ITRM20100180A1 - Procedimento di saldatura automatica e mascheraggi per l uso in detto procedimento di saldatura. - Google Patents

Description

Procedimento di saldatura automatica e mascheraggi per l’uso in detto procedimento di saldatura

La presente invenzione riguarda un procedimento di saldatura automatica e mascheraggi per l’uso in detto procedimento di saldatura.

Più dettagliatamente l’invenzione riguarda un procedimento di saldatura del tipo detto e i relativi mascheraggi per il collegamento di elementi di strutture tridimensionali complesse, e più in particolare, ma non esclusivamente, per il collegamento mediante saldatura di elementi metallici tubolari a formare tralicci.

È noto che le macchine automatiche di saldatura permettono di superare alcuni inconvenienti ineludibili derivanti dall’esecuzione manuale delle saldature. In particolare, le macchine automatiche di saldatura permettono di superare i problemi di una qualità incostante e difficilmente controllabile in produzione, garantendo un controllo ottimale dei parametri da cui dipende una buona saldatura, con un’elevata riduzione dei tempi e dei costi di produzione.

Le macchine per l’esecuzione automatica di saldature sono costituite da un robot industriale, dotato di una testa di saldatura, vincolata ad un organo di supporto del robot, mobile nello spazio secondo una pluralità di assi coordinati. Il tutto à ̈ controllato da un’unità automatica di controllo, nella quale sono impostate le caratteristiche dei pezzi da saldare, in particolare la loro posizione.

Al fine di garantire la corretta saldatura dei pezzi, à ̈ quindi fondamentale che la testa di saldatura possa incontrare i pezzi da saldare già accostati tra loro ed esattamente nella posizione determinata ed impostata nell’unità automatica di controllo, ovvero à ̈ fondamentale che la posizione dei pezzi da collegare sia rigidamente garantita. A tal fine, vengono utilizzati degli specifici mezzi di supporto e movimentazione, denominati tavole di mascheraggio o, più semplicemente, mascheraggi, che forniscono un alloggiamento per i diversi pezzi da collegare e, quindi, permettono di ottenere l’accostamento dei pezzi da saldare garantendo allo stesso tempo la correttezza della loro posizione.

Il procedimento di saldatura prevede quindi una fase preliminare di disposizione dei pezzi da collegare mediante saldatura nel relativo mascheraggio, il sistema risultante essendo quindi disposto sulla macchina automatica di saldatura.

Questo tipo di procedimento à ̈, ad oggi, quello più diffuso, ma presenta comunque delle limitazioni, in particolare dipendenti dalla complessità dimensionale del prodotto finale che si desidera ottenere attraverso la saldatura dei pezzi.

Ad esempio, questo tipo di procedimento non permette di assemblare tralicci a sezione quadrata del tipo comunemente utilizzato per la realizzazione di strutture modulari quali ad esempio stand espositivi o palchi. Infatti, i mascheraggi di tipo noto non consentono di supportare adeguatamente tutti i lati di questo tipo di tralicci senza costituire un ostacolo al movimento della testa di saldatura. Infatti, se da un lato à ̈ possibile disporre di mascheraggi per la preparazione di un singolo lato di questo tipo di tralicci, dall’altro l’assemblaggio finale prevede obbligatoriamente un passaggio di saldatura manuale, che comporta tutti i problemi di qualità e di costi di cui si à ̈ detto in precedenza. L’unica soluzione che non ostacolerebbe il lavoro della testa di saldatura consisterebbe in un mascheraggio disposto internamente alla struttura del traliccio, il che porrebbe problemi di non facile soluzione per la sua eliminazione al termine della saldatura.

Alla luce di quanto sopra, appare evidente la necessità di poter disporre di un procedimento di saldatura automatica che permetta la realizzazione di strutture spazialmente complesse.

In questo contesto viene ad inserirsi la soluzione secondo la presente invenzione, che si propone di fornire un procedimento di saldatura automatica che non solo permette di realizzare strutture finora realizzabili solo manualmente, ma anche perfettamente idoneo ad essere utilizzato sulle macchine automatiche di saldatura attualmente disponibili, senza che le stesse debbano essere modificate.

Questi ed altri risultati sono ottenuti secondo la presente invenzione proponendo un procedimento di saldatura automatica e mascheraggi per l’uso in detto procedimento di saldatura che prevedono un vero e proprio assemblaggio preliminare della struttura di pezzi da saldare, la funzione di detti mascheraggi non essendo quindi quella di garantire l’accostamento tra i pezzi da saldare ma più limitatamente quella di supporto solo di alcuni pezzi da saldare, in particolare dei pezzi portanti, o in alternativa dei pezzi più facilmente raggiungibili dalla testa di saldatura.

