BR112015019805B1 - dispositivo sensor óptico para a detecção de imagens de um par de eletrodos de solda por pontos - Google Patents

Abstract

dispositivo sensor óptico para a detecção de imagens de uma par de eletrodos de solda por ponteamento um dispositivo sensor óptico compreende um alojamento (10) com um par de aberturas (11, 11ª) em comunicação com uma primeira (14) e uma segunda (15) sedes para acomodar um respectivo dentre um par de eletrodos (e1,e2). um primeiro conjunto de fontes de luz (16, 17) emitem um primeiro (l1) e um segundo (l2) feixes de luz em um plano geométrico intermediário (p1) entre as sedes (14, 15), para refletir o primeiro (l1) e o segundo (l2) feixes de luz em duas direções opostas perpendiculares ao plano geométrico (p1) para as primeiras e segunda sedes. outras fontes de luz (47, 32) emitem o terceiro (l3) e o quarto (l4) feixes de luz nos lados opostos do plano geométrico (p1) para iluminar as primeira e segunda sedes (14,15). as câmaras (31, 131, 33, 44) capturam as imagens (i1, i2) refletidas pelos dois elementos refletores oblíquos (25, 26) e, ao menos, parte do terceiro e do quarto feixes de luz (l3, l4) a jusante das primeira e segunda sedes (14, 15) ao longo dos trajetos dos terceiros e quarto feixes de luz.

Description

DISPOSITIVO SENSOR ÓPTICO PARA A DETECÇÃO DE IMAGENS DE UM PAR DE ELETRODOS DE SOLDA POR PONTOS

Campo técnico da invenção [001] A presente invenção se refere a um dispositivo sensor óptico para detectar as condições dos eletrodos de solda por pontos.

Fundamento técnico [002] Sabe-se que em plantas de solda por pontos, com o uso, os eletrodos das pistolas de solda tornam-se desgastados, deformados e contaminados com depósitos de óxido metálico e resíduos. Portanto, os eletrodos precisam ser freqüentemente reparados para reaver uma superfície limpa e adequada. Conforme é conhecido, é necessário remover uma camada de contaminantes que se forma nas superfícies do eletrodo. A espessura do depósito de contaminantes afeta a condutividade elétrica e térmica geral do eletrodo. Em adição, o formato e o tamanho do eletrodo influenciam de modo determinante no tamanho da assim chamada lente da solda. Se a ponta de eletrodo for demasiado grande, a fusão adequada não pode ser alcançada na interface entre as superfícies das duas folhas de metal a serem soldadas.

[003] Tipicamente, quando os eletrodos excedem um determinado tamanho, o operador compensa através do aumento da intensidade da corrente elétrica que passa através dos eletrodos. O aumento da corrente leva a uma série de fatores desfavoráveis. Em primeiro lugar, o aumento da corrente provoca um sobreaquecimento do líquido de refrigeração e um subseqüente alargamento das pontas dos eletrodos de soldagem. O sobreaquecimento causa uma redução da dureza do eletrodo e uma deterioração de suas características mecânicas. Em conjunto com isto, ocorre um fenômeno conhecido como multiplicação, ou seja, um aumento no diâmetro do eletrodo e, com ele, também a deposição de contaminantes.

[004] Neste campo técnico é sentida a necessidade de otimizar a remoção do material depositado nos eletrodos. Até agora, os processos de retifica precisam ser realizados em intervalos regulares, de acordo com parâmetros padronizados em relação à duração da fase de retifica e a força de agarre com a qual a pistola de solda fecha seus eletrodos na unidade de retifica. Os parâmetros padrão, em termos de tempo e força, representam um

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2/12 compromisso que é apropriado na maioria dos casos. No entanto, a remoção de material ocorre sem um conhecimento da espessura exata das camadas de superfície dos eletrodos que deve ser removida.

