ES2241241T3 - Dispositivo de posicionamiento. - Google Patents
Dispositivo de posicionamiento.Info
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Abstract
Un posicionador incluye una mesa giratoria conductora sobre la cual se sitúa una pieza de trabajo, un árbol giratorio conductor que soporta la mesa giratoria, un anillo colector conductor fijado concentricamente con el árbol giratorio y una escobilla de carbono que contacta una cara del anillo de colector. La escobilla de carbono tiene ranuras radiales formadas en su cara de contacto con el anillo colector, y puede ser dividido en varias secciones plurales. El polvo abrasivo fabricado por rozamiento entre la escobilla y el anillo colector puede ser descargado a través de las ranuras hacia fuera de la escobilla, que elimina las chispas entre estos dos elementos, de los cuales la durabilidad se mejora esencialmente de este modo. Además, como la escobilla de carbono se divide en varias secciones, puede ser sustituida con facilidad desmontando el árbol giratorio, lo cual reduce los problemas de mantenimiento.
Description
Dispositivo de posicionamiento.
La presente invención se refiere a un
posicionador utilizado para hacer girar o cambiar la orientación de
una pieza de trabajo a procesar, tal como cuando está siendo soldada
o cortada.
En años recientes, las técnicas de los robots han
progresado rápidamente y, por consiguiente, un posicionador, uno de
los robots de soporte periféricos, ha merecido la atención del
mercado.
Un posicionador convencional se describe con
referencia a la figura 4.
La figura 4 ilustra una construcción del
posicionador convencional utilizado exclusivamente para soldadura.
En la figura 4, una mesa giratoria 21 fabricada de material
conductor recibe una plantilla 32 encima y hace girar la plantilla
32. Una pieza de trabajo a procesar es colocada con la plantilla 32.
Un tubo conductor 22 es montado a presión como un árbol giratorio en
el centro de la mesa giratoria 21. Un anillo colector conductor 23
está fijado a una sección detrás del otro extremo del tubo 22 y una
cara inferior del anillo colector está acabada plana y contacta con
una escobilla de carbono 24. La escobilla de carbono 24 está
configurada como un anillo, y está empujada por un muelle 25 hacia
arriba de manera que la escobilla de carbono 24 se mantiene en
contacto con el anillo colector 23 con una presión de contacto dada,
por lo que fluye corriente de soldadura a través de la escobilla de
carbono 24 y el anillo colector 23. La escobilla de carbono 24 está
colocada concéntricamente con el árbol giratorio 22 de tal manera
que no contacta directamente con el árbol de contacto 22. Unos
pasadores 26 fijan la escobilla de carbono 24 en su cara inferior
con el fin de evitar que sea girada por fuerza de fricción creada en
la cara de contacto con el anillo colector 23. La escobilla de
carbono 24 está acoplada a una alimentación de potencia de soldadura
dispuesta en el lado exterior con cable 34. El motor 27 acciona la
mesa giratoria 21 y tiene una primera polea 28 sobre su árbol de
rotación. El árbol giratorio 22 tiene una segunda polea 29. La
primera y la segunda poleas 28 y 29 están acopladas con una correa
sincronizada 30 de manera que la rotación del rotor 27 es
transferida a la segunda polea 29 a través de la primera polea 28 y
a través de la correa de sincronización 30 y de esta manera se gira
el árbol 22. La plantilla 32 montada sobre la mesa giratoria 21 está
acoplada usualmente con mangueras, por ejemplo, a través de las
cuales circula aire comprimido para sujetar la pieza de trabajo, así
como está acoplada con cables desde un sensor que detecta la pieza
de trabajo. Estas mangueras y cables 33 se extienden a través del
árbol hueco 22 antes de ser acoplados con la pieza de trabajo. Una
carcasa exterior 31 tiene ventanas a través de las cuales un usuario
puede supervisar una operación
interior.
interior.
El posicionador construido como se ha descrito
anteriormente tiene las siguientes ventajas sobre un posicionador,
en el que una escobilla de carbono está dispuesta sobre un borde
exterior de un anillo colector manteniendo el contacto con el anillo
colector: un cuerpo más pequeño en una dirección radial, una cara de
contacto plana entre el anillo colector y la escobilla de carbono se
puede procesar con facilidad y se puede mantener su planeidad. Por
lo tanto, el posicionador que tiene esta estructura ha sido
ampliamente utilizado.
