ES2266967T3 - Procedimiento e instalacion para engastar chapas de metal. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para engastar chapas de metal, que comprende las siguientes etapas: - colocar dos chapas de metal (6a, 6b) en una estación de engastado (3) que comprende una matriz de engaste (5), comprendiendo dichas dos chapas de metal (6a, 6b) por lo menos una zona en su borde donde se aplica una resina curable en caliente, - realizar una operación de engastado a lo largo del borde (16, 17) de dichas chapas (6a, 6b), y - polimerizar la resina al calentar el borde engastado (16, 17), caracterizado porque el procedimiento comprende las siguientes operaciones: - elevar las chapas de metal (6a, 6b) de la matriz de engaste (5) al final de la operación de engastado, y - realizar una operación de calentamiento por inducción en la misma estación de engastado (3) mediante un dispositivo de calentamiento por inducción (19) que lleva a cabo un calentamiento localizado de los bordes engastados (16, 17) cuando las dos chapas de metal se encuentran en posición elevada con respecto a la matriz de engaste(5).
Description
Procedimiento e instalación para engastar chapas
de metal.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a una instalación para engastar chapas de metal
según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 4
respectivamente.
La operación de engastado se utiliza
frecuentemente para acoplar entre sí dos chapas de metal, por
ejemplo, dos paneles laminares de un componente o de un subconjunto
del chasis de un vehículo, tal como la estructura de una puerta de
un vehículo. Los dos paneles laminares metálicos que forman una
estructura de este tipo están unidos mutuamente mediante una
operación de engastado realizada a lo largo del perímetro de la
estructura o por lo menos a lo largo de algunos segmentos de dicho
perímetro.
Según una disposición típica, una parte de borde
periférico de una de las dos chapas de metal es doblada inicialmente
a un ángulo de 90º y la parte de borde correspondiente de la otra
chapa presenta una forma plana y se superpone sobre el otro panel
en la proximidad inmediata de la parte de borde doblada a 90º.
Típicamente la operación de engastado se realiza en dos o más
etapas sucesivas. En una primera etapa, la parte doblada a 90º se
dobla inicialmente unos 45º hacia el otro panel. En una segunda
etapa, la parte ya doblada a un ángulo de 45º se dobla otra vez
según otro ángulo de aproximadamente 45º con el fin de quedar
aplanado contra el borde del otro panel.
La solicitud de patente europea nº 03001105.0 a
nombre del mismo solicitante (no publicada todavía en la fecha de
presentación de la presente solicitud) describe una herramienta de
engaste de tipo rodante, montada en la muñeca de un robot
industrial que desplaza la herramienta a lo largo del borde
periférico de las chapas a engastar.
En muchos casos, antes de realizar la operación
de engastado se aplica una resina curable en caliente a lo largo de
todo el perímetro o únicamente en algunas zonas localizadas del
borde a engastar. La resina curable en caliente sirve como sellador
y/o agente de estructura. Después de la operación de engastado, la
chapa puede ser sometida a una etapa de calentamiento para
conseguir la polimerización de la resina. Normalmente la operación
de calentamiento se realiza en una estación separada, distinta de la
estación donde se realizó la operación de engastado. Una solución
tradicional prevé el uso de un horno de inducción que comprende una
bobina de calentamiento que se extiende a lo largo del perímetro de
la chapa.
Sin embargo, dicha solución conocida resulta
particularmente engorrosa en el caso de unas producciones a escala
reducida, debido a la necesidad de disponer de una estación de
calentamiento independiente.
Los documentos
US-A-5.587.042, en el que está
basado el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 4, y
DE-A-1.992.7202 dan a conocer a
unas máquinas de coser para doblar simultáneamente una pestaña de un
primer panel en cooperación con una parte de borde de un segundo
panel con el fin de formar un doblez, y curar por lo menos
parcialmente un adhesivo dispuesto en el doblez. Los elementos para
doblar la pestaña se calientan mediante unos calentadores
eléctricos de cartucho, aceite caliente o unos cables eléctricos de
calentamiento. Durante la operación de fijación de los dobleces,
los paneles encajados están en contacto directo continuamente con el
soporte de paneles, y los elementos para doblar la pestaña una vez
calentados están en contacto directo con el doblez.
El objetivo de la presente invención consiste en
proporcionar un procedimiento y una instalación para engastar
chapas de metal que supere los inconvenientes de las soluciones
conocidas.