Scopo della presente invenzione à ̈ quindi quello di fornire un procedimento che permetta di superare i limiti delle soluzioni secondo la tecnologia nota e di ottenere i risultati tecnici precedentemente descritti.

Ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ che detto procedimento possa essere attuato e detti mascheraggi possano essere realizzati con costi sostanzialmente contenuti, sia per quanto riguarda i costi di produzione che per quanto concerne i costi di gestione.

Non ultimo scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire un procedimento che sia sostanzialmente semplice, sicuro ed affidabile.

Forma pertanto un primo oggetto specifico della presente invenzione un procedimento di saldatura per mezzo di una macchina automatica, che comprende le seguenti fasi:

- preassemblare gli elementi da saldare accoppiandoli nelle rispettive posizioni di saldatura, - saldare gli elementi preassemblati mediante macchina automatica di saldatura.

In particolare, il procedimento della presente invenzione prevede ulteriormente la seguente fase preliminare:

- preparare per l’accoppiamento gli elementi da saldare.

Preferibilmente, secondo l’invenzione, detta fase preliminare di preparazione degli elementi da saldare prevede la realizzazione sugli elementi da saldare di mezzi di accoppiamento complementari, e più preferibilmente prevede la realizzazione di asole sulla superficie laterale di primi elementi e la realizzazione di corrispondenti linguette alle estremità di secondi elementi da accoppiare a detti primi elementi.

Ancora secondo l’invenzione, detto procedimento di saldatura automatica può prevedere ulteriormente la seguente fase, successiva alla fase di preassemblaggio e precedente alla fase di saldatura:

- inserire gli elementi preassemblati all’interno di mezzi di supporto e movimentazione,

e la seguente fase, successiva alla fase di saldatura:

- estrarre da detti mezzi di supporto e movimentazione la struttura costituita dagli elementi saldati.

Forma inoltre un secondo oggetto specifico della presente invenzione un mascheraggio di supporto e movimentazione di elementi da saldare secondo il procedimento definito in precedenza, che comprende mezzi di accoppiamento con corrispondenti mezzi di accoppiamento di primi elementi da saldare, costituiti da un numero ridotto di elementi da saldare, secondi elementi da saldare, costituiti dai rimanenti elementi da saldare, essendo preassemblati insieme a detti primi elementi da saldare che sono predisposti per l’accoppiamento con detti mezzi di accoppiamento di detto mascheraggio.

Secondo l’invenzione, detti mezzi di accoppiamento del mascheraggio sono disposti su due piastre contrapposte, disposte su barre di supporto, almeno una di dette piastre essendo libera di muoversi allontanandosi e avvicinandosi rispetto all’altra.

Preferibilmente, secondo l’invenzione, detto mascheraggio comprende ulteriormente uno o più elementi intermedi di supporto della struttura costituita da detti elementi da saldare, detti elementi intermedi di supporto essendo applicabili e rimovibili senza smontare dette barre di supporto e/o dette piastre.

Infine, sempre secondo la presente invenzione, dette piastre prevedono una pluralità di posizioni per detti mezzi di accoppiamento.

Risulta evidente l’efficacia del dispositivo della presente invenzione, che consente di raggiungere gli scopi che si erano prefissi, con il vantaggio ulteriore di ottenere un importante risparmio di spazio in magazzino, dal momento che la possibilità di disporre di mascheraggi che possono adattarsi a diverse misure di lunghezza e di sezione permette di fare a meno di conservare un mascheraggio diverso per ogni minima variazione delle caratteristiche dimensionali del prodotto da ottenere mediante saldatura.

La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo una sua forma preferita di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

- la figura 1 mostra una vista in prospettiva degli elementi di un traliccio secondo la presente invenzione,

- la figura 1A mostra in dettaglio gli elementi dell’area contrassegnata con A della figura 1,

- la figura 2 mostra una vista frontale degli elementi di traliccio della figura 1,

- la figura 3 mostra una vista dall’alto degli elementi di traliccio della figura 1,

- la figura 4 mostra una vista in prospettiva di un mascheraggio per un traliccio secondo la presente invenzione,

- la figura 5 mostra una vista laterale del mascheraggio della figura 4,

- la figura 6 mostra una vista dall’alto del mascheraggio della figura 4,

- la figura 7 mostra una vista frontale del mascheraggio della figura 4, e

- la figura 8 mostra una vista in prospettiva del traliccio delle figure 1-3 disposto preassemblato sul mascheraggio delle figure 4-7.