[005] Em adição, até agora a retifica tem sido realizada de forma indiferenciada tanto para o ânodo quanto para o cátodo. Uma vez que ocorra um grande depósito de contaminantes sobre o cátodo, a fim de otimizar a duração e a operação do eletrodo, os depósitos devem ser removidos em uma maior extensão no cátodo do que no ânodo. Síntese da invenção [006] Portanto, um objetivo principal da presente invenção é o de saber a espessura das camadas de superfície a serem removidas, a fim de realizar a retifica de uma forma otimizada, ou seja, ajustando o tempo de retifica (por exemplo, 3 milissegundos) com uma pressão pré-determinada (por exemplo 150 daN), de modo a remover apenas os depósitos de óxido e poupar o material dos eletrodos que ainda não está contaminado.

[007] A otimização da retifica prolonga a vida útil do eletrodo. Conseqüentemente, isso envolve uma redução do tempo de inatividade necessário para parar a linha de produção a fim de substituir os eletrodos usados. A paralisação de uma linha envolve uma perda econômica, que por vezes pode até ser desnecessária no caso em que os eletrodos realmente não precisem ser retificados ou substituídos.

[008] Também é sentida a necessidade de manter os parâmetros de soldagem constantes e, em particular, a intensidade da corrente que é aplicada e o tempo de fechamento e de solda da pistola de soldagem, de modo que estes parâmetros estejam sempre corretos e em conformidade com as normas otimizadas. Acima de tudo, deve-se evitar o risco de que uma mudança inadequada na intensidade da corrente ou, na duração da aplicação da corrente, provoque soldas defeituosas. Outro objetivo da presente invenção é, portanto, prevenir ou reduzir a necessidade de manutenção a fim de ajustar os parâmetros da soldagem (corrente, tempo).

[009] A redução na quantidade de operações manuais também é benéfica, uma vez que reduz o risco de acidentes. Portanto, outro objetivo da presente invenção consiste em aumentar a segurança para o pessoal que trabalha em uma linha de soldagem.

[0010] Outro objetivo da presente invenção consiste em reduzir o consumo de energia da

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3/12 linha de soldagem, bem como a redução das emissões de CO2.

[0011] Outro objetivo da presente invenção consiste em certificar a qualidade da soldagem. Atualmente, os controles de qualidade dos sistemas de soldagem modernos são capazes de certificar apenas que as soldas foram criadas em conformidade com determinados parâmetros (intensidade de corrente, tempo e força ou pressão de fechamento da pistola de soldagem). Mas, uma variação da condição do eletrodo, causada pelo desgaste normal e contaminação, não pode ser detectada. A condição do eletrodo é um fator importante que influencia a qualidade da solda e, conseqüentemente, devem ser realizados freqüentes ensaios destrutivos de soldagem. A presente invenção é capaz de monitorar e reparar 0 formato do eletrodo e da condição da superfície, permitindo que os fabricantes de veículos automotivos certifiquem todos os principais fatores do processo que podem influenciar a qualidade da solda. Isto proporciona uma maior confiança na confiabilidade do processo de soldagem e permite uma redução na freqüência dos ensaios destrutivos.

[0012] Outro objetivo da presente invenção consiste em fornecer uma ferramenta útil para certificar que os pontos de solda foram aplicados de acordo com determinados parâmetros de soldagem (intensidade da corrente aplicada, tempo de aplicação da corrente, a força ou pressão aplicada pela pistola de soldagem) e com eletrodos apresentando uma forma geométrica ideal. Uma certificação da qualidade pode permitir uma redução no número total de pontos de solda aplicados a um dado conjunto soldado, devido às juntas de solda serem certificadas. Atualmente, a produção de um veículo automotivo exige de 5000 a 6000 pontos de solda. Uma vez que os pontos de solda não são certificados, por razões de segurança, é necessária uma elevada percentagem de pontos de soldagem adicionais.

[0013] Ainda outro objetivo da presente invenção, portanto, é 0 de reduzir 0 número de pontos de soldagem, bem como 0 tempo e custos que isso implica.

[0014] Outro objetivo da presente invenção é 0 de permitir a seleção da ferramenta de retifica mais adequada, ou seja, mais ou menos abrasiva ou agressiva, dependendo do nível de degradação dos eletrodos.

