ES2309250T3 - Dispositivo para soldar elementos metalicos, especialmente pernos, sobre componentes constructivos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para soldar elementos metálicos (16), especialmente pernos, sobre componentes constructivos (18), con una cabeza soldadora (12) que presenta una pinza portapiezas (14; 44) para sujetar un elemento (16), con una unidad alimentadora (20) para el suministro de elementos (16) a la pinza portapiezas (14; 44), y con un dispositivo alimentador de potencia (22) para el suministro de energía eléctrica para un proceso de soldadura, caracterizado porque la pinza portapiezas (14; 44) presenta al menos dos segmentos (36, 38; 46, 48) aislados eléctricamente uno respecto al otro.
Description
Dispositivo para soldar elementos metálicos,
especialmente pernos, sobre componentes constructivos.
El invento trata de un dispositivo para soldar
elementos metálicos, especialmente pernos, sobre componentes
constructivos, con una cabeza soldadora que presenta una pinza
portapiezas para sujetar un elemento, con una unidad alimentadora
para el suministro de elementos a la pinza portapiezas, y con un
dispositivo alimentador de potencia para el suministro de energía
eléctrica para un proceso de soldadu-
ra.
ra.
Un dispositivo para soldar es conocido, por
ejemplo, por el documento EP 0 784 526 B1 o WO 01/
76800 A1. En el procedimiento de soldadura utilizado se trata, en este caso, de la denominada soldadura por arco voltaico de corta duración, también conocido, en general, como "soldadura de pernos". En este caso, en conexión con un proceso de soldadura, primeramente se levanta respecto al componente constructivo un elemento sujetado por una pinza portapiezas, se forma un arco voltaico de soldadura entre el elemento y el componente constructivo y, a continuación, el elemento se baja nuevamente.
76800 A1. En el procedimiento de soldadura utilizado se trata, en este caso, de la denominada soldadura por arco voltaico de corta duración, también conocido, en general, como "soldadura de pernos". En este caso, en conexión con un proceso de soldadura, primeramente se levanta respecto al componente constructivo un elemento sujetado por una pinza portapiezas, se forma un arco voltaico de soldadura entre el elemento y el componente constructivo y, a continuación, el elemento se baja nuevamente.
La tecnología de soldadura de pernos se utiliza,
especialmente pero no exclusivamente, en la técnica automovilística.
Con dicha tecnología pueden soldarse pernos con o sin rosca,
tuercas, anillos y otros elementos sobre chapas de carrocería. Los
elementos sirven por regla general como retenedores para fijar, por
ejemplo, equipamientos interiores a la carrocería del vehículo. En
el soldadura de pernos mencionado anteriormente, se coloca, en
primer lugar, un elemento en una pinza portapiezas de una cabeza
soldadora. Ello puede realizarse mediante un dispositivo de
alimentación automático, por ejemplo, por medio de aire comprimido.
Después de un posicionamiento apropiado del elemento respecto al
componente constructivo, generalmente por medio de un brazo
robótico, se inicia el proceso de soldadura.
Se entiende que, con dispositivos de soldadura
de este tipo debe realizarse, por regla general en forma
completamente automática, una multiplicidad de procesos de
soldadura sucesivos. En este caso, los elementos a soldar pueden
insertarse directamente en la pinza portapiezas, por ejemplo, por
medio de aire comprimido. Una posibilidad de alimentación
automática de este tipo puede realizarse en general de buena forma
fiable. Es evidente, que un proceso de soldadura debería comenzar
solamente cuando en la pinza portapiezas se encuentra realmente un
elemento a soldar. No obstante, en el funcionamiento continuo
también pueden producirse fallos en la alimentación automática de
elementos a la pinza portapiezas. En tal caso, el fallo en la
alimentación de elementos a soldar debería advertirse en lo posible
en forma temprana y no intentar siquiera, por motivos de seguridad,
iniciar un proceso de soldadura.
Por consiguiente, el invento tiene el objetivo
de crear un dispositivo perfeccionado para la soldadura de
elementos metálicos a componentes constructivos, con el que puede
advertirse de forma temprana, en lo posible fiable, un fallo en la
alimentación de elementos metálicos a la pinza portapiezas.
