ES2256183T3 - Procedimiento y automata de soldadura por arco que utiliza hilos forrados. - Google Patents
Procedimiento y automata de soldadura por arco que utiliza hilos forrados.Info
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Abstract
Autómata de soldadura por arco eléctrico, para el mantenimiento o la reparación de raíles y aparatos de vía, comprendiendo el autómata un bastidor (3), una instalación de soldadura que incluye una antorcha (7) para soldar una zona de raíl, y estando el bastidor provisto de por lo menos dos medios de apoyo (11a, 11b; 90) sobre un raíl, estando estos dos medios de apoyo y la antorcha sensiblemente alineados a lo largo de dicho raíl (13) a soldar, caracterizado porque comprende además: - unos medios (52, 93) de desplazamiento de la antorcha, para asegurar la movilidad de ésta según dos ejes transversales (X, Y), y - unos medios de mando (55, 61, 63, 65, 75, 79) conectados a dichos medios de desplazamiento de la antorcha para mandar el desplazamiento de esta antorcha.
Description
Procedimiento y autómata de soldadura por arco
que utiliza hilos forrados.
La presente invención se refiere a la soldadura
por arco eléctrico que utiliza a priori unos hilos
forrados.
Los hilos forrados son unos elementos alargados
que comprenden un metal de aportación para soldadura por arco,
comprendiendo cada hilo un alma metálica rodeada por una vaina, con
o sin interposición de un gas favorable para la soldadura (gas
inerte en particular).
Existen ya dichos hilos forrados. El conocido
bajo la referencia LINCOR 33 de la Sociedad
LINCOLN-USA (hilo sin gas) es un ejemplo de los
mismos.
Un problema importante planteado en la invención
puede exponerse de la manera siguiente:
- -
- proponer un aparato y un procedimiento de soldadura que aseguren unas condiciones operativas fiables y rápidas de realizar,
- -
- que permitan de una manera eficaz y simple acceder a la zona a soldar, una vez el aparato posicionado,
- -
- y que permitan realizar una soldadura de calidad apropiada.
El documento
GB-A-1 571 530 describe un montaje
de un soplete sobre un carro, con un dispositivo de apriete que
permite un ajuste vertical, lateral y en inclinación. Son así
posibles unos ajustes en dos direcciones X e Y. El documento no
considera la utilización de hilos forrados. Los mandos posibles del
soplete son la regulación de la intensidad de la corriente, la
regulación de la velocidad de avance del hilo y el desplazamiento
del carro a lo largo del raíl, es decir únicamente en una dirección
X.
La invención propone en primer lugar un autómata
de soldadura por arco eléctrico que utiliza a priori unos
hilos forrados, para el mantenimiento o la reparación de raíles y
aparatos de vía, comprendiendo el autómata un bastidor, una
instalación de soldadura que incluye una antorcha para soldar una
zona de raíl, una unidad de mando y de control de la soldadura,
estando el bastidor provisto de por lo menos dos medios de apoyo
sobre un raíl, estando estos dos medios de apoyo y la antorcha
sensiblemente alineados a lo largo de dicho raíl a soldar, siendo la
antorcha móvil según por lo menos dos ejes transversales.
De esta manera, se podrá obtener una adaptación
geométrica de la antorcha en función de la geometría de la zona de
raíl a soldar.
En la definición del autómata, la invención ha
aportado también una solución a los problemas del montaje de la
antorcha sobre el bastidor, teniendo en cuenta justamente las
diferencias geométricas, situaciones en el espacio y/o formas de
efectuar la soldadura que pueden encontrarse en la práctica.
Así, otra característica de la invención aconseja
que el autómata comprenda además:
- -
- unos medios de desplazamiento de la antorcha, para asegurar la movilidad de éstas según dichos dos ejes transversales,
- -
- unos medios de mando unidos a dichos medios de desplazamiento de la antorcha, para mandar el desplazamiento de esta antorcha en dirección según dichos ejes y en velocidad, comprendiendo estos medios de mando:
- -
- unos primeros medios de mando para mandar un primer desplazamiento de la antorcha frente a sensiblemente la periferia de la zona a soldar, para efectuar una detección de emplazamientos geométricos, por medio de medios de adquisición conectados a la unidad de memoria a fin de memorizar los emplazamientos geométricos detectados sobre el raíl,
- -
- y unos segundos medios de mando, para mandar automáticamente un segundo desplazamiento de la antorcha frente a la zona a soldar, en los límites de la detección efectuada y en función de los emplazamientos geométricos memorizados.
Manualmente, en el lugar y a la velocidad que
convienen, el operador podrá por tanto efectuar un preposicionado y
una prerregulación en desplazamiento de la antorcha, permitiendo la
puesta de memoria y el tratamiento de estas informaciones a
continuación obtener las condiciones de soldadura buscadas,
automáticamente.
