ES2952401T3 - Robot delta para el engomado de tapas - Google Patents

Abstract

Consiste en un conjunto de medios mecánicos diseñados específicamente para ser incorporados a un robot delta obteniéndose de este modo una máquina capaz de realizar el engomado de tapas de forma a una velocidad muy superior con respecto a las tradicionalmente empleadas y con unos rendimientos sensiblemente superiores. Dicha máquina queda definida por una pareja de brazos (3, 3') cuyos extremos disponen de una zona mecanizada (15) con geometría rectangular donde se alojará el tope (4) que asegura la conexión con el bulón (5). Los rodamientos (6, 6') quedan insertos en ambos lados de la zona mecanizada (15) gracias a un mandrinado (16) que tiene la particularidad de ser realizado desde la parte interior hacia fuera, de manera que el orificio no resulta pasante en su totalidad y los rodamientos (6, 6') hacen tope con la pared exterior del brazo.

Description

DESCRIPCIÓN

ROBOT DELTA PARA EL ENGOMADO DE TAPAS

Objeto de la invención

[0001] La presente invención se refiere a un robot delta, de modo que las ventajas que ofrece este robot delta pueden utilizarse para el forrado de extremos, obteniéndose así una máquina capaz de forrar extremos conformados a un ritmo muy superior al de los métodos tradicionales y con unos niveles de rendimiento ligeramente superiores.

[0002] Más concretamente, los medios mecánicos que se incorporan consisten en sustituir los tres brazos articulados del robot delta tradicional por otros que incorporan rodamientos de precisión insertados en los brazos a través de un taladro realizado en su interior de forma que dichos rodamientos quedan enrasados con el perno que atraviesa la varilla y forman así una articulación que no sufre rozamientos ni tiene holguras, condiciones necesarias para permitir un proceso en el que la velocidad es uno de los factores críticos.

Ám bito de aplicación de la invención

[0003] La presente invención encontrará aplicación en la fabricación de todo tipo de recipientes metálicos, en los que los extremos deban revestirse antes de su montaje final en el recipiente.

[0004] Debido a las especificaciones de la presente invención, también será posible encontrar aplicaciones en muchos tipos diferentes de procesos industriales que tienen en común la necesidad de alta velocidad y precisión.

Antecedentes de la invención

[0005] El proceso de revestimiento se define en el presente documento como la aplicación en el panel de cierre o en el fondo de un extremo metálico (independientemente de su geometría) de un cordón de caucho que posteriormente se seca en un horno hasta obtener una consistencia plástica que actúa como junta, garantizando el sellado del envase una vez cerrado.

[0006] En la actualidad, las máquinas que realizan trabajos de revestimiento de tapas para la industria conservera se encuentran en el mercado en tres tipos:

Troquelado, en el que los extremos se colocan contra uno o varios troqueles que tienen la forma del perímetro del extremo y que se sumergen en un recipiente que contiene el caucho. El troquel presiona el extremo y deja el cordón listo para el secado en el horno.

Estas máquinas suelen tener problemas importantes, ya que el caucho suele secarse en las matrices y muy a menudo mancha el extremo, lo que requiere un mantenimiento de limpieza exhaustivo.

Ducha, donde el troquel en este caso actúa como una ducha en la costura del extremo. Tiene una serie de pequeños orificios adyacentes que forman la forma del extremo, obstruidos por agujas que insertan pequeñas gotas en el extremo a medida que se mueven. La ducha se suministra desde un depósito principal presurizado. La calidad de aplicación de este tipo de máquinas es mejor que la del sistema anterior. Sin embargo, el mantenimiento es más complejo debido a los problemas que surgen en el sistema anterior.

Inyección con un seguidor de leva cuando la aplicación se realiza en un extremo con forma. Se realiza dejando caer un cordón de caucho a través de una boquilla de pequeño diámetro alimentada desde un circuito presurizado mediante un seguidor de leva o un seguidor mecánico de la misma forma que el extremo para permitir la correcta distribución del caucho.

