ES2300397T3 - Elemento de agarre por aspiracion con topes regulares. - Google Patents
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- B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
- B65G47/91—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers
Abstract
Dispositivo (2) de agarre configurado para agarrar objetos (10), por ejemplo lunas de automóviles o piezas de carrocería, mediante un brazo (1) robótico, que tiene un soporte (3) con al menos un elemento de agarre por aspiración que presenta un cuerpo (7, 8, 9) de aspiración a modo de copa elástico, que puede colocarse sobre el objeto (10) que debe agarrarse, que puede solicitarse con presión negativa, y un tope (18) que establece la posición del objeto (10) agarrado, estando dispuesto el tope (18) de manera desplazable en la dirección de agarre con respecto al soporte (3) y presentando un dispositivo (21) de sujeción que puede accionarse a motor para fijar el tope (18) tras una carrera establecida en contra de la dirección de agarre, caracterizado porque el tope (18) está dispuesto en cada caso en el interior del cuerpo (9) de aspiración y está rodeado por el cuerpo (9) de aspiración y porque el dispositivo (2) de agarre tiene varios elementos (4, 5, 6) de agarre por aspiración del tipo del al menos un elemento de agarre por aspiración.
Description
Elemento de agarre por aspiración con topes
regulares.
La invención se refiere a un dispositivo de
agarre configurado para agarrar objetos, por ejemplo lunas de
automóviles o piezas de carrocería, mediante un brazo robótico, que
tiene un soporte con al menos un elemento de agarre por aspiración
que presenta en cada caso un cuerpo de aspiración en forma de copa
elástico, que puede colocarse sobre el objeto que debe agarrarse,
que puede solicitarse con presión negativa, y un tope que establece
la posición del objeto agarrado, estando dispuesto el tope de manera
que puede desplazarse en la dirección de agarre con respecto al
soporte y presentando un dispositivo de sujeción que puede
accionarse a motor para fijar el tope tras una carrera establecida
en contra de la dirección de agarre. Además, la invención se
refiere a un procedimiento para agarrar y montar objetos.
Dispositivos de agarre del tipo anterior se
utilizan, por ejemplo, en la fabricación de automóviles para el
montaje automático de lunas. A este respecto surge el problema de
que si bien estas lunas son relativamente de dimensiones precisas
en la zona de su contorno exterior que ha de adherirse con una brida
de luna de una abertura de ventana del automóvil, sin embargo en el
resto de zonas se diferencian relativamente mucho unas de otras en
cuanto a su convexidad. Esto puede llevar en el agarre de la luna
con tales dispositivos de agarre a que las lunas se curven mucho de
manera no deseada en el estado agarrado porque, por ejemplo, entre
dos topes en contacto con la luna, un tope está a una distancia
considerable de la luna y la luna entonces con la solicitación con
presión negativa también se arrastra hacia este tope. Esto puede
llevar a que la luna, después de apretarse contra la brida de luna
y alejarse del dispositivo de agarre, tenga tendencia a regresar a
su forma original, lo que puede llevar a que se suelte parcialmente
de la brida de luna.
Cuando se quiere agarrar con un dispositivo de
agarre diferentes lunas, entonces es necesario reequipar los topes
del dispositivo de agarre. Si deben agarrarse diferentes lunas
rápidamente una tras otra entonces se disponen para ello en el
dispositivo de agarre topes adaptados para las diferentes lunas y se
mueven los topes no necesarios en cada caso a una posición que no
moleste durante el agarre. En tales dispositivos de agarre el
cambio entre diferentes lunas también es complicado y no se realiza
automáticamente. Además, no es posible una adaptación a diferentes
tolerancias de luna.
Un dispositivo de agarre del tipo anteriormente
mencionado se describe en el documento JP 07-291440
A. El dispositivo de agarre tiene un único elemento de agarre por
aspiración del tipo anteriormente mencionado. A este respecto, el
dispositivo de sujeción consiste en un manguito a modo de cono, que
guía un vástago del tope, y en un émbolo con una entalladura a modo
de cono correspondiente al manguito. En el manguito están colocadas
esferas que se enclavan en el vástago cuando el émbolo se empuja
hacia abajo sobre el manguito.
