ES2304052T3 - Cambiador de capsulas de soldadura por puntos. - Google Patents
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Abstract
Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos (1), constituido por un extractor de cápsulas (2) y dos cargadores de cápsulas (3, 3A), en el que el extractor de cápsulas (2) presenta una elemento de sujeción (20) con unas mordazas pivotantes (21, 22) sometidas a la presión de un muelle, de tal modo que al girar y efectuar un movimiento de extracción en dirección axial el extractor puede separar una cápsula (K) para soldadura por puntos de una pinza de soldadura por puntos, que previamente ha sido insertada mediante giro quedando aprisionada, del vástago de la pinza de soldar, y en el que los cargadores de cápsulas (3, 3A) alojan las cápsulas de soldadura por puntos en un soporte de cápsulas (31), orientadas direccionalmente, de tal modo que mediante una fuerza de avance (P) se lleva individualmente cada una de las mismas, sucesivamente, hasta un tope (32) en una posición de acceso, desde la cual pueden enroscarse en el vástago libre de soldar o bien pueden extraerse de la misma junto con dicho vástago, caracterizado porque, el extractor de cápsulas (2) presenta dos elementos de sujeción (20) opuestos, estando constituido cada uno de los mismos por unas mordazas (21, 22) abiertas en su extremo, articuladas entre sí y cuyas bocas estriadas (23) son aproximadamente paralelas, siendo la distancia (A) entre las mismas ligeramente inferior al diámetro de una cápsula de soldar (DK), y en el que cada cargador de cápsulas (3, 3A) comprende un soporte de cápsulas (31), que está accionado por una caja de resorte (33) y que mediante una fuerza de avance (P) empuja cada una de las cápsulas (K) hasta un tope, de tal modo que en la posición de acceso un recubrimiento del borde (41) abarca la cápsula (K) por un lado.
Description
Cambiador de cápsulas de soldadura por
puntos.
La presente invención se refiere a un cambiador
de cápsulas de soldadura por puntos, constituido por un extractor
de cápsulas y dos cargadores de cápsulas, en el que el extractor de
cápsulas presenta un elemento de sujeción con mordazas pivotantes
sometidas a la presión de un muelle, de modo que al girar y efectuar
un movimiento de extracción en dirección axial el extractor puede
separar una cápsula de una pinza de soldadura por puntos, que ha
sido insertada previamente mediante giro quedando aprisionada, del
vástago de la pinza de soldar, y en el que los cargadores de
cápsulas alojan las cápsulas de soldadura por puntos en un soporte
de cápsulas, orientadas direccionalmente, de tal modo que mediante
un movimiento de avance se lleva individualmente cada una de las
mismas, sucesivamente, hasta un tope en una posición de acceso,
desde cuya posición pueden enroscarse en el vástago libre de soldar
o bien pueden extraerse de la misma junto con dicho vástago.
El documento DE 102 22 248 A1 da a conocer un
cambiador mecánico de cápsulas de electrodo de dicho tipo. Dicho
cambiador presenta un extractor de cápsulas de dos elementos,
accesible desde ambas caras, construido separadamente del
cargador.
Los documentos
FR-A-2 760 392 y WO 2004/035251
publican asimismo un cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
constituido por un extractor de cápsulas y dos cargadores de
cápsulas.
Dado que las cápsulas se deslizan por acción de
la fuerza de la gravedad contra un tope, el dispositivo únicamente
puede hacerse funcionar disponiéndolo estacionario en la proximidad
de un robot de soldadura móvil. Por esta razón, no es posible el
cambio de cápsula en una pinza portaelectrodos estacionaria a la que
un robot aporte un componente que debe soldarse. A menudo, el
vástago de las pinzas o equipos portaelectrodos es corto o por
ejemplo presenta forma curvada, de tal modo que no es necesario
llevar el extractor de cápsulas, constituido por tres mordazas y
con el tamaño correspondiente, a una posición de extracción.
