ES2212764T3

ES2212764T3 - Aparato de acoplamiento de elementos de utillaje.

Info

Publication number: ES2212764T3
Application number: ES00311030T
Authority: ES
Inventors: David J. Crorey; John D. Walton; Jeffrey Dellach
Original assignee: Norgren Automotive Inc
Current assignee: Norgren Automotive Inc
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2004-08-01
Anticipated expiration: 2020-12-11
Also published as: US20010004431A1; EP1108945A1; US6619872B2; EP1108945B1; DE60002028T2; DE60002028D1

Abstract

Un aparato de acoplamiento (10) para montar de forma ajustable elementos modulares de utillaje que comprende: un elemento base (12) conectable de forma liberable a una bancada deslizante (14) y que tiene una primera superficie contorneada (38); y una porción media (73) que tiene una segunda superficie contorneada (77) que encaja de forma pareja y está conectada de forma ajustable con la primera superficie contorneada (38) del elemento base (12) para ajustar de forma giratoria la porción media alrededor de un primer eje (79); caracterizado porque el aparato comprende además un elemento extremo (74) conectado integralmente con la porción media (73) y que tiene una tercera superficie contorneada (85) que encaja de forma pareja y está conectado de forma ajustable con una primera barra estriada (84) para ajustar de forma giratoria la barra estriada alrededor de un segundo eje (95).

Description

Aparato de acoplamiento de elementos de utillaje.

La presente invención se refiere a un aparato de acoplamiento para montar de forma ajustable elementos de utillaje modular y en particular, a un aparato de acoplamiento que proporciona ajuste multiaxial de elementos de utillaje modular por medio de engranamiento ajustable de instrumentos asociados.

Con la llegada de manipuladores mecánicos y de brazos robóticos se han diseñado varios montajes de utillajes y dispositivos de manejo de piezas para conectar y desconectar rápidamente a manipuladores mecánicos y a brazos robóticos de forma que se puedan utilizar con el mismo manipulador una variedad de montajes modulares de utillajes. Los montajes de utillajes son diseñados preferiblemente de forma flexible y ajustable de manera que los montajes de utillajes se pueden configurar para una variedad de configuraciones de piezas modelo. Los montajes de utillajes anteriores han empleado varias secciones de tuberías interconectadas por varios soportes y bancadas para fijación de varias piezas modelo, pero tales diseños son típicamente rígidos y proporcionan poco o ningún ajuste en el montaje de utillajes. Otros diseños han empleado extrusiones o bancadas deslizantes para permitir a la sección de tubería ser ajustada a lo largo de un camino de movimiento lineal, pero tales diseños tienen una cantidad de flexibilidad limitada porque proporcionan solamente un grado o eje de ajuste.

Otros conocidos montajes han empleado monturas de bola para proporcionar un ajuste rotacional u orbital de la tubería. Tales monturas de bola típicamente proporcionan un soporte que recibe y sujeta a una bola esférica por medio del uso de una fijación convencional. Debido a la configuración de las sujeciones, tales monturas de bola típicamente no proporcionan un movimiento giratorio de 360º. Además, estos diseños son susceptibles de deslizarse, especialmente cuando tales bancadas de utillajes están expuestas a diferentes grasas y aceites así como a fuerzas aleatorias que son comunes en un ambiente industrial. Si se desliza el montaje de bola, el brazo de manejo de la pieza modelo puede desalinearse con respecto a la pieza modelo produciendo por esto la parada de la estación de trabajo y su reajuste. Estas paradas crean ineficiencias que son indeseables en un ambiente industrial.

La US 4,547,092 describe una brida accesoria para una mesa de uso médico en la que un cuerpo generalmente cilíndrico está compuesto por dos secciones - una sección base y una sección de cúpula. Se proveen hileras anulares de dientes intermallados a lo largo de las superficies extremas opuestas de las secciones respectivas para evitar el giro relativo de esas secciones a menos que tal movimiento esté acompañado de una ligera separación axial. El elemento base está adaptado para ser unido de forma liberable a una corredera en una mesa de uso médico para un movimiento deslizante a lo largo de la corredera y la sección de cúpula tiene un par de aberturas triangulares para recibir una varilla de un accesorio adecuado que se va a soportar por la brida. La disposición descrita tiene solo un número limitado de grados de ajuste y no es adecuada para su uso en el montaje ajustable de un elemento de utillaje modular.

La GB-A-042 056 muestra un ensamblaje multiajuste para armar para artículos. El ensamblaje comprende una barra de soporte que tiene dos partes dispuestas en ángulo con la otra. Una primera unidad de sujeción tiene un tornillo para su fijación a un soporte y una primera unidad de brida que permite varios ajustes de conexión con una de las partes de la barra de soporte en cualquier posición a lo largo de su extensión y con cualquier orientación. Una segunda unidad de brida tiene una segunda brida que permite la conexión a la otra parte de la barra de soporte en cualquier posición a lo largo de su extensión y con cualquier orientación. La segunda unidad de brida tiene también una bancada para el artículo a soportar. Aunque el aparato proporciona varios grados de ajuste, las disposiciones de sujeción son incómodas de usar y susceptibles de deslizamiento. El aparato nuevamente no aparece como adecuado para su uso en el montaje de elementos de utillaje modular.