Según la presente invención, dicho objetivo se
consigue mediante un procedimiento y una instalación que presentan
las características previstas en las reivindicaciones 1 y 4.
La presente invención se describirá en detalle a
continuación haciendo referencia a los dibujos adjuntos,
proporcionados únicamente a título de ejemplo, en los que:
la Figura 1 representa una vista en perspectiva
de una instalación de engastado según una forma de realización
preferida de la presente invención,
la Figura 2 representa una vista en alzado según
la flecha II de la Figura 1, y
las Figuras 3 a 8 representan unas vistas
esquemáticas que ilustran algunas etapas funcionales del
procedimiento de engastado según una forma de realización preferida
de la presente invención.
Las Figuras 1 y 2 ilustran una instalación 1
para engastar chapas de metal. En el ejemplo ilustrado, la
instalación 1 se utiliza para producir unas puertas para vehículos
de motor, formadas por dos chapas de metal unidas entre sí a lo
largo de por lo menos una parte de su perímetro mediante una
operación de engastado.
En el ejemplo ilustrado en las Figuras 1 y 2, la
instalación 1 comprende una columna central 2 y por lo menos una
estación de engastado 3. La instalación podría comprender una
estación de carga (en la que se podría aplicar adhesivo), con una
estación de engastado y una estación de descarga para la chapa
acabada. La Figura 1 ilustra dos estaciones dispuestas alrededor de
la columna central 2.
La estación de engastado 3, o cada una de ellas,
comprende un soporte 4 que lleva una matriz de engaste 5 sobre la
que se soporta la estructura a engastar 6 (en el ejemplo ilustrado,
dicha chapa consiste en la puerta de un vehículo).
Las dos chapas de metal que forman la estructura
6 están en contacto mutuamente a lo largo de su borde perimetral y
se mantienen en dicha posición mediante un elemento prensador 7
previsto en el extremo inferior de un brazo vertical 8 soportado en
su extremo superior por una consola 9 acoplada a la columna central
2. El elemento prensador 7 puede desplazarse en sentido vertical
entre una posición elevada y una posición bajada.
Los dos paneles metálicos que constituyen la
estructura 6 están unidos mutuamente mediante una operación de
engastado que se realiza con una herramienta de engaste 10 soportada
por la muñeca 12 de un robot industrial 11. En el ejemplo ilustrado
en las Figuras 1 y 2, el robot industrial 11 está montado sobre la
columna central 2. Sin embargo, debería observarse que la
estructura y la disposición del robot 11 pueden variarse ampliamente
respecto de lo que se ha ilustrado en la presente memoria. En la
presente descripción y en las reivindicaciones adjuntas, el término
"robot industrial" debe ser interpretado en su sentido amplio,
de modo que significa cualquier estructura capaz de desplazarse en
por lo menos un sentido de manera controlada.
La estructura y el funcionamiento de la
herramienta de engaste 10 no se describen en detalle porque no están
comprendidos en el alcance de la presente invención. Dicha
operación se puede llevar a cabo según se ha descrito en detalle en
la solicitud de patente europea nº 03001105.0 a nombre del mismo
solicitante. Aunque el uso de la herramienta de engaste en la
presente memoria constituye una solución preferida, la operación de
engastado se puede realizar con cualquier otro tipo de
herramienta.
A continuación, se describirá el procedimiento
de la invención haciendo referencia a las Figuras 3 a 8.
Haciendo referencia a las Figuras 3 y 4, la
matriz de engaste 5 comprende una zona central abierta en la que se
aloja un dispositivo de elevación 13 que incorpora un elemento de
soporte 14 previsto en la parte superior de un cilindro 15. El
elemento de soporte 14 puede desplazarse en relación con la matriz
de engaste 5 entre una posición elevada ilustrada en la Figura 4 y
una posición bajada. La estructura 6 que debe ser sometida a la
operación de engastado se dispone sobre el elemento de soporte 14
cuando dicho elemento se encuentra en la posición elevada como se
puede apreciar en la Figura 4.
Una vez que la estructura 6 a engastar ha sido
dispuesta sobre el elemento de soporte 14, se baja el dispositivo
de elevación 13 como se puede apreciar en la Figura 5, de tal manera
que lleva a la estructura 6 en contacto con la matriz de engaste 5.
