PL249336B1 - Narzędzie do spawania laserowego zawierające samonastawny zacisk - Google Patents

Abstract

Narzędzie do spawania laserowego zawierające samonastawny zacisk (100) do mocowania komponentów przeznaczonych do spawania, przy czym: zacisk (100) zawiera korpus mający element ślizgowy osadzony w elemencie prowadzącym, przy czym element prowadzący ma kierunek prowadzenia; zacisk (100) jest wsparty na co najmniej jednym sprężynującym sworzniu; a zacisk jest zaopatrzony we wspornik komponentu charakteryzuje się tym, że: korpus zawiera trzpień prowadzony w szynie prowadzącej, równolegle do kierunku prowadzenia oraz pomiędzy elementem ślizgowym a elementem prowadzącym jest luz, tak że korpus jest uchylny wokół trzpienia.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie do spawania laserowego zawierające samonastawny zacisk.

Niniejszy wynalazek dotyczy urządzenia do mocowania komponentów, które mają być spawane za pomocą spawania laserowego. Spawanie laserowe jest procesem, w którym komponenty, spawane wiązką laserową, muszą być precyzyjnie ustawione względem siebie i miejsca (punktów) skupienia wiązki spawalniczej. W przypadku spawanych laserowo złączy zakładkowych (gdzie wiązka przechodzi przez jeden z komponentów), zazwyczaj spawane komponenty muszą przylegać do siebie w miejscach spoin, natomiast np. w złączach typu T występuje ściśle określony odstęp pomiędzy komponentami. Złożone konfiguracje komponentów ustawionych do operacji spawania wymagają zarówno styku komponentów, jak i zapewnienia szczelin pomiędzy krawędziami i powierzchniami komponentów. Istnieją różne rozwiązania dotyczące mocowania i pozycjonowania komponentów na narzędziach spawalniczych lub innego typu narzędziach obróbczych.

W europejskim dokumencie patentowym EP1236535B1 ujawniono system do laserowego spawania nałożonych na siebie blach wzdłuż ich kołnierzy. Podczas spawania kołnierze są mocowane w odpowiednim położeniu za pomocą urządzeń zaciskowych, które utrzymują kołnierze w lekko oddalonym od siebie położeniu względem siebie. Urządzenia zaciskowe zawierają wspornik określający powierzchnię referencyjną i nośną dla pierwszego kołnierza oraz człon ruchomy określający powierzchnię referencyjną i nośną dla drugiego kołnierza, przy czym człon ruchomy zawiera elementy mocujące typu przyssawkowego lub magnetycznego.

W amerykańskim zgłoszeniu patentowym US20050269756A1 ujawniono system rekonfigurowalnego zacisku, który eliminuje konieczność ręcznej regulacji podczas przezbrajania. Rekonfigurowalna część kontaktowa zacisku zawiera wiele sprężynujących trzpieni zamontowanych w korpusie, służących do kontaktu (podtrzymywania) obrabianego przedmiotu. Po umieszczeniu komponentu na części kontaktowej sprężynujące sworznie mogą dopasować się do wyprofilowanej powierzchni, i następnie zablokować się w celu zapewnienia stabilnego, zgodnego z kształtem komponentu podparcia. Następnie drugi komponent umieszcza się na pierwszym elemencie i dociska się go za pomocą zacisku. Obrabiane komponenty są ze sobą zgrzewane, na przykład za pomocą zgrzewania oporowego.

Niniejszy wynalazek przedstawia alternatywne samonastawne urządzenie do mocowania komponentów na narzędziach laserowych dla takiej konfiguracji komponentów, w której nie pozostawia się szczelin pomiędzy komponentami, a regulacja położenia komponentów względem siebie odbywa się w trzech wymiarach.

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie do spawania laserowego zawierające samonastawny zacisk do mocowania komponentów przeznaczonych do spawania, przy czym: zacisk zawiera korpus z elementem ślizgowym osadzonym w elemencie prowadzącym, przy czym element prowadzący ma kierunek prowadzenia; zacisk jest wsparty na co najmniej jednym sprężynującym sworzniu; oraz zacisk jest wyposażony we wspornik komponentów; charakteryzujące się tym, że: korpus zawiera sworzeń prowadzony w szynie prowadzącej równolegle do kierunku prowadzenia; oraz między elementem ślizgowym a elementem prowadzącym jest luz, tak że korpus można przechylać względem sworznia.

Korzystnie, wspornik komponentu jest przymocowany do korpusu.

Korzystnie, położenie sprężynującego sworznia jest wykrywane przez czujnik indukcyjny umieszczony pod nim.

Korzystnie, zacisk jest wyposażony w elementy ograniczające zakres ruchu korpusu w kierunku prowadzenia, przy czym elementy ograniczające mają postać występów, mających wysokość i nacięć mających wysokość.

Korzystnie narzędzie zawiera mimośrodowy zespół pozycjonowania ze skalami (145, 325) do regulacji położenia wspornika komponentu w osi X i Y prostopadłej do kierunku prowadzenia.

