ES2287506T3 - Caja de conexion para una instalacion robotica. - Google Patents

Abstract

Caja de desconexión para una instalación robótica, con un medio (34) de acoplamiento, apoyado de forma elástica en una carcasa (33) y unido con elementos de contacto o de conmutación, configurado para la conexión con un cuerpo (28) de soplete y un haz (23) de mangueras o un mango (29) de soplete unido con el haz (23) de mangueras, estando previstas en la carcasa (33), compuesta de dos partes (31, 32), dos aberturas (35, 45) opuestas una a otra para la conexión del medio (34) de acoplamiento con el cuerpo (28) de soplete y para la conexión del medio (34) de acoplamiento con el haz (23) de mangueras o con el mango (26) de soplete, presentando el medio (34) de acoplamiento una superficie (39) de apoyo para el contacto puntual en la carcasa (33), caracterizada porque la superficie (39) de apoyo está unida con los elementos de contacto o de conmutación, de modo que mediante elevación de la superficie (39) de apoyo de la carcasa (33) se activa o desactiva el elemento de contacto o de conmutacióny se transmite una señal del elemento de contacto o de conmutación a un dispositivo de control conectado o a la instalación robótica.

Description

Caja de conexión para una instalación robótica.

La invención se refiere a una caja de desconexión para una instalación robótica, con un medio de acoplamiento, apoyado de forma elástica en una carcasa y unido con elementos de contacto o de conmutación, configurado para la conexión con un cuerpo de soplete y un haz de mangueras o un mango de soplete unido con el haz de mangueras, estando previstas en la carcasa, compuesta de dos partes, dos aberturas opuestas una a otra para la conexión del medio de acoplamiento con el cuerpo de soplete y para la conexión del medio de acoplamiento con el haz de mangueras o con el mango de soplete, presentando el medio de acoplamiento una superficie de apoyo para el contacto puntual en la carcasa.

Del estado de la técnica se conocen dispositivos de detección de colisiones o cajas de desconexión montados directamente en el robot, es decir, en un brazo de robot. En estas cajas de desconexión integradas en el robot se fijan los componentes. La desventaja de lo anteriormente expuesto consiste en que estas cajas de desconexión integradas deben soportar el peso completo de los componentes fijados en las mismas, por lo que deben dimensionarse de forma muy rígida lo que afecta el comportamiento de desconexión.

Del documento US 4 540 869 A se conoce un soplete de soldadura para el uso en un robot de soldadura con una protección contra colisión que presenta un medio de acoplamiento apoyado de forma elástica, configurado para la conexión con un haz de mangueras y un soplete de soldadura. Es desventajoso el tipo de construcción relativamente complicado que sirve también para permitir movimientos radiales del soplete de soldadura.

En el documento JP 7-178546 A se muestra también un soplete de soldadura con protección contra colisión, no estando representada la conexión del haz de mangueras. En caso de fijarse el haz de mangueras en el medio de acoplamiento, la caja de desconexión debe soportar un peso muy alto de los componentes fijados en la misma, lo que afecta el comportamiento de desconexión.

En el documento GB 1 224 180 A se muestra un dispositivo para controlar el movimiento de una herramienta, por ejemplo un soplete de soldadura, en el cual puede montarse un detector para la captación de la trayectoria de movimiento de la herramienta. En un brazo de robot, unido con el detector, están fijados elementos que detectan una colisión del detector con la pieza de trabajo y controlan de forma apropiada los motores del equipo de control del robot. El montaje de los medios para la detección de una colisión en el brazo de robot afecta también de manera desventajosa el comportamiento de desconexión.

En el documento JP 08090481 A se describe una caja de desconexión en forma de objeto, compuesta de una carcasa con un medio de acoplamiento apoyado de forma elástica en la misma y con dos aberturas en la carcasa, moviéndose el medio de acoplamiento en caso de una colisión del soplete de soldadura con la pieza de trabajo accionando como consecuencia un elemento de conmutación. La activación de los elementos de contacto o de conmutación se lleva a cabo indirectamente a través de una barra, por lo que el mecanismo es lento y el tiempo de respuesta aumenta mientras que la sensibilidad disminuye.

El objetivo de la presente invención consiste por lo tanto en la creación de una caja de desconexión independiente que pueda emplearse de forma flexible en cualquier lugar o posición en la instalación robótica. Asimismo, la caja de desconexión debe tener un tipo de construcción lo más sencillo posible y tiene que caracterizarse por una respuesta lo más rápida y fácil posible.

