ES2964237T3 - Módulo de impresión por chorro de tinta para robot de impresión, cargador para estos módulos y procedimiento de impresión por chorro de tinta que utiliza este robot - Google Patents

Abstract

Módulo de impresión por chorro de tinta (1) susceptible de ser agarrado por el brazo (111) de un robot (101), caracterizado porque comprende: un cabezal de impresión (2), un depósito de tinta (3), capaz de suministrar dicha impresión cabezal (2) con tinta, medios de suministro de gas comprimido (4), capaces de suministrar gas comprimido a dicho cabezal de impresión (2), una interfaz mecánica (7) capaz de colaborar de forma extraíble con una interfaz mecánica complementaria (107) de un robot brazo, e interfaz electrónica (6) capaz de colaborar de forma removible con una interfaz electrónica (106) de dicho brazo robótico, para transferir datos entre dicho módulo y el robot, al menos una interfaz fluida (5) colocada en comunicación fluídica con el brazo comprimido. medios de suministro de gas o con el depósito de tinta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo de impresión por chorro de tinta para robot de impresión, cargador para estos módulos y procedimiento de impresión por chorro de tinta que utiliza este robot

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere al campo de las técnicas de impresión por chorro de tinta para depositar tintas o barnices sobre una superficie de piezas industriales, en concreto, sobre superficies que no son planas. Esta impresión responde típicamente a una finalidad de decoración, de protección o de funcionalización de piezas industriales. Más particularmente, la invención se refiere a un dispositivo y un procedimiento para la impresión por chorro de tinta sobre una superficie de piezas industriales de tamaño decimétrico o métrico, con la ayuda de un robot multiejes.

Estado de la técnica

La decoración sofisticada de superficies visibles se vuelve cada vez más importante en numerosos campos. Tal es, en concreto, el caso del sector del automóvil. Hoy en día, los consumidores pueden configurar su coche de manera cada vez más individual, eligiendo de entre un conjunto cada vez más importante de opciones técnicas y estéticas. Esto se refiere, en concreto, a la decoración de las superficies visibles en el interior del habitáculo.

Para responder a esta tendencia de personalización, hemos desarrollado tintas vinílicas especiales e impresoras digitales robóticas capaces de imprimir sobre superficies curvas, moldes o piezas, en concreto, para la decoración de salpicaderos, de paneles de puertas y otras piezas de PVC moldeado, destinadas, en concreto, al habitáculo de automóviles. Esta tecnología de impresión colocada permite imprimir, con precisión y en color, sobre cualquier tipo de soporte, con el fin de personalizarlo. Ya conocemos bloques funcionales móviles, equipados con un cabezal de impresión por chorro de tinta. Estos bloques se pueden montar sobre un brazo de robot, según las enseñanzas, en concreto, de los documentos DE 102017202 195 (Heidelberger Druck-maschinen), EP 3.290.166 (Boeing) y EP 2.887.011 (Hexagon Technology Center). En estas disposiciones, los cabezales de impresión de chorro de tinta están directamente alimentados por una tubería flexible. De manera similar, el documento EP 2.644.392 (Heidelberger Druckmaschinen) describe un bloque de cabezal de impresión por chorro de tinta capaz de imprimir sobre una superficie combada, que está alimentado por una unión de datos y una tubería de alimentación de tinta.

El documento WO 03/006247 A1 muestra un módulo de impresión por chorro de tinta que comprende un cabezal de impresión, un depósito de tinta adecuado para alimentar de tinta dicho cabezal de impresión, medios de alimentación de gas comprimido y una interfaz electrónica.

Estas soluciones conocidas presentan, sin embargo, ciertos inconvenientes.

En efecto, necesitan recurrir a numerosos órganos de alimentación, que unen el robot y el cabezal de impresión. Estos órganos de alimentación, que son, en concreto, tuberías de alimentación de fluidos y cables de alimentación eléctrica, son proclives a entorpecer los movimientos del robot. Por otro lado, la transmisión de datos al cabezal de impresión puede necesitar una línea de datos. En todos los casos, la presencia de estos órganos de alimentación y de unión electrónica implica un tiempo de montaje y de mantenimiento suplementario en caso de cambio del cabezal de impresión. El documento WO 2013/158.310 (Kateeva Inc.) describe una unidad que comprende varios cabezales de impresión de chorro de tinta montada sobre un pórtico que desplaza los cabezales según dos direcciones principales ortogonales por encima de una mesa plana. Este sistema puede ser conveniente para una impresión sobre una superficie plana, pero es muy complejo.

Teniendo en cuenta lo que antecede, la presente invención tiene como propósito remediar al menos ciertos inconvenientes de la técnica anterior aludidos anteriormente. En particular, tiene como propósito proponer un sistema de impresión por chorro de tinta que puede ser fácilmente manipulado por un brazo de robot de varios ejes, que permite la impresión precisa sobre superficies combadas de piezas industriales de una dimensión que puede superar un metro y que permite la decoración con varias tintas.

Objetos de la invención

Según la invención, al menos uno de los objetivos de anteriormente se realiza por un módulo de impresión por chorro de tinta, adecuado para ser capturado por el brazo de un robot por mediación de una interfaz mecánica de acoplamiento rápido, caracterizado por que comprende:

- un cabezal de impresión,

- un depósito de tinta, adecuado para alimentar de tinta dicho cabezal de impresión,

- medios de alimentación de gas comprimido, adecuados para alimentar de gas comprimido dicho cabezal de impresión,

- una interfaz mecánica adecuada para cooperar de manera extraíble con una interfaz mecánica complementaria de un brazo de robot,

- una interfaz electrónica adecuada para cooperar de manera extraíble con una interfaz electrónica de dicho brazo de robot, para transferir datos entre dicho módulo y el robot,

- al menos una interfaz de fluidos, puesta en comunicación de fluidos con el depósito de tinta y/o con los medios de alimentación de gas comprimido.

