ES2961826T3 - Dispositivo de ensamblaje para la fabricación de un conjunto de paneles - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de montaje (1) para la fabricación de un conjunto de paneles, que incluye al menos dos sistemas de utillaje (2, 3), que incluyen medios de agarre, posicionamiento y sujeción de lamas de madera, y medios de agarre y posicionamiento de paneles aislantes. y un controlador de herramientas acoplado comunicativamente a los sistemas de herramientas (2, 3), en el que los sistemas de herramientas (2, 3) reciben instrucciones de modo que, si la longitud de un listón de madera (101) excede un umbral predeterminado, los medios de agarre del listón de madera sujetan el listón de madera en diferentes partes y se mueven entre sí para alinear sus líneas centrales y corregir la rectitud (S101) del listón de madera. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de ensamblaje para la fabricación de un conjunto de paneles

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere al ensamblaje y fabricación de un conjunto de paneles de madera, en particular para la fabricación de sistemas de construcción. En particular, la presente invención pretende permitir la fabricación de conjuntos de paneles de madera, en particular cuando están hechos de una serie de capas superpuestas que comprenden una serie de elementos de madera y elementos aislantes. Los elementos de madera suelen tener forma de “lamas”. Estos paneles son conocidos en el sector como “madera laminada cruzada” o “CLT”.

Se conocen varias técnicas para la fabricación de conjuntos de paneles de madera. Una primera técnica consiste en que los trabajadores ensamblen las lamas manualmente, pero esto tiene el inconveniente de ser largo y costoso.

Una segunda técnica consiste en utilizar herramientas controladas electrónicamente. Por ejemplo, el documento de patente FR-2951975-A1 divulga una máquina ensambladora que incluye una herramienta de posicionamiento de lamas de madera y una herramienta de sujeción de lamas de madera, ambas montadas en un bastidor a fin de moverlas y hacerlas operar en diferentes posiciones sobre el panel de madera a ensamblar.

Una tercera técnica consiste en utilizar una herramienta de extremo de brazo o “EOAT”. Esta herramienta actualmente es utilizada en líneas de producción de manipulación de madera robóticas convencionales. Suele estar dispuesta al final de un brazo articulado, que manipula y mueve la herramienta. La EOAT debe entonces realizar una operación específica.

El inconveniente de tales herramientas es que usualmente están destinadas a realizar una operación muy específica. Por lo tanto, cuando se trata de ensamblar paneles grandes con lamas grandes, se requieren herramientas de extremo de brazo de gran tamaño, a menudo con componentes de vacío para agarrar las lamas. El resultado es un bastidor estático, inflexible y voluminoso, que es sostenido por el brazo articulado, y que no resulta satisfactorio para el ensamblaje de paneles de madera.

Además, en las soluciones conocidas que utilizan EOAT, la herramienta está destinada a realizar la misma tarea, repetidamente (es decir, por ejemplo, coger, posicionar o atornillar una pieza de trabajo determinada), y está destinada a operar siempre el mismo tipo de pieza de trabajo (es decir, por ejemplo, un elemento de madera o un elemento aislante). Esta herramienta carece de suficiente flexibilidad para adaptarse a variaciones en los elementos a manipular.

Por ejemplo, el documento de patente CN-106541483-A divulga una línea de producción para palés de madera, que incluye dos pares de brazo-herramienta 14-41 y 24-42, en la que la herramienta 41 y 42 de cada par es solo una estación de clavado. Antes de clavar las lamas transversales del palé de madera, el correcto posicionamiento de estas lamas se consigue mediante una cinta transportadora independiente. Las herramientas 41 y 42 operan independientemente una de otra en diferentes niveles de la línea de producción.

También el documento de patente US 2006/099064 A1 divulga un sistema robótico para la manipulación de paneles.

Cuando la producción requiere que las herramientas se adapten a variaciones de una función a otra, o de una pieza a otra, se sabe desacoplar una determinada herramienta del brazo articulado, y luego acoplar otra en el brazo, mediante de cambiadores de herramientas. Sin embargo, esta solución es costosa, lenta y propensa a fallar, lo que significa que requiere servicios y mantenimiento adicionales.

Para evitar tales cambios de herramienta, también es conocido tener tantos pares de brazo-herramienta como funciones a realizar y piezas a manejar, y luego cambiar de un par a otro. Sin embargo, el inconveniente de esta solución es que aumenta tanto el coste total del dispositivo de ensamblaje como el espacio necesario para albergar tantos pares de brazo-herramienta y cambiarlos durante la producción.

Otra alternativa es utilizar estructuras telescópicas y/o actuadores para cambiar el tamaño de una EOAT determinada. Sin embargo, estos componentes adicionales tienen el inconveniente de disminuir la fiabilidad del dispositivo de ensamblaje, que por lo tanto es más propenso a fallar. Estos componentes requerirán por lo tanto medios de control más complejos, lo que conduce a una mayor complejidad del dispositivo de ensamblaje.

En cualquier caso, las herramientas conocidas sólo están destinadas a accionar lamas de madera, mientras que otro tipo de elementos —en particular, paneles aislantes— necesitan ser operados por separado mediante herramientas operativas adecuadas, lo que añade aún más complejidad y espacio en el suelo.

En todas estas soluciones conocidas, las herramientas operativas no están diseñadas para manipular lamas de madera de cualquier longitud, en particular lamas muy cortas (longitud inferior a 1 metro) y lamas muy largas (longitud de al menos 5 metros). Ahora es bien conocido que las lamas de madera largas y muy largas tienen una cierta curvatura, lo que significa que su rectitud difiere de la rectitud nominal de un extremo a otro. Si se ensamblan lamas tan largas en el panel sin corrección de rectitud, el panel resultante no cumplirá con los requisitos de calidad. Ahora bien, para corregir la rectitud de lamas largas antes de ensamblarlas, se necesitará una herramienta adicional, lo que, nuevamente, aumentará la complejidad y el espacio de la máquina ensambladora. Además, la manipulación de lamas largas y muy largas puede requerir herramientas específicas, que son grandes y, por lo tanto, costosas.

En caso de que el conjunto de paneles incluya una pluralidad de capas superpuestas, todas las capas incluyen una serie de lamas de madera, mientras que algunas de ellas también incluyen una serie de paneles aislantes (acústicos, térmicos u otros), en los que las lamas de madera de cada capa se aseguran a las lamas de madera de las capas adyacentes, ninguna de las máquinas existentes permite ensamblar dicho panel de manera satisfactoria.

Sumario de la invención

Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un procedimiento para ensamblar un panel que incluye una serie de capas superpuestas que tienen lamas de madera y paneles aislantes, que sea lo suficientemente versátil para operar diferentes tipos de lamas, incluyendo lamas de madera cortas y largas, así como paneles aislantes, y para realizar diversas tareas, al tiempo que reducen costes, complejidad y espacio.

Con este fin, la presente invención se refiere a un dispositivo de ensamblaje para fabricación de un conjunto de paneles, en el que el conjunto de paneles incluye una pluralidad de lamas de madera y paneles aislantes, teniendo cada lama de madera una longitud determinada y una rectitud determinada, en el que el dispositivo de ensamblaje incluye al menos dos sistemas de herramientas, en el que cada sistema de herramientas incluye un brazo articulado y una herramienta multifuncional dispuesta en el extremo del brazo articulado, y en el que el dispositivo de ensamblaje además incluye un controlador de herramientas acoplado comunicativamente a los sistemas de herramientas y programado para instruir al sistemas de herramientas para operar las lamas de madera y los paneles aislantes con el fin de ensamblar el conjunto de paneles. De acuerdo con la invención, cada sistema de herramientas además incluye (i) medios de agarre de lamas de madera configurados para agarrar una lama de madera y que tienen una línea central, (ii) medios de posicionamiento de lamas de madera configurados para colocar la lama de madera agarrada en el lugar apropiado en el conjunto de paneles, (iii) medios de sujeción de lamas de madera configurados para asegurar la lama de madera posicionada a al menos otra lama de madera, (iv) medios de agarre de paneles aislantes configurados para agarrar un panel aislante, y (v) medios de posicionamiento de paneles aislantes configurados para posicionar el panel aislante agarrado en el lugar apropiado en el conjunto de paneles. Además, de acuerdo con la invención, los sistemas de herramientas son instruidos por el controlador de herramientas de modo que, si la longitud de una lama de madera excede un umbral predeterminado, los medios de agarre de lamas de madera agarran la lama de madera en diferentes partes y se mueven relativamente entre sí a fin de alinear sus líneas centrales y corregir la rectitud de la lama de madera.

