ITTO940783A1 - Dispositivo per la saldatura di scocche di autoveicolo o di loro sotto-gruppi. - Google Patents

Abstract

Viene descritto un robot per la saldatura di scocche di autoveicolo o di loro sotto - gruppi provvisto di una testa per l'esecuzione di saldature a resistenza a filo.(Figura 1).

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Dispositivo per la saldatura di scocche di il- autoveicolo o di loro sotto-gruppi",

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai dispositivi per la saldatura di scocche di autoveicolo o di loro sotto-gruppi, del tipo comprendente una struttura di sopporto ed una testa di saldatura collegata a detta struttura di sopporto in modo tale da essere spostabile rispetto a questa.

Secondo la tecnica convenzionale, le strutture di autoveicolo sono costituite da elementi di lamiera stampata fra loro assemblati mediante saldatura elettrica a punti. A tal fine, gli elementi da saldare presentano flange giustapposte, che vengono saldate fra loro, dopo che gli elementi sono stati bloccati nella posizione corretta di assemblaggio, mediante applicazione di una pluralità di punti elettrici di saldatura, che vengono eseguiti da teste di saldatura che sono ad esempio portate da robot programmati per raggiungere tutte le varie parti della struttura da saldare.

In tempi recenti, si è fatta sempre più sentire nell'industria automobilistica l'esigenza di ridurre il più possibile il peso della struttura, senza naturalmente pregiudicare la sua resistenza.

La tecnica di assemblaggio delle carrozzerie mediante saldatura a punti pone dei limiti alla possibilità di risolvere in modo soddisfacente il suddetto problema. Infatti, tale tecnica porta ad un decadimento della resistenza della struttura, sia in guanto la sezione resistente nella zona di saldatura è minore di quella della lamiera originaria, sia soprattutto in quanto si creano concentrazioni di sforzo in corrispondenza dei punti di saldatura. D'altro canto, se si cerca di compensare il decadimento di resistenza aumentando il numero di punti di saldatura, si incrementa in modo intollerabile il costo di esecuzione della saldatura. Inoltre, quando il passo dei punti di saldatura scende al di sotto di valori nell'ordine dei 25 min cominciano a verificarsi fenomeni di correnti elettriche parassite, non facilmente controllabili .

Il problema sopra indicato potrebbe essere superato realizzando saldature continue, anziché a punti, in quanto in tal caso sarebbe possibile diminuire lo spessore degli elementi di lamiera lasciando inalterata la rigidezza della struttura o, inversamente, aumentare la rigidezza lasciando inalterati gli spessori.

Nel tentativo di raggiungere tale obiettivo, sono stati compiuti da più parti studi e ricerche per l'impiego di teste di saldatura laser. Finora, tuttavia, tali tentativi non hanno portato a risultati economicamente vantaggiosi essenzialmente per due motivi. In primo luogo, la saldatura laser a lembi sovrapposti, che sarebbe preferibile (in quanto non costringerebbe i costruttori di auto a mutare il criterio di progettazione delle strutture) richiede sistemi di accostamento dei pezzi che si sono rivelati di difficile esecuzione e soprattutto non è eseguibile qualora le lamiere da saldare siano zincate. In secondo luogo, un cambiamento nei criteri di progettazione della carrozzeria, che consentirebbe un impiego più vantaggioso della saldatura laser, non è sempre condiviso dai progettisti di automobili. Infine, un sistema di saldatura di potenza mediante laser è di costo relativamente elevato.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di saldatura per scocche di autoveicoli o loro sotto-gruppi che sia da un lato utilizzabile in modo semplice ed economico su strutture di carrozzeria progettate in modo tradizionale, e dall'altro lato risulti più vantaggioso rispetto al sistema convenzionale della saldatura a punti per quanto riguarda la possibilità di ridurre il peso della struttura a parità di resistenza o, viceversa, di irrobustire la struttura a parità di dimensioni.

In vista di raggiungere tale scopo, la presente invenzione ha per oggetto un1 dispositivo per la saldatura di scocche di autoveicolo o di loro sottogruppi, comprendente una struttura di sopporto ed una testa di saldatura collegata a detta struttura di sopporto in modo tale da essere spostabile rispetto a questa,

caratterizzato dal fatto che detta testa di saldatura è provvista di mezzi di saldatura a filo, del tipo, per sè noto, includente una coppia di rulli di saldatura contro-rotanti, mezzi per premere detti rulli contro gli elementi da saldare, mezzi per alimentare una corrente elettrica attraverso detti rulli di saldatura e mezzi per alimentare in modo continuo un filo di rame intorno a detti rulli di saldatura, e

dal fatto che detta testa di saldatura è portata da un robot che è atto a spostare detta testa lungo gli elementi da saldare di una scocca di autoveicolo o di un suo sotto-gruppo, per effettuare linee continue di saldatura di tali elementi.

