ES2205295T3 - Dispositivo de atornillado. - Google Patents

Abstract

EN UN DISPOSITIVO ATORNILLADOR QUE SE EMPLEA EN UN EQUIPO DE MONTAJE MAS AMPLIO, Y QUE ESTA DESTINADO A EJECUTAR RAPIDOS CICLOS DE ATORNILLADURA, UN TORNILLO (12) ES GIRADO POR UN MOTOR ELECTRICO GIRATORIO (48) MIENTRAS QUE UN MOTOR ELECTRICO DE MOVIMIENTO AXIAL (148) LE IMPRIME UN MOVIMIENTO AXIAL. ENTRE LA HERRAMIENTA DE ATORNILLAR (40) Y UN GRUPO IMPULSOR AXIAL (AT) QUE ACTUA SOBRE LA HERRAMIENTA DE ATORNILLAR (40) ESTA INTERCALADO UN ACOPLAMIENTO AXIAL (GAV) AMORTIGUADO EN SENTIDO AXIAL.

Description

Dispositivo de atornillado.

La invención se refiere a un dispositivo de atornillar para atornillar dos componentes roscados mediante un movimiento de giro relativo y un movimiento axial relativo de los componentes roscados, a lo largo de un eje de atornillamiento, comprendiendo dicho dispositivo de atornillar unos medios para posicionar un segundo componente roscado en una posición de preparación para atornillar alineada a lo largo del eje de atornillamiento con un primer componente roscado, y una herramienta de atornillar para agarrar el segundo componente roscado, siendo esta herramienta de atornillar desplazable axialmente desde una posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta, que efectúa el acoplamiento de la herramienta de atornillar con el segundo componente roscado, a una posición en la que se provoca el acoplamiento con el componente roscado, en la medida en que ésta no se haya alcanzado ya al alcanzar la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta, donde después de provocar el acoplamiento del componente roscado la herramienta de atornillar puede seguir girando efectuando un arrastre de giro del segundo componente roscado y puede seguir desplazándose axialmente de acuerdo con el atornillamiento de los componentes roscados, pudiendo girarse la herramienta de atornillar por medio de un conjunto rotativo impulsor de la herramienta de un accionamiento giratorio eléctrico, de acuerdo con un programa de giro predeterminable, y donde la herramienta de atornillar está acoplada mediante unos medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial, a un conjunto impulsor axial desplazable axialmente para efectuar el arrastre axial, pudiendo desplazarse axialmente este conjunto impulsor axial por medio de un accionamiento de giro axial eléctrico, con un programa de movimiento axial predeterminable.

Se conocen dispositivos de atornillar de esta clase, por ejemplo, para poder enroscar rápidamente tornillos de fijación o tornillos de presión de contactos eléctricos en los agujeros roscados destinados para ellos. En los dispositivos de atornillar conocidos se emplean accionamientos neumáticos o eléctricos para el giro de la herramienta de atornillar y para el movimiento axial de la herramienta de atornillar. En los dispositivos de atornillar conocidos, con accionamiento axial neumático, está asegurada una cierta elasticidad en la aproximación axial, de manera que se pueden compensar discontinuidades en el avance axial de los tornillos, por ejemplo, cuando la hoja del atornillador penetra en una ranura de arrastre de la respectiva cabeza de tornillo, o también irregularidades en el transcurso del atornillamiento del tornillo o del agujero roscado.

Por la patente US-A-5 549 169 se conoce uno de estos dispositivos de atornillar en el que está previsto un motor eléctrico para el movimiento axial de la herramienta de atornillar y otro motor eléctrico para el giro de la herramienta de atornillar. El motor eléctrico previsto para el accionamiento de giro de la herramienta de atornillar forma parte de un conjunto de atornillador, que está dispuesto en conjunto de forma elástica axial en la tuerca de un accionamiento de husillo, por medio de un sistema de muelle. El husillo de este accionamiento de muelle recibe un accionamiento rotativo del motor eléctrico que está previsto para el movimiento axial de la herramienta de atornillar. Al girar el husillo se avanza o retrocede linealmente la tuerca del accionamiento de husillo para desplazar axialmente de forma correspondiente la herramienta de atornillar. Dado que en cada proceso de atornillamiento es necesario desplazar hacia adelante y hacia atrás todo el conjunto del atornillador, incluido el motor eléctrico previsto para el giro de la herramienta de atornillar y, por lo tanto, una masa relativamente grande, el dispositivo de atornillar conocido por la patente US-A-5 549 169 no es muy adecuado para efectuar procesos de atornillamiento rápidamente consecutivos.

Es cierto que con los dispositivos de atornillar conocidos se ha podido incrementar notablemente el rendimiento (procesos de atornillamiento por unidad de tiempo) en comparación con los procesos de atornillamiento manuales, de manera, por lo tanto, que el rendimiento es suficiente en la mayoría de las aplicaciones prácticas. Ahora bien, en ocasiones, los procesos de atornillamiento ocasionalmente han de realizarse sin embargo en máquinas de montaje que trabajan con mucha rapidez, que trabajan por ejemplo con un ciclo de máquina de 150 por minuto. En unas máquinas de montaje tan rápidas, los dispositivos de atornillar conocidos hasta la fecha han resultado ser insuficientes; éstos limitan el ciclo de la máquina, de manera que los procesos de trabajo en estas máquinas de montaje han quedado limitados por los procesos de atornillamiento y no se han podido aprovechar plenamente las máquinas de montaje construidas para unos rendimientos de producción superiores, con un elevado volumen de inversión.

La invención tiene como objetivo presentar un dispositivo de atornillar que permite unos rendimientos superiores (procesos de atornillamiento por unidad de tiempo) y que puede reaccionar de forma flexible ante los más diversos requisitos durante los procesos de atornillamiento (unos requisitos condicionados, por ejemplo, por las diferentes formas de tornillo, distintas roscas, distintas formas de acoplamiento).

Para resolver este objetivo se propone, de acuerdo con la invención, que la herramienta de atornillar sea desplazable axialmente a lo largo del eje de atornillamiento, desde una posición de retroceso, que permita introducir el segundo componente roscado en la posición de preparación para el atornillamiento, hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta, donde además el conjunto rotativo impulsor de la herramienta esté apoyado giratoriamente en una pínola, estando acoplado por medio de una conexión giratoria desplazable axialmente con una parte del rotor de un motor de accionamiento de giro eléctrico rotativo, axialmente fijo, estando apoyada la pínola desplazable axialmente en una guía de la pínola, y donde la pínola sea desplazable axialmente en la guía de la pínola, como parte del conjunto impulsor axial, por medio del accionamiento eléctrico de movimiento axial.

La solución objeto de la invención ofrece especialmente la ventaja de que los movimientos axiales de la herramienta de atornillar se pueden efectuar con gran velocidad y en secuencia rápida, que la masa que se ha de desplazar por el accionamiento axial es relativamente pequeña dado que el motor de accionamiento de giro no tiene que tomar parte en los movimientos axiales de la pínola y de la herramienta de atornillar desplazable axialmente con la pínola.

Como quiera que la herramienta de atornillar está acoplada mediante unos medios de accionamiento axiales elásticos axialmente al conjunto impulsor axial desplazable axialmente para arrastre axial, se obtienen ventajas, especialmente en cuanto al rápido desarrollo en el tiempo de un proceso de atornillamiento y, por lo tanto, con vistas al rendimiento del dispositivo de atornillar. Y es que entonces el conjunto impulsor axial se puede acercar con gran velocidad de aproximación a las posiciones críticas, en particular a la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta y/o a la posición en la que se provoca el acoplamiento al componente roscado, sin que en cada comienzo de acoplamiento sea necesario frenar bruscamente masas considerables. Gracias a los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial, se puede permitir más bien que el conjunto impulsor axial rebase las posiciones correspondientes a la respectiva posición crítica (posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta y posición en la que se provoca el acoplamiento del componente roscado), absorbiendo el exceso de recorrido gracias a los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial.

En el dispositivo de atornillar objeto de la invención, la masa que hay que frenar bruscamente en el respectivo punto crítico se puede mantener muy reducida, limitándola a los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial y a la propia herramienta de atornillar. La masa de estos medios de acoplamiento axial y de la herramienta de atornillar se puede mantener especialmente reducida en comparación con la masa del conjunto impulsor axial movido por el accionamiento eléctrico.

Las condiciones necesarias para un atornillamiento rápido y para la variación de los ciclos de trabajo según necesidad son tanto mejores cuanto más rápidamente reaccionen los accionamientos eléctricos que se utilicen a las instrucciones de mando que reciban, y cuanto mayor sea la precisión con la que se puedan realizar las instrucciones de lugar y las instrucciones de revoluciones.

Existen motores eléctricos comerciales que cumplen este requisito. Se trata por lo general de los llamados servomotores de c.a. Por ejemplo, se pueden utilizar servomotores de c.a. con mando programado, que son ofertados por la Firma Eduart Bautz GmbH, Robert-Bosch-Strasse 10, D-64331 Wieterstadt, por ejemplo, con la serie número de código M 256 B.

El accionamiento eléctrico de movimiento axial comprende de acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, un motor eléctrico rotativo de movimiento axial, donde una parte del rotor del motor eléctrico rotativo de movimiento axial está en conexión de accionamiento con la pínola a través de una transmisión de conversión de movimiento.

La transmisión de conversión de movimiento puede estar formada por una pareja de sinfín y corona en la parte del rotor del motor eléctrico rotativo de movimiento axial, y una pareja de piñón y cremallera en la pínola. Esta configuración ofrece la considerable ventaja de que los dos motores eléctricos para el accionamiento de movimiento axial y para el accionamiento de giro se pueden situar sumamente próximos entre sí, pudiendo aprovecharse la separación axial restante para alojar la transmisión de conversión de movimiento que transcurre transversalmente.

Con el fin de poder resolver diversas tareas de atornillamiento, por lo general se hace necesario sustituir determinadas partes del dispositivo de atornillar, en particular, naturalmente, la hoja del atornillador. Además de esto puede también resultar necesario sustituir los alojamientos para la respectiva hoja del atornillador y, en determinadas circunstancias, los medios de acoplamiento axiales, estos últimos, por ejemplo, para poder variar la fuerza axial que pueda transmitir la unidad de acoplamiento axial según la clase de acoplamiento entre la hoja del atornillador y el tornillo. Por este motivo se propone que el conjunto rotativo impulsor de la herramienta comprenda un conjunto intercambiable que abarque la herramienta de atornillar y los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial.

Pero como por otra parte la propia herramienta de atornillar se tendrá que sustituir con mucha mayor frecuencia que las restantes partes del conjunto antes citado, en particular porque la herramienta de atornillar sufre desgaste en el punto de acoplamiento con el segundo componente roscado, se propone además que la herramienta de atornillar esté alojada de forma desmontable en el conjunto, de manera que al desgastarse la herramienta de atornillar solamente sea necesario sustituir ésta, lo que puede hacerse de forma sencilla.

Los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial, pueden estar formados por unos elementos de muelle comprimibles. Como por lo general solamente es necesario un movimiento de compensación axial mediante el medio de acoplamiento axial, al acercar la herramienta de atornillar al segundo componente roscado y al acercar el segundo componente roscado al primer componente roscado, bastará con frecuencia con que el medio de acoplamiento axial esté constituido por un único muelle de compresión.

Los medios de acoplamiento axial pueden estar sometidos a una tensión inicial. La incorporación de una tensión inicial tiene por lo general el efecto ventajoso de que se reduce la variación de la fuerza del muelle a medida que se vaya produciendo la deformación del muelle.

Para el movimiento axial del conjunto impulsor axial mediante el accionamiento del movimiento axial se puede disponer, por ejemplo, de un ciclo de programa predeterminado, que comprenda:

a)

un movimiento axial de aproximación del conjunto impulsor axial que se corresponda aproximadamente con un movimiento axial de la herramienta de atornillar, desde la posición de retirada de la herramienta hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta;

b)

- en la medida en que sea necesario - otro movimiento axial de aproximación del conjunto impulsor axial que se corresponda aproximadamente con una transición de la herramienta de atornillar desde la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta hasta la posición en que se provoca el acoplamiento con el componente roscado;

c)

un movimiento axial del conjunto impulsor axial que se corresponda con la fase de atornillamiento entre los componentes roscados, y con ello se corresponda aproximadamente con la transición de la herramienta de atornillar desde la posición en la que se provoca el acoplamiento con el componente roscado hasta la posición final de atornillar;

d)

un movimiento de retroceso del conjunto impulsor axial que se corresponda aproximadamente a la transición de la herramienta de atornillar desde la posición final de atornillar hasta la posición de retroceso de la herramienta de atornillar.

Para hacer realidad un ciclo de programa de esta clase se pueden utilizar sin dificultad motores eléctricos comerciales y sus mandos correspondientes, por ejemplo, los motores eléctricos mencionados anteriormente también indicando la fuente de suministro. Si se dispone de un programa así, se puede posicionar exactamente la herramienta de atornillar en la posición en la que se provoca el acoplamiento con la herramienta y en la posición en la que se provoca el acoplamiento con el componente roscado, adaptándose en cada caso al tornillo respectivo. En estas dos posiciones se puede provocar, por ejemplo, una parada transitoria, de manera que no surjan cargas indeseables en el punto de acoplamiento entre la herramienta de atornillar y el segundo componente roscado y en el punto de acoplamiento entre el segundo componente roscado y el primer componente roscado. Igualmente se puede posicionar con exactitud la posición final de atornillar, por ejemplo, para un caso de aplicación como el siguiente: se trata de enroscar un tornillo de presión para pillar un cable de conexión eléctrico en un agujero roscado de una pieza de presión. Aquí no es necesario enroscar el tornillo hasta que, por ejemplo, la cabeza del tornillo haga tope en la pieza de presión sino que puede ser ventajoso detener el tornillo (segundo componente roscado) en una posición que permita justamente todavía introducir un cable de conexión, pero que por otra parte exija un recorrido de apriete mínimo posible para la subsiguiente fijación del hilo.

Igualmente y a diferencia del movimiento de aproximación, se puede hacer que el movimiento de retroceso tenga lugar de una forma continua.