Los objetivos de la invención se logran por el hecho de que la superficie de apoyo está unida con los elementos de contacto o de conmutación, por lo que mediante elevación de la superficie de apoyo de la carcasa se activa o desactiva el elemento de contacto o de conmutación y se transmite una señal del elemento de contacto o de conmutación a un dispositivo de control conectado o a la instalación robótica. En lo anteriormente expuesto es ventajoso que la caja de desconexión pueda disponerse directamente en el soplete de soldadura, es decir, entre los componentes individuales del soplete de soldadura. De esta manera se consigue posicionar la caja de desconexión lo más cerca posible de la zona expuesta a riesgos, por lo que pueden detectarse incluso colisiones ligeras. Otra ventaja consiste en que el haz de mangueras o el mango de soplete puede unirse con la caja de desconexión, de modo que éste absorbe el peso de los componentes, por lo que el medio de acoplamiento de la caja de desconexión, apoyado de forma elástica, sólo debe dimensionarse para el peso del cuerpo de soplete. El apoyo puntual del medio de acoplamiento en la carcasa garantiza un comportamiento de respuesta rápido de la caja de desconexión ya que, al producirse una colisión, ésta se detecta inmediatamente por la abertura de uno de los apoyos puntuales y mediante una disposición apropiada de elementos de contacto o de elementos de conmutación puede llevarse a cabo un control apropiado de la instalación robótica. Se consigue por lo tanto un muy buen comportamiento de respuesta.

Otras configuraciones ventajosas se describen en las reivindicaciones 2 a 11. Las ventajas resultantes se desprenden de la descripción.

La presente invención se explica más detalladamente con referencia a los dibujos adjuntos que representan un ejemplo de realización de la caja de desconexión.

Las figuras muestran:

Fig. 1 Representación esquemática de una máquina de soldadura o de un equipo de soldadura.

Fig. 2 Representación esquemática de una disposición de la caja de desconexión en el soplete de soldadura entre el cuerpo de soplete y el haz de mangueras.

Fig. 3 Otra representación de una disposición de la caja de desconexión en el soplete de soldadura entre el cuerpo de soplete y el mango de soplete.

Fig. 4 Vista frontal de la caja de desconexión sin los componentes conectados.

Fig. 5 Vista en corte a través de la caja de desconexión según las líneas V-V en la figura 4.

Fig. 6 Vista en corte a través de la caja de desconexión según las líneas VI-VI en la figura 4.

Fig. 7 Vista en corte a través de la caja de desconexión según las líneas VII-VII en la figura 4.

En la figura 1 se muestra un equipo 1 de soldadura o una instalación de soldadura para los procesos o procedimientos más diversos, como por ejemplo soldadura MIG/MAG o soldadura WIG/TIG o procedimientos de soldadura con electrodos, procedimientos de soldadura con alambre doble o tándem, procedimientos de plasma o procedimientos de soldadura indirecta, etc. Naturalmente es posible emplear la solución conforme a la invención en una fuente de corriente o en una fuente de corriente de soldadura.

El equipo 1 de soldadura comprende una fuente 2 de corriente con un equipo 3 de potencia, un dispositivo 4 de control y un elemento 5 de conmutación asignado al equipo 3 de potencia o al dispositivo 4 de control. El elemento 5 de conmutación o el dispositivo 4 de control está unido con una válvula 6 de control dispuesta en una tubería 7 de alimentación para un gas 8, en particular un gas inerte como por ejemplo CO_{2}, helio o argón o similar, entre un acumulador 9 de gas y un soplete 10 de soldadura o un soplete.

Asimismo, el dispositivo 4 de control puede controlar un equipo 11 de avance de alambre, que es usual en la soldadura MIG/MAG, suministrándose un material de aporte o un alambre 13 para soldar desde un tambor 14 de reserva a la zona del soplete 10. Naturalmente es posible, tal como se conoce del estado de la técnica, que el equipo 11 de avance de alambre esté integrado en el equipo 1 de soldadura, en particular en la carcasa base y no esté configurado como equipo adicional tal como se muestra en la figura 1.

