BR102012005027B1 - Método e equipamento portátil para leitura, monitoramento e gerenciamento de variáveis de solda para equipamentos de solda a ponto - Google Patents

Abstract

método e equipamento portátil para leitura, monitoramento e gerenciamento de variáveis de solda para equipamentos de solda a ponto. a presente invenção se refere a um método e equipamento portátil para leitura, monitoramento e gerenciamento de variáveis de solda, especialmente de variáveis de solda de procedimentos de solda a ponto ou solda por resistência, caracterizado pelo fato de que reúne, em um único método e aparelho portátil correspondente, as funções de armazenar parâmetros de solda predeterminados, medir todas as variáveis importantes do processo de solda, avaliar as variáveis de solda medidas e compará-las aos parâmetros, gerando sinais de saída para um dispositivo de imagem do equipamento e para um dispositivo de interface do equipamento capaz de se comunicar digitalmente com a máquina de solda, corrigir em tempo real os parâmetros de regulagem da máquina de solda, monitorar e promover o intertravamento de máquinas de solda, além de armazenar os dados obtidos e corrigidos gerando um relatório capaz de representar o histórico de pelo menos mil operações de solda.

Description

Campo de aplicação

A presente invenção pertence ao campo das engenharias eletrônica, mecânica e de produção, notadamente em procedimentos de análise de qualidade, monitoramento e ajuste em tempo real de variáveis em processos de solda a ponto ou solda por resistência.

Introdução

A presente invenção se refere a um método e equipamento portátil para leitura, monitoramento e gerenciamento de variáveis de solda, especialmente de variáveis de solda de procedimentos de solda a ponto ou solda por resistência, caracterizado pelo fato de que reúne, em um único método e aparelho portátil correspondente, as funções de armazenar parâmetros de solda predeterminados, medir todas as variáveis importantes do processo de solda, avaliar as variáveis de solda medidas e compará-las aos parâmetros, gerando sinais de saída para um dispositivo de imagem do equipamento e para um dispositivo de interface do equipamento capaz de se comunicar digitalmente com a máquina de solda, corrigir em tempo real os parâmetros de regulagem da máquina de solda, monitorar e promover o intertravamento de máquinas de solda, além de armazenar os dados obtidos e corrigidos gerando um relatório capaz de representar o histórico de pelo menos mil operações de solda.

Estado da técnica

No processo de solda por resistência (em inglês, Resistance Spot Welding - RSW), as peças sobrepostas a serem soldadas são pressionadas uma contra a outra por meio de eletrodos movimentados por forças mecânica, pneumática, hidráulica ou uma mistura delas. Em seguida, um curto pulso de baixa tensão e alta corrente é fornecido e passa pelos eletrodos, não consumíveis, através do material base. A resistência deste material face à passagem da corrente ocasiona uma quantidade de calor nas superfícies de contato das peças proporcional ao tempo, resistência elétrica e intensidade de corrente - a qual deverá ser suficiente para permitir que esta região atinja o ponto de fusão do material (ou dos materiais) a ser soldado formando-se uma região fundida que recebe o nome de lente de solda.

Quando o fluxo de corrente cessa, a força dos eletrodos ainda é mantida enquanto o metal de solda rapidamente resfria e solidifica. Os eletrodos são retraídos após cada ponto de solda, ou seja, a cada ciclo de soldagem. A área por onde passa a corrente de soldagem, a forma e o diâmetro das lentes de solda geradas são limitados pelo diâmetro e contorno da face do eletrodo. A resistência elétrica na interface entre as peças se situa geralmente no intervalo de 50 a 500 μQ - mas pode ser tão baixa quanto 20 μQ para o alumínio -, sendo necessária corrente com intensidade entre 5000 e 100.000 A para ocorrer fusão, o que também depende da condutividade térmica do metal envolvido, a qual é relativamente pequena para o aço e alta para o alumínio, por exemplo. As tensões empregadas variam de 1 a 20 V - muito raramente alcançam 30 V - com o tempo de aplicação da corrente variando entre menos de 0,01 s para folhas (chapas muito finas) até vários segundos para peças mais espessas.