En el ciclo de programa que se acaba de describir se debe tener en cuenta que el movimiento de roscado de la herramienta de atornillar se fuerza, por así decirlo, de manera autónoma por la superposición del movimiento de giro del conjunto rotativo impulsor de la herramienta y del movimiento axial del conjunto impulsor axial, por los respectivos motores y los mandos correspondientes, de tal manera que este atornillamiento se corresponde con el trazado de la rosca de los dos componentes roscados. Si en este trazado de la rosca surgieran puntos defectuosos que tengan como consecuencia desviaciones respecto al recorrido autónomo especificado del movimiento de enroscar de las herramientas de roscar, entonces estas desviaciones se pueden compensar por los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial. Estos medios de acoplamiento axiales con elasticidad axial pueden dominar en particular también las irregularidades que surjan al comienzo del acoplamiento entre los dos componentes roscados.

No es obligatorio que durante el atornillamiento de los dos componentes roscados tenga lugar un movimiento de aproximación continuo del conjunto impulsor axial. Más bien, cabe también la posibilidad de trabajar con un ciclo de programa que comprenda:

a)

un movimiento de aproximación axial del conjunto impulsor axial que se corresponda aproximadamente con un movimiento axial de la herramienta de atornillar, desde la posición de retirada de la herramienta hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta;

b)

- en la medida en que sea necesario - otro movimiento de aproximación axial del conjunto impulsor axial que se corresponda aproximadamente con una transición de la herramienta de atornillar desde la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta hasta la posición en que se provoca el acoplamiento con el componente roscado;

c)

otro movimiento de aproximación axial del conjunto impulsor axial una vez que la herramienta de atornillar haya alcanzado la posición en la que se provoca el acoplamiento entre los componentes roscados, correspondiendo este nuevo movimiento de aproximación como mínimo al movimiento axial de la herramienta de atornillar durante la fase de atornillamiento de los componentes roscados, donde este nuevo movimiento de aproximación axial sirve para dar una tensión inicial a los medios de acoplamiento axiales con elasticidad axial, o en el caso de que ya estén pretensados, a darles una tensión inicial adicional;

d)

casi detención del conjunto impulsor axial durante la fase de atornillamiento, y

e)

un movimiento de retroceso del conjunto impulsor axial, que corresponda aproximadamente con la suma de los movimientos de aproximación axial según a), c) y eventualmente b).

No obstante, por regla general se dará preferencia al primero de los ciclos de programa citados.

Los ciclos de programa que permiten realizar el dispositivo objeto de la invención permiten también efectuar ajustes de velocidad que pueden dar lugar a un incremento de rendimiento. Así pues, existe la posibilidad de que para el movimiento axial del conjunto impulsor axial mediante el accionamiento de movimiento axial se disponga de un ciclo de programa predeterminable, en el que la velocidad de movimiento axial del conjunto impulsor axial, durante por lo menos una parte del movimiento de aproximación del conjunto impulsor axial, correspondiente aproximadamente a la transición de la herramienta de atornillar desde la posición de retroceso hasta la posición en la que es posible el acoplamiento de la herramienta y/o la velocidad de movimiento axial del conjunto impulsor axial, durante por lo menos una parte del movimiento de aproximación del conjunto impulsor axial correspondiente aproximadamente a la transición de la herramienta de atornillar desde la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento con el componente roscado, es mayor que la velocidad de movimiento axial del conjunto impulsor axial durante la fase de atornillamiento. En este ciclo de programa en el que se varía la velocidad no se está supeditado, por lo que respecta a los movimientos de aproximación antes del comienzo del atornillamiento propiamente dicho y por lo que respecta a la velocidad de retroceso una vez terminado el atornillamiento propiamente dicho, a la velocidad de movimiento axial de la herramienta de atornillar durante el atornillamiento, que con vistas a evitar perturbaciones en el ciclo de acoplamiento, por lo general, se ha de mantener relativamente reducida. Por el hecho de que los procesos de avance axial, fuera de la fase de atornillamiento propiamente dicha, pueden ser más rápidos, se consigue un mayor rendimiento en conjunto.

También cabe la posibilidad de que para el movimiento axial del conjunto impulsor axial, mediante el accionamiento de movimiento axial, se disponga de un ciclo de programa predeterminable, en el cual la velocidad de aproximación axial del conjunto impulsor axial, en una fase de aproximación parcial final de la herramienta de atornillar hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento con la herramienta de atornillar y/o durante una fase de aproximación parcial de la herramienta de atornillar a la posición en la que se provoca el acoplamiento con los componentes roscados, es menor que la velocidad de movimiento axial antes del comienzo de la respectiva fase de aproximación parcial final. Mediante este programa se tiene la posibilidad de efectuar los procesos, en los que se provoca el acoplamiento de la herramienta de atornillar y en los que se provoca el acoplamiento con los componentes roscados, de manera relativamente lenta y por lo tanto cuidadosa, sin que por ello se reduzca el rendimiento.

También cabe la posibilidad de que para el movimiento axial del conjunto impulsor axial mediante el accionamiento del movimiento axial y para el movimiento de giro del conjunto rotativo impulsor de la herramienta se disponga de un ciclo de programa en el cual la velocidad del conjunto rotativo impulsor de la herramienta es menor, durante una fase final de aproximación parcial axial de la herramienta de atornillar a la posición en la que se provoca el acoplamiento con una herramienta y/o a la posición en la que se provoca el acoplamiento con los componentes roscados, que la velocidad durante la fase de atornillamiento. Mediante este ciclo de programa se pueden reducir las revoluciones del conjunto rotativo impulsor de la herramienta durante un proceso de búsqueda durante el cual una hoja rotativa de la herramienta de atornillar, busca su entrada en la ranura de la cabeza de un tornillo, reduciendo correspondientemente la velocidad del accionamiento axial y asegurando de esta manera que la hoja de la herramienta de atornillar encuentre su camino dentro de la ranura sin peligro de saltarla.

El dispositivo de atornillar objeto de la invención es especialmente adecuado para aquellos procesos de atornillamiento en los que varíen las condiciones iniciales del respectivo proceso de atornillamiento, porque no está definida la posición angular del segundo componente roscado al inicio del proceso de atornillamiento. En estos casos se producen consecuentemente diferentes ajustes al final del respectivo proceso de atornillamiento. Si se desea o si se tiene que iniciar de nuevo el proceso de atornillamiento siguiente, respectivamente, desde una posición de partida definida de la herramienta de atornillar y de sus conjuntos que le sirven de accionamiento, entonces es ventajoso que para el movimiento de giro del conjunto rotativo impulsor de la herramienta se disponga de un ciclo de programa que permita situarse en un ángulo de referencia o a las distancias angulares que se deseen respecto a este ángulo de referencia. Por otra parte se pueden prever los topes correspondientes para determinar la posición inicial en dirección axial.

La fuerza axial que han de transmitir los medios de acoplamiento axiales entre la herramienta de atornillar y el respectivo segundo componente roscado ha de tener, por lo general, una cierta magnitud mínima, para poder transmitir el par de giro necesario para el proceso de atornillar propiamente dicho. Esta fuerza axial se debe mantener esencialmente constante durante todo el proceso de atornillamiento, en un valor óptimo para el acoplamiento entre los dos componentes roscados. Por este motivo es ventajoso que los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial, estén sometidos constantemente a una tensión inicial tal que, durante la deformación axial que se produzca, durante el desarrollo del trabajo, de los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial, la fuerza axial ejercida por éstos se mantenga sensiblemente constante. Este requisito resulta especialmente importante para el caso de que al coincidir los dos componentes roscados en la posición en la que se provoca el acoplamiento entre los componentes roscados se forme previamente una tensión inicial en los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial, que durante la subsiguiente fase de atornillamiento propiamente dicha provoque el avance de la herramienta de roscar. Precisamente aquí es especialmente importante que durante la disminución de la tensión axial inicial en el curso del proceso de atornillamiento propiamente dicho se mantenga la fuerza de tensión axial inicial esencialmente constante.

En las máquinas de montaje y otras máquinas de mecanizado similares, entre las que se encuentran también las máquinas de troquelar y plegar usuales que tengan integrados procesos de atornillamiento, importa por lo general que los dispositivos de atornillar ocupen poco espacio. Esto se debe a que en esta clase de máquinas de nivel superior es preciso que dentro de un espacio limitado se lleven a cabo multitud de otros procesos de montaje o también procesos de troquelado y plegado, con sus herramientas, que ocupan su propio espacio. El requisito de unas necesidades de espacio reducidas para el dispositivo de atornillamiento se puede satisfacer de manera relativamente sencilla si los ejes de giro de los dos motores eléctricos del conjunto de motores están aproximados sensiblemente a una distancia mínima. En las máquinas de montaje y otras máquinas similares se plantea además el requisito de poder colocar distintas herramientas de mecanizado, como por ejemplo, también dispositivos de atornillamiento, con unos tiempos de cambio de preparación reducidos, según los trabajos de mecanizado y montaje que se vayan a realizar. Por este motivo se propone que el motor eléctrico para el movimiento axial y el motor eléctrico para el accionamiento de giro estén reunidos formando un conjunto de motores rígido en el trabajo, que eventualmente se pueda colocar conjuntamente en un soporte, por ejemplo, en una máquina de nivel superior.

En las patentes DE 32 05 493 C2, DE 40 07 204 A1 y EP 432 768 A1 se describen, por ejemplo, máquinas de montaje y mecanizado en las cuales se pueden emplear los dispositivos de atornillamiento objeto de la invención.

Para realizar el dispositivo de atornillamiento ocupando poco espacio se pueden situar los ejes de giro de los dos motores eléctricos paralelos entre sí con una separación mínima, es decir, con una separación que corresponda aproximadamente a la suma de los radios de los motores, en cuyo caso esta distancia entre ejes permite entonces suficiente espacio para el alojamiento de las transmisiones y similares.

Una aplicación frecuente del dispositivo de atornillar objeto de la invención es el de enroscar tornillos de cabeza con una sencilla ranura de acoplamiento diametral. En este caso solamente se puede provocar el acoplamiento de arrastre de giro, respecto al segundo componente roscado, en una posición angular relativa predeterminada de la herramienta de atornillar. Cuando se haya conseguido la coincidencia angular entre la hoja y la ranura se produce el acoplamiento de arrastre de giro debido a un salto de movimiento axial de la herramienta de atornillar. En el dispositivo de atornillamiento objeto de la invención esto es posible por el hecho de que la herramienta de atornillar realiza un salto de movimiento axial al destensarse la tensión inicial incorporada en el medio de acoplamiento axial con elasticidad axial. En el dispositivo objeto de la invención no es necesario que para esto se desplacen tampoco grandes masas en dirección axial, de manera que este salto de movimiento puede producirse sin gran retardo y, por lo tanto, no se produce ninguna pérdida de tiempo importante para efectuar el acoplamiento entre la herramienta de atornillar y la ranura.

El dispositivo de atornillar objeto de la invención puede estar colocado en una máquina de nivel superior, en particular en una máquina de montaje, de tal manera que se vayan avanzando progresivamente, con relación al dispositivo de atornillamiento, los medios de apoyo para los primeros componentes roscados que se vayan a atornillar sucesivamente, mediante un accionamiento paso-a-paso. En este punto es preciso señalar que la elasticidad axial de los medios de acoplamiento axiales también se puede sustituir por la elasticidad de los respectivos primeros componentes roscados en los medios de apoyo que tengan asignados.

El dispositivo de atornillamiento objeto de la invención se puede aplicar por principio en todos aquellos casos donde sea necesario resolver problemas de atornillamiento. Esto ocurre no sólo en máquinas de montaje y máquinas de mecanizado de piezas en las que sea necesario enroscar tornillos de fijación, tornillos de apriete y similares en los correspondientes agujeros roscados. Este problema se plantea también, por ejemplo, cuando se tienen que enroscar tapas roscadas en máquinas de envasado y similares. También para este tipo de aplicaciones es adecuado por principio el dispositivo de atornillamiento objeto de la invención.

Asimismo con el fin de efectuar lo más rápidamente posible los procesos de atornillamiento procede que el dispositivo de atornillamiento tenga asignado un dispositivo de alimentación para los segundos componentes roscados que se vayan a colocar sucesivamente. Con vistas al equipamiento posterior de máquinas de nivel superior con dispositivos de atornillamiento, con frecuencia resulta ventajoso integrar los dispositivos de alimentación, en la medida de lo posible, con los dispositivos de atornillamiento, para que al efectuar el equipamiento posterior de una máquina de nivel superior a ser posible solamente sea necesario colocar en la máquina de nivel superior un conjunto especial o un número lo más reducido posible de conjuntos.

Tiene especial importancia que el dispositivo de alimentación de los segundos componentes roscados comprenda un tramo de alimentación final contiguo a la posición de preparación del atornillamiento, situado en un plano esencialmente ortogonal al eje de atornillamiento. Esta idea se opone notablemente a los dispositivos de atornillamiento conocidos, en los que se ha intentado situar los segundos componentes roscados respectivos con un ángulo agudo en la posición de preparación del atornillamiento en la zona del eje de atornillamiento. Esta alimentación en ángulo agudo se ha acreditado especialmente en las máquinas de atornillar conocidas, toda vez que facilita el proceso de alimentación y se han simplificado los conjuntos mecánicos empleados para ello. Sin embargo se plantea el siguiente problema: si se introducen los segundos componentes roscados por ángulo agudo en la posición de preparación del atornillamiento, esto exige forzosamente que la herramienta de atornillar para la introducción del respectivo segundo componente roscado esté retirada a una posición de retroceso de la herramienta notablemente retrasada, respecto a la posición de preparación del atornillamiento, para evitar colisiones entre la herramienta de atornillar y el respectivo segundo componente del atornillamiento que se alimente. Esto no ha sido objeto de queja en los dispositivos de atornillar conocidos. Ahora bien, si de acuerdo con el objetivo del presente dispositivo de atornillar hay que contar con unas cifras de ciclo extremadamente grandes por unidad de tiempo, entonces, el retroceso a la posición de retirada de la herramienta significa que, al iniciar un proceso de atornillamiento, la herramienta de atornillar ha de efectuar un recorrido de aproximación relativamente grande para situar la herramienta de atornillar en acoplamiento con el segundo componente roscado y a continuación en acoplamiento con el primer componente roscado. Se ha visto que el recorrer este camino, incluida la aceleración y deceleración necesaria para ello del conjunto impulsor axial y todas las piezas unidas al mismo en un movimiento axial, supone una magnitud que llega a ser importante para el rendimiento del dispositivo de atornillar (procesos de atornillamiento por minuto). Para remediar esto se propone que el dispositivo de alimentación para el segundo componente roscado comprenda un tramo de alimentación final contiguo a la posición de preparación del atornillamiento que esté situado en un plano esencialmente ortogonal al eje de atornillamiento. Con esta configuración, la posición retirada de la herramienta de atornillar solamente tiene que estar desplazada hacia atrás una distancia tal que permita que el respectivo componente roscado justamente no toque la herramienta de atornillar en su parte posterior, en la dirección de aproximación. De esta manera se ahorra un recorrido de aproximación considerable de la herramienta de atornillar y de todo el conjunto impulsor axial y con ello se acorta el tiempo de ciclo de un proceso de atornillar.

