PT1425129E - Grampo robô de montagem com dispositivo de alívio e de equilbragem auto-adaptativo - Google Patents

Description

ΡΕ1425129 1 DESCRIÇÃO "GRAMPO ROBÔ DE MONTAGEM COM DISPOSITIVO DE ALÍVIO E DE EQUILBRAGEM AUTO-ADAPTATIVO" A presente invenção refere-se a um grampo robô de montagem com dispositivo de alivio e de equilibragem auto-adaptativo, tal como descrito no preâmbulo da reivindicação 1, que compreende dois braços porta-ferramentas próprios para se aproximarem um do outro por rotação (grampo em X) ou por translação (grampo em C), sob a acção de um actuador principal, de modo que as ditas ferramentas podem agarrar entre elas um subconjunto a ser montado, um actuador auxiliar de equilibragem é proporcionado para aliviar uma das ferramentas em relação ao dito subconjunto, e para levar um dos braços, chamado "braço de referência", a uma posição espera recuada em relação ao dito subconjunto depois de uma fase de montagem durante a qual a ferramenta suportada pelo dito braço de referência foi posta em contacto com o dito subconjunto, este actuador auxiliar está montado, para este efeito, entre uma parte do suporte fixo e o dito braço de referência. 0 documento US5898285 descreve um tal grampo robô. A invenção aplica-se a ferramentas ou máquinas que executam operações de montagem por soldadura, estampagem, agrafagem ou outras quando a ferramenta, ou 2 ΡΕ1425129 inversamente a peça, são transportadas por um robô para executar os vários pontos de ligação deque constituem a gama de fabricação.

Se o robô transporta a peça ou as peças a serem montadas, a ferramenta ou a máquina são fixas ao chão. Se, inversamente, o robô transporta a ferramenta de montagem, a peça ou peças a montar são fixas em relação ao chão. A invenção aplica-se quando a ferramenta está equipada com um sistema de fecho que permite agarrar as peças a serem montadas entre dois braços ou duas maxilas articuladas.

Para explicar os objectivos e vantagens da invenção, convém em primeiro lugar descrever o funcionamento de um sistema já existente usando como exemplo um grampo robô de soldadura por resistência. A figura 1 representa, de forma esquemática, uma ferramenta conhecida, do tipo grampo-tesoura com o seu actuador principal 1. 0 grampo é dito em X ou tesoura, porque a força é transmitida do actuador de soldadura 1 aos eléctrodos 2" e 3", na extremidade dos braços porta-eléctrodos inferior ou de referência 2' e superior 3', por meio de braços de alavanca 2 e 3 que rodam em torno de um eixo de articulação comum 4. 0 actuador principal 1, ligado entre os dois 3 ΡΕ1425129 braços de alavanca 2 e 3 por intermédio do seu corpo principal 1 e de uma haste 1', pode ser pneumático, hidráulico, eléctrico, electromagnético ou mecânico. 0 que será descrito abaixo também se aplica aos chamados grampos em C, nos quais as ferramentas se deslocam uma em relação à outra por translação e não por rotação dos seus braços respectivos. um actuador auxiliar 7, dito de alivio, de equilibragem ou de aproximação, o qual pode ser do mesmo tipo do acima descrito, está ligado entre uma parte do suporte fixo 5 e um dos dois braços de alavanca 2-3 da articulação, a saber, o braço 2, por intermédio da sua haste 8. 0 movimento do subconjunto constituído pelo braço de alavanca 2 e pelo braço porta-eléctrodo inferior 2' será limitado ao curso do actuador auxiliar 7. 0 braço 2' é chamado braço de referência, em oposição ao braço superior 3' cujo movimento será directamente função do curso, geralmente maior, do actuador principal.

Eventualmente, a ferramenta pode estar equipada com um transformador de soldadura 9; o subconjunto a ser montado 10 presume-se que está fixo em relação ao chão; a ferramenta é fixada de forma rígida ao robô manipulador (não representado) por intermédio do seu suporte 5 ou do transformador de soldadura 9. 4 ΡΕ1425129

Os movimentos de saída da haste 1' do actuador principal 1 permitem fechar o subconjunto articulado 2-2' e 3-3' em torno do seu eixo 4 e, assim, agarrar as chapas 11 e 12 entre os eletrodos 2" e 3".

