ES2287799T3 - Instalacion atornilladora automatica y procedimiento de ensamble. - Google Patents
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Abstract
Instalación atornilladora automática (3) para ensamblar piezas de montaje (2), especialmente carrocerías de vehículos, en una estación de atornillamiento (1), que consta de un soporte de base (8) con varias herramientas de atornillamiento automáticas (4, 5) montadas en el mismo con posibilidad de ser movidas según varios ejes en el plano principal del soporte de base (8) por medio de dispositivos de regulación, siendo regulables las herramientas de atornillamiento (4, 5) en su posición de una con relación a otra, caracterizada porque varias de las herramientas de atornillamiento (4, 5) están combinadas en al menos un grupo de atornilladores (6, 7) y están montadas conjuntamente en el soporte de base (8) con posibilidad de ser movidas por medio de un dispositivo de regulación (9) y son regulables con relación a las demás herramientas de atornillamiento (4, 5).
Description
Instalación atornilladora automática y
procedimiento de ensamble.
La invención concierne a una instalación
atornilladora automática y a un procedimiento de ensamble con las
características del preámbulo de las reivindicaciones principales de
procedimiento y de dispositivo.
Una instalación atornilladora automática de esta
clase para atornillar partes de carrocería por medio de al menos un
portahusillos intercalado es conocida por el documento DE 37 29 084
A1. Está constituida por un soporte de base y dos herramientas de
atornillamiento automáticas montadas en éste de forma desplazable
según dos ejes, las cuales entran en acoplamiento de
atornillamiento con las prolongaciones de husillo que se encuentran
en el portahusillos. El dispositivo de regulación utilizado para el
movimiento biaxial está constituido en cada caso por un travesaño
que está montado de forma longitudinalmente trasladable en el
bastidor periférico de forma de carril del soporte de base. En cada
travesaño está montada de forma axialmente desplazable una
herramienta de atornillamiento individual por medio de un mecanismo
de rodadura. Este dispositivo de regulación biaxial está
configurado de manera semejante a un mecanismo de rodadura de una
grúa. La construcción limita el número y las posibilidades de
movimiento de las herramientas de atornillamiento, las cuales tienen
que ser reguladas individualmente. Esto tiene la consecuencia de
que cada herramienta de atornillamiento ha de realizar varios
procesos de atornillamiento en sitios diferentes y ha de recorrer
para ello caminos de traslación correspondientes. Esto es
desventajoso para el tiempo del ciclo de trabajo.
El cometido de la presente invención consiste en
indicar una mejor técnica de atornillador automático.
La invención resuelve este problema con las
características de las reivindicaciones principales de procedimiento
y de dispositivo. La técnica de atornillador reivindicada tiene la
ventaja de que el número de herramientas de atornillamiento puede
variarse y en particular aumentarse según sea necesario. Asimismo,
se mejoran las posibilidades de movimiento y de regulación de las
herramientas de atornillamiento. Varias herramientas de
atornillamiento pueden agruparse en grupos de atornilladores sobre
una unidad de carro y regularse como un grupo entero, siendo
posible también en caso necesario, a través de la capacidad de
desplazamiento mutuo de las etapas de carro, por ejemplo a través
de la capacidad de movimiento telescópico, una regulación dentro
del grupo de atornilladores.
La instalación atornilladora ofrece, además, la
ventaja de que las herramientas de atornillamiento pueden tener
regulaciones transversales adicionales individuales para que puedan
ser regulables según dos ejes o varios ejes en el plano principal
del soporte de base. Gracias a esta división, las unidades de carro
y los sistemas de regulación transversal necesitan menos espacio,
lo que, por otro lado, ofrece la posibilidad de alojar un gran
número de herramientas de atornillamiento en posiciones cualesquiera
y con grandes holguras de movimiento sobre el soporte de base.
La unidad de carro individual y los demás
dispositivos de regulación tienen una anchura y longitud más
pequeñas que las del soporte de base. Esto permite que varias
unidades de carro puedan alojarse una junta a otra en el eje
x longitudinalmente dirigido y/o en el eje y
transversalmente dirigido del soporte de base. En las direcciones
longitudinal y transversal, las herramientas de atornillamiento
pueden ser reguladas así una respecto de otra según uno o varios
ejes a voluntad y sin riesgo de colisión. Esto no es posible en la
instalación atornilladora ya conocida con los travesaños.