Este módulo representa un primer objeto de la invención.

Dichos medios de alimentaciones de gas comprimido pueden comprender, o pueden ser, un depósito de gas comprimido interno, integrado en dicho módulo de impresión o pueden estar representados por los conductos de unión entre el cabezal de impresión y la interfaz de fluidos, estando esta última unida, cuando el módulo de impresión está en configuración de impresión, a una alimentación de gas comprimido externa.

El módulo de impresión según la invención puede comprender líneas de control, que se extienden entre la interfaz electrónica y respectivamente el cabezal de impresión y el depósito de tinta. Otra línea de control, opcional, puede extenderse entre la interfaz de fluidos y los medios de alimentación de gas comprimido.

El módulo de impresión según la invención puede comprender uno o dos conductos de unión, que se extienden entre la interfaz de fluidos y/o respectivamente el depósito de tinta y los medios de alimentación de gas comprimido.

La presencia de una interfaz mecánica sobre dicho módulo facilita su rápida conexión con la interfaz mecánica complementaria del robot, que es adecuada para cooperar con la interfaz mecánica del módulo. La presencia de un depósito de tinta vuelve el módulo de impresión por chorro de tinta autónomo durante un cierto período de tiempo.

La invención tiene por objeto, igualmente, un robot para impresión de chorro de tinta, que comprende un brazo de robot, caracterizado por que dicho brazo de robot comprende:

- una interfaz mecánica complementaria de acoplamiento rápido adecuada para cooperar con la interfaz mecánica de acoplamiento rápido de un módulo de impresión por chorro de tinta según la invención,

- una interfaz electrónica complementaria adecuada para cooperar con la interfaz electrónica de un módulo de impresión por chorro de tinta según la invención.

El robot de acuerdo con la invención puede ser, en concreto, un robot de cinco o seis ejes. Puede comprender una unidad central, así como al menos una línea de control que une esta unidad central y la interfaz electrónica complementaria.

La invención tiene por objeto, igualmente, un cargador para módulos de impresión de chorro de tinta, adecuado para alojar una pluralidad de módulos de impresión de chorro de tinta según la invención, comprendiendo dicho cargador

- una pluralidad de estaciones de alojamiento para un módulo de impresión de chorro de tinta, comprendiendo cada estación de alojamiento al menos una interfaz de fluidos complementaria adecuada para cooperar con la interfaz de fluidos de un módulo de impresión por chorro de tinta según la invención, para transferir tinta entre el cabezal y la estación de alojamiento y/o para alimentar el cabezal de gas comprimido, así como

- al menos una interfaz mecánica complementaria adecuada para cooperar con la interfaz mecánica de un módulo de impresión por chorro de tinta según la invención.

Este cargador puede comprender al menos una alimentación de gas comprimido, que puede ser un tanque de gas comprimido. Puede comprender al menos un tanque de tinta.

Este cargador permite la recarga de tinta y aire comprimido de los módulos de impresión por chorro tinta. Facilita el uso de varios módulos, que se distinguen por la naturaleza o por el color de la tinta, para decorar una misma pieza o un mismo grupo de piezas.

El cargador puede comprender todo o parte de las siguientes características, en la medida en que sean técnicamente compatibles:

- Cada estación de alojamiento está equipada con un tanque de tinta respectivo;

- Dichos tanques de tinta están llenos por medio de tintas o barnices de diferentes tipos;

- Cada estación comprende, además, al menos una interfaz electrónica complementaria adecuada para cooperar con la interfaz electrónica de un módulo de impresión por chorro de tinta según la invención;

- Cada estación comprende una alimentación de gas comprimido, que puede ser, en concreto, un depósito de gas comprimido o una tubería unida a una alimentación de gas comprimido externa;

- Cada estación comprende un bastidor que contiene dicho al menos un tanque de tinta y/o dicho al menos un tanque de gas comprimido;

- El cargador comprende un conjunto móvil equipado con dicha interfaz mecánica complementaria y, llegado el caso, con dicha interfaz de fluidos complementaria y/o con dicha interfaz electrónica complementaria;

- Dicho conjunto móvil comprende un carro adecuado para desplazarse con respecto al bastidor según una primera dirección, en concreto, horizontal, así como un bloque de conexión adecuado para desplazarse con respecto al carro según una segunda dirección, en concreto, vertical, estando equipado dicho bloque de conexión con dicha interfaz mecánica complementaria y, llegado el caso, con dicha interfaz de fluidos complementaria y/o con dicha interfaz electrónica complementaria;

- Cada estación comprende, además, una brida de inmovilización, que se extiende a partir del bastidor (310), definiendo dicha brida y el bastidor un volumen de recepción de un módulo, estando dicha brida y/o el bastidor provistos de medios de inmovilización de dicho módulo.

La invención tiene por objeto, igualmente, un conjunto de impresión por chorro de tinta, que comprende un robot según uno cualquiera de los modos de realización de la invención, un cargador según uno cualquiera de los modos de realización de la invención, así como al menos un módulo según uno cualquiera de los modos de realización de la invención. Ventajosamente, la interfaz mecánica y la interfaz mecánica complementaria definen un acoplamiento rápido extraíble, en particular, de tipo cuarto de vuelta.

