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ENSAM CER Angers École Nationale Supérieure d'Arts et Métier Centre d'Étude Régionalisé d'Angers ROBOT AUTONOME DE SOUDAGE DE PIPELINE. DOSSIER TECHNIQUE. DALMIÈRES Antoine élève ingénieur ENSAM première année [email protected] BRENAGET Stéphane élève ingénieur ENSAM première année [email protected] Édition :mars 2006 Compte rendu.odt Antoine Dalmières, Stéphane Brenaget - Compte rendu.odt - 5 mars 2006 - 1/24

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ENSAMCER Angers

École Nationale Supérieure d'Arts et MétierCentre d'Étude Régionalisé d'Angers

ROBOT AUTONOME DE SOUDAGE DE PIPELINE.

DOSSIER TECHNIQUE.

DALMIÈRES Antoineélève ingénieur ENSAM première anné[email protected]

BRENAGET Stéphaneélève ingénieur ENSAM première année

[email protected]

Édition :mars 2006Compte rendu.odt

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SommaireIntroduction........................................................................................................... 3I - Cahier des charges fonctionnel.................................................................... 4

I.1 - Présentation......................................................................................................... 4I.2 - Énoncé fonctionnel du besoin du problème................................................. 4I.3 - Analyse de l’opération de soudage.................................................................. 4

I.3.1 - Principe............................................................................................................ 4I.3.2 - Description fonctionnelle du procédé par un diagramme FAST....................6

I.4 - Étude de la situation de fonctionnement normale...................................... 7I.4.1 - Graphe des interacteurs.................................................................................. 7I.4.2 - Énoncé des fonctions de service...................................................................... 7I.4.3 - Caractérisation des fonctions.......................................................................... 8

II - Analyse technologique.................................................................................. 9II.1 - Schéma cinématique......................................................................................... 9

II.1.1 - Justification de la modélisation..................................................................... 9II.2 - Fonction techniques assurer pour la conception de la tête de soudage........................................................................................................................................ 10II.3 - Schéma pneumatique..................................................................................... 12II.4 - Étude de la masse de la tête de soudage.................................................... 12II.5 - Étude de l’entraînement du pignon avec l’arbre moteur....................... 13

II.5.1 - Évaluation du couple moteur....................................................................... 13II.5.2 - Résistance au matage................................................................................... 14

Hypothèses........................................................................................................... 14Critère de résistance............................................................................................ 14Calcul de la pression p exercée sur S.................................................................. 14

II.6 - Étude de l'effort de bridage........................................................................... 15II.6.1 - Hypothèses.................................................................................................... 15II.6.2 - Effort de l'air comprimé sur le piston principal.......................................... 15II.6.3 - Contre-effort tangentiel des joints quatre lobes......................................... 15II.6.4 - Résolution statique....................................................................................... 16II.6.5 - Vérification de non-matage.......................................................................... 17

II.7 - Étude de résistance du réservoir arrière d'air comprimé..................... 18II.7.1 - Hypothèses.................................................................................................... 18II.7.2 - Géométrie du réservoir................................................................................. 18II.7.3 - Étude numérique.......................................................................................... 18

II.8 - Description de la cinématique des butées rétractables......................... 20II.8.1 - Schéma cinématique.................................................................................... 21II.8.2 - Remarques.................................................................................................... 21

Conclusion............................................................................................................ 22Annexe I.................................................................................................................23Annexe II...............................................................................................................24

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Introduction.Dans le cadre de l'UEC OC11a nous avons à étudier un système technologique

existant. Ce dossier présente l'étude technologique d'un robot de soudage interne de pipeline (modèle B-Cat 40''-44''). Pour cette étude nous n'avions pas de démarche proposée donc toutes les démarches sont d notre initiative. Cette situation à évidemment entraînée des hésitations quand aux sujets à aborder et au final nous n'avons sans doute pas abordé toutes les parties que nous avions prévue.D'autre part ce sujet était plus ardu que le précédent et la somme d'informations disponible réduite. De ce fait les différents aspect traités dans ce dossier sont à prendre avec beaucoup de précautions.Ce dossier est divisé en deux grandes parties, d'abord l'analyse fonctionnelle puis une étude technologique sur quelques points particuliers.