Come sopra indicato, la tecnica della saldatura a filo, utilizzante una coppia di rulli elettrodo ed un filo di rame alimentato a tali rulli in modo che esso venga ad interporsi fra ciascun rullo e il pezzo da saldare, è per sè nota ed è utilizzata da tempo nell'industria (vedere ad esempio EP-A-296.345.

Il concetto di base della presente invenzione è quello di applicare la suddetta tecnica di saldatura per sè nota per la saldatura di scocche di autoveicolo o di loro sotto-gruppi, predisponendo un robot programmabile portante una testa di saldatura del tipo che è stato sopra indicato.

Tale applicazione nuova della suddetta tecnica di saldatura per sè nota al campo della saldatura delle scocche di autoveicolo consente di superare brillantemente i problemi sopra esposti. Essa consente infatti l'esecuzione economica e facile di linee continue di saldatura fra gli elementi costituenti la carrozzeria, con conseguente aumento di rigidezza della struttura, a parità di dimensioni, rispetto al caso di una struttura saldata con saldatura a punti. Per la stessa ragione, tale tecnica consente di realizzare strutture costituite da elementi di lamiera più sottile, e quindi più leggere, a parità di rigidezza, rispetto al caso della saldatura a punti.

E’ ancora da rilevare che nell’industria automobilistica è già stata proposta in passato l'utilizzazione di una saldatura a resistenza con rulli elettrodi per l'esecuzione della saldatura di alcuni particolari di carrozzeria (ad esempio per l’unione del tetto alle fiancate). Tuttavia tale tecnica non prevedeva l’uso aggiuntivo di un filo di rame alimentato ai rulli elettrodo. Per tale ragione, i rulli elettrodo, che erano di diametro relativamente piccolo per poter operare sulle parti da saldare, si usuravano molto rapidamente. Non era inoltre possibile mantenere la pista di saldatura con una larghezza inferiore ad una soglia di 5-6 mm, con conseguente forte riscaldamento del giunto saldato e forte deformazione della carrozzeria. La forte usura dei rulli poneva inoltre dei limiti di impiego nella costruzione di serie.

Nel caso della presente invenzione, l'uso del filo di rame evita l'usura rapida dei rulli elettrodo, che possono essere realizzati relativamente piccoli, linea di saldatura può essere quindi ottenuta con una sezione molto stretta, determinando il tal modo una bassa alterazione termica della lamiera circostante. Si evita così la possibile deformazione della carrozzeria per causa termica.

Secondo un'ulteriore caratteristica dell'invenzione, i suddetti mezzi per alimentare filo di rame ai rulli di saldatura sono atti ad alimentare lo stesso filo prima ad un primo rullo di saldatura, con un primo lato del filo in contatto con detto primo rullo, e poi ad un secondo rullo di saldatura, con un secondo lato del filo, opposto al primo, in contatto con detto secondo rullo di saldatura.

Grazie a tale caratteristica, il filo di rame viene impiegato due volte, con conseguente vantaggio economico, facendo .in modo che ogni volta esso presenti il suo lato pulito contro la lamiera da saldare.