Las Figuras 4 y 5 muestran como la estructura 6 está formada por dos
chapas de metal 6a y 6b, en contacto mutuo a lo largo de sus bordes
respectivos. La chapa inferior 6a comprende un borde periférico 16
destinado a ser doblado contra el borde 17 de la chapa superior
6b.
A lo largo de los bordes 16, 17 se aplica una
resina curable en caliente. Se puede aplicar dicha resina curable
en caliente de forma regular por todo el perímetro de la chapa 6a
antes de acoplarla con la chapa 6b. Asimismo se puede realizar
dicha aplicación en la matriz de engaste.
Como se puede apreciar en la Figura 6, después
de colocar la estructura 6 en la matriz de engaste 5, se baja el
elemento prensador 7. El brazo 18 del elemento prensador 7 aprieta
el borde 17 de la chapa superior 6b contra el borde periférico
correspondiente de la chapa inferior 6a. El elemento prensador 7
comprende unos pasadores de posicionamiento para colocar la chapa
6b con respecto a la chapa 6a. A continuación, el robot industrial
11 lleva a la herramienta de engaste 10 a su posición de
funcionamiento y desplaza la herramienta de engaste 10 por todo el
perímetro de la estructura 6 de tal manera que realice el engastado
del borde 16 de la chapa inferior 6a contra el borde 17 de la chapa
superior 6b. La operación de engastado se puede realizar según se
ha descrito en detalle en la solicitud de patente europea nº
03001105.0 mencionada anteriormente.
Al final de la operación de engastado, el
dispositivo de elevación 13 es llevado a su posición elevada según
se ilustra en la Figura 7. La estructura 6 está engastada entre el
elemento prensador 7 y el elemento de soporte 14.
Después de realizar la operación de engastado en
los bordes 16, 17, el robot industrial 11 lleva a cabo una
operación de cambio de herramienta en la que se sustituye la
herramienta de engaste 10 por un dispositivo de calentamiento por
inducción 19 (véase la Figura 8).
Haciendo referencia a la Figura 8, el
dispositivo de calentamiento por inducción 19 comprende una bobina
de calentamiento en forma de C 20 soportada por un cuerpo 22. Dicho
cuerpo 22 está fijado a la muñeca 12 del robot industrial 11 y
recibe alimentación eléctrica a través de dicho robot 11. El
dispositivo de calentamiento por inducción puede ser del tipo
suministrado por British Company EFD Induction Ltd.
La bobina de calentamiento 20 está dispuesta en
las zonas en las que la resina tiene que ser polimerizada. La
cantidad y la posición de las zonas de polimerización se deciden en
función de las dimensiones y la forma de la estructura 6. El robot
11 coloca la bobina 20 en unas zonas determinadas y mantiene la
bobina 20 en posición durante el tiempo necesario para conseguir la
polimerización de la resina. Dicha bobina de calentamiento 20 está
dispuesta de tal manera que sus ramas paralelas 23 se encuentran en
lados opuestos de los bordes engastados 16, 17 de modo que el campo
eléctrico de inducción producido por el dispositivo 19 se concentre
exclusivamente en los bordes engastados 16, 17. El dispositivo de
elevación 13 permite separar los bordes engastados 16, 17 de la
matriz de engaste 5, para permitir colocar la bobina de
calentamiento 20 para que las dos ramas 23 se encuentren en lados
opuestos con respecto a los bordes engastados 16, 17. El elemento
prensador 7 y el elemento de soporte 14 sujetan la estructura 6
dejando libres los bordes engastados 16, 17 para impedir cualquier
interferencia con la bobina de calentamiento 20.
Se desplaza la bobina 20 sucesivamente en todas
las zonas donde resulte necesario polimerizar la resina, y la
posición de dichas zonas es conocida por la unidad de control del
robot 11. Al final de esta etapa, el robot 11 realiza una nueva
operación de cambio de herramienta en la que sustituye el
dispositivo de calentamiento por inducción 19 por la herramienta de
engaste 10. El dispositivo de elevación 13 permanece en la posición
elevada para recibir una nueva estructura 6 y el elemento prensador
7 se desplaza en sentido ascendente de tal manera que se libera la
estación para la operación de descarga.
