ES2217976B1 - "dispositivo para extraer los electrodos de una unidad de soldadura comandada por un robot". - Google Patents

Abstract

Dispositivo para extraer los electrodos de una unidad de soldadura comandada por un robot, que prevé un cabezal extractor que a partir de una pieza central (1), prolongación de la estructura soporte del dispositivo, monta simétricamente por ambas caras diversas piezas anulares, que definen conjuntamente un bloque prismático o cilíndrico, con un orificio axial apto para recibir en él un electrodo introducido en cualquier sentido dependiendo de su disposición en la unidad de soldadura, para ser extraído de ella completo o únicamente la cápsula o terminación de soldadura, en cuyo cabezal se incluyen, accionados por cilindros neumáticos y gobernados por un autómata programable o por el propio robot, los mecanismos necesarios para efectuar todas estas operaciones.

Description

Dispositivo para extraer los electrodos de una unidad de soldadura comandada por un robot.

La presente invención como su propio título indica se refiere a un dispositivo que permite extraer, o bien el electrodo completo de una unidad de soldadura, o bien la cápsula o terminación del electrodo, para su posterior sustitución por otro electrodo nuevo o cápsula nueva, todo ello dentro de una cadena de fabricación comandada por un robot.

En la actualidad el proceso de soldadura por puntos, dentro de la industria del automóvil o en cualquier otro sector, se ha automatizado considerablemente no siendo prácticamente necesaria la intervención de la mano del hombre, los procesos de soldadura se efectúan por medio de robots que comandan cada unidad, que efectúa una soldadura por puntos haciendo pasar una corriente eléctrica a través de las piezas al ejercer una presión dicho autómata con unos electrodos. Estos electrodos sufren un deterioro importante desgastándose por su extremidad anterior motivo por el cual la calidad de la soldadura disminuye considerablemente; aunque los electrodos se pueden reparar puliéndolos el periodo de interrupción de la máquina hace más recomendable el cambio de los electrodos usados por otros nuevos. Para abaratar la fabricación de electrodos se fabrican a partir de un soporte o cuerpo del electrodo propiamente dicho, que en su extremo interior incorpora una terminación cónica en forma de cápsula adaptada a presión que constituye el elemento de soldadura y en consecuencia es la que sufre el mayor desgaste por lo que en definitiva esta parte la que se debe sustituir frecuentemente para obtener buenos resultados de soldadura, independientemente de que periódicamente y cuando el cuerpo del electrodo presente también un deterioro se proceda a sustituir este elemento completo.

Como antecedentes de esta invención cabe destacar el documento EP0549424 de Aro que se refiere a un procedimiento y a una máquina para cambiar los extremos de contacto en los electrodos de soldadura de resistencia por puntos, basado en un dispositivo formado por un plato giratorio asociado a unos medios motores que disponen de alojamientos y que reciben y sostienen los extremos de contactos de los terminales de soldadura. El documento EP0667206 de Canadá Inc, se refiere a un aparato para sustituir automáticamente electrodos de soldadura consistente en un extractor doble, con una primera posición para extraer el electrodo superior o primera garra y una segunda posición para extraer el electrodo inferior o segunda garra. El documento EP1005942 de Dezawa describe un dispositivo de sustitución de los electrodos de soldadura automática equipada con un dispositivo de intercambio del extremo del electrodo insertado en la misma sin eliminar el material, durante un mecanismo con alveolos donde se disponen los extremos de los electrodos. Los documentos GB2216449, FR2683172, EP0267109 y FR2651457 también se refieren a dispositivos para el reemplazo de los electrodos en un robot de soldadura.

El dispositivo de la presente invención ha sido diseñado para extraer los electrodos de la unidad de soldadura, o las cápsulas de los electrodos dejando entones el cuerpo del mismo unido a la unidad. Esta operación realmente es la difícil a la hora de sustituir las cápsulas o los electrodos, puesto que la implantación de la cápsula nueva o un electrodo nuevo se puede efectuar manualmente, o mediante otro dispositivo paralelo que prevea una batería de cápsulas o electrodos y un desplazamiento en el acercamiento de la pinza o del extremo del electrodo sobre la cápsula para que se produzca la inserción y la unión entre ambos elementos de forma espontánea.

