PL217120B1 - Urządzenie zgrzewające - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zgrzewające do zgrzewania rezystorowego.

Znane są, przykładowo z patentu amerykańskiego nr US6198065 urządzenia zgrzewające do zgrzewania rezystorowego, zawierające część roboczą przymocowaną do cylindra dociskowego, część odbiorczą przystosowaną do odbierania zgrzewanych elementów oraz układ sterujący przystosowany do aktywacji cylindra dociskowego w celu dociśnięcia części roboczej urządzenia w kierunku części odbiorczej urządzenia oraz do aktywacji generatora prądowego przystosowanego do wyzwalania przepływu impulsu prądowego poprzez zgrzewane elementy pomiędzy częścią roboczą urządzenia z elektrodą roboczą a częścią odbiorczą urządzenia.

Urządzenia takie mogą być stosowane na przykład na liniach produkcyjnych do zgrzewania śrub lub nakrętek. Elementy przeznaczone do zgrzania układa się na odbiorczej części urządzenia, po czym aktywuje się układ sterujący, który za pośrednictwem cylindra dociskowego obniża roboczą część urządzenia, wyzwala przepływ impulsu, po czym podnosi roboczą część urządzenia. W przypadku, gdy należy zgrzać element w kilku miejscach lub zgrzać wiele małych elementów, na przykład śrub lub nakrętek z jednym dużym elementem, przesuwa się element względem odbiorczej części urządzenia, po czym powtarza się czynność zgrzewania. Przesuwanie i ustawianie elementu zgrzewanego jest czynnością czasochłonną.

Istnieje więc zapotrzebowanie na urządzenie zgrzewające, które przyspieszy zgrzewanie w kilku miejscach lub zgrzewanie kilku elementów.

Urządzenie zgrzewające według wynalazku, do zgrzewania rezystorowego elementów, zawierające część roboczą przymocowaną do cylindra dociskowego, część odbiorczą przystosowaną do odbierania zgrzewanego elementu, sterownik przystosowany do aktywacji cylindra dociskowego w celu dociśnięcia części roboczej urządzenia w kierunku części odbiorczej urządzenia oraz do aktywacji generatora impulsu prądowego przystosowanego do wyzwalania przepływu impulsu prądowego poprzez zgrzewany element przeznaczony do umieszczenia pomiędzy częścią roboczą urządzenia z elektrodą roboczą a częścią odbiorczą urządzenia charakteryzuje się tym, że część robocza urządzenia zawiera co najmniej dwie elektrody robocze wyposażone w styki przyłączeniowe oraz zespół łącznikowy kierujący przepływem impulsu prądowego w części roboczej urządzenia, nastawny pomiędzy co najmniej pierwszym położeniem, w którym kieruje przepływ impulsu prądowego poprzez pierwszą elektrodę roboczą a drugim położeniem, w którym kieruje przepływ impulsu prądowego poprzez drugą elektrodę roboczą.

Zespół łącznikowy może zawierać płytę roboczą z głównym stykiem łączącym, przestrzeń pomiędzy płytą roboczą a co najmniej dwoma elektrodami roboczymi oraz kostkę łącznikową przemieszczalną w przestrzeni za pomocą siłownika.

W pierwszym położeniu zespołu łącznikowego kostka łącznikowa może łączyć elektrycznie główny styk łączący płyty roboczej ze stykiem przyłączeniowym pierwszej elektrody roboczej, a w drugim położeniu zespołu łącznikowego kostka łącznikowa może łączyć elektrycznie główny styk łączący płyty roboczej ze stykiem przyłączeniowym drugiej elektrody roboczej.

Przestrzeń, w której przemieszcza się kostka łącznikowa może stanowić kanał, którego jedną płaszczyznę stanowi płyta robocza z głównym stykiem łączącym, a przeciwną płaszczyznę stanowi obudowa, w której znajdują się otwory przyłączeniowe dla styków przyłączeniowych elektrod roboczych.

Obudowa może być wykonana z izolatora elektrycznego.

Elektrody robocze mogą być umieszczone w oprawie wykonanej z izolatora elektrycznego, przystosowanej do stabilizacji osi pionowej elektrod roboczych.

Elektrody robocze mogą być zakończone górnymi elektrodami zgrzewającymi umiejscowionymi ponad dolnymi elektrodami zgrzewającymi zamocowanymi do części odbiorczej urządzenia.

Dolne elektrody zgrzewające mogą być zamocowane w kostkach mocujących, w których zamocowane mogą być również w kielichach izolacyjnych układy pozycjonujące przeznaczone do pozycjonowania zgrzewanych elementów pomiędzy górnymi elektrodami zgrzewającymi a dolnymi elektrodami zgrzewającymi.

