  The terminals of the sensor 5 are connected to the electronic equipment 2 which includes an analog filter 9 to clear the signal from the sensor, an amplifier 10 connected to the filter 9 followed by an analog / digital converter 11, a digital filter 12, a processing module 13 and a display 14. The processing module 13 includes a microprocessor (not shown) capable of executing a program, the essential steps of which are illustrated in FIG. 7 and which will be described below. The processing module 13 can possibly generate a signal to cut off the pneumatic supply of the screwdriver 1,

ce signal pouvant alors transiter sur une ligne 15.  this signal can then transit on a line 15.

La figure 7 représente un organigramme pouvant être exécuté dans le module de traitement 13 de la figure 1 pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cet organigramme se déroule pendant chaque processus de serrage. Ainsi, le programme illustré par l'organigramme de la figure 7 est déclenché en E1 au moment o un nouveau processus de serrage commence. L'opération E2 consiste à rechercher une première valeur maximale Ml (figure 4) de la valeur de couple à partir du signal provenant du capteur 5, ce signal étant mis en forme, amplifié et numérisé dans les étages de filtrage, d'amplification et  FIG. 7 represents a flowchart which can be executed in the processing module 13 of FIG. 1 for the implementation of the method according to the invention. This flow chart takes place during each tightening process. Thus, the program illustrated by the flow diagram of FIG. 7 is triggered in E1 at the moment when a new tightening process begins. Operation E2 consists in searching for a first maximum value M1 (FIG. 4) of the torque value from the signal from the sensor 5, this signal being shaped, amplified and digitized in the filtering, amplification and

de conversion 9 à 12 de la figure 1.  of conversion 9 to 12 of figure 1.

L'opération E3 consiste à détecter dans le signal si la valeur maximale Ml est suivie d'un minimum relatif M2 correspondant à un creux du profil de couple. Un test est alors effectué à l'étape E4 pour savoir si le point de minimum relatif M2 est suivi d'un point de maximum relatif (recherche du point M3) correspondant à une deuxième crête  Operation E3 consists in detecting in the signal if the maximum value M1 is followed by a relative minimum M2 corresponding to a trough in the torque profile. A test is then performed in step E4 to find out whether the relative minimum point M2 is followed by a relative maximum point (search for point M3) corresponding to a second peak

du profil de couple.of the couple profile.

Si à ce stade, il n'y a pas de seconde crête, cela veut dire que l'on est dans le cas de la figure 6 et que la valeur de tension définitive est d'emblée obtenue dans l'assemblage. Pratiquement, ce cas peut se produire si l'assemblage comporte peu de pièces et/ou s'il est formé  If at this stage there is no second peak, this means that we are in the case of FIG. 6 and that the final tension value is immediately obtained in the assembly. In practice, this case can occur if the assembly has few parts and / or if it is formed

de pièces en des matériaux particulièrement résistants.  of parts made of particularly resistant materials.

Dans ce cas, le programme passe à une étape d'évaluation E5 de la valeur du couple de serrage qui est celle correspondant au maximum constaté. Cette valeur est alors affichée lors d'une étape E6 sur le cadran de la visseuse. L'opérateur arrête le processus de serrage. Si, au contraire l'étape E4 constate la présence d'une seconde crête, un test est effectué pendant l'étape E7 pour constater si un nouveau cycle de serrage a commencé. Si ce n'est pas le cas, c'est que la visseuse a été arrêtée par l'opérateur et dans ce cas la valeur de la deuxième ou de la troisième crête mémorisée au cours du cycle précédent est calculée en E8 et la valeur  In this case, the program proceeds to an evaluation step E5 of the value of the tightening torque which is that corresponding to the maximum observed. This value is then displayed during a step E6 on the dial of the screwdriver. The operator stops the tightening process. If, on the contrary, step E4 detects the presence of a second peak, a test is carried out during step E7 to determine whether a new tightening cycle has started. If this is not the case, it is that the screwdriver was stopped by the operator and in this case the value of the second or the third peak memorized during the previous cycle is calculated in E8 and the value

correspondante est affichée par l'étape E6.  corresponding is displayed by step E6.