Korzystnie mimośrodowy zespół pozycjonowania osi X zawiera drugi korpus, który jest przesuwnie zamocowany do korpusu za pomocą drugiego suwaka i drugiej prowadnicy, przy czym względne położenie korpusów jest regulowane za pomocą zespołu mimośrodowego, który wystaje przez otwór drugiego korpusu i pasuje do gniazda korpusu, a wspornik komponentu jest przymocowany do drugiego korpusu.

Korzystnie mimośrodowy zespół pozycjonowania osi Y zawiera szynę, która jest zamontowana na płycie bazowej, która jest przymocowana do drugiego korpusu za pomocą płyt bocznych, przy czym zespół bazy referencyjnej i zespół zaciskowy są przesuwnie zamontowane na szynie, a ostateczne położenie zatrzymania zespołu bazy referencyjnej jest regulowane za pomocą mimośrodowego zespołu pozycjonowania odniesionego do skali.

Korzystnie, zespół bazy referencyjnej i zespół zaciskowy są napędzane odpowiednio przez pierwszy cylinder pneumatyczny i drugi cylinder pneumatyczny.

Korzystnie, zespół bazy referencyjnej zawiera zderzak, który zatrzymuje się na powierzchni wału mimośrodowego w pozycji roboczej cylindra.

Korzystnie, wał cylindra pneumatycznego jest luźno połączony z drugim korpusem za pomocą łącznika.

Korzystnie zespół zaciskowy jest połączony z tłoczyskiem drugiego cylindra pneumatycznego za pomocą łącznika i elementu sworzniowego, przy czym łącznik zawiera wycięcia, mające długość mniejszą niż skok drugiego cylindra pneumatycznego, w których porusza się element sworzniowy.

Korzystnie narzędzie zawiera mimośrodowy zespół pozycjonowania ze skalami do regulacji położenia komponentu w osi X i Y, przy czym położenie w osi Y jest regulowane za pomocą dwóch zespołów mimośrodowych.

Korzystnie mimośrodowy zespół pozycjonowania znajduje się po pierwszej stronie drugiego korpusu, a mimośrodowy zespół pozycjonowania znajduje się po drugiej stronie drugiego korpusu, przy czym drugi korpus jest przesuwnie zamontowany do korpusu, a ich względne położenie w osi X jest regulowane za pomocą mimośrodowego zespołu pozycjonowania.

Korzystnie za pomocą mimośrodowego zespołu pozycjonowania reguluje się położenie bazy referencyjnej, która jest przesuwnie zamontowana w mocowaniu przymocowanym do drugiego korpusu, a za pomocą mimośrodowego zespołu pozycjonowania reguluje się położenie bazy referencyjnej, która jest przesuwnie zamontowana w mocowaniu przymocowanym do drugiego korpusu.

Korzystnie narzędzie zawiera trzpień zaciskowy do dociskania komponentu do pionowej powierzchni profilu, przy czym trzpień zaciskowy jest wsparty na sprężynującym sworzniu i jest przesuwany w osi Z w rowku znajdującym się w korpusie, przy czym trzpień zaciskowy jest zamocowany obrotowo do mocowania tak, że trzpień zaciskowy jest uchylny.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia narzędzie do spawania laserowego z samonastawnymi zaciskami 100 i mimośrodowymi zespołami pozycjonowaniami 300;

Fig. 2A-2B przedstawiają pierwszy przykład wykonania samonastawnego zacisku 100 i mimośrodowego zespołu pozycjonowania 300 (bez głównego zacisku pionowego dla lepszej wizualizacji);

Fig. 3 przedstawia przykładowy komponent C1;

Fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny sprężynującego sworznia 120 pierwszego przykładu wykonania;

Fig. 5 przedstawia korpus 110 samonastawnego zacisku z pierwszego przykładu wykonania;

Fig. 6 przedstawia szczegółowo komponent C1 i profil P względne położenie na narzędziu spawalniczym;

Fig. 7 przedstawia główne elementy mimośrodowego zespołu pozycjonowania osi X w widoku w rozstrzeleniu według pierwszego przykładu wykonania;

Fig. 8 i 9 przedstawiają szczegóły mimośrodowego zespołu pozycjonowania osi Y, według pierwszego przykładu wykonania;

Fig. 10 przedstawia szczegółowo złącze 352;

Fig. 11 przedstawia pierwszy przykład wykonania samonastawnego zacisku 100 i mimośrodowego zespołu pozycjonowania 300 w widoku z przodu;

Fig. 12 przedstawia drugi przykład wykonania samonastawnych zacisków 1100 i mimośrodowego zespołu pozycjonowania 1300;

Fig. 13 przedstawia drugi przykład wykonania samonastawnego zacisku 2100 i mimośrodowego zespołu pozycjonowania 2300 komponentu C2;

Fig. 14A-14B przedstawiają szczegółowo drugi samonastawny zacisk 3100 i drugi mimośrodowy zespół pozycjonowania 3300 dedykowany dla komponentu C3;

Fig. 15 przedstawia przykładowy komponent C3;

Fig. 16 przedstawia zespół trzpienia zaciskowego 3500;

Fig. 17 przedstawia zespół trzpienia zaciskowego 3500 wraz z profilem i komponentem C3.

