ES2969622T3 - Cuerpo de junta, método de fabricación para cuerpo de junta y aparato de fabricación para cuerpo de junta - Google Patents

Cuerpo de junta, método de fabricación para cuerpo de junta y aparato de fabricación para cuerpo de junta Download PDF

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ES2969622T3 ES18850655T ES18850655T ES2969622T3 ES 2969622 T3 ES2969622 T3 ES 2969622T3 ES 18850655 T ES18850655 T ES 18850655T ES 18850655 T ES18850655 T ES 18850655T ES 2969622 T3 ES2969622 T3 ES 2969622T3
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Kazuya Yasui
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Liang Chen
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Abstract

Un cuerpo unido 1 incluye miembros metálicos primero y segundo 2 y 3, y una porción de unión 5 configurada por porciones soldadas lineales 4 a las que se unen los miembros metálicos primero y segundo 2 y 3. La porción de unión 5 tiene porciones longitudinales primera y segunda 8 y 9 y una pluralidad de porciones de acoplamiento 10. La primera porción longitudinal 8 tiene primeras porciones de intersección 8a dispuestas en una primera dirección A y se extiende en la primera dirección A. La segunda porción longitudinal 9 tiene segundas porciones de intersección 9a dispuestas en la primera dirección A y se extiende en la primera dirección A. Las porciones de soldadura 4 se intersectan en la primera y segunda porciones de intersección 8a y 9a. Las porciones de acoplamiento 10 están dispuestas en la primera dirección A. Las porciones de acoplamiento 10 se extienden en una primera dirección B y acoplan la primera y segunda porciones longitudinales 8 y 9. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Cuerpo de junta, método de fabricación para cuerpo de junta y aparato de fabricación para cuerpo de juntaCampo técnico
La presente invención se refiere a un cuerpo de junta, un método de fabricación para un cuerpo de junta y un aparato de fabricación para un cuerpo de junta, véanse las reivindicaciones 1, 3 y 9.
Antecedentes de la técnica
Los Documentos de Patentes 1 y 2 divulgan un cuerpo de junta que se fabrica uniendo dos elementos metálicos, es decir, un primer elemento metálico y un segundo elemento metálico, mediante soldadura láser. El Documento de Patente 1 divulga que un trazado de soldadura realizada mediante soldadura láser es un par o una pluralidad de pares de líneas rectas paralelas entre sí. El Documento de Patente 2 divulga que un trazado de soldadura realizada mediante soldadura láser incluye una pluralidad de partes en forma de C dispuestas en una fila y partes en forma de C adyacentes que se solapan parcialmente entre sí.
DOCUMENTOS DE LA TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTOS DE PATENTE
Documento de Patente 1: JP 2001-507993 A (Figuras 3, 5)
Documento de Patente 2: JP 2014-015206 A (Figura 4(f))
Documento de Patente 3: JP H10-71480 A (que describe todas las características y etapas del preámbulo de las reivindicaciones 1, 3 y 9) que divulga un cuerpo de junta.
Sumario de la invención
Problemas a resolver mediante la invención
Los cuerpos de junta divulgados en los Documentos de Patente 1 y 2 tienen aún posibilidad de mejora en cuanto a la resistencia de la junta entre el primer elemento metálico y el segundo elemento metálico. Por lo tanto, dichos cuerpos de junta no son adecuados para su procesamiento mediante el estampado en caliente (prensado en caliente), por ejemplo. Es decir, cuando cada uno de los cuerpos de junta se procesa mediante estampado en caliente, el primer elemento metálico y el segundo elemento metálico pueden separarse parcial o completamente entre sí debido a una resistencia de junta insuficiente. Adicionalmente, cuando se aplica una fuerza externa al componente estampado en caliente en una colisión, el primer elemento metálico y el segundo elemento metálico pueden separarse entre sí, de modo que no se puede obtener un efecto de refuerzo suficiente.
Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es aumentar la resistencia de la unión entre dos elementos metálicos que se unen mediante soldadura para formar un cuerpo de junta. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método de fabricación para el cuerpo de junta y un aparato de fabricación para el cuerpo de junta.
Medios para resolver los problemas
Con respecto al cuerpo de junta de acuerdo con la presente invención, el objetivo anterior se resuelve mediante las características de la reivindicación 1.
La parte de junta incluye las partes longitudinales primera y segunda, que se extienden en la primera dirección y la pluralidad de partes de conexión que se extienden en la segunda dirección. Es decir, la parte de junta corresponde a la parte soldada que tiene una forma de línea y se extiende de manera continua, tanto en la primera como en la segunda dirección. En otras palabras, la parte de junta corresponde a la parte soldada que tiene una forma de línea y se proporciona extendiéndose bidimensionalmente, es decir, en forma plana. Esto hace posible aumentar suficientemente la resistencia de la junta entre el primer elemento metálico y el segundo elemento metálico que constituye el cuerpo de junta.
Un método de fabricación para el cuerpo de junta, de acuerdo con la presente invención, se define en la reivindicación 3.
Un aparato de fabricación para el cuerpo de junta, de acuerdo con la presente invención, se define en la reivindicación 9. Las realizaciones preferidas de la presente invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
Efecto de la invención
Es posible que el cuerpo de junta, de acuerdo con la presente invención, tenga una resistencia de junta que resulte suficiente entre el primer elemento metálico y el segundo elemento metálico que constituye el cuerpo de junta. Con el método de fabricación y el aparato de fabricación de acuerdo con la presente invención, es posible fabricar un cuerpo de junta de este tipo.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un ejemplo no reivindicado y que no se contempla por parte de la presente invención de un cuerpo de junta fabricado por un aparato de fabricación.
La Figura 2 es una vista en planta del ejemplo no reivindicado del cuerpo de junta fabricado por el aparato de fabricación.
La Figura 3A es una vista en perspectiva de un ejemplo de un pilar B fabricado mediante el procesamiento del cuerpo de junta por estampado en caliente.
La Figura 3B es una vista en perspectiva de otro ejemplo del pilar B fabricado mediante el procesamiento del cuerpo de junta por estampado en caliente.
La Figura 4 es una vista en perspectiva esquemática de un aparato de fabricación para el cuerpo de junta.
La Figura 5 es una vista lateral esquemática del aparato de fabricación para el cuerpo de junta, de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
La Figura 6A es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo no reivindicado de un patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 6B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo no reivindicado de una parte de junta no reivindicada que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 6A.
La Figura 7 es una vista en planta esquemática para describir un proceso de corte.
La Figura 8A es una vista en planta esquemática que muestra una primera alternativa no reivindicada del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 8B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo no reivindicado de una parte de junta no reivindicada que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 8A.
La Figura 9A es una vista en planta esquemática que muestra una segunda alternativa no reivindicada del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 9B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo no reivindicado de una parte de junta no reivindicada que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 9A.
La Figura 10A es una vista en planta esquemática que muestra una tercera alternativa no reivindicada del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 10B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo no reivindicado de una parte de junta no reivindicada que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 10A.
La Figura 11A es una vista en planta esquemática que muestra un patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 11B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una parte de junta que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 11A.
La Figura 12A es una vista en planta esquemática que muestra una alternativa del patrón de irradiación de luz láser. La Figura 12B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una parte de junta que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 12A.
La Figura 13A es una vista en planta esquemática que muestra una alternativa adicional del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 13B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una parte de junta que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 13A.
La Figura 14A es una vista en planta esquemática que muestra otra alternativa adicional del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 14B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una parte de junta que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 14A.
La Figura 15A es una vista en planta esquemática que muestra otra alternativa del patrón de irradiación de luz láser. La Figura 15B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una parte de junta que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 15A.
La Figura 16A es una vista en planta esquemática que muestra una novena alternativa no reivindicada del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 16B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo no reivindicado de una parte de junta no reivindicada que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 16A.
La Figura 17A es una vista en planta esquemática que muestra una alternativa adicional del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 17B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una parte de junta que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 17A.
La Figura 18A es una vista en planta esquemática que muestra otra alternativa adicional del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 18B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una parte de junta que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 18A.
La Figura 19A es una vista en planta esquemática que muestra una decimosegunda alternativa no reivindicada del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 19B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo no reivindicado de una parte de junta que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 19A.
La Figura 20A es una vista en planta esquemática que muestra otra alternativa adicional del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 20B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una parte de junta que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 20A.