[0015] Os objetivos e vantagens mencionados acima e outros, os quais serão melhor

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4/12 compreendidos a seguir, são alcançados de acordo com a presente invenção por um dispositivo sensor que apresenta as características definidas nas reivindicações anexas. De modo resumido, o dispositivo sensor se baseia em um sistema de reflexão óptica, que ilumina as faces das pontas dos eletrodos e faz medições tanto da refletividade quanto da área/formato da superfície da ponta. Deste modo, o diâmetro da face da ponta e a condição do material, que são os dois parâmetros principais que determinam a qualidade da solda, serão avaliados. O dispositivo sensor irá gerar, por meio de uma CPU, uma medida quantitativa da qualidade do eletrodo, de preferência, na forma de uma percentagem, em uma escala entre um diâmetro da face da ponta completamente limpo e necessário, e um diâmetro negro ou desgastado ou excedido, que é uma condição não apta a atender aos requisitos de qualidade da solda. Esta informação provavelmente será retransmitida para, e usada por, um sistema de controle para controlar um agendamento de retifica da ponta. A mesma informação também pode ser utilizada para avaliar a taxa de degradação ou desgaste das ferramentas abrasivas. Um tipo apropriado de ferramenta pode ser escolhido como uma função do estado de degradação. Um tipo mais ou menos agressivo de ferramenta (fresa) pode ser escolhido de acordo com o estado de degradação. O dispositivo sensor pode ser convenientemente localizado próximo de uma unidade de retifica. O dispositivo sensor irá avaliar a qualidade da retifica da ponta do eletrodo imediatamente após, ou mesmo antes, da retifica.

Breve descrição dos desenhos [0016] As características e vantagens da invenção serão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir de algumas formas de realização preferidas, mas não limitativos, da mesma. É feita referência aos desenhos acompanhantes, nos quais:

- a figura 1 é uma vista em perspectiva que ilustra esquematicamente um alojamento de um dispositivo sensor óptico;

- a figura 2 é uma vista em perspectiva do alojamento da figura 1, em que algumas partes foram removidas para propósitos ilustrativos;

- a figura 3 é uma vista em perspectiva de algumas partes internas do dispositivo sensor, particularmente, uma placa de suporte com os componentes ópticos destinados à iluminação e obtenção de imagens das faces frontais de um par de

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5/12 eletrodos;

- a figura 4 é uma vista em perspectiva que ilustra esquematicamente outras partes internas do dispositivo sensor, particularmente, uma placa de suporte com os componentes ópticos destinados à iluminação e obtenção de uma vista lateral de um dos eletrodos;

- a figura 5 é uma vista em planta que ilustra esquematicamente os trajetos de luz de um par de feixes de luz que iluminam as faces frontais ou pontas de um par de eletrodos;

- a figura 6 é uma vista esquemática vertical, em corte transversal, tomada ao longo da linha VI-VI da figura 5, que ilustra as partes verticais dos trajetos de luz para iluminar as faces frontais dos eletrodos;

- a figura 7 é uma vista esquemática que ilustra trajetos ópticos das imagens das faces frontais dos eletrodos;

- a figura 8 é uma vista esquemática em corte transversal tomada ao longo da linha VIII-VIII da figura 7, ilustrando a parte vertical dos trajetos ópticos seguidos pelas imagens das faces frontais dos eletrodos;

- a figura 9 é uma vista plana esquemática do trajeto de um feixe de luz que ilumina uma superfície lateral de um dos eletrodos;

- a figura 10 são imagens, registradas por uma câmara, das pontas ou faces frontais dos eletrodos;

- a figura 11 é uma imagem, registrada por uma câmara, que ilustra uma vista lateral de um eletrodo;

- a figura 12 é uma vista plana esquemática de um sistema óptico capaz de obter imagens das faces frontais de um par de eletrodos, de acordo com uma forma de realização alternativa da invenção;

- a figura 13 é uma vista em perspectiva que ilustra o princípio de funcionamento para capturar imagens das pontas ou faces frontais dos eletrodos;

- a figura 14 é uma vista em perspectiva que ilustra o princípio de funcionamento para capturar imagens das laterais dos eletrodos; e

- a figura 15 é uma vista em perspectiva que ilustra o princípio de funcionamento para

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6/12 capturar imagens das faces frontais e as laterais dos eletrodos.

