MX2011000579A - Soplete gmaw robótico con mecanismo sujetasdor de cuello de ganso de rápida liberación, elementos de alineación doble y múltiples contactos eléctricos. - Google Patents
Soplete gmaw robótico con mecanismo sujetasdor de cuello de ganso de rápida liberación, elementos de alineación doble y múltiples contactos eléctricos.Info
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Abstract
Un mecanismo de bloqueo de cuello de ganso para una linterna GMAW robótica que tiene un cuerpo de linterna y un cuello de ganso incluye un receptor conector colocado en el cuerpo de linterna. El receptor conector incluye extremos longitudinales y un pasaje que se extiende entre los extremos longitudinales. Una característica de indexación está colocada en el pasillo. Un conector alargado es montable en un extremo proximal del cuello de ganso. El conector incluye una característica de indexación cooperable. El mecanismo de bloqueo además incluye un diente para unir el receptor conector y el conector alargado. Las características de indexación alinean el cuello de ganso relativo al cuerpo de linterna, y el diente asegura en el receptor del conector para una rápida liberación. El mecanismo de bloqueo puede incluir una pluralidad de contactos eléctricos en el receptor conector que son embragables con el conector para proporcionar el flujo de corriente eléctrica mediante el receptor conector al cuello de ganso.
Description
SOPLETE GMAW R0BÓT1C0 CON MECANISMO SUJETADOR DE CUELLO DE GANSO DE RÁPIDA LIBERACIÓN, ELEMENTOS DE ALINEACIÓN DOBLE Y
MÚLTIPLES CONTACTOS ELÉCTRICOS
REFERENCIA CRUZADA PARA SOLICITUD RELACIONADA
La presente solicitud reclama la prioridad de la Solicitud Provisional de E.U. No. 61/081 ,294 presentada el 16 de julio de 2008.
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se relaciona con un sistema de conexión para un ensamble de soplete MIG robótico, y de manera más particular un mecanismo sujetador de cuello de ganso de rápida liberación para un soplete GMAW robótico.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La soldadura se utiliza en diversas aplicaciones de fabricación y construcción para unir diversas piezas de metal para formar una pieza unitaria. Un sistema de soldadura del arco eléctrico incluye típicamente un suministro de energía eléctrica conectado a una pistola para soldeo que almacena un electrodo que está ubicado en el mango. El electrodo completa un circuito eléctrico con una fuente de energía cuando el electrodo está colocado contra una pieza de metal que se va a soldar. El contacto entre el electrodo y la pieza de metal produce un arco eléctrico entre el electrodo y la pieza de metal. El calor del arco eléctrico está concentrado en la pieza de metal o piezas que se van a unir, de esta manera se funden las piezas de metal. Un material de relleno se agrega al metal en fusión, el cual posteriormente se enfría y solidifica, la unión de las piezas de metal.
La soldadura con electrodo metálico y gas inerte (MIG) es un tipo de soldadura de arco. La soldadura MIG también se refiere a un "arrastre del hilo" o Soldadura de Arco Metálico con Gas (GMAW). En la soldadura MIG los hilos metálicos se utilizan como el electrodo para producir el arco eléctrico. Los hilos son protegidos por un gas inerte y los hilos metálicos actúan como rellenos para la soldadura. El gas inerte se utiliza para proteger el arco eléctrico de los contaminantes y gases que puede reaccionar con la soldadura. Típicamente, los hilos y el gas son arrastrados mediante una pistola de soldadura portátil. Los hilos y el gas se arrastran a la pistola de soldadura de un sistema de soldadura que tiene un alimentador de hilos, una fuente de energía y una fuente de gas.