Existe uma diversidade de formas de realizar pontos de solda: solda a ponto simples, solda múltipla, solda em série, solda em paralelo e soldas indiretas.

Como principais vantagens da soldagem a ponto por resistência podem ser citadas:

Não há necessidade de um material fundente para realizar a solda; Maior resistência a vibrações mecânicas;

União soldada geralmente de excelente acabamento, não havendo a necessidade de acabamento final na região soldada, uma vez que a solda a ponto, quando executada corretamente, não produz escória nem respingos;

Alta velocidade de soldagem e altíssima capacidade de adaptação a processos automatizados para produção em larga escala;

Baixo custo em processos automatizados; e

Baixíssima dependência da interferência/habilidade de um operador. Já as desvantagens dos processos de solda a ponto se resumem, basicamente, às limitações com relação a soldagens de metais de natureza diferentes, as quais demandam que ou os materiais a serem soldados sejam suscetíveis a formar uma liga entre si quando fundidos ou que se interponha entre os mesmos um terceiro material capaz de ligar-se aos dois materiais originais. Além disso, a desmontagem das peças soldadas por solda a ponto, para fins de manutenção ou reparo, raramente ocorre sem a destruição (e inutilização) das peças no ponto da solda, os custos dos equipamentos são relativamente altos em comparação a equivalentes de soldagem a arco voltaico e, finalmente, soldas a ponto têm baixos limites de resistência à tração e à fadiga por causa do entalhe entre as chapas soldadas.

Os parâmetros de soldagem, notadamente de soldagem a ponto, são os valores que, isoladamente ou em combinação, definem as condições para a realização de um ponto de solda, determinando a qualidade da junção de duas ou mais peças.

No caso da soldagem a ponto ou por resistência, a literatura especializada aponta como sendo três os parâmetros principais a serem considerados: a corrente de soldagem, a força dos eletrodos e o tempo de soldagem. Embora a resistência elétrica da peça a ser soldada não seja um parâmetro de solda nos moldes aqui descritos, a mesma é igualmente importante, pois é a responsável pela determinação da geração de calor no ponto de solda e seus arredores, uma vez que representa a oposição do material a ser soldado à passagem da corrente elétrica (efeito Joule). Além disso, é de suma importância em processos de solda a ponto o monitoramento de outros valores variáveis importantes, denominados, no presente contexto, conjuntamente com os parâmetros acima citados e a resistência elétrica, simplesmente de “variáveis de solda” ou “parâmetros de solda”, e que são representados pela tensão entre os eletrodos, tensão da rede elétrica de alimentação da máquina de solda, a potência de solda ou a temperatura e aquecimento dos materiais no ponto de solda, o deslocamento dos eletrodos por conta da expansão térmica das peças resultante do aquecimento no ponto de união (solda), número de ciclos, número de pulsos e ângulo de condução (no caso de máquinas de solda de corrente alternada). Assim, conclui- se que uma solda a ponto ou por resistência de boa qualidade só é obtenível a partir do domínio das variáveis (parâmetros) de solda acima citadas.

Isto posto, resulta no estado da técnica uma diversidade de tentativas de medir e avaliar as variáveis de solda e de, a partir da avaliação das mesmas, fornecer subsídios para que o operador possa ajustar a máquina de solda adequadamente ou para que, a partir da comparação automática entre as variáveis medidas e parâmetros predeterminados, ocorra um ajuste automático dos parâmetros da máquina de solda, no intuito de se obter a melhor qualidade possível de solda e garantir a repetibilidade do respectivo processo de solda.