Para obter uma boa qualidade de montagem sem deformar as chapas, é necessário que o subconjunto constituído pelo braço de referência 2', o braço móvel 3' e o actuador principal 1 seja perfeitamente livre em torno do seu eixo 4. 0 papel do actuador auxiliar 7 é o de assegurar esta operação de equilibragem e de tornar a ferramenta capaz de compensar o peso do subconjunto articulado, bem como as variações de posição relativa do eléctrodo 2" do braço de referência 2' em relação ao subconjunto a montar 10 .

As razões para estas variações podem ser várias. As principais são a tolerância de posicionamento do robô, o desgaste do eléctrodo 2" e a tolerância na espessura das placas 11 e 12.

Além disso, a ferramenta deve ser capaz de compensar a deformação do subconjunto constituído pelo braço fixo e pelo braço de referência 2' aquando da aplicação das forças de montagem.

Uma má equilibragem da ferramenta conduz a uma 5 ΡΕ1425129 dispersão da força de montagem através dos elementos de fixação do subconjunto a ser montado na sua ferramenta. Além do risco de deformação das placas 11 e 12, o equilíbrio de forças entre os eléctrodos 2" e 3" e o subconjunto a ser montado 10 não pode ser garantido. Este desequilíbrio pode afectar directamente a qualidade do processo de montagem.

Logo que o grampo esteja equilibrado e fechado, a operação de montagem de um ponto de soldadura N pode ser efectuada. A figura 1' representa o grampo-tesoura da figura 1 equilibrado, com o eléctrodo 2" do braço de referência 2' em contacto com o subconjunto a ser montado 10. O actuador principal 1 pode ser comandado para fechar o conjunto móvel 3 e 3' e efectuar a operação de montagem por soldadura no ponto N.

Quando o ciclo de soldadura está concluído, o actuador principal 1 é comandado para afastar do conjunto 10 o conjunto móvel dos braços 3 e 3'. No entanto, antes que o robô se possa deslocar com a sua ferramenta, é indespensável afastar da chapa 12 o eléctrodo 2" do braço de referência 2', e de voltar a dar à ferramenta uma geometria de referência definida e rígida. Trata-se da operação dita de alívio.

Esta operação é efectuada por meio do actuador 6 ΡΕ1425129 auxiliar 7, colocando firmemente o braço de referência 2' em espera para uma posição afastada das chapas 12 e 11.

Um ajuste do comprimento da haste 8 do actuador auxiliar 7 permite ajustar a distância de afastamento do eléctrodo de referência 2" em relação ao subconjunto a ser montado 10. Essa distância é chamada "curso de alívio". 0 robô pode então continuar a sua trajetória até ao próximo ponto N+l da gama de soldadura, e iniciar um novo ciclo de montagem.

As desvantagens da técnica gue acaba de ser descrita resultam das seguintes considerações.

Normalmente, o alívio é assegurado por meio de um cilindro de curso único ajustando a pressão do fluido em cada uma das suas câmaras, ou por meio de um conjunto de molas cuja posição de equilíbrio corresponde à posição de aproximação da ferramenta, um cilindro de simples efeito recoloca a ferramenta numa geometria de referência. A figura 2 ilustra um exemplo da função de equilibragem e de alívio por meio de cilindro pneumático 7 num grampo-tesoura do tipo das figuras 1 e 1'. Nesta figura, as referências 1, 1', 2, 2', 2", 3, 3', 3", 7 e 8, designam elementos semelhantes aos das figuras anteriores, ou desempenhando o mesmo papel. A fase de equilibragem é aqui efectuada por regulação das pressões PI e P2 em cada 7 ΡΕ1425129 uma das câmaras do cilindro de alivio 7, que constitui o actuador auxiliar. Assim, torna-se possível compensar a força gerada pelo peso do subconjunto articulado constituído pelo actuador principal 1, pelo braço de referência 2' e pelo braço móvel 3'. Durante a aplicação da força, os reguladores de duplo efeito RI e R2 permitem que o pistão de alívio 73 se desloque livremente em translação no seu cilindro 74. Assim, o sistema pode seguir livremente a deformação dos braços 2,2' e 3,3'. 0 movimento de alívio é obtido por comando de uma electroválvula E2 de forma a purgar a câmara posterior 72 do cilindro. Na ausência de contrapressão, o pistão 73 vai voltar ao contacto com a cabeça traseira 75 do cilindro de alívio 7, levando com ele o subconjunto articulado que compreende o actuador principal 1, o braço fixo 2 e o braço móvel 3.

