EQUIPO QUE PUEDE SER UTILIZADO POR UN ROBOT INDUSTRIAL PARA
SUJETAR PIEZAS DE TRABAJO O MONTAJES QUE SON PROCESADOS O ENSAMBLADOS Y TIENE UNA ESTRUCTURA MODULAR SEPARABLE CON UNA GEOMETRÍA DEFINIDA Y REPETIBLE
Descripción de la Invención La presente invención se refiere al campo de los equipos que pueden utilizarse por robots industriales para efectuar la sujeción de piezas de trabajo o montajes que están siendo procesados o ensamblados. El equipo de este tipo es utilizado, por ejemplo, en la industria automotriz para efectuar el soporte de montajes o sub-montaj es de carrocerías de vehículos motores durante las operaciones de soldadura y/o las operaciones de ensamblado de distintos tipos, operaciones que son comúnmente efectuadas con dispositivos de soldadura automática y/o dispositivos de montaje. En las aplicaciones anteriores, existe obviamente, la necesidad de garantizar que el robot industrial soportaré la pieza de trabajo o montaje, en el cual es necesario trabajar en una posición precisa rigurosamente predeterminada. El equipo de sujeción que es utilizado por los robots para llevar a acabo los propósitos que se mencionan con anterioridad presenta, por supuesto, una parte diseñada para que sea conectada en forma directa con el robot REF . 147358 y una pluralidad de elementos de referencia y posicíonamiento que son diseñados a fin de embragar con la pieza de trabajo o el montaje que va a ser soportado, lo cual garantiza que el montaje se encontrará por si mismo una posición predeterminada con respecto a los elementos de referencia y posicíonamiento. Por supuesto, es igualmente esencial que la estructura del equipo de sujeción deba presentar una geometría rígida rigurosamente definida, lo cual garantizará que los distintos elementos, tanto de referencia como de posicíonamiento, se encontrarán por ellos mismos en las posiciones espaciales rigurosamente predeterminadas con respecto a la parte del equipo que es directamente conectado con el robot . En el pasado, con el propósito de garantizar una geometría rígida y precisa del equipo, se ha adoptado un equipo de sujeción que tiene una estructura elaborada de elementos de metal soldados 3 untos. Por un lado, si la solución pudiera garantizar una estructura con una geometría rigurosamente definida, esto ocasionaría, por otro lado, problemas considerables cuando sea necesario reproducir la misma geometría de inicio, por ejemplo, después de un daño posible de la estructura después de una colisión con una carrocería externa durante el uso del equipo por el robot . Por supuesto que en este tipo de eventual dad, ni es posible garantizar que la estructura soldada que es deformada regresará de nuevo a la geometría inicial, ni tampoco es posible certificar que la estructura regresará a la geometría inicial en un modo rápido y simple. Cuando se ha hecho el intento de resolver el problema que se menciona con anterioridad mediante la adopción para el equipo de sujeción de una estructura que consiste de elementos conectados entre si, en un modo en el que puedan separarse, se genera el nuevo problema de garantizar que la estructura ensamblada tendrá una geometría rigurosamente precisa y predeterminada y sobre todo, que la geometría será capaz de ser reproducida, por ejemplo, después de una deformación o falla de uno o más de sus componentes después de una colisión accidental, en un modo que sea simple, rápido y fácilmente certificable. El propósito de la presente invención es proporcionar una solución efectiva y eficiente ai problema mencionado con anterioridad. Con el fin de conseguir este propósito, la materia de la invención es una pieza de un equipo que puede utilizarse por medio de un robot industrial para efectuar la sujeción de piezas de trabajo o montajes que están siendo procesado o ensamblados, la cual comprende una estructura reticular modular que es definida por medio de una pluralidad de módulos, los cuales son conectados juntos por medio de conexiones de tornillos y cada una de las cuales es constituida de un elemento seccional de metal que posee al menos una cavidad longitudinal que se reparte en una superficie