Una realización ventajosa del dispositivo de alimentación consiste en que el dispositivo de alimentación comprenda en su tramo del recorrido de alimentación final un soporte en circuito cerrado que se pueda avanzar alrededor de un eje de recirculación esencialmente paralelo al eje de atornillamiento y que comprenda multitud de medios de posicionamiento para los segundos componentes roscados, donde estos medios de posicionamiento se puedan situar sucesivamente alineados con el eje de atornillamiento, mediante el avance del soporte recirculante. Para ello el soporte recirculante puede ser, por ejemplo, un plato giratorio o un cabezal revólver.

La interacción entre la herramienta de atornillar y el respectivo segundo componente del atornillamiento así como el tratamiento del segundo componente del atornillamiento, en general, durante las fases de alimentación y de aproximación y de atornillamiento hay que realizarlos, según las circunstancias, de forma muy cuidadosa cuando se trate de trabajar con componentes roscados que por razones técnicas o estéticas tengan una superficie muy delicada. Esto se puede tener en cuenta si los medios de posicionamiento destinados a posicionar el segundo componente roscado presentan unos pasos que transcurran en la dirección del eje de atornillamiento, y que opongan una resistencia definida al paso del segundo medio del atornillamiento. Por lo demás, el dispositivo de atornillar objeto de la invención resulta en conjunto muy adecuado para resolver este problema dado que, gracias a la programación del desarrollo de la aproximación axial y también debido a la programación del ciclo de giro, la herramienta de atornillar se puede detener con sumo cuidado durante un eventual movimiento de búsqueda. A esto contribuye también la elasticidad axial de los medios de acoplamiento axiales.

Con el fin de posibilitar un posicionamiento axial exacto del segundo componente roscado, pero que se pueda superar con una fuerza reducida, se propone que los pasos de los medios de posicionamiento estén limitados, al menos en una parte de las vías de paso formadas por ellos, mediante unas mordazas que frenen el paso y que estén pretensadas elásticamente en dirección radial con respecto al eje de atornillamiento y que se puedan desviar por el efecto de un movimiento de aproximación axial del respectivo segundo componente roscado al respectivo primer componente roscado, provocado por la herramienta de atornillar.

Si, tal como se ha indicado anteriormente, el dispositivo de alimentación ha de estar integrado al menos parcialmente en el dispositivo de atornillar, en particular, con su parte próxima al eje de atornillamiento, con el fin de facilitar el montaje en una máquina de nivel superior, entonces surgen dificultades si para el dispositivo de alimentación o al menos para su parte próxima a los medios de posicionamiento, se necesita un accionamiento motorizado adicional. Por este motivo se prevé además que el dispositivo de alimentación para el segundo componente roscado se pueda accionar, al menos en un tramo de alimentación final situado próximo al eje de atornillamiento, por lo menos por uno de los accionamientos eléctricos - accionamiento eléctrico de giro y/o accionamiento eléctrico de movimiento axial. Gracias a esta medida se ahorra un motor de accionamiento adicional al transferir la función de accionamiento para el dispositivo de alimentación a uno de los motores ya existentes.

Especialmente en el caso en el que esté previsto un dispositivo de alimentación recirculante en las proximidades del eje de atornillamiento, resulta especialmente favorable, con vistas a las condiciones de instalación, el que por lo menos una parte del dispositivo de alimentación próxima al eje de atornillamiento se pueda acoplar periódicamente al accionamiento eléctrico de giro del conjunto rotativo impulsor de la herramienta. De esta manera se tiene también en cuenta la circunstancia de que la parte del dispositivo de alimentación próxima al eje de atornillamiento solamente está en movimiento cuando el conjunto rotativo impulsor de la herramienta no está actuando en cuanto al atornillamiento de los componentes roscados, puesto que solamente se puede alimentar un segundo nuevo componente de atornillamiento cuando no se esté roscando precisamente.

Si se ha tomado la decisión de derivar el movimiento de alimentación propiamente dicho, de las partes del dispositivo de alimentación próximas al eje de atornillamiento, del accionamiento de giro de la herramienta de atornillar, entonces resulta también ventajoso, el que la parte del dispositivo de alimentación próxima al eje de atornillamiento se pueda acoplar o desacoplar al accionamiento eléctrico de giro mediante un dispositivo de acoplamiento que se pueda accionar por el accionamiento eléctrico de movimiento axial. Una solución de este principio de accionamiento puede consistir, por ejemplo, en que el conjunto rotativo impulsor de la herramienta incluya una primera rueda de acoplamiento que se pueda acoplar y desacoplar con una segunda rueda de acoplamiento mediante un movimiento axial relativo, porque la primera rueda de acoplamiento esté unida al conjunto impulsor axial para efectuar un movimiento axial común y porque la segunda rueda de acoplamiento esté en conexión de accionamiento con la parte del dispositivo de alimentación próxima del eje de atornillamiento. En el caso de una realización de esta clase se obtiene ventajosamente un ciclo de movimiento tal que la primera rueda del acoplamiento se encuentra siempre en posición de acoplamiento con la segunda rueda de acoplamiento cuando el conjunto impulsor axial se encuentra aproximadamente en una posición correspondiente a la posición de retirada de la herramienta, esté desacoplable cuando el conjunto impulsor axial inicie un movimiento de aproximación axial, de acuerdo con un movimiento axial de la herramienta de atornillar desde la posición de retirada de la herramienta hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta, y se pueda volver a acoplar cuando el conjunto impulsor axial termine el movimiento, de acuerdo con el movimiento de la herramienta de atornillar, desde una posición final de atornillamiento a la posición de retirada de la herramienta.

Aquí se considera por tanto necesario que para preparar el acoplamiento de la parte del dispositivo de alimentación, próxima al eje de atornillamiento, al conjunto rotativo impulsor de la herramienta, este último se pueda ajustar a una posición angular predeterminada.

Es perfectamente imaginable que todo el tramo del recorrido de alimentación para el segundo componente roscado, desde un almacén de componentes roscados hasta la posición de preparación para el atornillamiento, sea atendido con un único dispositivo de alimentación, tal como es usual en la técnica. La invención se aparta de esta solución, que por motivos de sencillez aparenta ser muy favorable, por cuanto propone que el dispositivo de alimentación presente un tramo de recorrido de alimentación más alejado del eje del atornillamiento, que en el tramo del recorrido de alimentación final próximo al eje de atornillamiento se continúe en una posición de entrega. Entonces, para el tramo del recorrido de alimentación más alejado se puede prever un dispositivo de alimentación independiente. El dispositivo de alimentación situado en la zona final del tramo del recorrido de alimentación próximo al eje de atornillamiento se puede integrar entonces, en el dispositivo de atornillamiento, de forma sencilla y ocupando poco espacio, por ejemplo, en forma de un plato giratorio. El dispositivo de alimentación que sirve para la parte más alejada del tramo del recorrido de alimentación se puede fabricar independientemente y se puede instalar independientemente en una máquina de trabajo de nivel superior; la separación de los distintos segundos componentes roscados se puede efectuar por tanto en el dispositivo de alimentación más alejado. La entrega resulta especialmente sencilla si el tramo de recorrido de alimentación más alejado al eje de atornillamiento presenta un canal de alimentación para los segundos componentes roscados. Entonces el canal de alimentación puede simplemente alinearse de manera que su extremo quede respectivamente alineado con un paso de los medios de posicionamiento.

En la zona del dispositivo de alimentación se puede situar además un dispositivo de observación para los segundos componentes roscados alimentados por el dispositivo de alimentación. Esto tiene la siguiente finalidad: los componentes roscados, por lo general, son artículos procedentes de una fabricación barata en grandes series y no están sometidos a un control de calidad riguroso. En el momento de la alimentación están efectivamente orientados de tal manera que se pueden introducir en el dispositivo de atornillar. Pero sin embargo cabe perfectamente imaginar que haya defectos en los distintos componentes roscados. A la entrada del dispositivo de atornillamiento, los componentes del atornillamiento están accesibles para un control del material, puesto que están orientados o al menos preorientados para ser alojados en el dispositivo de atornillamiento, estando basado el control del material, por ejemplo, en el empleo de una o varias cámaras de televisión que pueden comparar los contornos captados de los respectivos componentes roscados con unos contornos teóricos de un componente normalizado. En este punto se puede y se establece, por lo tanto, preferentemente una vigilancia, por ejemplo, mediante una cámara de televisión. Con el fin de que al identificar un componente del atornillamiento con defectos inaceptables no sea necesario parar el ciclo del dispositivo de atornillamiento y en particular el de la máquina de nivel superior, con el propósito de proceder a su separación, se reacciona ante el defecto, preferentemente, de forma que se continúe el ciclo de trabajo, que se registre en una memoria el componente roscado defectuoso respectivo y el primer componente roscado unido a aquél en el curso del trabajo o la pieza terminada equipada con este segundo componente roscado, y que se separe después, al salir de la máquina de nivel superior, controlada desde la memoria.

El dispositivo de observación se sitúa preferentemente en el transcurso de un tramo del recorrido de alimentación próximo al eje de atornillamiento. Para la colocación del dispositivo de observación resulta especialmente adecuado un lugar en el cual los respectivos medios de posicionamiento montados sobre un soporte recirculante se detengan entre el lugar de la carga del segundo componente para el atornillamiento y el lugar de preparación para el atornillamiento definido por el eje de atornillamiento, en el curso del movimiento de avance del soporte recirculante.

Las Figuras adjuntas describen la invención mediante ejemplos de realización. En éstas se

\hbox{representa:}

Figura 1 una vista lateral parcialmente seccionada, de un primer dispositivo de atornillar conforme a la invención;

Figura 2 otra vista lateral parcialmente seccionada, en la dirección de la flecha II de la Figura 1;

Figura 3 otra vista en la dirección de la flecha II de la Figura 1, pero seccionada en otros puntos;

Figura 4 una sección conforme a la línea IV-IV de la Figura 1;

Figura 5 una sección conforme a la línea V-V de la Figura 1;

Figura 6 un detalle de un dispositivo de posicionamiento para los segundos componentes roscados que tengan que ser cogidos por la herramienta de atornillar, como ampliación de la zona A de la Figura 1;

Figura 7 un programa de desarrollo de trabajo preferido para el dispositivo de atornillar según las Figuras 1-6, como parte de una máquina de montaje de nivel superior;

Figura 8 un dispositivo de atornillar conforme a la invención, montado en una máquina de montaje de nivel superior, en forma esquemática;

Figura 8a el producto de un proceso de atornillamiento que ha sido realizado con el dispositivo de atornillar objeto de la invención, según las Figuras 1-8; y

Figura 9 una sección, conforme a la sección según la Figura 1, con una variante de los medios de acoplamiento axiales para realizar una variante del programa del ciclo de trabajo.

En la Figura 8 está representada una máquina de montaje 10, destinada por ejemplo a enroscar tornillos 12 en unos cuerpos de presión 14, según la Figura 8a, donde después se ha de pillar un conductor eléctrico 16 efectuando un atornillamiento posterior.

En el caso de la máquina de montaje representada en la Figura 8 se trata de una máquina tal como está representada y descrita con todo detalle, por ejemplo, en la patente DE 40 07 204 A1. En esta máquina se trabaja, por ejemplo, de la forma siguiente:

Una banda de chapa 18 se alimenta por medio de un dispositivo de alimentación de banda y se somete a operaciones de plegado, troquelado, punzonado y roscado mediante herramientas 22 para obtener las piezas de forma 14. Mediante un dispositivo de atornillado 24 se enroscan a continuación los tornillos 12 en los cuerpos de presión 14. En un dispositivo de corte 26 se separan finalmente los distintos dispositivos de presión 14 de la banda 18 y se individualizan.

Se pueden considerar los cuerpos de presión 14 con sus agujeros roscados 28 como primeros componentes roscados y los tornillos 12 como segundos componentes roscados.

El dispositivo de atornillado 24 va fijado en la máquina de montaje 10 sobre una placa portaherramientas 30 como unidad premontada y según necesidad se puede montar o desmontar. A través de un tubo 32 se van alimentando los tornillos 12, individualmente y de forma consecutiva, procedentes de una unidad de alimentación de tornillos 34 en la que los tornillos se reciben primeramente desordenados y a continuación se ordenan y se orientan para alimentarlos al dispositivo de atornillado 24. El dispositivo de alimentación de tornillos 34 va fijado a la máquina de montaje 10 mediante un soporte 36.

En las Figuras 1-6 se observan detalles del dispositivo de atornillado 24, donde la Figura 6 muestra los detalles en el extremo inferior del dispositivo de atornillado 24 de la Figura 1, allí donde en la Figura 1 aparece el signo de referencia A.

De acuerdo con la Figura 1, los cuerpos de presión 14 llegan a la zona del dispositivo de atornillado 24 como partes de la banda 18 o como piezas ya individualizadas, que también pueden haber sido fabricados fuera de la máquina de montaje 10 y que se pueden alimentar siguiendo el ciclo de mecanizado de la máquina de montaje 10. Los cuerpos de presión 14 llegan al dispositivo de atornillado 24 siguiendo el ritmo de trabajo de la máquina de mecanizado según la Figura 8, que viene determinado por el número de revoluciones de los dispositivos de accionamiento. En cada ciclo de trabajo, es decir, en cada vuelta de los dispositivos de accionamiento 38, hay que atornillar un tornillo 12 con un cuerpo de presión 14. Cuanto más rápidas sean las vueltas de los dispositivos de accionamiento 38, tanto menos tiempo hay disponible para enroscar los tornillos 12 en los cuerpos de presión 14. Para esto hay que tener en cuenta también que para enroscar los tornillos en los cuerpos de presión 14 no está disponible todo el "tiempo del ciclo", es decir no todo el tiempo de la revolución de los dispositivos de accionamiento 38, sino cada vez sólo una fracción de este tiempo del ciclo: y es que una parte esencial del tiempo del ciclo se necesita para transportar los cuerpos de presión 14 a la zona del dispositivo de atornillamiento 24 y para continuar el transporte de los cuerpos de presión 14 provistos de los tornillos 12, fuera de la zona de los dispositivos de atornillamiento 24, en dirección hacia el dispositivo de corte 26. Es decir, que de todo el tiempo de evolución de los dispositivos de accionamiento 38 solamente se dispone de una fracción para efectuar el atornillamiento, mientras el cuerpo de presión 14 está detenido frente al dispositivo de atornillamiento 24. En la Figura 1 se muestra una situación en la cual un cuerpo de presión 14 está detenido con su agujero roscado 28 frente al dispositivo de atornillado 24, estando alineado el agujero roscado 28 del cuerpo de presión 14 con el eje de atornillamiento VA de una herramienta de atornillar 40. Los distintos tornillos 12 se van alimentando a través del tubo 32 siguiendo el ritmo de trabajo, de manera que cada vez que un cuerpo de presión 14 adopta la posición de disposición para el atornillamiento representada en las Figuras 1 y 6, el correspondiente tornillo 12 se encuentra en la posición de preparación para el atornillamiento según la Figura 6.