La Figura 21A es una vista en planta esquemática que muestra una decimocuarta alternativa no reivindicada del patrón de irradiación de luz láser.
La Figura 21B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo no reivindicado de una parte de junta que se obtuvo con base en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 21A.
La Figura 22 es una vista en perspectiva esquemática de un aparato de fabricación para un cuerpo de junta, de acuerdo con una segunda realización no reivindicada.
La Figura 23 es una vista en perspectiva esquemática de un aparato de fabricación para un cuerpo de junta, de acuerdo con una tercera realización no reivindicada.
La Figura 24 es una vista en perspectiva de un ejemplo del cuerpo de junta fabricado por el aparato de fabricación, de acuerdo con la tercera realización no reivindicada.
La Figura 25 es una vista en planta que muestra una alternativa no reivindicada del cuerpo de junta.
Modo para llevar a cabo la invención
A continuación se proporcionará una descripción de una primera configuración con referencia a las Figuras 1 a 21B. (Cuerpo de junta)
Las Figuras 1 y 2 muestran un cuerpo de junta 1 fabricado mediante un aparato de fabricación (Figuras 4 y 5) de acuerdo con un ejemplo no reivindicado de la primera realización de la presente invención, que no se contempla en la presente invención.
El cuerpo de junta 1 mostrado en la Figura 1 y la Figura 2 incluye un material en bruto 2 (primer elemento metálico) que es un ejemplo de placa de acero y un material de refuerzo 3 (segundo elemento metálico) que también es un ejemplo de placa de acero. De acuerdo con la presente realización, el material de refuerzo 3 es más estrecho que el material en bruto 2.
El material de refuerzo 3 se coloca sobre el material en bruto 2 y se fija al material en bruto 2 mediante soldadura láser. El cuerpo de junta 1 incluye una parte de junta 5 formada por una línea de trazado de soldadura continua o parte soldada 4. El material en bruto 2 y el material de refuerzo 3 se unen entre sí a lo largo de la parte de junta 5. La parte de junta 5 mostrada en la Figura 1 y la Figura 2 es simplemente un ejemplo, y, como se describirá más adelante con referencia a la Figura 8A a la Figura 21B, la forma específica de la parte de junta 5 incluye varias alternativas.
La parte de junta 5 incluye un cuerpo principal 6 y una parte del extremo 7.
La parte soldada 4 en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 tiene una forma curva con un patrón periódico repetitivo e incluye una primera parte longitudinal 8, una segunda parte longitudinal 9 y una pluralidad de partes de conexión 10 con forma curva. En la primera parte longitudinal 8, una pluralidad de partes de intersección 8a (primeras partes de intersección) donde la parte soldada 4 se interseca a sí misma, están dispuestas en una dirección A (primera dirección) en una vista en planta, y la primera parte longitudinal 8 se extiende a su vez en la dirección A. La dirección A coincide con una dirección de la soldadura (véase un símbolo WD en la Figura 4, por ejemplo) que se describirá más adelante y una dirección opuesta a la dirección de la soldadura. La segunda parte longitudinal 9 se encuentra separada de la primera parte longitudinal 8 en una dirección B que es ortogonal a la dirección A en una vista en planta. En la segunda parte longitudinal 9, así como con la primera parte longitudinal 8, una pluralidad de partes de intersección 9a (segundas partes de intersección) donde la parte soldada 4 se interseca a sí misma, están dispuestas en la dirección A en vista en planta, y la segunda parte longitudinal 9 se extiende a su vez en la dirección A. La pluralidad de partes de conexión 10 están dispuestas a intervalos en la dirección A, cada una de las partes de conexión 10 se extiende en la dirección B, y ambos extremos de cada una de las partes de conexión 10 están conectados a la primera parte longitudinal 8 y a la segunda parte longitudinal 9. Las partes de conexión 10 adyacentes entre sí no se intersecan. Es decir, de acuerdo con la presente realización, la primera parte longitudinal 8, la segunda parte longitudinal 9, y la pluralidad de partes de conexión 10 forman una estructura de escalera en vista en planta.
La parte del extremo 7 de la parte de junta 5 tiene una forma en zigzag o una forma de línea en zigzag que se extiende hacia delante y hacia atrás, a intervalos próximos, entre ambos extremos en una dirección de anchura del material de refuerzo 3. Como se describirá más adelante con referencia a la Figura 24, la parte de junta 5 puede incluir solo el cuerpo principal 6 sin la parte del extremo 7.
En el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5, la parte soldada 4, que tiene una forma de línea, se extiende continuamente en dos direcciones ortogonales entre sí, es decir, en ambas direcciones A, B, en vista en planta. En otras palabras, en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5, la parte soldada 4 que tiene una forma de línea se extiende bidimensionalmente, es decir, en forma plana. Dicha estructura permite que al menos un trazado de la parte soldada 4 esté presente en la vista en planta dentro de una región que tiene un área determinada en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5. En particular, dentro de pequeñas regiones cercanas a las partes de intersección 8a de la primera parte longitudinal 8 y las partes de intersección 9a de la segunda parte longitudinal 9, se encuentran presentes una pluralidad de trazados de las partes soldadas 4. El cuerpo principal 6 de la parte de junta 5, que tiene una estructura de este tipo, permite aumentar suficientemente la resistencia de junta entre el material en bruto 2 y el material de refuerzo 3. Por ejemplo, cuando dos elementos se unen mediante soldadura por puntos, la parte soldada incluye una pluralidad de puntos dispersos. Adicionalmente, la parte soldada, que se fabricó incluso por soldadura láser, puede incluir un par o una pluralidad de pares de líneas rectas paralelas, o puede incluir una pluralidad de partes en forma de C dispuestas en una fila y adyacentes entre sí. En comparación con cualquiera de las estructuras anteriores, el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 en la que la parte soldada 4 que tiene forma de línea se extiende de manera continua en ambas direcciones A, B mostradas en la Figura 1 y la Figura 2, permite unir el material en bruto 2 y el material de refuerzo 3 con una mayor resistencia de junta.
Puesto que el material en bruto 2 y el elemento de refuerzo 3 están unidos con suficiente resistencia de junta, el cuerpo de junta 1 es apto para procesarse mediante estampado en caliente, y por tanto, es posible aumentar la resistencia de un componente del bastidor del vehículo producido contra la colisión. Por ejemplo, la Figura 3A muestra un ejemplo de un pilar B 12 (un ejemplo del componente del bastidor del vehículo) fabricado mediante el procesamiento del cuerpo de junta 1 por estampado en caliente. En este ejemplo, el pilar B 12 que incluye el material en bruto 2 y una lámina de material de refuerzo 3 unida al material en bruto 2, se produce mediante un método en el que el material de refuerzo 3 se suelda solo a una parte del material en bruto 2 que necesita reforzarse para tener la parte de junta 5 que se muestra en las Figuras 1 y 2 y que luego se moldea integralmente con el material en bruto 2 mediante estampado en caliente. La Figura 3B muestra otro ejemplo del pilar B 12 fabricado mediante el procesamiento del cuerpo de junta 1 por estampado en caliente. En este ejemplo, dos elementos de refuerzo 3 se unen al material en bruto 2, y cada uno de los materiales de refuerzo 3 se une a una parte de línea del reborde formada por estampado en caliente.
Para aumentar de manera suficiente la resistencia de unión entre el material en bruto 2 y el material de refuerzo 3, es preferible que, en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5, al menos un trazado de la parte soldada 4 pase por una región cuadrada cuyo lado es de 2 cm de largo, por ejemplo.
(Aparato de fabricación y método de fabricación del cuerpo de junta)
La Figura 4 y la Figura 5 muestran un aparato de fabricación 21 para el cuerpo de junta 1 que se muestra en la Figura 1 y en la Figura 2. Como se describirá más adelante con referencia a la Figura 8A a la Figura 21B, el aparato de fabricación 21 también es capaz de fabricar un cuerpo de junta 1 que es diferente en cuanto a la estructura de la parte de junta 5 del cuerpo de junta 1 que se muestra en la Figura 1 y en la Figura 2.
El aparato de fabricación 21 incluye una mesa 22 sobre la cual se sujeta el material en bruto 2 de manera desmontable mediante un accesorio 22a. Un dispositivo de transporte de material en bruto 23 desplaza la mesa 22 y el material en bruto 2 sujetado en la mesa 22 a una velocidad constante en una dirección de transporte CD que es opuesta a la dirección de la soldadura WD. La mesa 22 y el dispositivo de transporte del material en bruto 23 sirven como una unidad de transporte, de acuerdo con la presente invención.
