ES2336274T3 - Dispositivo para el mecanizado de componentes de una carroceria de automovil. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el mecanizado de componentes a ensamblar de varias piezas individuales para una carrocería de vehículo automóvil, con un aparato de transporte y posicionamiento (1) para un componente y con varias estaciones de mecanizado (2, 3, 4, 5) dispuestas alrededor de este aparato de transporte y posicionamiento (1) a las cuales puede suministrarse el componente sujeto en una posición apropiada para el mecanizado mediante un portapiezas (14) intercambiable del aparato de transporte y posicionamiento (1) de tal manera que el portapiezas (14) se desplaza a lo largo de una trayectoria cerrada (15) por delante de las estaciones de mecanizado (2, 3, 4, 5), caracterizado porque encima del aparato de transporte y posicionamiento (1) está dispuesto un depósito (30) que mantiene disponibles distintos portapiezas (14, 32, 33) en determinadas posiciones de la trayectoria (15) en las cuales un portapiezas (14) portado por el aparato de transporte y posicionamiento (1) se puede sustituir por un portapiezas (32, 33) de otro tipo portado por el depósito (30).
Description
Dispositivo para el mecanizado de componentes de
una carrocería de automóvil.
La invención se refiere a un dispositivo para el
mecanizado de componentes que han de ser ensamblados a partir de
varias piezas individuales para una carrocería de vehículo
automóvil, con un aparato de transporte y posicionamiento para un
componente y con varias estaciones de mecanizado dispuestas
alrededor de este aparato de transporte y posicionamiento a las
cuales puede suministrarse el componente sujeto en una posición de
mecanizado apropiada mediante un portapiezas intercambiable del
aparato de transporte y posicionamiento de tal manera que el
portapiezas se desplaza a lo largo de una trayectoria cerrada por
delante de las estaciones de mecanizado.
Un dispositivo de este tipo se describe en el
documento DE 29817895U.
En un dispositivo del tipo inicialmente
mencionado y bien conocido por la práctica, el aparato de transporte
y posicionamiento está configurado como mesa giratoria con por lo
menos un portapiezas dispuesto de forma estacionaria en el
perímetro de la misma. Durante el giro de la mesa giratoria, el
portapiezas se desplaza a lo largo de un círculo a las estaciones
de mecanizado dispuestas fuera de este círculo. El cambio de un
portapiezas es laborioso. En primer lugar es preciso retirar el
portapiezas que va a ser reemplazado de la mesa giratoria mediante
un dispositivo de cambio y colocarlo fuera del dispositivo. El nuevo
portapiezas se recoge de un lugar de colocación y se transporta
mediante el dispositivo de cambio a la mesa giratoria. Un
dispositivo de este tipo requiere además mucho espacio y
prácticamente no puede adaptarse a condiciones de espacio locales
dadas.
El objetivo de la invención consiste en crear un
dispositivo para el mecanizado de componentes que se ensamblan a
partir de varias piezas individuales para una carrocería de vehículo
automóvil del tipo inicialmente mencionado que con un tipo de
construcción que ocupe poco espacio facilite un cambio sencillo y
rápido de los portapiezas.
Este objetivo se consigue en un dispositivo del
tipo inicialmente mencionado por el hecho de que encima del aparato
de transporte y posicionamiento está dispuesto un depósito que
mantiene disponibles los distintos portapiezas en determinadas
posiciones de la trayectoria en las cuales un portapiezas portado
por el aparato de transporte y posicionamiento se puede sustituir
por un portapiezas de otro tipo portado por el depósito.
La asignación particular de los portapiezas a
determinadas posiciones encima del aparato de transporte y
posicionamiento ocupa poco espacio y facilita un cambio rápido y
sencillo de los portapiezas. El entorno del aparato de transporte y
posicionamiento está plenamente disponible para la colocación de
otros equipos como por ejemplo robots de mecanizado, vehículos de
transporte sobre el suelo, depósitos, etc. Debido a que se mantienen
disponibles distintos portapiezas es posible fabricar en una misma
instalación de fabricación distintos componentes incluso para
modelos de vehículos diferentes. La instalación de fabricación
conforme a la invención se caracteriza por lo tanto por una elevada
flexibilidad y tiempos de reequipamiento cortos.
