ES2217206T3 - Celula de automatizacion para la manipulacion de piezas. - Google Patents
Celula de automatizacion para la manipulacion de piezas.Info
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Abstract
Célula de automatización para la manipulación de piezas, con un espacio de trabajo (12), como mínimo con un espacio de carga (14, 15), en el que puede introducirse desde fuera un soporte de piezas (16, 17) para alojar piezas (64, 66), con un sistema de manipulación provisto de un primer dispositivo de agarre (28) para coger piezas (64, 66) del soporte de piezas (16, 17) y para procesar las piezas (64, 66) dentro del espacio de trabajo (12), y con un portal (38), por el que puede moverse un carro (40) con un segundo dispositivo de agarre (42), para sacar piezas (64, 66) del espacio de trabajo (12) y cederlas a una máquina herramienta subordinada (70), y para tomar piezas (64, 66) de la máquina herramienta (70) e introducirlas en el espacio de trabajo (12), caracterizada por el hecho de que el dispositivo de manipulación está conformado como portal plano (18) con un primer eje lineal (20), que se extiende en el sentido longitudinal del espacio de trabajo (12), acoplado con un segundo eje lineal (24) que se extiende en sentido transversal, de modo que en uno de los ejes lineales (20, 22) va montado el primer dispositivo de agarre (28) que se desplaza verticalmente, y dentro del espacio de trabajo (12) existe por lo menos un puesto adicional (54, 55, 56, 57, 58, 59, 60), tal como un puesto de ajuste (57), un puesto de medición previa (54), un puesto de medición posterior (60) un puesto de inversión/vuelta (56), un puesto de limpieza (59), un puesto de almacenamiento (55) o una instalación de contraste (58), de manera que el primer dispositivo de agarre (28) puede desplazarse entre el soporte de piezas (16, 17) y por lo menos un puesto adicional (54, 55, 56, 57, 58, 58, 60), en que el segundo dispositivo de agarre (42) puede desplazarse entre por lo menos un puesto complementario (54, 56, 60) y la máquina herramienta (70), y en que por lo menos los ejes lineales (20, 24) del portal plano (18) disponen de un sistema lineal de accionamiento.
Description
Célula de automatización para la manipulación de
piezas.
El invento hace referencia a una célula de
automatización para la manipulación de piezas, con un espacio de
trabajo, que presenta como mínimo un espacio de carga, en el que
puede introducirse desde fuera un dispositivo de manipulación con un
primer sistema de agarre para coger piezas del portador de piezas y
para procesar las piezas dentro del espacio de trabajo, y con un
portal, por el que puede moverse un carro con un segundo
dispositivo de agarre, para sacar piezas del espacio de trabajo y
cederlas a una máquina herramienta subordinada, y para tomar piezas
de la máquina herramienta e introducirlas en el espacio de
trabajo.
Se conoce una célula de automatización de esta
clase a través de la patente DE-19.720.906 A1.
La conocida célula de automatización presenta un
espacio de trabajo cerrado, donde existe un espacio de carga
separado por un mamparo. En el espacio de carga pueden insertarse o
cambiarse, por medio de un módulo de intercambio de pilas, piezas
que se encuentran en pilas de soportes de piezas. Dentro del espacio
de trabajo se ha previsto un módulo de preparación, donde puede
apilarse el soporte de piezas entre un espacio de carga y un lugar
de almacenamiento, y en que puede ser movido un soporte de piezas en
una posición de preparación, desde la cual tomar piezas mediante un
sistema de agarre que se desplaza y puede moverse verticalmente en
un portal, para llevarlas a una máquina herramienta subordinada, y
sacar las piezas terminadas de dicha máquina herramienta para
volver a colocarlas de nuevo en los soportes de piezas.
La conocida célula de automatización resulta
especialmente adecuada para la fabricación en serie de grandes
cantidades de piezas, consiguiéndose un gran efecto amortiguador
mediante el apilado de piezas dentro del espacio de trabajo y
dentro del espacio de carga, con lo cual se alcanza un
desacoplamiento entre la manipulación de las piezas dentro del
espacio de manipulación y la alimentación o retirada de los
soportes de piezas desde el espacio de carga. Por consiguiente, la
conocida célula de automatización resulta adecuada para la
fabricación masiva de series de piezas grandes y también puede
emplearse para alimentar simultáneamente varios centros de
mecanización. Por otro lado, se consigue una determinada anchura de
la célula mediante el giro de la unidad de cambio de pilas, que
debido al círculo de giro no puede utilizarse por completo para una
anchura de plataforma de carga. También resulta relativamente
costoso el dispositivo de carga empleado dentro del espacio de
manipulación.
