ES2641932T3 - Soldadora a tope por chispa con un sistema de leva accionado por un servomotor - Google Patents
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Abstract
Soldadora a tope por chispa - con una transmisión (9,10), - con un mecanismo de leva (7, 8), que está acoplado con una transmisión, - con un primer medio de soporte (1) para sostener una primera pieza que unir, que está unida con un palpador (7) del mecanismo de leva (7, 8) y - con un segundo medio de soporte (2) para sostener una segunda pieza que unir, caracterizada por que la transmisión (9, 10) incluye un servomotor (9), y la máquina presenta un medio de control y/o de regulación, con el cual puede controlarse y/o regularse un giro del servomotor (9) y el cuerpo de leva (8) acoplado con él, por lo que el medio de control y/o de regulación es programable y/o se puede elegir entre programas del medio de control y/o de regulación, donde al menos un programa proporciona un movimiento previsto del cuerpo de leva (8).
Description
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DESCRIPCION
Soldadora a tope por chispa con un sistema de leva accionado por un servomotor
La invencion presente se refiere a una soldadora a tope por chispa segun el preambulo de la reivindicacion 1, ver p. ej. el documento DE22 33 647.
Una soldadora a tope por chispa de este tipo se fabrica y distribuye desde hace decadas por IDEAL-Werk C.& E. Jungeblodt GMBH & Co. KG, Lippstadt, Alemania, entre otros bajo la designacion BAS y bajo otras designaciones.
En este tipo de soldadoras a tope por chispa se acciona un disco de leva del mecanismo de leva por un motor electrico con una velocidad constante. En la leva del disco de leva el movimiento del primer medio de soporte esta programado. La leva tiene diferentes tramos que estan asignados a un paso del procedimiento del proceso de soldado a tope por chispa. En un disco de leva para una soldadora a tope por chispa del tipo mencionado inicialmente pueden distinguirse por ejemplo hasta siete tramos, que se diferencian en la pendiente de la leva por grado angular. Una soldadora a tope por chispa de ese tipo puede utilizarse tras un soldado de las piezas que unir para recocer, para eliminar tensiones. Para ello la pieza de trabajo se sujeta de nuevo con una distancia mayor del medio de soporte. El primer medio de soporte se desacopla de la transmision, de forma que el primer medio de soporte puede moverse libremente, por medio de lo cual pueden evitarse fallas que pueden surgir cuando la pieza de trabajo esta sujeta a una distancia fija del medio de soporte.
Si con una soldadora tope por chispa de ese tipo se realiza un proceso de soldado a tope por chispa con otro programa, debe por lo general cambiarse el disco de leva de la soldadora a tope por chispa. Dado que los procesos de soldadura a tope por chispa pueden cambiar de producto a producto, es necesaria una pluralidad de discos de leva, que codifican los programas para la realizacion de los procesos de soldado. Esto es molesto y costoso.
En el pasado se desarrollaron por ello soldadoras a tope por chispa que tienen una mayor flexibilidad. Una maquina de ese tipo esta descrita en una solicitud de patente en los EE.uU., que se publico con el numero US 2004/0188392 A1. La maquina allf descrita presenta un husillo que esta accionado por un servomotor. El husillo mueve el primer medio de soporte frente al segundo medio de soporte, para acercar ambas piezas que unir, alejarlas entre sf y juntar una contra otra, como es usual en procesos de soldadura a tope por chispa.
Un control programable posibilita realizar una pluralidad de procesos de soldado diferentes, sin que sea necesario cambiar componentes de la maquina.
Una soldadora a tope por chispa con un servomotor y un husillo tiene una desventaja frente a una maquina con un disco de leva que reside en que el golpe de compresion con el que se juntan ambas superficies que van a soldarse entre sf de la piezas que unir, puede realizarse ahora lentamente comparado con una maquina con un disco de leva. No obstante se desea juntar las piezas que unir con la mayor velocidad posible, de manera que los materiales de las piezas que unir puedan penetrar bien entre sf en las superficies que se van a soldar y asf surge una soldadura resistente y de alta calidad. El avance de una de las piezas que unir contra la otra se realiza ventajosamente en este caso de forma no lineal.