No entanto, esta solução exige a contribuição de um fluido sob pressão, o que é uma grande desvantagem, especialmente no caso em que o actuador principal 1 é um motor eléctrico. Além disso, esta solução só pode ser satisfatória para uma dada posição angular da ferramenta em relação ao chão. Assim que nos afastemos desta posição, o peso da ferramenta originará um desequilíbrio das forças sobre as chapas. A utilização de uma ou duas válvulas proporcionais em subsituição dos reguladores, as quais são elas mesmas associadas ou não com um inclinómetro fixado à ferramenta, permite ajustar a contrapressão de equilibragem ΡΕ1425129 para cada posição da ferramenta, mas a sua gestão é complicada e o seu custo de aquisição caro.

Além disso, o sistema necessita de ser reajustado para cada tipo de grampo em função da sua cinemática, do peso e da posição do centro de gravidade da sua parte articulada, da evolução eventual das forças de atrito no interior da articulação e da modificação da trajectória do robô. São conhecidos, dos documentos JP2000218377 e US5898285, processos de controle de um grampo robô que utilizam um motor auxiliar que pode ser comandado de uma maneira predeterminada. 0 objectivo da presente invenção é ultrapassar todos estes inconvenientes da técnica anterior e, para este fim, é proposto um grampo robô de montagem com dispositivo e alívio e equlibragem auto-adaptativo de acordo com a reivindicação 1. A utilização de um motor eléctrico, em vez de um cilindro pneumático ou semelhante para efectuar as operações de equilibragem e de alivio apresenta a vantagem de tornar mais fácil o controle das partes móveis do grampo. Será mais fácil, em particular, activar automaticamente o motor para fazer com que produza a força necessária para manter a ferramenta na posição apropriada, independentemente da sua inclinação. 9 ΡΕ1425129

Em particular, e de acordo com outra característica da presente invenção, espera-se que o dito dispositivo de comando electrónico esteja preparado para controlar o binário do dito motor de acordo com um cálculo efectuado com base na corrente consumida por ele durante o deslocamento da parte articulada do grampo durante a sua aproximação.

Assim, não é necessário programar o sistema.

Vantajosamente, o dito dispositivo de comando eletrónico e o seu módulo de potência, constituído por um transístor talhador de ponte trifásica, são montados no prolongamento do motor 13 e são alimentados por uma tensão contínua. Esta montagem permite reduzir as sobretensões e as sobrecargas térmicas devidas às indutâncias parasitárias.

De preferência (mas não necessariamente) , o dito primeiro sensor de posição é constituído por um sensor do movimento de rotação ligado ao rotor do motor, em especial no caso de um motor rotativo, ou por um sensor do deslocamento linear conduzido em translação pelo dito actuador auxiliar, particularmente no caso de um motor linear.

Ainda vantajosamente, o grampo robô compreenderá um segundo sensor de posição para controlar o retorno e a presença do braço de referência na sua posição de alívio. 10 ΡΕ1425129 O grampo robô pode ainda ser caracterizado por compreender um dispositivo de bloqueio mecânico que mantém a dita posição de alivio em posição de repouso, de modo a economizar a energia eléctrica consumida pelo motor, este bloqueio impede, além disso, a perda de posição no caso de corte da corrente de alimentação do motor.

