ES2262105T3 - Dispositivo de remachado y procedimiento de remachado asociado. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de remachar que comprende un punzón (9) y una matriz correspondiente (15) dispuestos enfrentados en un soporte (2), estando la matriz (15) destinada a ser situada a contacto con al menos un elemento que se va a ensamblar (21, 22) antes de la acción del punzón (9), mediante desplazamiento del soporte (2) en una fase de aproximación, caracterizado por el hecho de que la matriz (15) está montada móvil sobre el soporte (2) entre una posición de salida de detección de acercamiento y una posición de entrada de tope, prevista para la acción de punzonamiento.

Description

Dispositivo de remachado y procedimiento de remachado asociado.

La presente invención se refiere a un dispositivo de remachar, más particularmente a un dispositivo de remachar que comprende un punzón y una matriz dispuestos sobre un soporte móvil, véase por ejemplo el documento US-A-4955119.

Se puede utilizar para la fijación entre ellas de chapas, y principalmente la fijación de chapas de un vehículo automóvil, un procedimiento de fijación por remachado en el cual chapas son colocadas en contacto, una matriz es presentada de un lado de las chapas que se van a ensamblar, y un punzón aplica un esfuerzo sobre las chapas enfrente de la matriz, de modo que deforme las chapas con el fin de obtener un punto de fijación.

Se puede prever un conjunto de remachar que comprende un soporte, o "cabeza", previsto con una matriz y un punzón correspondiente. La cabeza móvil es desplazada en diferentes puntos para realizar puntos de fijación para el ensamblaje de las chapas.

Sin embargo, la colocación de las chapas que se van a fijar puede ser efectuada con una cierta tolerancia. Cuando la cabeza de remachar es desplazada por el robot para situar la matriz en contacto con la chapa que se va a ensamblar, si la chapa no está exactamente en la posición de referencia, la matriz de punzonar o remachar puede aplicar un cierto esfuerzo sobre la chapa, y puede producirse una cierta deformación de la chapa. Si la deformación es importante, esta deformación de la chapa puede quedar de forma permanente. Tal deformación podrá ser visible, por ejemplo sobre la pintura de la chapa de un vehículo automóvil, lo que perjudica a la apreciación exterior de la calidad del vehículo. Tal deformación puede producir por consiguiente defectos de ensamblaje de piezas aplicadas sobre la chapa, como de partes que se abren de un vehículo automóvil.

La presente invención tiene por objeto un dispositivo de remachar mejorado, y en particular un dispositivo tal que permita el ensamblaje de chapas evitando la introducción de deformación permanente.

La invención tiene igualmente por objeto un dispositivo de remachar que permite una colocación del soporte a pesar de los defectos de colocación de los elementos que se van a ensamblar.

La invención tiene también por objeto un dispositivo de remachar que pueda ser obtenido de forma simple a partir de un dispositivo preexistente y que pueda ser obtenido con un coste de fabricación bajo.

Tal dispositivo de remachar comprende un punzón y una matriz correspondiente dispuestos enfrentados en un soporte, estando la matriz destinada a ser situada en contacto con un elemento que se va a ensamblar antes de la acción del punzón, por desplazamiento del soporte en una fase de aproximación, estando la matriz montada móvil sobre el soporte entre una posición de salida de detección de acercamiento y una posición de entrada en tope, prevista para la acción de punzonamiento.

La matriz montada móvil sobre el soporte permite, durante el desplazamiento del soporte, que la matriz entre en contacto con el elemento que se va a ensamblar, y que el soporte pueda todavía desplazarse con relación al elemento que se va a ensamblar (por ejemplo a remachar) sin introducir tensión en el elemento que se va a ensamblar. Así, cuando la matriz se sitúa en contacto con el elemento que se va a ensamblar, la matriz se desplaza desde la posición de salida hacia la posición de entrada. Este desplazamiento permite detectar el acercamiento. El soporte es desplazado hasta que la matriz se sitúa en posición de tope, en la cual es apta para cooperar con el punzón.