Estas condiciones son particularmente favorables
en una configuración de la invención caracterizada porque la
trayectoria cerrada presenta por lo menos dos vértices en cuya zona
se encuentran las estaciones de mecanizado, porque entre vértices
colindantes quedan espacios libres, por los cuales no pasa el
portapiezas durante su movimiento a lo largo de la trayectoria
cerrada, sobre todo para el emplazamiento de robots de mecanizado y
porque el depósito mantiene disponibles los portapiezas en la zona
de los vértices. La trayectoria puede ser una elipse o un cicloide,
en particular un hipocicloide o un astroide. En esta configuración
de la invención, los vértices son los puntos especiales de la
trayectoria, en los cuales los portapiezas se mantienen disponibles
en el depósito.
Las trayectorias de este tipo pueden realizarse
de forma cinemática por ejemplo por el hecho de que el aparato de
transporte y posicionamiento se compone de un rotor y de un brazo
giratorio apoyado en este de forma excéntrica y accionado en
dirección opuesta al rotor alrededor de un eje en paralelo al eje de
rotor que lleva el portapiezas, estando los movimientos giratorios
del rotor y del brazo giratorio coordinados entre sí de tal manera
que el portapiezas describe la trayectoria cerrada con los
vértices.
Los portapiezas mantenidos disponibles en el
depósito están sujetos en un dispositivo de elevación en común o en
soportes que se pueden bajar de forma individual. Esto permite bajar
los portapiezas a una altura que facilita su cambio. Para el cambio
pueden emplearse también los robots de mecanizado equipados con las
pinzas correspondientes.
A fin de poder mecanizar un número lo más alto
posible de distintos componentes, en el depósito pueden estar
almacenados varios portapiezas distintos dispuestos uno detrás de
otro de forma radialmente desplazable. El portapiezas actualmente
requerido puede desplazarse de esta manera a la posición de cambio
óptima.
El suministro de energía y de comandos al
aparato de transporte y posicionamiento se lleva a cabo
preferentemente desde encima del aparato de transporte y
posicionamiento a través de un distribuidor giratorio dispuesto en
el brazo giratorio en el eje de giro del mismo. Para las líneas de
suministro de energía y de comandos, encima del distribuidor
giratorio puede estar dispuesto a modo de biela un conjunto de
líneas unido con una fuente dispuesta de forma central en el eje
del rotor.
\newpage
La invención se explica a continuación más
detalladamente con referencia a un dibujo que representa de forma
esquemática un ejemplo de realización. En las figuras se muestran en
detalle:
Fig. 1: Vista en planta desde arriba de un
dispositivo para el mecanizado de componentes con un aparato de
transporte y posicionamiento y varias estaciones de mecanizado, así
como con varios espacios libres para robots de mecanizado.
Fig. 2: Vista lateral del dispositivo según la
figura 1.
El dispositivo para el mecanizado de componentes
para una carrocería de vehículo automóvil a ensamblar de piezas
individuales presenta según la figura 1 un aparato de transporte y
posicionamiento 1 con varias estaciones de mecanizado 2, 3, 4, 5
dispuestas alrededor de este aparato de transporte y posicionamiento
1. Entre las estaciones de mecanizado 2, 3, 4, 5 existen espacios
libres 6, 7, 8, 9 que pueden emplearse para distintos fines, en
particular para el emplazamiento de robots de mecanizado, bandejas
para herramientas, etc. El dispositivo puede colocarse también de
tal manera que en los espacios libres 6, 7, 8, 9 se encuentren las
columnas portantes de una nave de fabricación. De esta manera puede
conseguirse una adaptación óptima a las condiciones locales. En el
ejemplo de realización según la figura 1, los espacios libres 6,7
sólo se emplean para el emplazamiento de robots de mecanizado 10,
11, 12, 13 representados esquemáticamente en forma de cuadros.
El aparato de transporte y posicionamiento 1
presenta un portapiezas 14 intercambiable, por ejemplo un bastidor
de sujeción conocido para el componente a mecanizar no representado.
Este portapiezas 14 se desplaza mediante el aparato de transporte y
posicionamiento 1 a lo largo de una trayectoria cicloide 15 con
vértices 16, 17, 18, 19 a las estaciones de mecanizado 2, 3, 4, 5.
