ES2318227T3

ES2318227T3 - Sistema de composicion de vehiculo automovil.

Info

Publication number: ES2318227T3
Application number: ES04022699T
Authority: ES
Inventors: Dominique Baulier
Original assignee: Valiant Corp
Current assignee: Valiant Corp
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2009-05-01
Anticipated expiration: 2024-09-23
Also published as: MXPA04009284A; DE602004018883D1; ATE420018T1; US7857539B2; EP1518784A2; US20060236518A1; CA2482204C; US7100271B2; EP1518784A3; US7802364B2; EP1518784B1; US20090245930A1; US20050060862A1; CA2482204A1

Abstract

Un sistema de composición de vehículos para componer la carrocería a partir de una pluralidad de componentes de carrocería independientes, teniendo por lo menos uno de los componentes de carrocería una superficie de referencia, que comprende: una estación de montaje (16) que tiene elementos (22) de composición separados; un portador (14) de vehículos que soporta los componentes (20) de la carrocería en condiciones de montaje previo en dicha estación de montaje; caracterizado porque el sistema de composición de vehículos comprende, además: por lo menos dos estaciones de maniobra (26) fijadas a cada elemento de chasis en posiciones predeterminadas; un brazo (40) de herramienta asociado con cada estación de maniobra (26); un robot (52) asociado con cada brazo de herramienta para mover dicho brazo de herramienta entre una posición de montaje en la cual cada dicho brazo (40) de herramienta se apoya contra su estación de maniobra (26) asociada en una posición predeterminada, y una posición de carga del vehículo en la cual cada brazo (40) de herramienta está desacoplado de su estación de maniobra (26) asociada; una abrazadera (54) de brazo de herramienta asociada con cada estación de maniobra (26) que afianza dicho brazo (40) de herramienta a su estación de maniobra (26) asociada en dicha posición predeterminada cuando dicho brazo de herramienta está en dicha posición de montaje; y por lo menos un bloque de referencia (60) con su abrazadera (64) de chasis asociada fijada a cada brazo (40) de herramienta, cada abrazadera (64) de chasis afianza, de manera que se puede liberar, su brazo de herramienta asociado a través de la, por lo menos una, superficie de referencia para mantenerla en contacto con su bloque de referencia (60), en por lo menos un componente de carrocería para mantener, de tal modo, dichos componentes de carrocería en una posición predeterminada unos con respecto a otros.

Description

Sistema de composición de vehículo automóvil.

Antecedentes de la invención I. Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de composición de automóviles, o a cualquier otra estación de formación, para posicionar con precisión los componentes de la carrocería, unos con respecto a otros, antes de fijar juntos los componentes de la carrocería.

II. Descripción de la técnica anterior

En la fabricación de vehículos automóviles, un sistema transportador transporta, típicamente, un montaje previo de la carrocería de manera secuencial a lo largo de una línea transportadora. Tales conjuntos previos de la carrocería, soportados por un portador del vehículo, comprenden varios componentes de la carrocería, tales como una parte inferior, una estructura delantera, los laterales de la carrocería, las partes de cabecera, etc., que están unidos con holgura unos con otros en su posición de montaje final aproximada unos con respecto a otros.

Para fijar juntos, de manera fija, los componentes de la carrocería, es imperativo que los componentes de la carrocería estén situados unos con respecto a otros con precisión a fin de bloquear su forma mediante "soldaduras por puntos" realizadas en esta estación de composición, antes de realizar un "reasiento" de toda la carrocería para proporcionar su fortaleza final. Para conseguir tal posicionamiento preciso de los componentes de la carrocería, ha habido sistemas de composición de automóviles previamente conocidos.

En un sistema de composición de automóviles de la técnica anterior, un caballete está situado sobre la estación de montaje en un punto medio de la línea transportadora. El caballete incluye brazos oscilantes que son móviles entre una posición elevada y una inferior. En su posición elevada, los brazos oscilantes están situados lejos del montaje previo de la carrocería, lo que posibilita que el montaje previo siguiente sea desplazado por el sistema transportador en la estación de montaje. Inversamente, en su posición de acoplamiento, los brazos basculan hacia abajo acercándose a "unidades húmedas" que soporta bloques y abrazaderas de referencia para acoplarse con superficies de referencia o puntos de ubicación predeterminados de los diferentes componentes de la carrocería, y fijan los componentes de la carrocería juntos en una posición predeterminada unos con respecto a otros. Con los componentes de la carrocería afianzados juntos, las soldadoras robóticas, o similares, se extienden a través de aberturas en el marco de referencia y se usan para fijar de manera fija los componentes de la carrocería juntos mediante "soldaduras por puntos".