A través de la patente
DE-19.824.014 A1 se conoce otra célula de
automatización con un espacio de trabajo cerrado hacia al exterior,
dentro del cual existe un dispositivo de carga para coger por lo
menos un soporte de piezas en sentido horizontal y en sentido
vertical. En el espacio de trabajo pueden insertarse y sacarse
piezas, respectivamente, con ayuda de un dispositivo que
preferiblemente está conformado como carro de transporte y que
dispone de una base para tomar un soporte de piezas en la altura de
trabajo. Los soportes de piezas pueden transferirse al espacio de
trabajo a través de una boca de carga, cuya abertura y cierre son
accionados automáticamente.
Ciertamente, con esta clase de célula de
automatización es posible mantener relativamente reducido el
espacio necesario, sin embargo dentro del espacio de trabajo
únicamente se mueven soportes completos de piezas, pero no piezas
individuales.
Para determinados trabajos de acabado, por
ejemplo al fabricar bombas de inyección para la técnica
Common-Rail (inyección mecánica de combustible), las
piezas han de mecanizase con suma precisión en la máquina
herramienta, mientras que en la célula de automatización han de
someterse adicionalmente, por ejemplo, a mediciones o a alguna fase
de trabajo determinada. Por tanto, las piezas en la célula de
trabajo han de ser, por ejemplo, giradas, medidas, vueltas a medir
o someterse a una fase de cepillado o limpieza,
respectivamente.
De modo espacial, debido a la brevedad de la
mecanización de pequeñas piezas, para llevar a cabo tales tareas
adicionales, dentro de la célula automática hasta ahora se
requieren dispositivos especiales de manipulación, que trabajan en
paralelo, para que las diferentes funciones de preparación y
adicionales dentro de la célula de automatización no causen un
retraso del ciclo de trabajo previsto para la máquina
herramienta.
Por tanto, el invento tiene por objeto crear una
célula de automatización perfeccionada para la manipulación de
piezas y un método perfeccionado para la manipulación de piezas,
gracias a los cuales puedan evitarse ampliamente los inconvenientes
del actual estado de la técnica. Especialmente, la célula de
trabajo debe tener una construcción lo más sencilla y más compacta
posible, garantizando la alimentación y retirada, respectivamente,
de las piezas a y desde una máquina herramienta subordinada de la
manera más simple posible y con suficiente velocidad, incluso en el
caso de muy cortos tiempos de mecanización de las piezas.
Dicho objeto se consigue en el invento gracias a
una célula de automatización de la clase citada al inicio, por el
hecho de que el dispositivo de manipulación está conformado como
portal plano con un primer eje lineal, que se extiende en el sentido
longitudinal del espacio de trabajo, acoplado con un segundo eje
lineal que se extiende en sentido transversal, de modo que en uno
de los ejes lineales va montado el primer dispositivo de agarre que
se desplaza verticalmente, y dentro del espacio de trabajo existe
por lo menos un puesto adicional, un puesto de inversión/vuelta, un
puesto de limpieza o un sitio de cesión para el segundo dispositivo
de agarre, de manera que el primer dispositivo de agarre puede
desplazarse entre el soporte de piezas y por lo menos un puesto
adicional, pudiendo el segundo dispositivo de agarre desplazarse
entre por lo menos un puesto adicional y la máquina herramienta, y
en que por lo menos los ejes lineales del portal plano disponen de
un sistema lineal de accionamiento.
De esta manera se consigue por completo el objeto
del invento.
De acuerdo con el invento, gracias al
acoplamiento de un portal plano, en el que puede moverse el primer
dispositivo de agarre en sentido longitudinal y transversal del
espacio de trabajo, así como en sentido vertical, con un portar para
conectar a la máquina herramienta, es posible alimentar piezas a la
máquina herramienta a su debido tiempo dentro de los ciclos de
trabajo determinados en dicha máquina herramienta y mecanizar
dichas piezas. Asimismo pueden llevarse a cabo funciones
complementarias, tales como por ejemplo preparación, medición o
medición posterior, sin influir de manera perjudicial en el ciclo
de trabajo de la máquina herramienta. Ello resulta esencialmente
posible gracias al accionamiento de los ejes lineales del portal
plano por medio de motores lineales, puesto que debido a la elevada
velocidad de funcionamiento de los motores lineales existe tiempo
suficiente para realizar funciones adicionales sin afectar al ciclo
de trabajo de la máquina herramienta. La célula de automatización
de acuerdo con el invento se caracteriza por una construcción
especialmente compacta, puesto que no se requieren motores
adicionales para los puestos complementarios.