La instalación atornilladora reivindicado
ofrece, debido al equipamiento cualquiera con herramientas de
atornillamiento y a las elevadas movilidades, una gran flexibilidad
en cuanto a su preparación y adaptación, pero también en cuanto al
reacondicionamiento para piezas de montaje diferentes, especialmente
carrocerías de vehículo, y eventuales portahusillos
correspondientes. Esto es ventajoso sobre todo en el montaje final
de vehículos automóviles, puesto que aquí cambian frecuentemente
los modelos o bien dentro de un modelo los tipos de carrocería, por
ejemplo limusina y caravana, etc. Resultan variaciones del grupo de
suelo y de los sitios de atornillamiento, por ejemplo, debido a
diferentes longitudes del vehículo, diferentes clases de motor y de
transmisión, tracción a todas las ruedas, instalaciones de gas de
escape, chasis deportivo o de confort, etc. Son posibles también
variaciones de posición del grupo de suelo. La instalación
atornilladora se puede adaptar entonces con rapidez y
sencillez.
Debido al número arbitrariamente alto de
herramientas de atornillamiento se puede incrementar
discrecionalmente el número de procesos de atornillamiento a
realizar o se puede reducir el tiempo del ciclo de trabajo. Esto
mejora el rendimiento y la rentabilidad. Además, es posible elegir y
ajustar secuencias de atornillamiento de cualquier clase por medio
de las herramientas de atornillamiento individuales y activables con
independencia una de otra. Esto puede ser ventajoso, por ejemplo,
para contrarrestar deformaciones o alabeos de las piezas de
montaje.
La instalación atornilladora tiene también la
ventaja de que puede ser retraída y extendida con el soporte de
base como un todo sobre un mecanismo de rodadura y una guía
preferiblemente ligada al suelo en una estación de montaje,
especialmente una estación de atornillamiento. Esto hace posible
especialmente en caso de eventuales perturbaciones una rápida
conmutación a trabajo de atornillamiento manual, pudiendo retirarse
la instalación atornilladora de la zona de trabajo debajo de la
carrocería o del portahusillos para crear espacio para operarios
con herramientas de atornillamiento guiadas a mano.
La instalación atornilladora reivindicada está
prevista preferiblemente para una actividad de atornillamiento en
el lado inferior de piezas de montaje o carrocerías de vehículo.
Esta puede ser una función de atornillamiento indirecta
representada en los dibujos con intercalación de un portahusillos
móvil con prolongaciones de husillo. Como alternativa, es posible
una actividad de atornillamiento directa en la carrocería. Gracias a
la construcción reivindicada, se pueden conseguir de manera
sencilla y poco costosa eventuales adaptaciones en altura a las
herramientas de atornillamiento a través de zócalos. Las propias
herramientas de atornillamiento no necesitan tener así en altura
recorridos de regulación excesivamente grandes.
Además, las herramientas de atornillamiento
pueden tener libertades de movimiento propias mejoradas y ampliadas
para sus unidades de atornillamiento. Son posibles así regulaciones
en altura y/o regulaciones de basculación. La unidad de
atornillamiento con husillo de atornillamiento y accionamiento de
husillo puede ser regulada aquí como un todo con respecto a la
consola, lo que simplifica la ejecución constructiva y el control.
Conectando los accionamientos de husillo y los diferentes equipos
de regulación a un sistema de control común es posible un
funcionamiento completamente automático y altamente flexible de la
instalación atornilladora.
La instalación atornilladora reivindicada puede
configurarse también a voluntad en cuanto a su configuración en
altura. En particular, a pesar de unos recorridos de regulación
mantenidos pequeños, se pueden conseguir grandes alturas de
construcción mediante la configuración de la consola, lo que es
ventajoso para crear un espacio libre suficientemente grande debajo
de las piezas de montaje o del portahusillos para desarrollar una
actividad de atornillamiento manual en caso de avería. Además, se
puede conseguir un contorno de perturbación sustancialmente
idéntico para todas las herramientas de atornillamiento.
La instalación atornilladora hace posible
también que se aloje en el soporte de base una unidad de centrado y
de extracción que tiene preferiblemente una movilidad vertical
adicional para extraer y orientar las piezas de montaje o el
portahusillos.
En las reivindicaciones subordinadas se indican
otras ejecuciones ventajosas de la invención.
La invención está representada a título de
ejemplo y esquemáticamente en los dibujos. Muestran en
particular:
La figura 1, un alzado lateral esquemático
simplificado de una estación de atornillamiento con una carrocería
de vehículo y una instalación atornilladora automática,
La figura 2, una vista en perspectiva de la
instalación atornilladora de la figura 1,
La figura 3, una vista en planta de otra
instalación atornilladora mostrada en detalle,
La figura 4, un alzado lateral de una
instalación atornilladora según la figura 2,
Las figuras 5 a 7, una herramienta de
atornillamiento regulable en altura en vistas diferentes y
Las figuras 8 a 10, una herramienta de
atornillamiento basculable y regulable en altura en vistas
diferentes.
La invención se ocupa de una instalación
atornilladora automática 3 y, además, se ocupa también de una
estación de atornillamiento 1 equipada con ella.
