ES2960388T3 - Dispositivo de avance de alambre y procedimiento para generar un avance del alambre - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de alimentación de alambre para transportar un alambre y a un método para alimentar alambre usando un dispositivo de alimentación de alambre, en particular para un dispositivo de unión térmica, que tiene al menos un elemento de accionamiento que puede ser accionado por un accionamiento de alimentación y se puede colocar contra un alambre guiado a través del dispositivo de avance de alambre, ejerciendo una presión de contacto, para transferir el movimiento de accionamiento por fricción. Según la invención, para ajustar de forma variable la presión de contacto que actúa sobre el cable está previsto un actuador que está acoplado al al menos un elemento de accionamiento y que puede controlarse mediante un controlador mediante los valores medidos de la presión de contacto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de avance de alambre y procedimiento para generar un avance del alambre

La invención se refiere a un dispositivo de avance de alambre según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento para generar un avance del alambre según el preámbulo de la reivindicación 6.

La invención se refiere en particular a dispositivos de avance de alambre o procedimientos para operar dispositivos de avance de alambre de este tipo que son utilizados en dispositivos de unión térmica con electrodos de alambre de fusión o con material de aporte alimentado en forma de alambre. Estos pueden ser por ejemplo sopletes de soldadura blanda o fuerte para el procedimiento de soldadura por arco metálico bajo gas protector (MAG), en particular los procedimientos MIG o MAG. Aquí MIG se refiere al llamado procedimiento de gas inerte de metal. MAG se refiere al llamado procedimiento de gas activo de metal. La presente invención también se puede referir a accionamientos de alambre frío y alambre caliente para dispositivos de soldadura WIG y por plasma, procedimientos láser e híbridos, por ejemplo procedimientos tándem o híbridos MSG-láser, en los que materiales de aporte en forma de alambre son alimentados por separado a los puntos de junta.

Además de un posible uso en el ámbito de los sopletes de soldadura guiados manualmente, el contenido de la invención se refiere en particular a dispositivos de avance de alambre que se utilizan en sopletes guiados por máquina. Los sopletes guiados por máquina son sopletes que no son guiados por una persona, es decir con la mano, sino por una máquina, por ejemplo por un robot de varios ejes.

En un dispositivo de avance de alambre según el preámbulo se encuentra al menos un elemento de accionamiento para la aplicación con unión positiva de fricción de un movimiento de accionamiento sobre un electrodo de alambre o un alambre guiado a través del dispositivo de avance de alambre.

Por el estado de la técnica son conocidos dispositivos de avance de alambre de diferentes tipos, por ejemplo por los documentos FR 2624418, DE 202005 022 102 U1, US 2,915,171 A, US 2,053,260 A, EP 1384 547 B1, DE 1059 644 B o DD 250512 A1.

Los dispositivos de avance de alambre allí mostrados se utilizan principalmente en máquinas de soldar. En cada caso está previsto al menos un elemento de accionamiento que se apoya con una fuerza de presión contra el alambre a ser transportado o el electrodo de alambre a ser transportado y al mismo tiempo le transmite un movimiento de avance. La fuerza de presión normalmente es ajustada manualmente. Por esta razón, muchos fabricantes de dispositivos de avance de alambre recomiendan el ajuste manual de la fuerza de presión para determinados materiales y diámetros de alambre. Por regla general, esto es anotado en fábrica junto con las geometrías de los rodillos de transporte de alambre como una etiqueta adhesiva en la caja de alimentador. En algunos casos se utilizan dispositivos de resorte ajustables manualmente, que ejercen una tensión previa sobre el alambre o el electrodo de alambre. La fuerza de presión depende en este caso de la deformación del resorte de tensión previa.

Por el documento US 2007/0241161 A1 (base para el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 6) es conocido un dispositivo de transporte de alambre para el transporte de un alambre de soldadura mediante unos medios de transporte formados por al menos un rodillo de accionamiento y al menos un rodillo de presión desde un suministro de alambre hasta un soplete de soldadura. Para ajustar la fuerza de presión de los medios de transporte sobre el alambre de soldadura está previsto un dispositivo de ajuste con unos medios de presión deformables elástica o plásticamente que actúan sobre el al menos un rodillo de presión.

Por el documento DE 102015 003083 A1 es conocido un dispositivo de soldadura con un dispositivo de avance de alambre con una zona de alimentación para alimentar el alambre de soldadura al dispositivo de avance de alambre y con una zona de descarga para descargar el alambre de soldadura del dispositivo de avance de alambre. Entre la zona de alimentación y la zona de descarga están dispuestos un dispositivo transportador para transportar el alambre de soldadura y un dispositivo de presión para presionar el alambre de soldadura contra el dispositivo transportador.

Por el documento EP 2640544 B1 es conocido un procedimiento para determinar un valor nominal para la fuerza de presión de los rodillos transportadores de un dispositivo para transportar un alambre de soldadura de un dispositivo de soldadura. El valor nominal de la fuerza de presión es determinado empíricamente o mediante cálculo en función de parámetros determinados y ajustado en el dispositivo transportador. Los datos de los parámetros especificados son almacenados junto con parámetros adicionales relacionados con la configuración del dispositivo de soldadura en una base de datos junto con los respectivos valores teóricos determinados empíricamente de la fuerza de presión o una especificación de cálculo para calcular los respectivos valores teóricos de la fuerza de presión.