Para facilidad de utilización y compacidad del
material, otra característica de la invención aconseja que:
- -
- la antorcha esté ligada, en el exterior del bastidor, a un soporte provisto de medios de regulación en altura y/o angular de la antorcha con respecto a su soporte,
- -
- y el soporte esté ligado, en el interior del bastidor, a unos medios de desplazamiento de la antorcha, para desplazar ésta a lo largo de un eje longitudinal que une dichos dos medios de apoyo, y transversalmente a este eje, tal como en particular en un plano horizontal.
Por otra parte, en alternativa o como
complemento, se aconseja que:
- -
- la antorcha esté unida a una vaina, a su vez unida a una devanadora, en las cuales respectivamente pasa y se desarrolla una bobina de hilo forrado, y
- -
- entre la antorcha y la vaina está interpuesto un enderezador de hilo, para suprimir una curvatura del hilo forrado provocada por su paso por la vaina.
De esta manera, será posible hacer la antorcha y
la devanadera amovible con respecto al bastidor, siendo entonces
necesaria una sola regulación manual por el operario de la
separación entre la punta de la antorcha y la superficie a soldar
antes de la puesta en marcha del autómata, pudiendo el hilo de
soldadura estar alojado en rollo en la devanadera.
Con referencia ahora al procedimiento de
soldadura que responde a los mismos problemas ya mencionados, se
aconseja en la invención que comprenda las etapas siguientes:
- a)
- se posiciona, a lo largo de por lo menos un raíl, un autómata de soldadura por arco eléctrico que utiliza a priori unos hilos forrados, para el mantenimiento o la reparación de raíles y aparatos de vía, comprendiendo el autómata un bastidor, una instalación de soldadura que incluye una antorcha para soldar una zona de raíl, estando el autómata alineado según sensiblemente el eje longitudinal del raíl,
- b)
- se coloca la antorcha en una posición de referencia con respecto a la zona a soldar,
- c)
- se detectan unas características geométricas de la zona a soldar, para obtener unos datos de referencia,
- d)
- se proporcionan estos datos de referencia a una unidad de memoria de la unidad de mando, y
- e)
- se dispara un programa de soldadura que tiene en cuenta dichos datos de referencia proporcionados y que induce un desplazamiento de la antorcha sobre la zona a soldar, un aprovisionamiento de la antorcha con hilo forrado y una alimentación eléctrica determinada de dicha antorcha, para la soldadura, dependiendo este aprovisionamiento y esta alimentación de un tipo de soldadura previamente determinado.
Un problema anexo resuelto en la invención se
refiere por otra parte a la determinación de parámetros que permitan
optimizar la soldadura, teniendo en cuenta las condiciones reales
encontradas.
A este respecto, se han considerado dos
elecciones alternativas, o complementarias:
- \bullet
- en primer lugar, previamente a la etapa e), se selecciona por medio de la unidad de mando, y entre varias elecciones, el tipo de hilo forrado que corresponde al realmente utilizado para la soldadura, y el autómata deduce de ello:
- -
- las condiciones de aprovisionamiento de la antorcha con hilo, tales como la velocidad de aprovisionamiento,
- -
- las condiciones de alimentación eléctrica de esta antorcha, y
- -
- la velocidad de desplazamiento de dicha antorcha, por lo menos cuando tiene lugar la etapa e), y/o
- \bullet
- siempre previamente a la etapa e), se selecciona por medio de la unidad de mando, y entre varias elecciones, el tipo de raíl a soldar, y el autómata deduce de ello, en función de la tipología del raíl:
- -
- las condiciones de aprovisionamiento de la antorcha con hilo, tales como la velocidad de aprovisionamiento,
- -
- las condiciones de alimentación eléctrica de esta antorcha, y
- -
- la velocidad de desplazamiento de dicha antorcha.
Debe observarse que, en un caso como en el otro,
se optimiza el procedimiento de soldadura en relación con el tipo de
hilo utilizado para la soldadura y el tipo de soldadura tales como
se han determinado previamente, en la medida en que, en el segundo
caso, puede ser particularmente interesante adaptar las
características del hilo (con posición fisicoquímica y velocidad de
desarrollado en la antorcha, en particular) en función de la
tipología del raíl (siendo los aparatos de vía en efecto a menudo de
un acero más flexible, es decir menos cargado de carbono, que los
raíles entre las "corrientes", también denominados "raíles de
vía").
Según aún otra consideración, se han tenido en
cuenta en la invención unas condiciones en las cuales debe
efectuarse la detección de las características geométricas cuando
tiene lugar la etapa c), así como las condiciones operativas de
utilización de la antorcha.
