IT202100015320A1 - JUNCTION DEVICE FOR ROBOTIC CONTINUOUS WIRE WELDING SYSTEMS - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:

?Dispositivo di giunzione per impianti di saldatura a filo continuo? ?Joint device for continuous wire welding systems?

TESTO DELLA DESCRIZIONE DESCRIPTION TEXT

Campo dell'invenzione Field of invention

La presente invenzione si riferisce in generale agli impianti di saldatura a filo continuo, particolarmente seppure non necessariamente di tipo robotizzato. The present invention generally refers to continuous wire welding systems, particularly although not necessarily of the robotic type.

In siffatti impianti il filo di saldatura viene tipicamente alimentato al robot svolgendosi da un fusto, fino al suo esaurimento. L'estremit? terminale del filo di saldatura in esaurimento deve quindi essere unito di testa all'estremit? iniziale di un nuovo filo di saldatura: questa operazione ? generalmente lunga e complessa in quanto attualmente essa viene effettuata in modo manuale, il che richiede non solo una notevole perizia da parte dell'operatore, ma tempi lunghi di arresto del processo di saldatura. In plants of this kind, the welding wire is typically fed to the robot by unwinding it from a drum, until it is exhausted. The extremity? terminal of the welding wire in exhaustion must therefore be joined head to end? start of a new welding wire: this operation ? generally long and complex since it is currently carried out manually, which requires not only considerable skill on the part of the operator, but also long times for stopping the welding process.

Sintesi dell'invenzione Summary of the invention

Lo scopo della presente invenzione ? quello di rendere disponibile un dispositivo che consenta di effettuare automaticamente la giunzione tra il filo di saldatura in esaurimento ed il nuovo filo di saldatura in modo rapido ed affidabile, limitando in pratica l'intervento umano al solo controllo visivo della fase di giunzione. The purpose of the present invention ? that of making available a device which allows to automatically carry out the splicing between the welding wire which is running out and the new welding wire in a rapid and reliable manner, in practice limiting human intervention to only visual control of the splicing step.

Secondo l?invenzione questo scopo viene conseguito grazie al fatto che il dispositivo di giunzione secondo l'invenzione comprende: According to the invention this object is achieved thanks to the fact that the junction device according to the invention comprises:

- un'unit? di saldatura a scarica capacitiva configurata per generare un arco voltaico in corrispondenza di una stazione di giunzione, - a unit? discharge welding machine configured to generate an arc at a junction station,

- un primo organo di supporto provvisto di scanalature di guida per l'inserimento dell'estremit? iniziale del nuovo filo di saldatura in modo sporgente in detta stazione di giunzione, - a first support member provided with guide grooves for inserting the extremity? start of the new welding wire protruding at said splice station,

- un secondo organo di supporto provvisto di scanalature di guida allineate con le scanalature di guida di detto primo organo di supporto per l?inserimento dell'estremit? terminale del filo di saldatura in esaurimento in modo sporgente verso detta stazione di giunzione, detto secondo organo di supporto essendo traslabile rispetto a detto primo organo di supporto fra una posizione arretrata ed una posizione avanzata in cui dette estremit? di filo sono fra loro accostate di testa in detta stazione di giunzione, - a second support member provided with guide grooves aligned with the guide grooves of said first support member for inserting the end? terminal of the welding wire running out protruding towards said junction station, said second support member being translatable with respect to said first support member between a retracted position and a forward position in which said ends? of wire are brought together end-to-end in said splicing station,

- mezzi di comando per spostare detto secondo supporto da detta posizione arretrata a detta posizione avanzata e per attivare contestualmente detta unit? di saldatura. - control means for moving said second support from said retracted position to said forward position and for simultaneously activating said unit? welding.

Allorch? le due estremit? di filo vengono a contatto fra loro e si produce la scarica capacitiva da parte dell?unit? di saldatura si realizza pressoch? istantaneamente la giunzione di testa. L'intero ciclo attuato dal dispositivo secondo l?invenzione pu? avere tipicamente una durata dell'ordine di 30??, mentre la sostituzione di un nuovo filo che viene effettuata attualmente in modo manuale richiede pause operative dell'impianto di saldatura anche dell'ordine di un?ora e pi?. When? the two ends? of wire come into contact with each other and the capacitive discharge is produced by the unit? of welding is realized almost? instantly the butt joint. The entire cycle performed by the device according to the invention can typically have a duration of the order of 30??, while the replacement of a new wire which is currently carried out manually requires operational pauses of the welding plant even of the order of an hour or more.