Preferentemente, la matriz es móvil según un eje de desplazamiento del soporte en fase de aproximación.

En un modo de realización, se prevé que un recorrido de desplazamiento de la matriz sea sensiblemente igual a una distancia de parada mínima del soporte que se desplaza a una velocidad de aproximación determinada. Así, una vez detectado el contacto de la matriz con el elemento que se va a ensamblar, se activa una parada del soporte y, teniendo en cuenta la inercia de parada del soporte, este último se detendrá definitivamente cuando la matriz está sensiblemente en posición de tope.

Si la distancia de parada del soporte es ligeramente superior al recorrido de la matriz, ello no es un inconveniente en la medida en que se introducen pequeñas tensiones en el elemento que se va a ensamblar por la colocación de la matriz.

En un modo de realización, se puede prever un recorrido de desplazamiento de la matriz sensiblemente superior a una distancia de parada mínima del soporte que se desplaza a una velocidad de aproximación determinada. En este caso, se podrá, tras la detección del contacto entre la matriz y el elemento que se va a remachar, accionar una ralentización progresiva del soporte que se está aproximando hasta que la matriz se coloque en posición de tope.

En un modo de realización, el dispositivo comprende un captador de desplazamiento de la matriz con respecto al soporte, y un módulo de mando o control de desplazamiento del soporte apto para controlar parámetros de desplazamiento de soporte en función de una señal de medida proporcionada por el captador. El captador de desplazamiento puede ser un captador que indique si la matriz está en posición de salida o no para detectar el acercamiento o un captador de desplazamiento que permita conocer la posición de la matriz entre la posición de salida y la posición de entrada, incluso su velocidad y su aceleración con relación al soporte.

En un modo de realización, la matriz es mantenida en posición de salida mediante un elemento elástico. Así, cuando la matriz no está en contacto con el elemento que se va a remachar, se sitúa en posición de salida de forma que permita la detección del contacto suficientemente pronto para permitir un accionamiento de parada del soporte.

En un modo de realización, el soporte está montado en la extremidad de un brazo articulado de un robot de punzonamiento.

La invención se refiere igualmente a un procedimiento de mando de un dispositivo de remachar que comprende un soporte que soporta un punzón y una matriz correspondiente situada enfrente, estando la matriz montada en el soporte con posibilidad de desplazamiento entre una posición de salida de detección de acercamiento y una posición en tope para el punzonamiento, en la cual se desplaza el soporte a una velocidad de aproximación determinada para situar la matriz en contacto con un elemento que se va a ensamblar, se detecta el acercamiento por un desplazamiento de la matriz con respecto al soporte, y se acciona una parada del desplazamiento del soporte.

En un modo de puesta en práctica, se controla una parada neta del soporte de forma que la inercia de parada del soporte provoca un desplazamiento suplementario del soporte hasta que la matriz se coloca de nuevo en posición de tope.

En un modo de puesta en práctica, se controla una parada progresiva del soporte hasta que la matriz se coloca sensiblemente en posición de tope.

La presente invención y sus ventajas se comprenderán mejor con el estudio de la descripción detallada de un modo de realización tomada a título de ejemplo no limitativo e ilustrado por las figuras 1 a 5 adjuntas, que representan un dispositivo de remachar según un aspecto de la invención en diferentes posiciones en el curso de la realización de un punto de remachar.

En la figura 1, un dispositivo de remachar referenciado 1 en su conjunto comprende un soporte 2 de forma general en C y que comprende una rama superior 3, una rama inferior 4, estando las citadas ramas superior 3 e inferior 4 unidas mediante una porción central 5. El dispositivo de remachar comprende un conjunto de punzón 6 fijado a la extremidad libre de la rama superior 3 opuesta a la porción central 5, y un conjunto de matriz o buterola 7 dispuesto en la extremidad libre de la rama inferior 4 opuesta a la porción central 5.

