PL243771B1

PL243771B1 - Device for automated butt welding of tension belts

Info

Publication number: PL243771B1
Application number: PL434318A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Wałęsa; Jan Górecki; Dominik Wilczyński; Krzysztof Talaśka
Original assignee: Politechnika Poznanska
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2023-10-09
Also published as: PL434318A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do zautomatyzowanego zgrzewania pasów cięgnowych o konstrukcji modułowej, składające się z modułów dozowania (1) i łączenia (2) zabudowanych na modułowej ramie przestrzennej (3), przy czym moduły dozowania (1) i łączenia (2) są nieruchome względem ramy przestrzennej (3), a moduł łączenia (2) składa się z chwytaka nieprzesuwnego (2.1), chwytaka przesuwnego (2.2) oraz modułu grzewczego (2.3), przy czym chwytak nieprzesuwny (2.1) jest zamontowany nieruchomo względem ramy przestrzennej (3) za pomocą spoczynkowych połączeń rozłącznych, przy czym chwytak przesuwny (2.2) i moduł grzewczy (2.3) są zamontowane przesuwnie względem ramy przestrzennej urządzenia (3) i chwytaka nieprzesuwnego (2.1), za pomocą prowadnic liniowych, których szyny są zamontowane nieruchomo względem ramy przestrzennej urządzenia (3), za pomocą spoczynkowych połączeń rozłącznych, przy czym chwytak przesuwny (2.2) i moduł grzewczy (2.3) mogą się przesuwać w płaszczyźnie poziomej, w jednej osi.The subject of the invention is a device for automated welding of tension belts with a modular structure, consisting of dosing (1) and connecting (2) modules mounted on a modular space frame (3), where the dosing (1) and connecting (2) modules are stationary in relation to spatial frame (3), and the connecting module (2) consists of a non-sliding gripper (2.1), a sliding gripper (2.2) and a heating module (2.3), with the non-sliding gripper (2.1) mounted stationary in relation to the spatial frame (3) via by means of resting detachable connections, where the sliding gripper (2.2) and the heating module (2.3) are mounted movably in relation to the space frame of the device (3) and the non-sliding gripper (2.1), using linear guides whose rails are mounted stationary in relation to the space frame of the device ( 3), using detachable rest connections, where the sliding gripper (2.2) and the heating module (2.3) can move in a horizontal plane, in one axis.

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych o przekroju kołowym i średnicy od kilku do kilkunastu milimetrów, stosowanych w układach napędowych i transportujących maszyn przemysłowych.The subject of the invention is a device for automated butt welding of tension belts with a circular cross-section and a diameter of several to a dozen or so millimeters, used in the drive and transport systems of industrial machines.

Pasy pasów cięgnowe o przekroju kołowym są zazwyczaj wykonane z elastycznych tworzyw sztucznych np. z poliuretanu lub poliestru, należących do grupy elastomerów termoplastycznych, podatnych na zgrzewanie. Charakteryzują się dużą elastycznością oraz względnie niewielką wytrzymałością, która znacząco maleje wraz ze wzrostem temperatury. W podwyższonej temperaturze, materiał ten podlega zjawisku plastycznego płynięcia, co umożliwia przeprowadzanie operacji technologicznej zgrzewania.Tension belts with a circular cross-section are usually made of flexible plastics, e.g. polyurethane or polyester, belonging to the group of thermoplastic elastomers, susceptible to welding. They are characterized by high flexibility and relatively low strength, which decreases significantly with increasing temperature. At elevated temperatures, this material undergoes the phenomenon of plastic flow, which enables technological welding to be carried out.

Ze względu na zastosowanie, wymaganym jest aby pasy cięgnowe wytwarzane były w formie zamkniętej pętli, o określonym obwodzie. W związku z tym, proces ich wytwarzania wymaga przeprowadzenia operacji trwałego łączenia ich końców, co jest zazwyczaj realizowane poprzez zgrzewanie doczołowe. W technice znanych jest kilka metod zgrzewania doczołowego tworzyw sztucznych, m.in.: laserowe, wibracyjne, ultradźwiękowe, a także z wykorzystaniem gorącej płyty. Z racji tego, że ostatnia z wymienionych metod jest najłatwiejsza w realizacji i wymaga najtańszego oprzyrządowania, jest powszechnie stosowana. Należy jednak zauważyć, że zgrzewanie to zazwyczaj przeprowadzane jest ręcznie, przy użyciu prostych narzędzi.Due to the application, it is required that the tension belts be produced in the form of a closed loop with a specific circumference. Therefore, the process of their production requires the operation of permanently connecting their ends, which is usually carried out by butt welding. There are several methods of butt welding of plastics known in the art, including: laser, vibration, ultrasonic, and also using a hot plate. Due to the fact that the last of the mentioned methods is the easiest to implement and requires the cheapest equipment, it is widely used. However, it should be noted that this welding is usually carried out manually, using simple tools.

Zgrzewanie doczołowe pasów cięgnowych metodą gorącej płyty polega na przyłożeniu płaskich zakończeń pasa, przyciętego do odpowiedniej długości (uwzględniającej naddatek na nadtopienie materiału), do rozgrzanej powierzchni, którą zazwyczaj stanowi płaska płyta urządzenia grzewczego. Końcówki pasa są do niej dociskane, co powoduje nagrzewanie materiału, prowadzące do jego uplastycznienia, które skutkuje skróceniem pasa. Po nagrzewaniu przez ściśle określony czas, rozgrzana płyta jest usuwana z obszaru roboczego, a rozgrzane końcówki pasa są dociskane do siebie. Stan ten jest utrzymywany przez określony czas, aż do ochłodzenia złącza. W wyniku tego, na powierzchni kontaktu uplastycznionych zakończeń pasa, dociśniętych do siebie, zachodzą reakcje chemiczne i oddziaływania fizycznie pomiędzy makrocząsteczkami polimeru, które powodują utworzenie połączenia nierozłącznego.Butt welding of tension belts using the hot plate method involves applying the flat ends of the belt, cut to the appropriate length (taking into account the allowance for melting the material), to the heated surface, which is usually a flat plate of the heating device. The ends of the belt are pressed against it, which causes the material to heat up, leading to its plasticization, which shortens the belt. After heating for a precisely defined time, the heated plate is removed from the working area and the heated belt ends are pressed together. This state is maintained for a certain period of time until the joint cools down. As a result, on the contact surface of the plasticized belt ends, pressed together, chemical reactions and physical interactions between polymer macromolecules occur, which result in the creation of an inseparable connection.