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I - Cahier des charges fonctionnel.

I.1 - Présentation1.Le pétrole est une matière première actuellement fondamentale pour les économies

de nombreux pays. Afin de la transporter de manière économique et en toute sécurité des oléoducs sont construits. Un oléoduc est un tube de transport de pétrole. La construction d’un oléoduc est une opération coûteuse qui nécessite d’être rentabilisée. L’étude présentée ici est celle d’un robot de soudage d’oléoduc.

I.2 - Énoncé fonctionnel du besoin du problème2.

À qui le produit rend-il service ? Au chef d’entreprise chargé d’installer des oléoducs.

Sur quoi agit-il ? Sur le positionnement et le soudage de deux tronçons d’oléoduc.

Pour quoi faire ? Lier complètement et de façon étanche deux tronçons d’oléoduc.

Dans quel but ? Maintenir une bonne productivité et qualité de l’opération.

Pourquoi ? Installer des oléoducs est une opération coûteuse qui nécessite d’être rentabilisée au maximum par une cadence de production constante.L’automatisation du cycle de soudage permet d’assurer une qualité constante.

Où ? A l’intérieur de l’oléoduc à assembler.

Quand ? Tout au long des horaires de travail.

Situation de vie considérée :Parmi toutes les situations du cycle de vie du produit il ne sera considéré que la situation de fonctionnement opérationnel.

I.3 - Analyse de l’opération de soudage.

I.3.1 - Principe3.On considère ici que les tronçons de pipe ont été préalablement chanfreinés.

1 Rédaction : Stéphane Brenaget.2 Rédaction : Stéphane Brenaget.3 Rédaction : Antoine Dalmières et Stéphane Brénaget.

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1. Le robot est dans le dernier tronçon d'oléoduc soudé. Les bras robotisés (29) sont sortis ainsi que le frein (30).

2. On vient placer un nouveau tronçon et on le positionne grossièrement à l'aide de tréteaux.

3. On rentre le frein (30) et on avance le robot de soudage jusqu’à ce que les butées rétractables (en position rentré) soient suffisamment sorties, puis on stop le robot.

4. On vient positionner le robot longitudinalement : on sort complètement les butées rétractables puis on vient mettre en butée le robot soudeur en le faisant reculer à l'aide des bras robotisés (29) ; la liaison ainsi formé avec l’oléoduc est un appuie plan.

5. On aligne la tête de soudage angulairement dans le premier tronçon en actionnant le vérin arrière : la flexion du bras ainsi que l’isostatisme des liaisons de la tête de soudage donne une certaine souplesse au système si bien que lorsque l’on vient brider le robot dans l’oléoduc il se centre spontanément. La liaison entre le robot et l’oléoduc alors formée est une liaison appui plan à centrage cylindrique court. Le maintient en position est réalisé par les frottements des patins de bridage sur l’oléoduc.

6. On vient positionner le tronçon d’oléoduc à souder longitudinalement par rapport à l’oléoduc en venant mettre en butée le nouveau tronçon de pipe contre les butées rétractables.

7. On centre et on maintient le nouveau tronçon en position, par le bridage de celui-ci avec le robot en actionnant le vérin avant du robot. Le centrage et le maintient en position s’effectue par le même phénomène que celui décrit précédemment.

8. On commence l’opération de soudage :Le procédé de soudage utilisé est un soudage sous atmosphère protectrice avec métal d’apport. L’opération de soudage s’effectue en plusieurs passes. La vitesse de soudage s’effectue à l’aide d’un codeur incrémental absolu situé sur le moteur. La position des torches est contrôlée en au moins deux positions angulaires par deux interrupteurs de position électromécanique (situés sur un drapeau) solidaire de la tête de soudage constitué en autre par les torches de soudage. Lorsque le dispositif d’attaque d’un des interrupteurs entre en contact avec un pion, il envoie un signal électrique indiquant la position angulaire des torches à un système de commande du moteur. Une fois la soudure effectuées deux verrous actionner par un vérins viennent stopper la rotation des torches en immobilisant l'arbre creux (2) solidaire de la tête de soudage.Le procédé de soudage est sans doute un procédé MAG. Le nombre de passes effectuées et la manière dont elles sont réalisées nous est inconnue. Nous pensons que pour souder un tronçon d’oléoduc il faut un tour complet de la tête de soudage soit huit passes successives dont certaines ont sans doute un rôle de fusion.