El objetivo de la presente invención es que el
cambio de las cápsulas del extremo de los electrodos de soldadura
por puntos sea un proceso automático más rápido y seguro, tanto para
equipos de soldar móviles como estacionarios con recorrido de
acceso corto.
La solución se basa en un diseño en el que el
extractor de cápsulas presenta dos elementos de sujeción opuestos,
cada uno de los mismos constituido por mordazas abiertas en su
extremo, articuladas entre sí y cuyas bocas estriadas son
aproximadamente paralelas, siendo la distancia entre las mismas
ligeramente inferior al diámetro de una cápsula de soldar,
y en el que cada cargador de cápsulas comprenda
un soporte de cápsulas, que está accionado por una caja de resorte
y que mediante una fuerza de avance presiona cada una de las
cápsulas hasta el tope, de tal modo que en la posición de acceso un
reborde abarque la cápsula por un lado.
En las reivindicaciones subordinadas se indican
diseños ventajosos.
En la nueva forma de realización, el extractor
de cápsulas y el cargador están montados en un soporte,
preferentemente alojado sobre muelles. A diferencia de los sistemas
anticipados, la nueva construcción posibilita no únicamente su
empleo en robots de soldadura, sino también en pinzas
portaelectrodos o equipos de soldar estacionarios.
En comparación con los sistemas anticipados de
sujeción con tres mordazas, el nuevo diseño para extraer cápsulas
permite la reducción del recorrido de tensión y rotación, y en
consecuencia lo esencial es que se reduce el tiempo empleado para
separar la cápsula. Asimismo, debido a que su forma constructiva es
de un tamaño inferior, se obtiene una gama de aplicaciones
superior, por ejemplo para pinzas portaelectrodos especiales o
vástagos curvados muy cortos.
Los extremos de las mordazas de ambos
extractores de cápsulas están siempre abiertos, siendo por lo tanto
accesibles a una cápsulas. Dado que el espacio entre las mordazas es
ligeramente inferior, girando un ángulo comprendido entre
aproximadamente 30 y 60º, la cápsula queda aprisionada. De este
modo, se permite el cambio de cápsula aunque exteriormente se
disponga de poco espacio. Dado que ambos elementos de sujeción están
orientados en sentidos opuestos, siempre es útil emplear uno de
ellos para un acceso desde las diversas caras rotándolo hacia la
derecha, así que no es necesario dar la vuelta a la pinza, incluso
aunque los vástagos de la pinza de soldar estén roscados.
Por otra parte, el cargador redondo es
sustancialmente más compacto en su construcción en relación con el
cargador recto por gravedad. Gracias a su accionamiento elástico, se
puede disponer y hacer funcionar en cualquier sitio.
Asimismo, con ambos cargadores redondos
dispuestos en ejes paralelos es posible el acceso a las posiciones
de intervención en las aberturas de acceso con recorrido radial
corto. En un diseño que contemple un cargador con una tapa, para el
acceso dicha tapa está desplazada hasta una posición en la que el
reborde del cargador deja libre el recubrimiento del borde que
delimita la cápsula y se posibilita su extracción. En el ejemplo se
muestra una entrada en dirección radial y un acceso axial de los
vástagos en el cargador.
Ambos dispositivos, el cambiador y el cargador
de cápsulas, se montan en un soporte próximos entre sí, de modo
estacionario en esta posición, aunque pueden montarse asimismo en el
brazo de un robot, fijos o extraíbles. En el primer caso el robot
de soldadura cambia las cápsulas de su pinza, mientras que en el
segundo caso mediante el dispositivo el robot cambia las cápsulas
en la pinza o equipo estacionarios. Para ello es preciso montar el
dispositivo cambiador en el brazo del robot en un espacio libre
adyacente al elemento de sujeción del robot o sobre unos carriles
de guiado sobre los que puede deslizarse, siempre preparado para
utilizarse. Otra posibilidad es que esté preparado en una posición
de estacionamiento, en la que el elemento de sujeción del robot
pueda ir a recogerlo y empiece a funcionar; se denomina principio
de pinza cambiable.