[0007] Estas máquinas requieren un control cuidadoso del estado de la boquilla, ya que en pocas horas se forman obstrucciones que impiden el paso de la goma y hacen que los extremos se introduzcan en el horno antes de que se haya aplicado el cordón, quedando así inutilizados. Como el seguimiento es por leva, la goma se aplica de forma irregular en todo el perímetro.

[0008] Otro de los grandes problemas a los que se enfrenta la industria del final de línea es el cambio de formato. Para cada máquina hay que diseñar un formato específico, creando piezas mecánicas complejas e inflexibles para cada cambio de formato final, lo que obligará a parar y desmontar la máquina y sustituir la pieza.

[0009] Como consecuencia de lo anterior, se requiere una máquina capaz de forrar los extremos sin necesidad de un costoso mantenimiento y que a su vez permita adaptarla a cualquier formato y evitar la mencionada necesidad de desmontaje y sustitución de piezas.

[0010] El uso de un robot delta con pistola de inyección, tal y como se divulga en el documento US 2012/0171383 A1, automatiza el mantenimiento, permite la correcta aplicación de la goma y se adapta a cualquier formato final simplemente modificando la programación de su controlador.

[0011] El robot delta es ampliamente conocido hoy en día desde su creación a mediados de los años ochenta. Consiste en tres brazos articulados con tres servomotores acoplados en el extremo a una pieza (normalmente un clip) de forma que se pueda mover suavemente y de forma coordinada para posicionar la pieza en cualquier coordenada del espacio de trabajo del robot. El problema de la aplicación de forrado de extremos es que el sistema se basa en cojinetes de fricción, que trabajan a gran velocidad y realizan movimientos continuos, calentándose y sufriendo un desgaste prematuro.

[0012] El documento EP 1878 544 A1 divulga un robot delta con pares simétricos de brazos conectados en sus extremos por un perno central unido a topes conectados a cada extremo del brazo por dos cojinetes respectivos unidos por un eje.

Descripción de la invención

[0013] Para resolver el problema anterior, la presente invención proporciona un robot delta como se define en la reivindicación 1.

[0014] Una máquina de revestimiento provista de un robot delta de este tipo aplica el cordón mediante una pistola de inyección, en la que la programación del robot incluye la trayectoria que debe recorrer la pistola, de forma que el sistema de inyección se extiende a extremos de cualquier forma, no sólo redondos. El programa también incluye, a determinados intervalos de tiempo, la limpieza automática de la punta de la pistola y un programa de purga que limpia toda la pistola cuando la máquina se detiene, garantizando la limpieza del equipo y asegurando así su correcto funcionamiento sin necesidad de mantenimiento por parte de un operario.

[0015] El conjunto mecánico previsto para el revestimiento de los extremos por un robot delta comprende a grandes rasgos tres articulaciones mecánicas conectadas en sus extremos superiores a cada uno de los servomotores respectivos con la plataforma que soporta la pistola de inyección que aplica el cordón de caucho a los extremos en su extremo inferior.

[0016] Las articulaciones consisten en un par de brazos cuyos extremos han sido mecanizados para alojar un tope articulado por un eje que lo atraviesa, apoyado sobre un par de rodamientos dispuestos simétricamente en las caras de las secciones mecanizadas. El taladro realizado para alojar los rodamientos se ha realizado desde el interior del mecanizado hacia el exterior, de forma que, una vez insertado, el rodamiento queda enrasado contra la cara exterior del extremo del brazo. Así, cada brazo se une a otra barra simétrica mediante un pasador con orificios pasantes para los ejes mencionados. En el extremo inferior soportan la plataforma para la pistola de inyección, mientras que en el superior se conectan a las varillas acopladas a los servomotores del robot delta. Esta conexión se realiza mediante una brida reductora que transmite el movimiento del servomotor a la varilla.