Este dispositivo prevé un cabezal extractor montado a partir de una pieza central que es prolongación de la estructura soporte del dispositivo y que monta simétricamente por ambas caras diversas piezas anulares, que definen conjuntamente un bloque de configuración prismática o cilíndrica, con un orificio axial apto para recibir en él un electrodo introducido en cualquier sentido dependiendo de su disposición en la unidad de soldadura, para ser extraído de ella completo o únicamente la cápsula o terminación de soldadura, incluyéndose en dicho cabezal, accionado por cilindros neumáticos y gobernados por un autómata programable, o por el propio robot de la unidad de soldadura, los siguientes mecanismos:

a)

un mecanismo de selección de la operación a realizar, que permite elegir si se va a extraer la cápsula o terminación del electrodo, o por el contrario si se va a extraer el electrodo completo.

b)

un mecanismo de selección del electrodo, sobre el cual se va a trabajar, para sustituirlo completo o únicamente su cápsula, eligiendo si se va a proceder sobre el electrodo superior o el inferior de los colocados en una pinza de soldadura.

c)

un mecanismo de agarre del electrodo mientras se produce la extracción de la cápsula, que permite su inmovilización.

d)

unos medios de agarre, torsión y empuje hacia fuera de la cápsula del electrodo introducido en el dispositivo para conseguir su extracción de forma rápida y precisa.

e)

unos medios de agarre, torsión y empuje del electrodo introducido en el dispositivo para propiciar su extracción de la unidad de soldadura, cuando se trate de sustituir el electrodo completo.

A diferencia con otros dispositivos el de la presente invención tiene la posibilidad de sustituir tanto el electrodo completo como únicamente la cápsula del electrodo; también prevé la posibilidad de sustituir tanto el electrodo superior, como el inferior de una pinza de soldadura sin modificar para ello la posición del dispositivo, ni duplicarlo. Finalmente, este dispositivo prevé efectuar un movimiento de extracción, tanto si se trata del electrodo completo, como cuando se trata de la cápsula, consistente en agarrar y efectuar al mismo tiempo un movimiento de torsión y de empuje hacia fuera capaz de extraer fácilmente la cápsula del electrodo, que en condiciones normales está encajada a presión en él y resulta extremadamente difícil de despegar por otro tipo de dispositivos.

Se comprenderá mejor el objeto de la presente invención con ayuda de la descripción siguiente efectuada en base a un ejemplo práctico de realización; esta descripción se realiza en base a los dibujos de los planos anexos, en los que:

La figura 1 representa una vista en perspectiva desde un punto situado superior del dispositivo de la presente invención, en el cual se han desplegado las distintas piezas que componen el cabezal por la parte inferior.

La figura 2 representa una vista en perspectiva desde un punto superior del dispositivo de la presente invención, en el cual se han desplegado las distintas piezas que componen el cabezal por la parte superior.

La figura 3 representa una vista en planta del selector de actuación cápsula o electrodo.

La figura 4 representa sendas vistas en planta y perfil de una de las coronas (3).

La figura 5 representa una vista en planta y en perfil de una de las coronas (5) que entran a formar parte de este dispositivo.

La figura 6 representa una vista en planta y sección transversal de una de las tapas (7) de dicho dispositivo.

La figura 7 representa finalmente la palanca y el selector de que dispone dicho dispositivo para seleccionar si se va a extraer un electrodo o una cápsula de la pinza superior o inferior de esta unidad de soldadura.

El dispositivo de la presente invención, destinado a extraer los electrodos de una unidad de soldadura comandada por un robot, prevé un cabezal extractor que a partir de una pieza central (1), prolongación de la pieza soporte de dicho dispositivo, monta simétricamente por ambas caras diversas piezas anulares, que definen conjuntamente un bloque prismático o cilíndrico con orificio axial (12) apto para recibir en él un electrodo, introducido en cualquier sentido dependiendo de la disposición del mismo en la unidad de soldadura, para ser extraído de ella completo, o únicamente en lo que atañe a su cápsula o terminación de soldadura. Dicho cabezal incluye varios cilindros neumáticos, todos ellos gobernados por un autómata programable o por el propio robot, que accionan los diversos mecanismos que determinan la operación a efectuar y su realización.