El objeto del invento también se consigue gracias
a un método con las siguientes fases:
- -
- Colocación de las piezas sobre un soporte de piezas en un espacio de carga del espacio de trabajo;
- -
- Toma de las piezas del soporte de piezas por medio de un primer dispositivo de agarre, que puede moverse en un primer portal plano, que presenta un primer eje lineal que se extiende en sentido longitudinal del espacio de trabajo, así como un segundo eje lineal, acoplado con el mismo, que se extiende en sentido transversal del espacio de trabajo, desplazándose en sentido transversal y en sentido longitudinal al portal plano, así como en sentido vertical;
- -
- Mover la pieza en un segundo dispositivo de agarre, que puede desplazarse en un portal, que une el espacio de trabajo con una máquina herramienta subordinada, que tiene un tiempo principal para la mecanización de una pieza y un tiempo complementario para la carga y descarga de una pieza;
- -
- Mover respectivamente una pieza por medio de un segundo dispositivo de agarre desde el espacio de trabajo de la máquina herramienta dentro del tiempo principal;
- -
- Ceder la pieza a la máquina herramienta y retirar una pieza mecanizada de la máquina herramienta en el tiempo complementario;
- -
- Mover la pieza retirada de la máquina herramienta en el espacio de trabajo durante el tiempo principal;
- -
- Tomar una pieza del segundo dispositivo de agarre por medio del primer dispositivo de agarre y moverla al soporte de piezas dentro del tiempo principal;
de manera que
- -
- el primer dispositivo de agarre cede piezas, dentro del tiempo principal, entre por lo menos un puesto adicional, tal como un puesto de ajuste, un puesto de medición previa, un puesto de medición posterior, un puesto de inversión/vuelta, un puesto de limpieza o un puesto de almacenamiento, y el soporte de piezas, y viceversa.
De acuerdo con el invento, de esta manera se
aprovecha la parte restante del tiempo principal de la máquina
herramienta, dentro del cual se lleva a cabo la mecanización de una
pieza, para realizar no solo las funciones de transporte, sino
también funciones complementarias.
En una forma de realización adicional de la
célula de automatización, el segundo dispositivo de agarre está
conformado como cargador en V, con dos unidades de agarre que
pueden moverse de manera alternativa en pistas de movimiento en
forma de V que coinciden en un punto determinado.
De este modo resulta posible tomar, también
dentro de un muy corto tiempo adicional, piezas mecanizadas en la
máquina herramienta y alimentar las piezas a mecanizar a la máquina
herramienta. Dichos breves tiempos adicionales son especialmente
importantes cuando se mecanizan pequeñas piezas con cortos tiempos
principales. Para aumentar más la velocidad en muy breves tiempos
complementarios también es ventajoso que el segundo dispositivo de
agarre esté provisto de motores lineales.
Convenientemente, el primer dispositivo de agarre
de la célula de automatización está formado por un carro accionado
en el primer eje lineal y comprende una guía vertical, en la cual
puede desplazarse un elemento de agarre en sentido vertical.
En otra ventajosa forma de realización de la
célula de automatización según el invento, el soporte de piezas
puede colocarse en un cajón, que puede meterse y sacarse del
espacio de carga.
De este modo se consigue una construcción
especialmente simple y compacta de la célula de automatización.
En una forma de realización adicional de esta
ejecución se han previsto dos espacios de carga juntos, en los
cuales se introducen los soportes de piezas.
Gracias a esta medida es posible proceder al
cambio de un soporte de piezas a otro soporte de piezas sin
interrumpir los procesos de manipulación dentro del espacio de
trabajo.
Según otra forma de realización del invento
existen tres espacios de carga dispuestos unos al lado de otros,
para alojar soportes de piezas.
Esta medida tiene la ventaja de que también es
posible un trabajo con espacio, es decir una colocación de las
piezas una vez mecanizadas en su lugar original, cuando en la
correspondiente máquina herramientas existe una cantidad de piezas,
antes de que vuelva a cederse nuevo, tal como sucede por ejemplo
en el caso de una máquina de ciclo rotativo. En tales casos no es
necesario vaciar primero la máquina herramienta antes de iniciar la
mecanización del próximo soporte de piezas, puesto que siempre hay
disponibles dos soportes de piezas para mecanizar, mientras que
independientemente puede cargarse o descargarse el tercer soporte
de piezas.
En otra ventajosa forma de realización del
invento se ha previsto una cubierta, que puede desplazarse en el
sentido del segundo eje lineal, para permitir una carga y descarga
con seguridad de toque de los espacios de carga con relación al
espacio de trabajo.
De este modo es posible obtener, con medios
especialmente sencillo una separación segura al roce de un espacio
de carga para la carga y descarga del espacio de trabajo, mientras
que al mismo tiempo puede trabajarse con las piezas u otros soportes
de piezas.
En otras formas de realización del invento, uno
de los ejes lineales presenta por lo menos dos motores lineales
dispuestos paralelos entre sí, que presentan inducidos que se
mueven sincrónicamente para el accionamiento común de un carro, de
modo que existe un sensor Hall en uno de los inducidos para
detectar el peine inductor del motor lineal, cuya señal de salida
es conducida a ambos motores lineales para su control.