El aparato de fabricación 21 incluye un dispositivo de suministro de aros 24. El dispositivo de suministro de aros 24 (unidad de suministro) incluye un par de rollos de suministro 24a. El dispositivo de suministro de aros 24 desenrolla un material de aro 20 enrollado en forma de bobina (que se convierte en el material de refuerzo 3 cuando se completa el cuerpo de junta 1) con el par de rollos 24a para suministrar el material de aro 20 sobre el material en bruto 2 sujetado en la mesa 22. Más específicamente, el dispositivo de suministro de aros 24 suministra continuamente el material de aro 20 así desenrollado en una dirección de suministro SD, que coincide con la dirección de transporte CD del material en bruto 2 mientras presiona el material de aro 20 contra el material en bruto 2 oblicuamente desde arriba en un ángulo predeterminado. Una velocidad de suministro del material en bruto 2 suministrado por el dispositivo de suministro de aros 24 está sincronizada con una velocidad de transporte del material en bruto 2 transportado por el dispositivo de transporte de material en bruto 23. Adicionalmente, también es posible suministrar no solo un cuerpo continuo enrollado en forma de aro o de bobina, sino también un material de banda cortado previamente a una longitud del material de refuerzo 3 (segundo elemento metálico).
El aparato de fabricación 21 incluye un sistema de oscilación láser 25. El sistema de oscilación láser 25 incluye los componentes necesarios para generar luz láser, tal como un elemento de oscilación de láser, un circuito de accionamiento y un sistema óptico. La luz láser 26 emitida hacia abajo desde el sistema de oscilación láser 25 se proyecta sobre una superficie superior del material de aro 20 en una posición inmediatamente anterior a que el material de aro 20 se presione contra el material en bruto 2 por el dispositivo de suministro de aros 24. En la Figura 4, un símbolo P0 denota una posición de irradiación de la luz láser 26. De acuerdo con la presente realización, el sistema de oscilación láser 25 no se mueve en dirección horizontal ni vertical.
El aparato de fabricación 21 incluye un dispositivo de giro 27 (unidad de cambio de dirección de irradiación). El dispositivo de giro 27 cambia periódicamente una dirección de irradiación de la luz láser 26 emitida por el sistema de oscilación láser 25. Como se describirá en detalle más adelante, suponiendo que el sistema de oscilación láser 25 no está en movimiento en la dirección de la soldadura WD con respecto al material en bruto 2 y al material de aro 20, el dispositivo de giro 27 cambia periódicamente la dirección de irradiación de la luz láser 26 para mover una posición de irradiación virtual P1 a lo largo de una figura cerrada (un círculo, como se describirá más adelante). El dispositivo de transporte de material en bruto 23, el dispositivo de transporte de aros 24 y el dispositivo de giro 27 sirven como unidad de movimiento de posición de irradiación.
El aparato de fabricación 21 incluye un dispositivo de accionamiento de corte 28. Como se describirá en detalle más adelante, el dispositivo de accionamiento de corte 28 corta el material de aro 20 mediante el movimiento, después de soldar el material de aro 20 al material en bruto 2, del dispositivo de suministro de aros 24 en la dirección de la soldadura WD, como se indica con una flecha C, para aplicar tensión al material de aro 20. Cabe destacar que, como se ha descrito anteriormente, una configuración donde se utiliza el material de banda cortado con antelación a la longitud del material de refuerzo 3 (segundo elemento metálico) elimina la necesidad del dispositivo de accionamiento de corte 28.
Un dispositivo de control 29 controla, de forma centralizada, las operaciones de varios componentes del aparato de fabricación 21, incluido el dispositivo de transporte de material en bruto 23, el dispositivo de suministro de aros 24, el sistema de oscilación láser 25, el dispositivo de giro 27 y el dispositivo de accionamiento de corte 28.
A continuación se describirá el funcionamiento del aparato de fabricación 21, es decir, un método de fabricación del cuerpo de junta 1 realizado por el aparato de fabricación 21.
La dirección de irradiación de la luz láser 26 emitida por el sistema de oscilación láser 25 se modifica periódicamente mediante el dispositivo de giro 27. Adicionalmente, el material en bruto 2 se mueve en la dirección de transporte CD mediante el dispositivo de transporte de material en bruto 23, y el material de aro 20 se suministra continuamente desde el dispositivo de suministro de aros 24 en la dirección de suministro SD, que coincide con la dirección de transporte CD. Los movimientos del material en bruto 2 y del material de aro 20 hacen que el sistema de oscilación láser 25 se mueva con respecto al material en bruto 2 y al material de aro 20 en la dirección de la soldadura WD (opuesta a la dirección de transporte CD y a la dirección de suministro SD). El cambio periódico de la dirección de irradiación de la luz láser 26 y el movimiento del sistema de oscilación láser 25 en la dirección de la soldadura WD en relación con el material en bruto 2 y el material de aro 20 cambian una posición de irradiación P0 de la luz láser 26 en la superficie superior del material de aro 20. Como resultado, como se ha descrito anteriormente, se obtiene el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 que incluye la primera parte longitudinal 8, la segunda parte longitudinal 9 y la pluralidad de partes de conexión 10.
La Figura 6A muestra un patrón de irradiación 31 de la luz láser 26 de acuerdo con un ejemplo no reivindicado de la presente realización. El patrón de irradiación 31 es una figura cerrada a lo largo de la cual se mueve la posición de irradiación virtual P1 de la luz láser 26, suponiendo que el sistema de oscilación láser 25 no está en movimiento en la dirección de la soldadura WD en relación con el material en bruto 2 y el material de aro 20. El patrón de irradiación 31, de acuerdo con la presente realización, tiene una forma circular. El patrón de irradiación 31 se obtiene haciendo que el dispositivo de giro 27 cambie periódicamente la dirección de irradiación de la luz láser 26, que es emitida por el sistema de oscilación láser 25. En la Figura 6A, un símbolo MD indica una dirección en la que la posición de irradiación virtual P1 se mueve en el patrón de irradiación 31, de acuerdo con la presente realización.
La Figura 6B muestra el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenido con base en el patrón de irradiación 31, que tiene una forma circular que se muestra en la Figura 6A. En general, la forma del cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 se determina en función de una forma geométrica del patrón de irradiación 31, una velocidad Vw a la que se mueve el sistema de oscilación láser 25 en la dirección de la soldadura WD en relación con el material en bruto 2 y el material de aro 20 (que corresponde a una velocidad a la que se mueve el patrón de irradiación 31 en relación con el material en bruto 2 y el material de aro 20), y una velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 en el patrón de irradiación 31, que se describirá más adelante.
La velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 en el patrón de irradiación 31 no es constante. Específicamente, para las regiones AR1, AR2 del patrón de irradiación 31 que se extienden aproximadamente de forma ortogonal a la dirección de la soldadura WD, la velocidad Vp1 se ajusta a una velocidad de referencia Vp1_st (Vp1 = Vp1_st). Como la velocidad de referencia Vp1_st, por ejemplo, se puede utilizar una media de la velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 en el patrón de irradiación 31. Para una región AR3 del patrón de irradiación 31 donde la posición de irradiación virtual P1 se mueve en la dirección aproximadamente opuesta a la dirección de la soldadura W<d>, la velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1, se ajusta a una velocidad que es resultado de añadir una corrección a (a es un número positivo) a la velocidad de referencia Vp1_st. (Vp1 = Vp1_st a). Esta velocidad Vp1 (= Vp1_st a) corresponde a una segunda velocidad de corrección, de acuerdo con la presente invención. Por otra parte, para una región AR4 del patrón de irradiación 31 donde la posición de irradiación virtual P1 se mueve aproximadamente en la dirección de la soldadura WD, la velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1, se ajusta a una velocidad que es resultado de restar la corrección a a la velocidad de referencia Vp1_st (Vp1 = Vp1_st - a). Esta velocidad Vp (= Vp1_st - a) corresponde a una primera velocidad de corrección, de acuerdo con la presente invención. Como se ha descrito anteriormente, el control de la velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 en el patrón de irradiación 31 permite mantener una velocidad Vr a la que se mueve la posición de irradiación P0 en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 dentro de un intervalo de velocidad favorable. Es decir, se vuelve uniforme la velocidad Vr a la que se mueve la posición de irradiación P0 en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5. Como resultado, se puede obtener un excelente cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 que tiene una profundidad, una anchura y similares que son uniformes.