El conjunto de punzón 6 comprende una caja 8 en la cual puede deslizar un punzón 9 que comprende un vástago 10 y una cabeza de punzonamiento 11, pudiendo el punzón 9 desplazarse en dirección del conjunto de buterolas 7 saliendo o entrando de la caja 8. Para accionar un desplazamiento del punzón 9 y aplicar un esfuerzo de punzonamiento, se puede prever un accionador eléctrico o un accionador del tipo pistón/cilindro en la caja 8, no representado en las figuras por razones de simplificación de los dibujos, y pudiendo ser alimentado por un conducto hidráulico 12 que desemboca en la caja 8 del lado opuesto al punzón 9.

El conjunto de buterola 7 comprende una base 13 fijada a la extremidad de la rama inferior 4, estando la base 13 provista de un agujero ciego o de empuje 14 dispuesto en el alineamiento del punzón 9 del conjunto de punzón 6. Una buterola 15 comprende un vástago 16 y una cabeza que forma matriz 17. El vástago 16 de la buterola 15 está dispuesto deslizante axialmente en el agujero ciego o de empuje 14 de forma que la buterola 15 pueda desplazarse entre una posición de entrada en tope (figuras 3, 4), en la cual la cabeza 17 topa sobre la base 13, y una posición de salida de detección de acercamiento (figuras 1, 2 y 5). La buterola 15 está situado enfrente del punzón 9 de forma que la cabeza de la buterola 17 presenta una cavidad de concavidad orientada hacia el punzón 9 y sensiblemente en concordancia de forma con la cabeza de 11 del punzón 9 para permitir la deformación de elementos del tipo de chapa dispuestos entre la buterola 15 y el punzón 9. Un resorte o elemento elástico 18 está dispuesto en el agujero ciego o de empuje 14 entre el fondo del agujero o respaldo 14 y la extremidad libre del vástago 16 de la buterola 15. El resorte 18 empuja a la buterola 15 en posición de salida. Se puede prever una parada, no representada en el dibujo, para impedir una salida completa de la buterola 15. La buterola 15 puede desplazarse entre la posición de salida determinada por la citada parada y la posición de entrada en la cual la cabeza 17 de la buterola se apoya sobre la base 13. El recorrido de la buterola es la distancia entre la cabeza 17 de buterola 15 en posición de salida y la base 13. El conjunto de buterola 7 comprende además un captador de posición 19 apto para detectar la posición del vástago 16 de la buterola 15 en el agujero ciego o de empuje 14.

El dispositivo de remachar 1 comprende además un módulo de mando 20 unido mediante una unión al captador de posición 19. El módulo de accionamiento 20 comprende de forma conocida medios de memoria y un microprocesador aptos para ejecutar un programa de ordenador almacenado en los medios de memoria y que permite el control del dispositivo de remachar 1, y principalmente el control de un robot articulado no representado y previsto para desplazar al soporte 2.

Tal como se representa en la figura 1, el punzón 9 se encuentra en posición de entrada, y la buterola 15 se encuentra en posición de salida. El soporte 2 se encuentra en una posición de referencia hacia la cual es llevado previamente. En esta posición, el punzón 9 y la buterola 15 se sitúan a uno y otro lado de dos elementos que se van a ensamblar, presentándose en forma de una primera y una segunda chapas 21, 22 dispuestas de forma plana una sobre la otra.

Una vez que el soporte 2 ha sido llevado a la posición de referencia, el soporte 2 es desplazado, durante una fase de aproximación, en el sentido indicado por la flecha F1, y que está alineado con la dirección de punzonamiento, es decir, la dirección de desplazamiento del punzón 9, y de alineamiento del punzón 9 con la buterola 15.

Las figuras 2 a 5 se describen a continuación conservando las referencias utilizadas para la figura 1.