Este cabezal, cuya mitad superior se observa montada en la figura 1 mientras que la mitad inferior se observa en igual disposición de montaje que en la figura 2 y desplegadas inversamente, incorpora a partir de la pieza central (1), que conforma también el chasis de este dispositivo, una serie de casquillos suplementarios (4), todos ellos con un hueco central en el que se monta en primer lugar una corona (2), que se ha representado con mayor detalle en la figura 3 y que presenta cuatro levas (21), dispuestas a 90° por ambas caras en correspondencia entre sí, que sobresalen en rampa ampliando el grosor de la pieza. Esta pieza (2) dispone asociada a ella de una palanca lateral (22) que permite modificar su posición angular y consecuentemente la de las levas (21), con la finalidad de adaptar este dispositivo a la extracción de la cápsula de un electrodo, o al cuerpo del electrodo en sí tal y como se explicará posteriormente.

A continuación de esta pieza intermedia (2) y por ambas caras este cabezal dispone de sendas coronas (3), provistas por la cara enfrentada a la corona interior (2) de cuatro levas (31), asimismo dispuestas a 90° y con una configuración homóloga a las anteriores. Tal y como se observa en la figura 4 esta corona (3) presenta un rebaje radial (32) provisto de un orificio periférico (33), todo ello de conformidad con otra corona (5) colocada por el exterior que presenta asimismo un rebaje (52), homólogo y enfrentado al anterior (32) y un orificio (51), todo ello para dar cabida entre ambas piezas a una palanca (6) cuyo eje de giro (61) lo constituye un pivote introducido en los orificios (51) y (33) respectivamente.

Finalmente el cabezal se cierra exteriormente mediante sendas tapas (7) que se unen mediante tornillos (9) entre sí con previa interposición de resortes (8) entre las respectivas tapas (7) y la corona más exterior, referenciada como (5) en las figuras; estos resortes (8) se montan en cilindros que permiten una cierta movilidad a fin de facilitar la rotación de las piezas intermedias (3) y (5), de conformidad con la actuación de la palanca (6) cuando se impulsa abriéndolas al exterior, de forma tal que su extremo anterior invade el orificio (1) correspondiente para que el electrodo o la cápsula introducida en el mismo queda aprisionada por la palanca (6).

Este dispositivo presenta la posibilidad de poder extraer tanto la cápsula (1) de un electrodo cualquiera, es decir del electrodo colocado en una pinza de soldadura por la parte inferior o superior, como también la posibilidad de extraer cualquiera de los electrodos completos.

El elemento que permite variar la operación a efectuar está constituido por la corona (2) que presenta una prolongación exterior (22) a modo de palanca que se acciona por un cilindro controlado por el autómata o el robot; esta corona (2) puede presentar las siguientes disposiciones:

a)

Una posición en la cual los vanos existentes entre las levas (21) encajan en las levas (31) de ambas coronas (3) dispuestas por ambas caras, cuando se trata de extraer una cápsula de un electrodo; en cuyo caso se actúa sobre ambas palancas (6) a la vez, de forma que la corona (3) sobre la que se monta la palanca (6) que agarra el cuerpo del electrodo únicamente lo inmoviliza pero no gira; no obstante, la corona (3) cuya palanca (6) agarra la cápsula efectúa un giro que obliga a un posicionamiento enfrentando las levas (21) y (31) correspondientes de las piezas (2) y (3) y así a efectuar la palanca (6), al tiempo que aprieta, un desplazamiento axial hacia el exterior tirando de la cápsula del electrodo, retenido por la otra palanca.

b)

Cuando se trata de extraer el electrodo completo es necesario efectuar un movimiento en sentido contrario, es decir la palanca situada por el lado por el cual se introduce el electrodo es la que debe de efectuar un desplazamiento tirando de él, en este caso hacia el centro del dispositivo puesto que la longitud del electrodo no permite efectuar el movimiento opuesto como en el caso anterior. En este caso las levas (21) y las levas (31) de ambas coronas se colocan enfrentadas, comprimiendo en ambos casos los muelles (31) contra las tapas (7); se actúa únicamente sobre la palanca (6) que incide en el electrodo, de forma tal que un primer instante agarra el electrodo pero simultáneamente efectúa un giro que posibilita el desplazamiento de las levas (31) hacia los vanos existentes entre las levas (21) de la pieza (2) y en consecuencia un desplazamiento axial de la palanca (6) que tira del electrodo extrayéndolo de la unidad de soldadura.

