ITMI992224A1 - Stazione automatica migliorata di assemblaggio e saldatura di scocchedi autoveicoli - Google Patents

Description

"Stazione automatica migliorata di assemblaggio e saldatura di scocche di autoveicoli"

La presente invenzione si riferisce ad una stazione automatica di assemblaggio e saldatura di scocche di autoveicoli dotata di innovative caratteristiche che permettono una verifica rapida e precisa della buona esecuzione delle operazioni (assemblaggio e saldatura) senza necessità di trasportare la scocca al di fuori della stazione.

Nella tecnica nota sono ben conosciute stazioni automatiche di assemblaggio e saldatura formate da coppie affrontate di “conformatori” vale a dire telai mobili di supporto delle attrezzature di blocco e saldatura della scocca. Fra i conformatori scorre una via di trasporto delle scocche da sottopone alle varie lavorazioni. Al giungere di una scocca nella stazione, i conformatori si muovono uno verso l’altro per accostarsi alla scocca dagli opposti lati e le attrezzature sono portate in posizione per operare sulla scocca. Eseguite le operazioni previste, i conformatori si allontanano e la scocca viene liberata per venire trasportata dalla via di corsa verso la successiva stazione di lavorazione.

Nel tempo sono state proposte svariate varianti alla struttura delle stazioni di tale tipo, principalmente per rendere il movimento dei conformatori più efficiente e/o che sia più soddisfacente per specifiche esigenze. Ad esempio, sono state proposte stazioni con conformatori ribaltabili attorno ad un asse orizzontale superiore o inferiore, stazioni con conformatori traslanti parallelamente a sé stessi in direzione trasversale alla via di corsa, o anche stazioni con conformatori sostituibili in automatico con altri prelevati da opportuni magazzini automatici per permettere un rapido adattamento della stazione alla lavorazione di un differente modello di scossa. Il principio di base delle stazioni proposte sino ad ora è comunque sempre il medesimo.

Nella produzione di scocche è ovviamente importante il rispètto di caratteristiche dimensionali ben precise. Nella tecnica nota, per il controllo degli assemblaggi eseguiti dalle stazioni sopra menzionate è uso (solitamente a campione) prelevare una scocca assemblata, disporla su un banco di misura (in genere automatico) e verificare se le misure così rilevate sono entro tolleranze prestabilite. Se la misura dà esito negativo rimpianto viene arrestato e si indaga per rintracciare la parte di esso che è responsabile dell’errore (solitamente causato da starature, usure, avarie di qualche elemento di bloccaggio in una stazione di saldatura).

È ovvio che un simile modo di procedere, anche se universalmente adottato, è alquanto costoso, anche solo a causa dell’elevato fermo impianto che provoca. E’ anche da considerare il costo causato dal fatto che la scocca risultata non accettabile è stata inutilmente sottoposta alle lavorazioni successive a quella che ha prodotto Terrore. A ciò si aggiunge che se il controllo è effettuato a campione Terrore è statisticamente rilevato dopo che un certo quantitativo di scocche errate è oramai stato prodotto.

Scopo generale della presente invenzione è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo una stazione di assemblaggio del tipo con conformatori che permetta di avere in tempo reale segnalazione di errori di assemblaggio e di parametri dimensionali del prodotto fuori tolleranza.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, una stazione di assemblaggio e saldatura di una scocca di autoveicolo, comprendente una coppia di affrontati conformatori di supporto di attrezzatura destinata ad operare sulla scocca che è portata fra di essi da un sistema di trasporto, i conformatori essendo mobili fra una posizione di riposo nella quale la scocca è libera di entrare e uscire dalla stazione e una posizione di lavoro nella quale le attrezzature sono prossime alla scocca per operare su di essa, caratterizzata dal fatto che almeno alcune delle dette attrezzature comprendono mezzi di misura della posizione relativa di affrontate parti della scocca e che i conformatori hanno una posizione intermedia fra le dette posizioni di lavoro e di riposo, a comando mezzi di controllo portando il conformatore in detta posizione intermedia e attivando i mezzi di misura per rilevare la corrispondenza di parametri dimensionali della scocca con prefissati intervalli di valori ed emettere segnali di accettazione o di rifiuto della scocca in base al risultato della rilevazione