[0017] Las varillas también están conectadas por el mismo eje que une los servomotores a levas de seguridad colocadas para limitar los movimientos de los brazos, evitando fallos en caso de que se produzcan averías por un movimiento excesivo del equipo.

[0018] La plataforma para la pistola de inyección se compone de tres extremos colocados en un ángulo de 120° entre sí, y cada uno de ellos tiene un orificio pasante con el perno que une los extremos inferiores a los brazos. En el centro, se ha practicado un orificio para la base de la pistola de inyección.

[0019] La pistola de inyección constará de un cuerpo que se asienta sobre la plataforma y termina en una boquilla que atraviesa dicha plataforma y sobresale por la parte inferior. El cuerpo de la pistola dispone de los orificios necesarios para conectar los tubos de alimentación de la goma.

[0020] En la bancada sobre la que se fijan los distintos elementos descritos en los párrafos anteriores, existirá una placa con un orificio central a través del cual se aplicará el cordón de caucho a las puntas suministradas por el alimentador. Dicho orificio será de tamaño suficiente para forrar las puntas más grandes que se vayan a procesar. Dicha placa alojará un cepillo de alambre para la limpieza de la boquilla, de forma que cuando se programe, la pistola se desplace hacia dicho cepillo y se realicen los movimientos necesarios para limpiar la boquilla y eliminar así los restos de goma seca que puedan obstruir la salida.

[0021] Los servomotores del robot delta se apoyarán en una placa base situada en la parte superior, sostenida por tres pilares colocados cada uno en un ángulo de 120°. Por último, toda la unidad estará contenida en un recinto de seguridad para evitar el acceso accidental a las partes móviles de la máquina y la penetración de elementos extraños en el proceso de revestimiento.

[0022] Otra ventaja importante de la presente invención es la posibilidad de incorporar la unidad y el robot delta en cualquier máquina de revestimiento tradicional, de forma que se sustituyen los elementos que realizan el revestimiento pero también se pueden seguir utilizando las otras partes, como el alimentador o el horno de secado. De este modo, la implantación de la máquina en una fábrica es más barata y además permite el aprovechamiento de maquinaria desechada.

Descripción de los dibujos

[0023] Para complementar la descripción que se realiza y con el fin de facilitar una mejor comprensión de las especificaciones de la invención, se incluyen como parte integrante de esta memoria dibujos ilustrativos, no limitativos, que se describen a continuación:

La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de la unidad que incorpora el robot delta. Este dibujo y los siguientes no muestran el tubo flexible que lleva la goma a la pistola, omitiendo dicho elemento para facilitar la comprensión del dibujo.

Fig. 2 que muestra una vista en detalle de la conexión a través de la varilla y una brida de soporte para el servomotor del robot delta y los brazos.

Fig. 3 que muestra la unidad desde una vista inferior, representando el orificio para los extremos y, a través del orificio, la pistola de inyección de caucho.

La fig. 4 muestra otra vista con la leva de seguridad que impide los movimientos de los brazos fuera de un determinado rango. También muestra el acoplamiento del servomotor con los brazos.

Fig. 5 que muestra el acoplamiento de los brazos con la plataforma mediante un conjunto de cojinetes, ejes, pernos y topes iguales a los de la parte superior del brazo.

La Fig. 6 muestra la plataforma sobre la que se coloca la pistola de inyección.

La Fig. 7 muestra un brazo independiente, con una visión más clara del orificio interior que se ha realizado. También muestra un tope, que se inserta en la sección mecanizada y, a través del orificio correspondiente, se ha introducido un eje que lo conecta a la varilla o plataforma, dependiendo del extremo del brazo, donde dicho eje tiene los orificios para los pernos que conectan los cojinetes instalados en los orificios interiores. Se advierte que las distintas partes representadas no están a la misma escala, sino que se han ampliado en distintos grados para facilitar su visualización.