En la Figura 6 está representado tres veces el tornillo 12 con su cabeza de tornillo. Las distintas posiciones que están designadas por VVS, GES y VES están caracterizadas respectivamente por la posición de la cresta 44 de la cabeza del tornillo 42. VVS significa la posición de preparación para el atornillamiento del tornillo 12, GES significa la posición de entrada de la rosca del tornillo 12, es decir aquella posición en la que el extremo inferior del vástago del tornillo 46 llega a asentar en la salida superior del agujero roscado 28, y VES significa aquella posición del tornillo 12 en la que ha terminado el proceso de enroscado del tornillo 12 respecto al agujero roscado 28. En la Figura 6, la herramienta de atornillar 40 se encuentra en su posición retirada de la herramienta; esta posición retirada de la herramienta está indicada mediante la línea WRS, en la que la hoja 48 de la herramienta de atornillar 40 se encuentra en la posición retirada de la herramienta.

En el estado representado en la Figura 6, se puede llevar el tornillo 12 a la posición de preparación para el atornillamiento VVS. Así se deduce de la Figura 1. En la Figura 1, el tubo 32 termina en una posición de entrega 50 libremente sobre un platillo giratorio 52, que apoya en el dispositivo de atornillamiento 24, con posibilidad de giro paso-a-paso alrededor de un eje de giro del platillo 54. El platillo giratorio 52 tiene, tal como está representado en la Figura 5, un total de cuatro alojamientos 56, que deben entenderse como medios de posicionamiento para los tornillos que son orificios pasantes, sobre los cuales se tratará más adelante en la descripción detallada de la Figura 6.

Cuando un alojamiento, del total de cuatro alojamientos que están representados en la Figura 1, se encuentra alineado con el eje de atornillamiento VA, entonces un alojamiento 56 diametralmente opuesto se encuentra en la posición de entrega 50, de manera que mientras que allí se está llevando el tornillo 12, situado en el eje de atornillamiento VA, hasta la posición final de atornillamiento VES, se está colocando otro tornillo 12 a través del tubo 32 en el alojamiento 56 diametralmente opuesto, concretamente en la posición designada en la Figura 6 por VVS.

Una vez que ha terminado el proceso de enroscado en la zona del eje del atornillamiento VA, es decir cuando el tornillo 12 ha alcanzado la posición designada por VES en la Figura 6, se hace avanzar la banda de chapa 18 y con ella el cuerpo de presión 14 en la dirección de la flecha 58. Al mismo tiempo, el platillo giratorio 52 da un giro de 90º en el sentido de la flecha 60, de manera que el alojamiento 56 situado arriba en la Figura 5 (oculto en la Figura 1), junto con el tornillo que ha recibido a través del tubo 32 durante la penúltima carga, llega a la zona del eje de atornillamiento VA y el alojamiento 56, que se acaba de cargar, pasa a la posición del alojamiento situado en la parte superior en la Figura 5.

El ciclo de trabajo del dispositivo de atornillamiento dentro del marco del ciclo de trabajo de la máquina de montaje 10 está representado en el diagrama ST de la Figura 7. El diagrama ST significa diagrama de recorrido (S) - tiempo (T), porque las fases esenciales del ciclo están caracterizadas por el recorrido efectuado en función del tiempo. Para facilitar la explicación, en el diagrama ST las distintas líneas están designadas por 1-5 y las distintas columnas por A - F. De esta manera se pueden designar a continuación los distintos recuadros del plano, por ejemplo, recuadro 3B.

El diagrama ST está basado suponiendo una velocidad de la máquina, es decir, de los dispositivos de accionamiento 38 de la Figura 8, de 150 rpm. Esto equivale a un tiempo del ciclo de 400 ms. Estos 400 ms están dibujados en la línea 1 en correspondencia con el "ángulo de máquina" de la máquina de montaje 10. Para ello se ha elegido, para la representación del punto cero, de tal manera que el tiempo del ciclo (cero milisegundos), equivalentes a 0º del ajuste angular de la máquina, dé comienzo cuando se inicie el proceso de atornillamiento propiamente dicho, es decir cuando el extremo del vástago del tornillo 46 ha entrado en el extremo superior del agujero roscado 28, de acuerdo con la posición GES de la Figura 6, y cuando además la hoja del atornillador 48 haya entrado en la ranura de acoplamiento 62 de la cabeza del tornillo 42, de manera que manteniendo igual la relación entre las revoluciones del tornillo y la velocidad de avance axial de la herramienta de atornillar 40 se pueda efectuar la transición desde la posición del tornillo GES a la posición de tornillo VES.

En la línea 4 se ha representado, mediante la línea horizontal, en los recuadros del plano 4B y 4C un movimiento de giro uniforme (preferentemente revoluciones constantes) de la herramienta de atornillar suponiéndose que este movimiento de giro tiene lugar con una velocidad de aprox. 5250 revoluciones por minuto, durante un ángulo de máquina de la máquina de montaje (ángulo de máquina en los dispositivos de accionamiento de la Figura 8), durante un tiempo de ciclo parcial de 200 milisegundos, y que durante estos 200 milisegundos la herramienta de atornillar 40 y, por lo tanto, el tornillo 12 efectúan un total de 17,5 revoluciones. Estos datos se indican también en la leyenda del recuadro del plano 4A. El movimiento de giro de la herramienta de atornillar 40 representado en los recuadros del plano 4C-4D corresponde a un movimiento de avance axial de la herramienta de atornillar 40, que está representada en los recuadros 5C y 5D. La línea ligeramente ascendente representada en estos recuadros corresponde a la aproximación axial del tornillo 12 desde la posición GES hasta la posición VES durante el atornillamiento. Dicho de otra manera, se podría decir también que esta línea de los recuadros 5C y 5D corresponde al avance de la herramienta de atornillar 40 durante la fase de atornillamiento. En la línea 2 no figura nada en los recuadros 2C y 2D. Con esto se quiere expresar que durante la fase de atornillamiento correspondiente a los recuadros 4C, 4D y 5C, 5D el avance de la banda de chapa 18 está en reposo, es decir, que el cuerpo de presión 14 según las Figuras 1 y 6 adopta la posición en el eje de atornillamiento VA.

También se indica en la línea 3 del diagrama ST, mediante la línea horizontal, que se extiende también a través de los recuadros 3C y 3D, que el tiempo de 200 milisegundos, equivalente a 180º, está disponible para la alimentación del tornillo a través del tubo 32 (Nota: Para esta alimentación se dispone también de unos tiempos adicionales en los recuadros 3B y 3E, sobre lo que se tratará más adelante). Para esto se remite adicionalmente a la leyenda que figura en el recuadro 3A. Hay que tener en cuenta que durante la fase de atornillamiento propiamente dicha, correspondiente a los recuadros 4C, 4D y 5C, 5D, el tornillo 12 que se está enroscando precisamente debe permanecer en el eje de atornillamiento VA. Por lo tanto el platillo giratorio 52 no puede girar. Por eso, durante este periodo de tiempo se puede introducir otro tornillo 12, tal como está representado en la Figura 1, a través del tubo 32, en el alojamiento 56 situado respectivamente en el lado izquierdo según la Figura 5.

Cuando ha terminado la fase de atornillamiento propiamente dicha, es decir, cuando en las líneas 4 y 5 se ha alcanzado respectivamente el final de los recuadros 4D y 5D, entonces el tornillo 12 está totalmente enroscado en el cuerpo de presión 14 tal como se había previsto. La herramienta de atornillar 40 se puede entonces volver a retirar. Este movimiento de retroceso está representado en la línea 5, y concretamente en el recuadro 5E. El movimiento de retroceso de la herramienta de atornillar 40 tiene lugar durante un tiempo de aprox. 67 milisegundos, que equivale a un ángulo de máquina de los dispositivos de accionamiento 38 de unos 60º. La carrera de retroceso es por ejemplo de 26,5 mm, correspondientes al valor de la ordenada de la línea inclinada en el recuadro 5E. Una vez efectuado este recorrido, se ha vuelto a alcanzar la posición de retirada de la herramienta representada en la Figura 6 por la línea WRS. Aquí hay que observar la pendiente relativamente fuerte de la línea en el recuadro 5E, que representa una velocidad de retroceso relativamente grande de la hoja del atornillador 48 desde la posición WVES alcanzada después de terminar la fase de atornillamiento propiamente dicha, a la posición de retirada de la herramienta indicada en la Figura 6 por la línea WRS. De hecho, la velocidad de retroceso de la herramienta de atornillar puede ser considerablemente superior a la velocidad de aproximación de la herramienta de atornillar, que está representada en los recuadros 5C y 5D por la línea mucho menos pendiente.

Durante el movimiento de retroceso de la herramienta de atornillar, de acuerdo con el recuadro 5E, no se requiere por principio movimiento de giro de la herramienta de atornillar 40. Esto está representado en el recuadro 4E, donde entre 180º y 240º no se efectúa por principio ningún movimiento de giro de la herramienta de atornillar 40. Si en un punto central de este recuadro y durante un pequeño ángulo de máquina entre 200º y 215º de los dispositivos de accionamiento 38 de la Figura 8 está prevista, no obstante, una breve fase de giro de la herramienta de atornillar 40, eso se debe a un diseño especial del dispositivo de atornillar, de lo que se tratará todavía más adelante.

También es preciso observar que la alimentación del tornillo a través del tubo 32, ya indicada con relación a los recuadros 3C y 3D, puede continuar también durante la fase de retroceso de la herramienta de atornillar, es decir dentro de la gama angular de 180º-240º del ángulo de máquina de los dispositivos de accionamiento 38. Esto es posible porque durante el retroceso de la herramienta de atornillar 40 en sentido hacia la posición de retirada WRS, según la Figura 6, el platillo giratorio 52 todavía tiene que permanecer detenido, por lo menos hasta que la herramienta de atornillar según la Figura 1 se haya retirado completamente fuera del alojamiento 56 que se acaba de vaciar, y solamente después se pueda efectuar el siguiente paso de conmutación giratoria.

Solamente cuando la herramienta de atornillar 40 se haya retirado totalmente del alojamiento 56 previamente vaciado de su tornillo respectivo, en un ángulo de máquina de 240º, medido en los dispositivos de accionamiento 38, es decir cuando la herramienta de atornillar haya alcanzado la posición WRS según la Figura 6, podrá comenzar el platillo giratorio 52 un movimiento de giro, tal como está dibujado en los recuadros 4E y 4F entre 240º y 320º. Dentro de este ángulo de máquina, el platillo giratorio realiza un giro de 90º, de manera que el alojamiento 56 que se acaba de vaciar, correspondiente al alojamiento situado en la Figura 5 en el lado derecho, pueda girar en el sentido de las agujas del reloj a la posición de alojamiento dibujada allí en la parte inferior, mientras que el alojamiento superior 56 de la Figura 5, previamente cargado, llega a la zona del eje de accionamiento VA. Hay que tener en cuenta que en los recuadros 4E y 4F, la línea horizontal entre el ángulo de máquina de 240º y el ángulo de máquina de 320º representa en primer lugar el movimiento de giro del platillo giratorio 52. Durante esta fase puede haber movimiento de giro de la herramienta de atornillar 40, pero no se necesita. De hecho, durante esta fase, entre 240º y 320º de ángulo de máquina, tiene lugar también un movimiento de giro de la herramienta de atornillar, que se realiza junto con el movimiento de giro del platillo giratorio 52. Esto está relacionado con una particularidad del dispositivo de atornillar 24 que se describirá más adelante. El movimiento de giro de la herramienta de atornillar 40 durante esta fase de 240º-320º de ángulo de máquina es totalmente indiferente para la técnica del atornillamiento, puesto que durante esta fase la herramienta de atornillar 40 está totalmente retirada hacia arriba en la posición WRS según la Figura 6, donde no puede iniciar ningún movimiento de enroscado en un tornillo 42.

La alimentación del tornillo siguiente a través del tubo 32 termina en un ángulo de máquina de 240º de los dispositivos de accionamiento 38, cuando comienza el movimiento de giro del platillo giratorio en 240º en la gama de ángulos de trabajo de 240º-320º. Esto es necesario ya que durante el movimiento de giro del platillo giratorio 52 en la gama de ángulo de trabajo de 240º-320º (recuadros 4E y 4F) no puede tener lugar la entrega de tornillos 12 a un alojamiento 56, en el punto de entrega 50, desde el tubo 32.

Cuando de acuerdo con la línea 4 se ha efectuado el movimiento de giro de 90º del platillo giratorio 52, esto se alcanza esto cuando el ángulo de máquina de los dispositivos de accionamiento 38 de la Figura 8 han alcanzado el valor angular de 320º en el recuadro 4F, se encuentra de nuevo un tornillo 12 en la zona del eje de atornillamiento VA y la herramienta de atornillar, que en este momento, es decir al alcanzar el ángulo de máquina 320º, se encuentra todavía en la posición de retroceso WRS según la Figura 6, podrá comenzar ahora un nuevo movimiento de aproximación tal como está representado en la línea 5, concretamente en el recuadro 5F.