En el dispositivo se disponen sensores de
cápsulas ventajosos, que señalizan la existencia o ausencia de una
cápsula. Asimismo, se supervisa el nivel de relleno del cargador. De
este modo, se garantiza que tras un cambio de cápsula, en el
vástago de la pinza de soldar exista una cápsula antes de que se
conecte el agua de refrigeración. Asimismo, de este modo puede
verificarse si se ha extraído la cápsula antigua, si al aproximarse
el vástago no se indica la presencia de ninguna cápsula.
El diseño del cargador sin tapa constituido por
un soporte elástico es posible si las cápsulas de soldar se ajustan
de modo forzado por acción de una fuerza de empuje o tracción con
traslación axial.
En las figuras 1 a 6, se representan diseños
ventajosos:
Fig. 1 representa esquemáticamente una vista en
perspectiva del dispositivo global;
Fig. 2 representa una vista transparente del
extractor de cápsulas;
Fig. 2A, 2B representan ampliaciones de detalle
de las bocas estriadas de los elementos de sujeción;
Fig. 3 representa una vista en perspectiva del
extractor de cápsulas;
Fig. 4 representa una vista en perspectiva
ampliada de un cargador de cápsulas cerrado;
Fig. 5 representa una vista en perspectiva
ampliada de un cargador de cápsulas abierto;
Fig. 6 representa una vista en planta de la tapa
del cargador.
En la figura 1 se representa un cambiador
completo de cápsulas de soldadura por puntos 1, que se soporta sobre
un carril de soporte 5 y que puede desplazarse en el brazo de un
robot. Alternativamente se puede instalar con la placa de montaje
50. En el extremo libre de la placa de montaje 50 se atornilla el
extractor de cápsulas 2, montado por ambas caras, de tal modo que
ambos elemento de sujeción 20 quedan orientados lateralmente en
sentidos opuestos. Entre las mordazas 21, 22 se han dibujado las
cápsulas K extraídas, que tras el proceso de extracción quedan
fijadas rígidamente en el borde de un depósito.
Respecto al extractor de cápsulas 2, los
cargadores de cápsulas 3, 3A, montados en la placa de montaje 50,
se han desplazado a su posición original y está apartados
lateralmente, la tapa del cargador 4 está orientada lateralmente y
el eje de las aberturas de acceso 40 es paralelo al eje de la
cápsula de soldar K extraída y todavía retenida, de tal modo que al
efectuar el cambio de cápsula el recorrido de los vástagos de las
pinzas portaelectrodos es corto.
En la figura 2 se representa una vista en planta
del extractor de cápsulas 2, que está constituido por muy pocas
piezas. Cada elemento de sujeción 20 comprende una mordaza inmóvil
estriada 21 y una mordaza 22 que puede pivotar respecto a la
anterior. La junta articulada pivotante 24 está localizada en la
junta articulada pivotante móvil 25 que presenta forma de U,
dispuesto detrás de la mordaza inmóvil 21, de tal modo que al
realizar un giro, según su sentido una cápsula K dispuesta en el
elemento de sujeción 20 quedará aprisionada.
La fuerza de apriete inicial de las mordazas 20,
21 viene proporcionada por un muelle separador 26, que a título de
ejemplo se conforma como un resorte en espiral o como un muelle
separador cuyos extremos se apoyan en cada junta articulada
pivotante 25.
En la entrada cada elemento de sujeción 20
presenta chaflanes de entrada 27, 28, a partir de los que se
extienden unas superficies prensoras 23 aproximadamente paralelas,
ambas constituidas por dientes 29A, 29B orientados en sentidos
opuestos, cuyo detalle se muestra en las figuras 2A y 2B. Si no se
ha insertado ninguna cápsula K en el elemento de sujeción 20, la
distancia A entre las superficies prensoras 23 es ligeramente
inferior al diámetro exterior de las cápsulas D.
