ES2303015T3 - Celula de trabajo de un robot con una carcasa del tipo de contenedor que comprende un ensanchamiento en una pared lateral. - Google Patents

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Abstract

Célula de trabajo de robot, con una carcasa (1) del tipo de contenedor, en la que están dispuestos al menos un robot industrial (2) y al menos un dispositivo de posicionamiento (30) giratorio, en la que al menos una sección de pared de al menos una pared lateral (14, 16) de la carcasa (1) presenta un ensanchamiento (18, 20) en forma de segmento cilíndrico, cuyo eje medio se extiende vertical, que se proyecta en una posición de funcionamiento hacia fuera y posibilita una rotación del dispositivo de posicionamiento (30) alrededor de un eje de giro (44) que se extiende vertical evitando un contacto del dispositivo de posicionamiento (20) con la pared lateral (14, 16), en la que la sección de pared, que presenta el ensanchamiento (18, 20), se puede llevar a una posición de transporte, en la que el ensanchamiento (18, 20) se encuentra en el interior de la carcasa (1) y en la que el ensanchamiento (28, 20) está biselado en una zona adyacente a la pared de fondo (26) de la carcasa (1).

Description

Célula de trabajo de un robot con una carcasa del tipo de contenedor que comprende un ensanchamiento en una pared lateral.
La invención se refiere a una célula de trabajo de robot con una carcasa del tipo de contenedor, en la que están dispuestos al menos un robot industrial y al menos un dispositivo de posicionamiento giratorio.
Las células de trabajo de robot están alojadas con frecuencia en carcasas del tipo de contenedor, en cuyo interior se encuentran, entre otras cosas, uno o varios robots industriales, por ejemplo robots de soldadura. Por medio de la carcasa se blinda el espacio de trabajo del robot en gran medida frente al medio ambiente, de manera que se evita una influencia del medio ambiente, por ejemplo un deslumbramiento del personal de mando a través de arcos voltaicos de soldadura.
En una zona dentro de la carcasa, accesible para el personal de mando, está dispuesto, además, un dispositivo de posicionamiento, que presenta dos dispositivos de retención para el alojamiento de piezas de trabajo a mecanizar. Los dos dispositivos de retención están dispuestos en lados opuestos de un eje vertical, alrededor del cual es giratorio el dispositivo de posicionamiento. En este caso, un dispositivo de retención está asociado a una persona de mando, que equipa este dispositivo de retención con piezas de trabajo a mecanizar, mientras que el segundo dispositivo de retención está dirigido hacia el robot industrial, que mecaniza piezas de trabajo, con las que está equipado el segundo dispositivo de retención. Por medio de una rotación del dispositivo de posicionamiento alrededor de 180º, el dispositivo de retención equipado por el personal de mando llega hacia el robot industrial, mientras que el dispositivo de retención con las piezas de trabajo mecanizadas llega hacia el personal de mando.
Para que el dispositivo de posicionamiento pueda realizar un movimiento giratorio alrededor del eje vertical, la célula de trabajo del robot debe ser tan ancha como el diámetro del círculo de giro del dispositivo de posicionamiento. Por lo tanto, un transporte de una célula de trabajo del robot completa es problemático cuando el diámetro del circulo de giro excede la anchura del medio de transporte, por ejemplo de un camión (Lkw).
Se conoce a partir del documento DE3532305A1 una célula de fabricación y/o de montaje para piezas de trabajo, que presenta dentro de la célula una unidad giratoria básica, dentro de la cual está dispuesto un robot, cuya unidad giratoria básica es giratoria alrededor de un eje vertical. Para que la unidad giratoria básica pueda ser girada sin impedimentos, las paredes laterales longitudinales de la célula son abatibles, formando la pared exterior en el estado plegado. Las paredes plegables están constituidas por dos partes laterales, por una parte de cubierta, por una parte frontal así como por una parte de fondo insertable, no representada en detalle.
El cometido de la invención es indicar una célula de trabajo de robot, que se puede formar fácilmente con una anchura de transporte reducida.
Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio de las características de la reivindicación 1.