Fig. 18 przedstawia względne położenia komponentu C1 i profilu P.

Fig. 1 przedstawia narzędzie do spawania laserowego zawierające samonastawny zacisk 100 oraz mimośrodowy zespół pozycjonowania 300, które stanowią wspólny moduł zespołu zaciskowego. Przedstawione narzędzie do spawania laserowego jest przeznaczone do procesu spawania laserowego, w którym jeden lub więcej komponentów C jest spawanych do profilu P. Komponenty C są umieszczone na wspornikach samonastawnych zacisków i mimośrodowych zespołów pozycjonowania, a profil P jest umieszczony na powierzchniach spawania komponentów. Podczas spawania komponenty C są ustawiane i zabezpieczane za pomocą pneumatycznych zacisków cylindrycznych, działających w kierunku zasadniczo poziomym, natomiast profil P jest dociskany do komponentów C za pomocą głównego pionowego zespołu zacisków 200, również napędzanego za pomocą cylindrów pneumatycznych. Profil P jest pozycjonowany przez pionowe bloki dociskowe 210 oraz za pomocą kołków referencyjnych, które wystają przez otwory technologiczne w profilu P.

Na figurach 2A-2B przedstawiono pierwszy przykład wykonania samonastawnego zacisku 100 i mimośrodowego zespołu pozycjonowania 300 (bez głównego zacisku pionowego dla lepszej wizualizacji). Samonastawny zacisk 100 zawiera korpus 110, który jest podparty dwoma sprężynującymi trzpieniami 120. Kształt i wymiary korpusu są zależne od kształtu i wymiarów spawaneg o komponentu, w przedstawionym przykładzie wykonania korpus ma postać płyty. Sprężyste sworznie 120 stanowią elastyczną podporę dla korpusu 110, przy czym sprężynujące sworznie 120 ulegają ściśnięciu podczas zaciskania komponentów i ulegają dekompresji podczas zwalniania spawanych komponentów. Korpus 110 jest zamocowany przesuwnie za pomocą elementu prowadzącego i elementu ślizgowego mającego kierunek prowadzenia K równoległy do kierunku pracy głównego zacisku pionowego 200 i równoległy do kierunku osi Z zespołu współrzędnych na rysunku. Element ślizgowy utworzony jest przez krawędzie boczne 115 korpusu 110. Element prowadzący jest utworzony przez dwie pionowe prowadnice łożysk ślizgowych 130, w których korpus 110 może poruszać się wzdłuż kierunku K podczas zaciskania komponentu C1, który jest podparty na wsporniku komponentu 150. Podczas operacji zaciskania komponent C1 jest dociskany do wspornika komponentu 150 przez profil P dociskany przez główny pionowy zacisk 200, a korpus 110 wykonuje nieznaczny ruch wzdłuż kierunku K, przy czym ruch ten może być monitorowany, co zostało opisane w dalszej części opisu. Korpus 110 może mieć postać innego prostokątnego korpusu lub innego nie prostokątnego kształtu. Ponadto korpus 110 zaopatrzony jest w trzpień prowadzący 111, który ślizga się w torze prowadzącym 131 wzdłuż kierunku K (równolegle do torów łożysk ślizgowych 130), natomiast jego przemieszczenie wzdłuż kierunku X jest ograniczone. Pomiędzy krawędziami 115 korpusu 110 a prowadnicami łożyskowymi 130 występuje lu z G (jak przedstawiono na Fig. 2B). Oznacza to, że korpus 110 jest luźno osadzony i prowadzony w prowadnicach łożysk ślizgowych 130 (przy jednoczesnym ograniczeniu jego przemieszczenia wzdłuż kierunku Y), co umożliwia jego niewielki obrót (wychylenie) wokół osi R, będącej osią sworznia 111, w przypadku gdy korpus 110 nie jest obciążony symetrycznie. Niesymetryczne obciążenie może powstać na skutek asymetrycznych wymiarów komponentów, które nie są zgodne z wymiarami nominalnymi (na przykład gdy powierzchnie spawania komponentów 141, 142, pokazane na Fig. 3, nie są planarne). Dlatego w przypadku, gdy powierzchnie spawania 141, 142 komponentu C1 nie leżą w tej samej płaszczyźnie S, korpus 110, wspornik komponentu 150 i komponent C1 umieszczony w wspornikach 150 są lekko pochylone, co powoduje, że powierzchnie spawania 141, 142 stykają się zarówno z profilem P. Błędy liniowości, błędy płaskości, błędy symetryczności i inne mogą być brane pod uwagę przy projektowaniu narzędzia spawalniczego.

Fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny sprężynującego sworznia 120 z pierwszego przykładu wykonania. Sprężynujące sworznie mogą być zamontowane nad programowalnymi czujnikami indukcyjnymi 121, które monitorują ich odległość od czujników. Odległość odnosi się do stopnia ściśnięcia sprężyny 122 w wyniku przyłożonego obciążenia i wymiarów komponentów. Różnice w wartościach mierzonych przez poszczególne czujniki indukcyjne mogą oznaczać, że wymiary komponentu są nieodpowiednie lub że pomiędzy komponentem a profilem znajduje się zanieczyszczenie (na przykład w postaci opiłków żelaza).

