MXPA05005958A - Metodo y sistema para vigilar proceso de soldado. - Google Patents

Abstract

Esta presentado un elemento de prueba de punta de soldadura. El elemento de prueba de punta de soldadura incluye un primer miembro de alineacion y un primer elemento de palanca acoplado al miembro de alineacion. El primer elemento de palanca esta ademas acoplado a un primer pivote y el primer miembro de alineacion es operado para determinar una primera alineacion asociada con una punta de soldadura. Si la punta de soldadura esta fuera de alineacion la punta de soldadura hace contacto con el primer miembro de alineacion.

Description

MÉTODO Y SISTEMA PARA VIGILAR PROCESO DE SOLDADO CAMPO TÉCNICO Ésta invención se refiere en general a la soldadura, y más específicamente, a un método y a un sistema para vigilar un proceso de soldado .

ANTECEDENTES Al haberse hecho incrementadamente importantes las computadoras en la sociedad actual, varias industrias han adoptado incrementadamente sistemas controlados por computadora para un control más eficiente y efectivo y una vigilancia del equipo. Las industrias que usan soldadura automática han incrementado el uso del equipo controlado por computadora.

Las industrias involucradas con la soldadura automática han acudido a la maquinaria controlada por computadora para aumentar la eficiencia de las líneas de ensamble . Una operación común sobre una línea de ensamble es el soldado de los componentes juntos. La operación de soldadura es frecuentemente llevada a cabo automáticamente por un dispositivo de soldado controlado por computadora. Frecuentemente, una determinación de la operación adecuada del dispositivo de soldado se lleva a cabo manualmente mediante el inspeccionar las soldaduras después de que éstas se llevan a cabo. Por ejemplo, una prueba de observación puede ser usada para determinar una mala soldadura que no ha unido apropiadamente dos elementos. Sin embargo, la inspección manual puede no ser deseable ya que muchas soldaduras malas pueden ser creadas antes de que sea detectado un problema.

SÍNTESIS La presente invención proporciona un sistema para vigilancia de un proceso de soldadura. En una incorporación de la presente invención, está descrito un elemento de prueba de punta de soldadura . Está presentado un elemento de prueba de punta de soldadura. El elemento de prueba de punta de soldadura incluye un primer miembro de alineación y un primer elemento de palanca acoplado al miembro de alineación. El primer elemento de palanca está además acoplado a un primer pivote y el primer miembro de alineación es operable para determinar una primera alineación asociada con una punta de soldadura. Si la punta de soldadura está fuera de alineación la punta de soldadura hace contacto con el primer miembro de alineación.

La presente invención proporciona numerosas ventajas técnicas. Varias incorporaciones de la presente invención pueden proporcionar todas, algunas o ningunas de éstas ventajas técnicas. Una de tal ventaja técnica es la capacidad de detectar problemas de soldaduras posibles antes de que se hagan muchas soldaduras mal hechas . Mediante el verificar varios elementos del desempeño del equipo de soldadura, pueden ser más rápidamente detectados los problemas y el desarrollo de los problemas. La detección inicial de los problemas disminuye el número de malas soldaduras y aumenta la productividad de, por ejemplo, una línea de ensamble. Otra ventaja técnica es la capacidad de vigilar los sistemas de soldadura con distancias de garganta pequeñas .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención se entenderá mejor de la descripción detallada que sigue tomada en conjunción con los dibujos acompañantes en los cuales: La FIGURA 1 es un diagrama de bloque que ilustra un sistema de vigilancia de proceso de soldadura de acuerdo a una incorporación de la presente invención.

La FIGURA 2 es una vista lateral que ilustra los detalles de un elemento de prueba asociado con el sistema de vigilancia de la FIGURA 1 de acuerdo a una incorporación de la presente invención.

La FIGURA 3 es una vista superior de un elemento de prueba de acuerdo a una incorporación de la presente invención.

La FIGURA 3A es una vista superior que ilustra un elemento de alineación de acuerdo a una incorporación de la presente invención.

La FIGURA 4 es un diagrama que ilustra detalles adicionales de un vestidor de punta asociado con la estación de vigilancia de la FIGURA 1 de acuerdo a una incorporación de la presente invención; y La FIGURA 5 es un esquema de flujo que ilustra un método de ejemplo de operación del sistema de vigilancia de la FIGURA 1 de acuerdo a una incorporación de la presente invenció .

DESCRIPCIÓN DETALLADA La FIGURA 1 es un diagrama de bloque que ilustra un sistema de vigilancia de proceso de soldadura 10. El sistema 10 comprende una línea de ensamble 12, una estación de soldadura 14, un brazo dé soldado 16, un sistema de control 18 y una estación de vigilancia 20.

La línea de ensamble 12 comprende una línea de ensamble adecuada para colocar artículos físicos en un lugar accesible por una estación de soldadura 14. Más específicamente, la línea de ensamble 12 puede mover productos físicos a lo largo de una trayectoria predeterminada de manera que la estación de soldadura 14 se le dé un tiempo adecuado para llevar a cabo una o más soldaduras sobre los productos .

La estación de soldadura 14 comprende una estación para llevar a cabo la soldadura controlada en forma automática, manual y/o parcialmente manual sobre productos en la línea de ensamble 12. Más específicamente, la estación de soldadura 14 puede proporcionar un control mecánico y/o lógico del brazo de soldadura 15 para soldar los productos en la línea de ensamble 12.

El brazo de soldadura 16 comprende un brazo articulado o no articulado operable para mover los productos de soldadura sobre la línea de ensamble 12. El brazo de soldadura 16 también comprende una o más puntas de soldadura 22.