De acuerdo con la invención, al menos una sección de pared de al menos una pared lateral de la carcasa del tipo de contenedor presenta un ensanchamiento en forma de segmento cilíndrico, cuyo eje medio se extiende vertical y en una posición de funcionamiento de la célula de trabajo de robot, esta sección de pared está dispuesta de tal forma que el ensanchamiento se proyecta hacia fuera. El ensanchamiento está dimensionado en este caso de tal forma que es posible una rotación del dispositivo de posicionamiento alrededor de su eje de giro que se extiende verticalmente evitando un contacto del dispositivo de posicionamiento con la pared lateral. La sección de pared que presenta el ensanchamiento se puede llevar, además, a una posición de transporte, en la que el ensanchamiento se encuentra en el interior de la carcasa. En este caso, el ensanchamiento está biselado al menos en una zona adyacente a la pared de fondo de la carcasa.
En una configuración ventajosa de la invención, la sección de pared que presenta el ensanchamiento es giratoria alrededor de un eje vertical, extendiéndose este eje de una manera ventajosa en un plano de la pared lateral de la carcasa en la zona del ensanchamiento. La sección de pared se puede girar de esta manera de forma relativamente rápida y fácil desde la posición de funcionamiento a la posición de transporte.
De una manera ventajosa, el ensanchamiento de la sección de pared está cubierto en el plano adyacente a la pared de cubierta de la carcasa con una placa que se extiende horizontalmente. Por medio de una placa de este tipo se eleva la resistencia o la rigidez del ensanchamiento y de la sección de pared.
En lugar de la cobertura del ensanchamiento por medio de una placa que se extiende horizontalmente, también es concebible configurar el ensanchamiento biselado en una zona adyacente a la pared de cubierta de la carcasa. Esto impide, adicionalmente a la elevación de la resistencia o de la rigidez del ensanchamiento y de la sección de pared, que una persona de mando se mantenga en el ensanchamiento, que es una zona peligrosa.
Otras configuraciones ventajosas de la invención se deducen a partir de las otras reivindicaciones dependientes.
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Con la ayuda de los dibujos, en los que se representan ejemplos de realización de la invención, se explican y describen en detalle configuraciones ventajosas y mejoras de la invención así como otras ventajas.
La figura 1 muestra una célula de trabajo de robot de acuerdo con la invención en la posición de funcionamiento.
La figura 2 muestra una célula de trabajo de robot de acuerdo con la invención en la posición de transporte.
La figura 3 muestra una vista frontal sobre una célula de trabajo de robot en la posición de funcionamiento, y
La figura 4 muestra una representación en perspectiva de una célula de trabajo de robot en la posición de transporte.
En la figura 1 se muestra una célula de trabajo de robot en la posición de funcionamiento. La célula de trabajo de robot está alojada en este caso en una carcasa 1 del tipo de contenedor, que posee una superficie básica rectangular extendida alargada. La carcasa 1 posee una pared delantera 10, una primera pared lateral 14 que se extiende perpendicularmente a la pared delantera 10, una segunda pared lateral 16 que se extiende en ángulo recto con respecto a la pared delantera 10 y en paralelo a la primera pared lateral 14 y una pared trasera 12 dispuesta en ángulo recto con respecto a las paredes laterales 14, 16 y en paralelo a la pared delantera 10. En paralelo a las paredes laterales 14, 16 y a la misma distancia de éstas se extiende un plano medio vertical 22 a través de la carcasa 1.
En la carcasa 1, en la proximidad a la pared trasera 12 está dispuesto un robot industria 2, aquí un robot de soldar, que posee un brazo móvil 3. En el extremo de este brazo 3 está alojado un electrodo de soldar no mostrado aquí, por medio del cual el robot de soldar puede realizar procesos de soldadura. En el robot industrial 2 se puede tratar taimen de un robot roscador o robot taladrador, que posee entonces, en lugar del electrodo de soldar, una herramienta correspondiente en el extremo de su brazo 3. Además, es concebible disponer varios, con preferencia dos robots industriales, en la carcasa 1.