El dispositivo de suministro de aros 24 suministra el material de aro 20 desenrollado mientras presiona el material de aro 20 contra el material en bruto 2 oblicuamente desde arriba. La dirección de suministro SD del material de aro 20 suministrado desde el dispositivo de suministro de aros 24, coincide con la dirección de transporte CD del material en bruto 2 y la velocidad de suministro del material de aro 20 coincide con la velocidad de transporte del material en bruto 2. Es decir, no se mueven las posiciones relativas del material en bruto 2 y del material de aro 20. Por consiguiente, el material de aro 20 puede fijarse al material en bruto 2 mediante soldadura con la luz láser 26 que es emitida por el sistema de oscilación láser 25, sin necesidad de fijarlo temporalmente mediante una abrazadera utilizando un accesorio o similar. Adicionalmente, puesto que esto elimina la necesidad de un accesorio o similar, toda la superficie del material de aro 20 puede irradiarse con la luz láser 26. Es decir, el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 puede estar formado en toda la superficie del material de aro 20.
Luego de obtener el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 que tiene una longitud necesaria, se corta el material de aro 20 que es continuo. Cuando se corta el material de aro 20, la posición de irradiación virtual P1 se mueve repetidamente hacia delante y hacia atrás en una dirección ortogonal a la dirección de la soldadura WD, sin interrumpir el transporte del material en bruto 2 ni el suministro del material de aro 20. Como resultado, la posición de irradiación P0 de la luz láser 26 se mueve hacia delante y hacia atrás en forma de línea en zigzag a intervalos cercanos en una dirección de la anchura del material de aro 20 (la dirección ortogonal a la dirección de la soldadura WD), formando así la parte del extremo 7 de la parte de junta 5. Puesto que la parte soldada 4, que tiene una forma de línea en zigzag, está densamente ubicada en la parte del extremo 7, un baño fundido previo a la solidificación alcanza las proximidades de la superficie inferior del material en bruto 2. Inmediatamente después de que se detiene la irradiación con la luz láser 26, el dispositivo de accionamiento de corte 28 mueve el dispositivo de suministro de aros 24 en la dirección indicada por la flecha C (la dirección que coincide con la dirección de la soldadura WD) para aplicar tensión al material de aro 20. Esta tensión corta el material de aro 20 en la parte del extremo 7 (véase la Figura 7). Del material de aro 20 cortado de esta manera, una parte unida al material en bruto 2 a lo largo de la parte de junta 5 se convierte en el material de refuerzo 3.
Con el fin de soldar de forma continua el material de refuerzo 3 utilizando el material de aro 20, es necesario cortar el material de aro 20 cada vez que se forma la parte de junta 5 para cada lámina del material de refuerzo 3. De acuerdo con la presente realización, puesto que el dispositivo de accionamiento de corte 28 aplica una tensión al material de aro 20 para cortar el material de aro 20 tras la formación de la parte del extremo 7 donde la parte soldada 4 se ubica densamente, no es necesario proporcionar un dispositivo de corte mecánico, tal como un cortador de gran tamaño, y a su vez, permite reducir el tamaño del aparato de fabricación 21. Obsérvese que los medios para aplicar tensión al material de aro 20 no se limitan particularmente a ningún medio específico, y que pueden emplearse medios, tales como un peso o un resorte.
Las Figuras 8A, 9A, 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A, 17A, 18A, 19A, 20A y 21A muestran alternativas de los patrones de irradiación 31. Cada una de las Figuras 8B, 9B, 10B, 11B, 12B, 13B, 14B, 15B, 16B, 17B, 18B, 19B, 20B y 21B muestra el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 que se obtiene con base en uno de los patrones de irradiación 31 correspondientes. En estos dibujos, los elementos iguales o similares a los que se muestran en la Figura 6A y la Figura 6B se denotan con los mismos símbolos.
Para cualquiera de estos patrones de irradiación alternativos 31, se puede realizar el control de la velocidad Vp1 en que se mueve la posición de irradiación virtual P1 en el patrón de irradiación 31, descrito con referencia a la Figura 6A. Cuando se realiza este control, la velocidad Vp1 se establece a la velocidad de referencia Vp1_st para una región del patrón de irradiación 31, que se extiende aproximadamente ortogonal a la dirección de la soldadura WD. Adicionalmente, para una región del patrón de irradiación 31 donde la posición de irradiación virtual P1 se mueve en la dirección aproximadamente opuesta a la dirección de la soldadura WD, la velocidad Vp1 se ajusta a una velocidad resultante de añadir la corrección a a la velocidad de referencia Vp1_st (Vp1 = Vp1_st a). Adicionalmente, para una región del patrón de irradiación 31 donde la posición de irradiación virtual P1 se mueve aproximadamente en la dirección de la soldadura WD, la velocidad Vp1 se ajusta a una velocidad resultante de restar la corrección a a la velocidad de referencia Vp1_st (Vp1 = Vp1_st - a).
El patrón de irradiación 31 que se muestra en la Figura 8A tiene una forma circular y el radio del círculo aumenta gradualmente. Como se muestra en la Figura 8B, en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenida en función de este patrón de irradiación 31, las partes de intersección 10a se forman donde la parte soldada 4, que constituye las partes de conexión adyacentes 10, se interseca a sí misma. En otras palabras, en esta alternativa, una pluralidad de partes de conexión 10 forman una estructura en forma de rejilla. Con este patrón de irradiación 31, incluso para el material de refuerzo 3, cuya anchura varía en una dirección longitudinal, es posible formar la parte soldada 4 irradiando toda la superficie con la luz láser 26. A diferencia del caso mostrado en la Figura 8A, el radio del patrón de irradiación circular 31 puede disminuirse gradualmente. Adicionalmente, incluso con los otros patrones de irradiación 31 mostrados en las Figuras 9A, 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A, 17B, 18B, 19A, 20A y 21A, un aumento o disminución gradual de la dimensión externa permite que se irradie con la luz láser 26 toda la superficie del material de refuerzo 3, cuya anchura varía en la dirección longitudinal.
El patrón de irradiación 31 no reivindicado, que se muestran en la Figura 9A, tienen una forma elíptica cuyo eje mayor se extiende en la dirección de la soldadura WD. Como se muestra en la Figura 9B, en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenida en función de este patrón de irradiación 31, las partes de intersección 10a se forman también donde la parte soldada 4, que constituye las partes de conexión adyacentes 10, se interseca a sí misma. En otras palabras, en esta alternativa, una pluralidad de partes de conexión 10 forman una estructura en forma de rejilla.
El patrón de irradiación 31 no reivindicado, que se muestra en la Figura 10A, tiene una forma elíptica cuyo eje menor se extiende en la dirección de la soldadura WD. Como se muestra en la Figura 10B, en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenida en función de este patrón de irradiación 31, el patrón de irradiación 31 tiene también una forma elíptica, pero tiene una pluralidad de partes de conexión 10 dispuestas en la dirección de la soldadura WD a intervalos más cercanos que los intervalos del patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 9A.
El patrón de irradiación 31, que se muestra en la Figura 11A, tiene una forma rectangular cuyos lados cortos se extienden en la dirección de la soldadura WD. Como se muestra en la Figura 11B, en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenida en función de este patrón de irradiación 31, por ejemplo, la primera y segunda partes longitudinales 8, 9 tienen una forma similar a una línea recta geométrica en comparación con el patrón de irradiación 31 (circular) mostrado en la Figura 6A. Adicionalmente, cada una de las partes de conexión 10 tiene una forma lineal. Además, las partes de intersección 10a se forman donde la parte soldada 4, que constituye las partes de conexión adyacentes 10, se interseca a sí misma. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de partes de conexión 10 forman una estructura en forma de rejilla.