La figura 1 muestra en forma fragmentaria una
estación de montaje 1 que está construida aquí como una estación de
atornillamiento para una o varias piezas de montaje 2. Se trata en
este caso preferiblemente de una carrocería de vehículo y sus
partes. Se unen y atornillan aquí con la carrocería, por ejemplo,
partes del chasis, especialmente un grupo de suelo completo con
motor, ejes, etc. La carrocería 2 u otras piezas de montaje son
llevadas a la estación de atornillamiento 1 con un transportador no
representado, por ejemplo con un puente de suspensión en C, y son
evacuadas de nuevo después del proceso de montaje. Las piezas de
montaje 2 se colocan en posición exacta sobre dispositivos de apoyo
y sujeción adecuados.
Las partes de chasis se llevan a la estación de
montaje 1 con un portagrupos adecuado que puede ser al mismo tiempo
un portahusillos 35 con varias prolongaciones de husillo
posicionadas en correspondencia con los sitios de atornillamiento y
eventualmente móviles. El portahusillos 35 puede estar dispuesto
alternativamente por separado del portagrupos. Por lo demás, puede
estar configurado de cualquier manera adecuada, por ejemplo de
conformidad con el documento DE 37 29 084 A1.
Para el proceso de montaje y el atornillamiento
de las piezas de montaje se utiliza una instalación atornilladora
automática 3 que está representada esquemáticamente en la figura 1 y
en forma más detalladas en las figuras 2 a 10. Está constituida por
al menos un soporte de base 8 y varias herramientas de
atornillamiento 4, 5 con dispositivos de regulación 9, 16, 17, 24,
25.
El proceso de atornillamiento tiene lugar con
intercalación del portahusillos 35 representado en la figura 1. Las
herramientas de atornillamiento 4, 5 son aproximadas a las
prolongaciones de husillo y son acopladas allí con sus cabezas de
atornillamiento 22 a alojamientos de atornillador situados debajo.
Las prolongaciones de husillo han sido equipadas previamente con
los medios de atornillamiento correspondientes, especialmente
tornillos o tuercas.
\newpage
Como alternativa, en una forma de realización no
representada el proceso de atornillamiento por medio de las
herramientas de atornillamiento 4, 5 puede ser realizado
directamente en las piezas de montaje 2, equipándose las
herramientas de atornillamiento 4, 5 con los medios de
atornillamiento correspondientes, especialmente tornillos o
tuercas.
Las herramientas de atornillamiento 4, 5 están
presentes en un gran número. Su número puede corresponder al número
de sitios de atornillamiento en la pieza de montaje 2 y al número de
prolongaciones de husillo. Cuando se trasladan tipos diferentes de
piezas de montaje en mezcla flexible, el número de herramientas de
atornillamiento 4, 5 se puede ajustar al máximo número de sitios de
atornillamiento y prolongaciones de husillo que se presenten.
En la forma de realización mostrada el proceso
de atornillamiento y ensamble se realiza desde abajo con
herramientas de atornillamiento 4, 5 verticales y aproximables
según el eje z. Como alternativa, esta disposición puede ser
también diferente.
El soporte de base 8 está configurado en forma
de una plancha y tiene preferiblemente una forma cuadrada. Puede
estar configurado en forma de placa y presentar una superficie
superior cerrada y eventualmente también una superficie inferior
cerrada. Como alternativa, se puede tratar de un marco de rejilla.
El soporte de base 8 forma entonces un soporte plano.
El soporte de base 8 puede ser regulable en
altura con un dispositivo de elevación adecuado (no representado).
Preferiblemente, el soporte de base 8 tiene en el lado inferior un
mecanismo de rodadura con el cual puede ser retraído y extendido en
la estación de atornillamiento 1. Puede estar presente para ello en
el suelo 31 de la estación una guía adecuada 30, por ejemplo una
guía de carril recta. Como alternativa, puede estar presente
también una movilidad rotativa u otra cinemática adecuada. El
soporte de base 8 puede moverse así en vaivén con un accionamiento
adecuado entre una posición de trabajo en o debajo de las piezas de
montaje 2 y una posición de reposo retraída con liberación del
espacio de trabajo en o debajo de las piezas de montaje 2.
En el soporte de base 8 están dispuestas varias
herramientas de atornillamiento 4, 5 individualmente o en grupos de
atornilladores 6, 7. Estos se encuentran entonces preferiblemente
todos ellos sobre el lado superior del soporte de base 8 y se
proyectan vertical u oblicuamente hacia arriba. Se explica
seguidamente la configuración de las herramientas de
atornillamiento 4, 5 haciendo referencia a las figuras 5 a 10.
Las herramientas de atornillamiento 4, 5 están
montadas en el plano principal del soporte de base 8 con posibilidad
de moverse en una o dos direcciones a lo largo de los ejes x
e y por medio de dispositivos de regulación 9, 16, 17. El
eje x se extiende aquí a lo largo de la estación de
atornillamiento 1 y de la línea de transferencia. Al menos uno de
los dispositivos de regulación está configurado aquí como una unidad
de carro 9 de varias etapas y móvil en forma telescópica o en
cascada.