Samonastawny zacisk może być wyposażony w elementy ograniczające zakres ruchu korpusu 110. Figura 5 przedstawia korpus 110 samonastawnego zacisku z pierwszego przykładu wykonania. Korpus 110 zawiera występy 112, które wchodzą w wycięcia 132 znajdujące się w bokach prowadnic łożysk ślizgowych 130 (jak przedstawiono na fig. 6). Wysokość h1 występów 112 jest mniejsza od wysokości h2 wycięć 132. Dlatego przemieszczenie korpusu 110 wzdłuż kierunku K jest ograniczone do wartości wynikającej z różnicy wysokości h2-h1. Elementy ograniczające mogą być również zaprojektowane jako sworznie, zaczepy, rowki, szczeliny itp.

Samonastawny zacisk wyposażony jest we wspornik komponentu 150, przedstawiony na fig. 2A i fig. 7, który może być przymocowany do korpusu 110 lub do drugiego korpusu 140 przymocowanego do korpusu 110 za pomocą rowka 113, który zostanie opisany w dalszej części dokumentu. Drugi korpus 140 stanowi część mimośrodowego zespołu pozycjonowania 300. Istnieje również gniazdo 114 dla zespołu mimośrodowego 310, który również zostanie opisany w dalszej części dokumentu. Wspornik komponentu 150 może być również zamocowany w innym miejscu, na przykład wspornik komponentu 150 może być zamocowany do korpusu 110 w przypadku, gdy narzędzie spawalnicze nie ma mimośrodowego zespołu pozycjonowania 300.

Fig. 6 przedstawia szczegółowo względne położenia komponentu C1 i profilu P na narzędziu spawalniczym. W przedstawionej sytuacji komponent C1 częściowo wystaje przez profil P, natomiast powierzchnie spawania komponentu znajdują się poniżej profilu, przylegając do niego.

Samonastawny zacisk może być wyposażony w zespół pozycjonowania do regulacji położenia wspornika komponentu 150 umieszczonego na drugim korpusie 140 w kierunku poprzecznym do kierunku prowadzenia K korpusu 110. Drugi korpus 140 może być zaopatrzony w drugi element ślizgowy, który porusza się wzdłuż drugiego elementu prowadzącego. Na figurze 7 przedstawiono główne elementy mimośrodowego zespołu pozycjonowania osi X w widoku rozłożonym według pierwszego przykładu wykonania. Drugi korpus 140 w postaci płyty jest połączony suwliwie z korpusem 110 za pomocą rowka 113 będącego drugim elementem prowadzącym oraz występu 143 będącego drugim elementem ślizgowym, który pasuje do rowka 113. Względne położenie korpusów 110 i 140 jest regulowane za pomocą zespołu mimośrodowego 310, który wystaje przez otwór 144 drugiego korpusu 140 i pasuje do gniazda 114. Podczas obrotu elementu mimośrodowego 311 drugi korpus 140 przesuwa się wzdłuż rowka 113 w kierunku X. W wyniku tego położenie komponentu C1 znajdującego się we wsporniku 150 jest regulowane wzdłuż osi X, tj. poprzecznie do kierunku K w odniesieniu do profilu P. Kątowe położenie elementu mimośrodowego 311 jest odniesione do skali 145, która pokazuje przesunięcie położenia komponentu C1 wzdłuż osi X.

Na figurach 8 i 9 przedstawiono szczegóły mimośrodowego zespołu pozycjonowania osi Y, według pierwszego przykładu wykonania, który jest przymocowany do drugiego korpusu 140 za pomocą płyt bocznych 321, 324, jak pokazano na fig. 6, oraz zespołu zaciskowego (z pominięciem niektórych elementów dla lepszej przejrzystości). Zespół mimośrodowy 320 (przedstawiony również na fig. 6) zawiera wał mimośrodowy 323, który po obróceniu umożliwia regulację końcowego położenia zatrzymania zespołu bazy referencyjnej 340 przesuwnie zamontowanego na szynie 322 i przemieszczanego wzdłuż szyny 322 (w osi Y) za pomocą siłownika pneumatycznego 341. Tłoczysko siłownika pneumatycznego 341 jest przymocowane do drugiego korpusu 140, który nie jest przemieszczalny w kierunku Y, za pomocą łącznika 342. Łącznik 342 jest luźno połączony z drugim korpusem 140 w celu zmniejszenia sił nieosiowych działających na tłoczysko siłownika. Szyna 322 jest nieruchoma względem zespołu mimośrodowego 320 i drugiego korpusu 140, dlatego przy przesunięciu tłoka zespół bazy referencyjnej 340 przesuwa się wzdłuż szyny 322. Korzystnie, szyna 322 jest zamontowana na płycie bazowej 326, która jest przymocowana do drugiego korpusu 140 za pomocą płyt bocznych 321,324. Ostateczne położenie zatrzymania jest osiągane, gdy zderzak 343 dotyka powierzchni wałka mimośrodowego 323. W końcowym położeniu zatrzymania, trzpienie 344 umieszczone na powierzchniach referencyjnych 345, wystają przez otwory komponentu C1, który jest luźno umieszczony we wsporniku komponentu 150. Luźne umieszczenie komponentu C1 we wsporniku komponentu 150 (co oznacza, że wspornik komponentu 150 odpowiada zarysowi komponentu C1 umożliwiając nieznaczne przemieszczanie się kom ponentu w obrębie wspornika 150) umożliwia wystawanie kołków przez otwory bez wywierania dodatkowych sił na komponent.