La invención se basa en el problema de
configurar un dispositivo de agarre del tipo mencionado al inicio de
tal manera que también puedan agarrarse y transportarse objetos de
gran superficie de manera segura y que pueda a este respecto
compensar automáticamente diferentes tolerancias de los objetos que
debe agarrar, sin deformar el objeto durante su transporte y que
pueda agarrar diferentes objetos sin trabajos de reequipamiento.
Además, ha de crearse un procedimiento para agarrar y montar
objetos.
El problema mencionado en primer lugar se
soluciona según la invención porque el tope está dispuesto en cada
caso en el interior del cuerpo de aspiración y está rodeado por el
cuerpo de aspiración y porque el dispositivo de agarre tiene varios
elementos del tipo del al menos un elemento de agarre por
aspiración.
En un dispositivo de agarre de este tipo pueden
adaptarse los topes automáticamente al contorno respectivo del
objeto que debe agarrarse, debido a que al entrar en contacto con el
objeto se mueven en primer lugar ligeramente en la dirección del
soporte y sólo se sujetan en cuanto el dispositivo de agarre haya
alcanzado su posición de recepción. De este modo se garantiza que
antes de la solicitación con presión negativa todos los topes están
en contacto con el objeto de manera que no puede producirse una
deformación del objeto durante la solicitación con presión
negativa.
Los topes deben disponerse en la proximidad de
los cuerpos de aspiración para que no aparezcan momentos de flexión
altos inadmisibles. Es especialmente favorable que, según la
invención, el tope esté dispuesto en cada caso en el interior del
cuerpo de aspiración y rodeado por el cuerpo de aspiración. Un
dispositivo de agarre de este tipo está construido además de manera
especialmente sencilla.
La aproximación a los objetos que deben elevarse
y la generación de la ligera carrera hacia dentro de los topes
antes de su sujeción se posibilita con medios sencillos si el tope
está pretensado por un muelle en la dirección de agarre.
Resulta especialmente ventajoso que el tope
tenga un vástago guiado en desplazamiento axial, unido con un
émbolo, y el émbolo delimita un espacio cilíndrico en la dirección
de desplazamiento del tope, que puede solicitarse con presión, que
actúa como muelle de presión de gas. De este modo existe la
posibilidad de adaptar la fuerza de muelle a la respectiva
finalidad de uso del elemento de agarre y, en diversos elementos de
agarre por aspiración, regular diferentes fuerzas de muelle.
El dispositivo de sujeción puede estar
configurado de manera muy diferente. Está configurado de manera
especialmente sencilla para un funcionamiento automático si
presenta un cuerpo de sujeción que puede moverse en la posición de
sujeción por un émbolo de accionamiento que puede solicitarse con
medios de presión hacia un vástago del tope guiado en
desplazamiento axial.
Los topes se retienen en la respectiva posición
en arrastre de forma, de manera que pueden transmitir grandes
fuerzas axiales sin que exista el riesgo de que se resbalen con
respecto a su soporte si, según otro perfeccionamiento de la
invención, el vástago está dotado en la zona del cuerpo de sujeción
de roscas exteriores y el cuerpo de sujeción consiste en dos
mitades de tuerca roscada y si el dispositivo de sujeción tiene dos
émbolos de accionamiento que están previstos en cada caso para el
desplazamiento de una mitad de tuerca roscada.
En caso de desgaste es posible una sustitución
de los topes con el cuerpo de aspiración y del dispositivo de
sujeción, sin que pueda ajustarse la posición angular de los topes y
de los cuerpos de aspiración si el tope está retenido en un cuerpo
de guiado, que a su vez está colocado de manera liberable en una
perforación de una cabeza esférica sujeta de manera ajustable.
La sustitución anteriormente mencionado puede
realizarse de manera especialmente sencilla y rápida si el cuerpo
de guiado se apoya con un reborde desde arriba sobre la cabeza
esférica y está unido con ésta de manera liberable mediante
tornillos.
La supervisión de la carrera del tope respectivo
antes de la sujeción de este tope puede realizarse con medios muy
sencillos si, según otro perfeccionamiento de la invención, el
vástago del tope sobresale en el lado opuesto al cuerpo de
aspiración del cuerpo de guiado y está dispuesto en el cuerpo de
guiado un sensor de posición que vigila la posición de la parte
sobresaliente del vástago.
En la medida en que, debido a las tolerancias al
levantar un objeto plano, es necesaria una carrera de aspiración
superior, por ejemplo para compensar errores de alineación entre el
cuerpo de aspiración y el objeto, puede estar previsto que el
cuerpo de aspiración esté configurado como fuelle plegable y esté
fijado en el cuerpo de guiado.
