Sistema y procedimiento de control de un taller de soldadura por arco eléctrico.

Un procedimiento de control de un taller de soldadura por arco eléctrico en el que son empleadas variasantorchas (10) de soldadura alimentadas cada uno por al menos un hilo fusible (11),

estando animado cada hilofusible (11) de una velocidad de hilo (V) y estando sometido a una corriente eléctrica de intensidad (I), en el que:se determina, para cada antorcha (10), por medio de un captador de velocidad al menos un valor de velocidad del hilo (V) representativo de la velocidad media a la que cada hilo (11) alimenta a cada antorcha (10) durante unperíodo de duración (T) determinado o se determina por medio de un captador de corriente al menos un valor deintensidad (I) de la corriente representativo de la corriente media a la que está sometido cada hilo (11) durante elperíodo de duración (T) determinada, caracterizado porque

se determina, a partir de al menos cada valor de velocidad (V) de hilo (11) o cada valor de intensidad (I) de la corriente eléctrica obtenida en la etapa anterior, el factor de marcha (FM) y el índice de depósito (TD) para cadaantorcha (10) del taller y/o eventualmente el valor medio de dicho factor de marcha (FM) y de dicho índice dedepósito (TD) para todas las antorchas del taller.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E03291894.

Solicitante: L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ANONYME POUR L'ETUDE ET L'EXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 75, QUAI D'ORSAY 75007 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: CANTACUZENE, SERBAN, COSSON STEPHANE, CAZOTTES,ERIC, BLOT,ROGER, LECOUFFE,JEAN-FRANCOIS, VAIDYA,VIWEK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B23K9/095 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B23 MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.B23K SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO O CHAPADO POR SOLDADURA O SOLDADURA SIN FUSION; CORTE POR CALENTAMIENTO LOCALIZADO, p. ej. CORTE CON SOPLETE; TRABAJO POR RAYOS LASER (fabricación de productos revestidos de metal por extrusión de metales B21C 23/22; realización de guarniciones o recubrimientos por moldeo B22D 19/08; moldeo por inmersión B22D 23/04; fabricación de capas compuestas por sinterización de polvos metálicos B22F 7/00; disposiciones sobre las máquinas para copiar o controlar B23Q; recubrimiento de metales o recubrimiento de materiales con metales, no previsto en otro lugar C23C; quemadores F23D). › B23K 9/00 Soldadura o corte por arco voltaico (soldadura eléctrica por escoria B23K 25/00; transformadores de soldadura H01F; generadores de soldadura H02K). › Vigilancia o control automático de los parámetros de soldadura.
  • B23K9/10 B23K 9/00 […] › Otros circuitos eléctricos para la soldadura o el corte por arco; Circuitos de protección; Control a distancia.
  • B23K9/173 B23K 9/00 […] › y un electrodo consumible.
  • G05B19/418 FISICA.G05 CONTROL; REGULACION.G05B SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS FUNCIONALES DE TALES SISTEMAS; DISPOSITIVOS DE MONITORIZACION O ENSAYOS DE TALES SISTEMAS O ELEMENTOS (dispositivos de maniobra por presión de fluido o sistemas que funcionan por medio de fluidos en general F15B; dispositivos obturadores en sí F16K; caracterizados por particularidades mecánicas solamente G05G; elementos sensibles, ver las subclases apropiadas, p. ej. G12B, las subclases de G01, H01; elementos de corrección, ver las subclases apropiadas, p. ej. H02K). › G05B 19/00 Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas, ver los lugares apropiados, p. ej. A47L 15/46; relojes que implican medios anejos o incorporados que permiten hacer funcionar un dispositivo cualquiera en un momento elegido de antemano o después de un intervalo de tiempo predeterminado G04C 23/00; marcado o lectura de soportes de registro con una información digital G06K; registro de información G11; interruptores horarios o de programa horario que se paran automáticamente cuando el programa se ha realizado H01H 43/00). › Control total de una fábrica, es decir, control centralizado de varias máquinas, p. ej. control numérico directo o distribuido (DNC), sistemas de fabricación flexibles (FMS), sistemas de fabricación integrados (IMS), fabricación integrada por computador (CIM).

