ES2353940T3 - Procedimiento para controlar el proceso de una instalación de soldadura mediante robot con comprobación periódica del proceso de soldadura para sustituir la tobera de gas . - Google Patents

Abstract

Procedimiento para controlar el proceso de una instalación de soldadura mediante robot, con un dispositivo de control (83) y un soplete de soldadura (6) fijado en un brazo del robot (4), en particular para un proceso de soldadura láser-híbrido, con una tobera de gas (2) situada en una zona de salida de un hilo de soldadura (21), donde durante un ciclo de mantenimiento del proceso de soldadura tiene lugar un posicionamiento del soplete de soldadura (6) en una posición de mantenimiento, liberándose a continuación la unión entre la tobera de gas (2) y un inserto interior (28) del soplete de soldadura (6), retirando la tobera de gas (2) del soplete de soldadura (6), posicionando a continuación otra tobera de gas (2) en el soplete de soldadura (6) y estableciendo entre la tobera de gas (2) y un inserto interior (28) del soplete de soldadura (6) una unión, iniciándose el ciclo de mantenimiento en unos momentos predeterminados o en función de parámetros del proceso captados por medio de sensores, caracterizado porque la unión entre la tobera de gas (2) y el inserto interior (28) del soplete de soldadura (6) se libera mediante una reducción del volumen de un elemento de fijación (30) expansible del soplete de soldadura (6), y donde después de posicionar la otra tobera de gas (2) en el soplete de soldadura (6) se establece entre la tobera de gas (2) y el inserto interior (28) del soplete de soldadura (6) una unión especialmente estanca a los gases por medio de la dilatación del volumen del elemento de fijación expansible (30), determinándose el estado del elemento de fijación expansible (30) para liberar y fijar la tobera de gas (2), controlando para ello el elemento de fijación (30) que presenta una unidad de alimentación (40) acoplada con un generador de presión (41) hidráulico o neumático, por medio del dispositivo de control (83) unido al generador de presión (41).

Description

La invención se refiere a un procedimiento para controlar el proceso de una instalación de soldadura mediante robot, con un dispositivo de control y un soplete de soldadura fijado en un brazo del robot, conforme al preámbulo de la reivindicación 1 (véase p.ej. el documento US 4 645 901).

Por el estado de la técnica se conocen equipos de soldadura y procedimientos de soldadura para electrodos fusibles, por ejemplo procesos de soldadura MIG/MAG. También se conocen instalaciones y procedimientos para soldar mediante un rayo láser. Igualmente se conoce y está extendida la combinación de estos procesos como procesos láser – híbrido, empleando los dispositivos correspondientes.

Por ejemplo se conocen por el documento WO 02/40211 y por el WO 01/38038 dispositivos que forman parte del estado de la técnica para un proceso de soldadura láser – híbrido. Estas instalaciones de soldadura presentan inconvenientes, especialmente cuando se utilizan sopletes de soldadura de hilos múltiples, ya que la tobera de gas no tiene en cuenta las circunstancias especiales que resultan cuando se emplean varios hilos de soldadura, en lo referente a distancia del soplete, longitudes de salida, etc., lo cual puede dar lugar a problemas en la regulación del proceso de soldadura.

Estas instalaciones de soldadura conocidas se emplean en la industria de fabricación automatizada de modo intensivo en forma de instalaciones de soldadura mediante robot por ordenador. Para ello se conduce el soplete de soldadura por un brazo del robot a lo largo de los puntos de unión de las piezas. El proceso de soldadura da lugar en la zona de salida del hilo de soldadura en la tobera de gas y en el tubo de contacto del soplete unos depósitos que están provocados por salpicaduras de soldadura, soldaduras de contacto entre el hilo de soldadura y el tubo de contacto y similares. Por este motivo resulta necesario el mantenimiento o limpieza periódico del soplete de soldadura en la zona de salida del hilo de soldadura para conseguir un desarrollo del proceso sin perturbaciones. Con este fin los tubos de contacto que establecen la conexión eléctrica con el hilo de soldadura, y eventualmente otras piezas tal como p.ej. la tobera de gas, se sustituyen manualmente por el personal de mantenimiento. Para ello es necesario que los tubos de contacto que generalmente van enroscados o la tobera de gas enroscada se desmonten y monten individualmente. Esto resulta muy inconveniente y requiere un elevado volumen de gastos y tiempo, puesto que para realizarlo se tienen que parar líneas de producción completas.

En el documento US 4.645.901 A se describe una posibilidad para efectuar un cambio automatizado de componentes de un soplete de soldadura. Pero para ello es necesario sujetar los componentes que se trata de cambiar mediante dispositivos de sujeción o pinzas de sujeción adecuadas, aplicando la correspondiente fuerza de tracción en el soplete de soldadura en sentido contrario a la fuerza de retención del dispositivo mecánico de unión, de modo que el componente que se trata de cambiar se desprenda del soplete de soldadura. Sin tener en cuenta el superior gasto de este trabajo de mantenimiento, no hay seguridad en el desacoplamiento de los componentes.

En el documento US 2005/0046180 A1 se describe una posibilidad para el establecimiento de una unión estanca entre dos componentes.

En el documento US 2.872.563 A se describe un dispositivo para asegurar una tobera de gas en el soplete de soldadura, sin necesidad de aplicar una rosca en la tobera de gas. Para este fin se desliza la tobera de gas sobre una parte del soplete de soldadura de configuración correspondiente y se sujeta mediante un casquillo elástico. Para montar y desmontar la tobera de gas es necesario girar un componente, lo que complica el proceso correspondiente.

El objetivo de la presente invención consiste en realizar o mejorar los procesos de soldadura, y en particular los trabajos de mantenimiento necesarios, de forma más eficaz y facilitar para ello los componentes adecuados de un soplete de soldadura.

El objetivo conforme a la invención se resuelve porque la unión entre la tobera de gas y el inserto interior del soplete de soldadura se suelta mediante la reducción tridimensional de un elemento de fijación expansible del soplete de soldadura, y porque después de posicionar la otra tobera de gas en el soplete de soldadura se establece entre la tobera de gas y el inserto interior del soplete de soldadura una unión especialmente estanca a los gases mediante la expansión tridimensional del elemento de fijación expansible, determinándose, por medio del dispositivo de control unido al generador de presión, el estado del elemento de fijación expansible para soltar y fijar la tobera de gas al activar el elemento de fijación acoplado con una unidad de alimentación que presenta un generador de presión hidráulico o neumático.

Esta configuración es ventajosa ya que mediante el empleo de un elemento de fijación expansible que provoca por una parte la fijación de la tobera de gas y por otra establece en la unión un cierre estanco a los gases, resulta posible de forma sencilla fijar o soltar la tobera de gas mediante la activación o desactivación del elemento de fijación. El estado del elemento de fijación expansible se puede establecer de forma sencilla mediante las señales de control de un dispositivo de control del equipo de soldadura o del control del robot, con lo cual resulta posible automatizar el proceso de mantenimiento o limpieza del soplete de soldadura, ya que la tobera de gas se puede sustituir de modo totalmente automático. De este modo se puede reducir al mínimo el tiempo requerido para el mantenimiento del soplete de soldadura y se tiene la posibilidad de diseñar un proceso de fabricación más eficiente. Por otra parte no se necesita personal de mantenimiento. Eventualmente se pueden acortar los intervalos de mantenimiento gracias a los tiempos de mantenimiento más cortos, de modo que debido a tener los componentes un tiempo de utilización más corto se puede reducir el desgaste y la polución de la tobera de gas o de los tubos de contacto. Mediante un procedimiento de esta clase se simplifica notablemente el mantenimiento de un soplete de soldadura y se puede automatizar de forma especialmente sencilla, realizándolo mediante una instalación de robot.