Si deben transmitirse fuerzas de aspiración
especialmente grandes y los objetos que han de elevarse presentan
para el agarre del cuerpo de aspiración una superficie plana
suficientemente grande, puede preverse también, sin embargo, que el
cuerpo de aspiración esté configurado como disco de aspiración y
esté fijado en el vástago del tope.
Un procedimiento según el preámbulo de la
reivindicación 11 se describe en el documento JP
05-038693 A, especialmente se da a conocer un
dispositivo de agarre con topes desplazables mediante un cilindro de
presión.
El problema mencionado en segundo lugar,
concretamente la creación de un procedimiento para agarrar y montar
objetos según el preámbulo de la reivindicación 11, se soluciona
según la invención porque los topes para la recepción del objeto
respectivo se desplazan en primer lugar totalmente con alta presión
y, durante la recepción, se solicitan con baja presión de manera
que es posible un desplazamiento de los topes de manera
correspondiente al contorno del objeto, y porque al colocar el
objeto éste se mueve a la posición de montaje definitiva mediante
solicitación con presión de los topes.
Con este modo de proceder no sólo puede
recibirse el objeto respectivo de manera óptima y sin deformación,
sino también moverse a su posición de montaje con diferentes fuerzas
en diferentes zonas.
Durante el montaje de lunas de automóvil hasta
ahora se presionaban por ejemplo las lunas mediante un movimiento
del brazo robótico hacia la brida de luna. Debido a la invención es
posible mover la luna, exclusivamente mediante desplazamiento de
los topes, hacia la brida de luna. De este modo pueden desplazarse
diferentes zonas con extensiones diferentes de manera que está
garantizado que la luna se sitúe correctamente en todas las zonas
contra la brida de luna.
Una posición exacta de la luna tras la recepción
se mantiene si los topes se fijan en su posición axial respectiva
tras su adaptación al contorno del objeto respectivo mediante un
dispositivo de sujeción.
La invención permite diferentes formas de
realización de las que tres se representan en el dibujo y se
describen a continuación. Se muestra en
la figura 1 una zona de extremo de un brazo
robótico con un dispositivo de agarre fijado al mismo,
la figura 2 un corte vertical a través de un
elemento de agarre por aspiración del dispositivo de agarre,
la figura 3 un corte horizontal a través del
elemento de agarre por aspiración a lo largo de la línea
III-III de la
\hbox{figura 2,}
la figura 4 un corte vertical a través de una
segunda forma de realización de un elemento de agarre por
aspiración,
la figura 5 un corte vertical a través de una
tercera forma de realización de un elemento de agarre por
aspiración.
La figura 1 muestra una zona de extremo de un
brazo 1 robótico, en el que está fijado un dispositivo 2 de agarre
según la invención. Este dispositivo 2 de agarre tiene un soporte 3
fijado al brazo 1 robótico, en el que están fijados varios
elementos 4, 5, 6 de agarre por aspiración. Estos sujetan, mediante
solicitación con presión negativa en cada caso de un cuerpo 7, 8, 9
de aspiración, un objeto 10 plano que puede tratarse por ejemplo de
una luna de un vehículo. En la parte inferior del dibujo puede
observarse en la figura 1 un tope 11, que se sitúa contra el objeto
10 plano, al que no está asociado sin embargo ningún cuerpo 7, 8, 9
de aspiración.
La figura 2 muestra de manera muy ampliada con
respecto a la figura 1 el elemento 6 de agarre por aspiración como
pieza individual. Este tiene un apoyo 12 que debe atornillarse con
el soporte 3 mostrado en la figura 1. Mediante el apoyo 12 se
sujeta una cabeza 13 esférica de manera que puede regularse y
sujetarse fijamente en diferentes posiciones angulares. La cabeza
13 esférica tiene una perforación 14 de paso en la que están
introducidos desde arriba dos cuerpos 15, 15a de guiado atornillados
entre sí. El cuerpo 15a de guiado superior se apoya con un reborde
16 sobre la cabeza 13 esférica.
