PT2608922E - Máscara de controlo de cordões de soldadura - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "MÁSCARA DE CONTROLO DE CORDÕES DE SOLDADURA" A presente invenção refere-se a uma máscara visuais cordões de soldaduras de inspecção, em particular para o controlo de componentes de automóveis.

Os veículos automóveis têm geralmente um berço dianteiro que suporta o motor térmico assim como elementos de suspensão, formando um conjunto sensivelmente plano realizado por corte e estampagem de chapas metálicas, que são sobrepostas e ligadas entre si por cordões de soldadura. Para a montagem do berço, as chapas são posicionadas entre si por meio de um gabari, depois um robô de soldadura vem realizar diferentes cordões de acordo com um programa definido para cada modelo de berço.

Os berços dos veículos automóveis podem ser submetidos a esforços consideráveis, em particular nas viragens e travagens acentuadas, em que as rodas transmitem à carroçaria do veículo fortes tensões, e os cordões de soldadura são submetidos a esforços repetidos.

As operações de soldadura realizadas por um robô podem sofrer desvios ou imprevistos difíceis de detectar durante a realização destas operações, como por exemplo uma variação de um parâmetro ou a presença de impurezas.

Para se poder assegurar a conformidade dos berços em relação às exigências definidas pelos estudos, a fim de garantir a sua fiabilidade, é geralmente previsto que no fim da montagem de cada um dos berços seja feita uma ins-pecção visual, de maneira a controlar em especial a presença de cada cordão de soldadura, assim como o seu posicionamento e o seu comprimento. Para efectuar o seu controlo, um operador dispõe habitualmente de um modelo, e compara visualmente o novo berço em relação a esse modelo.

Este tipo de controlo coloca em particular problemas específicos de fiabilidade, de qualificação do operador e de tempo de controlo. Com efeito, com este processo é difícil para o controlador avaliar com precisão a conformidade das posições de início e de fim dos cordões de soldadura. Além disso, o controlador deve ser qualificado para efectuar essa operação, e gasta na sua realização um período de tempo relativamente longo. Existem também riscos de interpretação dos resultados, e de aceitação de peças defeituosas.

Um outro processo conhecido de controlo de cordão de soldadura, apresentado em especial pelo documento FR-A1-2707008, compreende uma câmara que visualiza o cordão de soldadura iluminado por uma fonte de laser, para em seguida analisar a imagem obtida e compará-la de maneira automática com limites armazenados em memória, de maneira a verificar a conformidade desse cordão.

Um problema que se coloca com este processo é o de que ele necessita de uma instalação relativamente complexa e dispendiosa. Além disso, este processo, que é adequado para formas geométricas simples, é difícil de generalizar para formas complexas como um berço de veículo automóvel, compreendendo numerosos cordões de soldadura repartidos por diversos pontos sobre superfícies curvas desse berço. A invenção tem especialmente a finalidade de evitar esses inconvenientes da técnica anterior e de propor um meio simples e eficaz que permita que um operador possa ser capaz de controlar de maneira rápida e objectiva cordões de soldadura em peças com formas variadas.

Para esse efeito, a invenção propõe uma máscara de controlo de cordões de soldadura de um conjunto constituído por chapas metálicas estampadas e cortadas, fixadas entre si pelos cordões de soldadura, caracterizada por compreender formas próprias para se posicionar de maneira precisa sobre o conjunto e cobrir de perto esse conjunto pelo menos ao nível dos cordões de soldadura a verificar, e por ter umas aberturas que permitem visualizar esses cordões de soldadura através da máscara, assim como umas marcas visuais de controlo dos bordos dos cordões de soldadura que definem tolerâncias e que se acham dispostas na proximidade dessas aberturas.

Uma vantagem da máscara de controlo de acordo com a invenção é a que consiste no facto de, depois de ter sido posicionada sobre o conjunto a controlar, permitir que um operador possa constatar de maneira rápida especialmente as posições das extremidades dos cordões de soldadura em relação às marcas visuais de controlo, que se encontram assim dispostas na proximidade imediata desses cordões, para permitir definir de maneira objectiva a conformidade desse conjunto. A máscara de controlo de acordo com a invenção pode ainda ter uma ou várias das características seguintes, que podem ser combinadas umas com as outras.

De maneira vantajosa, a máscara de controlo tem umas superfícies curvas que se ajustam de maneira complementar sobre as do conjunto, para efectuar o posicionamento preciso. A máscara pode também ter uns elementos de posicionamento fixados no lado de cima, que se ajustam sobre os contornos do conjunto para efectuar o posicionamento preciso .

De maneira vantajosa, as aberturas têm uma forma alongada segundo um eixo, e têm uma largura sensivelmente constante que é próxima da do cordão de soldadura.

De maneira vantajosa, as marcas visuais de con- trolo têm uma marcação realizada no lado das janelas, formando traços sensivelmente perpendiculares ao eixo da janela, que delimitam as extremidades do intervalo de tolerância do posicionamento do início ou do fim do cordão de soldadura .