Descrição detalhada [0017] Com referência inicialmente às figuras 1 e 2, o número 10 indica em sua totalidade um alojamento de um dispositivo sensor óptico de acordo com uma forma de realização da invenção. O dispositivo sensor óptico é concebido para detectar imagens de um par de eletrodos de solda por pontos carregados por uma pistola de soldagem. Em geral, as pistolas de solda são conhecidas e, portanto, não serão descritas ou ilustradas.

[0018] O alojamento 10 apresenta um par de aberturas 11, 11a, formadas neste exemplo em dois lados diferentes do alojamento. Os dois eletrodos El, E2 transportados por uma pistola de solda (não mostrada) podem ser introduzidos no dispositivo através das aberturas 11. Apenas uma das aberturas 11 é visível nas figuras 1 e 2; uma abertura semelhante 11a é formada no lado do alojamento oposto ao lado 12.

[0019] A fim de impedir a entrada de luz, poeira e outras impurezas no interior do alojamento 10, as aberturas 11, 11a são equipadas com feixes de cerdas 13. Na figura 2 os feixes de cerdas 13 foram removidos apenas para propósitos ilustrativos.

[0020] Um par de sedes ou locais de medição 14, 15, separados um do outro, é previsto no interior das aberturas 11, 11a do alojamento. Cada sede 14, 15 é configurada para receber um respectivo eletrodo dentre um par de eletrodos El, E2 transportados por uma pistola de soldagem. Os eletrodos, uma vez encaixados sobre os locais de medição, são iluminados da seguinte maneira para capturar as imagens das suas faces laterais e frontais.

[0021] As pontas ou faces frontais dos eletrodos são iluminados usando, no exemplo das figuras 3 e 5, um par de fontes de luz 16, 17, de preferência, fontes de luz de LED, e uma pluralidade de superfícies refletoras.

[0022] As fontes de luz de LED 16 e 17 projetam os feixes de luz LI e L2 que iluminam dois difusores ópticos 29 e 30 com um determinado comprimento de onda. O comprimento de onda depende da combinação de materiais entre o eletrodo e as folhas metálicas soldadas para atingir o contraste ideal das contaminações sobre o eletrodo. O difusor óptico é, de preferência, de vidro de opala, devido à sua capacidade de conformar a intensidade de perfil do feixe localmente desigual do LED para uma quase perfeita

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7/12 intensidade do perfil do feixe difuso (uniformemente distribuído). Ou seja, para as medições, é necessário conseguir uma iluminação igualmente distribuída da frente do eletrodo.

[0023] Os feixes de luz LI e L2, agora difusos, são orientados em um plano geométrico intermediário pl entre as duas sedes ou locais de medição 14,15. Os feixes de luz LI e L2 são refletidos a partir de um conjunto de espelhos frontais para os elementos ópticos 24 e 25, conforme mostrado nas figuras 5 e 6. Neste exemplo, os espelhos 18 e 19 são espelhos frontais triangulares e os espelhos 20 a 23 são espelhos frontais planos.

[0024] Os dois feixes de luz LI e L2 convergem para dois respectivos elementos ópticos obliquamente refletores 25 e 26. Estes elementos estão interpostos entre as duas sedes 14, 15 em que os eletrodos El, E2 são recebidos (figura 6). De acordo com uma forma de realização preferida, os elementos ópticos 25 e 26 são prismas retangulares aglutinados com hipotenusas refletoras revestidas que se estendem em planos geométricos que são inclinados em relação ao plano geométrico intermediário pl. Devido a esta disposição, os elementos ópticos 25 e 26 refletem os feixes de luz LI e L2 perpendicularmente ao plano geométrico pl em sentidos opostos, em direção às faces frontais ou pontas dos eletrodos El, E2.

[0025] Os dois elementos refletores oblíquos 25, 26 refletem os primeiro e segundo feixes de luz LI e L2 em duas direções opostas, primeira e segunda sedes, onde estes feixes atingem as faces frontais ou pontas dos eletrodos El, E2.

[0026] Os eletrodos El e E2 são ancorados sobre as janelas ópticas 27 e 28, que determinam as posições e formam parcialmente as sedes ou locais de medição e protegem o sistema óptico. Convenientemente, as janelas ópticas TJ e 28 são janelas de safira, sustentadas pelo alojamento 10. Essas janelas fornecem os pontos de suporte precisamente localizados para os eletrodos. As janelas de safira são preferidas, uma vez que são resistentes a riscos e mecanicamente fortes o suficiente para suportar a força de fechamento completo de uma pistola de solda (cerca de 3,5 kN, 1,75 kN por janela).