Przebieg procesu technologicznego zgrzewania doczołowego może być kontrolowany na dwa sposoby. Częściej stosowanym rozwiązaniem (ze względu na względnie dużą popularność ręcznego zgrzewania) jest sterowanie siłowe. Polega ono na tym, że dociskanie pasa do gorącej płyty, a potem końcówek pasa do siebie, następuje z określoną i regulowaną siłą (np. siłą ręki operatora w zgrzewaniu ręcznym lub siłą wynikającą z ciśnienia powietrza w siłowniku pneumatycznym wywołującym docisk), która w rozwiązaniach automatycznych jest dodatkowo mierzona. Rozwiązanie to posiada istotną wadę, ponieważ w zależności od rodzaju materiału i wymiaru średnicy pasa (a nawet odchyłek wymiarowych), siła potrzebna do uplastycznienia materiału przyjmuje różne wartości. Przykładanie siły o stałej wartości przez określony czas, powoduje w takim przypadku różny stopień uplastycznienia materiału dla różnych próbek pasa, a w wyniku tego osiągane jest odmienne jego skrócenie. Dodatkowo, siła uplastycznienia przyjmuje również względnie niewielkie wartości, ze względu na to że materiał podlega plastycznemu płynięciu, a pasy charakteryzują się niewielkim polem przekroju poprzecznego, co utrudnia jej kontrolowanie, ponieważ w takim przypadku błędy i ewentualne zakłócenia pomiarowe odgrywają istotną rolę. Czynniki te nie sprzyjają osiągnięciu wysokiej dokładności wymiaru długości obwodu gotowego pasa, a także powtarzalności procesu zgrzewania.The course of the butt welding technological process can be controlled in two ways. A more frequently used solution (due to the relatively high popularity of manual welding) is force control. It consists in pressing the belt to the hot plate, and then the ends of the belt together, with a specific and adjustable force (e.g. the force of the operator's hand in manual welding or the force resulting from the air pressure in the pneumatic actuator causing the pressure), which in solutions automatic is additionally measured. This solution has a significant drawback because, depending on the type of material and the belt diameter (and even dimensional deviations), the force needed to plasticize the material has different values. Applying a force of a constant value for a specific time causes a different degree of plasticity of the material for different belt samples, and as a result, its shortening is different. Additionally, the plasticization force also assumes relatively small values due to the fact that the material is subject to plastic flow and the belts are characterized by a small cross-sectional area, which makes it difficult to control, because in such a case errors and possible measurement disturbances play an important role. These factors are not conducive to achieving high accuracy of the dimension of the circumference of the finished belt, as well as the repeatability of the welding process.

Mniej popularnym rozwiązaniem jest sterowanie kinematyczne, polegające na regulowaniu prędkości i przemieszczenia końcówek pasa podczas zgrzewania, bez uwzględniania wartości sił. W tym przypadku, oprócz wyeliminowania najważniejszej wady regulacji siłowej, osiąga się niższe koszty produkcji urządzenia do zgrzewania, ze względu na względnie tańsze komponenty układu sterowania i mniej skomplikowaną strukturę. Należy jednak zauważyć, że rozwiązanie to jest możliwe do zastosowania, tylko w przypadku zautomatyzowanego zgrzewania, w związku z czym nie jest szeroko stosowane.A less popular solution is kinematic control, which involves regulating the speed and displacement of the belt ends during welding, without taking into account the force values. In this case, in addition to eliminating the most important drawback of force regulation, lower production costs of the welding device are achieved due to relatively cheaper control system components and a less complicated structure. It should be noted, however, that this solution can only be used in the case of automated welding, therefore it is not widely used.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na przeprowadzenie procesu łączenia doczołowego pasów cięgnowych z wykorzystaniem metody gorącej płyty, o przekroju kołowym i średnicy od kilku do kilkunastu milimetrów. Umożliwia przeprowadzenie operacji technologicznej zgrzewania w sposób automatyczny, bez konieczności udziału operatora, przy czym nie jest wymagane dodatkowe przygotowywanie pasa cięgnowego do operacji łączenia. Dodatkowo, w efekcie zgrzewania, przy wykorzystaniu zaproponowanego urządzenia, uzyskuje się gotowe pasy cięgnowe o zamkniętym obwodzie, charakteryzujące się wysoką dokładnością i powtarzalnością wymiaru długości obwodu, ze względu na zastosowanie kinematycznego sterowania procesem zgrzewania, z kontrolą pozycji elementów roboczych kluczowych podzespołów.The solution according to the invention allows for the process of butt joining of tension belts using the hot plate method, with a circular cross-section and a diameter of several to several millimeters. It enables the technological welding operation to be carried out automatically, without the need for the operator's participation, and no additional preparation of the tension belt for the welding operation is required. Additionally, as a result of welding, using the proposed device, ready-made closed-circuit tension belts are obtained, characterized by high accuracy and repeatability of the circumference length dimension, due to the use of kinematic control of the welding process, with control of the position of the working elements of key components.

Zaproponowane rozwiązanie konstrukcyjne zautomatyzowanego urządzenia do zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, pozwala na przeprowadzenie procesu zgrzewania pasów cięgnowych o przekroju kołowym i średnicy od kilku do kilkunastu milimetrów, wykonanych z elastomerów termoplastycznych, do postaci zamkniętej pętli, w sposób zautomatyzowany, bez udziału operatora. Dodatkowo, proces zgrzewania przeprowadzany za pomocą zaproponowanego oprzyrządowania, nie wymaga wcześniejszego przygotowywania pasa, poprzez np. ucinanie do pożądanej długości. Rozwiązanie konstrukcyjne wykorzystuje zaproponowaną kinematyczną metodę sterowania procesem zgrzewania.The proposed design solution of an automated device for butt welding of tension belts allows the process of welding tension belts with a circular cross-section and a diameter of several to a dozen or so millimeters, made of thermoplastic elastomers, into a closed loop, in an automated manner, without the participation of the operator. Additionally, the welding process carried out using the proposed equipment does not require prior preparation of the belt, e.g. by cutting it to the desired length. The design solution uses the proposed kinematic method of controlling the welding process.

Istnieje wiele metod i rozwiązań konstrukcyjnych oprzyrządowania do zgrzewania doczołowego elementów wykonanych z tworzyw sztucznych. Znane są między innymi rozwiązania VaR firmy Volta oraz serii GF firmy Fischer, a także rozwiązania znane z opisów patentowych: WO2011157563, WO2010060962, WO9632219, WO9615898, WO03070452, JP200118070, EP2397311, EP2098324, EP0198709, EP1068064, PL171331, EP1110702, EP1114714.There are many methods and design solutions for butt welding of plastic elements. There are known VaR solutions by Volta and the GF series by Fischer, as well as solutions known from patent descriptions: WO2011157563, WO2010060962, WO9632219, WO9615898, WO03070452, JP200118070, EP2397311, EP2098324, EP0198 709, EP1068064, PL171331, EP1110702, EP1114714.

Oprzyrządowanie z serii VaR firmy Volta, stanowi zestaw narzędzi ręcznych do zgrzewania pasów cięgnowych, w skład którego wchodzą m.in. uchwyty do zgrzewania, urządzenie grzejne oraz narzędzia pomocnicze umożliwiające przygotowanie pasa cięgnowego do zgrzewania. Zestaw ten jest przeznaczony do łączenia pasów klinowych i okrągłych. Tego typu przyrządy są powszechnie stosowane do przeprowadzania operacji zgrzewania w sposób ręczny. Wadą tego rozwiązania w aspekcie procesu produkcji pasów, który wymaga zgrzewania doczołowego, jest brak możliwości automatyzacji zgrzewania z wykorzystaniem tego rozwiązania. Dodatkowo, niekorzystnym jest brak precyzyjnej kontroli uplastyczniania pasa na gorącej płycie, ponieważ proces sterowany jest siłowo, siłą zadawaną ręcznie przez operatora.The VaR series of accessories from Volta is a set of hand tools for welding tension belts, which includes, among others: welding handles, heating device and auxiliary tools enabling the preparation of the tension belt for welding. This set is intended for connecting V-belts and round belts. These types of devices are commonly used to perform welding operations manually. The disadvantage of this solution in terms of the belt production process, which requires butt welding, is the inability to automate welding using this solution. Additionally, the lack of precise control of the plasticization of the belt on the hot plate is disadvantageous, because the process is force-controlled, with a force applied manually by the operator.

