ES2242617T3 - Procedimiento de unimon. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para plegar una pieza de trabajo (12), que comprende los pasos de proporcionar un rodillo de plegar (4) que define una primera trayectoria (18) a lo largo de una porción de borde de la pieza de trabajo (12) y registrar esta trayectoria en medios de ordenador de medios de dispositivo de movimiento; aplicar una fuerza de empuje elástica al rodillo de plegar (4) mediante medios de dispositivo de movimiento para mover el rodillo de plegar (4) contra la pieza de trabajo (12) a lo largo de la porción de borde de la pieza de trabajo; definir una segunda trayectoria (19) a lo largo de una línea de circunferencia en el rodillo de plegar (4), caracterizado por los pasos de detectar la fuerza de empuje elástica mediante unos medios de sensor; generar una señal de salida desde los medios de sensor en respuesta a la fuerza de empuje elástica detectada; e introducir la señal de salida en los medios de dispositivo de movimiento para mantener las trayectorias primera y segunda en una relación predeterminada entre sí.
Description
Procedimiento de unión.
La presente invención se refiere a un
procedimiento parta plegar una pieza de trabajo que comprende las
operaciones o pasos de disponer un rodillo de plegar que define una
primera trayectoria a lo largo de una porción de borde de la pieza
de trabajo y que registra esta trayectoria en unos medios de
ordenador de medios de dispositivo de movimiento; aplicar una fuerza
de empuje elástica al rodillo de plegar mediante los medios de
dispositivo de movimiento para mover el rodillo de plegar contra la
pieza de trabajo a lo largo de la porción de borde de la pieza de
trabajo; definir una segunda trayectoria a lo largo de una línea de
circunferencia en el rodillo de plegar.
La presente invención se refiere también a un
aparato para plegar una pieza de trabajo, que comprende unos medios
de ordenador para definir y registrar una primera trayectoria a lo
largo de una porción de borde de la pieza de trabajo, y una segunda
trayectoria a lo largo de una línea de circunferencia en el rodillo
de plegar, y unos medios de dispositivo de movimiento para mover el
rodillo de plegar contra la porción de borde de la pieza de trabajo
y aplicar a la misma una fuerza de empuje elástica.
En la unión conjunta de dos partes o piezas
metálicas de chapa, en contextos tales en los que las demandas de
acabado superficial son elevadas, el plegado o el plegado con
rodillo se emplea frecuentemente como una alternativa superior a la
soldadura. El plegado con rodillo progresa de tal manera que a una
de las piezas de trabajo se le proporciona una porción de borde que
sobresale fuera sobre la otra pieza de trabajo, siendo la porción de
borde plegada hacia dentro sobre la otra pieza de trabajo y empujada
contra ella de manera que el borde de la otra pieza de trabajo se
acomodará entre la primera pieza de trabajo y su porción de borde
plegada encima. Durante el ciclo de trabajo, las piezas de trabajo
descansan encima de, y están fijas en cuanto a posición con relación
a, un lecho que definirá con ello la forma del pliegue acabado.
Para el plegado anteriormente mencionado sobre la
parte de borde de la primera pieza de trabajo, se hace uso de un
rodillo que es desplazado en la dirección longitudinal de la porción
de borde. Antes de la operación de plegar, la primera pieza de
trabajo tiene su porción de borde sobresaliendo aproximadamente en
ángulo recto o está al menos transversalmente dirigida en relación
con el plano de la porción de la pieza de trabajo que se sitúa
dentro de la porción de borde. El rodillo en entonces movido
generalmente en tres pasos diferentes a lo largo de la porción de
borde de manera que este, en un primer paso de plegado, es doblado
en aproximadamente 30º y, en un segundo paso de plegado, otros 30º
adicionales, aproximadamente. El siguiente y último paso de plegado
es el paso crucial, cuando se determina el acabado superficial de la
pieza de trabajo.
Los dos primeros pasos de plegado pueden ser
realizados sin requisito importante alguno sobre la precisión en las
posiciones relativas entre el rodillo de plegar y la porción de
borde de la pieza de trabajo. Esto también se aplica a la fuerza de
compresión que prevalece entre el rodillo de plegar y la porción de
borde.