El patrón de irradiación 31, que se muestra en la Figura 12A, tiene una forma trapezoidal isósceles cuya base superior e inferior se extienden en la dirección de la soldadura WD. Como se muestra en la Figura 12B, en esta alternativa, se ajustan adecuadamente tanto la velocidad Vw a la que el sistema de oscilación láser 25 se mueve en la dirección de la soldadura WD en relación con el material en bruto 2 y el material de aro 20, como la velocidad Vp1 a la que la posición de irradiación virtual P1 se mueve en el patrón de irradiación 31, haciendo así que la primera y segunda partes longitudinales 8, 9 se extiendan linealmente en la dirección de la soldadura WD. Esto hace que las partes de conexión 10 se extiendan linealmente en una dirección aproximadamente ortogonal a la dirección de la soldadura WD. La parte soldada 4, que constituye las partes de conexión 10, no se interseca a sí misma, y el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 forma una estructura de escalera.
El patrón de irradiación 31, que se muestra en la Figura 13A, tiene una forma trapezoidal isósceles cuya base superior e inferior se extienden en la dirección de la soldadura WD, mas es un patrón resultante de invertir verticalmente el patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 12A. Como se muestra en la Figura 13B, en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenida en función de este patrón de irradiación 31, por ejemplo, cada una de la primera y segunda partes longitudinales 8, 9 tiene una forma similar a una línea recta en comparación con el patrón de irradiación 31 (circular) mostrado en la Figura 6A. Adicionalmente, cada una de las partes de conexión 10 tiene una forma lineal. Además, las partes de intersección 10a se forman donde la parte soldada 4, que constituye las partes de conexión adyacentes 10, se interseca a sí misma. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de partes de conexión 10 forman una estructura en forma de rejilla.
El patrón de irradiación 31, que se muestra en la Figura 14A, tiene una forma trapezoidal isósceles cuya base superior e inferior se extienden en la dirección ortogonal a la dirección de la soldadura WD y la base superior está orientada de manera descendente en la dirección de la soldadura WD. Como se muestra en la Figura 14B, las partes de conexión 10 incluidas en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenida con base en este patrón de irradiación 31 incluyen partes curvas 10b que tienen una forma de C aproximadamente invertida y partes lineales 10c en este ejemplo. Las partes curvas 10b y las partes lineales 10c están dispuestas alternativamente en la dirección de la soldadura W d . Las partes curvas 10b sobresalen en la dirección de la soldadura WD. Cada una de las partes curvas 10b corresponde a la base superior y a ambos lados oblicuos de la elipse del patrón de irradiación 31, y cada una de las partes lineales 10c corresponde a la base inferior de la elipse del patrón de irradiación 31. Adicionalmente, las partes de intersección 10a se forman donde la parte soldada 4, que constituye las partes de conexión adyacentes 10, es decir, la parte soldada 4, que constituye las partes curvas 10b y la parte soldada 4, que constituye las partes lineales 10c adyacentes a las partes curvas 10b, se intersecan. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de partes de conexión 10 forman una estructura en forma de rejilla.
El patrón de irradiación 31, que se muestra en la Figura 15A, tiene una forma trapezoidal isósceles cuya base superior e inferior se extienden en la dirección ortogonal a la dirección de la soldadura WD, y la base inferior está orientada de manera descendente en la dirección de la soldadura WD. Como se muestra en la Figura 15B, las partes de conexión 10 incluidas en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenida con base en este patrón de irradiación 31 incluyen partes curvas 10b que tienen una forma de C aproximadamente invertida y partes lineales 10c en este ejemplo. Las partes curvas 10b y las partes lineales 10c están dispuestas alternativamente en la dirección de la soldadura W d . Las partes curvas 10b sobresalen en una dirección opuesta a la dirección de la soldadura WD. Adicionalmente, las partes de intersección 10a se forman donde la parte soldada 4, que constituye las partes de conexión adyacentes 10, es decir, la parte soldada 4, que constituye las partes curvas 10b y la parte soldada 4, que constituye las partes lineales 10c adyacentes a las partes curvas 10b, se intersecan. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de partes de conexión 10 forman una estructura en forma de rejilla.
El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 16A tiene forma de ocho. Como se muestra en la Figura 16B, en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenida en función de este patrón de irradiación 31, cada una de las partes de conexión 10 incluye extremos curvos conectados a la primera y segunda partes longitudinales 8, 9, y una parte central tiene una forma aproximadamente lineal. Adicionalmente, las partes de intersección 10a se forman donde la parte soldada 4, que constituye las partes de conexión adyacentes 10, se interseca a sí misma. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de partes de conexión 10 forman una estructura en forma de rejilla. Una parte circunferencial exterior de la forma de ocho puede tener una forma elíptica.
Como en la Figura 14A, el patrón de irradiación 31, que se muestra en la Figura 17A, tiene una forma trapezoidal isósceles, cuya base superior e inferior se extienden en la dirección ortogonal a la dirección de la soldadura WD, y la base superior está orientada de manera descendente en la dirección de la soldadura WD. Con referencia a la Figura 17A junto con la Figura 17B, en este ejemplo, la velocidad Vw a la que se mueve el patrón de irradiación 31, se establece igual que la velocidad Vp1 a la que la posición de irradiación virtual P1 se mueve en el patrón de irradiación 31 para hacer que las partes de conexión 10, incluidas en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5, incluyan primero partes curvas 10d, que sobresalen en un ángulo relativamente agudo en la dirección de la soldadura WD y segundas partes curvas 10e, que sobresalen en un ángulo relativamente obtuso en la dirección opuesta a la dirección de la soldadura WD. Una parte de intersección 10a está formada por una punta de la primera parte curva 10d y la segunda parte curva 10e adyacente a la primera parte curva 10d.
El patrón de irradiación 31 que se muestra en la Figura 18A es el mismo que el que se muestra en la Figura 17A. Adicionalmente, con referencia a la Figura 18A junto con la Figura 18B, en este ejemplo, la velocidad Vw a la que se mueve el patrón de irradiación 31 se establece igual que la velocidad Vp1 a la que la posición de irradiación virtual P1 se mueve en el patrón de irradiación 31 para hacer que las partes de conexión 10, incluidas en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5, incluyan la primeras partes curvas 10d que sobresalen en un ángulo relativamente agudo en la dirección de la soldadura W<d>y las segundas partes curvas 10e, que sobresalen en un ángulo relativamente obtuso en la dirección opuesta a la dirección de la soldadura WD. Dos partes que se intersecan 10a están formadas por una parte cerca de la punta de la primera parte curva 10d y la segunda parte curva 10e adyacente a la primera parte curva 10d.
El patrón de irradiación 31 no reivindicado, que se muestra en la Figura 19A, incluye cuatro partes curvas 31a que sobresalen y que tienen la misma forma y están dispuestas a intervalos angulares iguales (intervalos de 90 grados). Con referencia a la Figura 19A junto con la Figura 19B, en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenida en función de este patrón de irradiación 31, cada una de las partes de conexión 10 incluye una curva cuyos extremos están conectados a la primera y segunda partes longitudinales 8, 9. Adicionalmente, las partes que se intersecan 10a se forman donde la parte soldada 4, que constituye dos partes de conexión 10 adyacentes entre sí, se interseca a sí misma. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de partes de conexión 10 forman una estructura en forma de rejilla. Adicionalmente, cada una de las partes longitudinales primera y segunda 8, 9 incluye una curva que es ondulada en la dirección ortogonal a la dirección de la soldadura WD.
Como en las Figuras 14A, 17A y 18A, el patrón de irradiación 31, que se muestra en la Figura 20A, tiene una forma trapezoidal isósceles, cuya base superior e inferior se extienden en la dirección ortogonal a la dirección de la soldadura WD, y la base superior está orientada de manera descendente en la dirección de la soldadura WD. Con referencia a la Figura 20A junto con la Figura 20B, en este ejemplo, la velocidad Vw a la que se mueve el patrón de irradiación 31 se establece igual que la velocidad Vp1 a la que la posición de irradiación virtual P1 se mueve en el patrón de irradiación 31 para hacer que las partes de conexión 10, incluidas en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5, incluyan la primeras partes curvas 10d que sobresalen en la dirección de la soldadura WD y las segundas partes curvas 10e que sobresalen en un ángulo relativamente obtuso en la dirección opuesta a la dirección de la soldadura WD. Cada una de las primeras partes curvas 10d incluye una parte lineal 10f, que se extiende en una dirección aproximadamente ortogonal a la dirección de la soldadura WD y un par de partes de lado oblicuo 10g, que se extienden oblicuamente en dirección de la soldadura WD. Esto hace que una primera parte curva 10d y una segunda parte curva 10e, ubicadas de manera descendente en una dirección de la soldadura WD y conectadas a la primera parte curva 10d, formen una forma similar a un trapezoide. Dos partes que se intersecan 10a están formadas por una parte cerca de la punta de la primera parte curva 10d y la segunda parte curva 10e adyacente a la primera parte curva 10d.