La unidad de carro 9 posee varias etapas de
carro 10, 11 móviles una con relación a otra en al menos un eje
lineal y controlables por separado las cuales están apoyadas una en
otra y en el ejemplo de realización mostrado están dispuestas
preferiblemente una sobre otra. La respectiva etapa de carro
superior 11 se apoya aquí sobre la etapa de carro inferior 10 y es
móvil con respecto a ésta en el sentido de la disposición
telescópica o en cascada. La etapa de carro primera e inferior 10
está adecuadamente montada en forma móvil sobre el lado superior
del soporte de base 8 con una guía de deslizamiento o de rodamiento.
La segunda etapa de carro 11 está correspondientemente montada en
forma móvil sobre la primera etapa de carro 10. De la misma manera,
otras etapas de carro pueden estar dispuestas en una cascada o en
una disposición telescópica una sobre otra o eventualmente también
una junto a otra. Por ejemplo, sobre la primera etapa de carro
inferior 10 pueden estar montadas dos o más etapas de carro que
están entonces preferiblemente separadas y pueden moverse
independientemente una de otra.
Las diferentes etapas de carro 10, 11 de la
unidad de carro multietapa 9 se mueven, por ejemplo, todas juntas
de manera telescópica en la misma dirección. En la forma de
realización mostrada existe la movilidad solamente en un eje, por
ejemplo el eje x. Como alternativa, puede existir también una
movilidad en el eje y o bien con orientación oblicua en los
ejes x e y.
Las etapas de carro 10, 11 están formadas cada
una de ellas por un subsoporte 14, 15, preferiblemente de forma de
placa, con un accionamiento de carro controlable correspondiente 12,
13, por ejemplo un accionamiento de motor eléctrico y con el
soporte de guía de deslizamiento o de rodadura antes citado. Sobre
los subsoportes 14, 15 orientados preferiblemente en dirección
paralela a la superficie del soporte de base 8 están dispuestas en
las posiciones deseadas una o varias herramientas de atornillamiento
correspondientes 4, 5. Las diferencias en altura en el eje z
entre las herramientas de atornillamiento 4, 5, cuyas diferencias se
presentan entre las etapas de carro, pueden compensarse por medio
de zócalos 19 de ajuste exacto o similares. Mediante los zócalos 19
se pueden conseguir también posiciones oblicuas fijas.
Las herramientas de atornillamiento 4, 5
situadas sobre una unidad de carro multietapa 9 forman cada una de
ellas un grupo de atornilladores 6, 7. Este grupo de atornilladores
6, 7 es regulable a través del movimiento de carro con la primera
etapa de carro 10 como un todo o bien conjuntamente sobre el soporte
de base 8. Accionando las etapas de carro siguientes 11 se pueden
regular las herramientas de atornillamiento 4, 5 una con relación a
otra dentro del grupo de atornilladores 6, 7.
Las etapas de carro 10, 11 están montadas una
junto a otra y son regulables mutuamente de la manera mencionada,
preferiblemente en una dirección y con un eje lineal. Como
alternativa, entre las etapas de carro 10, 11 puede existir también
una movilidad rotativa o una movilidad lineal en otro eje lineal.
Son posibles aquí también cinemáticas más complejas con varios ejes
y superposiciones de dirección. Este montaje mutuo diferente en
dirección se denomina disposición en cascada.
La unidad de carro multietapa 9 posee una
anchura y/o una longitud más pequeñas que las del soporte de base
8. Puede estar posicionada sobre el soporte de base 8 en cualquier
sitio adecuado. Debido a la pequeña superficie de base se pueden
disponer varias unidades de carro 9 una junto a otra sobre el
soporte de base 8. En la forma de realización mostrada dos unidades
de carro multietapa 9 están dispuestas a distancia una tras otra en
la dirección del eje x. Como alternativa o adicionalmente,
varias unidades de carro 9 pueden estar dispuestas una junto a otra
en la dirección del eje y.
La instalación atornilladora 3 puede presentar,
además, una o varias herramientas de atornillamiento 4, 5 o grupos
de atornilladores sobre carros o sistemas de regulación longitudinal
16 de una sola etapa. En la forma de realización mostrada están
dispuestos, por ejemplo, dos de tales dispositivos de regulación 16
entre las unidades de carro multietapa 9.