La solución aconsejada es que:
- -
- cuando tiene lugar la etapa b), se posicione en altura, y/o angularmente la antorcha con respecto a la zona de raíl a soldar, en su posición de referencia,
- -
- cuando tiene lugar la etapa c), se hace desplazar la antorcha a lo largo del contorno de la zona a soldar, para detectar dichas características geométricas,
- -
- luego, cuando tiene lugar la etapa e), después de un reposicionado de la antorcha en su posición de referencia, se hace desplazar esta antorcha frente a la zona a soldar, según el programa de soldadura.
Se dará a continuación una descripción más
detallada de la invención con referencia a los planos anexos, en los
cuales:
la figura 1 es una vista global en perspectiva de
un modo de realización del autómata de la invención;
la figura 2 es una vista de detalle de un modo de
realización de un gancho de apoyo y de retención del autómata sobre
el raíl;
la figura 3 es una vista esquemática frontal de
una parte de la instalación de soldadura, en el entorno de la
antorcha;
la figura 4 muestra esquemáticamente una
posibilidad de basculación y de movilidad en altura de la
antorcha;
la figura 5 esquematiza un medio posible de
realización de la caja de mando y de control, con su fachada
(visualizador y teclado) retirada y colocada lateralmente;
la figura 6 esquematiza unos emplazamientos
geométricos definidos sobre el raíl para el movimiento de la
antorcha;
la figura 7 muestra dos curvas de soldadura
(tensión de arco (V)/intensidad de arco (A)) que pueden ser
utilizadas en la invención;
y la figura 8 esquematiza la utilización de una
rueda para la rodadura del autómata.
En la figura 1 en primer lugar, la referencia 1
se refiere de forma general a un autómata de soldadura por arco
eléctrico de acuerdo con la invención.
Se trata aquí de un autómata para el
mantenimiento o la reparación de raíles "corrientes", es decir
de raíles situados a priori separados de los aparatos de vía
(tales como las agujas) que plantean problemas particulares y sobre
los cuales se volverá más tarde en la descripción.
El autómata 1 comprende un bastidor 3, una
instalación de soldadura 5 que comprende en particular una antorcha
7 de una unidad 9 de mando y de control de soldadura.
El bastidor 3 está equipado con dos medios de
apoyo 11a, 11b, destinados a ligar fijamente el bastidor 3 al raíl
13 del cual una superficie superior 15 está dañada y por tanto debe
repararse por aportación de una cierta cantidad de metal en el hueco
16 formado.
Este hueco ha podido en particular formarse
cuando tiene lugar una parada y después un arranque de un tren a
gran velocidad.
Los dos medios de apoyo 11a, 11b cabalgan el raíl
13 y están situados ligeramente en resalte sobre la cara delantera
del bastidor 3, mientras que la antorcha 7 está posicionada
sensiblemente el eje que une estos dos medios de apoyo, permitiendo
así una autoalineación del autómata, a lo largo del raíl 13.
En la figura 2, uno de los medios de apoyo ha
sido representado en vista ampliada.
El medio 11a (el otro es idéntico) comprende una
parte frontal 17 en forma de gancho (con un reborde interior 17a)
adaptado para poder ser dispuesto bajo la cabeza ensanchada 13a del
raíl 13, justo encima del alma más delgada 13b de este raíl,
completando una pared posterior 19 la forma en pinza de ese extremo
libre del medio de apoyo
11a.
11a.
Como se puede ver en la figura 2, cada medio de
apoyo del bastidor consistirá así en un medio de enganchado, estando
la cabeza superior 13a del raíl acoplada bastante estrechamente en
el interior del hueco 21 limitado lateralmente por las dos pinzas de
enganchado 17 (17a) y 19, reteniendo el reborde de retención 17a en
posición el conjunto del bastidor, en relación con la superficie de
apoyo 23 que pasa entonces a aplicarse sobre la superficie superior
15 de la cabeza del raíl, como muestra esta fibra 2 que sitúa el
medio 11a en el estado enganchado del raíl.
En el ejemplo, es por tanto el peso del bastidor
3 en voladizo con respecto a los medios 11a, 11b que "enclava"
el autómata con respecto al raíl, por enganchado.
Entre los dos medios de apoyo 11a, 11b, está
dispuesta una antorcha 7.
Para constituir la instalación de soldadura, la
antorcha 7, unida a su soporte 25, está conectada a un sistema de
alimentación con hilo forrado que comprende una vaina 27 y una
devanadera 29, provocando un motor 30 la circulación del hilo
forrado en la devanadera, en el cable y después en el interior de la
antorcha.
Las figuras 1 y 3 muestran la antorcha 7 sobre el
soporte 25 en el exterior del bastidor 3.
Este soporte comprende una caja vertical 27 (cuya
tapa frontal de protección 29 ha sido retirada en la figura 3) y un
plato 37.