El patrón de irradiación 31 no reivindicado, que se muestra en la Figura 21A, incluye dos partes en forma de cuña, cada una de las cuales aumenta en anchura en la dirección de la soldadura WD, es decir, una parte exterior en forma de cuña 31b y una parte interior en forma de cuña 31c dispuestas en el lado interior con respecto a la parte exterior en forma de cuña 31b.
La parte exterior en forma de cuña 31b en su conjunto incluye un par de partes de lado oblicuo 31d que son oblicuas a la dirección de la soldadura WD y una parte de punta 31e que tiene forma de arco y que conecta las partes de lado oblicuo 31d. Cada una de las partes de lado oblicuo 31d incluye una primera parte 31f que se extiende linealmente y tiene un extremo conectado a la parte de punta 31e, una segunda parte 31g que se extiende linealmente y tiene un extremo conectado al otro extremo de la primera parte 31f, y una tercera parte 31h que tiene un extremo conectado al otro extremo de la segunda parte 31g. En este ejemplo, un ángulo con la dirección de la soldadura WD se hace más grande en el orden de la segunda parte 31g, la primera parte 31f y la tercera parte 31h, y la tercera parte 31h se extiende aproximadamente en la dirección de la soldadura WD. Adicionalmente, en este ejemplo, la segunda parte 31g es más corta que la primera parte 31f y la tercera parte 31h.
La parte interior en forma de cuña 31c incluye un par de partes de lado oblicuo 31i, que se extienden lineal y oblicuamente a la dirección de la soldadura WD, y una parte de punta 31j que tiene forma de arco y conecta las partes de lado oblicuo 31i. La parte de punta 31j de la parte interior en forma de cuña 31c coincide aproximadamente con la parte de punta 31e de la parte exterior en forma de cuña 31b.
Cada una de las partes de lado oblicuo 31d de la parte exterior en forma de cuña 31b está conectada a una de las partes de lado oblicuo 31i de la parte interior en forma de cuña 31c adyacente a la parte de lado oblicuo 31d con una parte en forma de U 31k, que tiene una forma de arco interpuesta entre la parte de lado oblicuo 31d y la parte de lado oblicuo 31i.
Con referencia a la Figura 21A junto con la Figura 21B, en el cuerpo principal 6 de la parte de junta 5 obtenida con base en el patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 21A, las partes longitudinales primera y segunda 8, 9 están formadas por un trazado de soldadura lineal o parte soldada 4, que corresponde a la tercera parte 31h de la parte de lado oblicuo 31d de la parte exterior en forma de cuña 31b del patrón de irradiación 31. Las partes de intersección 8a, 9a están formadas por la parte soldada 4 que corresponde a una parte que incluye una parte de conexión entre la segunda parte 31g y la tercera parte 31h de la parte de lado oblicuo 31d y la parte soldada 4, que corresponde a una parte que incluye la parte en forma de U 31k.
Las partes de conexión 10 incluyen dos tipos de elementos, es decir, una primera parte de conexión 10h y una segunda parte de conexión 10i, en el que la primera y la segunda partes de conexión 10h, 10i están dispuestas alternativamente a intervalos en la dirección de la soldadura WD. La primera parte de conexión 10h y la segunda parte de conexión 10i adyacentes entre sí no se intersecan. Es decir, en este ejemplo, la primera parte longitudinal 8, la segunda parte longitudinal 9 y las partes de conexión 10 (primera y segunda partes de conexión 10h, 10i) forman una estructura de escalera en vista en planta.
Con respecto al aparato de fabricación 21, de acuerdo con la segunda y tercera realizaciones que se describirán a continuación, cuya estructura o función no se describirá específicamente, es la misma que la estructura o función de acuerdo con la primera realización. En los dibujos relacionados con estas realizaciones, los elementos iguales o similares se denotan con los mismos símbolos.
(Segunda realización no contemplada en la presente invención)
La Figura 22 muestra un aparato de fabricación 21 para un cuerpo de junta de acuerdo con una segunda realización no reivindicada y no contemplada en la presente invención.
El aparato de fabricación 21 no incluye el dispositivo de transporte de material en bruto 23 (véanse las Figuras 1 y 2), y la mesa 22 y el material en bruto 2 sujetado en la mesa 22 son fijos. El aparato de fabricación 21 incluye un dispositivo de movimiento lineal 41 que mueve linealmente el sistema de oscilación láser 25 en la dirección de la soldadura WD (indicada por una flecha LMD1), y un dispositivo de movimiento lineal 42 que mueve linealmente, de manera similar, el dispositivo de suministro de aros 24 en la dirección de la soldadura WD (indicada por una flecha LMD2). Los dispositivos de movimiento lineal 41, 42 sirven como una unidad de movimiento sincrónico.
El material de aro 20 es suministrado continuamente por el dispositivo de suministro de aros 24 desde una posición oblicua sobre el material en bruto 2. El sistema de oscilación láser 25 y el dispositivo de suministro de aros 24 se mueven en la dirección de la soldadura WD a una velocidad sincronizada con la velocidad de suministro del material de aro 20. Adicionalmente, la dirección de irradiación de la luz láser 26 emitida por el sistema de oscilación láser 25 es modificada por el dispositivo de giro 27 de tal forma que la posición de irradiación virtual P1 se mueve a lo largo de un patrón de irradiación específico 31 (véanse las Figuras 6A, 8A, 9A, 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A, 17A, 18A, 19A, 20A y 21A). A través de los procesos anteriores, la parte de junta 5 se forma con base en el patrón de irradiación 31 (véanse las Figuras 6B, 8B, 9B, 10B, 11B, 12B, 13B, 14B, 15B, 16B, 17B, 18B, 19B, 20B y 21B). Obsérvese que el dispositivo de movimiento lineal 42, tras la formación de la parte del extremo 7 de la parte de junta 5, aplica tensión al material de aro 20 para cortar el material de aro 20.
(Tercera realización no contemplada en la presente invención)
La Figura 23 muestra un aparato de fabricación 21 para un cuerpo de junta de acuerdo con una tercera realización no reivindicada y no contemplada en la presente invención.
El aparato de fabricación 21 no incluye el dispositivo de transporte de material en bruto 23 (véanse las Figuras 1 y 2), y la mesa 22 y el material en bruto 2 sujetado en la mesa 22 son fijos. Adicionalmente, el aparato de fabricación 21 no incluye el dispositivo de suministro de aros 24 (véanse las Figuras 1 y 2), y el material de refuerzo 3 que se ha cortado se fija temporalmente al material en bruto 2 mediante un accesorio 51. El material de refuerzo 3 que se ha cortado puede fijarse temporalmente al material en bruto 2 mediante soldadura por puntos o soldadura láser por puntos. El sistema de oscilación láser 25 se sujeta de forma fija por un brazo robótico 52a incluido en un robot 52, de tal forma que la luz láser 26 se proyecte hacia abajo. En particular, de acuerdo con la presente realización, el aparato de fabricación 21 no incluye el dispositivo de giro 27 (véanse las Figura 1 y 2), y la dirección de irradiación de la luz láser 26 es constante.
El brazo robótico 52a mueve el sistema de oscilación láser 25 en dos direcciones en un plano horizontal, es decir, en la dirección X y en la dirección Y, de tal forma que la posición de irradiación P0 se desplace a lo largo de un cuerpo principal 6 requerido de la parte de junta 5 (véanse las Figuras 6B, 8B, 9B, 10B, 11B, 12<b>, 13B, 14B, 15B, 16B, 17B, 18B, 19B, 20B y 21B).
La Figura 24 muestra el cuerpo de junta 1 fabricado por el aparato de fabricación 21 de acuerdo con la presente realización no contemplada en la presente invención. Puesto que el material de refuerzo 3 que se ha cortado se utiliza en lugar de aplicar tensión al material de aro 20 para cortar el material de aro 20, la parte de junta 5 del cuerpo de junta 1 incluye solo el cuerpo principal 6 sin la parte del extremo 7. De manera similar, incluso cuando el cuerpo de junta 1 se fabrica mediante el aparato de fabricación 21, de acuerdo con la primera realización (Figuras 4 y 5) y el aparato de fabricación, de acuerdo con la segunda realización (Figura 22), una configuración donde el material de refuerzo 3 que se ha cortado en lugar del material de aro 20, que se suministra de forma continua, se une al material en bruto 2, permite que la parte de junta 5 incluya solo el cuerpo principal 6 sin la parte del extremo 7.