Las puntas de soldadura 22 comprenden puntas que operan para crear una soldadura. En una incorporación, las puntas de soldadura 22 comprenden las puntas de cobre usadas para llevar a cabo la soldadura de resistencia y pueden ser enfriadas con agua o enfriadas con aire . La invención no está limitada a ningún número específico de puntas de soldadura 22, cualquier material particular para la fabricación de puntas de soldadura 22, o cualquier clase de mecanismo de enfriamiento.

En una incorporación, las puntas de soldadura 22 están unas de caras a otras y se ponen en contacto juntas sobre los lados opuestos de la ubicación de la soldadura . Cuando las puntas de soldadura 22 están a una distancia adecuada unas de otras y la ubicación de soldadura, la soldadura se lleva a cabo en una manera adecuada. El brazo de soldadura 16 puede ser de pivote, girar o de otra manera moverse en una manera adecuada para colocar apropiadamente las puntas de soldadura 22. La distancia desde las puntas de soldadura 22 al brazo de soldadura 16 se conoce como una distancia de garganta. Más específicamente, la distancia de garganta comprende la distancia desde las puntas de soldadura al punto en donde el brazo que sostiene las puntas de soldadura está acoplado a otro objeto, tal como un equipo para mover las puntas de soldadura.

El sistema de control 18 comprende un procesador 24 y/o un almacenamiento 26. El procesador 24 comprende un dispositivo de procesamiento de datos especializado o de propósito general adecuado, tal como un circuito integrado de aplicación específica (ASIC) , un arreglo de compuerta programable de campo (FPGA) , una unidad de procesamiento central de propósito general (CPU) u otro aparato adecuado que puede operar para ejecutar el software de computadora almacenado en el almacén 26.

El almacén 26 comprende un almacén que puede ser leido por computadora transitorio y/o persistente adecuado, tal como un medio que puede ser leído por computadora, ya sea sólo o en una combinación adecuada. Por ejemplo, el almacén 26 puede comprender uno o más de un almacenamiento magnético, un almacén óptico, un almacén electrónico, tal como una memoria de acceso al azar (RAM) y una memoria de acceso al azar dinámica (DRAM) y otros almacenamientos físicos, ópticos o electrónicos adecuados en una combinación adecuada. El almacenamiento 26 es operado para almacenar las instrucciones de computadora que puede ejecutarse por el procesador 24. Alternativamente, las funciones realizadas por el sistema de control 18 pueden llevarse a cabo por una combinación de hardware y de software o puede existir totalmente en el hardware.

El sistema de control 18 es operable para ayudar a la estación de soldadura 14 en la operación y control del brazo de soldadura 16 y de las puntas de soldadura 22. El sistema de control 18 es además operable para recibir la información de la estación de vigilancia 20 y de la estación de soldadura 14 para el almacenamiento y análisis. Por ejemplo, el sistema de control 18 puede recibir errores u otros datos generados en la estación de soldadura 14 o en la estación de vigilancia 20 para registrar en un almacén de entrada 26. Los sistemas de control múltiple 18 pueden ser usados para diferentes componentes sin departir del alcance de la invención. Además, los datos asociados con la estación de vigilancia 20 pueden ser enviados a una o más computadoras remotas u otros sistemas .

La estación de vigilancia 20 comprende un elemento de prueba 30 y un vestidor de punta 32. La estación de vigilancia 20 es operable para llevar a cabo varias acciones de prueba y de reparación sobre las puntas de soldadura 22.

El elemento de prueba 30 es operado para llevar a cabo una o más pruebas sobre las puntas de soldadura 22. Por ejemplo, el elemento de prueba 30 puede determinar el estado de enfriamiento de la punta de soldadura, la alineación de la punta de soldadura, la fuerza de exprimido disponible de las puntas de soldadura 22, un estado de componente neumático asociado con el brazo 16, y las colocaciones de fuerza asociadas con la estación de soldadura 14. Algunas de estas pruebas pueden ser omitidas u otras pruebas pueden llevarse a cabo sin departir del alcance de la invención. El elemento de prueba 30 está descrito en mayor detalle en asociación con las FIGURAS 2 y 3.

El vestidor de punta 32 es operado para reparar las puntas de soldadura 22. Más específicamente, como estas puntas de soldadura 22 son usadas para soldar productos sobre la línea de ensamble 12, las puntas de soldadura 22 pueden hacerse romas. El vestidor de punta 32 opera para afilar las puntas de soldadura 22. El vestidor de soldadura 32 está discutido en mayor detalle en asociación con la FIGURA 4.

En operación, los productos se mueven a lo largo de la línea de ensamble 12 para la estación de soldadura 14. La estación de soldadura 14 entonces instruye al brazo de soldadura 16 el crear una o más soldaduras sobre el producto sobre la línea de ensamble 12. Por ejemplo, el brazo 16 puede ser articulado y mover las puntas de soldadura 22 al lugar en donde las soldaduras son necesarias. Las puntas de soldadura 22 entonces generan las soldaduras como sea apropiado. En una incorporación, las puntas de soldadura 22 exprimen alrededor de la ubicación deseada de la soldadura y después usan la soldadura resistiva para genera una soldadura. Más específicamente, el brazo 16 puede mover las puntas de soldadura 22 más cerca juntas como para retener las partes del producto que va a ser soldado en una posición estacionaria y de toque mientras que la soldadura es completada. Después de un número predeterminado de trabajos, la estación de soldadura 14 mueve las puntas de soldadura 22 a una estación de vigilancia 20 o mueve la estación de vigilancia 20 a las puntas de soldadura 22. En la estación de vigilancia 20, se llevan a cabo varias pruebas sobre las puntas de soldadura 22 para probar el elemento 30 y el vestidor de punta 32. La estación de soldadura 14 entonces regresa el brazo de soldadura 16 y las puntas de soldadura 22 a los productos de soldado sobre una línea de ensamble 12.

