ES2223486T3 - Procedimiento de mantenimiento en posicion de una pieza en un puesto de ensamblaje. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de mantenimiento en posición de una pieza (5, 16) en un puesto de ensamblaje (1), caracterizado porque, mediante un robot (7) de manutención, se coloca la pieza (5, 16) en una posición determinada del punto de referencia del puesto de ensamblaje (1), porque se cierra al menos una pinza (2, 3, 4, 17, 18, 19) sobre una parte (5a, 5b, 7b, 7c), solidaria a la pieza, estando la pinza montada en deslizamiento libre en una guía (12) del puesto de ensamblaje (1) orientado paralelamente a la dirección de su sujeción y porque se bloquea el deslizamiento de la pinza sujetada sobre la pieza.

Description

Procedimiento de mantenimiento en posición de una pieza en un puesto de ensamblaje.

En los procedimientos de ensamblaje de piezas, especialmente de piezas de carrocería automóvil, es corriente traer las diferentes piezas a ensamblar en un puesto de ensamblaje donde, por una parte precisamente, se colocan unas con relación a otras y por otra parte, están mantenidas firmemente en su posición definitiva para evitar que los esfuerzos que sufren debido a los utillajes de ensamblaje (pinzas de soldadura especialmente) vengan a perturbar, falsear o modificar la posición que deben tener, por consiguiente la geometría general del ensamblaje una vez realizado (ver por ejemplo GB-A-2283447).

El aprovisionamiento de un puesto de ensamblaje en piezas a unir unas con otras está asegurado por un útil de manutención (un robot) que entrega la pieza que transporta a un utillaje específico del puesto de ensamblaje, el cual asegura esta colocación precisa y su bridaje firme en esta posición. Esta disposición clásica presenta el gran inconveniente de tener que poner en práctica los útiles en el puesto de ensamblaje dedicados a cada pieza recibida. Como consecuencia, para pasar de una fabricación a otra, cuando se puede conservar un robot manipulador único, es necesario cambiar los útiles de puesta en posición y de bridaje del puesto de ensamblaje. Esta obligación constituye un límite importante a la flexibilidad del puesto de ensamblaje, es decir a su capacidad de acoger diferentes tipos de piezas. Conviene en efecto disponer de un juego de útiles por piezas y proveer el puesto de medios de cambio de útiles a fin de que éste se haga muy rápidamente. El puesto de ensamblaje se vuelve entonces muy lleno por unos medios de manutención de estos juegos de útiles (presentándose a menudo en forma de plataformas preequipadas). Es preciso además que estos medios de manutención sean de fabricación cuidada para que la colocación de los juegos de útiles esté tan precisa como posible en el puesto y no ocasione una dispersión inaceptable en la precisión de la colocación de las piezas a ensamblar. Además, estos cambios de útiles solicitan tiempo y éste es un factor de alargamiento de los tiempos de ciclo de realización de los ensamblajes, lo que necesariamente se traduce por un aumento de los costes de producción.

Hoy la precisión de los robots de manutención en el mando de su trayectoria y en las coordinadas de las posiciones iniciales y finales de esta trayectoria se vuelve del todo compatible con la precisión requerida para el posicionamiento de las piezas en el punto de referencia del puesto de ensamblaje. Resulta que se puede por cambio de programación de un robot de manutención, colocar de manera precisa diferentes piezas en el punto de referencia de ensamblaje, punto de referencia en el cual, por el juego igualmente de una programación adaptada y variable, es posible asignar una posición precisa a los útiles de ensamblaje tales como las pinzas de soldadura.

Es posible pues suprimir los útiles de posicionamiento específicos anteriormente necesarios a los puestos de ensamblaje. Sin embargo la estructura de un robot no permite resistir a los esfuerzos sufridos por las piezas debido a la acción de los útiles de ensamblaje para mantener fija la posición de cada pieza durante la operación de ensamblaje (soldadura por ejemplo). Existe entonces un riesgo importante de obtener un ensamblaje de geometría incorrecta.

Por la presente invención se pretende aportar una solución al ensamblaje de piezas (al menos dos) especialmente de carrocería automóvil que, aprovechando la precisión de los robots, permite simplificar considerablemente el utillaje de los puestos de ensamblaje y por esto hacer estos últimos aptos a recibir unas piezas de geometría diferente con una gran flexibilidad de empleo de estos puestos.

A tal efecto la invención tiene pues por objeto un procedimiento de mantenimiento en posición de una pieza en un puesto de ensamblaje según el cual, mediante un robot de manutención, se coloca la pieza en una posición determinada en el punto de referencia del puesto de ensamblaje, se cierra al menos una pinza sobre una parte solidaria a la pieza, estando la pinza montada deslizante libre en una guía del puesto de ensamblaje orientada paralelamente a la dirección de su sujeción y se bloquea el deslizamiento de la pinza sujetada sobre la pieza.