En esta figura 3, se puede así constatar que,
interiormente, la antorcha 7 (que se presenta como un tubo) es
alimentada con el hilo forrado 31, el cual es enderezado, corriente
arriba de la antorcha, por medio de las dos series de dobles
rodillos prensadores 33a, 33b, 35a, 35b, de tal manera que después
de haber sido curvado en el interior del cable de alimentación 28
(que es relativamente flexible y está curvado como se puede ver en
la figura 1), el hilo forrado 31 toma una forma recta, rectilínea,
antes de pasar por el interior de la antorcha tubular 7, a su vez
recta.
La caja de soporte 27 sobre la cual está por
tanto rígidamente fijada la antorcha 7 está montada de forma
amovible sobre el plato 37 de unión con el bastidor 3.
El plato de soporte 37 presenta una placa
horizontal 37a que se acopla en el interior del bastidor a través de
una ranura protegida 39, y una placa vertical 41 a la cual la caja
27 está fijada.
La posición de referencia, para esta fijación, es
una posición en la cual la antorcha está vertical.
Existe ventajosamente una regulación en altura
(en una guía) de la caja 27 con respecto a su pata de fijación 41,
de manera que facilite el posicionado en altura de la punta de
soldadura 7a de la antorcha 7 con respecto al raíl 13, una vez el
autómata en posición (distancia adaptable e representada en
la figura 3). Una moleta 43 fija esta posición en altura.
En alternativa o como complemento, la antorcha 7
puede ser móvil en rotación alrededor de un eje 44 (ver figura 4)
paralelo al eje 45 que pasa por los dos ganchos 11a, 11b de anclaje
del bastidor (es decir por tanto también por el eje del raíl 13, con
el bastidor está colocado sobre él).
Como muestra la figura 4, puede permitirse una
rotación de la antorcha \alpha por ejemplo hasta 30º a uno y otro
lado de la vertical, permitiendo así en particular acceder, en la
mejor posición, a una eventual soldadura cerca de los bordes
laterales 15a ó 15b del raíl (hueco lateral a llenar).
En la figura 4, se habrá observado que las dos
posiciones representadas (inclinada hacia la izquierda y después
inclinada hacia la derecha) de la antorcha combinan con esta
rotación un desplazamiento en altura.
La moleta de apriete 47 permite fijar la
posición, una vez alcanzado el ángulo.
Para asegurar la soldadura de la zona de raíl 16
dañada (ver figura 3), el plato 37 es móvil, paralelamente al eje
45, en la ranura horizontal 39 respecto a la cual puede también
entrar o salir, según la dirección 51 que es en el ejemplo
perpendicular al eje 45 y horizontal.
Estas dos direcciones, referenciadas
respectivamente X e Y, han sido representadas con esta misma
referencia, respectivamente en las figuras 3 y 4.
El desplazamiento según estas direcciones X y/o Y
de la antorcha, a la velocidad que conviene y en relación con la
operación de soldadura, se efectúa por medio de por lo menos un
motor (motor eléctrico en particular) tal como 52 asociado a una
cremallera.
Eventualmente, este motor (o un motor anexo)
habría podido mandar también el desplazamiento vertical de la
antorcha del cual se ha hablado y/o su posición angular (ángulo
\alpha).
Si, como se ha indicado, la antorcha está montada
amovible con respecto al plato 37, la vaina 28 y la devanadera 29 lo
serán ventajosamente también.
La devanadera 29 puede presentarse como una caja
con una puerta frontal de acceso que permite cargar el hilo forrado
que puede estar en particular dispuesto a la manera de una
bobina.
La realización de la soldadura es controlada y
mandada por la unidad de mando y de control 9 (ver en particular la
figura 5).
La caja 9 comprende en particular una unidad
central con microprocesador 55 a la cual está conectado un teclado
de fachada 57 que comprende unos botones de mandos direccionales 61
y otros botones de mando o de validación, tales como 63 (puede
tratarse de un teclado de 6 teclas, bajo "LEXAN"), y una
pantalla de visualización 59.
Los mandos transmitidos por medio de la caja 57
generan unas instrucciones y activan en particular un "programa de
soldadura" esquematizado en 65.
Desde luego, el desarrollo de las instrucciones
de este programa se realiza a través de la unidad central 55 y de
una unidad de memoria asociada 69.
Para el desarrollo de la soldadura, se ha
representado en la figura 5 que el motor 52 está también conectado a
la caja 9, y en particular a la unidad central 55.
Por otra parte, esta unidad central comunica con
un captador de posición 71 (también denominado "medio de
adquisición de emplazamientos geométricos").
El captador de posición 71 está aquí conectado a
la antorcha 7, así como a la unidad de memoria 69, de manera que
capte y memorice ciertos emplazamientos geométricos a detectar sobre
el raíl, en una fase "preparatoria", previa a la soldadura
efectiva.