Rozwiązanie z serii GF firmy Fischer, stanowi półautomatyczne urządzenie do zgrzewania rur, wykonanych z materiałów termoplastycznych. Jego działanie polega na dociskaniu zgrzewanego elementu do gorącej płyty, zamocowanej przesuwnie. W wyniku oddziaływania siły docisku, jest ona przesuwana i dociskana do powierzchni drugiego zgrzewanego elementu. Po uzyskaniu dostatecznego uplastycznienia, płyta grzejna jest ręcznie wyjmowana i zgrzewane elementy dociskane są do siebie. Podobnie jak w przypadku urządzenia VaR, proces ten jest sterowany siłowo. W związku z tym, podstawowe wady tego rozwiązania w aspekcie zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych są takie same. Dodatkowo ze względu na specyficzne rozwiązanie konstrukcyjne uchwytów zgrzewanych elementów, urządzenie to nadaje się tylko do zgrzewania przedmiotów nie wrażliwych na wyboczenie.The GF series solution from Fischer is a semi-automatic device for welding pipes made of thermoplastic materials. Its operation consists in pressing the welded element to a hot plate mounted in a sliding manner. As a result of the pressure force, it is moved and pressed against the surface of the second welded element. After obtaining sufficient plasticization, the heating plate is manually removed and the welded elements are pressed together. As with the VaR device, this process is force-controlled. Therefore, the basic disadvantages of this solution in terms of butt welding of tension belts are the same. Additionally, due to the specific design of the handles for the welded elements, this device is only suitable for welding objects that are not sensitive to buckling.

Opisy patentowe rozwiązań: WO2011157563, WO2010060962, WO9615898, WO03070452, EP2397311, również wskazują na siłowy sposób sterowania procesem zgrzewania. Jak wykazano w przypadku przemysłowej aplikacji takiej metody sterowania, rozwiązanie to jest problematyczne i względnie kosztowne. Jego zastosowanie nie zapewnia zadowalającej dokładności wymiaru długości obwodu gotowego pasa, a także jego powtarzalności. Z tych względów, przedstawione w wyżej wymienionych opisach rozwiązania, nie mogą być zastosowane podczas zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych metodą gorącej płyty, przeprowadzanego w sposób automatyczny.Patent descriptions of the solutions: WO2011157563, WO2010060962, WO9615898, WO03070452, EP2397311, also indicate a force-controlled method of controlling the welding process. As demonstrated in the case of the industrial application of such a control method, this solution is problematic and relatively expensive. Its use does not ensure satisfactory accuracy of the measurement of the length of the finished belt circumference, as well as its repeatability. For these reasons, the solutions presented in the above-mentioned descriptions cannot be used when butt welding tension belts using the hot plate method, performed automatically.

W podobny sposób przedstawiane są wynalazki znane opisów patentowych: francuskiego EP114714 i polskiego PL171331. W tym przypadku jednak, twórcy nie wskazują na sposób sterowania procesem zgrzewania, a na ogólny sposób postępowania podczas zgrzewania i konstrukcję oprzyrządowania do jego wykonania. Wynalazki te charakteryzują się tym, że w obu przypadkach zgrzewanie jest wykonywane w sposób półautomatyczny, przy czym zaprezentowana metoda i oprzyrządowanie, dotyczy zgrzewania elementów o względnie dużej sztywności np. rur. Przedstawione rozwiązania nie mogą być zastosowane do zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, ze względu na małą ich sztywność i możliwe zjawisko wyboczenia. Dodatkowo rozwiązanie to jest kłopotliwe do zautomatyzowania.Known inventions from patent descriptions: French EP114714 and Polish PL171331 are presented in a similar way. In this case, however, the creators do not indicate the method of controlling the welding process, but the general procedure during welding and the design of the equipment for its implementation. These inventions are characterized by the fact that in both cases, welding is performed semi-automatically, and the presented method and equipment concerns the welding of elements with relatively high stiffness, e.g. pipes. The presented solutions cannot be used for butt welding of tension belts due to their low stiffness and possible buckling. Additionally, this solution is difficult to automate.

Opisy patentowe WO9632219 oraz EP2098324 dostarczają informacji na temat rozwiązań doczołowego łączenia elementów wykonanych z tworzyw sztucznych, o różnym kształcie. W tym przypadku dostarczanie ciepła do obszaru zgrzewania nie następuje za pomocą płytowego źródła ciepła, a poprzez palnik, w formie skupionego strumienia. Metoda tak mogła by być zastosowana do zgrzewania pasów cięgnowych, jednakże nie jest ona właściwa ze względu na nierównomierność nagrzewania materiału. Dodatkowo automatyzacja takiego rozwiązania jest nieco bardziej problematyczna, niż rozwiązań z płytowym źródłem ciepła, ponieważ w tym przypadku należy uwzględnić dodatkowy ruch źródła ciepła w dwóch płaszczyznach.Patent descriptions WO9632219 and EP2098324 provide information on solutions for butt joining of plastic elements of various shapes. In this case, heat is supplied to the welding area not by a plate heat source, but by a burner in the form of a concentrated stream. This method could be used to weld tension belts, but it is not appropriate due to the uneven heating of the material. Additionally, the automation of such a solution is slightly more problematic than solutions with a plate heat source, because in this case the additional movement of the heat source in two planes must be taken into account.

Rozwiązanie znane z japońskiego opisu patentowego JP200118070 jest dostosowane do zgrzewania doczołowego elementów płytowych lub prętowych. Specyfika tej metody polega na dostarczaniu ciepła za pomocą strumienia gorącego powietrza, w obszar dociśniętych do siebie powierzchni. W wyniku tego, następuje stopniowe uplastycznianie obu elementów, a siła docisku powoduje, że makrocząsteczki polimeru łączą się ze sobą, w wyniku czego następuje zgrzewanie. Metoda ta oraz zaprezentowane w opisie oprzyrządowanie, mogłyby znaleźć zastosowanie w zgrzewaniu doczołowym pasów cięgnowych. Należy zwrócić jednak uwagę, że zaprezentowany w tym opisie sposób dostarczania ciepła nie jest efektywny, ani z punktu widzenia technologiczności zgrzewania i efektywności nagrzewania, ani z punktu widzenia optymalizacji rozwiązania konstrukcyjnego, co wynika z konieczności zastosowania dodatkowego mechanizmu do przemieszczania dyszy oraz regulacji natężenia przepływu.The solution known from the Japanese patent description JP200118070 is adapted to butt welding of plate or bar elements. The specificity of this method consists in supplying heat via a stream of hot air to the area of surfaces pressed together. As a result, both elements gradually plasticize, and the pressure force causes the polymer macromolecules to connect with each other, resulting in welding. This method and the equipment presented in the description could be used in butt welding of tension belts. It should be noted, however, that the method of heat supply presented in this description is not effective, neither from the point of view of welding processability and heating efficiency, nor from the point of view of optimizing the design solution, which results from the need to use an additional mechanism to move the nozzle and regulate the flow rate.

Rozwiązanie znane z opisu patentowego EP1110702 stanowi głowicę zgrzewającą, przeznaczoną do wykonywania połączeń metodą zgrzewania doczołowego, z wykorzystaniem gorącej płyty. Charakteryzuje się ona tym, że ma dwa elementy grzejne, przeznaczone osobno do nagrzewania obu łączonych powierzchni. Elementy te, wraz z uchwytami zgrzewanych przedmiotów, są zamontowane na wspólnych prowadnicach, co pozwala zachować wzajemne pozycjonowanie. Rozwiązanie to, w aspekcie zautomatyzowanego urządzenia zgrzewającego, jest bardzo skomplikowane konstrukcyjnie, co może pogorszyć jego niezawodność. W związku z tym nie zostało zastosowane do zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych.The solution known from patent description EP1110702 is a welding head intended for making connections by butt welding using a hot plate. It is characterized by two heating elements, designed separately to heat both surfaces to be joined. These elements, together with the holders of the welded objects, are mounted on common guides, which allows them to maintain mutual positioning. This solution, in terms of an automated welding device, is very complex in construction, which may worsen its reliability. Therefore, it was not used for butt welding of tension belts.