De maneira vantajosa, cada janela tem na sua proximidade uma marcação indicando a referência do cordão de soldadura que aparece nessa janela.

Em complemento, a máscara de controlo pode ter uma base comum e umas partes amovíveis que compreendem umas aberturas de controlo que se adaptam a conjuntos realizados de acordo com variantes.

Em particular, a máscara de controlo pode adaptar-se sobre o berço de um trem rolante de um veículo automóvel . A invenção também tem por objecto uns meios de controlo para o berço de um trem rolante de um veículo automóvel que têm duas máscaras de controlo compreendendo qualquer uma das características aqui anteriormente referidas, uma das máscaras permitindo controlar a face superior desse berço, e a outra a face inferior. A invenção será melhor compreendida e outras características e vantagens tornar-se-ão mais evidentes através da leitura da descrição que irá a seguir ser dada a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 é um desenho que apresenta uma máscara de controlo de acordo com a invenção, posicionada sobre a parte de cima de um berço de um veículo automóvel; a Figura 2 é uma vista de pormenor de uma janela dessa máscara; a Figura 3 apresenta um cordão de soldadura cujo posicionamento é incorrecto; a Figura 4 apresenta um cordão de soldadura cujo comprimento é incorrecto; e a Figura 5 apresenta uma segunda máscara de controlo posicionada sobre a parte de baixo do berço. A Figura 1 apresenta uma máscara de controlo 1 que se acha posicionada sobre a parte de cima de um berço dianteiro 2 de um veículo automóvel e que tem uma forma globalmente plana, este berço sendo realizado pela montagem de duas chapas metálicas estampadas e cortadas formando as faces superior e inferior, ligadas entre si por cordões de soldadura realizadas nos dois lados do berço. A máscara de controlo 1 é formada por uma moldagem de uma resina reforçada, que constitui uma pele de espessura sensivelmente constante que cobre pelo menos em parte a parte de cima do berço, reproduzindo as suas formas, e em particular cobrindo de perto as zonas que têm os cordões de soldadura a controlar. A resina reforçada permite realizar uma máscara 1 rigida e leve, tendo dimensões estáveis. A máscara 1 compreende uma marcação 6 que tem umas referências ligadas aos tipos de berços a controlar. A máscara 1, tendo umas pegas de manipulação 4, é prevista para se posicionar com precisão sobre o berço 2, por meio de uma complementaridade de formas que se ajustam uma sobre a outra, ou com a ajuda de elementos de posicionamento fixados na parte de cima como pinos, que se ajustam sobre contornos desse berço. A máscara 1 tem umas janelas 8 cada uma das quais forma uma fenda alongada segundo um eixo, de largura sensivelmente constante, que se vai ajustar sobre um cordão de soldadura a controlar. 0 posicionamento preciso da máscara 1 sobre o berço 2 permite ajustar as janelas 8 em relação às posições teóricas de realização dos cordões de soldadura, tal como definidos pelos estudos.

Cada janela 8 é realizada de maneira a que o cordão de soldadura colocado na sua posição teórica se ache centrado sobre o eixo dessa janela cuja largura é um pouco superior à do cordão de soldadura. A Figura 2 apresenta em pormenor uma janela 8 tendo ao lado uma marcação 20 indicando a referência do cordão de soldadura que aparece nessa janela.

Junto de cada extremidade da janela 8, ao lado dessa janela e perpendicularmente ao seu eixo, é traçada uma marca de cor 22, 24 cada uma das quais forma um traço espesso. A primeira marca de posicionamento 22 representa, pela sua espessura, a tolerância de posicionamento do inicio do cordão de soldadura, e a segunda marca de comprimento 24 representa, da mesma maneira, a tolerância de posicionamento da extremidade do cordão de soldadura.

Depois de ter posicionado a máscara 1 sobre o berço 2, o operador controla, sucessivamente para cada janela 8, a presença de um cordão de soldadura, o seu posicionamento lateral em relação à largura da janela e o seu posicionamento axial em relação às marcas de cor 22, 24.

Os traços de cor 22, 24 podem ser substituídos por outros meios de referenciação visual, como uma gravura, um autocolante ou um inserto, indicando da mesma maneira a tolerância de posicionamento das extremidades do cordão de soldadura.

Em variante, as janelas de controlo 8 podem encontrar-se na periferia da máscara 1, estas janelas não dispondo de um contorno fechado compreendem apenas um único lado onde ficam agrupadas as duas marcações de cor 22, 24. A Figura 3 apresenta um cordão de soldadura cujo início se encontra localizado fora da espessura da marca de posicionamento 22, o início desta soldadura tendo ocorrido muito tarde durante o avanço do robô de soldadura. A Figura 4 apresenta um outro cordão de soldadura cujo fim a se encontra localizado fora da espessura da marca de comprimento 24, a interrupção desta soldadura tendo sido feita demasiado cedo.