También es posible que el equipo 11 de avance de alambre suministre el alambre 13 para soldar o el material de aporte desde fuera del soplete 10 de soldadura al lugar de proceso, estando previsto para este fin preferentemente un electrodo no fundible en el soplete 10 de soldadura tal como es usual en la soldadura WIG/TIG.

La corriente para establecer un arco voltaico 15, en particular un arco voltaico de trabajo, entre el alambre 13 para soldar y una pieza 16 de trabajo se suministra a través de una línea 17 de soldadura del equipo 3 de potencia de la fuente 2 de corriente al soplete 10 de soldadura, estando unida la pieza 16 de trabajo a soldar, que se compone de varias piezas, también con el equipo 1 de soldadura, en particular con la fuente 2 de corriente, a través de otra línea 18 de soldadura por lo que a través del arco voltaico 15 o el chorro de plasma formado se puede establecer un circuito de corriente para un proceso.

Para la refrigeración del soplete 10 de soldadura es posible conectar el soplete 10 con interconexión de un guardaflujos 20 con un recipiente de líquido, en particular un recipiente 21 de agua, por lo que con la puesta en servicio del soplete 10 de soldadura se activa el circuito 19 de refrigeración, en particular arranca una bomba dispuesta en el recipiente 21 de agua, por lo que es posible refrigerar el soplete 10 de soldadura.

El equipo 1 de soldadura presenta además un dispositivo 22 de entrada y salida que permite configurar o llamar los más diversos parámetros de soldadura, modos de servicio o programas de soldadura del equipo 1 de soldadura. Los parámetros de soldadura, modos de servicio o programas de soldadura configurados mediante el dispositivo 22 de entrada y/o salida se transmiten al dispositivo 4 de control y éste controla a continuación los distintos componentes de la instalación de soldadura o del equipo 1 de soldadura.

En el ejemplo de realización representado, el soplete 10 de soldadura está unido además con el equipo 1 de soldadura o la instalación de soldadura a través de un haz 23 de mangueras. En el haz 23 de mangueras están dispuestas las distintas líneas entre el equipo 1 de soldadura y el soplete 10 de soldadura. El haz 23 de mangueras se conecta por medio de un dispositivo de acoplamiento 24 o una conexión central con el soplete 10 de soldadura, mientras que las líneas individuales en el haz 23 de mangueras están unidas con los contactos individuales del equipo 1 de soldadura a través de tomas de conexión o conectores enchufables. Para garantizar una descarga de tracción del haz 23 de mangueras, el haz 23 de mangueras está unido con una carcasa 26, en particular con la carcasa base del equipo 1 de soldadura, a través de un dispositivo 25 de descarga de tracción. Naturalmente es posible que el dispositivo de acoplamiento 24 pueda emplearse también para la unión en el equipo 1 de soldadura.

Generalmente debe mencionarse que para los distintos procedimientos de soldadura o equipos 1 de soldadura, como por ejemplo equipos WIG o equipos MIG/MAG o equipos de plasma, no es preciso incorporar o usar todos los componentes anteriormente mencionados.

En las figuras 2 y 3 se muestra un ejemplo de aplicación de una caja 27 de desconexión en una instalación robótica, en particular una instalación de soldadura. La caja 27 de desconexión se dispone directamente en el soplete 10 de soldadura, estando dispuesta en la figura 2 entre un cuerpo 28 de soplete y un haz 23 de mangueras, y en la figura 3 entre el cuerpo 28 de soplete y un mango 29 de soplete, por ejemplo con un dispositivo de avance de alambre integrado, en el cual está conectado el haz 23 de mangueras. El soplete 10 de soldadura con la caja 27 de desconexión integrada se fija con un medio 30 de fijación en una instalación robótica (no representada).

La aplicación de la caja 27 de conexión directamente en el soplete 10 de soldadura tiene la ventaja de que la caja 27 de desconexión tiene que soportar un peso inferior, por lo que se consigue un mejor comportamiento de desconexión en el caso de producirse una colisión. Asimismo, mediante la caja 27 de desconexión independiente se consigue una adaptación óptima respecto a la disposición de la caja 27 de desconexión, ya que ésta puede emplearse en los puntos más diversos de la instalación robótica. También es posible emplear la caja 27 de desconexión de tal manera que no se conecten componentes de soldadura, sino que ésta se usa, por ejemplo, entre el brazo de robot y el medio 30 de fijación del soplete 10 de soldadura.