Kątowe położenie wałka mimośrodowego 323 jest odniesione za pomocą skali 325 (przedstawionej na fig. 6), która pokazuje przesunięcie położenia komponentu wzdłuż osi Y.

Zarówno w zespole mimośrodowego pozycjonowania osi X, jak i w zespole mimośrodowego pozycjonowania osi Y można zastosować inne urządzenia, np. połączenia gwintowe, które zapewniają bardzo precyzyjną regulację liniową.

Zespół zaciskowy, zawiera również moduł zaciskowy 350 (przedstawiony na fig. 9), który jest przesuwnie zamocowany na szynie 322 i napędzany przez drugi siłownik pneumatyczny 351. Tłoczysko siłownika 351 jest połączone z przesuwnym zespołem zaciskowym 350 za pomocą łącznika

352, który jest szczegółowo przedstawiony na fig. 10. Przesuwny zespół zaciskowy zawiera elementy zaciskowe 353, które dociskają i zaciskają komponent C1 do powierzchni referencyjnych 345 bazy referencyjnej 340.

Fig. 10 przedstawia szczegółowo łącznik 352 wraz z elementem trzpieniowym 354 połączonym bezpośrednio z tłoczyskiem siłownika 351, według pierwszego przykładu wykonania. Łącznik 352 zawiera wycięcia 355, w których element sworzniowy 354 ślizga się i przesuwa łącznik 352, po osiągnięciu końca wycięcia. Długość L1 wycięć 355 jest mniejsza niż skok cylindra 351. Obecność karbów zapewnia, że zespół bazy referencyjnej 340 i moduł zaciskowy 350 poruszają się niezależnie od siebie, co oznacza, że podczas ruchu roboczego pierwszego cylindra 341 moduł zaciskowy 350 pozostaje w swoim położeniu, do czasu wykonania ruchu roboczego przez drugi cylinder 351. Istotne jest, że podczas mocowania zespół bazy referencyjnej 340 zbliża się do komponentu C1 jako pierwszy, a moduł zaciskowy 350 zbliża się do komponentu jako drugi. W wyniku tego komponent zostaje uchwycony (zaciśnięty) pomiędzy powierzchniami referencyjnymi 345 a elementami zaciskowymi 353. Ponadto moduł zaciskowy 350 jest utrzymywany w pozycji otwartej, za pomocą sprężynujących kulkowych trzpieni 356 umieszczonych w płytkach 321, 322 (trzpień jest przedstawiony na fig. 8).

Przedstawione rozwiązanie zapewnia, że główne siły docisku przenoszone są przez łącznik 352, natomiast pozostałe elementy przenoszą znacznie mniejsze obciążenia. Cecha ta pozwala na zmniejszenie wymiarów pozostałych elementów i wydłuża ich żywotność.

Fig. 11 przedstawia pierwszy przykład wykonania samonastawnego zacisku 100 i mimośrodowego zespołu pozycjonowania 300 w widoku z przodu, przy czym wyraźnie widać, że cały mechanizm (samonastawny zacisk 100 i mimośrodowy zespół pozycjonowania 300 zawierający zespoły mimośrodowego pozycjonowania osi X i Y) jest zawieszony na sprężynujących trzpieniach 120 i napędzany w prowadnicach łożysk ślizgowych 130, przy czym prowadnice łożysk ślizgowych 130 i trzpienie 120 są zamocowane do głównej podstawy 400.

Fig. 12 przedstawia drugi przykład wykonania zestawu samonastawnych zacisków 1100 i mimośrodowych zespołów pozycjonowaniach 1300 do regulacji położeń dwóch innych komponentów C2, C3 względem profilu P, które znajdują się w sąsiedztwie siebie. Oprócz samonastawnego zacisku 2100 i mimośrodowego zespołu pozycjonowania 2300 komponentu C2, które odpowiadają samonastawnemu zaciskowi 100 i mimośrodowemu zespołowi pozycjonowania 300 pierwszego przykładu wykonania, drugi przykład wykonania zawiera również drugi samonastawny zacisk 3100 i drugi mimośrodowy zespół pozycjonowania 3300 dedykowany dla komponentu C3. Samonastawny zacisk 2100 i mimośrodowy zespół pozycjonowania 2300 działają niezależnie od drugiego samonastawnego zacisku 3100 i drugiego mimośrodowego zespołu pozycjonowania 3300.

