BR102017027966A2 - Aperfeiçoamentos introduzidos em garra transportadora de peças estampadas aplicada em braço robótico - Google Patents

Abstract

a presente patente trata, mais precisamente, de aperfeiçoamentos em garra transportadora (10) do tipo idealizada para o deslocamento de peças (pe) produzidas entre equipamentos do tipo prensa (ps) ou correlatos; a garra transportadora (10) prevê interface com controlador lógico programável (plc) que processa as informações pela relação dos posicionamentos (p1) e (p2) da estrutura de deslocamento linear (20) e da mesa ferramenta (50) através da leitura de sensores de fim de curso (s1) e (s2) quando dos movimentos síncronos (ml1) de deslocamento da estrutura (20) e (ml2) de deslocamento da mesa ferramenta (50); a garra transportadora (10) apresenta estrutura de deslocamento linear (20) e mesa ferramenta (50) com deslocamentos síncronos (ml1) e (ml2) acionados por um único motor redutor (30).

Description

APERFEIÇOAMENTOS INTRODUZIDOS EM GARRA TRANSPORTADORA DE PEÇAS ESTAMPADAS APLICADA EM BRAÇO ROBÓTICO”.

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO [1] A presente patente de invenção trata de aperfeiçoamentos introduzidos em garra transportadora de peças estampadas aplicada em braço robótico onde, notadamente, dita garra transportadora apresenta características construtivas inovadoras e simplificadas, especificamente em relação aos meios do deslocamento da mesa detentora da ferramenta de agarre da peça estampada; ditos meios de deslocamento da estrutura da garra e da própria garra são realizados por um único motor redutor, permitindo, assim, que todo o conjunto de “garra transportadora” seja compactada e, consequentemente, pode ser instalada em plantas de estampagem reduzidas dimensionalmente.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO [2] As indústrias e montadoras automobilísticas, a cada ano, vão implantando novos equipamentos inteligentes e automação robótica que reúnem tecnologias diversificadas idealizadas para o alcance de padrões de qualidade das linhas de produção, cadeia de suprimentos e serviços de logística.

[3] Em especial, a automação nas linhas de produção é determinada pela presença maciça de robôs, de forma a dispensar a atuação humana sendo, notadamente aplicada na operação de estampagem das chapas metálicas para a obtenção dos componentes automotivos com maior agilidade e qualidade, visando atender às normas e procedimentos de logística adequados.

[4] O processo de estamparia automotiva, por exemplo, é realizado pela conformação mecânica das chapas metálicas em três dimensões para adquirir uma nova forma, a qual é realizada por meio de uma linha de prensas disponibilizadas em plantas de estampagem que operam sincronicamente com dispositivos de alimentação automática, por sua vez, formada por braços robôs.

[5] Ditos braços robôs são comandados por controlador lógico programável e outros hardwares periféricos que manejam as chapas conformadas de uma prensa para outra deslocando os componentes moldados como os capôs, assoalhos, para

Petição 870170101336, de 22/12/2017, pág. 5/28 / 7 lamas, para-choques até alcançarem o final da linha de estampagem. Nas operações de uma prensa para outra, cada braço robô inclui uma garra transportadora mecânica que, por exemplo, pode ser constituída de uma pequena mesa dotada de um arranjo de ventosas de sucção, especialmente arranjadas na face inferior da mesa para agarrar cada peça estampada ao final da estampagem, a fim de deslocá-la para outra prensa ou mesa de transporte e assim, por diante.

[6] Ditas convencionais garras transportadoras podem ser observadas nos documentos do estado da técnica de n°. US2010101360, US2005196263 e US2009127957 onde pode ser vislumbrado um conjunto de motores-redutores para rotacionar rodas giratórias, cremalheiras, pinhão, movimento do eixo 'X', eixo 'Y', elevação e movimentos lineares.

[7] Como pode ser visualizado nestes documentos e na grande maioria destes braços robotizados convencionais, suas construtividades são complexas e de grandes dimensões e, especialmente, contemplam meios de deslocamento do braço (estrutura) e garra configurados por motorização independente, ou seja, um motor para o deslocamento do braço e outro motor para movimentação da garra ou ferramenta, sendo que ditos motores trabalham de forma síncrona entre uma prensa e outra.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO [8] É, portanto, objetivo da presente patente, propor uma garra transportadora de peças estampadas formada por uma construtividade simplificada cujos movimentos de deslocamento da estrutura e da ferramenta ou garra são realizados somente pelo acionamento de um único motor.

[9] É outro objetivo da patente apresentar uma garra transportadora de peças estampadas formada por uma composição com movimentação linear e por onde desliza linearmente uma mesa dotada de ventosas que viabilizam o agarre da peça estampada.