Al proporcionar varios tipos de medios operativos en cada herramienta de extremo de brazo, el dispositivo de ensamblaje de la invención es capaz de realizar una variedad de operaciones, incluyendo agarrar, posicionar y, si es necesario, asegurar las lamas. Esto permite limitar el número de herramientas a utilizar para la fabricación de conjuntos de paneles.

Además, al utilizar al menos dos herramientas de extremo de brazo capaces de operar de manera independiente o cooperativa, dependiendo principalmente del tipo y del tamaño de la lama a manipular, en lugar de varias herramientas independientes, la invención ofrece más flexibilidad que la técnica anterior. En particular, cuando se trata de manipular lamas de madera largas y muy largas, la invención proporciona una operación específica que permite no sólo manipularlas con una gran precisión y por un coste reducido, sino también corregir la rectitud de la lama de madera sin necesidad de una herramienta adicional con el único fin de dicha corrección previa.

En general, con un par de sistemas de herramientas modulares y multipropósito, que incluyen una variedad de medios operativos, y están programados para manipular y ensamblar todo tipo de lamas, el ensamblaje automatizado de un panel se puede mejorar, siendo al mismo tiempo muy compacto, rentable y fácil de usar.

Preferentemente, a fin de corregir la rectitud de las lamas de madera antes de su ensamblaje, los sistemas de herramientas están instruidos de modo que, para la lama de madera cuya longitud excede el umbral predeterminado, el movimiento relativo de los medios de agarre de lamas de madera se realice de modo que se genere una presión lateral sobre al menos una parte de la lama de madera.

Además, para el propósito de esta corrección de rectitud, los sistemas de herramientas están instruidos de modo que, para la lama de madera cuya longitud excede el umbral predeterminado, el movimiento relativo de los medios de agarre de lamas de madera se realiza de modo que la rectitud de la lama de madera alcanza la rectitud nominal de lama de madera.

Preferentemente, para acomodar lamas de madera cortas, los sistemas de herramientas están configurados de modo que, si la longitud de una lama de madera no excede un umbral predeterminado, la lama de madera es agarrada y posicionada por los medios de agarre de lamas de madera y los medios de posicionamiento de lamas de madera de un solo sistema de herramientas. La invención se beneficia así del hecho de que las lamas de madera cortas no necesitan la cooperación entre dos sistemas de herramientas.

Preferentemente, el umbral predeterminado está comprendido entre 50 y 150 centímetros, preferentemente entre 100 y 130 centímetros, y preferentemente aproximadamente 120 centímetros. Dicho umbral se adapta al tamaño de las herramientas, manteniéndolas así demasiado cerca durante las operaciones, y tiene en cuenta el hecho de que la rectitud de lamas de madera más cortas no se desvía de la rectitud nominal.

En una realización preferente, para permitir una sujeción adecuada de las lamas de madera, los sistemas de herramientas están programados para que se realice una presión, mediante los medios de agarre de lamas de madera y los medios de posicionamiento de lamas de madera, sobre porciones de la lama de madera en las que los medios de sujeción de lamas de madera están destinados a asegurar la lama de madera a las lamas de madera de capas adyacentes.

En una realización específica de la invención, al menos uno de los medios de agarre de lamas de madera (y preferentemente cada uno de ellos) incluye una pinza.

En una realización específica de la invención, al menos uno de los medios de sujeción de lamas de madera (y preferentemente cada uno de ellos) incluye una serie de destornilladores.

Preferentemente, para acomodar paneles aislantes, los sistemas de herramientas están configurados de modo que un panel aislante sea agarrado y posicionado por los medios de agarre de paneles aislantes y los medios de posicionamiento de paneles aislantes de un solo sistema de herramientas. La invención se beneficia, de este modo, del hecho de que los paneles aislantes no necesitan cooperación entre dos sistemas de herramientas.

En una realización preferente de la invención, al menos uno de los medios de agarre de paneles aislantes incluye una serie de agujas diseñadas para penetrar al menos parcialmente dentro de un panel aislante y para ser expulsadas del mismo.

Preferentemente, al menos uno de los medios de posicionamiento de lamas de madera y los medios de posicionamiento de paneles aislantes (y preferentemente todos ellos) incluye una guía lineal, que permite posicionar los medios de agarre con una precisión mejorada, y ayudar al ensamblaje de los paneles aislantes entre las lamas de madera mediante encaje a presión.

Preferentemente, el dispositivo de ensamblaje de la presente invención además comprende una estructura de sujeción diseñada para sujetar el conjunto de paneles mientras es operado por las herramientas. De este modo, las herramientas pueden operar las lamas y ensamblar el panel sobre la estructura de sujeción.

La presente invención también se refiere a un procedimiento para fabricación de un conjunto de paneles mediante el dispositivo de ensamblaje de acuerdo con la presente invención. El conjunto de paneles incluye una pluralidad de capas superpuestas que incluyen una serie de lamas de madera, teniendo cada lama de madera una longitud determinada y una rectitud determinada, incluyendo también al menos una de las capas una serie de paneles aislantes, siendo las lamas de madera de cada capa aseguradas a las lamas de madera de las capas adyacentes. De acuerdo con la presente invención, el procedimiento incluye una serie de ciclos de ensamblaje de capas, consistiendo cada ciclo de ensamblaje de capas en ensamblar una capa del conjunto de paneles y comprendiendo las etapas de:

- operar un panel aislante con un sistema de herramientas, al (i) agarrar el panel aislante con medios de agarre de paneles aislantes, (ii) posicionar el panel aislante con medios de posicionamiento de paneles aislantes entre dos lamas de madera de la misma capa, (iii) presionar el panel aislante, y (iv) liberar el panel aislante, - operar una lama de madera cuya longitud no excede un umbral predeterminado con un sistema de herramientas, al (i) agarrar la lama de madera con los medios de agarre de lamas de madera, (ii) posicionar la lama de madera con medios de posicionamiento de lamas de madera en al menos una lama de madera de una capa adyacente, (iii) asegurar la lama de madera entre sí a al menos una lama de madera de una capa adyacente con los medios de sujeción de lamas de madera, y (iv) liberar la lama de madera, - operar una lama de madera cuya longitud excede un umbral predeterminado con dos sistemas de herramientas, al (i) agarrar diferentes partes de la lama de madera con los medios de agarre de lamas de madera, (ii) mover los medios de agarre de lamas de madera entre sí con los medios de posicionamiento de lamas de madera de cada herramienta para corregir la rectitud de la lama de madera, (iii) posicionar la lama de madera con medios de posicionamiento de lamas de madera de cada herramienta sobre al menos una lama de madera de una capa adyacente, (iv) asegurar la lama de madera entre sí a al menos una lama de madera de una capa adyacente con los medios de sujeción de lamas de madera, y (v) liberar la lama de madera.

Al operar de manera diferente paneles aislantes, lamas de madera cortas y lamas de madera largas, mediante el funcionamiento individual de un sistema de herramientas, o mediante el funcionamiento cooperativo de dos sistemas de herramientas, la presente invención proporciona una forma más versátil de ensamblar un panel.

En una realización preferente, para corregir la rectitud de una lama de madera larga, cuando se opera una lama de madera cuya longitud excede un umbral predeterminado, el movimiento relativo de los medios de agarre de lamas de madera se realiza de modo que se genera una presión lateral sobre al menos al menos una parte de la lama de madera, y de modo que la rectitud de la lama de madera alcance una rectitud nominal de lama de madera.

La presente invención también se refiere a un conjunto de paneles fabricado mediante el procedimiento de la presente invención.