Las formas de proceder conforme a las reivindicaciones 2 y 3 permiten determinar de forma sencilla el emplazamiento del soplete de soldadura en unas coordenadas definidas del control del robot, con lo cual se pueden montar automáticamente en el soplete de soldadura las toberas de gas posicionadas correspondientemente.

Unos ciclos ventajosos de control de la fijación de la tobera de gas se describen en las reivindicaciones 4 y 5.

Una estructura del elemento de fijación conforme a la reivindicación 6 resulta especialmente económica y eficaz, ya que un tubo flexible elástico se puede expandir de forma sencilla insuflando aire en su espacio interior, de modo que para establecer la unión la superficie de contacto del tubo flexible ejerce presión contra la tobera de gas. También es ventajosa una variante de realización en la que el elemento de fijación está formado por una membrana, ya que el espacio necesario de una membrana de esta clase en la tobera de gas o en el inserto interior es muy reducido ofreciendo buena funcionalidad.

El elemento de fijación se puede unir de modo especialmente eficaz con un canal de flujo de un fluido, que a su vez se una con el sistema de alimentación hidráulico o neumático.

El sistema de alimentación puede estar formado igualmente por una alimentación de gas de protección existente del equipo de soldadura o por una instalación de aire comprimido autónoma.

Mediante una variante según la reivindicación 9 se pueden emplear como instalación de alimentación los componentes de los chorros cruzados Crossjets, que en cualquier caso ya están presentes en una instalación de soldadura láser-híbrida, de modo que resulta posible una estructura económica y compacta del soplete de soldadura de un cabezal de soldadura láser-híbrido.

Resulta ventajosa una ejecución del procedimiento según la reivindicación 10 ya que mediante una unión con ajuste de fricción, preferentemente alrededor de todo el perímetro del inserto interior y sin discontinuidades, queda asegurada una buena sujeción de la tobera de gas, y la unión es al mismo tiempo estanca a los gases, por lo que no se requieren elementos de junta especiales o similares.

Una variante de realización según la reivindicación 11 permite obtener un asiento definido de la tobera de gas en el inserto interior, de modo que los componentes situados en el interior del inserto interior quedan posicionados correctamente los unos respecto a los otros resultando posible efectuar una realización del proceso sin fricciones. Por otra parte, un elemento de posicionamiento impide de forma ventajosa que la tobera de gas montada en el inserto interior sea torsionada involuntariamente.

La presente invención se explica con mayor detalle sirviéndose de los dibujos esquemáticos que se adjuntan. Éstos muestran:

Fig. 1 un cabezal de soldadura láser-híbrido de una instalación de soldadura mediante robot, en una vista lateral;

Fig. 2 una vista de detalle simplificada del conjunto de la Fig. 1 en la zona de la tobera de gas del soplete de soldadura;

Fig. 3 una vista en despiece ordenado de una posible variante de un soplete de soldadura, en una vista oblicua;

Fig. 4 una variante del soplete de soldadura de hilos múltiples con un elemento de fijación en la zona de la tobera de gas, en una sección longitudinal conforme a la línea de corte IV-IV de la Fig. 5;

Fig. 5 un inserto interior de un soplete de soldadura estando colocada encima la tobera de gas, en una vista frontal por el lado extremo, según la flecha V de la Fig. 4;

Fig. 6 el inserto interior con el elemento de fijación, y la tobera de gas indicada con línea de trazos, en una vista lateral;

Fig. 7 un soplete de soldadura con un elemento de fijación realizado en forma de un tubo flexible expandible, en una media sección según la línea VII-VII de la Fig. 5;

Fig. 8 otra variante de un soplete de soldadura o una tobera de gas en la que el elemento de fijación está formado por una membrana, en una media sección; y

Fig. 9 y 10 un tubo de contacto en una representación simplificada y ampliada.

La invención se explica a continuación con mayor detalle sirviéndose de un cabezal de soldadura láser-híbrido 1 conforme a la Fig. 1. Sin embargo hay que señalar de entrada que la invención también se puede aplicar en sopletes de soldadura de uno o varios hilos que estén previstos exclusivamente para procesos de soldadura de arco eléctrico con electrodo fusible, en particular en sopletes MIG/MAG.

En la Fig. 1 está representado un cabezal de soldadura láser-híbrido 1 destinado a realizar un proceso de soldadura combinado con láser y arco eléctrico, que presenta una tobera de gas 2 que se requiere para el proceso de soldadura de arco eléctrico.

En este cabezal de soldadura láser-híbrido 1 se emplean elementos o conjuntos comerciales conocidos por el estado de la técnica, en una combinación especial entre sí. Estos elementos o conjuntos están dispuestos en por lo menos una placa de montaje 3 que está unida a un robot, en particular a un brazo de robot 4, tal como se indica esquemáticamente. Los elementos o conjuntos pueden estar formados por un láser 5 o una unidad de enfoque óptica para el láser 5, y un soplete de soldadura 6 con la tobera de gas 2 para el proceso de soldadura por arco eléctrico. El soplete de soldadura está unido por medio de un paquete de mangueras con un equipo de soldadura que no está representado con mayor detalle, que presenta componentes tales como una fuente de alimentación de corriente, un dispositivo de control, elementos de mando, un equipo de avance del hilo, etc. Otro elemento u otro conjunto puede estar formado por un chorro cruzado 7 correspondiente al láser 5 o la unidad de enfoque óptica, teniendo este a su vez puede asignado un dispositivo de derivación 8.

El láser 5 o la unidad de enfoque óptico tiene una distancia focal 9, en particular una distancia focal del láser 5 o de la unidad de enroque óptica respecto a un plano de definición 10

o a una superficie 11 de una pieza 12, que es por ejemplo de 50 a 400 mm. El plano de definición 10 está formado por esta distancia de enfoque 9 o por la distancia focal, y la superficie 11 de la pieza 12 se alinea idéntica con aquél, o se dispone un punto de enfoque 13, fuera dentro de la pieza 12, que forma la distancia focal 9. En los ejemplos representados de las Fig. 1 y 2 se muestra una disposición en la que el punto de enfoque 13 está dispuesto o alineado debajo de la superficie 11 de la pieza 12, es decir que el punto de enfoque 13 se encuentra en el interior de la pieza 12.

Con el fin de poder realizar un proceso de soldadura con una calidad de soldadura muy elevada, son esenciales las restantes disposiciones de los demás elementos o conjuntos entre sí. En el ejemplo, el soplete de soldadura 6, en particular un eje central longitudinal 14 del soplete de soldadura 6 que transcurre en dirección longitudinal forma un ángulo 15 que está p.ej. entre 25 y 35° con respecto al láser 5º la unidad de enroque óptica, en particular con respecto a un eje del láser 17 que transcurre por el centro de un rayo láser 16, estando el eje del láser 16 formando un ángulo 18 entre 80°y 100°, preferentemente de 90°respecto al plano de definición 6 y/o a la superficie 11 de la pieza 12.

En los ejemplos representados de las Fig. 1 y 2 se ve la representación de la pieza 12 en posición horizontal. Pero si en un proceso de soldadura se modifica la posición de la pieza 12, en particular la de la superficie 11, entonces es necesario que el láser 5, en especial el eje del láser 17, se oriente de tal modo respecto a la superficie 11 que el ángulo 18 esté entre 80 y 100°, siendo preferentemente sin embargo de 90°. Esto se consigue de forma sencilla mediante la correspondiente programación de la trayectoria de soldadura del robot, en especial del brazo del robot 4, de modo que los distintos conjuntos presentan siempre entre sí las mismas posiciones, distancias y ángulos. Con esto se puede decir que el eje del láser 17 presenta respecto a la superficie 11 de la pieza 12, siempre el mismo ángulo preajustado 18.