La línea inclinada representada en el recuadro 5F, entre un ángulo de máquina de 320º y un ángulo de máquina de 350º, en los dispositivos de accionamiento 38 de la Figura 8, corresponde a la transición de la herramienta de atornillar 40 desde la posición de retirada WRS según la Figura 6 hasta el tope en la cara superior de la cabeza del tornillo 42, y después hasta que el extremo del vástago del tornillo, arrastrado hacia abajo por la herramienta de atornillar 40, por su movimiento de aproximación dirigido hacia abajo, incida contra la entrada superior del agujero roscado 28. Durante este movimiento de descenso de la herramienta de atornillar 40 y con ella, del tornillo 12, no tiene lugar de momento ningún movimiento de giro de la herramienta de atornillar, tal como puede verse por el recuadro 4F, ya que la fase de atornillamiento propiamente dicha todavía no ha comenzado. Sin embargo hay que señalar que durante la transición desde el ángulo de trabajo de 320º hasta el ángulo de trabajo de 350º, estando de nuevo parado el platillo giratorio (la parada se ha producido en el ángulo de trabajo de 320º, tal como puede verse en el recuadro 4F), ya puede volver a comenzar la alimentación de otro tornillo, tal como puede verse en el recuadro 3F a continuación del ángulo de trabajo de 320. Este nuevo movimiento de alimentación de otro tornillo, que comienza en el recuadro 3F vuelve a estar representado otra vez para mayor claridad en el recuadro 3Bb. Se observa por lo tanto que para la alimentación de los distintos tornillos a través del tubo 32 se dispone en total de un ángulo de trabajo de 280º, concretamente entre la posición angular de 320º y la posición angular de 240º de los dispositivos de accionamiento 38 de la

\hbox{Figura 8.}

La herramienta de atornillar 40 está apoyada elásticamente dentro del dispositivo de atornillar, de manera que durante el movimiento de descenso según el recuadro 3F entre 320º y 350º puede ceder elásticamente. Los detalles correspondientes se darán a continuación al describir el dispositivo de atornillamiento 24. Aquí basta con señalar que durante el movimiento de aproximación dirigido hacia abajo de la herramienta de atornillar 40, entre el ángulo de trabajo de 320º y el ángulo de trabajo de 350º, la herramienta de atornillar 40 puede ceder elásticamente hacia arriba frente a un conjunto impulsor axial AT que la aproxime hacia abajo en dirección al cuerpo de presión 14, de manera que al incidir la arista de la hoja 48 sobre la cara superior convexa 44 del tornillo 42, es decir, al no encontrar la ranura de acoplamiento 62 para la herramienta de atornillar que aún no está definida en su posición angular, queda descansando sobre la superficie convexa 44, mientras se crea una tensión inicial del muelle, sin que en la vía de transmisión axial de la fuerza entre el borde inferior de la hoja 48 y la entrada superior del agujero roscado 28 se produzca un exceso de solicitación. La carrera absorbida elásticamente produciendo una tensión inicial del muelle, en el caso de la incidencia del borde inferior de la hoja 48 sobre la superficie convexa 44 del tornillo 42, es tan grande que la tensión inicial del muelle producida de esta manera es suficiente para que una vez establecida la congruencia angular entre la hoja 48 y la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62 se provoque la entrada forzosa del borde inferior de la hoja 48 en la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62, y concretamente con una profundidad tal que a continuación el borde inferior de la hoja 48 pueda transmitir a la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62 el par de atornillamiento necesario para efectuar el atornillamiento propiamente dicho. La tensión inicial creada es preferentemente tan grande que incluso cuando la hoja haya encajado con su borde inferior 48, en la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62, exista todavía una tensión inicial residual que sea suficiente para garantizar la necesaria transmisión del par de giro desde la hoja 48 a la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62, incluso si la ranura de acoplamiento para la herramienta de atornillar 62 tiene forma

\hbox{cónica.}

Del recuadro 5F de la línea 5 se deduce que después de alcanzar el ángulo de máquina de 350º, se detiene el avance axial en el dispositivo de atornillamiento 40 que provoca el movimiento de descenso de la herramienta de atornillar, de acuerdo con el trazado horizontal de la línea entre el ángulo de trabajo de 350º hasta el ángulo de trabajo de 360º. Durante esta fase del ángulo de trabajo, el borde inferior de la hoja 48 va girando sobre la cara superior convexa de la cabeza del tornillo 42, sin que de momento no se produzca ningún nuevo movimiento axial de la herramienta de atornillar 40. Sólo cuando el borde inferior de la hoja 48 haya alcanzado la posición paralela, con respecto al trazado de la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62, la hoja salta con su borde inferior 48 dentro de la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62 de la cabeza del tornillo 42, estableciendo un acoplamiento para la transmisión del par de giro durante el proceso de atornillamiento propiamente dicho.

La línea inclinada recta dibujada en el recuadro 5F, entre el ángulo de trabajo de 320º y el ángulo de trabajo de 350º debe entenderse sólo con carácter esquemático. Esta no trata de expresar necesariamente que el movimiento de aproximación del borde inferior de la hoja 48 tenga lugar entre 320º y 350º con una velocidad de aproximación constante. Cabe más bien imaginar y ofrece ventajas si la velocidad de aproximación del borde inferior de la hoja 48, dirigida hacia abajo, transcurre mediante el programa correspondiente de tal manera que al incidir la hoja 48 sobre el tornillo 12, sujeto primeramente en la posición VVS, dentro del alojamiento 56, la velocidad de incidencia del borde inferior de la hoja sobre la cara superior 44 es pequeña, y después, cuando en el curso del arrastre hacia abajo del tornillo 12, en dirección a la posición GES, vuelva a ser también pequeña la velocidad de incidencia del extremo inferior del vástago del tornillo 46 sobre la entrada superior del agujero roscado 28. Al mantener reducida la velocidad de incidencia, en estas dos fases de incidencia, se puede evitar o mantener reducido el peligro de dañar la cara superior 44 de la cabeza del tornillo 42, que eventualmente puede tener un acabado de muy alta calidad, así como el peligro de dañar los hilos de rosca en el extremo inferior del vástago del tornillo 46 y en el extremo superior del agujero roscado 28.

El tiempo de permanencia del movimiento de descenso entre el ángulo de trabajo de 320º y el ángulo de trabajo de 360º de los dispositivos de accionamiento 38, representado en el recuadro 5F, se ha elegido de tal manera que dentro de este tiempo de permanencia pueda tener lugar un movimiento de giro de la herramienta de atornillar 40 de media vuelta (media vuelta de la herramienta de atornillar 40), de manera que incluso en las condiciones más desfavorables pueda tener lugar la penetración del borde inferior de la hoja 48 en la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62.

Con el fin de que el "movimiento de búsqueda", que se realiza mediante el giro del borde inferior de la hoja 48 sobre la superficie convexa 44 de la cabeza del tornillo 42, resulte lo más cuidadoso tanto para la hoja propiamente dicha como para el material del tornillo, está previsto que durante este movimiento de búsqueda entre 350º y 360º, según el recuadro 5F, no tenga lugar ningún nuevo movimiento de aproximación de la hoja ni tampoco ningún incremento adicional de la tensión inicial. Además, durante esta fase de búsqueda se mantiene reducida la velocidad de la herramienta de atornillar entre el ángulo de trabajo de 350º y el ángulo de trabajo de 360º, tal como puede verse en el recuadro 4F, lo que no solamente da lugar a un tratamiento cuidadoso de la cara superior 44 del respectivo tornillo 42, sino que también asegura que el borde inferior de la hoja 48 penetre con seguridad en la ranura de acoplamiento 62 de la herramienta de atornillar: se evita que en el curso del movimiento de búsqueda, la hoja 48 salte por encima de la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62.

Únicamente cuando mediante el movimiento de búsqueda según los recuadros 4F y 5F se haya alcanzado allí, con toda seguridad, respectivamente, entre 350º y 360º de ángulo de máquina el acoplamiento del borde inferior de la hoja 48 en la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62, comienza de nuevo la fase de atornillamiento propiamente dicha en la posición de 0º del ángulo de trabajo de los dispositivos de accionamiento 38.

Con respecto a las leyendas de la columna A es preciso señalar además lo siguiente:

Transporte de piezas, significa transporte de las piezas de presión 14 mediante el dispositivo de alimentación de banda 20. Tiempo de parada 280º = 310 mseg significa tiempo de parada del platillo giratorio.

Alimentación de tornillo 280º significa que se dispone de todo el tiempo de parada de 280º = 310 mseg del platillo giratorio para la alimentación del tornillo respectivo hasta el alojamiento 56 que se encuentre respectivamente en la posición de entrega 50. Hay que señalar que este tiempo ampliamente dimensionado para la alimentación del tornillo se solapa en gran parte con la fase de atornillamiento propiamente dicha del tornillo que se haya alimentado con anterioridad, tal como se deduce de la comparación entre las líneas 3, 4 y 5.

Servo Radial es una expresión abreviada que corresponde a un conjunto rotativo impulsor de la herramienta, que provoca el giro de la herramienta de atornillar durante el proceso de atornillamiento propiamente dicho, de acuerdo con los recuadros 4C y 4D.

Servo Axial es una expresión abreviada para un conjunto impulsor axial que es el responsable de los movimientos axiales de la herramienta de atornillar de acuerdo con los recuadros 5C, 5D, 5E y 5F.

Carrera de enroscado de 14 mm, corresponde a la carrera de enroscado del tornillo desde la posición GES hasta la posición VES según la Figura 6.

Paso de 0,8 mm es el paso de la rosca del vástago del tornillo 46 y el paso de la rosca interior del agujero roscado 28 y corresponde a la relación entre el movimiento de aproximación axial según los recuadros 5C y 5D y el movimiento de giro según los recuadros 4C y 4D.

En la Figura 6 se observa que en la posición de retroceso de la herramienta de atornillar 40, la distancia del borde inferior de la hoja 48, que está representada por la línea WRS, respecto a la cara superior 44 del tornillo 12, es sumamente reducida, de manera que después de colocar el tornillo 12 en la zona del eje de atornillamiento VA mediante el giro del platillo giratorio 52, se necesita sólo un tiempo sumamente corto para situar la herramienta de atornillar 40 acoplada con la cara superior 44 ó con la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62, del tornillo 12. Esto es posible porque mediante el movimiento de giro del platillo giratorio 52 alrededor de un eje vertical, es decir, mediante el movimiento de aproximación de los alojamientos 56 a la posición de disposición para el acoplamiento de la herramienta, representado en las Figuras 6 y 1, a lo largo de un plano horizontal, el paso del tornillo 12 que se desplaza hacia la zona del eje de atornillamiento, a lo largo del borde inferior de la hoja 48, durante el recorrido de giro del platillo giratorio 52, exige sólo una separación muy pequeña entre el borde inferior de la hoja 48 y el borde superior del alojamiento 64. Por otra parte también se ahorra tiempo, especialmente por el hecho de que el tiempo necesario para la alimentación de los tornillos 12 a través del tubo 32, que por lo general debe tener lugar junto con una individualización y orientación de los tornillos 12, puede tener lugar solapando el tiempo con los movimientos axiales según los recuadros 5C, 5D, 5E y 5F.

También se ahorra tiempo por el hecho de que el movimiento de retroceso de la herramienta de atornillar según el recuadro 5E, tal como indica allí la mayor pendiente de la curva ST entre los ángulos de máquina de 180º-240º, puede tener lugar mucho más rápidamente que el correspondiente movimiento de aproximación de la herramienta de atornillar, indicada en los recuadros 5C y 5D, durante la fase de atornillamiento propiamente dicha.

De esta manera queda asegurada una condición esencial para lograr unos tiempos de atornillamiento cortos, y por lo tanto para que la máquina de montaje 10 pueda marchar a gran velocidad.

Los cuatro alojamientos 56 situados en el platillo giratorio 52 (véase la Figura 5) tienen cada uno una disposición tal como la representada en la Figura 6. Los alojamientos 56 comprenden respectivamente un orificio de paso 66 a través del platillo giratorio, axial, es decir paralelo al eje de atornillamiento A. Este orificio de paso 66 viene definido por un casquillo guía para la cabeza del tornillo 68, cuya sección interior se corresponde con la dimensión exterior de la cabeza del tornillo 42. En la parte superior del casquillo guía 68 apoyan contra un resalte de apoyo 70 unas mordazas de retención del paso 72, uniformemente repartidas angularmente en el perímetro del casquillo guía 68 de la cabeza del tornillo. Estas mordazas de retención del paso penetran con sus tramos finales inferiores 72 dentro del orificio de paso 66, sometidos a una tensión inicial de muelle, de manera que durante el movimiento de descenso de los tornillos 12 ejercen primeramente un efecto de frenado sobre el extremo inferior de los vástagos de los tornillos 46 y después un efecto de frenado sobre el borde inferior de las cabezas de los tornillos 42.

Al llegar un tornillo 12 a la posición de entrega 50 según la Figura 1, los tornillos 12 tropiezan con los extremos inferiores de sus vástagos de tornillo 46 contra los tramos extremos inferiores 74 de las mordazas de frenado del paso 72, de manera que los tornillos quedan detenidos en la posición de preparación para el atornillamiento representada en la Figura 6, señalada por la línea VVS.

Cuando el platillo giratorio 52 ha efectuado dos movimientos de 90º, de manera que un tornillo 12 ha pasado desde la posición de entrega 50 a la zona del eje de atornillamiento VA y cuando entonces la herramienta de atornillar 40 realiza su movimiento de aproximación según el recuadro 5F, entonces la cabeza del tornillo 42 tropieza con su borde inferior contra los tramos extremos inferiores 74 de las mordazas de frenado del paso 72, produciéndose un incremento de la fuerza del frenado axial, adoptando los tornillos una posición definida en la cual puede tener lugar el movimiento de búsqueda de la herramienta de atornillar, de acuerdo con el recuadro 4F. Cabe imaginar que al incidir la cabeza del tornillo 42 sobre las mordazas de frenado del paso 72, ya existe aproximadamente un acoplamiento entre el extremo inferior del vástago del tornillo 46 y la entrada superior del agujero roscado 28. Pero también cabe la posibilidad de provocar, mediante el ajuste de la cabeza del tornillo 42 con las mordazas de frenado del paso 72, una posición de reposo previo, es decir, una posición de reposo antes de establecer el acoplamiento entre el extremo inferior del vástago del tornillo 46 y la entrada superior del agujero roscado 28, con el fin de poder efectuar el movimiento de búsqueda ya en esta posición de reposo previo, acercando a continuación, con una velocidad de aproximación definida, el vástago del tornillo 46 a la entrada superior del agujero roscado 28, consiguiendo de esta manera establecer el acoplamiento sumamente cuidadoso entre la rosca exterior del vástago roscado 46 y la rosca interior del agujero roscado 28.

Las mordazas de frenado del paso 72 del alojamiento 56 están sometidas a la fuerza de un anillo de goma 76 o de un muelle helicoidal 76 cerrado en anillo, de manera que solamente pueden bascular alrededor del resalte 70, desde la posición representada en la Figura, 6 venciendo la fuerza del muelle, cuando haya tropezado contra ellas el extremo inferior del vástago del tornillo 46 o el borde inferior de la cabeza del tornillo 42. El platillo giratorio 52 se puede inmovilizar con precisión en un total de cuatro posiciones angulares separadas entre sí respectivamente 90º alrededor del eje de giro 54, mediante un dispositivo de enclavamiento 78. El dispositivo de enclavamiento 78 está diseñado de tal manera que el platillo giratorio queda fijado con exactitud en la posición angular respectiva, pero que por otra parte pueda avanzar mediante un accionamiento de giro, superando el dispositivo de enclavamiento 78.