En la figura 2, el soporte 2 se ha desplazado en el sentido indicado por la flecha F1 hasta que la cabeza de la buterola 17 se sitúa en contacto con una cara inferior 23 de la segunda chapa 22 orientada del lado del conjunto de buterola 7. Si el soporte 2 continúa ligeramente su desplazamiento, la buterola 15, que es retenido por los elementos que se van a ensamblar 22, 21, se desplaza con respecto a la base 13 del soporte 2. La buterola 15 entra en el agujero ciego o de empuje 14 como se indica mediante la flecha F2. En el momento en el que la buterola 15 comienza a desplazarse con relación a la base 13, este desplazamiento puede ser detectado por el captador de posición 19 y transmitido al módulo de mando 20. En este caso, el módulo de mando 20 controla una parada del soporte 2.

Sin embargo, teniendo en cuenta la inercia de parada del soporte 2, el soporte 2 continúa desplazándose con respecto a los elementos que se van a ensamblar 21 y 22, continuando la buterola 15 entrando en la base 13, como se indica mediante la flecha F2.

En la figura 3, que corresponde a la etapa siguiente, el soporte 2 es inmovilizado. La buterola 15 se sitúa de nuevo en su posición de tope, en la cual la cabeza de buterola 17 se apoya por su zona de mayor diámetro directamente sobre la base 13. La cabeza de buterola 17 está igualmente en contacto con la cara inferior 23 del segundo elemento que se va a ensamblar 22.

En la figura 4, la salida del punzón 9 ha sido controlada de forma que la cabeza del punzón 11 se ha desplazado hacia abajo hasta situarse en contacto con los elementos que se van a ensamblar 21, 22 para deformar localmente estos últimos por penetración en la matriz formada por la cabeza de la buterola 17.

Habiendo venido la cabeza de buterola 17 a topar directamente sobre la base 13, la colocación de la cabeza de buterola 17 es segura y sin juego con respecto a la posición de la cabeza de punzón 11 de forma que el ensamblaje puede ser controlado de forma satisfactoria para obtener un punto de fijación de las características de uniformidad y de resistencia satisfactorias.

A continuación, como se representa en la figura 5, el punzón 9 es subido como se ilustra mediante la flecha F4, después el soporte 2 es bajado como se ilustra mediante la flecha F5, alejándose la base 13 del soporte 2 de los elementos que se van a ensamblar 21, 22. La buterola 15, empujada en posición de salida por el resorte 18 (figura 1), sube de nuevo hacia su posición de salida de detección de acercamiento de forma que está listo para la operación siguiente de remachado.

Se ha descrito un modo de realización de un procedimiento de remachar en el cual la parada del soporte 2 es controlada de forma brutal, provocando la inercia de parada del soporte 2 un desplazamiento suplementario del soporte 2 hasta que la base 13 del conjunto de buterola 7 se sitúa directamente en contacto con la cabeza de buterola 17 con el fin de asegurar un mantenimiento satisfactorio de la buterola 15 durante el punzonamiento.

Para hacer esto, se comprende que el recorrido de la buterola permitido entre la posición de salida de detección de acercamiento y la posición de entrada en tope, debe ser sensiblemente igual o inferior a la distancia necesaria a la parada del soporte 2 cuando este último se desplaza a una velocidad de aproximación determinada. Se ha de entender que, en el caso en el que la distancia de parada del soporte móvil 2 es superior al recorrido de la buterola 15, el desplazamiento suplementario deberá ser suficientemente reducido para evitar la introducción de deformaciones permanentes en los elementos que se van a ensamblar, más allá de una zona de deformación de punzonamiento.

Se ha de entender que se podrá prever adaptar la velocidad de aproximación del soporte 2 en función del recorrido de la buterola 15 del que se dispone. Sin embargo, se debe tener en cuenta el hecho de que es preferible reducir un tiempo de punzonamiento para reducir el tiempo necesario para la formación de los diferentes puntos de fijación entre los elementos que se van a ensamblar.