A través de los cuerpos 15, 15a de guiado pasa
un vástago 17 de un tope 18. Un muelle 19 que, por un lado, se
apoya en el tope 18 y, por otro lado, en la superficie frontal
inferior del cuerpo 15 de guiado inferior, pretensa el tope 18
hacia abajo visto en el dibujo. El vástago 17 sobresale del cuerpo
15a de guiado superior hacia arriba. La posición de esta zona
sobresaliente se vigila por un sensor 20 de posición que está fijado
al cuerpo 15a de guiado superior.
El vástago 17 del tope 18 debe sujetarse en la
posición respectiva con respecto al cuerpo 15a de guiado mediante
un dispositivo 21 de sujeción neumático, dispuesto en el cuerpo 15a
de guiado superior. Para ello el dispositivo 21 de sujeción tiene
situado enfrente en cada caso un cilindro 22 de accionamiento con un
émbolo 23 de accionamiento que puede presionar un cuerpo 24 de
sujeción contra el vástago 17.
Para lograr un arrastre de forma durante la
sujeción, el vástago 17 tiene en la zona de sujeción una rosca 25
exterior, mientras que el cuerpo 24 de sujeción está dotado de una
rosca 26 interior.
En la figura 2 puede observarse además que el
vástago 17 y el tope 18 están dispuestos de manera coaxial con
respecto al cuerpo 9 de aspiración, que se trata en esta forma de
realización de un fuelle plegable.
La figura 3 muestra que el dispositivo 21 de
sujeción presenta dos émbolos 23, 23a de accionamiento situados uno
en frente de otro. De manera correspondiente el cuerpo 24 de
sujeción consiste en dos mitades 27, 28 de tuerca roscada.
En la forma de realización según la figura 4, el
cuerpo 7 de aspiración está configurado como disco de aspiración y,
a diferencia de la forma de realización descrita anteriormente, no
está fijado al cuerpo 15 de guiado sino al vástago 17.
En la forma de realización según la figura 5 se
ha previsto, en lugar del muelle 19 mostrado en la figura 2, un
muelle de presión de gas. A este respecto, el vástago 17 está unido
con un émbolo 29 que delimita un espacio 30 cilíndrico en la
dirección de desplazamiento del tope 18. El espacio 30 cilíndrico
está dotado de una conexión 31 de aire a presión de manera que
puede solicitarse con presión más o menos alta.
Una forma de realización de este tipo posibilita
un procedimiento de montaje novedoso. En este caso para la
recepción del objeto 10 respectivo se desplazan totalmente en primer
lugar con alta presión los topes 18. Durante la recepción, se
solicitan con baja presión de manera que es posible un
desplazamiento de los topes 18 de manera correspondiente al
contorno del objeto 10 y se fijan los topes 18 tras su adaptación al
contorno del objeto 10 respectivo mediante un dispositivo 21 de
sujeción. Para colocar el objeto 10, por ejemplo una luna de
automóvil en una abertura de ventana, ésta se mueve mediante
solicitación con presión de los topes 18 a la posición de montaje
definitiva, es decir hacia la brida de luna.
- 1
- Brazo robótico
- 2
- Dispositivo de agarre
- 3
- Soporte
- 4
- Elemento de agarre por aspiración
- 5
- Elemento de agarre por aspiración
- 6
- Elemento de agarre por aspiración
- 7
- Cuerpo de aspiración
- 8
- Cuerpo de aspiración
- 9
- Cuerpo de aspiración
- 10
- Objeto
- 11
- Tope
- 12
- Apoyo
- 13
- Cabeza esférica
- 14
- Perforación
- 15, 15a
- Cuerpos de guiado
- 16
- Reborde
- 17
- Vástago
- 18
- Tope
- 19
- Muelle
- 20
- Sensor de posición
- 21
- Dispositivo de sujeción
- 22
- Cilindro de accionamiento
- 23, 23a
- Embolos de accionamiento
- 24
- Cuerpos de sujeción
- 25
- Rosca exterior
- 26
- Rosca interior
- 27
- Mitad de tuerca roscada
- 28
- Mitad de tuerca roscada
- 29
- Embolo
- 30
- Espacio cilíndrico
- 31
- Conexión de aire a presión.