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni:

-figura 1 rappresenta una vista trasversale schematica di una stazione di assemblaggio e saldatura scocche realizzata secondo l’invenzione;

-figura 2 rappresenta una vista ingrandita schematica di una attrezzatura montata su un conformatore della stazione di figura 1;

-figura 3 rappresenta una vista ingrandita schematica di un meccanismo di movimentazione limitata di un conformatore della stazione di figura 1.

Con riferimento alle figure, in figura 1 è mostrata una vista schematica di una stazione, indicata genericamente con 10, realizzata secondo l’invenzione.

La stazione 10 comprendente una coppia di affrontati conformatori 11 di supporto di attrezzatura (schematicamente indicata in 12) destinata ad operare su una scocca 13. La scocca è portata fra i conformatori per mezzo di un sistema o linea di trasporto 14. Ulteriori mezzi di lavorazione, quali ad esempio bracci robotizzati 15, possono essere previsti.

Come si vede bene nella figura 1, i conformatori 11 sono mobili fra una posizione di riposo (disegnata a tratteggio) nella quale la scocca è libera di entrare e uscire dalla stazione e una posizione di lavoro (disegnata a tratto pieno) nella quale le attrezzature sono prossime alla scocca per operare su di essa.

Per il movimento fra posizione di lavoro e posizione di riposo, nella realizzazione descritta i conformatori sono imperniati attorno ad un asse orizzontale 16, prossimo ad un loro lato superiore, attorno al quale sono comandati ad inclinarsi per mezzo di attuatori 17.

Le attrezzature possono comprendere sostanzialmente noti mezzi di bloccaggio che afferrano varie parti di scocca per permetterne la saldatura da parte di altre attrezzature e dei bracci robotizzati, come noto nel campo. Le attrezzature non sono mostrate o descritte in maggiore dettaglio, tranne per quanto utile alla comprensione della presente invenzione, poiché nelle loro linee generali sono note e facilmente immaginabili dal tecnico.

Secondo i principi dell’invenzione, i conformatori hanno una posizione (disegnata a tratto e punto per il solo conformatore di destra) che è intermedia fra le dette posizioni di lavoro e di riposo, e che è raggiungibile a comando di mezzi di controllo 19. Tale posizione intermedia è distante dalla posizione di lavoro di una quantità sufficiente a liberare la scocca dall’interferenza con le attrezzature di bloccaggio 12. Ad esempio, può bastare una distanza dalla posizione di lavoro tale da avere 2-3 cm di spostamento delle attrezzature.

Come bene si vede in figura 2, almeno alcune delle attrezzature 12 comprendono mezzi 20 di misura della posizione relativa di affrontate parti della scocca. Tali mezzi possono essere ottici, resistivi induttivi, come preferito. I mezzi di misura sono connessi a mezzi di controllo 19 che a comando spostano i conformatori nella posizione intermedia, in modo da svincolare la scocca dall’attrezzatura, e rilevano con i mezzi di misura la corrispondenza di parametri dimensionali della scocca con prefissati intervalli di valori, definiti essere accettabili. I mezzi di controllo 19 emettono segnali 22 di accettazione o di rifiuto della scocca in base al risultato della rilevazione.

Vantaggiosamente, i mezzi di controllo sono temporaneamente attivati al movimento dei conformatori verso la posizione di riposo prima dell’uscita della scocca dalla stazione. In altre parole, una volta che la scocca è stata lavorata dalle varie attrezzature della stazione, i conformatori si muovono dalla posizione di lavorazione verso la posizione intermedia, i mezzi di misura effettuano le misure e poi i conformatori proseguono il movimento verso la posizione di riposo. Se la scocca è stata accettata essa prosegue lungo la linea di trasporto verso la prossima stazione di lavorazione, altrimenti provvedimenti sono presi per eliminare la scocca dalla linea (eventualmente mandandola ad una stazione di riparazione) e la stazione può essere rapidamente controllata e rimessa in funzione dopo Γ eliminazione della causa che ha prodotto il difetto inaccettabile .