En la figura 3 se pone de manifiesto que el
muelle 26 y las mordazas móviles 21, 22, así como una placa de
mordaza 62 sobre la que se ha conformado la mordaza inmóvil 21,
están fijos entre dos placas de recubrimiento 60, 61. En la placa
de mordaza 62 se ha practicado un rebaje adecuado, en el que la
junta articulada pivotante móvil 25 que presenta forma de U dispone
de espacio para libertad de movimientos.
\newpage
En la figura 4, se muestra un cargador redondo
de cápsulas 3, que comprende un soporte de cápsulas 31 de tipo
tambor, cerrado con una tapa de cargador 4 en la que se ha
practicado una escotadura en dirección radial que llega a la
abertura de acceso 40 redonda, en la que se aprisiona una cápsula de
soldar K en la posición de extracción contra un canto de tope 32 de
la tapa.
En la curvatura de la abertura de acceso 40, la
tapa 4 presenta un recubrimiento del borde delgado 41 que entra en
contacto con el canto de la cápsula, existiendo a continuación un
desnivel gradual de inserción 42 que desemboca en la cara superior
de la tapa. Para una versión con tapa 4 plegable se ha dispuesto una
ranura 43, en la que penetra un gancho 43 biselado por el exterior
y que mantiene la tapa cerrada.
Frente a la abertura de acceso 40, en el plano
de prolongación de la tapa, se ha conformado una bisagra 44 con un
orificio alargado 45, cuyo pivote 46 se aloja en un soporte
articulado 47.
En la figura 5 se representa el cargador redondo
3 con bisagra, abierto y montado con una cápsula de soldar K en uno
de los orificios 30 del soporte de cápsulas 31, de tal modo que la
cápsula K sobresale unos pocos milímetros. En el centro del soporte
de cápsulas 31 se ha montado una caja inmóvil con una caja de
resorte 33, que se representa esquemáticamente, que soporta el
gancho 34 y que puede desplazarse en dirección radial. En la caja
de resorte 33 se dispone en posición central un elemento de muelle
en espiral o fusiforme pretensado, estando uno de sus extremos
fijado a la caja de resorte 33 y el otro extremo al soporte de
cápsulas 31, de tal modo que sobre este último se ejerce una
presión con una fuerza de rotación P en dirección al tope 32, que
se extiende en dirección radial en la tapa del cargador.
El gancho 34 se mueve en forma de placa en una
ranura de guiado diagonal en la tapa de la caja de resorte 33.
Desde el gancho 34, en estado cerrado tal como es el caso que se
muestra, se extiende un sistema de muelle de compresión 35 sujetado
en la tapa, soportado por el soporte articulado 47 redondeado
mediante un pivote de soporte 36 y que presiona el gancho 34 a la
posición de cierre, posición en la que dicho gancho queda por
encima de la tapa 4 en estado cerrado, y mantiene el recubrimiento
del borde 41 en la posición de recubrimiento, estando el pivote 46
en la posición de tope posterior en el orificio alargado 45, tal y
como se muestra en la figura 1. Para abrir la tapa 4, es preciso
empujar manualmente el gancho 34 hacia la parte posterior.
Alternativamente, para abrir la tapa el cargador de cápsulas puede
fabricarse sin bisagra. En este caso, la tapa únicamente puede
desplazarse, de tal modo que al insertar el vástago de la pinza,
éste se haga deslizar la tapa mediante el desnivel 42 para dejar el
recubrimiento del borde libre.