Sterownik może być przystosowany, po otrzymaniu sygnału aktywującego poprzez interfejs operatora, do przeprowadzenia cykli obejmujących zmianę położenia zespołu łącznikowego, aktywację cylindra dociskowego, aktywację generatora impulsu prądowego i dezaktywację cylindra dociskowego, przy czym ilość cykli odpowiada ilości elektrod roboczych.

PL 217 120 B1

Przedmiot rozwiązania został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunkach, na których:

Fig. 1 przedstawia przekrój urządzenia zgrzewającego według wynalazku;

Fig. 2A i 2B przedstawiają schematycznie przepływ impulsu prądowego odpowiednio przez pierwszy i drugi tor prądowy;

Fig. 3 przedstawia schemat funkcjonalny układu sterującego urządzenia zgrzewającego według wynalazku;

Fig. 4 przedstawia przebieg sygnałów układu sterującego.

Fig. 1 przedstawia przekrój urządzenia zgrzewającego według wynalazku. Urządzenie zgrzewające według wynalazku zawiera część roboczą 131 przymocowaną do cylindra dociskowego 101, przystosowanego do dociskania części roboczej 131 urządzenia w kierunku części odbiorczej 132 urządzenia. Do cylindra dociskowego 101 przymocowany jest stół roboczy 102, służący do mocowania roboczych elementów przyrządu. Do stołu roboczego 102 przymocowany jest zespół łącznikowy 133 kierujący przepływem impulsu prądowego w części roboczej 131 urządzenia. Zespół łącznikowy 133 jest nastawny pomiędzy co najmniej pierwszym położeniem, w którym kieruje przepływ impulsu prądowego z płyty roboczej 103 urządzenia poprzez pierwszą elektrodę roboczą 111 a drugim położeniem, w którym kieruje przepływ impulsu prądowego poprzez drugą elektrodę roboczą 112, tworząc tym samym odpowiednio pierwszy i drugi tor prądowy, które zostały schematycznie przedstawione na Fig. 2A i 2B. Elektrody robocze 111, 112 przyłączone są do górnych elektrod zgrzewających 113, 114. Górne elektrody zgrzewające 113, 114 stykają się od góry ze zgrzewanym elementem 134 utrzymywanym na podporze 135, w odrębnych miejscach zgrzewu 136, 137, przykładowo w punktach mocowania nakrętek. Z miejscami zgrzewu 136, 137 od dołu stykają się dolne elektrody zgrzewające 115, 116, zamocowane w kostkach mocujących 117, 118 przymocowanych do płyty odbiorczej 119 urządzenia, która z kolei opiera się na stole 124.

Zespół łącznikowy 133 zawiera płytę roboczą 103 z głównym stykiem łączącym 125, przestrzeń 104 pomiędzy płytą roboczą 103 a co najmniej dwoma elektrodami roboczymi 111, 112 ze stykami przyłączeniowymi 128, 129 oraz kostkę łącznikową 105 umieszczoną w przestrzeni 104 i przemieszczalną za pomocą siłownika 106, do którego przyłączona jest za pomocą wodzika 107. W pierwszym położeniu zespołu łącznikowego 133 kostka łącznikowa 105 łączy elektrycznie główny styk łączący 125 płyty roboczej 103 ze stykiem przyłączeniowym 128 pierwszej elektrody roboczej 111, a w drugim położeniu zespołu łącznikowego 133 kostka łącznikowa 105 łączy elektrycznie płytę roboczą 103 ze stykiem przyłączeniowym 129 drugiej elektrody roboczej 112. Przestrzeń 104, w której przemieszcza się kostka łącznikowa 105 stanowi kanał, którego jedną płaszczyznę stanowi płyta robocza 103 z głównym stykiem łączącym 125, a przeciwną płaszczyznę stanowi obudowa 108, w której znajdują się otwory przyłączeniowe 109, 110 dla styków przyłączeniowych 128, 129 elektrod roboczych 111, 112. Elektrody robocze 111, 112 mocowane są w otworach przyłączeniowych poprzez pierścienie typu O-ring 121, 122. W swej dolnej części elektrody robocze 111, 112 mogą być umieszczone w oprawie 123, która stabilizuje ich oś pionową. Obudowa 108 i oprawa 123 wykonane są z izolatora elektrycznego odpornego na wysokie temperatury, przykładowo z materiału Necuron® 700.

W płycie roboczej 103 urządzenia wykonany jest kanał chłodzący 141, przez który przepływa chłodziwo doprowadzane przyłączem 142 i odprowadzane przyłączem 143 lub odwrotnie. W elektrodach roboczych 111, 112 również wykonany jest kanał chłodzący 144, zakończony zaślepką 145, przez który przepływa chłodziwo doprowadzane przyłączem 146 i odprowadzane przyłączem 147 lub odwrotnie.