Por tanto es deseable producir un aparato de acoplamiento para montar de forma ajustable elementos de utillaje modular que proporcionan ajuste multiaxial sin riesgo de deslizamiento o mal alineamiento.

De acuerdo con la presente invención, se provee un aparato de acoplamiento para montar de forma ajustable elementos de utillaje modular que comprenden:

un elemento base conectable de forma liberable a una bancada de deslizamiento y que tiene una primera superficie contorneada; y

una porción media que tiene una segunda superficie contorneada que encaja de forma pareja y está conectada de forma ajustable con la primera superficie contorneada del elemento base para ajustar de forma giratoria la porción media alrededor de un primer eje;

caracterizado porque el aparato comprende además un elemento extremo conectado integralmente a la porción media y que tiene una tercera superficie contorneada que encaja de forma pareja y está conectada de forma ajustable a una primera barra estriada para ajustar de forma giratoria la barra estriada alrededor de un segundo eje.

En una realización preferida, el elemento base, la porción media y el elemento extremo están situados de forma que el primer eje es sustancialmente perpendicular al segundo eje. La trayectoria del movimiento en la que se mueve el elemento base a lo largo de la bancada deslizante es sustancialmente lineal y sustancialmente perpendicular al primer eje.

Preferiblemente, cada una de las superficies contorneadas del elemento base y de la porción media son sustancialmente similares porque tienen una superficie sustancialmente circular con dientes en forma de V que se extienden radialmente hacia fuera desde el primer y el segundo ejes.

El aparato de acoplamiento se puede expandir conectando un soporte estriado a un segundo extremo de la primera barra estriada donde el primer extremo de la primera barra estriada está conectado al elemento extremo. El soporte estriado está conectado de forma ajustable con la primera barra estriada para ajustar de forma giratoria el soporte estriado en relación con la primera barra giratoria alrededor del segundo eje. El soporte estriado está también conectado de forma ajustable con una segunda barra estriada para ajustar de forma giratoria la segunda barra estriada alrededor de un tercer eje. La segunda barra estriada puede tener también un primer extremo y un segundo extremo donde el primer extremo está conectado de forma ajustable al soporte estriado y el segundo extremo está conectado de forma ajustable al soporte de montaje de una pieza modelo para ajuste giratorio de la segundo barra estriada alrededor del tercer eje. El soporte de montaje de la pieza modelo es conectable a un dispositivo de manejo de la pieza modelo.

El aparato de acoplamiento puede asimismo proporcionar indicadores de posición que incluyen señales formadas sobre la porción media y sobre el elemento extremo para indicar por lo menos una de las posiciones relativas de la primera barra estriada en relación con el elemento extremo y de la porción intermedia en relación con el elemento base. Además se pueden utilizar señales similares en los soportes estriados para indicar la posición de las barras estriadas en relación con los soportes estriados.

Ahora se describirá la invención solo por vía de un ejemplo con referencia a los dibujos que se acompañan en los que:

La Fig. 1 es una vista en perspectiva mostrando una realización de un aparato de acoplamiento que no está de acuerdo con la invención unido a una bancada deslizante;

La Fig. 2 es una vista expandida del aparato de acoplamiento de la Fig. 1;

La Fig. 3 es una vista en perspectiva mostrando un aparato de acoplamiento de acuerdo con la presente invención con barras estriadas, soportes estriados, soportes de montaje de pieza modelo y dispositivos de manejo de pieza modelo;

La Fig. 4 es una vista en perspectiva de un elemento extremo y de una barra estriada de la presente invención;

La Fig. 5 es una vista en sección mostrando el encaje del elemento extremo y de la barra estriada de la presente invención;

La Fig. 6 es una vista en perspectiva de una barra estriada de la presente invención;

La Fig. 7 es una vista en perspectiva de un soporte estriado y barras estriadas de la presente invención;

La Fig. 8 es una vista en perspectiva de un soporte de montaje de pieza modelo de la presente invención; y

La Fig. 9 es una vista en perspectiva de una carro de bancada en conjunción con una bancada deslizante de la presente invención.

La Fig. 1 es una primera realización de un aparato de acoplamiento 10 pero que no está de acuerdo con la invención. El aparato de acoplamiento 10 tiene un elemento base 12 que es conectable de forma liberable a una bancada deslizante 14 para ubicar de forma ajustable el aparato de acoplamiento 10 a lo largo de una trayectoria de movimiento predeterminada. El elemento base 12 está conectado de forma ajustable con una porción media 16 del aparato de acoplamiento 10, y la porción media 16 está conectada de forma ajustable con un elemento extremo 18 del aparato de acoplamiento 10. Todos los tres elementos 12, 16, 18 del aparato de acoplamiento 10 están fabricados preferiblemente de aluminio moldeado para crear una pieza fuerte y ligera de peso que no necesita mecanización. La presente invención no se limita al aluminio moldeado, sino que más bien, el aparato de acoplamiento 10 se puede fabricar de cualquier material que tenga la resistencia necesaria para soportar a los ensamblajes de utillajes y piezas modelo empleadas en conjunción con el aparato de acoplamiento 10. El elemento extremo 18 es conectable de forma liberable a una barra de utillaje, como una barra de brazo 20 o a una barra estriada 84, que se utiliza típicamente para portar dispositivos de manejo de pieza modelo como copas al vacío, bridas (no mostradas) y/o mordazas 106.