Alguns modelos de realização da invenção serão agora descritos por meio de exemplos não limitativos, com referência às outras figuras dos desenhos anexos nos quais: a figura 3 é um esquema sinóptico do principio do comando de um grampo de acordo com a presente invenção; as figuras 4 a 11 são representações esquemáticas de diferentes modelos de realização do grampo de acordo com a invenção: as figuras 4 a 7 com grampos de tesoura e as figuras 8 a 11 com um grampo em C; as figuras 12 a 15 mostram detalhes de construção; e a figura 16 é uma meia-vista sinóptica do motor síncrono, com o seu comando electrónico.

No esquema sinóptico da figura 3, designou-se por: com a A o início do ciclo de aproximaçao 11 ΡΕ1425129 ferramenta na posição de referência de alivio; - Io a corrente de manutenção na posição do alivio;

Va a velocidade de aproximação imposta (definida durante a fase A-B);

Ia a corrente no motor 13 durante a fase de aproximação à velocidade estabelecida Va; A-B o curso mínimo de aproximação; A-E o curso máximo de aproximação;

Ie a corrente do motor, imposta durante a fase de equilibragem da ferramenta; A-C o curso de aproximação efectivo no exemplo; C o tocar do eletrodo de referência 2" na chapa 12;

Do tocar do eléctrodo 3" na chapa 11 (partindo do principio que o eléctrodo 2" toca na chapa antes do eléctrodo 3"); D-F o curso da força de ajuste correspondente à flexão do braço de referência 2'; 12 ΡΕ1425129 F-G a fase de soldagem-forjagem; G o fim da soldadura e o início da abertura do grampo;

Vd a velocidade de alívio na abertura do grampo;

Id a corrente do motor 13 durante a fase de alívio à velocidade estabelecida (deve notar-se que, durante a fase de alívio o binário do motor é calculado com o valor necessário para libertar o grampo da chapa, mesmo no caso de colagem dos eléctrodos sobre a mesma); G-H o curso de alívio;

Ho retorno do grampo para a sua posição de referência aliviada; H' idem no caso de bloqueio mecânico na posição de alívio para limitar o valor da corrente no motor 13. A fim de efectuar as operações de aproximação, de equilibragem e de alívio, o princípio do comando do motor 13 pode ser o seguinte, tratando-se de preferência de um motor síncrono trifásico de imans permanentes 104 sem escovas, de binário elevado (ver também a figura 16, na qual o motor está referenciado como 71). A primeira fase consiste, primeiramente, em 13 ΡΕ1425129 comandar a velocidade do motor 13. Graças à ligação mecânica 14 entre o motor 13 e a articulação 4, o eléctrodo 2" do braço porta-eléctrodo com a referência 2' é colocado em movimento e aproxima-se do conjunto de chapas 10. Uma vez concluída a aceleração e estabelecida a velocidade de aproximação Va, o valor Ia da corrente do motor 13 vai estabilizar. Este valor irá corresponder ao valor necessário para afastar (ou reter) a parte móvel do corpo do grampo. A energia consumida pelo motor 13 também serve para vencer as forças de atrito associadas com o deslocamento desta parte móvel. A segunda fase da operação de equilibragem consiste em manter o valor da corrente do motor 13 naquele que é necessário para manter a velocidade de aproximação Va. Este valor da corrente é conhecido, uma vez que foi medido após a fase de aceleração e antes da entrada em contacto do eléctrodo 2" do braço de referência 2' com o conjunto de chapas 10. Graças a esta limitação da corrente, quando o eléctrodo 2" do braço 2'entra em contacto com as chapas 10, só a força residual correspondente às forças de atrito aquando do deslocaamento vai ser aplicada sobre as chapas 10. Esta limitação de corrente é mantida durante toda a fase de montagem. Deve notar-se que, durante o ciclo de equilibragem, o binário do motor 13 é calculado com o valor mínimo necessário para equilibrar a ferramenta e dar-lhe uma flexibilidade de movimento, de modo a não deformar as chapas. 14 ΡΕ1425129

Pelas mesmas razões, a ligação mecânica 14 entre o braço 2' da articulação e o motor 13 deve ser concebida de modo a facilitar a sua reversibilidade. Assim, o sistema pode seguir as deformações da ferramenta e a flexão dos braços durante a aplicação da força de montagem necessária.