Tampoco es posible sin mas un desacoplo del primer medio de soporte de la transmision, como es razonable en un recocido de la pieza de trabajo.
Un rapido golpe de compresion solo puede conseguirse cuando el husillo y la tuerca que encaja en el husillo se desencaja, de manera que el medio de soporte movil acoplado con la tuerca para una de las piezas que se van a unir puede controlarse independientemente del movimiento del servomotor y moverse para el golpe de compresion. Cuando pueden desencajarse la tuerca y el husillo, tambien es posible un movimiento libre del soporte en el recocido.
La construccion para una tuerca que pueda desacoplarse del husillo es muy costosa y cara.
Una soldadora a tope por chispa del tipo mencionado inicialmente se conoce del documento JP 9 024477 A. En esa soldadora a tope por chispa hay un servomotor acoplado con un mecanismo de levas, que presenta un cuerpo de leva movible en translacion. El cuerpo de leva del mecanismo de leva incluye una superficie exterior construida curvada en tramos, que actua conjuntamente con un palpador, que a su vez esta unido con un medio de soporte para una primera pieza que se va a unir.
Ante el contexto de las desventajas de las soldadoras a tope por chispa con un husillo se propuso la adaptacion de una soldadora a tope por chispa, que por un lado sea facilmente programable y a ser posible con la ayuda de software, con la que por otro lado se pueda realizar un golpe de compresion con la intensidad deseada y posibilite un movimiento libre del medio de soporte movil durante el recocido.
La solucion de esta tarea proporciona una soldadora a tope por chispa del tipo mencionado inicialmente con las caractensticas de la pieza caracterizada de la reivindicacion 1.
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Como se conoce del documento JP 9 024477 A, la soldadora a tope por chispa conforme a la invencion segun la reivindicacion 1 presenta un mecanismo, que incluye un servomotor, con el que se acciona un cuerpo de leva del mecanismo de levas.
Con la utilizacion de un servomotor en lugar de un motor que gire siempre a la misma velocidad durante el proceso de soldado es posible influir en el movimiento del cuerpo de leva. El cuerpo de leva puede por medio de esto girar mas rapido o mas lento durante el procedimiento de soldado.
La secuencia del procedimiento de soldado se predetermina tanto a traves del movimiento del cuerpo de leva predeterminado por el servomotor, como tambien a traves de la leva sobre el cuerpo de leva. La programacion de la maquina puede realizarse por medio de esto a traves de un control del servomotor. Por otro lado la maquina esta predeterminada en parte a traves de la leva del cuerpo de leva.
Asf se puede programar en una maquina de soldadura a tope por chispa segun la invencion por ejemplo el golpe de compresion del cuerpo de leva. Este es posible por ejemplo por medio de que en la leva hay previsto un hombro que lleva a un disparo del palpador y del primer medio de soporte unido con el disparo. Este disparo del palpador y en consecuencia tambien el del primer medio de soporte tambien puede realizarse mediante un primer tramo de la leva, el cual tiene una pendiente infinita, casi infinita o claramente muy superior a los otros tramos de la leva.
La maquina segun la invencion presenta un medio de control y/o de regulacion con el cual puede controlarse y/o regularse un giro del servomotor y del cuerpo de leva acoplado a el. Segun la invencion el medio de control y/o de regulacion es programable. De forma alternativa o adicionalmente puede elegirse entre programas del medio de control y/o del medio de regulacion. Con los programas puede predeterminarse un movimiento previsto del cuerpo de leva, con lo que tambien se predetermina el movimiento del primer medio de soporte en interaccion con la leva del cuerpo de leva.
Lejos del primer tramo o del hombro la leva puede presentar otros tramos. Estos otros tramos tambien pueden contener una programacion de la maquina segun la invencion.
Ventajosamente la maquina segun la invencion presenta un cuerpo de levas con una leva con al menos un segundo tramo con una pendiente positiva constante. Igualmente la leva del cuerpo de leva puede presentar en un tercer tramo una pendiente negativa constante.