Para colocar de forma ajustable el aparato de acoplamiento 10 a lo largo de la bancada deslizante 14, el elemento base 12 tiene una configuración sustancialmente en forma de diamante, como se ve en las Figs. 1 y 2. El elemento base 12 va provisto de una abertura 22 en cada extremo y las aberturas 22 reciben tornillos roscados 24 encajando en cada uno de forma roscada una tuerca 26 por el lado opuesto al elemento base 12. Las tuercas 26 son recibidas y apresadas dentro de una ranura 28 prevista en la bancada deslizante 14. La ranura 28 tiene una configuración sustancialmente en forma de C de forma que las tuercas 26 permanecen presas dentro de la ranura 28 al tiempo que se proporciona a los tornillos 24 acceso a las tuercas 26 a través de la abertura en la ranura en forma de C 28. La ranura en forma de C 28 se extiende sustancialmente de forma lineal a lo largo de la bancada deslizante 14.

Para proporcionar ajuste giratorio a la porción media 16 con respecto al elemento base 12, el elemento base 12 proporciona una primera superficie contorneada 30 en la cara frontal 32 del elemento base 12. La superficie contorneada 30 es sustancialmente circular y está ligeramente elevada sobre la cara frontal 32 del elemento base 12. La superficie contorneada 30 tiene dientes en forma de V 34 formados en ella que se extienden hacia fuera radialmente a partir de un primer eje 36 de la superficie contorneada 30. Los dientes en forma de V 34 son adyacentes unos con otros circularmente de manera que los dientes en forma de V 34 se extienden radialmente hacia fuera, volviéndose más anchos los dientes 34 para formar una superficie sustancialmente concéntrica y uniforme.

La porción media 16 provee una segunda superficie contorneada 38 que encaja de forma pareja con la superficie contorneada 30 del elemento base 12. La superficie contorneada 38 de la porción media 16 es sustancialmente similar a la superficie contorneada 30 del elemento base 12 porque la superficie contorneada 38 de la porción media 16 tiene una superficie sustancialmente circular que tiene dientes en forma de V que se extienden radialmente hacia fuera desde el primer eje 36. Las superficies contorneadas 30, 38 encajan de forma pareja por tener las partes elevadas de los dientes en forma de V 34, 40 que encajan de forma pareja con los valles o partes inferiores de los dientes en forma de V 40, 34 de la superficie contorneada opuesta 38, 30. Tanto el elemento base 12 como la porción media 16 proporcionan aberturas 42, 43, respectivamente, a lo largo del eje 36 para recibir un perno 44que se extiende por la porción media 16 y el elemento base 12 y que es recibido de forma roscada por una tuerca roscada 36 que está presa dentro de la ranura 28 de la bancada deslizante 14. El perno 44 y la tuerca 46 conectan y aseguran la porción media 16 al elemento base 12 mediante el aseguramiento de que las superficies contorneadas 30, 38 mantienen su encaje. Este tipo de encaje parejo circular sin interferencia de piezas adyacentes permite un ajuste orbital completo de 360º de la porción media 16 alrededor del primer eje 36 en relación con el elemento base 12.

Con el fin de proporcionar un segundo grado de ajuste giratorio del aparato de acoplamiento 10, la porción media 16 también es ajustable de forma giratoria alrededor de un segundo eje 47 con respecto al elemento extremo 18 por tener una tercera superficie contorneada 48 de la porción media 16 que encaja de forma pareja con una cuarta superficie contorneada 50del elemento extremo 18. Las superficies contorneadas 48, 50 de la porción media y del elemento extremo 18, respectivamente, son sustancialmente similares a las superficies contorneadas 30, 38 provistas entre el elemento base 12 y la porción media 16, respectivamente, porque las superficies contorneadas 48, 50 proporcionan ambas dientes sustancialmente en forma de V 49, 51 que se extienden radialmente hacia fuera desde el segundo eje 47. Como igualmente se expuso con respecto al elemento base 12 y la porción media 16, este tipo de encaje parejo circular sin interferencia de piezas adyacentes permite un ajuste orbital completo de 360º de la porción media 16 alrededor del segundo eje 47 con respecto al elemento extremo 18.

La segunda superficie contorneada 38 y la tercera superficie contorneada 48 de la porción media 16 están formadas integralmente en cada extremo de la porción media 16 y están desplazadas una con respecto a otra un ángulo sustancialmente de 90º. Las caras posteriores 53 de las superficies contorneadas 38, 48 está unidas y soportadas mediante un alma sustancialmente triangular o soporte estructural 52 que es integral con y se extiende entre las caras posteriores 53 de las superficies contorneadas 38, 48. El soporte estructural 52 tiene una abertura o cavidad 55 que se extiende a lo largo del primer eje 36 y del segundo eje 47. Además, la abertura o cavidad 55 está en comunicación con la abertura 43 en la superficie contorneada 38 de la porción media 16 y con una abertura 57 en la superficie contorneada 48 de la porción media 16. La abertura 55 se extiende hacia fuera desde el soporte estructural 52 en la intersección del primer y segundo ejes 36, 47 para formar una abertura de forma sustancialmente oval 62 sobre una superficie exterior 64 del soporte estructural 52. La abertura de forma sustancialmente oval 62 en el soporte estructural 52 proporciona acceso a los pernos 44, 54 a lo largo de los ejes primero y segundo 36, 47 respectivamente, y permite que las cabezas de los pernos 44, 54 se alojen en la cavidad 55 del soporte estructural 52. Una tuerca roscada 56 recibe de forma roscada al perno 54 y conecta y asegura la porción media 16 al elemento extremo 18 por mantener el encaje entre las superficies contorneadas 48, 50 de la porción media 16 y del elemento extremo 18.