Un ensamble de soplete de soldadura MIG robótica incluye típicamente un cuerpo principal montable en un brazo robótico, un cuello de ganso y un ensamble de punta de contacto. Se conecta un cable a un extremo posterior del cuerpo principal para el gas de suministro, corriente eléctrica y un electrodo consumible (por ejemplo, hilos de soldadura de metal) para el soplete. El cable puede conectarse a un alimentador de hilos opuesto al cuerpo principal. El cuello de ganso se conecta operativamente a un extremo posterior del cuerpo principal y permite una comunicación del electrodo consumible, el gas de protección y la corriente de soldadura al ensamble de punta de contacto montado en el cuello de ganso.
Los conectores convencionales para ubicar y montar un cuello de ganso al extremo posterior de un soplete de soldadura incluyen típicamente un solo elemento de alineación para alinear el cuello de ganso con el soplete de soldadura. Asimismo, los conectores convencionales únicamente tienen un solo contacto eléctrico para
proporcionar flujo de corriente para el cuello de ganso.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona un mecanismo sujetador de cuello de ganso de rápida liberación que incluye los elementos de alineación dobles y múltiples puntos de contacto eléctrico, así como un mecanismo sujetador tipo esfera giratoria para sujetar un cuello de ganso en una posición axial deseada. El presente mecanismo sujetador incrementa la durabilidad de la interíace entre el cuello de ganso y el cuerpo de soplete. El presente mecanismo sujetador también facilita la alineación adecuada del cuello de ganso con relación al cuerpo de soplete cuando el cuello de ganso es reemplazado o cambiado por un nuevo o diferente cuello de ganso, mejorando de esta manera la consistencia de la desempeño del soplete de soldadura de un cuello de ganso a otro. Asimismo, el presente mecanismo sujetador mejora el flujo de la corriente eléctrica del cuerpo de soplete para el cuello de ganso mediante la disminución de la resistencia eléctrica en la interferencia entre el cuello de ganso y el cuerpo de soplete.
De manera más particular, un mecanismo sujetador de cuello de ganso de acuerdo con la presente invención para un soplete GMAW robótico que tiene un cuerpo de soplete y un cuello de ganso incluye un receptor conector colocado en el cuerpo del soplete. El receptor conector incluye extremos longitudinales y un pasadizo que se extiende entre los extremos longitudinales. Un elemento de ¡ndexación se coloca en el pasadizo. Un conector alargado es montable en un extremo proximal del cuello de ganso. El conector incluye un elemento de indexación cooperable. El mecanismo sujetador además incluye un retén para conectar el receptor conector y el conector alargado. Los elementos de indexación alinean el cuello de ganso relativo al cuerpo de soplete y el retén asegura el conector en el receptor conector para la liberación rápida.
Los elementos de indexación pueden ser una llave de cooperación y una junta dentada. Alternativamente o adicionalmente, los elementos de indexación pueden ser superficies de contacto en el pasadizo y en el conector. El retén puede ser un dispositivo de esfera accionado por resorte. El mecanismo sujetador puede además incluir una pluralidad de contactos electrónicos en el receptor conector. Los contactos eléctricos son embragables con el conector para proporcionar el flujo de la corriente eléctrica mediante el receptor conector para cuello de ganso.
En otra modalidad, un mecanismo sujetador de cuello de ganso para un soplete GMAW robótico que tiene un cuerpo de soplete y un cuello de ganso incluye un receptor de conector colocado en el cuerpo de soplete. El receptor de conector incluye una pared externa, extremos longitudinales y un pasadizo que se extiende entre los extremos longitudinales. Una llave alargada está colocada en el pasadizo. En por lo menos una superficie de contacto interno está colocado en el pasadizo. Un conector alargado es montable en un extremo proximal del cuello de ganso. El conector incluye una junta dentada cooperable con la llave del receptor del conector y por lo menos una superficie de contacto externa cooperable con por lo menos una superficie de contacto interna. El mecanismo sujetador además incluye un retén para unir el receptor del conector y el conector alargado. La llave cooperable y la junta dentada y las superficies de contacto interna y externa cooperables alinean el cuello de ganso relativo al cuerpo de soplete y el retén asegura el conector en el receptor del conector para la, liberación rápida.