En la Fig. 2 se puede ver que un hilo de soldadura 21 que sale del soplete de soldadura 6 o de un tubo de contacto 20 presenta una separación 19 respecto al rayo láser 16 emitido por el láser 5 o por la unidad de enroque óptica, en particular del eje del láser 17 que transcurre centrado en el rayo láser 16. De forma general hay que señalar que los índices a y b utilizados en las figuras describen piezas semejantes que están situadas en el soplete de soldadura en versiones múltiples, pero estas piezas que aparecen varias veces no tienen por qué tener una realización idéntica. Esto sucede por ejemplo con los tubos de contacto que figuran en el ejemplo mostrado en dos versiones, 20a, 20b o con las separaciones 19a, 19b. En los casos en que no sea necesario para el entendimiento se renunciará en lo sucesivo eventualmente a la indicación de los índices.

En el soplete de soldadura 6 de dos hilos que está representado aparecen dos separaciones 19a y 19b, que son diferentes. Sin embargo las direcciones de los hilos de soldadura 21a y 21b que salen de los tubos de contacto 20a y 20b están dispuestas entre sí de tal modo que los hilos de soldadura 21a y 21b formen un baño fundido común en el que participa también el rayo láser 16. Con ello se consigue que en un proceso de soldadura se cree un baño de soldadura común y un plasma de soldadura común, aunque por motivos de claridad no ha sido representado, es decir que un rayo láser 16 y los arcos eléctricos actúan simultáneamente en un baño fundido con un plasma de soldadura común, es decir con una envolvente de gas de protección, de modo que los dos procesos se influyen mutuamente o se apoyan entre sí. Si las separaciones 19a, 19b entre los extremos de los hilos de soldadura y el eje láser 16 se eligen demasiado grandes entonces puede suceder que el rayo láser 16 forme un baño de soldadura o baño fundido propio, que se vuelve a enfriar para los subsiguientes procesos de soldadura mediante arco eléctrico, y que por lo tanto ya no se puede conseguir la correspondiente profundidad de penetración, y donde debido a la gran separación entre los arcos eléctricos y el rayo láser éste ya no incide en el plasma de soldadura del proceso de soldadura por arco eléctrico. Naturalmente existe la posibilidad de que las separaciones 19a, 19b no solamente se refieran a los extremos de los hilos de soldadura 22a, 22b, sino que estas separaciones 19a, 19b se puedan aplicar a los arcos eléctricos encendidos entre los de soldadura 21a, 21b y la pieza 12, ya que éstos son sumamente esenciales para el proceso de soldadura.

Pero para poder referir la separación 19a, 19b al extremo del hilo de soldadura 22a, 22b, el hilo de soldadura 21a, 21b presenta cada uno una longitud de voladizo 23a, 23b, que se encuentra preferentemente entre 10 y 14 mm. La longitud de voladizo 23a del primer hilo de soldadura 21a puede ser diferente a la longitud de voladizo 23b del otro hilo de soldadura 21b. El ajuste de las longitudes de voladizo 23a, 23b puede realizarse mediante los diversos procedimientos conocidos, de forma manual o automática.

Dado que la radiación láser 16 está formada por una radiación luminosa concentrada de las longitudes de onda más diversas, ésta presenta desde el láser 5 hasta el punto de enfoque 13 una forma cónica o que se va estrechando desde el láser 5 o desde la unidad de enroque óptica hasta el punto de 13, alcanzándose la máxima potencia o densidad de energía posible del láser 5 en el punto de enfoque 13.

Por las figuras 2 y 3 se puede ver que la tobera de gas 2 presenta en la zona de una primera cara frontal 24 un orificio de salida 25 para el hilo de soldadura 21, y que la tobera de gas 2 presenta en otro punto frontal 26 una zona de alojamiento 27 para su sujeción en un inserto interior 28 del soplete de soldadura 26. La zona de alojamiento 27 tiene esencialmente forma tubular y está realizada con una superficie interior 29 de trazado cilíndrico.

En la Fig. 3 se puede ver una representación en despiece ordenado del soplete de soldadura 6. En la zona de la tobera de gas 2 está representado un elemento de fijación 30 mediante el cual va fijada la tobera de gas 2 de modo liberable en el inserto interior 28. La unión entre la tobera de gas 2 y el inserto interior 28 se establece en este caso entre una superficie de contacto 31 del elemento de fijación 30 y la superficie interior 29 de la tobera de gas 2. Los restantes componentes representados, tales como un anillo de junta cilíndrico 32, un anillo de distribución de gas 33 con unos orificios de paso de gas dispuestos en círculo, un anillo de retención o similar, son opcionales y conocidos por el estado de la técnica, por lo que se renuncia a una descripción más detallada de estos componentes. Sin embargo hay que señalar que en la tobera de gas 1 y/o en el inserto interior 28 están dispuestos en distintos puntos, en particular en la zona del elemento de fijación 30, unos labios de junta periféricos para efectuar el sellado. Más adelante se citarán los casquillos de contacto 77a, 77b que están

dibujados.

En la zona de alojamiento 27 de la tobera de gas 2 puede estar dispuesto un primer elemento de posicionamiento, en particular una escotadura o un resalte, para posicionar de modo definido la tobera de gas 2 en el inserto interior 28. En el ejemplo representado, el elemento de posicionamiento está situado en forma de escotadura en la cara frontal 26 de la tobera de gas 2. En el inserto interior 28 está situado otro elemento de posicionamiento, por ejemplo un saliente, que está en comunicación con el primer elemento de posicionamiento. En la Fig. 6 está representada esquemáticamente una unión de este tipo

En la Fig. 4 está representado un soplete de soldadura 6 en la zona de la tobera de gas 2, en una sección longitudinal. El elemento de fijación 30 dispuesto en el inserto interior 28 es al mismo tiempo un elemento de junta que establece una unión estanca a los gases entre la tobera de gas 2 y el inserto interior 28. Para ello es especialmente conveniente una realización del elemento de fijación 30, en la que éste está formado al menos por zonas de un material flexible, en particular dilatable o elástico, es decir que según necesidad, el elemento de fijación puede alterar su superficie exterior, al menos en una zona parcial, en particular lo puede aumentar o reducir. Una superficie de contacto 31 del elemento de fijación 30 que asienta contra la superficie interior 29 de la tobera de gas 2 para formar la unión puede modificar por lo tanto su posición con relación a la superficie interior 29.

Mediante la forma del elemento de fijación 30 se puede determinar el estado de la unión entre la tobera de gas 2 y el inserto interior 28, en particular la resistencia de la unión. La unión se realiza preferentemente debido a las fuerzas de presión o a la presión superficial entre la superficie de contacto 31 del elemento de fijación 30 y la superficie interior 29 de la tobera de gas 2. Se trata en este caso de una unión con ajuste de fuerza, en particular con un ajuste de fricción. La resistencia de la unión está elegida de tal modo que a través de la tobera de gas 2 no se puedan transmitir fuerzas que tengan componentes de fuerza coaxiales con el eje central longitudinal, es decir fuerzas de tracción. Estando activado el elemento de fijación 30, la tobera de gas 2 no se puede desprender por lo tanto del inserto interior 28. Mediante el grado de dilatación del elemento de fijación 30 expansible se puede determinar la resistencia de la unión.

Una forma de realización sencilla consiste en realizar el elemento de fijación 30 mediante un tubo flexible de forma anular 34 o un elemento de junta que eventualmente pueda estar formado por un material elástico, por ejemplo una mezcla de caucho. Una variante de esta clase se describe con mayor detalle con relación a la Fig. 7.