Secondo l'invenzione il primo e il secondo organo di supporto sono in forma di rulli girevoli e sono provvisti di una pluralit? di rispettive scanalature di guida allineate per ricevere fili di diametri corrispondentemente diversi. In tal modo il dispositivo secondo l'invenzione ? vantaggiosamente utilizzabile per la giunzione di fili di diametri compresi ad esempio fra 0,6 e 1,6 mm. According to the invention, the first and second support members are in the form of rotating rollers and are provided with a plurality of of respective guide grooves aligned to receive wires of correspondingly different diameters. In this way the device according to the invention ? advantageously usable for joining wires with diameters ranging for example from 0.6 to 1.6 mm.

Secondo un?ulteriore caratteristica dell'invenzione il dispositivo ? provvisto di una lente di ingrandimento per il controllo visivo della stazione di giunzione. According to a further characteristic of the invention the device ? equipped with a magnifying glass for visual inspection of the junction station.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

L?invenzione verr? ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali: The invention will come now described in detail with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

- la figura 1 ? una vista prospettica schematica e semplificata che mostra una forma di attuazione del dispositivo di giunzione per impianti di saldatura a filo continuo secondo l'invenzione, - figure 1 ? a schematic and simplified perspective view showing an embodiment of the splicing device for continuous wire welding systems according to the invention,

- la figura 2 ? una vista in elevazione frontale e parzialmente sezionata della figura 1, - figure 2 ? a partially sectioned front elevational view of Figure 1,

- la figura 3 ? una vista in elevazione laterale e parzialmente sezionata della figura 2, e - figure 3 ? a partially sectioned side elevational view of Fig. 2 , e

- le figure 4A e 4B mostrano in maggiore scala un dettaglio del dispositivo in due diverse condizioni operative. - figures 4A and 4B show a detail of the device on a larger scale in two different operating conditions.

Descrizione dettagliata dell?invenzione Detailed description of the invention

Riferendosi inizialmente alle figure 1 e 2 il dispositivo di giunzione secondo l'invenzione consiste in un apparecchio compatto, tipicamente fissabile a parete tramite fori 19 nell'ambito di un impianto di saldatura a filo continuo, ad esempio robotizzato oppure di tipo convenzionale. Come riferito in precedenza la funzione del dispositivo di giunzione ? quella di unire fra loro, mediante saldatura di testa ad arco, l'estremit? terminale di un filo di saldatura in esaurimento con l'estremit? iniziale di un nuovo filo di saldatura, in modo sostanzialmente automatico e quindi in tempi brevissimi. Referring initially to figures 1 and 2, the joining device according to the invention consists of a compact apparatus, typically fixable to the wall through holes 19 in the context of a continuous wire welding plant, for example robotic or of the conventional type. As previously reported, the function of the junction device ? that of joining together, by arc butt welding, the extremity? terminal of a welding wire in exhaustion with the extremity? of a new welding wire, in a substantially automatic way and therefore in a very short time.

Il dispositivo comprende essenzialmente un involucro 1 contenente un alimentatore elettrico e un'unit? di saldatura a scarica capacitiva S, non rappresentati nei disegni in quanto generalmente convenzionali, nonch? un'unit? elettronica di controllo programmabile mediante una serie di tasti indicati genericamente con 2 e relative spie luminose disposte sul pannello frontale del dispositivo. Un interruttore 3, disposto su un fianco del dispositivo, ne controlla l'alimentazione elettrica da rete. The device essentially comprises a casing 1 containing an electric feeder and a unit? of capacitive discharge welding S, not represented in the drawings as generally conventional, as well as? a unit? programmable control electronics by means of a series of keys indicated generically with 2 and related indicator lights arranged on the front panel of the device. A switch 3, arranged on one side of the device, controls its mains power supply.

Con 4 ? indicata genericamente una stazione di giunzione disposta fra un primo organo di supporto a rullo 5 ed un secondo organo di supporto a rullo 6 fra loro allineati e girevoli intorno ad un asse orizzontale A. With 4 ? generally indicated a junction station arranged between a first roller support member 5 and a second roller support member 6 aligned with each other and rotatable around a horizontal axis A.

Il primo organo di supporto 5 ? assialmente fisso ed ? provvisto sulla sua periferia di una serie di scanalature di guida assiali 5a di dimensioni progressivamente crescenti e configurate per ricevere e supportare fili di diametri progressivamente crescenti, ad esempio fra 0,6 e 1,6 mm. Analogamente il secondo organo di supporto 6 ? formato con rispettive scanalature di guida 6a allineate con le scanalature 5a ed aventi identiche dimensioni. The first support body 5 ? axially fixed and ? provided on its periphery with a series of axial guide grooves 5a of progressively increasing dimensions and configured to receive and support wires of progressively increasing diameters, for example between 0.6 and 1.6 mm. Similarly, the second support member 6 ? formed with respective guide grooves 6a aligned with the grooves 5a and having identical dimensions.