El mecanismo sujetador puede incluir una pluralidad de contactos eléctricos en el receptor del conector. Los contactos eléctricos son embragables con el conector para proporcionar flujo de corriente eléctrica mediante el receptor del conector para el cuello de ganso. En una modalidad, el mecanismo sujetador puede incluir tres contactos eléctricos en el receptor del conector. Por lo menos una superficie de contacto interno puede ser una superficie plana y por lo menos una superficie de contacto externa puede ser una superficie plana. En una modalidad, por lo menos una superficie de contacto interna puede ser un par de superficies internas opuestas simétricamente en el pasadizo y por lo menos una superficie de contacto externa puede ser un par de superficies externas opuestas colocadas simétricamente en el conector. Por lo menos una superficie de contacto externa puede colocarse en un extremo del conector y uno de por lo menos una superficie de contacto externo puede ser adyacente la junta dentada. La llave puede ser una protrusión generalmente lineal en el pasadizo de almacenamiento del conector y la junta dentada puede ser una ranura generalmente lineal en una superficie externa del conector.
El retén puede incluir dos esferas colocadas en las aberturas en la pared externa del receptor del conector, un anillo giratorio colocado en la pared externa del receptor del conector y dos depresiones en una superficie externa del conector. El anillo giratorio tiene una superficie interna contorneada en el engranaje empujado con las esferas. El giro del anillo giratorio mueve las esferas dentro y fuera de las aberturas. Las esferas son embragables con los agujeros del conector cuando las esferas son empujadas hacia afuera de las aberturas. La superficie interna contorneada puede incluir una cavidad poco profunda y una cavidad profunda. Las esferas son empujadas hacia afuera de las aberturas cuando se embragan con la cavidad poco profunda y las esferas son aplastadas en las aberturas cuando se embragan con la cavidad profunda. El retén puede incluir un miembro elástico que embraga de manera apretada el anillo giratorio con las esferas. Una tuerca manipulable puede embragarse con el anillo giratorio, y la tuerca puede colocarse fuera del cuerpo de la tuerca para proporcionar una manipulación fácil del anillo giratorio.
Un soplete GMAW robótico puede incluir un mecanismo sujetador de cuello de
ganso según se describió anteriormente.
Estas y otras características y ventajas de la invención se entenderán de manera más completa de la siguiente descripción detallada de la invención tomada junto con los dibujos que lo acompañan.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
En los dibujos:
La FIG. 1 es una vista en perspectiva, parcial seccional de un soplete GMAW robótico que incluye un mecanismo sujetador de cuello de ganso de rápida liberación de acuerdo con la presente invención;
La FIG. 1 A es una vista ampliada de una porción de la FIG. 1 ;
La FIG. 2 es una vista lateral, parcial seccional de mecanismo sujetador de cuello de ganso de rápida liberación;
La FIG. 3A es una vista lateral, parcial seccional de un dispositivo de traba de mecanismo sujetador de cuello de ganso de rápida liberación en una posición no sujetada;
La FIG. 3B es una vista lateral, parcial seccional del dispositivo de traba en una posición sujetada;
La FIG. 4A es una vista seccional del dispositivo de traba tomada junto con la línea 4A-4A en la FIG. 3A;
La FIG. 4B es una vista seccional del dispositivo de traba tomada junto con la línea 4B-4B en la FIG. 3B; y
La FIG. 5 es una vista en perspectiva del soplete GMAW robótica de la FIG. 1 que ilustra esquemáticamente el montaje y desmontaje de cuello de ganso de un cuerpo de soplete mediante el mecanismo sujetador de cuello de ganso de rápida liberación;
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Con referencia ahora a la FIG. 1 a detalle, el número 10 indica generalmente un soplete de soldadura tal como un soplete de soldadura de arco metálico con gas (GMAW) o un soplete de soldadura similar. El soplete de soldadura 10 incluye ampliamente un cuerpo de soplete 12, un cuello de ganso 14 que se extiende de un extremo hacia adelante del cuerpo del soplete y un ensamble de punta de contacto 16 en un extremo distal del cuello de ganso. Un cable 18 está conectado a un extremo posterior del cuerpo de soplete 12. El cable 18 proporciona la corriente eléctrica, gas de protección y un electrodo consumible (por ejemplo, hilos de soldadura de metal) al cuerpo del soplete 12. La corriente eléctrica, el gas de protección y el electrodo consumible se mueven mediante el cuerpo de soplete 12 al cuello de ganso 14 y sale en última instancia mediante un orificio en el ensamble de punta de contacto 16.