Por otra parte, en lo que se refiere al paso
final en la operación de plegado, se platean exigencias
extremadamente elevadas sobre la precisión de movimiento, así como
exigencias sobre una cierta capacidad de elasticidad del rodillo.
Además, la fuerza de compresión procedente del rodillo sobre la
porción de borde que descansa sobre el lecho debe variar
frecuentemente a lo largo de la longitud de la porción de borde de
manera que, por ejemplo, en una "región de esquina" firmemente
doblada de la pieza de trabajo, la fuerza de compresión debe ser
reducida, ya que la porción de borde debe ser considerablemente más
estrecha en una tal región curvada.
El documento EP 577 876 muestra, con referencia a
las figuras 7 y 8; y 9 y 10, respectivamente, aparatos para plegar
con rodillo. Común a estas dos realizaciones es que un robot
industrial lleva un elemento de actuación extremo o cabezal de
plegado con dos componentes principales, en el que un componente
principal está conectado al robot industrial mientras que el otro
componente principal es movible en relación al primero hacia y desde
la pieza de trabajo. La construcción incluye un
servo-aparato por medio del cual se puede controlar
la posición mutua de los dos componentes principales con el fin de
variar con ello o realizar una fuerza elástica en el apoyo a tope
del rodillo de plegar contra la pieza de trabajo.
Se puede temer que las realizaciones descritas
adolezcan de serios inconvenientes en lo que respecta a la precisión
de la fuerza de apoyo del rodillo de plegar y su trayectoria de
movimiento debido a la interconexión movible de los componentes
principales del cabezal de plegar. Además, el cabezal de plegar
será, por supuesto, extremadamente complicado y caro.
Otros inconvenientes en la tecnología de la
técnica anterior residen en el hecho de que el aparato comprende, en
principio, dos mecanismos de movimiento diferentes, uno para
desplazamiento del cabezal de plegar y uno para desplazamiento del
rodillo de plegar en el cabezal de plegar. Esto implica que haya dos
fuentes de precisión defectuosa, tanto en lo que se refiere a la
fuerza de compresión como a la exactitud de la trayectoria de
movimiento del rodillo.
La presente invención tiene por objeto formular
el procedimiento expuesto a modo de introducción, de tal manera que
se eviten los inconvenientes inherentes a los métodos y aparatos de
la técnica anterior. En particular, la presente invención tiene por
objeto realizar un procedimiento que pueda ser puesto en práctica
sin el empleo de equipo especializado complicado y caro. Además, la
presente invención tiene por objeto realizar un procedimiento que
aporte ventajas de precisión en comparación con la tecnología de la
técnica conocida.
El objeto que constituye la base de la presente
invención se conseguirá si el procedimiento esbozado a modo de
introducción se caracteriza porque el procedimiento comprende además
los pasos de detectar la fuerza de empuje elástica mediante unos
medios sensores; generar una señal de salida desde los medios
sensores en respuesta a la fuerza de empuje elástica detectada; y
alimentar la señal de salida a los medios de dispositivo de
movimiento para mantener las trayectorias primera y segunda en una
relación predeterminada entre sí.
En lo que se refiere al aparato, el objeto se
alcanzará si el aparato está caracterizado por comprender además
unos medios sensores para detectar la fuerza de empuje elástica y
generar una señal de salida en respuesta a la fuerza de empuje
elástica detectada; y los medios de dispositivo de movimiento
incluyen medios de entrada para la señal de salida, para mantener
las trayectorias primera y segunda en una relación mutua
predeterminada.
Como resultado de esta característica, se
obtendrán sobre todo ventajas en relación con la simplicidad del
equipo.
La presente invención se describirá ahora con
mayor detalle en lo que sigue haciendo referencia particular a los
dibujos que se acompañan. En los dibujos que se acompañan:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un
cabezal de plegar montado en un robot industrial, destinado a ser
empleado para poner en práctica el procedimiento;
La figura 2 es una sección parcial a través de
una pieza de trabajo, la base o lecho sobre el que descansa la pieza
de trabajo y el rodillo de plegar; y
La figura 3 muestra una porción inferior de un
cabezal de plegar modificado, visto en la dirección de acuerdo con
la flecha C de la figura 1.