Descripción de una realización preferida

[0024] A la vista de las figuras mencionadas y según el sistema de numeración que se adopta, muestran una realización preferida de la invención, que comprende las partes y elementos indicados y descritos en detalle a continuación, sin que este ejemplo pretenda limitar en modo alguno el alcance de esta.

[0025] La unidad está anclada a una placa base (1) que a su vez está soportada por tres pilares (13) colocados con una separación angular de 120° entre cada uno de ellos, de forma que entre dichos pilares (13) hay espacio para colocar el resto de los elementos del conjunto de medios mecánicos de revestimiento de los extremos.

[0026] Así, tres servomotores (2) se sitúan en la configuración tradicional de robot delta (separación de 120° entre cada uno) anclados en la parte inferior de la placa base (1) por sus respectivas bridas de soporte (17). Los ejes de los servomotores (2) están unidos a las bielas (9) mediante acoplamientos cónicos, que a su vez transmiten el movimiento a los brazos (3, 3') a través de un bulón (7) que atraviesa dos topes separados (4) a través de un agujero pasante (19) de los topes (4), y el bulón (7) está conectado a rodamientos (6, 6') gracias a ejes (5) que unen dichos rodamientos (6, 6') a través de respectivos agujeros de eje (18) en el bulón (7).

[0027] Como se muestra en la Figura 1, el robot comprende un par de brazos (3, 3') cuyos extremos tienen una sección mecanizada (15) con geometría rectangular que aloja el tope (4) que asegura la conexión con el bulón (7). Los rodamientos (6, 6') se insertan a ambos lados de la sección mecanizada (15) a través de un orificio (16) practicado en la sección mecanizada de modo que los rodamientos (6, 6') queden enrasados con la pared exterior del brazo. De este modo se garantiza un acoplamiento robusto y sin holguras, capaz de soportar altas velocidades de movimiento sin sufrir desgaste.

[0028] La conexión entre la biela (9) y los brazos (3, 3') también tendrá una conexión lateral con una leva de seguridad (26) cuya misión es acompañar el movimiento de la varilla (9) y limitar el rango de movimiento del brazo, de forma que ante cualquier situación inesperada se eviten movimientos excesivos que puedan romper el conjunto. La leva de seguridad (26) dispondrá de unos topes de seguridad (27) que limitan el rango de giro de dicha leva de seguridad (26). La leva de seguridad (26) está situada en una caja (20) que la separa del resto de elementos.

[0029] El acoplamiento de los brazos (3, 3') mediante bulón (7) y topes (4) se repite tanto en la parte superior como en la inferior. En la parte inferior, se acopla a la plataforma (8), que tiene tres extremos dispuestos con una separación de 120° entre cada uno y todos ellos tienen un orificio pasante (14) para el bulón (7). En el centro de la plataforma hay otro orificio para colocar la pistola (10) que alojará el cuerpo de la pistola inyectora (11 ), en el que se introducirá la goma a presión para que salga por la boquilla inyectora (12 ).

[0030] Los pilares (13) que soportan la placa base (1) se situarán sobre una placa inferior (21) con un orificio central (22 ) de tamaño suficiente para permitir el acceso de la boquilla inyectora (12 ) a los extremos que el alimentador situará bajo dicho orificio central (22). De este modo, sólo será necesario montar la placa inferior (21) sobre la bancada de cualquier máquina que utilice los sistemas referidos en el apartado de antecedentes de los que se han eliminado las piezas de revestimiento para permitir la implementación de la unidad descrita en esta memoria, con las ventajas ya mencionadas que ello conlleva.