PDF original: ES-2421514_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sistema y procedimiento de control de un taller de soldadura por arco eléctrico El presente invento se refiere a un procedimiento y un sistema de control, en particular a distancia, de un taller de soldadura por arco eléctrico donde son empleadas varias antorchas o sopletes de soldadura, conforme al preámbulo de las reivindicaciones 1 y 8.

La productividad de un taller de soldadura es una combinación de varios factores y puede por ello expresarse de varias maneras, en particular en forma de un índice o tasa de depósito, es decir de la cantidad de material depositado en una hora por un soldador, correspondiendo dicha cantidad de materia a la cantidad de hilo fusible utilizado para realizar la junta de soldadura.

Los parámetros de amperaje, de velocidad del hilo, de velocidad de soldadura o de eficacia del taller están todos unidos a la eficacia de la soldadura.

Si se considera que el tamaño de cordones de soldadura realizados es conforme a las especificaciones, entonces aumentando la velocidad del hilo, por tanto también el amperaje del procedimiento, se aumenta la velocidad de desplazamiento del arco, lo que implica entonces un cordón más largo de soldadura depositado por unidad de tiempo.

De la misma manera, cualquier aumento del índice de utilización del taller o del tiempo efectivo durante el cual está encendido el arco tendrá un impacto favorable sobre el índice de depósito del taller.

La eficacia de un taller de soldadura puede ser mejorada a condición de disponer de herramientas o útiles de diagnóstico y de vigilancia adecuados que permitan identificar las causas de las ineficacias, tales como velocidad de hilo demasiado baja, amperaje demasiado bajo, índice de utilización de las máquinas de soldadura débil, poco tiempo efectivo de arco encendido...

Actualmente, faltos de un sistema de medida o de seguimiento adecuado, la mayor parte de los profesionales de la soldadura manual utilizan el tiempo total de fabricación o el número de piezas realizadas, en un período de tiempo dado, como parámetros para la realización de los presupuestos, para la definición de la planificación global del taller de soldadura y sobre todo para intentar mejorar la productividad de sus procedimientos de soldadura.

Desgraciadamente, utilizando únicamente tales parámetros, no se tiene en cuenta la utilización real del procedimiento de soldadura, cuya eficacia depende no solamente del factor de marcha del procedimiento, a saber, de la relación del tiempo durante el cual el arco eléctrico de soldadura está encendido al tiempo de trabajo total sino también de la optimización de los parámetros de soldadura, cuando el arco está en funcionamiento, tales como tensión, velocidad de hilo, intensidad, tipo de mezcla gaseosa utilizada y caudal del gas de protección empleado, ángulo de la antorcha con relación a la pieza a soldar, sentido de desplazamiento, limpieza de las piezas...

A fin de permitir mejorar la productividad del taller, realizar presupuestos precisos y gestionar la planificación del taller, es por tanto necesario disponer de valores mensurables precisos, que estén directamente unidos a la actividad real de soldadura.

Aunque existen actualmente en el mercado programas o software de gestión de taller de producción, se comprueba que estos no permiten obtener automáticamente datos mensurables y fiables que reflejen directamente la actividad de soldadura.

Existen también sistemas de medida llamados de "múltiples parámetros" que extraen datos mensurables unidos al procedimiento (corriente, tensión, velocidad de hilo...) y que los utilizan sólo con fines de trazabilidad y de garantía de calidad, pero no de gestión y de mejora propiamente dichas de un taller de soldadura donde varias antorchas son empleadas de manera simultánea por operarios diferentes.

Además, estos sistemas de múltiples parámetros emplean obligatoriamente varios captadores para medir los datos deseados, en particular la corriente, la tensión, la velocidad del hilo y el caudal de gas. Ahora bien, se comprueba que el coste del conjunto de estos captadores y del sistema que los utiliza es habitualmente elevado y por tanto a menudo disuasorio.

En definitiva, todos los sistemas que existen actualmente son demasiado complejos y/o tienen un coste varias veces superior al aceptable en el plano industrial, y/o no conducen más que a resultados mediocres o imperfectos.

Por otra parte el documento WO-A-02/058878 enseña un sistema y un procedimiento de control a distancia de equipos de soldadura situados lejos unos de otros, por ejemplo en regiones diferentes, utilizando redes de telecomunicación, tales como la Web, de manera que permitan regular a distancia estos equipos, y gestionar su mantenimiento y el reaprovisionamiento de gas y de consumibles.