Finalmente, la invención tiene por objeto un procedimiento de impresión de chorro de tinta, que comprende las siguientes etapas:

(i) captura de un módulo de impresión por chorro de tinta que se encuentra en una estación de alojamiento de un cargador que puede contener varios de dichos módulos, haciéndose dicha captura por cooperación entre dicha interfaz mecánica complementaria del robot y dicha interfaz mecánica de dicho módulo,

(ii) conexión de la interfaz electrónica complementaria de dicho robot con la interfaz electrónica de dicho módulo, (iii) desplazamiento del brazo de robot hacia una superficie para imprimir,

(iv) impresión de tinta sobre dicha superficie desplazando el brazo de robot, en uno o varios pases, estando controlado dicho módulo por datos que le son enviados a través de dicha interfaz electrónica y dicha interfaz electrónica complementaria,

(v) al final de esta secuencia de impresión, desplazamiento del brazo de robot hacia una estación de alojamiento, (vi) depósito del cabezal de impresión en dicha estación de alojamiento, desconectando dichas interfaces electrónica y mecánica.

Dicho procedimiento puede comprender las siguientes etapas suplementarias:

(vii) desplazamiento del brazo de robot hacia otra estación de alojamiento,

(viii) ejecución de las etapas (i) a (vi) con otro cabezal de impresión de chorro de tinta que se encuentra en esta estación de alojamiento.

Dicho cargador puede ser un cargador según la invención. Dicho robot puede ser un robot según la invención.

El término "tinta" engloba, en el presente documento, los barnices, por ejemplo, los barnices transparentes, los barnices semitransparentes, los barnices de color, los barnices de protección (antiarañazos, antiabrasión, anti-UV y otros).

El procedimiento de acuerdo con la invención puede comprender al menos una de las siguientes características técnicas, en la medida en que sean técnicamente compatibles con las otras etapas:

- se procede a la recarga de dicho depósito de tinta del módulo por medio de tinta, por conexión de la interfaz de fluidos de dicho módulo y de la interfaz de fluidos complementaria de dicha estación;

- se realiza la etapa (iv) de impresión de tinta por medio de un primer módulo, mientras que se realiza la recarga de al menos otro módulo:

- se realiza la recarga de diferentes módulos por medio de tintas o de barnices de diferentes tipos.

Un último objeto de la invención es el uso del procedimiento según la invención para imprimir sobre superficies combadas según al menos una dirección principal. Dicha superficie combada puede ser una superficie visible de una pieza de revestimiento de un habitáculo de automóvil.

Descripción de las figuras

Otras ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a la lectura de la descripción de dos modos de realización de la invención, dada a continuación a título puramente indicativo y no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 incluye dos vistas esquemáticas, que ilustran un módulo de impresión de chorro de tinta de acuerdo con la invención, perteneciente a un conjunto de impresión de chorro de tinta. La figura 1(b) muestra una variante de la figura 1(a) que no se distingue más que por la ausencia del depósito de gas comprimido.

La figura 2 es una vista esquemática, que ilustra, más particularmente, un robot, perteneciente, igualmente, al conjunto de impresión de la figura 1, robot que es adecuado para cooperar con el módulo de la figura 1.

La figura 3 es una vista en perspectiva, que ilustra una estación adecuada para cooperar con el módulo de la figura 1, perteneciendo esta estación a un cargador adecuado para cooperar con varios módulos análogos.

Las figuras 4 a 7 son vistas esquemáticas, que ilustran diferentes etapas de la implementación del conjunto de impresión ilustrado en las figuras anteriores.

La figura 8 es una vista esquemática, que ilustra de forma más precisa la cooperación entre las interfaces respectivamente de fluidos, mecánica y electrónica pertenecientes al módulo y a la estación de la figura 3.

La figura 9 es una vista desde arriba, que ilustra, más particularmente, las diferentes interfaces del módulo de la figura 3.

La figura 10 es una vista de lado, que ilustra, más particularmente, las diferentes interfaces de la estación de la figura 3.

La figura 11 es una vista esquemática de un conjunto de impresión de chorro de tinta, que comprende el módulo de chorro de tinta montado sobre un robot de cinco ejes según la invención.

La figura 12(a) es una fotografía, que muestra una pieza de revestimiento para habitáculo de automóvil decorada gracias a un procedimiento de impresión de acuerdo con la invención. La figura 12(b) muestra una ampliación de una zona indicada en la figura 12(a).

En las figuras, se utilizan las siguientes referencias numéricas:

Descripción detallada

El término "tinta" se toma, en el presente documento, en su acepción más amplia, en concreto, en relación con la técnica de impresión de chorro de tinta, que conoce el experto en la materia y consta, igualmente, de los barnices de cualesquiera clases, que pueden ser de color o no, transparentes u opacos y consta, igualmente, de los barnices de protección.

Como se ilustra esto en las figuras 1 a 4, el conjunto de impresión de chorro de tinta de acuerdo con la invención incluye esencialmente:

- al menos un módulo de impresión. En el ejemplo ilustrado, se prevén seis módulos de impresión con referencias 1A a 1F, entendiéndose que se puede prever un número diferente de estos módulos de impresión.

- Un robot designado en su conjunto por la referencia 101.

- Un cargador designado en su conjunto por la referencia 201, destinado, en concreto, a la inmovilización de los módulos anteriormente citados, así como a su vaciado y su recarga de fluidos.

En primer lugar, describiremos la estructura de uno 1A de los módulos de impresión, entendiéndose que los otros módulos presentan una estructura idéntica. Con referencia a la figura 1(a), este módulo comprende una carcasa 10, realizada de cualquier material apropiado, por ejemplo, de acero o plástico. Esta carcasa, que es, por ejemplo, de forma de paralelepípedo, encierra los diferentes elementos funcionales del módulo.