Este objetivo se consigue, conforme al invento,
en un dispositivo del tipo mencionado anteriormente, porque la
pinza portapiezas presenta como mínimo dos segmentos aislados
eléctricamente uno respecto al otro. De esta forma es que, de un
modo extremadamente sencillo y económico puede comprobarse
directamente en la pinza portapiezas si en la misma se encuentra o
no un elemento a soldar. Para ello, solamente debe evaluarse la
conexión eléctrica que se establece al recibir un elemento metálico
entre los segmentos aislados uno respecto al otro. En un
perfeccionamiento adecuado del invento, los segmentos aislados
eléctricamente uno respecto al otro están acoplados a un
dispositivo sensor para la detección del establecimiento de contacto
eléctrico entre los segmentos aislados eléctricamente. Para ello,
según otra configuración del invento, los segmentos pueden
conectarse con una tensión de medición y evaluarse mediante el
dispositivo sensor el flujo de corriente entre los segmentos. En
este caso, el dispositivo sensor puede generar una señal,
preferentemente digital, que muestra si se encuentra alojado un
elemento en la pinza portapiezas.
Según otra configuración del invento está
dispuesto un dispositivo de control acoplado al dispositivo sensor,
para el control del proceso de soldadura. Por medio de dichas
medidas, directamente en la pinza portapiezas puede determinarse de
un modo especialmente sencillo, económico y fiable si en la pinza
portapiezas existe o no un elemento a soldar. Mediante la
evaluación del flujo de corriente y, preferentemente, la conversión
en una señal digital, el dispositivo de control, que por lo general
es un control por microprocesador, puede emitir entonces una señal
digital que indica si se encuentra o no un elemento a soldar en la
pinza portapiezas. El dispositivo de control puede estar programado
de tal modo, que un proceso de soldadura solamente puede iniciarse
cuando se detecta que un elemento a soldar está alojado en la pinza
portapiezas. De otro modo, dado el caso, puede generarse una señal
de error.
Según una primera variante del invento, la pinza
portapiezas presenta segmentos diseñados flexibles. En este caso,
la pinza portapiezas puede presentar dos segmentos que, como es
habitual en las pinzas portapiezas convencionales de un solo
segmento, son segmentados por medio de rendijas longitudinales en
subsegmentos unidos.
Según una segunda variante del invento, la pinza
portapiezas presenta en sus segmentos, sectores de guía para la
alimentación radial de elementos. Una configuración de este tipo es
ventajosa, especialmente, cuando los elementos a soldar no deben
alimentarse en forma axial, sino más bien lateralmente. En este
caso, para la alimentación del elemento a soldar se separan los dos
segmentos hasta que el elemento sea sujetado entre ambos segmentos
de la pinza portapiezas, y se juntan nuevamente después de la
alimentación. Para facilitar la alimentación, las secciones de guía
también pueden estar configuradas elásticamente.
En este caso, la evaluación eléctrica de la
tensión de medición por medio del dispositivo sensor puede
aprovecharse para un control de posicionamiento para un movimiento
de cierre correcto de ambos segmentos de la pinza portapiezas, lo
que representa otra ventaja. Según otra configuración del invento,
los segmentos aislados uno respecto al otro pueden mantenerse
unidos mediante un elemento anular. Ello tiene sentido,
especialmente, en la ejecución como pinza portapiezas elástica,
para lo que puede utilizarse, por ejemplo, un anillo plástico
abierto.
En la descripción siguiente se muestran,
haciendo referencia al dibujo, ejemplos de fabricación preferentes
del invento. Muestran:
la figura 1, en representación esquematizada muy
simplificada, un dispositivo, según el invento;
la figura 2, en vista lateral ampliada, el
extremo anterior de la cabeza soldadora, según la figura 1, con
pinza portapiezas alojada en la misma;
la figura 3, una vista desde el frente de la
pinza portapiezas, según la figura 2;
la figura 4, una vista longitudinal de una
realización de una pinza portapiezas modificada respecto a la figura
2; y
la figura 5, una vista frontal de ambos
segmentos de la pinza portapiezas, según la figura 4.
En la figura 1 se representa en forma
extremadamente esquematizada un dispositivo para soldar elementos
metálicos 16 sobre componentes constructivos 18 y designado como un
todo mediante la cifra 10. En este caso, en los elementos metálicos
podría tratarse, por ejemplo, de pernos que deben ser soldados sobre
una chapa de carrocería. Como procedimiento de soldadura se utiliza
para ello la denominada soldadura por arco voltaico de corta
duración, que se conoce básicamente, por ejemplo, por el
documento
EP 0 784 526 B1.