La estación de vigilancia 20 puede determinar uno o más asuntos de información del elemento de prueba 30. Por ejemplo, la estación de vigilancia 20 puede determinar el estado de enfriamiento de la punta de soldadura, el estado de alineación de la punta de soldadura, el estado de fuerza de exprimido de la punta de soldadura, el estado del componente neumático, el estado de asentamiento de la fuerza de soldadura, el estado de la fuerza de vestido de soldadura, la actitud de la punta de soldadura con respecto al vestidor de punta 32, el estado de capacidad de la fuerza del vestidor de punta, el estado regulador-binario-aire con respecto a la regulación de la fuerza de punta de soldadura, el tiempo de permanencia de vestidor de punta, el estado de la cuchilla de vestidor de punta, si los brazos de soldadura están romos y si se ha omitido una operación de vigilancia .

La FIGURA 2 es una vista lateral que ilustra los detalles de un ejemplo de un elemento de prueba 30 construido de acuerdo con la invención. La FIGURA 3 es una vista superior de un elemento de prueba 30. Las FIGURAS 2 y 3 son discutidas juntas para una claridad incrementada. El elemento de prueba 30 comprende un montaje 50, uno o más elementos de alineación 52, y uno o más sensores 53 , un sensor de presión 54 , un sensor de temperatura 56, una abertura 58, una parte de palanca 60 y un pivote 62.

El montaje 50 proporciona una sujeción esencialmente estable a la estación de vigilancia 20 de manera que el elemento de prueba 30 está relativamente montado en forma segura a la estación de vigilancia 20. Por ejemplo, el elemento de montaje 50 puede comprender un brazo de acero. El elemento de montaje 50 puede ser de cualquier forma adecuada y puede hacerse de muchos materiales diferentes. Una parte del montaje 50 puede comprender una caja la cual encierra los elementos de alineación 52, los sensores 53, el sensor de presión 54, el sensor de temperatura 56, la abertura 58, la parte de palanca 60 y el pivote 62 de manera que estos elementos estén protegidos de los desperdicios y rebabas de soldadura. Mediante el proteger los elementos de alineación 52 , los sensores 53 , el sensor de presión 54, el sensor de temperatura 56, la abertura 58, la parte de palanca 60 y el pivote 62 de los desperdicios y rebabas de soldadura, puede lograrse una conflabilidad incrementada. Por ejemplo, las rebabas de soldadura de las puntas de soldadura 32 pueden evitar que los elementos de alineación 52 operen y la caja puede permitir que el elemento de prueba 30 proporcione una operación más confiable. La caja puede hacerse de cualquier material adecuado, tal como de metal o plástico y de una forma de manera que las puntas de soldadura 32 puedan ser insertadas y removidas de la abertura 58.

Los elementos de alineación 52 comprenden los elementos operables para detectar una desalineación de las puntas de soldadura 22. En una incorporación, los elementos de alineación 52 comprenden los miembros conformados como partes de una rondana o de una rondana completa operable para moverse en respuesta al contacto con las puntas de soldadura 22. Más específicamente, el elemento de alineación 52 pivotea alrededor del pivote 62 y mueve la parte de palanca 60 al contacto con el sensor 53. Además, el elemento de alineación 52 puede usar uno o más resortes para regresar y/o retener al elemento de alineación 52 en una posición particular. Por ejemplo, el resorte puede ser usado para regresar el elemento de alineación 52 a una posición inicial después del contacto con la punta de soldadura desalineada 32. Por otro ejemplo, el elemento de alineación 52 está montado .

La forma de los elementos de alineación 52 es relativamente no importante, como lo es el número de elementos de alineación 52 siempre que los elementos de alineación 52 sean operables para detectar la desalineación de las puntas de soldadura 22. En una incorporación, un elemento de alineación único 52 está localizado sobre cada uno de los lados opuestos del elemento de prueba 30. Sin embargo, los elementos de alineación múltiple 52 pueden ser incluidos de manera que la dirección de desalineación pueda ser percibida. Por ejemplo, los cuatro sensores pueden ser colocados para generalmente formar una forma de tipo de rondana para localizar la desalineación en una de los cuatro cuadrantes. Alternativamente, el elemento de alineación 52 puede comprender un láser, un sensor infrarrojo u otro equipo de detección de alineación mecánica, eléctrica u óptico adecuado. El movimiento de los elementos de alineación 52 puede ser detectado por la estación de vigilancia 20. El elemento de alineación particular 52 el cual es movido también puede estar disponible para vigilar la estación 20.

En una incorporación, el" elemento de alineación 52 puede comprender un elemento generalmente circular acoplado a un extremo de la parte de palanca 60. La parte de palanca 60 puede comprender una varilla, una barra u otro objeto operable para soportar el elemento de alineación 52 y el pivote alrededor del pivote 62. La parte de palanca 50 puede ser formada como parte del elemento de alineación 52 o puede ser acoplada separadamente al elemento de alineación 52. La parte de palanca 50 puede además ser de un tamaño diferente del elemento de alineación 52. Por e emplo, como se mostró en la FIGURA 3, la parte de palanca 60 puede ser más pequeña que el elemento de alineación 52.