Para conferir a las herramientas de
atornillamiento 4, 5 una movilidad adicional, por ejemplo en la
dirección y, pueden estar presentes uno o varios
dispositivos de regulación adicionales 17 en forma de reguladores
transversales. Preferiblemente, la herramienta de atornillamiento
4, 5 tiene aquí un respectivo regulador transversal propio 17. El
regulador transversal está dispuesto aquí entre la consola 18 de la
herramienta de atornillamiento 4, 5 y una unidad de carro monoetapa
o multietapa 9, 16. El regulador transversal posee a su vez un
soporte de forma de placa o de marco para recibir la consola 18 y
un servoaccionamiento adecuado 26, por ejemplo de motor eléctrico,
junto con el sistema de apoyo y de guía para el soporte. Como
alternativa, varias herramientas de atornillamiento 4, 5 pueden
tener un regulador transversal común y estar dispuestas para ello
sobre un subsoporte común. Resulta en combinación una especie de
carro de movimiento en cruz entre las unidades de carro monoetapa o
multietapa 9, 16 y el regulador transversal 17.
Como ilustra la figura 3, las vías de rodadura
del regulador transversal 17 pueden estar orientadas también en
dirección oblicua. Además, los reguladores transversales 17 pueden
presentar en el lado inferior unos estrechos zócalos o apoyos para
hacer posibles diferencias de altura y un eventual solapamiento
espacial con diferentes etapas de carro 10, 11.
La figura 3 muestra esta disposición en el grupo
de atornilladores izquierdos 6 con las herramientas de
atornillamiento superior e inferior 4 del lado del borde, las
cuales están montadas con estrechos apoyos sobre la etapa de carro
inferior 10 y sobresalen en altura más allá de la segunda etapa de
carro 11, encontrándose su regulador transversal por encima de la
segunda etapa de carro 11 y solapando a ésta en vista en planta.
En las figuras 5 a 7 y en las figuras 8 a 10 se
representan dos variantes de herramientas de atornillamiento 4, 5
en detalle y en vistas diferentes. La primera forma de realización
de las figuras 5 a 7 muestra una herramienta de atornillamiento 4
regulable en altura en el eje z. Ésta está constituida, por
ejemplo, por una consola vertical 18 a manera de columna que está
dispuesta sobre uno de los dispositivos de regulación 9, 16, 17 o
bien directamente sobre el soporte de base 8. En la consola 18 está
montada en forma móvil la unidad de atornillamiento 20 por medio de
un regulador en altura 24.
La unidad de atornillamiento 20 está
constituida, por ejemplo, por un husillo de atornillamiento 21 que
lleva en su extremo superior una cabeza de atornillamiento 22, por
ejemplo una nuez atornilladora. En el extremo inferior del husillo
de atornillamiento 21 está dispuesto un accionamiento de husillo 23.
Las partes están unidas una con otra para formar la unidad de
atornillamiento 20 y son movidas hacia arriba y hacia abajo como
una unidad por medio del regulador en altura 24. En la consola 18
está dispuesta para ello una guía de ajuste 32, aquí una guía de
deslizamiento, con un servoaccionamiento 26, por ejemplo un cilindro
o similar. En esta ejecución el husillo de atornillamiento 21 tiene
una longitud fija y es movido hacia arriba y hacia abajo juntamente
con el accionamiento de husillo arrastrado 23. En el caso de una
orientación oblicua de la guía de deslizamiento 32, es posible
también otra dirección de movimiento.
Las figuras 8 a 10 muestran una segunda variante
con una herramienta de atornillamiento basculable 5. Aquí están
presentes tanto el regulador en altura 24 anteriormente descrito
como un regulador de basculación 25. Como alternativa, puede
existir también un solo regulador de basculación 25. En la forma de
realización mostrada el regulador en altura 24 está montado en el
regulador de basculación 25 y es girado o basculado con éste. En la
consola 18 está dispuesto para ello un servoaccionamiento 26, por
ejemplo un cilindro controlable, que ataca en la guía de
deslizamiento 32 a través de una guía de basculación 33, por ejemplo
una manivela, que está montada en la consola 18 con posibilidad de
girar alrededor de un eje horizontal. Como alternativa, el
servoaccionamiento 26 puede presentar un motor eléctrico de pasos u
otro accionamiento posicionable en forma múltiple y exacta para
poder ajustar con precisión ángulos de basculación diferentes
cualesquiera de la unidad de atornillamiento 20 con el regulador de
basculación 25.
Los dispositivos de regulación 9, 16, 17, 25
mostrados en las figuras 2 a 4 ofrecen diferentes posibilidades
cinemáticas de regulación y de movimiento para adaptarse a
diferentes piezas de montaje o carrocerías 2. Por un lado, las
herramientas de atornillamiento 4, 5 reunidas en un grupo de
atornilladores 6, 7 están montadas como un grupo o como un todo en
forma móvil en el soporte de base 8 por medio de un dispositivo de
regulación 9. Se encuentran juntas sobre un subsoporte 14, 15 de
forma de placa o de marco y son movidas con éste, por ejemplo sobre
la primera etapa de carro 10. Por otro lado, dentro del grupo de
atornilladores 6, 7 las herramientas de atornillamiento 4, 5 pueden
estar montadas adicionalmente en forma móvil y regulable una con
relación a otra por medio de al menos un eje adicional. Existen
para ello diferentes posibilidades en los ejemplos de
realización.