Una desventaja del ajuste manual de la fuerza de presión es que los operadores de máquinas a menudo ajustan la fuerza de presión máxima disponible, a pesar de la especificación de fábrica de una fuerza de presión prevista. Esto se hace, por un lado por comodidad y, por otro lado, por temor a un posible deslizamiento entre el elemento de accionamiento y el alambre o el electrodo de alambre. Se debe evitar bajo cualquier circunstancia que se produzca un deslizamiento entre el elemento de accionamiento y el alambre o el electrodo de alambre, ya que esto conduciría a que muy poco material del electrodo de alambre de fusión entrara en la zona de fusión en el extremo delantero del soplete de soldadura blanda o fuerte. En cuyo caso no habría suficiente material para formar la costura de soldadura, lo que daría como resultado una calidad reducida de la costura de soldadura correspondiente. Especialmente en el caso de procesos de unión guiados por máquina se debe evitar bajo cualquier circunstancia un defecto de calidad de este tipo.

Otra razón es que los accionamientos, en particular en instalaciones complejas, son de difícil acceso. Por este motivo, un control continuo, así como un ajuste manual regular de la fuerza de presión no es posible o sólo es posible con grandes dificultades.

Los casos en que los operadores realizan un ajuste de la fuerza de presión al valor máximo conllevan diversas desventajas a corto o largo plazo. Por un lado, el desgaste mecánico que se produce en el dispositivo de avance de alambre aumenta cuando las fuerzas de presión son demasiado altas. Fuerzas de pretensado excesivas también pueden conducir a que al alambre a ser transportado le sea aplicada una fuerza más allá de su margen de elasticidad y a que se deforme plásticamente de manera inadmisible al pasar a través del dispositivo de avance de alambre. Por ejemplo, una sección transversal originalmente circular de un alambre puede ser transformada en una sección transversal elíptica o angular mediante una fuerza de presión excesiva, lo que puede conducir a problemas durante el transporte o el contacto eléctrico en sopletes de soldadura blanda o fuerte o a un mayor desgaste y, por tanto, a una reducción de la calidad de la junta como resultado de irregularidades en el proceso. Finalmente, fuerzas de presión innecesariamente elevadas aumentan el consumo de energía del dispositivo de avance de alambre y reducen su vida útil.

Partiendo de las desventajas descritas anteriormente, la invención se basa en el objeto de indicar un dispositivo de avance de alambre mejorado, así como un procedimiento para generar un avance de alambre, mediante el cual se puedan reducir los errores de manejo y se pueda lograr una alta calidad de las uniones de junta térmica.

Otro objeto de la presente invención que resulta de ello consiste sobre todo en minimizar el desgaste del sistema de accionamiento, aumentando así en la medida de lo posible la calidad de costura alcanzable o manteniendo estable el proceso y, si es posible, reducir el consumo de energía del dispositivo de avance de alambre.

Este objeto se lleva a cabo con un dispositivo de avance de alambre según la reivindicación 1, así como con un procedimiento según la reivindicación 6.

Presentación de la invención

La invención tiene un dispositivo de avance de alambre para transportar un alambre, en particular para un dispositivo de unión térmica, con al menos un elemento de accionamiento que puede ser accionado por un accionamiento de avance y que se puede aplicar contra un alambre guiado a través del dispositivo de avance de alambre ejerciendo una fuerza de presión para la transmisión con unión positiva de fricción de un movimiento de accionamiento.

Según la invención, para el ajuste variable de la fuerza de presión que actúa sobre el alambre está previsto un actuador acoplado al por lo menos un elemento de accionamiento y que puede ser controlado por un dispositivo de control en función de los valores medidos de la fuerza de presión. De esta manera se puede excluir o reducir la probabilidad de un manejo incorrecto provocado por el usuario. El ajuste o graduación variable de la fuerza de presión se realiza preferentemente mientras el accionamiento de avance está en marcha. Mediante un ajuste de la fuerza de presión en los alimentadores de alambre, preferiblemente mediante motor eléctrico, se pueden ajustar de forma óptima accionamientos físicamente de difícil acceso debido en particular a que están integrados en instalaciones complejas. Para ello se puede simplificar el sistema de manera que ninguna regulación activa en el proceso varie la fuerza, sino que el ajuste se realice mediante un manejo a distancia, como puede ser un panel, Bluetooth, WLAN, etc. Otra ventaja consiste en que es posible un ajuste mucho más fino de la fuerza de presión, lo que resulta especialmente ventajoso en el caso de alambres de soldadura blandos.

Según una primera realización ventajosa de la invención, entre el elemento de accionamiento y el actuador está previsto un engranaje de acoplamiento, en particular un balancín de presión. Esto permite, por un lado, reducir adecuadamente un movimiento de sujeción generado por el actuador para ajustar la fuerza de presión, de modo que también se puede utilizar un actuador que recorra una carrera relativamente grande entre sus posiciones finales. Al mismo tiempo, mediante la selección adecuada de la reducción de un engranaje de acoplamiento se puede ajustar el punto de funcionamiento del actuador de modo que la fuerza generada por el actuador se pueda controlar o regular de manera especialmente sencilla.

En otra realización ventajosa de la invención, el engranaje de acoplamiento, en particular el balancín de presión, presenta un resorte de retorno cuya fuerza de retorno es opuesta a la fuerza de presión. Cuando se utiliza un resorte de retorno, cuya fuerza de retorno debe superar primero el actuador al generar la fuerza de presión, se puede simplificar aún más el control o la regulación del actuador.

