PT1389498E

PT1389498E - Método e dispositivo de montagem de componentes por engaste de uma borda periférica

Info

Publication number: PT1389498E
Application number: PT03291934T
Authority: PT
Inventors: Bruno Martinais
Original assignee: Process Conception Ing Sa
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2012-06-06
Also published as: ATE556792T1; EP1389498B1; FR2843549A1; EP1389498A1; FR2843549B1; ES2382732T3

Description

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DESCRIÇÃO "MÉTODO E DISPOSITIVO DE MONTAGEM DE COMPONENTES POR ENGASTE DE UMA BORDA PERIFÉRICA" A presente invenção refere-se a um método e a dispositivos de montagem de componentes por engaste de acordo com o preâmbulo das reivindicações 1 , 2, 6 e 9 (ver, por exemplo, o documento US 5267387).

Em inúmeros domínios e, nomeadamente, no domínio automóvel, os componentes constituídos por, pelo menos, dois painéis metálicos destinados a formar, por exemplo, capôs, painéis ou portas, são montados por engaste das bordas periféricas destes painéis.

Para isso, a borda periférica de um dos painéis é, previamente, dobrada, sensivelmente em ângulo recto, e os dois painéis são sobrepostos e colocados sobre uma matriz.

Seguidamente, durante uma operação de engaste prévio , a borda periférica do painel inferior é dobrada na direcção da borda periférica do painel superior e, durante uma operação de engaste, a borda periférica do painel inferior é rebatida sobre a borda periférica do painel superior exercendo-se uma pressão sobre as referidas bordas periféricas. - 2 - ΡΕ1389498

Para esse efeito, utiliza-se, como é do conhecimento geral, uma unidade de engaste gue compreende um robô eguipado com um dispositivo de montagem gue forma uma cabeça de engaste que compreende, nomeadamente, um braço de suporte de um rolo que pode rodar livremente. 0 documento US 5267387 descreve essa utilização de um robô numa unidade de engaste de um componente sobre outro componente, tal como os documentos JP 101 80 373 e JP 2002 102957. O robô desloca o dispositivo de acordo com um trajecto registado ao longo das bordas periféricas dos painéis fazendo rolar sob pressão o rolo sobre estas bordas periféricas.

Nos dispositivos de montagem por engaste utilizados até agora, a força é aplicada ao rolo por um mecanismo à base de molas ou por um servomecanismo utilizando um macaco hidráulico ou pneumático ou através de um motor eléctrico associado a um parafuso de cabeça esférica.

Estes mecanismos são concebidos para exercer um impulso sobre o rolo.

Ora, em determinadas configurações de engaste e em função da forma dos painéis dos componentes a montar, as operações de engaste prévio s e/ou de engaste devem ser - 3 - ΡΕ1389498 realizadas efectuando um impulso sobre o rolo, o que obriga a proceder a várias mudanças do dispositivo.

Consequentemente, o tempo necessário para montar os painéis é aumentado pela desmontagem e montagem dos dispositivos de engaste, o que é incompatível com as produções em grande série.

Além disso, com estes mecanismos, a força aplicada sobre o rolo não é constante durante o deslocamento do dispositivo ao longo das bordas periféricas, o que obriga, assim, a ajustamentos sucessivos. A invenção tem como objectivo propôr um método e um dispositivo de montagem de componentes por engaste que evitem os inconvenientes previamente mencionados. A invenção tem, por conseguinte, como objectivo, um método de montagem de componentes por dobragem de uma borda periférica de um primeiro painel sobre uma borda periférica de, pelo menos, um segundo painel de acordo com a reivindicação 1. A invenção tem, também, como objectivo, dispositivos de montagem de componentes por dobragem de uma borda periférica de um primeiro painel sobre a borda periférica de, pelo menos, um segundo painel de acordo com as reivindicações 2, 6 e 9 respectivamente. - 4 - ΡΕ1389498

De acordo com outras características da invenção: - a matriz compreende, na sua periferia, um plano inclinado de orientação do rolo.