En otro tipo adicional de sistema de composición de automóviles previamente conocido, un marco de referencia está situado alrededor de un montaje previo de la carrocería cuando el montaje previo es situado en la estación de montaje. En este tipo de sistema de composición para automóviles previamente conocido, unidades que giran o que se deslizan unidas al marco de referencia y que soportan bloques y abrazaderas de referencia, se extienden hacia el interior de los componentes de la carrocería del automóvil para acoplar las superficies de referencia de los componentes de la carrocería, y bloquear los componentes de la carrocería juntos en una posición predeterminada de unos con respecto a otros antes de la soldadura.

En otro tipo adicional de sistema de composición de automóviles previamente conocido, una puerta lateral es situada a lo largo de cada lado de la estación de montaje. Estas puertas laterales son móviles entre una posición retractada, en la cual las puertas están situadas lateralmente fuera de la estación de montaje para permitir que el montaje previo de la carrocería se desplace lateralmente hacia el exterior de la estación de montaje para permitir que el montaje previo de la carrocería sea desplazado a la estación de montaje, y una posición de montaje en la cual las puertas están situadas a lo largo de cada lado exterior del montaje previo de la carrocería. Las unidades que giran o que se deslizan montadas en las puertas y que afianzan conjuntos de abrazaderas se extienden, luego, en los componentes de la carrocería para fijar los componentes de la carrocería en la posición predeterminada deseada unos con respecto a otros. Después de eso, las soldadoras robóticas se extienden a través de aberturas de paso en la puerta, en el vehículo, y sueldan juntos con "soldadura por puntos" los componentes de la carrocería.

Todos estos sistemas de composición de automóviles previamente conocidos sufren, sin embargo, de varios inconvenientes comunes. Primero, las zonas amplias cubiertas por la estructura misma de la herramienta, es decir, la puerta o el brazo oscilante, no posibilita una trayectoria de aproximación común para la estructura de la herramienta en la cual todos los bloques de referencia y unidades de abrazadera permanecerán fijas en la estructura de la herramienta, y abrazaderas de diseño sencillo. Además, para permanecer casi estándar, las puertas, los chasis, o los brazos oscilantes que soportan las unidades que giran o que deslizan, que mantienen los bloques de referencia y las unidades de abrazadera, permanecerán situados remotamente alrededor del exterior del montaje previo de la carrocería. Ya que las superficies de sujeción de los componentes de la carrocería están contenidas, con frecuencia, dentro del interior del montaje previo de la carrocería, estos sistemas de composición previamente conocidos requerían, necesariamente, montajes articulados de abrazaderas, que deben extenderse por el interior del montaje previo de la carrocería para afianzar los componentes de la carrocería en su posición deseada de unos con respecto a otros. Tales montajes de abrazaderas son, a menudo, necesariamente articulados con respecto a su puerta o marco de referencia. Por tanto, estos montajes de abrazadera son costosos de fabricar y están sujetos a desgaste después de su uso prolongado. Tal desgaste afecta de manera negativa a la precisión del conjunto del sistema de composición.

Un inconveniente adicional de estos sistemas de composición previamente conocidos es que, después de que el montaje previo de la carrocería haya sido desplazado en la estación de montaje y sujeto en la posición deseada unos con respecto a otros, es necesario que las soldadoras robóticas se extiendan, luego, a través de aberturas de paso bien en la puerta o en el marco de referencia para soldar juntos los componentes de la carrocería. Debido a la interferencia entre las soldadoras robóticas y bien la puerta o el marco de referencia, se ha requerido la utilización de trayectorias de robot complejas y que desperdician tiempo y, por tanto, un estudio costoso de ingeniería robótica.

Un inconveniente adicional de estos sistemas de composición previamente conocidos es que es necesario usar un marco de referencia distinto o una puerta diferente, incluso para estilos de carrocería ligeramente diferentes. Dado que a menudo se ensamblan juntos múltiples estilos de carrocería en una sola estación de montaje, ha sido necesario previamente desplazar diferentes marcos de referencia o diferentes puertas a la estación de montaje para acomodar los diferentes estilos de carrocería. Puesto que estos marcos de referencia y puertas previamente conocidos son masivos en la construcción y requieren un tiempo de diseño y de fabricación largos, son costosos y pueden retrasar el tiempo para poner un vehículo nuevo en el mercado. Además, estos sistemas requieren una zona grande en el suelo de la tienda para almacenar el juego de herramientas que no se ha utilizado.