No obstante, este posicionador convencional tiene
todavía problemas, es decir, que la escobilla de carbono 24 se
desgasta debido a la abrasión en la cara de contacto con el anillo
colector 23 debido a la rotación de la mesa giratoria 21. El polvo
abrasivo remanente sobre la cara de contacto hace a veces que el
contacto entre el anillo colector 23 y la escobilla de carbono 24
sea inestable. Este contacto inestable incrementa una caída de la
tensión sobre la cara de contacto, que hace que la corriente de
soldadura sea inestable. Como resultado, se produce una soldadura
defectuosa. En un caso extremo, la cara de contacto produciría
chispas que pueden dañar en una medida significativa las caras de
contacto del anillo colector 23 y la escobilla de carbono 24. Por lo
tanto, el polvo abrasivo sobre la escobilla de carbono 24 debe
eliminarse y las caras de contacto dañadas deben repararse, de
manera que se requiere un coste de mantenimiento
adicional.
adicional.
Además, el trabajo de mantenimiento, tal como la
sustitución de la escobilla de carbono 24 desgastada y la reparación
de las superficies de contacto del anillo colector 23 y de la
escobilla de carbono 24 requiere un trabajo laborioso, tal como el
desmontaje del árbol giratorio 22 con el fin de retirar estos
elementos.
El documento
US-A-4 831 234 describe una mesa
giratoria de soldadura automática para soldar juntas mitades
separadas de un convertidor de par reacondicionado. Un motor hace
girar el convertidor de par mientras se alimenta alambre a un gancho
de un dispositivo de soldadura de alimentación de arco. La mesa
giratoria está dispuesta sobre un árbol conductor, y la escobilla se
mantiene en contacto eléctrico con el vástago para poner a tierra el
convertidor de par a través del vástago.
El documento
US-A-4 420 199 describe un conector
de cable de unión giratorio que comprende al menos dos miembros de
anillo de deslizamiento conductores de electricidad con superficies
de contacto libremente giratorias que están acopladas mutuamente por
fricción entre sí. Los miembros del anillo de deslizamiento están
fabricados de un material adecuado conductor de electricidad tal
como cobre, e incluyen una pluralidad de muescas que se extienden
radialmente.
El documento
US-A-4 805 829 describe un
dispositivo de colocación que tiene una mesa de trabajo giratoria e
inclinable para la colocación de los componentes a mecanizar. El
dispositivo tiene un bastidor y un soporte montado sobre el bastidor
que tiene cojinetes para soportar de forma giratoria una carcasa. La
mesa de trabajo está montada también de forma giratoria con relación
a la carcasa y puede ser girada utilizando un motor hidráulico.
La presente invención soluciona los problemas
descritos anteriormente y tiene la finalidad de proporcionar un
posicionador que aplica una corriente de soldadura estable
previniendo la influencia del poder abrasivo así como simplifica el
trabajo de mantenimiento de la sustitución de la escobilla de
carbono.
La presente invención proporciona un posicionador
como se indica en la reivindicación 1.
En un modo preferido de la presente invención, un
posicionador comprende los siguientes elementos:
- (a)
- una mesa giratoria conductora sobre la que está colocada una pieza de trabajo;
- (b)
- un árbol giratorio conductor que retiene la mesa giratoria;
- (c)
- un anillo colector conductor fijado de forma concéntrica al árbol giratorio;
- (d)
- una escobilla de carbono que contacta con una cara del anillo colector;
- (e)
- un motor para el accionamiento del árbol giratorio;
- (f)
- una primera polea dispuesta sobre un árbol de salida del motor;
- (g)
- una segunda polea dispuesta sobre el árbol giratorio que está acoplado a la primera polea con una correa de sincronización, de manera que el árbol giratorio puede girar de forma sincronizada con la primera polea; y
- (h)
- una carcasa exterior para alojar el árbol giratorio que acciona la sección que incluye el anillo colector y la escobilla de carbono.
Una muescas radiales están formadas sobre la cara
de contacto de la escobilla de carbono con el anillo colector, y la
escobilla de carbono se puede dividir en una pluralidad de
secciones.
El posicionador de la presente invención permite
que los polvos abrasivos sobre las caras de contacto sean
descargados a través de las muescas radiales formadas sobre la cara
de contacto de la escobilla de carbono. El contacto entre el anillo
colector y la escobilla de carbono se vuelve de esta manera estable,
y no se produce ni una caída anormal de la tensión ni dichas entre
ellos. El anillo colector y la escobilla de carbono se vuelven de
esta manera mucho más estables. Además, debido a que la escobilla de
carbono se puede dividir en una pluralidad de secciones, se puede
sustituir sin desmontar el vástago giratorio del posicionador.
La figura 1 muestra una construcción de un
posicionador de acuerdo con una forma de realización ejemplar de la
presente invención.
La figura 2A es una vista en planta que ilustra
una escobilla de carbono de la presente invención.