En los vértices 16, 17, 18, 19, el portapiezas 14, y de esta manera
también el componente sujeto, se mantienen en una posición apropiada
para el mecanizado mediante por lo menos uno de los robots de
mecanizado colindantes 10, 11, 12, 13. En la posición del
portapiezas 14 representado en la figura 1, tanto el robot de
mecanizado 10 como el robot de mecanizado 13 pueden llevar a cabo
mecanizados en el componente. La trayectoria 15 especial crea las
condiciones para un tipo de construcción muy compacto del
dispositivo con el aparato de transporte y posicionamiento 1 y los
robots de mecanizado 10, 11, 12, 13, es decir, que ocupa una
superficie lo más pequeña posible.
La trayectoria cicloide 15 descrita con cuatro
vértices 16, 17, 18, 19 según la figura 1 u otras trayectorias con
otro número de vértices se consiguen en el ejemplo de realización de
la invención con un tipo de construcción particular del engranaje y
del aparato de transporte y posicionamiento. Tal como se muestra en
la figura 2, el aparato de transporte y posicionamiento 1 presenta
en una base 20 estacionaria un rotor 21 con un accionamiento
giratorio no representado en detalle. En el rotor 21 está apoyado un
brazo giratorio 23 de forma excéntrica con respecto al eje de rotor
22 y giratoria alrededor de un eje 24 en paralelo al eje de rotor
22. El brazo giratorio 23 está acoplado de forma cinemática a
través de un engranaje de tal manera con el rotor 22 que estén
opuestas las direcciones de giro del rotor 22 y del brazo giratorio
23. En la base 20 está fijada de forma rígida al giro por ejemplo
una corona dentada con un dentado exterior que está engranada con
una rueda dentada intermedia fijada en el rotor 22 y apoyada de
forma giratoria en relación con este. La rueda dentada intermedia
está engranada con una rueda dentada accionada, apoyada de forma
giratoria en el extremo libre del rotor 22 y unida de forma rígida
al giro con un eje de accionamiento del brazo giratorio 23. A través
de la relación entre el número de dientes de las distintas ruedas
dentadas y las longitudes efectivas de los brazos de palanca del
rotor 22 y del brazo giratorio 23 es posible generar las distintas
trayectorias deseadas. En todos estos casos está en vigor la
siguiente relación para giros propios del rotor 21 y del brazo
giratorio 23 en direcciones opuestas: suma de ángulos - ángulo de
ciclo = ángulo de giro propio del rotor 21, en la que la suma de
ángulos es de 360°, el ángulo de ciclo es el ángulo entre los
vértices o estaciones de mecanizado 16, 17, 18, 19 colindantes =
ángulo de la rotación propia del brazo giratorio 23 o del
portapiezas 14, respectivamente, entre las estaciones de mecanizado
colindantes, y el ángulo de giro propio del rotor 21 es el ángulo
del rotor 21 necesario para desplazar el brazo giratorio 23 o el
portapiezas 14, respectivamente, de una estación de mecanizado a la
siguiente.
El brazo giratorio 23 lleva en su extremo libre
un portapiezas 14 intercambiable, en particular un bastidor de
sujeción, con el cual es posible sujetar el componente a mecanizar
en una posición exactamente especificada y apropiada para el
mecanizado. Para favorecer el posicionamiento en esta posición, en
las estaciones de mecanizado 2, 3, 4, 5 puede estar prevista una
respectiva unidad de centrado 2a, 3a, 4a, 5a compuesta de una rueda
de soporte 2a* apoyada de forma vertical en el brazo giratorio 23 o
en el portapiezas 14, así como de una guía de corredera 2a**, 3a**,
4a**, 5a** en la que entra la rueda de soporte 2a* durante el
movimiento en lo esencial radial del portapiezas 14.
En el eje de giro 24 del brazo giratorio 23 está
dispuesto un distribuidor giratorio 26 para el suministro de
energía y de comandos, unido con un punto de conexión fijo, por
ejemplo en el techo de la nave.
