Instalación de confinamiento de seguridad para la radiación láser.

Instalación de confinamiento de seguridad para la radiación láser que consta de:

- un recinto de confinamiento

(EN) de seguridad que presenta por lo menos dos aberturas (01, 02) lateralmente opuestas, a través de las cuales puede desplazarse por lo menos una banda metálica (B),

- el recinto consta de un primer y un segundo dispositivos de mordazas de sujeción de banda (M11, M12, M12s; M21, M22, M22s) dispuestas sobre el camino de desplazamiento de la banda entre las dos aberturas, en el que dichas mordazas están dispuestas transversalmente por lo menos sobre la anchura de la banda,

- una cabeza (TL) de una instalación de corte o soldadura que emite un disparo de radiación láser que hay que confinar, dicho disparo se puede desplazar transversalmente entre un par de mordazas (M11, M12) colocadas enfrente de un lado de una cara de la banda,

- al poner las mordazas en posición apretada sobre la banda, el acoplamiento de las mordazas (M11, M12, M12s; M21, M22, M22s) sobre las caras de la banda inducen a la constitución de una pantalla física (F1b) a la radiación láser que impide a dicha radiación pasar a través de las dos aberturas del recinto.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/055003.

Solicitante: Primetals Technologies France SAS.

Inventor/es: DOREY,NICOLAS, RUESCH,JÉRÉMIE, THOMASSON,HERVE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD EN GENERAL > Dispositivos de seguridad independientes del control... > F16P1/06 (especialmente proyectadas para la soldadura autógena)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/26 (de costuras rectilíneas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/08 (Dispositivos que tiene un movimiento relativo entre el haz de rayos y la pieza)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > B23K37/00 (Dispositivos o procedimientos auxiliares no especialmente adaptados a un procedimiento cubierto en uno solo de los grupos principales de esta subclase (pantallas de protección para los ojos de los operarios, llevadas por el operario o sujetadas manualmente A61F 9/00; aplicables a las máquinas de trabajar metales no destinados a la soldadura sin fusión, o a la soldadura o al corte por soplete B23Q; otras pantallas protectoras F16P 1/06))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/12 (bajo ambientes o atmósfera especial, p. ej. en un recinto)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/70 (Operaciones o equipo auxiliar)

PDF original: ES-2543779_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Instalación de confinamiento de seguridad para la radiación láser La presente invención se refiere a una instalación de confinamiento de seguridad para la radiación láser según el preámbulo de la reivindicación 1, así como su utilización en el marco del procedimiento de soldadura y corte del material, particularmente de bandas metálicas que sufren operaciones siderúrgicas.

En el marco de aplicaciones siderúrgicas en línea continua, la soldadura de empalme de bandas presenta varios modos posibles y conocidos de soldadura: por chispa, recubrimiento, TIG, MIG y Láser. Para la soldadura de dichas soldaduras láser, el tipo de fuente empleado principalmente es una fuente C02. Se pueden también emplear otros tipos de fuentes como las fuentes denominadas "ASOLID" (también conocidas bajo el tipo YAG, Disco o fibra) que poseen longitudes de onda alrededor de 1060nm y presentan numerosas ventajas entre las que están, entre otras, una sencillez del trayecto óptico, un mejor rendimiento y una gran calidad de haz. Estas fuentes se pueden utilizar también, según el caso, como medio de corte de una banda en desplazamiento. Como consecuencia del presente documento, no se diferenciará entre las aplicaciones de soldadura y de corte dado que ambas necesitan un confinamiento que la invención se propone resolver. En efecto, el inconveniente de tal tipo de fuente láser proviene de la elección de la longitud de onda de haz y de los peligros inherentes, de modo que debe de estar instalado un confinamiento para evitar cualquier accidente sobre otros. El documento US 4, 623, 777 divulga una soldadura láser de empalme de bandas con una instalación de confinamiento de seguridad.

Tal confinamiento no obstante, no esta libre de problemas o esta por lo menos unido a diferentes aspectos:

- con un confinamiento demasiado exiguo (por ejemplo encapsulando la zona de soldadura) , existe una dificultad en visualizar por el operador la zona de las operaciones en la máquina (corte y soldadura) ; -las bandas (que provienen de la soldadura o van hacia la soldadura por desplazamiento, desde o hacia una línea de tratamiento adyacente, bobinadora, etc.) deben poder entrar y salir de la soldadura sin más dificultad que la que pueden tener en las máquinas clásicas. Sabiendo que las bandas en desplazamiento son muy largas (varias centenas de metros) , es imposible un confinamiento íntegro físico alrededor de una banda que hay que cortar o de bandas que hay que soldar. Así, el confinamiento puede comprender sólo un recinto encapsulando la soldadora / la cortadora que presenta aberturas de entrada y de salida de banda, por lo tanto posibilidades de huida de radiación láser a través de estas aberturas.

