SE503240C2 - Anordning för rensning av huvuden till svetsrobotar - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 503 240 2 svetsningen befinner sig nära arbetsstyckena. Detta får till följd att en ring av material bygger upp kring och i öpp- ningen på svetshuvudet. Vidare sotar rökgaser som alstras vid svetsningen ned svetshuvudet och nämnda munstycke.

Nämnda påbyggda ring är elektriskt ledande vilket medför att överslag förekommer mellan ringen och arbetsstyckena när avsikten är att överslaget skall ske mellan svetselektroden och arbetsstyckena. Detta ger upphov till avbrott i svets- ningen. Vidare medför ringen att det kan komma fram för lite gas genom gaskåpan till svetsningsområdet, vilket leder till en dålig svetskvalitet.

Nämnda ring byggs upp till oacceptabel storlek på typiskt 5 till 10 minuter. Detta medför att gaskåpan måste rengöras ofta.

För närvarande rengörs gaskåpan genom att gaskåpans öppning placeras på ett fräsverktyg som mekaniskt fräser bort ringen.

Denna sitter ofta mycket hårt fast vid gaskåpan. Denna opera- tion får till följd att material avverkas från gaskåpan, genom att ringen lossnar från gaskåpan, varvid ringen drivs runt mot gaskåpan medelst fräsverktyget. Detta sliter på gaskåpan. Det förekommer också tidsödande manuell rensning, där ringen avlägsnas medelst olika handverktyg, såsom av- bitartänger. Invändig rensning av gaskåpan och rensning av kontaktmunstycket sker med tryckluft. Emellertid är den invändiga rensningen otillfredsställande.

Det förekommer vattenkylda gaskåpor med invändiga kylkanaler.

Efter ett större antal rensningar och därmed följande materi- alavverkning från gaskåpan inträffar det att så mycket mate- rial avverkats att kylkanalerna öppnas så att kylvatten sprutar ut. Detta leder till avbrott i svetsningsoperationen.

Med hänsyn till att gaskåpor är relativt dyra och att rengö- ring måste ske mycket ofta är det ett starkt önskemål att 10 15 20 25 30 35 503 240 3 dels utföra rensningen på ett sätt som sliter betydligt mindre på gaskåporna, dels utföra rensningen på mycket kort tid. Vidare är det ett starkt önskemål att snabbt och enkelt även rengöra gaskåpans insida och kontaktmunstycket.

Föreliggande uppfinning tillgodoser dessa önskemål och erbju- der en anordning för att snabbt rengöra gaskåpan och kontakt- munstycket med ett betydligt mindre slitage på gaskåpan vid dess öppning än vid konventionell rengöring.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till en anordning ör rensning av huvuden till svetsrobotar för elektrisk svets- ning, vilka huvuden innefattar en gaskåpa och ett kontaktmun- stycke, vilken anordning innefattar ett öppet kärl, till vil- ket en ultraljudgenerator är ansluten och anordnad att alstra ultraljud i en i kärlet förefintlig vätska, där ett roterande organ förefinns i kärlet, vilket organ är beläget under vätskans överyta och utmärkes av, att kärlet är konformat med konens spets riktad nedåt, där konens mantelyta är utbildad av ett antal plana sidostycken och där en ultraljudgenerator är anbringad på tre eller flera av de plana sidostyckena för att generera ultraljud och av att respektive sidoytas normal- riktning utgående från respektive ultraljudsgenerator samman- faller i en punkt på kärlets längdaxel under vätskans yta.

Nedan beskrives uppfinningen närmare, delvis i samband med på bifogade ritningar visade utföringsexempel av uppfinningen, där - figur 1 visar en del av en anordning enligt uppfinningen sedd från sidan - figur 2 visar en anordning enligt uppfinningen sedd ovan- ifrån - figur 3 schematiskt visar en gaskåpa med tillhörande kon- taktmunstycke, där gaskåpan visas i en snittvy - figur 4 visar en anordning enligt uppfinningen sedd från sidan, där ett anordningen tillhörande kärl är uppskuret efter linjen A - A i figur 2 10 15 20 25 30 35 505 240 4 - figurerna Sa, 5b och 5c visar olika verktyg - figur 6 visar ett roterande organ.