Per avere un sicuro riferimento per le misure dei sensori 20, la stazione può vantaggiosamente comprendere sensori di rilevazione di coordinate spaziali della posizione intermedia raggiunta dai conformatori rispetto ad un prestabilito riferimento considerato invariabile. Tali sensori, schematizzati con 18 in figura 1, possono rilevare ad esempio la rotazione angolare del conformatore attorno all’asse orizzontale 16. 1 sensori possono essere posti prossimi all’asse stesso (come mostrato a tratteggio) o alla opposta estremità del conformatore. Nel primo caso possono rilevare direttamente la rotazione angolare attorno all’asse, nel secondo caso possono rilevare il movimento lineare della estremità del conformatore e da essa calcolare la rotazione.

Il segnale prodotto dai sensori 18 viene inviato a mezzi di compensazione 21, i quali correggono la rilevazione mezzi di misura 20 in base alla rilevazione di tali sensori di posizionel8 in modo da correggere errori di misura dovuti ad imprecisioni nel posizionamento dei conformatori nella posizione intermedia.

Come si vede bene in figura 2, se le attrezzature che contengono i mezzi di misura sono attrezzature di lavorazione della scocca, allora è vantaggioso realizzare i mezzi di misura 20 mobili fra una posizione non operativa ritirata, quando i conformatori sono in posizione di lavoro, e una posizione di misura estratta quando il conformatore è nella detta posizione intermedia. In tale modo i mezzi di misura non interferiscono con le lavorazioni. Sensori retrattili sono facilmente immaginabili dal tecnico. Con riferimento alla figura 3, è mostrata una vantaggiosa realizzazione dei mezzi di movimentazione dei conformatori per realizzare il movimento fra le tre posizioni descritte sopra.

Secondo tale realizzazione, i conformatori sono dotati di mezzi 23 di movimentazione principale del conformatore fra posizione di lavoro e posizione di riposo. Tali mezzi principali possono essere ad esempio realizzati con adatti attuatoli idraulici, elettrici o simili. Essi permettono una movimentazione sufficiente a spostare il conformatore fra la posizione di lavoro e la posizione di riposo.

Come si vede bene in figura 3, i mezzi principali 23 sono connessi al conformatore con interposizione di mezzi comandati 24 di spostamento limitato del conformatore relativamente ai mezzi di movimentazione principale della quantità corrispondente al movimento del conformatore fra posizione di lavoro e posizione intermedia. Nella realizzazione mostrata, i mezzi di spostamento limitato 24 comprendono una connessione biella-manovella motorizzata, formata ad esempio da una ruota motorizzata.

La ruota è montata sul conformatore e l’attuatore 23 è connesso ad essa in una posizione eccentrica. Come si vede in figura 3a, quando il conformatore è in posizione di lavoro (ad esempio definita da un finecorsa frontale 26, la ruota è ruotata per avere il conformatore avanzato rispetto airimpemiamento con l’attuatore 23. Per spostare il conformatore nella posizione intermedia, la ruota gira per retrocedere il conformatore, portando in avanti il punto di impemiamento dell’attuatore 23 (figura 3b). L’esatta posizione del conformatore è misurata dal sensore 18, ad esempio rispetto ai finecorsa 26. Una volta eseguita la misura viene azionato l’attuatore principale 23 e il conformatore viene così retrocesso fino alla posizione di riposo.

In tale modo il conformatore si sposta nella posizione intermedia senza necessità di attivare i mezzi di movimentazione principale, i quali possono così rimanere sostanzialmente simili a quelli delle tradizionali stazioni di lavorazione.