Otro objeto de la invención es proporcionar un dispositivo de ensamblaje para fabricación de un conjunto de paneles, comprendiendo el dispositivo de ensamblaje una pluralidad de sistemas de herramientas, comprendiendo cada sistema de herramientas un brazo articulado y una herramienta multifuncional dispuesta en un extremo del brazo articulado, de modo que la pluralidad de sistemas de herramientas comprende una pluralidad de herramientas multifuncionales, en el que la pluralidad de herramientas multifuncionales comprende uno o más de cada uno de:

- un elemento de agarre de lamas configurado para agarrar una lama de madera de un conjunto de paneles a lo largo de una línea central dispuesta entre extremos opuestos del elemento de agarre de lamas;

- un elemento de posicionamiento de lamas configurado para posicionar la lama de madera dentro del conjunto de paneles;

- un elemento de sujeción de lamas configurado para asegurar la lama de madera a al menos otra lama de madera de una capa adyacente del conjunto de paneles;

- un elemento aislante de agarre configurado para agarrar un panel aislante; y

- un elemento aislante de posicionamiento configurado para posicionar el panel aislante dentro del conjunto de paneles;

en el que uno o más dispositivos informáticos acoplados comunicativamente a la pluralidad de sistemas de herramientas, el uno o más dispositivos informáticos almacenan instrucciones legibles por ordenador que, cuando son ejecutadas por uno o más dispositivos informáticos, están configurados para hacer que la pluralidad de sistemas de herramientas ensamblen un conjunto de paneles a partir de una pluralidad de lamas de madera y una pluralidad de paneles aislantes;

en el que las instrucciones legibles por ordenador comprenden instrucciones que, cuando son ejecutadas por uno o más dispositivos informáticos, hacen que al menos uno de los uno o más dispositivos informáticos transmita instrucciones a dos elementos de agarre de lamas consecutivos para alinear sus respectivas líneas centrales para enderezar de ese modo un curvatura de una lama de madera de gran longitud agarrada por los dos elementos de agarre de lamas consecutivos basada al menos en parte en una determinación de que la longitud de la lama de madera de gran longitud excede un umbral de longitud predefinido.

De acuerdo con diferentes realizaciones de la invención:

- la alineación de las líneas centrales respectivas de los dos elementos de agarre de lamas consecutivos ejerce una presión lateral sobre al menos un extremo de la lama de madera de gran longitud;

- la alineación de las respectivas líneas centrales de los dos elementos de agarre de lamas consecutivos da como resultado que la lama de madera de gran longitud alcanza una rectitud nominal;

- las instrucciones legibles por ordenador comprenden instrucciones que, cuando son ejecutadas por uno o más dispositivos informáticos, hacen que al menos uno de dichos uno o más dispositivos informáticos determine que la longitud de una segunda lama de madera no excede el umbral de longitud predefinido, y transmitir instrucciones para agarrar y posicionar la segunda lama de madera a un único sistema de herramientas en la pluralidad de sistemas de herramientas, comprendiendo el único sistema de herramientas un único elemento de agarre y un único elemento de posicionamiento;

- el umbral de longitud predeterminado está entre 50 y 150 centímetros, preferentemente está entre 100 y 130 centímetros, y preferentemente es de aproximadamente 120 centímetros;

- el elemento de agarre de lamas, el elemento de posicionamiento de lamas y el elemento de sujeción de lamas están configurados para hacer contacto con la misma ubicación en la lama de madera;

- el elemento de agarre de lamas comprende una pinza;

- el elemento de sujeción de lamas comprende uno o más destornilladores;

- las instrucciones legibles por ordenador comprenden instrucciones que, cuando son ejecutadas por uno o más dispositivos informáticos, hacen que al menos uno de uno o más dispositivos informáticos transmita instrucciones para agarrar y posicionar un panel aislante a solo un sistema de herramientas en la pluralidad de sistemas de herramientas;

- el elemento aislante de agarre incluye una serie de agujas configuradas para penetrar dentro y ser expulsadas de un panel aislante; y

- el dispositivo de ensamblaje además comprende una estructura de sujeción configurada para sujetar el conjunto de paneles tal como se ensambla mediante la pluralidad de sistemas de herramientas.

También es otra parte de la invención proporcionar un procedimiento para fabricación de un conjunto de paneles, comprendiendo el procedimiento:

- almacenar, mediante uno o más dispositivos informáticos acoplados comunicativamente a una pluralidad de sistemas de herramientas, una rutina de software del ciclo de ensamblaje, comprendiendo la rutina de software del ciclo de ensamblaje una subrutina de panel aislante, una subrutina de lamas de madera y una subrutina de lamas de madera de gran longitud; y

- ejecutar, mediante uno o más dispositivos informáticos acoplados comunicativamente a una pluralidad de sistemas de herramientas, una pluralidad de iteraciones de la rutina de software del ciclo de ensamblaje para fabricar de ese modo el conjunto de paneles, en el que cada iteración de la rutina de software del ciclo de ensamblaje ejecuta una o más de la subrutina de paneles aislantes, la subrutina de lamas de madera o la subrutina de lamas de madera de gran longitud;

- en el que la ejecución de la subrutina de panel aislante hace que la pluralidad de sistemas de herramientas:

agarre, mediante un elemento aislante de agarre de la pluralidad de sistemas de herramientas, un panel aislante;

posicione, mediante un elemento aislante de posicionamiento de la pluralidad de sistemas de herramientas, el panel aislante entre dos lamas de madera de una sola capa del conjunto de paneles; y libere, mediante el elemento aislante de agarre de la pluralidad de sistemas de herramientas, el panel aislante;

- en el que la ejecución de la subrutina de lamas de madera hace que la pluralidad de sistemas de herramientas:

agarre, mediante un elemento de agarre de lamas de la pluralidad de sistemas de herramientas, una lama de madera cuya longitud no excede un umbral de longitud predeterminado;

posicione, mediante un elemento de posicionamiento de lamas de la pluralidad de sistemas de herramientas, la lama de madera sobre al menos una lama de madera de una capa adyacente del conjunto de paneles;

asegure, mediante un elemento de sujeción de lamas de la pluralidad de sistemas de herramientas, la lama de madera a dicho al menos una lama de madera de la capa adyacente; y

libere, mediante el elemento de agarre de lama de la pluralidad de sistemas de herramientas, la lama de madera; y

- en el que la ejecución de la subrutina de lamas de madera de gran longitud hace que la pluralidad de sistemas de herramientas:

agarre, mediante dos elementos de agarre de lamas de la pluralidad de sistemas de herramientas, una lama de madera de gran longitud cuya longitud excede el umbral de longitud predeterminado, en el que cada extremo de la lama de madera de gran longitud es agarrado por uno de los dos elementos de agarre de lamas;

mueva los dos elementos de agarre de lamas entre sí para alinear los dos elementos de agarre de lamas y de ese modo enderezar una curvatura de la lama de madera de gran longitud;

coloque, mediante dos elementos de posicionamiento de lamas de la pluralidad de sistemas de herramientas, la lama de madera de gran longitud sobre al menos una lama de madera de una capa adyacente del conjunto de paneles;

asegure, mediante dos elementos de sujeción de lamas de la pluralidad de sistemas de herramientas, la lama de madera a dicho al menos una lama de madera de la capa adyacente; y

libere, mediante los dos elementos de agarre de lamas de la pluralidad de sistemas de herramientas, la lama de madera de gran longitud.

En una realización preferente, la alineación de los dos elementos de agarre de lamas da como resultado que la lama de madera de gran longitud alcance una rectitud nominal.

Breve descripción de los dibujos

Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de realizaciones de la invención, que se proporcionan a continuación con fines ilustrativos, con referencia a los dibujos adjuntos.

- La Figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de construcción conocido.

- La Figura 2A es una vista en perspectiva de un conjunto de paneles conocido (solo con lamas de madera, es decir, sin paneles aislantes).

- La Figura 2B es una vista en perspectiva de un conjunto de paneles conocido (tanto con lamas de madera como con paneles aislantes).

- La Figura 3 es una vista en perspectiva de un dispositivo de ensamblaje de la invención.