- el acceso a la máquina para el ajuste y el mantenimiento de ésta debe ser lo más simple posible.

Un fin de la presente invención es proponer una instalación de confinamiento de seguridad láser en un dispositivo de corte y/o de soldadura láser de una banda que llega a dicho dispositivo o sale de dicho dispositivo por desplazamiento.

Tal instalación se propone así a través de la reivindicación 1. Las utilizaciones de esta instalación son propuestas adicionalmente en el marco del corte y/o la soldadura de bandas metálicas que llegan a dicha instalación o salen de dicha instalación, ella misma dispuesta en una línea de desplazamiento de dicha banda.

Se trata de una instalación de confinamiento de seguridad de radiación láser que consta de:

- un recinto de confinamiento de seguridad que presenta por lo menos dos aberturas lateralmente opuestas a través de las cuales por lo menos puede desplazarse una banda metálica, -el recinto comprende un primer y un segundo dispositivo de mordaza de sujeción de banda dispuestos sobre el camino de desplazamiento de la banda entre las dos aberturas, en el que dichas mordazas están dispuestas transversalmente por lo menos sobre la anchura de la banda, -una cabeza de una instalación de corte o soldadura emite un disparo de radiación láser que hay que confinar, dicho disparo es desplazable transversalmente entre un par de mordazas situadas enfrente de un lado de una cara de la banda, -al apretar las mordazas sobre la banda, el acoplamiento de las mordazas sobre las caras de la banda inducen a la constitución de una pantalla física a la radiación láser que impide a dicha radiación pasar a través de las dos aberturas del recinto.

Dicho recinto presenta una primera ventaja al ser dimensionada con el fin de recubrir los equipos siguientes: cabeza de disparo láser, mordaza de sujeción y su bastidor. De este modo, el recinto tiene un tamaño asimilable a un local en el cual un operador puede penetrar por medio de una simple puerta situada sobre una pared de dicho recinto. Igualmente, es también posible disponer sobre las paredes del recinto o bien sobre una puerta por lo menos de una ventanilla que permite una visualización del dispositivo de soldadura / corte, dicha ventanilla está prevista para filtrar

toda la radiación láser según las normas de seguridad aplicables. Por último, el recinto puede comprender una cubierta amovible que permite durante la parada del dispositivo de soldadura / corte, las operaciones de mantenimiento de carácter pesado (por ejemplo, retirar dicha cubierta y desplazar una unidad de mordaza de sujeción vía un puente rodante único u otro medio de grúa) . Por otro lado, entonces también es posible colocar tableros de mando del dispositivo de soldadura / corte fuera del recinto y, exceptuada la ventanilla, los medios de visión y de control pueden estar instalados en el recinto mandados desde el exterior. Por estas disposiciones, un operador puede fácilmente visualizar la zona de las operaciones de soldadura / corte en el recinto, también puede penetrar en el recinto (láser apagado) y efectuar mantenimientos ligeros y hasta los más pesados sin complejidad ni estrechez.

Una segunda ventaja de la instalación según la invención proviene del hecho de que el recinto se coloca como una cabina que recubre el dispositivo de soldadura / corte de banda y principalmente no presenta más que dos aberturas para la entrada y la salida de por lo menos una banda en o fuera de dicha cabina. Sabiendo que el acoplamiento de las mordazas obstruye una salida de radiación láser vía las dos aberturas, el confinamiento de seguridad es simple y eficaz sin tener necesariamente que añadir puertas a dicha cabina de confinamiento. La cabina de confinamiento también es universalmente instalable, y esto simplemente alrededor de los dispositivos existentes de soldadora o cortadora para los cuales es posible implantar un láser de la fuente "asolid" o de otro tipo. Durante tal instalación, estará previsto que las aberturas de la cabina estén dispuestas y dimensionadas para ponerse bajo pantalla de radiación al estar en posición apretada cada par de mordazas contiguas a cada una de las aberturas. Más generalmente, la geometría de los pares de mordazas que aprietan la banda debería asegurar la pantalla de una forma muy simple. Disposiciones complementarias según la invención, son presentadas a través de otras reivindicaciones igualmente relacionadas con las ventajas.

Ejemplos de realización y de aplicación son proporcionados con la ayuda de las figuras descritas:

Figura 1 Instalación de confinamiento de seguridad para la radiación láser según la invención, Figura 2 Pantalla controlada mecánicamente, Figura 3 Pantalla integrada en la mordaza por ondulación, Figura 4 Pantalla de desviación parcialmente sometida a la mordaza, Figura 5 Pantalla de desviación por desviación de línea de paso.