[0031] La placa inferior (21) también tendrá una base (23) para un cepillo de limpieza de alambre (24). Un proceso de autolimpieza programado en el robot desplaza la boquilla de inyección (12) hasta la posición del cepillo de limpieza (24). Mediante un movimiento repetitivo, ejerce presión sobre el cepillo (24) y la boquilla (12) se limpia por completo, evitando obstrucciones que puedan provocar desviaciones en la salida de goma, manchando la tapa. Una vez limpia la boquilla (12), se desplazará a un desagüe (28) para su purga automática, de forma que se pueda reanudar el proceso con todos los elementos completamente limpios. Asimismo, antes de una parada o de un cambio de turno en el que se prevea que la operación de revestimiento va a detenerse durante un periodo prolongado, la boquilla (12) se desplazará al desagüe (28) y se hará pasar por ella un chorro de agua tratada para limpiar completamente el interior del cuerpo de la pistola (11) y de la boquilla inyectora (12), quedando ambos completamente limpios y listos para un reinicio cuando sea necesario.

[0032] El cuerpo de la pistola (11) tendrá conexiones para el tubo de entrada de la goma inyectada. El tubo será flexible y lo suficientemente largo para seguir los movimientos de la plataforma (8) sin interrupción.

[0033] Toda la unidad descrita anteriormente estará cubierta por una carcasa protectora (29) para evitar la penetración de partículas extrañas en el proceso y el acceso accidental de los trabajadores a las partes móviles de los mecanismos. Dicha carcasa (29) descansará también sobre la placa inferior (21).

[0034] Habiendo descrito suficientemente la naturaleza de esta invención, así como su puesta en práctica, no se considera necesario dar más explicaciones para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y los beneficios que proporciona, indicando que, en su esencia, puede ser puesta en práctica mediante otras realizaciones que difieran en detalle de la indicada a modo de ejemplo, y que también ofrecerán la protección indicada siempre que no se aleje del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. ROBOT DELTA PARA REVESTIR EXTREMOS que comprende tres servomotores (2) posicionados con una separación angular de 120°, estando la salida de cada uno de los servomotores provista de un acoplamiento cónico conectado a una biela (9) que a su vez transmite el movimiento al extremo superior de un par simétrico de brazos (3, 3') conectados mediante un bulón (7) que atraviesa la biela (9) a través de un orificio pasante en dicha biela y a través de dos topes separados (4) por un orificio pasante (19) en dichos topes, estando el bulón unido a los rodamientos (6, 6') mediante ejes (5) que unen dichos rodamientos (6, 6') a través de respectivos orificios de eje (18) en dicho bulón (7), estando los extremos de los brazos (3, 3') provistos en lados opuestos de una sección mecanizada (15) de geometría rectangular, dichos rodamientos (6,6') se insertan en cada sección mecanizada (15) a través de un orificio (16) practicado en dicha sección mecanizada desde dentro hacia fuera, de modo que el orificio no esté completo y los rodamientos (6,6') se apoyen en la pared exterior del brazo; el acoplamiento de los brazos (3, 3') mediante un bulón (7) y topes (4) se repite en el extremo inferior de los brazos, esta vez para formar la articulación con una plataforma (8), que tiene tres extremos colocados con una separación angular de 120° entre cada uno, con un orificio pasante (14) para el bulón (7).

2. ROBOT DELTA PARA REVESTIR EXTREMOS según reivindicación 1, caracterizado porque la biela (9) que conecta con los brazos (3, 3') tiene una conexión lateral con una leva de seguridad (26) que gira con la biela superior (9) e irá acompañada de unos topes de seguridad (27) que limitan el rango de giro de dicha leva de seguridad (26).

3. ROBOT DELTA PARA REVESTIR EXTREMOS según reivindicación 1, caracterizado porque en el centro de la plataforma (8), existe otro orificio para colocar la pistola (10) que alojará el cuerpo de la pistola inyectora (11 ), en el que se introducirá la goma a presión para que salga por la boquilla inyectora (12 ).

4. ROBOT DELTA PARA REVESTIR EXTREMOS según reivindicación 3, caracterizado porque la placa inferior (21 ) tiene un orificio central (22) de tamaño suficiente para permitir el acceso de la boquilla inyectora (12 ) a los extremos que el alimentador posicionará bajo dicho orificio central (22); disponiendo además de una base (23) para un cepillo de alambre (24) para asegurar la limpieza de la boquilla (12) y un desagüe (28).