Il secondo organo di supporto 6 ? accoppiato in rotazione al primo organo di supporto 5 tramite aste assiali 7, per cui una rotazione impartita al primo organo di supporto 5 tramite una manopola esterna 8 viene trasmessa identicamente al secondo organo di supporto 6. The second support body 6 ? coupled in rotation to the first support member 5 via axial rods 7, whereby a rotation imparted to the first support member 5 via an external knob 8 is identically transmitted to the second support member 6.

Tale organo di supporto 6 ? inoltre assialmente traslabile rispetto al primo organo di supporto 5 fra una posizione arretrata, rappresentata nei disegni, ed una posizione avanzata di cui si dir?, contro l'azione di una molla di contrasto 9 interposta fra i due organi di supporto 5, 6. Una seconda molla 10 tende a premere il secondo organo di supporto 6 verso il primo organo di supporto 5. This support body 6 ? it is also axially translatable with respect to the first support member 5 between a retracted position, shown in the drawings, and a forward position, which will be discussed, against the action of a contrast spring 9 interposed between the two support members 5, 6. A second spring 10 tends to press the second support member 6 towards the first support member 5.

A ciascun organo di supporto 5, 6 ? operativamente associato un rispettivo morsetto di serraggio rapido 11, 12, la cui funzione verr? pure chiarita nel seguito. Un ulteriore dispositivo di bloccaggio manuale 16 del filo ? associato all?organo di supporto 6. To each support organ 5, 6 ? operatively associated with a respective quick tightening clamp 11, 12, the function of which will be? also clarified below. Another manual thread locking device 16 ? associated with the support organ 6.

Una lente di ingrandimento 13 ? operativamente associata alla stazione di giunzione 4 ed ha la funzione di consentirne il controllo visivo dall'esterno. Tale lente di ingrandimento 13 ? spostabile in modo guidato tra una posizione abbassata, rappresentata in maggiore dettaglio nella figura 4A, ed una posizione sollevata rappresentata nella figura 4B. Nella posizione abbassata essa ? disposta davanti alla stazione di giunzione 4, mentre nella posizione sollevata ? situata al di sopra della stazione di giunzione 4, in posizione remota, per cui essa non interferisce con lo spostamento del secondo organo di supporto 6 dalla posizione arretrata verso la posizione avanzata. Il movimento della lente di ingrandimento 13 ? comandato tramite una leva oscillante indicata schematicamente con 14 nelle figure 4A e 4B, la quale ? omessa per semplicit? di illustrazione nelle figure 1 e 2. A magnifying glass 13 ? operatively associated with the junction station 4 and has the function of allowing visual control thereof from the outside. That magnifying glass 13 ? moveable in a guided manner between a lowered position, shown in greater detail in FIG. 4A, and a raised position shown in FIG. 4B. In the lowered position it ? arranged in front of the junction station 4, while in the raised position ? located above the junction station 4, in a remote position, so that it does not interfere with the movement of the second support member 6 from the withdrawn position towards the advanced position. The movement of the magnifying glass 13 ? operated by means of an oscillating lever indicated schematically by 14 in figures 4A and 4B, which is omitted for simplicity? of illustration in Figures 1 and 2.

Con 17 ? indicato un commutatore rotativo predisposto per selezionare la scarica capacitiva erogata dall?unit? S in funzione del diametro del filo. With 17 ? indicated a rotary switch predisposed to select the capacitive discharge supplied by the unit? S according to the diameter of the wire.

Il funzionamento del dispositivo di giunzione secondo l'invenzione ? il seguente. The operation of the joining device according to the invention ? the following.

Dopo aver attivato l?alimentazione elettrica tramite l?interruttore generale 3 ed un ulteriore interruttore 18 viene selezionato il diametro del filo mediante la manopola 8 che comanda la rotazione dei due organi di supporto 5, 6, e corrispondentemente impostato il commutatore 17. After activating the electric power supply via the main switch 3 and a further switch 18, the diameter of the wire is selected by means of the knob 8 which controls the rotation of the two support members 5, 6, and the switch 17 is set correspondingly.

