ES2922023T3 - Sistema de manipulación para una planta de llenado para llenar recipientes y circuitos de vehículos con diversos materiales consumibles en las líneas de montaje de la industria del automóvil - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un sistema de manipulación para un sistema de llenado para el llenado de recipientes y circuitos de vehículos con diferentes materiales operativos en líneas de montaje de la industria del automóvil, donde el sistema de llenado comprende como componentes estructurales esenciales una unidad base, un controlador, una consola y un adaptador, en el que el adaptador está en conexión operativa con una pluralidad de mangueras para suministrar los respectivos materiales operativos, que están estructuralmente combinados como un paquete de mangueras y están soportados de manera desplazable en la consola. El objetivo de la invención es proporcionar una solución técnica para manipular los paquetes de mangueras que funcionan con un medio distinto de un sistema neumático. Dicho objetivo se logra porque el accionamiento de los paquetes de mangueras desplazables (1) y el accionamiento de una unidad de elevación (3), que está equipada con una bandeja (2) para el adaptador, están diseñados en cada caso como un accionamiento electromotor (M1; M2). La invención se refiere además a modificaciones en el comportamiento de control de las secuencias de movimiento del adaptador y la unidad de elevación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de manipulación para una planta de llenado para llenar recipientes y circuitos de vehículos con diversos materiales consumibles en las líneas de montaje de la industria del automóvil
La invención se refiere a un sistema de manipulación de una unidad de llenado para el llenado de recipientes y circuitos de vehículos con diversos materiales consumibles en las líneas de montaje de la industria del automóvil, teniendo la unidad de llenado como grupos constructivos esenciales una unidad básica, un sistema de control, una consola y un adaptador, estando el adaptador conectado operativamente a una pluralidad de tubos de goma para el suministro de cada uno de los materiales consumibles, que están reunidas estructuralmente como un conjunto de tubos de goma y se apoyan en la consola de manera que se pueden desplazar.
En la industria del automóvil, los vehículos deben llenarse con varios medios diferentes durante el proceso de fabricación, por ejemplo con combustible, lubricantes, refrigerantes y otros materiales consumibles. Estos medios se introducen con sistemas de llenado en los correspondientes circuitos de los vehículos en las líneas de montaje, en procesos en su mayor parte automatizados. Los sistemas de llenado consisten esencialmente en una unidad básica, una unidad de control, una consola y un adaptador, en donde el adaptador está en conexión operativa con los tubos de goma para alimentar los correspondientes medios. Los tubos de goma suelen contener varios conductos con diferentes funciones para la aplicación de vacío, la aspiración, el llenado, la ventilación y también líneas eléctricas, lo que da lugar a paquetes de tubos de goma.
Para el llenado, dependiendo de la posición del sistema de llenado, el operario debe llevar primero al vehículo los adaptadores con los paquetes de tubos de goma y conectarlos allí a la conexión de los correspondientes circuitos que hay que llenar. Durante el llenado posterior, el equipo de llenado se desplaza con el vehículo conectado, moviéndose a la misma velocidad que la línea de montaje. El principio básico de una cadena de montaje debidamente equipada se conoce, por ejemplo, del documento US 20030164200 A1 .
Las líneas de montaje suelen presentar varias líneas de llenado en una sección. Se este modo, los vehículos pueden ser llenados correctamente en unidades de tiempo relacionadas con el ciclo dentro de una sola sección de la línea de montaje. Para garantizar un buen manejo de la tecnología de llenado por parte del operario, las secuencias de movimiento de los tubos de goma o de los paquetes de tubos de goma deben coordinarse cuidadosamente. En particular, hay que evitar que varios sistemas de llenado interfieran entre sí durante el funcionamiento. Una situación típica a este respecto puede ocurrir si está en funcionamiento una unidad de llenado situada más hacia el exterior, en relación con la orientación longitudinal de la línea de montaje, y una unidad de llenado situada más hacia el interior retrocede a su posición inicial. Durante este movimiento, es posible que pase por una zona en la que los paquetes de tubos de goma se despliegan hacia el vehículo desde la unidad de relleno exterior acoplada. Sin embargo, ya se conocen varias soluciones técnicas que deberían evitar los problemas de este tipo y permitir un llenado sin inconvenientes.