Uma solução de acordo com essas premissas é revelada pelo documento patentário US 4,472,620, o qual revela um eletrodo com, dentre outras características e componentes, pelo menos um sensor para o monitoramento durante o processo de solda a ponto, de pelo menos duas variáveis de resistência, do gradiente de tensão na peça, da temperatura da superfície da peça em contato com o eletrodo, da pressão do eletrodo sobre a peça e de dados da força do campo magnético indicativos do fluxo de corrente elétrica através do referido eletrodo. Falta a essa solução, entretanto, o acompanhamento das demais variáveis de solda acima citadas. Mas a maior desvantagem da revelação de US 4,472,620 é, sem dúvida alguma, a disposição dos sensores de forma estática ou fixa em um eletrodo, não sendo possível utilizar um mesmo dispositivo de medição e emissão de sinais de resposta para mais de uma máquina de solda. Já o documento US 2002/0053555 revela um sistema e método para monitorar pelo menos um parâmetro de solda em processos de solda ponto, estimando temperatura média da solda, considerando a espessura das peças a serem soldadas, monitorando e prevendo e monitorando a ocorrência de espalhamentos (splash),o diâmetro da solda, o incremento no diâmetro da solda e o contato do eletrodo. Além disso, dito documento provê um modelo de balanço de energia como função da tensão de solda, constantes de condutividade calor no eletrodo e na peça, fator de densidade de corrente, o tempo de solda e espessura da peça. Como pode ser inferido do referido documento, a solução apresentada se preocupa basicamente com o comportamento de temperatura do conjunto formado por peças a serem soldadas e respectivos eletrodos, novamente sem se preocupar com as demais variáveis de solda e igualmente sem prover algum dispositivo portátil para tal.

Outra solução para o monitoramento e auxílio de tomada de decisão em processos de solda a ponto é revelada pelo documento US 4,596,917, no qual é descrito um método de monitoramento e medição de uma série de variáveis (de entrada) do processo de solda (durante o processo) e do respectivo fornecimento de uma série de informações, tais como carga mecânica do eletrodo e tensão elétrica do mesmo, corrente secundária, deslocamento dos eletrodos devido à expansão térmica da peça a ser soldada, temperatura do eletrodo, tempo de solda etc., alimentando um modelo matemático analítico (igualmente revelado), através do qual é tomada a decisão de aceitar ou rejeitar a solda realizada. Novamente não são abrangidas todas as variáveis consideradas importantes e nem é revelada uma forma portátil de equipamento.

Em KR 100256665 é revelado um sistema de monitoramento de solda a ponto, descrito como sendo empregável na observação de um evento de solda por resistência e verificar a avaliação da qualidade da solda, da eficiência e do estado de operação da potência de solda e da eficiência do dispositivo de pressurização dos eletrodos. Embora revele também a geração de um sinal de imagem, o referido documento concentra-se basicamente no monitoramento da qualidade de solda e no acompanhamento da pressão dos eletrodos. Além disso, o sistema revelado é fixo ao equipamento e, novamente, são esquecidas algumas das variáveis acima descritas.

Um fato adicional que pode ser observado a partir da análise do estado da técnica é a especificidade dos sistemas e dispositivos apresentados, ou seja, ou são destinados a máquinas de solda convencionais de baixa freqüência (50 e/ou 60Hz), ou são destinados a máquinas de solda de média freqüência (CC), ou a máquinas de solda transistorizadas ou de descarga capacitiva (CC). Como conseqüência do fato de serem também dispositivos ou sistemas fixos ao equipamento, demandam uma fonte externa de energia e, além disso, não possuem nenhuma função específica melhor detalhada de comunicação com osciloscópios.

Outra característica da prática do dia a dia em processos de solda a ponto é o fato de os equipamentos de solda existentes raramente disporem de algum dispositivo de controle ou acompanhamento das variáveis de solda, e que os dispositivos existentes ou são incompletos em relação às variáveis de solda a serem analisadas ou são incompletos e, ao mesmo tempo, não são portáteis.

Objetivos da invenção

Um dos objetivos da presente invenção é, portanto, o provimento de um método para leitura, gerenciamento e monitoramento de variáveis de solda que supere as deficiências do estado da técnica acima descritas, de acordo com as características da reivindicação 1 anexa. Outro objetivo da presente invenção é o provimento de um equipamento portátil capaz de executar o método acima, de acordo com as características da reivindicação 3.