En primer lugar, encontramos un cabezal de impresión, designado en su conjunto por la referencia 2. Este cabezal de impresión, que es de tipo conocido de por sí, está, en concreto, equipado con boquillas de proyección, no representadas en las figuras, que están destinadas a proyectar la tinta sobre la superficie de trabajo. De conformidad con la invención, el cabezal 2 se pone, en primer lugar, en comunicación con un depósito de tinta 3, por mediación de un canal 31. Se pone en comunicación, igualmente, con una alimentación de gas comprimido, por mediación de un canal respectivo 41. Dicha alimentación de gas comprimido puede ser un depósito de aire comprimido 4, como en la figura 1(a). Estos dos depósitos 3 y 4 se ponen en comunicación, por otro lado, con una interfaz de fluidos 5, cuya función se describirá con más detalle en lo que sigue. Cabe señalar que los respectivos canales 51 y 52, aseguran la unión por el fluido entre esta interfaz y estos depósitos.

Alternativamente, el depósito de gas comprimido está ausente, como se muestra esto en la figura 1(b) y la interfaz de fluidos 5 debe ser alimentada por una alimentación de gas comprimido externa, como se explicará a continuación. En este caso, el ducto 52 se comunica directamente con el cabezal de impresión 2, eventualmente por mediación de un órgano de control (no mostrado en la figura).

El módulo de impresión de acuerdo con la invención está equipado, además, con una interfaz electrónica 6, cuya función se describirá con más detalle en lo que sigue. Líneas de control 60, 61 y 62 aseguran la unión entre esta interfaz 60 y respectivamente el cabezal de impresión 2, así como los depósitos 3 y 4. Finalmente, este módulo está equipado con una interfaz mecánica 7, cuya función se pondrá de manifiesto con más detalle en lo que sigue.

En una variante no ilustrada en las figuras, el depósito de tinta 3 es extraíble y puede sustituirse cuando está vacío; en este caso, los medios de alimentación de tinta del depósito de tinta pueden estar ausentes, a saber, el canal 51 que asegura la unión entre el depósito de tinta y la interfaz de fluidos 5. En también otra variante, no ilustrada en las figuras, el depósito de tinta y el cabezal de impresión forman una sola pieza que es extraíble y que puede sustituirse cuando el depósito de tinta está vacío; como en la variante anterior, entonces, los medios de alimentación de tinta del depósito pueden estar ausentes.

En este momento, se va a describir con más detalle, con referencia a la figura 2, la estructura del robot 101. Este último comprende un cuerpo 110 que forma base, de cualquier tipo apropiado, así como un brazo de agarre 111. El cuerpo 110 incluye, llegado el caso, al menos un brazo suplementario, para permitir el movimiento del brazo de agarre según varias direcciones del espacio. De manera típica, el robot 101 es del tipo de seis ejes; estos robots se conocen como tales.

El brazo 111 está provisto, en la vecindad de su extremo libre, de una interfaz mecánica denominada complementaria 107. Esta última es adecuada para cooperar con la interfaz mecánica 7, que equipa el módulo 1. Estas dos interfaces mecánicas, que son de tipo conocido de por sí, permiten, en concreto, una fijación extraíble entre el módulo y el robot. A título de ejemplos no limitativos, estas dos interfaces definen, en concreto, un acoplamiento rápido, típicamente por cuarto de vuelta. Estas interfaces mecánicas o empalmes mecánicos, de acoplamiento rápido, los conoce el experto en la materia y se describen, por ejemplo, en la norma ISO 11593. En el marco de la presente invención, la presencia de una interfaz de este tipo es esencial, pero su estructura importa poco. Por ejemplo, se puede utilizar un sistema de cambio de herramientas para robots de la gama MPS comercializado por la empresa Staubli.

El brazo 111 está provisto, igualmente, en la vecindad de su extremo libre, de una interfaz de fluidos complementaria 108, adecuada para cooperar con la interfaz de fluidos 5 del módulo 1. Dicha interfaz de fluidos complementaria 108 está unida a una alimentación de gas comprimido externa, que es típicamente un tubo flexible 140 que acompaña al brazo 111 del robot 101. Esta interfaz de fluidos complementaria 108 no es necesaria más que en el caso en que el módulo 1 no posea depósito de gas comprimido y tenga necesidad de una alimentación de gas comprimido externa. Estas interfaces de fluidos o empalmes de fluidos, de acoplamiento rápido, los conoce el experto en la materia; su estructura importa poco.

El robot está equipado, igualmente, con una unidad central, ilustrada de manera esquemática y designada en su conjunto por la referencia 161. Esta unidad central está unida, por mediación de una línea de control 160, con una interfaz electrónica denominada complementaria 106, adecuada para cooperar con la interfaz electrónica 6 del módulo 1. Estas dos interfaces (o empalmes) electrónicas, de tipo conocido de por sí, permiten la transferencia de los datos desde la unidad 161, en dirección del cabezal de impresión 2; estos datos pueden representarse por señales analógicas y/o digitales.

Por lo tanto, vemos fácilmente que la interfaz mecánica 7 del módulo 1 es un empalme, preferentemente un empalme de acoplamiento rápido, diseñado para poder cooperar con la interfaz mecánica complementaria 107 del brazo 111 del robot 101 y que la interfaz de fluidos 5 del módulo 1 es un empalme, preferentemente un empalme de acoplamiento rápido, diseñado para poder cooperar con la interfaz de fluidos complementaria 108 del brazo 111 del robot 101. Asimismo, la interfaz electrónica 6 del módulo 1 es un empalme diseñado para poder cooperar con la interfaz electrónica complementaria 106 del brazo 111 del robot 101. Cuando las dos interfaces de fluidos 5, 108 están acopladas, aseguran el paso de fluido. En cambio, cuando estas dos interfaces están desconectadas, cada una de ellas asegura una estanquidad para un fluido respectivo respecto al aire ambiente.