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9. Après le refroidissement du cordon de soudure on enclenche le frein et on débride les deux tronçons.

I.3.2 - Description fonctionnelle du procédé par un diagramme FAST4.

Lier complètement et de façon étanche

2 tronçons d’oléoduc.

Positionner le robot de

soudage dans l’oléoduc.

Positionner le deuxième

tronçon par rapport au robot

et à l’oléoduc

Maintenir en position le robot

de soudage dans l’oléoduc.

Maintenir la position du deuxième tronçon.

Souder intérieurement l’oléoduc et le tronçon ajouté

Débrider le robot de soudage de

l’oléoduc

4 Rédaction : Stéphane Brenaget.

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I.4 - Étude de la situation de fonctionnement normale5.

I.4.1 - Graphe des interacteurs.

Robot de soudage Milieu ambiant

Energie électrique apportée

Oléoduc

2eme tronçon d’oléoduc

FS5 FS7

FS10

FS9

FS8 Humains proches

Chef d’entreprise utilisatrice du robot de

soudage

FS11

FS1, FS2, FS3 FS4, FS5, FS6

I.4.2 - Énoncé des fonctions de service.Fonctions principales :

FS1 Positionner le robot de soudage dans l’oléoducFS2 Maintenir en position le robot de soudage dans l’oléoduc.FS3 Positionner le deuxième tronçon par rapport au robot et l’oléoduc.FS4 Maintenir la position du deuxième tronçon.FS5 Souder intérieurement les deux tronçons d’oléoduc.FS6 Débrider le robot de soudage de l’oléoduc.

Fonctions secondaires :

FS7 S’intégrer à l’oléoduc.FS8 Limiter la consommation d’énergie électrique.FS9 Ne pas engendrer de dangers pour les humains proches sur le site.FS10 Résister aux effets du milieu ambiant.FS11 Résister aux conditions de service sans perturbation du fonctionnement.

5 Rédaction : Stéphane Brenaget.

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I.4.3 - Caractérisation des fonctions.

Repère Critères Niveaux

FS1

• Tolérance de la position du plan des torches de soudages par rapport à la zone à souder

• Centrage du robot dans le premier tronçon• Inclinaison de l’axe du robot par rapport au

premier tronçon• Stabilité de la position ( position du centre de

masse du robot par rapport à la tête de soudage)

• 5 mm.

• 1 à 2°.

FS2 • Effort de bridage • supérieur à 10 kN par tronçons.

FS3• écartement des tronçons• centrage du deuxième tronçon par rapport au

premier tronçon

• constant

FS4 • Effort de bridage• Pression dans la chambre du vérin

• supérieur à 10 kN par tronçons.

FS5• Durabilité• Adhésion du métal d’apport•

• 30 ans.• Totale.

FS6 • Pression dans la chambre du vérin • 6 bars

FS7• Diamètre du robot maximal• Longueur du robot maximale

• 90 cm• 5,2 m

FS8 • Puissance maximale • 160 kW

FS9 • Possibilité d’accès en service d’une partie corporelle humaine

• aucune

FS10

• Température minimale de fonctionnement• Température maximale de fonctionnement• Corrosion d’un matériau au contact d’eau

• Corrosion d’un matériau au contact d’un autre, en atmosphère humide

• -20°C• 50°C.• Aucune au bout

de moins d’un mois, à 20°C.

• Aucune au bout de moins de deux ans à 20°C.

FS11

• Durée annuelle de fonctionnement• Durée minimale de fonctionnement avant

première panne• Durée maximale d’indisponibilité pour panne• Durée minimale de fonctionnement entre panne

• 2000h.• 2000h.