Por medio del hombro y del segundo y tercer tramo de la leva, es decir por medio de los tres tramos de la leva, pueden programarse movimientos disponibles del primer medio de soporte en cada procedimiento de soldado. Asf, muchos procedimientos de soldado a tope por chispa conocidos presentan los siguientes movimientos del primer medio de soporte: 1. Separacion del medio de soporte, 2. Acercamiento lento del medio de soporte, 3. Disparo para el golpe de compresion.
La mayona de los procedimientos de soldadura a tope por chispa se distinguen solo por medio de en que momento tienen los medios de soporte que posicion entre sf, y en que momento los medios de soporte tienen que velocidad. Ambos pueden ajustarse por medio de como se palpa la leva por el palpador o como se mueve el cuerpo de leva para el control del movimiento del palpador.
El movimiento del cuerpo de leva se realiza a traves del servomotor, por lo que por medio de una variacion del movimiento del cuerpo de leva originado por medio del servomotor se influye adicionalmente a las instrucciones en el movimiento del palpador por medio de la leva. Con la leva del cuerpo de leva pueden programarse de una forma sencilla secuencias de movimiento basicas, mientras que se puede conseguir una instruccion mas precisa del movimiento por medio del guiado del servomotor.
En una maquina segun la invencion el primer tramo, el segundo tramo y el tercer tramo o el hombro de la leva del cuerpo de leva pueden estar uno detras de otro directa o indirectamente.
El al menos un programa del medio de control y/o regulacion puede por ejemplo predeterminar un movimiento previsto del cuerpo de leva, por el que el cuerpo de leva se acelere o se frene durante la ejecucion de un programa.
Una maquina segun la invencion puede presentar al menos un muelle y/o al menos una transmision lineal, que por ejemplo este acoplada con el primer medio de soporte. Por medio del muelle o de la transmision lineal al primer medio de soporte se le aplica una fuerza tal que el palpador, que esta unido con el primer medio de soporte, se ajusta a la leva del cuerpo de leva. Ademas se puede suministrar la fuerza necesaria con el mismo o con otro muelle o con la misma o con otra transmision lineal para realizar el golpe de compresion, cuando se alcanza el primer tramo o el hombro de la leva.
En el caso del muelle puede tratarse de un muelle de torsion retorcido. La transmision lineal puede ser una transmision neumatica o una transmision hidraulica.
Si para el contacto entre el palpador y el disco de leva y para el golpe de compresion se preven diferentes transmisiones, estas pueden ejercer fuerzas en la misma direccion o en direcciones opuestas. Las transmisiones
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pueden estar bloqueadas una contra otra, de manera que no ejerzan una fuerza simultaneamente y una de las transmisiones se desconecte cuando la otra esta conectada.
La invencion se explica mas detalladamente mediante el dibujo. En el muestran:
Fig. 1 una representacion esquematica de una vista superior sobre una soldadora a tope por chispa
segun la invencion.
Fig. 2 una soldadora a tope por chispa segun la invencion simplificada en la vista superior,
Fig. 3 un disco de leva de la soldadora a tope por chispa de la figura 2,
Fig. 4 una representacion de la leva del disco de leva segun la fig. 3 y
Fig. 5 una representacion esquematica de una vista superior sobre una segunda soldadora a tope por
chispa segun la invencion.
De la representacion esquematica de la fig. 1 queda clara la idea en la que se basa la invencion. La figura 1 muestra un primer medio de soporte 1 y un segundo medio de soporte 2, sobre los cuales pueden fijarse dos piezas que se van a unir entre sf por soldado a tope por chispa. Mientras que el segundo medio de soporte 2 esta fijo, el primer medio se soporte 1 se fija a dos barras de guiado 3, que se introducen a traves del segundo medio de soporte 2 y estan alojadas en grnas de forma que pueden desplazarse.
Cada uno de ambos medios de soporte 1, 2 esta unido con una conexion del circuito secundario de un transformador de soldadura T, que es parte de una fuente de alimentacion de soldadura. La fuente de alimentacion de soldadura puede estar construida de cualquier forma adecuada.