As caracteristicas e vantagens da invenção serão evidentes durante a descrição que se segue, dada a título de exemplo e recorrendo aos desenhos anexados, nos quais: - a Fig. 1 é uma vista esquemática em elevação de uma unidade de engaste equipada com um dispositivo de acordo com a invenção, - as Figs. 2A e 2B são duas vistas esquemáticas de um rolo do dispositivo que mostram dois modos de trabalho deste rolo durante a operação de engaste prévio , - as Figs. 3A e 3B são vistas esquemáticas de um rolo do dispositivo que mostram dois modos de trabalho deste rolo durante a operação de engaste, - a Fig. 4 é uma vista esquemática em corte vertical de uma primeira forma de realização dos meios de aplicação de uma força sobre o rolo, - a Fig. 5 é uma vista lateral segundo a seta F1 da Fig. 4, - a Fig. 6 é uma vista esquemática em corte vertical de uma segunda forma de realização dos meios de aplicação de uma força sobre o rolo, - a Fig. 7 é uma vista lateral segundo a seta F2 da Fig. 6, - a Fig. 8 é uma vista esquemática em corte vertical de uma terceira forma de realização dos meios de aplicação de uma força sobre o rolo. - 5 - ΡΕ1389498

Na Fig. 1, representou-se, esquematicamente, uma unidade de engaste que compreende um robô designado pela referência geral 1 compreendendo um braço 2 que se pode deslocar segundo vários eixos e relativamente ao qual se regista um trajecto de deslocamento predeterminado. A extremidade anterior do braço 2 de robô está equipada com um dispositivo de acordo com a invenção e designado, em conjunto, pela referência 3.

Na Fig. 1, representou-se, igualmente, um componente designado, no seu conjunto, pela referência 4, constituído, por exemplo, por um capô ou uma porta de veiculo automóvel e que é composto por um primeiro painel 5 e um segundo painel 6. Os painéis 5 e 6 são colocados sobre uma matriz 7 e os painéis 5 e 6 têm, cada um, uma parte periférica rebatida previamente para cima, sensivelmente em ângulo recto.

Geralmente, o dispositivo compreende meios de engaste prévio adaptados para dobrar a borda periférica do primeiro painel 5 na direcção da borda periférica do segundo painel 6, como mostrado nas Figs. 2A e 2B, e meios de engaste adaptados para aplicar a borda periférica deste primeiro painel 5 sobre a borda periférica do referido segundo painel 6 com uma pressão determinada, como representado nas Figs. 3A e 3B. Os meios de engaste prévio e de engaste são formados por um mesmo rolo 8 montado de modo a rodar livremente na extremidade de um braço 9 de suporte suportado pelo dispositivo 3. - 6 - ΡΕ1389498 0 braço 9 de suporte está ligado a meios de aplicação de uma força sobre o rolo 8 e que serão descritos posteriormente.

De acordo com a configuração dos painéis 5 e 6 a montar por engaste, os meios de aplicação de uma força sobre o rolo 8 através do braço 9 aplicam esta força por tracção sobre o referido rolo 8 durante a operação de engaste prévio (Fig. 2A) e/ou a operação de engaste (Fig. 3A) ou por aplicação de uma força por impulso sobre o referido rolo 8 aquando da operação de engaste prévio (Fig. 2B) e/ou aquando da operação de engaste (Fig. 3B).

Como representado nas Figs. 2A e 2B, a matriz 7 compreende, na sua periferia, um plano 7a inclinado no qual o rolo 8 se apoia aquando da operação de engaste prévio.

De acordo com uma primeira forma de realização representada nas Figs. 4 e 5, os meios de aplicação de uma força sobre o rolo 8 por tracção ou por impulso, na operação de engaste prévio e/ou na operação de engaste, são formados por um mecanismo associado a um motor 10 eléctrico rotativo. O motor 10 eléctrico rotativo está montado numa estrutura 11 fixa à extremidade do braço 2 de robô e compreende um veio 12 de sarda que faz rodar um excêntrico 13.

Os meios de aplicação da força sobre o rolo 8 - 7 - ΡΕ1389498 compreendem, também, uma biela 14 montada de modo articulado, sensivelmente na sua parte média, em torno de um eixo 15 horizontal suportado pela estrutura 11 e compreendendo uma primeira extremidade 14a articulada sobre o braço 9 de suporte do rolo 8 e uma segunda extremidade 14b articulada sobre uma biela 16 de comando montada no excêntrico 13.