La presente invención se describirá en lo que
sigue a modo de ejemplo según se aplica a un robot industrial.
Naturalmente, sin embargo, se puede aplicar a cualquier otro tipo de
dispositivo de movimiento o manipulador que esté provisto del
sistema de control y que pueda realizar el modelo de movimiento
relativo requerido entre una pieza de trabajo y un rodillo de
plegar. Así, a la expresión dispositivo de movimiento se le ha de
dar una tan amplia interpretación como para incluir también un
aparato que desplace una pieza de trabajo en relación a un rodillo
de plegar dispuesto de manera fija, así como a aparatos en los que
se muevan tanto la pieza de trabajo como el rodillo de plegar.
En la figura 1 las líneas discontinuas indican un
dispositivo de movimiento o manipulador 1 incluido en un robot
industrial, siendo el manipulador la parte del robot industrial que
es movible a lo largo de trayectorias de movimiento extremadamente
complicadas y que sirve para asegurar que elementos de actuación
extremos o equipo manejen el robot. Los números de referencia 2 y 3
se refieren a primer y segundo miembros de soporte, miembros de
soporte en los que el miembro de soporte primero o superior 2 está
asegurado al manipulador 1 del robot por medio de dispositivos de
acoplamiento rápido apropiados o uniones de pernos. El miembro de
soporte segundo o inferior 3 soporta, en cada lado, un rodillo de
plegar 4 que está apoyado en rotación con respecto al segundo
miembro de soporte y que es rotativo alrededor de un eje común 5.
Los rodillos de plegar 4 están destinados a estar en contacto con y
empujar contra una porción de borde 10 de la pieza de trabajo 12 que
descansa sobre un lecho 13 (figura 2) y que se ha de plegar. De este
modo, el rodillo de plegar se ha de mover a lo largo de una
trayectoria de plegado.
El segundo miembro de soporte 3 es movible con
relación al primer miembro de soporte 2 y, en particular, es
pivotante con relación al mismo alrededor de un segundo eje 6 que
está situado a cierta distancia del primer eje 5 y el anclaje del
primer miembro de soporte 2 en el manipulador 1. Esto implica que el
segundo miembro de soporte 3 pueda ejecutar un movimiento pivotante
de péndulo alrededor del segundo eje 6, por lo que el rodillo de
plegar 4 puede ser hecho moverse hacia y desde la porción de borde
10 de la pieza de trabajo.
La capacidad de pivotamiento del segundo miembro
de soporte 3 en relación con el primer miembro de soporte 2 se
consigue por el hecho de que el segundo miembro de soporte se
acomoda entre dos alas, en las que sólo el ala 9 está mostrada en la
figura. Un árbol de cojinete 11 se extiende a través de las dos alas
y define el segundo eje de pivotamiento 6. La región de movimiento
del segundo miembro de soporte 3 está restringida por la presencia
de un pasador de fijación 14 que se extiende a través de ambas alas
y a través de un rebaje curvado en arco del segundo miembro 3.
Entre los dos miembros de soporte hay dispuesto
un fuelle de caucho 15 que tiene una entrada 16 para aire.
Mediante el suministro de aire a presión al
interior del fuelle, el fuelle puede ser hecho funcionar como un
muelle por medio del cual el rodillo de plegar 4 puede ser mantenido
elásticamente empujado contra la pieza de trabajo 12.
Sin embargo, también es posible aumentar la
presión en el fuelle 15 hasta un nivel tal que el segundo miembro de
soporte 3 se fije en apoyo contra el pasador de fijación 14. En este
estado, el rodillo de plegar 4 está solidariamente interconectado al
manipulador 1 del robot industrial y, como consecuencia, sigue
subordinadamente sus movimientos.