Ambas barras de guiado 3 estan unidas entre sf en un extremo por medio de un puente 4. En este puente encajan dos unidades de piston-cilindro 5, 6, que presionan el puente 4, las barras de guiado 3 y el primer medio de soporte 1 en direccion al segundo medio de soporte 2. Una primera unidad 5 de las unidades piston-cilindro 5, 6 sirve para asegurar el contacto permanente entre un palpador 7 y un disco de leva 8, mientras que una segunda unidad 6 de las unidades 5, 6 de piston-cilindro sirve para proporcionar la fuerza necesaria para el golpe de compresion. Si ninguna de ambas unidades 5, 6 presiona el palpador 7 contra el disco de leva 8, el palpador puede moverse libremente en un penmetro limitado.
Una de ambas barras de guiado 3 presenta en su extremo alejado del puente 4 el palpador 7. Este palpador 7, asf como tambien el disco de leva 8 son partes de un mecanismo de leva. El palpador 7 palpa una leva del disco de leva 8. El disco de leva 8 puede girar y se acciona por un servomotor 9.
Por medio del posicionamiento del disco de leva 8 se predetermina la posicion del primer medio de soporte 1 al segundo medio de soporte 2.
Por medio del movimiento del disco de leva 8 mediante el servomotor se predetermina el instante y la velocidad al cual el primer medio de soporte 1 alcanza una posicion o con la cual el primer medio de soporte 1 alcanza una posicion.
La representacion simplificada de una soldadora a tope por chispa muestra igualmente los componentes representados en la figura 1. Los componentes ya representados en la figura 1, estan caracterizados con los mismos signos de referencia que en la figura 1. En la figura 2 se representa tambien el servomotor 9, no representado en la figura 1. El servomotor 9 acciona el disco de leva 8 por medio de un mecanismo 10.
Ademas, en la figura 2 se representan grnas 11, en las cuales se alojan las barras de guiado 3, en las cuales se fija el medio de soporte 1.
La maquina representada en la figura 2 presenta un medio 12, que posibilita ajustar la separacion del medio de soporte, que debe alcanzarse tras el golpe de compresion en el recocido. Estos medios 12 posibilitan ademas un desplazamiento del primer medio de soporte 1 hacia las barras de guiado 3, que si no esta fijado firmemente a las barras de guiado 3.
Unidas firmemente con los medios de soporte 1, 2 hay conexiones electricas 13 a los cables electricos (no representados) de una fuente de alimentacion de soldadura a la cual pueden conectarse los medios de soporte.
El disco de leva 8 presenta una leva, la cual resulta por medio de un radio cambiante en el giro del disco de leva de una superficie circundante del disco de leva.
Si este radio de la superficie circundante se aplica con dependencia de la posicion angular del disco de leva 8, resulta el diagrama representado en la figura 4.
La diferencia entre el radio mayor y el radio menor proporciona el recorrido maximo que puede recorrer el primer
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medio de soporte 1 en un giro del disco de leva 8. El menor radio define la siguiente posicion al primer medio de soporte 1 del primer medio de soporte 1 y el radio mayor define la posicion con la mayor separacion de los medios de soporte 1, 2.
Hay tres tramos de la leva claramente reconocibles, en los cuales el primer tramo k1 presenta un hombro de 50° aproximadamente, el segundo tramo una pendiente positiva de 215° aproximadamente y el tercer tramo k3 una pendiente negativa de 95° aproximadamente.
El hombro en el primer tramo k1 posibilita un disparo repentino, apoyado por la segunda unidad de piston-cilindro 6 del primer medio de soporte 1, para realizar el golpe de compresion.
Por medio de la velocidad con la cual gira el servomotor 9 del disco de leva 8, y por medio de la pendiente de la leva se predetermina lo rapido que se mueve el palpador 7 y con ello el primer medio de soporte 1. Por el contrario por medio de la posicion angular del disco de leva se fija el radio de la superficie perimetral y con ello la posicion del primer medio de soporte 1.