Descrição detalhada da invenção

O método de acordo com a presente invenção é direcionado a máquinas de solda a ponto ou de solda por resistência, dotadas de pelo menos dois eletrodos de solda, entre os quais são dispostos os elementos a serem soldados. A essas máquinas de solda, preferencialmente por meio dos eletrodos das mesmas, é ligado um equipamento apropriado de acordo com a invenção, em que o método e o equipamento correspondente, de acordo com a invenção, realizam, em tempo real, a leitura, o monitoramento e o gerenciamento das variáveis de solda essenciais à qualidade da solda a ser executada pela referida máquina de solda.

O método de acordo com a invenção compreende as seguintes etapas: 1. Armazenar em uma primeira memória eletrônica e/ou digital não volátil os parâmetros de solda (ou valores desejados para as variáveis de solda predeterminadas), as tolerâncias para os parâmetros de solda, os valores limítrofes máximos e mínimos dos parâmetros de solda, a periodicidade (número de medições por unidade de tempo) de execução do método e o número de medições a serem consideradas; 2. Executar a medição das variáveis do processo de solda (modo leitor); 3. Comparar os valores das variáveis de solda medidos e comparar os resultados aos parâmetros de solda armazenados na memória; 4. Gerar um primeiro sinal de imagem e apresentar em um display digital os parâmetros de solda e os valores das variáveis de solda efetivamente medidos, em tempo real; 5. Gerar um segundo sinal de imagem indicando a relação/desvio entre os valores predeterminados e os valores medidos, em tempo real; 6. Gerar um terceiro sinal de imagem reproduzindo a função de visualização de um osciloscópio, em tempo real, apresentando o comportamento dos valores das variáveis durante o processo de solda (função osciloscópio); 7. Gerar um sinal de saída para um dispositivo de interface capaz de se comunicar digitalmente com o comando da máquina de solda, em caso de não atingimento dos parâmetros de solda, em que dito sinal pode ser um sinal de correção e/ou um sinal de interrupção de operação; 8. Corrigir em tempo real os parâmetros de regulagem da máquina de solda (modo gerenciador), de acordo com os parâmetros de solda predeterminados, em caso de não atingimento dos parâmetros de solda; 9. Armazenar os dados obtidos e corrigidos em uma segunda memória eletrônica e/ou digital não volátil; 10. Gerar um relatório contendo o histórico das operações de solda executadas em um período de tempo predeterminado (pelo menos das mil últimas operações de solda); 11. Gerar um quarto sinal de imagem e apresentar em um display digital: (i) as variáveis de solda efetivamente e novamente medidas, em caso de não atingimento dos parâmetros de solda ou (ii) um comunicado para o usuário operador informando a respeito do atingimento dos parâmetros desejados, em caso de atingimento dos parâmetros de solda; 12. Em caso de não atingimento dos parâmetros de solda, reiniciar o método a partir da etapa 2; e 13. Em caso de atingimento dos parâmetros de solda, repetir as etapas 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10 e 11 (ii) com a periodicidade predeterminada armazenada na etapa 1;

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 1 do método é realizado o armazenamento, em uma primeira memória eletrônica e/ou digital não volátil disposta em um equipamento de acordo com a invenção, dos parâmetros de solda ou valores desejados para as variáveis de solda predeterminadas, de acordo com o tipo de solda a ser executada pela máquina de solda a ser controlada pelo método. Tais parâmetros são dependentes do material a ser soldado, do tipo de eletrodo e das características desejadas para o referido tipo de solda, podendo ser, preferencialmente, a corrente de solda da máquina de solda, a resistência elétrica dos materiais soldados, o tempo de solda, a temperatura e o aquecimento (Δt) dos materiais no ponto de solda, a força/pressão exercida pelos eletrodos sobre o material a ser soldado, o deslocamento entre os eletrodos causado pela geração do ponto de solda, a tensão entre os eletrodos, a tensão de alimentação da rede elétrica que alimenta a máquina de solda, o número de ciclos executados por unidade de tempo, o número de pulsos e ângulo de condução (no caso de máquinas de solda de corrente alternada).