Gracias a esta forma de realización, que también
se protege automáticamente con independencia de las diversas
ejecuciones de la célula de automatización, se consigue una notable
simplificación y una considerable economía con respecto a los
motores lineales convencionales, puesto que el uso de dos motores
lineales paralelos para mover un carro común normalmente requería
dos reglas de incremento, por ejemplo dos reglas de vidrio
graduadas, para gobernar sincrónicamente los motores lineales con la
precisión requerida.
En otra forma de realización preferida del
invento, por lo menos el portal o uno de los dispositivos de agarre
también presentan un accionamiento por motor lineal.
Mientras también el resto de motores de la célula
de automatización pueden realizarse como motores lineales, es
posible aumentar más la velocidad de trabajo, con lo cual se
dispone de más tiempo para realizar otras tareas dentro de la célula
de automatización, sin influir con ello en la velocidad de trabajo
de la máquina que atiende la misma.
En una forma de realización preferida del método
del invento, la cesión de una pieza entre el soporte de piezas y
por lo menos un puesto adicional, así como la operación de trabajo
realizada, se lleva a cabo dentro del tiempo principal.
En otro desarrollo del método según el invento,
para por lo menos uno de ambos dispositivos de agarre se utiliza un
dispositivo de agarre con como mínimo dos unidades de agarre para
una pieza cada una.
En tal caso, se utiliza preferiblemente como
dispositivo de agarre un cargador en V, que presenta dos unidades
de agarre, que pueden moverse alternativamente hacia un determinado
punto sobre pistas de desplazamiento lineales, que corren juntas, en
forma de V.
Alternativamente, también podría preverse
utilizar, por ejemplo un cargador en H con dos unidades de agarre o
un cargador en I con dos unidades de agarre dispuestas
aproximadamente en un eje de giro.
Tal como se ha citado de manera destacada,
preferentemente, por lo menos los ejes lineales del portal plano
son accionados por medio de un motor lineal.
Gracias a tales medidas se promueve una manera de
trabajo especialmente rápida para el manejo de las piezas, a fin de
poder llevar a cabo, incluso en máquinas herramientas que trabajan
muy rápido, las operaciones de carga y descarga, respectivamente,
así como algunas operaciones complementarias dentro del tiempo
principal de la máquina herramienta y sin que dicha máquina
herramienta deba permanecer a la espera.
Se comprende que las características del invento
antes citadas y las que todavía se mencionarán pueden usarse no
solo en la combinación indicada sino también en otras combinaciones
o en solitario, sin por ello apartarse del ámbito del invento.
Otras características y ventajas del invento se
ponen de manifiesto en la siguiente descripción de un ejemplo de
forma de realización preferida, haciendo referencia al dibujo. En
el mismo:
La figura 1 muestra una representación en
perspectiva, muy simplificada, de una célula de automatización de
acuerdo con el invento; y
La figura 2 muestra una vista en planta, muy
simplificada, de una célula de automatización según el invento.
En la figura 1 se indica con la referencia 10 el
conjunto de la célula de automatización según el invento.
La célula de automatización 10 comprende un
armazón estable 34 con cuatro puntales verticales, entre los cuales
se forma un espacio de trabajo 12 cerrado al exterior, en la parte
superior (con objeto de que pueda verse mejor, se han retirado las
planchas de recubrimiento, que limitan el espacio de trabajo 12 al
exterior). En el costado izquierdo sobresale del espacio de trabajo
12 un portal 38 dispuesto horizontalmente, que se extiende a todo
lo ancho del espacio de trabajo 12 y sobresalte tanto del espacio de
trabajo 12 de la célula de automatización 10 que el portal 38 puede
llegar a una máquina herramienta 70 subordinada, según la figura 2,
para alimentarla con piezas.
El sistema de manipulación 10 presenta dos
espacios de carga 14, 15, dispuestos uno al lado del otro, que
únicamente han sido indicados de forma esquemática en la figura 1.
En el armazón 36 van fijados dos cajones 31, 33, que según la figura
2 acogen soportes de piezas 16, 17, y que pueden insertarse y
sacarse de los espacios de carga 14, 15. Para la carga y descarga,
respectivamente, se extraen los correspondientes cajones 31, 33 y
se coloca o retira, respectivamente, un soporte de piezas 16, 17 con
piezas. También sería posible colocar y retirar, respectivamente,
una a una las piezas manualmente en los cajones 31, 33. Como
alternativa, los correspondientes soportes de piezas 16 y 17,
respectivamente, podrían estar conformados en un carro de transporte
que, tal como se conoce fundamentalmente a través de la patente
DE-19.824.014 A1, se insertara y sacara del
respectivo espacio de carga 14, 15.