Esta movilidad adicional puede venir dada, por
ejemplo, por el movimiento relativo de las etapas de carro 10, 11.
Sobre los subsoportes 14, 15 de las etapas de carro 10, 11 se
encuentran, por ejemplo, varias herramientas de atornillamiento
correspondientes 4, 5 que forman subgrupos. Los subgrupos son
regulados uno respecto de otro por medio del movimiento de los
carros.
Como alternativa o adicionalmente, dentro de los
grupos de atornilladores 6, 7 o bien dentro de uno o varios de los
subgrupos antes mencionados pueden efectuarse movimientos relativos
de las herramientas de atornillamiento 4, 5 por medio del regulador
o los reguladores transversales 17. Como alternativa o
adicionalmente, es posible un movimiento relativo de las
herramientas de atornillamiento 4, 5 por medio del regulador de
basculación 25.
Los dispositivos de regulación 9, 16, 17
montados sobre la superficie del soporte de base 8, especialmente
la unidad de carro multietapa 9, hacen posible también un
posicionamiento de las herramientas de atornillamiento 4, 5 por
fuera del borde del soporte. La anulación de la vinculación de la
posición a la geometría del soporte ofrece una flexibilidad máxima
y permite una adaptación sencilla y barata a piezas de montaje 2
nuevas y de mayor tamaño, conservando al propio tiempo el soporte
de base existente 8.
Los diferentes accionamientos 12, 13, 26 de los
dispositivos de regulación 9, 16, 17, 24, 25 y también los
accionamientos de husillo 23 están unidos con un sistema de control
común 34 representado esquemáticamente en la figura 1. Se puede
tratar en este caso de un sistema de control autónomo 34. Como
alternativa, el sistema de control puede estar integrado en un
sistema de control existente de una instalación o de una estación o
bien en un sistema de control de un robot. El sistema de control
está configurado, por ejemplo, como un sistema de control numérico
multieje y puede ser especialmente un sistema de control de robot
empleado para un fin distinto. En el soporte de base 8 están
presentes, además, las alimentaciones necesarias de medios de
funcionamiento y de energía.
La instalación atornilladora 3 presenta también
una unidad de centrado y extracción 27 dispuesta sobre el soporte
de base 8. Esta unidad está constituida, por ejemplo, por cuatro
armazones a manera de columna dispuestos en las esquinas del
soporte, los cuales se extienden hacia arriba en la dirección del
eje z y presentan en su extremo libre superior un orientador
28 con una o varias superficies de guía oblicuas. El orientador está
unido con un dispositivo de elevación 29 y puede ser controlado a
distancia en la dirección del eje z y eventualmente subido y
bajado en cooperación con el sistema de control 34. Los orientadores
28 se acoplan con el marco de husillos 35 o alternativamente con
las piezas de montaje 2 o un portagrupos separado. A través de los
orientadores 28 móviles en altura es posible poner el marco de
husillos 35 o las piezas de montaje o los soportes de piezas de
montaje fuera de la posición inicial y soltarlos de su transportador
y posicionarlos, especialmente centrarlos, con respecto a la
instalación atornilladora 3. Se crea así la correlación espacial
necesaria entre las herramientas de atornillamiento 4, 5 y los
sitios de atornillamiento correspondientes en las prolongaciones de
husillo del marco de husillos 35 o en las piezas de montaje 2.
Mediante los dispositivos de regulación 24, 25 las cabezas de
atornillamiento 22 pueden ser extendidas entonces hacia fuera de su
posición de reposo retraída y llevadas a una posición de
funcionamiento y acopladas con los sitios de atornillamiento. Es
posible aquí también una aproximación oblicua por medio del
regulador de basculación 25 o de zócalos adecuados 19 o consolas
18.
En el proceso de atornillamiento las distintas
herramientas de atornillamiento 4, 5 pueden realizar varios
procesos de atornillamiento y pueden ser trasladadas con ello entre
los distintos procesos por medio del dispositivo de regulación 9,
16, 17 sobre el soporte de base 8 con un sistema de control de
posición correspondientemente exacto y con emisores de posición
adecuados. En los tiempos secundarios para el cambio de las piezas
de montaje 2 se pueden equipar las cabezas de atornillamiento 22,
en el caso de uniones de atornillamiento directas, con medios de
atornillamiento adecuados. A este fin, se puede mover eventualmente
también la unidad de atornillamiento 3 un cierto trecho en
dirección lateral hacia fuera de la estación de atornillamiento
1.