Resultará evidente de lo anterior que en estos
estados funcionales, en los que el fuelle tiene una presión tan alta
que no ocurre movimiento entre el rodillo de plegar y el
manipulador, el rodillo de plegar puede también estar directamente
conectado al manipulador por intermedio de una porción de conexión
totalmente rígida 17 (figura 2).
En la producción de la pieza de trabajo 2, se
traza una línea a lo largo de la parte de borde 10, estando la línea
representada por el punto 18 de la figura 2. Esta línea a lo largo
de la periferia de la pieza de trabajo 12 se describe en archivos de
ordenador que son transferidos al sistema de control del robot
industrial. Como consecuencia, el robot resulta conocedor de la
trayectoria que se ha de seguir por parte del rodillo de plegar 4 en
la ejecución de un ciclo de plegado.
Con el fin de situar el rodillo de plegar 4 de
una manera particular con relación a la línea 18, se define una
línea de circunferencia 19 en el rodillo de plegar y esta línea de
circunferencia se representa en la figura 2 por el punto 19.
Mediante el desplazamiento de la línea de circunferencia 19 con
relación a la línea 18 en respuesta a dimensiones materiales,
anchura de plegado, etc., que se realiza mediante el empleo del
sistema de control del robot, se puede conseguir la posición mutua
deseada entre el rodillo de plegar y la porción de borde 10 a lo
largo de toda la circunferencia de la pieza de trabajo. El rodillo
de plegar 4 puede, por lo tanto, ser hecho seguir la trayectoria de
plegado deseada a lo largo de la porción de borde 10.
Otro método de informar al sistema de control del
robot industrial acerca de la trayectoria de plegado deseada puede
consistir en permitir a un rodillo específico de sensores, de borde
estrecho, seguir y explorar ya sea la porción de borde 10 o una
porción del lecho 13 situada próxima a la porción de borde. Mediante
tal exploración, puede ser transferida información al sistema de
control del robot industrial en cuanto a la trayectoria ha de seguir
a continuación en funcionamiento el rodillo de plegar 4.
Cuando se realiza a continuación una operación de
plegar, y en particular su fase final, debe tener lugar la
corrección de la trayectoria del rodillo de plegar 4 con relación a
la trayectoria deseada programada en el robot, si el resultado final
ha de ser el deseado. Esta corrección incluye variaciones de la
fuerza de apoyo a tope del rodillo de plegar contra la pieza de
trabajo 12 a lo largo de la trayectoria de plegado, movimientos
elásticos en el rodillo de plegar, etc.
La elasticidad con la que actúa el robot de
acuerdo con la presente invención puede ser pasiva o activa.
La elasticidad pasiva se consigue por medio de un
elemento de muelle tal como un muelle helicoidal, muelle de torsión,
un elemento de caucho elástico, un muelle de gas, etc., y no
requiere detección del apoyo del rodillo 4 contra la pieza de
trabajo.
La elasticidad activa está basada en el concepto
de que la fuerza de apoyo del rodillo 4 contra la pieza de trabajo
puede ser detectada por medio de un sensor. Un dispositivo de
generación de fuerza empuja entonces el rodillo 4 más o menos
forzadamente contra la pieza de trabajo 12 en respuesta a la señal
de salida procedente del sensor de manea que la fuerza de apoyo del
rodillo es mantenida al nivel deseado.
En la figura 2, la porción de borde 10 se
proyecta aproximadamente en ángulo recto desde la pieza de trabajo
12, y se ha de observar que ha sido omitida de la figura una segunda
pieza de trabajo que ha de ser plegada junto con la pieza de trabajo
12.
En un primer paso del ciclo de plegado, la
porción de borde 10 es plegada desde la posición ilustrada por
líneas llenas en la figura 2 y es, en este caso, doblada del orden
de 30º hacia dentro sobre la parte principal o mayor de la pieza de
trabajo 12 hasta una posición que está ilustrada por la línea
discontinua 20. Los requisitos de precisión durante este primer paso
del ciclo de plegado son bajos, por cuya razón el rodillo de plegar
4 puede ser mantenido rígido e inmóvil con relación al manipulador
1.
