ES2266392T3 - Procedimiento para la union de piezas de carroceria con una costura de soldadura. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de unión de una primera pieza de carrocería y de una segunda pieza de carrocería con una soldadura de unión sobre una junta de soldadura (17), con un dispositivo de ajuste y de medición para la obtención de datos específicos para una pieza, efectuándose la obtención mediante técnica de medición de la geometría de los contornos de la pieza mediante captadores de medida ópticos o de láser o táctiles del tipo de cámaras (14) o de captadores, estando la primera pieza de carrocería formada por dos piezas de pared lateral (5) de una carrocería bruta distantes una de la otra y que presentan cada una un larguero lateral de techo (7) y siendo la segunda pieza de carrocería una brida de conexión de pieza de techo (12) respectiva de una pieza de techo plano (6).
Description
Procedimiento para la unión de piezas de
carrocería con una costura de soldadura.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de unión de una primera pieza de carrocería y de una
segunda pieza de carrocería con una soldadura de unión sobre una
junta de soldadura de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1. Un procedimiento similar se describe en la patente US A
5380978.
Con otro procedimiento de la patente DE 195 23
005 A1, se conoce formar un vierteaguas para la lluvia en el paso
del techo a las piezas laterales de una carrocería de vehículo,
estando unidas por la parte superior mediante una soldadura por
láser chapas de la pieza de techo y piezas de la pared lateral que
se solapan entre sí en la zona del vierteaguas para la lluvia.
Concretamente, mediante una cara lateral parada por una pieza de
techo y una brida formada sobre las paredes laterales, se forma una
garganta que está soldada por media de un rayo láser. En su caso,
pueden utilizarse hilos suplementarios a este efecto en un
procedimiento de soldadura por láser. Así, debe obtenerse una unión
estable con una soldadura de unión que no necesita retoque
posterior.
Esto no debe sin embargo obtenerse más que
cuando antes de la unión, las piezas adyacentes son llevadas una
hacia la otra correctamente en su sitio con una junta de soldadura
con una pequeña dimensión de junta. Para una unión de soldadura por
láser, debe garantizarse una dimensión de junta de 0 mm a +0,2 mm
como máximo para una soldadura de unión óptima y fiable, debiendo
buscarse una junta nula. Además, para una buena impresión de tal
paso, deben garantizarse contornos de borde y de moldura regulares y
precisos, de forma, que antes de la unión, se asegure una posición
relativa precisa correspondiente de las piezas. Estas condiciones no
pueden ser siempre respetadas en razón de las tolerancias de
fabricación de las piezas de chapa empleadas aquí, de forma que los
resultados de la unión pueden ser parcialmente insatisfactorios.
La patente DE 37 20 344 A1 describe un
procedimiento de fabricación para una carrocería bruta de vehículo,
en la cual un armazón es ensamblado primero y a continuación piezas
laterales son fijadas sobre el armazón. Se ha hecho referencia a la
problemática de que las distancias transversales entre las piezas
laterales, particularmente al nivel de las extremidades de las
columnas superiores, pueden variar en razón de las tolerancias de
forma y de adaptación. Las desviaciones de medida deben ser, por
consiguiente, evitadas para esto, con el fin de que se produzca un
marco de techo separado que pueda entonces ser integrado en el
armazón y ser fijado a las dimensiones precisas utilizando un
calibre. Las desviaciones de medida en las zonas de unión que están
limitadas por las tolerancias de la pieza de techo en un plano
situado ulteriormente sobre el marco de techo, no pueden, por
consiguiente, ser así eliminadas.
Gracias a las patentes DE 198 06 963 A1 y DE 33
46 523 C2 se conocen además procedimientos y dispositivos para la
aportación, la tensión y la mecanización, particularmente la
soldadura de geometría, de piezas para la fabricación automatizada
de carrocerías brutas en una o varias estaciones de mecanización
empleando robots. A este efecto, se conoce de la patente DE 33 46
523 C2, para obtener juntas de soldadura de una anchura de junta
pequeña, insertar mediante pretensión una pieza de techo con bridas
de conexión de pieza de techo laterales acodadas hacia abajo entre
largueros laterales de techo opuestos. Curvados en función de las
tolerancias están sin embargo asociados, los cuales a su vez
conducen a desviaciones de medida que no son aceptables o que pueden
provocar tensiones propias importantes en la pieza de
construcción.
El objeto de la invención es perfeccionar un
procedimiento conforme al genérico para la unión de piezas de
carrocería, particularmente largueros laterales de techo con una
pieza de techo de forma que se alcancen una unión estable y una
posición precisa definida de una junta de soldadura.
Este objeto se alcanza mediante las
características de la reivindicación 1.