La figura 4 muestra de manera esquemática este acoplamiento entre las dos interfaces eléctricas 106 y 6, por una parte y entre las dos interfaces mecánicas 107 y 7, por otra parte; en este ejemplo, el módulo 1 dispone de su depósito de gas comprimido 4 y su interfaz de fluidos 5 no tiene necesidad de estar conectada a una interfaz complementaria del brazo 111 del robot. A continuación, se dará un ejemplo para la estructura de estas diferentes interfaces en relación con la figura 9.

En este momento, se va a describir con más detalle, con referencia a la figura 3, la estructura del cargador 201. Como se muestra esto en la figura 3, este cargador incluye un cierto número de estaciones 301, destinadas a cooperar con los módulos 1 descritos anteriormente. De manera preferida, encontramos tantas estaciones 301 como módulos 1, a saber, que, en otras palabras, cada estación está dedicada a un módulo respectivo. Sin embargo, a título de variante, se puede prever un número diferente de estaciones y de módulos. En este sentido, un módulo dado puede cooperar con varias estaciones y/o una estación dada puede cooperar con varios módulos. En esta figura 3, se ilustra en detalle una única estación 301, mientras que las estaciones 301' y 301", situadas inmediatamente a ambos lados de la estación 301, se representan solamente de manera muy esquemática en trazos mixtos.

En este momento, vamos a describir la estructura de una de las estaciones, entendiéndose que las otras estaciones presentan típicamente una estructura idéntica. Con referencia a la figura 3, esta estación 301 comprende, en primer lugar, un bastidor 310, de forma sustancialmente de paralelepípedo, que encierra diferentes elementos funcionales que se van a describir a continuación. Una plataforma o brida 309, destinada a la inmovilización de un módulo respectivo, sobresale hacia adelante desde uno de los lados laterales del bastidor anteriormente citado. Como lo muestra la figura 3, las paredes adyacentes del bastidor y de la brida definen un volumen anotado V1, destinado a la recepción de un módulo respectivo 1.

Esta brida está equipada con medios mecánicos, que permiten el mantenimiento en posición del módulo, cuando este está inmovilizado. De forma más precisa, esta brida 309 está provista, por ejemplo, de rebordes respectivamente superior 370 e inferior 371, destinados al centrado del módulo durante su llegada a su volumen de recepción V1. Por otro lado, el reborde superior 370 está provisto de un pasador 372, que permite la inmovilización del módulo con respecto a la brida. Para ello, este módulo está provisto, por ejemplo, de un orificio no representado, destinado a cooperar con el pasador anteriormente citado, por ejemplo, por engatillado elástico.

Como se muestra en la figura 8, varios tanques, destinados a la recepción de diferentes fluidos, están albergados en el bastidor. Encontramos respectivamente un tanque de tinta 303, un tanque de aire comprimido 304, así como un tanque denominado de purga 308, destinado a la recepción de tinta usada. Este tanque de tinta 303 y el tanque de purga 308 pueden estar ausentes en el caso en que el módulo 1 utiliza un depósito de tinta que se sustituye cuando está vacío. Finalmente, la estación 301 está equipada con una unidad central 360, adecuada para controlar, en concreto, la puesta en servicio de las diferentes interfaces de la estación, que se van a describir a continuación.

La estación 301 está equipada, además, con un conjunto de conexión móvil, designado en su conjunto por la referencia 320. Este conjunto 320 comprende, en primer lugar, un carro 321, móvil con respecto al bastidor 310 según la dirección YY. Para ello, la pared superior del bastidor está provista, por ejemplo, de carriles 322, que cooperan con correderas no representadas, habilitadas en el carro. El desplazamiento del carro a lo largo de estos carriles se realiza gracias a medios motores no representados, de cualquier tipo apropiado.

El carro 321 soporta una columna 324, fija con respecto a este carro, colocada por delante con respecto a este último, a saber, que está girada hacia el volumen de almacenamiento del módulo. Esta columna soporta, a su vez, un bloque de conexión 326, móvil con respecto a esta columna según la dirección ZZ. Para ello, se prevén, por ejemplo, cilindros 328, cuyo cuerpo es solidario con la columna y cuyo vástago es solidario con el bloque.

El bloque de conexión 326 está equipado con varias interfaces. En primer lugar, encontramos una interfaz de fluidos 305, diseñada para poder cooperar con la 5 del módulo 1. Estas dos interfaces de fluidos, que son de tipo conocido de por sí, permiten una unión desmontable, de acoplamiento rápido, entre el módulo 1 y la estación 301. Cuando estas dos interfaces están acopladas, aseguran el paso de fluido entre este módulo y esta estación. En cambio, cuando estas dos interfaces están desconectadas, cada una de ellas asegura una estanquidad para un fluido respectivo respecto al aire ambiente.

La interfaz 305 está unida a los depósitos 303 (si están presentes) y 304 por canales respectivos 331 y 341 (véase figura 8). Por otro lado, se puede prever un canal de unión suplementario 381, que une el cabezal de impresión 2 y el depósito de purga 308. Este canal 381, que se puede empalmar de manera extraíble sobre este cabezal de impresión, se asocia a una fuente de depresión no representada.

