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Title:
COLLABORATIVE ROBOT FOR WELDING APPLICATIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/002066
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention consists of an accessory for the collaborative robot for welding applications, which, starting from the basic common structure in these robots, incorporates a sensor (5) that is used as a means to assist with manual guidance for programming/training the robot. The sensor is a positioning sensor (5) which is linked to the welding torch (4) via a holder (6). This makes it possible to redefine the coordinates of the program at the beginning of each welding process, as well as to use the same sensor for real-time tracking of the welding head during the welding process.

Inventors:
GARCIA DEL VILLAR PABLO ALBERTO (ES)
Application Number:
PCT/ES2021/070531
Publication Date:
January 26, 2023
Filing Date:
July 17, 2021
Export Citation:
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Assignee:
GARMO INSTR SL (ES)
International Classes:
B25J9/00; B23K9/12; G05B19/423
Domestic Patent References:
WO2013008235A22013-01-17
WO2001061618A12001-08-23
WO2021069433A12021-04-15
Foreign References:
US6385508B12002-05-07
EP0850730A11998-07-01
US5748854A1998-05-05
Attorney, Agent or Firm:
VARGAS VILARDOSA, Antonio (ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1a.- Robot colaborativo para aplicaciones de soldadura, que siendo del tipo de los que incluyen una base (1) asociada a un brazo (2) con una serie de articulaciones (3) motorizadas, cuyo extremo libre se vincula a una antorcha de soldadura (4), se caracteriza por que como medio de asistencia en el guiado manual para la programación/entrenamiento del robot incluye al menos un sensor (5) de posicionamiento, que se vincula a la antorcha de soldadura (4) a través de un soporte (6).

Description:
ROBOT COLABORATIVO PARA APLICACIONES DE SOLDADURA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un robot colaborativo para aplicaciones de soldadura que, a partir de la estructura básica común en estos robots, incorpora una serie de elementos estructurales nuevos que lo hacen apto para para facilitar el proceso de entrenamiento del proceso de soldadura. Además de este entrenamiento, durante el proceso de soldadura puede corregir las posibles desviaciones por errores en el posicionamiento de las piezas, por movimientos del metal o del propio robot.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Si bien son conocidos robots industriales automatizados que utilizan sensores de guiado para corregir la trayectoria del robot durante la soldadura, así como robots que utilizan un sensores para la localización de la posición de las piezas y la unión de estas, sin embargo no se conocen robots colaborativos en los que se aplique esta tecnología.

El empleo de robots colaborativos de soldadura es una novedad en crecimiento. Su programación/entrenamiento tiene que ser realizada por un operario hábil en la soldadura ya que se requiere definir la trayectoria y los ángulos de forma manual, pero no se necesitan amplios conocimientos de robótica para estas programaciones, siendo esta su principal ventaja frente a robots industriales.

Los robots industriales o colaborativos son montados sobre superficies fijas, ya que una superficie no estable causa problemas de referencia entre pieza y robot al ser un sistema sometido a variaciones de posición.

Sin embargo, la utilización de sensores para la detención de la junta durante el proceso de entrenamiento/programación con guiado manual es algo que no existía hasta la fecha.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El robot colaborativo para aplicaciones de soldadura que se preconiza viene a llenar el vacío técnico anteriormente descrito.

Para ello, partiendo de la estructuración convencional de un robot colaborativo para aplicaciones de soldadura, la invención centra sus características en el hecho de que en proximidad a la punta de la antorcha de soldadura del robot se establece un sensor a través de un soporte o dispositivo de sujeción.

A partir de este sensor se prevé un nuevo proceso de programación/entrenamiento para el robot colaborativo.

De forma más concreta, el operario guía la antorcha por delante de la junta donde se requiere soldar, usando como referencia un haz de luz o un elemento mecánico procedente del sensor.

El sensor tomara una serie de mediciones a medida que se va avanzando longitudinalmente.

De esta manera, se conoce el perfil previamente al proceso de soldado, generando a continuación una trayectoria optimizada en función de las mediciones tomadas anteriormente.

La trayectoria que el operario realiza tendrá que estar dentro de las limitaciones de visión del sensor, pero no será necesario un ajuste experto de esta trayectoria. Es recomendable contar con asistencia visual para indicar el modo de funcionamiento del robot.

En el comienzo del proceso de soldadura el robot podrá usar el mismo sensor para tomar medidas de referencia y localizar la pieza, sin necesidad de utilizar otro sensor.

Durante la soldadura a lo largo del perfil, se realizan pequeñas correcciones en tiempo real sobre la posición de la antorcha en función de las medidas obtenidas por el sensor. En definitiva, y a diferencia de los robots industriales, se abre una oportunidad de usar estos sensores de forma distinta, no para buscar o corregir la soldadura sino para enseñar (programar) al robot por donde tiene que soldar.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un plano en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 Muestra una vista en alzado lateral de un robot colaborativo para aplicaciones de soldadura realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de la figura reseñada, puede observarse como la invención parte de la estructuración convencional de un robot colaborativo para aplicaciones de soldadura, en el que se establece una base (1) de anclaje a una superficie fija o móvil, asociada a un brazo (2) con una serie de articulaciones (3), motorizadas, cuyo extremo libre se vincula a una antorcha de soldadura (4).

Pues bien, de acuerdo ya con la invención, se ha previsto que para poder programar/entrenar al robot para los sucesivos procesos de soldadura, mediante guiado manual por un operario, se emplee al menos un sensor (5), que se vincula a la antorcha de soldadura (4) a través de un soporte (6).

Este sensor (5) se emplea para la detección de la junta de soldadura durante el proceso de programación/entrenamiento, para los sucesivos procesos de soldadura.

Así pues, durante la fase de programación/entrenamiento mediante guiado manual se recogen una serie de medidas/referencias que son posteriormente utilizadas para el trazado de la trayectoria de soldadura.

Esto también permite utilizar el mismo sensor (5) que mediante un guiado manual referenció la pieza y así redefinir las coordenadas del programa al principio de cada proceso de soldadura, utilizando el mismo sensor, para el seguimiento en tiempo real de la cabeza de soldadura durante el proceso de soldadura.

Solo resta señalar por último que, como se ha apuntado con anterioridad, la base del robot puede ser montada en superficies móviles ya que puede identificar los puntos de referencia.