En una incorporación, el brazo de soldadura 16 y las puntas de soldadura 22 pueden ser usadas para las soldaduras pequeñas y pueden estar limitadas en movimiento. Más específicamente, la distancia máxima entre las puntas de soldadura 22 puede ser de aproximadamente de 1.25 pulgadas, aún cuando las puntas de soldadura 22 y el brazo 15 para soldaduras más grandes pueden ser capaces de abrirse por aproximadamente 6 pulgadas. Además, las puntas de soldadura 22 pueden tener distancias de garganta corta cuando son usados sistemas de soldadura de precisión. Los elementos de alineación 52 pueden ser seleccionados con base en la distancia entre las puntas de soldadura y la distancia de la garganta. Por ejemplo, los elementos de alineación particular 52 pueden ser físicamente demasiados grandes para implementar un juego particular de puntas de soldadura 22.

La abertura 58 está colocada dentro del elemento de alineación 52 y permite la inserción de las puntas de soldadura 22 a través del elemento de alineación 52. Si las puntas de soldadura no están alineadas con la abertura 58, entonces el elemento de alineación 52 será activado. El tamaño de la abertura 58 puede ser variado a fin de fijar las tolerancias particulares para la alineación de las puntas de soldadura 22. Por ejemplo, una punta de tres cuartos de pulgada puede ser usada con una abertura de siete octavos de pulgada 58 como para permitir una tolerancia mínima para la desalineación de las puntas de soldadura 22.

El sensor 53 comprende un elemento de detección operado para detectar el movimiento de la parte de palanca 60. En una incorporación, el sensor 53 puede detectar el contacto entre la parte de palanca 60 y el sensor 53 en respuesta a la fuerza aplicada a un elemento de alineación 52 tal como cuando la punta de soldadura 22 se pone en contacto con el elemento de alineación 52. En una incorporación, el contacto entre el sensor 53 y la parte de palanca 60 provoca una generación de una carga piezoeléctrica la cual puede ser recibida por la estación de vigilancia 20 para el análisis por el sistema de control 10. En otra incorporación, el movimiento de los elementos de alineación 52 por los sensores 53 puede ser detectado por un láser u otro sistema óptico, por ejemplo, en donde el movimiento del elemento de alineación 52 y/o de la parte de palanca 60 rompe uno o más rayos láser. En general, uno o más sensores 53 pueden ser acoplados para el montaje 50 para detectar el movimiento del elemento de alineación 52. Por ejemplo el sensor 53 puede comprender un láser, un generador de corriente piezoeléctrico que responde al resorte 53, un sensor mecánico, un sensor óptico, un sensor electrónico, un sensor magnético u otro dispositivo de percepción adecuado, ya sea sólo o en una combinación adecuada.

El sensor de fuerza 54 comprende un elemento sensor operado para medir la fuerza ejercida por las puntas de soldadura 22. Por ejemplo, el sensor de fuerza 54 puede comprender un medidor de tensión, una celda de carga, u otros sensores de fuerza mecánica.

El sensor de temperatura 56 comprende un sensor que opera para detectar la temperatura de la punta de soldadura 22. Los sensores de temperatura 56 pueden ser operados para individualmente determinar la temperatura de una de las puntas de soldadura 22 a la cual el sensor de temperatura 56 está adyacente. Por ejemplo, los sensores de temperatura pueden detectar que el calor radiado por las puntas de soldadura 22 al ser insertadas las puntas de soldadura 22 en el elemento de prueba 30. El sensor infrarrojo 56 puede comprender un sensor de calor infrarrojo, un termocople u otro equipo de medición de temperatura adecuado. Como se notó, un sensor de temperatura 56 puede determinar separadamente la temperatura de una punta de soldadura superior mientras que un segundo sensor de temperatura 56 determinada la temperatura de una punta de soldadura inferior .

La parte de palanca 60 comprende una parte del elemento de alineación 52 operable para indicar el contacto entre el elemento de alineación 52 y las puntas de soldadura 22. Alternativamente, la parte de palanca 60 puede ser acoplada a un elemento de alineación distinto 52. Más específicamente, la parte de palanca 60 puede moverse en respuesta al contacto entre el elemento de alineación 52 y las puntas de soldadura 22 para activar el sensor 53 e indicar la desalineación de las puntas de soldadura 22. Una parte de palanca 60 puede ser de una forma, tamaño y peso adecuados como sea apropiado con respecto a las puntas de soldadura 22. Por ejemplo, la parte de palanca 60 puede ser generalmente tan ancha como el diámetro del elemento de alineación 52 , o puede ser más pequeña o más grande . Para otro ejemplo, la parte de palanca 60 puede ser un elemento de alineación de peso 52 de manera que la parte de palanca 60 se mueva sólo cuando un elemento de alineación 52 es movido por las puntas de soldadura desalineadas 22.

El pivote 62 comprende una punta de pivote adecuada que opera para soportar el elemento de alineación 52 y la parte de palanca 60, y permitir el movimiento del elemento de alineación 52 y la parte de palanca 60. Por ejemplo, el pivote 62 puede comprender una bisagra, un perno, una varilla u otro elemento de pivote adecuado.

En operación, las puntas de soldadura 22 son insertadas en el elemento de prueba 30 a través de la abertura 58. Si las puntas de soldadura 22 están desalineadas de su posición esperada, entonces las puntas de soldadura 22 impactarán uno o más de los elementos de alineación 52. Si los elementos de alineación 52 se mueven en respuesta a las puntas de soldadura 22, entonces la estación de vigilancia 20 percibirá una desalineación de las puntas de soldadura 22. Alternativamente, cuando el elemento de alineación 52 comprende dispositivos ópticos, tal como lásers, la desalineación puede ser detectada por la intersección de las puntas de soldadura 22 con un rayo láser. Más específicamente, la parte de palanca 60 se mueve alrededor del pivote 62 en respuesta al movimiento de los elementos de alineación 52 y activa el sensor 53 para indicar la desalineación de las puntas de soldadura 22.