En la posición representada en la figura 1, ambos
cajones 31, 33 se hallan insertados en los espacios de carga 14,
15, de manera que los soportes de piezas 16, 17 se encuentran
dentro del espacio de trabajo 12 aproximadamente a media altura de
la célula de automatización 10. Para garantizar un cierre al
contacto del espacio de trabajo 12 hacia al exterior y asegurar que
puedan mecanizarse las piezas de uno de los soportes de piezas 16 ó
17, mientras el otro soporte de piezas 17 ó 16 puede sacarse sin
riesgos para la carga y descarga, respectivamente, se ha previsto
una cubierta, indicada en la figura 2 únicamente por medio de
líneas de trazos y puntos 19. La misma puede estar hecha como
placa, dispuesta aproximadamente en una guía 29, indicada con
trazos, para proteger el espacio de carga 16 del cajón 31, 33 que
está fuera de servicio, y que por tanto puede encontrase total o
parcialmente extraído, del contacto con el espacio de trabajo 12
situado encima. En este caso, cada cajón 31, 33 está cerrado al
exterior mediante paredes laterales, como un cajón convencional, y
únicamente está abierto por la parte superior. El cajón 31, 33 que
está siendo utilizado y la cubierta 19 quedan bloqueados, por
ejemplo mecánicamente, en su posición insertada o posición de
cobertura respecto al otro cajón 31, 33. Alternativamente, podría
preverse un seguro electrónico.
Dentro del espacio de trabajo 12 existe un portal
plano 18 que, según la figura 2, presenta un primer eje lineal 20
(eje Y) dispuesto en el sentido longitudinal de la célula de
automatización 10, así como un segundo eje lineal 24 (eje X)
perpendicular a la célula de automatización 10. El primer eje
lineal 20 comprende dos motores lineales 21 y 23, fijados
respectivamente en el borde del armazón 36 y provistos de un peine
inductor, sobre el cual es accionado un inducido 22 y 25,
respectivamente, guiado en el mismo (según la doble flecha 32).
Ambos inducidos 22, 25 están unidos a través del peine inductor de
otro motor lineal 26, que forma el segundo eje lineal. El peine
inductor del motor lineal 26 también está conformado como carro,
accionado sincrónicamente por ambos inducidos 22, 25 de los motores
lineales 21, 23. Sobre el peine inductor del motor lineal 26 es
accionado un inducido 21 en el sentido X (según la doble flecha 34).
En el inducido 27 va alojado un primer dispositivo de agarre 28 de
manera que pueda desplazarse verticalmente (sentido Z), tal como
indica la doble flecha 30 en la figura 1.
Para el control conjunto de ambos motores
lineales 21, 23 del eje lineal 20 hay un sensor Hall, fijado al
inducido 22, que detecta el peine inductor del motor lineal 21. La
precisión del orden de aproximadamente una centésima de milímetro
del sensor Hall 37 es suficiente para el control sincronizado de
ambos motores lineales 21, 23. De este modo puede prescindirse del
uso, a veces necesario, de una doble regla incremental.
El primer dispositivo de agarre 28 puede
desplazarse prácticamente por toda la superficie interior del
espacio de trabajo 12, de manera que pueden cogerse piezas con el
dispositivo de agarre desplazable verticalmente y colocarse de nuevo
en otro lugar.
En el portal 38, que va fijado en el armazón 36
en el costado posterior opuesto a ambos soportes de piezas 16, 17,
hay un carro 40 que se desplaza en el sentido X, tal como se indica
con la doble flecha 52. El carro 40 en el portal 38 puede
desplazarse por medio de una transmisión de correa dentada y un
servomotor, no representados, o bien mediante un motor lineal. En
el extremo externo del carro 40 hay fijado un segundo dispositivo
de agarre 42, conformado por ejemplo con cargador en V, con dos
unidades de agarre 44, 46 que se mueven hacia un punto de manera
alternativa sobre pistas de desplazamiento en forma de V, que
corren juntas, tal como se indica con las dobles flechas 48, 50.
Este cargador en V 42 permite usar alternativamente una unidad de
agarre 44 o la otra unidad de agarre 46, mientras la otra unidad de
agarre se encuentra en una posición elevada, retraída.
Sobre una base 53 del fondo del espacio de
trabajo 12, sobre la cual se encuentran los soportes de piezas 16,
17, hay una serie de puestos complementarios, de los cuales en la
figura 1 tan sólo se ha indicado uno, a modo de ejemplo, con la
referencia 54.
Tal como puede verse en la representación de la
figura 2, hay varios de tales puestos complementarios debajo y
delante el portal 38, dispuestos uno tras otro en el sentido X, tal
como se indica con las cifras 54, 56 y 60. Estos puestos
complementarios 54, 56, 60 se hallan debajo del eje de
desplazamiento 63 del segundo dispositivo de agarre 42, conformado
como cargador en V.
Estos puestos complementarios pueden consistir en
diferentes dispositivos, como por ejemplo un puesto de medición
previa 60 para el rectificado en parejas, de un puesto de volteo 56
y de un puesto de medición posterior 54.