Uma vez terminada a operação de montagem, a articulação deve voltar à sua geometria inicial. Uma instrução para reverter a velocidade é, então, enviada para o motor, e o controle de corrente é suprimido. 0 motor 13 entra, então, novamente em rotação, e o eléctrodo 2' é afastado do conjunto de chapas 10. O movimento ocorre até que o sistema entra em posição de alivio e, eventualmente, em contacto com um batente mecânico. O sistema reencontrou assim a sua posição de referência de alivio, e na hipótese da presença de um bloqueio mecânico, torna-se possível limitar ou eliminar a alimentação ao motor 13. Vantajosamente, esta posição de referência de alívio serve igualmente como um ponto de decisão do zero absoluto para o codificador incremental, se utilizado. Deve notar-se que o curso de alívio é programável e pode ser diferente dependendo dos pontos de soldadura, o que não é possível com um cilindro pneumático.

Na Figura 4 está representado um grampo robô do tipo tesoura de acordo com a invenção, com o motor 13 rotativo e transformação do seu movimento de rotação num movimento de translação por um sistema 14 do tipo biela b e manivela m, com um eixo excêntrico a. As outras referências 15 ΡΕ1425129 designam elementos semelhantes aos das figuras anteriores e seguintes. Este dispositivo de biela apresenta a vantagem de manter um certo grau de flexibilidade da parte articulada na posição de aproximação, e de assegurar uma rigidez na posição de alivio. Seja qual for o modelo de realização, a posição de alivio pode ser detectada por um sensor do tipo forquilha electromagnético ou óptico, por exemplo.

Na Figura 5, o mesmo tipo de grampo em tesoura está equipado com um sistema mecânico 14 de transmissão do movimento de rotação do motor 13 ao braço de referência 2, do tipo pinhão d e cremalheira e, isto por intermédio do eixo 4.

Na Figura 6, o mesmo tipo de grampo em tesoura está equipado com um sistema mecânico 14 de transmissão do movimento de rotação do motor 13 ao braço de referência 2' do tipo parafuso-porca, ainda por intermédio do eixo 4; este sistema pode ser substituído por um sistema semelhante, conhecido per se, do tipo casquilho provido internamente com uma rampa.

Na Figura 7, o sistema de transmissão é directo: ligação do veio do motor ou do motoredutor 13 directamente ao eixo de articulação 4 do grampo em tesoura.

Nas Figuras 8-11 mostra-se a aplicação da invenção aos grampos robôs do tipo em C. Nestas figuras, 16 ΡΕ1425129 ainda é referenciado como 1 o actuador principal, do tipo cilindro pneumático, como 2' e 3' os braços porta-ferramentas, e como 13 o motor eléctrico 13 do actuador auxiliar de equlibragem 7. 0 alivio ainda é efectuado pelo accionamento do braço de referência 2', como para os grampos em tesoura. Os modelos de realização das figuras 8 a 10 correspondem, respectivamente, aos das figuras 5 (com cremalheira) , 4 (com biela e manivel) e 6 (com parafuso-porca) , e têm um funcionamento equivalente.

Quanto ao modelo de realização da figura 11, ele mostra a aplicação de um motor eléctrico 13 linear para o accionamento directo do braço de referência 2' do grampo em C. A fim de adaptar a cinemática e as forças necessárias à aplicação em todos os exemplos não limitativos acima citados, um sistema de amplificação/redução do binário (engrenagens epicicloidais, sistem de roda e pinhão) ou do movimento de translação (conjunto do braço de alavanca) pode ser incluido na ligação mecânica entre o motor 13 e o subconjunto móvel.

Da mesma forma qualquer sistema de referência por alavanca, correia ou de roda e pinhão cónico pode ser considerado. O sistema de comando do motor eléctrico 13 pode ser integrado directamente no motor ou remotamente na ferramenta. Um sistema de comando manual de resolução de problemas permite, na falta de energia eléctrica, 17 ΡΕ1425129 reproduzir a cinemática do sistema. Este comando pode estar seja na ponta do veio, seja inclinado, de acordo com a patente francesa n° 00 04122, de 31 de Março de 2000, no nome do requerente.