La figura 1 presenta un modo de realización de la instalación de confinamiento de seguridad para la radiación láser según la invención que consta... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instalación de confinamiento de seguridad para la radiación láser que consta de: -un recinto de confinamiento (EN) de seguridad que presenta por lo menos dos aberturas (01, 02) lateralmente 5 opuestas, a través de las cuales puede desplazarse por lo menos una banda metálica (B) , -el recinto consta de un primer y un segundo dispositivos de mordazas de sujeción de banda (M11, M12, M12s;

M21, M22, M22s) dispuestas sobre el camino de desplazamiento de la banda entre las dos aberturas, en el que dichas mordazas están dispuestas transversalmente por lo menos sobre la anchura de la banda, -una cabeza (TL) de una instalación de corte o soldadura que emite un disparo de radiación láser que hay que confinar, dicho disparo se puede desplazar transversalmente entre un par de mordazas (M11, M12) colocadas enfrente de un lado de una cara de la banda, -al poner las mordazas en posición apretada sobre la banda, el acoplamiento de las mordazas (M11, M12, M12s; M21, M22, M22s) sobre las caras de la banda inducen a la constitución de una pantalla física (F1b) a la radiación láser que impide a dicha radiación pasar a través de las dos aberturas del recinto.

2. Instalación según la reivindicación 1, por la que la pantalla esta formada por un revestimiento absorbente (F1a) a la radiación de las caras de las mordazas laterales a la cabeza de disparo.

3. Instalación según la reivindicación 1 o 2, por la que la pantalla (F1b) esta formada por una sección de caras posteriores de las mordazas que tienen un tamaño suficientemente grande como para dar sombra a cada una de las aberturas de la radiación.

4. Instalación según la reivindicación 1 o 2, 25 por la que la pantalla esta formada por paredes (F1b') subordinadas mecánicamente a la sujeción de las mordazas.

5. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, por la que la pantalla esta formada por una desviación de la banda entre las mordazas y cada una de las aberturas, idealmente por una ondulación o un guiado deflector de dicha banda.

6. Instalación según la reivindicación 5, por la que la desviación de la banda se produce por un desplazamiento de por lo menos una de las mordazas fuera de una línea de paso mediana del desplazamiento.

7. Instalación según la reivindicación 5 o 6, por la que la ondulación se produce por medio de un elemento transversal al desplazamiento de la banda, dicho

elemento puede estar dispuesto en la parte de atrás de un par de mordazas o, en el caso de que el elemento sea un rodillo, en un hueco cilíndrico repartido sobre dos superficies de sujeción de las mordazas.

8. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes,

por la que la pantalla esta formada por una red obturadora de tipo laberinto entre las mordazas y cada una de las aberturas.

9. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, 45 por la que la pantalla esta formada por una distribución transversal segmentada en una pluralidad de mordazas cuyos segmentos de las mordazas se pueden unir fuera de una zona de sujeción de la banda y laterales a dicha banda.

10. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, 50 por la que la pantalla esta formada por paredes amovibles laterales a la banda que se traen al borde de la banda en posición apretada de la mordaza.

11. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, por la que la pantalla esta formada por medio de un túnel o un manguito alrededor de la banda entre las mordazas y 55 cada abertura, dicho túnel tiene una geometría variable.

12. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, por la que la radiación láser se emite por una unidad láser de longitud de onda situada en el infrarrojo cercano alrededor de lOOOnm, idealmente en un intervalo adaptado a la aplicación láser del tipo fibra / disco alrededor de 5 1060nm hasta una aplicación láser de tipo diodo alrededor de 870nm.

13. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, por la que el recinto comprende por lo menos una tercera abertura superior obturable por una cubierta amovible.

14. Utilización de la instalación según una de las reivindicaciones precedentes, por la que la cabeza de disparo es una cortadora láser de banda.

15. Utilización de la instalación según una de las reivindicaciones precedentes o la reivindicación 14, por la que la cabeza de disparo es un soldador láser de la cola de la primera banda y de la cabeza de la segunda 15 banda.

16. Utilización según la reivindicación 15, por la que la cola de una de las bandas es traída y mantenida en una primera mordaza de sujeción y la cabeza de la segunda banda es traída y mantenida en una segunda mordaza de sujeción que hace frente a la primera mordaza de sujeción, y cuando las dos bandas se mantienen en las mordazas en posición apretada, se permite una activación de la radiación.

17. Uso según la reivindicación 16, por la que: -antes de traer la cola de la primera banda a través de la primera, después de la segunda mordaza de sujeción, las 25 dos mordazas de sujeción se colocan en posición suelta y accionan simultáneamente una separación mecánica suficiente para el paso de la primera banda a través de una abertura de salida y de una abertura de entrada de un recinto de confinamiento láser que encierra por lo menos las mordazas y la cabeza del soldador, esta etapa prohíbe una activación de la radiación, -a más tardar al final de traer a la posición de mantenimiento la cabeza de la segunda banda en la segunda mordaza, las dos mordazas se vuelven a colocar en posición apretada, e inducen una pantalla contra un paso de radiación láser fuera del recinto con el fin de permitir una activación de la radiación.