En otros términos, según el procedimiento de la invención, una vez la pieza colocada mediante el robot de posicionamiento, se sujeta sobre un soporte que hace parte del puesto de ensamblaje evitando que los esfuerzos de bridaje constituyan unos esfuerzos parásitos sobre la posición de la pieza, esfuerzos que no podría contrarrestar validamente el robot que la mantiene en su posición. Se comprenden efecto, por ejemplo, que una pinza que está montada deslizante sobre el soporte susodicho a lo largo de una guía paralela a la dirección de sujeción de sus mordazas no pueda ejercer esfuerzos según la dirección del deslizamiento. En consecuencia, el bridaje, en teoría, no crea ningún desplazamiento de la pieza. Una vez la pieza cogida entre las mordazas, basta con bloquear la pinza en su guía para que la pieza esté sujeta sobre el soporte sin que su posición definida por el robot haya sido modificada.

Existen varias posibilidades para bloquear la pinza, es decir suprimirle su grado de libertad a lo largo de su guía. En una primera realización, el bloqueo del deslizamiento está asegurado por la sujeción de al menos una segunda pinza deslizante cuya dirección de deslizamiento no es paralela a la de la pinza de la cual hay que suprimir el grado de libertad a lo largo de su guía.

En una segunda realización, el bloqueo del deslizamiento está asegurado por un freno que interviene entre la guía y el carro porta-pinza.

Según la geometría del ensamblaje a realizar, del número de piezas a colocar unas con relación a otras en el puesto de ensamblaje, el tamaño de estas piezas, la necesaria influencia del robot de manutención sobre éstas, y las libertades de acceso que conviene practicar para los útiles de ensamblaje, las pinzas de bridaje de la pieza sobre el soporte que forman parte del puesto de ensamblaje actúan sea directamente sobre la pieza, sea sobre una parte del robot que pertenece a su extremidad de prensión de la pieza.

Otras características y ventajas de la invención se harán evidentes con la descripción dada a continuación de manera no limitativa de dos ejemplos de realización de la invención.

Se hará referencia a los dibujos anexos entre los cuales:

- la figura 1 es la representación de una realización esquemática de un bridaje de una pieza en un puesto de ensamblaje según tres ejes ortogonales del punto de referencia del puesto de ensamblaje,

- la figura 2 es la representación de una variante de realización de un dispositivo poniendo en práctica el procedimiento de la invención.

A la figura 1 una mesa 1 representa la estructura de base del puesto de ensamblaje. Sobre esta mesa están dispuestos tres medios de bridaje 2, 3 y 4 de una chaoa 5 destinada a ensamblarse por ejemplo por puntos de soldadura 6 a otra pieza situada en el puesto de ensamblaje y no representada. La chapa 5 se trae en el punto de referencia del puesto de ensamblaje y se situada de manera precisa en éste por un robot 7 del cual sólo se ha representado esquemáticamente el prensor 7a al cual la pieza 5 está atada por un medio conocido (clipaje, ventosa,...).

Para las necesidades de las explicaciones se ha representado la pieza 5 por dos lengüetas laterales 5a y 5b que se utilizan para sujetar la pieza en un plano paralelo al plano del soporte 1 del puesto de ensamblaje.

Igualmente para las necesidades de la explicación se ha representado cada medio de sujeción como teniendo forma de una pinza que tiene, por ejemplo para el medio 2, dos mordazas 8 y 9 que están montadas deslizantes en un cuerpo 10 que comprende unas guías 11 y que pueden apartarse o acercarse una de otra mediante por ejemplo un gato no representado pero alojado en el interior del cuerpo 10.

El cuerpo 10 forma en cuanto a él un carro montado deslizante libre sobre una guía 12 que está fijada firmemente a la mesa 1 del puesto de ensamblaje. La guía 12 tiene en sus extremidades unos topes fijos 13 y 14 para las mordazas 8 y 9 a fin de limitar su distancia máxima.

Los órganos 3 y 4 representados esquemáticamente a la figura 1 son de misma estructura que el órgano 2. Mencionaremos sin embargo que el órgano 3 es ortogonal al órgano 2 y que el órgano 4 es ortogonal al órgano 2 y al órgano 3. Así los carros 10 de cada uno de los órganos 2, 3 y 4 que están paralelos a la dirección de sujeción-afloramiento de las mordazas 8 y 9 que comprenden, no son paralelos entre ellos.

Cuando el puesto de ensamblaje está a la espera de la pieza 5, las mordazas de cada par están apartadas al máximo una de otra, es decir que están en apoyo sobre los topes 13 y 14 de cada órgano de bridaje. Además, el órgano 4 que asegura el bridaje en altitud de la pieza 5 está escamoteado sea por inclinación como lo indica la flecha A sea por rotación alrededor de un eje perpendicular al soporte 1 como lo indica la flecha B. La abertura máxima de cada pinza define la dimensión máxima de la parte de pieza a apretar. Se entiende así que diferentes piezas pueden acogerse por estos medios de bridaje.