En una incorporación, mediante el detectar cuáles elementos de alineación 52 están movidos, la estación de vigilancia 20 puede dar una información más detallada con respecto a la naturaleza y a la extensión de la desalineación de las puntas de soldadura 22 en donde son usados los sensores múltiples sobre cada lado del elemento de prueba 30.

Los sensores de temperatura 56 determinan la temperatura de corriente o las puntas de soldadura 22 y los datos asociados son capturados por la estación de vigilancia 20. El sensor de fuerza 54 determina la cantidad de presión proporcionada por las puntas de soldadura 22 y los datos asociados también están capturados por la estación de vigilancia 20. Más específicamente, las puntas de soldadura 22 pueden ser insertadas en la abertura 58 con la misma cantidad de velocidad y presión usada cuando las puntas de soldadura 22 son productos de soldado. Después de que se han hecho las mediciones relevantes, las puntas de soldadura 22 retiradas del elemento de prueba 30 pueden ser movidas al vestidor de punta 32 o pueden ser regresadas para llevar a cabo la soldadura.

La FIGURA 3A es una vista superior de una incorporación del miembro de alineación 52 y de la parte de palanca 60. En ésta incorporación el elemento de alineación 52 puede comprender una barra generalmente plana con un orificio, u otra abertura adecuada en el extremo. La barra puede hacerse de metal, de plástico u otro material adecuado. La parte de palanca 60 de la barra es generalmente rectangular y el miembro de alineación 52 es generalmente redondeado.

La FIGURA 4 es un diagrama que ilustra los detalles adicionales del vestidor de punta 32. El vestidor de punta 32 comprende un elemento vestidor de punta 100, un sensor de carga 101 y un sensor de vibración 102. El elemento vestidor de punta 100 comprende un elemento que opera para recibir la punta de soldado 22 y afilar la punta de soldado 22. Más específicamente, la punta 22 es insertada en un elemento vestidor de punta 100 que va a ser afilado. El elemento vestidor de punta 100 puede usar las cuchillas que dan vuelta impulsadas por un motor para afilar las puntas de soldadura 22. Típicamente, el acto de afilar una punta de soldadura 22 es mencionada como un "vestido de punta" . El elemento vestidor 100 puede ser acoplado a una estación de vigilancia 20.

El sensor de corriente de carga de motor 101 está acoplado al elemento vestidor de punta 100 y es operable para detectar el jalado de corriente eléctrica desde el motor que impulsa las cuchillas del elemento vestidor de punta 100. El sensor de corriente de carga del motor 101 comunica el jalado de corriente eléctrica del motor vestidor de punta a la estación de vigilancia 20.

El acelerómetro de vibración máxima 102 detecta la vibración máxima del elemento vestidor de punta 100. Mediante el detectar la vibración del elemento vestidor de punta 100, el acelerómetro de vibración máxima 102 es operado para detectar un motor vestidor de punta que funciona mal o que está desbalanceado.

En la operación, las puntas de soldadura 22 son insertadas en el elemento vestidor de punta 100 para el afilado. El elemento vestidor de punta 100 entonces gira una o más de las cuchillas a una velocidad apropiada a fin de afilar las puntas de soldadura 22. Más específicamente, el elemento vestidor de punta 100 intenta el formar una punta puntiaguda sobre las puntas de soldadura 100. El sensor de corriente 101 mide la cantidad de corriente eléctrica jalada por un motor que impulsa las cuchillas y comunica la cantidad de corriente eléctrica jalada por el motor al sistema de control 18 para el análisis. La cantidad de corriente eléctrica jalada por el motor puede indicar un motor que falla, tal como mediante el jalar más corriente eléctrica que lo usual, cuchillas romas u otros problemas. El acelerómetro 102 detecta la cantidad de vibración que resulta de la operación del elemento vestidor de punta 100. Los niveles de vibración detectados son comunicados al sistema de control +o 18 para análisis. Por ejemplo, la vibración en aumento puede indicar una cuchilla rota la cual está desbalanceando el elemento vestidor de punta 100.

La FIGURA 5 es un esquema de flujo que ilustra un método de ejemplo de la operación del sistema 10, a menos que un orden para los varios pasos sea obviamente requerido, los pasos pueden ocurrir en cualquier orden. El método comienza en el paso 200, en donde el sistema de control 18 determina si el intervalo de verificación para el brazo de soldadura 16 y las puntas de soldadura 22 se ha alcanzado. Alternativamente, el sistema de control 18 puede vigilar al vestidor de punta 32. Más específicamente, el sistema de control 18 puede vigilar el vestidor de punta 32 para el encendido de un motor que impulsa el vestidor de punta 32. El sistema, de control 18 puede usar el encendido del motor para el vestidor de punta 32 para indicar que las puntas de soldadura 22 deben ser verificadas por el elemento de prueba 30. Por ejemplo, el cronometraje u otra lógica adecuada y asociada con el vestidor de punta 32 pueden determinar que las puntas de soldadura 22 van a ser vestidas y el sistema de control 18 puede usar ésta lógica para activar el elemento de prueba 30 y las puntas de soldadura de prueba 22. Mediante el vigilar el vestidor de punta 32, el elemento de prueba 30 puede operar más independientemente de otros alimentos del sistema 10. Por ejemplo, el elemento de prueba 30 puede ser agregado a un sistema existente de manera que el elemento de prueba 30 vigile el vestidor de punta 32 lo cual puede disminuir el costo de agregar un elemento de prueba 30 a un sistema existente.