EP 0 784 526 B1.
El dispositivo 10 muestra una cabeza soldadora
12, que en la aplicación en la industria automovilística está
sujetado, por regla general, en un brazo robótico. En la cabeza
soldadora 12 esta dispuesta una pinza portapiezas 14 para alojar un
elemento 16 a soldar. La pinza portapiezas 14 es alimentada con
elementos a soldar desde un dispositivo alimentador de elementos 20
mediante, por ejemplo, aire comprimido. La potencia necesaria para
una soldadura por arco voltaico de corta duración es suministrada
por un dispositivo de alimentación de potencia 22, controlado por
medio de un dispositivo de control 24, que también controla las
demás funciones del dispositivo de soldadura. Se entiende, que el
dispositivo de control 24 puede estar conectado mediante interfaces
apropiados con el control del brazo robótico en el que está
dispuesto el dispositivo de soldadura 10, preferentemente acoplado
al control de fabricación de nivel superior por medio de, por
ejemplo, un bus industrial. En primer término, durante el proceso
de soldadura el elemento a soldar 16 es levantado respecto al
componente constructivo 18 puesto a tierra y se forma un arco
voltaico de soldadura entre el elemento 16 y el componente
constructivo 18. En el curso del proceso de soldadura, el elemento
16 es bajado del modo básicamente conocido, como se señala con la
flecha doble
13.
13.
Según el invento, ahora se puede comprobar por
medio de un diseño especial de la pinza portapiezas 14 si la pinza
portapiezas 14 ha sido alimentada correctamente con un elemento a
soldar 16. A continuación, ello se explica en detalle sobre la base
de la figura 2.
En la figura 2 se muestra una pinza portapiezas
14 en vista longitudinal, estando la cabeza soldadora 12 respectiva
de la que la pinza portapiezas 14 se proyecta hacia fuera sólo
esbozado esquemáticamente mediante una línea de trazos y puntos. La
pinza portapiezas 14 está dividida por medio de dos rendijas
longitudinales 40b, 40e (véase la figura 3) continuas a lo largo de
su línea central en dos segmentos 36, 38 simétricos entre sí, de
modo que se forman dos mitades aisladas eléctricamente una respecto
a la otra. En su extremo exterior, la pinza portapiezas 14 se
convierte a través de una forma cónica en una sección cilíndrica,
que tiene un diámetro menor que el sector cilíndrico restante de la
pinza portapiezas. Además, la pinza portapiezas 14 presenta
rendijas longitudinales 40a, c, d f, que se extienden desde el
extremo externo 39 de la pinza portapiezas 14 en sentido axial
sobre más o menos dos tercios de la longitud total de la pinza
portapiezas. De esta forma, ambos segmentos 36, 38 de la pinza
portapiezas 14 están segmentados por medio de las rendijas
longitudinales 40a, c, d, f en zonas o subsegmentos unidos 36a, b,
c, o bien 38a, b, c. De esta forma, la pinza portapiezas está
configurada elástica.
Ambos segmentos 36, 38 de la pinza portapiezas
14 pueden mantenerse unidos mediante un anillo circundante 42,
compuesto de un material aislante, por ejemplo plástico. El anillo
42 no está completamente cerrado, sino abierto en un punto para
permitir un cierto movimiento radial de ambos segmentos 36, 38, uno
respecto del otro. Ambos segmentos 36, 38 están conectados por
medio de conductores 30, 32 con una fuente de tensión de medición
26.
Cuando se encuentra un elemento conductor
eléctrico 16 en el extremo exterior 39 de la pinza portapiezas 14,
se cierra el circuito eléctrico. La corriente de medición es
detectada por medio de un dispositivo sensor 28 dispuesto en el
circuito eléctrico y puede ser transmitido por medio de un conductor
34 como señal digital ("señal de perno en sujetador") al
dispositivo de control 24. De este modo, pueden detectarse de forma
sencilla los errores en la alimentación de elementos 16 desde el
dispositivo de alimentación de elementos 20. El dispositivo de
control 24 solamente inicia un proceso de soldadura cuando es
notificado por el dispositivo sensor 28 que un elemento a soldar ha
sido suministrado correctamente.