Un'ulteriore caratteristica dell'invenzione risiede nel fatto che i suddetti mezzi di alimentazione del filo di rame includono mezzi per tendere il tratto di filo compreso fra il primo ed il secondo rullo di saldatura al fine di compensare l'allungamento del filo provocato dal passaggio sul primo rullo di saldatura* Tale allungamento è dovuto allo snervamento provocato dall'aumento di temperatura dovuto alla saldatura ed alla forza esercitata sul filo dai rulli di saldatura. ;Preferibilmente, i suddetti mezzi tenditori comprendono una carrucola su cui viene rinviato il tratto di filo comprèso fra il primo ed il secondo rullo di saldatura, detta carrucola essendo spostabile per variare la distanza fra il suo asse e l'asse di detto primo rullo. ;Secondo un'ulteriore caratteristica dell'invenzione, almeno uno dei rulli di saldatura è comandato in rotazione tramite un motore elettrico a velocità variabile portato da detta testa di saldatura e collegato a detto rullo con l'interposizione di un dispositivo riduttore. L'altro rullo può pure essere comandato positivamente in rotazione dal suddetto motore elettrico, o, alternativamente, può essere trascinato in rotazione per attrito da una ruota di trascinamento collegata in rotazione con il rullo motorizzato. ;Un'ulteriore caratteristica dell’invenzione risiede nel fatto che i suddetti mezzi di alimentazione del filo di rame comprendono una coppia di rulli contro-rotanti di richiamo del filo, disposti a valle, con riferimento alla direzione di movimento del filo, dei rulli di saldatura e comandati dal suddetto motore elettrico mediante una trasmissione che realizza un rapporto di trasmissione leggermente inferiore al rapporto di trasmissione dal motore elettrico ai rulli di saldatura, cosi da mantenere teso il filo a valle dei rulli di saldatura. ;Preferibilmente, ai suddetti rulli di richiamo sono associati mezzi limitatori di coppia per evitare che la trazione sul tratto di filo a valle dei rulli di saldatura superi un livello predeterminato. ;Una caratteristica aggiuntiva dell'invenzione risiede nel fatto che detta testa è provvista di mezzi per eliminare il tratto di filo utilizzato per eseguire una saldatura, detti mezzi includendo una cesoia disposta a valle, con riferimento alla direzione di movimento del filo, dei suddetti rulli di richiamo. In un primo esempio di attuazione, i suddetti mezzi di eliminazione del filo comprendono inoltre un contenitore portato da detta testa di saldatura e predisposto per ricevere i tratti di filo tagliati da detta cesoia. In un secondo esempio di attuazione, i suddetti mezzi di eliminazione del filo comprendono mezzi conformatori atti a piegare il filo in modo da farlo avvolgere in un ricciolo, prima dell'esecuzione del taglio con detta cesoia. ;Secondo un'ulteriore caratteristica dell'invenzione, la suddetta testa di saldatura comprende un corpo di sopporto e i suddetti rulli di saldatura sono montati girevoli su due organi di sopporto mobili su detto corpo di sopporto per variare la distanza fra gli assi dei rulli di saldatura. Sono previsti inoltre mezzi di comando del movimento degli organi di sopporto dei rulli di saldatura, atti a muovere detti rulli simultaneamente ed in modo simmetrico. In un esempio di attuazione particolarmente vantaggioso, i suddetti organi di sopporto, sono montati scorrevoli su detto corpo di sopporto lungo due direzioni parallele ed i suddetti mezzi di comando comprendono un cilindro a fluido avente uno stelo collegato a detti organi di sopporto mediante un sistema a leva che è atto a provocare un movimento simultaneo uguale ed in versi opposti dei due organi di sopporto. ;Ancora un'ulteriore caratteristica dell'invenzione risiede nel fatto che i suddetti mezzi, di alimentazione elettrica dei rulli di saldatura comprendono un trasformatore elettrico a frequenza industriale o a frequenza più alta (per riduzione di peso) con eventuale raddrizzatore, montato sul corpo di sopporto della testa di saldatura, i cui due terminali di uscita sono connessi a detti organi di sopporto dei rulli di saldatura mediante conduttori flessibili. ;Infine, una caratteristica importante dell'invenzione risiede nel fatto che il suddetto robot è provvisto di mezzi elettronici di controllo che provvedono a spostare la testa di saldatura lungo gli elementi di saldare con una velocità tale per cui la conseguente velocità di rotolamento dei rulli di saldatura su detti elementi coincide sostanzialmente con la velocità di rotazione dei rulli di saldatura provocata da detto motore elettrico. ;In una forma preferita di attuazione, il robot è provvisto di un polso di robot sul quale è montata la testa di saldatura ed i mezzi sensori di coppia associati a detto polso ed atti a rilevare la coppia di reazione trasmessa da detta testa al polso di robot, detti mezzi elettronici di controllo essendo atti a ricevere i segnali emessi da detti mezzi sensori e a controllare