ES2315781T3 - Dispositivo y procedimiento para la incorporacion de lineas de debilitacion en un componente rigido. - Google Patents

Dispositivo y procedimiento para la incorporacion de lineas de debilitacion en un componente rigido. Download PDF

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Abstract

Dispositivo para la incorporación de una línea de debilitación en un componente rígido (10) que no se ciñe totalmente a la forma de una pieza moldeada o de un alojamiento (11), en particular en una pieza moldeada por inyección, como por ejemplo un tablero de instrumentos de un automóvil, formado por una máquina herramienta multiejes y por una geometría de apoyo o alojamiento (11) para el componente a mecanizar (10), caracterizado por el hecho de que se han asignado sensores de distancia (13) al alojamiento (11) para el registro de la posición espacial real del componente (10) respecto a la geometría de apoyo o el alojamiento (11), y que la máquina herramienta multiejes muestra un mando CNC para el procesamiento de programas con orientación basada en los puntos de apoyo, habiéndose dimensionado los sensores de distancia (13) para emitir la posición espacial registrada del componente (10) al mando CNC, y habiéndose dimensionado el mando CNC para ejecutar, en base a la posición espacial registrada del componente (10), un programa de corte para la incorporación de la línea de debilitación mediante el control de la máquina herramienta.

Description

Dispositivo y procedimiento para la incorporación de líneas de debilitación en un componente rígido.
La presente invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para la incorporación de líneas de debilitación en un componente rígido que no se ciña totalmente a la forma de una geometría de apoyo o de un alojamiento, en particular una pieza moldeada por inyección, como por ejemplo un tablero de instrumentos de un automóvil.
Con el paso del tiempo, la protección de los pasajeros para casos de colisión con los llamados sistemas Airbag se ha convertido en un estándar del sector del automóvil. Para ello es habitual incorporar frente al asiento del acompañante una cavidad en el salpicadero y/o en el tablero de instrumentos, en donde va alojado el dispositivo para el Airbag. Por cuestiones relacionadas con el aspecto visual, es habitual colocar los dispositivos Airbag de manera que no sean visibles. Para ello, en el Airbag del acompañante se contempla una debilitación del material en la parte posterior de la zona del tablero de instrumentos que debe alojar el dispositivo Airbag, que sea suficiente para que en caso de accidente permita el desgarre de la superficie vista y con ello la liberación del Airbag.
En el actual estado de la técnica ya se conoce la incorporación de debilitaciones del material; para ello en el caso de los tableros de instrumentos multicapa se procede a debilitar el revestimiento superior y a romper completamente las capas inferiores del tablero de instrumentos multicapa. No obstante, hasta la fecha no ha habido ninguna solución satisfactoria para la incorporación de una debilitación necesaria en aquellos casos en que el tablero de instrumentos está fabricado en una sola pieza. Los ensayos realizados con tableros de instrumentos fabricados por el procedimiento de moldeo por inyección para prever una debilitación ya en la pieza moldeada por inyección, en donde incorporar unas zonas con paredes extremadamente finas, han fracasado. Ello se debe principalmente al hecho que las zonas debilitadas quedan marcadas forzosamente en la zona vista, ya que las relaciones de compresión y de fluencia en zonas de paredes extremadamente finas son tan variadas que la presencia de estrías y de líneas de fluencia convierten la superficie vista en algo poco vistoso.
Asimismo, en la WO 01/70445 A1 se describe un dispositivo y un procedimiento para la incorporación de líneas de debilitación en el revestimiento de un Airbag para vehículo. En este caso el revestimiento es rasgado con un haz láser, que simultáneamente es utilizado para medir la superficie a mecanizar. Durante la incorporación de una línea de debilitación, el revestimiento es fijado a un soporte cuya forma ha sido seleccionada de manera que la superficie del revestimiento esté en contacto con el soporte.
Los ensayos realizados hasta la fecha en una operación posterior para efectuar una debilitación por la cara posterior en los tableros de instrumentos fabricados por el procedimiento de moldeo por inyección mediante el fresado de una ranura o de una hendidura, no han logrado ningún resultado viable ya que la pieza moldeada por inyección no se apoya de forma segura en la geometría de apoyo y/o en el alojamiento portante. La superficie vista anteriormente mencionada del tablero de instrumentos se ajusta de manera segura a la superficie de referencia como una piel blanda y ceñida bajo la fuerza de la presión del aire con un alojamiento sometido a vacío. No obstante, en el caso de una pieza moldeada por inyección rígida la existencia de un esfuerzo residual hace que no pueda partirse de un apoyo seguro. Todo ello ha conllevado el fracaso de los procedimientos de mecanizado habituales hasta el momento, anteriormente mencionados.