Según otra variante de la invención, el engranaje de acoplamiento o el balancín de presión prevé una leva de accionamiento, que preferentemente forma la salida del actuador, y presenta un empujador de presión que puede ser accionado con la leva de accionamiento y está acoplado al elemento de accionamiento. Tal realización del engranaje de acoplamiento hace innecesaria una unión mecánicamente fija entre el actuador y el elemento de accionamiento, de modo que por ejemplo el montaje, el mantenimiento o la reparación del dispositivo de avance de alambre se pueden realizar de forma más sencilla. Además, mediante una realización adecuada de la forma de la leva se puede conseguir incluso una transmisión variable a través de la carrera del empujador de presión, que puede simplificar aún más la posibilidad de control o regulación del actuador.

Según la invención, el actuador presenta un dispositivo de medición para determinar una posición de actuador y/o una fuerza de actuador. Esta configuración permite estimar la fuerza de presión mediante una simple medición de la posición en la línea de transmisión de fuerza, es decir, entre el actuador y el elemento de accionamiento. Esto hace posible una medición indirecta de la fuerza de presión. También puede estar prevista una determinación directa de la fuerza de presión, en la que se mide la fuerza del actuador, esto es, por ejemplo la fuerza aplicada a la salida del actuador y de este modo es posible una conclusión directa sobre la fuerza de presión en el elemento de accionamiento. Para determinar la fuerza de presión sobre el elemento de accionamiento se debe tener en cuenta también matemáticamente un reforzamiento de fuerza provocado por un engranaje de acoplamiento.

Según la invención está previsto al menos un dispositivo de medición para determinar el avance del alambre y/o para la monitorización de la geometría del alambre. Al controlar el actuador mediante el dispositivo de control se pueden tener en cuenta los valores medidos por un dispositivo de medición, de modo que sobre el alambre siempre actúe una fuerza de presión suficientemente alta, pero a ser posible no demasiado alta. Por lo tanto, la magnitud de regulación para el ajuste de la fuerza de presión es el avance de alambre. De este modo se puede evitar con seguridad un deslizamiento no deseado entre el elemento de accionamiento y el alambre. Al mismo tiempo se pueden evitar fuerzas de presión excesivas y, con ello, un desgaste prematuro de los componentes. El avance del alambre puede realizarse, por un lado, mediante una medición realizada directamente en el alambre, por ejemplo mediante una rueda de medición que contacta directamente con el alambre. Alternativamente también se puede medir la corriente del motor del accionamiento que genera el movimiento del accionamiento.

Sobre la base de la geometría del alambre o de un llamado control de deformación es posible un control de plausibilidad para seleccionar el material para los parámetros del proceso, como por ejemplo la potencia de soldadura y la fuerza de presión. Por ejemplo, si un determinado material presenta una deformación definida a una determinada presión de ajuste, se puede suponer que el ajuste de la fuerza de presión dependiente del material corresponde muy probablemente al material correspondiente. La ventaja del reconocimiento de deformaciones es la detección de una selección incorrecta del material antes del inicio real del proceso de soldadura en el marco del enhebrado del alambre en el dispositivo. Aunque un material incorrecto también puede ser reconocido indirectamente mediante parámetros de soldadura no permitidos, en tal caso el componente puede ya estar dañado. Gracias al control de deformación se puede detectar un material incorrecto ya durante el enhebrado.

En otra variante de la invención, el al menos un dispositivo de medición detecta óptica o mecánicamente el avance o la geometría del alambre. Por un lado, una detección óptica del avance o de la geometría del alambre tiene la ventaja de que la medición puede tener lugar sin contacto y por tanto prácticamente sin desgaste. La detección mecánica normalmente se puede implementar de manera más barata y, en condiciones de uso industrial, puede ser más resistente a la contaminación que allí se produce.

Se puede dar el caso de tener que transportar alambres con diferentes diámetros. Por este motivo pueden estar previstos rodillos transportadores adaptados al diámetro del alambre, de modo que esté garantizado que siempre sea desenrollada aproximadamente la misma cantidad de alambre de los rodillos transportadores, incluso con diferentes diámetros de alambre. Esta adaptación de los rodillos transportadores se puede implementar mediante diferentes formas de ranuras que están realizadas en la superficie de los rodillos transportadores. Esto significa que a partir del número de revoluciones se puede deducir la cantidad de alambre a pesar de los diferentes diámetros de alambre. Debido a esta adaptación de los rodillos transportadores tampoco es necesario prever ninguna retroalimentación al control del motor. De esta manera, el ajuste según la invención de la fuerza de presión que actúa sobre el alambre puede ser realizado independientemente del accionamiento de alambre.

Según una idea independiente de la invención está previsto un procedimiento para generar un avance en un alambre guiado a través de un dispositivo de avance de alambre, en particular con un dispositivo de avance de alambre como el descrito anteriormente. Un movimiento de accionamiento generado mediante un accionamiento de avance es transmitido con unión positiva de fricción al alambre por un elemento de accionamiento acoplado al accionamiento de avance, y el elemento de accionamiento se apoya en el alambre con una fuerza de presión.

El procedimiento según la invención prevé además que la fuerza de presión se pueda ajustar de forma variable a diferentes valores mediante un actuador que es controlado y/o regulado en función de los valores medidos de la fuerza de presión.

La invención permite ahora el ajuste por la máquina de la fuerza de presión que actúa sobre el alambre a transportar, de tal manera que el deslizamiento entre el elemento de accionamiento y el alambre se pueda evitar o al menos reducir a una medida admisible. Además, mediante el ajuste por la máquina se puede evitar una fuerza de presión demasiado alta y así reducir el desgaste de todo el dispositivo o garantizar la geometría del alambre necesaria para una alta calidad de soldadura. El procedimiento se puede llevar a cabo preferentemente con un dispositivo de avance de alambre. La fuerza de presión se puede ajustar a diferentes valores mediante un actuador controlado y/o regulado.