La Figura 25 muestra una alternativa no reivindicada del cuerpo de junta 1. En esta alternativa, se forma la parte de junta 5, con base en el patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 12A, en ambos extremos del material de refuerzo 3, y se forma la parte de junta 5, con base en el patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 9A, en partes distintas de los dos extremos del material de refuerzo 3. Esto hace que la parte de junta 5 tenga, en ambos extremos del material de refuerzo 3, la misma forma que se muestra en la Figura 12B y que tenga, en las partes distintas de los extremos del material de refuerzo 3, la misma forma que se muestra en la Figura 9B. El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 12A se aplica a ambos extremos del material de refuerzo 3 para proporcionar la parte soldada 4 en las esquinas del material de refuerzo 3, aumentando así la resistencia de unión del material de refuerzo 3 con el material en bruto 2. Al menos dos de los patrones de irradiación 31 mostrados en las Figuras 6A, 8A, 9A, 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A, 17A, 18A, 19A, 20A y 21A pueden utilizarse en combinación.
Descripción de los símbolos
1 Cuerpo de junta
2 Material en bruto (primer elemento metálico)
3 Material de refuerzo (segundo elemento metálico)
4 Parte soldada
5 Parte de junta
6 Cuerpo principal
7 Parte del extremo
8 Primera parte longitudinal
8a Parte de intersección
9 Segunda parte longitudinal
9a Parte de intersección
10 Parte de conexión
10a Parte de intersección
12 Pilar B
20 Material de aro (segundo elemento metálico)
21 Aparato de fabricación
22 Mesa
22a Accesorio
23 Dispositivo de transporte de material en bruto
24 Dispositivo de suministro de aros (unidad de suministro)
24a Par de rollos de suministro
25 Sistema de oscilación láser
26 Luz láser
27 Dispositivo de giro (unidad de cambio de dirección de irradiación)
28 Dispositivo de accionamiento de corte
29 Dispositivo de control
31 Patrón de irradiación
41, 42 Dispositivo de movimiento lineal
51 Accesorio
52 Robot
52a Brazo robótico
P0 Posición de irradiación
P1 Posición de irradiación virtual
A Dirección (primera dirección)
B Dirección (segunda dirección)
C Dirección
WD Dirección de la soldadura
CD Dirección de transporte
SD Dirección de suministro
MD Dirección de movimiento
LMD1 Dirección de movimiento lineal
LMD2 Dirección de movimiento lineal
AR1, AR2, AR3, AR4 Región

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un cuerpo de junta (1) que comprende:
un primer elemento metálico (2);
un segundo elemento metálico (3) colocado sobre el primer elemento metálico (2); y
una parte de junta (5) que incluye una parte soldada (4) donde el primer elemento metálico (2) y el segundo elemento metálico (3) se unen entre sí, teniendo la parte soldada (4) forma de línea, en donde
la parte de junta (5) incluye:
una primera parte longitudinal (8) que se extiende en una primera dirección (A), teniendo la primera parte longitudinal (8) primeras partes de intersección (8a) dispuestas en la primera dirección (A), intersecándose la parte soldada (4) a sí misma en las primeras partes de intersección (8a);
una segunda parte longitudinal (9) que se ubica separada de la primera parte longitudinal (8) en una segunda dirección (B) que interseca la primera dirección (A) y se extiende en la primera dirección (A), teniendo la segunda parte longitudinal (9) segundas partes de intersección (9a) dispuestas en la primera dirección (A), intersecándose la parte soldada (4) a sí misma en las segundas partes de intersección (9a); y
una pluralidad de partes de conexión (10) dispuestas en la primera dirección (A), extendiéndose cada una en la segunda dirección (B) y conectando la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9), caracterizado por que
cada una de la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9) incluye una parte similar a una línea recta que se extiende en la primera dirección (A),
en donde un patrón de irradiación (31) tiene una forma trapezoidal isósceles, cuya base superior y base inferior se extienden en una dirección de la soldadura (WD),
en donde la primera dirección (A) coincide con la dirección de la soldadura (WD) y una dirección opuesta a la dirección de la soldadura (WD),
en donde la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9) se extienden linealmente en la dirección de la soldadura (WD), y en donde las partes de conexión (10) se extienden linealmente para conectar la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9).
2. El cuerpo de junta (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde
la pluralidad de partes de conexión (10) están dispuestas separadas entre sí en la primera dirección (A), y la primera parte longitudinal (8), la segunda parte longitudinal 9 y la pluralidad de partes de conexión 10 forman una estructura de escalera en vista en planta.
3. Un método de fabricación para un cuerpo de junta (1) que tiene un primer elemento metálico (2) y un segundo elemento metálico (3) unidos entre sí haciendo que un sistema de oscilación láser (25) irradie una superficie del segundo elemento metálico (3) colocado en el primer elemento metálico (2) con luz láser (26) para formar una parte de junta (5) que incluye una parte soldada (4) donde el primer elemento metálico (2) y el segundo elemento metálico (3) se unen entre sí, teniendo la parte soldada (4) forma de línea, el método de fabricación comprende mover una posición de irradiación (P0) de la luz láser (26) para hacer que la parte de junta (5) incluya:
una primera parte longitudinal (8) que se extiende en una primera dirección (A), teniendo la primera parte longitudinal (8) primeras partes de intersección (8a) dispuestas en la primera dirección (A), intersecándose la parte soldada (4) a sí misma en las primeras partes de intersección (8a);
una segunda parte longitudinal (9) que se ubica separada de la primera parte longitudinal (8) en una segunda dirección (B) que interseca la primera dirección (A) y se extiende en la primera dirección (A), teniendo la segunda parte longitudinal (9) segundas partes de intersección (9a) dispuestas en la primera dirección (A), intersecándose la parte soldada (4) a sí misma en las segundas partes de intersección (9a); y
una pluralidad de partes de conexión (10) dispuestas en la primera dirección (A), extendiéndose cada una en la segunda dirección (B) y conecta la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9); caracterizado por que
el sistema de oscilación láser (25) se mueve en la dirección de la soldadura (WD) en relación con el primer elemento metálico (2) y el segundo elemento metálico (3) con una dirección de irradiación de la luz láser (26) que se cambia periódicamente, de tal manera que, suponiendo que el sistema de oscilación láser (25) no está en movimiento en la dirección de la soldadura (WD) en relación con el primer elemento metálico (2) y el segundo elemento metálico (3), la posición de irradiación (P0) de la luz láser (26) se mueve a lo largo de una forma trapezoidal,
en donde cada una de la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9) incluye una parte similar a una línea recta que se extiende en la primera dirección (A),
en donde un patrón de irradiación (31) tiene una forma trapezoidal isósceles, cuya base superior y base inferior se extienden en una dirección de la soldadura (WD),
en donde la primera dirección (A) coincide con la dirección de la soldadura (WD) y una dirección opuesta a la dirección de la soldadura (WD),
en donde la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9) se extienden linealmente en la dirección de la soldadura (WD), y
en donde las partes de conexión (10) se extienden linealmente para conectar la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9).
4. El método de fabricación para un cuerpo de junta (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde
el segundo elemento metálico (3) es un material de aro (20),
el primer elemento metálico (2) se transporta en una dirección de transporte (CD) opuesta a la dirección de la soldadura (WD), y el segundo elemento metálico (3) se suministra continuamente en una dirección de suministro (SD) que coincide con la dirección de transporte (CD) mientras se presiona contra el primer elemento metálico (2), y
la dirección de irradiación de la luz láser (26) emitida desde el sistema de oscilación láser (25) se cambia periódicamente para mover la posición de irradiación (P0) a lo largo de la forma trapezoidal con una posición del sistema de oscilación láser fija (25).
5. El método de fabricación para un cuerpo de junta (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde
el segundo elemento metálico (3) es un material de aro (20),
se fija una posición del primer elemento metálico (2),
el segundo elemento metálico (3) se suministra continuamente mientras se presiona contra el primer elemento metálico (2), y una fuente de suministro del segundo elemento metálico (3) y el sistema de oscilación láser (25) se mueven en la dirección de la soldadura (WD) a una velocidad sincronizada con una velocidad de suministro del segundo elemento metálico (3), y
la dirección de irradiación de la luz láser (26) emitida desde el sistema de oscilación láser (25) se cambia periódicamente para mover la posición de irradiación (P0) a lo largo de la forma trapezoidal.