Los hilos de soldadura, cuando se activan para la soldadura, llevan un alto potencial eléctrico. Cuando los hilos de soldadura hacen contacto con las piezas de metal , objetivo, un circuito eléctrico es completado y la corriente fluye mediante los hilos de soldadura, cruza las piezas de metal y hacia el fondo. La corriente hace que los hilos de soldadura y el metal principal de las piezas en contacto con los hilos de soldadura se fundan, de esta manera se unen las piezas según la fundición se solidifique.
Con referencia a las FIGS. 1 - 4B, el soplete de soldadura 10 incluye un mecanismo sujetador 20 de cuello de ganso de rápida liberación de acuerdo con la presente invención. El mecanismo 20 sujetador del cuello de ganso incluye un receptor del conector 22 colocado en el cuerpo de soplete 12. El receptor conector 22 es
generalmente cilindrico en la forma y tiene una pared externa 24 y opuesta, extremos longitudinales 26, 28. Un pasadizo 30 se extiende mediante el receptor conector 22 de un extremo longitudinal 26 al otro extremo 28.
Un elemento de indexación como una llave 32 alargada o similar está colocado en el pasadizo 30. La llave 32 podrá ser una protrusión generalmente lineal en el pasadizo 30. La llave 32 puede ser integral con una superficie del pasadizo 30 o alternativamente puede ser un elemento en un miembro separado que está montado en el pasadizo. Por ejemplo, la llave 32 puede ser un elemento en un inserto que está colocado en una abertura en la pared 24 externa de almacenamiento del conector.
Otro elemento de indexación 24 también está colocado en el pasadizo 30. El elemento de indexación 34 incluye dos superficies 36 de contacto internas. Las superficies 36 de contacto internas puede ser superficies planas y pueden estar colocadas simétricamente opuestas una con otra. Sin embargo, el elemento de indexación 34 puede tener únicamente una superficie de contacto o más de dos superficies de contacto. Asimismo, las superficies de contacto pueden tener un contorno que no es plano, como una superficie ondulada o superficie de diente sierra. Un tope 38 puede estar colocado adyacente al elemento de indexación 34.
Una pluralidad de los contactos eléctricos 40 está montada en el receptor 22 del conector. Por ejemplo, el mecanismo 20 sujetador podrá incluir tres contactos eléctricos 40, aunque algunos o varios contactos eléctricos están dentro del alcance de la invención. Un miembro elástico 42 como una lámina plana o similar aprieta cada contacto eléctrico 40 internamente en el pasadizo 30 del receptor del conector 22.