Una segunda fase en el ciclo de plegado es
realizada cuando la porción de borde es plegada desde la posición
ilustrada por la línea discontinua 20 hasta una nueva posición que
se ilustra aproximadamente por la línea discontinua 21. Asimismo,
durante este segundo paso en el ciclo de plegado, los requisitos de
precisión son bajos, tanto en lo que se refiere al posicionamiento
relativo entre el rodillo de plegar y la porción de borde 10 como
también en cuanto a la presión de apoyo procedente del rodillo de
plegar contra la porción de borde. En consecuencia, también durante
este segundo paso, el rodillo de plegar 4 puede estar rígido e
inmóvil con relación al manipulador 1.
Con un cabezal de plegar de acuerdo con la figura
1, esto implica que los dos pasos anteriormente descritos del
procedimiento de plegar se realizan con una presión tan alta en el
fuelle 15 que el miembro de soporte inferior 3 está fijo en cuanto a
posición como consecuencia del empuje contra el pasador de fijación
14 realizado por el fuelle 15.
En la terminación del paso final del ciclo de
plegado, es decir, el plegado de la porción de borde 10 desde la
posición ilustrada por medio de la línea discontinua 21 hasta una
posición aproximadamente paralela a la parte principal de la pieza
de trabajo 12 y en apoyo contra la segunda pieza de trabajo (no
mostrada en la figura 2), son considerables los requisitos en cuanto
a precisión, elasticidad y control de potencia.
En el paso final del ciclo de plegado, es decir,
el plegado final, el rodillo de plegar 4 es movido con una fuerza de
empuje elástica contra la pieza de trabajo 12 en una trayectoria a
lo largo de ella. Con el fin de compensar inexactitudes tales como
las que posiblemente puedan ocurrir en la trayectoria de movimiento,
es esencial que al rodillo de plegar 4 le sea permitido saltar
elásticamente en dirección hacia y desde la porción de borde 10. De
acuerdo con la presente invención, esta función elástica es
realizada en el robot industrial. En tal caso, la fuerza de empuje
del rodillo de plegar 4 contra la porción de borde 10 es detectada
por medio de un sensor que está integrado o incluido en el robot
industrial. La señal de salida procedente de este sensor es
introducida en el sistema de control del robot industrial de manera
que el propio robot industrial, con sus propios dispositivos de
movimiento, puede realizar la capacidad de elasticidad
necesaria.
En una realización de la invención, el sensor que
es empleado para la medición de la fuerza de apoyo del rodillo de
plegar contra la pieza de trabajo 12 es uno o más de los motores de
accionamiento incluidos en el robot. Esto es posible mediante la
detección de la corriente que es alimentada, a voltaje constante, a
los motores de accionamiento.
En otra realización de la presente invención, se
hace uso de un sensor concreto que se sitúa positivamente entre el
rodillo de plegar 4 y los dispositivos de generación de potencia del
robot, es decir, sus motores de accionamiento. En una realización,
este sensor se sitúa en la interfaz ente el cabezal de plegar y el
manipulador 1.
Sin embargo, en una realización de acuerdo con la
figura 1, el fuelle 15 puede ser utilizado también como un sensor
para emitir una señal al sistema de control del robot, el cual
controla con ello los motores de accionamiento del robot de tal
manera que se consigue el requisito de elasticidad. Si al fuelle se
le proporciona una presión interior tan elevada que, en principio,
ya no funcione como un muelle, sino que no ha sido todavía empujado
el segundo miembro de soporte 3 a la posición de parada o tope
contra el pasador de fijación 14, y si su entrada 16 está cerrada,
la presión interior del fuelle 15 puede ser detectada y utilizada
como una señal de entrada al sistema de control del robot.
La figura 3 muestra un cabezal de plegar
modificado que está diseñado, al menos durante el plegado final,
para ofrecer incluso mejor precisión. El cabezal de plegar tiene,
además del rodillo de plegar 4, un rodillo de guía 22 que está
diseñado para seguir una trayectoria de guía 23 en el lecho 13. En
la realización ilustrada, el rodillo de guía 22 tiene un eje de
rotación 24 que discurre en la dirección vertical del cabezal de
plegar y aproximadamente paralela a la dirección en la que se mueve
el rodillo de plegar 4 en un movimiento elástico hacia y desde la
pieza de trabajo durante el plegado final. La orientación ilustrada
de la trayectoria de guía 23 y el rodillo de guía 22 entraña que el
rodillo de plegar 4 sea guiado de manera extremadamente segura en la
dirección lateral del pliegue que está en el proceso de ser
producido.