6. El método de fabricación para un cuerpo de junta (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde
se define una velocidad de referencia para el movimiento de la posición de irradiación (P0) a lo largo de la forma trapezoidal,
cuando la posición de irradiación (P0) se mueve en la dirección de la soldadura (WD), una velocidad a la que la posición de irradiación (P0) se mueve a lo largo de la forma trapezoidal se establece igual que una primera velocidad de corrección inferior a la velocidad de referencia, y
cuando la posición de irradiación (P0) se mueve en una dirección opuesta a la dirección de la soldadura (WD), la velocidad a la que la posición de irradiación (P0) se mueve a lo largo de la forma trapezoidal se establece igual que una segunda velocidad de corrección más alta que la velocidad de referencia.
7. El método de fabricación para un cuerpo de junta (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde
el segundo elemento metálico (3) se coloca en el primer elemento metálico (2) y se fija temporalmente al mismo, y
el sistema de oscilación láser (25) se mueve en dos direcciones dentro de un plano horizontal para mover la posición de irradiación (P0) de la luz láser (26) a lo largo de la parte soldada (4) que constituye la parte de junta (5).
8. El método de fabricación para un cuerpo de junta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde
la posición de irradiación (P0) de la luz láser (26) se mueve hacia delante y hacia atrás en forma de línea en zigzag en una dirección que interseca la dirección de la soldadura (WD), y se aplica tensión al segundo elemento metálico (3) para cortar el segundo elemento metálico (3).
9. Un aparato de fabricación para un cuerpo de junta (1) que tiene un primer elemento metálico (2) y un segundo elemento metálico (3) unidos entre sí, comprendiendo el aparato de fabricación un sistema de oscilación láser (25) para irradiar una superficie del segundo elemento metálico (3) colocado sobre el primer elemento metálico (2) con luz láser (26) para formar una parte de junta (5) que incluye una parte soldada (4) donde el primer elemento metálico (2) y el segundo elemento metálico (3) se unen entre sí, teniendo la parte soldada (4) forma de línea, comprendiendo el aparato de fabricación una unidad de movimiento de posición de irradiación (23, 24, 27)
y estando caracterizado por:
un dispositivo de control (29) configurado para controlar de manera centralizada el funcionamiento de diversos componentes del aparato de fabricación (21), de modo que el movimiento de una posición de irradiación (P0) de la luz láser (26) en una dirección de la soldadura (WD) generada por el movimiento relativo del sistema de oscilación láser y el primer elemento metálico (2) hace que la parte de junta (5) incluya:
una primera parte longitudinal (8) que se extiende en una primera dirección (A) que coincide con la dirección de la soldadura (WD), teniendo la primera parte longitudinal (8) primeras partes de intersección (8a) dispuestas en la primera dirección (A), intersecándose la parte soldada (4) a sí misma en las primeras partes de intersección (8a); una segunda parte longitudinal (9) que se ubica separada de la primera parte longitudinal (8) en una segunda dirección (B) que interseca la primera dirección (A) y se extiende en la primera dirección (A), teniendo la segunda parte longitudinal (9) segundas partes de intersección (9a) dispuestas en la primera dirección (A), intersecándose la parte soldada (4) a sí misma en las segundas partes de intersección (9a); y
una pluralidad de partes de conexión (10) dispuestas en la primera dirección (A), extendiéndose cada una en la segunda dirección (B) y conecta la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9);
y el sistema de oscilación láser (25) se mueve en la dirección de la soldadura (WD) con respecto al primer elemento metálico (2) y al segundo elemento metálico (3) con una dirección de irradiación de la luz láser (26) que se cambia periódicamente, de tal manera que, suponiendo que el sistema de oscilación láser (25) no está en movimiento en la dirección de la soldadura (WD) en relación con el primer elemento metálico (2) y el segundo elemento metálico (3), la posición de irradiación (P0) de la luz láser (26) se mueve a lo largo de una forma trapezoidal,
en donde cada una de la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9) incluye una parte similar a una línea recta que se extiende en la primera dirección (A),
en donde un patrón de irradiación (31) tiene una forma trapezoidal isósceles, cuya base superior y base inferior se extienden en una dirección de la soldadura (WD),
en donde la primera dirección (A) coincide con la dirección de la soldadura (WD) y una dirección opuesta a la dirección de la soldadura (WD),
en donde la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9) se extienden linealmente en la dirección de la soldadura (WD), y
en donde las partes de conexión (10) se extienden linealmente para conectar la primera parte longitudinal (8) y la segunda parte longitudinal (9).
10. El aparato de fabricación para un cuerpo de junta (1) de acuerdo con la reivindicación 9, en donde
el segundo elemento metálico (3) es un material de aro (20),
se fija una posición del sistema de oscilación láser (25), y
la unidad de movimiento de posición de irradiación (23, 24, 27) incluye:
una unidad de transporte (23) configurada para transportar el primer elemento metálico (2) en una dirección de transporte (CD) opuesta a la dirección de la soldadura (WD);
una unidad de suministro (24) configurada para suministrar continuamente el segundo elemento metálico (3) en una dirección de suministro (SD) que coincide con la dirección de transporte (CD) mientras presiona el segundo elemento metálico (3) contra el primer elemento metálico (2); y
una unidad de cambio de dirección de irradiación (27) configurada para cambiar periódicamente la dirección de irradiación de la luz láser (26) emitida desde el sistema de oscilación láser (25) para mover la posición de irradiación (P0) a lo largo de la forma trapezoidal.
11. El aparato de fabricación para un cuerpo de junta (1) de acuerdo con la reivindicación 9, en donde
el segundo elemento metálico (3) es un material de aro (20),
se fija una posición del primer elemento metálico (2), y
la unidad de movimiento de posición de irradiación (23, 24, 27) incluye:
una unidad de suministro (24) configurada para suministrar continuamente el segundo elemento metálico (3) mientras presiona el segundo elemento metálico (3) contra el primer elemento metálico (2);
una unidad de movimiento síncrono (41, 42) configurada para mover la unidad de suministro (24) y el sistema de oscilación láser (25) en la dirección de la soldadura (WD) a una velocidad sincronizada con una velocidad de suministro del segundo elemento metálico (3); y
una unidad de cambio de dirección de irradiación (27) configurada para cambiar periódicamente la dirección de irradiación de la luz láser (26) emitida desde el sistema de oscilación láser (25) para mover la posición de irradiación (P0) a lo largo de la forma trapezoidal.
12. El aparato de fabricación para un cuerpo de junta (1) de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en donde se define una velocidad de referencia para el movimiento de la posición de irradiación (P0) a lo largo de la forma trapezoidal,
cuando la posición de irradiación (P0) se mueve en la dirección de la soldadura (WD), una velocidad a la que la posición de irradiación (P0) se mueve a lo largo de la forma trapezoidal se establece igual que una primera velocidad de corrección inferior a la velocidad de referencia, y
cuando la posición de irradiación (P0) se mueve en una dirección opuesta a la dirección de la soldadura (WD), la velocidad a la que la posición de irradiación (P0) se mueve a lo largo de la forma trapezoidal se establece igual que una segunda velocidad de corrección más alta que la velocidad de referencia.
13. El aparato de fabricación para un cuerpo de junta (1) de acuerdo con la reivindicación 9, en donde
el segundo elemento metálico (3) se coloca en el primer elemento metálico (2) y se fija temporalmente al mismo, y
la unidad de movimiento de posición de irradiación (23, 24, 27) está adaptada para mover el sistema de oscilación láser (25) en dos direcciones dentro de un plano horizontal para mover la posición de irradiación (P0) de la luz láser (26) a lo largo de la parte soldada (4) que constituye la parte de junta (5).
14. El aparato de fabricación para un cuerpo de junta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde
la unidad de movimiento de posición de irradiación (23, 24, 27) mueve la posición de irradiación (P0) de la luz láser (26) hacia delante y hacia atrás en forma de línea en zigzag en una dirección que interseca la dirección de la soldadura (WD) y aplica tensión al segundo elemento metálico (3) para cortar el segundo elemento metálico (3).
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