externa del elemento seccional por medio de una hendidura longitudinal de un ancho más pequeño que el ancho de la cavidad, en la cual a lo largo de cada una de las hendiduras, en intervalos de longitud predeterminada fija, son obtenidos pares de muescas opuestas en los bordes de superposición de la hendidura, que embragan con los casquillos de acoplamiento de guía para la conexión de los tornillo que acoplan los módulos de la estructura. Gracias a las características indicadas con anterioridad, el equipo de acuerdo con la invención tiene la capacidad de proporcionar una solución eficiente para todos los problemas previamente señalados. El hecho que sea constituido de módulos conectados juntos en un modo que puede desacoplarse, obviamente permite realizar una restauración sencilla de los módulos que son deformados o dañados de cualquier modo, por ejemplo, después de colisiones accidentales, sin que exista la necesidad de reemplazar la totalidad de la estructura. El uso de componentes que consisten de módulos en la forma de elementos seccionales de metal, simplifica y racionaliza el montaje de la estructura del equipo. Finalmente, el arreglo previo a intervalos predeterminados de longitud de los pares de muescas en las hendiduras de los elementos seccionales, para el embrague de los caequillos de acoplamiento de guía de los tornillos de conexión, proporciona un medio simple y al mismo tiempo extremadamente eficiente de modo que garantiza una repetición conveniente de la geometría de la estructura. En la práctica, de hecho, los distintos pares de muescas opuestas definen, a lo largo de la superficie externa del elemento seccional, una serie de conjuntos de asientos o alojamientos separados distancias iguales entre si, los cuales pueden utilizarse para posicionar los tornillos de conexión. Por lo tanto, los asientos proporcionan en el elemento seccional un tipo de indexación que le permite al usuario efectuar una identificación inmediata del punto de conexión, el cual es definido únicamente de esta manera, si se cuenta el número de asientos a lo largo del elemento seccional empezando a partir de un extremo del elemento seccional hasta el asiento en el cual se desea embragar el tornillo de conexión. El principio básico anterior puede utilizarse en todas las conexiones entre los elementos seccionales que constituyen la estructura del equipo de sujeción, así como también, durante la conexión de los elementos seccionales con un componente, comúnmente una placa, diseñada para que sea conectada con el robot industrial . De acuerdo con una característica adicional de la .invención, la estructura del equipo de sujeción también incluye el soporte de un elemento para el posicionamiento o para la referencia de la pieza o montaje que va a ser sujetado, una estructura reticular modular, la cual comprende barras con sección transversal circular y bloques para la interconexión de las barras, en las cuales se proporcionan los dispositivos de referencia que se utilizan para establecer la referencia de la posición recíproca correcta de cada barra con relación a un respectivo bloque, cada uno de los dispositivos de referencia incluye un cuerpo que puede fijarse en una barra y es proporcionado con el medio de referencia que puede embragarse con un respectivo bloque. En un ejemplo preferido de modalidad, el cuerpo está constituido de un elemento anular que tiene un buje, el cual es diseñado para ser colocado en una barra y se proporciona al menos con un agujero radial para el embrague de un perno de conexión que acopla el buje con la barra y un anillo o corona anular que se proporciona con una serie circunferencial de agujeros que tienen ejes, los cuales son paralelos al eje del buje y pueden embragarse en forma selectiva mediante un perno de conexión axial para la conexión de la corona con un respectivo bloque . Gracias a las características mencionadas con anterioridad, la estructura reticular con barras circulares, que soporta cada elemento de referencia o posicionamiento , puede ensamblarse en un modo fácil y rápido, garantizando una referencia rigurosa de la geometría deseada.