En la realización de acuerdo con la figura 3, el
rodillo de guía 22 puede tener una trayectoria de marcha con un
revestimiento de un material deformable elásticamente o elástico tal
como plástico o material de caucho. Alternativamente, tal material
puede estar dispuesto en la trayectoria de guía 23.
Claims (8)
1. Un procedimiento para plegar una pieza de
trabajo (12), que comprende los pasos de proporcionar un rodillo de
plegar (4) que define una primera trayectoria (18) a lo largo de una
porción de borde de la pieza de trabajo (12) y registrar esta
trayectoria en medios de ordenador de medios de dispositivo de
movimiento; aplicar una fuerza de empuje elástica al rodillo de
plegar (4) mediante medios de dispositivo de movimiento para mover
el rodillo de plegar (4) contra la pieza de trabajo (12) a lo largo
de la porción de borde de la pieza de trabajo; definir una segunda
trayectoria (19) a lo largo de una línea de circunferencia en el
rodillo de plegar (4), caracterizado por los pasos de
detectar la fuerza de empuje elástica mediante unos medios de
sensor; generar una señal de salida desde los medios de sensor en
respuesta a la fuerza de empuje elástica detectada; e introducir la
señal de salida en los medios de dispositivo de movimiento para
mantener las trayectorias primera y segunda en una relación
predeterminada entre sí.
2. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque los medios de sensor
comprenden medios de accionamiento incluidos en los medios de
dispositivo de movimiento.
3. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque los medios de sensor
se disponen positivamente entre el rodillo de plegar y los medios
de dispositivo de movimiento.
4. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el rodillo de plegar
(4) está guiado, al menos durante un paso final del ciclo de
plegado, en una dirección lateral con respecto al pliegue, en el que
un rodillo de guía (22) sigue la trayectoria (23) en el lecho (13)
sobre la base o el que descansa la pieza de trabajo (12).
5. Un aparato para plegar una pieza de trabajo
(12) que comprende un rodillo de plegar (4), unos medios de
ordenador para definir y registrar una primera trayectoria (18) a lo
largo de una porción de borde de la pieza de trabajo, y una segunda
trayectoria (19) a lo largo de una línea de circunferencia en el
rodillo de plegar (4); y unos medios de dispositivo de movimiento
para mover el rodillo de plegar (4) contra la porción de borde de
la pieza de trabajo (12) y aplicar una fuerza de empuje elástica a
la misma, caracterizado porque el aparato comprende además
unos medios de sensor para detectar la fuerza de empuje elástica y
generar una señal de salida en respuesta a la fuerza de empuje
elástica detectada; y los medios de dispositivo de movimiento
incluyen medios de entrada para la señal de salida, con el fin de
mantener las trayectorias primera (18) y segunda (19) en una
relación predeterminada entre sí.
6. El aparato de acuerdo con la reivindicación 5,
caracterizado porque los medios de sensor comprenden medios
de accionamiento incluidos en los medios de dispositivo de
movimiento.
7. El aparato de acuerdo con la reivindicación 5,
caracterizado porque los medios de sensor están dispuestos
positivamente entre el rodillo de plegar y los medios de dispositivo
de movimiento.
8. El aparato de acuerdo con la reivindicación 5,
caracterizado porque comprende además un rodillo de guía (22)
que guía el rodillo de plegar (4) en una dirección lateral.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9901397 | 1999-04-19 | ||
| SE9901397A SE514087C2 (sv) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | Förfarande vid sammanfogning |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2242617T3 true ES2242617T3 (es) | 2005-11-16 |
Family
ID=20415273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00928012T Expired - Lifetime ES2242617T3 (es) | 1999-04-19 | 2000-03-20 | Procedimiento de unimon. |
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