- La Figura 4-6 son vistas en perspectiva de un sistema de herramientas de la invención.

- Las Figuras 7-10 son vistas en perspectiva de un sistema de herramientas de la invención durante la operación de una lama de madera corta.

- Las Figuras 11-15 son vistas en perspectiva de un sistema de herramientas de la invención durante la operación de un panel aislante.

- La Figura 16 es una vista en perspectiva de un dispositivo de ensamblaje de la invención en la que los dos sistemas de herramientas agarran una lama de madera no recta.

- La Figura 17 es una vista en perspectiva de dos sistemas de herramientas de la invención durante la operación de una lama de madera larga.

Descripción detallada de la invención

El objetivo del dispositivo de ensamblaje de acuerdo con la presente invención es fabricar una serie de conjuntos de paneles, que luego se ensamblarán para obtener un sistema de construcción, del cual se da un ejemplo en la Figura 1. Un sistema de construcción 9, tal como una casa o un edificio, usualmente está hecho de varios paneles de madera fijados entre sí. Los paneles de un sistema de construcción determinado pueden ser idénticos o diferentes, dependiendo de las características requeridas, en particular todos los requisitos estructurales de los sistemas de construcción. La división del sistema de construcción 9 en un conjunto de paneles 10 se realiza de acuerdo con una justificación, incluyendo el tamaño de los paneles a transportar en sitio, y la unidad del sistema.

El dispositivo de ensamblaje de la presente invención es particularmente adecuado para la fabricación del conjunto de paneles 10 como se representa en la Figura 2A y 2B. El conjunto de paneles 10 incluye una pluralidad de capas superpuestas, ocho capas en la Figura 2A y 2B, las primeras cuatro capas están referenciadas como 100, 110, 120 y 130. Se considera que la primera capa 100 está en la parte superior 10A del conjunto de paneles, mientras que la octava capa está en la parte inferior 10B. La primera capa 100 incluye una serie de lamas de madera, siete lamas en la Figura 2A, de las cuales las cuatro primeras llevan las referencias 101, 103, 105 y 107. Las lamas de madera cumplen una función estructural. Son paralelas entre sí y están distribuidas uniformemente a lo largo de la capa 100, con lamas extremas (tales como la lama 101) en el extremo de la capa 100, y lamas intermedias (tales como las lamas 103, 105 y 107) entre las mismas a igual distancia entre sí.

La segunda capa 110 también incluye cinco lamas de madera, las primeras cuatro de los cuales están referenciadas 111, 113, 115 y 117, con una distribución similar, excepto que las lamas de madera de la segunda capa son ortogonales a las lamas de madera de la primera capa. De manera más general, las lamas de madera de cada capa (por ejemplo, la capa 110) son paralelas entre sí, pero son ortogonales a las lamas de madera de las capas adyacentes (por ejemplo, las capas 100 y 120). De este modo, las capas se “cruzan” y el conjunto de paneles 10 es bien conocido en la técnica como “madera laminada cruzada” o “CLT”.

Las lamas de madera 101, 103, 105, 107 de la primera capa 100 pueden asegurarse a las lamas de madera 111, 113, 115, 117 de la segunda capa mediante una serie de tornillos o cualquier otro medio de sujeción sólido, como clavos, aunque se prefieren los tornillos. Se podrá utilizar un juego de cuatro tornillos en la zona de contacto entre dos lamas de capas adyacentes, a fin de atravesar dichas lamas y asegurarlas entre sí. Por ejemplo, se pueden pasar cuatro tornillos a través de la zona de contacto entre las lamas 101 y 111, pero también a través de la zona de contacto entre las lamas 101 y 113, las lamas 101 y 115 y las lamas 101 y 117. Lo mismo se aplica a las lamas de todas las otras capas, de modo que las lamas de madera de cada capa puedan fijarse a las lamas de madera de las capas adyacentes.

En la práctica, en la configuración de la Figura 2A, se superponen las zonas de contacto de las primeras lamas de cada capa sucesiva. La fijación de las capas entre sí se realiza capa por capa, es decir, primero se coloca la primera capa, luego se colocan las lamas de madera de la segunda capa y se fijan a las lamas de madera de la primera capa, mediante tornillos. Luego se posicionan las lamas de madera de la tercera capa y se fijan a las lamas de madera de la primera capa, mediante tornillos, los cuales están desplazados con respecto a los tornillos utilizados para fijar la primera y segunda capas.

Las lamas de madera pueden tener diferentes tamaños y formas, siempre que algunos de ellos tengan forma alargada, que es donde se aplicará un aspecto de la presente invención. La altura y la anchura de estas lamas de madera suelen ser de unos pocos centímetros. La longitud puede variar en un intervalo más amplio, desde menos de 1 metro (que se considerarán lamas cortas), hasta 3 metros (lamas largas), e incluso más de 5 o 6 metros (lamas muy largas).

Las lamas de madera también tienen una rectitud determinada, que corresponde a la desviación entre la dirección real de la madera, con respecto a una dirección nominal que suele ser una línea recta. En otras palabras, la rectitud de una madera representa el hecho de que tenga forma o no de línea recta. Cuanto más recta es la forma de la madera, menos se desvía de su rectitud nominal. Esta desviación también se conoce en la técnica como “deformación de la madera”. Esto puede deberse a tensiones, contracción desigual o humedad desigual. Puede depender de múltiples factores, como el tipo de madera, la orientación de las vetas, el flujo de aire, la luz solar, el acabado desigual o la temperatura.

Dado que los conjuntos de paneles deben estar hechos de una serie de lamas de madera rectas, el hecho de que algunas de las lamas de madera no sean lo suficientemente rectas es perjudicial para el rendimiento general del conjunto de paneles. Para superar este defecto de rectitud, o se rechaza la lama (pero esto no es rentable) o se corrige antes de ensamblarla (pero puede requerir herramientas adicionales).

Entre las lamas de madera de las capas se intercalan paneles aislantes. En la Figura 2B, dado que la primera capa incluye siete lamas de madera, se pueden colocar seis paneles aislantes, los tres primeros de los cuales tienen las referencias 102, 104 y 106. Cada panel aislante está intercalado entre dos lamas de madera, por ejemplo, el panel aislante 102 está intercalado entre lamas de madera 101 y 103. Los paneles aislantes cumplen una función de aislar el panel, desde una perspectiva acústica y/o térmica. Podrán intercalarse entre todas las lamas de madera, o sólo entre algunas de ellas, en función de las prestaciones aislantes requeridas. De este modo, el panel aislante puede quedar atrapado entre dos lamas de madera consecutivas de la misma capa, por un lado, y entre las lamas de madera ortogonales de capas adyacentes, por otro lado. La longitud y altura de los paneles aislantes es aproximadamente la misma que la de las lamas de madera, mientras que su anchura puede variar dependiendo del espacio en blanco entre dos lamas de madera consecutivas dentro de una capa determinada. De hecho, para realizar un aislamiento adecuado, es mejor que los paneles aislantes llenen todo el espacio entre dos lamas de madera consecutivas.

El conjunto de paneles de la Figura 2A y 2B se proporcionan con fines ilustrativos. La invención puede aplicarse a variaciones de este panel, siempre que comprenda capas superpuestas de lamas de madera, por un lado, con al menos algunos paneles aislantes, por otro lado. Por ejemplo, las lamas de madera de una capa determinada pueden no ser paralelos entre sí, o las lamas de madera de capas adyacentes pueden no ser ortogonales entre sí. Además, el número de capas, lamas de madera y/o paneles aislantes puede ser diferente, en función de la aplicación y prestaciones requeridas.

En particular, el conjunto de paneles se puede “laminar”, es decir, la superficie de al menos algunas lamas de madera se puede laminar para proporcionar medios para evitar que las dos lamas de madera adyacentes se deslicen entre sí al nivel de su interfaz de contacto. Por ejemplo, el laminado puede consistir en proporcionar ranuras en la superficie de lamas de madera: en el lado frontal de una lama de una capa determinada (por ejemplo, la lama 101), y en el lado posterior de una lama de una capa adyacente (por ejemplo, la lama 111), de modo que las respectivas ranuras interactúen entre sí y eviten así cualquier deslizamiento. Otros medios son adecuados para evitar dicho deslizamiento, por ejemplo, encolar los elementos de madera entre sí, además de medios de atornillado que pueden usarse para asegurar los elementos de madera entre sí y asegurar las capas sucesivas entre sí.