La operatividad para extraer uno u otro electrodo o la cápsula de uno u otro electrodo la establece una palanca o pinza (10) que monta en sus extremos un selector (11), constituido por una pieza alargada que presenta una zona ensanchada (111), de forma que introducido radialmente en las ranuras (34) y (53) de las coronas (3) y (5) esta zona (111) actúa como tope por uno de los lados de forma tal que inhibe movimiento de rotación de estas coronas, permitiendo no obstante el giro en las coronas situadas por el lateral opuesto. De esta forma cuando se trata de extraer por ejemplo la cápsula del electrodo situado por encima, la palanca (6.1) incide sobre el cuerpo del electrodo inmovilizándolo, ya que en este caso las coronas (5.1) y (3.1) no pueden girar porque se lo impide el selector (11), pero no impide el giro de las coronas (3.2) y (5.2) y en consecuencia al girar la palanca (6.2) no solo incide sobre el orificio central agarrando en este caso la cápsula del electrodo, sino que además al girar la corona (3.2) enfrenta sus levas (31) con las levas (21) de la corona central (2), desplazando el conjunto de las coronas (3.2), (5.2) hacia el exterior comprimiendo los muelles (8.2), al tiempo que se desplaza a igual dirección y sentido la palanca (6.2), con lo cual se produce no solo un movimiento de rotación de la cápsula sino también de tracción hacia el exterior.

Cuando se trata de extraer la cápsula del electrodo inferior de la pinza de soldadura introducido a través del orificio (1) por la parte de debajo de la figura 1, son las piezas (3.2) y (5.2) las que quedan inmovilizadas por el selector (11) y sin embargo las coronas superiores (3.1) y (5.1) si pueden rotar, de conformidad con la palanca (6.1); en esta situación la palanca (6.2) sólo efectúa un movimiento de agarre del cuerpo del electrodo, mientras que la palanca (6.1) efectúa un movimiento de agarre de la cápsula y al mismo tiempo de rotación y tracción hacia el exterior.

Cuando se trata de extraer el electrodo en su totalidad se introduce de igual forma por la parte superior o inferior, dependiendo de su disposición en la pinza de soldadura. Cuando se pretende extraer el electrodo superior se actúa únicamente sobre la palanca superior (6.1), pero en este caso previamente se ha modificado la posición de la corona central (2) a través de su palanca (22) de forma tal que las levas (21) de la misma han quedado enfrentadas a las levas (31) de las piezas (3) estando en esta posición ambos muelles (8.1) y (8.2) comprimidos contra las respectivas tapas (7.1) y (7.2). Al efectuar en este caso un movimiento de giro en la palanca (6.1) ésta aprisiona el cuerpo del electrodo, pero este giro afecta también a las coronas (3.2) y (5.2), que en este caso se desplazan hacia abajo enfrentando sus levas (31) con los vanos existentes entre las levas (21).

Cuando se trata de extraer el electrodo inferior éste se introduce desde la parte de abajo siendo en este caso necesario efectuar una acción sobre la palanca (6.2) que efectúa un agarre del electrodo al tiempo que tira de él hacia arriba para extraerlo de su lugar de ubicación.

Los materiales, forma y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales del invento, que se reivindican a continuación.

Claims (4)

1. Dispositivo para extraer los electrodos de una unidad de soldadura comandada por un robot, caracterizado porque prevé un cabezal extractor que a partir de una pieza central (1), prolongación de la estructura soporte del dispositivo, monta simétricamente por ambas caras diversas piezas anulares, que definen conjuntamente un bloque prismático o cilíndrico, con un orificio axial apto para recibir en él un electrodo introducido en cualquier sentido dependiendo de su disposición en la unidad de soldadura, para ser extraído de ella completo o únicamente la cápsula o terminación de soldadura, en cuyo cabezal se incluyen, accionados por cilindros neumáticos y gobernados por un autómata programable o por el propio robot, los siguientes mecanismos o medios:

f)

unos medios de selección de la operación a realizar, que permiten elegir si se va a sustituir la cápsula o terminación del electrodo, o el conjunto del electrodo;

g)

unos medios de selección del electrodo, que permiten determinar si se va a sustituir el electrodo o la cápsula del superior o del inferior de los colocados en una pinza de soldadura;

h)

unos medios de agarre del electrodo mientras se produce la extracción de la cápsula;

i)

unos medios de agarre, torsión y empuje hacia fuera de la cápsula del electrodo introducido en el dispositivo para proveer su extracción de forma rápida y precisa;

j)

unos medios de agarre, torsión y empuje del electrodo introducido en el dispositivo para propiciar su extracción de la unidad de soldadura.