En la figura 6, se representa una vista en
planta de la tapa del cargador 4, cuyo contorno principal comprende
dos semicírculos cuyos puntos medios M1, M2 están decalados, en el
que por una parte la abertura de acceso 40 se extiende orientada
hacia el centro, y por otra parte en el lado opuesto la bisagra 44
se extiende hacia el exterior. La ranura 43 de la tapa 4 está
dispuesta en la zona central, en la línea de dirección formada por
la abertura de acceso 40 y la bisagra 44. El gancho 34 se desplaza
en la tapa a lo largo de dicha dirección, soportado por la caja
inmóvil con una caja de resorte 33. La tapa 4 presenta una altura de
unos 15 mm y en gran parte se conforma hueca, comprendiendo un
borde 48 reforzado que confluye por un lado en el tope 32 y por el
otro en la bisagra 44. Mediante un desnivel gradual de inserción 42,
en la zona de inserción la tapa 4 está rebajada unos 5 mm. Al
enroscar la cápsula en la posición de tope, la superficie de la tapa
lleva interiormente dicha cápsula al nivel de extracción. Una
cámara 49, que aloja el sistema de muelle de compresión 35, se
representa con una línea de puntos.
Gracias a la construcción compacta del extractor
de cápsulas constituido por cargadores, se logra reducir
notablemente el tiempo de intercambio, por ejemplo de 22 a 17
segundos, lo que equivale a un 23%.
- 1
- Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
- 2
- Extractor de cápsulas
- 20
- Elemento de sujeción
- 21, 22
- Mordazas
- 23
- Superficies prensoras
- 24
- Pivote de giro
- 25
- Junta articulada pivotante
- 26
- Muelle separador
- 27, 28
- Chaflanes de entrada
- 29A, 29B
- Dentado
- 3, 3A
- Cargadores de cápsulas
- 30
- Orificios
- 31
- Soporte de cápsulas
- 32
- Tope
- 33
- Caja de resorte
- 34
- Gancho
- 35
- Muelle de compresión
- 36
- Pivote de soporte
- 4
- Tapa del cargador
- 40
- Abertura de acceso
- 41
- Recubrimiento del borde
- 42
- Desnivel gradual de inserción en la tapa
- 43
- Ranura en la tapa
- 44
- Bisagra
- 45
- Orificio alargado en la bisagra
- 46
- Pivote
- 47
- Soporte articulado
- 48
- Borde de la tapa
- 49
- Cámara del muelle de compresión
- 5
- Carril de soporte
- 50
- Placa de montaje
- 60, 61
- Placas de recubrimiento
- 62
- Placa de mordaza
\vskip1.000000\baselineskip
- A
- Distancia entre las mordazas del elemento de sujeción
- D
- Diámetro exterior de las cápsulas
- K
- Cápsula
- P
- Fuerza de avance
- M1, M2
- Puntos medios de los semicírculos.
Claims (16)
1. Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
(1), constituido por un extractor de cápsulas (2) y dos cargadores
de cápsulas (3, 3A), en el que el extractor de cápsulas (2) presenta
una elemento de sujeción (20) con unas mordazas pivotantes (21, 22)
sometidas a la presión de un muelle, de tal modo que al girar y
efectuar un movimiento de extracción en dirección axial el
extractor puede separar una cápsula (K) para soldadura por puntos de
una pinza de soldadura por puntos, que previamente ha sido
insertada mediante giro quedando aprisionada, del vástago de la
pinza de soldar, y en el que los cargadores de cápsulas (3, 3A)
alojan las cápsulas de soldadura por puntos en un soporte de
cápsulas (31), orientadas direccionalmente, de tal modo que mediante
una fuerza de avance (P) se lleva individualmente cada una de las
mismas, sucesivamente, hasta un tope (32) en una posición de
acceso, desde la cual pueden enroscarse en el vástago libre de
soldar o bien pueden extraerse de la misma junto con dicho vástago,
caracterizado porque, el extractor de cápsulas (2) presenta
dos elementos de sujeción (20) opuestos, estando constituido cada
uno de los mismos por unas mordazas (21, 22) abiertas en su extremo,
articuladas entre sí y cuyas bocas estriadas (23) son
aproximadamente paralelas, siendo la distancia (A) entre las mismas
ligeramente inferior al diámetro de una cápsula de soldar (DK), y en
el que cada cargador de cápsulas (3, 3A) comprende un soporte de
cápsulas (31), que está accionado por una caja de resorte (33) y que
mediante una fuerza de avance (P) empuja cada una de las cápsulas
(K) hasta un tope, de tal modo que en la posición de acceso un
recubrimiento del borde (41) abarca la cápsula (K) por un lado.
2. Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
según la reivindicación 1, caracterizado porque una de las
mordazas (21) del elemento de sujeción (20) asociado está fija y
conformada en una placa de mordaza y la mordaza (22) móvil
respectiva está conformada en un brazo de la mordaza (25) en forma
de U, que comprende una junta articulada pivotante (24) y que está
dispuesto más allá de la mordaza fija (21).
3. Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
según la reivindicación 2, caracterizado porque entre los
brazos móviles de las mordazas (25), por ejemplo, está previsto un
muelle separador (26) pretensado.
4. Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque las mordazas (21, 22) presentan unos chaflanes de entrada
(27, 28).
5. Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
según la reivindicación 4, caracterizado porque las bocas
estriadas (23) presentan, en cada caso, un dentado (29A, 29B)
asimétrico, que en las mordazas paralelas (21, 22) está orientado
en direcciones opuestas.
6. Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
según la reivindicación 3, caracterizado porque los brazos
de las mordazas (25), el muelle separador (26) y las placas de
mordaza (62) están fijados entre dos placas de recubrimiento (60,
61).
7. Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
según la reivindicación 1, caracterizado porque la caja de
resorte (33) contiene un resorte en espiral o helicoidal, cuyos
extremos se apoyan fijos por un lado en la caja de resorte (33) y
por el otro en el soporte de cápsulas (31).
8. Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
según la reivindicación 1, caracterizado porque una tapa del
cargador (4) se mantiene pretensada por un muelle (35) en la
dirección hacia la abertura de acceso (40), de tal modo que el
recubrimiento del borde (41) solapa un borde de la cápsula en su
posición de tope.
9. Cambiador de cápsulas de soldadura por puntos
según la reivindicación 8, caracterizado porque en la caja
de muelle (33) está fijado de manera desplazable y cargado por
resorte un gancho (34), que mantiene cerrada la tapa del cargador
(4) atravesándola y recubriéndola.
10. Cambiador de cápsulas de soldadura por
puntos según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque la
tapa del cargador (4) está articulada en un soporte articulado
(47), opuesto a la abertura de acceso (40).
11. Cambiador de cápsulas de soldadura por
puntos según la reivindicación 10, caracterizado porque la
tapa del cargador (4) puede desplazarse en el soporte articulado
(47) en un orificio alargado (45).
12. Cambiador de cápsulas de soldadura por
puntos según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la tapa del cargador (4) comprende un
borde de refuerzo de la tapa (48), que forma por un lado el
recubrimiento de borde (41) y por el otro una bisagra (44).
13. Cambiador de cápsulas de soldadura por
puntos según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el extractor de cápsulas (2) está
montado sobre una placa de montaje (50), constituido por unas
mordazas (20) que sobresalen frontalmente, y el cargador de
cápsulas (3, 3A) está montado sobre la misma en posición decalada
posterior.
14. Cambiador de cápsulas de soldadura por
puntos según la reivindicación 13, caracterizado porque las
aberturas de acceso (40) de los cargadores de cápsulas (3, 3A)
están orientadas hacia unos lados distintos de la placa de montaje
(50) y sobresalen de la misma lateralmente.
15. Cambiador de cápsulas de soldadura por
puntos según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque
la placa de montaje (50) está sujeta de manera guiada y móvil sobre
un carril de soporte (5), que está montado sobre un brazo de robot
o está instalado de manera fija.
16. Cambiador de cápsulas de soldadura por
puntos según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque en los cargadores de cápsulas (3, 3A)
están previstos unos sensores, que emiten una señal a un dispositivo
de control, en el momento en que en el soporte de cápsulas (31)
respectivo únicamente quede disponible una cantidad restante
predeterminada de cápsulas de soldadura por puntos (K).
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