As figuras 12 a 15 mostram alguns detalhes de construção, especialmente no caso de uma transmissão de movimento por biela e manivela excêntrica. A figura 12 mostra um corpo do grampo de tesoura equipado com o seu actuador principal 1 montado no braço de referência 2, por intermédio de um rolamento 21. O braço móvel 3 é posto em rotação em torno do eixo de articulação 4 pelos movimentos de entrada e saida da haste do actuador 1. O actuador auxiliar 7, descrito em mais pormenor nas figuras 13 a 15, é constituído por um motor 71 fixado ao suporte 5 do grampo. A haste 8 do actuador auxiliar 7 está ligada em 81 ao braço de referência 2. Os outros componentes da ferramenta: transformador e braços porta-eléctrodos não são representados. A figura 13 representa a montagem do actuador auxiliar no interior dos flancos 51 e 52 do suporte de apoio 5, este actuador é constituído pelo motor eléctrico 71, com a sua parte de comando 72c e de potência 72p montada na extremidade (figura 16) . O primeiro sensor de posição é constituído por um sensor do movimento de rotação 18 ΡΕ1425129 102 ligado ao rotor 103 do motor. O veio do rotor 73 do motor 71 tem ranhuras na sua extremidade 74, as ranhuras servem como um pinhão para accionarem em rotação uma roda 75 montada num veio 76, o qual é guiado em rotação por dois rolamentos 77 e 78 integrados nos flancos 51 e 52 da parte de suporte 5 . 0 veio 76 tem uma porção excêntrica 79 circular em torno da qual pode ser montada um segundo anel excêntrico 80 que permite, por rotação em torno do excêntrico 79, ajustar o valor do curso de alivio da ferramenta (ver figura 14) . A figura 14 mostra o principio de ajustamento do valor da excentricidade e de funcionamento do sistema de biela e manivela que permite transformar o movimento de rotação do motor auxiliar 71 em movimento de basculamento do subconjunto articulado 1, 2 e 3 em torno do eixo 4. A haste 8 está livre para rodar, por um lado em torno do eixo 81 do braço de referência 2, por outro lado, na sua outra extremidade em torno do anel 80 pela presença de um rolamento rotativo 82. Quando o grampo se encontra na posição de referência, os pontos A, B e C, respectivamente, os centros dos eixos 81, 76 e do subconjunto excêntrico 79-80, estão alinhados. A haste 8 encontra-se então em posição recolhida. 0 alinhamento dos pontos A, B e C permite anular o binário sobre o eixo 76, que pode resultar de uma força a partir do subconjunto articulado 1,2 e 3, transmitida pela haste 8, e assegura uma função de bloqueio mecânico do sistema. 19 ΡΕ1425129

Esta função de bloqueio pode ser garantida através da colocação de um batente mecânico (ver detalhe na figura 15) 90 ligeiramente para além desta posição de alinhamento dos pontos A, B e C. Sem fornecimento de energia pelo motor, o sistema não pode deixar essa posição entre o batente e esta posição de alinhamento. A fim de garantir ao sistema um máximo de flexibilidade, é vantajoso, durante a fase de equilibragem, trabalhar na zona em que o ponto C está o mais afastado possivel do eixo A-B. Isto é conseguido através do ajuste por rotação da posição relativa do anel excêntrico 80 em torno do eixo excêntrico 79. O valor da excentricidade pode assim ser adaptado com mais precisão para uma dada aplicação.

Na ilustração das figuras 13 a 15 e depois do ajustamento da excentricidade, a ligação rigida entre o anel 80 e o seu excêntrico 79 é efectuada por ajustamento cónico. O valor da excentricidade do subconjunto 76, 79 e 80 guia a amplitude dos movimentos de translação da haste 8 . A figura 15 mostra a aplicação dos batentes mecânicos para pararem a rotação do motor 71 e servirem de ponto de referência na posição de alivio um, 90, e de batente de paragem de segurança o segundo, 91. Um dedo 92 é montado sobre um anel 93 solidário com o eixo excêntrico 79. Quando o dedo 92 está em contacto com o batente 20 ΡΕ1425129 superior 90, o actuador auxiliar recoloca o subconjunto articulado 1, 2 e 3 na posição de referência de alivio. Se nenhum obstáculo parar o braço de referência durante a fase de aproximação (sem chapas, ruptura ou fissuração mecânica do braço de referência,. . .) o movimento do sistema é interrompido pela entrada em contacto do dedo 90 com o batente inferior 91.