I figur 1, 2 och 4 visas en anordning för rensning av huvuden till svetsrobotar för elektrisk svetsning, vilka huvuden innefattar en gaskåpa och ett kontaktmunstycke.

Enligt uppfinningen innefattar anordningen ett öppet kärl 1 till vilket en eller flera ultraljudgeneratorer 2, 3 är an- slutna och anordnade att alstra ultraljud i en i kärlet 1 förefintlig vätska 4. Ultraljudgeneratorerna är av konventio- nellt slag och av den typ som används för att åstadkomma ultralud i en vätska för rengöringsändamål på känt sätt.

Kärlet 1 är företrädesvis utfört i rostfritt stål. Enligt uppfinningen förefinns ett roterande organ i kärlet, vilket organ är beläget under vätskans överyta. I figur 4 indikeras vätskans överyta med den vågade linjen 5.

Anordnandet av ett roterande organ i vätskan får till följd att en modomrörning, d.v.s. ett störande av stående vågor i vätskan uppstår. Detta har visat sig ge en avsevärt ökad rengöringseffekt.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är kärlet 1 konformat med konens spets 6 riktad nedåt. Konens mantelyta är utbildad av ett antal plana sidostycken 7 - 12. En ultra- ljudgenerator 2, 3 är anbringad på tre eller flera av de pla-_ na sidostyckena 7 - 12 för att generera ultraljud i vätskan.

I ett föredraget utförande innefattar kärlet 1 sex sidostyck- en med en ultraljudgenerator placerad på varannat sidostycke, d.v.s. ett utförande med totalt tre generatorer.

Sidoytorna bildar en sådan vinkel v mot ett plan vinkelrätt mot kärlets längdaxel 13 samtidigt som ultraljudgeneratorerna är så placerade på respektive sidoyta att respektive sidoytas normalriktning 14, 15 utgående från respektive ultraljudsge- 10 15 20 25 30 35 503 240 5 nerator sammanfaller i en punkt 16 på kärlets 1 längdaxel under vätskans yta 5. Detta medför att en kraftig interferens mellan ultraljudvågorna uppkommer i denna punkt 16.

Ett genomgående hål 16' finns i kärlets 1 botten genom vilket en axel 17 löper. Axeln 17 uppbär i sin i kärlet förefintliga ände ett fästorgan 18 för verktyg. I dess motsatta ände är axeln 17 ansluten till en elektrisk motor 48 anordnad att rotera axeln 17.

Enligt ett föredraget utförande är axeln 17 anordnad att rotera med en hastighet av 50 till 500 r.p.m., företrädesvis omkring 180 r.p.m.

Nämnda fästorgan 18 innefattar enligt en föredragen utfö- ringsform en platta 19 som är placerad vinkelrätt mot nämnda roterande axel 17, vilken plattas ovansida 20 är utformad för att där fästa verktyg.

Fästorganet 18 är företrädesvis borttagbart fastsatt på axeln 17. Enligt ett utförande har axelns 17 övre parti 21 ett exempelvis kvadratiskt tvärsnitt. I sådant fall innefattar fästorganet en från dess platta 19 nedstickande hylsa 22 med ett invändigt hål med motsvarande tvärsnitt. Genom att skjuta på hylsan 22 på axelns övre parti 21 erhålles därvid ett in- grepp för den nämnda rotationen.

Nämnda verktyg utgöres av en eller flera borstar och/eller ett fräsverktyg. I figurerna Sa - 5c visas exempel på dylika verktyg.

I figur Sa visas en borste 23 med stålborst monterad på en platta 24.

I figur 5b visas ett fräsverktyg 25 med uppstående eggar 26.

Eggarnas utsida är avsedd att anligga mot insidan av en ring av svetssprut vid en gashylsas öppning. Fräsverktyget är 10 15 20 25 30 35 505 240 6 också fästat på en platta 27. Fräsverktyget kan vara utformat på motsvarande sätt som den typ av fräsverktyg som används för att rensa bort ringen av svetssprut på känt sätt.

I figur 5c visas ett annat skärverktyg 28 med en uppåt rundad egg 29, vilken är anordnad att anligga mot nämnda ring på samma sätt som fräsverktyget. Även detta skärverktyg är fästat på en platta 30.