[0027] Os feixes de luz LI e L2, incidentes sobre as faces frontais dos eletrodos, produzem as respectivas imagens II, 12, que seguem um trajeto inverso entre os espelhos, conforme representado esquematicamente na figura 7. Estas imagens são

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8/12 capturadas pelos meios de registro de imagem, nesta forma de realização, a câmara 31 com uma objetiva 31a. Conforme esquematicamente mostrado na figura 10, as imagens frontais II, 12 fornecem as informações sobre as condições de desgaste e limpeza das pontas dos eletrodos, assim como de seu diâmetro. As faces frontais dos eletrodos são iluminadas usando substancialmente o mesmo trajeto óptico que o das imagens dos eletrodos que retornam para a câmara 31 e a objetiva 31a da câmara, conforme mostrado nas figuras 3, 5 e 7.

[0028] De acordo com uma forma de realização particularmente compacta, os feixes de luz Ll, L2, e as fontes de luz 16, 17, são dispostos simetricamente, nos lados opostos de um plano de simetria p2 em que a câmara 31 é localizada e orientada. O espaço disponível é ainda mais otimizado por meio da disposição dos conjuntos de superfícies refletoras 18 a 26, de tal forma a criar dois trajetos luminosos de acordo com uma linha poligonal fechada (neste exemplo, de acordo com um retângulo, figuras 5 e 7), atingindo assim os dois elementos refletores oblíquos 25, 26 que defletem os dois feixes de luz sobre cada uma das faces frontais dos eletrodos.

[0029] Os componentes ópticos ilustrados na figura 3 (as fontes de luz 16, 17, as superfícies refletoras 18 a 26 e a câmara 31) podem ser montados sobre uma estrutura de suporte intermediária 40, que envolve o plano geométrico intermediário pl. De acordo com uma forma de realização vantajosa, a estrutura de suporte 40 forma uma pluralidade de sedes e recessos para a montagem de ditos componentes em posições predeterminadas.

[0030] Apesar da forma de realização ilustrada na figura 3 apresentar uma única câmara 31 adaptada para capturar imagens das faces frontais dos dois eletrodos, de acordo com outras formas de realização, podem ser utilizadas duas câmaras separadas, cada uma destinada a capturar as imagens de uma das faces frontais do eletrodo.

[0031] Uma forma de realização alternativa de exemplo, que prevê duas câmaras distintas 31, 131, é mostrada esquematicamente em uma vista plana na figura 12. De acordo com a figura 12, para iluminar as faces frontais dos eletrodos, duas fontes de luz 16, 17 projetam um respectivo par de feixes de luz Ll e L2 em um plano geométrico intermediário entre as sedes ou locais de medição 14,15 dos eletrodos. Neste exemplo, os

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9/12 dois elementos refletores oblíquos 25, 26 são colocados em uma posição intermediária entre as duas fontes de luz 16 e 17. Os dois feixes Ll, L2 emitidos a partir destas fontes são alinhados e direcionados um em direção ao outro, em uma direção substancialmente perpendicular ao plano de simetria p2. Entre cada uma das fontes de luz 16, 17 e os elementos refletores oblíquos 25, 26, é interposto um respectivo elemento refletor 18a, 19a parcialmente transparente. Isso permite que o respectivo feixe de luz Ll, L2 vindo diretamente do filtro da fonte 16, 17, prossiga em direção ao respectivo elemento refletor oblíquo 25, 26 e reflita a imagem frontal II, 12 do respectivo eletrodo El, E2, vinda do mesmo elemento refletor oblíquo 25, 26, defletida no plano pl, em direção a uma respectiva câmara 31, 131. As localizações das câmaras, bem como os ângulos de deflexão e reflexão dos feixes de luz e das imagens dos eletrodos, não devem ser interpretadas como limitativas.

[0032] As figuras 4 e 9 ilustram um dos dois conjuntos adaptados para gerar e capturar as imagens laterais de um dos eletrodos, neste exemplo, o eletrodo E2 inferior.