detto motore elettrico secondo una logica ad anello in contro-reazione, per mantenere detta coppia al di sotto di un valore predeterminato. ;Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi/ forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui: ;- la figura 1 è uria vista prospettica schematica di un robot utilizzato ai fini della presente invenzione, ;- la figura 2 è una vista laterale della testa di saldatura secondo l'invenzione, secondo la freccia II della figura 1, ;- la figura 3 è una vista frontale della testa di saldatura secondo l'invenzione, secondo la freccia III della figura 1, ;- la figura 4 è una vista prospettica schematica ed in scala ampliata della testa di saldatura secondo l'invenzione, ;la figura 5 è un'ulteriore vista in scala ampliata di un particolare della figura 4, ;- la figura 6 è una vista frontale in scala ulteriormente ampliata di un particolare della figura 5, ;- la figura 7 è una vista prospettica schematica di un'ulteriore particolare della testa di saldatura secondo 1'invenzione ;- la figura 8 è una vista laterale schematica di un'ulteriore parte della testa di saldatura secondo l'invenzione, ;- la figura 9 è una vista in sezione in scala ampliata secondo la freccia IX-IX della figura 8, ;la figura 10 è uno schema elettrico del circuito di alimentazione elettrica della testa di saldatura secondo l'invenzione, ;- la figura 11 è un'ulteriore vista prospettica in scala ampliata di un'ulteriore particolare della testa secondo l'invenzione, ;- la figura 12 è uno schema a blocchi che illustra il criterio di funzionamento dei mezzi elettronici di controllo del robot secondo l invenzione, ;- la figura 13 è una vista parziale in sezione ed in scala ampliata dei due rulli di saldatura con i relativi tratti di filo in contatto con due lamiere da saldare, ;la figura 14 illustra schematicamente il dispositivo sensore di coppia associato al polso del robot, ;- le figure 15,16 illustrano due varianti dei mezzi di alimentazione del filo di rame, e ;- la figura 17 illustra una sezione del filo utilizzato nelle varianti delle figure 15,16. ;Con riferimento ai disegni, il numero di riferimento 1 indica nel suo insieme un robot industriale il cui polso 2 porta una testa di saldatura 3 realizzata secondo la presente invenzione- Nella figura 1, il robot è raffigurato solo schematicamente, in quanto la sua struttura può essere realizzata in un qualunque modo noto. Tipicamente, il robot 1 presenterà una pluralità di elementi mutuamente girevoli le cui rotazioni sono controllate da rispettivi motori elettrici che vengono comandati da un computer secondo un programma prestabilito, al fine di far seguire alla testa di saldatura 3 traiettorie nello spazio rispetto ad un basamento di sopporto A per consentire l'esecuzione di linee continue di saldatura sulle superfici di una scocca di autoveicolo o di un suo sotto-gruppo. ;Con riferimento in particolare alle figure 2-4 e 8, la testa di saldatura 3 presenta un corpo di sopporto 4 che viene fissato al polso 2. Sul corpo di sopporto 4 sono montati scorrevoli, nell'esempio di attuazione illustrato, due organi di sopporto 5, 6 (figg. 2, 8 e 9). Come visibile nella figura 9, gli organi di sopporto 5, 6 presentano due porzioni a slitta 5a, 6a che sono montate scorrevoli entro guide 7, 8 portate dal corpo di sopporto 4. Le due porzioni a slitta 5a, 6a terminano alle loro estremità inferiori fuoriuscenti dal corpo di sopporto 4 con due teste 5b, 6b che sopportano in modo girevole due mandrini 9, 10. I mandrini 9, 10 portano alle loro estremità rispettivamente un primo rullo di saldatura 11, o rullo superiore, ed un secondo rullo di saldatura 12, o rullo inferiore. ;Con riferimento ancora in particolare alle figure 3, 8, la posizione dei rulli di saldatura 11, 12 è controllata da un cilindro a fluido 13 il cui corpo è articolato in 14 al corpo di sopporto 4 della testa di saldatura ed il cui stelo 15 è articolato in 16 ad una leva di comando 17. La leva 17 è infulcrata in 18 al corpo di sopporto 4 ed è articolata alle due porzioni a slitta 5a, 6a in corrispondenza di due assi 19, 20 disposti simmetricamente da parti opposte rispetto all'asse 18, in modo tale per cui ogni movimento dello stelo 15 determina due spostamenti simultanei uguali e di versi opposti delle due porzioni a slitta 5a, 6a. ;Con riferimento alle figure 3, 5, il mandrino 9 portante il primo rullo di saldatura 11 viene trascinato in rotazione da un motore elettrico 21 a velocità variabile, tramite un gruppo riduttore 22 ed una coppia di ingranaggi 23, 24. Nell'esempio illustrato, invece, il mandrino 10 portando il secondo rullo di saldatura 12 è trascinato inrotazione per attrito a seguito dell'impegno di una ruota di trascinamento 25 che è col legata in rotazione con il mandrino 10 in una pista 26 del mandrino 9. E* tuttavia possibile prevedere un collegamento del mandrino 10 con lo stesso motore 21 che comanda il mandrino 9.