En una incorporación, el intervalo de verificación es alcanzado cuando una estación de soldadura 14 ha llevado a cabo un cierto número de trabajos, en donde un trabajo comprende un cierto número de soldaduras. Por ejemplo, después de cinco trabajos involucrando diez soldaduras cada uno, el sistema de control 18 puede determinar que el intervalo de verificación se ha alcanzado y hacer que la estación de soldadura 14 mueva el brazo de control 16 y las puntas de soldadura 22 a la estación de vigilancia para la prueba. Alternativamente, la estación de vigilancia 20 puede mover a las puntas de soldadura 22 o a ambas las puntas de soldadura 22 y la estación de vigilancia 20 puede moverse. En seguida, en el paso 202, el elemento de prueba 30 determina la temperatura de las puntas de soldadura 22. Más específicamente, usando los sensores de temperatura 56, la temperatura de las puntas de soldadura 22 puede ser determinada. Una vez que la temperatura de las puntas de soldadura 22 es determinada, puede ser proporcionada la cantidad de enfriamiento y la punta de soldadura puede ser determinada mediante el comparar la temperatura actual de las puntas de soldadura 22 con una temperatura esperada o un rango de temperaturas para las puntas de soldadura 22. Por tanto, las malas funciones en el sistema de enfriamiento de punta de soldadura o los defectos en las puntas de soldadura 22 pueden ser detectados. Más específicamente, las puntas de soldadura 22 pueden ser enfriadas usando un sistema de enfriamiento de agua en donde el agua es circulada a través del brazo 16 hasta las puntas de soldadura 22 para jalar cualquier calor generado durante el proceso de soldadura. El enfriamiento indebido de las puntas de soldadura 22 puede contribuir a la disminución de la extensión de vida de las puntas de soldadura 22 y a aumentar la oportunidad de una soldadura indebida .

En el paso 204, la alineación de las puntas de soldadura 22 es determinada mediante el vigilar la estación 20. Más específicamente, las puntas de soldadura 22 son insertadas en el elemento de prueba 30, y los elementos de alineación 52 pueden ser removidos . Si los elementos de alineación 52 son movidos mediante soldar las puntas 22, entonces las puntas 22 y/o el brazo 16 no están alineados correctamente. El sistema de control 18 y la estación de vigilancia 20 pueden entonces usar ésta información para volver a alinear el brazo 16 y/o las puntas de soldadura 22 y/o para informar al personal de reparaciones de la necesidad de volver a alinear el brazo 16 y las puntas de soldadura 22.

Procediendo al paso 206, la fuerza de apretamiento aplicada a las puntas de soldadura 22 es determinada. Más específicamente, el sensor de fuerza 54 mide y recupera la cantidad de la presión ejercida por las puntas de soldadura 22. Al ser usadas las puntas de soldadura 22 para soldar los productos sobre una línea de ensamble 12, su capacidad de oprimir con suficiente fuerza puede disminuir debido al desgaste u otros problemas. La estación de vigilancia 20 puede ser usada para asegurar que es aplicada la fuerza de apretamiento adecuada a los productos soldados adecuadamente. Ésta fuerza de apretamiento medida en el sensor 54 puede ser comunicada a la estación de vigilancia 20 para el análisis en el sistema de control 18 y/o para enviar los sistemas de computadora remotos .

Entonces, en el paso 210, los puntos de soldadura 22 son movidas del elemento de prueba 30 al vestxdor de punta 32 (o el vestidor de punta 32 es movido o las puntas de soldadura 22 y el vestidor de punta 32 son ambos movidos) . En el vestidor de punta 32 la fuerza de asentamiento del elemento de vendaje de punta 100 es determinado. Más específicamente, la cantidad de fuerza usada para hacer girar las cuchillas de corte del elemento vestidor de punta 100 es determinado usando la medición de corriente descrita arriba.

En el paso 214, el acelerómetro 102 es usado para detectar la vibración en exceso, lo cual puede indicar una pistola de soldadura doblada o una mala alineación.

Después, en el paso 218 el intervalo 100 desde la última verificación llevada a cabo por la estación de vigilancia 20 y el brazo 16 y las puntas de soldadura 22 son determinados. Más específicamente, el sistema de control 18 analiza la información de la estación de vigilancia 20, tal como el tiempo de la presente verificación del brazo 16 y las puntas de soldadura 22, y determina si una cantidad de tiempo no usual y/o inesperada ha transcurrido desde la última operación de verificación .

Procediendo al paso 220, la cantidad de tiempo tomada por la operación de vendaje de punta por el elemento vestidor de punta 100 es determinada. Después, en el paso 222, las cuchillas cortadoras dañadas en el elemento vestidor de punta 100 son detectadas con base en éste intervalo de tiempo y/o el análisis de vibración usando el acelerómetro 102.

Entonces en el paso 224, es estimado lo afilado de la cuchilla cortadora. Más específicamente, lo afilado de la cuchilla cortadora es estimado mediante el análisis de la cantidad de tiempo necesaria para afilar la punta de soldadura 22. Las cuchillas cortadoras romas pueden no afilar la punta 22 apropiadamente y/o pueden tomar una cantidad de tiempo inesperada .