En la Fig. 4 se puede ver además que la tobera de gas 2 tiene forma de casquillo y presenta una carcasa 35 que está deslizada sobre un tramo longitudinal del inserto interior 28 en forma de vástago, y va fijado en éste por medio del elemento de fijación 30. En la zona de alojamiento 27 de la tobera de gas, el elemento de fijación 30 está en contacto con la superficie de contacto 31 del elemento de fijación 20 por medio de un tramo 36, estableciéndose la unión citada en este tramo 36. La superficie de contacto 31 está comprimida contra la superficie interior 29 de una carcasa 35 de la tobera de gas 2 por una fuerza resultante que actúa en el sentido de una flecha 37. La unión a presión se produce por lo tanto por un cambio de posición de la superficie de contacto 31 en el sentido de la flecha 37, para cuyo fin el elemento de fijación 30 se carga con un medio para generar presión, en particular un gas de protección o aire comprimido. En el curso de la descripción de las Fig. 7 y 8 se describirán con mayor detalle posibles variantes del elemento de fijación 30, en forma de tubo flexible 34 así como de membrana 89.

En las Fig. 4, 5 y 6 se muestra cómo el elemento de fijación 30 se extiende sobre una superficie exterior 38 del inserto interior 28 en forma anular alrededor del perímetro de aquél. La superficie de contacto 31 forma para ello con la superficie interior 29 una unión de contacto que ocupa todo el volumen. De este modo se tiene la seguridad de que un gas de protección que fluya por el interior de la carcasa hueca 35 de la tobera de gas 2, por ejemplo un gas inerte tal como argón, helio o un gas activo tal como CO2, simbolizado por la flecha 39, no pueda escapar a través de la unión entre la tobera de gas 2 y el inserto interior 28.

La sección transversal del elemento de fijación 30, en particular del tubo flexible 34, está realizada por ejemplo con una forma sensiblemente rectangular o en forma de U, de modo que por encima del tramo 36 la superficie de contacto 31 está realizada lisa y puede establecer un contacto con la superficie interior 28 de la tobera de gas 2 que abarque la mayor superficie posible. No obstante es perfectamente posible emplear elementos de fijación 30 con superficies de contacto 31 abombadas o perfiladas.

La superficie de contacto 31 del elemento de fijación 30 y/o la superficie interior 29 en la zona de alojamiento 27 de la tobera de gas pueden presentar unas estructuraciones especiales para favorecer el establecimiento de una unión por ajuste de fuerza de fricción y/o estanca a los gases. Estas superficies pueden ser por ejemplo rugosas, presentar un recubrimiento que favorezca la adherencia o un recubrimiento de fricción o microestructuras o nanoestructuras. Estas clases de realizaciones u otras adecuadas son conocidas por el estado de la técnica para el especialista que ejerce su actividad en el campo de las técnicas de unión.

El elemento de fijación 30 está en comunicación activa con una instalación de alimentación que según necesidad facilita un medio para la activación o desactivación del elemento de fijación 30 y lo suministra al elemento de fijación 30. En los ejemplos mostrados en las Fig. 3 a 8, la instalación de alimentación 40 está formada por un generador de presión neumático o hidráulico, en particular por una bomba 42 según al Fig. 6. El generador de presión 41 está acoplado al elemento de fijación 30 a través de un conducto de alimentación 43 destinado al transporte de medios fluidos. De este modo se puede alimentar una superficie interior 44 de una zona elástica o deformable del elemento de fijación 30 con un medio que provoque la dilatación del elemento de fijación 30 o cambio de posición de la superficie de contacto 31.

El conducto de alimentación 43 está unido a través de un mecanismo de acoplamiento 45, que está realizado p.ej. como elemento cilíndrico hueco de enchufe o roscado, con un elemento de junta, una válvula o similar, en el inserto interior 28. El conducto de alimentación 43 también puede estar unido a través del mecanismo de acoplamiento 45 directamente con una oquedad de un elemento de fijación 30 realizado en forma de tubo flexible. En este caso el conducto de alimentación 43 realizado en forma de un tubo flexible se conduce al interior de la tobera de gas 2 o del inserto interior 28, o si el mecanismo de acoplamiento 45 está dispuesto en una cara exterior 46 del soplete de soldadura, se hace pasar el conducto de alimentación 43 desde el exterior de la tobera de gas 2 o del inserto interior 28 al elemento de fijación 30.

En los ejemplos representados según las Fig. 6 a 8 hay un canal de flujo 47 dispuesto en el inserto interior 28, que por una parte desemboca en la zona de la superficie interior 44 del elemento de fijación 30 y que por otra parte está en comunicación fluida con el generador de presión 41. El canal de flujo 47 está formado por ejemplo por uno o varios orificios cilíndricos dispuestos en el inserto interior 28. Para establecer una unión entre el canal de flujo 47 y el conducto de alimentación 43 está previsto un manguito 48 del mecanismo de acoplamiento 45, que dispone preferentemente de un elemento de junta de modo que se pueda establecer una unión mecánica estanca a los gases.

Con respecto al mecanismo de acoplamiento 45 hay que señalar que éste está realizado en forma de un acoplamiento conocido por el estado de la técnica destinado a unir de forma estanca y liberable dos conducciones atravesadas por un fluido a presión. Para ello caben realizaciones tales como conexiones de enchufe, de enclavamiento, de contracción, roscadas, etc., de acuerdo con el estado de la técnica, siendo éstas habituales para el técnico.

En lugar de un canal de flujo 47 puede haber también exclusivamente unos conductos de flujo tendidos en el soplete de soldadura 6, por ejemplo unos conductos flexibles de plástico

o de goma, que cumplen la misma función que el canal de flujo 47.

Tal como se muestra en la Fig. 6, el dispositivo de alimentación 40 o el elemento de fijación 30 tienen asignada preferentemente una válvula 49 que está prevista para purgar el aire del canal de flujo 47 o del elemento de fijación 30. En el ejemplo según la Fig. 6, la válvula 49 está situada en el conducto de alimentación 43 y está realizada como válvula de retención con posibilidad de desbloqueo. Por lo tanto el conducto de alimentación 43 puede estar previsto como conjunto de ida y retorno, ya que al efectuar la purga de aire se puede desbloquear la válvula 49 y eliminar la sobrepresión que está presente en el elemento de fijación 30, con lo cual se anula la comunicación a través del elemento de fijación 30. Mediante una válvula 49 de esta clase existe además la ventaja de que el generador de presión 41 solamente tiene que estar en funcionamiento para la activación del elemento de fijación, por ejemplo para inflar el tubo flexible 34, y al alcanzar una presión suficiente se mantiene la presión gracias a la válvula de retención sin que tenga que estar activado el generador de presión 41.

Naturalmente son también posibles variantes en las que estén previstos dispositivos de purga de aire independientes o conducciones independientes de ida o de retorno para el elemento de fijación 30, de modo que no se requiera una válvula de retención.

El dispositivo de alimentación 40 está realizado en una variante especialmente ventajosa en un proceso de soldadura láser-híbrido por medio de una instalación de aire comprimidlo. El cabezal de soldadura láser–híbrido 1 dispone del antes mencionado chorro cruzado 7, que es esencialmente un chorro de aire comprimido que fluye en dirección transversal con respecto a la óptica láser, y que protege la óptica láser contra la polución. La alimentación de aire comprimido para el chorro cruzado 7 que en cualquier caso ya existe en el cabezal de soldadura láser–híbrido 1 puede utilizarse por lo tanto también como dispositivo de alimentación 40 para el elemento de fijación 30, tal como se ha descrito anteriormente. En una variante de esta clase no se requiere necesariamente un generador de presión propio 41, especial para el elemento de fijación 30, sino que la instalación de aire comprimido del chorro cruzado puede tener comunicación fluida con el elemento de fijación 30 a través de una conducción. Con el fin de controlar el estado del elemento de fijación 30, esta conducción fluida puede tener asignada una válvula de control que permite la carga y descarga de aire del elemento de fijación 30 a modo de tubo flexible. Otra posibilidad consiste en aprovechar para el elemento de fijación 30 el flujo de gas de protección existente según la flecha 39. Como medio de presión para llenar o expandir el elemento de fijación 30 se emplea en este caso el gas de protección 39. Una parte del gas de protección se puede conducir para ello de forma controlada al elemento de fijación 30 a través del canal de flujo 47 o de un conducto de alimentación. Eventualmente puede estar dispuesto adicionalmente un generador de presión para reforzar la presión necesaria del flujo de gas de protección.