[10] É outro objetivo da patente apresentar uma garra transportadora que opera com as somas das velocidades dos movimentos lineares da estrutura e da mesa, promovendo maior economia de energia durante o movimento das peças estampadas.

Petição 870170101336, de 22/12/2017, pág. 6/28 / 7 [11] É outro objetivo da patente propor uma garra transportadora onde um único motor aciona uma única correia responsável pela movimentação da estrutura e, também da garra ou ferramenta.

[12] É outro objetivo da patente propor uma garra transportadora com economia significativa e com as características de ranges de velocidades e produtividade preservadas.

[13] Da mesma forma é vantagem da inovada garra transportadora:

- Prever sensores fim de curso que determinam as extremidades do curso total e alcance da garra

- Contemplar a intercambialidade da ferramenta montada no flange de transporte, possibilitando a troca sem alteração mecânica ou eletrônica na garra como um todo;

- Prever batentes mecânicos que funcionam somente na eventualidade de falha dos sensores fim de curso, tornando a garra segura e dentro dos conceitos BR.NR-12;

- Contemplar engate rápido para um ponto único para a geração de vácuo na ferramenta, esse sistema torna a troca da ferramenta um processo rápido e simples;

- Apresentar encoder para monitoramento e controle de posição em qualquer ponto do curso da garra, sem que haja a necessidade de se trabalhar sempre com os extremos; e

- Geração de vácuo e sensoriamento do vácuo respectivamente, assegurando ao sistema um sinal digital alertando sobre o nível de vácuo gerado na ferramenta.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [14] A complementar a presente descrição de modo a obter uma melhor compreensão das características do presente invento e de acordo com uma preferencial realização prática do mesmo, acompanha a descrição, em anexo, um conjunto de desenhos, onde, de maneira exemplificada, embora não limitativa, se representou seu funcionamento:

A Figura 1 mostra um fluxograma da operacionalidade da garra transportadora em questão;

A Figura 1A revela uma vista esquemática da garra transportadora instalada em braços robôs e prensas de plantas de estampagem;

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A Figura 1B revela uma vista frontal da garra em questão ilustrando o deslocamento linear da estrutura e da mesa de agarre;

A Figura 1C representa uma vista em perspectiva explodida dos elementos que constituem a garra transportadora;

A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva montada;

A Figura 3 revela uma vista superior;

A Figura 4 representa uma vista em corte longitudinal A.A indicado na figura anterior;

A Figura 4A revela uma vista em perspectiva e corte parcial da montagem do eixo motor e correia de movimentação da composição de deslocamento;

A Figura 5 mostra uma vista em corte longitudinal B.B indicado na figura 3;

A Figura 5A representa uma vista em perspectiva e corte parcial da montagem da peça de conexão do carrinho superior e trilho de deslizamento;

A Figura 5B representa uma vista em perspectiva da peça de conexão e carrinho superior; e

A Figura 5C ilustra uma vista em perspectiva e corte parcial da montagem do carrinho inferior, trilho de deslizamento e mesa de agarre.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [15] Com referência aos desenhos ilustrados, a presente patente de invenção se refere à APERFEIÇOAMENTOS INTRODUZIDOS EM GARRA TRANSPORTADORA DE PEÇAS ESTAMPADAS APLICADA EM BRAÇO ROBÓTICO, mais precisamente trata-se de garra transportadora (10) do tipo idealizada, por exemplo, para o deslocamento de peças estampadas (PE) produzidas em prensas (PS) durante o processo de estamparia automotiva (PEA) ou outros tipos de processos similares (Figura 1A).

[16] Segundo a presente invenção, a operacionalidade da garra transportadora (10) prevê interface com controlador lógico programável (PLC) que processa as informações pela relação dos posicionamentos (P1) e (P2) da estrutura de deslocamento linear (20) e da mesa ferramenta (50) através da leitura de sensores de fim de curso (s1) e (s2) quando dos movimentos síncronos (ML1) de deslocamento da estrutura (20) e (ML2) de deslocamento da mesa ferramenta (50) (Figura 1B).