Recientemente, se ha desarrollado una nueva generación de sistemas de composición para aprovechar los robots de bajo coste, producidos en serie. Todas estas unidades de composición de chasis intentan reproducir el mismo movimiento exacto de cambio de herramienta logrado previamente con una pieza dedicada de maquinaria, usando un robot dedicado con capacidad de carga elevada. El utillaje utilizado corresponde a las puertas o a los elementos de disposición previos, pero se construye con mayor sencillez con una estructura, un material y unos componentes más ligeros. Hay, por supuesto, un ahorro inicial logrado en el sistema de manejo de la herramienta, pero puesto que el utillaje resulta grande y difícil de manejar, toda la agilidad del robot no puede ser explotada. Además, el utillaje requiere todavía muchas unidades de giro o de deslizamiento para poner en contacto algunos bloques de referencia móviles con su superficie de trabajo, aumentando así la complejidad del utillaje, su peso, adaptabilidad, coste, fiabilidad y duración del ciclo.

Un sistema de composición de vehículos y el método correspondiente según los preámbulos de las reivindicaciones respectivas 1 y 17 son conocidos a partir del documento DE 4418755 A.

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Compendio de la presente invención

La presente invención proporciona un sistema de composición de automóviles para una carrocería, que supera todos los inconvenientes antedichos de los dispositivos conocidos previamente, mediante la división de la disposición tradicional de herramientas grandes en un conjunto de brazos de herramientas elementales con los cuales el robot puede desarrollar toda su agilidad para establecer su posición.

En resumen, el sistema de composición de vehículos de la presente invención comprende una estación de montaje que tiene elementos de composición separados. Un portador del vehículo que soporta los componentes de la carrocería en una condición montada previamente es desplazado, luego, en la estación de montaje por un transportador convencional.

Dependiendo del tipo de portador de carrocerías, por ejemplo, un patín o una plataforma para formas, estos elementos de composición separados pueden ser desplazados verticalmente, pero preferiblemente están fijos.

Por lo menos, dos estaciones de maniobra son fijadas a cada elemento de formación en posiciones predeterminadas a lo largo del elemento de chasis. Un brazo de herramienta está asociado con cada estación de maniobra y cada brazo de herramienta incluye por lo menos un conjunto de bloques de referencia o pernos de posicionamiento y su abrazadera está diseñada para acoplarse a una superficie de referencia en uno de los componentes de la carrocería para fijar los componentes de la carrocería en posiciones predeterminadas unas con respecto a otras.

Hay un robot asociado con cada brazo de herramienta que portará, preferiblemente, su pistola de soldadura y su brazo de herramienta asociado para evitar la pérdida de tiempo en la conmutación de uno al otro. El robot desplaza cada brazo de herramienta entre una posición de montaje y una posición de carga de vehículos en la que se almacenan otros brazos de herramienta dedicados a otros tipos de vehículos.

Durante la operación de carga de la carrocería, el brazo de herramienta apropiado es seleccionado de un soporte de almacenamiento de brazo de herramienta 27 (figura 1) y es acoplado por el robot. Tan pronto como el nuevo montaje previo de la carrocería montada con holgura esté situado en la estación de composición, cada robot manipula su brazo de herramienta en el chasis de la carrocería, poniendo de ese modo el bloque de referencia fijo en contacto con la superficie de ubicación correspondiente. Una vez en la posición de montaje exacta, cada brazo de herramienta se apoya contra su estación de maniobra asociada, de modo que cada brazo de herramienta esté situado en la estación de montaje en una posición predeterminada con respecto a los elementos de chasis en la estación de montaje. Luego una abrazadera del brazo de herramienta montada en cada estación de maniobra fija la herramienta de brazo en su posición de maniobra asociada en una posición predeterminada, y un acoplamiento rápido al medio proporciona aire a presión y conexiones eléctricas para activar las abrazaderas o cualquier otro cilindro de aire o interruptores de proximidad.

Una vez que los brazos de herramienta son fijados a sus estaciones de maniobra asociadas, cada robot desacopla su brazo de herramienta asociado, mientras que, al mismo tiempo, se consigue toda la secuencia de afianzamiento. Después de eso, una soldadora llevada por, al menos, uno de los robots, se extiende en el montaje previo de la carrocería del vehículo para fijar de manera fija los componentes de la carrocería juntos, en su posición predeterminada, unos con respecto a otros, completando, de ese modo, el conjunto de la carrocería.