[0033] Uma terceira fonte de luz 32 é usada para emitir um terceiro feixe de luz L3 para iluminar um lado do eletrodo E2 acomodado na sede 15 inferior. A parte central do terceiro feixe de luz é obscurecida pelo eletrodo E2, enquanto que uma parte periférica 13 deste feixe é capturada pelos meios de registro de imagem 33, nesta forma de realização uma câmara com uma objetiva 33a. A parte periférica do terceiro feixe de luz que passa além do eletrodo E2 gera uma imagem que é indicativa do tamanho e do formato do contorno do eletrodo, e, portanto, de sua condição de desgaste (figura 11).

[0034] Na forma de realização ilustrada nas figuras 4 e 9, a fim de otimizar o espaço disponível no interior do alojamento, o terceiro feixe de luz L3 segue um trajeto inclinado, ou não retilíneo, sendo defletido por uma superfície refletora 34. O terceiro feixe de luz L3 atravessa um difusor óptico 35, nesta forma de realização o vidro opala, além de duas janelas de safira 36 e 37. Estas são montadas de cada um dos lados do eletrodo E2, para proteger o sistema óptico.

[0035] Os componentes 32 a 37 apresentados na figura 4 e 9 podem ser montados em uma estrutura de suporte inferior 41 que, de preferência, apresenta uma pluralidade de sedes e recessos para o encaixe preciso dos componentes em posições pré-determinadas.

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A estrutura de suporte 41 pode ser fixada sob a estrutura intermediária 40 no interior do alojamento 10.

[0036] De acordo com uma forma de realização preferida, um segundo conjunto, idêntico ao mostrado nas figuras 4 e 9, se destina a gerar e capturar as imagens laterais do eletrodo El superior. O segundo conjunto (visível na figura 14) inclui uma quarta fonte de luz 43 que emite um quarto feixe de luz L4 para iluminar um lado do eletrodo El situado na sede 14 superior. A parte central do quarto feixe de luz é obscurecida pelo eletrodo El, enquanto uma parte periférica 14 deste feixe, que passa em torno e além do eletrodo El, é capturada como uma imagem a partir dos meios de registro de imagem 44, tal como uma câmara de vídeo ou câmara fotográfica.

[0037] Da mesma forma que o conjunto mostrado na figura 4, e de acordo com uma disposição planimétrica substancialmente idêntica, o quarto feixe de luz L4 pode seguir um trajeto não retilíneo defletido por uma superfície refletora 45. Ao longo do trajeto do quarto feixe de luz L4 pode ser montado um vidro opala 44 imediatamente a jusante da quarta fonte de luz 43, bem como duas janelas de safira 47, 48, localizadas, respectiva mente, imediatamente a montante e a jusante do eletrodo E2.

[0038] De acordo com uma forma de realização, os componentes 43 a 48 podem ser montados sobre uma estrutura de suporte inferior (não ilustrada), semelhante à estrutura superior 41 e apresentando uma pluralidade de sedes e recessos para encaixar os componentes 43 a 48 de modo preciso em posições pré-determinadas. A estrutura de suporte inferior pode ser fixada na parte superior da estrutura de suporte intermediária 40 no interior do alojamento 10.

[0039] De acordo com outra forma de realização, todos os feixes de luz, ou seja, tanto os que se destinam a fornecer imagens de faces frontais, quanto os que se destinam a fornecer informações e imagens do contorno dos eletrodos, podem ser originados a partir de uma única fonte de luz, em vez de fontes de luz individuais separadas.

[0040] Do mesmo modo, através de uma adequada re-disposição das superfícies refletoras, é possível direcionar todas as imagens para um único meio de registro de imagem, por exemplo, uma única câmara de vídeo ou câmara fotográfica, apta a registrar as imagens em quadros de janelas que são parte de uma única imagem global.

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11/12 [0041] O dispositivo sensor também pode incluir um circuito pneumático (não mostrado) para manter as superfícies que entram em contato com o eletrodo permanentemente limpas.

[0042] O dispositivo sensor pode incluir uma CPU 24 (figura 4) que é protegida de contaminação por elementos externos (pó, calor).