Según un primer perfeccionamiento ventajoso del procedimiento, la fuerza de presión es controlada o regulada en función de al menos un parámetro de transporte del alambre, preferiblemente el deslizamiento entre el elemento de accionamiento y el alambre a transportar y/o el avance predeterminado y/o la geometría del alambre medida y/o un parámetro de soldadura, en particular la corriente de soldadura. De esta manera se puede excluir casi por completo un manejo incorrecto por parte del usuario. Por lo tanto, para configurar el dispositivo de avance de alambre ya no es necesario un ajuste manual o un ajuste posterior de la fuerza de presión. De esta manera es ajustada sólo aquella fuerza de presión que es necesaria para un correcto proceso de soldadura asegurando el avance deseado.

Según la invención, la fuerza de presión es ajustada a un valor inicial cuando se pone en marcha el dispositivo de avance de alambre y es aumentada a un valor situado por encima de un límite de deslizamiento cuando se produce un deslizamiento entre el elemento de accionamiento y el alambre. De este modo se puede garantizar con una alta probabilidad que no sólo se elimine el deslizamiento que se produce actualmente, sino también que se evite o se reduzca significativamente cualquier deslizamiento nuevo que se produzca debido a una mayor resistencia mecánica durante el transporte del alambre. Se mantiene, por así decirlo, un "margen de seguridad" a partir del límite de deslizamiento, es decir, del valor de la fuerza de presión con el que en las circunstancias actuales ya no se produce ningún deslizamiento.

Según la invención, el valor inicial de la fuerza de presión corresponde al último valor ajustado de la fuerza de presión y la fuerza de presión se reduce, si durante el funcionamiento del dispositivo de avance de alambre no se produce ningún deslizamiento entre el elemento de accionamiento y el alambre, y se aumenta de nuevo a un valor situado por encima del límite de deslizamiento si vuelve a ocurrir un deslizamiento. Con este suplemento del algoritmo en el que se basa el control o la regulación, es posible reducir la fuerza de presión que actúa sobre el alambre durante el funcionamiento continuo del dispositivo de avance de alambre a la medida necesaria para garantizar un proceso de soldadura correcto.

En otra variante, la fuerza de presión es ajustada paso a paso a valores discretos. Esto permite un fácil control del actuador. Alternativamente, la fuerza de presión puede ser ajustada de forma continua o casi continua a diferentes valores. Un ajuste continuo o casi continuo de los valores de la fuerza de presión permite un control o regulación especialmente finos. "Casi continuo" significa que un dispositivo de control que controla al actuador funciona con la mayor resolución posible en su salida. Por el contrario, un ajuste paso a paso de la fuerza de presión dirigido a valores discretos significa que en el rango de valores para el control del actuador solo están preestablecidos unos pocos valores fijos para la fuerza de presión y la fuerza de presión puede ser ajustada a uno de estos valores fijos.

En otra realización ventajosa de la invención, la fuerza de presión es regulada en función de un parámetro medido en el dispositivo de avance de alambre o en una unidad de soldadura conectada al dispositivo de avance de alambre. De esta manera se puede eliminar por completo la intervención del usuario para ajustar o adaptar la fuerza de presión correcta. Por tanto, se puede reducir aún más el desgaste mecánico que se produce en el dispositivo y mejorar aún más la calidad de la unión soldada.

Por ejemplo, es concebible una monitorización de curvas envolventes, en la que en particular en un estado nuevo del dispositivo de avance de alambre es trazada una curva de referencia única en el componente y al mismo tiempo es registrada una curva de fuerza-tiempo o fuerza-recorrido. Esta podría servir entonces como curva de referencia para un preajuste de la fuerza y también como valor de base para la llamada "Condition Monitoring".

Según otra realización ventajosa de la invención está previsto un algoritmo en el que se basa la regulación según el principio de un regulador P, regulador PI, regulador PID, regulador I o regulador PD. Con una regulación de este tipo, en primer lugar es determinada una diferencia de regulación a partir de la desviación del parámetro medido con respecto a un valor predeterminado del parámetro. Este puede ser por ejemplo el deslizamiento. El valor predeterminado del parámetro para el deslizamiento es siempre cero o casi cero. La intensidad del aumento o reducción de la fuerza de presión se produce entonces en función de la intensidad de la diferencia de regulación y/o de la velocidad de variación de la diferencia de regulación. Por un lado, esto permite una regulación más precisa pero también más rápida. Precisamente cuando se utiliza el deslizamiento entre el elemento de accionamiento y el alambre como magnitud de guía para la regulación, es decir como parámetro decisivo, es deseable una regulación especialmente rápida de la fuerza de tensión previa.

Según otra realización ventajosa de la invención está previsto que los valores con los que es controlada o regulada la fuerza de presión sean almacenados temporalmente y evaluados para determinar un estado del sistema. Esta variante se refiere a la "Condition Monitoring". Se trata de obtener indirectamente información sobre el estado del sistema transportador de alambre mediante la monitorización de la fuerza de presión. Esto significa que si se excede una determinada fuerza, se puede asumir que los componentes del sistema están desgastados o sucios - lo que hace necesario una limpieza o sustitución, pero evita un fallo total durante el funcionamiento en curso.

Para la monitorización se pueden utilizar valores discretos o también curvas envolventes (véase anteriormente). También puede ser monitorizado cuánto tiempo son excedidos determinados valores. El objetivo es que el usuario pueda reaccionar a tiempo e iniciar medidas de mantenimiento preventivas para el sistema transportador de alambre.