El bloque de conexión 326 está equipado, además, con dos interfaces suplementarias, respectivamente electrónica 306 y mecánica 307. Estas interfaces 306 y 307 son análogas a las 106 y 107, descritas anteriormente, que equipan el brazo 111 del robot. La interfaz electrónica 306 está unida, por mediación de una línea de control 361, con la unidad central 360 (véase figura 8).

Las figuras 9 y 10 ilustran, a título de ejemplo, un modo de realización posible de las diferentes interfaces, que equipan respectivamente el módulo y la estación.

Como lo muestra la figura 9, la interfaz de fluidos 5 del módulo está formada por dos elementos de acopladores de tipo hembra 5' y 5", destinados respectivamente a la circulación de gas comprimido y de tinta. Por otro lado, como lo muestra la figura 10, la interfaz de fluidos 305 de la estación está formada por dos elementos de acopladores de tipo macho 305' y 305", destinados a cooperar con los elementos de acopladores 5' y 5".

Por lo demás, como lo muestra la figura 9, la interfaz electrónica 6 del módulo está formada por un elemento de conector de tipo hembra. Por otro lado, como lo muestra la figura 10, la interfaz electrónica 306 de la estación está formada por un elemento de conector de tipo macho, destinado a cooperar con el conector hembra 6.

Finalmente, como lo muestra la figura 9, la interfaz mecánica 7 del módulo está formada por un elemento de empalme rápido de tipo hembra. Por otro lado, como lo muestra la figura 10, la interfaz mecánica 307 de la estación está formada por un elemento de conector de tipo macho, destinado a cooperar con el empalme rápido hembra 7.

Cabe señalar que la estructura de las interfaces respectivamente electrónica 106 y mecánica 107, que equipan el robot, no se han descrito con más detalle. De manera típica, estas interfaces son análogas a las 306 y 307 que equipan la estación, tales como se describen con referencia a la figura 9.

En este momento, vamos a describir, con referencia a las figuras 4 a 8, la implementación del conjunto de impresión presentado anteriormente.

Suponemos, en primer lugar, con referencia a la figura 4, que los depósitos 3 y 4 estén llenos respectivamente de medios de tinta y de aire comprimido. Hacemos cooperar las dos parejas de interfaz, respectivamente 6 y 106, así como 7 y 107. Por consiguiente, el robot y el módulo están unidos de manera electrónica, a saber, que la unidad central 161 es adecuada para controlar los diferentes componentes del módulo, mediante las líneas 160, 60, 61 y 62, lo que está materializado por las flechas f. Por otro lado, este robot y este módulo son solidarios mutuamente, sobre un plano mecánico, gracias a las interfaces 7 y 107.

Entonces, el robot controla el cabezal de impresión 2, para pulverizar la tinta sobre la superficie diana, como se materializa esto por las flechas p. A medida que se produce esta pulverización, se admiten tinta y aire suplementarios en el cabezal 2 a partir de los depósitos 3 y 4, como se materializa esto por las flechas F. Durante esta operación de impresión, la estación 301 no coopera con el módulo 1. En otras palabras, como lo muestra la figura 3, el volumen de almacenamiento V1 está desocupado.

Al final de esta operación de impresión, los depósitos 3 y 4 están a partir de ahora vacíos. A partir de ahora, es conveniente proceder a su recarga, que se ilustra en las figuras 5 a 8. El brazo 111 dirige, en primer lugar, el módulo 1 hacia el volumen de almacenamiento, para arrimar este módulo sobre la brida 309. La inmovilización del módulo, con respecto a esta brida, se realiza gracias, en concreto, al pasador 372. Luego, las interfaces 7 y 107 se desconectan, de modo que puede retirarse el brazo.

Al arrimar el módulo sobre la brida, como es visible en la figura 5, el conjunto móvil está en una posición denominada inactiva, a saber, que el bloque de conexión no puede cooperar con el módulo. Entonces, desplazamos este conjunto móvil, según dos etapas sucesivas. En primer lugar, se trata de desplazar el carro horizontalmente, en dirección de la zona de almacenamiento, según la flecha F321. Como lo muestra la figura 6, el bloque de conexión 326 se encuentra, a partir de ahora, a plomo con el módulo, estando al mismo tiempo distante de este último.

Entonces, desplazamos este bloque verticalmente hacia abajo, según la flecha F326, para hacer cooperar el bloque de conexión y el módulo. En esta posición activa del conjunto móvil mostrada en la figura 7, hay cooperación mutua entre las interfaces mecánicas 7 y 307, entre las interfaces de fluidos 5 y 305, así como entre las interfaces electrónicas 6 y 306.

Como se muestra en la figura 8, que ilustra únicamente el bastidor 310, el bloque 326 y el módulo 1, la unidad central 360 controla, entonces, el llenado de los depósitos 3 y 4 a partir de los tanques respectivos 303 y 304, lo que se materializa por las flechas G. Por otro lado, la línea de purga 381 se empalma con el cabezal de impresión 2. Se inyecta un disolvente de limpieza en el volumen interior del cabezal, a partir de un depósito de disolvente no representado. La tinta usada, inicialmente presente en este cabezal, se succiona, entonces, fuera de este cabezal, con el fin de ser evacuada hacia el depósito 308 según la flecha g. Esta operación de purga evita la obstrucción del cabezal de impresión 1 por tinta seca durante su período de inactividad.

El módulo 1 está de nuevo operativo, con vistas a una operación suplementaria de impresión, realizada de manera análoga a lo que se ha descrito anteriormente. Podemos anotar que, durante la recarga del módulo 1, el robot 101 puede capturar otro módulo, con el fin de implementar otra operación de impresión. Por consiguiente, el conjunto de impresión de acuerdo con la invención puede trabajar en tiempo oculto.

