ES2304052T3

ES2304052T3 - Cambiador de capsulas de soldadura por puntos.

Info

Publication number: ES2304052T3
Application number: ES06764218T
Authority: ES
Inventors: Werner Kaeseler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-09-01
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: US8314356B2; RU2008107575A; US8742281B2; US20170297139A1; US20200114462A1; PT1841559E; CA3082163A1; US10343233B2; KR20080033950A; US9168609B2; CA2937276A1; CA2919266C; EP1841559A1; ZA200710978B; WO2007012593A1; JP2009502518A; CA2614533C; ATE392979T1; US20090101628A1; US9393639B2

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.

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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%.

Lista de símbolos de referencia

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

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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

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).