Además, el documento US-A- 4 518 844 propone un procedimiento de control de un procedimiento de soldadura MIG con vigilancia de la relación de las integrales de las relaciones de arco y de cortocircuito.

A día de hoy, no existe por tanto un sistema simple y económico que permita gestionar eficazmente un taller de soldadura donde varias antorchas son empleadas de manera simultánea por operarios diferentes, es decir capaz de llevar a cabo la unión entre un parámetro medido y los elementos de gestión del taller, a saber el factor de marcha y el índice de depósito.

El problema que se propone resolver el presente invento es entonces optimizar y/o mejorar la productividad de un taller de soldadura de una manera simple, flexible y económica, que puede además ser realizada a distancia, es decir por tele-mantenimiento y/o telegestión, en particular cuando varias antorchas son empleadas de manera simultánea en el seno de este taller.

En otros términos, el propósito del presente invento es proponer un sistema simple, económico, que utilice el menor número de captadores posible y que permita medir la productividad de la soldadura y, de preferencia simultáneamente, optimizar los parámetros del arco, tales como el factor de marcha o el índice de depósito.

La solución del invento es un procedimiento de control de un taller de soldadura por arco eléctrico en el que son empleadas varias antorchas de soldadura alimentadas cada una por al menos un hilo fusible, estando animado cada hilo fusible de una velocidad de hilo y estando sometido a una corriente eléctrica de intensidad, en el que:

(a) se determina, para cada antorcha, por medio de un captador de velocidad al menos un valor de velocidad del hilo representativo de la velocidad media a la que cada hilo alimenta a cada antorcha durante un período determinado o se determina por medio de un captador de corriente al menos un valor de intensidad de la corriente representativo de la corriente media a la que está sometido cada hilo durante el período de duración determinado, y

(b) se determina, a partir de al menos cada valor de velocidad de hilo o cada valor la intensidad de la corriente eléctrica obtenido en la etapa (a) , el factor de marcha FM y el índice de depósito TD para cada antorcha del taller y/o eventualmente el valor medio de dicho factor de marcha (FM) y de dicho índice de depósito (TD) para todas las antorchas del taller.

Según el caso, el procedimiento del invento puede comprender una o varias de las características técnicas siguientes:

- el taller incluye de 2 a 20 antorchas de soldadura alimentadas cada una con uno o varios hilos de soldadura, de preferencia con 1 ó 2 hilos.

- Incluye una etapa de memorización de dicho factor de marcha (FM) y de dicho índice de depósito (TD) y/o de la velocidad del hilo o de la intensidad de la corriente

- incluye una etapa de transmisión de dicho factor de marcha (FM) y de dicho índice de depósito (TD) y/o de la velocidad del hilo o de dicha intensidad a medios de vigilancia del taller, de preferencia una etapa de teletransmisión.

- Incluye una etapa de adquisición y de almacenamiento de al menos un valor de velocidad de hilo determinado por el captador de velocidad o de al menos un valor de intensidad de la corriente determinado por el captador de corriente.

- Incluye una etapa de tratamiento de los valores de velocidad de hilo o de los valores de intensidad antes y/o después de almacenamiento, de preferencia antes de almacenamiento.

- la etapa de tratamiento de cada valor de velocidad de hilo o de cada valor de intensidad consiste en calcular el factor de marcha y el índice de depósito para cada antorcha del taller y/o eventualmente el valor medio de estos parámetros para todas las antorchas del taller.

El invento es un sistema de control de un taller de soldadura por arco eléctrico en el que son... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de control de un taller de soldadura por arco eléctrico en el que son empleadas varias antorchas (10) de soldadura alimentadas cada uno por al menos un hilo fusible (11) , estando animado cada hilo fusible (11) de una velocidad de hilo (V) y estando sometido a una corriente eléctrica de intensidad (I) , en el que:

se determina, para cada antorcha (10) , por medio de un captador de velocidad al menos un valor de velocidad del hilo (V) representativo de la velocidad media a la que cada hilo (11) alimenta a cada antorcha (10) durante un período de duración (T) determinado o se determina por medio de un captador de corriente al menos un valor de intensidad (I) de la corriente representativo de la corriente media a la que está sometido cada hilo (11) durante el período de duración (T) determinada, caracterizado porque se determina, a partir de al menos cada valor de velocidad (V) de hilo (11) o cada valor de intensidad (I) de la corriente eléctrica obtenida en la etapa anterior, el factor de marcha (FM) y el índice de depósito (TD) para cada antorcha (10) del taller y/o eventualmente el valor medio de dicho factor de marcha (FM) y de dicho índice de depósito (TD) para todas las antorchas del taller.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el taller incluye de 2 a 20 antorchas de soldadura alimentadas cada una con uno o varios hilos de soldadura, de preferencia con 1 ó 2 hilos.

3. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque incluye una etapa de memorización de dicho factor de marcha (FM) y de dicho índice de depósito (TD) y/o de la velocidad del hilo (V) o de la intensidad (I) de la corriente.

4. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque incluye una etapa de transmisión de dicho factor de marcha (FM) y de dicho índice de depósito (TD) y/o de la velocidad del hilo (V) o de dicha intensidad (I) a medios de vigilancia del taller, de preferencia una etapa de tele-transmisión.

5. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque incluye una etapa de adquisición y de almacenamiento de al menos un valor de velocidad de hilo (V) determinada por el captador de velocidad o de al menos un valor de intensidad de la corriente (I) determinado por el captador de corriente.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque incluye una etapa de tratamiento de los valores de velocidad de hilo (V) o de los valores de intensidad (I) antes y/o después de almacenamiento, de preferencia antes de almacenamiento.

7. Un procedimiento según la reivindicación 6 caracterizado porque la etapa de tratamiento de cada valor de velocidad de hilo (V) o de cada valor de intensidad (I) consiste en calcular el factor de marcha (FM) y el índice de depósito (TD) para cada antorcha (10) del taller y/o eventualmente el valor medio de estos parámetros para todas las antorchas del taller.

8. Un sistema de control de un taller de soldadura por arco eléctrico en el que son empleadas varias antorchas (10) de soldadura alimentadas cada una por al menos un hilo fusible (11) , estando animado cada hilo fusible (11) de una velocidad de hilo (V) y estando sometido a una corriente eléctrica de intensidad (I) , incluyendo:

primeros medios de determinación, para cada antorcha (10) , que comprende un captador de velocidad que permite determinar al menos un valor de velocidad del hilo (V) representativo que la velocidad media a la que cada hilo (11) alimenta cada antorcha (10) durante un periodo de duración (T) determinado o que comprende al menos un captador de corriente que permite determinar al menos un valor de intensidad (I) de la corriente representativo de la corriente media a la que está sometido cada hilo (11) durante el periodo de duración (T) determinado, caracterizado porque el sistema incluye además segundos medios de determinación que cooperan con los primeros medios de terminación para determinar, a partir de al menos cada valor de velocidad (V) de hilo (11) o cada valor de intensidad (I) de la corriente eléctrica determinada por los primeros medios de determinación, el factor de marcha (FM) y el índice de depósito (TD) para cada antorcha (10) del taller y/o eventualmente el valor medio de de dicho factor de marcha (FM) y de dicho índice de depósito (TD) para todas las antorchas del taller.

9. Un sistema según la reivindicación 8, caracterizado porque incluye medios de memorización para memorizar el factor de marcha (FM) y el índice de depósito (TD) y/o al menos un valor de velocidad del hilo (V) y/o de intensidad

(I) de la corriente para al menos una antorcha del taller.

10. Un sistema según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque incluye medios de transmisión que permiten transmitir dicho factor de marcha (FM) y dicho índice de depósito (TD) y/o la velocidad del hilo (V) o de dicha intensidad (I) a medios de vigilancia del taller. 11. Un sistema según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque incluye:

- medios de adquisición y de almacenamiento para adquirir y almacenar al menos un valor de velocidad de hilo (V) determinado por el captador de velocidad o al menos un valor de intensidad de la corriente (I) determinado por el adaptador de corriente, y/o

- medios de tratamiento para tratar los valores de velocidad de hilo (V) y/o los valores de intensidad (I) antes y/o después de almacenamiento.


 

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