Il procedimento di saldatura secondo la presente invenzione prevede una prima fase di preassemblaggio degli elementi da collegare successivamente mediante saldatura, seguita da una fase di saldatura dei pezzi preassemblati mediante macchina automatica di saldatura, con l’ausilio di un mascheraggio che costituisce un ingombro il più possibile limitato al movimento della testa di saldatura. L’attuazione del procedimento secondo la presente invenzione comporta l’utilizzo di elementi da saldare e mascheraggi opportunamente modificati, come sarà illustrato nel seguito a titolo esemplificativo con riferimento ad un traliccio a sezione quadrata per stand espositivi e palchi.

Nel procedimento può convenientemente essere utilizzato qualsiasi tipo di macchina automatica di saldatura di tipo noto, purché dotata di mezzi atti a consentire il movimento della testa di saldatura secondo i gradi di libertà necessari per il tipo di applicazione. Si precisa pertanto che la struttura della macchina automatica di saldatura non à ̈ vincolante e non viene pertanto descritta se non per quanto serve alla comprensione degli aspetti del procedimento secondo la presente invenzione.

Facendo riferimento alle figure 1-3, un traliccio a sezione quadrata à ̈ complessivamente indicato con il riferimento numerico 10 e comprende quattro elementi principali 11, portanti, disposti sugli spigoli del traliccio 10, collegati per mezzo di elementi secondari trasversali 12 e elementi secondari obliqui 13, controventature, secondo la normale conformazione di questo tipo di traliccio. La descrizione fa riferimento a questo tipo di traliccio a scopo puramente esemplificativo, ed à ̈ chiaro che il procedimento di saldatura secondo la presente invenzione può essere applicato a tralicci con sezioni diverse (piani, triangolari, esagonali, ecc), ma anche ad altre tipologie di oggetti da saldare, con modifiche che risulteranno ovvie per un tecnico del ramo.

Alle opposte estremità di ciascun elemento secondario trasversale 12 e di ciascun elemento secondario obliquo 13 sono presenti delle linguette 14, di dimensioni idonee a consentire l’inserimento in corrispondenti asole 15 di cui sono dotati gli elementi principali 11.

La funzione del sistema di accoppiamento costituito da alette 14 e asole 15 à ̈ quello, secondo il procedimento della presente invenzione, di permettere il preassemblaggio dei pezzi da collegare mediante saldatura. Il risultato di tale preassemblaggio à ̈ quello di facilitare la successiva fase di saldatura, in particolare semplificando la forma del mascheraggio necessario per presentare i diversi pezzi da saldare alla macchina automatica di saldatura.

Il preassemblaggio ottenuto mediante il sistema di linguette 14 e corrispondenti asole 15 à ̈ particolarmente vantaggioso in virtù della sua semplicità realizzativa e della velocità operativa che ne consegue. Ciononostante, il procedimento della presente invenzione non deve intendersi limitato dall’utilizzo di detto sistema di linguette 14 ed asole 15, ma piuttosto qualsiasi soluzione di preassemblaggio preliminare alla saldatura dei pezzi à ̈ parimenti idonea all’utilizzo nel procedimento.

Con riferimento anche alle figure 4-8, al fine di consentire la disposizione del traliccio 10 preassemblato nel mascheraggio 20, in corrispondenza di ciascuna estremità degli elementi principali 11 à ̈ presente un alloggiamento cilindrico 16, dotato di un foro laterale 17, rispettivamente per l’alloggiamento di un corrispondente perno 25 del mascheraggio, dotato di un foro 30, e per l’inserimento di una spina 31 che, attraversando detto foro laterale 17 dell’alloggiamento cilidrico 16 e detto foro 30 del perno 25, blocca l’accoppiamento tra detto alloggiamento cilindrico 16 e detto perno 25.

Le figure 4-7 mostrano in particolare un mascheraggio, complessivamente indicato con il riferimento numerico 20, per l’uso con il traliccio delle figure 1-3.

Il mascheraggio 20 à ̈ costituito da un telaio che comprende quattro barre di supporto 21, unite alle estremità opposte a due piastre fisse 22. Sulle barre di supporto 21, in posizione intermedia rispetto alle piastre fisse 22, à ̈ altresì montata una piastra mobile 23, dotata di quattro manicotti 24, uno per ogni barra di supporto 21, che consentono lo scorrimento longitudinale della piastra mobile 23 rispetto alle barre di supporto 21.