De acuerdo con la reivindicación 1, las piezas
de la carrocería al nivel de la junta de soldadura son mantenidas en
zonas de tensión por medio de unidades de ajuste y de tensión que
son ajustadas de manera que sean desplazables en función de los
contornos de pieza presentes y obtenidas mediante una técnica de
medición para un ajuste recíproco de los contornos de pieza y de
adaptación de los contornos de pieza para una eliminación extendida
de las tolerancias de piezas en la zona de junta de soldadura.
Después de tal ajuste recíproco de los contornos de pieza y una tal
adaptación de los contornos de pieza, las piezas son ajustadas una
hacia la otra con una junta de soldadura con una pequeña dimensión
de junta, particularmente como junta nula.
Para un ajuste tal y una adaptación tal
regulados de los contornos de pieza por medio de unidades de ajuste
y de tensión que forman la junta de soldadura, directamente delante
y conservando la posición de ajuste de las unidades de ajuste y de
tensión durante la ejecución de la unión, pueden eliminarse
tolerancias de la mejor manera posible en la zona de junta de
soldadura, de forma que puedan producirse uniones estables y con una
posición correctamente en su sitio.
Perfeccionamientos ventajosos del procedimiento
de acuerdo con la reivindicación 1 están contenidos en las
reivindicaciones dependientes 2 a 8.
La invención se explica con la ayuda de las
figuras, en las cuales:
La figura 1 es una representación esquemática de
una estación de soldadura por láser para aplicar una junta de
soldadura entre una pieza de pared lateral y una pieza de techo,
la figura 2 es una representación esquemática de
una unidad de ajuste y de tensión para la pieza de pared
lateral,
la figura 3 es una representación esquemática de
una unidad de ajuste y de tensión para una pieza de techo, y
la figura 4 es una representación en corte
esquemática en un sentido transversal del vehículo al nivel de la
pieza de techo.
En la figura 1, se representa esquemáticamente
una estación de soldadura por láser 1. La base de la estación de
soldadura por láser 1 es un montaje de estación de soldadura por
láser 2 fabricado como pórtico de acero. Sobre éste está situado de
manera lateral un soporte de pared lateral 3 y sobre el lado
superior un soporte de techo 4. Sobre el soporte de pared lateral 3,
una pieza de pared lateral 5 puede ser llevada y bloqueada
correctamente en su sitio, sobre el soporte de techo 4, una pieza de
techo 6 puede ser llevada y bloqueada correctamente en su sitio. La
pieza de pared lateral 5 posee un larguero lateral de techo 7 y al
nivel de una columna A 8, de una columna B 9 y de una columna C 10,
una zona de tensión respectiva 11 al nivel del larguero lateral de
techo 7. Sobre la pieza de techo 6, una brida de conexión de pieza
de techo 12 respectiva está formada lateralmente en el sentido
longitudinal del vehículo. Al nivel de la columna A 8, de la columna
B9 y de la columna C 10, se forman zonas de tensión 13 en la brida
de conexión de pieza de techo 12. Sobre el soporte de pieza de techo
4 y sobre el soporte de pared lateral 3, se sitúan cámaras 14 par
recibir el contorno de pieza respectivo. Sobre el soporte de pared
lateral 3 se sitúan tres unidades de ajuste y de tensión de pared
lateral 15 que se acoplan sobre las zonas de tensión 11 de la pieza
de pared lateral 5 al nivel de la columna A 8, de la columna B 9 y
de la columna C 10. Sobre el soporte de pieza de techo 4 se sitúan
tres unidades de ajuste y de tensión de pieza de techo 16 que se
acoplan sobre las zonas de tensión 13 de la brida de conexión de
pieza de techo 12. El soporte de pared lateral 3 y el soporte de
pieza de techo 4 pueden ser desplazados uno contra el otro con las
piezas situadas encima, la pieza de pared lateral 5 y la pieza de
techo 6, de modo que pueda formarse una junta de techo 17. La
segunda pieza de pared lateral del vehículo, los elementos de
mantenimiento del soporte de pieza de techo 4 con los cuales la
pieza de techo 6 es mantenida sobre el soporte de pieza de techo 4 y
un robot con una cabeza de soldadura por láser para aplicar una
soldadura de unión entre la pieza de pared lateral 5 y la pieza de
techo 6, no están representados por razones de claridad.
La unidad de ajuste y de tensión de pared
lateral 15 está representada esquemáticamente en la figura 2. Por
medio de un accionamiento de un eje de bola 18, una corredera 19
puede ser desplazada en el sentido transversal 20 del vehículo. Con
el accionamiento de un eje de bola 18, se puede alcanzar una
precisión de posición de \pm0,02 mm. Un dispositivo de tensión 21
se sitúa sobre la corredera 19, el cual se acopla sobre la zona de
tensión 11 de la pieza de pared lateral 5. Por ejemplo, en la figura
2, la columna B 9 de la pieza de pared lateral 5 está representada
por trazos discontinuos al nivel del larguero lateral de techo
7.