De manera ventajosa, los tanques 303, pertenecientes a las diferentes estaciones, se llenan por medio de tintas de diferentes tipos. En este caso, cada tanque está destinado a alimentar un cabezal de impresión dedicado, con vistas a la proyección de una tinta específica sobre la superficie diana. En el sentido de la invención, diferentes tipos de tintas pueden significar que las tintas presentan diferentes colores y/o diferentes características físico-químicas (tales como la viscosidad o la densidad) y/o diferentes aspectos (tales como el brillo).

En el ejemplo descrito y representado, cada estación está equipada con un tanque de gas comprimido. Sin embargo, a título de variante, podemos prever un único tanque de gas comprimido, de mayor volumen, para la totalidad del cargador. En este caso, este tanque único está unido a la interfaz de fluidos de cada estación, por mediación de un conducto respectivo. Podemos prever, igualmente, que ni las estaciones ni el cargador comprendan un tanque de aire, pero que la alimentación de gas comprimido provenga de una línea externa unida al cargador.

La invención presenta numerosas ventajas. Gracias a la autonomía de los módulos de impresión 1 de tinta (y posiblemente de gas comprimido), los movimientos del robot 101 según la invención no están entorpecidos por la presencia de tubos flexibles y cables; esto simplifica el diseño, la programación y el uso del robot.

El robot 101 según la invención se puede utilizar para depositar por chorro de tinta tintas y/o barnices de protección sobre la superficie de piezas tridimensionales. Estas superficies pueden tener una dimensión decimétrica o métrica; de este modo, su dimensión mayor puede estar comprendida, por ejemplo, entre aproximadamente 2 dm y aproximadamente 2 m. Estas superficies pueden ser combadas y pueden comprender, igualmente, una estructura de superficie, por ejemplo, a escala milimétrica.

A título de ejemplo, este robot se puede utilizar para decorar piezas de revestimiento para el habitáculo de un automóvil. Estas piezas de revestimiento pueden ser, por ejemplo, salpicaderos o piezas de revestimiento de puertas: su dimensión mayor puede situarse típicamente entre 3 dm y 1,5 m. Estas piezas pueden fabricarse según procedimientos conocidos como tales, por ejemplo, formando un recubrimiento de PVC de aspecto de superficie decorativo sobre un soporte (núcleo); un procedimiento de este tipo se describe en el documento WO 98/00277 (Elf Atochem S.A.). Estas piezas pueden presentar falsas costuras, cuya superficie presenta típicamente detalles a una escala de aproximadamente 0,1 mm a 20 mm. El robot según la invención permite decorar estos detalles por chorro de tinta.

La figura 11 muestra de manera esquemática un conjunto de impresión de chorro de tinta según la invención, que comprende el módulo de impresión 1 de chorro de tinta montado sobre un robot de cinco ejes 101; los ejes están referenciados por las letras A1 a A5. El módulo de impresión 1 se desplaza por encima de la superficie para decorar de la pieza para decorar 400; en este caso concreto, esta superficie es combada y el decorado comprende una línea 401 que puede ser recta o no y que puede ser continua o no y que puede situarse sobre una cresta o no de la superficie combada. Esta línea podrá estar en relieve y/o puede incluir decorados en relieve, como se muestra esto en la figura 12.

La figura 12 muestra una fotografía de una parte de la superficie de una pieza para decorar 400, en este caso concreto, una pieza de revestimiento para habitáculo de automóvil. Esta superficie comprende un veteado de "cuero artificial". Incluye costuras artificiales, dispuestas según dos líneas 401a, 401b, que comprenden elementos de decorado en relieve 402. El procedimiento según la invención permite, en particular, depositar tinta de color deseado sobre estos elementos de decorado en relieve, con la exclusión de la zona que lo rodea; dicho de otra manera, la tinta no recubre más que estos elementos de decorado en relieve. La precisión de posicionamiento de la tinta sobre estos elementos de decorado en relieve puede alcanzar 0,10 mm, con un diámetro de gota de tinta del orden de 80 pm.

La tinta se puede depositar en uno o en varios pases. La decoración por el chorro de tinta se puede completar por la deposición de un barniz transparente, igualmente, por chorro de tinta. Pudiendo el cargador para módulos de impresión de chorro de tinta según la invención incluir una pluralidad de módulos de impresión de chorro de tinta que incluyen cada uno una tinta diferente, es fácil depositar, después de la decoración por un chorro de tinta de color deseado, un barniz transparente; esto se puede hacer intercambiando el módulo que incluye la tinta por otro módulo que incluye el barniz. Asimismo, es fácil utilizar otra tinta para la siguiente pieza para decorar. De este modo, la invención da al fabricante de piezas decoradas una gran flexibilidad, que responde a la solicitud de clientes de personalizar los objetos.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Módulo de impresión (1) por chorro de tinta, adecuado para ser capturado por el brazo (111) de un robot (101) por mediación de una interfaz mecánica de acoplamiento rápido, módulo que comprende:

- un cabezal de impresión (2),

- un depósito de tinta (3), adecuado para alimentar de tinta dicho cabezal de impresión (2),

- medios de alimentación de gas comprimido (4), adecuados para alimentar de gas comprimido dicho cabezal de impresión (2),

- una interfaz mecánica (7) adecuada para cooperar de forma extraíble con una interfaz mecánica complementaria (107) de un brazo de robot,

- una interfaz electrónica (6) adecuada para cooperar de forma extraíble con una interfaz electrónica (106) de dicho brazo de robot, para transferir datos entre dicho módulo y el robot,

- al menos una interfaz de fluidos (5), puesta en comunicación de fluidos con los medios de alimentación de gas comprimido y/o con el depósito de tinta.