Las distintas herramientas de atornillamiento 4,
5 están adaptadas una a otra en altura por medio de zócalos
correspondientes 19 o similares, preferiblemente de modo que resulta
con sus extremos superiores o cabezas de atornillamiento 22
sustancialmente un contorno de perforación de igual altura. La
longitud de las consolas 18 y la altura de los zócalos 19 se han
elegido preferiblemente tan grandes que en la estación de
atornillamiento 1 resulte debajo de las piezas de montaje 2 un
espacio de movimiento suficientemente grande para operarios cuando,
en caso de avería o por otros motivos, se mueva la instalación
atornilladora 3 hacia fuera de la estación de atornillamiento 1 y
se conmute dicha instalación a funcionamiento de atornillamiento
manual.
Son posibles modificaciones de las formas de
realización mostradas en diversas maneras. Las diferentes variantes
representadas pueden ser permutadas o combinadas una con otra a
voluntad. Esto se aplica también para las distintas características
de construcción de las diferentes variantes de realización. El
número y disposición de las herramientas de atornillamiento 4, 5 y
de los dispositivos de regulación 9, 16, 17, 24, 25 pueden variar
a voluntad. La correlación cinemática de los reguladores
longitudinal y transversal 16, 17 puede estar permutada, estando
dispuesto el regulador transversal 17 sobre el soporte de base 8 y
llevando el regulador longitudinal 16.
Sobre los subsoportes 14, 15 de forma de placa o
de marco o los soportes de los reguladores longitudinal y
transversal 16, 17 pueden estar presentes módulos de montaje, por
ejemplo módulos de taladros de atornillamiento. Asimismo, pueden
estar presentes adaptadores para variar y adaptar la posición de las
herramientas de atornillamiento 4, 5 a estos módulos de montaje.
Con los adaptadores se puede variar también la proyección en
voladizo y se puede disponer una herramienta de atornillamiento 4,
5 por fuera del contorno del soporte.
Alternativamente, se puede prescindir de la
unidad de centrado y extracción 27. Asimismo, son posibles
variaciones constructivas de las unidades de montaje descritas.
La referencia a una estación de atornillamiento
1 y a una instalación atornilladora 3 junto con herramientas de
atornillamiento 4, 5 incluye también cualquier otra clase de
dispositivos de ensamble o montaje y herramientas de ensamble o
montaje.
- 1
- Estación de atornillamiento, estación de montaje
- 2
- Pieza de montaje, carrocería
- 3
- Instalación atornilladora
- 4
- Herramienta de atornillamiento
- 5
- Herramienta de atornillamiento basculable
- 6
- Grupo de atornilladores
- 7
- Grupo de atornilladores
- 8
- Soporte de base, placa
- 9
- Dispositivo de regulación, unidad de carro multietapa
- 10
- Primera etapa de carro
- 11
- Segunda etapa de carro
- 12
- Primer accionamiento de carro
- 13
- Segundo accionamiento de carro
- 14
- Subsoporte
- 15
- Subsoporte
- 16
- Dispositivo de regulación, regulador longitudinal monoetapa
- 17
- Dispositivo de regulación, regulador transversal
- 18
- Consola
- 19
- Zócalo
- 20
- Unidad de atornillamiento
- 21
- Husillo de atornillamiento
- 22
- Cabeza de atornillamiento
- 23
- Accionamiento de husillo
- 24
- Dispositivo de regulación, regulador en altura
- 25
- Dispositivo de regulación, regulador de basculación
- 26
- Servoaccionamiento
- 27
- Unidad de centrado y extracción
- 28
- Orientador
- 29
- Dispositivo elevador
- 30
- Guía, carril
- 31
- Suelo
- 32
- Guía de ajuste, guía de deslizamiento
- 33
- Guía de ajuste, guía de basculación
- 34
- Sistema de control
- 35
- Portahusillos, marco de husillos
Claims (26)
1. Instalación atornilladora automática (3) para
ensamblar piezas de montaje (2), especialmente carrocerías de
vehículos, en una estación de atornillamiento (1), que consta de un
soporte de base (8) con varias herramientas de atornillamiento
automáticas (4, 5) montadas en el mismo con posibilidad de ser
movidas según varios ejes en el plano principal del soporte de base
(8) por medio de dispositivos de regulación, siendo regulables las
herramientas de atornillamiento (4, 5) en su posición de una con
relación a otra, caracterizada porque varias de las
herramientas de atornillamiento (4, 5) están combinadas en al menos
un grupo de atornilladores (6, 7) y están montadas conjuntamente en
el soporte de base (8) con posibilidad de ser movidas por medio de
un dispositivo de regulación (9) y son regulables con relación a
las demás herramientas de atornillamiento (4, 5).
2. Instalación atornilladora según la
reivindicación 1, caracterizada porque dentro del grupo de
atornilladores (6, 7) están montadas, además, una o varias
herramientas de atornillamiento (4, 5) de manera que pueden ser
movidas una con relación a otra por medio de un dispositivo de
regulación (9, 17, 25).