• 1 semaine.• 500h.

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II - Analyse technologique. Dans cette partie nous nous intéressons seulement à la partie visible sur le plan d’ensemble c'est-à-dire la partie qui concerne la tête du robot de soudage.

II.1 - Schéma cinématique6.Le plan des torches est un plan de symétrie pour l’ensemble cinématique du système. C’est pourquoi on modélise la moitié du système dans la situation où l’ensemble cinématique solidaire de l’arbre creux est en mouvement par rapport au bâti.

y0

19

1

2

18

6 9

16+17

10

Illustration 1 : schéma cinématique du robot soudeur.

II.1.1 - Justification de la modélisation.

pièces Type de liaison Critère de justification

2-3

• Rotule de centre • Le roulement à rouleaux sphériques est complètement arrêté en translation et le défaut angulaire des bagues peut aller jusqu’ à 2°

6 Rédaction : Stéphane Brenaget.

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pièces Type de liaison Critère de justification

1-3

• Rotule de centre

• Linéaire annulaire

• Le rapport de la longueur de guidage des roulements à rouleaux coniques sur le diamètre de l’arbre

creux étant de 21

et les roulements étant complètement arrêtés en translation.

• Le roulement à rouleaux sphériques est arrêté en translation sur sa bague intérieur et le défaut angulaire des bagues peut aller jusqu’ à 1°

1-10

• Rotule de centre

• Linéaire annulaire

• Le rapport de la longueur de guidage du roulement à bille sur le diamètre de l’arbre creux étant de

21 et les roulements étant complètement arrêtés en translation.

• Le roulement à rouleaux sphériques est arrêté en translation sur sa bague intérieur et le défaut angulaire des bagues peut aller jusqu’ à 1°

1-(17+18)• Pivot glissant d’axe x0 • Le rapport de la longueur de

guidage du piston sur le diamètre du bâti est de

1-21• Pivot glissant d’axe y0 • Le rapport de la longueur de

guidage du piston sur le diamètre du bâti est de

19-21 • Pivot d’axe zo • Appui plan prépondérant centrage court.

II.2 - Fonction techniques assurer pour la conception de la tête de soudage7.Nous identifions ici quelques une des fonctions techniques à assurer pour la

conception de la tête de soudage afin de cadrer notre étude.

FT1 Encastrement du pignon sur l’arbre moteur (monté glissière).

FT2 Guidage en rotation du pignon.• Guidage par deux roulements à bille.

7 Rédaction : Stéphane Brenaget.

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FT3Encastrement de la couronne sur le moyeu support.

• Mise en position appui plan prépondérant et centrage court.• Maintient en position par vis réparties.

FT4Guidage en rotation de l’arbre creux.

• Guidage par un roulement à rouleaux sphériques ou roulement rotule.

FT5 Guidage en rotation du moyeu support sur l’arbre creux.FT6 Encastrement du porte torche sur le moyeu support.FT7 Contrôle de la position de la tête de soudage

FT8

Lubrification et évacuation de la chaleur • Type de lubrification• Quantité• Remplissage • Vidange• Niveau

FT9 Guidage en translation des brides de serrage • Transformation de mouvement piston bielle piston

FT10 …

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II.3 - Schéma pneumatique8.

Illustration 2 : schéma pneumatiqueL'énergie hydraulique est stockée dans un réservoir sous haute pression (100 bars).

Un détendeur dont la pression de sortie est de 6 bars est placé à la sortie du réservoir afin d'accroître l'autonomie du robot. Ensuite trois distributeurs électromagnétiques (pour la partie que nous étudions) distribuent l'énergie pneumatique aux cinq pistons. Comme il n'y a pas de précisions sur le mode d'alimentation en air comprimé nous avons supposé qu'il n'y avait pas de compresseurs incorporés dans le robot pour alimenter le réservoir. Néanmoins il n'est pas idiot de penser que le chassis arrière du robot possède un compresseur alimenté électriquement afin de recharger le réservoir, le principale avantage serait des temps de manutentions réduits.