Resulta muy evidente que mediante el
procedimiento de la presente invención no resulta necesario prever
una estación independiente para realizar la operación de
polimerización de la resina. El mismo robot 11 que realiza la
operación de engastado se utiliza asimismo para realizar la
operación de polimerización de resina. El dispositivo de
calentamiento 19 está construido de tal manera que puede
intercambiarse con la herramienta de engaste 10. Por lo tanto, la
herramienta de engaste 10 y el dispositivo de calentamiento 19
estarán dotados de unos medios de fijación para cooperar con unos
medios de fijación complementarios previstos en la muñeca 12 del
robot 11.
Claims (9)
1. Procedimiento para engastar chapas de
metal, que comprende las siguientes etapas:
- -
- colocar dos chapas de metal (6a, 6b) en una estación de engastado (3) que comprende una matriz de engaste (5), comprendiendo dichas dos chapas de metal (6a, 6b) por lo menos una zona en su borde donde se aplica una resina curable en caliente,
- -
- realizar una operación de engastado a lo largo del borde (16, 17) de dichas chapas (6a, 6b), y
- -
- polimerizar la resina al calentar el borde engastado (16, 17),
caracterizado porque el procedimiento
comprende las siguientes operaciones:
- -
- elevar las chapas de metal (6a, 6b) de la matriz de engaste (5) al final de la operación de engastado, y
- -
- realizar una operación de calentamiento por inducción en la misma estación de engastado (3) mediante un dispositivo de calentamiento por inducción (19) que lleva a cabo un calentamiento localizado de los bordes engastados (16, 17) cuando las dos chapas de metal se encuentran en posición elevada con respecto a la matriz de engaste (5).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utiliza un robot industrial (11) para
desplazar una herramienta de engaste a lo largo del perímetro de
las chapas a engastar (6a, 6b), y porque se utiliza el mismo robot
industrial (11) para desplazar dicho dispositivo de calentamiento
(19).
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho robot industrial (11) está
programado para realizar unas operaciones de cambio de herramienta
para sustituir la herramienta de engaste (10) por el dispositivo de
calentamiento (19), y
viceversa.
viceversa.
4. Instalación para engastar chapas de metal,
que comprende:
- -
- una estación de engastado (3) que incluye una matriz de engaste (5), capaz de recibir una estructura (6) que comprende por lo menos dos chapas de metal (6a, 6b) destinadas a ser acopladas mutuamente por engastado, en la que se aplica una resina curable en caliente en por lo menos una parte del borde (16, 17) de dichas chapas (6a, 6b),
- -
- unos medios (10) para realizar una operación de engastado en los bordes periféricos (16, 17) de dichas chapas (6a, 6b),
caracterizada porque:
- -
- la estación de engastado (3) comprende un dispositivo de elevación (13) para elevar las chapas de metal (6a, 6b) de la matriz de engaste (5) al final de la operación de engastado, y porque
- -
- la instalación comprende un dispositivo de calentamiento por inducción (19) para realizar un calentamiento localizado de unas partes de los bordes engastados (16, 17), pudiendo dicho dispositivo de calentamiento (19) colocarse en unas zonas determinadas del borde de las chapas engastadas (6a, 6b) cuando dichas chapas engastadas (6a, 6b) están levantadas de la matriz de engaste (5).
5. Instalación según la reivindicación 4,
caracterizada porque comprende un robot industrial (11) capaz
de hacer desplazar a lo largo del borde de la estructura (6) una
herramienta de engaste (10) y el dispositivo de calentamiento por
inducción (19).
6. Instalación según la reivindicación 5,
caracterizada porque la herramienta de engaste (10) y el
dispositivo de calentamiento por inducción (19) pueden
intercambiarse mutuamente.
7. Instalación según la reivindicación 4,
caracterizada porque la estación de engastado (3) comprende
una matriz de engaste (5) que presenta una abertura central en el
interior de la cual se aloja el dispositivo de elevación (13), que
puede desplazarse entre una posición elevada y una posición
bajada.
8. Instalación según la reivindicación 5,
caracterizada porque el dispositivo de calentamiento por
inducción (19) comprende una bobina de calentamiento (20)
substancialmente en forma de C, capaz de rodear una parte
localizada de dichos bordes engastados (16, 17).
9. Instalación según la reivindicación 5,
caracterizado porque el dispositivo de calentamiento por
inducción (19) está dotado de unos medios de fijación que cooperan
con unos medios de fijación complementarios previstos en una muñeca
(12) de dicho robot industrial (11).
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