La unidad central 55 está también conectada al
motor 30 de alimentación con hilo forrado de la antorcha, la cual
está a su vez conectada a un generador eléctrico 73 adaptado para
generar, durante el tiempo que convenga, una energía eléctrica
(tensión, corriente, ...) apropiada para la obtención de las
condiciones de soldadura buscadas.
El generador eléctrico 73 y el reloj 74 asociado
están dispuestos bajo el mando de la unidad central 55. Partiendo
del generador 73, un hilo 72 alimenta eléctricamente la antorcha
(borne (+) 76), figura 4).
Con una caja 9 así globalmente constituida, una
operación de soldadura puede típicamente realizarse de la manera
siguiente:
En primer lugar, se posiciona el autómata 1 sobre
el raíl 13, enganchando el raíl por medio de los medios de apoyo
11a, 11b ya descritos (ver figura 2).
El autómata así "autoalineado", estando la
antorcha 7 supuesta montada sobre su soporte 37 y por tanto alineada
según el eje 45 sensiblemente común del raíl y de los dos medios de
apoyo 11a, 11b.
En una etapa preparatoria a la soldadura, el
operador actúa entonces sobre la intercara 57 y, con la ayuda de un
botón de mando apropiado tal como el botón 63, dispara la "fase
preparatoria" del programa de soldadura 65, iniciando así la
detección de datos geométricos ligados al emplazamiento 16 a soldar
(ver figura 6).
Más precisamente, el menú del programa 65 lleva
al operador a hacer operativo un primer medio (intercara) de mando
esquematizado 75 que le permitirá mandar a su vez, con los botones
direccionales 61, el desplazamiento de la antorcha 7 (a través del
motor 52, en el ejemplo).
En la figura 5, los punteados 77 marcan el mando
"manual" autorizado.
Inicialmente, la antorcha 7 está en una posición
de origen llamada "posición de referencia" A0 que el operador
puede ajustar, de tal manera que se sitúa en un emplazamiento
característico de la zona 16, por ejemplo en una esquina, como en la
figura 6.
Esta posición A0 será registrada en la memoria
69, por medio del captador de posición 71, en respuesta a una
petición formulada por el programa 65 sobre la pantalla 59.
Un referenciado según los ejes X (45) e Y (51) es
aconsejado y previsto a priori.
Partiendo de esta posición de referencia A0, el
operador mandará un desplazamiento de esta antorcha frente
sensiblemente a la periferia de la zona 16.
Así, pueden ser detectados tres puntos A0, B0,
C0, como se ha representado en la figura 6, a consecuencia por
ejemplo de un desplazamiento según el eje X y después el eje Y.
En particular, tres de los cuatro ángulos de un
paralelogramo pueden ser así detectados y puestos en memoria del
autómata.
\newpage
A partir de estos tres puntos, la unidad central
puede calcular la superficie de la zona 16 a soldar, con referencia
a una forma previamente definida (paralelogramo rectángulo,
triángulo, ...).
Al final de esta etapa "preparatoria de la
soldadura", las detecciones de emplazamiento geométrico
efectuadas por medio del captador 71 son por tanto almacenadas en la
memoria 69.
El operador puede entonces disparar la etapa
siguiente del programa 65.
En respuesta a una petición de instrucciones que
aparece en el visualizador 59, puede en particular iniciar la fase
de "soldadura efectiva".
Previamente, puede sin embargo haber sido útil
efectuar una adaptación en altura y/o angular de la antorcha 7, como
ya se ha explicado.
Una vez alcanzada la posición correcta, el
programa 65 dispara la operación de soldadura automática, esto por
activación de los segundos medios de mando esquematizados en 79,
consecutivamente a una validación por el operador de una etapa del
programa 65 que se ha visualizado en 59.
La unidad central 55, en conexión con la memoria
69, va entonces, a medida que tienen lugar las etapas del programa,
en principio a colocar la antorcha 7 en su posición A0 de
referencia, y después mandar su desplazamiento según los ejes X y/o
Y, a la velocidad requerida para el tipo de soldadura que conviene,
siendo la antorcha alimentada por el generador de energía 73, y
estando asegurado su aprovisionamiento con hilo forrado por el
motor
30.
30.
En función de los datos programados, el
desplazamiento de la antorcha sobre la superficie de la zona 16
puede efectuarse de diferentes maneras, tales como por ejemplo
siguiendo el trayecto indicado en trazos mixtos en la figura 6 (se
observará que la antorcha se desplaza entonces en los límites del
paralelogramo del cual tres de los cuatro vértices corresponden a
los puntos detectados y memorizados: A0, B0, C0).