Un retén 44 está colocada adyacente en un extremo 26 del receptor del conector 22. El retén 44 incluye dos esferas como las esferas de metal 46 (por ejemplo, esferas de metal) o similares colocada en las aberturas 48 en la pared externa del receptor del conector 24. Un anillo giratorio 50 está colocado en la pared externa del receptor del conector 24. El anillo giratorio 50 tiene una superficie 52 interna contorneada en el engranaje apretado con las esferas 46. La superficie interna contorneada 52 incluye una cavidad 54 poco profunda y una cavidad profunda 56. El giro del anillo giratorio 50 mueve las esferas dentro y fuera de las aberturas. Las esferas son empujadas hacia afuera de las aberturas 48 hacia el pasadizo 30 cuando se embragan con la cavidad poco profunda 54 y las esferas 46 son aplastadas en las aberturas cuando se embragan con la cavidad profunda 56. Un miembro elástico 58 como una curvatura torsional espiral o similar embraga de manera apretada el anillo giratorio 50 con las esferas 46. El miembro elástico 58 afecta el anillo giratorio 50 y las esferas 46 en una posición sujetada en la cual las esferas se aprietan hacia afuera de las aberturas 48. El giro del anillo giratorio 50 contra la fuerza del miembro elástico 58 gira la cavidad profunda 56 en la alineación con las esferas 46, es decir, una posición no sujetada en la cual las esferas están libres para replegarse completamente en las aberturas 48. Un anillo de retención 60 como un anillo de sujeción externo o similar colocado opuesto del miembro elástico 58 mantiene el anillo de retención 50 en el receptor del conector 22. Una tuerca manipulable manual 62 colocada en la parte externa del cuerpo de soplete 12 puede embragarse con el anillo giratorio 50. La tuerca 62 proporciona una fácil manipulación del anillo giratorio mediante la mano del operador de la parte externa del cuerpo de soplete 12. La tuerca 62 también permite el aislamiento eléctrico del anillo giratorio 50.
El mecanismo sujetador 20 también incluye un conector 64 generalmente cilindrico que es montable en un extremo proximal del cuello de ganso 14. El conector 64 incluye una característica de indexación como una junta dentada 66 o similar que es cooperable con la llave 32 del receptor del conector 22. La junta dentada 66 podrá ser una ranura generalmente lineal en una superficie externa del conector 64. El conector 64 también
incluye dos superficies 68 de contacto externas cooperables con las superficies 36 de contacto internas del receptor del conector 22. El número de superficies 68 de contacto externas debe ajustar el número de superficies 36 de contacto internas, porque las superficies de contacto externas acoplan con las superficies de contacto internas cuando el conector 64 es insertado en el receptor del conector 22 según se describe de manera más detalla a continuación. Asimismo, por la misma razón, el contorno de la superficie 68 de contacto externo debe reflejar el contorno de las superficies 36 de contacto internas. Las superficies 68 de contacto externas están colocadas en un extremo externo del conector 64. Una de las superficies de contacto externas 68 también es adyacente a la junta dentada 66. El conector 64 además incluye un par de depresiones 70 que son elementos del retén 44. Las esferas 46 del retén 44 son embragables con las depresiones 70 para unir el receptor del conector 22 y el conector 64 como se describe de manera más detallada a continuación.
Regresando a la FIG. 5, para montar un cuello de ganso 14 en el cuerpo del soplete 12, un operador utiliza un mano libre para girar la tuerca 62 en la parte externa del cuerpo del soplete. El giro de la tuerca 62 rota el anillo giratorio 50 dentro del cuerpo del soplete 12 en la posición no sujetada como se muestra en las FIGS. 3A y 4A. El conector 64 montado en el extremo del cuello de ganso 14 es posteriormente insertado en el pasadizo 30 del receptor del conector 22 mediante una abertura 72 en el cuerpo del soplete 12. El operador gira el cuello de ganso 14 áxialmente de manera que la llave 32 en el receptor del conector 22 está alineada con la junta dentada 66 en el conector 64. Cuando se alinean adecuadamente, la llave 32 se desliza en la junta dentada 66 ya que el conector 64 se inserta en el pasadizo 30. Cuando el extremo externo del conector 64 alcanza la característica de indexación 34, las superficies 36 de contacto internas en el pasadizo 30 se acoplan con las superficies 68 de contacto externas en el conector. El
contacto de la superficies interna y externa 36, 68 además del contacto de la llave 32 en la junta dentada 66 proporcionan y mantienen la alineación adecuada del conector 64 en el receptor del conector 22, el cual a su vez indexa adecuadamente el cuello de ganso 14 relativo al cuerpo de soplete 12. Cuando el conector 64 es insertado en su totalidad en el receptor del conector 22, la tuerca 62 puede liberarse. El miembro elástico 58 regresa el anillo giratorio 50 a su lugar de origen, posición sujetada como se muestra en las FIGS. 3B y 4B. En la posición sujetada, las cavidades 54 poco profundas del anillo giratorio 50 embragan las esferas 46 y aprietan las esferas hacia afuera relativo a las aberturas 48 y en el engranaje con las depresiones 70 en el conector 64. El engranaje de las esferas 46 con las depresiones 70 sujeta el conector 64 en el receptor del conector 22.