Estes meios compreendem, igualmente, uma alavanca 17 rectilinea compreendendo uma primeira extremidade 17a que gira sobre um eixo 18 horizontal estendido paralelamente ao eixo 15 horizontal da biela 14 e uma segunda extremidade 17b articulada sobre o braço 9 de suporte do rolo 8. 0 eixo horizontal é suportado, igualmente, pela estrutura 11.

No exemplo de realização representado na Fig. 4, a segunda extremidade 17b da alavanca 17 rectilinea articulada sobre o braço 9 de suporte está disposta entre a articulação 14a da biela 14 e o rolo 8.

Esta segunda extremidade 17b pode ser disposta, por exemplo, acima da articulação 14a. A distância entre o eixo 15 de articulação da biela 14 e a primeira extremidade 14a desta biela 14 articulada sobre o braço 9 é sensivelmente igual à distância que separa as duas extremidades 17a e 17b da alavanca 17 rectilinea de modo a formar um sistema de paralelogramo. - 8 - ΡΕ1389498 0 motor 10 eléctrico rotativo faz rodar, através do veio 12 de sarda, o excêntrico 13, que transmite o esforço à biela 14 através da biela 16 de comando. A biela 14, ao rodar sobre o eixo 15 horizontal, transmite a força ao braço 9 de suporte que, por um movimento de paralelogramo obtido devido à alavanca 17 rectilinea, põe o rolo 8 em contacto com as bordas periféricas dos painéis 5 e 6 a montar e aplica uma força sobre este rolo 8.

Aquando do deslocamento segundo o eixo YY do braço 9 de suporte, a orientação deste braço 9 de suporte é assegurada por quatro placas 19 de fricção, como mostrado na Fig. 5. O sentido de rotação do motor 10 eléctrico depende da configuração do engaste prévio e do engaste e, de acordo com o sentido de rotação deste motor 10, uma tracção ou um impulso são aplicados sobre o rolo 8 por intermédio do braço 9.

De acordo com uma segunda forma de realização representada nas Figs. 6 e 7, os meios de aplicação da força sobre o rolo 8 são formados por um mecanismo com um motor 20 eléctrico linear fixo a uma estrutura 21 suportada pelo braço 2 de robô. O motor 20 eléctrico é um motor eléctrico de movimento linear vertical compreendendo um veio 22 de saida - 9 - ΡΕ1389498 e os meios de aplicação da força compreendem, igualmente, por um lado, uma primeira alavanca 23 montada de modo articulado, sensivelmente na sua parte média, sobre um eixo 24 horizontal suportado pela estrutura 21 e compreendendo uma primeira extremidade 23a articulada sobre o braço 9 de suporte e uma segunda extremidade 23b articulada sobre o veio 22 de sarda do motor 20 eléctrico e, por outro lado, uma segunda alavanca 25 compreendendo uma primeira extremidade 25a que roda sobre um eixo 26 horizontal suportado pela estrutura 21 e que se estende paralelamente ao eixo 24 horizontal, e uma segunda extremidade 25b articulada sobre o braço 9 de suporte. A extremidade 25b da alavanca 25 articulada sobre o braço 9 de suporte é disposta acima da extremidade 23a da alavanca 23 articulada sobre o referido braço 9 de suporte. A articulação da extremidade 23b da alavanca 23 é montada num furo 27 oblongo aberto na referida extremidade 23b da alavanca 23. A distância entre o eixo 24 de articulação da primeira alavanca 23 e a primeira extremidade 23a desta primeira alavanca 23 é sensivelmente igual à distância que separa as duas extremidades 25a e 25b da segunda alavanca 25 de modo a constituir um sistema de paralelogramo. A extremidade 25b da alavanca 25 articulada sobre o braço 9 de suporte pode ser disposta entre a extremidade -10- ΡΕ1389498 23a da alavanca 23 articulada sobre o referido braço 9 de suporte e o rolo 8. 0 motor 20 eléctrico, devido ao seu movimento linear vertical, faz rodar, em relação ao eixo 24 horizontal, a primeira alavanca 23. Esta primeira alavanca 23 transmite, então, a força ao braço 9 de suporte que, por um movimento de paralelogramo obtido pelas alavancas 23 e 24, põe o rolo 8 em contacto com as bordas periféricas dos painéis 5 e 6 a engastar e aplica sobre este rolo a referida força. A orientação segundo o eixo YY do braço 9 é assegurada por quatro placas 28 de fricção, como mostrado na Fig. 7. O sentido de translação do motor 20 eléctrico depende da configuração do engaste prévio e do engaste e, de acordo com esta configuração, o motor 20 eléctrico aplica, através das alavancas 23 e 25 e do braço 9 de suporte, sobre o rolo 8, uma tracção ou um impulso. De acordo com uma terceira forma de realização representada na Fig. 8, os meios de aplicação da força sobre o rolo 8 compreendem um motor 30 eléctrico rotativo fixo a uma estrutura 31 suportada pelo braço 2 de robô e um multiplicador hidráulico designado pela referência geral 35. O motor 30 eléctrico compreende um veio de saida -11- ΡΕ1389498 ligado ao multiplicador 35 hidráulico por um elemento de ligação formado por uma cremalheira 32 que se engrena num pinhão 32a que é levado a rodar pelo referido veio de saida. A cremalheira 32 está ligada, por cada uma das suas extremidades, a uma haste 33 que se estende paralelamente à referida cremalheira 32. 0 multiplicador 35 hidráulico compreende um primeiro pistão 36 que se pode deslocar linearmente, suportado pela haste 33 e que está disposto numa câmara 37. A câmara 37 é dividida pelo pistão 36 em duas semi-câmaras, respectivamente 37a e 37b. 0 multiplicador 35 hidráulico compreende, igualmente, um segundo pistão 38 que se pode deslocar linearmente disposto numa câmara 39 e suportado por uma haste 40 que se estende paralelamente à haste 33. A haste 40 suporta, numa das suas extremidades, o rolo 8 e o pistão 38 divide a câmara 39 em duas semi-câmaras, respectivamente 39a e 39b. As duas semi-câmaras 37a e 39a comunicam entre elas por um orificio 41 e as duas semi-câmaras 37b e 39b comunicam entre elas por um orificio 42 .