II.4 - Étude de la masse de la tête de soudage9.A partir de modélisations grossières des pièces les plus lourdes sous SolidWorks en

choisissant une masse volumique égale à celle de l’acier. Nous avons approximer la masse mtotale de la partie soudage du robot.

mtotale≈2300 kg

Cette masse permet de déterminer les charges sur les roulements dans la situation de vie normale du robot et donc les dimensions des roulements.

8 Rédaction : Antoine Dalmières.9 Rédaction : Stéphane Brenaget.

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×3 vérin bridage avant

vérin bridage arrière

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II.5 - Étude de l’entraînement du pignon avec l’arbre moteur10.L’entraînement de l’arbre moteur (14) avec le pignon (10) est réalisé par clavetage à

l’aide de deux clavettes disques 5 6.5 NF E 27-653 et un manchon de transmission (15). Cette solution est critiquable à cause de la difficulté à usiner l’empreinte profonde dans l’arbre et dans le pignon qui, de plus, affaiblie leurs résistances. L’objet de cette étude est de vérifier la résistance de la clavette au matage.On suppose que le couple exercé sur l’arbre de sortie du moteur C en fonctionnement nominal est de 5 Nm.

II.5.1 - Évaluation du couple moteur.Étude des effets dynamiques :

Hypothèses : On suppose une vitesse de soudage de vs est de 60 cm.min-1 (valeur arbitraire)La distance d d’une torche de soudage à l’axe est de 44 cmLa vitesse de rotation de l’arbre creux 2 est N2.La vitesse de rotation de l’arbre moteur 14 est N14.D9 le diamètre primitif la roue 9 est de 680 mmD10 le diamètre primitif du pignon 10 est de 80 mmi est Rapport de vitesse du système

alorsN 2=

V s

d=1,36 m⋅min−1

i=D10

D9= 2

27N 14=iN 2=0,16 m⋅min−1

Conclusion : les effets dynamiques sont négligeables.Les effets dynamiques étant négligeables ce couple sert uniquement à vaincre les frottements résultant de la rotation de l’ensemble cinématique équivalent qui comprend, entre autre, l’arbre creux et le système de soudage. Ces frottements sont difficiles à évaluer d’une part parce que l’on ne sait pas si l’ensemble support de platine est solidaire de l’arbre creux. Les deux possibilités apportent des incertitudes. Si il est solidaire, les frottements dans les liaisons de cet ensemble avec le bâti ne peuvent pas être estimé et si il ne l'est pas, le vrillage des guides du métal d’apport du à la rotation est là encore difficile à apprécier. De plus la transmission de l’effort exercé sur les patins jusqu’aux roulements par déformations élastiques des pièces est aussi difficile à évaluer. Tous ce qu’on peut dire c’est que dans les conditions normales de fonctionnement ces frottements sont faibles.

10 Rédaction : Stéphane Brenaget.

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II.5.2 - Résistance au matage.

S est la surface de contact de la clavette avec le manchon de transmission (15).R est le rayon de l’arbre.

Illustration 3 : clavette disque.

Hypothèses.• On suppose une pression uniforme exercé par le manchon. (1).• La pression admissible padm par la clavette est de 100 Mpa.

Critère de résistance.p≤ padm

Calcul de la pression p exercée sur S.

1⇒ p= FS

Où F est la valeur de la force exercée par le manchon ramené au centre de la surface G

F=CL

avec

L=R h2

Où L est la distance entre l’axe de l’arbre et le centre de section G.

Application numérique :S=30 mm2

F=714 Np=23,8 MPa

Conclusion : les clavettes sont bien dimensionnées.

Antoine Dalmières, Stéphane Brenaget - Compte rendu.odt - 5 mars 2006 - 14/24

l = 15 mm

R = 6 mm

h = 2 mm S

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II.6 - Étude de l'effort de bridage11.

Illustration 4: détail du dispositif de bridage.