Su una delle due piastre fisse 22 sono disposti quattro perni 25, rivolti verso la piastra mobile 23 e destinati all’accoppiamento con i rispettivi alloggiamenti cilindrici 16 degli elementi principali 11 del traliccio 10. Altrettanti perni 25 sono disposti sulla piastra mobile 23, e sono rivolti verso i perni 25 della piastra fissa 22 che ne à ̈ dotata.

Il traliccio 10, già preassemblato, viene disposto sul mascheraggio 20 allontanando la piastra mobile 23 rispetto alla piastra fissa 22 dotata dei perni 25, disponendo il traliccio 10 tra le due piastre fissa 22 e mobile 23 e quindi riavvicinando le due piastre fissa 22 e mobile 23 fino a permettere l’inserimento dei rispettivi perni 25 all’interno dei corrispondenti alloggiamenti cilindrici 16 degli elementi principali 11 del traliccio 10. Quindi, l’accoppiamento tra ciascun alloggiamento cilindrico 16 degli elementi principali 11 del traliccio 10 e il corrispondente perno 25 delle piastre fissa 22 e mobile 23 del mascheraggio 20 viene bloccato mediante l’inserimento di una spina 31 nel foro laterale 17 dell’alloggiamento cilidrico 16 e nel corrispondente foro 30 del perno 25, come precedentemente descritto.

Per definire con maggior precisione il necessario grado di allontanamento della piastra mobile 23 rispetto alla piastra fissa 22, in funzione della lunghezza di una serie di tralicci 10 tutti uguali tra loro, il mascheraggio 20 à ̈ ulteriormente dotato di una piastra di appoggio 26, la cui posizione viene regolata in funzione della lunghezza di detta serie di tralicci 10 tutti uguali tra loro e mantenuta fissa fintantoché non cambi la lunghezza dei tralicci 10, e che definisce il fine corsa del movimento di allontanamento della piastra mobile 23 rispetto alla piastra fissa 22.

Differentemente dai mascheraggi di tipo noto, il mascheraggio 10 per l’uso nel procedimento di saldatura automatica secondo la presente invenzione non ha quindi la funzione di garantire l’accostamento tra i pezzi da saldare, già precedentemente assemblati, ma più limitatamente quella di supporto solo di alcuni pezzi da saldare, in particolare dei pezzi portanti, che a loro volta sostengono gli altri pezzi preassemblati. Le piastre 22, inoltre, servono allo staffaggio del mascheraggio 20 ad un posizionatore della macchina automatica di saldatura, in quando, in fase di saldatura, il traliccio 10 alloggiato all’interno del mascheraggio deve poter essere ruotato, insieme al mascheraggio 20, intorno al proprio asse per poter essere raggiunto dalla testa di saldatura in tutte le sue parti. In alcuni casi, la lunghezza complessiva del traliccio 10 potrebbe comportare il rischio di una flessione degli elementi longitudinali, che potrebbe compromettere la precisione del preassemblaggio e quindi quella dell’intera struttura del traliccio. Per evitare che ciò accada, il mascheraggio 20 à ̈ dotato di uno o più elementi intermedi di supporto 27, ciascuno dei quali à ̈ costituito da una cornice dotata di un lato apribile 28 per non ostacolare l’inserimento e la rimozione del traliccio 10 nel mascheraggio 20, detti elementi intermedi di supporto 27 essendo applicabili e rimovibili al mascheraggio 20 senza bisogno di smontare le barre di supporto 21 e/o le piastre 22, 23 ed essendo liberi di scorrere longitudinalmente lungo le barre di supporto 21. Una volta inserito all’interno del mascheraggio 20, il traliccio 10 preassemblato à ̈ quindi sostenuto alle estremità degli elementi principali 11 ma anche in posizioni intermedie, in corrispondenza di dette posizioni intermedie gli elementi principali 11 potendo poggiare sugli elementi intermedi di supporto 27. Inoltre, la struttura degli elementi intermedi di supporto 27 à ̈ tale da non costituire un ingombro per la testata mobile di saldatura di una macchina automatica di saldatura, come illustrato nella figura 8 che mostra la disposizione di un traliccio 10 all’interno di un mascheraggio secondo la presente invenzione.

La possibilità di variare la posizione della piastra mobile 23 permette di adattare il mascheraggio 20 alle dimensioni longitudinali dei tralicci da saldare.