Diferentes tipos de soldadura existentes (por
ejemplo soldaduras denominadas "TIG": soldadura con corriente
constante y "MIG": con potencial constante), se ha elegido un
tipo de soldadura previamente definido, como por ejemplo la
soldadura "MIG" de la cual una curva tipo: tensión de arco
(V)/intensidad de arco (A) está representada en la figura 7, en
trazo seguido.
Una vez barrida por la antorcha la superficie de
soldadura 16, su desplazamiento se interrumpe (o puede por ejemplo
haberse previsto que el desplazamiento parta desde el punto A0 y
termine en C0).
Pueden ser necesarias entonces varias pasadas,
tales como en particular dos pasadas con, entre ellas, limpieza de
la zona soldada y abrasión de las hinchazones, permitiendo así
obtener, al final de la segunda pasada, el llenado completo del
hueco 16 que, después de una nueva abrasión, dará de nuevo al raíl
una superficie sensiblemente lisa y continua, sin huecos y por tanto
completamente a nivel.
Para proteger al operador, una tapa de protección
amovible (no representada) podrá recubrir la antorcha y la zona de
raíl a soldar.
Obsérvese también que para el control del arco
eléctrico creado, se preverá preferentemente, además de un cable de
alimentación para la tensión de soldadura, un cable de medición de
esta tensión y un cable de medición de la corriente efectivamente
recibidos por la antorcha (cables no representados).
Aunque el funcionamiento de dicha antorcha sea
conocido, se recordará brevemente su principio:
Por el hilo (+) 72, la antorcha es alimentada
eléctricamente. Más precisamente, un patín de rozamiento 78
eléctricamente conductor y conectado al hilo 72 electrifica el hilo
metálico 31 cuya punta sale en 31a, más allá del extremo libre 7a de
la antorcha. La masa está constituida por el raíl 13. La distancia e
entre 31a y el raíl es entonces ajustada para que se cree un arco
eléctrico 80, que asegura el depósito del metal de aportación del
hilo en el hueco 16.
Se ha indicado anteriormente que las
características de soldadura (MIG en el ejemplo) han sido entradas
en el programa de soldadura, en memoria.
Se pueden prever a este respecto varios tipos de
soldadura, realizando el operador la elección de tal o cual tipo,
por medio del teclado en un momento dado del desarrollo del
programa.
Así, un funcionamiento en modo "TIG" puede
ser previsto, con entonces una evolución V/A que puede ser la
indicada en trazos mixtos en la figura 7.
En la figura 5, un "tercer medio de mando"
81 asociado al teclado 57 y conectado a la unidad central 55,
esquematiza el circuito de intercara que permite dicha elección
entre los tipos de soldadura.
Se puede también prever ofrecer al operador una
elección en cuanto al hilo forrado que debe alimentar la
antorcha.
En la figura 5, la referencia 83 esquematiza el
cuarto medio de mando que permitirá al operario hacer conocer al
autómata el tipo de hilo efectivamente en posición en la
devanadera.
Dicha elección puede ser en particular útil para
una intervención sobre un aparato de vía en el que los raíles son
típicamente de un acero diferente del de los "raíles
corrientes", necesitando esto unas condiciones de soldadura, y
por tanto un metal de aportación a través del hilo forrado,
diferentes.
En relación con lo que precede, una solución del
tipo de raíl interesado puede también ser prevista.
Tal es el objeto del "quinto medio de mando"
85 que esquematiza los componentes electrónicos que permiten al
operador indicar al autómata que seleccione, entre varios
subprogramas, el previamente adaptado al tipo de raíl en
cuestión.
Debe observarse que en particular unas elecciones
diferentes en el hilo forrado, el tipo de soldadura (TIG,
MIG, ...), el tipo de raíl (raíl corriente de un cierto acero, aparato de vía de otro acero, ...) pueden inducir unas modificaciones en el modo operativo del motor de alimentación 30 y/o del motor 52, así como en los datos de mando y de control transmitidos por medio de la unidad central 55. Pero esto puede de hecho ser tomado en cuenta, en el programa de soldadura 65.
MIG, ...), el tipo de raíl (raíl corriente de un cierto acero, aparato de vía de otro acero, ...) pueden inducir unas modificaciones en el modo operativo del motor de alimentación 30 y/o del motor 52, así como en los datos de mando y de control transmitidos por medio de la unidad central 55. Pero esto puede de hecho ser tomado en cuenta, en el programa de soldadura 65.
A pesar de todo debe observarse también que, en
particular para una buena adaptación del autómata a la soldadura de
una porción de raíl de aparato de vía, podrá resultar útil motorizar
el bastidor 3 a su vez, y montar este bastidor "sobre
ruedecillas" reemplazando en particular los ganchos de apoyo 11a,
11b por las ruedecillas, tales como la esquematizada en 90 en la
figura 8, para permitir al bastidor rodar a lo largo de los
raíles.