Półautomatyczne urządzenie do zgrzewania doczołowego, znane z opisu patentowego EP1068064, stanowi przesuwny uchwyt części łączonych oraz wychylne ramię z urządzeniem grzejnym, którego kąt wychylenia jest regulowany i mierzony. Istotą procesu zgrzewania przeprowadzanego za pomocą tego oprzyrządowania jest dociskanie części zamontowanej w kolumnie przesuwnej, do rozgrzanej płyty, a przez to dociskanie tej płyty również do drugiej zgrzewanej części, zamontowanej w sztywnym uchwycie. Układ sterowania, mierzy i reguluje kąt płyty grzewczej, przez co steruje również stopniem nadtopienia obu elementów. Tego typu rozwiązanie nie może zostać zastosowane do zautomatyzowanego zgrzewania pasów cięgnowych, ponieważ nie umożliwia łączenia pasów do zamkniętego obwodu. Dodatkowo, w rozważanym zastosowaniu nie ma potrzeby różnicowania stopnia nadtopienia obu zakończeń pasa.The semi-automatic butt welding device, known from the patent description EP1068064, consists of a sliding handle of the joined parts and a swinging arm with a heating device, the tilting angle of which is adjustable and measured. The essence of the welding process carried out using this equipment is to press the part mounted in the sliding column to the heated plate, and thus also to press this plate to the second welded part, mounted in a rigid holder. The control system measures and regulates the angle of the heating plate, which also controls the degree of melting of both elements. This type of solution cannot be used for automated welding of tension belts because it does not enable connecting the belts to a closed circuit. Additionally, in the considered application there is no need to differentiate the degree of melting of both belt ends.

Rozwiązanie znane z opisu patentowego EP0198709 stanowi automatyczne urządzenie zgrzewające. Charakteryzuje się ono tym, że jest wyposażone w uchwyty zgrzewanych części i urządzenie grzewcze, zamontowane na wspólnej osi. Przemieszczenie tych podzespołów realizowane jest za pomocą jednego siłownika pneumatycznego i złożonego układu dźwigniowego. Rozwiązanie to w swoim założeniu mogłoby być zastosowane do zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, jednakże problematycznym byłoby zgrzewania pasów do postaci zamkniętego obwodu. Urządzenie to jest bardzo skomplikowane pod kątem konstrukcyjnym, co jest niekorzystne w aspekcie zastosowania do produkcji przemysłowej.The solution known from patent description EP0198709 is an automatic welding device. It is characterized by the fact that it is equipped with holders for welded parts and a heating device mounted on a common axis. The movement of these components is carried out using one pneumatic actuator and a complex lever system. This solution could be used for butt welding of tension belts, but it would be problematic to weld the belts into a closed circuit. This device is very complicated in terms of construction, which is unfavorable in terms of use in industrial production.

Znane w stanie techniki rozwiązania stosowane do zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych nie pozwalają na przeprowadzenie tego procesu w sposób w pełni automatyczny, w produkcji przemysłowej pasów, z kinematyczną metodą sterowania zapewniającą zadowalającą jakość produktu.The solutions known in the state of the art used for butt welding of tension belts do not allow this process to be carried out in a fully automatic manner in the industrial production of belts, with a kinematic control method ensuring satisfactory product quality.

Nadto znane rozwiązania, nie zapewniają możliwości zgrzewania pasów cięgnowych do postaci zamkniętego obwodu, a także nie uwzględniają niskiej sztywności zgrzewanego elementu. W związku z tym oddziaływanie elementów roboczych takich urządzeń na pas, może powodować powstanie efektu wyboczenia, co uniemożliwi wykonanie poprawnej zgrzeiny.Moreover, known solutions do not provide the possibility of welding the tension belts into a closed circuit, and they do not take into account the low stiffness of the welded element. Therefore, the impact of the working elements of such devices on the belt may cause a buckling effect, which will prevent proper welding.

Zastosowanie rozwiązania według wynalazku pozwala na wykonanie zgrzeiny doczołowej pasa cięgnowego, skutkującej powstaniem pasa o zamkniętym obwodzie, wysokiej dokładności wymiaru obwodu pasa oraz wysokiej powtarzalności przy produkcji seryjnej.The use of the solution according to the invention allows for the butt welding of a tension belt, resulting in a belt with a closed circumference, high accuracy of the belt circumference dimensions and high repeatability in serial production.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na przeprowadzenie procesu produkcyjnego pasa o zamkniętym obwodzie, wykorzystując kinematyczną metodę sterowania procesem zgrzewania, w sposób bezobsługowy, bez konieczności wcześniejszego przygotowywania pasa, polegające m.in. na jego ucięciu.The solution according to the invention allows to carry out the production process of a closed-circuit belt, using a kinematic method of controlling the welding process, in an unattended manner, without the need to prepare the belt in advance, including: on his cut.

Istotą wynalazku jest urządzenie do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, wykorzystujące metodę zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych.The essence of the invention is a device for automated butt welding of tension belts, using the method of automated butt welding of tension belts.