De manera adicional, cuando el conector 64 es insertado en el receptor del conector 22, los miembros elásticos 42 aprietan los contactos eléctricos 40 en el engranaje con el conector para proporcionar flujo de la corriente eléctrica del receptor del conector mediante el conector al cuello de ganso 14.
Para intercambiar o reemplazar el cuello de ganso 14 con otro cuello de ganso, un operador puede girar la tuerca 62 para girar el anillo giratorio 50 en la posición no sujetada y posteriormente tirar el cuello de ganso 14 y el conector 64 fuera del cuerpo del soplete 12 y el receptor del conector 22. Como el conector 64 es tirado fuera del receptor del conector 22, la superficie externa del conector empuja las esferas 46 en las cavidades profundas 56 del anillo giratorio 50, de esta manera permitiendo que el conector se mueva libremente en el pasadizo 30 del receptor del conector 22. Una vez que el cuello de ganso 14 se remueve del cuerpo de soplete 12, el operador puede insertar un cuello de ganso diferente en el cuerpo del soplete de la misma manera según se describe en la parte superior.
Aunque la invención se ha descrito mediante referencia a una modalidad
específica, se debe entender que diversos cambios pueden realizarse dentro de la esencia y alcance de los conceptos inventivos descritos. Por consiguiente, se tiene como objetivo que la invención no está limitada a la modalidad descrita, pero que tiene el alcance completo definido por la terminología técnica de las siguientes reivindicaciones.
Claims (6)
1. Un mecanismo sujetador del cuello de ganso para un soplete GMAW robótico que tiene un cuerpo de soplete y un cuello de ganso, dicho mecanismo sujetador se caracteriza por comprender: un receptor del conector colocado en dicho cuerpo de soplete, dicho receptor del conector incluyendo extremos longitudinales y un pasadizo que se extiende entre dichos extremos longitudinales; un elemento de indexación colocado en dicho pasadizo; un conector alargado montable en un extremo proximal de dicho cuello de ganso; dicho conector incluyendo un elemento de indexación cooperable; un retén para unir dicho receptor del conector y dicho conector alargado; en donde los elementos de indexación alinean dicho cuello de ganso relativo a dicho cuerpo de soplete y dicho retén asegura dicho conector en dicho receptor del conector para la rápida liberación.
2. El mecanismo sujetador del cuello de ganso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dichos elementos de indexación son una llave y una junta dentada de cooperación.
3. El mecanismo sujetador del cuello de ganso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dichos elementos de indexación son superficies de contacto en dicho pasadizo y en dicho conector.
4. El mecanismo sujetador del cuello de ganso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicha retención es un dispositivo de esfera accionado por resorte.
5. El mecanismo sujetador del cuello de ganso de conformidad con la reivindicación 1 , incluyendo una pluralidad de contactos eléctricos en dicho receptor del conector, dichos contactos eléctricos siendo embragables con dicho conector para proporcionar flujo de la corriente eléctrica mediante dicho receptor del conector para dicho cuello de ganso.
6. Un soplete GMAW robótico que incluye el mecanismo sujetador del cuello de ganso de conformidad con la reivindicación 1 .
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