Los enfoques básicos de las soluciones para varias tubos de goma, cables y similares que se mueven por separado dentro de un espacio de instalación común son conocidos del documento ES 202008 001 415 U1 . En este caso, la unidad de accionamiento para mover estos componentes está realizada para ser desmontable a través de dispositivos de arrastre y elementos de acoplamiento, de tal modo que se evite la superposición de movimientos en puntos de funcionamiento críticos definidos.
Del documento DE 69604489 T2 se conoce una solución técnica para el repostaje automático de vehículos de motor en estaciones de servicio públicas. Se propone una realización constructiva concreta de una estructura similar a un bastidor para recibir conjuntos para repostar combustible en un vehículo. Mientras que esta construcción está concebida principalmente para el llenado con un solo material consumible, las líneas de montaje de los fabricantes de vehículos se llenan con varios materiales consumibles, además de los combustibles, por ejemplo, líquido refrigerante, líquido de frenos, aceite para servomotores y líquido limpiaparabrisas.
El documento DE 102012008378 A1 describe un dispositivo para la manipulación de paquetes de tubos de goma en unidades de llenado, que recoge al menos un tubo de goma en un bucle a lo largo de la dirección de desplazamiento de la unidad de llenado y, para ello, dispone de un espacio de instalación en el que se puede almacenar una longitud de tubo de goma que corresponde aproximadamente al doble de la longitud de instalación de la unidad de llenado. En este espacio de instalación también pueden disponerse varios paquetes de tubos de goma, uno detrás de otro, con lo que cada uno de estos paquetes de tubos de goma puede moverse independientemente de los otros paquetes de tubos de goma.
Lo anterior, así como otras numerosas soluciones técnicas, han demostrado en principio ser capaces de llevar a cabo el llenado de vehículos en líneas de montaje. Sin embargo, las exigencias actuales de tiempos de ciclo aún más cortos están causando cada vez más problemas que se deben, obviamente, al accionamiento neumático del sistema de manipulación de tubos de goma que ha sido habitual hasta ahora. Porque con la fuerza neumática como medio de trabajo, es difícil un posicionamiento rápido y muy preciso. Otras desventajas son el par de arranque que se produce
al aplicar la presión y el hecho de que predominantemente solo se dispone de una (única) presión para accionar diferentes conjuntos de tubos de goma.
El objetivo de la invención es crear una solución técnica para el manejo de paquetes de tubos de goma o casetes de tubos de goma en los sistemas de llenado, que funcione con un medio distinto a la presión neumática y que supere así las desventajas que inevitablemente se producen como resultado del funcionamiento neumático.
Este objetivo se consigue dotando al accionamiento de los paquetes de tubos de goma desplazables y al accionamiento de una unidad de elevación, equipada con un soporte para el adaptador, de un accionamiento de motor eléctrico para cada uno de ellos. Por lo tanto, el enfoque básico de una solución consiste en accionar eléctricamente la retracción del tubo de goma y el eje de elevación. Por lo tanto, los problemas derivados del accionamiento neumático de la manipulación de los tubos de goma, habitual hasta la fecha (posicionamiento inexacto, par de arranque, una sola presión para diferentes casetes de tubos de goma), no son relevantes.
Sin embargo, el uso según la invención de componentes de motor eléctrico en lugar de componentes neumáticos requiere una modificación en el comportamiento de control de las secuencias de movimiento del adaptador y de la unidad de elevación.