En el techo de la nave está sujeto un depósito
en forma de estrella, en este ejemplo de realización un depósito 30
en forma de cruz con los cuatro vértices 16,17,18,19 para varios
portapiezas 32, 33 con soportes 35, 36, 37. Es posible bajar el
depósito 30 con todos los soportes 35, 36, 37 conjuntamente, o es
posible bajar los soportes 35, 36, 37 individualmente. Cada soporte
35, 36, 37 está equipado con una pinza 35*, 36*, 37* con la que un
portapiezas 32, 33 puede sujetarse de forma fija en una posición
favorable para el cambio.
Un cambio de un portapiezas se lleva a cabo de
la siguiente manera. En el ejemplo de realización, el soporte 35
está vacío. El portapiezas 14 no necesitado se encuentra debajo del
soporte 35. Este desciende y recoge con su pinza 35* el portapiezas
14. Una vez desacoplado este del brazo giratorio 23 se eleva
mediante el soporte 35 a su posición de aparcamiento superior. Para
equipar el brazo giratorio 23 con un nuevo portapiezas, por ejemplo
33, mediante giro del aparato de transporte y posicionamiento 1 se
posiciona el brazo giratorio 23 a la estación de mecanizado 5.
Mediante el soporte 37 baja el portapiezas 33 de su posición de
aparcamiento superior a su posición de cambio inferior donde se
acopla con el brazo giratorio 23 y se desacopla de la pinza
37*.
El depósito 30 puede equiparse sin aparatos
complejos con un mayor número de distintos portapiezas, almacenando
estos con sus soportes de forma radialmente desplazable uno detrás
de otro en el depósito. Mediante desplazamiento radial es posible
llevar el portapiezas requerido a la posición favorable para el
cambio.
Claims (5)
1. Dispositivo para el mecanizado de componentes
a ensamblar de varias piezas individuales para una carrocería de
vehículo automóvil, con un aparato de transporte y posicionamiento
(1) para un componente y con varias estaciones de mecanizado (2, 3,
4, 5) dispuestas alrededor de este aparato de transporte y
posicionamiento (1) a las cuales puede suministrarse el componente
sujeto en una posición apropiada para el mecanizado mediante un
portapiezas (14) intercambiable del aparato de transporte y
posicionamiento (1) de tal manera que el portapiezas (14) se
desplaza a lo largo de una trayectoria cerrada (15) por delante de
las estaciones de mecanizado (2, 3, 4, 5), caracterizado
porque encima del aparato de transporte y posicionamiento (1) está
dispuesto un depósito (30) que mantiene disponibles distintos
portapiezas (14, 32, 33) en determinadas posiciones de la
trayectoria (15) en las cuales un portapiezas (14) portado por el
aparato de transporte y posicionamiento (1) se puede sustituir por
un portapiezas (32, 33) de otro tipo portado por el depósito
(30).
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1 caracterizado porque la trayectoria cerrada presenta por
lo menos dos vértices (16, 17, 18, 19) en cuya zona se encuentran
las estaciones de mecanizado (2, 3, 4, 5), porque entre vértices
colindantes (16, 17, 18, 19) quedan espacios libres (6, 7, 8, 9) por
los cuales no pasa el portapiezas (14) durante su movimiento a lo
largo de la trayectoria (15) cerrada y porque el depósito (30)
mantiene disponibles los portapiezas (32, 33) en la zona de los
vértices (16, 17, 18, 19).
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1 ó 2 caracterizado porque el aparato de transporte y
posicionamiento (1) se compone de un rotor (21) y de un brazo
giratorio (23) apoyado en este de forma excéntrica y accionado en
dirección opuesta al rotor (21) alrededor de un eje (24), en
paralelo al eje del rotor (22), que lleva el portapiezas (14),
estando los movimientos giratorios del rotor (21) y del brazo
giratorio (23) coordinados entre sí de tal manera que el
portapiezas (14) describe la trayectoria cerrada (15) con los
vértices (16, 17, 18, 19).
4. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque los portapiezas
(32, 33) mantenidos disponibles en el depósito están sujetos en un
dispositivo de elevación en común o en soportes (36, 37) que se
pueden bajar individualmente.
5. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque varios
portapiezas (32, 33) están almacenados en el depósito (30) de forma
radialmente desplazables uno detrás de otro.
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