MÁQUINA DE SOLDADURA DE BOTES CON MONITOR DE POLVO.

Máquina de soldadura de botes con una instalación de recubrimiento de costuras dotada de un dispositivo para medir continuamente el espesor de una capa de polvo (40) de una chapa de bote movida con relación al dispositivo,

en donde la capa de polvo (40) sirve para recubrir la chapa de bote, en donde el dispositivo presenta un sensor (20) con un gran número de emisores para radiación de medida y con un gran número de receptores para radiación de medida reflejada desde la capa de polvo (40) y/o desde la pieza de trabajo, en donde los emisores y los receptores están dispuestos en el sensor (20) con entremezclado de unos con otros y está previsto un ordenador (22) para generar una señal de medida continua en función de los dos parámetros consistentes en radiación emitida y radiación recibida, caracterizada porque el dispositivo para medir continuamente el espesor de la capa de polvo está integrado en un brazo de polvo y porque unos emisores y receptores yuxtapuestos están reunidos en grupos de tal manera que cada grupo lleva asociados una fuente propia para radiación de medida y un detector propio para radiación que haya llegado a los receptores, y porque, además, cada grupo lleva asociado un ordenador propio para formar una señal de medida, estando dispuestos los emisores y los receptores en una cabeza de sensor (20) y estando estos unidos por fibras conductoras de radiación, preferiblemente fibras de cuarzo, con la fuente de radiación correspondiente y con el detector correspondiente, respectivamente, estando prevista en la cabeza del sensor una cubierta recambiable (35) para limitar la anchura de medida del sensor (20), la cual presenta medios de limpieza (37) para proteger la superficie operativa del sensor, estando unidos la fuente de radiación correspondiente y el detector correspondiente, en forma apta para funcionar, con un ordenador (22) destinado a generar una señal de medida

La invención concierne a una máquina de soldadura de botes según el preámbulo de la reivindicación 1. Una máquina de soldadura de botes de esta clase es conocida por el documento EP 1 112 801.

Las superficies de metal se protegen frecuentemente con un revestimiento cuando el propio metal o la propia aleación no sea suficientemente resistente a la corrosión. Son conocidas para el experto numerosas aplicaciones en las que, por ejemplo, se proyecta un polvo de recubrimiento sobre superficies de piezas de trabajo y se consolida este polvo por medio de un tratamiento térmico subsiguiente. La calidad de la capa de protección aplicada viene determinada por la homogeneidad del espesor de capa o por la presencia de puntos defectuosos en el recubrimiento.

Sin embargo, en lugar de polvo es imaginable también una aplicación de barniz húmedo; asimismo, pueden preverse también revestimientos metálicos.

Por ejemplo, las chapas con una capa protectora de estaño son conocidas como hojalatas y se emplean, entre otras cosas, para la producción de botes de tres partes.

Las envolventes de envases de chapa, especialmente de botes de tres partes, se fabrican predominantemente con ayuda de la soldadura por resistencia. Durante el proceso de soldadura se retira la capa de estaño en el lugar de ubicación de la costura de soldadura, de modo que se presenta entonces allí material de chapa sin protección. Por tanto, en una operación subsiguiente se tiene que cubrir nuevamente la costura bruta con una capa de protección. Esto se realiza por medio de barniz húmedo o mediante proyección de una capa de polvo que se fluidifica por acción de calor en un horno pospuesto y se consolida después del enfriamiento para obtener una capa de protección que presenta las propiedades deseadas. El recubrimiento de la costura de soldadura de envolventes de botes con tales barnices en polvo se impone cada vez más, sobre todo en el lado interior de los botes. Las velocidades de soldadura que pueden alcanzarse hoy en día son de 100 m/min y más, lo que conduce a una correspondiente demanda de instalaciones adecuadas de recubrimiento de costuras con polvo.

La cantidad de polvo empleada en el recubrimiento de una costura representa un factor de coste relevante en la producción de botes. Se intenta de manera correspondiente mantener el espesor de capa lo más delgado que sea posible; sin embargo, éste no debe hacerse demasiado delgado para evitar fiablemente una corrosión de la costura de soldadura, especialmente en el caso de contenidos agresivos de los botes, sobre todo porque puede estar previsto un almacenamiento de meses o de años del bote lleno.