Tal como se puede ver por las Fig. 3 a 8, el elemento de fijación 30 está dispuesto preferentemente en una escotadura periférica 50 prevista en la cara exterior 47 del inserto interior 28. Para ello la escotadura 50 está realizada en forma de ranura, y una superficie de limitación 51 de la escotadura 50 puede presentar un orificio 52 que se comunique con el canal

de flujo 47 o el conducto de alimentación 40.

El elemento de fijación 30 va fijado eventualmente en la escotadura 50, preferentemente mediante pegamento o por la unión mecánica a través del mecanismo de acoplamiento 45 que al mismo tiempo establece la comunicación fluida necesaria. Sin embargo no es forzosamente necesario que exista una comunicación propia entre el inserto interior 28 y el elemento de fijación 30, ya que la simple colocación del elemento de fijación 30 de forma anular sobre el inserto interior 28 con una tensión inicial mecánica puede dar lugar ya a una fijación suficiente en la escotadura 50.

Con respecto al elemento de fijación 30 hay que recordar que éste puede estar formado al menos parcialmente de un material resistente al calor, o que en el inserto interior 28, por ejemplo en la escotadura 50, esté dispuesto un material aislante del calor, de tal modo que el funcionamiento del elemento de fijación 30 no se vea perjudicado por el calor existente en la zona de la tobera de gas 2.

En una variante autónoma hay un elemento de alojamiento para uno o varios tubos de contacto 20 situado en el interior o en la oquedad interior de la carcasa 35 de la tobera de gas 2 en forma de casquillo. El elemento de alojamiento 53 mantiene el tubo o los tubos de contacto 20 en el interior de la tobera de gas 2 en una posición definida o definible. El elemento de alojamiento 53 está realizado para ello de tal modo que el o los tubo(s) de contacto 20 estén eléctricamente aislados respecto a la carcasa 35. En el caso de que a través del elemento de alojamiento 53 se conduzcan varios tubos de contacto 20, éstos quedan aislados entre sí por el elemento de alojamiento 53.

Dentro del elemento de alojamiento 53 se encuentran sendas escotaduras 54, en particular un orificio para cada uno de los tubos de contacto 20 que van fijados en éste. El tubo de contacto 20 puede estar por ejemplo calado a presión en la escotadura 54. Igualmente existe la posibilidad de que el tubo de contacto 20 esté atornillado, enclavado, etc. con el elemento de alojamiento 53.

Con el fin de lograr el aislamiento, el elemento de alojamiento 53 puede estar formado por un material aislante que no sea conductor, por ejemplo de plástico, cerámica, etc. También puede haber colocados uno o varios casquillos aislantes en las escotaduras 54 del elemento de alojamiento 53. En este caso el cuerpo del elemento de alojamiento 53 también puede estar realizado de un material conductor, por ejemplo de un metal.

Tal como se puede ver en la Fig. 4, el elemento de alojamiento 53 está realizado por ejemplo esencialmente en forma de disco o placa. El elemento de alojamiento 53 está situado en forma de un inserto 55 dentro de la tobera de gas 2. El inserto 55 presenta por lo menos un orificio 57 que lo atraviesa completamente en toda su anchura 56. A continuación se explica la invención con mayor detalle sirviéndose del ejemplo representado en la Fig. 4, en el que pasan dos tubos de contacto 20 a través del inserto 55, es decir que en el inserto 55 están previstos dos orificios 57.

El inserto 55 puede estar realizado, o bien formando una sola pieza con la carcasa 35 de la tobera de gas 2, o estar fijado en el espacio interior de la tobera de gas 2 como componente autónomo. Los tubos de contacto 20a, 20b sobresalen respecto a las caras frontales 58, 59 del inserto 55. En este caso son importantes las dimensiones 60, 61 que definen la separación entre los puntos de salida 62, 63 de los hilos de soldadura 21a, 21b de los tubos de contacto 20a, 20b y el de la cara frontal 59 del inserto 55 orientado hacia el orificio de salida 25 de la tobera de gas 2. Modificando las separaciones 60, 61 se puede influir de modo importante en el proceso de soldadura, ya que se modifican las longitudes de voladizo 23a, 23b de los hilos de soldadura 20a, 20b. De forma general, variando la longitud de voladizo 23 se puede influir de múltiples modos en un proceso de soldadura, por ejemplo en lo referente al volumen de fusión del hilo de soldadura 20 y a las posibilidades de salvar intersticios en la pieza 12.

En el ejemplo representado, las distancias 60 y 61 tienen distinta magnitud, siendo la distancia 61 del segundo tubo de contacto 20b menor que la distancia 60 del primer tubo de contacto 20a. En el caso de una posición del soplete de soldadura 6 inclinada respecto a la pieza 12 (véase también el ángulo 15 en la Fig. 1) resulta ventajosa, ya que las longitudes de voladizo 23a, 23b de los hilos de soldadura 20a, 20b pueden ser sensiblemente iguales, y se puede desplazar el soplete de soldadura 6 a lo largo de la superficie 11 a pequeña distancia 62 de ésta, con lo cual se mejora en su conjunto el proceso de soldadura.

A este respecto resulta especialmente ventajosa otra variante autónoma de la presente invención. En este caso se trata de una tobera de gas 2 para sopletes de soldadura de hilos múltiples, en particular para un proceso de soldadura láser-híbrido. La carcasa 36 de la tobera de gas 2 se extiende en particular con simetría de rotación a lo largo de un eje longitudinal central 65. La primera cara frontal 24 que tiene la boca de salida 25 transcurre en este caso en un plano 66 situado oblicuamente con respecto al eje longitudinal central 65. El ángulo 67 entre un plano perpendicular situado sobre el eje central longitudinal 68 y el plano 66 está determinado en este caso por las separaciones 60, 61 entre los tubos de contacto 20a, 20b. El plano 66 por la cara frontal 24 se extiende desde el lado de salida exterior del hilo de soldadura 62 del primer tubo de contacto 20a en dirección hacia el otro punto de salida del inserto interior 63 del otro tubo de contacto 20b, que está retrasado en la dirección del eje longitudinal central 65 en la dirección de la segunda cara frontal 26 de la tobera de gas, en una separación diferencial 69.

El ángulo 67 entre el plano normal 68 y el plano oblicuo 66 se encuentra por ejemplo entre 5°y 60°, preferentemente entre 5°y 30°.

Para una configuración de esta clase de la tobera de gas 2 que está adaptada a distintas separaciones entre los puntos de salida 62, 63 de dos tubos de contacto 20a, 20b se mejora la accesibilidad del soplete de soldadura 6 sostenido en posición oblicua respecto a la pieza 62, de modo que mediante un ajuste variable de la distancia 64 resulta posible optimizar y flexibilizar el proceso de soldadura con varios hilos de soldadura que se funden.