II.6.1 - Hypothèses.• La pression dans le circuit pneumatique est de 6 bars.• On néglige le poids des pièces.• Seul les frottements des joints d'étanchéité quatre lobes seront considérés.

Il est important de préciser que la dimension du pipe qui est donnée (par exemple 40'') est en fait le diamètre extérieur du pipe.

II.6.2 - Effort de l'air comprimé sur le piston principal.On se propose ici de calculer l'effort transmis par le piston aux biellettes.

R=324 mm Rayon extérieur du pistonr=142 mm Rayon intérieur du piston

P=0,6 MPa Pression à l'intérieur de la chambre du pistonF vérin=PR2−r 2=0,6×3242−1422≈160kN

II.6.3 - Contre-effort tangentiel des joints quatre lobes.Le vérin comporte deux joints d'étanchéité à quatre lobes. Ces joints engendrent des

efforts de frottements. Nous appliquerons la loi de Hook tout en sachant que la nature du joint (quatre lobes) nous permet de dire que ce n'est pas la compression qui est

11 Rédaction : Antoine Dalmières.

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Piston principalPiston de bridage

Biellette

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prédominante, en effet la flexion des lobes permet de réduire son influence. Nous utiliserons donc les constantes suivantes :

E=1300 MPa : module de Young du caoutchouc.=0,2 : coefficient de frottement (estimation).

e=0,49 mm : épaisseur du joint comprimé.l=6,99 mm : hauteur et largeur du joint à vide.

Calculons la contrainte radiale par millimètre de joint.

=E =1300eJext

l Jext=1300 0,49

6,99=91,1MPa

La section du joint étant soumise à deux efforts égaux et opposés (on néglige l'épaisseur du joint par rapport à son diamètre) on en déduit l'action normale du joint par millimètre de joint.

N Jext=12 l contact 2 R

N Jext=1291,1×6,99

3×2×324

N Jext=216 kN

valeur de l'effort normal pour le joint extérieur.

N Jint=12 l contact 2 r

N Jint=1291,1×6,99

3×2×142

N Jint=94,7kN

valeur de l'effort normal pour le joint intérieur.

avec l contact=l3 la longueur estimé du contact entre le joint et la parois du vérin dans

le sens axial.

Les valeurs obtenues nous paraissent trop élevée et l'on vient à ce demander comment de tels joints on put être montés sans poser de difficultés.

Nous calculons maintenant le contre effort tangentiel total.T ext=N JextN Jint=0,2×216⋅10394,7⋅103=62,1 kN

II.6.4 - Résolution statique.Pour résoudre le problème de statique nous mettons dans la situation où les vérins

de bridage sont en position sortis. Comme le système est une genouillère il est inutile que les biellettes soient colinéaires aux plots de bridage, en effet dans ce cas l'effort transmis serait nul. D'autre part la nature même de cette genouillère rend inutile son étude dynamique étant donné que la vitesse du piston de bridage est nulle lorsque

Antoine Dalmières, Stéphane Brenaget - Compte rendu.odt - 5 mars 2006 - 16/24

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celui-ci est sorti au maximum. Donc l'étude se limite à une étude statique dans la situation décrite par la moitié avant de la tête de soudage (voir détail plus haut).

Illustration 5 : statique graphique (esquisse paramétré sous SolidWorks).Dans cette configuration (piston principal en buté) l'effort de bridage total sur une des deux couronne est égal à :

F bridage=13,55 kN

II.6.5 - Vérification de non-matage.Hypothèses :

● la répartition de pression est uniforme sur chaque plots;● la pression est identique entre chaque plots;● la courbure des patins rapportés est négligé.

Il y a 12 plots de géométrie identique donc :

P plot=F bridage

nS= 13,55⋅103

12652

2=0,340 N⋅mm2

Il n'y a pas de risque de matage des surfaces. De plus si les extrémités des pistons de bridage sont rapportées au diamètre du pipe et qu'elle sont faites dans un acier doux alors le risque est encore réduit.

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II.7 - Étude de résistance du réservoir arrière d'air comprimé12.