La curva envolvente para la fuerza de presión debe servir para la monitorización del sistema, siendo consideradas principalmente aplicaciones automatizadas con tareas que se repiten cíclicamente. Por ejemplo, un robot podría seguir permanentemente curvas de trayectoria idénticas al mismo tiempo. Por lo tanto, una curva envolvente podría representar por un lado la fuerza respecto a la trayectoria, lo que eventualmente requiere una sincronización adicional con el control del robot, o solo durante el tiempo relativo. Serían posibles otras asignaciones mediante parámetros dependientes del ciclo, como por ejemplo la velocidad de avance del alambre, las intensidades de corriente o las potencias del láser. La desviación entre el valor actual y un valor nominal respecto del proceso ideal se puede derivar utilizando uno o varios de tales parámetros. Esto suele ser más preciso que un simple valor umbral.

Otra realización del procedimiento según la invención prevé que las curvas de fuerza puedan ser almacenadas y comparadas con curvas de referencia mediante monitorización de curvas envolventes.

Finalmente, también puede estar previsto que fuerzas ajustadas, deformaciones y corrientes del motor del actuador puedan ser registradas, almacenadas y transmitidas de forma analógica mediante cable o digitalmente mediante una conexión por cable o digitalmente de forma inalámbrica. Procedimientos técnicos posibles son en particular sistemas de medición por láser, que se utilizan por ejemplo en plantas trefiladoras para el control en línea y en tiempo real del diámetro y la ovalidad de los alambres. Estos son denominados micrómetros láser.

Otros objetivos, ventajas, características y posibilidades de aplicación de la presente invención se desprenden de la siguiente descripción de ejemplos de realización en virtud del dibujo. Todas las características descritas y/o ilustradas aquí forman el contenido de la presente invención, ya sea por sí solas o en cualquier combinación significativa, incluso independientemente de su resumen en las reivindicaciones o su alusión anterior.

Muestran en parte esquemáticamente:

Figura 1: una vista en perspectiva de un dispositivo de avance de alambre con un dispositivo de medición mecánico,

Figura 2: una vista en perspectiva del dispositivo de avance de alambre con un dispositivo de medición óptico,

Figura 3: una vista en planta desde arriba de un fragmento del dispositivo de avance de alambre con actuador y balancín de presión según la Fig. 1 o 2,

Figura 4: una vista en perspectiva del fragmento según la Fig. 3,

Figura 5: otra vista en perspectiva del fragmento según la Fig. 3,

Figura 6: una vista detallada del balancín de presión,

Figura 7: una representación en perspectiva de la vista detallada según la Fig. 6,

Figura 8: una representación esquemática del movimiento de accionamiento de un alambre,

Figura 9: una vista en perspectiva de un dispositivo de avance de alambre con una correa de transmisión,

Figura 10: una vista en perspectiva de un fragmento de un dispositivo de avance de alambre con una correa de transmisión,

Figura 11: una vista detallada en perspectiva de un dispositivo de avance de alambre con un empujador de presión accionado directamente y

Figura 12: un diagrama de flujo para la determinación de la fuerza de presión.

Para mejorar la legibilidad, los componentes iguales o que tienen el mismo efecto están provistos de los mismos símbolos de referencia en las figuras del dibujo representadas a continuación para una forma de realización.

El contenido de la invención se refiere a dispositivos de avance de alambre 11, en particular a aquellos que además de un posible uso en el ámbito de los sopletes de soldadura guiados manualmente, también son utilizados en sopletes guiados por máquina. En el dispositivo de avance de alambre 11 descrito en el presente ejemplo de realización existe al menos un elemento de accionamiento 1, 4 para aplicar con unión positiva de fricción un movimiento de accionamiento a un electrodo de alambre o a un alambre 13 guiado a través del dispositivo de avance de alambre 11.

En el presente caso, el elemento de accionamiento 1 está realizado como rodillo de accionamiento, en el sentido de la invención también es concebible utilizar como elemento de accionamiento una denominada oruga de accionamiento o una correa de accionamiento 4. Un dispositivo de avance de alambre 11 con el elemento de accionamiento realizado como correa de accionamiento 4 se puede ver en la Fig. 9 y la Fig. 10.

La Fig. 1 y la Fig. 2 ilustran el dispositivo de avance de alambre 11 para transportar el alambre 13, en particular para un dispositivo de unión térmica.

Como se puede ver en la Fig. 1 y la Fig. 2, así como en particular en las vistas detalladas del dispositivo de avance de alambre 11 según las Fig. 3 a 5, el dispositivo de avance de alambre 11 presenta una interfaz 2 para un paquete de tubos para el suministro de alambre, corriente y/o gas protector. El alambre 13 es introducido a través de una conexión central 3 en el dispositivo de avance de alambre 11.

En el presente caso, el dispositivo de avance de alambre 11 tiene al menos un elemento de accionamiento 1 que puede ser accionado por un accionamiento de avance 5, que se puede aplicar contra el alambre 13 guiado a través del dispositivo de avance de alambre 11 ejerciendo una fuerza de presión 15 para el transmisión con unión positiva de fricción de un movimiento de accionamiento 14, como está ilustrado en la Fig. 8.

En el presente ejemplo de realización, el accionamiento de avance 5 puede ser accionado mediante un botón de avance de alambre 6, como se puede ver en las Fig. 1 a 5.