2. Módulo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que dichos medios de alimentación de gas comprimido comprenden un depósito de gas comprimido integrado en dicho módulo (1) y preferentemente dicho depósito de tinta (3) comprende dicho depósito de gas comprimido.

3. Módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que comprende uno o dos conductos de unión, que se extienden entre la interfaz de fluidos (5) y/o respectivamente el depósito de tinta (3) y los medios de alimentación de gas comprimido.

4. Robot (100) para impresión de chorro de tinta, que comprende un brazo (111) de robot, caracterizado por que dicho brazo de robot comprende:

- una interfaz mecánica complementaria (107) de acoplamiento rápido adecuada para cooperar con la interfaz mecánica (7) de acoplamiento rápido de un módulo de impresión (1) por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,

- una interfaz electrónica complementaria (106) adecuada para cooperar con la interfaz electrónica (6) de un módulo de impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,

siendo dicho robot (100) preferentemente un robot de cinco ejes o un robot de seis ejes.

5. Robot según la reivindicación 4, caracterizado por que comprende una unidad central (161), así como al menos una línea de control (161) que une esta unidad central y la interfaz electrónica complementaria.

6. Cargador (201) para módulos de impresión de chorro de tinta, adecuado para alojar una pluralidad de módulos de impresión (1) de chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo dicho cargador:

- una pluralidad de estaciones de alojamiento (301) para un módulo de impresión de chorro de tinta, comprendiendo cada estación de alojamiento al menos una interfaz de fluidos complementaria (305) adecuada para cooperar con la interfaz de fluidos (5) de un módulo de impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, para transferir tinta entre el cabezal y la estación de alojamiento y/o para alimentar el cabezal de gas comprimido, así como

- al menos una interfaz mecánica complementaria (307) adecuada para cooperar con la interfaz mecánica (7) de un módulo de impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y preferentemente - al menos una alimentación de gas comprimido, que puede ser un tanque de gas comprimido (304); y/o al menos un tanque de tinta (303).

7. Cargador según la reivindicación 6, caracterizado por que cada estación comprende un bastidor (310) que contiene dicho al menos un tanque de tinta y/o dicho al menos un tanque de gas comprimido.

8. Cargador según una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por que comprende un conjunto móvil (320) equipado con dicha interfaz mecánica complementaria y, llegado el caso, con dicha interfaz de fluidos complementaria y/o con dicha interfaz electrónica complementaria,

y comprendiendo dicho conjunto móvil preferentemente un carro (321) adecuado para desplazarse con respecto al bastidor (310) según una primera dirección, en concreto, horizontal, así como un bloque de conexión (326) adecuado para desplazarse con respecto al carro según una segunda dirección, en concreto, vertical, estando equipado dicho bloque de conexión con dicha interfaz mecánica complementaria y, llegado el caso, con dicha interfaz de fluidos complementaria y/o con dicha interfaz electrónica complementaria.

9. Cargador según la reivindicación 8, caracterizado por que cada estación comprende, además, una brida de inmovilización (307), que se extiende a partir del bastidor (310), definiendo dicha brida y el bastidor un volumen (V1) de recepción de un módulo, estando dicha brida y/o el bastidor provistos de medios de inmovilización de dicho módulo(i).

10. Conjunto de impresión por chorro de tinta, que comprende un robot según una cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, un cargador según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, así como al menos un módulo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, definiendo dicha interfaz mecánica y dicha interfaz mecánica complementaria preferentemente un acoplamiento rápido extraíble, en particular, de tipo cuarto de vuelta.

11. Procedimiento de impresión de chorro de tinta, que comprende las siguientes etapas:

(i) captura de un módulo de impresión por chorro de tinta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 que se encuentra en una estación de alojamiento de un cargador que puede contener varios de dichos módulos, haciéndose dicha captura por cooperación entre dicha interfaz mecánica complementaria del robot y dicha interfaz mecánica de dicho módulo,

(ii) conexión de la interfaz electrónica complementaria de dicho robot con la interfaz electrónica de dicho módulo, (iii) desplazamiento del brazo de robot hacia una superficie para imprimir,

(iv) impresión de tinta sobre dicha superficie desplazando el brazo de robot, en uno o varios pases, estando controlado dicho módulo por datos que le son enviados a través de dicha interfaz electrónica y dicha interfaz electrónica complementaria,

(v) al final de esta secuencia de impresión, desplazamiento del brazo de robot hacia una estación de alojamiento, (vi) depósito del cabezal de impresión en dicha estación de alojamiento, desconectando dichas interfaces electrónica y mecánica,

comprendiendo dicho procedimiento, asimismo, preferentemente la recarga de dicho depósito de tinta del módulo por medio de tinta, por conexión de la interfaz de fluidos de dicho módulo y de la interfaz de fluidos complementaria de dicha estación.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, que comprende, asimismo, las siguientes etapas:

(vii) desplazamiento del brazo de robot hacia otra estación de alojamiento,

(viii) ejecución de las etapas (i) a (vi) con otro cabezal de impresión de chorro de tinta que se encuentra en esta estación de alojamiento.

13. Procedimiento según la reivindicación 11 o 12, caracterizado por que dicho robot es un robot según una cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5 y/o por que dicho cargador es un cargador según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9.

14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que se realiza la etapa (iv) de impresión de tinta por medio de un primer módulo, mientras que se realiza la recarga de al menos otro módulo.

15. Uso de un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14 para imprimir sobre superficies combadas según al menos una dirección principal, siendo dicha superficie combada preferentemente una superficie visible de una pieza de revestimiento de un habitáculo de automóvil.