As vantagens da invenção são as seguintes: graças ao comando de controle do motor, o dispositivo permite que a ferramenta se equilibre de forma automática e adequada de modo a não deformar as chapas e assegurar a qualidade da montagem, independentemente da sua posição no espaço; o dispositivo e o seu principio de comando são universais. Eles são apropriados para qualquer cinemática do grampo, seja ele do tipo C (força directa do cilindro nos eléctrodos) ou do tipo tesoura (força retransmitida por intermédio de um braço de alavanca em torno do eixo de articulação); este equipamento autónomo é comandado pelo envio de um simples sinal de comando da fase de equilibragem ou de alivio a partir de um autómato para o sistema de comando; no caso do actuador principal ser eléctrico (em 21 ΡΕ1425129 vez de ser pneumático como nos exemplos descritos), a invenção permite eliminar a presença de um fluido comprimido na ferramenta e os custos significativos associados; ao contrário de um sistema puramente mecânico, o movimento de aproximação e de equilibragem é independente dos movimentos do cilindro de soldadura; o utilizador trabalha em melhores condições beneficiando de uma maior flexibilidade da sua linha de montagem; uma mesma ferramenta pode trabalhar em todas as direcções do espaço, ela pode efectuar um maior número de operações de montagem e de melhor qualidade, isto sem obrigação de mudança de ferramenta; a qualidade da montagem será melhorada e as necessidades de retoques reduizdas; pela leitura dos valores da corrente necessária para fazer aproximar o grampo, torna-se possível detectar uma evolução das fricçõs na articulação e, por conseguinte, o grau de desgaste da ferramenta; pelo controle da rotação do motor e da sua posição de equilibragem, é possível detectar um mau posicionamento do robô, a perda de um eléctrodo, a ruptura 22 ΡΕ1425129 do braço fixo ou ainda uma montagem incorrecta da chapa (chapa em falta, mau empilhamento,...); e finalmente, pela leitura da corrente necessária para efectuar o movimento de alivio, torna-se ainda possível detectar a colagem eventual de um ou do outro eléctrodo durante a operação de montagem.

Lisboa, 6 de Agosto de 2013

Claims (11)