Fig. 13 przedstawia drugie wykonanie samonastawnego zacisku 2100 i mimośrodowego zespołu pozycjonowania 2300 komponentu C2, które działają według tych samych zasad, co odpowiadające im zespoły pierwszego wykonania i składają się zasadniczo z elementów, które odpowiadają elementom zespołów pierwszego wykonania. Korpus 2110 stanowi element ślizgowy, przesuwający się w elemencie prowadzącym 2130 mającym kierunek prowadzenia L. Drugi korpus 2140 w postaci płyty jest połączony ślizgowo z korpusem 2110 za pomocą rowka będącego drugim elementem prowadzącym i występu będącego drugim elementem ślizgowym, który pasuje do rowka (jak pokazano w przypadku pierwszego wykonania na fig. 7). W drugim przykładzie wykonania moduł zaciskowy 3350 stanowi również wspornik dla komponentu C2, który jest osadzony na referencyjnym zespole bazowym 2340. Moduł zaciskowy 3350 i zespół bazy referencyjnej jest przesuwnie zamontowany na szynie 2322, która jest przymocowana do drugiego korpusu 2140.

Na figurach 14A-14B przedstawiono szczegółowo drugi samonastawny zacisk 3100 oraz drugi mimośrodowy zespół pozycjonowania 3300 dedykowany dla komponentu C3. Zasada działania samonastawnego zacisku 3100 jest taka sama jak samonastawnego zacisku 100 i 2100, dlatego zawiera on elementy odpowiadające elementom zacisków 100, 2100. Samonastawny zacisk 3100 zawiera korpus 3110 wsparty na dwóch sprężynujących sworzniach 3120 i osadzony przesuwnie w dwóch pionowych prowadnicach łożysk ślizgowych 3130, w których korpus 3110 może poruszać się wzdłuż kierunku M podczas zaciskania i zwalniania komponentu, co powoduje ściskanie i rozprężanie sprężyn. Ściskanie sprężyn następuje, gdy komponent C3 jest dociskany do wspornika komponentu 3150 (który jest przymocowany do drugiego korpusu 3140) przez profil P dociskany przez główny pionowy zacisk 200. Ponadto korpus 3110 ma trzpień prowadzący, który przesuwa się w szynie prowadzącej

3131 wzdłuż kierunku M (równolegle do szyn łożysk ślizgowych 3130), natomiast jego przemieszczenie wzdłuż kierunku X jest ograniczone. Dalszy opis samonastawnego zacisku 3100 jest adekwatny do opisu na fig. 2A-2B, 4, 5.

Drugi korpus 3140 jest połączony przesuwnie z korpusem 3110 za pomocą rowka i występu, jak to przedstawiono na fig. 7 przedstawiającej pierwszy przykład wykonania, przy czym w drugim przykładzie wykonania kształt i długość korpusów 3110 i 3140 są inne. Względne położenie korpusów jest regulowane za pomocą zespołu mimośrodowego 3310 ze skalą 3145. W wyniku tego położenie komponentu C3 umieszczonego we wsporniku 3150 jest regulowane wzdłuż osi X względem profilu P.

Drugi mimośrodowy zespół pozycjonowania 3300 zawiera dwa mimośrodowe zespoły pozycjonowania 3320A i 3320B do pozycjonowani a komponentów wzdłuż osi Y, przy czym zespoły te są umieszczone każdy z jednej strony drugiego korpusu 3140, ze względu na to, że komponent C3 jest znacznie dłuższy od komponentów C1, C2 i dlatego może mieć znaczne odchyłki wymiarów na swojej długości. Dlatego położenie jednego końca i drugiego końca komponentu C3 jest regulowane niezależnie.

Mimośrodowy zespół pozycjonowania 3320A jest odniesiony za pomocą skali 3325A (nie pokazanej na rysunku) i określa położenie referencyjnego elementu bazowego 3361A w osi Y względem mocowania 3362A, które jest przymocowane do drugiego korpusu 3140. Element bazowy 3361A jest przesuwnie zamontowany w mocowaniu 3362A wzdłuż osi Y. Zmiana położenia referencyjnego elementu bazowego 3361A powoduje zmianę położenia jednego końc a komponentu C3 wzdłuż osi Y względem profilu P. Koniec komponentu C3 odniesiony na element bazowy 3361A jest dociskany do niego za pomocą zacisku 3363A napędzanego siłownikiem pneumatycznym 3364A.

Podobnie, mimośrodowy zespół pozycjonowania 3320B ma odniesienie w postaci skali 3325B i określa położenie referencyjnego elementu bazowego 3361B w osi Y względem mocowania 3362B, które jest przymocowane do drugiego korpusu 3140. Element bazowy 3361B jest przesuwnie zamontowany w mocowaniu 3362B wzdłuż osi Y. Zmiana położenia referencyjnego elementu bazowego 3361B powoduje zmianę położenia drugiego końca komponentu C3 wzdłuż osi Y względem profilu P. Drugi koniec komponentu C3 odniesiony na element bazowy 3361B jest dociskany do niego za pomocą zacisku 3363B napędzanego siłownikiem pneumatycznym 3364B.