Las características y ventajas adicionales de la invención emergerán con claridad a partir de la siguiente descripción con referencia a los dibujos anexos, los cuales son simplemente proporcionados por medio de un ejemplo no limitante y en los cuales: La Figura 1 es una vista en perspectiva de un ejemplo de modalidad de un equipo que sujeta un montaje de una carrocería de un vehículo motor, el cual puede utilizarse por un robot industrial; La Figura 2 es una vista en perspectiva de un elemento seccional extruído de aluminio que constituye un módulo de la estructura del equipo de la Figura 1 ; La Figura 2A es una vista en una escala ampliada del detalle de la Figura 2 ; La Figura 3 es una vista en perspectiva de distintas modalidades posibles de la parte superior del equipo, la parte es diseñada para ser acoplada con el robot industrial; La Figura 4 es una vista en corte transversal tomada a lo largo de la línea IV-IV de la Figura 3; La Figura 5 es una vista en perspectiva en una escala ampliada de una estructura reticular que soporta un elemento de posicionamiento ; y La Figura 6 es una vista en una escala ampliada del detalle.de la Figura 5. En la Figura 1, el número de referencia 1 designa, como una totalidad, una pieza de equipo que puede utilizarse por medio de un robot industrial para la sujeción de un montaje de una carrocería de un vehículo motor, que se ilustra en forma esquemática en la Figura 1 y se designa como letra A. El equipo 1 incluye una estructura reticular modular que es definida medíante una pluralidad de módulos 2, los cuales son conectados juntos por medio de conexiones de tornillo y cada módulo está constituido de un elemento seccional extruído elaborado de metal, por ejemplo, de aluminio. El número de referencia 3 designa una placa para la conexión del equipo con un robot industrial. En el ejemplo de modalidad que se ilustra en la Figura 1, la placa es conectada en la parte superior de los dos módulos 2, los cuales son paralelos entre si y estos a su vez son conectados en sus extremos con dos módulos adicionales 2 también colocados paralelos entre si y en posición ortogonal con respecto a los módulos del primer par. La configuración anterior también es mostrada en la Figura 3, en donde esta es designada como 1A, La Figura 3 ilustra las variantes posibles de la configuración, las cuales son designadas como IB, 1C, ID y 1E, de manera respectiva. Como también es mostrado en la Figura 1, bajando en posición vertical a partir de la posición superior de la estructura 1, se encuentran los módulos adicionales 2. La estructura descrita con anterioridad soporta una pluralidad de elementos de posicionamiento y/o de referencia para el montaje A, los cuales son designados como letra P. Los distintos elementos de referencia P son conectados con la estructura reticular, que está constituida por los módulos 2, por medio de las estructuras reticulares adicionales 4 que comprenden las barras 5 con sección transversal circular y los bloques de interconexión 6. La Figura 2 ilustra un ejemplo del módulo 2 elaborado de un elemento seccional extruído de aluminio. En el ejemplo que se ilustra, el módulo 2 comprende un canal central 7, el cual es únicamente proporcionado con el propósito de aligerar la estructura y posee una sección transversal sustancialmente romboidal, en donde cada lado del rombo se orienta hacia un respectivo borde del módulo 2, el cual tiene una sección transversal sustancialmente cuadrada. Elaboradas en la pared de cada lado del elemento seccional 2 se encuentran dos cavidades longitudinales 8, las cuales se reparten sobre la respectiva superficie externa 9 del elemento seccional por medio de una entrada restringida que es definida por una hendidura longitudinal 10. Proporcionados a lo largo de cada hendidura longitudinal 10, en intervalos rigurosamente constantes de la longitud L, se encuentran los pares de muescas circulares 11 (véase el detalle ampliado de la Figura 2A) que definen los respectivos aloj mientos o asientos para los casquillos de acoplamiento de guía (dos de los casquillos de acoplamiento pueden observarse en la Figura 4 y son designados como 13) para el embrague de los tornillos de conexión (los cuales pueden observarse en la Figura 4 y son designados como 14) de los distintos módulos de la estructura. La Figura 4 ilustra un ejemplo de conexión con referencia a la unión entre la placa 3 y los dos módulos 2 conectados con la misma. Como puede observarse, la placa 3 tiene los agujeros 15 que embragan con los tornillos de conexión 14. Cada tornillo 14 posee una cabeza 16 que se apoya en la parte superior de la placa 3 y atraviesa un casqu llo de acoplamiento de guía 13 que es recibido en el asiento definido por un par de muescas 11 en el elemento seccional 