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 1 do método é realizado o armazenamento, em uma primeira memória eletrônica e/ou digital não volátil disposta em um equipamento de acordo com a invenção, das tolerâncias permitidas para os parâmetros de solda ou valores desejados para as variáveis de solda predeterminadas, em que ditas tolerâncias servirão para balizar o processamento das etapas seguintes e, principal e especialmente, para determinar os valores limítrofes máximos e mínimos dos parâmetros de solda, acima (ou, respectivamente, abaixo) dos quais a máquina de solda receberá um sinal de comando para, por exemplo, interromper o processo. No caso de duas ou mais máquinas de solda dispostas, por exemplo, em uma sequência de produção, dito sinal de interrupção poderá ser enviado igualmente a mais de uma máquina, evento que os técnicos no assunto denominam de “intertravamento”.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 1 do método é realizado o armazenamento, em uma primeira memória eletrônica e/ou digital não volátil disposta em um equipamento de acordo com a invenção, da periodicidade (número de medições por unidade de tempo) de execução/repetição do método e, simultaneamente, do número de medições a serem armazenadas antes de serem sobrescritas na memória (loop).

A alimentação e o armazenamento dos dados no equipamento de acordo com a invenção, conforme a etapa 1, pode ser realizada, por exemplo, por meio de entrada manual de dados em um dispositivo apropriado do equipamento de acordo com a invenção e/ou por transferência de arquivo por cabo ou sem fio.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 2 do método é executada a medição, por meio do equipamento de acordo com a invenção, das variáveis do processo de solda, no chamado “modo leitor”. Essa medição levará em conta a periodicidade (número de medições por unidade de tempo) de execução/repetição do método definidos e armazenados na memória na etapa 1.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 3 do método é realizada, por um software convencional embarcado no equipamento de acordo com a invenção, a comparação entre os valores das variáveis de solda medidos na etapa 2 e os parâmetros de solda armazenados na memória na etapa 1. Essa etapa de método pode ser realizada, preferencialmente, por meio de um software apropriado adequado às características do método de acordo com a invenção e às características do equipamento de acordo com a invenção.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 4 do método é gerado um primeiro sinal de imagem, o qual apresenta, em um display digital do equipamento de acordo com a invenção, os parâmetros de solda e os valores das variáveis de solda efetivamente medidos, em tempo real. Essa visualização pode ser feita na forma de indicação de valores acompanhados ou não de suas respectivas unidades e/ou por meio da utilização de gráficos, linhas etc.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 5 do método é gerado um segundo sinal de imagem indicando a relação/desvio entre os valores predeterminados e os valores medidos, igualmente em tempo real. Essa visualização pode ser feita na forma de indicação de valores acompanhados ou não de suas respectivas unidades e/ou por meio da utilização de gráficos ou linhas e/ou por meio da indicação simples do percentual de desvio/aproximação entre os valores etc.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 6 do método é gerado um terceiro sinal de imagem reproduzindo a função de visualização de um osciloscópio, em tempo real, apresentando o comportamento dos valores das variáveis durante o processo de solda da mesma forma como é realizado por um osciloscópio (função osciloscópio).