Mimośrodowe zespoły pozycjonowania 3320A i 3320B oraz siłowniki pneumatyczne 3363A, 3364B wraz z zaciskami 3363A, 3363B są zamocowane do drugiego korpusu 3140 i poruszają się wzdłuż osi X wraz z drugim korpusem 3140 podczas regulacji jego położenia względem korpusu 3110 za pomocą zespołu mimośrodowego 3310.

Przykładowy komponent C3 jest przedstawiony na fig. 15.

Fig. 16 przedstawia zespół trzpienia zaciskowego 3500. Trzpień zaciskowy 3510 jest wsparty na sprężynującym sworzniu 3511 i przesuwa się wzdłuż osi Z w rowku znajdującym się w korpusie 3110. Trzpień zaciskowy 3510 jest osadzony obrotowo w swoim uchwycie 3512, który umożliwia jego niewielki obrót przy przechylaniu korpusu 3110. Trzpień zaciskowy dodatkowo 3510 wystaje przez otwór profilu P i dociska oraz zaciska komponent C3 do pionowej powierzchni profilu P, gdy główny zacisk pionowy 200 jest zamknięty (jak przedstawiono w powiększeniu na fig. 17).

Przedstawione rozwiązanie w postaci samonastawnego się zacisku zapewnia, że komponenty, które mają być przyspawane do profilu, stykają się z powierzchnią profilu (że nie ma szczeliny pomiędzy powierzchniami spawalniczymi komponentów a profilem) poprzez regulacyjne wyrównywanie odchyłek wymiarów komponentów. Kontroluje również, przy samonastawnym się zacisku, za pomocą programowalnego czujnika indukcyjnego, czy szczelina pomiędzy komponentami a profilem jest obecna czy nie. Programowalne czujniki indukcyjne umożliwiają określenie granic położenia, w których mają znajdować się sprężynujące sworznie przy zamkniętym zacisku głównym narzędzia.

Mimośrodowe zespoły pozycjonowania pozwalają na szybką i wygodną regulację położenia komponentów względem profilu, co powoduje skrócenie czasu przezbrojenia w procesie produkcyjnym. Mimośrodowe zespoły pozycjonowania eliminują konieczność częściowego demontażu narzędzia spawalniczego w celu regulacji położenia baz referencyjnych poprzez zastosowanie podkładek lub innego rodzaju cienkich płytek metalowych, co jest zawsze kłopotliwe w doty chczasowych narzędziach spawalniczych lub obróbkowych.

Możliwość szybkiej regulacji położenia komponentów względem profilu na narzędziu spawalniczym jest bardzo ważna podczas uruchamiania produkcji po przezbrojeniu lub zmianie partii komponentów ze względu na różnice w tolerancji wymiarów komponentów pomiędzy partiami komponentów. Jest to również korzystne po konserwacji narzędzia spawalniczego, podczas której część zużytych elementów jest wymieniana na nowe, które mogą mieć nieco inne wymiary lub mogą być montowane w nieco innych pozycjach ze względu na tolerancje wymiarowe elementów.

Ponadto mimośrodowe zespoły pozycjonowania zawierają skale regulacyjne, które w wygodny sposób prezentują stopień regulacji.