W kostkach mocujących 117, 118 dolne elektrody zgrzewające 115, 116 mogą być umieszczone układy pozycjonujące 126 do pozycjonowania zgrzewanych elementów, na przykład nakrętek. Korzystnie, układy pozycjonujące 126 umieszczone są w kielichach izolacyjnych 127, celem odizolowania ich od toru przepływu impulsu prądowego, wykonanych z izolatora elektrycznego odpornego na wysokie temperatury, przykładowo z tekstolitu.

Tak więc, jak przedstawiono na Fig. 2A, jeśli zespół łącznikowy 133 ustawiony jest w pierwszym położeniu, to impuls prądowy przepływa przez pierwszy tor prądowy 201 od płyty roboczej 103 urządzenia, poprzez zespół łącznikowy 133, pierwszą elektrodę roboczą 111, pierwszą górną elektrodę zgrzewającą 113, pierwsze miejsce 135 zgrzewanego elementu, pierwszą dolną elektrodę zgrzewającą 115, do płyty odbiorczej 119 urządzenia. Jeśli natomiast zespół łącznikowy 133 ustawiony jest w drugim położeniu, to impuls prądowy przepływa przez drugi tor prądowy 202 od płyty roboczej 103 urządzenia, poprzez zespół łącznikowy 133, drugą elektrodę roboczą 112, drugą górną elektrodę zgrzewającą 114,

PL 217 120 B1 drugie miejsce 136 zgrzewanego elementu, drugą dolną elektrodę zgrzewającą 116, do płyty odbiorczej 119 urządzenia, jak przedstawiono na Fig. 2B. Przepływ impulsu prądowego powoduje wzrost temperatury w miejscu zgrzewu i tym samym przykładowo zgrzanie nakrętki.

Fig. 3 przedstawia schemat funkcjonalny układu sterującego urządzenia zgrzewającego według wynalazku, zamontowanego przykładowo w obudowie urządzenia. Układ sterujący zawiera sterownik 301, aktywowany za pomocą interfejsu operatora 303, przykładowo panelu z przyciskiem. Sterownik 301 jest układem elektronicznym wysyłającym sygnały aktywujące cylinder 101, siłownik 106 i generator impulsu prądowego 302 w odpowiedniej kolejności, jak przedstawiono na Fig. 4. Sterownik 301 jest przystosowany do aktywacji cylindra dociskowego w celu dociśnięcia części roboczej 131 urządzenia w kierunku części odbiorczej 132 urządzenia oraz do aktywacji generatora impulsu prądowego 302 przystosowanego do wyzwalania przepływu impulsu prądowego.

Fig. 4 przedstawia przebieg sygnałów układu sterującego. Po odebraniu w chwili t1 sygnału 401 aktywacji urządzenia przez operatora za pośrednictwem interfejsu operatora 303, sterownik 301 aktywuje w chwili t2 sygnał 402 ustawiający siłownik 106 w pierwszym położeniu, odpowiadającemu pierwszemu torowi prądowemu. Następnie, w chwili t3 sterownik 301 aktywuje sygnał 403 sterujący cylindra 101, co powoduje opuszczenie roboczej części urządzenia w kierunku odbiorczej części urządzenia. W dalszej kolejności, w chwili t4 sterownik 301 aktywuje sygnał 404 powodując aktywację generatora impulsu prądowego 302. Impuls prądowy jest przesyłany przez pierwszy tor prądowy do czasu t5, po czym następuje dezaktywacja generatora 302. Po pewnym czasie, koniecznym do ochłodzenia zgrzewanych części, w chwili t6 następuje dezaktywacja sygnału 403 sterującego cylindrem 101 i tym samym uniesienie roboczej części urządzenia. Następnie, w chwili t7 zmienia się stan sygnału 402 powodując przesunięcie siłownika 106 na drugą pozycję, odpowiadającą drugiemu torowi prądowemu, po czym w chwili t8 cylinder zostaje ponownie aktywowany sygnałem 403, opuszczając roboczą część urządzenia. W czasie między t9-t10 generowany jest impuls prądowy, który tym razem przepływa przez drugi tor prądowy. Po ochłodzeniu zgrzewanego elementu, w chwili t11, robocza część urządzenia zostaje uniesiona, co kończy operację zgrzewania. Operacja zgrzewania składa się więc z powtarzalnych cykli obejmujących zmianę położenia zespołu łącznikowego 133, opuszczenie cylindra 101, aktywację generatora impulsu prądowego 302 i podniesienie cylindra 101.