La unidad de ajuste y de tensión de pieza de
techo 16 está representada esquemáticamente en la figura 3. Por
medio de un accionamiento de un eje de bola 22, una corredera 23
puede ser desplazada en el sentido vertical 24 del vehículo. Con el
accionamiento de un eje de bola 22, se puede alcanzar una precisión
de posición de \pm0,02 mm. Una pieza de contorno 25 con un disco
de aspiración 26 integrado está situada sobre la corredera para
mantener la pieza de techo 6. La pieza de contorno 25 está adaptada
en forma de manera correspondiente al nivel de la pieza de techo 6.
Un corte de la pieza de techo está representado por trazos
discontinuos.
La figura 4 representa un corte esquemático en
el sentido transversal del vehículo al nivel de la pieza de techo 6.
En la mitad izquierda de la figura 4, la pieza de techo 6 está
representada todavía retirada con relación a la pieza de pared
lateral 3. Esto representa la posición de medición y de ajuste 27.
Un ajuste y una adaptación potenciales y regulados en la junta de
soldadura que está representada como junta de soldadura 17, están
dibujados mediante la flecha doble en el sentido transversal 20 del
vehículo y en el sentido vertical 24 del vehículo. En la mitad
derecha de la figura 4, la pieza de techo 6 y la pieza de pared
lateral 5 están representadas en su posición de soldadura por láser
28. Con una cabeza de soldadura por láser 29 representada por trazos
discontinuos, se aplica una soldadura por láser para soldar 30 a lo
largo de la junta de techo 17 con el fin de unir la pieza de techo 6
a la pieza de pared lateral 5.
La pieza de techo 6 situada sobre el soporte de
pieza de techo 4 y las piezas de pared lateral 5 que son mantenidas
sobre los soportes de pared lateral 3, son situadas de tal forma
sobre el montaje de estación de soldadura por láser 2, que
corresponden a la posición de medición y de ajuste 27. Esto
significa que al nivel de la junta de techo 17 que está formada
entre la brida de conexión de pieza de techo 12 de la pieza de techo
6 y el larguero lateral de techo 7 de la pieza de pared lateral 5,
se obtiene una hendidura de medición y de marcado 31 de un tamaño de
aproximadamente 5 mm a 10 mm. Por medio de la cámara 14, son
obtenidos los diferentes contornos de pieza pertinentes de la pieza
de techo 6 y de la pieza de pared lateral 5, siendo los datos de
medición obtenidos proporcionados como valores reales de un
dispositivo de medición y de ajuste no representado aquí. Estos
valores reales son comparados con valores de referencia de contorno
y se calculan medidas de corrección. Tras la modificación de las
medidas de corrección en valores de ajuste para la unidad de ajuste
y de tensión de pared lateral 15 y la unidad de ajuste y de tensión
de pieza de techo 16, éstos son empleados para una eliminación
regulada de las tolerancias de pieza al nivel de la junta de techo
17. Esto significa que las unidades de ajuste y de tensión 15 y 16
que se acoplan sobre las zonas de tensión 13 de la pieza de
techo 6 y las zonas de tensión 11 de la pieza de pared lateral 5,
ajustan la pieza de techo 6 respectivamente con la pieza de pared
lateral 5 en el sentido transversal 20 del vehículo y en el sentido
vertical 24 del vehículo y se adaptan al contorno de pieza para un
paralelismo óptimo. Después de haber terminado los ajustes y las
adaptaciones, la pieza de techo 6 es llevada en ajuste preciso con
una junta nula entre los dos largueros laterales de techo 7 de la
pieza de pared lateral 5, lo que significa que la junta de techo 17
es así formada mediante el procedimiento de unión. Durante el
procedimiento de aportación, las posiciones de ajuste de las
unidades de ajuste y de tensión 15 y 16 son conservadas. Así, las
tolerancias en la zona de junta de techo pueden ser eliminadas de la
mejor manera posible, de forma que puedan producirse uniones óptimas
estables, correctas y precisas. Mediante la cabeza de soldadura por
láser 29, puede ahora llevarse a cabo la soldadura por láser para
soldar 30 a lo largo de la junta de techo 17.