Urządzenie według wynalazku ma konstrukcję modułową i składa się z modułu dozowania elastycznego pasa o przekroju kołowym i modułu łączenia elastycznego pasa o przekroju kołowym. Moduły te zabudowane są na modułowej ramie przestrzennej, przy czym moduł łączenia doczołowego końcówek elastycznego pasa o przekroju kołowym składa się z: chwytaka nieprzesuwnego końcówki pasa nieprzesuwającej się podczas procesu zgrzewania względem modułowej ramy przestrzennej, chwytaka przesuwnego końcówki pasa przesuwającej się podczas procesu zgrzewania względem modułowej ramy przestrzennej a także modułu grzewczego. Chwytak nieprzesuwny jest zamontowany nieruchomo względem ramy przestrzennej, za pomocą spoczynkowych połączeń rozłącznych. Chwytak przesuwny i moduł grzewczy natomiast są zamontowane przesuwnie względem ramy przestrzennej urządzenia, a tym samym chwytaka nieprzesuwnego, dzięki zamocowaniu ich korpusów nieprzesuwnie i nieobrotowo do wózków prowadnic liniowych, które współpracują w sposób przesuwny, z możliwością ruchu tylko w jednej osi, z szynami prowadnic liniowych, które to są zamocowane nieruchomo względem ramy przestrzennej urządzenia, za pomocą spoczynkowych połączeń rozłącznych, w sposób równoległy względem siebie. W wyniku tego chwytak przesuwny i moduł grzewczy przesuwają się w płaszczyźnie poziomej w tym samym kierunku. Moduł dozowania natomiast, zbudowany jest z podajnika rolkowego oraz nożowego układu tnącego, przy czym podajnik i układ tnący są połączone ze sobą w sposób nieruchomy, za pomocą spoczynkowych połączeń rozłącznych. Jednocześnie moduł dozowania połączony jest w sposób nieruchomy, za pomocą spoczynkowych połączeń rozłącznych z ramą urządzenia. Modułowa rama przestrzenna zbudowana jest z wielu profili, połączonych ze sobą za pomocą spoczynkowych połączeń kształtowych, przy czym orientacja poszczególnych profili jest określona za pomocą trzech prostopadłych do siebie osi, w taki sposób że poszczególne profile modułowej ramy przestrzennej wraz z szynami prowadnic liniowych tworzą podstawę do prowadzenia lub utwierdzenia pozostałych elementów urządzenia, w szczególności chwytaka nieprzesuwnego, chwytaka przesuwnego oraz modułu grzewczego. Istotnym jest to, że w zespole chwytaka nieprzesuwnego i przesuwnego, zamontowane są pary obrotowych szczęk chwytających, stanowiące główny element roboczy chwytakó w, odpowiedzialne za chwytanie końcówek pasa, przy czym jednocześnie usytuowane są w strukturze konstrukcyjnej chwytaków w taki sposób, że stanowią najbardziej wysunięty element roboczy i są umieszczone na tej samej wysokości dla obu chwytaków. Osie obrotu szczęk chwytających oraz oś symetrii pasa po wyjściu z modułu dozującego leżą w jednej płaszczyźnie i są do siebie prostopadłe, przy czym oś symetrii pasa jest równoległa do kierunku przemieszczania się chwytaka przesuwnego i modułu grzewczego. Jednocześnie przy czym moduł grzewczy zawiera urządzenie grzewcze z elementem wykonawczym w postaci płaskiej nagrzewanej elektrycznie płyty, przy czym urządzenie grzewcze jest zamontowane nieruchomo w kierunku pionowym na wysokości szczęk chwytaków i ruchomo w kierunku poziomym, który jest prostopadły do kierunku przemieszczania się chwytaka przesuwnego oraz modułu grzewczego i tym samym do osi symetrii pasa, a także prostopadły do płaszczyzny utworzonej przez osie obrotu szczęk.The device according to the invention has a modular structure and consists of a module for dosing a flexible belt with a circular cross-section and a module for connecting a flexible belt with a circular cross-section. These modules are built on a modular spatial frame, and the module for butt-connecting the ends of a flexible belt with a circular cross-section consists of: a non-sliding gripper of the belt end that does not move during the welding process relative to the modular spatial frame, a sliding gripper of the belt tip that moves during the welding process relative to the modular frame spatial and heating module. The non-sliding gripper is mounted stationary in relation to the space frame, using detachable rest connections. The sliding gripper and the heating module are mounted slidingly relative to the spatial frame of the device, and thus the non-sliding gripper, thanks to their bodies being mounted non-slidingly and non-rotatingly to the linear guide carriages, which cooperate in a sliding manner, with the possibility of moving only in one axis, with the linear guide rails , which are fixed stationary in relation to the spatial frame of the device, by means of resting detachable connections, in a parallel manner to each other. As a result, the sliding gripper and the heating module move horizontally in the same direction. The dosing module, on the other hand, is composed of a roller feeder and a knife cutting system, with the feeder and cutting system connected to each other in a stationary manner using detachable joints at rest. At the same time, the dosing module is connected in a stationary manner, using detachable rest connections, to the device frame. The modular space frame is composed of many profiles connected to each other using form-fitting joints, with the orientation of individual profiles determined by three axes perpendicular to each other, in such a way that the individual profiles of the modular space frame together with the linear guide rails form the basis for guiding or securing the remaining elements of the device, in particular the non-sliding gripper, the sliding gripper and the heating module. It is important that in the non-sliding and sliding gripper assembly, pairs of rotating gripping jaws are mounted, constituting the main working element of the grippers, responsible for gripping the belt ends, and at the same time they are located in the structural structure of the grippers in such a way that they constitute the most protruding element working and are placed at the same height for both grippers. The axes of rotation of the gripping jaws and the axis of symmetry of the belt after leaving the dosing module lie in one plane and are perpendicular to each other, with the axis of symmetry of the belt being parallel to the direction of movement of the sliding gripper and the heating module. At the same time, the heating module contains a heating device with an actuator in the form of a flat, electrically heated plate, and the heating device is mounted stationarily in the vertical direction at the height of the gripper jaws and movably in the horizontal direction, which is perpendicular to the direction of movement of the sliding gripper and the heating module and thus to the axis of symmetry of the belt, and also perpendicular to the plane formed by the axes of rotation of the jaws.

Moduł dozowania w tym wariacie odpowiedzialny jest za podawanie pasa cięgnowego do modułu łączenia w odpowiedniej ilości, a także za bezstratne ucinanie pasa do pożądanej długości, w etapie przygotowania pasa.The dosing module in this variant is responsible for feeding the tension belt to the splicing module in the appropriate amount, as well as for loss-free cutting of the belt to the desired length during the belt preparation stage.

Moduł łączenia odpowiedzialny jest za przygotowanie pasa cięgnowego do zgrzewania, poprzez odpowiednie uchwycenie i zorientowanie jego końców, dzięki temu że w zespole chwytaka nieprzesuwnego i przesuwnego, zamontowane są pary szczęk chwytających, które mogą się obracać ruchem wahadłowym wokół własnej osi w zakresie kątowym od 0° do 180°. W następnym etapie procesu następuje dociśnięcie końcówek pasa do rozgrzanej płyty, dzięki czemu zachodzi proces nagrzewania pasa, a następnie za połączenie rozgrzanych końcówek pasa ze sobą, a także za usunięcie pasa po zgrzaniu ze strefy roboczej urządzenia.The joining module is responsible for preparing the tension belt for welding by appropriately gripping and orienting its ends, thanks to the fact that pairs of gripping jaws are mounted in the non-sliding and sliding gripper assembly, which can rotate in a swinging motion around its own axis in an angular range from 0° up to 180°. In the next stage of the process, the belt ends are pressed against the heated plate, thanks to which the belt is heated, and then the heated belt ends are connected together and the belt is removed from the working zone of the device after welding.

Rozwiązanie według wynalazku przynosi następujące korzyści:The solution according to the invention brings the following advantages:

• umożliwia przeprowadzenie procesu zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, z wykorzystaniem metody gorącej płyty, w sposób automatyczny, bez udziału operatora, • umożliwia produkcję seryjną pasów, w trybie ciągłym bez konieczności ingerencji operatora, • umożliwia przeprowadzenie procesu, z kinematycznym sterowaniem przebiegiem zgrzewania, polegającym na zadawaniu i kontrolowaniu przemieszczenia i prędkości podczas uplastyczniania pasa na gorącej płycie i podczas wzajemnego docisku łączonych powierzchni, w wyniku czego proces zgrzewania nie jest wrażliwy na zmiany geometrii zgrzewanych pasów oraz na zmianę materiału, przy czym uzyskiwana jest wysoka dokładność wymiaru obwodu pasa po zgrzaniu i duża powtarzalność w produkcji seryjnej, • umożliwia przeprowadzenie procesu zgrzewania z kinematycznym sterowaniem przebiegu procesu, dzięki czemu uzyskano względnie niskie koszty oprzyrządowania i serwisu urządzenia, • umożliwia przeprowadzenie procesu zgrzewania pasów cięgnowych o dowolnej maksymalnej długości, przy minimalnej długości ograniczonej jedynie geometrią szczęk chwytających, • umożliwia zgrzewanie pasów cięgnowych do postaci zamkniętego obwodu, • umożliwia zgrzewania pasów cięgnowych bez konieczności wcześniejszego ich przygotowania.• enables the process of butt welding of tension belts using the hot plate method, automatically, without the participation of the operator, • enables serial production of belts, in continuous mode, without the need for operator intervention, • enables the process to be carried out with kinematic control of the welding process, consisting in setting and controlling the displacement and speed during plasticization of the belt on the hot plate and during mutual pressure of the joined surfaces, as a result of which the welding process is not sensitive to changes in the geometry of the welded belts and to changes in the material, and a high accuracy of the dimension of the belt circumference after welding is achieved and a high repeatability in series production, • enables the welding process to be carried out with kinematic control of the process, thanks to which relatively low costs of instrumentation and device servicing are achieved, • enables the welding process of tension belts of any maximum length, with the minimum length limited only by the geometry of the gripping jaws, • enables welding of tension belts into a closed circuit, • enables welding of tension belts without the need to prepare them in advance.