Przedstawiony powyżej przykład wykonania dotyczy urządzenia zgrzewającego wyposażonego w dwie elektrody. W analogiczny sposób urządzenie zgrzewające może zostać wyposażone w więcej niż dwie elektrody. W takim przypadku zespół łącznikowy 133 jest nastawny pomiędzy położeniami odpowiadającymi większej liczbie elektrod.

W przedstawionym przykładzie wykonania uwidoczniono urządzenie, w którym elektrody ustawione są w osi pionowej, natomiast rozwiązanie może być analogicznie zastosowane również do urządzenia o elektrodach ułożonych w osi odchylonej od pionu, elektrodach ułożonych na różnych osiach, lub urządzenia zamocowanego na ramieniu robota, który zmienia położenie w zależności od aktualnie zgrzewanego elementu.

Claims (9)

1. Urządzenie zgrzewające do zgrzewania rezystorowego elementów, zawierające część roboczą przymocowaną do cylindra dociskowego, część odbiorczą przystosowaną do odbierania zgrzewanego elementu, sterownik przystosowany do aktywacji cylindra dociskowego w celu dociśnięcia części roboczej urządzenia w kierunku części odbiorczej urządzenia oraz do aktywacji generatora impulsu prądowego przystosowanego do wyzwalania przepływu impulsu prądowego poprzez zgrzewany element przeznaczony do umieszczenia pomiędzy częścią roboczą urządzenia z elektrodą roboczą a częścią odbiorczą urządzenia, znamienne tym, że część robocza (131) urządzenia zawiera co najmniej dwie elektrody robocze (111, 112) wyposażone w styki przyłączeniowe (128, 129) oraz zespół łącznikowy (133) kierujący przepływem impulsu prądowego w części roboczej (131) urządzenia, nastawny pomiędzy co najmniej pierwszym położeniem, w którym kieruje przepływ impulsu prądowego poprzez pierwszą elektrodę roboczą (111) a drugim położeniem, w którym kieruje przepływ impulsu prądowego poprzez drugą elektrodę roboczą (112).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół łącznikowy (133) zawiera płytę roboczą (103) z głównym stykiem łączącym (125), przestrzeń (104) pomiędzy płytą roboczą (103) a co

PL 217 120 B1 najmniej dwoma elektrodami roboczymi (111, 112) oraz kostkę łącznikową (105) przemieszczalną w przestrzeni (104) za pomocą siłownika (106).

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że w pierwszym położeniu zespołu łącznikowego (133) kostka łącznikowa (105) łączy elektrycznie główny styk łączący (125) płyty roboczej (103) ze stykiem przyłączeniowym (128) pierwszej elektrody roboczej (111), a w drugim położeniu zespołu łącznikowego (133) kostka łącznikowa (105) łączy elektrycznie główny styk łączący (125) płyty roboczej (103) ze stykiem przyłączeniowym (129) drugiej elektrody roboczej (112).

4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że przestrzeń (104) w której przemieszcza się kostka łącznikowa (105) stanowi kanał, którego jedną płaszczyznę stanowi płyta robocza (103) z głównym stykiem łączącym (125), a przeciwną płaszczyznę stanowi obudowa (108), w której znajdują się otwory przyłączeniowe (109, 110) dla styków przyłączeniowych (128, 129) elektrod roboczych (111, 112).

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że obudowa (108) wykonana jest z izolatora elektrycznego.

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elektrody robocze (111, 112) umieszczone są w oprawie (123) wykonanej z izolatora elektrycznego, przystosowanej do stabilizacji osi pionowej elektrod roboczych (111, 112).

7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elektrody robocze (111, 112) zakończone są górnymi elektrodami zgrzewającymi (113, 114) umiejscowionymi ponad dolnymi elektrodami zgrzewającymi (115, 116) zamocowanymi do części odbiorczej (132) urządzenia.

8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że dolne elektrody zgrzewające (115, 116) zamocowane są w kostkach mocujących (117, 118), w których zamocowane są również w kielichach izolacyjnych (127) układy pozycjonujące (126) przeznaczone do pozycjonowania zgrzewanych elementów pomiędzy górnymi elektrodami zgrzewającymi (113, 114) a dolnymi elektrodami zgrzewającymi (115, 116).

9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sterownik (301) jest przystosowany, po otrzymaniu sygnału aktywującego poprzez interfejs operatora (303), do przeprowadzenia cykli obejmujących zmianę położenia zespołu łącznikowego (133), aktywację cylindra dociskowego (101), aktywację generatora impulsu prądowego (302) i dezaktywację cylindra dociskowego (101), przy czym ilość cykli odpowiada ilości elektrod roboczych.