Para el uso de alambres con diferentes diámetros de alambre pueden estar previstos rodillos transportadores adaptados al diámetro del alambre, de modo que con diferentes diámetros de alambre siempre se garantice que la misma cantidad de alambre sea desenrollada por los rodillos transportadores. Esta adaptación de los rodillos transportadores también puede ser implementada mediante diferentes formas de ranuras que son creadas en la superficie de los rodillos transportadores. Por tanto, a pesar de los diámetros diferentes de los alambres, la cantidad de alambre puede deducirse del número de revoluciones. Debido a esta adaptación de los rodillos transportadores tampoco es necesario prever ninguna retroalimentación al control del motor. De esta manera, el ajuste según la invención de la fuerza de presión que actúa sobre el alambre puede ser realizado independientemente del accionamiento de alambre.

De la Fig. 1 y la Fig. 2, así como de la Fig. 9 y la Fig. 10, se desprende también un actuador 8 que está acoplado al por lo menos un elemento de accionamiento 1 y que puede ser controlado por un dispositivo de control 12 en función de los valores medidos de la fuerza de presión 15 para el ajuste variable de la fuerza de presión 15 que actúa sobre el alambre 13. En el presente caso, el actuador 8 acciona una leva de accionamiento 10, que actúa sobre un dispositivo de medición de fuerza 7 realizado como balancín de presión 16. El balancín de presión 16 puede presentar un elemento de retorno, en particular un resorte de retorno 17, de modo que después del accionamiento vuelva de nuevo a su posición inicial debido a la fuerza de retorno.

Una pantalla 9, en particular una unidad de LED, puede estar prevista para visualizar la fuerza de presión 15 y eventualmente también para ajustar manualmente la fuerza de presión 15.

El ajuste variable o graduación de la fuerza de presión 15 se realiza preferiblemente mientras está en funcionamiento el accionamiento de avance 5. Por un ajuste de la fuerza de presión 15 en los alimentadores de alambre, preferiblemente mediante un motor eléctrico, también se pueden ajustar de manera óptima accionamientos a los que es físicamente difícil acceder porque en particular están integrados en instalaciones complejas. Para ello, el sistema puede ser simplificado de modo que ninguna regulación activa varíe la fuerza durante el proceso, sino que el ajuste se realice por ejemplo a través de un panel, Bluetooth, WLAN o similar.

La Fig. 6 y la Fig. 7 muestran que el balancín de presión 16 dispuesto en una carcasa 20 entre el elemento de accionamiento 1 y el actuador 8 está realizado como engranaje de acoplamiento con un empujador de presión 23 y un resorte de retorno 17, siendo su fuerza de retorno 18 opuesta a la fuerza de presión 15. Esto hace posible reducir adecuadamente un movimiento de sujeción generado por el actuador 8 para ajustar la fuerza de presión 15, de modo que también se puede utilizar un actuador 8 que recorre una carrera relativamente grande entre sus posiciones finales. Al mismo tiempo, seleccionando apropiadamente la relación de reducción del engranaje de acoplamiento, se puede ajustar el punto de funcionamiento del actuador 8 de modo que la fuerza generada por el actuador 8 pueda ser controlada o regulada de manera especialmente sencilla.

La Fig. 1 y la Fig. 2 muestran, respectivamente, un dispositivo de medición 21, 22 para determinar una posición de actuador 19, con al menos un dispositivo de medición mecánico 21 en la Fig. 1 y al menos un dispositivo de medición óptico 22 en la Fig. 2, para determinar el avance del alambre 13 y/o o para la monitorización de la geometría del alambre. El dispositivo de medición mecánico 21 o el dispositivo de medición óptico 22 detectan óptica o mecánicamente el avance o la geometría del alambre.

En la Fig. 11 se puede ver en una vista detallada en perspectiva del dispositivo de avance de alambre 11 que en lugar de la leva de accionamiento 10 tiene una regulación neumática o hidráulica de la fuerza de presión. En la forma de realización según la figura 11 se trata de un accionamiento directo, en el que el empujador de presión 23 es accionado directamente, por ejemplo con un accionamiento neumático o hidráulico. Las restantes figuras muestran un accionamiento indirecto.

A continuación se explicará en detalle el procedimiento según la invención para generar un avance en un alambre 13 guiado a través del dispositivo de avance de alambre 11, en particular con un dispositivo de avance de alambre 11 descrito anteriormente, con la ayuda de un diagrama de flujo según la figura 12.

Mediante el accionamiento de avance 5 es transmitido al alambre 13 con unión positiva de fricción un movimiento de accionamiento 14 por un elemento de accionamiento 1 acoplado al accionamiento de avance 5. El elemento de accionamiento 1 se ajusta contra el alambre 13 con una fuerza de presión 15. La fuerza de presión 15 se puede ajustar de forma variable a diferentes valores mediante un actuador 8 controlado y/o regulado en función de los valores medidos de la fuerza de presión 15.

El actuador 8 puede basarse esencialmente en un modo de operación por motor eléctrico, neumático o hidráulico o también en una combinación de los mismos, de modo que la fuerza de presión en las presentes formas de realización puede ser realizada por motor eléctrico, neumática o hidráulicamente.

La fuerza de presión 15 es controlada o regulada en función de al menos un parámetro de transporte de alambre, preferiblemente el deslizamiento entre el elemento de accionamiento 1 y el alambre 13 a ser transportado y/o el avance predeterminado y/o la geometría de alambre medida y/o un parámetro de soldadura, en particular la corriente de soldadura.

En primer lugar, la fuerza de presión 15 es ajustada a un valor inicial cuando se pone en marcha el dispositivo de avance de alambre 11 y es aumentada a un valor por encima de un límite de deslizamiento cuando se produce deslizamiento entre el elemento de accionamiento 1 y el alambre 13.