Si au contraire, lors du test de l'étape E7, il s'avère qu'un nouveau cycle de martèlement a commencé, on procède de nouveau à la recherche d'un maximum absolu en E9 suivie de la recherche d'un nouveau minimum relatif en  If, on the contrary, during the test of step E7, it turns out that a new hammering cycle has started, we again proceed to the search for an absolute maximum in E9 followed by the search for a new minimum relative in

E10, ces étapes étant analogues aux étapes E2 et E3.  E10, these steps being analogous to steps E2 and E3.

Après l'étape E10, un test est effectué en Ell pour savoir si la première crête est suivie d'une seconde crête. Si la réponse est négative, on calcule en E12 la valeur de la seconde ou de la troisième crête du profil de couple du cycle précédent, qui correspond alors à la valeur nominale du couple appliqué à l'assemblage. Cette valeur mémorisée pendant le cycle précédent est affichée par l'étape E6 pendant le cycle en cours et l'opérateur  After step E10, a test is carried out in Ell to know whether the first peak is followed by a second peak. If the answer is negative, we calculate in E12 the value of the second or third peak of the torque profile of the previous cycle, which then corresponds to the nominal value of the torque applied to the assembly. This value memorized during the previous cycle is displayed by step E6 during the current cycle and the operator

peut arrêter la visseuse.can stop the screwdriver.

Sinon, le programme attend le cycle de martèlement suivant en procédant au test de l'étape E13. S'il y a un cycle suivant la boucle est de nouveau parcourue par les  Otherwise, the program waits for the next hammering cycle by performing the test in step E13. If there is a cycle following the loop is again traversed by the

étapes E9, E10 et Ell.steps E9, E10 and Ell.

Si par contre le test de l'étape E13 s'avère négatif, c'est que l'assemblage est serré et la valeur de la seconde ou de la troisième crête du profil de couple du  If on the other hand the test of step E13 proves negative, it is because the assembly is tight and the value of the second or of the third peak of the torque profile of the

cycle précédent est affiché pendant l'étape E12.  previous cycle is displayed during step E12.

Il est à noter que, selon une variante avantageuse de l'invention, l'étape d'affichage E6 peut être effectué en même temps qu'une étape E14 consistant à commander la coupure automatique de la visseuse par l'intermédiaire de la ligne de commande 15. On notera que cette coupure automatique sera effectuée en fonction du couple de serrage réellement appliqué à l'assemblage pour y  It should be noted that, according to an advantageous variant of the invention, the display step E6 can be carried out at the same time as a step E14 consisting in controlling the automatic cut-off of the screwdriver via the line of command 15. It will be noted that this automatic cutting will be carried out as a function of the tightening torque actually applied to the assembly for