En referencia a la Figura 3, para la fabricación de dicho conjunto de paneles, el dispositivo de ensamblaje 1 de acuerdo con la presente invención incluye dos sistemas de herramientas 2, 3 y una estructura de sujeción. La estructura de sujeción (no visible) está destinada a sujetar el conjunto de paneles durante las operaciones de ensamblaje, es decir, a sujetar las lamas de madera y los paneles aislantes mientras son operados por los sistemas de herramientas 2, 3. Tiene forma de mesa, cuyo tamaño es determinado para cubrir todo el panel 10.

De acuerdo con la presente invención, el dispositivo de ensamblaje 1 incluye al menos dos sistemas de herramientas, mientras que en el ejemplo siguiente el dispositivo de ensamblaje incluye dos sistemas de herramientas 2 y 3. El primer sistema de herramientas 2 está representado desde tres perspectivas diferentes en las Figuras 4, 5 y 6. Incluye un brazo articulado 2A y una herramienta multifuncional 2B. El brazo articulado 2A es un brazo conocido, utilizado en líneas de producción. En general incluye un juego de muñecas, que se mueven a fin de posicionar la herramienta multifuncional 2B durante la operación. Un brazo articulado (o robótico) de este tipo es bien conocido en la técnica, por lo que el experto en la técnica podrá diseñar y programar este brazo para los fines previstos.

La herramienta multifuncional 2B está unida al extremo del brazo 2A y está destinada a realizar determinadas operaciones. Esta herramienta suele denominarse “herramienta de extremo de brazo” o “EOAT”. Suele incluir uno o varios medios operativos. Para ensamblar conjuntos de paneles como el panel 10, la herramienta 2A está diseñada para realizar operaciones sobre lamas de madera y paneles aislantes, en particular agarrar, posicionar y, si es necesario, asegurar las lamas. La herramienta 2B —o EOAT— se desplazará así con el movimiento del brazo.

De acuerdo con la presente invención, la herramienta 2B incluye cinco medios operativos 21 a 25. Todos estos medios operativos están unidos a un armazón 20, que a su vez está unido al extremo del brazo articulado 2A. Con esta variedad de medios operativos, el dispositivo de ensamblaje tiene la capacidad de operar tanto lamas de madera como paneles aislantes, sin necesidad de cambiar a otro sistema de herramientas. Por lo tanto, es más flexible.

La estructura de la herramienta 2B se muestra en las Figuras 7, 8, 9 y 10, con respecto al agarre o liberación de la lama de madera 101. La herramienta incluye, por un lado, medios para operar lamas de madera y, por el otro lado, medios para operar paneles aislantes.

En detalle, la herramienta 2B incluye en primer lugar medios de agarre de lamas de madera 21 destinados a recoger una lama de madera, agarrándola (o atrapándola) (en este caso, “coger” y “agarrar” se utilizan para referirse a la misma operación). En este ejemplo, los medios de agarre de lamas de madera 21 son una pinza mecánica, que incluye dos dedos 21A, 21B paralelos entre sí y unidos por un actuador 21C, por ejemplo, un actuador neumático, que puede acercarse o distanciar los dedos entre sí. Los medios de agarre pueden agarrar y coger una lama de madera acercando sus dedos (véase las Figuras 7 y 8), y pueden liberar una lama de madera alejando sus dedos entre sí (véase las Figuras 9 y 10), después de que ha sido fijada a una lama de madera de una capa adyacente.

Los medios de agarre de lamas de madera 21 tienen una línea central C<21>. En el ejemplo de los dedos 21A, 21B, la línea central corresponde a la línea ubicada en la mitad de los dedos y paralela a los dedos (visible en la Figura 5).

La herramienta 2B también incluye medios de posicionamiento de lamas de madera, cuya función es colocar una lama de madera agarrada en el lugar apropiado en el conjunto de paneles 10, antes de que se fije a otras lamas de madera. En este ejemplo, esta función se atribuye al brazo 2A, ya que el desplazamiento del brazo 2A moverá todo el sistema de herramientas —y, por lo tanto, los medios de agarre— a la posición apropiada.

La herramienta 2B también incluye medios de sujeción de lamas de madera 23, cuya función es asegurar la lama de madera posicionada a al menos una lama de madera de una capa adyacente (por ejemplo, para asegurar la lama 101 a la lama 111). Para este fin, los medios de sujeción de lamas de madera 23 incluyen una serie de destornilladores 230. En este ejemplo, se proporcionan cuatro destornilladores, de modo que las lamas 101 y 111 quedarán fijadas entre sí, en su zona de contacto, mediante cuatro tornillos distribuidos uniformemente que son inyectados simultáneamente por los cuatro destornilladores 230. Los destornilladores pueden ser controlados por un controlador electrónico y accionados por un cabezal neumático para lograr movimientos hacia arriba y hacia abajo.

Para posicionar los destornilladores justo encima de la posición de atornillado de lamas de madera, la herramienta 2B también incluye una guía lineal 22, a la que se unen los medios de sujeción de lamas de madera 23, y que se acciona neumáticamente, de modo que los medios de sujeción 23 puedan ser desplazados de izquierda a derecha. Esta guía lineal, opcional, resulta especialmente interesante cuando los medios de sujeción están diseñados para agarrar varias lamas de madera contiguas al mismo tiempo (por ejemplo, dos lamas de madera contiguas), por lo que los destornilladores deben recorrerse sobre una lama u otra.

En el otro lado de la herramienta, se proporcionan medios para operar paneles aislantes, también con referencia a las Figuras 11, 12, 13, 14 y 15, con respecto al agarre y liberación del panel aislante 102. A este respecto, la herramienta incluye esencialmente medios de agarre de paneles aislantes 24, que están destinados a agarrar el panel aislante 102. En este ejemplo, los medios de agarre incluyen agujas 240 diseñadas para penetrar al menos parcialmente dentro del panel aislante 102 (para agarrarlo) y para ser expulsadas del panel aislante 102 (para liberarlo). Se observa que, por razones de seguridad, las agujas están diseñadas preferentemente para penetrar dentro del panel aislante sin sobresalir por el otro lado del panel aislante (sus recorridos son menores que el espesor del panel). Las agujas están distribuidas en dos brazos 24A, 24B. Los brazos 21A, 24B se accionan neumáticamente para moverse hacia arriba y hacia abajo, mientras que las agujas 240 pueden expulsarse (“dentro”) para agarrar el panel aislante y retraerse para liberar el panel aislante (“fuera”).

Los brazos 24A, 24B pueden agarrar dos partes diferentes del panel aislante 102. Es mejor que los brazos 24A, 24B estén colocados alrededor de la extremidad de la anchura del panel aislante 102, para asegurar no sólo un agarre satisfactorio sino también un buen ajuste a presión del panel aislante entre dos lamas de madera. Para hacerlo, se puede controlar la distancia entre los brazos 24A, 24b . Para ello, la herramienta 2B incluye una guía lineal 25, a la que se fijan los medios de agarre de paneles aislantes 24, y sobre la que los brazos 24A, 24B pueden deslizarse a izquierda y derecha para su correcto posicionamiento. Esta guía lineal, opcional, es particularmente interesante para mejorar el posicionamiento de los medios de agarre 24 antes de que agarren efectivamente el panel aislante.

Finalmente, la herramienta 2B también incluye medios de posicionamiento de paneles aislantes 25, cuya función es posicionar un panel aislante agarrado en el lugar apropiado en el conjunto de paneles 10. En este ejemplo, nuevamente, esta función se atribuye al brazo 2A, ya que el desplazamiento del brazo 2A moverá los medios de agarre.