[0043] Conforme será apreciado, o dispositivo sensor permite detectar simultaneamente imagens globais de um par de eletrodos de soldagem.

[0044] A imagem da vista lateral (figura 11) fornece as informações relativas ao formato da ponta e a altura que está à esquerda, para a decisão de substituir ou retificar o eletrodo. A figura ao lado também fornece informações sobre a espessura da parede do eletrodo. A vista frontal (figura 10) fornece informações sobre o grau de impureza e desgaste na superfície de contato do eletrodo, provocado pelo processo de soldagem.

[0045] De acordo com uma forma de realização, as fontes de luz podem produzir luz difusa vermelha (~ 650 nm), o que resulta no melhor contraste em eletrodos de cobre utilizados para a soldagem de chapas de aço. Devido às purificações habituais, há estanho (do revestimento de estanho da chapa de aço), que forma uma fase inter-metálica com o cobre (bronze) e uma deposição de carbono (pó preto) a partir dos restos de óleo nas folhas de aço (proveniente da laminação a frio das folhas de aço). Estas purificações absorvem a maior parte do comprimento de onda do vermelho, enquanto o cobre a reflete, de tal forma que se obtém um bom contraste entre ambos. Também pode haver uma iluminação azul (~ 470 nm), integrada na mesma fonte de luz (por exemplo, dois LEDs azuis e dois LEDs vermelhos na mesma placa), controláveis individualmente. A luz azul é usada para eletrodos de cobre usados nas folhas soldadas de alumínio. Neste caso, o alumínio também forma uma fase inter-metálica na superfície do eletrodo. Estas purificações também apresentam uma alta refletividade, como o cobre nos comprimentos de onda vermelha. Portanto, um comprimento de onda da luz azul é usado, o qual reflete melhor no alumínio do que no cobre. Esta luz azul é principalmente absorvida pelo cobre, mas refletida pelo alumínio. Como resultado, a imagem das purificações de alumínio mostra áreas brilhantes de sujeira e áreas escuras do cobre.

[0046] Apesar dos LEDs terem provado ser fontes de luz mais baratas e mais adequadas,

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12/12 outras fontes de luz de comprimento de onda discretos podem ser utilizadas. Por exemplo, um laser de um comprimento de onda discreto pode ser utilizado como uma possível fonte de luz, apesar do laser ser mais caro e exigir meios especiais para a formação de feixe para a iluminação de uma área relativamente ampla.

[0047] Foi descrita uma série de formas de realização e aspectos da invenção. Deve ser compreendido que cada forma de realização pode ser combinada com qualquer outra forma de realização/aspecto. Em adição, a invenção não é restrita às formas de realização descritas, mas pode ser variada dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes legais.

Claims (12)

1. Reivindicações

   1. Dispositivo sensor óptico para a detecção de imagens de um par de eletrodos de solda por pontos (El, E2) transportados por uma pistola de soldagem, o dispositivo sendo caracterizado pelo fato de compreender:

   - um alojamento (10) que apresenta ao menos um par de aberturas (11,11a);

   - ao menos uma primeira (14) e uma segunda (15) sede afastadas uma da outra no interior do alojamento, cada uma das sedes em comunicação com uma respectiva abertura dentre as aberturas (11, 11a), cada sede (14, 15) sendo adaptada para acomodar um dos eletrodos transportados pela pistola de soldagem;

   - os primeiros meios de iluminação (16, 17) adaptados para emitir um primeiro (Ll) e um segundo (L2) feixes de luz em um plano geométrico intermediário (pl) entre as sedes (14,15);

   - dois elementos refletores oblíquos (25, 26), interpostos entre as duas sedes (14, 15), os elementos refletores oblíquos sendo adaptados para refletir os primeiros (Ll) e segundo (L2) feixes de luz em duas direções opostas perpendiculares ao plano geométrico (pl) em direção às primeira e segunda sedes;

   - os segundos meios de iluminação (47, 32) adaptados para emitir o terceiro (L3) e o quarto (L4) feixes de luz nos lados opostos de dito plano geométrico (pl) para iluminar as primeira e segunda sedes (14,15);