En la célula de trabajo del robot está alojado, además, un dispositivo de posicionamiento, que está dispuesto en la carcasa 1 en la proximidad de la pared delantera 10. El dispositivo de posicionamiento 30 presenta un primer dispositivo de retención 32, que está equipado con una primera pieza de trabajo 36 así como un segundo dispositivo de retención 34, que está equipado con una segunda pieza de trabajo 38. El dispositivo de posicionamiento 30 es giratorio alrededor de un eje de giro vertical, en el que los dispositivos de retención 32, 34 están dispuestos en lados opuestos del eje de giro 44. El eje de giro 44 del dispositivo de posicionamiento 30 se extiende en el plano medio 22 de la carcasa 1.
En la representación mostrada, la primera pieza de trabajo 36 está dirigida hacia el robot industrial 2, mientras que la segunda pieza de trabajo 38 está dirigida hacia la pared delantera 10. En la pared delantera 10 está previsto un orificio, que se puede cerrar, por ejemplo, por medio de una puerta corrediza y a través de la cual una persona de mando puede acceder a la carcasa 1, para equipar el dispositivo de retención dirigido hacia él, en este caso el segundo dispositivo de retención 34, con una pieza de trabajo o para desprender la pieza de trabajo del mismo. Después de una rotación del dispositivo de posicionamiento 30 alrededor de su eje de giro 44 en torno a 180º, el segundo dispositivo de retención 34 y la segunda pieza de trabajo 38, con la que está equipado el segundo dispositivo de retención 34, están dirigidos hacia el robot industrial 2 y el primer dispositivo de retención 32 y la primera pieza de trabajo 36 están dirigidos hacia la pared delantera 10 así como hacia la persona de mando.
El dispositivo de posicionamiento 30 posee, además, una protección anti-deslumbrante 40, que está realizada como placa plana, colocada verticalmente. La protección anti-deslumbrante 40 se extiende en la posición de funcionamiento en ángulo recto al plano medio 22 de la carcasa 1, estando el primer dispositivo de retención 32 con la primera pieza de trabajo 36 sobre un lado de la protección anti-deslumbrante 40 y estando el segundo dispositivo de retención 34 con la segunda pieza de trabajo 38 sobre el otro lado de la protección-anti-deslumbrante. El eje de giro 44 del dispositivo de posicionamiento 30 se extiende en el centro a través de la protección anti-deslumbrante 40. En la posición de funcionamiento del dispositivo de posicionamiento 30, la protección anti-deslumbrante 40 separa la zona de trabajo del robot industrial 2 de la zona de la carcasa 1 que es accesible a la persona de mando y que está adyacente a la pared delantera 10 y de esta manera impide, por ejemplo, un deslumbramiento de la persona de mando por arcos voltaicos de soldadura.
Para poder realizar una rotación alrededor de su eje vertical 4, el dispositivo de posicionamiento 30 representado aquí necesita un círculo de giro 42, cuyo diámetro es mayor que la anchura de la carcasa 1, que corresponde a la anchura T en la posición de transporte.
La primera y la segunda pared lateral 14, 16 poseen, por lo tanto, en la sección de pared adyacente al dispositivo de posicionamiento, respectivamente, un ensanchamiento 18, 20. El primer ensanchamiento 18 y el segundo ensanchamiento 20 son en cada caso convexos hacia fuera y se proyectan más allá de las paredes laterales 14, 16, estando configurados en forma de segmento cilíndrico. Los ejes medios de los ensanchamientos 18, 29 en forma de segmento cilíndrico coinciden con el eje de giro 44 del dispositivo de posicionamiento 30. El diámetro del cilindro, sobre el que se encuentran los ensanchamientos 18, 20, es en este caso mayor que el diámetro del círculo de giro 42 del posicionamiento, de manera que éste puede girar sin obstáculos.
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De esta manera, la anchura B de la célula de trabajo del robot corresponde en la posición de funcionamiento al diámetro del cilindro, que está determinado por los ensanchamientos 18, 20 en forma de segmento cilíndrico.