3. Instalación atornilladora según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque al menos una
instalación atornilladora está construida en forma de una unidad de
carro multietapa (9) que puede moverse de manera telescópica o en
cascada.
4. Instalación atornilladora según la
reivindicación 3, caracterizada porque la unidad de carro (9)
presenta varias etapas de carro (10, 11) que pueden ser movidas una
con relación a otra en al menos un eje, preferiblemente un eje
lineal.
5. Instalación atornilladora según la
reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque las etapas de
carro (10, 11) están montadas una contra otra.
6. Instalación atornilladora según la
reivindicación 3, 4 ó 5, caracterizada porque al menos una
etapa de carro (10) presenta un subsoporte (14, 15) de forma de
placa o de marco con varias herramientas de atornillamiento (4, 5)
combinadas en un grupo de atornilladores (6, 7).
7. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos
una herramienta de atornillamiento (4, 5) del grupo de
atornilladores (6, 7) está dispuesta sobre al menos una etapa de
carro siguiente (11) y/o sobre un regulador transversal (17).
8. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las etapas
de carro (10, 11) presentan accionamientos de carro controlables
propios (12, 13).
9. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los
dispositivos de regulación (9, 16, 17) presentan una anchura y
longitud más pequeñas que las del soporte de base (8).
10. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque sobre el
soporte de base (8) están dispuestas varias unidades de carro (9)
una junto a otra.
11. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cada
herramienta de atornillamiento (4, 5) presenta un regulador
transversal lineal propio (17) con un servoaccionamiento controlable
(26).
12. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
regulador transversal (17) está dispuesto entre la herramienta de
atornillamiento (4, 5) y la unidad de carro multietapa (9) o un
regulador longitudinal monoetapa (16).
13. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
herramienta de atornillamiento (4, 5) presenta una consola (18) y
una unidad de atornillamiento (20) que puede moverse en ella según
uno o varios ejes.
14. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque entre la
consola (18) y la unidad de atornillamiento (20) está dispuesto un
regulador en altura (24).
15. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque entre la
consola (18) y la unidad de atornillamiento (20) está dispuesto un
regulador de basculación (25).
16. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad
de atornillamiento (20) presenta un husillo de atornillamiento (21)
con una cabeza de atornillamiento (22) y un accionamiento de
husillo (23) conjuntamente movido.
17. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el soporte
de base (8) está configurado en forma de placa o de marco.
18. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el soporte
de base (8) presenta un mecanismo de rodadura y una guía (30),
preferiblemente una guía de carril, para trasladarse hacia dentro y
hacia fuera de la estación de atornillamiento (1).
19. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el soporte
de base (8) presenta una unidad de centrado y extracción (27).
20. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad
de centrado y extracción (27) está constituida por varios
orientadores (28) con dispositivos elevadores (29).
21. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
instalación atornilladora (3) presenta un sistema de control (34)
con el cual están unidos los dispositivos de regulación (9, 16, 17,
24, 25) y los accionamientos de husillo (23).
22. Instalación atornilladora según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sistema
de control (34) está configurado como un sistema de control numérico
multieje, preferiblemente como un sistema de control de robot.
23. Estación de atornillamiento para ensamblar
piezas de montaje (2), especialmente carrocerías de vehículos, con
una instalación atornilladora automática (3), caracterizada
porque la instalación atornilladora (3) presenta una construcción
según una de las reivindicaciones anteriores.
24. Estación de atornillamiento según la
reivindicación 23, caracterizada porque entre las piezas de
montaje (2) y la instalación atornilladora (3) está dispuesto un
portahusillos (35).
25. Procedimiento para ensamblar piezas de
montaje (2), especialmente carrocerías de vehículos, en una estación
de atornillamiento (1) con una instalación atornilladora automática
(3) que consta de un soporte de base (8) y con varias herramientas
de atornillamiento automáticas (4, 5) montadas en éste con
posibilidad de ser movidas según varios ejes en el plano principal
del soporte de base (8) por medio de dispositivos de regulación,
pudiendo ser reguladas las herramientas de atornillamiento (4, 5)
en su posición de una con relación a otra, caracterizado
porque se combinan varias de las herramientas de atornillamiento (4,
5) en al menos un grupo de atornilladores (6, 7) y se regulan
conjuntamente estas herramientas con relación a las demás
herramientas de atornillamiento (4, 5) por medio de un dispositivo
de regulación (9).
26. Procedimiento según la reivindicación 25,
caracterizado porque dentro del grupo de atornilladores (6,
7) se regulan, además, una o varias herramientas de atornillamiento
(4, 5) una con relación a otra por medio de al menos un dispositivo
de regulación (9, 17, 25).
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