Allorch? il filo di saldatura ? prossimo all'esaurimento la sua estremit? terminale viene inserita in una delle scanalature di guida 6a del secondo organo di supporto 6, ovvero in quella la cui dimensione corrisponde al diametro del filo. Tale estremit?, mentre il secondo organo di supporto 6 viene mantenuto dalla molla 9 nella posizione arretrata, viene sostenuta assialmente entro la scanalatura di guida 6a in modo da sporgere verso la stazione di giunzione 4, e quindi viene bloccata in tale posizione tramite il morsetto di fissaggio 12 e l?ulteriore dispositivo di bloccaggio 16. When? the welding wire? close to exhaustion, its extremity? terminal is inserted in one of the guide grooves 6a of the second support member 6, ie in the one whose size corresponds to the diameter of the wire. This end, while the second support member 6 is maintained by the spring 9 in the retracted position, is supported axially within the guide groove 6a so as to protrude towards the joining station 4, and is then blocked in this position by means of the clamp fastening device 12 and the further locking device 16.

Analogamente l'estremit? iniziale del nuovo filo viene inserita nella corrispondente scanalatura di guida 5a del primo organo di guida 5, fino a disporsi in precisa corrispondenza della stazione di giunzione 4 e bloccata tramite il morsetto di fissaggio 11. Similarly the extremity? starting point of the new wire is inserted into the corresponding guide groove 5a of the first guide member 5, until it is positioned in precise correspondence with the joining station 4 and blocked by means of the fixing clamp 11.

Prima dell?inserimento le due estremit? del filo vengono tagliate tramite una tenaglia in modo da risultare regolari, e se necessario tali estremit? vengono rese rettilinee mediante un dispositivo raddrizza-filo convenzionale. Before dell?insertion, the two ends? of the wire are cut using a pincer so as to be regular, and if necessary these ends? are made straight by means of a conventional straightening device.

Queste semplici operazioni, che possono anche essere invertite nel senso che prima viene posizionata l?estremit? del nuovo filo e poi quella del filo esaurito, possono essere controllate agevolmente tramite la lente di ingrandimento 13, disposta nella posizione abbassata della figura 4a, in modo da verificare il corretto allineamento delle due estremit?. These simple operations, which can also be reversed in the sense that the extremity is positioned first? of the new thread and then that of the exhausted thread, can be easily checked by means of the magnifying glass 13, arranged in the lowered position of figure 4a, so as to verify the correct alignment of the two ends.

Viene dato l'avvio alla carica del o dei condensatori dell'unit? di saldatura a scarica capacitiva S. L'entit? della carica pu? essere selezionata, in funzione del diametro del filo, mediante un commutatore rotativo 17 disposto sul lato frontale dell'apparecchio 1. Does the charging of the capacitor(s) of the unit start? of capacitive discharge welding S. The entity? of the charge can? be selected, depending on the diameter of the wire, by means of a rotary switch 17 arranged on the front side of the device 1.

Al termine del ciclo di carica l'unit? di controllo del dispositivo fornisce il consenso affinch? il secondo organo di supporto 6 venga spostato assialmente verso il primo organo di supporto 5, traslando dalla posizione arretrata verso la posizione avanzata in cui l'estremit? del filo di saldatura in esaurimento si dispone in contatto di testa con l'estremit? del nuovo filo, in corrispondenza della stazione di giunzione 4. Tale spostamento pu? essere realizzato, ad esempio, tramite un attuatore elettromagnetico di tipo convenzionale, non illustrato in quanto alla portata del tecnico del ramo, contro l'azione della molla 9. At the end of the charge cycle, the unit? control of the device provides consent so that? the second support member 6 is moved axially towards the first support member 5, translating from the retracted position towards the advanced position in which the end? of the welding wire in exhaustion is placed in butt contact with the extremity? of the new wire, in correspondence of the junction station 4. This displacement can? be achieved, for example, by means of an electromagnetic actuator of the conventional type, not illustrated as it is within the reach of the person skilled in the art, against the action of the spring 9.

Prima dello spostamento del secondo organo di supporto 6 la lente di ingrandimento 13 viene spostata tramite la leva oscillante 14 dalla posizione abbassata della figura 4A alla posizione sollevata della figura 4B, cos? da non interferire con la stazione di giunzione 4. Nella posizione sollevata la leva oscillante 14 svolge anche la funzione di proteggere l?operatore da scintille e fiammate che possono svilupparsi nella stazione di giunzione 4. Before the second support member 6 is moved, the magnifying glass 13 is moved via the rocker lever 14 from the lowered position of FIG. 4A to the raised position of FIG. so as not to interfere with the junction station 4. In the raised position, the oscillating lever 14 also performs the function of protecting the operator from sparks and flames which can develop in the junction station 4.