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A garra transportadora (10) é compreendida por estrutura de deslocamento linear (20) onde é montado o suporte (DS) para a fixação da referida garra (10) ao braço robô (BR) (Figura 1A), bem como, este suporte (DS) é transpassado pelo eixo (31) do único motor (30) da presente garra (10), eixo (31) este que recebe a polia de tração (PT) instalada em caixa de transmissão (32), e que está associada a duas outras polias esticadoras (34). A polia de tração (PT) é responsável por movimentar uma correia dentada (C1), quando do acionamento do eixo motor (31), deslocando, assim, a estrutura linear (20) através da movimentação (ML1). A correia dentada (C1) está conectada a uma segunda correia secundária (C2), paralelas entre si, por meio de peça de conexão (60) (Figuras 1C e 5A) de maneira que, quando do acionamento da dita correia dentada (C1), esta imprime arraste à correia secundária (C2) que desloca em movimentação linear (ML2) um conjunto de carrinhos (40A)/(10B) que, por sua vez, deslizam em trilhos (T1) e (T2) montados na dita estrutura (20). Mencionada movimentação linear (ML2) desloca a mesa (50) para o agarre das peças estampadas (PE) e deslocamento das mesmas para as prensas (PS).

[17] Nos carrinhos de deslocamento linear (40A)/(10B) da mesa de agarre (50) pode ser instalado um conjunto de ventosas (51) interligadas com meio de geração de vácuo e sensoriamento do vácuo (MG).

[18] A movimentação linear (ML1) da estrutura (20) permite que a caixa de transmissão (32) alcance as porções extremas da dita corrente (C1), ancorando em batentes (Bt).

[19] A soma das movimentações lineares (ML1) e (ML2) em relação ao suporte fixo (DS) no braço robô (BR) configuram um deslocamento linear total (x) da mesa de agarre (50) (ver figura 1B).

[20] Numa versão construtiva preferencial, a estrutura (20) (ver figuras 1 a 5B) é compreendida por par de perfis retilíneos (21) onde são fixados os batentes (Bt), bem como, eixos transversais (71) de rodas dentadas (70a)/(70b) onde desliza a correia (C2), enquanto que ditos batentes (Bt) são fixados nas porções extremas da correia dentada (C1).

[21] Numa das paredes laterais da caixa (32) é previsto suporte em 'L' (33) (Figura

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1C) onde é instalado o meio de geração de vácuo e sensoriamento do vácuo (MG) do conjunto de ventosas de sucção (51) previstas na mesa de agarre (50).

[22] A peça de conexão (60) da mesa de agarre (50) nas correias (C1) e (C2) é montada na porção interna da caixa (32) (ver figuras 5 e 5A) entre polias esticadoras (34) e compreende um suporte em 'L' (61) provido de pinos para fixação do suporte (60) na parede da caixa (32).

[23] A face superior (61b) do suporte (61) inclui um par de espaçadores (63) fixados numa placa (64), por sua vez, fixada na correia (C2); uma placa (64) com dentes ortogonais (64a) encaixada nos dentes da correia (C2) e possui, alinhados com as extremidades (41a), dois ou mais pinos de arraste (41) do carrinho superior (40A) (Figura 5B).

[24] O carrinho superior (40A) prevê rasgo longitudinal (42) com seção idêntica a seção do trilho superior (T1) instalado em base de apoio longitudinal (22) da composição (20), a qual é fixada nos perfis retilíneos (21).

[25] A face inferior da base (22) recebe o trilho (T2) onde desliza o carrinho inferior (40B) (Figura 5C), por sua vez, fixado em base (52) da mesa de agarre (50). Dita base (52) inclui um membros em 'L' (52a) (ver figuras 1B e 3), cujas partes livres são fixadas na corrente secundária (C2) por meio de terminais (Ί3) e na corrente de estabilização (C3).

[26] Dessarte, quando da rotação do eixo (31) do motor (30) a correia (C1) desliza linearmente (ML1) (ver figura 1B) e, como resultado, a estrutura (20) através da peça de conexão (60), movimenta a correia (C2), promovendo o contato dos pinos ortogonais (64b) com as extremidades (41a) de pinos de arraste (41) (ver figura 5B) empurrando-os juntamente com carrinho superior (40A).

[27] A movimentação da correia (C2) obriga o deslizamento do carrinho inferior (40B) no trilho (T2) e, consequentemente, da mesa de agarre (50) compondo as movimentações lineares (ML1)/(ML2) e deslocamento (x).

[28] É certo que quando o presente invento for colocado em pratica, poderão ser introduzidas modificações no que se refere a certos detalhes de construção e forma, sem que isso implique afastar-se dos princípios fundamentais que estão claramente

Petição 870170101336, de 22/12/2017, pág. 10/28 / 7 substanciados no quadro reivindicatório, ficando assim entendido que a terminologia empregada não teve a finalidade de limitação.