Otra solución autónoma del objetivo conforme a la invención está representada también en las Fig. 4, 9 y 10. En este caso se trata de un soplete de soldadura 6 o de un tubo de contacto 20, en particular para un proceso de soldadura láser-híbrido, que presenta componentes para llevar a cabo un proceso de soldadura por arco eléctrico con electrodo fusible. En este caso, uno o varios de los componentes están formados por el tubo de contacto 20, en este caso por los tubos de contacto 20a y 20b, que presenta un orificio guía 71 para el hilo de soldadura 21 que se extiende a lo largo de un eje central longitudinal 70 del o de los tubos de contacto 20. Lo esencial es que por lo menos un tubo de contacto 20 presente un eje longitudinal central 70 que por lo menos por tramos tenga una forma curva del orificio guía 71, es decir que el orificio guía 71 no transcurre exclusivamente de forma rectilínea sino que al menos en un tramo parcial 72 de una longitud del tubo de contacto 73 está acodado o curvado. Esta variante se describe a continuación nuevamente para un proceso de soldadura de hilos múltiples con dos hilos de soldadura 21a, 21b y dos tubos de contacto 20a, 20b.

Los tubos de contacto 20a, 20b presentan cada uno una zona extrema en la que están situados los puntos de salida 62, 63 de los hilos de soldadura 21a, 21b, encontrándose el tramo parcial 72 en estas zonas extremas. Por lo menos en uno de los dos tubos de contacto 20a, 20b el eje longitudinal central 70 o el orificio guía 71 transcurre en su trazado longitudinal en forma de arco o acodado. Preferentemente están acodados ambos tubos de contacto 20a, 20b en la zona parcial 72, con respecto a la longitud restante 73 del tubo de contacto. El hilo de soldadura 21a, 21b no sale de los tubos de contacto 20a, 20b paralelo al eje longitudinal central 70 de éstos sino formando un ángulo de salida 74, 75 respecto al eje longitudinal central 70. Los hilos de soldadura 21a, 21b se transportan por lo tanto en dirección oblicua respecto al eje longitudinal central 65 de la tobera de gas 2 en sentido hacia la pieza 12. En este caso los hilos de soldadura 21a, 21b convergen en sentido hacia la pieza 12.

Los tubos de contacto 20a, 20b pueden estar alojados de modo giratorio alrededor de su eje longitudinal central en sendas sujeciones 76a, 76b, en particular cada uno en un tubo de contacto 77a, 77b. En particular, los tubos de contacto 20a, 20b pueden girar un ángulo de 360°. Tal como se muestra en la Fig. 4, las superficies de contacto 78 de los tubos de contacto 20a, 20b y las superficies de contacto 79 de los casquillos de contacto 77a, 77b que se tocan para la transmisión de la corriente se pueden girar de forma continua entre sí con un rozamiento de fricción. De este modo también se modifican los ángulos 74, 75 de los tubos de contacto curvados 20a, 20b y por lo tanto las direcciones de salida de los hilos de soldadura 21a, 21b, y se modifica la separación entre sí 80 de los puntos de salida 62, 63. Mediante el ajuste de los ángulos 74, 75 o ajustando la separación 80 se puede influir por lo tanto en la alimentación de los hilos al baño fundido, con lo cual se crea de una forma ventajosa y sencilla una posibilidad adicional de intervenir en el proceso de soldadura.

El elemento de alojamiento 53 puede presentar unas prolongaciones de sujeción 81 para la fijación de los tubos de contacto 20a, 20b en dirección longitudinal, que presentan por ejemplo una superficie de tope 82 en la que se apoya el respectivo tubo de contacto 20a, 20b. Los tubos de contacto 20a, 20b quedan por lo tanto fijados en la dirección del eje longitudinal central 70. Para fijar mejor los casquillos de contacto 77a, 77b están dispuestas preferentemente unas láminas que no están representadas.

Otra posibilidad para modificar los ángulos de salida 74, 75 o la separación 80 consiste en que el perímetro de la superficie exterior o de contacto 78 de los tubos de contacto 20a, 20b presente un contorno periférico poligonal, que se puede situar dentro de una forma de contorno congruente de la superficie de contacto 79 del casquillo de contacto 77. Según el número de vértices o lados del polígono se determina por lo tanto el número de posibles posiciones, es decir ángulos de salida 74, 75. Por lo tanto resulta posible modificar de forma escalonada las posiciones relativas entre sí de los tubos de contacto 20a, 20b, por ejemplo un vástago de forma cuadrada del tubo de contacto 20 se puede colocar en cuatro posiciones dentro del casquillo de contacto 77, de modo que se pueden ajustar cuatro ángulos de salida diferentes 74, 75 de los hilos de soldadura 21a, 21b, o dieciséis separaciones diferentes 80 entre los puntos de salida 62, 63.

A este respecto está representado y descrito el tubo de contacto 20 en las Fig. 9 y 10.

También está representado un inserto de tobera de gas para un soplete de soldadura que presenta una tobera de gas 2 o uno o varios tubos de contacto 20 que se corresponden al menos parcialmente con la descripción anterior, y que de este modo forma una unidad modular. Esto es ventajoso en cuanto a la manipulación automatizada de los componentes que se han de sustituir para efectos de limpieza o mantenimiento del soplete de soldadura, puesto que es necesario sustituir un número menor de piezas individuales.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el control del proceso de una instalación de soldadura, que se describe mediante las Fig. 1 y 6. A este respecto, la instalación de soldadura prevista para la soldadura de bandas, que se compone del equipo de soldadura con el soplete de soldadura 6 o el cabezal de soldadura láser-híbrido 1 y de una instalación de robot, un dispositivo de control 83. El soplete de soldadura 6 va fijado básicamente en el brazo del robot 4 o el manipulador, y la trayectoria del movimiento del brazo del robot 4 viene determinada por el dispositivo de control 33. El soplete de soldadura 6 presenta para ello una tobera de gas 2 situada en una zona de salida del hilo de soldadura 21, que se puede liberar según necesidad.

A la tobera de gas 2 y/o al inserto interior 28 le está asignado eventualmente por lo menos un sensor 84 que capta parámetros de proceso del proceso de soldadura. El sensor 84 está realizado especialmente para captar parámetros relativos al desgaste de material o grado de ensuciamiento en la zona de los tubos de contacto 20, en particular de los puntos de salida 62, 63 para el hilo de soldadura 21. Mediante el sensor 84 se puede captar además eventualmente si la tobera de gas 2 está correctamente fijada en el inserto interior 28 o si está separada. El sensor 84 está en comunicación con el dispositivo de control 83 y el equipo de soldadura que controla el desarrollo del proceso de soldadura. Si se detecta ahora un estado de proceso inadmisible, por ejemplo un exceso de suciedad, el dispositivo de control 83 inicia un ciclo de mantenimiento.

Es preciso señalar que de acuerdo con la invención este ciclo de mantenimiento también se puede iniciar periódicamente en momentos que se pueden definir o después de un determinado número de ciclos de trabajo, sin que exista un sensor.

Si mediante el dispositivo de control 83 se inicia el ciclo de mantenimiento del proceso de soldadura entonces tiene lugar el posicionamiento del soplete de soldadura en una posición de mantenimiento, y a continuación el dispositivo de control desactiva el elemento de fijación 30 situado en el soplete de soldadura 6 para la tobera de gas 2 o el inserto de la tobera de gas. De este modo se libera la unión entre la tobera de gas 2 y un inserto interior 28 del soplete de soldadura 6 al reducirse el volumen de un elemento de fijación 30 del soplete de soldadura 6, y a continuación se retira la tobera de gas 2 del soplete de soldadura 6. Para ello se puede retirar la tobera de gas 2 del inserto interior 20 mediante un dispositivo extractor, o se coloca el soplete de soldadura 6 en una posición inclinada tal que la tobera de gas 2 se caiga o deslice automáticamente del inserto interior 28. A continuación se posiciona en el soplete de soldadura 6 otra tobera de gas 2 y se fija por medio del elemento de fijación 30 en el inserto interior 28. La fijación entre al tobera de gas 2 y un inserto interior 28 del soplete de soldadura 6 tiene lugar mediante la expansión del volumen del elemento de fijación 30, con lo cual se establece una unión especialmente estanca a los gases.