A este respecto, se propone que para el movimiento de la unidad de elevación desde su posición de trabajo hasta la posición de estacionamiento, se prefije como la posición nominal su propia posición de estacionamiento. Al mismo tiempo, se asigna una posición nominal indirecta a la alimentación del adaptador en función de la posición actual de la unidad de elevación. Para ello, se valora como MASTER la unidad de elevación, que especifica dinámicamente la posición de alimentación del adaptador. Esta posición se calcula con una fórmula
P
PosAZ = qsHE1 ~ AnfHB1 ... -Ir Poshe: n ~ A^HEn
* (EmdAZ - AnfAZ) AnfAZ
EndHE i — AnifHE1 ... Entinen — AirfnEn
Se propone además que para el movimiento del alimentadordel adaptador desde su posición de estacionamiento a la posición de trabajo, su propia posición de trabajo es establecida como la posición nominal. Al mismo tiempo, se asigna una posición nominal indirecta a la unidad de elevación basándose en la posición actual del alimentadordel adaptador. Aquí, el alimentador del adaptador se evalúa como MASTER, que prefija dinámicamente la posición de la unidad de elevación. Estas posiciones se calculan con las fórmulas
Dado que los adaptadores están sujetos en la consola durante los movimientos (recorridos) del sistema de manipulación, por medio del diferente seguimiento de los distintos ejes resulta una seguridad adicional frente al atasco o el aflojamiento de los adaptadores. En este caso, el eje que permite "aflojar" el eje actúa siempre como MASTER. Para una asignación de posición funcionalmente óptima de los grupos constructivos individuales, también se deben adaptar entre sí las velocidades de los grupos constructivos pertinentes.
Para ello, se propone que la velocidad de movimiento del alimentador del adaptador se calcule según la siguiente fórmula
= (EndAZ- AnfAZ) * (vHEi + - VjHEn)
Vaz EndHE1 - AnfHE1 ... EndHEn - AnfHEn
Se propone, además, que la velocidad de movimiento de la unidad de elevación se calcule según las siguientes fórmulas:
Se aplica cumple que
v HEgeB— V H E1 + ••• v HEn
La velocidad respectiva se calcula preferentemente en relación con el eje elevación. Para ello se puede especificar una velocidad para el eje de elevación rn las condiciones de funcionamiento habituales de los sistemas de llenado, por ejemplo, 15 m/min. Las velocidades de los diferentes ejes son el resultado de las relaciones de longitud entre los ejes individuales.
Además de las ventajas de la sustitución de los componentes de accionamiento neumático/eléctrico por parte del sistema, una ventaja importante del sistema de manipulación propuesto es que la recuperación de un alimentador de adaptador extendido (correspondiente al último proceso que se va a depositar) es posible en un momento en el que todo el sistema ya se está desplazando hacia arriba fuera de la zona de trabajo, es decir, desplazándose a la posición de estacionamiento, con el fin de ahorrar tiempo.
Cuando se usa el sistema de manipulación, el alimentadordel adaptador siempre se desplaza con los ejes de elevación hasta una posición central. A partir de ahí, el adaptador es retirado hasta una posición final para llenar el vehículo. En cuanto se vuelve a depositar el adaptador, el alimentadordel adaptador retrocede normalmente de nuevo a la posición central. Sin embargo, si es el último adaptador que aún no se ha depositado, el sistema de manipulación se desplaza hacia arriba en cuanto se deposita este adaptador.
Las velocidades del sistema de manipulación para ARRIBA y ABAJO son considerablemente más lentas que la velocidad de alimentación (si se retira el adaptador) o la velocidad de recuperación (si se coloca el adaptador). Como resultado, el último adaptador depositado siempre puede alcanzar su posición nominal prefijada dinámicamente durante la retracción del sistema de manipulación.
En el dibujo se muestra la estructura básica de un sistema de manipulación según la invención. Se muestra:
Fig. 1 una vista lateral de la unidad de llenado, reducida a los componentes esenciales, en una primera posición Fig. 2 la unidad de llenado mostrada en la Fig. 1 en una segunda posición
Fig. 3 la representación estilizada de los movimientos del alimentador del adaptador y la unidad de elevación
El sistema de manipulación está concebido para un sistema de llenado para el llenado de recipientes y de circuitos de vehículos con diversos materiales consumibles en las líneas de montaje de la industria del automóvil. La unidad de llenado presenta como grupos constructivos esenciales una unidad básica, una unidad de control, una consola y un adaptador, aunque los dos primeros elementos citados no se muestran en detalle en el dibujo. El adaptador está en conexión operativa con varias tubos de goma para el suministro de los correspondientes materiales consumibles, que se combinan estructuralmente en forma de un paquete de tubos de goma. Este paquete de tubos de goma está dispuesto en un bastidor similar a una estructura de soporte y se apoya en la consola de manera que puede desplazarse. Dicha estructura es conocida, por lo que se puede prescindir de más explicaciones.