La figura 2B es una vista lateral que ilustra la
escobilla de carbono de la presente invención.
La figura 3 ilustra una construcción de un
sistema de soldadura que emplea un robot y un posicionador.
La figura 4 muestra una construcción de un
posicionador convencional.
Una forma de realización ejemplar de la presente
invención se describe a continuación con referencia a los dibujos
que se acompañan. La figura 1 ilustra una forma de realización
ejemplar de la presente invención. Las figuras 2A y 2B muestran una
escobilla de carbono empleada en un posicionador de la presente
invención.
En la figura 1 se muestra una mesa giratoria 1
fabricada de material conductor, sobre la que está colocada una
pieza de trabajo con plantilla 13. En el centro de la mesa giratoria
1, un árbol giratorio conductor 2 está montado por ajuste a presión
o por otros métodos. El anillo colector conductor 3 está fijado al
otro extremo del árbol 2, y una cara inferior del anillo colector
está acabado liso y contacta con la escobilla de carbono 4. La
escobilla de carbono 4 está configurada como un anillo y está
impulsada por el anillo 5 hacia arriba de manera que la escobilla de
carbono 4 mantiene el contacto con el anillo colector 3 con una
presión de contacto dada, por lo que la corriente de soldadura
circula a través de la escobilla de carbono 4 y el anillo colector
3. La escobilla de carbono 4 está colocada concéntricamente con el
árbol giratorio 2 de tal manera que no contacta directamente con el
árbol 2. Los pasadores 6 fijan la escobilla de carbono en su cara
inferior con el fin de evitar que sea girada por fuerza de fricción
creada en la cara de contacto con el anillo colector 3. Los
pasadores 6 están insertados dentro de taladros perforados sobre la
placa de aislamiento 8 dispuesta en la sección inferior de la
carcasa exterior 7. Debido a que los pasadores 6 están insertados de
forma deslizable en los taladros, la escobilla de carbono 4 puede
mantener la presión de contacto dada contra el anillo colector 3 por
medio del muelle 5 y se previene también que la escobilla de carbono
4 sea girada por la rotación del anillo colector 3.
El motor 9 acciona la mesa giratoria 1 y tiene
una primera polea 10 sobre su árbol de rotación. El árbol de
rotación 2 tiene una segunda polea 11. La primera y la segunda polea
10 y 11 están acopladas con la correa de sincronización 12 de manera
que la rotación del motor 9 es transferida a la segunda polea 11 a
través de la primera polea 10 y la correa de sincronización 12, y de
esta manera se gira el árbol 2. La forma de realización mostrada en
la figura 1 emplea poleas y una correa de sincronización como un
mecanismo de transferencia de la potencia de accionamiento del motor
9; no obstante, otro mecanismo que comprende, por ejemplo, una
pluralidad de engranajes, puede conseguir el mismo resultado.
La plantilla 13 montada sobre la mesa giratoria 1
está acoplada habitualmente con mangueras, por ejemplo, a través de
las cuales circula aire comprimido para sujetar la pieza de trabajo,
así como cables desde un sensor que detecta la pieza de trabajo. Las
mangueras y los cables 14 se extienden a través del árbol hueco 2
antes de ser acoplados con la plantilla 13. El cable 15 acoplado a
la escobilla de carbono 4 forma una trayectoria para la corriente de
soldadura.
A continuación se describe en detalle la
escobilla de carbono 4 de acuerdo con esta forma de realización
ejemplar. Las figuras 2A y 2B ilustran un ejemplo de un cepillo de
carbono. La figura 2A es una vista en planta de la escobilla de
carbono 4 dividida en dos secciones. Unas muescas radiales 4a están
formadas sobre una cara superior de la escobilla de carbono 4. La
figura 2B es una vista lateral de la escobilla de carbono 4. Puesto
que una cara extrema de la muesca 4a se abre hacia el borde
exterior, la figura 2B muestra la cara extrema de las muescas
4a.
El polvo abrasivo producido por la abrasión entre
la escobilla de carbono 4 y el anillo colector 3 está acumulado, por
lo tanto, en las muescas 4a formadas sobre la cara superior de la
escobilla de carbono 4, y atraviesa las muescas 4a hacia el
exterior. El polvo es descargado de esta manera. Esta construcción
no da posibilidades a que el polvo abrasivo permanezca entre el
anillo colector 3 y la escobilla de carbono 4. El contacto entre el
anillo colector 3 y la escobilla de carbono 4 se vuelve de esta
manera estable y no se produce una caída de la tensión anormal ni
chispas entre ellos. El anillo colector 3 y la escobilla de carbono
4 se vuelve de esta manera mucho más estable.