En otro modo de puesta en práctica, se puede prever ordenar una parada progresiva del soporte 2, de forma controlada, por medio del módulo de mando 20, de forma que provoque, tras la detección del acoplamiento de la cabeza de buterola 17 sobre la cara inferior 23 del elemento que se va a ensamblar 22, un desplazamiento suplementario del soporte 2 hasta que la buterola 15 vuelva a su posición de tope.

Para hacer esto, la parada progresiva podrá ser controlada de forma predeterminada en función del recorrido de la buterola 15 y de la velocidad de aproximación determinada del soporte 2. Se puede prever que el captador de posición 19 utilizado permita conocer la posición de la buterola 15 a lo largo de su desplazamiento, y que el módulo de mando 20 permita controlar la posición del soporte 2 con un bucle de regulación que tiene en cuenta la información de posición de la buterola 15.

El término "remachar" puede incluir los procedimientos siguientes, para los cuales la invención puede aplicarse indiferentemente: engatillado, remachado autopunzonador, punzonamiento. Igualmente, el término "punzonamiento" puede ser reemplazado por "ensamblaje", según el procedimiento considerado.

Gracias a la invención, se obtiene un dispositivo de remachar que permite situar a una matriz o buterola en posición de punzonamiento, es decir en contacto con elementos que se van a ensamblar, de forma precisa, y sin inducir deformaciones en los elementos que se van a ensamblar más allá de una zona de deformación del punto de fijación. El dispositivo de remachar puede ser obtenido fácilmente, a partir de dispositivos preexistentes, y con un coste de fabricación bajo.

Claims (10)

1. Dispositivo de remachar que comprende un punzón (9) y una matriz correspondiente (15) dispuestos enfrentados en un soporte (2), estando la matriz (15) destinada a ser situada a contacto con al menos un elemento que se va a ensamblar (21, 22) antes de la acción del punzón (9), mediante desplazamiento del soporte (2) en una fase de aproximación, caracterizado por el hecho de que la matriz (15) está montada móvil sobre el soporte (2) entre una posición de salida de detección de acercamiento y una posición de entrada de tope, prevista para la acción de punzonamiento.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la matriz es móvil sobre el soporte (2) según un eje de desplazamiento del soporte (2) en fase de aproximación.

3. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que un recorrido de desplazamiento de la matriz (15) es sensiblemente igual a una distancia de parada mínima del soporte (2) desplazándose a una velocidad de aproximación determinada.

4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que un recorrido de desplazamiento de la matriz (15) es sensiblemente inferior a una distancia de parada mínima del soporte (2) desplazándose a una velocidad de aproximación determinada.

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que comprende un captador de posición (19) de la matriz (15) con respecto al soporte (2), y un módulo de mando o control de desplazamiento (20) del soporte (2) apto para controlar parámetros de desplazamiento del soporte en función de una señal de medida proporcionada por el captador (19).

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la matriz (15) es cargada en posición de salida mediante un elemento elástico (18).

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el soporte (2) está montado en la extremidad de un brazo articulado de un robot de punzonamiento.

8. Procedimiento de mando de un dispositivo de remachar que comprende un soporte (2) que soporta un punzón (19) y una matriz (15) correspondiente situado enfrente, estando la matriz (15) montada sobre el soporte (2) con posibilidad de desplazamiento entre una posición de salida de detección y una posición de entrada en tope para el punzonamiento, caracterizado por el hecho de que se desplaza el soporte (2) a una velocidad de aproximación determinada para situar a la matriz (15) en contacto con un elemento que se va a ensamblar (21, 22), se detecta el acercamiento por un desplazamiento de la matriz (15) con respecto al soporte, y se ordena una parada del desplazamiento del soporte (2).

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que se controla una parada neta del soporte (2) de forma que la inercia del soporte (2) provoca un desplazamiento suplementario del soporte (2) hasta que la matriz (15) vuelve sensiblemente a su posición de tope.

10. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que se controla una parada progresiva del soporte (2) hasta que la matriz vuelve sensiblemente a su posición de tope.