Por lo menos uno de los puestos complementarios
54, 56, 60 es accesible tanto por el segundo dispositivo de agarre
42, puesto que se encuentran debajo del eje de desplazamiento 63 del
segundo dispositivo de agarre 42, como también alcanzable por el
primer dispositivo de agarre 28.
Adicionalmente, dentro del espacio accesible del
primer dispositivo de agarre 28, pueden haber otros puestos
complementarios dispuestos sobre la placa base 53, por ejemplo un
puesto de soplado o de limpieza 59, un puesto de ajuste 57 y un
puesto de almacenamiento intermedio 55, dispuestos uno tras otro en
una línea, tal como se indica en la figura 2. Además puede existir
una instalación de contraste para el puesto de medición posterior
54. Mientras no sea necesario un giro o vuelta de la pieza, el
puesto de vuelco 56 también podría, en el caso más sencillo, estar
conformado únicamente como puesto de almacenaje o de
transferencia.
En la figura 2 todavía se ha indicado
adicionalmente una compuerta 68 para el bloqueo y desbloqueo de
piezas SPC (piezas verificadas) fuera y dentro del espacio de
trabajo 12, respectivamente, así como el desbloqueo de piezas NIO
(piezas defectuosas).
El portal 38 llega al espacio de trabajo 12 de
una máquina herramienta dispuesta al lado, indicada en la figura 2
esquemáticamente con la cifra 70, que es alimentada con piezas
mediante la célula de automatización 10, indicadas esquemáticamente
en la figura 2 con las cifras 64 y 66.
En el presente caso, la máquina herramienta 70
podría ser, por ejemplo, una máquina rectificadora, para el
rectificado consecutivo de piezas (rectificado por parejas).
Para tal objeto, dentro del espacio de trabajo 12
de la célula de automatización 10 se encuentran el puesto de
medición previa 60, el puesto de volteo 56 y el puesto de medición
posterior 54. Antes de alimentar la máquina herramienta 70 se mide
previamente una de las piezas en el puesto de medición previa 60 y
se devuelve al soporte de piezas. Paralelamente, se transfiere la
otra pieza correspondiente 66 a la máquina herramienta por medio
del segundo dispositivo de agarre 42, y se coloca en su cargador,
para volver a tomarla del segundo dispositivo de agarre 42 una vez
mecanizada, y llevarla al espacio de trabajo 12 de la célula de
automatización 10, donde es medida en el puesto de medición
posterior 54. Si la medida real se halla dentro de la tolerancia
admisible, entonces vuelve a colocarse la pieza correspondiente 66
en el soporte de piezas 17 en una disposición aparejada con la
pieza previamente medida 64, que no es rectificada por parejas en
la máquina herramienta 70, sino que únicamente se mide para
determinar la mecanización de la pieza 66.
A través de la compuerta 68 pueden sacarse e
insertarse piezas SPC adicionales para su verificación externa y
piezas, que no se encuentran dentro de las tolerancias previstas
(piezas NIO) para sacarlas del espacio de trabajo 12.
El funcionamiento de la célula de automatización
10 es como sigue:
Primero se colocan a mano los soportes de piezas
16 y 17, con las piezas 64 y 66, respectivamente, en los cajones
31, 33 y se introduce el cajón 33 en el espacio de carga 14, que se
bloquea con la célula de automatización 10 en la posición insertada,
para garantizar un deslizamiento por roce hacia fuera del espacio
de trabajo 12. Al mismo tiempo el otro espacio de carga 16 es
protegido por la cubierta 19, para poder cargar el otro cajón 31
durante la posterior elaboración de las piezas 64 y 66,
respectivamente.
Luego se mueven una tras otra las piezas 64 y 66,
respectivamente, mediante el primer dispositivo de agarre 28, y se
colocan bien al puesto de medición previa 60 o en el puesto de
vuelco 56 que se halla a continuación. Desde el puesto de vuelco 56
las piezas pueden ser tomadas por una de las unidades de agarre 44 ó
46 del segundo dispositivo de agarre 42 y llevarse a la máquina
herramienta 70. Desde la máquina herramienta 70, la pieza
mecanizada puede ser tomada por la unidad de agarre 44 ó 46, todavía
libre, del segundo dispositivo de agarre 42 y suministrar al mismo
tiempo una pieza a mecanizar. Esto tiene lugar durante el
denominado tiempo complementario de la máquina herramienta 70, es
decir en el tiempo de carga y descarga, que debe ser lo más breve
posible, para garantizar la máxima productividad posible de la
máquina herramienta.