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 7, dependente do atingimento ou não dos parâmetros de solda pela máquina de solda, é gerado um sinal de saída para um dispositivo de interface capaz de se comunicar digitalmente com o comando da máquina de solda. Essa interface deverá ser, preferencialmente, adequada ao tipo de máquina de solda em questão e prever o comando de várias máquinas de solda e até mesmo de outras máquinas envolvidas no processo de fabricação em questão, a montante ou a jusante da(s) máquina(s) que é(são) controlada(s) pelo método de acordo com a invenção, uma vez que dito sinal pode ser um sinal de correção e/ou um sinal de interrupção de operação.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 8, dependente do atingimento ou não dos parâmetros de solda pela máquina de solda, é realizada a correção, em tempo real, dos parâmetros de regulagem da máquina de solda (“modo gerenciador”), de acordo com os parâmetros de solda e tolerâncias predeterminadas na etapa 1. É importante salientar que, mesmo que o sinal gerado na etapa 7 seja essencialmente um sinal de interrupção por estarem os valores das variáveis de solda acima ou abaixo, respectivamente, dos valores limítrofes máximos e mínimos predeterminados, pode-se imaginar que ocorra, na etapa 8, uma simples correção dos valores fora do padrão predeterminado, sem que, no entanto, a máquina de solda tenha sua operação interrompida. Se essa for a opção do usuário, pode-se imaginar uma função ou etapa adicional de contagem das peças defeituosas ou fora de especificação para futura seleção e retirada das mesmas no final do processo produtivo.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 9 do método é realizado o armazenamento, em uma segunda memória eletrônica e/ou digital não volátil disposta em um equipamento de acordo com a invenção, dos dados obtidos e, por exemplo, dos dados corrigidos.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 10 do método é gerado um relatório contendo o histórico das operações de solda executadas em um período de tempo predeterminado na etapa 1, sendo esse número, preferencialmente, de pelo menos mil operações de solda. Esse relatório pode ser mostrado no display e/ou armazenado na segunda memória eletrônica e/ou digital não volátil do equipamento de acordo com a invenção.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, na etapa 11 do método é gerado um quarto sinal de imagem, pelo qual são apresentadas, em um display digital do equipamento de acordo com a invenção, ou (i) as variáveis de solda efetivamente e novamente medidas, em caso de não atingimento dos parâmetros de solda, ou (ii) um comunicado para o usuário operador informando a respeito do atingimento dos parâmetros desejados, em caso de atingimento dos parâmetros de solda.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, em uma etapa 12 (alternativa) do método, em caso específico de não atingimento dos parâmetros de solda, é gerado um sinal de comando para o equipamento de acordo com a invenção para que o mesmo reinicie o método a partir da etapa 2.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, em uma etapa 13 (alternativa) do método, em caso específico de atingimento dos parâmetros de solda, é gerado um sinal de comando para o próprio equipamento de acordo com a invenção para que o mesmo repita as etapas 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10 e 11 (ii) com a periodicidade predeterminada armazenada na etapa 1 (“modo monitor”).

Como pode ser inferido da descrição acima, o método único de acordo com a invenção demanda um equipamento portátil igualmente único capaz de executar um modo de leitura (“modo leitor”), um modo de gerenciamento (“modo gerenciador”), um modo de monitoramento (“modo monitor”) e, simultaneamente, uma função de osciloscópio (“função osciloscópio”).

A configuração apropriada para um equipamento dessa natureza, capaz de executar o método acima, poderá variar de acordo com o tipo e número de máquinas de solda a monitorar, ritmo de trabalho, capacidade de memória, tipo e número de interfaces etc.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, um equipamento dessa natureza, aqui chamado de Analisador Portátil de Variáveis de Solda ou, abreviadamente, APVS, se constitui de uma carcaça metálica ou plástica ou de outro material apropriado, dotada de uma tela (display) e teclado e/ou de uma tela (display) sensível ao toque substituindo o teclado ou uma combinação dessas configurações. Dentro da referida carcaça se encontra disposta uma placa de circuito impresso com componentes SMD e gerenciada por um microcontrolador, como, por exemplo, um controlador do tipo PIC24F ou DSP. A placa de circuito impresso é acoplada a um display gráfico de alta resolução que tem a função de gerar as telas de interface homem-máquina e também de funcionar como teclado, uma vez que esse display pode ser, por exemplo, sensível ao toque (touch screen).Os conectores da placa de circuito impresso permitem o acoplamento de um ou mais cartões de memória não volátil (do tipo SD) e comunicação externa via USB e alimentação preferencialmente externa de energia.