En la figura 2 se representa la misma célula de trabajo de robot en la posición de transporte. En este caso, las piezas de trabajo 36, 38 están retiradas de los dispositivos de retención 32, 34 del dispositivo de posicionamiento 30. El dispositivo de posicionamiento 30 está girado, con respecto a la posición de funcionamiento, 90º alrededor de su eje de giro vertical 44 y la protección anti-deslumbrante 40 se extiende, por lo tanto, en paralelo a las paredes laterales 14, 16 de la carcasa 1.
La sección de pared de la primera pared lateral 14, que presenta el primer ensanchamiento 18, es giratoria alrededor de un primer eje de giro 50 que se extiende verticalmente. En la posición de transporte, esta sección de pared está girada frente a la posición de funcionamiento 180º alrededor del primer eje de giro 50, con lo que el ensanchamiento 18 se encuentra en el interior de la carcasa 1. De una manera correspondiente, la sección de pared de la segunda pared lateral 16 está girada en el segundo ensanchamiento 20 en torno a 180º alrededor de un segundo eje de giro 52 que se extiende verticalmente. El segundo ensanchamiento 20 se encuentra en la posición de transporte igualmente en el interior de la carcasa 1.
El primer eje de giro 50 se extiende vertical en el plano de la primera pared lateral 14 en la zona del primer ensanchamiento 18. De una manera correspondiente, el segundo eje de giro 52 se extiende vertical en plano de la segunda pared lateral 16 en la zona del segundo ensanchamiento 20.
La anchura T de la célula de trabajo de robot en la posición de transporte es en este caso la distancias entre las superficies exteriores de las paredes laterales 14, 16 y, por lo tanto, está reducida frente a la anchura B en la posición de funcionamiento en la medida de los espesores de los ensanchamientos 18, 20.
El espesor de un ensanchamiento 18, 20 es en este caso la distancia máxima de la superficie exterior del ensanchamiento 18, 20 respectivo desde el plano de la pared lateral 14, 16 adyacente.
La reducción de la anchura T en la posición de transporte frente a la anchura B en la posición de funcionamiento se explica en detalle con la ayuda de un ejemplo numérico. En el ejemplo seleccionado, la anchura T en la posición de transporte es 250 cm, de manera que es posible un transporte de la célula de trabajo de robot por medio de un camión. El círculo de giro 42 del dispositivo de posicionamiento 30 tiene un diámetro de 330 cm, y la anchura B en la posición de funcionamiento, que es insignificantemente mayor que el diámetro del círculo de giro 42, tiene aproximadamente 350 cm. Los ensanchamientos 18, 20 presentan, por lo tanto, en cada caso un espesor de 50 cm y la anchura T en la posición de transporte se encuentra reducida aproximadamente en 100 cm con respecto a la anchura B en la posición de funcionamiento.
En el ejemplo seleccionado, el dispositivo de posicionamiento 30 está dispuesto en el centro entre las paredes laterales 14, 16, de manera que su eje de giro 44 se extiende en e plano central 22 de la carcasa 1. El círculo de giro 42 del dispositivo de posicionamiento 30 se proyecta en este caso con la misma anchura sobre las paredes laterales 14, 16 y los ensanchamientos 18, 20 presentan el mismo espesor. Pero si el dispositivo de posicionamiento 30 está dispuesto, por ejemplo, más cerca de la segunda pared lateral 16, entonces el ensanchamiento 18 en la primera pared lateral 14 puede estar realizado más pequeño que el segundo ensanchamiento 20 en la segunda pared lateral 16. El dispositivo de posicionamiento 30 puede estar dispuesto también tan cerca de la segunda pared lateral 16 que su círculo de giro 42 no se proyecta más allá de la primera pared lateral 14. En este caso, solamente se necesita un ensanchamiento 20 en la segunda pared lateral 16.
En el ejemplo seleccionado, las secciones de pared con los ensanchamientos 18, 20 son giratorias en cada caso alrededor de un eje 50, 52 que se extiende vertical. También es concebible hacer giratorias las secciones de pared correspondientes en cada caso alrededor de un eje que se extiende horizontalmente. Estos ejes se extienden en cada caso, por ejemplo, respectivamente en un plano de las paredes laterales 14, 16 de la carcasa 1.