A questo punto è chiaro come si siano raggiunti gli scopi prefissati, fornendo una stazione di lavorazione che effettua anche misurazioni sull’esattezza degli assemblaggi effettuati. E’ da notare che il tempo di ciclo rimane sostanzialmente quello di una stazione nota, la misura potendo venire eseguita in millesimi di secondo, senza ostacolo al movimento dei conformatori.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Ad esempio, l’asse di impemiamento dei conformatori può essere inferiore, oppure essi possono traslare orizzontalmente, come facilmente immaginabile dal tecnico. I mezzi di misura della posizione del conformatore, se presenti, saranno naturalmente adattati allo specifico movimento. I mezzi di controllo 19, 21 saranno realizzati con opportuni circuiti elettronici, ad esempio un elaboratore opportunamente programmato e potranno essere anche integrati nella unità di comando della stazione.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Stazione di assemblaggio e saldatura di una scocca di autoveicolo, comprendente una coppia di affrontati conformatori (11) di supporto di attrezzatura (12) destinata ad operare sulla scocca che è portata fra di essi da un sistema di trasporto^), i conformatori essendo mobili fra una posizione di riposo nella quale la scocca è libera di entrare e uscire dalla stazione e una posizione di lavoro nella quale le attrezzature sono prossime alla scocca per operare su di essa, caratterizzata dal fatto che almeno alcune delle dette attrezzature (12) comprendono mezzi (20) di misura della posizione relativa di affrontate parti della scocca e che i conformatori hanno una posizione intermedia fra le dette posizioni di lavoro e di rir poso, a comando mezzi di controllo (19) portando il conformatore in detta posizione intermedia e attivando i mezzi di misura (20) per rilevare la corrispondenza di parametri dimensionali della scocca con prefissati intervalli di valori ed emettere segnali (22) di accettazione o di rifiuto della scocca in base al risultato della rilevazione.
2. 2. Stazione secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i mezzi di controllo (19) sono temporaneamente attivati al movimento dei conformatori verso la posizione di riposo prima dell’uscita della scocca dalla stazione.
3. 3. Stazione secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere sensori (18) di rilevazione di coordinate spaziali della posizione intermedia raggiunta dai conformatori rispetto ad un prestabilito riferimento e mezzi (21) di compensazione delle rilevazioni effettuate dai mezzi di misura in base alla rilevazione di detti sensori di posizione, nel senso di correggere errori di misura dovuti ad imprecisioni nel posizionamento dei conformatori nella detta posizione intermedia.
4. 4. Stazione secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che per il movimento dei conformatori fra posizione di lavoro e posizione di riposo i conformatori sono imperniati attorno ad un asse orizzontale (16), prossimo ad un loro lato superiore o inferiore, attorno al quale sono comandati ad inclinarsi.
5. 5. Stazione secondo rivendicazioni 3 e 4, caratterizzata dal fatto che il detto sensore (18) rileva la rotazione angolare del conformatore attorno a detto asse orizzontale (16).
6. 6. Stazione secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le dette almeno alcune attrezzature (20) sono attrezzature di lavorazione della scocca le quali sono dotate dei mezzi di misura (20) realizzati mobili fra una posizione non operativa quando i conformatori sono in posizione di lavoro e una posizione di misura quando il conformatore è nella detta posizione intermedia.
7. 7. Stazione secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che per realizzare la detta posizione intermedia i conformatori sono dotati di mezzi (23) di movimentazione principale fra posizione di lavoro e posizione di riposo i quali sono connessi al conformatore con interposizione di mezzi comandati (24) di spostamento limitato del conformatore relativamente ai detti mezzi di movimentazione principale della quantità corrispondente al movimento del conformatore fra posizione di lavoro e posizione intermedia, nel senso che attivando i mezzi di spostamento limitato quando il conformatore è mantenuto nella posizione di lavoro esso si sposta nella posizione intermedia senza necessità di attivare i mezzi di movimentazione principale.
8. 8. Stazione secondo rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che per ciascun conformatore i mezzi di spostamento limitato comprendono una connessione biellamanovella (25) fra un attuatore (23) realizzante i mezzi di movimentazione principale e il conformatore stesso, la connessione biella e manovella essendo motorizzata per ruotare a comando e realizzare il detto spostamento relativo del conformatore rispetto ai mezzi di movimentazione principale.