Sin embargo, es esencial en las presentes circunstancias que el accionamiento de los paquetes de tubos de goma desplazables 1 y el accionamiento de una unidad de elevación 3, equipada con una bandeja 2 para el adaptador, estén configurados cada uno de ellos como un accionamiento de motor eléctrico, que aquí se estiliza con un símbolo de referencia "M".
La Fig. 1 muestra el sistema de manipulación en posición de estacionamiento, es decir, en un estado en el que no se produce ningún llenado. El paquete de tubos de goma 1, conducido por rodillos de desviación 5, está montado en la consola 4 en estado retraído. La unidad de elevación 3 con la bandeja del adaptador 2 también está retraída.
La Fig. 2 muestra el sistema de manipulación en posición de trabajo, es decir, en un estado en el que es posible el llenado. El conjunto de tubos de goma 1 está montado en la consola 4 en una posición ampliamente extendida. Los rodillos de desviación 5 se encuentran en una posición desplazada hacia la derecha en comparación con la Fig. 1, en donde este movimiento ha sido provocado por el accionamiento del motor eléctrico M1. Al mismo tiempo, la unidad de elevación 3 con la bandeja del adaptador 2 también se encuentra en una posición ampliamente extendida y, por tanto,
desplazada hacia abajo en comparación con la Fig. 1. Este movimiento se ha desencadenado con el accionamiento electromotriz M2.
La Fig. 3 muestra una representación estilizada de las secuencias de movimiento de la unidad de alimentación del adaptadory la unida de elevación. Dado que la solución técnica según la invención no solo es adecuada para sistemas de manipulación con una sola unidad de elevación, la Fig. 3 muestra una variante con, por ejemplo, dos unidades de elevación HE 1 y HE 2. En cada uno de los tres ejes están marcados los puntos típicos de la secuencia de movimiento (AnfHE1 / PosHE1 / EndHE1, etc.), que se tienen en cuenta en las fórmulas para determinar la posición y/o la velocidad explicadas anteriormente. Si se aplican estas fórmulas generales a la realización concreta aquí aplicada, resulta la siguiente relación:
Para el movimiento desde la posición de trabajo a la posición de estacionamiento de cada unidad de elevación HE1 y HE2, se especifica su propia posición de estacionamiento AnfHE1 o AnfHE2 como posición nominal. Al mismo tiempo, a cada alimentador del adaptador AZ se le asigna una posición nominal indirecta basada en la posición actual de las unidades de elevación HE1 y HE2. Toda la unidad de elevación HE1 y HE2 se evalúa como MASTER, que determina dinámicamente la posición del alimentador del adaptador AZ según la fórmula de posición
P°SHE 1 “ AnfKI 1 PosHE 2 ~ AnfH£2
PosAZ - a n-dnE i — AiiÍhe i End^ 2 ~ Anta 2) - (End^ - A n f^) Anta
Además, para el movimiento desde la posición de estacionamiento a la posición de trabajo de cada alimentador del adaptador AZ, se especifica su propia posición de trabajo EndAZ como posición nominal. Al mismo tiempo, a cada unidad de elevación HE1 y h E2 se le asigna una posición nominal indirecta basada en la posición actual del alimentador del adaptador AZ. El alimentador del adaptador AZ se evalúa como MASTER, que determina dinámicamente la posición de la unidad de elevación HE1 y HE2 según las fórmulas de posición
Anta) * (Endtg t - Anf^
Poshei (P°SAZ ~
- Antan
EndA7 - Anta
La velocidad de movimiento del alimentador del adaptador AZ se calcula como
La velocidad de movimiento de las unidades de elevación HE1 y HE2 se calcula como
_ __________ EndHE 1 ~ AnfHE 1__________
HEi HEges (EndHE L - AnfHE L EndHE2 - AnfHE2)
_ ^ ___________ gndH:E 2 ~ Anta»
2
___________
HE2 HEges ^EndHE ! - AnfHEl EndHE a - AnfHE2)