En la figura 4 se muestra una configuración
alternativa de una pinza portapiezas, según el invento, en vista
longitudinal y designado en su totalidad con el numeral 44.
Por otra parte, la pinza portapiezas 44 se
compone de dos segmentos 46, 48 aislados eléctricamente uno respecto
al otro. A diferencia con la realización explicada anteriormente en
base a las figuras 2 y 3 no se trata aquí, sin embargo, de una
pinza portapiezas 44 elástica, sino de una pinza portapiezas con dos
segmentos 46, 48 esencialmente rígidos, alojados movibles uno
respecto al otro en forma radial en la cabeza soldadora 12, como se
indica con la cifra 52. En el extremo interior de la pinza
portapiezas 44 se aloja una pieza cilíndrica 50 de material
plástico, que sirve como tope al juntar ambos segmentos 46, 48.
O sea, para el suministro de un elemento 16 a la
pinza portapiezas 44, ambos segmentos 46, 48 son movidos hacia
fuera, de un modo no descrito en detalle y, después, un elemento 16
es preferentemente alimentado desde el costado. En principio,
alternativamente también sería posible una alimentación axial. En el
caso presente, sin embargo, ambos segmentos 46, 48 presentan
sectores de guía 47, 49 que se abren hacia fuera desde el extremo
respectivo de una sección segmentada circular, para ayudar a centrar
una alimentación radial de elementos 16. Por otra parte, si un
elemento metálico se encuentra entre ambos segmentos 46, 48 de la
pinza portapiezas 44, la corriente de medición fluye a través de la
disposición de medición respectiva, que puede estar diseñada según
la figura 2.
En una pinza portapiezas 44 con dos segmentos
46, 48 movibles en forma radial uno respecto al otro, una ventaja
adicional de la fabricación, según el invento, consiste en que, al
mismo tiempo que se detecta por medio de la corriente de medición
que un elemento 16 se encuentra correctamente sujetado en la pinza
portaobjetos 44, la pinza portapiezas 44 está simultáneamente bien
cerrada, de modo que un error eventual al no cerrar correctamente
la pinza portapiezas 44 es detectado del mismo modo.
Claims (9)
1. Dispositivo para soldar elementos metálicos
(16), especialmente pernos, sobre componentes constructivos (18),
con una cabeza soldadora (12) que presenta una pinza portapiezas
(14; 44) para sujetar un elemento (16), con una unidad alimentadora
(20) para el suministro de elementos (16) a la pinza portapiezas
(14; 44), y con un dispositivo alimentador de potencia (22) para el
suministro de energía eléctrica para un proceso de soldadura,
caracterizado porque la pinza portapiezas (14; 44) presenta
al menos dos segmentos (36, 38; 46, 48) aislados eléctricamente uno
respecto al otro.
2. Dispositivo, según la reivindicación 1,
caracterizado porque los segmentos (36, 38; 46, 48) aislados
eléctricamente uno respecto al otro están acoplados a un
dispositivo sensor (28) para la detección del establecimiento de
contacto eléctrico entre los segmentos (36, 38; 46, 48) aislados
eléctricamente.
3. Dispositivo, según la reivindicación 1,
caracterizado porque los segmentos (36, 38; 46, 48) están
conectados a una corriente de medición (26), y porque el
dispositivo sensor (28) está configurado para la evaluación de una
corriente de medición entre los segmentos (36, 38; 46, 48).
4. Dispositivo, según la reivindicación 3,
caracterizado porque el dispositivo sensor (28) genera una
señal, preferentemente digital, que muestra si se encuentra un
elemento (16) en la pinza portapiezas (14; 44).
5. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por un dispositivo de
control (24) acoplado al dispositivo sensor (28), para el control
del proceso de soldadura.
6. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pinza
portapiezas (14) presenta segmentos (36, 38) diseñados
flexibles.
7. Dispositivo, según la reivindicación 6,
caracterizado porque la pinza portapiezas (14) presenta dos
segmentos (36, 38) segmentados mediante rendijas longitudinales
(40a, c, d, f) en subsegmentos (36a, b, c, 38a, b, c) unidos.
8. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la pinza
portapiezas (44) presenta en los segmentos (46, 48), sectores de
guía (47, 49) para la alimentación radial de elementos (16).
9. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
segmentos (36, 38; 46, 48) se mantienen unidos por medio de un
elemento circular (42, 48).
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