installer la tension requise.install the required voltage.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure et/ou de commande d'un équipement de vissage comprenant - une visseuse à martèlement hydropneumatique (1) comportant un arbre d'entraînement (4) qui, par l'intermédiaire d'un embout de vissage (6), peut appliquer un couple de serrage à des moyens de vissage (V, T2) par lesquels un assemblage doit être serré, la visseuse comprenant également un capteur de couple (5) qui est associé audit arbre d'entraînement (4) et qui délivre un signal de mesure représentant le couple instantané transmis par ledit embout (6) sur lesdits moyens de vissage (V, T2), ce signal de mesure comprenant une succession de cycles, respectivement représentatifs de l'évolution du couple de serrage pendant les coups successifs appliqués par la visseuse (1) sur lesdits moyens de vissage, et - des moyens de commande (8) pour arrêter la visseuse (1), lorsque le couple de serrage atteint une valeur prédéterminée, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à: - détecter au moins un maximum (Ml, M3, M5; figure 4) dans chacun desdits cycles dudit signal; et arrêter la visseuse (1) dès que le nombre de maximums dans un cycle est au plus égal à un (Mn; figure 6).  1. A method of measuring and / or controlling a screwing equipment comprising - a hydropneumatic hammering screwdriver (1) comprising a drive shaft (4) which, by means of a screwing tip (6) , can apply a tightening torque to screwing means (V, T2) by which an assembly must be tightened, the screwdriver also comprising a torque sensor (5) which is associated with said drive shaft (4) and which delivers a measurement signal representing the instantaneous torque transmitted by said tip (6) to said screwing means (V, T2), this measurement signal comprising a succession of cycles, respectively representative of the evolution of the tightening torque during successive strokes applied by the screwdriver (1) to said screwing means, and - control means (8) to stop the screwdriver (1), when the tightening torque reaches a predetermined value, this method being characterized in that it consists to: - det ect at least a maximum (Ml, M3, M5; Figure 4) in each of said cycles of said signal; and stop the screwdriver (1) as soon as the number of maximums in a cycle is at most equal to one (Mn; FIG. 6). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter dans chacun desdits cycles dudit signal de mesure, au moins un autre maximum (M3, M5), à mémoriser la valeur de cet autre maximum au cours du cycle suivant de ce signal et à afficher ladite valeur si, pendant le cycle en cours dudit signal un seul maximum2. Method according to claim 1, characterized in that it consists in detecting in each of said cycles of said measurement signal, at least one other maximum (M3, M5), in memorizing the value of this other maximum during the following cycle of this signal and to display said value if, during the current cycle of said signal a single maximum (Mn) est détecté.(Mn) is detected. 3. Procédé suivant l'une quelconque des  3. Method according to any one of revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'arrêt de  claims 1 and 2, characterized in that the stopping of ladite visseuse (1) est provoqué automatiquement par coupure de son alimentation (7), au moyen d'un signal d'arrêt (15) engendré, à la suite de la détection d'un seul maximum (Mn) pendant le cycle en cours dudit signal  said screwdriver (1) is automatically caused by cutting off its power supply (7), by means of a stop signal (15) generated, following the detection of a single maximum (Mn) during the current cycle of said signal de mesure.of measurement. 4. Equipement de vissage commandé par le procédé  4. Screwdriving equipment controlled by the process selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,  according to any one of claims 1 to 3, comprenant une visseuse (1) à martèlement hydropneumatique comportant un arbre d'entrainement (4) qui, par l'intermédiaire d'un embout de vissage (6), peut appliquer un couple de serrage à des moyens de vissage (V, T2) par lesquels un assemblage doit être serré, la visseuse (1) comprenant également un capteur de couple (5) qui est associé audit arbre d'entraînement (4) et qui délivre un signal de mesure représentant le couple instantané transmis par ledit embout (6) sur lesdits moyens de vissage (V, T2), ce signal de mesure comprenant une succession de cycles, respectivement représentatifs de l'évolution du couple de serrage pendant les coups successifs appliqués par la visseuse sur lesdits moyens de vissage, et des moyens de commande (8) pour arrêter la visseuse (1), lorsque le couple de serrage atteint une valeur prédéterminée, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comprennent également des moyens d'analyse (9 à 13) de chacun des cycles dudit signal de mesure, lesdits moyens d'analyse étant agencés pour fournir ladite valeur prédéterminée de couple, dès qu'un cycle dudit signal de  comprising a screwdriver (1) with hydropneumatic hammering comprising a drive shaft (4) which, by means of a screwing tip (6), can apply a tightening torque to screwing means (V, T2) by which an assembly must be tightened, the screwdriver (1) also comprising a torque sensor (5) which is associated with said drive shaft (4) and which delivers a measurement signal representing the instantaneous torque transmitted by said nozzle (6 ) on said screwing means (V, T2), this measurement signal comprising a succession of cycles, respectively representative of the evolution of the tightening torque during the successive strokes applied by the screwdriver to said screwing means, and means of control (8) for stopping the screwdriver (1), when the tightening torque reaches a predetermined value, characterized in that said control means also comprise analysis means (9 to 13) of each of the cycles of said signal measurement, said analysis means being arranged to supply said predetermined torque value, as soon as a cycle of said signal mesure ne présente qu'un seul maximum (Mn).  measurement has only one maximum (Mn). 5. Equipement suivant la revendication 4 pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comprennent des moyens de coupure manuels (8) de ladite alimentation et des moyens (14) pour afficher ladite  5. Equipment according to claim 4 for implementing the method according to claim 2, characterized in that said control means comprise manual cut-off means (8) of said supply and means (14) for displaying said valeur prédéterminée.predetermined value. 6. Equipement suivant la revendication 4 pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comprennent des moyens (15) connectés auxdits moyens d'analyse et capables de provoquer l'arrêt automatique de la visseuse (1), lorsque ladite valeur prédéterminée de  6. Equipment according to claim 4 for implementing the method according to claim 3, characterized in that said control means comprise means (15) connected to said analysis means and capable of causing the automatic stop of the screwdriver (1), when said predetermined value of couple est atteinte.torque is reached.