En la práctica, por lo menos serán necesarias
tres ruedecillas, dos ruedecillas para reemplazar los medios 11a,
11b (estando estas dos ruedecillas y la antorcha 7 entonces
sensiblemente alineadas según el mismo eje 45), y una tercera
ruedecilla desplazada en un extremo de un brazo (no representado),
del lado posterior del bastidor, para descansar sobre el otro raíl
paralelo de la vía, tal como el raíl 91 de la figura 1, esto para el
equilibrio del autómata.
En particular, para la reparación de un raíl de
aparato de vía, se aconseja no utilizar el motor 52 de la antorcha
para el desplazamiento longitudinal según el eje de las X (eje 45)
sustituyéndolo, para este movimiento, un motor 93 que acciona las
ruedecillas 90.
Para mandar el motor 93, se ha esquematizado en
la figura 5 la presencia de un conmutador de una motorización 95
(relé) interpuesto entre la unidad central 55 y el motor 52 de la
antorcha, estando este conmutador en conexión operativa con un sexto
medio de mando 47 que el operador dispara, a través del teclado 57,
en respuesta a las instrucciones del programa 65 que pasan frente a
él por la unidad de visualización 59.
Así, si la orden es dada por el operador, la
intercara de mando 97 iniciará, para la soldadura de la zona de raíl
prevista, un desplazamiento de la antorcha y del bastidor según el
eje longitudinal 45 (eje X), tomando el motor 52 puntualmente el
relevo, para el desplazamiento de la antorcha sola según el eje 51
(eje Y), esto tanto durante la fase preparatoria de detección del
contorno de la zona a soldar, como durante la fase de soldadura
misma.
Desde luego, la totalidad o parte de los
"medios de mando" 75, 79, 81, 83, ..., 97 puede ser combinada,
para afinar las condiciones de soldadura (velocidad de
desplazamiento de la antorcha, tensión o corriente suministrada,
duración de la soldadura, velocidad de alimentación de hilo, en
particular).
A este respecto, puede resultar también útil
detectar la temperatura ambiente en el momento de la soldadura.
Es por ello que la adición de una sonda de
temperatura ambiente 99 ha sido prevista en la figura 5, de manera
que entre en la memoria 69 esta información, pudiendo el programa de
soldadura entonces tener en cuenta esta información de temperatura
para adaptar la energía eléctrica suministrada por el generador 73,
en función de las condiciones climáticas exteriores (adaptación de
la energía eléctrica suministrada a la antorcha, la duración de
alimentación de la antorcha con esta energía, incluso a la velocidad
de desplazamiento de esta antorcha).
Podría también estar previsto añadir al autómata
un lector electrónico de datos 101 adaptado para leer por ejemplo un
código de barras inscrito sobre un soporte soportado por, o que se
refiere al raíl a reparar (por ejemplo una
placa).
placa).
Para cualquier información referente a dicho
lector de datos 101 (lápiz óptico por ejemplo) o el captador de
temperatura 99, comprendidas sus condiciones operativas, se puede
hacer referencia a la descripción que se hace de este tipo de medios
en el documento FR-A-2 572 326
(página 4 línea 24 - página 5 línea 28).
Debe quedar claro que la aplicación del autómata
de la invención puede efectuarse sobre los raíles de vías de
ferrocarril, de tranvías, de metros, ..., comprendidos los raíles de
formas diferentes de la ilustrada.
Se observará también que las detecciones
preparatorias para la soldadura (zona 16) podrían ser efectuadas por
un medio de detección específico móvil, reemplazando a la antorcha y
el captador 71. Esta solución no es sin embargo aconsejada.
Por otra parte, para el llenado de la zona 16
(llamada recarga), pueden ser utilizadas diferentes técnicas:
"longitudinal" o "transversal", en particular.
Claims (8)
1. Autómata de soldadura por arco eléctrico, para
el mantenimiento o la reparación de raíles y aparatos de vía,
comprendiendo el autómata un bastidor (3), una instalación de
soldadura que incluye una antorcha (7) para soldar una zona de raíl,
y estando el bastidor provisto de por lo menos dos medios de apoyo
(11a, 11b; 90) sobre un raíl, estando estos dos medios de apoyo y la
antorcha sensiblemente alineados a lo largo de dicho raíl (13) a
soldar, caracterizado porque comprende además:
- -
- unos medios (52, 93) de desplazamiento de la antorcha, para asegurar la movilidad de ésta según dos ejes transversales (X, Y), y
- -
- unos medios de mando (55, 61, 63, 65, 75, 79) conectados a dichos medios de desplazamiento de la antorcha para mandar el desplazamiento de esta antorcha.