Con riferimento ora alle figure 3, 4, un filo di rame W viene alimentato ai due rulli elettrodo 11/ 12, entro rispettive gole periferiche previste in tali rulli, in modo tale per cui tale filo si interpone fra ciascun rullo e gli elementi di saldare, contro i quali i due rulli 11, 12 vengono premuti da parti opposte.

Il filo di rame W viene alimentato svolgendolo da una bobina di alimentazione (non visibile nei disegni) attraverso una guaina 27 la cui estremità frontale è fissata in 28 al corpo di sopporto 4 della testa di saldatura 3. La figura 4 illustra chiaramente il percorso seguito dal filo di rame W, il quale, dopo essere fuoriuscito dalla guaina 27, viene rinviato intorno ad una ruota ad asse fisso 28 per poi passare sopra il rullo di saldatura 12 con un suo primo lato rivolto verso tale rullo. Dopo essere passato intorno al rullo di saldatura 12, il filo W viene rinviato intorno ad una carrucola ad asse mobile 29, che verrà descritta più in dettaglio nel seguito, per poi essere alimentato tramite una ruota di rinvio 30 ad asse fisso al rullo di saldatura 11 in modo tale per cui esso presenta contro tale rullo il suo lato che è opposto a quello che è stato in contatto con il rullo 12. In tal modo, al passaggio sui due rulli di saldatura 11, 12, il filo rivolge verso gli elementi di saldare sempre il suo lato pulito.

Il tratto indicato con W1 nella figura 4 del filo di rame che è disposto a valle (con riferimento alla direzione di movimento del filo) dei rulli di saldatura è soggetto alla trazione esercitata da due rulli contro-rotanti di richiamo 31 che sono montati girevoli sulla struttura di sopporto 4.

Con riferimento in particolare alle figure 3, 6, i rulli di richiamo 31, o almeno uno di essi, sono trascinati in rotazione tramite una trasmissione a cinghia 32 costituita da ima cinghia trapezia che impegna rispettivamente una puleggia 33 montata sull'albero di uscita del gruppo riduttore 22 e una puleggia 34 collegata mediante un albero 35 ad uno dei rulli di richiamo 31. Lo stesso motore elettrico 21 provvede pertanto a trascinare in rotazione sia i rulli elettrodo 11, 12, sia i rulli di richiamo 31. Tuttavia, il rapporto di trasmissione fra il motore 21 e i rulli di richiamo 31 è scelto leggermente inferiore a quello esistente fra motore 21 e rulli elettrodo 11, 12 in modo tale da tendere a mantenere teso il tratto di filo Wl. Preferibilmente, ai rulli di richiamo 31 viene associato un dispositivo limitatore di coppia, che provvede a mantenere la trazione del tratto di filo Wl al di sotto di un valore prestabilito, così da evitare ogni rischio di rottura del filo.

Con riferimento ancora alle figure 2-4, la carrucola mobile 29 è montata in rotazione su un elemento a slitta 36 che è montato scorrevole sull'organo di sopporto 6 e che è controllato da un cilindro a fluido (non illustrato) in modo tale da mantenere teso il tratto di filo W2 più W3 (fig. 4) compreso fra i due rulli di saldatura 11, 12, nonostante l'allungamento a cui il filo W è soggetto a seguito del passaggio sul rullo 12. Tale allungamento è determinato sia dal riscaldamento dovuto alla saldatura, sia dalla pressione esercitata sul filo dal rullo di saldatura 12, che lo preme contro l'elemento da saldare. Occorre ancora osservare che l'asse di rotazione della carrucola 29 è contenuto in un piano parallelo agli assi dei rulli 11, 12 e forma un angolo rispetto a tali assi, cosi da assumere la posizione inclinata visibile nei disegni.

Al termine dell'esecuzione di una linea di saldatura, il tratto di filo Wl utilizzato che si trova a valle dei rulli di richiamo 31 viene eliminato mediante una cesoia 37 (fig. 7) che provvede a tagliarlo. Per ridurre l’ingombro del tratto di filo da eliminare durante i movimenti del robot, la testa di saldatura è preferibilmente provvista di un dispositivo conformatore 38 disposto a valle dei rulli di richiamo 31, che provvede ad impartire al filo Wl una curvatura tale da fargli assumere una configurazione a ricciolo R. Come visibile nelle figure 5, 6 il dispositivo conformatore 38 presenta due sagome fisse 39 ed una sagoma mobile 40 comandata da un cilindro a fluido 41 e spostabile fra la posizione aperta illustrata nella figura 5, in cui il filo W rimane indisturbato e rettilineo, ed una configurazione chiusa (fig. 6) nella quale essa impartisce al filo la curvatura che determina la formazione del ricciolo R. Al termine dell'esecuzione della linea di saldatura, il ricciolo R viene eliminato mediante le cesoie 37, prima che si proceda all'esecuzione di una nuova linea di saldatura.