El valor inicial de la fuerza de presión 15 corresponde al valor ajustado en último lugar de la fuerza de presión 15. La fuerza de presión 15 se reduce si no hay deslizamiento entre el elemento de accionamiento 1 y el alambre 13 durante el funcionamiento en curso del dispositivo de avance de alambre 11, y si se produce de nuevo deslizamiento, se eleva otra vez a un valor situado por encima del valor límite de deslizamiento.

Este ajuste de la fuerza de presión 15 puede realizarse paso a paso a valores discretos o de forma continua o casi continua a diferentes valores.

En el presente ejemplo de realización la fuerza de presión 15 es regulada en función de un parámetro medido en el dispositivo de avance de alambre 11 o en una unidad de soldadura conectada al dispositivo de avance de alambre 11.

Está previsto un algoritmo en el que se basa la regulación según el principio de un regulador P, regulador PI, regulador PID, regulador I o regulador PD.

En particular, en el presente ejemplo de realización está previsto que durante una llamada fase de aprendizaje sea determinada la fuerza de presión 15 mínima para el sistema de transporte de alambre antes del primer transporte de alambre. Para ello es aumentada paso a paso la fuerza de presión 15 durante un recorrido de aprendizaje, preferentemente al enhebrar un alambre 13 nuevo o después de un mantenimiento, hasta que ya no exista ningún deslizamiento. Este valor para la fuerza de presión 15 mínima determinada es almacenado por que como fuerza de presión 15 mínima ningún valor está por debajo de ella durante todos los transportes de alambre siguientes hasta el nuevo aprendizaje.

Después de la fase de aprendizaje, el dispositivo de avance de alambre funciona en modo normal. En caso de que durante el funcionamiento normal exista resbalamiento, es decir una desviación inadmisible, la fuerza de presión 15 es aumentada proporcionalmente a la desviación y la fuerza de presión precedente. Si se produce una desviación en varios puntos de medición, estas desviaciones se suman y en función de esto es aumentada adicionalmente la fuerza de presión 15. De este modo, la fuerza de presión 15 es aumentada rápida o "agresivamente", siendo aceptable un exceso breve de la fuerza de presión 15 absolutamente necesaria más allá del valor requerido. Por lo tanto, es necesaria y está prevista una reducción posterior de la fuerza de presión 15.

Si después del aumento de la fuerza de presión 15 no se mide ninguna nueva desviación, la fuerza de presión 15 es reducida proporcionalmente al aumento anterior. El intervalo de tiempo para la medición es constante en el tiempo o se adapta a la velocidad de avance de alambre, lo que corresponde a una cantidad de transporte de alambre constante.

Después de cada ciclo de transporte de alambre sin una desviación medible, la fuerza de presión 15 es reducida adicionalmente. La reducción se realiza paso a paso a lo largo de varios ciclos de transporte de alambre, siendo conocida la fuerza de presión 15 mínima por la fase de aprendizaje descrita anteriormente.

Los valores a los que es controlada o regulada la fuerza de presión 15 pueden ser almacenados temporalmente y evaluados para determinar un estado del sistema.

En el sentido de la invención también es concebible almacenar las curvas de fuerza y compararlas con curvas de referencia mediante una monitorización de curvas envolventes.

En el sentido de la invención también puede estar previsto que en el momento de la reorientación geométrica de un soplete de soldadura por arco o de una óptica láser se modifique en cada ciclo la potencia, por ejemplo la intensidad de corriente o la potencia del láser, en una posición de trayectoria definida. Esto aumenta la resistencia para el avance del alambre, lo que conduce a una mayor fuerza de presión 15, pero puede atribuirse a un comportamiento normal del proceso. Por ejemplo, si se utiliza un valor umbral simple para el curso de ciclo completo, entonces este valor umbral debe considerarse como el valor máximo en toda la curva de trayectoria, por lo que los problemas de transporte de alambre en otros lugares de la curva de trayectoria pueden pasar desapercibidos. Sin embargo, si este valor umbral dependiente de la trayectoria sólo se tiene en cuenta en la zona de la reorientación, entonces la fuerza de presión 15 puede ser comparada con el valor nominal concreto dependiente de la trayectoria.

En el sentido de la invención es igualmente concebible que el alambre 13 sea guiado en forma de meandros a través de la correa de transmisión 4 según las Fig. 9 y 10. Este movimiento del alambre puede estar acoplado mecánicamente al accionamiento 8. Sin embargo, también es imaginable un accionamiento separado del alambre para el movimiento en forma de meandros. De esta manera, la correa 4 es desgastada uniformemente a través de casi toda su superficie, aumentando así significativamente la durabilidad de la correa. La anchura de la correa puede ser preferentemente de unos 20 mm.