Para unir de forma liberable la barra de brazo 20 al elemento extremo 18, el elemento extremo 18 tiene preferiblemente un cuerpo cuadrado 66 con esquinas redondeadas siendo una de sus caras sustancialmente arqueada. Una superficie superior 68 del elemento extremo 18 tiene la superficie contorneada 50 formada allí con una abertura 70 que se extiende a través del elemento extremo 18 a lo largo del segundo eje 47. Una segunda abertura 58, sustancialmente perpendicular a dicho segundo eje 47, está formada a través de una pared lateral 72 del elemento extremo 18 y está diseñada para recibir un extremo de la barra de brazo 20. La barra de brazo 20 tiene una abertura 60 que se extiende a través de allí para recibir el perno 54 que conecta de forma liberable la porción media 16 con el elemento extremo 18. La abertura 60 en la barra de brazo 20 recibe al perno 54 por tener el eje de la línea central de la abertura 60 alineado correspondientemente con el segundo eje 47.

En una segunda realización de acuerdo con la invención, el aparato de acoplamiento 10 es expandido para proporcionar mayor alcance y flexibilidad, como se muestra en las Figs. 3-9. El mismo elemento base 12 empleado en la primera realización está conectado de forma ajustable al montaje deslizante 14 de la misma manera descrita en la primera realización. El elemento base 12 está conectado de forma ajustable a una porción media 73 y a un elemento extremo 74 donde la porción media 73 y el elemento extremo están conectados integralmente. El elemento extremo 74 encaja de forma pareja y está conectado de forma ajustable a un extremo de la primera barra estriada 84. El extremo opuesto de la barra estriada 84 está conectado a una brida estriada 86 que a su vez está conectada a una segunda barra estriada 102. Una brida de montaje de pieza modelo 75, que tiene componentes similares al elemento base 12, porción media 73 y elemento extremo 74, se utiliza para conectar un dispositivo de manejo de pieza modelo o mordaza 106 a la segunda barra estriada 102.

Con el fin de conectar de forma ajustable la porción media 73 al elemento base 12, la porción media 73 es estructuralmente similar a la porción media 16 descrita en la realización previa excepto porque la porción media 73 está conectada integralmente con el elemento extremo 74 mediante una parte de cuello 81 que se estrecha. La porción media 73 tiene una segunda superficie contorneada 77 que encaja de forma pareja con la primera superficie contorneada 38 del elemento base 12. Las superficies contorneadas primera y segunda 38, 77 son preferiblemente en forma de dientes serrados en V como se describió en la primera realización. Un perno conecta de forma liberable las superficies contorneadas primera y segunda 38, 77. La conexión liberable permite el ajuste giratorio de la porción media 73 en relación con el elemento base 12 alrededor de un primer eje de rotación 79.

Para conectar integralmente la segunda superficie contorneada 77 de la porción media 73 con la parte de cuello con estrechamiento 81, la porción media 73 provee un tipo de codo 69, similar al soporte estructural 52 descrito en la primera realización. Una abertura 71, similar a la abertura 55 en la primera realización, se extiende por la cara posterior del codo 69 para proporcionar acceso a aberturas (no mostradas) que recibe el perno 44 para conectar la porción media 73 y el elemento base 121 y recibe el perno 54 para conectar el elemento extremo 74 a la primera barra estriada 84. La abertura 71 proporciona asimismo un alojamiento para las cabezas de los pernos 44, 54.

El elemento extremo 74 encaja de forma pareja y está ajustado de forma conectable con la primera barra estriada 84 mediante la provisión de una parte superior 76 y de una parte inferior 78 donde las partes inferior y superior 76, 78 son estructuras separadas que están articuladas por uno de sus extremos mediante un pasador de pivote 80, como se ve en la Fig. 4. La parte superior 76 del elemento extremo 74 está conectada integralmente con la porción media 73 vía una porción de cuello con estrechamiento 81 y un perno 54 se extiende a través de la porción media 73, la parte de cuello 81 y las partes superior e inferior 76, 78 para conectar las partes superior e inferior 76, 78 opuestas al pasador de pivote 80. El elemento extremo 74 también proporciona una abertura 82 que se extiende a través de aquel donde la parte superior 76 y la parte inferior 78 del elemento extremo 74 define cada una mitad de la abertura 82. La parte superior 76 del elemento extremo 74 proporciona una pluralidad de dientes integrales 85, preferiblemente cuatro, que se prolongan dentro de la abertura 82 para encajar de forma pareja con las estrías 83 formadas en la primera barra estriada 84, como se ve en la Fig. 5.El encaje de los dientes 85 con las estrías 83 de la barra estriada 84 evita que la barra estriada 84 gire en relación a su eje longitudinal o segundo eje de rotación 95, como se ve en la Fig. 4. El perno 54 mantiene la posición relativa de la primera barra estriada 84 en relación con el elemento extremo 74 mediante el aseguramiento de las partes superior e inferior 76, 78 del elemento extremo 74 contra la primera barra estriada 84. Para ajustar la posición de la primera barra estriada 84, se puede aflojar el perno 54 para permitir que las partes superior e inferior 76, 78 del elemento extremo giren hacia fuera a partir de la barra estriada 84. Entonces la barra estriada 84 se puede ajustar de forma giratoria alrededor del segundo eje de rotación 95 hasta una posición predeterminada donde el perno es apretado después para asegurar la barra estriada 84 al elemento extremo 74.