2. Autómata según la reivindicación 1,
caracterizado porque: los medios de mando (55, 61, 63, 65,
75, 79) conectados a dichos medios de desplazamiento de la antorcha
mandan el desplazamiento de esta antorcha en dirección según ejes y
en velocidad, comprendiendo estos medios de mando:
- -
- unos primeros medios de mando (75) para mandar un primer desplazamiento de la antorcha frente sensiblemente a la periferia de la zona (16) a soldar, para efectuar en la misma una detección de emplazamientos geométricos (A0, B0, C0), por medio de medios de adquisición (71) conectados a una unidad de memoria (69), a fin de memorizar los emplazamientos geométricos detectados sobre el raíl,
- -
- y unos segundos medios de mando (79), para mandar automáticamente un segundo desplazamiento de la antorcha frente a la zona a soldar, en los límites de la detección efectuada y en función de los emplazamientos geométricos memorizados.
3. Autómata según la reivindicación 1,
caracterizado porque:
- -
- la antorcha (7) está ligada, en el exterior del bastidor (3), a un soporte (25) provisto de medios de regulación (43, 47) en altura y/o angular de la antorcha con respecto a este soporte,
- -
- y el soporte está unido, en el interior del bastidor, a unos medios (52, 93) de desplazamiento de la antorcha, para desplazar ésta a lo largo de un eje longitudinal (45; X) que une dichos dos medios de apoyo y transversalmente a este eje (51; Y), tal como en particular en un plano horizontal.
4. Autómata según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque:
- -
- la antorcha está unida a una vaina (27), a su vez unida a una devanadera (29), en los cuales respectivamente pasa y se devana una bobina de hilo forrado (31), y
- -
- entre la antorcha y la vaina está interpuesto un enderezador de hilo (33a, 33b), para suprimir una curvatura del hilo forrado provocada por su paso por la vaina.
5. Procedimiento de soldadura de una zona
localizada de un raíl, para el mantenimiento o la reparación de
raíles o aparatos de vía, comprendiendo el procedimiento las etapas
siguientes:
- a)
- se posiciona, a lo largo de por lo menos un raíl (13, 97), un autómata (1) de soldadura por arco eléctrico que utiliza unos hilos forrados (31), para el mantenimiento o la reparación de raíles y aparatos de vía, comprendiendo el autómata un bastidor (3), una instalación de soldadura que incluye una antorcha (7) para soldar una zona de raíl, estando el autómata alineado según sensiblemente el eje longitudinal del raíl (45; X),
- b)
- se coloca la antorcha en una posición de referencia (A0) con respecto a la zona (16) a soldar,
- c)
- se detectan unas características geométricas (A0, B0, C0) de la zona a soldar, para obtener unos datos de referencia,
- d)
- se proporcionan estos datos de referencia a una unidad de memoria (69) de la unidad de mando (55), y
- e)
- se dispara un programa (65) de soldadura que tiene en cuenta dichos datos de referencia proporcionados y que induce un desplazamiento de la antorcha (7) sobre la zona a soldar, un aprovisionamiento de la antorcha con hilo forrado y una alimentación eléctrica determinada (73, 74) de dicha antorcha, para la soldadura, dependiendo este aprovisionamiento y esta alimentación de un tipo de soldadura previamente determinado, en función de la tipología del raíl.
\newpage
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque, previamente a la etapa e), se
selecciona por medio de la unidad de mando (9, 83) y entre varias
elecciones, el tipo de hilo forrado (31) correspondiente al
realmente utilizado para la soldadura, y el autómata deduce de
ello:
- -
- las condiciones de aprovisionamiento de la antorcha (7) con hilo, tales como la velocidad de aprovisionamiento,
- -
- las condiciones de alimentación eléctrica (73, 74) de esta antorcha, y
- -
- la velocidad de desplazamiento de dicha antorcha, por lo menos cuando tiene lugar la etapa e).
7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado porque, previamente a la etapa e), se
selecciona por medio de la unidad de mando (9, 85), y entre varias
elecciones, el tipo de raíl a soldar, y el autómata deduce de ello,
en función de la tipología del raíl:
- -
- las condiciones de aprovisionamiento de la antorcha (7) con hilo, tales como la velocidad de aprovisionamiento,
- -
- las condiciones de alimentación eléctrica (73, 74) de esta antorcha, y
- -
- la velocidad de desplazamiento de dicha antorcha, por lo menos cuando tiene lugar la etapa (e).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque:
- -
- cuando tiene lugar la etapa b), se posiciona en altura y/o angularmente la antorcha (7) con respecto a la zona (16) de raíl a soldar, en su posición de referencia (A0),
- -
- cuando tiene lugar la etapa c), se hace desplazar la antorcha a lo largo del contorno de la zona a soldar, para detectar dichas características geométricas,
- -
- luego, cuando tiene lugar la etapa e), después de un reposicionado de la antorcha en su posición de referencia (A0), se hace desplazar esta antorcha frente a la zona a soldar, según el programa de soldadura.
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