El dispositivo de atornillar comprende un bloque de transmisión 80, que va dispuesto regulable y desmontable en la placa portaherramientas 30 mediante una guía en cola de milano 82, tal como puede verse por la Figura 3.

El bloque de transmisión 80 comprende un motor eléctrico rotativo de accionamiento de giro 84, fijo axialmente, que es un servomotor de c.a. Este motor eléctrico de accionamiento 84 tiene un rotor con árbol de salida 86 sobre el que va colocado un casquillo de acoplamiento de eje 88 fijo a la torsión y sin posibilidad de movimiento axial. Este casquillo de acoplamiento del eje 88 conecta el árbol de salida 86 con un árbol de conexión 90, que va alojado sin giro y firme axialmente en el casquillo de acoplamiento del eje 88. El árbol de conexión 90 está realizado en su tramo inferior 92 como una barra poligonal de sección cuadrada. Sobre esta barra poligonal va colocado desplazable axialmente un casquillo impulsor de la herramienta 94. El casquillo impulsor de la herramienta 94 va alojado mediante dos cojinetes de rodamiento 96 y 98 giratorios en una pínola pero sin movimiento axial con respecto a la pínola. Los dos cojinetes de rodamiento 96 y 98 se mantienen separados axialmente por medio de un casquillo distanciador y van tensados entre sí mediante una tuerca tensora 104 y una contratuerca tensora 106, estando intercalado el casquillo distanciador 102 y fijados axialmente en la pínola 100.

La pínola 100 se puede desplazar axialmente en las guías de pínola 108 del bloque de transmisión 80, pero no puede girar con respecto al bloque de transmisión 80. Para evitar que la pínola 100 gire en las guías de pínola 108, el bloque de transmisión lleva un dispositivo de seguro contra el giro 110, que penetra en una ranura longitudinal 112 de la pínola 100. El extremo inferior de la ranura longitudinal 112 define la posición más alta posible de la pínola 100.

El casquillo impulsor de la herramienta 94 tiene un perfil poligonal interior 116, que asienta sobre la barra poligonal 12, desplazable axialmente en la dirección del eje de atornillamiento VA, pero sin posibilidad de giro, y por lo tanto puede recibir el movimiento de giro del rotor, es decir del árbol de salida 86 del motor eléctrico de accionamiento 84.

En un cono interior 114 situado en el extremo inferior del casquillo impulsor 94 de la herramienta se aloja un portaherramientas 118 realizado con cono exterior; éste presenta una prolongación axial 112 dirigida hacia arriba, que tiene una sección exterior de forma poligonal y que se aloja sin giro en el polígono interior 116, de manera que queda asegurada la unión a prueba de giro entre el casquillo impulsor de la herramienta 94 y el portaherramientas 118. En un tramo final inferior 124 del portaherramientas 118 está formado un conducto poligonal 126 dentro del cual se aloja el correspondiente vástago de polígono exterior 128 de la herramienta de atornillar 40, sin posibilidad de giro pero desplazable axialmente. La posibilidad de movimiento axial del vástago de la herramienta 128 en el conducto 126 queda limitada por la interacción de unas bolas de tope 130 por una parte, que van alojadas con movimiento radial en orificios radiales 132 del tramo final inferior 124, y una extricción 134 del vástago de la herramienta 128, por otra parte. Las bolas de tope 130 van aseguradas en los orificios radiales 132 en los que se alojan mediante un casquillo de retención 136, mediante cuyo giro o movimiento axial se puede permitir a las bolas de tope 130 la salida radial fuera de los conductos radiales 132, de manera que dejen de actuar conjuntamente con la extricción, y se pueda sacar entonces el vástago de la herramienta 128 fuera del conducto poligonal 126. De esta manera se puede efectuar una sustitución sencilla de la herramienta de atornillar 40 cuando se haya gastado su hoja 48.

La herramienta de atornillar 40 está sometida a la fuerza de un muelle helicoidal de compresión 138, que va alojado en el interior del portaherramientas 118 y que está sometido a una tensión axial inicial. Este muelle de compresión helicoidal se apoya por su extremo inferior en una cabeza 140 de un punzón 142, que por su extremo inferior asienta sobre el extremo superior del vástago de la herramienta 128. El muelle de compresión helicoidal 138 se apoya por su extremo superior en un tapón 144 que va fijado axialmente en el portaherramientas 118 por medio de un pasador transversal 146. De este modo, la herramienta de atornillar 40 va colocada en el portaherramientas 118 con una elasticidad axial, al ser empujada por el muelle de compresión helicoidal 138, situado bajo tensión inicial, a través del punzón 142 en una posición que viene determinada por el acoplamiento de las bolas de tope 130 con el extremo superior de la extricción 134. Cuando en la herramienta de atornillar 40 aparezca una fuerza dirigida hacia arriba, concretamente una fuerza que supere la fuerza de la tensión inicial del muelle 138, entonces la herramienta de atornillar 40 se puede desplazar hacia arriba con respecto al portaherramientas 118, mientras va aumentando la compresión del muelle de compresión helicoidal 138, hasta que el extremo inferior de la extricción 40 tropiece contra las bolas de tope 130.

El portaherramientas 118 se puede desmontar con facilidad del casquillo impulsor de la herramienta 44 junto con el muelle de compresión helicoidal 138, soltando la tuerca tensora 120, en forma de caperuza, de manera que resulta sencillo sustituir según necesidad diferentes portaherramientas con distintos conductos poligonales para diferentes herramientas de atornillar y/o diferentes muelles de compresión helicoidal 138 para obtener diferentes tensiones iniciales. Parar sustituir únicamente la herramienta 40, cuya sustitución hay que hacer con mayor frecuencia debido al desgaste de esta herramienta, basta con llevar el casquillo de retención 136 a una posición en que queden libres las bolas.

La pínola 100 se puede ajustar por medio de un motor eléctrico rotativo de movimiento axial 148. Al efectuar el movimiento axial, la pínola 100 arrastra, a través de los cojinetes de rodamiento 96, 98, en dirección axial, el casquillo impulsor de herramienta 94 y con ello también el portaherramientas 118 y la herramienta de atornillar 40. De este modo, además del movimiento de giro de la herramienta giratoria, producido por el árbol de salida 86 del motor eléctrico de accionamiento 84, se puede transmitir también a la herramienta de atornillar 40 un movimiento axial, tal como es necesario de acuerdo con la descripción del ciclo de trabajo según la Figura 7.

Como puede verse por la Figura 3, el motor eléctrico de accionamiento axial 148 tiene un rotor con un árbol de salida 150. Este árbol de salida 150 está unido a prueba de giro y de movimiento axial por medio de un casquillo de acoplamiento 152 con un árbol de conexión 154, que va alojado en el bloque de transmisión 80 por medio de un conjunto de cojinetes 155. Sobre el árbol de conexión 154 va un sinfín 156, que engrana con una corona de sinfín 158, tal como puede verse en la Figura 4. La corona de sinfín 158 va colocada sobre un árbol transversal 160, que apoya giratorio en el bloque de transmisión 80 mediante los cojinetes de rodamiento 162. Sobre el árbol transversal 160 va ajustado además un engranaje cilíndrico 164 que engrana con una cremallera 166 fijada a la pínola. Mediante el motor de accionamiento axial rotativo 148, que también puede ser un servomotor de c.a., la pínola 100 se puede desplazar en uno y otro sentido en la dirección del eje de atornillamiento VA.

Resulta evidente que mediante la acción conjunta de los dos motores eléctricos 84 y 148 se pueden realizar los diversos movimientos de giro y axiales que se han descrito con relación al diagrama ST de la

\hbox{Figura 7.}

En el curso de la descripción de la Figura 7 se ha señalado que la herramienta de atornillar 40 debe poder ceder hacia arriba venciendo la fuerza del muelle cuando la hoja 48 tropieza con la cara superior convexa 44 de la cabeza del tornillo 42. Esto debería haber quedado claro por la descripción anterior del dispositivo de atornillamiento: cuando la hoja 48 tropieza contra la cara superior convexa del tornillo 12 se comprime el muelle de compresión helicoidal 138 y aumenta su tensión inicial. Por lo tanto, cuando la hoja 48 tropieza contra la cara superior convexa 44 de la cabeza del tornillo 42, el portaherramientas 118 puede continuar desplazándose hacia abajo, donde durante este movimiento de aproximación adicional del portaherramientas 118 hacia abajo, la herramienta de atornillar 40 se desplaza hacia arriba dentro del portaherramientas venciendo la fuerza del muelle de compresión helicoidal 138, aumentando así la tensión inicial del muelle de compresión helicoidal 138.

A este respecto hay que observar lo siguiente: el conjunto de todas las piezas que se desplazan conjuntamente en dirección axial durante los movimientos axiales, según los recuadros 5C, 5D, 5E y 5F, se pueden considerar un conjunto impulsor axial que comprende las piezas siguientes: el tapón 144, el pasador transversal 146, el casquillo rotativo impulsor de la herramienta 94, los cojinetes de rodamiento 96 y 98, el casquillo distanciador 102, las tuercas tensoras 104 y 106, la pínola 100 y el portaherramientas 118 con sus correspondientes piezas auxiliares, como es la tuerca tensora 120 en forma de caperuza, las bolas de tope 130 y el casquillo de retención 136. Todas estas piezas realizan un movimiento común que depende forzosamente de la respectiva posición angular del motor eléctrico de accionamiento axial. La masa de todas estas piezas hay que acelerarla y frenarla en dirección axial cuando la herramienta de atornillar realiza los movimientos axiales hacia abajo, según los recuadros 5C, 5D y 5F y también el movimiento axial hacia arriba, según el recuadro 5E. Aquí son especialmente críticos los movimientos de aproximación según el recuadro 5F. Estos movimientos deberán desarrollarse de acuerdo con un programa especificado con exactitud y que hay que cumplir con el fin de evitar que al incidir la herramienta de atornillar 40 sobre la cabeza del tornillo 42, al ajustar la herramienta de atornillar 40 con la hoja 48 y al acoplarse la hoja 48 en la ranura de acoplamiento para la herramienta de atornillar 62, se puedan producir daños, y además para evitar que durante la coincidencia del extremo roscado inferior del vástago del tornillo 46 con el extremo superior de la rosca del agujero roscado 28 se produzcan daños en los respectivos pasos de la rosca. Este problema es considerablemente menos agudo en la realización del dispositivo de atornillar, conforme a la invención, por el hecho de que la herramienta de atornillar 40 apoya contra el muelle de compresión helicoidal 138 a través del punzón 142 y de la cabeza del punzón 140. El exceso de recorrido de las piezas que se desplazan axialmente juntas, más allá de una determinada posición que está prevista para ajustar una determinada posición de la herramienta de atornillar 40, no causa ningún perjuicio porque se compensa por una ligera compresión adicional del muelle de compresión helicoidal 118. A esto hay que añadir que debido al engrane del sinfín 156 en la corona de sinfín 158 tiene lugar una transmisión de movimiento más o menos autofrenante e irreversible desde el motor rotativo de accionamiento axial 148 a las piezas que se desplazan juntas axialmente, de manera que ya en este punto de acoplamiento el exceso de recorrido axial de las piezas que se desplazan axialmente así como de las piezas unidas a aquéllas, en cuanto al accionamiento, entre la pareja de sinfín y corona de sinfín 156 y 158 y la pareja de engranaje cilíndrico-cremallera 164, 166, resultan en gran medida inocuos en cuanto a colisiones entre la hoja de la herramienta de atornillar 48 y la cabeza del tornillo 42, así como entre el extremo inferior de la rosca del vástago del tornillo y el extremo superior de la rosca del agujero roscado 28. Si a pesar de ello se produjeran excesos de recorrido, quizá debido a una holgura inevitable entre los componentes de las piezas que se desplazan juntas axialmente, entonces este exceso de recorrido queda compensado por el muelle de compresión helicoidal 138, tal como ya se ha expuesto.

Lo importante es que la masa que se desplaza axialmente, que comprende la herramienta de atornillar 40, el punzón 142 y el muelle de compresión helicoidal 138 es pequeña, en comparación con los restantes componentes de la transmisión que se desplazan axialmente y las piezas unidas con aquéllas para efectuar un movimiento común forzoso.

Dado que para el movimiento axial de la herramienta de atornillar 40 es decisiva la especificación de movimiento axial por medio del tapón 144 en el que se apoya el muelle de compresión helicoidal 138, se puede hablar de un conjunto impulsor axial que se puede imaginar concentrado en el tapón 144, y que en la Figura 1 está designado por AT.

El motor de accionamiento axial 148 que determina el estado de movimiento respectivo del conjunto impulsor axial AT (el estado de movimiento incluye no sólo la posición respectiva sino también la velocidad axial respectiva), es un servomotor de c.a. con control eléctrico. Este servomotor y el equipo de control están realizados de tal manera que el motor se puede acelerar hasta una velocidad nominal de, por ejemplo, 5250 revoluciones por minuto con unos tiempos de demora muy escasos, por ejemplo, durante media vuelta, y se puede desconectar y parar también con una demora igualmente reducida. Una vez que haya quedado parado, este motor presenta un par resistente considerable que impide el giro causado por fuerzas exteriores, por ejemplo, fuerzas de inercia, que tratan de girarlo más allá de la posición angular alcanzada. Resulta evidente que con estos medios se puede especificar con exactitud el ciclo de trabajo según el diagrama ST de la Figura 7 en las fases de movimiento de la línea 5.

También es necesario tener en cuenta que mediante el motor de accionamiento axial 148, el par de corona y tornillo sinfín 156, 158 y el par de piñón y cremallera 164, 166, así como el conjunto impulsor axial AT, el ciclo de movimiento del tapón 144 viene especificado de forma autónoma, es decir, independiente del paso de la rosca del bulón roscado 46 y del agujero roscado 28. Si en las roscas del vástago roscado 46 y del agujero roscado 28 hubiera errores de paso, éstos se compensan sin ningún problema mediante una variación más o menos grande de la compresión del muelle de compresión helicoidal 138. Para ello es ventajoso que el muelle de compresión helicoidal esté formado, tal como está representado en la Figura 1, por un muelle de compresión helicoidal muy largo y muy comprimido, con una constante de muelle pequeña, que obtenga su fuerza elástica necesaria no por tener una constante de muelle grande sino por su gran compresión, de manera que al producirse variaciones en el estado de compresión, causados por un acortamiento o un alargamiento de la longitud del muelle entre la cabeza del punzón 140 y el tapón 144, la fuerza ejercida por el muelle se mantenga siempre sensiblemente constante. Con esto se tiene la seguridad de que la fuerza axial que actúa entre la herramienta de atornillar 40 y el tornillo 12 se mantiene siempre constante, con independencia de eventuales errores de paso.