En lo que respecta a los aspectos de seguridad hay que añadir que las líneas de debilitación deben incorporarse a los tableros de instrumentos con una baja tolerancia para que se mantenga el llamado espesor de pared residual. El espesor de pared residual se tolera de manera que por un lado en caso de accidente tenga lugar un rasgado seguro y por otro que a lo largo de la vida útil del vehículo la debilitación no pueda generar una línea visible ni un rasgado involuntario. De acuerdo con ello los espesores de pared residuales habituales suelen ser de unos 0,5 mm y las tolerancias para dichos espesores de pared residuales se sitúan alrededor de los +/0,03 mm. En consecuencia, la incorporación extremadamente precisa de las líneas de debilitación, especialmente en un tablero de instrumentos de un automóvil, depende de la realización de un control exacto de la longitud y de la forma de la herramienta de mecanizado, de que se respete la tolerancia de los ejes y los conjuntos de la máquina implicados con relación a la herramienta y de que se tenga en cuenta la posición del alojamiento que soporta la pieza y/o el componente o la pieza moldeada.
La presente invención tiene por objeto facilitar un dispositivo y un procedimiento del género indicado, con el que sea posible incorporar líneas de debilitación con la tolerancia necesaria para el proceso industrial también a aquellos componentes que no se ciñen a una geometría de apoyo o a un alojamiento.
Dicha tarea se soluciona de forma acorde a la invención mediante un dispositivo con las características indicadas en la reivindicación 1, indicándose otros diseños preferentes del dispositivo en las reivindicaciones secundarias 2 a 5.
En lo que respecta al procedimiento, dicha tarea se soluciona con las características indicadas en la reivindicación 6, indicándose otro diseño preferente del procedimiento en la reivindicación 7.
La invención parte del supuesto que el componente a mecanizar tiene básicamente la forma de la geometría tridimensional ideal, realizada en el alojamiento. No obstante, no puede apoyarse de forma perfecta e integral en el alojamiento al estar mínimamente deformado por cuestiones relacionadas con el calentamiento o con la tolerancia de contracción.
De forma acorde a la invención, el componente a mecanizar, que no se apoya con total seguridad en la superficie de referencia de un alojamiento de mecanizado, será medido en su posición real, para lo cual se han instalado sensores de distancia en la superficie de referencia del alojamiento, que pueden registrar con suficiente precisión la distancia existente entre la superficie de referencia y la pieza y/o el componente.
Para ello pueden utilizarse tanto sensores mecánicos que rocen la superficie de la pieza y/o del componente como sensores sin contacto que midan la distancia mediante campos inductivos o capacitivos.
Preferentemente se registra y/o mide la posición espacial real de la pieza y/o del componente con tres sensores, que según otro diseño preferente de la invención van instalados directamente en la zona de la línea de debilitación que pretende incorporarse. A partir de las tres coordenadas medidas es posible calcular la posición espacial real de la pieza con ayuda de un potente mando CNC y un programa de corte para la incorporación de las líneas de debilitación puede ser orientado y desplazado en consonancia con dicha posición espacial. Para ello se utiliza preferentemente un mando CNC, que permita una rotación espacial de un programa de mecanizado cualquiera.
Según otro diseño de la invención para el ajuste de una geometría de la pieza, que en la zona de la línea de debilitación compensa deformaciones en el espacio tridimensional, se han instalado sensores en cada punto de apoyo del programa CNC para el mecanizado de la pieza, desplazando el resultado de medición de los respectivos sensores el punto de apoyo afectado en consonancia con la línea de mecanizado. Para el mecanizado se utiliza preferentemente un programa para el mando CNC cuya orientación se basa en los puntos de apoyo.
A continuación se explica con más detalle la invención sobre la base de los dibujos adjuntos.
La figura 1 muestra una vista en corte esquematizada a través de una pieza moldeada por inyección apoyada sobre un alojamiento; y
La figura 2 muestra una representación parcial ampliada en la zona del sensor de distancia de la figura 1
En la figura 1 aparece representada de forma esquemática una sección de un componente 10, formado principalmente por un tablero de instrumentos moldeado por inyección para automóvil. El componente 10 está situado en un alojamiento 11 para el mecanizado, aunque el componente 10 no se apoya plenamente. El alojamiento 11 va fijado a una mesa de mecanizado 12 de una máquina herramienta CNC no representada.
En el alojamiento 11 va instalado un sensor mecánico 13, que aparece representado con más detalle en la figura 2 y que está instalado para medir la distancia entre la superficie del alojamiento 11 y la parte inferior de la pieza moldeada 10 en la zona del mecanizado previsto para la incorporación de una línea de debilitación. El sensor de distancia 13 envía a través del cable de señales 14 una señal de medición al mando CNC no representado.
La figura 2 muestra en una representación ampliada el sensor de distancia 13, realizado en forma de palpador de medición 15 con una punta de contacto redondeada 16 y que va ubicado en un inserto 17 en un taladro realizado para tal fin del alojamiento 11. Para la fijación y el ajuste del sensor de distancia 13 se han previsto en el inserto 17 un anillo afianzador 18 y un tornillo de retención 19.
Según la figura 2 la punta redondeada 16 del sensor de distancia 13 registra la distancia existente entre la superficie 20 del alojamiento 11 y la parte inferior 21 del componente 10 para de este modo obtener la posición espacial real del componente y para desplazarlo para el posterior mecanizado para la incorporación de las líneas de debilitación.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este respecto.
Documentos de patente citados en la descripción
\bullet WO 0170445 A1 [0004]