Un recubrimiento deficiente de la costura de soldadura no sólo puede conducir a una contaminación del contenido del bote, sino que puede llevar también a una fuga en la que el contenido saliente del bote ensucie el entorno.

No se ha logrado hasta hoy mantener constante el espesor de capa, en condiciones de producción, dentro de un intervalo de tolerancia muy estrecho:

Por un lado, la mezcla de polvo/aire a proyectar sobre la costura de soldadura tiene que transportarse varios metros por tuberías delgadas y curvadas hasta el sitio de proyección, lo que, debido al largo recorrido de transporte y referido a los botes individuales, puede tener como consecuencia una descarga irregular del polvo. Seguidamente, se influye sobre el comportamiento del polvo por medio de la granulometría de éste con diámetros de grano inevitablemente diferentes. Por último, se tiene que cargar electrostáticamente el polvo con miras a la adherencia a la chapa del bote. La aplicación del polvo es influenciada adicionalmente por las condiciones de producción in situ, tales como temperatura, humedad del aire, y por las propiedades variables del polvo recirculado.

Esta problemática es conocida desde hace bastante tiempo y conduce a que los ajustes en la instalación de recubrimiento de costuras con polvo para la producción a absorber se realicen por medio de valores básicos y el ajuste fino se efectúe con ayuda de operaciones de prueba.

En instalaciones de producción perfectamente ajustadas de esta manera se produce también después de cierto tiempo de producción un desplazamiento de parámetros de funcionamiento (humedad del aire, variación del polvo recirculado, como se ha mencionado anteriormente). Se tiene que reajustar la instalación, lo que trae consigo una parada de la producción y más operaciones de prueba.

Los procedimientos conocidos para vigilar la cantidad de polvo aplicada detectan continuamente la cantidad de polvo transportada al sitio de proyección, pero esto ya no puede dar como resultado un valor de plausibilidad.

Cuando se intenta verificar continuamente el espesor de capa efectivamente existente con sensores previstos detrás del sitio de proyección, se plantean dificultades considerables en cuanto al espacio disponible y al ensuciamiento constante por restos de polvo no captados por la succión. Otro problema reside en la vibración del brazo de soldadura en el que tiene que montarse necesariamente el brazo del polvo con el sitio de proyección de polvo y un sensor de espesor de capa.

El estado de la técnica para medir el espesor de una capa de polvo se describe también en el documento EP 1 112 801, al cual se hace aquí expresamente referencia. Para resolver los problemas anteriormente descritos se propone en el documento citado medir el espesor de capa del bote individual por medio de un rayo láser, estando dispuesta la fuente de láser fuera de la instalación de recubrimiento de costuras. Se puede captar así cada bote individual, lo que es ventajoso en comparación con el sistema actual de muestras aleatorias; además, se aminora considerablemente el peligro de ensuciamiento de la fuente de láser y del sensor asociado.

Sin embargo, con el procedimiento propuesto se pueden captar solamente las zonas de entrada del bote individual, pero no su zona interior. Por último, sólo se pueden verificar zonas parciales pequeñas de todo el recubrimiento de la costura de soldadura que se debe investigar. Los sitios defectuosos del recubrimiento siguen sin ser reconocidos. Además, el tamaño de la zona de prueba en los respectivos extremos del bote depende de la distancia en que pueden alejarse los botes individuales uno de otro en el flujo de producción, lo que tiene como consecuencia un compromiso entre la inversión correspondiente en aparatos y la calidad de la prueba.

Se conoce por el documento US 4 787 749 A un dispositivo para medir una capa delgada que comprende un sensor que presenta un espectroscopio que divide la luz de una fuente de luz en componentes de diferentes longitudes de onda. El sensor presenta también un elemento de transformación fotoeléctrica que recibe luz reflejada desde la capa. Se ha previsto un ordenador para calcular el espesor de la capa.

El problema de la presente invención consiste en crear una máquina de soldadura de botes con cuya ayuda se pueda vigilar continuamente la calidad del revestimiento aplicado sobre una pieza de trabajo.

Este problema se resuelve con una máquina de soldadura de botes según la reivindicación 1.