A diferencia de la primera realización, la parte media 73 está conectada integralmente con el elemento extremo 74 mediante un parte de cuello con estrechamiento 81 y por tanto la porción media 73 no se puede ajustar en relación con el elemento extremo 74. La porción media 73 y el elemento extremo 74 pueden fabricarse de forma que los ejes de giro primero y segundo 79, 95 sean sustancialmente paralelos, como se ve en la Fig. 3, o la porción media 73 y el elemento extremo 74 pueden diseñarse de forma que los ejes de giro primero y segundo 79, 95 sean sustancialmente perpendiculares, como se ve en la Fig. 4. Como se previó en la primera realización, el elemento base 12, la porción media 73 y el elemento extremo 74 están fabricados preferiblemente de aluminio moldeado o de otro material de alta resistencia y ligero para proporcionar una pieza fuerte y ligera que no necesita mecanización.

Como se ve en la Fig. 6, la barra estriada 84 comprende una configuración tubular hueca fabricada por extrusión de aluminio. La extensión tubular y el material de aluminio proporcionan piezas relativamente baratas y ligeras. La barra estriada tubular 84 tiene una pluralidad de estrías 83 que se extienden hacia fuera radialmente desde el eje longitudinal de la barra estriada 84. Las estrías 83 están separadas preferiblemente a incrementos de 15 grados para proporcionar un ajuste giratorio incremental radial de 15 grados de la barra estriada 84. Como se ve en las Figs. 4-5, la barra estriada 84 proporciona una marca 87 en una de sus estrías 83 para indicar dónde se monta la barra estriada 84 en relación con el elemento extremo 74. El elemento extremo 74 provee una pluralidad de señales 89 formadas sobre la cara del elemento extremo 74 adyacentes a la abertura 82 donde las señales 89 proporcionan calibraciones de referencia separadas incrementalmente cada 15 grados. La posición de la estría marcada 87 en relación con las señales 89 en el elemento extremo 74 se puede registrar de forma que tras ajustar otras porciones del aparato de acoplamiento 10, el usuario puede devolver el aparato de acoplamiento 10 a su posición anterior.

La brida estriada 86 se puede utilizar para aumentar la flexibilidad y la extensión del aparato de acoplamiento 10, como se ve en las Figs. 3 y 7. La brida estriada 86 es similar a un par de elementos extremos 74 que están conectados integralmente y separados axialmente. La brida estriada 86 proporciona una primera parte 88 y una segunda parte 100 teniendo cada una sección superior e inferior 90, 91, 92, 93 respectivamente. Cada sección superior e inferior 90-93 de las partes primera y segunda 88, 100 están conectadas de forma pivotante mediante un pasador de giro 98. Cada una de las secciones superior e inferior 90-93 delimitan una abertura 94 para encajar de forma pareja y conectar de forma ajustable el extremo opuesto o segundo extremo de la primera barra estriada 84 y un primer extremo de la segunda barra estriada 102, respectivamente, donde la segunda barra estriada 102 es sustancialmente idéntica a la primera barra estriada 88. Ambas secciones superiores 90, 92 de las partes primera y segunda 88, 100 proporcionan dientes integrales 85, preferiblemente cuatro dientes, que se extienden dentro de sus respectivas aberturas 94 para encajar en las barras estriadas primera y segunda 84, 102. La sección inferior 91 de la primera parte 88 y la sección superior 92 de la segunda parte 100 de la brida estriada 86 están conectadas integralmente mediante una sección tubular 101. Un solo perno 96 se extiende a lo largo de la brida estriada 86 pasando a través de las secciones superior e inferior 90-93 de las partes primera y segunda 88, 100 opuestas al pasador de giro 98 para conectar de forma ajustable las barras estriadas 84, 102 a la brida estriada 86. Aflojando el perno 96, las secciones superiores e inferiores 90-93 de las partes primera y segunda 88, 100 de la brida estriada 86 se pueden girar separándose de las barras estriadas pprimera y segunda 84, 102 par permitir que las barras estriadas 88, 102 se ajusten de forma giratoria alrededor del segundo eje 95 y del tercer eje 103, respectivamente. Las partes primera y segunda 88, 100 de la brida estriada 86 están giradas sustancialmente 90º una en relación con la otra de forma que los ejes segundo y tercero 95, 103 son sustancialmente perpendiculares uno al otro. Las partes de la brida estriada 86 que están adyacentes a las aberturas 94 pueden incluir señales 89 que igualmente van provistas en el elemento extremo 74. Una estría marcada 87 se emplea para registrar la posición de las barras estriadas 84, 102 en relación con las partes primera y segunda 88, 100 de la brida estriada 86.