El robot 7 coloca la pieza en el punto de referencia del puesto de ensamblaje cuando los órganos de bridaje están en espera. Una vez la posición final alcanzada, se manda por un autómata no representado actuando sobre los gatos de desplazamiento de las mordazas, el acercamiento de estas mordazas una hacia otra. Previamente, en lo que se refiere al órgano 4 de bridaje de la pieza en altitud, se habrá accionado su puesta en servicio por rotación o inclinación según las flechas A o B.

Se entiende que, en el transcurso de la sujeción de los órganos de bridaje, una de las mordazas se apoya sobre la pieza 5 de manera que la prosecución de la sujeción acciona el acercamiento de la otra mordaza al mismo tiempo que el deslizamiento libre del soporte 10 de cada órgano. Solo hay pues, aplicado sobre la pieza 5, un esfuerzo mínimo que es igual al necesario para vencer los rozamientos entre el carro 10 y la guía 11, esfuerzo que se puede reducir al máximo si se pone en práctica entre el carro y la guía unos órganos de guiado de alta performancia tales como bolas o superficies de muy bajo coeficiente de rozamiento, esfuerzo que, teniendo en cuenta su poca importancia, puede ser encajado por el robot sin deformación por consiguiente sin modificación de la posición de la pieza 5.

Cuando la sujeción está terminada, es decir cuando las mordazas están apretadas sobre la pieza 5 con un esfuerzo determinado, esta pieza está perfectamente mantenida en el punto de referencia del puesto de ensamblaje y los esfuerzos de bridaje que la mantienen son suficientes para poder resistir, sin que se crea desplazamiento, a los esfuerzos que la pieza 5 sufrirá debido a los útiles de soldadura durante la realización de los puntos 6.

Se entiende en efecto que el desplazamiento del carro 10 a lo largo de la guía 12 encuentra una oposición firme del bridaje efectuado por el órgano 3 y el órgano 4. Es lo mismo para el desplazamiento de los carros de estos órganos 3 y 4. Esto se obtiene porque el grado de libertad lineal de los carros de cada órgano de bridaje se extiende en unas direcciones no paralelas a la de los otros.

En una variante de realización aplicable por ejemplo en el caso en que no sería posible prever unas direcciones de deslizamiento no paralelas entre los medios de bridaje o aplicable a título de seguridad suplementaria para suprimir el grado de libertad de cada carro, se puede colocar un dispositivo de inmovilización de cada carro con relación a su guía representada esquemáticamente en lo que se refiere al medio 2 por un gato 15 accionando un patín de frenado o de bloqueo del carro 10 sobre la guía 12.

En otros casos finalmente, puede ser interesante prever un grado de libertad suplementario a los dispositivos de bridaje según la invención que consistiría por ejemplo en que la guía 12 esté ella misma solidaria de la infraestructura (soporte 1) del puesto de ensamblaje mediante un eje de rotación que sería ortogonal a la dirección de deslizamiento de las mordazas. De la misma manera que anteriormente descrito, este grado de libertad en rotación puede dominarse por la sujeción de otros medios de bridaje, sea o además por la puesta en práctica de dispositivos de neutralización de este grado de libertad en rotación (frenos, bloqueo...).

Cuando a la figura 1 el bridaje de la pieza en posición en el puesto de ensamblaje está asegurado por unos medios que actúan directamente sobre ella, a la figura 2 se ha representado una variante de realización en la cual la parte 7a de prensión del robot de la pieza 16 colocada en el puesto de ensamblaje comprende unas extensiones 7b, 7c sobre las cuales se van a ejercer los medios de bridaje 17, 18, 19. El principio de bridaje es el mismo que el descrito referente a la figura 1, y los medios 17, 18, 19 comprenden las mismas características. Esta disposición es interesante en la medida en que conviene por ejemplo dejar un acceso suficientemente importante, en el puesto de ensamblaje, cerca de la pieza, para los útiles de ensamblaje como pueden ser las pinzas para soldar.

Claims (4)

1. Procedimiento de mantenimiento en posición de una pieza (5, 16) en un puesto de ensamblaje (1), caracterizado porque, mediante un robot (7) de manutención, se coloca la pieza (5, 16) en una posición determinada del punto de referencia del puesto de ensamblaje (1), porque se cierra al menos una pinza (2, 3, 4, 17, 18, 19) sobre una parte (5a, 5b, 7b, 7c), solidaria a la pieza, estando la pinza montada en deslizamiento libre en una guía (12) del puesto de ensamblaje (1) orientado paralelamente a la dirección de su sujeción y porque se bloquea el deslizamiento de la pinza sujetada sobre la pieza.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el bloqueo del deslizamiento está asegurado por la sujeción de al menos una segunda pinza deslizante cuya dirección de deslizamiento no es paralela a la de la pinza a inmovilizar.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el bloqueo del deslizamiento está asegurado por un freno (15).

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte solidaria a la pieza (16) está formada por un elemento (7b, 7c) del prensor (7a) del robot (7) mismo.