Los paneles aislantes están destinados a insertarse entre las lamas mediante “ajuste a presión”, es decir, presionando un panel entre dos lamas con el sistema de herramientas 2 a medida que el panel es agarrado por las pinzas de aguja 24A y 24B, de modo que el panel se sujetará sin caerse y sin necesidad de asegurarlo con grapas. Para hacerlo, considerando, por ejemplo, el panel aislante 106, los espacios dimensionales entre la anchura del panel aislante 106 y los bordes internos de las lamas de madera 105 y 107 (que fueron ensambladas y aseguradas al conjunto de paneles mediante el mismo sistema de herramientas 2) deben estar más apretados que lo habitual. La cuantificación propiamente dicha de dichos espacios dimensionales podrá realizarse durante el desarrollo del ensamblaje del panel.

Se pueden agregar otros medios operativos a la herramienta 2B para agregar mayor flexibilidad al dispositivo de ensamblaje 1 en general. Sin embargo, se apreciará que cuando el ensamblaje del panel consiste en una superposición de varias capas, con series de lamas de madera y panel aislantes, los medios operativos descritos anteriormente pueden ser suficientes para permitir realizar todas las operaciones necesarias sobre las lamas.

Los medios operativos de lamas de madera 21,22, 23 están dispuestos en un lado de la herramienta 2A, mientras que los medios operativos del panel aislante 24, 25 están dispuestos en el otro lado, con respecto al armazón 20. Con esta configuración, el sistema de herramientas 2 puede pasar fácilmente de una operación con lamas de madera a una operación con paneles aislantes, mediante una simple rotación de la herramienta 2B alrededor del extremo del brazo 2A. En la práctica, cuando la herramienta está accionando una lama de madera, los medios operativos de la lama de madera 21, 22, 23 están orientados en el lado adecuado, mientras que los medios operativos del panel aislante 24, 25 se vuelven inactivos. Luego, cuando la herramienta necesita operar un panel aislante, el brazo 2A proporciona una rotación de 180 grados de la herramienta 2B, de modo que los medios operativos del panel aislante 24, 25 estén orientados en el lado adecuado, mientras que los medios operativos de la lama de madera 21, 22, 23 se vuelven inactivos. Mientras que pueden contemplarse otras distribuciones de los medios operativos en la herramienta 2B, la configuración de las Figuras 4, 5 y 6 proporciona una forma rápida y eficaz de actuar sucesivamente sobre lamas de madera y paneles aislantes. Esto proporciona así una gran flexibilidad en términos de estrategia de ensamblaje, por ejemplo, en cuanto a la orientación de los diferentes elementos del conjunto de paneles (ya sean lamas de madera o paneles aislantes).

El segundo sistema de herramientas 3, visible en las Figuras 16 y 17, tiene una estructura similar a la del primer sistema de herramientas 2 de las Figuras 4, 5 y 6. El par de sistemas de herramientas 2, 3 son por lo tanto sistemas de herramientas “gemelos”, que pueden intercambiarse y realizar exactamente las mismas operaciones. Dependiendo de las operaciones necesarias y del conjunto de paneles contemplado, el experto en la técnica puede diseñar el segundo sistema de herramientas de manera diferente. El experto en la técnica también puede añadir otros sistemas de herramientas, aunque una ventaja importante de la presente invención es que requiere menos herramientas que las conocidas en la técnica para la fabricación de este tipo de conjunto de paneles. Por lo tanto, se apreciará que limitar el número de sistemas de herramientas es particularmente ventajoso, y que un par de dos sistemas de herramientas pueden ser suficientes para realizar todas las operaciones necesarias.

De acuerdo con la presente invención, los sistemas de herramientas 2, 3 son instruidos por un programa informático (o controlador de herramientas) para realizar diferentes tipos de operaciones, dependiendo de los elementos a operar. En particular, el controlador de herramientas indicará a los sistemas de herramientas que se adapten a tres tipos de lamas: paneles aislantes, lamas de madera “cortas” y lamas de madera “largas”. En la siguiente descripción de la invención, cualquier referencia a lamas de madera “cortas” o “largas” se hará por comparación con un umbral de longitud L, que se comentará a continuación.

El dispositivo de ensamblaje de la invención puede formar parte de una línea de producción. Por ejemplo, las lamas de madera y los paneles aislantes proceden de otras máquinas situadas aguas arriba en la línea de producción. Los elementos pueden etiquetarse e identificarse de forma única mediante códigos QR y son rastreados durante todo el proceso de fabricación, desde la materia prima hasta las lamas de paneles terminadas. Se podrá realizar un control de calidad de los elementos en la línea de producción antes de que lleguen al dispositivo de ensamblaje de la invención, por lo que sólo circularán elementos válidos por el proceso de ensamblaje. A la entrada del dispositivo de ensamblaje, un lector de códigos QR podrá leer el código QR de cada uno de los elementos e informar a los sistemas de herramientas de la lama o panel en cuestión. Luego se puede realizar una verificación de cordura para verificar que este elemento es de hecho el siguiente elemento que se esperaba que los sistemas de herramientas manipularan en el panel que se está ensamblando actualmente, y luego pueden realizar el ensamblaje del elemento en el conjunto de paneles. En este ejemplo, la longitud de la lama se lee simplemente a través del código QR, en conexión con el controlador de herramientas que se programó previamente y que almacena la longitud de cada lama referenciada del conjunto de paneles.

Para paneles aislantes, tales como la lama 102, como se muestra en las Figuras 11, 12, 13, 14 y 15, sólo es necesario un sistema de herramientas. Esto significa que la lama 102 se puede agarrar y colocar mediante los medios de agarre de paneles aislantes (los brazos 24A, 24B y las agujas 240) y los medios de posicionamiento de paneles aislantes (el brazo articulado 2A) de un solo sistema de herramientas (el sistema de herramientas 2 en este ejemplo).

Por lo tanto, el sistema de herramientas 2 (o el sistema de herramientas 3, si es necesario) pueden realizar las siguientes operaciones:

- Primera etapa: agarrar el panel aislante 102 con los medios de agarre de paneles aislantes 24. Desde una posición inicial (Figura 12), los brazos 24A, 24B se mueven hacia abajo (Figura 13), y las agujas se expulsan para penetrar la lama 102 (detalles en las Figuras 14 y 15). Luego se mueven los brazos hacia arriba y se mueve la lama junto con los brazos.

- Segunda etapa: posicionar el panel aislante 102 con medios de agarre de paneles aislantes 2A entre dos lamas de madera 101 y 103 de la misma capa 100. El brazo articulado 2A se mueve para posicionar la lama 102 entre las lamas de madera 101 y 103; la lama 102 quedará entonces “atrapada” entre las lamas de madera 101, 103, por un lado, y las lamas de madera 111, 113, 115, 117 de la capa 110, por otro lado. - Tercera etapa: presionar el panel aislante. Los brazos se mueven hacia abajo, hasta que encajen entre las lamas de madera 101, 103 de la misma capa, y sobre las lamas de madera 111, 113, 115, 117 de la capa adyacente. La forma de los brazos 24A, 24B, con una superficie inferior alargada 241, proporciona una superficie inferior suficiente que presionará sobre el panel aislante.

- Cuarta etapa: liberar el panel aislante. Las agujas 240 se retraen y los brazos 24A, 24B se mueven hacia arriba.

En el ejemplo de las Figuras 11-15, antes de la primera etapa, la distancia entre los brazos 24A y 24B se establece mediante la guía lineal 25. A partir de una distancia inicial entre los brazos (Figura 11), los brazos se deslizan a lo largo de la guía lineal hasta alcanzar una distancia apropiada (Figura 12), que se puede considerar alcanzada cuando los brazos están ubicados alrededor de los extremos de la longitud del panel 102 (pero los brazos también se pueden colocar para agarrar otras partes del panel 102).

Para lamas de madera “cortas”, tales como la lama 101' visible en las Figuras 7, 8, 9 y 10, de nuevo, sólo es necesario un sistema de herramientas. Esto significa que la lama 101' se puede agarrar y posicionar mediante los medios de agarre de lamas de madera (los dedos 21A, 21B) y los medios de posicionamiento de lamas de madera (el brazo articulado 2A) de un solo sistema de herramientas (el sistema de herramientas 2 en este ejemplo).