Para montar un dispositivo de manejo de piezas modelo como una mordaza 106, una copa de vacío o una brida, en la segunda barra estriada 102, la brida de montaje de la pieza modelo 75 se conecta al extremo opuesto o segundo extremo de la segundo barra estriada 102, como se ve en la Fig. 8, donde el primer extremo de estriada 102 está conectado a la brida estriada 86, como se describió previamente. La brida de montaje de la pieza modelo 75 es sustancialmente similar al elemento base 12, a la porción media 73 y al elemento extremo 74, como se describió previamente. El elemento extremo 74 encaja de forma pareja y está conectado de forma ajustable al segundo extremo de la segunda barra estriada 102. El elemento base 12 está conectado al dispositivo de manejo de la pieza modelo 106 mediante pernos 24.

Para conectar el aparato de acoplamiento 10 a un manipulador o robot (no mostrado), se muestra una carro de bancada 110 fijada a la bancada deslizante 14, como se ve en las Figs. 9-10. La bancada de caballete 110 está diseñada para ser la interfaz principal entre el robot o manipulador. El carro de bancada 110 proporciona una pluralidad de pernos 112, 113 para conectar el carro de bancada 110 con el elemento base y para conectar el carro de bancada 110 con el manipulador o robot, respectivamente.

El aparato de acoplamiento 10 en su uso se puede ajustar a lo largo de varios ejes de movimiento. El aparato de acoplamiento completo 10 se puede ajustar a lo largo de una trayectoria lineal de movimiento de la bancada deslizante 14 aflojando los pernos 24, 44 de las tuercas 26, 46, respectivamente, y deslizando el elemento base 12 a lo largo de la bancada deslizante 14. El aparato de acoplamiento 10 se mueve con el elemento base 12 hasta que se determina la ubicación adecuada. Luego los pernos 24, 44 se roscan en sus tuercas respectivas 26, 46 hasta que el elemento base se asegura a la bancada deslizante 14.

En la primera realización, la porción media 16 se puede ajustar de forma giratoria con respecto al elemento base 12 según el primer eje de giro 36 aflojando el perno 44 de la tuerca 46. El perno 44 se debe aflojar lo bastante como para permitir que los dientes opuestos en forma de V 34, 40 de las superficies contorneadas 30, 38 respectivamente, giren una con respecto a otra. Una vez que se determina la posición deseada de la porción media 16 con respecto al elemento base 12, se rosca el perno 44 en la tuerca 46 hasta que se asegura la porción media 16 al elemento base 12. El movimiento giratorio de la porción media 16 con respecto al elemento base 12 se prohibe manteniendo el encaje entre dientes en forma de V 34, 40 de las superficies contorneadas 30, 38.

La posición relativa de la porción media 73 y del elemento base 12 se puede registrar anotando la ubicación de la marca del elemento base 12 en las señales formadas en la porción media 73. Para ajustar el elemento extremo 18 en relación con la porción media 16, se aflojan el perno 54 de la tuerca 56 hasta que los dientes en forma de V 49, 51 de las superficies contorneadas 48, 50 permiten girar una con respecto a otra sin que encajen los picos de los dientes opuestos en forma de V 49, 51. Una vez que se ha determinado la posición giratoria del elemento extremo 18 con respecto a la porción media 16, se rosca el perno 54 en la tuerca asociada 56 hasta que se asegura el elemento extremo 18 a la porción media 16. El movimiento giratorio relativo de la porción media 16 con respecto al elemento extremo 18 se prohibe manteniendo el encaje entre los dientes en forma de V 49, 51 de las superficies contorneadas 48, 50.

Cuando en la primera realización se emplea una barra de brazo 20, se puede quitar o cambiar la barra de brazo 20 aflojando el perno 54 de la tuerca correspondiente 56 y sacando el perno 54 de la abertura 60 provista en la barra de brazo 20. Entonces se puede sacar y/o reemplazar la barra de brazo 20 con una barra de brazo diferente (no mostrada) donde se vuelve a insertar el perno 54 a través de una abertura similar correspondiente provista en la barra de brazo de sustitución. Se rosca el perno 54 en la tuerca asociada 56 hasta que la barra de brazo 20 esté asegurada en el elemento extremo 18 y el elemento extremo 18 esté asegurado a la porción media 16.

En la segunda realización, la porción media 73 y el elemento extremo 74 están conectados integralmente y por tanto la porción media 773 y el elemento extremo 74 no se pueden ajustar uno con respecto al otro. Sin embargo, el elemento extremo 74 proporciona ajuste giratorio de la primera barra estriada 84 alrededor del segundo eje de giro 95 aflojando el perno 54 para permitir que los dientes 85 de la parte superior 76 del elemento extremo 74 se desencajen de las estrías 83 de la primera barra estriada 84. Entonces se puede girar la primera barra estriada 84 y ajustarla observando dónde la estría marcada 87 de la barra estriada 84 se coloca en relación con las señales 89 sobre el elemento extremo 74. Se puede registrar entonces la posición de la estría marcada 87 para asegurar la repetitibilidad de la colocación del aparato de acoplamiento 10.