La iniciación del ciclo de mantenimiento tiene lugar porque mediante el dispositivo de control 83 del equipo de soldadura se genera una señal o una secuencia de señales para controlar el accionamiento del brazo del robot 4, de tal modo que se desplace el soplete de soldadura 6 a la posición de mantenimiento. También se genera una señal para el control del dispositivo de alimentación 40, con lo cual se determina el estado del elemento de fijación 30, es decir si éste está activado o desactivado. Por ejemplo se puede abrir la válvula 49 de la instalación de alimentación 40 para desactivar el elemento de fijación 30, de modo que desaparezca la sobrepresión que está presente en el elemento de fijación 30, y se reduzca el volumen del elemento de fijación 30 o se aleje la superficie de contacto 31 del elemento de fijación 30 de la superficie interior 29 de la tobera de gas 2. También se puede controlar el generador de presión 41, en particular la bomba 42, para activar el elemento de fijación 30 al generar una sobrepresión que a través del conducto de alimentación 43 se conduce al elemento de fijación 30, con lo cual éste se dilata al menos parcialmente o se expande desde un estado replegado o contraído. De este modo se establece mediante la dilatación del elemento de fijación 30 una unión con acoplamiento de fuerza, en particular con acoplamiento de fricción, entre la tobera de gas 2 y el inserto interior 28.

Es preciso señalar que en este ciclo pueden intervenir varios dispositivos de control que se comuniquen entre sí, por ejemplo del equipo de soldadura y del control del robot, pero sobre esto no se trata con mayor detalle aquí.

En la posición de mantenimiento se sitúa el soplete de soldadura 6 por ejemplo en una posición de limpieza de la instalación del robot, que no está representada con mayor detalle. En la estación de limpieza están situadas en unas coordenadas definidas para el control del robot unas toberas de gas de repuesto 2, y están definidas unas posiciones de descarga para las toberas de gas usadas 2, de modo que el ciclo de mantenimiento puede desarrollarse de forma totalmente automática.

En la Fig. 7 está representada una variante del soplete de soldadura 6 en el que el elemento de fijación 30 está realizado como tubo flexible 34.

El tubo flexible 34 presenta un espacio interior hueco 85 rodeado de una envolvente 86 que tiene un espesor de pared 87. La envolvente 86 presenta la superficie de contacto 31 y la superficie interior 44, que limitan el espacio interior hueco 85. La envolvente 86 está realizada en un material flexible que es especialmente elástico.

El espacio interior hueco 85 del tubo flexible 34 está en comunicación con la instalación de alimentación 40, de modo que en la superficie interior 44 se puede aplicar una fuerza en el sentido de la flecha 37, tal como se ha descrito anteriormente. Para ello el tubo flexible 34 presenta un orificio 88 que deja libre hacia el exterior el espacio interior hueco 85, y que está en comunicación con el canal de flujo 47 o el conducto de alimentación 43. El espacio interior hueco 85 forma por lo tanto una cámara de presión.

Para activar el elemento de fijación 30 se llena el espacio interior hueco 85 del tubo flexible 34 con el medio para la generación de la presión. De este modo se incrementa el volumen del espacio interior hueco 85 con lo cual aumenta en sección el área del tubo flexible 34 hasta que la superficie de contacto 31 del tubo flexible 34 está en contacto suficientemente firme con la superficie interior 29 de la tobera de gas 2 deslizada sobre el inserto interior 28.

El tubo flexible 34 o el elemento de junta puede estar formado por ejemplo de un monómero de etilen-propilen-dieno o silicona, caucho, un plástico, fibras de vidrio o fibras naturales, un tejido o similares o por mezclas de estos materiales. El tubo flexible 34 puede ser dilatable y eventualmente elástico de modo que al aumentar el volumen del tubo flexible se reduce el espesor de pared 87 del tubo flexible 34. También puede ser que el tubo flexible 34 sea flexible pero no dilatable, de modo que en estado desactivado del elemento de fijación 30, es decir cuando el espacio interior hueco 85 del tubo flexible 34 está purgado de aire o vacío, se produce una formación de pliegues en el tubo flexible 34.

En la Fig. 8 está representada otra variante del soplete de soldadura 6 en el elemento de fijación 30 para fijar la tobera de gas 2 en el inserto interior 28. En este caso el elemento de fijación 30 está formado por una membrana 89. La membrana 89 está formada de un material flexible y presenta la superficie de contacto 31 y la superficie interior 44, pudiendo desplazarse la superficie de contacto en la dirección de una doble flecha que está dibujada. Para ensanchar la membrana 89 se ejerce sobre la superficie interior 44 una fuerza en el sentido de la flecha 37, de modo que la superficie de contacto 31 es empujada hacia el exterior, tal como se había descrito anteriormente. Para ello se aplica una sobrepresión debajo de la superficie interior 44, para cuyo fin el dispositivo de alimentación 80 antes descrito está acoplado activamente con la membrana 89. Cuando está deslizada la tobera de gas 2 sobre el inserto interior 28 se establece mediante la aplicación de presión de la membrana 89 entre la superficie de contacto 31 de la membrana 89 y la superficie interior 29 de la tobera de gas 2 una unión de ajuste de fuerza, que preferentemente es también estanca a los gases. El principio de esta unión se corresponde con la variante descrita en las Fig. 3 a 6, de modo que los componentes o variantes antes descritos son también aplicables a la solución representada en la Fig. 8.

Tal como está representado, la membrana 89 está situada dentro de la escotadura 50 en forma de ranura que rodea el perímetro del inserto interior 28. La membrana 89 rodea el inserto interior 28 en toda la dimensión a lo largo del tramo 36, de modo que la membrana 89 tiene la forma de un trozo de tubo cilíndrico. En las zonas del borde 90, 91 la membrana 89 asienta de forma lineal o de superficie en la superficie limitadora 51, formando los puntos de contacto 92, 93, de modo que la superficie limitadora 51 de la escotadura 50 queda rodeada en toda su superficie periférica. Los puntos de contacto 92, 93 son puntos de unión estancos a los gases entre la membrana 89 y el inserto interior 28. Para establecer esta clase de puntos de contacto 92, 93 la membrana 89 puede presentar unos elementos de unión 94, por ejemplo unos elementos de tracción de forma anular de efecto elástico que compriman las zonas del borde 90, 91 de la membrana 90 sobre la superficie limitadora 51 de la escotadura 50 en el inserto interior 28, o unos elementos adhesivos para formar una unión de materiales, etc.

El inserto interior 28 puede presentar igualmente el canal de flujo 47 que desemboca debajo de la superficie interior 44 de la membrana 89 en el orificio 52 de la escotadura 89. Al activar el elemento de fijación 30 se transmite a través del canal de flujo 47 o de la conducción de alimentación 43 la fuerza de presión al aplicar una sobrepresión contra la superficie interior 44 de la membrana 89, con lo cual ésta se dilata en el sentido de la flecha 37. Al desactivar el elemento de fijación 30 se elimina la sobrepresión en el canal de flujo 47 o en el conducto de alimentación 43.

Hay que mencionar otra variante, que no está representada, en la que el elemento de fijación 30 presenta una corredera mecánica o similar, que al aplicar una sobrepresión mediante el dispositivo de alimentación 40 se puede desplazar dentro de una guía, de modo que llega a acoplarse con la tobera de gas 2, fijándola. El acoplamiento o fijación puede ser con ajuste positivo o ajuste por fuerza.