Alternativamente, in luogo dei suddetti mezzi conformatori 38, è possibile prevedere un contenitore predisposto per ricevere gli spezzoni rettilinei di filo tagliati dalla cesoie 37, che poi può essere svuotato saltuariamente.

Con riferimento ora alle figure 10, 11 e 2, il circuito di alimentazione elettrica dei rulli elettrodo 11, 12 comprende un trasformatore elettrico di alimentazione 42 (che può essere del tipo a 50 Hz oppure ad alta frequenza, con o senza raddrizzatore) che è montato a bordo del corpo di sopporto 4 della testa di saldatura e presenta i suoi terminali di uscita 43 collegati mediante conduttori flessibili lamellari 44 alle due porzioni a slitta 5a, 6a e, tramite queste, ai mandrini 9, 10 ed ai rulli elettrodo 11, 12.

Nel funzionamento, il robot 1 viene comandato per spostare i due rulli elettrodo 11, 12 lungo le superiici degli elementi di lamiera da saldare, cosi da realizzare una linea continua di saldatura di tali elementi. Durante l'esecuzione della saldatura, i rulli elettrodo vengono alimentati con corrente nel modo sopra indicato e premuti contro gli elementi di saldare mediante il cilindro a fluido 13 che controlla la posizione degli organi di sopporto 5, 6 portanti i mandrini di comando dei rulli, il motore elettrico 21 provvede a trascinare in rotazione uno od entrambi 1 rulli di saldatura 11, 12 e, nello stesso tempo i rulli di richiamo 31 che provvedono ad esercitare la trazione sul filo di rame W necessaria per la sua alimentazione sui rulli elettrodo 11, 12. Lo svolgimento del filo W all'uscita della guaina 27 è controllato da un dispositivo a frizione 45 regolabile con vite 46 (fig. 3). Come già indicato, durante la saldatura, la carrucola mobile 29 provvede a mantenere teso il tratto di filo di rame compreso fra i due rulli elettrodo nonostante l'allungamento a cui tale filo è soggetto a seguito del passaggio sul primo rullo.

Grazie alle caratteristiche sopra indicate, il dispositivo secondo l'invenzione è in grado di eseguire linee di saldatura continue sugli elementi di lamiera costituenti una scocca di autoveicolo o un suo sotto-gruppo in modo semplice ed economico e garantendo l’ottenimento di un'elevata rigidezza. E' pertanto possibile diminuire lo spessore degli elementi di lamiera, lasciando inalterata la rigidezza, rispetto al caso di una struttura saldata a punti, oppure aumentare la rigidezza della struttura a parità di dimensioni degli elementi componenti.

Al fine di evitare sollecitazioni indesiderate sul polso del robot, il dispositivo secondo l’invenzione è inoltre atto a far sì che la velocità di rotolamento dei rulli elettrodo 11, 12 sugli elementi da saldare conseguente al fatto che la testa di saldatura 3 viene spostata lungo tali elementi dal robot 1 è sostanzialmente uguale alla velocità di rotazione con cui tali rulli vengono comandati dal motore elettrico a velocità variabile 21. Preferibilmente, a tal scopo, i mezzi elettronici di controllo del robot 1 (indicati schematicamente con 46 nella figura 12), sono atti a controllare la velocità del motore elettrico 22 in funzione dei segnali ricevuti da un sensore 47 posto sul polso 2 del robot ed atto a rilevare la coppia di reazione della testa di saldatura 3 sul polso. I mezzi elettronici 46 sono atti ad agire sul motore elettrico 22 secondo un loop L in contro-reazione per far sì che la suddetta coppia di reazione si mantenga costantemente al di sotto di un valore prestabilito, il che corrisponde al raggiungimento della condizione ideale sopra descritta in cui la velocità di rotazione che viene impartita ai rulli elettrodo 11, 12 dal motore 22 corrisponde alla velocità di rotolamento a cui tali rulli sarebbero soggetti a seguito del movimento della testa di saldatura 2 lungo gli elementi da saldare.

La figura 13 mostra in sezione ed in scala ampliata la zona di saldatura di due lamiere Li, L2 durante l'utilizzazione del robot secondo l’invenzione. Come si vede, la sezione del filo W è simmetrica, per consentirne l'utilizzazione su entrambi i lati.