Claims (8)
1. Procedimiento de unión de
una primera pieza de carrocería y de una segunda pieza de carrocería
con una soldadura de unión sobre una junta de soldadura (17), con un
dispositivo de ajuste y de medición para la obtención de datos
específicos para una pieza, efectuándose la obtención mediante
técnica de medición de la geometría de los contornos de la pieza
mediante captadores de medida ópticos o de láser o táctiles del tipo
de cámaras (14) o de captadores, estando la primera pieza de
carrocería formada por dos piezas de pared lateral (5) de una
carrocería bruta distantes una de la otra y que presentan cada una
un larguero lateral de techo (7) y siendo la segunda pieza de
carrocería una brida de conexión de pieza de techo (12) respectiva
de una pieza de techo plano (6),
caracterizado
porque las piezas de pared lateral (5) son
llevadas a una estación de soldadura por láser (1) y bloqueadas
correctamente en su sitio sobre un soporte de pared lateral (3) en
un montaje de estación de soldadura por láser (2), estando previstas
unidades de ajuste y de tensión de pared lateral (15) separadas una
con relación a la otra sobre el soporte de pared lateral (3), que se
acoplan sobre zonas de tensión (11) de las piezas de pared lateral
(5) y mantienen a éstas,
porque la pieza de techo (6) es mantenida por
medio de unidades de ajuste y de tensión de pieza de techo (16) de
un soporte de pieza de techo (4) que se acopla en zonas de tensión
(13) y es llevada hacia arriba (sentido Z) a la zona superior y
entre los largueros laterales de techo (7) de forma que entre los
largueros laterales de techo (7) y las bridas de conexión de pieza
de techo (12), se forme una hendidura de medición y de marcado (31)
respectiva en la zona de las juntas de soldadura (17) que se van a
formar, las cuales son geométricamente medidas por medio de los
captadores (14), siendo los datos de medida conseguidos
proporcionados como valores reales de un dispositivo de medición y
de ajuste, en el cual valores reales son comparados con valores de
consigna de contorno y se calculan medidas de corrección,
porque, en función de las medidas de corrección
con un algoritmo de ajuste, se obtienen valores de ajuste para un
ajuste de contorno de pieza y/o una adaptación recíproca de contorno
de pieza al nivel de las hendiduras de medida y de marcaje (31) que
pueden ser modificadas por medio de las unidades de ajuste y de
tensión (15, 16),
porque después de haber terminado y establecido
los ajustes y las adaptaciones, la pieza de techo (6) es llevada con
las bridas de conexión de pieza de techo (12) entre los largueros
laterales de techo (7) para formar las juntas de soldadura (17)
ajustadas,
y
y
porque, finalmente, es aplicada al nivel de las
juntas de soldadura (17), la soldadura de unión (30).
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1,
caracterizado porque la soldadura de
unión está realizada mediante soldadura fuerte por láser (30) o
mediante soldadura por láser con materia suplementaria.
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque después de haber
terminado los ajustes y las adaptaciones, las piezas (5, 6) son
situadas sobre la junta de soldadura (17) y porque es aplicada la
soldadura de unión (30).
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque los sentidos de
ajuste (20) de las unidades de ajuste y de tensión de pared lateral
(15) son ajustados sensiblemente paralelos al eje para un primer
contorno de pieza y los sentidos de ajuste (24) de los dispositivos
de ajuste y de tensión de pieza de techo (16) para el segundo otro
contorno de la pieza, están sin embargo desplazados 90º,
paralelamente al eje con relación a los primeros sentidos de ajuste
(20).
5. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque las unidades de
ajuste y de tensión de pared lateral (15) se acoplan cada una con un
sentido de ajuste en el sentido transversal del vehículo (20)
(sentido Y) sobre un larguero lateral de techo (7) para colocar en
su sitio un camino de ajuste establecido y realizar un ajuste y una
adaptación por presión o tensión,
porque sobre el montaje de estación de soldadura
por láser (2) y/o sobre el soporte de pieza de techo (4), se sitúan
las unidades de ajuste y de tensión de pieza de techo (16), que se
acoplan cada una con un sentido de ajuste en el sentido vertical
(24) (sentido Z) para colocar en su sitio un camino de ajuste
establecido y con éstos realizar un ajuste y una adaptación por
presión o tensión, y
porque se aplica una soldadura de unión o en
forma de soldadura por láser (30) por la parte superior con una
cabeza de soldadura por láser (29) respectiva conducida por un
robot.
6. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5,
caracterizado porque respectivamente al
nivel de una columna A, B y C (8, 9, 10), se sitúa una unidad de
ajuste y de tensión de pared lateral (15) con una unidad de ajuste y
de tensión de pieza de techo (16) asociada y una disposición de
cámara (14) atribuida.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque una unidad de ajuste
y de tensión (15, 16) presenta una disposición de correderas con una
guía de correderas que puede ser fijada estacionaria y un
accionamiento de husillo de rótula (18, 22) así como correderas
mantenidas de manera ajustable (19, 23) sobre la guía de correderas
con al menos un dispositivo de tensión de extremidad (21, 26).
8. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo de
tensión presenta elementos de pinza y/o discos de aspiración (26)
y/o superficies de aplicación (25) adaptadas a cada contorno de
4.
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