En las Fig. 9 y 10 está representado el tubo de contacto 20 para un soplete de soldadura 6 de uno o varios hilos o un cabezal de soldadura láser-híbrido para un hilo o varios hilos, estando representada en la Fig. 9 el tubo de contacto 20 en su forma original, y en la Fig. 10 el tubo de contacto 20 después de una fase de mecanizado para formar una curva.

Aquí el tubo de contacto 20 presenta un orificio guía 71 continuo con un eje longitudinal central 71 para el hilo de soldadura 21 y preferentemente un orificio 95 concéntrico con el orificio guía 71, de mayor diámetro, tal como está representado con línea de trazos. El tubo de contacto 20 está además realizado de tal modo que el eje longitudinal central 70 del orificio guía 71 de por lo menos uno de los tubos de contacto 20 presenta un trazado en curva al menos en un tramo parcial 72 de una longitud 73 del tubo de contacto, tal como ya se había descrito anteriormente.

Para que el orificio guía 71 del tubo de contacto 20 esté realizado ahora en la zona del punto de salida 62 del hilo de soldadura 21 en forma curva o acodada, se fabrica primeramente el tubo de contacto 20 de forma rectilínea tal como está representado en la Fig. 9. A continuación se crea la curva mediante una operación de trabajo correspondiente, para lo cual el tubo de contacto 20 se fija por ejemplo en un molde sencillo, y se ejerce mediante un dispositivo correspondiente, que no está representado, una presión sobre la zona de salida delantera 62, contra la superficie exterior del tubo de contacto 20, de modo que el tubo de contacto 20 se deforma en la zona parcial 72 en un ángulo determinado 74. Con el fin de que se pueda realizar una deformación correspondientemente definida, el diámetro en la zona parcial delantera 72 es menor que en la zona 96 situada detrás.

Debido a la curva se forma un radio continuo, con lo cual se puede ensartar con facilidad el hilo de soldadura 21. Para ello se realiza el orificio guía 71 para el hilo de soldadura 21 preferentemente mayor que en los tubos de contacto usuales. Por ejemplo, para un hilo de soldadura 21 con un diámetro de 1,2 mm el orificio guía presenta un diámetro entre 1,4 mm y 2 mm, preferentemente de 1,6 mm. Con ello se consigue también que se produzca un menor cerramiento del tubo de contacto y se pueda establecer la curvatura mediante deformación, ya que gracias al mayor diámetro del orificio guía 71 y de la deformación, se pueda ensartar a pesar de ello el hilo de soldadura 21.

También está previsto que una superficie frontal del tubo de contacto 97 esté cortada oblicuamente o realizada oblicuamente. Para ello la superficie frontal del tubo de contacto 97 está realizada respecto al eje longitudinal 70 con un ángulo entre 40°y 70°, preferentemente de 45°. Mediante una realización de esta clase se consigue que el orificio de salida 62 tenga una forma ovalada, con lo cual se dificulta considerablemente el cerramiento del orificio de salida 62 debido a salpicaduras de soldadura. Al mismo tiempo se consigue también que la superficie de ataque para las salpicaduras forme una superficie de ataque menor, y por lo tanto resulte posible obtener una vida útil más larga del tubo de contacto 20. Naturalmente existe también la posibilidad de que la superficie frontal inclinada del tubo de contacto 97 se pueda emplear en un tubo de contacto 20 recto o curvado.

Existe la posibilidad de que las distintas variantes antes descritas se combinen entre sí. Por otra parte, la invención se puede aplicar para un soplete de soldadura 6 de un solo hilo, que presente exclusivamente componentes tales como por ejemplo un tubo de contacto, un casquillo de contacto, etc. para el transporte del único hilo de soldadura 21, o la invención se puede aplicar para un soplete de soldadura de hilos múltiples, que presente componentes para el transporte de por lo menos dos hilos de soldadura 20. Queda a discreción del especialista aplicar la anterior invención para distintos números de hilos de soldadura.

Claims (11)

1.

2.

3.

4.

Procedimiento para controlar el proceso de una instalación de soldadura mediante robot, con un dispositivo de control (83) y un soplete de soldadura (6) fijado en un brazo del robot (4), en particular para un proceso de soldadura láser-híbrido, con una tobera de gas (2) situada en una zona de salida de un hilo de soldadura (21), donde durante un ciclo de mantenimiento del proceso de soldadura tiene lugar un posicionamiento del soplete de soldadura (6) en una posición de mantenimiento, liberándose a continuación la unión entre la tobera de gas (2) y un inserto interior (28) del soplete de soldadura (6), retirando la tobera de gas (2) del soplete de soldadura (6), posicionando a continuación otra tobera de gas (2) en el soplete de soldadura (6) y estableciendo entre la tobera de gas (2) y un inserto interior (28) del soplete de soldadura (6) una unión, iniciándose el ciclo de mantenimiento en unos momentos predeterminados o en función de parámetros del proceso captados por medio de sensores, caracterizado porque la unión entre la tobera de gas (2) y el inserto interior (28) del soplete de soldadura (6) se libera mediante una reducción del volumen de un elemento de fijación (30) expansible del soplete de soldadura (6), y donde después de posicionar la otra tobera de gas (2) en el soplete de soldadura (6) se establece entre la tobera de gas (2) y el inserto interior (28) del soplete de soldadura (6) una unión especialmente estanca a los gases por medio de la dilatación del volumen del elemento de fijación expansible (30), determinándose el estado del elemento de fijación expansible (30) para liberar y fijar la tobera de gas (2), controlando para ello el elemento de fijación (30) que presenta una unidad de alimentación (40) acoplada con un generador de presión (41) hidráulico o neumático, por medio del dispositivo de control (83) unido al generador de presión (41).

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque desde el dispositivo de control (83) se transmite a un accionamiento del brazo del robot (4) una señal para mover el soplete de soldadura (6) a la posición de mantenimiento.

Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el soplete de soldadura (6) se posiciona en la posición de mantenimiento en una estación de limpieza para la descarga de la tobera de gas (2) y para recibir una tobera de gas nueva (2), respectivamente en unas coordenadas definidas.

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque para activar el elemento de fijación (30) éste se alimenta desde una instalación de alimentación (40) con un medio mediante lo cual se dilata el elemento de fijación (30) al tener aplicada una sobrepresión.

5.

Procedimiento según la reivindicación 1 ó 4, caracterizado porque mediante la dilatación del elemento de fijación (30) se establece una unión con ajuste de fuerza, en particular con un ajuste de fricción.

6.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el elemento de fijación (30) está formado por un tubo flexible (34) deformable, en particular elástico, o por un elemento de junta.

7.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el elemento de fijación (30) está en comunicación con un canal de flujo (47) para un fluido que a su vez está comunicado con la instalación de alimentación hidráulica o neumática (40).

8.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el dispositivo de alimentación (40) está formado por la alimentación de gas de protección existente del equipo de soldadura o por una instalación autónoma de aire comprimido.

9.

Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la instalación de aire comprimido está prevista para la alimentación del elemento de fijación (30) y al mismo tiempo para formar el chorro cruzado (7) en el proceso de soldadura láser.

10.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque una superficie interior (29) especialmente cilíndrica de la tobera de gas (2) se une mediante un ajuste de fuerza, en particular un ajuste de fricción y preferentemente de modo continuo o sin discontinuidades con la superficie exterior (38) de un inserto interior (28) que transcurre alrededor del perímetro del inserto interior (28).

11.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la tobera de gas (2) se sitúa por medio de un elemento de posicionamiento en la carcasa

(35) de modo definido en el inserto interior (28).