Lista de símbolos de referencia
1 Paquete de tubos de goma
2 Bandeja para el adaptador
3 Unidad de elevación
4 Consola
5 Rodillo de desviación
M1 Accionamiento electromotriz para el paquete de tubos de goma
M2 Accionamiento electromotriz para la unidad de elevación
AZ Alimentador del adaptador
HE 1 Unidad de elevación 1
HE 2 Unidad de elevación 2
POSAz Posición actual de la alimentación del adaptador
AnfAz Posición de estacionamiento del alimentador del adaptador
EndAz Posición de trabajo del alimentador del adaptador
Vaz Velocidad del alimentador del adaptador
Poshei Posición real actual de la unidad de elevación 1
AnfHEi Posición de estacionamiento de la unidad de elevación 1
FinHEi Posición de trabajo de la unidad de elevación 1
Vhei Velocidad de la unidad de elevación 1
POSHE2 Posición real actual de la unidad de elevación 2
AnfHE2 Posición de estacionamiento de la unidad de elevación 2
FinHE2 Posición de trabajo de la unidad de elevación 2
VhE2 Velocidad de la unidad de elevación 2
vHEges Velocidad del eje de elevación (HE1 HE2)
Claims (5)
1. Sistema de manipulación de una unidad de llenado para llenar recipientes y circuitos de vehículos con diversos materiales consumibles en las líneas de montaje de la industria del automóvil, teniendo la unidad de llenado como grupos constructivos esenciales una unidad básica, un sistema de control, una consola y un adaptador, estando el adaptador conectado operativamente a una pluralidad de tubos de goma para suministrar los correspondientes materiales consumibles, que se combinan estructuralmente como un paquete de tubos de goma y se apoyan en la consola de manera que se pueden desplazar,
caracterizado porque el accionamiento de los paquetes de tubos de goma desplazables (1) y el accionamiento de una unidad de elevación (3) configurada con una bandeja (2) para el adaptador están diseñados cada uno de ellos como un accionamiento de motor eléctrico (M1; M2).
2. Sistema de manipulación según la reivindicación 1, caracterizado porque
el sistema de manipulación presenta al menos una unidad de elevación (HE), en donde para el movimiento desde la posición de trabajo hasta la posición de estacionamiento de la unidad de elevación (HE) se prefija su propia posición de estacionamiento (HE Anf) como posición nominal y se asigna una posición nominal indirecta al alimentador del adaptador (AZ) basándose en la posición actual de la unidad de elevación (HE), en donde la unidad de elevación (HE) se evalúa como MAESTRO y prefija dinámicamente la posición del alimentador del adaptador (AZ) según una fórmula de posición
3. Sistema de manipulación según la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de manipulación presenta al menos una unidad de elevación (HE), en donde para el movimiento desde la posición de estacionamiento a la posición de trabajo del alimentador del adaptador (AZ) se prefija su propia posición de trabajo (AZ End) como posición nominal y se asigna una posición nominal indirecta a la unidad de elevación (HE) basándose en la posición actual del alimentador del adaptador (AZ), en donde el alimentador del adaptador (AZ) se evalúa como MASTER y prefija dinámicamente la posición de la unidad de elevación (HE) según las fórmulas de posición
4. Sistema de manipulación según las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque la velocidad de movimiento del alimentador del adaptador (AZ) se calcula según una fórmula
5. Sistema de manipulación según las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque la velocidad de movimiento de la unidad de elevación (HE) se calcula según la fórmula
en donde se cumple que
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