A alimentação preferencial do equipamento APVS é realizada por um conjunto de baterias recarregáveis e/ou através do carregador acessório que pode ser ligado em diferentes tensões de rede elétrica.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, a conexão do equipamento APVS à máquina de solda da qual as variáveis de solda serão monitoradas é feita através de pelo menos uma bobina sensora da corrente elétrica dos eletrodos da respectiva máquina de solda. Essas bobinas são, preferencialmente, bobinas toroidais confeccionadas em material eletricamente isolante e totalmente flexíveis e abertas, o que permite sua adaptação em qualquer tipo de máquina de solda. Além disso, as bobinas possuem núcleo de ar (Rogowski), tornando-a insaturáveis, possibilitando assim a leitura de altíssimas correntes. A fixação da bobina sensora ao eletrodo da máquina de solda pode ser realizada, por exemplo, por meio de uma tira de tecido ou outro material flexível com velcro em suas extremidades, o que permite a fixação segura e estável em eletrodos de diversos diâmetros.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, o equipamento APVS é dotado de pelo menos duas garras, conhecidas no mercado como “garras jacaré”, para a captação da tensão elétrica dos eletrodos, sendo uma das garras fixada no eletrodo superior da máquina de solda e a outra no eletrodo inferior da referida máquina de solda.

Com apenas esses dois sensores, ou seja, com a bobina e as garras, é possível realizar a medição das seguintes variáveis: corrente, tensão, tempo, energia, potência, resistência, potência calorífica e ângulo de condução (no caso de máquinas de solda de corrente alternada).

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, o equipamento APVS pode ser dotado de sensores de temperatura e de pressão, igualmente dispostos em terminais específicos mas dotados de dispositivos mecânicos rígidos especialmente projetados para tal função e acoplados em uma região entre os eletrodos, conforme é conhecido do estado da técnica pertinente.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, os elementos acima descritos interagem entre si e são gerenciados através de um software proprietário, preferencialmente de fácil manipulação, resultando assim em um equipamento amigável ao usuário e ao mesmo tempo eficaz.

Em uma modalidade preferencial da presente invenção, o equipamento APVS, além de monitorar a máquina de solda à qual estiver conectado, poderá gerenciar a mesma e, principalmente, gerenciar a validação e/ou rejeição das peças produzidas (soldadas), valendo-se da comparação de parâmetros descrita acima em relação ao método de acordo com a invenção.

Além disso, ainda de acordo com a invenção, os dados armazenados na segunda memória não volátil, podem ser transferidos para um outro equipamento APVS, por meio sem fio ou por cabo ou por meio do simples intercâmbio de cartões de memória SD ou até mesmo diretamente para um computador central e/ou servidor, como forma de registro dos históricos de produção e/ou de backup de dados. Dessa forma, poderão ser geradas estatísticas, planilhas, análises da quantidade de peças defeituosas, tempos de setup e quaisquer outros dados imagináveis obtidos diretamente ou derivados dos dados principais lidos com o equipamento APVS de acordo com a invenção.

Outra função possível é a de se utilizar um equipamento APVS principal para transferir os dados do mesmo a outro(s) equipamento(s) APVS secundário(s) ou até mesmo para calibrar o(s) mesmo(s), garantindo a repetibilidade e rastreabilidade de processos de solda em uma mesma unidade de produção ou em várias unidades de produção.

Como pode ser inferido da descrição acima, a presente invenção revela um método e equipamento para leitura, gerenciamento e monitoramento de variáveis de solda que supera as deficiências do estado da técnica acima descritas, provendo ao mercado uma ferramenta portátil e versátil para a garantia da repetibilidade e rastreabilidade de processos de solda a ponto ou solda por resistência.

Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser promovidas na invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição precedente. Essas modificações devem ser consideradas como compreendidas pelo escopo da invenção. Conseqüentemente, as modalidades particulares descritas em detalhe anteriormente são somente ilustrativas e não limitativas quanto ao escopo da invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes das mesmas.

Claims (5)