La brida estriada 86 y las barras estriadas primera y segunda 84, 102 se ajustan de forma similar. Se afloja el perno 96 en la brida estriada 86 para permitir que las barras estriadas primera y segunda 84, 102 sean giradas en relación con la brida estriada 86 y se aprieta el perno 96 para asegurar las barras estriadas primera y segunda 84, 102 en relación con la brida estriada 86. La posición de las estrías marcadas 87 en las barras estriadas primera y segunda 84, 102 en relación con las señales 89 en la brida estriada 86 se puede registrar para asegurar la repetitibilidad de la posición de las barras estriadas 84, 102 en relación con la brida estriada 86.

Finalmente, la brida de montaje de la pieza modelo 75 se puede ajustar de la misma forma que se ha descrito mediante el elemento base 12, la porción media 73 y el elemento extremo 74 de la realización alternativa. El elemento extremo está conectado con el segundo extremo de la segunda barra estriada 102 y el elemento base está conectado con el dispositivo de manejo de la pieza modelo 106. La posición del dispositivo de manejo de la pieza modelo 106 se puede ajustar de forma giratoria rotando el elemento base 12 con respecto a la porción media 73. Se utiliza el mismo encaje de dientes serrados en forma de V que se describió en la primera realización.

Aunque la invención se ha descrito en conexión con lo que se considera actualmente la realización más práctica y preferida, se entiende que la invención no está limitada a las realizaciones descritas sino, por el contrario, está pensada para cubrir varias modificaciones y disposiciones equivalentes dentro del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims

1. Un aparato de acoplamiento (10) para montar de forma ajustable elementos modulares de utillaje que comprende:

un elemento base (12) conectable de forma liberable a una bancada deslizante (14) y que tiene una primera superficie contorneada (38); y

una porción media (73) que tiene una segunda superficie contorneada (77) que encaja de forma pareja y está conectada de forma ajustable con la primera superficie contorneada (38) del elemento base (12) para ajustar de forma giratoria la porción media alrededor de un primer eje (79);

caracterizado porque el aparato comprende además un elemento extremo (74) conectado integralmente con la porción media (73) y que tiene una tercera superficie contorneada (85) que encaja de forma pareja y está conectado de forma ajustable con una primera barra estriada (84) para ajustar de forma giratoria la barra estriada alrededor de un segundo eje (95).

2. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

señales (87, 89) formadas al menos sobre una pareja del elemento base (12) y la porción media (73) y del elemento extremo (74) y la primera barra estriada (84) para indicar al menos una de las posiciones relativas de la porción media en relación con el elemento base (12) y de la primera barra estriada (84) en relación con el elemento extremo.

3. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además:

las superficies contorneadas primera y segunda (38, 77) que tienen dientes serrados complementarios en forma de V (34, 40) formados en ellas.

4. El aparato de acoplamiento de acuerdo cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además:

la tercera superficie contorneada del elemento extremo (74) que tiene al menos un diente estriado (85) formado en ella para encajar de forma pareja en la primera barra estriada (84).

5. El aparato de acoplamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además:

la primera barra estriada (84) que tiene un primer extremo y un segundo extremo donde el primer extremo está conectado de forma ajustable al elemento extremo;

una brida estriada (86) conectada de forma ajustable al segundo extremo de la primera barra estriada para ajustar de forma giratoria la brida estriada en relación con la primera barra estriada alrededor del segundo eje; y

la brida estriada conectada de forma ajustable a una segunda barra estriada (102) para ajustar de forma giratoria la segunda barra estriada alrededor de un tercer eje (103).

6. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende además:

la segunda barra estriada (102) que tiene un primer extremo y un segundo extremo donde el primer extremo está conectado de forma ajustable con la brida estriada (86); y

una brida de montaje de pieza modelo (75) conectada de forma ajustable al segundo extremo de la segunda barra estriada (102) para el ajuste giratorio de la segunda barra estriada en relación con la brida de montaje de la pieza modelo alrededor del tercer eje donde la brida de montaje de la pieza modelo es conectable con un dispositivo de manejo de pieza modelo (106).

7. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

el elemento base (12) conectable de forma liberable y ajustable a lo largo de una trayectoria de movimiento predeterminada de la bancada deslizante (14); y

el elemento extremo (74) que tiene una abertura que se extiende a través de aquel para recibir a la primera barra estriada (84), y teniendo el elemento extremo por lo menos una estría (85) formada en él y que se extiende por la abertura para encajar de forma pareja con la primera barra estriada de forma que la primera barra estriada es ajustable de forma giratoria en relación con el elemento extremo alrededor del segundo eje de giro (95).

8. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende además:

un indicador de posición que tiene señales (87, 89) formadas en la porción media (73) y en el elemento base (12) adyacentes con las superficies contorneadas primera y segunda (38, 77) respectivamente, para indicar la posición de giro relativo de la porción media en relación con el elemento base alrededor del primer eje de giro (79).

9. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 7 o la reivindicación 8, que comprende además:

un indicador de posición que tiene señales (87, 89) formadas en el elemento extremo y en la primera barra estriada (84) para indicar la posición de giro de la barra estriada en relación con el elemento extremo alrededor del segundo eje de giro (95).

10. El aparato de acoplamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que comprende además:

las superficies contorneadas primera y segunda (38, 77) que tienen dientes complementarios serrados en forma de V (34, 40) formados en ellas.

11. El aparato de acoplamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, que comprende además:

las superficies contorneadas que son sustancialmente circulares y que tienen dientes en forma de V (34, 40) que se extienden radialmente hacia fuera.

12. El aparato de acoplamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, que comprende además:

la primera barra estriada (84) que tiene un primer extremo y un segundo extremo donde el primer extremo está conectado de forma ajustable con el elemento extremo (74);

una brida estriada (86) conectada de forma ajustable con el segundo extremo de la primera barra estriada para ajustar de forma giratoria la brida estriada en relación con la primera barra estriada alrededor del segundo eje; y la brida estriada conectada de forma ajustable con una segunda barra estriada (102) para ajuste giratorio de la segunda barra estriada alrededor de un tercer eje (103).

13. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende además:

una brida de montaje de pieza modelo (75) conectada de forma ajustable con el segundo extremo de la segunda barra estriada para ajuste giratorio de la segunda barra estriada en relación a la brida de montaje de pieza modelo donde la brida de montaje de pieza modelo es conectable a un dispositivo de manejo de pieza modelo (106).

14. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

el elemento base (12) conectable de forma liberable a la bancada deslizante (14) para un movimiento ajustable a lo largo de un eje sustancialmente horizontal, y el elemento base que tiene allí formada una pluralidad de dientes serrados en forma de V (34);

la porción media (73) que define una brida que tiene allí formada una pluralidad de dientes serrados en forma de V (34) que encajan de forma pareja y están conectados de forma ajustable con los dientes serrados (34) del elemento base para ajustar 360º de forma giratoria la porción media con respecto al elemento base alrededor del primer eje de giro (79); y

el elemento extremo (74) que tiene una abertura que se extiende a través de aquél para recibir de forma ajustable la primera barra estriada (84), y el elemento extremo que tiene al menos una estría (85) formada allí y que se extiende por la abertura para encajar de forma pareja y conectar de forma ajustable la primera barra estriada con el elemento extremo donde la primera barra estriada puede ajustarse 360º de forma giratoria alrededor del segundo eje de giro (95).

15. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además:

un indicador de posición que tiene señales (87, 89) formadas en la porción media (73) y en el elemento base (12) adyacentes a los dientes serrados para indicar la posición de giro relativo de la porción media en relación con el elemento base alrededor del primer eje de giro (79) donde las señales formadas en uno de la porción media y del elemento base indican ángulos de giro en grados, y las señales formadas en el otro de la porción media y del elemento base provee una marca (87) mediante la que se referencian los ángulos indicados por las otras señales.

16. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 14 o la reivindicación 15, que comprende además:

un indicador de posición que tiene señales (87, 89) formadas en el elemento extremo (74) y en la primera barra estriada (84) para indicar la posición de giro de la primera barra estriada en relación con el elemento extremo alrededor del segundo eje de giro donde las señales formadas en el elemento extremo proveen números relacionados con el ángulo de giro de la primera barra estriada en relación con el elemento extremo, y las señales formadas en la primera barra estriada proporcionando una marca (87) en una estría individual de la barra estriada para referenciar ángulos de giro indicados por las señales en el elemento extremo.

17. El aparato de acoplamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, que comprende además:

los dientes serrados en forma de V (34, 40) que sustancialmente circulares y se extienden radialmente hacia fuera desde el segundo eje de giro (95).

18. El aparato de acoplamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, que comprende además:

una brida estriada (86) conectada de forma ajustable con el segundo extremo de la primera barra estriada para ajustar de forma giratoria la brida estriada en relación con la primera barra estriada alrededor del segundo eje; y

la brida estriada conectada de forma ajustable con una segunda barra estriada (102) para ajuste giratorio de la brida estriada a la segunda barra estriada alrededor de un tercer eje de giro (103).

19. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 18, que comprende además:

20. El aparato de acoplamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, que comprende además:

el primer eje de giro (79) es sustancialmente perpendicular al segundo eje de giro (95).

21. El aparato de acoplamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, que comprende además:

el primer eje de giro (79) es sustancialmente paralelo al segundo eje de giro (95).

22. El aparato de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 19 o con cualquier reivindicación dependiente de la misma, donde la brida de montaje de pieza modelo (75) comprende además:

un segundo elemento extremo (74) para encajar de forma pareja y conectar de forma ajustable el segundo extremo de la segunda barra estriada con el segundo elemento extremo;

una segunda porción media (73) conectada integralmente con el segundo elemento extremo y que tiene una pluralidad de dientes serrados en forma de V formados en aquel;

un segundo elemento base que tiene una pluralidad de dientes serrados en forma de V formados en aquel para encajar de forma pareja y conectar de forma ajustable el segundo elemento base con la segunda porción media; y

el segundo elemento base conectado de forma liberable con el dispositivo de manejo de pieza modelo.