Entonces, en el paso 258, el sistema de control 18 analiza los resultados de los pasos 200 a 226. Más específicamente, un rango aceptable predeterminado puede ser asociado con cada artículo medido, tal como una temperatura, la alineación y la fuerza de exprimido . El valor medido es entonces comparado con el valor esperado. Además, el sistema de control 18 puede tener rangos de falla para los varios elementos medidos, tal como la temperatura, la alineación y la fuerza de exprimido puede proporcionarse al sistema 18. El sistema de control 18 puede entonces comparar los valores medidos con el rango de falla de valores .

El rango de falla indica los valores de operación de los elementos medidos que indican una falla inminente o problemas serios .

Continuando al paso de decisión 230, el sistema de control 18 determina si debe ser generada una alarma. Más específicamente, una alarma puede ser una corriente detectada con base en el análisis de la información recogida indicada mientras que las cosas están operando actualmente dentro de parámetros por lo que puede ocurrir pronto un problema. Por ejemplo, la punta de vestidor 32 puede actualmente estar operando dentro de parámetros de operación aceptables, pero un análisis del vestidor de punta 32 puede indicar que se necesitará muy próximamente el reemplazo principal . Además puede ser generada los datos históricos de abuso generados y/o los datos actualmente medidos .

Para otro ejemplo, la temperatura medida del vestidor de punta 22 puede exceder el rango aceptable de las temperaturas para un vestidor de punta 22. Ésta información puede ser usada por una administrador de una planta u otro administrador para programar el tiempo para la estación de vigilancia 20 y programar otro reemplazo y operaciones de reparación asociadas con la estación de vigilancia 20. Por ejemplo, el brazo 16 y las puntas de soldadura 22 pueden actualmente estar operando dentro de parámetros aceptables , pero el análisis de los datos regresados por la estación de vigilancia 20 puede indicar que muy pronto se requerirá un trabajo significante. Si es detectada una corriente, entonces la rama SI del paso de decisión 230 llevan al paso 232.

En el paso 232, es generada una alarma y se comunica a una persona apropiada indicando la corriente que se ha detectado. Por ejemplo, la probable falla en el futuro cercano puede ser comunicada a un administrador de planta o a un supervisor de operación a través de un e-mail que indica la falla inminente y el análisis el cual indicó la falla inminente. El administrador de planta puede entonces usar la alarma para programar el mantenimiento como para disminuir el tiempo sin trabajo y para impactar la reparación. En una incorporación, la alarma incluye los datos los cuales activarán la alarma . Regresando al paso 230, si no se han generado las alarmas, entonces la rama NO lleva al paso de decisión 234.

En el paso de decisión 234 el sistema de control 18 determina si existe una falla. Típicamente, una falla indica más problemas inmediatos que las alarmas. Por ejemplo, la falla inminente de las puntas de soldadura 22 puede ser detectada por el sistema de control 18 analizando la información de la estación de vigilancia 20. Si la falla es detectada por un sistema de control 18 , entonces la rama SI del paso de decisión 232 lleva al paso 236. En el paso 236, es generada una falla y la comunica a una persona apropiada . En algunas incorporaciones , una falla puede provocar un cierre automático del equipo de soldadura. Por ejemplo, la falla inminente del sistema de enfriamiento para las puntas de soldadura 22 puede ser comunicada a través de un mensaje enviado a un administrador de planta. En una incorporación, la falla incluye los datos los cuales activaron la falla. Regresando al paso 234 si no se detecta una falla entonces la rama NO de decisión 234 lleva al paso 238.

En el paso 238, el sistema de control 18 registra los datos recibidos desde la estación de vigilancia 20 en el almacenamiento 26. En una incorporación, los datos son registrados por el sistema de control 18 en una manera consistente con los procedimientos ISO 9000. El método entonces termina .

Otros cambios, substituciones y alteraciones son posibles sin departir del espíritu y alcance de la presente invención como se definió por las siguientes reivindicaciones.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. ün elemento de prueba de punta de soldadura que comprende : un primer miembro de alineación; un primer elemento de palanca acoplado al miembro de alineación; el primer elemento de palanca es además acoplado a un primer pivote ; y en donde el primer miembro de alineación es operado para determinar una primera alineación asociada con una punta de soldadura, en donde si la punta de soldadura está fuera de alineación la punta de soldadura hace contacto con el primer miembro de alineación.

2. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque, el primer miembro de alineación además comprende una abertura a través del mismo, en donde la abertura es operada para recibir removiblemente la punta de soldadura .

3. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 2 caracterizado porque, un tamaño de la abertura está basado sobre una tolerancia de alineación asociada con la punta de soldadura y en donde el primer miembro de alineación y el primer elemento de palanca están encerrados en una caja.

4. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado además porque , comprende : un montaje acoplado al primer pivote y que opera para sostener el primer pivote, el primer elemento de palanca y el primer miembro de alineación; y un primer sensor acoplado al montaje y operable para detectar el movimiento del primer elemento de palanca.

5. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 4 caracterizado porque, el primer sensor es además operado para detectar la desalineación de la punta de soldadura con base en el contacto del primer sensor y del primer elemento de palanca .

6. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 5 caracterizado además porque, comprende: un segundo miembro de alineación acoplado al montaje, el segundo miembro de alineación es operado para detectar una segunda alineación asociada con la punta de soldadura; un segundo elemento de palanca acoplado al segundo miembro de alineación y acoplado al montaje; en donde los miembros de alineación primero y segundo forman una abertura operable para recibir removiblemente la punta de soldadura; y en donde si la punta de soldadura está fuera de alineación, en por lo menos uno de los primeros y segundo elemento de palancas se mueve en respuesta al contacto entre la punta de soldadura y por lo menos uno de los miembros de alineación primero y segundo.

7. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado además porque , comprende : un software de computadora codificado en el almacenamiento y que opera para: recibir la primera información de alineación desde el primer sensor; analizar la primera información de alineación con respecto por lo menos un valor de alineación esperado; generar una alarma basada sobre el análisis; y generar una falla basada sobre el análisis .

8. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 7 caracterizado porgue, el software de computadora es además operable para: generar la alarma cuando la primera alineación está fuera de un rango de alineaciones esperadas, las alineaciones esperadas indican valores adecuados para la primera alineación; y generar la falla cuando la alarma está dentro de un rango de alineaciones de falla, las alineaciones de falla indican valores asociados de desalineación serios de la punta de soldado .

9. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porque, la punta de soldado comprende un par de puntas de soldadura y además comprende : un sensor de presión operable para determinar una fuerza de presión asociada con las puntas de soldadura, el sensor de presión acoplado al montaje; y un sensor de calor que opera para determinar una temperatura asociada con la punta de soldado, el sensor de calor acoplado al montaje.

10. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porgue, el primer miembro de alineación comprende una barra generalmente plana con por lo menos un extremo generalmente redondeado y teniendo una abertura colocada a través del mismo.

11. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizado porgue, el primer miembro de alineación opera para oprimir en respuesta al contacto con la punta de soldadura y en donde el primer elemento de palanca provoca la generación de una carga piezoelectrica en respuesta al contacto con el primer sensor.

12. El elemento de prueba de punta de soldadura tal y como se reivindica en la- cláusula 1 caracterizado porgue, el miembro de alineación comprende un elemento generalmente circular .

13. Un monitor del proceso de soldadura que comprende : un sensor de presión que opera para determinar una fuerza de opresión asociada con una punta de soldadura, el sensor de presión está acoplado a un montaje; un sensor de calor que opera para determinar una temperatura asociada con la punta de soldadura, el sensor de calor está acoplado al montaje; un pivote acoplado al montaje; un miembro de alineación que tiene una abertura colocada ahí y acoplada a un elemento de palanca, el elemento de palanca está además acoplado al pivote, en donde la abertura es operable para recibir en forma removible la punta de soldadura; un sensor de alineación que opera para detectar el movimiento del elemento de palanca y determinar una alineación asociada con la punta de soldadura; y un software de computadora codificado sobre almacenaje y operable para: analizar por lo menos una de la fuerza de opresión, de la temperatura y de la alineación con respecto a por lo menos un valor esperado; generar una alarma basada sobre el análisis; y generar una falla basada sobre el análisis.

14. Un monitor de proceso de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 13 caracterizado porque, el miembro de alineación comprende una barra generalmente plana con un extremo generalmente redondeado y teniendo la abertura colocada a través del mismo.

15. Un monitor de proceso de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 13 caracterizado porque, el software es además operable para: comparar una de la fuerza de opresión, de la temperatura o de la alineación con uno de un rango respectivo de fuerzas de opresión esperados, un rango de temperaturas esperadas o un rango de alineaciones esperadas ; generar la alarma cuando uno de la fuerza de opresión, de la temperatura o de la alineación excede uno del rango de fuerzas de opresión esperadas respectivas, de temperaturas esperadas o de alineaciones esperadas, la alarma incluyendo uno de la fuerza de opresión, de la temperatura o de la alineación y uno del rango de fuerzas de opresión esperadas, temperaturas esperadas o alineaciones esperadas; y comunicar la alarma a un recipiente apropiado.

16. Un monitor de proceso de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 13 caracterizado porque, el software es además operado para: comparar uno de la fuerza de opresión, de la temperatura o de la alineación con uno de un rango de fuerzas de opresión de falla, un rango de temperaturas de falla o un rango de alineaciones de falla; generar la falla cuando uno de las fuerzas de opresión, de la temperatura o de la alineación está respectivamente dentro de uno del rango de las fuerzas de opresión de falla, del rango de temperaturas de falla o del rango de alineaciones de falla, la falla incluye por lo menos uno de la fuerza de opresión, de la temperatura y la alineación y por lo menos uno de el rango de fuerzas de opresión de falla, el rango de temperaturas de falla y el rango de alineaciones de falla; y comunicar la falla a un recipiente apropiado.

17. Un monitor de proceso de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 13 caracterizado porque, el sensor de alineación es operable para determinar la alineación de la punta de soldadura en respuesta a que la punta de soldadura toque el miembro de alineación que mueve el elemento de palanca alrededor del pivote para hacer contacto con el sensor de alineación.

18. Un monitor de proceso de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 17 caracterizado porque, el miembro de alineación además opera para oprimir en respuesta al contacto con la punta de soldadura y en donde el sensor de alineación provoca la generación de una carga piezoeléctrica en respuesta al contacto entre el elemento de palanca y el sensor de alineación.

19. Un monitor de proceso de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 13 caracterizado porque, el miembro de alineación comprende un elemento generalmente circular y un tamaño de la abertura está basado sobre una tolerancia de alineación asociada con la punta de soldadura.

20. Un monitor de proceso de soldadura tal y como se reivindica en la cláusula 13 caracterizado porque, el miembro de alineación es generalmente circular; en donde la parte de palanca comprende una varilla; en donde la abertura es generalmente circular; en donde el sensor de presión comprende uno de un medidor de tensión o un sensor mecánico; y en donde el sensor de calor comprende uno de un sensor infrarrojo o un termocople.