Al fine di permettere di adattare il mascheraggio 20 alle dimensioni laterali dei tralicci da saldare, sulle piastre fisse 22 e sulla piastra mobile 23 sono previsti una serie di posizioni 29 di disposizione dei perni 25, ciascuna posizione essendo formata da una serie di fori per il passaggio di viti o altri elementi di accoppiamento tra ciascun perno 25 e la piastra.

Risulta evidente come l’attuazione del procedimento secondo la presente invenzione comporta l’utilizzo di elementi da saldare e mascheraggi opportunamente modificati rispetto a quelli di tipo noto, ma anche come le modifiche da apportare agli elementi da saldare non comportano particolari difficoltà realizzative, ma piuttosto permettono di ottenere diversi vantaggi.

In particolare, la necessità di predisporre i pezzi da saldare con le opportune modifiche già in fase di produzione permette di garantire che tutti i pezzi, essendo realizzati industrialmente, sono uguali tra loro e sono realizzati nel massimo rispetto possibile delle necessarie caratteristiche. In particolare, con riferimento al prodotto specifico mostrato a titolo esemplificativo con riferimento alle figure 1-3, la posizione delle asole sugli elementi principali 11 risulterà sempre garantita con precisione, conseguentemente gli elementi secondari trasversali 12 e obliqui 13 saranno sempre montati con precisione.

La presente invenzione à ̈ stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma à ̈ da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Procedimento di saldatura per mezzo di una macchina automatica, che comprende le seguenti fasi: - preassemblare gli elementi (11, 12, 13) da saldare accoppiandoli nelle rispettive posizioni di saldatura, - saldare gli elementi (11, 12, 13) preassemblati mediante macchina automatica di saldatura.
2. 2) Procedimento di saldatura automatica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che prevede ulteriormente la seguente fase preliminare: - preparare per l’accoppiamento gli elementi (11, 12, 13) da saldare.
3. 3) Procedimento di saldatura automatica secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta fase preliminare di preparazione degli elementi (11, 12, 13) da saldare prevede la realizzazione sugli elementi da saldare di mezzi di accoppiamento (14, 15) complementari.
4. 4) Procedimento di saldatura automatica secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta realizzazione sugli elementi da saldare di mezzi di accoppiamento (14, 15) complementari prevede la realizzazione di asole (15) sulla superficie laterale di primi elementi (11) e la realizzazione di corrispondenti linguette (14) alle estremità di secondi elementi (12, 13) da accoppiare a detti primi elementi (11).
5. 5) Procedimento di saldatura automatica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che prevede ulteriormente la seguente fase, successiva alla fase di preassemblaggio e precedente alla fase di saldatura: - inserire gli elementi (11, 12, 13) preassemblati all’interno di mezzi (20) di supporto e movimentazione, e la seguente fase, successiva alla fase di saldatura: - estrarre da detti mezzi (20) di supporto e movimentazione la struttura (10) costituita dagli elementi (11, 12, 13) saldati.
6. 6) Mascheraggio (20) di supporto e movimentazione di elementi (11, 12, 13) da saldare secondo il procedimento definito nelle rivendicazioni 1-5, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di accoppiamento (25, 30, 31) con corrispondenti mezzi di accoppiamento (16, 17) di primi elementi (11) da saldare, costituiti da un numero ridotto di elementi da saldare, secondi elementi (12, 13) da saldare, costituiti dai rimanenti elementi da saldare, essendo preassemblati insieme a detti primi elementi (11) da saldare che sono predisposti per l’accoppiamento con detti mezzi di accoppiamento (25, 30, 31) di detto mascheraggio.
7. 7) Mascheraggio (20) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accoppiamento (25, 30, 31) sono disposti su due piastre (22, 23) contrapposte, disposte su barre di supporto (21), almeno una di dette piastre essendo libera di muoversi allontanandosi e avvicinandosi rispetto all’altra.
8. 8) Mascheraggio (20) secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che comprende ulteriormente uno o più elementi intermedi di supporto (27) della struttura costituita da detti elementi (11, 12, 13) da saldare.
9. 9) Mascheraggio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6 - 8, caratterizzato dal fatto che detti elementi intermedi di supporto (27) sono applicabili e rimovibili senza smontare dette barre di supporto (21) e/o dette piastre (22, 23).
10. 10) Mascheraggio (20) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6 - 9, caratterizzato dal fatto che dette piastre (22, 23) prevedono una pluralità di posizioni per detti mezzi di accoppiamento (25, 30, 31).