Después de que los componentes de la carrocería sean soldados juntos, las abrazaderas son liberadas y cada robot se acopla de nuevo con su brazo de herramienta asociado. Después de eso, las abrazaderas del brazo de herramienta desacoplan, liberando de ese modo, los brazos de herramienta de sus estaciones de maniobra asociadas. Los robots desplazan, luego, los brazos de herramienta lateralmente hacia el exterior a su posición de carga del vehículo y, dependiendo del siguiente vehículo que se va a componer o de un procedimiento específico, puede bien mantener el mismo brazo de herramienta o dejarlo para "reasentar" el vehículo actual, o tomar un nuevo brazo de herramienta que ajuste el tipo nuevo de vehículo. Después de eso, el montaje de carrocería ahora montado es desplazado por el transportador fuera de la estación de montaje, mientras un portador nuevo de vehículos que soporta un montaje previo de carrocería nueva es desplazado en la estación de montaje, y se repite el procedimiento antedicho.

Una ventaja principal del sistema de composición de la presente invención es que los robots son capaces de manipular los brazos de herramienta de modo que una porción de uno o más de los brazos de herramienta se extienda en el montaje previo de la carrocería y próximamente adyacente a las superficies de referencia de los componentes de la carrocería. Como tal, los montajes que fijan con abrazaderas relativamente baratos llevados por cada brazo de herramienta son empleados para posicionar, no sólo con rapidez, sino también con exactitud, los componentes de la carrocería juntos, con objeto del montaje final. Dado que se utilizan montajes de fijación mediante abrazaderas relativamente simples para situar los componentes de la carrocería, se evitan las imprecisiones provocadas por el desgaste y/o el diseño de las abrazaderas articuladas previamente conocidas, y la accesibilidad del robot de soldadura se hace máxima.

Una ventaja adicional del sistema de composición para automóviles de la presente invención es que diferentes brazos de herramienta pueden ser acoplados y manipulados fácilmente por los robots para acomodar diferentes estilos de carrocería. Además, en caso de interferencia o de choque de robots u otro funcionamiento defectuoso del brazo de herramienta, solamente una simple fracción del utillaje necesitará ser fijada y vuelta a calibrar geométricamente.

Ya que todos los robots instalados se utilizan completamente en los procesos de manipulación y en los de soldadura, se evitan el coste extra y la huella adicional y los requisitos de volumen alrededor de la carrocería al chasis de los sistemas previos que usaban robots dedicados para la manipulación.

La presente invención permite hasta cuatro robots de soldadura de capacidad media por cada lado para una configuración totalmente soportada de pie y, en caso de necesidad, de cuatro a seis robots adicionales montados en una galería, lo que reduce la duración total del ciclo para un número dado de soldaduras por puntos que se van a realizar.

Breve descripción de los dibujos

Una mejor comprensión de la presente invención se tendrá sobre referencia de la siguiente descripción detallada, cuando sea leída conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que los caracteres de referencia similares se refieren a partes similares a lo largo de las distintas vistas, en las cuales:

La figura 1 es una vista superior en planta que ilustra una forma de realización preferida de la presente invención;

La figura 2 es una vista en alzado que ilustra una forma de realización preferida de la presente invención y con partes eliminadas para aumentar la claridad;

La figura 3 es una vista en sección, fragmentada, que ilustra la maniobra de una herramienta de brazo con su estación de maniobra asociada;

La figura 4 es una vista en alzado fragmentada que ilustra un brazo de herramienta y una porción de su robot asociado;

La figura 5 es una vista similar a la figura 3, pero que ilustra el brazo de herramienta en una posición conectada con su estación de maniobra asociada;

La figura 6 es una vista similar a la figura 4, pero que ilustra el brazo del robot desacoplado de su brazo de herramienta asociado; y

La figura 7 es una vista de extremo, diagramático, que ilustra la introducción del brazo de herramienta en contacto con la carrocería que se va a componer, y su posicionamiento final en la estación de maniobra.

Descripción detallada de una realización preferida de la presente invención

Haciendo referencia primero a la figura 1, una forma de realización preferida del sistema 10 de composición de automóviles de la presente invención se muestra para el uso con una línea de fabricación de vehículos automóviles. Según es utilizado en esta patente, el término "sistema de composición" abarca no sólo la composición de un vehículo automóvil, sino también cualquier aplicación en la que se desee el posicionamiento preciso de dos o más componentes de la carrocería. Por ejemplo, este sistema de composición incluiría, también, la colocación de las aletas, la colocación del techo, la colocación de las puertas, así como de otros componentes de la carrocería diferentes del chasis del vehículo. Un transportador alargado 12, ilustrado solo de manera diagramática, transporta de modo secuencial los portadores 14 del vehículo de la carrocería del automóvil a una estación de montaje 16. Cualquier tipo convencional de transportador 12 puede ser utilizado para transportar el portador 14 del vehículo a la estación de montaje
16.