Además, es concebible disponer las secciones de pared con los ensanchamientos 18, 29 de forma fija, es decir, no giratoria, en las paredes laterales 14, 16 correspondientes, por ejemplo fijadas con tornillos. En este caso, las secciones de pared con el primero y segundo ensanchamiento 18, 20 se pueden llevar desde la posición de funcionamiento a la posición de transporte, desenroscando las secciones de pared, girándolas fuera de la carcasa 1 y fijándolas a continuación en las paredes laterales 14, 16 de tal forma que los ensanchamientos 18, 20 se proyectan en el interior de la carcasa 1.
En la figura 3 se muestra una vista frontal sobre la célula de trabajo de robot en la posición de funcionamiento. En esta representación es visible la pared delantera 10 de la carcasa 1, que se limita lateralmente por las paredes laterales 14, 16. En la zona superior alejada del suelo 28, la carcasa 1 está cerrada por medio de una pared de cubierta 24, mientras que en la zona inferior dirigida hacia el suelo 28 está prevista una pared de fondo 16.
En la primera pared lateral 14, el primer ensanchamiento 18 sobresale hacia fuera. El ensanchamiento 18 está cubierto en su extremo dirigido hacia la pared de fondo 24 con una primera placa 60 que se extiende horizontalmente. En su zona adyacente a la pared de fondo 26, el ensanchamiento 18 posee un primer chaflán 64. El primer chaflán 64 está configurado en este caso de tal forma que la línea envolvente, que se encuentra en el centro sobre el primer ensanchamiento 18 en forma de segmento cilíndrico, es más corta que las otras líneas envolventes sobre el primer ensanchamiento 18 en forma de segmento cilíndrico. De esta manera, el primer chaflán 64 se extiende, comenzando a partir de la primera pared lateral 14, en un ángulo desde la primera pared lateral 14 y fuera de la pared de fondo 26 a lo largo de la extensión horizontal del primer ensanchamiento 18.
De una manera correspondiente, el primer ensanchamiento 20, que se proyecta en la segunda pared lateral 16 hacia fuera, presenta en s extremo dirigido hacia la pared de cubierta 24, una segunda placa 62 que se extiende horizontalmente y presenta un segundo chaflán en su zona adyacente a la pared de fondo 26.
Las placas 60, 62 y los chaflanes 64, 66 elevan la resistencia o la rigidez de los ensanchamientos 18, 20 correspondientes. Los chaflanes 64, 66 impiden adicionalmente que una persona de mando se pueda mantener dentro de uno de los ensanchamientos 18, 20. Además, los chaflanes 64, 66 garantizan que no permanezcan cuerpos extraños, por ejemplo de piezas que caen desde una pieza de trabajo 36, 38 a mecanizar, en uno de los ensanchamientos 18, 20, donde pueden provocar un bloqueo del dispositivo de posicionamiento 30, sino que caigan sobre la pared de fondo 26 de la carcasa 1.
La figura 4 muestra una representación en perspectiva de una célula de trabajo de robot en la posición de transporte.
El dispositivo de posicionamiento 30 está girado alrededor de 90º con respecto a la posición de funcionamiento y la protección anti-deslumbrante 40 se extiende en paralelo a las paredes laterales 14, 16. Las piezas de trabajo están alejadas de los dispositivos de retención 32, 34.
En la zona de la carcasa, adyacente a la pared trasera 12, de la célula de trabajo de robot están previstos dos robots 2 para la mecanización de piezas de trabajo que se pueden fijar en los dispositivos de retención 32, 34.
La pared delantera 10 posee un orificio, que se extiende aproximadamente sobre toda la superficie de la pared delantera 10 y se puede cerrar por medio de una puerta corrediza 54. En la representación mostrada, la puerta corrediza 54 está enrolada y la abertura en la pared delantera 10 está abierta.
Las secciones de pared, que presentan los ensanchamientos 18, 20 de las paredes laterales 14, 16 se encuentran en la posición de transporte. Los ensanchamientos 18, 20 se proyectan en este caso, respectivamente, en el interior de la carcasa de la célula de trabajo de robot.