Wynalazek w przykładzie realizacji przedstawiono na rysunku, gdzie: fig. 1 przedstawia uproszczony algorytm procesu zgrzewania, fig. 2 i 3 przedstawiają widok ogólny rozwiązania konstrukcyjnego, fig. 4 przedstawia widok urządzenia, podczas wydawania pasa na chwytak przesuwny, fig. 5 przedstawia widok urządzenia, podczas pobierania pasa, fig. 6 przedstawia widok urządzenia pod koniec etapu przygotowania pasa, fig. 7 przedstawia widok urządzenia podczas uplastyczniania pasa, fig. 8 przedstawia widok urządzenia podczas łączenia zakończeń pasa ze sobą, a fig. 9 przedstawia widok urządzenia podczas wydawania pasa o dużej długości, przekraczającej skok chwytaka przesuwnego.The invention in its embodiment is shown in the drawing, where: Fig. 1 shows a simplified algorithm of the welding process, Fig. 2 and 3 show a general view of the construction solution, Fig. 4 shows a view of the device when the belt is placed on the sliding gripper, Fig. 5 shows a view of the device , while taking the belt, Fig. 6 shows a view of the device at the end of the belt preparation stage, Fig. 7 shows a view of the device while plasticizing the belt, Fig. 8 shows a view of the device while connecting the ends of the belt together, and Fig. 9 shows a view of the device while dispensing the belt of great length, exceeding the stroke of the sliding gripper.

Przykładowy proces zgrzewania składa się z trzech etapów, następujących bezpośrednio po sobie: przygotowania pasa A, właściwego zgrzewania B i wydania pasa C. Po zakończeniu etapu wydania pasa C, niezwłocznie, bez ingerencji człowieka można rozpocząć zgrzewanie kolejnego pasa P (fig. 1).The exemplary welding process consists of three consecutive stages: preparation of strip A, actual welding of B and release of strip C. After completing the stage of issuing strip C, welding of the next strip P can be started immediately, without human intervention (fig. 1).

Urządzenie do zautomatyzowanego zgrzewania pasów cięgnowych ma konstrukcję modułową i składa się z modułu dozowania 1 i łączenia 2, zabudowanych na modułowej ramie przestrzennej 3, przy czym moduły dozowania 1 i łączenia 2 są połączone z ramą przestrzenną 3, w sposób nieruchomy. Moduł dozowania 1 składa się z podajnika 1.1 oraz układu tnącego 1.2, przy czym podajnik 1.1 i układ tnący 1.2 są ze sobą połączone w sposób nieruchomy. Moduł dozowania 1 odpowiedzialny jest za podawanie pasa cięgnowego P do modułu łączenia 2, w odpowiedniej ilości, a także za bezstratne ucinanie pasa P do pożądanej długości. Moduł łączenia 2 składa się z: chwytaka nieprzesuwnego 2.1, chwytaka przesuwnego 2.2 oraz modułu grzewczego 2.3. Chwytak nieprzesuwny 2.1 jest zamontowany nieruchomo, względem ramy 3 urządzenia, a chwytak przesuwny 2.2 i moduł grzewczy 2.3 są zamontowane przesuwnie względem ramy przestrzennej 3, za pomocą prowadnic liniowych 2.4. Chwytak przesuwny 2.2 i moduł grzewczy 2.3 mogą się przesuwać w płaszczyźnie poziomej, w jednej osi. W zespole chwytaka nieprzesuwnego 2.1 i przesuwnego 2.2, zamontowane są pary szczęk chwytających 2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 oraz 2.2.2, które mogą się obracać ruchem wahadłowym wokół własnej osi, w zakresie kątowym od 0° do 180°. Moduł grzewczy 2.3 natomiast, zawiera urządzenie grzewcze 2.3.1, z elementem roboczym w postaci płaskiej nagrzewanej płyty 2.3.1.1, przy czym urządzenie grzewcze 2.3.1 może się przesuwać ruchem prostoliniowym, w kierunku prostopadłym do kierunku przemieszczania się chwytaka przesuwnego 2.2. Moduł łączenia 2 odpowiedzialny jest za: przygotowanie pasa cięgnowego P do zgrzewania, poprzez odpowiednie uchwycenie i zorientowanie jego końców Pi oraz P2, następnie dociśnięcie ich do rozgrzanej płyty 2.3.1.1, a następnie za połączenie rozgrzanych końcówek Pi i P2 pasa ze sobą, a także za usunięcie pasa P po zgrzewaniu ze strefy roboczej urządzenia (fig. 2 - fig. 8).The device for automated welding of tension belts has a modular structure and consists of a dosing module 1 and a connecting module 2, built on a modular space frame 3, with the dosing modules 1 and connecting 2 being connected to the space frame 3 in a stationary manner. The dosing module 1 consists of a feeder 1.1 and a cutting system 1.2, where the feeder 1.1 and the cutting system 1.2 are fixedly connected to each other. The dosing module 1 is responsible for feeding the tension belt P to the splicing module 2 in the appropriate amount, as well as for loss-free cutting of the belt P to the desired length. Connecting module 2 consists of: non-sliding gripper 2.1, sliding gripper 2.2 and heating module 2.3. The non-sliding gripper 2.1 is mounted stationary in relation to the frame 3 of the device, and the sliding gripper 2.2 and the heating module 2.3 are mounted slidingly in relation to the spatial frame 3, using linear guides 2.4. The sliding gripper 2.2 and the heating module 2.3 can move in a horizontal plane, in one axis. In the assembly of the non-sliding gripper 2.1 and the sliding gripper 2.2, pairs of gripping jaws 2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 and 2.2.2 are installed, which can rotate in a swinging motion around its own axis, in the angular range from 0° to 180°. The heating module 2.3, on the other hand, contains a heating device 2.3.1, with a working element in the form of a flat, heated plate 2.3.1.1, and the heating device 2.3.1 can move in a straight line, in a direction perpendicular to the direction of movement of the sliding gripper 2.2. The connecting module 2 is responsible for: preparing the tension belt P for welding, by appropriately gripping and orienting its ends Pi and P2, then pressing them to the heated plate 2.3.1.1, and then connecting the heated ends Pi and P2 of the belt with each other, as well as for removing the strip P after welding from the working zone of the device (fig. 2 - fig. 8).