Como se muestra mejor en la figura 2, cada portador 14 de la carrocería soporta un montaje previo 18 de carrocería que comprende una pluralidad de componentes 20 de carrocería. Los componentes 20 de carrocería están solamente sujetos de manera holgada, juntos, en su posición aproximada de montaje final mediante etiquetas de contención, también conocidas como lengüetas de juguete, u otros medios convencionales (no mostrados). Además, el portador 14 de la carrocería es conocido, convencionalmente, como un patín o una plataforma para formas, en la industria del automóvil.

Haciendo referencia, ahora particularmente, a la figura 2, la estación de montaje 16 se muestra en mayor detalle y comprende un par de miembros de chasis separados 22 que se extienden a lo largo de lados opuestos del portador 14 de la carrocería y, por tanto, a lo largo de lados opuestos del montaje previo 18 de la carrocería. Preferiblemente, los travesaños 24 se extienden lateralmente entre los elementos 22 de composición para bloquear los elementos de composición 22 juntos en una posición fija predeterminada.

Haciendo referencia todavía a la figura 2, por lo menos dos, y preferiblemente tres o cuatro, estaciones de maniobra 26 están provistas a lo largo de cada lado de la estación de montaje 16. Cada estación de maniobra 26 está fijada de manera fija a los elementos de chasis 22, de manera que la posición de cada estación de maniobra 26 está fija con respecto al elemento de chasis 22 y, por tanto, con respecto a la estación de montaje 16.

Como se muestra mejor en las figuras 2 y 3, cada estación de maniobra 26 incluye por lo menos uno, y preferiblemente tres, pernos 28 de posicionamiento de modo que cada perno 28 de posicionamiento esté situado en un vértice de una superficie triangular 30, orientada, preferiblemente, a 45 grados de la horizontal en la estación 26 de maniobra. Como se muestra mejor en la figura 3, cada perno 28 de posicionamiento es, preferiblemente, de forma tronco-cónica con un ángulo de conicidad preferido de 90 grados, y los pernos 28 están fijados de manera fija a sus estaciones de maniobra 26 asociadas.

Cada estación de maniobra 26 incluye, también, un acoplamiento rápido 58 de medios (figuras 3 y 5) que proporciona aire a presión y señales eléctricas al brazo de abrazadera asociado para activar las abrazaderas 64 de composición así como otros cilindros de aire o interruptores de proximidad.

Haciendo referencia ahora particularmente a las figuras 2 y 4, el sistema de composición incluye, además, una pluralidad de brazos de herramienta 40 que, como se describirá en breve, fija selectivamente los componentes 20 de la carrocería juntos, en una posición predeterminada unos con respecto a otros, antes del montaje final. Se entenderá, por supuesto, que la configuración precisa de cada brazo de herramienta 40 variará dependiendo del tipo de vehículo ensamblado en la estación de montaje 16. Por consiguiente, los brazos de herramienta 40 ilustrados en el dibujo son para propósito de ilustración, solamente.

Haciendo referencia, luego, a las figuras 2-4, el brazo de herramienta 40 incluye un cuerpo principal 42 que está construido de cualquier material rígido pero ligero, tal como aleación de acero, aluminio o magnesio, de paredes delgadas. Una superficie de localización 44 (figura 3) en un extremo del cuerpo del brazo de herramienta 42 incluye por lo menos uno, y preferiblemente tres, encastres de posicionamiento 46. Los encastres de posicionamiento 46 son complementarios en forma y número de los pernos de posicionamiento 28. Además, los encastres de posicionamiento 46 están situados en la superficie 44 del brazo de herramienta 40 de manera que un encastre 46 corresponde a un perno de posicionamiento 28 de la estación de maniobra 26, y está alineado con éste. Preferiblemente, la forma del cuerpo principal 42 del brazo de herramienta tendrá un perfil tetraédrico, con una base triangular que ajusta con el patrón exterior del encastre de posicionamiento.