La figura 15 si riferisce ad una variante in cui ai due rulli di saldatura 11,12 viene ,inviato lo stesso filo di rame W, che tuttavia viene utilizzato sempre su uno stesso lato. In questo caso, la sezione del filo può anche essere del tipo illustrato nella figura 17. In tale variante, il filo W, dopo essere passato sul rullo 12, viene avvolto più volte su ruote di rinvio 101,102, in modo da accumulare una lunghezza di filo superiore a quella consumata ad ogni ciclo di saldatura, prima di essere inviato al rullo 11. In tal modo, durante ogni saldatura, il filo consumato che è passato sul rullo 12 non fa in tempo ad arrivare al rullo 12. Nei tempi di attesa fra una saldatura e l’altra, il filo viene fatto avanzare in modo da portare il suddetto tratto consumato dal rullo 12 oltre il rullo 11, per consentirne l'eliminazione. Pertanto, durante ogni saldatura, ciascun rullo 11,12 viene sempre interessato da un tratto di filo W non utilizzato.

La figura 16 si riferisce invece ad una variante in cui sono previsti due fili diversi W1,W2 che vengono prelevati da due bobine 103,104, fatti passare attraverso due dispositivi formatori 105,106 e quindi alimentati ai due rulli 11,12 mediante dispositivi di trazione 107,108.