Zgrzewanie pasów polega na tym, że podczas etapu przygotowania A, pas P podawany jest przez niezamknięty chwytak nieprzesuwny 2.1, do chwytaka przesuwnego 2.2, który zamykając się zaciska jego zakończenie P2. Po tym, chwytak przesuwny 2.2 odsuwa się od chwytaka nieprzesuwnego 2.1, pobierając pas P z podajnika 1.1. Po pobraniu pasa P o założonej długości, która jest mierzona w podajniku 1.1, chwytak przesuwny 2.2 zatrzymuje się. W następnej kolejności chwytak nieprzesuwny 2.1 zamyka się, zaciskając drugą końcówkę pasa Pi, po czym następuje ucięcie pasa P przez układ tnącyThe welding of the belts consists in the fact that during the preparation stage A, the belt P is fed through the unclosed non-sliding gripper 2.1 to the sliding gripper 2.2, which closes and clamps its end P2. After this, the sliding gripper 2.2 moves away from the non-sliding gripper 2.1, taking the strip P from the feeder 1.1. After taking the belt P of the assumed length, which is measured in the feeder 1.1, the sliding gripper 2.2 stops. Next, the non-sliding gripper 2.1 closes, clamping the other end of the belt Pi, and then the belt P is cut by the cutting system

1.2, zabudowany w module dozującym 1. Po wykonaniu tej czynności szczęki obu chwytaków 2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 oraz 2.2.2. obracają się z zaciśniętymi końcówkami pasa Pi i P2 o 180°, co powoduje ustawienie płaskich powierzchni końcówek Pi i P2 naprzeciwko siebie. Po wykonaniu tej czynności, chwytak przesuwny 2.2 zaczyna się przesuwać i zbliża się do chwytaka nieprzesuwnego 2.1, po czym zatrzymuje się w założonej pozycji zapewniającej pewien dystans pomiędzy zakończeniami pasa Pi i P2, kończąc etap przygotowania pasa A (fig. 2 - fig. 8).1.2, built into the dosing module 1. After this operation, the jaws of both grippers 2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 and 2.2.2. rotate with the clamped belt ends Pi and P2 by 180°, which places the flat surfaces of the Pi and P2 ends opposite each other. After performing this operation, the sliding gripper 2.2 begins to move and approaches the non-sliding gripper 2.1, and then stops in a predetermined position providing some distance between the ends of the belt Pi and P2, completing the stage of preparing the belt A (fig. 2 - fig. 8) .

Następnie, bezzwłocznie rozpoczyna się etap właściwego zgrzewania B, który polega na tym, że po zatrzymaniu przemieszczania się zakończenia pasa P2 zaciśniętego w chwytaku przesuwnym 2.2, w zadanej odległości od zakończenia pasa Pi, urządzenie grzewcze 2.3.1, zakończone płaską, cienką płytą 2.3.1.1 rozgrzaną do temperatury roboczej, wysuwa się w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu chwytaka przesuwnego 2.2, zatrzymując się pomiędzy powierzchniami końcowymi pasa cięgnowego Pi i P2. Następnie chwytak przesuwny 2.2 przesuwa się z pasem P2, w kierunku urządzenia grzewczego 2.3.1, przy czym w tym samym czasie urządzenie grzewcze 2.3.1 dosuwa się do końcówki pasa Pi zamontowanej w chwytaku nieprzesuwnym 2.1. W wyniku tego uzyskiwany jest kontakt zakończeń pasa Pi i P2 i docisk do gorącej płyty 2.3.1.1 z dwóch jej stron jednocześnie, w wyniku czego końcówki pasa Pi i P2 się nagrzewają i uplastyczniają. Po zakończeniu nagrzewania, gorąca płyta 2.3.1.1 jest wysuwana z pomiędzy końcówek pasa Pi i P2 i wraca w pierwotne położenie, a chwytak przesuwny 2.2 dosuwa zaciśniętą w nim końcówkę pasa P2 i dociska ją do zamontowanej w chwytaku nieprzesuwnym 2.1 drugiej końcówki pasa Pi. W ten sposób realizowane jest połączenie końcówek pasa Pi i P2 ze sobą. Etap właściwego zgrzewania B kończy się zatrzymaniem ruchu chwytaka przesuwnego 2.2 i określonym czasowo stanem bezruchu, podczas którego zachodzi chłodzenie złącza (fig. 2 - fig. 8).Then, the actual welding stage B begins immediately, which consists in stopping the movement of the end of the belt P2 clamped in the sliding gripper 2.2, at a given distance from the end of the belt Pi, the heating device 2.3.1, ended with a flat, thin plate 2.3. 1.1, heated to the operating temperature, moves in a direction perpendicular to the direction of movement of the sliding gripper 2.2, stopping between the end surfaces of the tension belt Pi and P2. Then, the sliding gripper 2.2 moves with the belt P2 towards the heating device 2.3.1, and at the same time the heating device 2.3.1 moves to the end of the belt Pi mounted in the non-sliding gripper 2.1. As a result, contact is achieved between the ends of the belt Pi and P2 and pressure is applied to the hot plate 2.3.1.1 from both sides at the same time, as a result of which the ends of the belt Pi and P2 heat up and plasticize. After heating is completed, the hot plate 2.3.1.1 is pulled out from between the ends of the belt Pi and P2 and returns to its original position, and the sliding gripper 2.2 moves the end of the belt P2 clamped in it and presses it to the other end of the belt Pi installed in the non-sliding gripper 2.1. In this way, the belt ends Pi and P2 are connected to each other. The actual welding stage B ends with stopping the movement of the sliding gripper 2.2 and a period of standstill, during which the joint is cooled (Fig. 2 - Fig. 8).

Zakończenie procesu produkcji, polega na wydaniu pasa C, podczas którego, chwytak nieprzesuwny 2.1 otwiera się zwalniając pas P, a chwytak przesuwny 2.2 z zaciśniętym w szczękach 2.2.1 i 2.2.2 pasem P, przemieszcza się liniowo zgodnie odsuwając się od chwytaka nieprzesuwnego 2.i. Następnie chwytak przesuwny 2.2 się otwiera zwalniając pas P, przy czym po jego otwarciu szczęki obu chwytaków 2.1.1,2.1.2, 2.2.1 oraz 2.2.2 wykonują kilkukrotny ruch wahadłowy, obracając się w swoim zakresie pracy od 0° do 180° wyrzucają pas P z obszaru chwytania. Ruch ten kończy się zorientowaniem szczęk 2.1.1,2.1.2, 2.2.1 oraz 2.2.2 w pozycji wyjściowej (fig. 2 - fig. 8).The end of the production process involves the release of the belt C, during which the non-sliding gripper 2.1 opens, releasing the belt P, and the sliding gripper 2.2 with the belt P clamped in the jaws 2.2.1 and 2.2.2 moves linearly, moving away from the non-sliding gripper 2 .and. Then, the sliding gripper 2.2 opens, releasing the belt P, and after its opening, the jaws of both grippers 2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 and 2.2.2 perform several swinging movements, rotating in their operating range from 0° to 180° they throw the P belt out of the catch area. This movement ends with the orientation of the jaws 2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 and 2.2.2 in the starting position (Fig. 2 - Fig. 8).

W przypadku zgrzewania pasów P, o długości większej niż skok chwytaka przesuwnego 2.2, wynikający z długości szyn 2.4.i prowadnic liniowych 2.4, w etapie przygotowania pasa A podczas jego pobierania, po uzyskaniu przez chwytak przesuwny 2.2 skrajnego położenia, chwytak ten 2.2 zatrzymuje się, ale pas P jest w dalszym ciągu podawany przez moduł dozowania 1 i odkłada się w przestrzeni pomiędzy chwytakami 2.1 i 2.2, przy czym dalsze etapy B i C pozostają w niezmienionej formie (fig. 2 fig. 8).In the case of welding belts P, with a length longer than the stroke of the sliding gripper 2.2, resulting from the length of the rails 2.4 and linear guides 2.4, in the stage of preparing the belt A, during its removal, after the sliding gripper 2.2 reaches its extreme position, the gripper 2.2 stops, but the strip P continues to be fed by the dosing module 1 and is deposited in the space between the grippers 2.1 and 2.2, with the further steps B and C remaining unchanged (FIG. 2 and 8).