En las otras figuras 4 a 7, la caja 27 de desconexión se muestra en detalle esquemáticamente, estando apoyado de forma elástica un medio 34 de acoplamiento en una carcasa 33 compuesta de dos partes 31, 32. El medio 34 de acoplamiento está configurado para la conexión del soplete 10 de soldadura, en particular de sus componentes y del haz 23 de mangueras, estando realizado en el medio 34 de acoplamiento una conexión central o un dispositivo de acoplamiento usual en la técnica de soldadura para la unión del haz 23 de mangueras con el soplete 10 de soldadura. La función de la caja 27 de desconexión consiste en detectar una colisión, estando configurada la caja 27 de desconexión como módulo compacto y, por lo tanto, como componente independiente que puede disponerse de forma apropiada en función del ámbito de aplicación.

La caja 27 de desconexión está construida de tal manera que el medio 34 de acoplamiento está apoyado de forma elástica en la carcasa 33 compuesta de dos partes 30 y 31, sobresaliendo el medio 34 de acoplamiento de la carcasa 33 a través de una abertura mientras que el otro extremo del medio 34 de acoplamiento puede terminar en el interior de la carcasa 33. En el extremo sobresaliente del medio 34 de acoplamiento puede fijarse el cuerpo 28 de soplete. En el interior de la carcasa 33 está constituido un hueco 36. Preferentemente, el medio 34 de acoplamiento está aislado respecto a la carcasa 33, por lo que a través del medio 34 de acoplamiento puede transmitirse energía eléctrica, en particular la corriente de soldadura. Para este fin, en el ejemplo de realización representado está dispuesto un anillo aislante 37. En el medio 34 de acoplamiento pueden estar dispuestos conductos 38 que permiten transmitir los medios suministrados, como por ejemplo el líquido de refrigeración, el gas protector, etc., de un lado del medio 34 de acoplamiento al otro lado garantizando de esta manera el funcionamiento del soplete 10 de soldadura. Asimismo, el medio 34 de acoplamiento presenta una superficie 39 de apoyo para el contacto puntual con la carcasa 33, constituida en el ejemplo de realización representado por un anillo exterior 40 con una sección transversal en forma de L fijado en el anillo aislante 37. Este anillo exterior 40 con sección transversal en forma de L puede estar realizado de forma perimetralmente continua o puede formar también sólo algunas secciones. De esta manera se consigue, por un lado, que el medio 34 de acoplamiento esté asegurado contra deslizamiento hacia fuera de la carcasa 33 y, por otro lado, que pueda formarse un apoyo puntual en la carcasa 33. Es esencial que el medio 34 de acoplamiento sólo se apoye de manera puntual en la carcasa 33 por lo que, en el caso de producirse una colisión, uno de los puntos se levanta de la carcasa 33. Naturalmente, también es posible que el anillo exterior 40 esté formado por el medio 34 de acoplamiento.

Para conseguir un apoyo o contacto puntual en la carcasa 33, en el anillo exterior 40 están dispuestos resaltes 41, creándose de esta manera un apoyo o contacto puntual en la carcasa 33. También es posible disponer en vez de los resaltes 41 otros elementos distanciadores, como por ejemplo bolas, para formar un apoyo puntual entre la superficie 39 de apoyo y la carcasa 33. Preferentemente se disponen tres o cinco resaltes 41. La fijación del medio 34 de acoplamiento se lleva a cabo mediante una unión a rosca 42 con el anillo exterior 40 o la superficie 39 de apoyo, estando dispuesto un elemento de resorte 44 entre una cabeza 43 de tornillo y el anillo exterior 40 o la superficie 39 de apoyo. De esta manera, el medio 34 de acoplamiento completo está apoyado de forma elástica, por lo que el medio 34 de acoplamiento se desplaza durante una colisión de las piezas conectadas, en particular del cuerpo 28 de soplete, con un objeto fijo. Para poder detectar esta colisión, con los resaltes 41 o la superficie 39 de apoyo están unidos elementos de contacto o elementos de conmutación (no representados), por lo que mediante la elevación de un solo resalte 41 de la carcasa 33 se activa o desactiva el elemento de contacto y se transmite una señal del elemento de contacto o del elemento de conmutación a un dispositivo 4 de control conectado, o al robot.