   - os meios de registro de imagem (31, 131, 33, 44) adaptados para capturar as imagens (II, 12) refletidas pelos dois elementos refletores oblíquos (25, 26) e, ao menos parte do terceiro e quarto feixes de luz (L3, L4) a jusante das primeira e segunda sedes (14, 15) ao longo dos trajetos dos terceiro e quarto feixes de luz.
2. 2. Dispositivo sensor óptico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de iluminação compreendem fontes de luz de comprimentos de onda discretos.
3. 3. Dispositivo sensor óptico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os meios de iluminação compreendem LEDs como fontes de luz.
4. 4. Dispositivo sensor óptico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que os meios de iluminação compreendem fontes de luz que

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   2/3 emitem luz vermelha, difusa, com um comprimento de onda de 650 nm.
5. 5. Dispositivo sensor óptico, de acordo com qualquer uma dentre as reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os meios de registro de imagem incluem câmaras com objetivas.
6. 6. Dispositivo sensor óptico, de acordo com qualquer uma dentre as reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os elementos ópticos obliquamente refletores (25, 26) compreendem prismas retangulares aglutinados com hipotenusas refletoras revestidas que se estendem em planos geométricos que são inclinados em relação ao plano geométrico intermediário (pl).
7. 7. Dispositivo sensor óptico, de acordo com qualquer uma dentre as reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada sede (14, 15) é dotada de uma janela óptica fixa (27, 28) que fornece uma superfície de suporte para cada um dos eletrodos (El, E2).
8. 8. Dispositivo sensor óptico, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as janelas ópticas (27, 28) compreendem janelas de safira.
9. 9. Dispositivo sensor óptico, de acordo com qualquer uma dentre as reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada abertura (11,11a) é dotada de meios de feixes de cerdas (13) para impedir a entrada de luz e pó no interior do alojamento (10).
10. 10. Dispositivo sensor óptico, de acordo com qualquer uma dentre as reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os primeiros meios de iluminação compreendem duas fontes de luz (16, 17) dispostas nos lados opostos de um plano de simetria (p2) para projetarem os primeiro e segundo feixes de luz (LI, L2) em dois conjuntos de espelhos (18, 20, 21; e 19, 22, 23) dispostos de modo a refletir os primeiro e segundo feixes de luz sobre os dois elementos refletores oblíquos (25, 26) e, os meios de registro de imagem compreendem um único meio de registro de imagem (31) orientado no plano de simetria em direção aos dois conjuntos de espelhos de modo a capturar as imagens (II, 12) que são refletidas de volta pelos dois elementos refletores oblíquos (25, 26) e pelos dois conjuntos de espelhos.
11. 11. Dispositivo sensor óptico, de acordo com qualquer uma dentre as reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os dois conjuntos de espelhos (18, 20, 21; e 19,

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    22, 23) são dispostos de modo a determinar dois trajetos luminosos de acordo com uma linha poligonal fechada, sendo que os primeiro e segundo feixes de luz (Ll, L2) projetados a partir das duas fontes de luz (16,17) atingem os dois elementos refletores oblíquos (25, 26) que desviam os dois feixes de luz (Ll, L2) em cada uma dentre as faces frontais dos eletrodos (El, E2).
12. 12. Dispositivo sensor óptico, de acordo com qualquer uma dentre as reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os primeiros meios de iluminação compreendem duas fontes de luz (16, 17), e os dois elementos refletores oblíquos (25, 26) são dispostos em uma posição intermediária entre as duas fontes de luz (16, 17), sendo que os dois feixes de luz (Ll, L2) emitidos a partir das fontes de luz (16, 17) são alinhados e direcionados um em direção ao outro, e pelo fato de que entre cada uma das fontes de luz (16, 17) e dos elementos refletores oblíquos (25, 26), é interposto um respectivo elemento refletor parcialmente transparente (18a, 19a), que deixa o respectivo feixe de luz (Ll, L2), vindo diretamente do filtro de fonte de luz (16, 17), em direção ao respectivo elemento refletor oblíquo (25, 26) e reflete uma imagem frontal (II, 12) do respectivo eletrodo (El, E2), vinda do mesmo elemento refletor oblíquo (25, 26), para o respectivo um dentre os dois meios de registro de imagem (31,131).