2. La cavidad longitudinal 8 colocada inmediatamente abajo recibe una tuerca 17 para la fijación del tornillo 16. La misma conexión, que es mostrada en la Figura 4, puede reproducirse en forma natural, para unir los módulos 2 entre si. En consecuencia, como puede observarse, es obtenida la totalidad de la estructura reticular del equipo por medio de conexiones que son susceptibles de ser desacopladas. Al mismo tiempo, la distribución a intervalos regulares de los asientos, que consisten de los pares de muescas superpuestas 11 para los casquillos de acoplamiento de guía 13, permite una referencia inmediata que es obtenida para el posicionamiento de los distintos tornillos de conexión. Cada módulo 2 llega a formar un componente similar con el componente que es utilizado en el juego de "Meccano" (marca comercial registrada) , en donde el punto de conexión es inmedi t mente identificado si se cuentan los agujeros de conexión empezando a partir de un extremo del componente. En el caso de la presente invención, cada módulo del equipo de sujeción tiene una distribución alineada de conjuntos de asientos separados la misma distancia, lo que hace posible reproducir cualquier tipo de geometría deseado con facilidad y rapidez extremas . Obviamente, la conformación de la sección transversal de los elementos seccionales extruidos 2, que constituyen los módulos de la estructura, puede ser cualquiera y aún en conjunto distinto de la estructura ilustrada en este documento simplemente por medio de ejemplo. La Figura 5 muestra un detalle de un ejemplo de la estructura reticular 4 que soporta un perno de referencia diseñado para embragar con un correspondiente asiento en el montaje que está siendo procesado con el fin de garantizar el posicionamiento preciso del mismo. Como puede observarse también a partir de la Figura 1, la estructura 4 está constituida de las barras 5 que poseen una sección transversal circular, cada una de las cuales tiene un extremo rígidamente conectado con el bloque 6 con un corte que define dos mordazas de sujeción 6a, 6b para la sujeción de otra barra en el pasaje 6c entre las mordazas, por medio de los tornillos de aseguramiento que embragan con los agujeros 6d. El extremo de cada barra 5 opuesto al bloque 6 es apretado en el bloque 6 de otra barra. Además, se proporcionan los dispositivos de referencia que garantizan el posicionamiento preciso de cada barra 5 con relación a un respectivo bloque 6. En el ejemplo que se ilustra en la Figura 5, cada uno de los dispositivos incluye un elemento anular 19. El elemento anular 19 posee un buje 20, el cual es montado en una respectiva barra 5 y tiene al menos un agujero radial 21 (en el ejemplo ilustrado se proporcionan dos agujeros radiales colocados a 90° uno con respecto al otro) que acopla los pernos de conexión diseñados con el fin de. embragar los respectivos agujeros radiales 22 (en la Figura 5, puede observarse un agujero radial 22 en el otro extremo de la barra 5) elaborados en cada extremo de la barra 5. El elemento anular 19 además incluye un anillo o corona 23 con una serie circunferencial de agujeros 24 que tienen un eje paralelo con el eje del buje 20 y que son diseñados para ser embragados en forma selectiva por los pernos de conexión axial, los cuales a su vez son diseñados para embragar con les agujeros 25 obtenidos en el bloque 6 de acuerdo con un eje paralelo al eje de la barra 5 en la cual se fija el elemento anular 19. Como puede observarse, gracias al uso de los dispositivos de referencia 19, es posible garantizar en un modo fácil y rápido la geometría deseada para la estructura reticular . En conclusión, el equipo de acuerdo con la invención permite por un lado, la posibilidad de reproducción del mismo con operaciones simples, fáciles y rápidas, y por otro lado, garantiza la posibilidad de certificar la geometría de la estructura en sí misma en un modo que también es igualmente simple y rápido. Por supuesto, sin perjuicio para los principios de la invención, los detalles de construcción y las modalidades pueden variar en gran medida con respecto a lo que es descrito e ilustrado en este documento, simplemente por medio de ejemplo, sin que con lo cual se aparte del alcance de la presente invención. Por ejemplo, aunque las reivindicaciones anexas se refieren en forma explícita al equipo diseñado para ser utilizado por medio de un robot industrial, tiene que considerarse incluida en el alcance de la presente invención, cualquier estructura que soporte o sujete piezas o montajes que experimentan el procesamiento o montaje que tiene las características referidas en las reivindicaciones anexas, incluso sí la estructura no fuera a ser diseñada para utilizarse por un robot.
Se hace constar que con relación a esta fecha el