Lista de símbolos de referencia

1 elemento de accionamiento (rodillo de accionamiento)

2 interfaz

3 conexión central

4 elemento de accionamiento (correa de accionamiento)

5 accionamiento de avance

6 botón de avance de alambre

7 dispositivo de medición de fuerza

8 actuador

9 pantalla

10 leva de accionamiento

11 dispositivo de avance de alambre

12 dispositivo de control

13 alambre

14 movimiento de accionamiento

15 fuerza de presión

16 balancín de presión

17 resorte de retorno

18 fuerza de retorno

19 posición del actuador

20 carcasa de balancín de presión

21 dispositivo de medición mecánica

22 dispositivo de medición óptica

23 empujador de presión

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de avance de alambre (11) para el transporte de un alambre (13) para un dispositivo de unión térmica con al menos un elemento de accionamiento (1) que puede ser accionado por un accionamiento de avance (5), que para la transmisión con unión positiva de fricción de un movimiento de accionamiento (14) puede ser aplicado contra un alambre (13) guiado a través del dispositivo de avance de alambre (11) ejerciendo una fuerza de presión (15); en el que está previsto un actuador (8) que está acoplado con el por lo menos un elemento de accionamiento (1) y puede ser controlado por un dispositivo de control (12) para ajustar de forma variable la fuerza de presión (15) que actúa sobre el alambre (13); en el que la fuerza de presión (15) puede ser controlada o regulada en función de al menos un parámetro de transporte del alambre, preferiblemente el deslizamiento entre el elemento de accionamiento (1) y el alambre (13) a ser transportado, y/o el avance predeterminado y/o la geometría del alambre medida y/o un parámetro de soldadura, en particular la corriente de soldadura, caracterizado por que el actuador (8) presenta un dispositivo de medición (21, 22) para la determinación de una posición de actuador (19) y/o una fuerza de actuador, estando configurado el dispositivo de medición (21, 22) para estimar indirectamente o determinar directamente la fuerza de presión (15), y/o está previsto al menos un dispositivo de medición (21, 22) para determinar el avance del alambre (13) y/o para monitorizar la geometría del alambre, en el que la fuerza de presión (15) puede ser ajustada de forma variable a diferentes valores mediante el actuador (8) controlado y/o regulado en función de los valores medidos del dispositivo de medición (21,22).

2. Dispositivo de avance de alambre (11) según la reivindicación 1, caracterizado por que entre el elemento de accionamiento (1) y el actuador (8) está previsto un balancín de presión (16).

3. Dispositivo de avance de alambre (11) según la reivindicación 2, caracterizado por que el balancín de presión (16) presenta un resorte de retorno (17), cuya fuerza de retorno (18) es opuesta a la fuerza de presión (15).

4. Dispositivo de avance de alambre (11) según la reivindicación 3, caracterizado por que el balancín de presión (16) presenta una leva de accionamiento (10), que forma preferiblemente la salida del actuador (8), y presenta un empujador de presión (23) que puede ser accionado con la leva de accionamiento (10) y está acoplado al elemento de accionamiento (1).

5. Dispositivo de avance de alambre (11) según la reivindicación 1, caracterizado por que el al menos un dispositivo de medición (21,22) detecta el avance o la geometría del alambre de forma óptica (21) o mecánica (22).

6. Procedimiento para la generación de un avance de un alambre (13) guiado a través de un dispositivo de avance de alambre (11) con un dispositivo de avance de alambre (11) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que un movimiento de accionamiento (14) generado mediante un accionamiento de avance (5) es transmitido con unión positiva de fricción al alambre (13) por un elemento de accionamiento (1,4) acoplado al accionamiento de avance (5) y el elemento de accionamiento (1,4) aquí se apoya en el alambre (13) con una fuerza de presión (15); en el que la fuerza de presión (15) puede ser ajustada de forma variable a diferentes valores mediante un actuador (8) controlado y/o regulado en función de los valores medidos de la fuerza de presión (15); en el que la fuerza de presión (15) es controlada o regulada en función de al menos un parámetro de transporte del alambre, preferiblemente el deslizamiento entre el elemento de accionamiento (1) y el alambre (13) a ser transportado, y/o el avance predeterminado y/o la geometría del alambre medida y/o un parámetro de soldadura, en particular la corriente de soldadura; en el que la fuerza de presión (15) es ajustada de forma variable a diferentes valores mediante el actuador (8) controlado y/o regulado mediante los valores medidos con el dispositivo de medición (21, 22); en el que al poner en marcha el dispositivo de avance de alambre (11) la fuerza de presión (15) es ajustada a un valor inicial y, en caso de que se produzca un deslizamiento entre el elemento de accionamiento (1) y el alambre (13) es aumentada a un valor situado por encima de un límite de deslizamiento, y el valor inicial de la fuerza de presión (15) corresponde al valor de la fuerza de presión (15) ajustado en último lugar, y la fuerza de presión (15) en ausencia de deslizamiento entre el elemento de accionamiento (1) y el alambre (13) se reduce durante el curso del funcionamiento del dispositivo de avance de alambre (11) y, en caso de que se produzca un nuevo deslizamiento, es aumentada otra vez a un valor situado por encima del límite de deslizamiento.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que la fuerza de presión (15) es controlada o regulada en función de al menos un parámetro de transporte del alambre, preferentemente el deslizamiento entre el elemento de accionamiento (1) y el alambre (13) a ser transportado, y/o el avance predeterminado y/o la geometría del alambre medida y/o un parámetro de soldadura, en particular la corriente de soldadura.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por que la fuerza de presión (15) es ajustada paso a paso a valores discretos.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que la fuerza de presión (15) es ajustada de forma continua o casi continua a valores diferentes.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por que la fuerza de presión (15) es regulada en función de un parámetro medido en el dispositivo de avance de alambre (11) o en una unidad de soldadura conectada al dispositivo de avance de alambre (11).

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que un algoritmo en el que se basa la regulación está previsto según el principio de un regulador P, regulador PI, regulador PID, regulador I o regulador PD.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado por que los valores a los que es controlada o regulada la fuerza de presión (15) son almacenados temporalmente y evaluados para la determinación de un estado del sistema.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 12, caracterizado por que las curvas de fuerza son almacenadas y pueden ser comparadas con curvas de referencia mediante monitorización de curvas envolventes.