Como quiera que la superficie de la pieza de trabajo con la capa cubriente es explorada por medio de un gran número de emisores y receptores, se obtiene una zona de exploración de tamaño preseleccionable, lo que permite una aplicación industrial. Como quiera que los emisores y los receptores se disponen entremezclados unos con otros en el sensor, se obtiene una sensibilidad constante en toda la zona de exploración para sitios defectuosos en el recubrimiento a la manera de un ojo facetado, lo que asegura una alta calidad de exploración. Se reconocen también zonas demasiado delgadas del recubrimiento que ya no tapan completamente la pieza de trabajo (así, por ejemplo, cuando se trasluce la superficie de la pieza de trabajo a través del recubrimiento): los sitios defectuosos o un recubrimiento demasiado delgado generan localmente un comportamiento de reflexión modificado de la superficie explorada; la radiación de medida reflejada de manera diferente es conducida al detector a través de los receptores y se genera por el ordenador una señal de medida correspondiente.

Además del problema planteado, se hace posible un reconocimiento de solamente pequeñas desviaciones respecto del estado nominal de la capa cubriente. Como quiera que los emisores y los receptores se reúnen en grupos y cada grupo genera una señal de medida propia, se... [Seguir leyendo]

1. Máquina de soldadura de botes con una instalación de recubrimiento de costuras dotada de un dispositivo para medir continuamente el espesor de una capa de polvo (40) de una chapa de bote movida con relación al dispositivo, en donde la capa de polvo (40) sirve para recubrir la chapa de bote, en donde el dispositivo presenta un sensor (20) con un gran número de emisores para radiación de medida y con un gran número de receptores para radiación de medida reflejada desde la capa de polvo (40) y/o desde la pieza de trabajo, en donde los emisores y los receptores están dispuestos en el sensor (20) con entremezclado de unos con otros y está previsto un ordenador (22) para generar una señal de medida continua en función de los dos parámetros consistentes en radiación emitida y radiación recibida, caracterizada porque el dispositivo para medir continuamente el espesor de la capa de polvo está integrado en un brazo de polvo y porque unos emisores y receptores yuxtapuestos están reunidos en grupos de tal manera que cada grupo lleva asociados una fuente propia para radiación de medida y un detector propio para radiación que haya llegado a los receptores, y porque, además, cada grupo lleva asociado un ordenador propio para formar una señal de medida, estando dispuestos los emisores y los receptores en una cabeza de sensor (20) y estando estos unidos por fibras conductoras de radiación, preferiblemente fibras de cuarzo, con la fuente de radiación correspondiente y con el detector correspondiente, respectivamente, estando prevista en la cabeza del sensor una cubierta recambiable (35) para limitar la anchura de medida del sensor (20), la cual presenta medios de limpieza (37) para proteger la superficie operativa del sensor, estando unidos la fuente de radiación correspondiente y el detector correspondiente, en forma apta para funcionar, con un ordenador (22) destinado a generar una señal de medida.

2. Máquina de soldadura de botes según la reivindicación 1, caracterizada porque los emisores están unidos con la fuente de radiación y/o los receptores están unidos con el detector a través de fibras conductoras de radiación, preferiblemente fibras de cuarzo.

3. Máquina de soldadura de botes según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el sensor (20) presentan medios (37) para retirar y alejar suciedades de la superficie operativa del sensor.

4. Máquina de soldadura de botes según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 anteriores, caracterizada porque la fuente de radiación genera una radiación infrarroja.

5. Máquina de soldadura de botes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios de limpieza presentan un canal 37 de aire de barrido que discurre por la superficie operativa del sensor y cuyo techo está perforado en la zona de los emisores y los receptores.

6. Máquina de soldadura de botes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las fibras conductoras de radiación presentan un diámetro de 20 a 200 m, preferiblemente de 50 m.

7. Máquina de soldadura de botes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cabeza (20) del sensor presenta tres grupos (30, 31, 32) de emisores y receptores que están dispuestos en línea.

8. Máquina de soldadura de botes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cabeza (30) del sensor presenta un cuarto grupo (33) con solamente emisores que está unido con una fuente de preferiblemente luz blanca a través de fibras conductoras de radiación.