Ao constatar visualmente estes defeitos, o operador pode em seguida registá-los, por exemplo utilizando um teclado localizado na proximidade, assinalando de cada vez o número do cordão de soldadura e o tipo de defeito, de maneira a poder efectuar uma regulação da máquina de soldadura, e realizar outras operações como por exemplo estatísticas sobre a frequência de defeitos.

Por outro lado, o operador pode aproveitar o posicionamento da máscara 1 sobre o berço 2 para efectuar outras operações de controlo, como por exemplo a presença de pontos de soldadura eléctrica soldando as chapas metálicas umas às outras. Estes outros controlos podem também ser feitos em janelas específicas formadas sobre a máscara 1, ou sobre a periferia dessa máscara, os pontos de controlo compreendendo da mesma maneira marcações de referência destes pontos. A Figura 5 apresenta um berço 2 que foi voltado ao contrário para posicionar na parte de baixo do mesmo uma máscara inferior 31 realizada sob o mesmo principio que a máscara superior 1, com formas adaptadas. 0 operador pode assim efectuar um controlo completo do berço 2 sobre as suas duas faces, com o mesmo tipo de meios de controlo.

Em complemento, a máscara 1 pode ter partes amovíveis que se vão fixar sobre uma base comum, permitindo adaptar essas partes amovíveis a diferentes tipos de berços, de maneira a poder controlar berços bastante próximos mas compreendendo variantes. Esta máscara com partes amovíveis permite reduzir os custos, utilizando uma base comum que é completada de acordo com as necessidades. A máscara de controlo 1 permite realizar uma vigilância dos cordões de soldadura do berço 2 de uma maneira rápida e objectiva, os meios visuais de controlo 22, 24 posicionados com precisão directamente sobre o bordo de cada cordão de soldadura, permitindo que um operador não dotado de uma formação especial possa controlar de maneira rigorosa essas soldaduras.

Na prática foi possível constatar que o tempo necessário para se proceder ao controlo de um berço beneficiou de uma redução correspondente à divisão por um factor da ordem de dez em comparação com um processo de controlo visual sem máscara de controlo.

Uma máscara de controlo 1 de acordo com a invenção é particularmente adequada para controlar um elemento de segurança fabricado em série, como o berço de um trem rolante de um veiculo automóvel, ou de qualquer outra conjunto de chapas metálicas compreendendo formas complexas, estampadas, cortadas e depois soldadas entre si por cordões de soldadura. A máscara de controlo pode ser aplicada em especial a travessas de trens de rolamento, triângulos de suspensão, chassis, quadros ou qualquer outro conjunto realizado por processos semelhantes.

Lisboa, 15 de Janeiro de 2016

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Máscara de controlo de cordões de soldadura de um conjunto (2) constituído por chapas metálicas estampadas e cortadas, fixadas entre si pelos cordões de soldadura, caracterizada por compreender formas próprias para se posicionar de maneira precisa sobre o conjunto (2) e cobrir de perto esse conjunto pelo menos ao nível dos cordões de soldadura a verificar, e por ter umas aberturas (8) que permitem visualizar esses cordões de soldadura através da máscara (1), assim como umas marcas visuais (22, 24) de controlo dos bordos dos cordões de soldadura que definem tolerâncias e que se acham dispostas na proximidade dessas aberturas.
2. 2. Máscara de controlo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ter umas superfícies curvas que se ajustam de maneira complementar sobre as do conjunto (2), para efectuar o posicionamento preciso.
3. 3. Máscara de controlo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por ter uns elementos de posicionamento fixados no lado de cima, que se ajustam sobre os contornos do conjunto (2) para efectuar o posicionamento preciso.
4. 4. Máscara de controlo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por as aberturas (8) terem uma forma alongada segundo um eixo, e terem uma largura sensivelmente constante que é próxima da do cordão de soldadura.
5. 5. Máscara de controlo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por as marcas visuais de controlo terem uma marcação (20) realizada no lado das janelas (8), formando traços sensivelmente perpendiculares ao eixo da janela, que delimitam as extremidades do intervalo de tolerância do posicionamento do início ou do fim do cordão de soldadura.
6. 6. Máscara de controlo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por cada janela (8) ter na sua proximidade uma marcação (20) indicando a referência do cordão de soldadura que aparece nessa janela.
7. 7. Máscara de controlo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por ter uma base comum e umas partes amovíveis que compreendem umas aberturas de controlo (8) que se adaptam a conjuntos (2) realizados de acordo com variantes.
8. 8. Máscara de controlo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por ser realizada por moldagem de uma resina reforçada.
9. 9. Máscara de controlo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por se adaptar sobre o berço (2) de um trem rolante de um veiculo automóvel.
10. 10. Meios de controlo para o berço (2) de um trem rolante de um veiculo automóvel, caracterizados por terem duas máscaras de controlo realizadas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, uma das máscaras (1) permitindo controlar a face superior desse berço, e a outra (31) a face inferior. Lisboa, 15 de Janeiro de 2016