Todos los demás procesos, tales como el
transporte y algunas operaciones adicionales, como por ejemplo
procesos de medición, de limpieza o similares, se llevan a cabo
durante el tiempo principal de la máquina herramienta 70, es decir
durante el tiempo de mecanizado de una pieza. Este sistema resulta
especialmente facilitado por el hecho de que ambos ejes lineales 20
y 24, respectivamente, son accionados por rápidos motores lineales
y el segundo dispositivo de agarre 42 está conformado como sistema
de agarre doble, que permite la toma de una pieza mecanizada y
suministrar inmediatamente una pieza en bruto a la máquina
herramienta 70.
Como consecuencia del rápido sistema de trabajo
del primer dispositivo de agarre 28, adicionalmente durante el
tiempo principal no utilizado pueden llevarse a cabo funciones
complementarias, tales como por ejemplo una limpieza (por ejemplo
mediante cepillos o soplado con aire comprimido) en un puesto de
limpieza 59 o un reajuste. En muchos casos, las piezas a mecanizar
se encuentran en los soportes de piezas 16, 17, en una posición
girada 90º respecto a la posición de trabajo en la máquina
herramienta 70, de modo que antes de llevarlas a la máquina
herramienta en de girarse 90º en el puesto de vuelco. Asimismo
puede realizare en una parte aún no utilizada del tiempo principal,
por ejemplo también un recalibrado del puesto de medición previa 60
o del puesto de medición posterior 54, para lo cual se ha previsto
el almacenaje de calibración 58. El calibre disponible puede
colocarse con ayuda del primer dispositivo de agarre 28 en el
correspondiente puesto de medición 54 ó 60, respectivamente, y
volver a colocarlo en el lugar una vez realizada la
comprobación.
Se entiende que son previsibles las más diversas
variaciones utilizando otros puestos complementarios o en
determinados casos adicionales, y que los respectivos
funcionamientos de la célula de automatización 10 de los
correspondientes requisitos del proceso pueden depender de los
procesos dentro de la máquina herramienta 70 y ser adaptados a los
mismos.
A causa de las elevadas fuerzas de inercia que
pueden aparecer debido a los rápidos desplazamientos y frenados de
los motores lineales, preferentemente el armazón 36 de la célula de
automatización está provisto de una suficiente masa amortiguadora y
consta, por ejemplo, de cemento polímero.
Para conseguir una construcción lo más compacta
posible de la célula de automatización 10, el sistema de gobierno 72
para la célula 10 está integrada en la zona situada debajo de los
cajones 31, 33.
Claims (14)
1. Célula de automatización para la manipulación
de piezas, con un espacio de trabajo (12), como mínimo con un
espacio de carga (14, 15), en el que puede introducirse desde fuera
un soporte de piezas (16, 17) para alojar piezas (64, 66), con un
sistema de manipulación provisto de un primer dispositivo de agarre
(28) para coger piezas (64, 66) del soporte de piezas (16, 17) y
para procesar las piezas (64, 66) dentro del espacio de trabajo
(12), y con un portal (38), por el que puede moverse un carro (40)
con un segundo dispositivo de agarre (42), para sacar piezas (64,
66) del espacio de trabajo (12) y cederlas a una máquina
herramienta subordinada (70), y para tomar piezas (64, 66) de la
máquina herramienta (70) e introducirlas en el espacio de trabajo
(12), caracterizada por el hecho de que el dispositivo de
manipulación está conformado como portal plano (18) con un primer
eje lineal (20), que se extiende en el sentido longitudinal del
espacio de trabajo (12), acoplado con un segundo eje lineal (24)
que se extiende en sentido transversal, de modo que en uno de los
ejes lineales (20, 22) va montado el primer dispositivo de agarre
(28) que se desplaza verticalmente, y dentro del espacio de trabajo
(12) existe por lo menos un puesto adicional (54, 55, 56, 57, 58,
59, 60), tal como un puesto de ajuste (57), un puesto de medición
previa (54), un puesto de medición posterior (60) un puesto de
inversión/vuelta (56), un puesto de limpieza (59), un puesto de
almacenamiento (55) o una instalación de contraste (58), de manera
que el primer dispositivo de agarre (28) puede desplazarse entre el
soporte de piezas (16, 17) y por lo menos un puesto adicional (54,
55, 56, 57, 58, 58, 60), en que el segundo dispositivo de agarre
(42) puede desplazarse entre por lo menos un puesto complementario
(54, 56, 60) y la máquina herramienta (70), y en que por lo menos
los ejes lineales (20, 24) del portal plano (18) disponen de un
sistema lineal de accionamiento.
2. Célula de automatización de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el
segundo dispositivo de agarre (42) está conformado como cargador en
V con dos unidades de agarre (44, 46), que pueden moverse de manera
alternativa en pistas de movimiento en forma de V que coinciden en
un punto determinado.
3. Célula de automatización de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que el
primer dispositivo de agarre (28) está formado en un carro (27)
accionado por uno de los ejes lineales (20, 24) y comprende una guía
vertical, en la cual puede desplazarse un elemento de agarre (28)
en sentido vertical.