As câmaras 37 e 39 são preenchidas por um liquido, como, por exemplo, óleo. O motor 30 eléctrico rotativo permite, por intermédio do pinhão 32a que se engrena na cremalheira 32, transmitir um esforço F1 ao pistão 36 através da haste 33. -12- ΡΕ1389498 0 pistão 36 desloca, então, sob uma pressão P constante, o volume de fluido da semi-câmara 37a para a semi-câmara 37a pelo orifício 41 ou da semi-câmara 37b para a semi-câmara 37b pelo orifício 42, segundo o sentido de rotação do motor 30. A deslocação do fluido para a semi-câmara 39a ou para a semi-câmara 39b permite o deslocamento do pistão 38 ao aplicar-se, por intermédio da haste 40, uma força F2 ao rolo 8, necessária para realizar o engaste prévio ou o engaste das bordas periféricas dos painéis 5 e 6. O pistão 38 apresenta um diâmetro superior ao pistão 36 e a relação de diâmetro entre estes dois pistões 38 e 36 é, também, a relação entre o esforço F1 fornecido pelo motor 30 eléctrico e a força F2 aplicada ao rolo 8. A força aplicada ao rolo 8 depende do sentido de rotação do motor 30 eléctrico e, em função da configuração do engaste prévio e do engaste, esta força é aplicada ao referido rolo 8 por tracção ou por impulso. O motor 30 eléctrico rotativo associado ao conjunto formado pelo pinhão 32a e cremalheira 32 pode ser substituído por um motor eléctrico linear. O dispositivo de acordo com a invenção permite efectuar uma operação de engaste prévio e, seguidamente, uma operação de engaste, fazendo rolar o rolo sobre as -13- ΡΕ1389498 bordas periféricas dos painéis a montar, exercendo uma tracção ou impulsão sobre o referido rolo com uma força sensivelmente constante e ajustável. A fim de mitigar os desvios de trajectórias do robô, o dispositivo de engaste de acordo com a invenção permite uma variação de posições do braço de suporte do rolo de mais ou menos 6mm. 0 esforço aplicado ao rolo é obtido por um binário motor predeterminado, em função da parametrização do variador associado. 0 dispositivo de acordo com a invenção apresenta a vantagem, comparativamente com os dispositivos utilizados até agora, de aplicar sobre o rolo de engaste prévio e de engaste uma força sensivelmente constante e ajustável, mesmo no caso de variações de reduzida amplitude segundo o eixo YY do braço de suporte deste rolo de engaste.