1. Método para leitura, monitoramento e gerenciamento de variáveis de solda para equipamentos de solda a ponto, notadamente para o uso em uma ou mais máquinas de solda a ponto ou de solda por resistência de corrente contínua ou alternada dotadas de pelo menos dois eletrodos de solda, entre os quais são dispostos os elementos a serem soldados, sendo o método caracterizado por compreender as seguintes etapas: 1) Armazenar em uma primeira memória eletrônica e/ou digital não volátil parâmetros de solda ou valores desejados para as variáveis de solda predeterminadas, tolerâncias para os parâmetros de solda, valores limítrofes máximos e mínimos dos parâmetros de solda, periodicidade (número de medições por unidade de tempo) de execução do método e número de medições a serem consideradas; 2) Executar a medição das variáveis do processo de solda (modo leitor); 3) Comparar os valores das variáveis de solda medidos e comparar os resultados aos parâmetros de solda armazenados na primeira memória não volátil; 4) Gerar um primeiro sinal de imagem e apresentar em um display digital os parâmetros de solda e os valores das variáveis de solda efetivamente medidos, em tempo real; 5) Gerar um segundo sinal de imagem indicando a relação/desvio entre os valores predeterminados e os valores medidos, em tempo real; 6) Gerar um terceiro sinal de imagem reproduzindo uma função de visualização de um osciloscópio, em tempo real, apresentando o comportamento dos valores das variáveis durante o processo de solda (função osciloscópio); 7) Gerar um sinal de saída para um dispositivo de interface capaz de se comunicar digitalmente com o comando da máquina de solda, em caso de não atingimento dos parâmetros de solda, em que dito sinal pode ser um sinal de correção e/ou um sinal de interrupção de operação; 8) Corrigir em tempo real os parâmetros de regulagem da máquina de solda (modo gerenciador), de acordo com os parâmetros de solda predeterminados, em caso de não atingimento dos parâmetros de solda; 9) Armazenar os dados obtidos e corrigidos em uma segunda memória eletrônica e/ou digital não volátil; 10) Gerar um relatório contendo o histórico das operações de solda executadas em um período de tempo predeterminado (pelo menos das mil últimas operações de solda); 11) Gerar um quarto sinal de imagem e apresentar em um display digital: (i) as variáveis de solda efetivamente e novamente medidas, em caso de não atingimento dos parâmetros de solda ou (ii) um comunicado para o usuário operador informando a respeito do atingimento dos parâmetros desejados, em caso de atingimento dos parâmetros de solda; 12) Em caso de não atingimento dos parâmetros de solda, reiniciar o método a partir da etapa 2; e 13) Em caso de atingimento dos parâmetros de solda, repetir as etapas 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10 e 11 (ii) com a periodicidade predeterminada armazenada na etapa 1.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por serem os parâmetros selecionados do grupo constituído por corrente de solda da máquina de solda, resistência elétrica dos materiais soldados, tempo de solda, temperatura e aquecimento (Δt) dos materiais no ponto de solda, força/pressão exercida pelos eletrodos sobre o material a ser soldado, deslocamento entre os eletrodos causado pela geração do ponto de solda, tensão entre os eletrodos, tensão de alimentação da rede elétrica que alimenta a máquina de solda, número de ciclos executados por unidade de tempo, número de pulsos e ângulo de condução (no caso de máquinas de solda de corrente alternada).

3. Equipamento para leitura, monitoramento e gerenciamento de variáveis de solda para equipamentos de solda a ponto, notadamente para o uso em uma ou mais máquinas de solda a ponto ou de solda por resistência de corrente contínua ou alternada dotadas de pelo menos dois eletrodos de solda, entre os quais são dispostos os elementos a serem soldados, em que o referido equipamento é caracterizado por ser portátil (não estacionário) e conectado a pelo menos um dos eletrodos da máquina de solda e por executar um método conforme as reivindicações 1 e 2.

4. Equipamento, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por executar as funções de leitura, monitoramento e gerenciamento simultaneamente ou em sequência aleatória ou definida pelo usuário.

5. Equipamento, de acordo com as reivindicações 3 e 4, caracterizado 5 por ler, monitorar e gerenciar parâmetros selecionados do grupo constituído por corrente de solda da máquina de solda, resistência elétrica dos materiais soldados, tempo de solda, temperatura e aquecimento (Δt) dos materiais no ponto de solda, força/pressão exercida pelos eletrodos sobre o material a ser soldado, deslocamento entre os eletrodos causado pela geração do ponto de solda, tensão 10 entre os eletrodos, tensão de alimentação da rede elétrica que alimenta a máquina de solda, número de ciclos executados por unidade de tempo, número de pulsos e ângulo de condução (no caso de máquinas de solda de corrente alternada).