El motor eléctrico de accionamiento de giro 84 también es un servomotor de c.a. de construcción similar a la antes descrita para el motor eléctrico de accionamiento axial 148. Por eso permite determinar con exactitud el ajuste angular de su rotor, representado en forma de su árbol de salida 86, y permite además determinar con exactitud las revoluciones, que de acuerdo con los pasos de rosca deben corresponder a un determinado movimiento axial del conjunto impulsor axial AT, para que los movimientos axiales y de giro especificados de forma autónoma correspondan en su relación con el paso de rosca de las roscas del vástago del tornillo 46 y del agujero roscado 28.

La profundidad de penetración del vástago roscado 46 en el agujero roscado 28 se puede determinar mediante el movimiento autónomo de los motores 84 y 148, controlados por un sistema de mando común o por lo menos por un mando sincronizado, simplemente por el hecho de que el movimiento axial y el movimiento de giro se detienen en un determinado momento. Pero también cabe imaginar el dar por terminado el proceso de roscado propiamente dicho al alcanzar un par de giro predeterminado, de acuerdo con los recuadros 5C y 5D de la Figura 7, por ejemplo, mediante la captación del par de giro.

Los motores eléctricos 84 y 148 pueden trabajar con retroaviso de las revoluciones y de la posición angular. Este retroaviso puede tener lugar dentro de los motores y de su mando correspondiente. Pero también cabe la posibilidad de determinar el recorrido de giro y las revoluciones fuera de los motores 84 y 148, por ejemplo, por medio de sensores que están dibujados en 168 en la Figura 2.

Antes ya se había mencionado el movimiento de posicionamiento rotativo del platillo giratorio 52, que se necesita para desplazar los distintos tornillos 12 desde el punto de entrega 50, en dos pasos de 90º cada uno, a la zona del eje de atornillamiento VA. En la Figura 1 se observa que el platillo giratorio 52 es accionado por un eje de platillo 170 que va apoyado giratorio en el bloque de transmisión 80 mediante unos cojinetes de rodamiento 172. Sobre el eje del platillo giratorio 170 va situado un engranaje de acoplamiento 174 que engrana con un engranaje de acoplamiento 176 fijado sobre el casquillo impulsor de la herramienta 94. Cuando la herramienta de atornillar 40 adopta su posición de retirada de la herramienta WRS, según la Figura 6, entonces el engranaje de acoplamiento 176 engrana acoplado al engranaje de acoplamiento 174, tal como puede verse por la Figura 1. Esto provoca el giro del platillo giratorio en los recuadros 4E y 4Ff entre los ángulos de máquina de 240º y 320º de los dispositivos de accionamiento 38 de la Figura 8, siendo éste un movimiento de giro que, tal como ya se indicó, solamente puede tener lugar cuando, de acuerdo con los recuadros 5E y 5F, la herramienta de atornillar 40 se encuentre en el campo del ángulo de máquina entre 240 y 320º en la posición retirada WRS, según la Figura 6. La Figura 7 muestra al respecto que se ha conseguido limitar la alimentación de los tornillos mediante el platillo giratorio, según los recuadros 4E y 4F al ángulo de giro de los dispositivos de accionamiento 38 de la Figura 8, que en cualquier caso se necesita, tal como muestran los recuadros 2E y 2F, para situar las piezas de presión 14 en posición alineada con el eje de atornillamiento VA, y volver a transportarlas fuera de esta posición. Esto también es una consecuencia de la subdivisión, de acuerdo con la invención, del recorrido de alimentación de los tornillos 12 desde la unidad de alimentación de tornillos 34 en dos tramos, que son el tramo de recorrido de alimentación ZW1 más próximo al eje de atornillamiento VA, que es recorrido por los alojamientos 56 cada vez en dos pasos de posicionamiento, y el tramo de recorrido de alimentación ZW2 más alejado del eje de atornillamiento, y que está formado por el tubo 32. El tramo de recorrido de alimentación ZW1 se puede recorrer rigurosamente de acuerdo con el ciclo de la máquina, con independencia de las variaciones de velocidad que pueda haber en el tramo del recorrido de alimentación ZW2, de manera que el transporte de los tornillos en el tramo de recorrido de alimentación ZW1 se puede incorporar sin ningún problema en el programa del ciclo según la Figura 7.

Como puede verse por la Figura 5, en la posición que adoptan los alojamientos 56 respectivamente entre la estación de entrega 50 y la zona del eje de atornillamiento VA se puede prever un dispositivo de observación 178. En esta estación de observación 178 hay, por ejemplo, una cámara de televisión 180 que capta el tornillo que va sujeto cada vez en un alojamiento 56 y lo compara con la imagen teórica de un tornillo registrado electrónicamente. Cuando se observan variaciones que puedan dar lugar a un resultado insatisfactorio de un trabajo de atornillamiento, un ordenador de evaluación dispuesto a continuación de la cámara de televisión 180 transmite a la máquina de montaje 10, de nivel superior, una instrucción en el sentido de que el producto final realizado con un tornillo defectuoso deba ser eliminado.

En cuanto a la disposición del bloque de transmisión hay que añadir que las partes que giran con el motor rotativo de accionamiento de giro 84, es decir, el árbol de conexión 90, la barra poligonal 92, el casquillo impulsor de la herramienta 94, el portaherramientas 118 con sus piezas auxiliares, la tuerca tensora en forma de caperuza 120, las bolas de tope 130 y el casquillo de retención 136, forman un conjunto impulsor de herramienta RT. Este conjunto rotativo impulsor de la herramienta RT se puede realizar con un momento de inercia relativamente reducido, ya que con sus piezas esenciales queda alojado radialmente en el interior de la pínola 100.

Al describir el ciclo de trabajo mediante la Figura 7 se ha partido de que al incidir la herramienta de atornillar con la hoja 48 sobre la cara superior 44 de la cabeza del tornillo 42 solamente se producirá una compresión relativamente escasa del muelle de compresión helicoidal 138, al terminar a tiempo el movimiento de aproximación axial del conjunto impulsor axial AT, justamente para disponer de una reserva de recorrido para la herramienta de atornillar 40 que sea suficiente para que, después de establecer el ajuste entre la hoja 48 y la ranura de acoplamiento de la herramienta de atornillar 62, la hoja 48 quede encajada en la ranura de acoplamiento de la herramienta 62 para transmitir el par de giro. También se ha supuesto que el movimiento axial de la herramienta de atornillar durante el proceso de atornillamiento propiamente dicho tiene lugar de acuerdo con los recuadros 4C, 4D y 5C, 5D, para lo cual durante esta fase el conjunto impulsor axial AT se desplaza continuamente hacia abajo y de esta manera se mantiene durante toda la fase de atornillamiento una longitud sensiblemente constante del muelle de compresión helicoidal 138. En la Figura 9 está representada una variante de la forma de realización de la Figura 1, en la que las piezas análogas llevan las mismas referencias que en la Figura 1, complementadas respectivamente por la letra a. A diferencia de la forma de realización según la Figura 1 se ha previsto una longitud considerablemente superior del muelle de compresión helicoidal 138a. En esta forma de realización, y a diferencia del ciclo de trabajo según la Figura 7, se puede hacer avanzar hacia abajo el conjunto impulsor axial AT incluso antes de iniciar el recorrido de atornillamiento propiamente dicho, de tal manera que el muelle de compresión helicoidal 138a se acorta en una diferencia de longitud correspondiente a todo el recorrido de atornillamiento axial, de acuerdo con la distancia entre VVS y VES. En este caso, el conjunto impulsor axial AT está detenido en dirección axial durante el proceso de atornillamiento propiamente dicho y el avance axial necesario para el atornillamiento mediante la herramienta de atornillar 40a se logra mediante la expansión longitudinal del muelle de compresión helicoidal 138a. En este caso es especialmente importante que el muelle de compresión helicoidal 138a suministre una fuerza de tensión inicial sensiblemente constante para cualquier ajuste de longitud, lo que se puede conseguir porque el muelle de compresión helicoidal 138a, en estado distendido, es mucho más largo de lo representado en la Figura 9 y al quedar amarrado entre la herramienta de atornillar 40a y el tapón se acorta a la longitud que aparece en la Figura 9.

En la Figura 6 se han dibujado adicionalmente las posiciones de la herramienta correspondientes a las posiciones VVS (posición de preparación para el atornillamiento), GES (posición de entrada en la rosca) y VES (posición final de atornillamiento) del tornillo 12, que aparecen designadas por WVVS o WGES o WVES respectivamente, y se han asignado a las correspondientes líneas de nivel que caracterizan las posiciones VVS, GES y VES del tornillo 42, pero con ello también las posiciones WVVS, WGES y WVES de la herramienta de atornillar 40.

En la Figura 1, el motor eléctrico de accionamiento de giro 84 junto con su árbol de salida 86 están designados mediante la referencia de nivel superior RA, que corresponde al accionamiento rotativo de la herramienta, mientras que el motor de movimiento axial 148 lleva en la Figura 1 y, en particular, en la Figura 3 la referencia de nivel superior AA, que corresponde al accionamiento de movimiento axial, y que además del motor de movimiento axial 148 comprende la transmisión de conversión de movimiento BUG según la Figura 2, que a su vez está formada por el conjunto de sinfín y corona 156, 158 y el conjunto de piñón y cremallera 164, 168, así como por el árbol transversal 106.

En la Figura 1, el conjunto formado por el portaherramientas 118, la tuerca de amarre en forma de caperuza 120, las bolas de tope 130 y el casquillo de retención 126 está designado por la referencia de nivel superior EXU (EXU = conjunto intercambiable). Por otra parte, el conjunto elástico formado por el muelle de compresión 138, el punzón 142 y la cabeza del punzón 140 está designado por GAV, que corresponde al medio de acoplamiento axial.

Dado que los tornillos 12 se alimentan a través del tubo 32 con una posición angular no definida de su ranura de acoplamiento de la herramienta 62 y esta posición angular no definida de la ranura de acoplamiento 62 persiste todavía en la posición de preparación para el atornillamiento VVS según la Figura 6, es decir, que el acoplamiento de la hoja 48 en la ranura de acoplamiento de la ranura 62 solamente se logra mediante el movimiento de búsqueda de la herramienta de atornillar correspondiente al movimiento de giro de la herramienta de atornillar en el recuadro 4F, entre 350º y 360º del ángulo de máquina, también es indeterminada la posición de giro de la herramienta de atornillar 40 después de terminar la fase de atornillamiento propiamente dicha, incluso si la herramienta de atornillar realiza durante la fase de atornillamiento propiamente dicha un recorrido de giro constante de por ejemplo 17,5 vueltas (recuadro 4a). La consecuencia de esto es que después de terminar la fase de atornillamiento propiamente dicha, cuando el conjunto rotativo impulsor de la herramienta RT, junto con el conjunto de accionamiento axial AT, vuelve a desplazarse hacia arriba para llevar la herramienta de atornillar 40 a la posición de retirada de la herramienta WRS, el engranaje de acoplamiento 176 no llega a engranar necesariamente con el engranaje de acoplamiento 174 sino que puede tropezar diente contra diente. Para evitar esto se ha procurado que durante la carrera de retroceso del conjunto impulsor axial AT tenga lugar un giro de corrección del conjunto impulsor de la herramienta RT. Este movimiento de corrección se corresponde con el proceso que está representado en el recuadro 4E entre 200º y 215º. Basándose en la medición del recorrido de giro durante la carrera de descenso, el sistema de mando sabe qué ángulo de corrección se necesita para poder volver a engranar los engranajes de acoplamiento 174 y 176 y dimensiona, de acuerdo con esto, el giro de corrección que tiene lugar entre 200º y 215º en el recuadro 4E y que se extiende respectivamente sólo sobre una fracción del paso de dientes.

Claims (40)

1. Dispositivo de atornillamiento para atornillar dos componentes roscados (12, 14) mediante un movimiento de giro relativo y un movimiento axial relativo de los componentes roscados (12, 14) a lo largo de un eje de atornillamiento (VA), comprendiendo este dispositivo de atornillar (24) los medios de posicionamiento (56) para posicionar un segundo componente roscado (12) en una posición de preparación para el atornillamiento (VVS) alineada con un primer componente roscado (14) a lo largo del eje de atornillamiento (VA) y una herramienta de atornillar (40) para acoplar al segundo componente roscado (12), pudiendo desplazarse axialmente esta herramienta de atornillar (40) a lo largo del eje de atornillamiento (VA), desde una posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta (WVVS) hasta una posición en la que se provoca el acoplamiento con el componente roscado (WGES), en la medida en que esta posición no se hubiera alcanzado ya al alcanzar la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta (WVVS), donde la herramienta de atornillar (40) puede seguir girando después de provocar el acoplamiento con el componente roscado, arrastrando en el giro al segundo componente roscado (12), y puede seguir desplazándose axialmente de acuerdo con el atornillamiento de los componentes roscados (12, 14), donde la herramienta de atornillar (40) se puede girar por medio de un conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT) de un accionamiento eléctrico de giro (RA) de acuerdo con un programa de giro predeterminable, estando acoplada asimismo la herramienta de atornillar (40) mediante unos medios de acoplamiento axiales con elasticidad axial (GAV) a un conjunto impulsor axial con movimiento axial (AT) para el arrastre axial, y pudiendo desplazarse axialmente este conjunto impulsor axial (AT) por medio de un accionamiento eléctrico de movimiento axial (AA) con un programa de movimiento axial predeterminable, caracterizado porque la herramienta de atornillar (40) se puede desplazar axialmente a lo largo del eje de atornillamiento (VA) desde una posición de retirada de la herramienta (WRS), que permite la colocación del segundo componente roscado (12) en la posición de preparación para el atornillamiento (VVS), a la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta (WVVS), porque el conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT) tiene apoyo giratorio en una pínola (100), estando acoplado mediante una unión de giro desplazable axialmente (92, 94) con una parte del rotor (86) de un motor eléctrico rotativo de accionamiento de giro (84), fijo axialmente, del accionamiento de giro eléctrico (RA), estando alojada la pínola (100) desplazable axialmente en una guía de pínola (108), y pudiendo desplazarse la pínola (100) axialmente en la guía de la pínola (108), como parte del conjunto impulsor axial (AT), por medio del accionamiento eléctrico de movimiento axial (AA).

2. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos uno de los dos accionamientos eléctricos, accionamiento eléctrico de giro (RA) y accionamiento eléctrico de movimiento axial (AA), comprende un servomotor de c.a. (84, 184) con medios de control del programa.

3. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la masa de la herramienta de atornillar (40) y de los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial (GAV) es pequeña con relación a la masa desplazable axialmente del conjunto impulsor axial (AT).

4. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el accionamiento eléctrico de movimiento axial (AA) comprende un motor eléctrico rotativo de movimiento axial (148) y porque una parte del rotor (150) del motor eléctrico rotativo de movimiento axial (148) está en acoplamiento de accionamiento con la pínola (100) a través de una transmisión de conversión de movimiento (BUG).

5. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 4, caracterizado porque la transmisión de conversión de movimiento (BUG) está formada por una pareja de sinfín y corona (156, 158) situada en la parte del rotor (150) del motor eléctrico rotativo de movimiento axial (148) y una pareja de piñón y cremallera (164, 166) situada en la pínola (100).

6. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT) comprende un conjunto intercambiable (EXU), que incluye la herramienta de atornillar (40) y los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial (GAV).

7. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 6, caracterizado porque la herramienta de atornillar (40) está alojada de forma desmontable en el conjunto (EXU).

8. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial (GAV) comprenden unos elementos de muelle comprimibles (138).

9. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de muelle comprimibles (138) están sometidos a una tensión inicial de compresión axial.

10. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque para el movimiento axial del conjunto impulsor axial (AT) mediante el accionamiento de movimiento axial (AA) se dispone de un ciclo de programa predeterminable, que comprende:

a)

un movimiento axial de aproximación del conjunto impulsor axial que se corresponda aproximadamente con un movimiento axial de la herramienta de atornillar, desde la posición de retirada de la herramienta hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta;

b)

- en la medida en que sea necesario - otro movimiento axial de aproximación del conjunto impulsor axial que se corresponda aproximadamente con una transición de la herramienta de atornillar desde la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta hasta la posición en que se provoca el acoplamiento con el componente roscado;

c)

un movimiento axial del conjunto impulsor axial que se corresponda con la fase de atornillamiento entre los componentes roscados, y con ello se corresponda aproximadamente con la transición de la herramienta de atornillar desde la posición en la que se provoca el acoplamiento con el componente roscado hasta la posición final de atornillar;

d)

un movimiento de retroceso del conjunto impulsor axial que se corresponda aproximadamente a la transición de la herramienta de atornillar desde la posición final de atornillar hasta la posición de retroceso de la herramienta de atornillar.

11. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque para el movimiento axial del conjunto impulsor axial (AT) mediante el accionamiento del movimiento axial (AA) se dispone de un ciclo de programa predeterminable, que comprende:

a)

un movimiento de aproximación axial del conjunto impulsor axial que se corresponda aproximadamente con un movimiento axial de la herramienta de atornillar, desde la posición de retirada de la herramienta hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta;

b)

- en la medida en que sea necesario - otro movimiento de aproximación axial del conjunto impulsor axial que se corresponda aproximadamente con una transición de la herramienta de atornillar desde la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta hasta la posición en que se provoca el acoplamiento con el componente roscado;

c)

otro movimiento de aproximación axial del conjunto impulsor axial una vez que la herramienta de atornillar haya alcanzado la posición en la que se provoca el acoplamiento entre los componentes roscados, correspondiendo este nuevo movimiento de aproximación como mínimo al movimiento axial de la herramienta de atornillar durante la fase de atornillamiento de los componentes roscados, donde este nuevo movimiento de aproximación axial sirve para dar una tensión inicial a los medios de acoplamiento axiales con elasticidad axial, o en el caso de que ya estén pretensados, a darles una tensión inicial adicional;

d)

casi detención del conjunto impulsor axial durante la fase de atornillamiento, y

e)

un movimiento de retroceso del conjunto impulsor axial, que corresponda aproximadamente con la suma de los movimientos de aproximación axial según a), c) y eventualmente b).

12. Dispositivo de atornillamiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque para el movimiento axial del conjunto impulsor axial (AT) por medio del accionamiento de movimiento axial (AA) se dispone de un ciclo de programa predeterminable, en el que la velocidad del movimiento axial del conjunto impulsor axial (AT) durante por lo menos una parte del movimiento de aproximación del conjunto impulsor axial (AT), que se corresponde aproximadamente con la transición de la herramienta de atornillar (40) desde la posición de retirada (WRES) hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta (WRS), o/y la velocidad del movimiento axial del conjunto impulsor axial (AT) durante por lo menos una parte del movimiento de aproximación del conjunto impulsor axial (AT), que se corresponde aproximadamente con la transición de la herramienta de atornillar (40) desde la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta (WVVS) hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento del componente roscado (WGES), es mayor que la velocidad de movimiento axial del conjunto impulsor axial (AT) durante la fase de atornillamiento.

13. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque para el movimiento axial del conjunto impulsor axial (AT) por medio del accionamiento del movimiento axial (AA) se dispone de un ciclo de programa predeterminable, en el cual la velocidad de aproximación axial del conjunto impulsor axial (AT) durante una fase final de aproximación parcial de la herramienta de atornillar (40) a la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta de atornillar (WVVS) o/y durante una fase final de aproximación parcial de la herramienta de atornillar (40) a la posición en la que se provoca el acoplamiento con el componente roscado (WGES), es menor que la velocidad de movimiento axial respectiva antes del comienzo de esta fase final de aproximación parcial.

14. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque para el movimiento axial del conjunto impulsor axial (AT) por medio del accionamiento de movimiento axial (AA) y para el movimiento de giro del conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT) se dispone de un ciclo de programa en el que la velocidad del conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT) durante una fase final de aproximación parcial axial de la herramienta de atornillar (40) a la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta (WVVS) o/y a la posición en la que se provoca el acoplamiento con el componente roscado (WGES), es menor que la velocidad durante la fase de atornillamiento.

15. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque para el movimiento de giro del conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT) se dispone de un ciclo de programa que permite situarse en un ángulo de giro de referencia y eventualmente a unas distancias angulares cualesquiera con respecto a este ángulo de giro de referencia.

16. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial (GAV) están sometidos constantemente a una tensión inicial tal que durante una deformación axial de los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial (GAV) que se produzca durante el ciclo de trabajo, la fuerza axial ejercida por éstos se mantiene sensiblemente constante.

17. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque un motor eléctrico rotativo de movimiento axial (148) del accionamiento eléctrico de movimiento axial (AA) y un motor eléctrico rotativo de accionamiento de giro (84) del accionamiento eléctrico de giro (RA), están dispuestos con ejes paralelos y paralelos al eje de atornillamiento (VA).

18. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 17, caracterizado porque el motor eléctrico de movimiento axial (148) y el motor eléctrico de accionamiento de giro (84) van fijados a un conjunto de transmisión (80) rígido durante el funcionamiento, que eventualmente se puede montar en un soporte (30), por ejemplo, de una máquina de nivel superior (10).

19. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 18, caracterizado porque los ejes de giro de los dos motores eléctricos (148, 84) del conjunto de motores están aproximados entre sí sensiblemente a la distancia mínima posible.

20. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque está realizado para mecanizar unos segundos componentes roscados (12) que, solamente en una posición de ángulo de giro relativo predeterminada de la herramienta de atornillar (40), con relación al respectivo segundo componente roscado (12) permiten que se produzca el acoplamiento de arrastre de giro como consecuencia de un salto de movimiento axial de la herramienta de atornillar (40), y porque este salto de movimiento axial de la herramienta de atornillar (40) se puede provocar mediante la distensión de la tensión inicial incorporada en los medios de acoplamiento axiales, con elasticidad axial (GAV).

21. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porqué está colocado en una máquina de nivel superior (10), en particular, en una máquina de montaje (10), donde los medios de apoyo (18) para los primeros componentes roscados (14) que se vayan a atornillar sucesivamente se pueden avanzar mediante un accionamiento paso-a-paso (38) con relación al dispositivo de atornillar (24).

22. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque al dispositivo de atornillar (24) le corresponde un dispositivo de alimentación (34, 32, 52) para los segundos componentes roscados (12) que se vayan a mecanizar sucesivamente.

23. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 22, caracterizado porque el dispositivo de alimentación (34, 32, 52) para los segundos componentes roscados (12) comprende un tramo final del recorrido de alimentación (ZW1) contiguo a la posición de preparación para el atornillamiento (VA), situado en un plano esencialmente ortogonal al eje de atornillamiento (VA).

24. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 23, caracterizado porque el dispositivo de alimentación (34, 32, 52) comprende en el tramo final del recorrido de alimentación (ZW1) un soporte recirculante (52), que se puede avanzar alrededor de un eje de recirculación (54) esencialmente paralelo al eje de atornillamiento (VA) y que comprende una multitud de medios de posicionamiento (56) para los segundos componentes roscados (12), pudiendo situarse estos medios de posicionamiento (56) sucesivamente alineados con el eje de atornillamiento (VA) mediante el avance del soporte recirculante (52).

25. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 24, caracterizado porque el soporte recirculante (52) está realizado como platillo giratorio (52).

26. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque los medios de posicionamiento (56) para posicionar los segundos componentes roscados (12) presentan unos orificios de paso (66) que transcurren en la dirección del eje de atornillamiento (VA), que oponen una resistencia definida al paso de los segundos medios de atornillamiento.

27. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 26, caracterizado porque los orificios de paso (66) están limitados, por lo menos en una parte de los orificios de paso (66) formada por ellos mismos, por unas mordazas de frenado del paso (72), pretensadas elásticamente con relación al eje de atornillamiento (VA), que se pueden desviar por el efecto de un movimiento de aproximación axial provocado por la herramienta de atornillar, del respectivo segundo componente roscado (12) hacia el respectivo primer componente roscado (14).

28. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 22 a 27, caracterizado porque el dispositivo de alimentación (34, 32, 52) para los segundos componentes roscados (12) se puede accionar por lo menos en un tramo final del recorrido de alimentación (ZW1), próximo al eje de atornillamiento (VA), mediante por lo menos uno de los accionamientos eléctricos, el accionamiento eléctrico de giro (RA) o/y el accionamiento eléctrico de movimiento axial (AA).

29. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 22 a 28, caracterizado porque por lo menos una parte (52) del dispositivo de alimentación (34, 32, 52) próxima al eje de atornillamiento (VA) se puede acoplar temporalmente con el accionamiento eléctrico de giro (RA) del conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT).

30. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 29, caracterizado porque la parte (52) del dispositivo de alimentación (34, 32, 52) próxima al eje de atornillamiento (VA) se puede acoplar al accionamiento eléctrico de giro (RA) del conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT), siempre y cuando esté en reposo el conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT) en cuanto al atornillamiento de los componentes roscados (12, 14).

31. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 29 ó 30, caracterizado porque la parte (52) del dispositivo de alimentación (34, 32, 52) próxima al eje de atornillamiento (VA) se puede acoplar o desacoplar del accionamiento eléctrico de giro (RA) mediante un dispositivo de acoplamiento (174, 176), que puede ser accionado por el accionamiento eléctrico de movimiento axial (AA).

32. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 31, caracterizado porque el conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT) comprende un primer engranaje de acoplamiento (176) que se puede engranar y desengranar con un segundo engranaje de acoplamiento (174) mediante un movimiento axial relativo, y porque el primer engranaje de acoplamiento (176) está unido al conjunto impulsor axial (AT) para efectuar el movimiento axial común, y porque el segundo engranaje de acoplamiento (174) está en unión de accionamiento con la parte (52) del dispositivo de alimentación (34, 32, 52) próxima al eje de atornillamiento.

33. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 32, caracterizado porque el primer engranaje de acoplamiento (176) se encuentra engranado con el segundo engranaje de acoplamiento (174) siempre que el conjunto impulsor axial (AT) se encuentre aproximadamente en una posición correspondiente a la posición de retirada de la herramienta (WRS), pudiendo desacoplarse cuando el conjunto impulsor axial (AT) realice un movimiento de aproximación axial correspondiente al movimiento axial de la herramienta de atornillar (40) desde la posición de retirada de la herramienta (WRS) hasta la posición en la que se provoca el acoplamiento de la herramienta (WVVS), y se puede volver a acoplar cuando el conjunto impulsor axial (AT) realice el movimiento correspondiente al movimiento de la herramienta de atornillar (40) desde una posición final de atornillamiento (WVES) hasta la posición de retirada de la herramienta (WRS).

34. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 29 a 33, caracterizado porque para la preparación del acoplamiento de la parte (52) del dispositivo de alimentación (34, 32, 52) próxima al eje de atornillamiento (VA) al conjunto rotativo impulsor de la herramienta (RT), este último se puede ajustar en una posición angular predeterminada.

35. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 23 a 34, caracterizado porque el dispositivo de alimentación (34, 32, 52) presenta un tramo del recorrido de alimentación (ZW2) más alejado al eje de atornillamiento (VA), que se une al tramo final del recorrido de alimentación (ZW1) próximo al eje de atornillamiento (VA) en una posición de entrega (50).

36. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 35, caracterizado porque el tramo del recorrido de alimentación (ZW2) más alejado del eje de atornillamiento (VA) presenta un canal de alimentación (32) para el segundo componente roscado (12).

37. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 36, caracterizado porque un extremo del canal de alimentación (32) termina en una posición de entrega (50), respectivamente encima de un medio de posicionamiento (56) de una parte (52) del dispositivo de alimentación (34, 32, 52) próxima al eje de atornillamiento (VA), y porque en la posición de entrega (54) se pueden situar sucesivamente multitud de medios de posicionamiento (56).

38. Dispositivo de atornillar según una de las reivindicaciones 22 a 37, caracterizado porque en la zona del dispositivo de alimentación (34, 32, 52) hay dispuesto un dispositivo de observación (178, 180) para los segundos componentes roscados (12) alimentados mediante el dispositivo de alimentación (34, 32, 52).

39. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 38, caracterizado porque el dispositivo de observación (178, 180) está dispuesto en el transcurso de un tramo del recorrido de alimentación (ZW1) próximo al eje de atornillamiento (VA).

40. Dispositivo de atornillar según la reivindicación 39, caracterizado porque el dispositivo de observación (178, 180) está dispuesto fijo en un punto de observación que está dispuesto en una estación de parada del respectivo segundo componente roscado (12).