Un brazo robótico 50 (figura 4) de un robot 52 (figura 1) está asociado con cada brazo 40 de herramienta. Además, el brazo robótico 50 está fijado selectivamente a su brazo 40 de herramienta asociado mediante un acoplamiento robótico convencional 51 de modo que el brazo robótico 50 desplaza su brazo 40 de herramienta asociado entre una posición retractada de carga de vehículo y una posición de montaje. En la posición de carga del vehículo, el brazo robótico 50 desplaza su brazo 40 de herramienta asociado lateralmente hacia el exterior de la estación de montaje 16 para posibilitar que un nuevo montaje previo de una carrocería sea desplazada a la estación de montaje. Inversamente, en su posición de montaje, el brazo robótico 50 desplaza selectivamente su brazo 40 de herramienta asociado de modo que los bloques 60 de referencia, por ejemplo, los pernos de posicionamiento, soportados por el brazo de herramienta, entran en contacto con sus superficies de adaptación sobre la carcasa de la carrocería, y luego los encastres de posicionamiento 46 se acoplan con los pernos de posicionamiento 28 según se indica en la figura 5. Un montaje 54 de abrazadera convencional montado en la estación 26 de maniobra se acopla luego con un perno 56 de abrazadera en el brazo 40 de herramienta para bloquear, de manera que se puede desacoplar, el brazo 40 de herramienta a su estación 26 de maniobra asociada en una posición predeterminada y fija con respecto a los elementos de composición 22 de la estación de montaje. Después de eso, el brazo robótico 50 se desacopla de su brazo 40 de herramienta asociado mediante el desbloqueo del acoplamiento robótico 51, según se muestra en la figura 6.

Haciendo referencia ahora, de manera particular, a las figuras 2 y 4, por lo menos una, y típicamente dos o más, abrazaderas 64 de composición están fijadas a cada brazo 40 de herramienta. Estas abrazaderas 64 de composición, una vez que el brazo robótico 50 tiene localizados los bloques 60 de referencia de su brazo 40 de herramienta asociado sobre la carcasa de la carrocería, y su brazo 40 de herramienta asociado a la estación 26 de maniobra, se acoplan a través de las superficies de sujeción 62 a los componentes 20 de la carrocería. Tras la activación de las abrazaderas 64 de composición, las abrazaderas 64 de composición fijan los componentes 18 de la carrocería contra el bloque 60 de referencia en una posición predeterminada con respecto al elemento 22 de composición de la estación de montaje y, por tanto, uno con respecto a otro. Cuando todas las abrazaderas 64 de composición acoplan sus superficies de sujeción respectivas en los componentes 20 de la carrocería, el montaje previo 18 de la carrocería está listo para ser fijado o soldado junto.

Como se muestra mejor en la figura 6, después de que el brazo robótico 50 haya situado su brazo 40 de herramienta asociado en su estación asociada 26 de maniobra, y una vez que el elemento de bloqueo 54 (figura 5) de la estación de maniobra esté acoplado, el brazo robótico 50 se desacopla de su cuerpo de brazo de herramienta asociado 42 mediante el desbloqueo del acoplamiento robótico 52. Después de eso, una pistola 70 de soldadura unida al brazo robótico 50 es manipulada, luego, por el brazo robótico 50 en el montaje previo 18 de la carrocería. Tras la activación de la pistola 70 de soldadura, la pistola 70 de la soldadura fija los componentes 20 de la carrocería juntos, completando, por tanto, el montaje de la carrocería del automóvil.

Se entenderá, por supuesto, que aunque los componentes de la carrocería 20 estén fijados, típicamente, juntos mediante la soldadura, pueden utilizarse, alternativamente, otros tipos de medios de fijación sin desviarse del alcance o del espíritu de la presente invención.

Después de que los componentes 12 de la carrocería hayan sido soldados o fijados juntos de otra manera por los robots 50 que manipulan las pistolas 70 de soldadura u otros medios de fijación, cada brazo robótico 50 se reacopla, luego, nuevamente con su brazo 40 de herramienta asociado bloqueando el brazo 40 de herramienta al brazo robótico 50 mediante el acoplamiento 51, según se muestra en la figura 4. Mientras tanto, son liberadas todas las abrazaderas 64 de composición. Después de eso, el montaje 54 de abrazadera del brazo de herramienta (figura 5) es accionado a su posición de desbloqueo posibilitando, de ese modo, que el brazo 40 de herramienta se desacople de su estación 26 de maniobra asociada. Las abrazaderas 64 de composición están también abiertas, de modo que cada brazo robótico 50 sea capaz, luego, de desplazar su brazo 40 de herramienta asociado desde la posición de montaje a una posición de carga de vehículo, en una posición separada lateralmente hacia el exterior de la estación 16 de composición. En el caso de que se vaya a realizar el chasis de un modelo nuevo de vehículo, el robot dejará caer el brazo 40 de herramienta previo en su almacén 27 de brazo de herramienta (figura 1) y cogerá uno nuevo adecuado para el modelo
nuevo.