Ważną zaletą procesu zgrzewania wykonywanego przy użyciu wynalazku, jest to że podczas wszystkich cykli ruchu chwytaka przesuwnego 2.2 i modułu grzewczego 2.3 z gorącą płytą 2.3.1.1, a w szczególności podczas nagrzewania pasa P na gorącej płycie 2.3.1.1 i łączenia końcówek pasa ze sobą Pi i P2, zadawanymi, a także jednocześnie mierzonymi parametrami są prędkość ruchu oraz przemieszczenie, a parametry technologiczne zgrzewania są opisane w oparciu o: prędkość dociskania pasa P do płyty grzejnej 2.3.1.1 i końcówek pasa Pi i P2 do siebie oraz przemieszczenie się chwytaka przesuwnego 2.2 (fig. 2 - fig. 8).An important advantage of the welding process performed using the invention is that during all cycles of movement of the sliding gripper 2.2 and the heating module 2.3 with the hot plate 2.3.1.1, and in particular when heating the belt P on the hot plate 2.3.1.1 and connecting the ends of the belt with each other Pi and P2, the set and simultaneously measured parameters are the movement speed and displacement, and the welding technological parameters are described based on: the speed of pressing the belt P to the heating plate 2.3.1.1 and the ends of the belt Pi and P2 towards each other and the movement of the sliding gripper 2.2 ( Fig. 2 - Fig. 8).

Dodatkowo, moduł grzewczy 2.3 wraz z płytą grzewczą 2.3.1.1 ma ruch zsynchronizowany z ruchem chwytaka przesuwnego 2.2, w taki sposób, że prędkość przemieszczenia urządzenia grzewczego 2.3.1 ma zawsze ten sam zwrot jak chwytak przesuwny 2.2, ale dwukrotnie mniejsza wartość (fig. i).Additionally, the heating module 2.3 together with the heating plate 2.3.1.1 has a movement synchronized with the movement of the sliding gripper 2.2, in such a way that the displacement speed of the heating device 2.3.1 always has the same direction as the sliding gripper 2.2, but is twice as small (fig. and).

W przypadku zgrzewania pasów cięgnowych o dużej długości, przekraczającej skok roboczy chwytaka przesuwnego 2.2, wynikający z długości szyn prowadnic liniowych 2.4.1, po uzyskaniu przez chwytak przesuwny 2.2 skrajnego położenia, chwytak ten zatrzymuje się, ale pas jest w dalszym ciągu podawany przez moduł dozowania i odkłada się pomiędzy chwytakami, przy czym dalsze etapy zgrzewania pozostają w niezmienionej formie.In the case of welding long tension belts, exceeding the working stroke of the sliding gripper 2.2, resulting from the length of the linear guide rails 2.4.1, after the sliding gripper 2.2 reaches the extreme position, the gripper stops, but the belt is still fed by the dosing module and is deposited between the grippers, with further welding stages remaining unchanged.

Podczas wszystkich cykli ruchu chwytaka przesuwnego 2.2 i modułu grzewczego 2.3, a w szczególności podczas nagrzewania pasa na gorącej płycie i łączenia końcówek pasa ze sobą, zadawanymi, a jednocześnie mierzonymi w procesie parametrami mogą być prędkość ruchu oraz przemieszczenie, a parametry technologiczne zgrzewania są opisane w oparciu o: prędkość dociskania pasa do płyty grzejnej i końcówek pasa do siebie oraz przemieszczenie się chwytaka przesuwnego 2.2, w wyniku czego urządzenie nie wymaga względnie kosztownych komponentów układu sterowania, a także utrzymywana jest: duża dokładność i powtarzalność długości obwodu pasa po zgrzewaniu.During all cycles of movement of the sliding gripper 2.2 and the heating module 2.3, and in particular when heating the belt on a hot plate and connecting the ends of the belt to each other, the parameters set and simultaneously measured in the process may be the movement speed and displacement, and the welding technological parameters are described on the basis of o: speed of pressing the belt to the heating plate and the ends of the belt together and the movement of the sliding gripper 2.2, as a result of which the device does not require relatively expensive control system components, and also maintains: high accuracy and repeatability of the length of the belt circumference after welding.

Sposób przygotowania pasa i sposób jego zgrzewania, umożliwia zgrzewanie pasów o minimalnej długości ograniczonej wymiarami szczęk chwytaków, przy dowolnie dużej maksymalnej długości.The method of belt preparation and welding allows for welding belts with a minimum length limited by the dimensions of the gripper jaws, with any maximum length.

Claims

i. Device for automated welding of tension belts, characterized in that it has a modular structure and consists of a dosing module (1) for a flexible circular-section belt (P) and a connecting module (2) for a flexible circular-section belt (P) mounted on a modular spatial frame (3), where the module for butt connection (2) of the ends of a flexible belt with a circular cross-section (P) consists of a non-moving gripper (2.1) of the belt end (Pi) that does not move during the welding process (A, B and C) in relation to the modular the space frame (3), the sliding gripper (2.2), the belt end (P2) moving during the welding process (A, B and C) relative to the modular space frame (3) and the heating module (2.3), with the non-sliding gripper (2.1) being mounted motionlessly relative to the space frame (3), by means of detachable rest connections, wherein the sliding gripper (2.2) and the heating module (2.3) are mounted movably relative to the space frame of the device (3), and thus the non-sliding gripper (2.1), by mounting their bodies (2.2 and 2.3) non-sliding and non-rotating to the linear guide carriages (2.4), which cooperate in a sliding manner, with the possibility of movement in only one axis, with the linear guide rails (2.4.1), which are fixed stationary in relation to the spatial frame of the device (3), using resting joints that are detachable in parallel to each other, as a result of which the sliding gripper (2.2) and the heating module (2.3) move in the horizontal plane in the same direction, and the dosing module (1) is composed of a roller feeder ( 1.1) and the knife cutting system (1.2), where the feeder (1.1) and the cutting system (1.2) are connected to each other in a stationary manner, using detachable rest connections, and the dosing module (1) is connected in a stationary manner, by means of rest connections detachable from the device frame (3), wherein the modular space frame (3) is composed of many profiles connected to each other by means of rest form connections, and the orientation of individual profiles is determined by three axes perpendicular to each other, in in such a way that the individual profiles of the modular space frame (3) together with the linear guide rails (2.4.1) form the basis for guiding or securing the remaining elements of the device, in particular the non-sliding gripper (2.1), the sliding gripper (2.2) and the heating module (2.3) , and in the non-sliding gripper assembly (2.1) and the sliding gripper assembly (2.2), pairs of rotating gripping jaws (2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 and 2.2.2) are mounted, constituting the main working element of the grippers (2.1 and 2.2) , gripping the ends of the belt (P1 and P2) and at the same time located in the structural structure of the grippers (2.1 and 2.2) in such a way that they constitute the most protruding working element and are placed at the same height for both grippers (2.1 and 2.2), with the axes rotation of the gripping jaws (2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 and 2.2.2) and the axis of symmetry of the belt (P) after leaving the dosing module (1) lie in one plane and are perpendicular to each other, and the axis of symmetry of the belt (P) is parallel to the direction of movement of the sliding gripper (2.2) and the heating module (2.3), and the heating module (2.3) contains a heating device (2.3.1) with an actuator in the form of a flat, electrically heated plate (2.3.1.1) , where the heating device (2.3.1) is mounted stationary in the vertical direction at the height of the gripper jaws (2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 and 2.2.2) and movable in the horizontal direction, which is perpendicular to the direction of movement sliding gripper (2.2) and heating module (2.2) and thus to the axis of symmetry of the belt (P), and also perpendicular to the plane formed by the axes of rotation of the jaws (2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 and 2.2.2).