Debido a que la escobilla de carbono 4 está
dividida en dos secciones, se puede desmontar extrayendo los
pasadores 6, lo que elimina un trabajo laborioso, es decir,
desmontando el posicionador por sí incluyendo la extracción del
árbol giratorio 2. La escobilla de carbono 4 se puede restablecer de
esta manera a través de un procedimiento invertido con
facilidad.
En esta forma de realización, las muescas
radiales están formadas sobre la cara superior de la escobilla de
carbono 4; no obstante, además de las muescas radiales, las muescas
en forma de arco 4b como se muestran con líneas discontinuas están
formadas concéntricamente con el árbol 2 sobre la cara superior,
incrementando de esta manera el efecto. Las muescas concéntricas 4b
se pueden formar en una estructura de capas múltiples, por ejemplo
de dos o tres capas. La sección transversal de la muesca 4a muestra
una sección rectangular; no obstante, se puede configurar en forma
de U o en V.
La figura 3 ilustra un sistema de soldadura que
emplea un robot y el posicionador de la presente invención. En la
figura 3, la pieza de trabajo 17 (en este caso, la pieza de trabajo
a soldar) está colocada sobre la mesa giratoria 1 del posicionador
16. Un soplete de soldadura 19 está montado sobre una punta de robot
18 y está acoplado a un terminal de salida de la fuente de
alimentación de potencia de soldadura 20. Una polaridad de la fuente
de alimentación de potencia de soldadura 20 depende un método de
soldadura a aplicar. El cable 15 estirado desde el posicionador 16
está acoplado a un terminal de salida de otra polaridad de la fuente
de alimentación de potencia de soldadura.
El cable 15 está acoplado eléctricamente a la
mesa giratoria 1 a través de una escobilla de carbono 4, el anillo
colector 3 y el árbol giratorio 2. El arco eléctrico es generado
entre la pieza de trabajo 17 retenido sobre la mesa 1 y el soplete
de soldadura 19, soldando de esta manera la pieza de trabajo.
Por lo tanto, la forma de realización ejemplar
del posicionador de la presente invención descrita anteriormente
demuestra que el polvo abrasivo producido por la fricción entre la
escobilla de carbono y el anillo colector es recogido en las
muescas formadas sobre la cara superior de la escobilla de carbono y
es descargado a través de las muestras hacia el exterior. El
posicionador de la presente invención no da, por lo tanto, ninguna
posibilidad de que el polvo abrasivo permanezca entre el anillo
colector y la escobilla de carbono. Por lo tanto, la resistencia de
contacto entre el anillo colector y la escobilla de carbono se
vuelve estable, de manera que se puede practicar continuamente la
soldadura estable. Puesto que no se genera ninguna chispa entre el
anillo colector y la escobilla de carbono, ambos elementos son más
dura-
deros.
deros.
Puesto que la escobilla de carbono está dividida
en dos secciones, se puede desmontar y se pueden montar de nuevo con
facilidad, y esta estructura no requiere el desmontaje del
posicionador incluyendo el desmontaje del árbol giratorio 2. La
construcción del posicionador reduce de esta manera los problemas de
mantenimiento.
La presente invención proporciona un posicionador
excelente y duradero que proporciona una soldadura estable y reduce
los problemas de mantenimiento.
Claims (3)
1. Un posicionador, que comprende:
- (a)
- una mesa giratoria conductora (1) sobre la que está dispuesta una pieza de trabajo;
- (b)
- un árbol giratorio conductor (2) que retiene la mesa giratoria;
- (c)
- un anillo colector (3) fijado de forma concéntrica al árbol giratorio;
- (d)
- una escobilla (4) que contacta con dicho anillo colector, en el que
dicha escobilla es una escobilla similar a un
disco que comprende carbono, y dicho anillo colector (3) es un
anillo colector similar a un disco, y
una cara plana de dicha escobilla (4) contacta
con una cara plana de dicho anillo colector (3),
caracterizado porque
muescas radiales (4a) que se abren hacia el lado
exterior de dicha escobilla (4) y una muesca (4b) que está
concéntrica con dicho árbol giratorio (2) están formadas sobre la
cara plana de dicha escobilla (4) que contacta con la cara plana de
dicho anillo colector (3).
2. Un posicionador según la reivindicación 1, que
comprende, además:
- (e)
- medios de accionamiento (9, 10, 11, 12) para accionar dicho árbol giratorio (2); y
- (f)
- una carcasa exterior (7) para alojar dicho anillo colector (3) y dicha escobilla (4).
3. Un posicionador según la reivindicación 1 ó 2,
donde dicha escobilla (4) está dividida al menos en dos
secciones.
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