Después de los brazos de herramienta 40 sean desplazados a su posición de carga del vehículo, la carrocería de automóviles ensamblada ahora es desplazada por el transportador 12 fuera de la estación de montaje 16, un nuevo portador 14 de vehículos con su montaje previo 18 de carrocería es desplazado a la estación de montaje 16 y se repite el procedimiento anterior.

Haciendo referencia ahora a la figura 7, una ventaja importante de la presente invención es que cada brazo robótico 50 es capaz de manipular partes de su brazo 40 de herramienta asociado en el interior del montaje previo 18 de la carrocería de modo que los bloques fijos de referencia 60 están situados próximamente adyacentes a las superficies de referencia en los componentes 20 de la carrocería. Por ejemplo, como se muestra en la figura 7, el brazo robótico 50 puede ser utilizado para manipular su brazo 40 de herramienta asociado para desplazar secciones del brazo 40 de herramienta a través de aberturas 68 relativamente pequeñas del montaje previo 18 de la carrocería antes de unir el brazo 40 de herramienta a su estación 26 de maniobra, como se muestra con una línea continua. Esto, a su vez, permite que se utilicen un bloque de referencia 60 barato y fijo de manera precisa y abrazaderas 64 que se accionan con rapidez para fijar juntos los componentes 20 de la carrocería en su posición deseada antes del montaje.

Una ventaja adicional de la presente invención es que se pueden ensamblar diferentes estilos de carrocería en la misma estación de montaje 16, y usar los mismos robots 52. Más específicamente, puesto que los brazos robóticos 50 de los robots 52 se acoplan y desacoplan selectivamente de sus brazos de herramienta 40 asociados, los brazos robóticos 50 pueden también acoplar selectivamente diferentes brazos 40 de herramienta para alojar diferentes estilos de carrocerías de automóviles. Como tal, simplemente acoplando y desacoplando selectivamente distintos brazos 40 de herramienta, pueden alojarse y montarse fácilmente diferentes estilos de carrocería en la misma estación de montaje 16. Debido al carácter modular del juego de herramientas utilizado, si el diseño de dos carrocerías diferentes presenta una cierta concordancia, tal como un bloque delantero, solamente una fracción del juego de herramientas puede ser cambiada para colocar al chasis esta carrocería diferente.

Habiendo descrito mi invención, muchas modificaciones a la misma serán evidentes para los expertos en la técnica a la que pertenece sin que se desvíe del espíritu de la invención según queda definida mediante el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Un sistema de composición de vehículos para componer la carrocería a partir de una pluralidad de componentes de carrocería independientes, teniendo por lo menos uno de los componentes de carrocería una superficie de referencia, que comprende:

una estación de montaje (16) que tiene elementos (22) de composición separados;

un portador (14) de vehículos que soporta los componentes (20) de la carrocería en condiciones de montaje previo en dicha estación de montaje;

caracterizado porque el sistema de composición de vehículos comprende, además:

por lo menos dos estaciones de maniobra (26) fijadas a cada elemento de chasis en posiciones predeterminadas;

un brazo (40) de herramienta asociado con cada estación de maniobra (26);

un robot (52) asociado con cada brazo de herramienta para mover dicho brazo de herramienta entre una posición de montaje en la cual cada dicho brazo (40) de herramienta se apoya contra su estación de maniobra (26) asociada en una posición predeterminada, y una posición de carga del vehículo en la cual cada brazo (40) de herramienta está desacoplado de su estación de maniobra (26) asociada;

una abrazadera (54) de brazo de herramienta asociada con cada estación de maniobra (26) que afianza dicho brazo (40) de herramienta a su estación de maniobra (26) asociada en dicha posición predeterminada cuando dicho brazo de herramienta está en dicha posición de montaje; y

por lo menos un bloque de referencia (60) con su abrazadera (64) de chasis asociada fijada a cada brazo (40) de herramienta, cada abrazadera (64) de chasis afianza, de manera que se puede liberar, su brazo de herramienta asociado a través de la, por lo menos una, superficie de referencia para mantenerla en contacto con su bloque de referencia (60), en por lo menos un componente de carrocería para mantener, de tal modo, dichos componentes de carrocería en una posición predeterminada unos con respecto a otros.

2. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 1, y que comprende medios (52) para conectar de manera que se puede desconectar selectivamente cada robot con su brazo de herramienta asociado.

3. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 1, y que comprende una pistola (70) de soldadura conectada a por lo menos uno de dichos robots.

4. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 3, en el que los robots de soldadura están dimensionados para llevar y para desplazar dinámicamente sus brazos de herramienta asociados sin tener que desconectarlos de sus pistolas de soldadura (70).

5. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 1, en el que con dichos brazos de herramienta en sus posiciones de montaje respectivas, por lo menos una parte de por lo menos un brazo de herramienta se extiende en el interior de los componentes (20) de la carrocería del vehículo.

6. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 1, en el que cada estación de maniobra incluye tres pernos (28) de posicionamiento separados, teniendo cada perno de posicionamiento una superficie de localización predefinida, y en el que cada brazo de herramienta incluye tres encastres (46) de posicionamiento, teniendo cada encastre (46) de posicionamiento del brazo de herramienta una superficie de localización complementaria, y alineada, con dichos pernos (28) de posicionamiento de la estación de maniobra.

7. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 6, en el que dichos pernos (28) de posicionamiento de la estación de maniobra son de forma tronco-cónica.

8. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 6, en el que dichos pernos (28) de posicionamiento de la estación de maniobra (26) están situados en los vértices de un triángulo.

9. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 6, en el que los pernos (28) tronco-cónicos de posicionamiento tienen un ángulo preferido de conicidad de 90 grados.

10. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 8, en el que dichos pernos (28) de posicionamiento están en un plano orientado, preferiblemente, a 45 grados de la horizontal.

11. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 8, en el que dicha abrazadera (54) del brazo de herramienta está alineada con el centro de masas de dicho triángulo.

12. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 11, en el que dicha abrazadera (54) del brazo de herramienta permanece sujeta en caso de interrupción de energía (del tipo que se activan para la liberación).

13. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 6, y que comprende un conector rápido de medios para aire a presión y comunicación eléctrica entre la estación de maniobra (26) y el brazo (40) de herramienta, siendo usado dicho medio para activar y controlar dicha abrazadera de montaje interior y dicho cilindro del perno de posicionamiento.

14. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 1, en el que el cuerpo principal del brazo (40) de herramienta tiene forma tetraédrica con una base triangular que adapta el modelo del perímetro exterior del encastre de posicionamiento (46).

15. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 1, y que comprende un transportador (12) que desplaza dicho portador de vehículos a dicha estación de composición.

16. El sistema de composición de vehículos, según se ha definido en la reivindicación 1, en la que dicho robot incluye un acoplador que se acopla selectivamente con su brazo (40) de herramienta asociado.

17. Un método para componer la carrocería a partir de una pluralidad de componentes de carrocería independientes, teniendo por lo menos uno de los componentes de la carrocería una superficie de referencia, que comprende las operaciones de:

desplazar la carrocería en una condición de montaje previo a una estación de montaje (16) entre miembros de composición (22) separados espaciados;

caracterizado porque el método comprende, además, la operación de:

desplazar una pluralidad de brazos (40) de herramienta mediante robots que están apoyados en las estaciones de maniobra (26) formadas en los miembros de chasis (22) de modo que los brazos (40) de herramienta están en posiciones predefinidas con respecto a los miembros (22) de chasis, estando asociado un robot con cada brazo de herramienta;

afianzar dichos brazos (40) de herramienta a dichas estaciones de maniobra (26); y

afianzar dichos brazos (40) de herramienta a superficies de referencia de la carrocería en barra para mantenerlas en contacto con los bloques fijos de referencia (60) montados sobre dicho brazo de herramienta para mantener, de ese modo, los componentes de la carrocería en una posición predeterminada unos con respecto a otros.

18. El método según se ha definido en la reivindicación 17, y que comprende, además, las operaciones de:

desacoplar por lo menos un robot de su brazo (40) de herramienta asociado;

soldar dichos componentes de carrocería juntos mediante soldadoras llevadas por dicho, por lo menos un robot desacoplado;

volver a acoplar dicho por lo menos un robot desacoplado con su brazo (40) de herramienta asociado;

desafianzar dichos brazos de herramienta de dichas estaciones de maniobra (26); y

eliminar dichos brazos de herramienta desde dichas estaciones de maniobra mediante dichos robots.