Claims (11)
1. Dispositivo (2) de agarre configurado para
agarrar objetos (10), por ejemplo lunas de automóviles o piezas de
carrocería, mediante un brazo (1) robótico, que tiene un soporte (3)
con al menos un elemento de agarre por aspiración que presenta un
cuerpo (7, 8, 9) de aspiración a modo de copa elástico, que puede
colocarse sobre el objeto (10) que debe agarrarse, que puede
solicitarse con presión negativa, y un tope (18) que establece la
posición del objeto (10) agarrado, estando dispuesto el tope (18) de
manera desplazable en la dirección de agarre con respecto al
soporte (3) y presentando un dispositivo (21) de sujeción que puede
accionarse a motor para fijar el tope (18) tras una carrera
establecida en contra de la dirección de agarre,
caracterizado porque el tope (18) está dispuesto en cada
caso en el interior del cuerpo (9) de aspiración y está rodeado por
el cuerpo (9) de aspiración y porque el dispositivo (2) de agarre
tiene varios elementos (4, 5, 6) de agarre por aspiración del tipo
del al menos un elemento de agarre por aspiración.
2. Elemento de agarre según la reivindicación 1,
caracterizado porque el tope (18) está pretensado por un
muelle (19) en la dirección de agarre.
3. Elemento de agarre según la reivindicación 2,
caracterizado porque el tope (18) tiene un vástago (17)
guiado en desplazamiento axial, unido a un émbolo y el émbolo
delimita un espacio cilíndrico en la dirección de desplazamiento
del tope (18) que puede solicitarse con presión y que actúa como
muelle de presión de gas.
4. Elemento de agarre según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
dispositivo (21) de sujeción presenta un cuerpo (24) de sujeción
que puede moverse en la posición de sujeción por un émbolo (23) de
accionamiento que puede solicitarse con medios de presión, hacia un
vástago (17) guiado en desplazamiento axial del tope (18).
5. Elemento de agarre según la reivindicación 4,
caracterizado porque el vástago (17) en la zona del cuerpo
(24) de sujeción está dotado de una rosca (25) exterior y el cuerpo
(24) de sujeción consiste en dos mitades (27, 28) de tuerca roscada
y porque el dispositivo (21) de sujeción tiene dos émbolos (23, 23a)
de accionamiento que están previstos en cada caso para desplazar
una mitad (27, 28) de tuerca roscada.
6. Elemento de agarre según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tope
(18) está sujeto en un cuerpo (15) de guiado, que a su vez está
colocado de manera liberable en una perforación (14) de una cabeza
(13) esférica retenida de manera ajustable.
7. Elemento de agarre según la reivindicación 6,
caracterizado porque el cuerpo (15a) de guiado se apoya desde
arriba con un reborde (16) sobre la cabeza (13) esférica y se une
con ésta de manera liberable.
8. Elemento de agarre según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el vástago
(17) del tope (18) en el lado opuesto al cuerpo (9) de aspiración
sobresale del cuerpo (15a) de guiado y en el cuerpo (15a) de guiado
está dispuesto un sensor (20) de posición que vigila la posición de
la parte sobresaliente del vástago (17).
9. Elemento de agarre según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo
(9) de aspiración está configurado como fuelle plegable y está
fijado en el cuerpo (15) de guiado.
10. Elemento de agarre según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo
(7) de aspiración está configurado como disco de aspiración y está
fijado en el vástago (17) del tope (18).
11. Procedimiento para agarrar y montar objetos
(10), por ejemplo lunas de automóviles o piezas de carrocería,
mediante un dispositivo (2) de agarre en un brazo robótico, que
tiene un soporte (3) con varios elementos (4, 5, 6) de agarre por
aspiración que presentan en cada caso un cuerpo (7, 8, 9) de
aspiración a modo de copa elástico, que puede colocarse sobre el
objeto (10) que debe agarrarse, que puede solicitarse con presión
negativa, y un tope (18) que establece la posición del objeto (10)
agarrado, utilizándose topes (18) que pueden desplazarse mediante
un medio de presión en la dirección de agarre, caracterizado
porque los topes (18) se desplazan en primer lugar totalmente con
alta presión para recibir el objeto (10) respectivo y, durante la
recepción, se solicitan con baja presión, de modo que es posible un
desplazamiento de los topes (18) según el contorno del objeto, y
porque al colocar el objeto (10) éste se mueve a la posición de
montaje definitiva mediante solicitación con presión de los topes
(18) y porque los topes (18) tras su adaptación al contorno del
objeto (10) respectivo se fijan en su posición axial respectiva
mediante un dispositivo (21) de sujeción que puede accionarse a
motor.
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