Lisboa, 31 de Maio de 2012

Claims

- 1 - ΡΕ1389498 REIVINDICAÇÕES 1. Método de montagem de componentes (4) por dobragem de um borda periférica de um primeiro painel (5) sobre uma borda periférica de, pelo menos, um segundo painel (6), método no qual se efectua uma operação de engaste prévio dobrando a borda periférica do primeiro painel (5) na direcção da borda periférica do segundo painel (6) e se efectua uma operação de engaste aplicando a borda periférica do referido primeiro painel (5) sobre a borda periférica do referido segundo painel (6), caracterizado por a borda periférica de cada um dos painéis (5, 6) ser rebatida, previamente, para cima, sensivelmente em ângulo recto em relação à base dos painéis (5, 6) e por se efectuarem as duas operações com um mesmo rolo (8) sobre o qual se aplica uma força por tracção ou por impulso e se desloca, para cada uma das operações, o referido rolo (8) sobre as bordas periféricas dos painéis (5, 6).
2. Dispositivo de montagem de componentes (4) por dobragem de uma borda periférica de um primeiro painel (5) sobre a borda periférica de, pelo menos, um segundo painel (6), sendo os referidos painéis (5, 6) colocados sobre uma matriz (7) e compreendendo o referido dispositivo meios de engaste prévio adaptados para dobrar a borda periférica do primeiro painel (5) na direcção da borda periférica do segundo painel (6), estando os meios de engaste adaptados para aplicar a borda periférica do referido primeiro painel (5) sobre a borda periférica do - 2 - ΡΕ1389498 referido segundo painel (6), e meios de deslocamento dos referidos meios de engaste prévio e de engaste ao longo das bordas periféricas, sendo os meios de engaste prévio e de engaste formados por um mesmo rolo (8) montado de modo a rodar livremente na extremidade de um braço (9) de suporte ligado a meios (10; 20; 30; 40) de aplicação de uma força sobre este rolo (8) por tracção ou por impulso, caracterizado por os meios de aplicação da força sobre o rolo (8) compreenderem um motor (10) eléctrico rotativo e, por um lado, uma biela (14) montada de modo articulado, sensivelmente na sua parte média, em torno de um eixo (15) horizontal e compreendendo uma primeira extremidade (14a) articulada sobre o braço (9) de suporte do rolo (8) e uma segunda extremidade (14b) articulada sobre uma biela (16) de comando montada sobre um excêntrico (13) levado a rodar por um veio de saida do motor (10) eléctrico rotativo e, por outro lado, uma alavanca (17) rectilinea compreendendo uma primeira extremidade (17a) montada de modo articulado sobre um eixo (18) horizontal e uma segunda extremidade (17b) articulada sobre o braço (9) de suporte. de acordo com a a matriz (7) (7a) inclinado de
3. Dispositivo de montagem, reivindicação 2, caracterizado por compreender, na sua periferia, um plano orientação do rolo (8).
4. Dispositivo de montagem, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a segunda extremidade (17b) da alavanca (17) rectilinea articulada sobre o braço - 3 - ΡΕ1389498 (9) de suporte estar disposta entre a articulação (14a) da alavanca (14) curva nesse braço (9) de suporte e o rolo (8) .
5. Dispositivo de montagem, de acordo com a reivindicação 2 ou 4, caracterizado por a distância entre o eixo (15) horizontal da articulação média da biela (14) e a primeira extremidade (14) dessa biela (14) ser sensivelmente igual à distância entre as duas extremidades (17a, 17 b) da alavanca (17) rectilinea.