Debido a que el disco de leva 8 puede moverse por medio del servomotor 9 en cualquier instante a una posicion angular, se puede llegar en cualquier momento a una posicion deseada del primer medio de soporte 1.
La segunda soldadora a tope por chispa segun la invencion representada esquematicamente en la figura 5 corresponde en amplias partes a la primera soldadora a tope por chispa representada en la figura 1. Por ello se utilizan los mismos signos de referencia que en la figura 1 para partes de la maquina iguales o funcionalmente iguales.
La diferencia esencial entre la soldadora a tope por chispa segun la fig. 5 y la soldadora a tope por chispa segun la fig. 1 reside en que el servomotor 9 y el disco de leva 8 accionado por el servomotor 9, asf como el palpador 7 en contacto con disco de leva 7 estan dispuestos sobre el lado del primer medio soporte 1, sobre el cual tambien esta previsto un puente 4, el cual une entre sf las barras de guiado 3.
Ademas la primera unidad 5 de piston cilindro no esta unida con el puente 4 sino con el primer medio de soporte 1, de manera que la fuerza proporcionada por la primera unidad 5 se transmite al primer medio de soporte 1 y solo indirectamente al puente 4 y al palpador 7 unido a el. La primera unidad piston-cilindro podna sin embargo estar tambien unida basicamente con el puente 4.
La primera unidad tiene una direccion de actuacion modificada debido a la otra disposicion del servomotor 9, del disco de leva 8 y del palpador 7, para crear el contacto entre el palpador 7 y el disco de leva 8. Si para la fabricacion del contacto en la primera maquina era necesaria una fuerza que presionara el primer medio de soporte 1 en direccion al segundo medio de soporte 2, en la segunda maquina se requiere una fuerza que retire del primer medio de soporte 1 del segundo medio de soporte 2, para crear el contacto entre el palpador 7 y el disco de leva 8.
Claims (9)
- 51015202530REIVINDICACIONES1. Soldadora a tope por chispa- con una transmision (9,10),- con un mecanismo de leva (7, 8), que esta acoplado con una transmision,- con un primer medio de soporte (1) para sostener una primera pieza que unir, que esta unida con un palpador (7) del mecanismo de leva (7, 8) y- con un segundo medio de soporte (2) para sostener una segunda pieza que unir,caracterizada por que la transmision (9, 10) incluye un servomotor (9), y la maquina presenta un medio de control y/o de regulacion, con el cual puede controlarse y/o regularse un giro del servomotor (9) y el cuerpo de leva (8) acoplado con el, por lo que el medio de control y/o de regulacion es programable y/o se puede elegir entre programas del medio de control y/o de regulacion, donde al menos un programa proporciona un movimiento previsto del cuerpo de leva (8).
- 2. Maquina segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el mecanismo de leva (7, 8) presenta un cuerpo de leva en particular un disco de leva (8) y por que la leva del cuerpo de leva (8) presenta un hombro o un primer tramo con una pendiente infinita o casi infinita.
- 3. Maquina segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que la leva presenta un segundo tramo con una pendiente positiva constante.
- 4. Maquina segun la reivindicacion 3, caracterizada por que la leva del cuerpo de leva presenta en un tercer tramo una pendiente negativa constante.
- 5. Maquina segun la reivindicacion 4, caracterizada por que el primer tramo, el segundo tramo, y el tercer tramo o el hombro estan colocados uno tras otro directa o indirectamente.
- 6. Maquina segun una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada por que al menos un programa proporciona un movimiento previsto del cuerpo de leva por el que el cuerpo de leva se acelera y/o frena durante la ejecucion de un programa.
- 7. Maquina segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que presenta un muelle y/o una transmisionlineal (5, 6) que por ejemplo esta acoplada con el primer medio de soporte (1).
- 8. Maquina segun la reivindicacion 7, caracterizada por que el muelle es un muelle de torsion retorcido.
- 9. Maquina segun la reivindicacion 7 u 8, caracterizada por que la transmision lineal es una transmision neumatica (5, 6) o una transmision hidraulica.
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