Claims (7)

1. Dispositivo para la incorporación de una línea de debilitación en un componente rígido (10) que no se ciñe totalmente a la forma de una pieza moldeada o de un alojamiento (11), en particular en una pieza moldeada por inyección, como por ejemplo un tablero de instrumentos de un automóvil, formado por una máquina herramienta multiejes y por una geometría de apoyo o alojamiento (11) para el componente a mecanizar (10), caracterizado por el hecho de que se han asignado sensores de distancia (13) al alojamiento (11) para el registro de la posición espacial real del componente (10) respecto a la geometría de apoyo o el alojamiento (11), y que la máquina herramienta multiejes muestra un mando CNC para el procesamiento de programas con orientación basada en los puntos de apoyo, habiéndose dimensionado los sensores de distancia (13) para emitir la posición espacial registrada del componente (10) al mando CNC, y habiéndose dimensionado el mando CNC para ejecutar, en base a la posición espacial registrada del componente (10), un programa de corte para la incorporación de la línea de debilitación mediante el control de la máquina herramienta.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los sensores de distancia (13) están ubicados en la zona de incorporación de la línea de debilitación.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que los sensores de distancia (13) están previstos en puntos de soporte para el mecanizado de piezas CNC.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que como sensores de distancia (13) se han previsto sensores mecánicos y/o sin contacto.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que se han previsto tres sensores de distancia (13).
6. Procedimiento para la incorporación de una línea de debilitación en un componente rígido, que no se ciñe totalmente a la forma de una pieza moldeada o de un alojamiento, en particular en una pieza moldeada por inyección, como por ejemplo un tablero de instrumentos de un automóvil, en donde la posición espacial real del componente en la zona de la línea de debilitación a incorporar respecto a la geometría de apoyo o el alojamiento se mide con sensores asignados a la geometría de apoyo o al alojamiento, en donde la posición espacial registrada del componente es facilitada a un mando CNC y en la cual se ejecuta un programa de corte para la incorporación de la línea de debilitación, teniéndose en cuenta la posición espacial real con ayuda de una máquina herramienta multiejes controlada por el mando CNC, de manera que la línea de mecanizado es desplazada en consonancia con el resultado de medición de los sensores, realizándose el mecanizado con orientación basada en el punto de apoyo.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que como mando CNC se utiliza un torno CNC.
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