6. Dispositivo de montagem de componentes (4) por dobragem de uma borda periférica de um primeiro painel (5) sobre a borda periférica de, pelo menos, um segundo painel (6), sendo os referidos painéis (5, 6) colocados sobre uma matriz (7) e compreendendo o referido dispositivo meios de engaste prévio adaptados para dobrar a borda periférica do primeiro painel (5) na direcção da borda periférica do segundo painel (6), estando os meios de engaste adaptados para aplicar a borda periférica do referido primeiro painel (5) sobre a borda periférica do referido segundo painel (6), e meios de deslocamento dos referidos meios de engaste prévio e de engaste ao longo das bordas periféricas, sendo os meios de engaste prévio e de engaste formados por um mesmo rolo (8) montado de modo a rodar livremente na extremidade de um braço (9) de suporte ligado a meios (10; 20; 30; 40) de aplicação de uma força sobre este rolo (8) por tracção ou por impulso, caracterizado por os meios de aplicação da força sobre o - 4 - ΡΕ1389498 rolo (8) compreenderem um motor (20) eléctrico de movimento linear vertical e, por um lado, uma primeira alavanca (23) montada de modo articulado, significativamente na sua parte média, em torno de um eixo (24) horizontal e compreendendo uma primeira extremidade (23a) articulada sobre o braço (9) de suporte do rolo (8) e uma segunda extremidade (23b) articulada sobre um veio (22) de sarda do motor (20) eléctrico e, por outro lado, uma segunda alavanca (25) compreendendo uma primeira extremidade (25a) articulada sobre um eixo (2 6) horizontal e uma segunda extremidade (25b) articulada sobre o braço (9) de suporte.
7. Dispositivo de montagem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a segunda extremidade (25b) da segunda alavanca (25) articulada sobre o braço (9) de suporte estar disposta acima da articulação (23a) da primeira alavanca (23) nesse braço (9) de suporte.
8. Dispositivo de montagem, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por a distância entre o eixo (24) horizontal da articulação média da primeira alavanca (23) e a primeira extremidade (23) dessa primeira alavanca (23) ser sensivelmente igual à distância que separa as duas extremidades (25a, 25b) da segunda alavanca (25) .
9. Dispositivo de montagem de componentes (4) por dobragem de uma borda periférica de um primeiro painel (5) sobre a borda periférica de, pelo menos, um segundo - 5 - ΡΕ1389498 painel (6), sendo os referidos painéis (5, 6) colocados sobre uma matriz (7) e compreendendo o referido dispositivo meios de engaste prévio adaptados para dobrar a borda periférica do primeiro painel (5) na direcção da borda periférica do segundo painel (6) , estando os meios de engaste adaptados para aplicar a borda periférica do referido primeiro painel (5) sobre a borda periférica do referido segundo painel (6), e meios de deslocamento dos referidos meios de engaste prévio e de engaste ao longo das bordas periféricas, sendo os meios de engaste prévio e de engaste formados por um mesmo rolo (8) montado de modo a rodar livremente na extremidade de um braço (9) de suporte ligado a meios (10; 20; 30; 40) de aplicação de uma força sobre este rolo (8) por tracção ou por impulso, caracterizado por os meios de aplicação da força sobre o rolo (8) compreenderem um motor (30) eléctrico e um multiplicador (35) hidráulico compreendendo, por um lado, um primeiro pistão (36) que se pode deslocar linearmente numa câmara (37) cheia de um fluido por um elemento (32) de ligação com um veio de saida do motor (30) e, por outro lado, um segundo pistão (38) ligado ao rolo (8) e disposto numa câmara (39) cheia de fluido, comunicando com a câmara (37) do primeiro pistão (36), podendo o referido segundo pistão (38) deslocar-se linearmente devido à pressão do fluido aquando do deslocamento do primeiro pistão (36).
10. Dispositivo de montagem, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o segundo pistão (38) - 6 - ΡΕ1389498 apresentar um diâmetro superior ao diâmetro do primeiro pistão (36).
11. Dispositivo de montagem, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado por o motor (30) eléctrico ser um motor eléctrico rotativo e o elemento de ligação ser formado por uma cremalheira (32) ligada ao primeiro pistão (36) e engrenada num pinhão (32a) rodado pelo veio de saida do motor (30).
12. Dispositivo de montagem, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado por o motor (30) eléctrico ser um motor eléctrico de movimento linear. Lisboa, 31 de Maio de 2012