4. Célula de automatización de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho
de que se ha previsto un cajón (31, 33) para alojar el soporte de
piezas (16, 17), que puede insertarse y sacarse del espacio de carga
(14, 15).
5. Célula de automatización de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizada por el hecho de que se han
previsto dos espacios de carga (14, 15), uno junto al otro, para
colocar los soportes de piezas (16, 17).
6. Célula de automatización de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizada por el hecho de que existen
tres espacios de carga dispuestos unos al lado de otros, para
alojar los soportes de piezas.
7. Célula de automatización de acuerdo con una de
las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada por el hecho de
que se ha previsto una cubierta (19), que puede desplazarse en el
sentido del segundo eje lineal (24), para proteger la carga y
descarga a prueba de roce de los espacios de carga (16, 17) con
respecto al espacio de trabajo (12).
8. Célula de automatización de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho
de que por lo menos el portal (38) o uno de los dispositivos de
agarre (28, 42) presentan un sistema de accionamiento por motor
lineal.
9. Célula de automatización para la manipulación
de piezas, de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,
con por lo menos dos motores lineales dispuestos paralelos entre sí
(21, 23), cuyos inducidos (22, 25) pueden moverse sincrónicamente
entre sí para el accionamiento común de un carro,
caracterizada por el hecho de que en uno de ambos inducidos
(22, 25) hay un sensor Hall (37) para detectar el peine inductor,
acoplado con ambos motores lineales (21, 23) para su gobierno.
10. Método para la manipulación de piezas con las
siguientes etapas:
- -
- Colocación de las piezas (64, 66) sobre un soporte de piezas (16, 17) en un espacio de carga (14, 15) de un espacio de trabajo (12);
- -
- Toma de las piezas (64, 66) del soporte de piezas (16, 17) por medio de un primer dispositivo de agarre (28), que puede moverse en un primer portal plano (18), que presenta un primer eje lineal (20) que se extiende en sentido longitudinal del espacio de trabajo (12), así como un segundo eje lineal (24), acoplado con el mismo, que se extiende en sentido transversal del espacio de trabajo (12), desplazándose en sentido transversal y en sentido longitudinal al portal plano (18), así como en sentido vertical;
- -
- Mover la pieza (64, 66) en un segundo dispositivo de agarre (42), que puede desplazarse en un portal (38), que une el espacio de trabajo (12) con una máquina herramienta (70) subordinada, que tiene un tiempo principal para la mecanización de una pieza (64, 66) y un tiempo complementario para la carga y descarga de una pieza (64, 66);
- -
- Mover respectivamente una pieza (64, 66) por medio de un segundo dispositivo de agarre (42) desde el espacio de trabajo (12) a la máquina herramienta (70) dentro del tiempo principal;
- -
- Ceder la pieza (64, 66) a la máquina herramienta (70) y retirar una pieza mecanizada (64, 66) de la máquina herramienta (70) en el tiempo complementario;
- -
- Mover la pieza (64, 66) retirada de la máquina herramienta (70) en el espacio de trabajo (12) durante el tiempo principal;
- -
- Tomar una pieza (64, 66) del segundo dispositivo de agarre (42) por medio del primer dispositivo de agarre (28) y moverla al soporte de piezas (16, 17) en el tiempo principal;
de manera que
- -
- el primer dispositivo de agarre (28) cede piezas (64, 66), dentro del tiempo principal, entre por lo menos un puesto adicional (54, 55, 56, 57, 59, 60), como un puesto de ajuste (57), un puesto de medición previa (60), un puesto de medición posterior (54), un puesto de inversión/vuelta (56), un puesto de limpieza (59) o un puesto de almacenamiento (55), y el soporte de piezas (16, 17), y viceversa.
11. Método de acuerdo con la reivindicación 10,
en que se realiza la cesión de una pieza (64, 66) entre el soporte
de piezas (16, 17) y por lo menos un puesto adicional (54, 55m 56,
57, 59, 60), así como la operación de trabajo realizada, dentro del
tiempo princi-
pal.
pal.
12. Método de acuerdo con la reivindicación 10 ú
11, en que por lo menos para uno (42) de ambos dispositivos de
agarre (28, 42) se utiliza un dispositivo de agarre como mínimo con
dos unidades de agarre (44, 46), cada uno para una pieza (64,
66).
13. Método de acuerdo con la reivindicación 12,
en que se utiliza preferiblemente como dispositivo de agarre (42)
un cargador en V, que presenta dos unidades de agarre (44, 46), que
pueden moverse alternativamente hacia un determinado punto sobre
pistas de desplazamiento lineales, que corren juntas, en forma de
V.
14. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 10 a 13, en que por lo menos los ejes lineales
(20, 24) del portal plano (18) y/o del cargador en V (42) y/o del
portal (38) pueden accionarse mediante un motor lineal (21, 23,
26).
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