Claims (7)

1. REIVINDICAÇÕES

   1) “APERFEIÇOAMENTOS INTRODUZIDOS EM GARRA TRANSPORTADORA DE PEÇAS ESTAMPADAS APLICADA EM BRAÇO ROBÓTICO”, mais precisamente trata-se de garra transportadora (10) do tipo idealizada para o deslocamento de peças (PE) produzidas entre equipamentos do tipo prensa (PS) ou correlatos; caracterizado por a garra transportadora (10) prever interface com controlador lógico programável (PLC) que processa as informações pela relação dos posicionamentos (P1) e (P2) da estrutura de deslocamento linear (20) e da mesa ferramenta (50) através da leitura de sensores de fim de curso (s1) e (s2) quando dos movimentos síncronos (ML1) de deslocamento da estrutura (20) e (ML2) de deslocamento da mesa ferramenta (50); a garra transportadora (10) apresenta estrutura de deslocamento linear (20) e mesa ferramenta (50) com deslocamentos síncronos (ML1) e (ML2) acionados por um único motor redutor (30).
2. 2) GARRA TRANSPORTADORA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender um estrutura de deslocamento linear (20) onde é montado o suporte (DS) para a fixação da referida garra (10) ao braço robô (BR) ou correlato, bem como, este suporte (DS) é transpassado pelo eixo (31) do único motor (30) da presente garra (10); ao eixo (31) é instalada a polia de tração (PT) associada a duas outras polias esticadoras (34); todo o conjunto de polias (PT) e (34) é armazenado na caixa de transmissão (32).
3. 3) “GARRA TRANSPORTADORA”, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por a polia de tração (PT), quando da rotação do eixo motor (31), acionar uma correia dentada (C1) fixada, por sua vez, à estrutura linear (20) deslocando-a através de movimentação (ML1).
4. 4) “GARRA TRANSPORTADORA”, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por correia dentada (C1) estar conectada a uma segunda correia secundária (C2), paralelas entre si, por meio de peça de conexão (60); quando do acionamento da dita correia dentada (C1), esta imprime arraste à correia secundária (C2) que desloca em movimentação linear (ML2) um conjunto de carrinhos (40A)/(10B) que, por sua vez, deslizam em trilhos (T1) e (T2) montados na dita estrutura (20);

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   2 / 3 mencionada movimentação linear (ML2) desloca a mesa (50) para o agarre das peças estampadas (PE) e deslocamento das mesmas para as prensas (PS).
5. 5) “GARRA TRANSPORTADORA”, de acordo com a reivindicações 1 e 4 e numa opção preferencial, caracterizado por os carrinhos de deslocamento linear (40A)/(10B) da mesa de agarre (50) poder receber um conjunto de ventosas (51) interligadas com meio de geração de vácuo e sensoriamento do vácuo (MG).
6. 6) “GARRA TRANSPORTADORA”, de acordo com as reivindicações de 1 a 4, caracterizado por a soma das movimentações lineares (ML1) e (ML2) em relação ao suporte fixo (DS) no braço robô (BR) configurar um deslocamento linear total (x) da mesa de agarre (50).
7. 7) “GARRA TRANSPORTADORA”, de acordo com as reivindicações anteriores e numa construtividade preferencial, caracterizado por a estrutura (20) ser compreendida por par de perfis retilíneos (21) onde são fixados os batentes (Bt), bem como, eixos transversais (71) de rodas dentadas (70a)/(70b) onde desliza a correia (C2), enquanto que ditos batentes (Bt) são fixados nas porções extremas da correia dentada (C1); numa das paredes laterais da caixa (32) é previsto suporte em 'L' (33) onde é instalado o meio de geração de vácuo e sensoriamento do vácuo (MG) do conjunto de ventosas de sucção (51) previstas na mesa de agarre (50); a peça de conexão (60) da mesa de agarre (50) nas correias (C1) e (C2) é montada na porção interna da caixa (32) entre polias esticadoras (34) e compreende um suporte em 'L' (61) provido de pinos para fixação do suporte (60) na parede da caixa (32); a face superior (61b) do suporte (61) inclui um par de espaçadores (63) fixados numa placa (64), por sua vez, fixada na correia (C2); uma placa (64) com dentes ortogonais (64a) encaixada nos dentes da correia (C2) e possui, alinhados com as extremidades (41a), dois ou mais pinos de arraste (41) do carrinho superior (40A); o carrinho superior (40A) prevê rasgo longitudinal (42) com seção idêntica à seção do trilho superior (T1) instalado em base de apoio longitudinal (22) da composição (20), a qual é fixada nos perfis retilíneos (21); a face inferior da base (22) recebe o trilho (T2) onde desliza o carrinho inferior (40B), por sua vez, fixado em base (52) da mesa de agarre (50), onde dita base (52) inclui um membros em 'L' (52a), cujas partes livres são fixadas na corrente secundária (C2) por