1. ΡΕ1425129 1 REIVINDICAÇÕES 1. Grampo robô de montagem com dispositivo de alivio e de equilibragem auto-adaptativo, compreendendo: - dois braços porta-ferramentas (2', 3') próprios para se aproximarem um do outro por rotação (grampo em X) ou translação (grampo em C) , sob a acção de um actuador principal (1), de modo que as ferramentas (2", 3") podem agarrar entre elas um subconjunto (10) de peças (11, 12) a ser montado, - um actuador auxiliar de equlibragem (7), para o alivio de uma (2") das ferramentas em relação ao dito subconjunto (10), levando um dos braços, o chamado "braço de referência "(2'), para uma posição de espera recuada em relação ao dito subconjunto (10) depois de uma fase de equilibragem na qual a ferramenta (2") suportada pelo dito braço de referência (2'), foi posta em contacto com o dito subconjunto (10) por uma aproximação, este actuador auxiliar (7) é montado, para este efeito, entre uma parte do suporte fixo (5) e o dito braço de referência (2'), o dito actuador auxiliar (7) é constituído por um motor eléctrico (13; 71) rotativo ou linear, O dito grampo robô compreende adicionalmente, em associação com o motor eléctrico (13; 71) : 2 ΡΕ1425129 - um dispositivo de comando electrónico (72c) que permite controlar o motor eléctrico (13; 71); - um sistema mecânico (14) de transmissão do movimento do dito motor (13, 71) ao dito braço de referência (2'); e - um primeiro sensor de posição (102) ligado ao dito dispositivo de comando electrónico (72c); caracterizado por, a fim de realizar as operaçõs de aproximação, de equilibragem e de alivio, o dispositivo de comando (72c) do motor (13, 71) compreender meios que asseguram, para cada operação de montagem de um subconjunto (10), um ciclo de equilibragem que compreende duas fases sucessivas, em que: uma primeira fase consiste, em primeiro lugar, em comandar a velocidade do dito motor (13, 71) de modo que, graças ao dito sistema mecânico (14), a ferramenta (2") do braço de referência (2') é colocada em movimento e aproxima-se do dito subconjunto (10), e uma vez concluída a aceleração e estabelecida a velocidade de aproximação (Va), o valor (Ia) da corrente do motor (13, 71) estabiliza, o dito valor da corrente (Ia) corresponde ao valor necessário para afastar ou reter o subconjunto articulado que compreende os ditos braços porta-ferramentas (2', 3') e o actuador principal (1) do grampo robô, a energia consumida pelo dito motor (13, 71) serve igualmente para vencer as forças de atrito associadas ao deslocamento do dito 3 ΡΕ1425129 subconjunto articulado (1, 2', 3'); e a segunda fase do ciclo de equilibragem consiste em manter o valor (Ia) da corrente do motor (13, 71) que é necessária para manter a velocidade de aproximação (Va), o dito valor da corrente é conhecido, já que foi medido após a fase de aceleração e antes da entrada em contacto da ferramenta (2") do braço de referência (2') com o dito subconjunto (10) a ser montado, de modo que, graças a esta limitação de corrente, quando a ferramenta (2") do braço de referência (2') entra em contacto com as ditas peças (11, 12) a serem montadas, só a força residual, correspondente às forças de atrito aquando do deslocamento, é aplicada sobre as ditas peças (11, 12), a dita limitação de corrente é mantida (Ie) durante toda a operação de montagem, o binário do motor (13, 71) é calculado, durante o ciclo de equilibragem, com o valor mínimo necessário para equilibrar o grampo robô e deixar-lhe flexibilidade de movimento de modo a não deformar as ditas peças (11, 12) a serem montadas.
2. 2. Grampo robô de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito dispositivo de comando electrónico (72c) e o seu módulo de alimentação, constituído por um transístor talhador de ponte trifásica (72P), serem montados no prolongamento do dito motor (13, 71) e serem alimentados por uma tensão contínua.
3. 3. Grampo robô de acordo com a reivindicação 1 ou 4 ΡΕ1425129 2, caracterizado por o dito primeiro sensor de posição ser constituído por um sensor de movimento de rotação (102), ligado ao rotor (103) do motor (13; 71) ou por um sensor de deslocamento linear conduzido em translação pelo actuador principal (1).
4. 4. Grampo robô de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender um segundo sensor de posição para controlar o retorno e a presença do braço de referência (2') na sua posição de alívio.
5. 5. Grampo robô de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por os ditos sensores de posição serem sensores do tipo electromagnético ou óptico (102).
6. 6. Grampo robô de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender um dispositivo de bloqueio mecânico (90, 91) que segura a dita posição de alívio na posição de repouso.
7. 7. Grampo robô de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, do tipo de motor eléctrico (13; 71) rotativo, caracterizado por ser um motor síncrono trifásico com ímans permanentes (104) sem escovas, de binário elevado.
8. 8. Grampo robô de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, do tipo de motor eléctrico (13) 5 ΡΕ1425129 rotativo, caracterizado por o dito sistema mecânico (14) de transmissão do movimento ao dito braço de referência (2') ser do tipo biela (b) e manivela (m).
9. 9. Grampo robô de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o dito sistema mecânico (14) de transmissão do movimento ao dito braço de referência (2') ser do tipo pinhão (d) e cremalheira (e) , de parafuso ou acoplamento directo.
10. 10. Grampo robô de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito sistema mecânico (14) de transmissão compreender um dispositivo (76, 79, 80) para ajustar o curso de alivio.
11. 11. Grampo robô de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os dois braços porta-ferramentas (2', 3') serem adaptados para se aproximarem um do outro por rotação (grampo em X). Lisboa, 6 de Agosto de 2013