Por lo tanto, el sistema de herramientas 2 (o el sistema de herramientas 3, si es necesario) pueden realizar las siguientes operaciones:

- Primera etapa: agarrar la lama de madera 101' con los medios de agarre de lamas de madera 21. Los medios de agarre se colocan adecuadamente de modo que la lama 101' quede entre los dos dedos 21A, 21B (Figura 7), luego los dedos se acercan hasta que agarrar la lama (Figura 8). Se agarra la lama 101'.

- Segunda etapa: posicionar la lama de madera 101', con los medios de posicionamiento de lamas de madera 2A, sobre las lamas 111, 113, 115, 117 de la capa adyacente 110. El brazo articulado 2A se mueve para posicionar la lama 101' sobre las lamas 111, 113, 115, 117.

- Tercera etapa: asegurar la lama de madera 101' entre sí a la lama 111 de la capa adyacente 110, con los medios de sujeción de lamas de madera 23. Los destornilladores se colocan lateralmente mediante la guía lineal 22 (si es necesario), luego las cabezas de los destornilladores se mueven hacia abajo de modo que los destornilladores 240 pueden operar la fijación de la lama 101' a la lama 111, en la zona de contacto de las lamas 101' y 111 (Figura 9).

- Cuarta etapa: liberar la lama de madera 101'. Una vez finalizado el atornillado, se mueven los destornilladores hacia arriba, y se distancian los dedos 21A, 21B entre sí, con lo que se libera la lama 101' (Figura 10).

Si la lama 101' debe fijarse a otras lamas tales como las lamas 113, 115, 117, el brazo 2A se moverá para localizar los destornilladores 230 en la zona de contacto de la lama 101' y cualquier otra lama, y luego accionar el atornillado.

Para lamas de madera “largas”, como la lama 101 visible en la Figura 2A, y luego en la Figura 17, esta vez, de acuerdo con la invención, los dos sistemas de herramientas se operan cooperativamente, no sólo para agarrar, posicionar y asegurar la lama, sino también para corregir la rectitud de la lama antes de asegurarla.

Para diferenciar lamas de madera “cortas” y “ largas” se establece un umbral predeterminado L. Las lamas de madera cuya longitud no supera este umbral (como la lama 101') se consideran “cortas”, mientras que las lamas de madera cuya longitud supera este umbral (como la lama 101) se consideran “ largas”. Un umbral relevante puede estar entre 50 y 150 centímetros, preferentemente entre 100 y 130 centímetros, y preferentemente alrededor de 120 centímetros. Este umbral se determina para adaptarse al tamaño de los sistemas de herramientas (dos sistemas de herramientas no pueden sujetar lamas demasiado cortas) y tiene en cuenta el hecho de que la rectitud de las lamas de madera “cortas” no se desvía mucho de la rectitud nominal.

Para tales lamas de madera “largas”, cuya longitud L<101>excede el umbral L, la rectitud S<101>puede desviarse de la rectitud nominal S (es decir, de una línea recta). Los sistemas de herramientas 2, 3 están encargados de corregir esta rectitud. Para hacerlo, dos partes de la lama de madera (en este ejemplo, los extremos 101A y 101B) son agarradas por los medios de agarre de lamas de madera 21 y 31, respectivamente. Como se mencionó anteriormente, los medios de agarre de lamas de madera 21 y 31 tienen líneas centrales C<21>y C<31>, respectivamente. Como la rectitud S<101>de la lama 101 puede no ser una línea recta, cuando los medios de agarre de lamas de madera 21 y 31 agarran la lama 101, sus respectivas líneas centrales C<21>y C<31>pueden no estar alineadas.

Para corregir esta rectitud, los medios de agarre de lamas de madera 21 y 31 se mueven entre sí, aquí por medio de los brazos 2A y 3B, respectivamente, para alinear sus líneas centrales C<21>y C<31>. Al hacerlo, las dos partes agarradas de las lamas de madera (en este ejemplo, los extremos de las lamas 101A y 101B) se mueven entre sí. Este movimiento relativo se puede lograr moviendo ambos medios de agarre, o sólo uno (por ejemplo, 21) con respecto al otro. Este momento relativo genera una presión lateral sobre diferentes partes de la lama (o sobre una parte, respecto a la otra). Cuando las líneas centrales están realmente alineadas, por ejemplo, a lo largo del eje X X' en la Figura 17, entonces se corrige la rectitud S<101>de la lama de madera 101, para acercarse a —o preferentemente alcanzar— la rectitud nominal S de dicha lama de madera.

Por lo tanto, los sistemas de herramientas 2, 3 pueden realizar las siguientes operaciones:

- Primera etapa: agarrar diferentes partes de la lama de madera 101A, 101B con los medios de agarre de lamas de madera de cada herramienta 21, 31, respectivamente. De nuevo, los dos dedos de los medios de agarre se colocan adecuadamente y luego se acercan para agarrar la lama.

- Segunda etapa: mover los medios de agarre de lamas de madera 21, 31 entre sí, con los medios de posicionamiento de lamas de madera (los brazos 2A y 3A), para corregir la rectitud de la lama de madera S<101>. Como se mencionó anteriormente, las líneas centrales de los medios de agarre C<21>y C<31>están alineadas.

- Tercera etapa: posicionar la lama de madera, con los medios de posicionamiento de lamas de madera (los brazos 2A y 3A), sobre la lama de madera 111 de la capa adyacente 110.

- Cuarta etapa: asegurar la lama de madera 101 entre sí a las lamas de madera 111 y 117 de la capa adyacente 110, con los medios de sujeción de lamas de madera 23 y 33. En detalles, la lama 101 está asegurada a la lama 111 en una parte (en este ejemplo, el extremo 101A), mediante destornilladores 230, mientras que la lama 101 está asegurada a la lama 117 en otra parte (en este ejemplo, el extremo 101B), mediante destornilladores 230. Los destornilladores 230 del primer sistema de herramientas 2 se colocan lateralmente mediante la guía lineal 22 (si es necesario), las cabezas de los destornilladores se mueven hacia abajo para que los destornilladores 240 puedan operar la fijación de la lama 101 a la lama 111, en la zona de contacto de las lamas 101 y 111. De manera similar, los destornilladores 330 del segundo sistema de herramientas 3 se colocan lateralmente mediante la guía lineal 32 (si es necesario), las cabezas de los destornilladores se mueven hacia abajo para que los destornilladores 340 puedan operar la fijación de la lama 101 a la lama 117, en la zona de contacto de las lamas 101 y 117.

- Quinta etapa: liberar la lama de madera. Una vez finalizado el atornillado, los destornilladores 230 y 330 se mueven hacia arriba, y los dedos 21A, 21B, 31A, 31B se distancian entre sí, de modo que se libera la lama 101.

Nuevamente, si la lama 101' debe asegurarse a otras lamas tales como las lamas 113, 115, 117, los brazos 2A y 3A se moverán para ubicar los destornilladores 230 y 330 en la zona de contacto de la lama 101 y cualquier otra lama y luego accionar el atornillado.

Para cada tipo de lama, es preferible que los sistemas de herramientas operen en la porción de la lama en la que se presionará o asegurará dentro del conjunto de paneles. Esto significa que, para los paneles aislantes, el agarre se produce en la zona en la que posteriormente se realizará la presión (justo antes de liberar la lama). Para las lamas de madera, esto significa que la zona en la que operan los medios de agarre y los medios de sujeción es la zona de contacto entre la lama de madera y la otra lama de madera a la que se supone que está asegurada (por ejemplo, la zona de contacto entre las lamas 101 y 111 en el ejemplo anterior).

El proceso de ensamblaje general se puede programar y realizar sobre un plano de panel, en el que se mencionan los tipos, longitudes, posiciones, etc. de las lamas. Los sistemas de herramientas saben así qué tipo de lama utilizan y, por consiguiente, qué tipo de etapas de ensamblaje deben realizar.