Plattorna 24, 27, 30 är anordnade att fästas vid ovan nämnda platta 20 som tillhör fästorganet 19 på ett vridfast sätt.

Exempelvis kan plattan 20 vara försedd med ett antal uppåt- stående nabbar 31 - 33 vilka är anordnade att samverka med motsvarande hål 34 - 36 i plattorna 24, 27, 30. När sålunda ett verktyg påsatts fästorganet 19 kommer verktyget att rotera när axeln 21 roterar.

I figur 3 visas schematiskt en konventionell gaskåpa 37, vilken monteras på ett robothuvud. Gaskåpan innefattar en hylsa 38 och ett kontaktmunstycke 39. Kontaktmunstycket 39 är gängat på ett icke visat rör, och befinner sig i monterat läge i det i figur 3 visade läget relativt hylsan 38. Såsom inledningsvis nämnts, förefinns en kanal 40 i kontaktstycket, i vilken en svetstråd 41 löper. Denna nedmatas i pilens 42 riktning vid svetsning allteftersom svetstråden förbrukas.

Inert gas strömmar, såsom pilarna 43 indikerar, ned mellan hylsan 38 och kontaktmunstycket 39 under svetsning.

Såsom inledningsvis nämndes bygger svetssprut upp en ring kring gaskåpans öppnings 44 kanter. I figur 3 visas i den nedre delen med streckade linjer gaskåpans 37 nedre del i området för dess öppning. Med heldragna linjer visas där en ring 45 av nämnt slag och av vanligt förekommande storlek.

Det är uppenbart att förekomsten av en sådan ring stör gas- flödet ut från gaskåpan. Vidare inverkar ringen på var elekt- riskt överslag mot arbetsstycket sker. Därför måste dylika 10 15 20 25 30 35 503 240 ringar avlägsnas.

En dylik ring byggs upp olika snabbt beroende på hur väl svetsningsparametrar, såsom spänning, strömstyrka, svets- ningshastighet etc. inställts. Uppbyggnaden av en ring kan ta alltifrån några minuter till en timme. Varje gång en ring byggts upp måste den rensas bort för att inte svetskvaliteten skall sjunka.

Föreliggande uppfinning har följande funktion. När en gaskåpa skall rengöras är roboten programmerad att föra gaskåpan till ett läge som motsvarar det med streckade linjer i figur 4 visade läget, där gaskåpans främre del kommer i kontakt med ett på plattan 19 applicerat roterande verktyg 24, 27, 30.

Vätskans 4 nivå 5 i kärlet är sådan att åtminstone den främre delen av gaskåpan och kontaktmunstycket kan neddoppas i vätskan.

Enligt en föredragen utföringsform är nämnda vätska en tvätt- vätska. Tvättvätskan kan vara vilken som helst lämplig tvätt- vätska för industriella ändamål. Exempel på en sådan är en vätska som tillhandahållas av företaget Leverindus, Nyköping, Sverige, under beteckningen ST 104. För att öka tvätteffekten kan anordningar i form av icke visade doppvärmare förefinnas i kärlet för att hålla vätskan vid en förhöjd temperatur, exempelvis vid 60 grader C.

I samband med att roboten för ned gaskåpan i anordningen enligt uppfinningen startas ultraljudgeneratorerna. Det har överraskande visat sig att ultraljudet har den inverkan att ringen lossar från gaskåpan så att den antingen ramlar av eller i varje fall blir lätt att avlägsna från gaskåpan.

Ringen sitter nämligen mycket hårt fast vid gaskåpan, vilket är ett av huvudproblemen vid konventionell rensning av gaskå- por. I vissa fall ramlar helt enkelt ringen av från gaskåpan när gaskåpan förs ned i anordningen enligt uppfinningen utan 10 15 20 25 30 35 503 240 8 inverkan av verktyg. Det har härvid visat sig att anordnandet av ett roterande organ i kärlet har stor inverkan på benägen- heten för ringen att lossna, trots att det roterande organet inte är i kontakt med ringen. Det förmodas att ett roterande organs modomrörande effekt har stor inverkan på detta förhål- lande.