En los extremos de los ensanchamientos 18, 20 adyacentes a la pared de cubierta no representada aquí está prevista en cada caso una placa 60, 62 que se extiende horizontalmente para la elevación de la rigidez. En la zona adyacente a la pared de fondo no representada tampoco aquí, los ensanchamientos 18, 20 disponen de un chaflán 64, 66 respectivo, que eleva la rigidez de los ensanchamientos y que impiden una permanencia de personas o cuerpos extraños en los ensanchamientos 18, 20. En la representación mostrada, el primer chaflán 64 del primer ensanchamiento 18 y la segunda placa 62 del segundo ensanchamiento 20 no son visibles.
Por medio del cierre de la puerta corrediza 54 se puede impedir que una persona de mando acceda a la carcasa de la célula de trabajo de robot, mientras el dispositivo de posicionamiento 30 gira alrededor de su eje vertical. De una manera alternativa a la puerta corrediza 54 se pueden prever también una barrera óptica o un escáner láser en la pared delantera 10.
Lista de signos de referencia
1
Carcasa
2
Robot industrial
3
Brazo del robot industrial
\vskip1.000000\baselineskip
10
Pared delantera
12
Pared trasera
14
Primera pared lateral
16
Segunda pared lateral
18
Primer ensanchamiento
20
Segundo ensanchamiento
22
Plano medio
24
Pared de cubierta
26
Pared de fondo
28
Suelo
\vskip1.000000\baselineskip
30
Dispositivo de posicionamiento
32
Primer dispositivo de retención
34
Segundo dispositivo de retención
36
Primera pieza de trabajo
38
Segunda pieza de trabajo
40
Protección anti-deslumbrante
42
Círculo de giro del dispositivo de posicionamiento
44
Eje de giro del dispositivo de posicionamiento
\vskip1.000000\baselineskip
50
Primer eje de giro
52
Segundo eje de giro
54
Puerta corrediza
\vskip1.000000\baselineskip
60
Primera placa
63
Segunda placa
64
Primer chaflán
66
Segundo chaflán
B
Anchura en la posición de funcionamiento
T
Anchura en la posición de transporte.

Claims (7)

1. Célula de trabajo de robot, con una carcasa (1) del tipo de contenedor, en la que están dispuestos al menos un robot industrial (2) y al menos un dispositivo de posicionamiento (30) giratorio, en la que al menos una sección de pared de al menos una pared lateral (14, 16) de la carcasa (1) presenta un ensanchamiento (18, 20) en forma de segmento cilíndrico, cuyo eje medio se extiende vertical, que se proyecta en una posición de funcionamiento hacia fuera y posibilita una rotación del dispositivo de posicionamiento (30) alrededor de un eje de giro (44) que se extiende vertical evitando un contacto del dispositivo de posicionamiento (20) con la pared lateral (14, 16), en la que la sección de pared, que presenta el ensanchamiento (18, 20), se puede llevar a una posición de transporte, en la que el ensanchamiento (18, 20) se encuentra en el interior de la carcasa (1) y en la que el ensanchamiento (28, 20) está biselado en una zona adyacente a la pared de fondo (26) de la carcasa (1).
2. Célula de trabajo de robot de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la sección de pared, que presenta el ensanchamiento (18, 20) es giratoria alrededor de un eje de giro vertical (50, 52).
3. Célula de trabajo de robot de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque el eje vertical (50, 52) se extiende en el plano de la pared lateral (14, 16) en la zona del ensanchamiento (18, 20).
4. Célula de trabajo de robot de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el ensanchamiento (18, 20) en forma de segmento cilíndrico se encuentra en la posición de funcionamiento sobre un cilindro, cuyo eje medio coincide con el eje de giro (44) del dispositivo de posicionamiento (30).
5. Célula de trabajo de robot de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el ensanchamiento (18, 20) está cubierto en el extremo adyacente a la pared de cubierta (24) de la carcasa (1) con una placa (60, 62) que se extiende horizontalmente.
6. Célula de trabajo de robot de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el ensanchamiento (18, 20) está biselado en una zona adyacente a la pared de cubierta (24) de la carcasa (1).
7. Célula de trabajo de robot de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dos paredes laterales (14, 16) opuestas presentan en cada caso una sección de pared con un ensanchamiento (18, 20).
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