La figura 14 illustra un esempio di realizzazione del sensore di coppia 47 interposto fra il polso 2 del robot e la testa di saldatura 3. Esso comprende due leve 110,111 rispettivamenta fissate al polso 2 e alla testa 3. Le leve sono articolate in 112 ad un'estremità e collegate fra loro alle estremità opposte da una cella di carico 113 ad esempio del tipo strain gauge, in grado di emettere un segnale indicativo di un'eventuale trazione o compressione, che viene poi utilizzato per pilotare il motore di comando dei rulli 11,12 secondo quanto illustrato sopra con riferimento alla figura 12.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la saldatura di scocche di autoveicolo o di loro sotto-gruppi, comprendente una struttura di sopporto (A) ed una testa di saldatura (3) collegata a detta struttura di sopporto (A) in modo tale da essere spostabile rispetto a questa, caratterizzato dal fatto che detta testa di saldatura (3) è provvista di mezzi di saldatura a filo, del tipo, per sè noto, includente una coppia di rulli di saldatura contro-rotanti (11, 12), mezzi (13) per premere detti rulli (11, 12) contro gli elementi da saldare, mezzi (42-44) per alimentare una corrente elettrica attraverso detti rulli di saldatura (11, 12) e mezzi (31) per alimentare in modo continuo un filo di rame (W) intorno a detti rulli di saldatura (11, 12), e dal fatto che detta testa di saldatura (3) è portata da un robot (1) che è atto a spostare detta testa (3) lungo gli elementi da saldare di una scocca di autoveicolo o di un suo sotto-gruppo, per effettuare linee continue di saldatura di tali elementi.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi per alimentare filo di rame (W) ai rulli di saldatura (11, 12) sono atti ad alimentare lo stesso filo prima ad un primo rullo di saldatura (12) con un primo lato del filo (W) in contatto con detto primo rullo (12), e poi ad un secondo rullo di saldatura (11), con un secondo lato del filo (W) opposto al primo, in contatto con detto secondo rullo di saldatura (12).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi di alimentazione del filo di rame (W) includono mezzi (29) per tendere il tratto di filo (W2 più W3) compreso fra il primo ed il secondo rullo di saldatura (12, 11) per compensare l'allungamento del filo (W) provocato dal passaggio sul primo rullo di saldatura (12).
4. 4. Dispositivo seconda la rivendicazione 3, caratterizzato_ dal fatto che i suddetti mezzi tenditori comprendono una carrucola (29) su cui viene rinviato il tratto di filo (W) compreso fra il primo ed il secondo rullo di saldatura (12, 11), spostabile per variare la distanza fra il suo asse e l'asse di detto primo rullo (12).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che almeno uno dei due rulli di saldatura (11, 12) è comandato in rotazione tramite un motore elettrico (21) a velocità variabile portato da detta testa di saldatura (3) e collegato a detto rullo con l'interposizione di un dispositivo riduttore (22).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi di alimentazione del filo di rame (W) comprendono una coppia di rulli contro-rotanti (31) di richiamo del filo (W), disposti a valle, con riferimento alla direzione di movimento del filo (W), dei rulli di saldatura (11, 12) e comandati da detto motore elettrico (21) mediante una trasmissione (32) che realizza un rapporto di trasmissione leggermente inferiore al rapporto di trasmissione dal motore elettrico (21) ai rulli di saldatura (11, 12), così da mantenere teso il filo <W1) a valle dei rulli di saldatura (11, 12).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che a detti rulli di richiamo (31) sono associati mezzi limitatori di coppia per evitare che la trazione sul tratto di filo (Wl) a valle dei rulli di saldatura (11, 12) superi un livello predeterminato.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta testa (3) è provvista di mezzi (37) per eliminare il tratto di filo (Wl) utilizzato per eseguire una saldatura, detti mezzi includendo una cesoia disposta a valle, con riferimento alla direzione di movimento del filo (W) dei suddetti rulli di richiamo (31).
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal_ fatto che i suddetti mezzi di eliminazione del filo comprendono un contenitore portato da detta testa (3) predisposto per ricevere i tratti di filo tagliati da detta cesoia (37).
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi di eliminazione del filo comprendono mezzi conformatori (38) atti a piegare il filo in modo da farlo avvolgere in un ricciolo (R) prima dell'esecuzione del taglio con detta cesoia (37).
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta testa (3) comprende un corpo di sopporto (4), dal fatto che detti rulli di saldatura (11, 12) sono montati girevoli su due organi di sopporto (5, 6) modili su detto corpo di sopporto (4) per variare la distanza fra gli assi dei rulli di saldatura (11, 12), e dal fatto che sono previsti mezzi di comando (13) del movimento degli organi di sopporto (5, 6) dei rulli di saldatura (11, 12), atti a muovere detti rulli (11, 12) simultaneamente ed in modo simmetrico.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detti organi di sopporto (5, 6) sono montati scorrevoli su detto corpo di sopporto (4) lungo due direzioni parallele e detti mezzi di comando comprendono un cilindro a fluido (13) avente uno stelo (15) collegato a detti organi di sopporto (5, 6) mediante un sistema a leva (17) che è atto a provocare un movimento simultaneo uguale ed in versi opposti dei due organi di sopporto (5, 6).
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di alimentazione elettrica dei rulli di saldatura (11, 12) comprendono un trasformatore elettrico (42) montato sul corpo di sopporto (4) della testa di saldatura (3), i cui due terminali di uscita (43) sono connessi a detti organi di sopporto (5, 6) dei rulli di saldatura (11, 12) mediante conduttori flessibili (44).
14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto robot è provvisto di mezzi elettronici di controllo (46) che provvedono a spostare la testa di saldatura (3) lungo gli elementi da saldare con una velocità tale per cui la conseguente velocità di rotolamento dei rulli di saldatura (11, 12) su detti elementi coincide sostanzialmente con la velocità di rotazione dei rulli di saldatura provocata da detto motore elettrico (21).
15. 15. Dispositivo secondo la rivendica2ione 14, caratterizzato dal_ fatto che detto robot (1) è provvisto di un polso di robot (2) sul quale è montata detta testa di saldatura (3) ed i mezzi sensori di coppia (47) associati a detto polso (2) ed atti a rilevare la coppia di reazione trasmessa da detta testa (3) al polso di robot (2), detti mezzi elettronici di controllo (46) essendo atti a ricevere i segnali emessi da detti mezzi sensori (47) e a controllare detto motore elettrico (21) secondo una logica ad anello in contro-reazione (L) per mantenere detta coppia al di sotto di un valore predeterminato.
16. 16. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi per alimentare filo di rame (W) ai rulli di saldatura (11, 12) sono atti ad alimentare lo stesso filo prima ad un primo rullo di saldatura (12) con un lato del filo (W) in contatto con detto primo rullo (12), e poi ad un secondo rullo di saldatura (11), con lo stesso lato del filo (W) in contatto con detto secondo rullo di saldatura (12), il tratto di filo compreso fra i due rulli di saldatura essendo di lunghezza superiore alla lunghezza di filo utilizzato ad ogni ciclo di saldatura.
17. 17. Dispositivo secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che il tratto di filo compreso fra i due rulli di saldatura viene accumulato mediante avvolgimento intorno a ruote di rinvio prima di essere alimentato al secondo rullo.
18. 18. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi per alimentare filo di rame (W) ai rulli di saldatura (11, 12) sono atti ad alimentare due fili diversi ai due rulli di saldatura.
19. 19. Dispositivo secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori di coppia (47) sono interposti fra il polso del robot e la testa di saldatura e comprendono due leve articolate fa loro ad un'estremità e fissate rispettivamente a detto polso di robot e a detta testa di saldatura, nonché una cella di carico collegante le estremità libere delle leve ed atta ad inviare un segnale indicativo della sollecitazione a cui essa è soggetta. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.