Claims (15)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Narzędzie do spawania laserowego zawierające samonastawny zacisk do mocowania komponentów przeznaczonych do spawania, przy czym zacisk zawiera korpus posiadający element ślizgowy osadzony w elemencie prowadzącym, przy czym element prowadzący ma kierunek prowadzenia, natomiast chwy tak jest wsparty na co najmniej jednym sworzniu sprężynującym i jest zaopatrzony we wspornik komponentu; przy czym narzędzie jest znamienne tym, że korpus (110, 2110, 3110) zawiera sworzeń (111) prowadzony w torze prowadzącym (131, 2131, 3131) równolegle d o kierunku prowadzenia (K, L, M), a pomiędzy elementem ślizgowym (115, 2115, 3115) a elementem prowadzącym (130, 2130, 3130) występuje luz (G), tak że korpus (110, 2110, 3110) jest uchylny wokół sworznia (111,2111, 3111).
2. 2. Narzędzie do spawania laserowego według zastrz. 1, znamienne tym, że wspornik komponentu (150, 2150, 3150) jest przymocowany do korpusu (110, 2110, 3110).
3. 3. Narzędzie do spawania laserowego według jednego z zastrz. od 1 do 2, znamienne tym, że położenie sprężynującego sworznia (120, 2120, 3120) jest wykrywane przez czujnik indukcyjny (121) umieszczony pod nim.
4. 4. Narzędzie do spawania laserowego według jednego z zastrz. od 1 do 3, znamienne tym, że zacisk (100, 2100, 3100) jest zaopatrzony w elementy ograniczające zakres ruchu korpusu (110, 2110, 3110) w kierunku prowadzenia (K, L, M), przy czym elementy ograniczające mają postać występów (112), mających wysokość (h1) i nacięć (132) mających wysokość (h2).
5. 5. Narzędzie do spawania laserowego według jednego z zastrz. od 1 do 4 znamienne tym, że zawiera mimośrodowy zespół pozycjonowania (300) ze skalą (145, 325) do regulacji położenia wspornika komponentu (150, 2150, 3150) w osi X i Y prostopadłej do kierunku prowadzenia (K, L, M).
6. 6. Narzędzie do spawania laserowego według zastrz. 5, znamienne tym, że mimośrodowy zespół pozycjonowania osi X zawiera drugi korpus (140, 2140, 3140), który jest przesuwnie zamontowany do korpusu (110, 2110, 3110) za pomocą drugiego suwaka (143) i drugiej prowadnicy (113), przy czym względne położenie korpusów jest regulow ane za pomocą zespołu mimośrodowego (310), który wystaje przez otwór (144) drugiego korpusu (140) i pasuje do gniazda (114) korpusu (110) i przy czym wspornik komponentu (150, 2150, 3150) jest przymocowany do drugiego korpusu (140, 2140, 3140).
7. 7. Narzędzie do spawania laserowego według zastrz. 5, znamienne tym, że mimośrodowy zespół pozycjonowania osi Y zawiera szynę (322), która jest osadzona na płycie bazowej (326), która jest przymocowana do drugiego korpusu (140) za pomocą płyt bocznych (321, 324), przy czym zespół bazy referencyjnej (340) i zespół zaciskowy (350) są przesuwnie zamontowane na szynie (322), a ostateczne położenie zatrzymania zespołu bazy referencyjnej (340) jest regulowane za pomocą mimośrodowego zespołu pozycjonowania (320) odniesionego do skali (325).
8. 8. Narzędzie do spawania laserowego według zastrz. 7, znamienne tym, że zespół bazy referencyjnej (340) i zespół mocowania (350) są napędzane odpowiednio przez pierwszy siłownik pneumatyczny (341) i drugi siłownik pneumatyczny (351).
9. 9. Narzędzie do spawania laserowego według jednego z zastrz. od 7 do 8, znamienne tym, że zespół bazy referencyjnej (340) zawiera zderzak (343), który zatrzymuje się na powierzchni mimośrodowego wału (323) w pozycji roboczej cylindra (341).
10. 10. Narzędzie do spawania laserowego według jednego z zastrz. od 7 do 9, znamienne tym, że wał pneumatycznego cylindra (341) jest luźno połączony z drugim korpusem (140) za pomocą łącznika (342).
11. 11. Narzędzie do spawania laserowego według jednego z zastrz. od 7 do 10, znamienne tym, że zespół zaciskowy (350) jest połączony z tłoczyskiem drugiego cylindra pneumatycznego (351) za pomocą łącznika (352) i elementu sworzniowego (354), przy czym łącznik (352) zawiera wycięcia (355), mające długość (L1) mniejszą od skoku drugiego cylindra pneumatycznego (351), w którym porusza się element sworzniowy (354).
12. 12. Narzędzie do spawania laserowego według zastrz. 5 znamienne tym, że zawiera mimośrodowy zespół pozycjonowania (3300) z skalami (3145, 3325A, 3325B) do regulacji położenia komponentu w osi X i Y, przy czym położenie w osi Y jest regulowane za pomocą dwóch zespołów mimośrodowych (3320A, 3320B).
13. 13. Narzędzie do spawania laserowego według zastrz. 12, znamienne tym, że mimośrodowy zespół pozycjonowania (3320A) jest umieszczony po pierwszej stronie drugiego korpusu (3140), a mimośrodowy zespół pozycjonowania (3320B) jest umieszczony po drugiej stronie drugiego korpusu (3140), przy czym drugi korpus (3140) jest przesuwnie zamontowany do korpusu (3110), a ich względne położenie w osi X jest regulowane za pomocą mimośrodowego zespołu pozycjonowania (3310).
14. 14. Narzędzie do spawania laserowego według zastrz. 13, znamienne tym, że położenie bazy referencyjnej (3361A), która jest przesuwnie zamontowana w mocowaniu (3362A) przymocowanym do drugiego korpusu (3140), jest regulowane za pomocą mimośrodowego zespołu pozycjonowania (3320A), a położenie bazy referencyjnej (3361B), która jest przesuwnie zamontowana w mocowaniu (3362B) przymocowanym do drugiego korpusu (3140), jest regulowane za pomocą mimośrodowego zespołu pozycjonowania (3320B).
15. 15. Narzędzie do spawania laserowego według jednego z zastrz. od 12 do 14 znamienne tym, że zawiera trzpień zaciskowy (3510) do dociskania komponentu (C3) do pionowej powierzchni profilu (P), przy czym trzpień zaciskowy (3510) jest wsparty na sprężynującym sworzniu (3511) i jest przesuwany w osi Z w rowku znajdującym się w korpusie (3110), przy czym trzpień zaciskowy (3510) jest zamocowany obrotowo w uchwycie (3512), tak że trzpień zaciskowy (3510) jest uchylny.