El proceso de fabricación se puede realizar capa por capa, es decir, una capa a la vez, comenzando desde la octava capa hasta la primera (o a la inversa, desde la primera capa hasta la última). En este caso, el proceso puede incluir una serie de ciclos de ensamblaje de capas, consistiendo cada ciclo de ensamblaje de capas en el ensamblaje de una capa del conjunto de paneles, lama a lama, aplicando así las etapas anteriores en función del tipo de lama considerada.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de ensamblaje (1) para fabricación de un conjunto de paneles (10),

- en el que el conjunto de paneles (10) incluye una pluralidad de lamas de madera (101, 103, 105... 111, 113, 115...) y paneles aislantes (102, 104, 106...), teniendo cada lama de madera una longitud dada (L<101>) y una rectitud dada (S<101>),

- en el que el dispositivo de ensamblaje (1) incluye al menos dos sistemas de herramientas (2, 3), en el que cada sistema de herramientas incluye un brazo articulado (2A, 3A) y una herramienta multifuncional (2B, 3B) dispuesta en el extremo del brazo articulado, y en el que el dispositivo de ensamblaje además incluye un controlador de herramientas acoplado comunicativamente a los sistemas de herramientas (2, 3) y programado para instruir a los sistemas de herramientas (2, 3) que operen las lamas de madera (101, 103...) y los paneles aislantes (102, 104...) a fin de ensamblar el conjunto de paneles (10),

caracterizado porquecada sistema de herramientas (2, 3) además incluye:

- medios de agarre de lamas de madera (21, 31) configurados para agarrar una lama de madera (101), y que tienen una línea central (C<21>, C<31>),

- medios de posicionamiento de lamas de madera (2A, 3A) configurados para posicionar la lama de madera agarrada (101) en el lugar apropiado del conjunto de paneles (10),

- medios de sujeción de lamas de madera (23, 33) configurados para asegurar la lama de madera posicionada (101) a al menos otra lama de madera (111),

- medios de agarre de paneles aislantes (24, 34) configurados para agarrar un panel aislante (102), - medios de posicionamiento de paneles aislantes (2A, 3A) configurados para posicionar el panel aislante agarrado (102) en el lugar apropiado en el conjunto de paneles (10),

yporquelos sistemas de herramientas (2, 3) son instruidos por el controlador de herramientas de modo que, si la longitud de una lama de madera (L<101>) excede un umbral predeterminado (L), los medios de agarre de lamas de madera (21, 31) agarran la lama de madera en diferentes partes (101A, 101B) y se mueven relativamente entre sí a fin de alinear sus líneas centrales (C<21>, C<31>) y corregir la rectitud de la lama de madera (S101).

2. El dispositivo de ensamblaje de la reivindicación 1, en el que, si la longitud de una lama de madera (L<101>) excede un umbral predeterminado (L), el movimiento relativo de los medios de agarre de lamas de madera (21, 31) se realiza de modo que se genera una presión lateral en al menos una parte de la lama de madera (101A).

3. El dispositivo de ensamblaje de la reivindicación 1 o 2, en el que, si la longitud de una lama de madera (L<101>) excede un umbral predeterminado (L), el movimiento relativo de los medios de agarre de lamas de madera (21, 31) se realiza de modo que la rectitud de la lama de madera (S<101>) alcanza la rectitud nominal de lama de madera (S).

4. El dispositivo de ensamblaje de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que, si la longitud de una lama de madera (L<101>) no excede un umbral predeterminado (L), la lama de madera es agarrada y posicionada por los medios de agarre de lamas de madera y los medios de posicionamiento de lamas de madera de un solo sistema de herramientas (2).

5. El dispositivo de ensamblaje de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el umbral predeterminado (L) está comprendido entre 50 y 150 centímetros, preferentemente está entre 100 y 130 centímetros, y preferentemente es de aproximadamente 120 centímetros.

6. El dispositivo de ensamblaje de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los sistemas de herramientas (2, 3) están instruidos para que se realice una presión, mediante los medios de agarre de lamas de madera (21, 31) y los medios de posicionamiento de lamas de madera (2A, 3A), en porciones de la lama de madera (101C) en las que los medios de sujeción de lamas de madera (23, 33) están destinados a asegurar la lama de madera (101) a las lamas de madera de las capas adyacentes (111).

7. El dispositivo de ensamblaje de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos uno de los medios de agarre de lamas de madera (21, 31) incluye una pinza (210, 310).

8. El dispositivo de ensamblaje de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos uno de los medios de sujeción de lamas de madera (23, 33) incluye una serie de destornilladores (230).

9. El dispositivo de ensamblaje de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los sistemas de herramientas (2, 3) son instruidos por el controlador de herramientas para que un panel aislante (102) sea agarrado y posicionado por los medios de agarre de paneles aislantes y los medios de posicionamiento de paneles aislantes de solo un sistema de herramientas (2).

10. El dispositivo de ensamblaje de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos uno de los medios de agarre de paneles aislantes (24, 34) incluye una serie de agujas (240, 340) diseñadas para penetrar al menos parcialmente dentro y para ser expulsadas desde un panel aislante.

11. El dispositivo de ensamblaje de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprende una estructura de sujeción (4) diseñada para sujetar el conjunto de paneles (10) mientras es operado por las herramientas (2, 3).

12. Un procedimiento para fabricación de un conjunto de paneles (10) mediante el dispositivo de ensamblaje (1) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el conjunto de paneles (10) incluye una pluralidad de capas superpuestas (100, 110, 120... ) que incluyen una serie de lamas de madera (101, 103, 105... 111, 113, 115...) teniendo cada lama de madera una longitud determinada (L<101>) y una rectitud determinada (S<101>), al menos una de las capas incluyendo también una serie de paneles aislantes (102, 104, 106...), asegurándose las lamas de madera de cada capa (101, 103, 105...) a las lamas de madera de las capas adyacentes (111, 113, 115..),caracterizado porqueel procedimiento incluye una serie de ciclos de ensamblaje de capas, consistiendo cada ciclo de ensamblaje de capas en ensamblar una capa del conjunto de paneles (100, 110...) y comprendiendo las etapas de:

- operar un panel aislante (102) con un sistema de herramientas (2), al:

oagarrar el panel aislante con medios de agarre de paneles aislantes (24),

oposicionar el panel aislante con medios de posicionamiento de paneles aislantes (25) entre dos lamas de madera de la misma capa (101, 103),

opresionar el panel aislante, y

oliberar el panel aislante,

- operar una lama de madera cuya longitud no excede un umbral predeterminado (L) con un sistema de herramientas (2), al:

oagarrar la lama de madera con los medios de agarre de lamas de madera (21),oposicionar la lama de madera con medios de posicionamiento de lamas de madera (2A) sobre al menos una lama de madera de una capa adyacente,

oasegurar la lama de madera entre sí a al menos una lama de madera de una capa adyacente con los medios de sujeción de lamas de madera (23), y

oliberar la lama de madera,

- operar una lama de madera (101) cuya longitud (L<101>) excede un umbral predeterminado (L) con dos sistemas de herramientas (2, 3), al:

oagarrar diferentes partes de la lama de madera (101A, 101B) con los medios de agarre de lamas de madera de cada herramienta (21, 31),

omover los medios de agarre de lamas de madera (21, 31) entre sí con los medios de posicionamiento de lamas de madera de cada herramienta (2A, 3A) para corregir la rectitud de la lama de madera (S<101>),

oposicionar la lama de madera con medios de posicionamiento de lamas de madera de cada herramienta (22, 24) sobre al menos una lama de madera de una capa adyacente (111),oasegurar la lama de madera entre sí a al menos una lama de madera de una capa adyacente (111) con los medios de sujeción de lamas de madera (23), y

oliberar la lama de madera.

13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que cuando se opera una lama de madera (101) cuya longitud (L<101>) excede un umbral predeterminado (L), el movimiento relativo de los medios de agarre de lamas de madera (21, 31) se realiza de modo que se genera una presión lateral sobre al menos una parte de la lama de madera (101A), y de modo que la rectitud de la lama de madera (S<101>) alcance una rectitud nominal de lama de madera (S).