2. Dispositivo, según la reivindicación anterior, caracterizado dicho cabezal monta entorno a la pieza central (1) una serie de casquillos suplementarios (4) que define un hueco central en el que se monta una corona (2), inmóvil en una posición fija mientras se efectúa el mismo tipo de operación, que presenta por ambas caras cuatro levas (21) dispuestas a 90° y en correspondencia por ambas caras, que sobresalen en rampa ampliando el grosor de la pieza, presentando este cabezal por ambas caras y hacia el exterior, a continuación de esta pieza (2), los siguientes elementos:

a)

una corona (3) provista en la cara enfrentada a la corona interior (2) de cuatro levas (31) dispuestas así mismo a 90°;

b)

una corona (5) que presenta, de conformidad con la anterior, un canal radial en el que se inserta una palanca (6) intermedia que gira en un punto periférico (61);

c)

una tapa (7), que cierra el cabezal exteriormente, unida mediante tornillos (9) a la pieza central (1) y con varios resortes (8) interpuestos entre ella y la corona (5) más exterior;

todo ello de forma que, cuando se actúa sobre la palanca (6) correspondiente su extremo anterior invade el orificio central efectuando, en conjunción con la pared opuesta del orificio, una acción a modo de garra que ase el electrodo o la cápsula del electrodo introducido en dicho orificio, al tiempo que obliga a girar a la corona (3) correspondiente cuyas levas (31) se enfrentan a las levas (21) de la corona central (2) obligándole a desplazarse al mismo tiempo axialmente efectuando un movimiento de torsión y de tracción de la pieza asida por esta palanca.

3. Dispositivo, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corona central (2) presenta una prolongación exterior (22) a modo de palanca, accionada a través de un cilindro controlado por el autómata o el robot, a través del cual se posiciona:

c)

encajados los vanos existentes entre las levas (21) en las levas (31) de ambas coronas (3) y viceversa, cuando se trata de extraer una cápsula de un electrodo, para lo cual se actúa sobre ambas palancas (6), de forma que la corona (3) sobre la que se monta la palanca (6) que agarra el cuerpo del electrodo se inmoviliza imposibilitando su giro, pero no así la corona (3) cuya palanca (6) agarra la cápsula para que su giro obligue a un posicionamiento enfrentando las levas (21) y (31) correspondientes y consecuentemente a que esta palanca efectúe al mismo tiempo un movimiento de giro y axial de tracción de la cápsula hacia el exterior;

d)

enfrenadas las levas (21) a las levas (31) de ambas coronas (3), cuando se trata de extraer el electrodo completo, actuando en este caso únicamente la palanca (6) que incide sobre el electrodo que le imprime simultáneamente una acción de garra y de un empuje hacia el interior, posibilitado por el desplazamiento de las levas (31) hacia los vanos existentes entre levas (21).

4. Dispositivo, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las piezas que conforman el cabezal presentan generatricialmente alineada una ventana o corte en el que encaja y se desplaza un selector (11), que presenta orientado radialmente una zona central ensanchada (111), y se monta en una palanca (10) a modo de pinza que es accionada por un cilindro neumático, posicionándose la zona ensanchada hacia el extremo inferior o superior de dicho cabezal para inhibir el movimiento de giro de las coronas (3 y 5) del lateral correspondiente, pero permitiéndolo por el lateral opuesto, de forma que así se selecciona si se va sustituir la cápsula o el electrodo superior o inferior de una pinza de soldadura, ya que determina que palanca (10) únicamente inmoviliza el electrodo y que palanca agarra la cápsula al tiempo que efectúa un movimiento de tracción hacia el exterior.