Ett dylikt roterande organ exemplifieras i figur 6, där ett U-format organ 46 finns monterat på en platta 47. Plattan 47 motsvarar plattorna 24, 27, 30. Organet 46 är så utformat att detta inte kommer i kontakt med gaskåpan då denna finns ned- sänkt i kärlet. Ett dylikt roterande organ kan betecknas en modomrörare.

Det har visat sig att ringen särskilt tenderar att lossna när den passerar området för punkten 16. Därför är ett utförande med en dylik punkt ytterst väsentligt.

Användning av ett roterande fräsverktyg har som syfte att spräcka ringar som är relativt stora, varvid ringen efter att ha lossats från gaskåpan och spräckts faller av från gaskå- pan. Givetvis kan fräsverktyget också användas för att utföra mekanisk bearbetning av vissa rester av ringen kring gaskå- pans öppning. På motsvarande sätt används ett skärverktyg enligt figur 5c.

Ett borstverktyg används för en mildare mekanisk rengöring av_ gaskåpans främre del. Användning av ett borstverktyg förut- sätter att ringen lossnar på grund av ultraljudet så att den ramlar av från gaskåpan utan mekaniska åtgärder i form av fräsning eller skärning.

Det har visat sig att medelst föreliggande uppfinning ramlar ringen lätt av och både gaskåpan och kontaktmunstycket blir extremt väl rengjorda. Dessutom är tiden för en rengöring så kort som omkring 10 sekunder. Detta medför att de inlednings- vis nämnda problemen elimineras medelst föreliggande uppfin- 10 15 503 240 9 ning. På grund av den korta rengöringstiden kan roboten vara programmerad att utföra rengöring av gaskåpan mycket ofta så att någon tjock ring inte hinner byggas upp. Detta medför att svetsning kan utföras med så gott som alltid rena gaskåpor, vilket avsevärt ökar den genomsnittliga svetskvaliteten.

Ovan har ett antal utföringsexempel angivits. Emellertid är det uppenbart att såväl kärlets utformning som antalet ultra- ljudgeneratorer och verktygens utformning kan varieras och modifieras av fackmannen.

Föreliggande uppfinning skall därför inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsformerna utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 503 240 10 Patentkrav

1. Anordning för rensning av huvuden till svetsrobotar för elektrisk svetsning, vilka huvuden innefattar en gaskåpa och ett kontaktmunstycke, vilken anordning innefattar ett öppet kärl (1) till vilket en ultraljudgenerator (2,3) är ansluten och anordnad att alstra ultraljud i en i kärlet förefintlig vätska (4), där ett roterande organ (18) förefinns i kärlet, vilket organ är beläget under vätskans överyta (5), k ä n - n e t e c k n a d a V, att kärlet (1) är konformat med ko- nens spets (6) riktad nedåt, där konens mantelyta är utbildad av ett antal plana sidostycken (7-11) och där en ultraljudge- nerator (2,3) är anbringad på tre eller flera av de plana sidostyckena (7-11) för att generera ultraljud och av att respektive sidoytas (8-ll) normalriktning (14,15) utgående från respektive ultraljudsgenerator (2,3) sammanfaller i en punkt (16) på kärlets (1) längdaxel (13) under vätskans yta (5)-

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att vätskans (4) nivå (5) i kärlet (1) är sådan att åtminsto- ne den främre delen av gaskåpan (38) och kontaktmunstycket (39) kan neddoppas i vätskan.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att det finns ett genomgående hål (l6') i kärlets (1) botten genom vilket en axel (17) löper, vilken axel i sin i kärlet förefintliga ände uppbär ett fästorgan (18) för verk- tyg (24,27,30) och vilken i dess motsatta ände är ansluten till en elektrisk motor (48) anordnad att rotera nämnda axel (17).

4. Anordning enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d a v, att axeln (17) är anordnad att rotera med en has- tighet av 50 till 500 r.p.m., företrädesvis omkring 180 r.p.m. 10 503 240 11

5. Anordning enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda fästorgan (18) innefattar en platta (19) som är placerad vinkelrätt mot nämnda roterande axel (17), vilken plattas (19) ovansida är utformad för att där fästa verktyg.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda verktyg (24,27,30) utgöres av en eller flera bors- tar och/eller ett fräsverktyg.

7. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v , att nämnda vätska (4) är en tvättvätska.