Allorch? i terminali dei due fili si dispongono l'uno a contatto di testa con l'altro si produce automaticamente la scarica capacitiva in corrispondenza della stazione di giunzione 4, per effetto della quale l'energia accumulata nel o nei condensatori genera un arco voltaico che a sua volta provoca la fusione e quindi la saldatura di testa dei terminali dei due fili. A seguito di questa fase, pressoch? istantanea, il secondo organo di supporto 6 viene riportato dalla molla 9 nella posizione arretrata e la giunzione fra i due fili pu? essere estratta dal dispositivo, svolgendo a ritroso le operazioni sopra descritte, per consentire il riavvio dell'impianto di saldatura. When? the terminals of the two wires are arranged in butt contact with each other, the capacitive discharge is automatically produced at the junction station 4, as a result of which the energy stored in the capacitor or capacitors generates a voltaic arc which at in turn causes the fusion and therefore the butt welding of the terminals of the two wires. Following this phase, almost? instantaneously, the second support member 6 is brought back by the spring 9 to the retracted position and the junction between the two wires can? be extracted from the device, performing the operations described above in reverse, to allow the welding system to be restarted.

L'intero ciclo operato dal dispositivo pu? avere una durata dell'ordine di circa 30??. The entire cycle operated by the device pu? have an order duration of about 30??.

Naturalmente i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione cos? come definita nelle rivendicazioni che seguono. Of course, the details of construction and the embodiments can be varied widely with respect to what has been described and illustrated, without thereby departing from the scope of the present invention as follows: as defined in the following claims.

Claims (5)

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di giunzione per impianti di saldatura a filo continuo, in cui l'estremit? terminale di un filo di saldatura in esaurimento deve essere unita di testa all'estremit? iniziale di un nuovo filo di saldatura, caratterizzato dal fatto che comprende:1. Joint device for continuous wire welding systems, in which the end? terminal of a welding wire in depletion must be joined butt at the end? start of a new welding wire, characterized in that it includes: - un'unit? di saldatura a scarica capacitiva (S) configurata per generare un arco voltaico in corrispondenza di una stazione di giunzione (4),- a unit? discharge welding machine (S) configured to generate an arc at a junction station (4), - un primo organo di supporto (5) provvisto di scanalature di guida (5a) selezionabili per l'inserimento dell'estremit? iniziale del nuovo filo di saldatura in modo sporgente in detta stazione di giunzione (4),- a first support member (5) provided with selectable guide grooves (5a) for inserting the end? start of the new welding wire protruding in said splicing station (4), - un secondo organo di supporto (6) provvisto di scanalature di guida (6a) allineate con dette scanalature di guida (5a) del primo organo di supporto (5) per l'inserimento dell'estremit? terminale del filo di saldatura in esaurimento in modo sporgente verso detta stazione di giunzione (4), detto secondo organo di supporto (6) essendo traslabile rispetto a detto primo organo di supporto (5) tra una posizione arretrata ed una posizione avanzata in cui dette estremit? di filo sono fra loro accostate di testa in detta stazione di giunzione (4),- a second support member (6) provided with guide grooves (6a) aligned with said guide grooves (5a) of the first support member (5) for inserting the end? end of the welding wire running out protruding towards said joining station (4), said second support member (6) being translatable with respect to said first support member (5) between a rearward position and a forward position in which said end? of wire are placed side by side in said splicing station (4), - mezzi di comando (2) per traslare detto secondo supporto (6) da detta posizione arretrata a detta posizione avanzata e per attivare contestualmente detta unit? di saldatura (S).- control means (2) for translating said second support (6) from said retracted position to said forward position and for simultaneously activating said unit? welding (S). 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo organo di supporto (5, 6) sono provvisti di rispettivi morsetti di serraggio rapido (11, 12) di dette estremit? di filo.2. Device according to claim 1, characterized in that said first and second support member (5, 6) are provided with respective quick tightening clamps (11, 12) of said ends? of thread. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo organo di supporto (5, 6) sono in forma di rulli girevoli.3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that said first and second support members (5, 6) are in the form of rotating rollers. 4. Dispositivo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ? provvisto di una lente di ingrandimento (13) per il controllo visivo di detta stazione di giunzione (4).4. Device according to one or more? of the preceding claims, characterized by the fact that ? provided with a magnifying glass (13) for visual inspection of said junction station (4). 5. Dispositivo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che consiste in un apparecchio compatto (1) fissabile a parete. 5. Device according to one or more? of the preceding claims, characterized in that it consists of a compact device (1) which can be fixed to the wall.