Asimismo, en el lado opuesto de la salida del medio 34 de acoplamiento está dispuesta también una abertura 45 en la carcasa 33 que permite introducir en la carcasa 33 y el medio 34 de acoplamiento las líneas agrupadas en el haz 23 de mangueras. Preferentemente, se dispone además un resalte o una rosca 46 para poder unir una manguera exterior del haz 23 de mangueras con la carcasa 33. De esta manera se consigue que el peso del haz 23 de mangueras no actúe directamente en el medio 34 de acoplamiento sino que se transmita a la carcasa 33 de la caja 27 de desconexión. De este modo es posible dimensionar los elementos de resorte 44 para el apoyo del medio 34 de acoplamiento de forma menos rígida, lo que mejora esencialmente el comportamiento de respuesta de la caja 27 de desconexión.

En general puede decirse que la caja 27 de desconexión sirve para detectar una colisión entre el cuerpo 28 de soplete fijado en la caja 27 de desconexión y un objeto. Esto se lleva a cabo mediante un desplazamiento o movimiento del medio 34 de acoplamiento en el interior de la carcasa 33, por lo que se levanta un resalte 41 y se emite una señal. Lo esencial es que el medio 34 de acoplamiento esté apoyado de tal manera en la carcasa 33 que, al producirse una colisión, tenga lugar un desplazamiento definido, en particular una elevación de los apoyos puntuales en la carcasa 33 de la caja 27 de desconexión. De esta manera es posible realizar una detección del movimiento del medio 34 de acoplamiento mediante una disposición sencilla de elementos de contacto o elementos de conmutación, por lo que se simplifica esencialmente el tipo de construcción.

Claims (11)

1. Caja de desconexión para una instalación robótica, con un medio (34) de acoplamiento, apoyado de forma elástica en una carcasa (33) y unido con elementos de contacto o de conmutación, configurado para la conexión con un cuerpo (28) de soplete y un haz (23) de mangueras o un mango (29) de soplete unido con el haz (23) de mangueras, estando previstas en la carcasa (33), compuesta de dos partes (31, 32), dos aberturas (35, 45) opuestas una a otra para la conexión del medio (34) de acoplamiento con el cuerpo (28) de soplete y para la conexión del medio (34) de acoplamiento con el haz (23) de mangueras o con el mango (26) de soplete, presentando el medio (34) de acoplamiento una superficie (39) de apoyo para el contacto puntual en la carcasa (33), caracterizada porque la superficie (39) de apoyo está unida con los elementos de contacto o de conmutación, de modo que mediante elevación de la superficie (39) de apoyo de la carcasa (33) se activa o desactiva el elemento de contacto o de conmutación y se transmite una señal del elemento de contacto o de conmutación a un dispositivo de control conectado o a la instalación robótica.

2. Caja de desconexión de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la carcasa (33) está dispuesta entre el cuerpo (28) de soplete y el haz (23) de mangueras.

3. Caja de desconexión de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la carcasa (33) está dispuesta entre el cuerpo (28) de soplete y el mango (29) de soplete en el cual está conectado el haz (23) de mangueras.

4. Caja de desconexión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el medio (34) de acoplamiento está aislado respecto a la carcasa (33).

5. Caja de desconexión de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el medio (34) de acoplamiento sobresale de la abertura (35) de la carcasa (33), mientras que el otro extremo del medio (34) de acoplamiento termina en el interior de la carcasa (33).

6. Caja de desconexión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la superficie (39) de apoyo está configurada directamente en el medio (34) de acoplamiento.

7. Caja de desconexión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la superficie (39) de apoyo está formada por un anillo exterior (40) con una sección transversal en forma de L.

8. Caja de desconexión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque en el anillo exterior (40) o en la superficie (39) de apoyo están dispuestos varios resaltes (41) para el apoyo puntual en la carcasa (33).

9. Caja de desconexión de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la fijación del medio (34) de acoplamiento con una unión (42) a rosca se lleva a cabo mediante el anillo exterior (40) o la superficie (39) de apoyo, estando dispuesto entre una cabeza (43) de tornillo y el anillo exterior (40) o la superficie (39) de apoyo un elemento (44) de resorte.

10. Caja de desconexión de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque los resaltes (41) están unidos con los elementos de contacto o de conmutación.

11. Caja de desconexión de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque en un lado de la carcasa (33) está dispuesta una prolongación o una rosca (46) para la unión con una manguera exterior del haz (23) de mangueras.