II.7.1 - Hypothèses.Nous allons admettre dans cette étude que la pression à l'intérieur du réservoir est

de 100 bars.

II.7.2 - Géométrie du réservoir.Le réservoir montre une courbure en anse de panier. Il y aura donc deux arc de

cercles tangent entre eux pour définir le fond du réservoir.

Illustration 6 : géométrie du réservoir (esquisse SolidWorks).

II.7.3 - Étude numérique.Après avoir importé cette géométrie dans le module « éléments fini » du logiciel

RDM 6 nous avons les résultats suivants :

12 Rédaction : Antoine Dalmières.

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Illustration 7 : déformée.

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Illustration 8 : contraintes équivalentes de Von Mises.

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Les contraintes dans le réservoir sont inférieures à la limite du matériaux (pour un acier classique 350 Mpa).

II.8 - Description de la cinématique des butées rétractables13.Les butées rétractables ont un rôle important dans le positionnement des torches de

soudages. Mais leur emplacement gêne le déroulement de l'opération de soudage. Elles sont donc pourvues d'une cinématique particulière qui leur permet de ne pas interférer avec les opérations de soudage.Sur le dessin de définition la butée est représenté dans la position complètement sortie.

Illustration 9 : butée rétractable sortie.Dans les cas qui ne nécessite pas que les butées soient sorties ou dans les cas où elles doivent être rentrées la butée est dans cette configuration.

Illustration 10 : butée rétractable rentré (photomontage).

13 Rédaction : Antoine Dalmières.

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II.8.1 - Schéma cinématique.

Illustration 11 : schéma cinématique du sous-ensemble butée rétractable.

Pièces Liaison24-6 pivot glissant d'axe y

23-24 linéaire annulaire d'axe y

23-25 pivot d'axe z

23-6 linéaire rectiligne de direction z

25-26 pivot glissant d'axe x

26-6 pivot d'axe x

II.8.2 - Remarques.Le robot de soudage étant capable de fonctionner avec divers diamètres de pipe cela

implique d'adopter des solutions techniques qui permettent de satisfaire cette contrainte. Pour ce sous-ensemble il fallait assurer le positionnement axial du robot afin que les torches de soudages soit en position pour réaliser un cordon de soudure répondant parfaitement au cahier des charges. Pour cette raison le système adopte un système de butées rétractables interchangeables.Plus précisément il y a un jeu de deux pièces pour chaque diamètres de pipe :

• une butée rétractable (23);• un embout de tige de piston radial (27).

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23

242526

6

x

y

27

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ConclusionCette étude nous à appris à poser un problème et à définir des axes de recherches.

Malgré la difficulté intrinsèque du système nous avons put comprendre son fonctionnement global. Certaines de ses performances ont pu être alors estimées mais les nombreuses hypothèses rendent ces résultats incertains.

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Annexe I.repère désignation nombre famille de matériaux poids

1 bras support 1 acier 25 kg mini2 arbre creux 1 acier 100 kg3 arbre passe durits 1 acier 12 kg4 durit de gaz 85 roulement à deux rangées de rouleaux sphérique 1 acier 2 kg6 moyeu support 2 acier7 roulement à deux rangées de rouleaux sphérique 2 acier 8 kg8 roulement à rouleaux coniques 4 acier9 roue à denture droite 1 acier 15 kg10 pignon à denture droite 1 acier11 roulement à bille 1 acier12 roulement à bille 1 acier13 clavette disques 2 acier14 arbre sortie moteur électrique 1 acier15 manchon de transmission 1 acier16 piston annulaire 2 acier 95 kg17 embout annulaire 2 acier 100 kg18 biellette 24 acier19 piston de bridage 24 acier20 patin rapporté 24 acier21 couvercle de vérin arrière 1 acier 140 kg22 chemise extérieure vérin 2 acier23 butée rétractable 3 acier24 tige de vérin radial de butée 3 acier25 tige de vérin axial de butée 3 acier26 corps de vérin axial de butée 3 acier27 embout rapporté de vérin radial de butée 3 acier28 tronçon de pipe acier29 bras robotisé30 frein

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Annexe II