WO2006111594A1 - Disposición de robots y dispositivo que comprende la misma - Google Patents

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Definitions

  • the present invention refers to an arrangement of robots.
  • the arrangement of robots will be especially applicable to the field of rotating machines for surface treatment of work pieces, although this arrangement can be applied to other fields, such as, for example, the manufacture of precision parts, watchmaking or Parts of multiple industrial sectors.
  • a robot is understood as a programmable mechanical device capable of capturing the work pieces and placing them at any point of a defined space or scope, in any orientation of the workpiece.
  • each robot is associated with a workstation or head capable of performing an operation (for example, polishing, sanding, polishing, drilling).
  • the robots are placed in front of workheads in a linear or circular arrangement, the robots being fixed and the workpiece goes from robot to robot.
  • This has the disadvantage that for each work operation there are two non-productive dead times consisting of the operations of picking up the work piece from the previous robot and depositing the piece once the work operation has been carried out in a transfer zone to put it to Next robot layout.
  • the transfer operation of the workpiece from robot to robot is complicated and can cause problems with failures and / or lack of precision
  • rotary machines consisting of a rotary table with a plurality of workpiece units and a plurality of surface treatment stations arranged around the rotary table.
  • the workpiece units have associated motor means that allow a limited orientation of the workpiece, usually by two turns around two axes perpendicular to each other.
  • These provisions have several drawbacks. Firstly, the movement capacity of the workpiece units is limited to an orientation of the workpiece, which requires providing each surface treatment station with motor means for displacement and / or rotation, which complicates the installation.
  • the present invention consists of an arrangement comprising: a) a rotating base, preferably essentially circular in shape; b) a set of robots arranged on the rotating base, intended for clamping, positioning and orientation of work pieces; c) a set of work stations arranged around the rotating base.
  • the arrangement may also comprise d) a reception area for one of said robots, located in front of it, to capture a work piece; e) a delivery area for one of the mentioned robots, located in front of it, to release a work piece.
  • control cabinets or main sets of control devices may be arranged on the rotating base, or outside it.
  • some drawings of a robot arrangement made in accordance with the present invention are attached by way of explanatory but not limitative example.
  • Figure 1 represents a plan view of an arrangement of robots according to the present invention.
  • Figure 2 is an elevation view of an arrangement according to the present invention, in which two robots have been represented.
  • Figure 3 is an elevation view showing a robot and a workstation in an arrangement according to the present invention.
  • Figure 4 is a plan view of another arrangement of robots according to the present invention, with the control cabinets containing the main sets of control devices located outside the rotating base.
  • Figure 5 is an elevational view of an arrangement according to the present invention with the control cabinets arranged outside the rotating base.
  • FIG. 1 to 3 an embodiment example of a robot arrangement according to the present invention can be seen, in particular a robot arrangement applied to the surface treatment of workpieces -10-.
  • the arrangement comprises a base or rotating table -1-, which rotates driven, for example, by an indexing table -7-, of commercially available type, or by any other suitable means, such as, for example, a crown system Toothed and motor.
  • On the base -1- a set of robots -2- is arranged, and around the base -1- there is a set of devices or work stations -3-, such as, for example, polishing stations.
  • the objective of the robots is to place and orient the pieces to work -10- in the workstation -3- so that, in this case, that one or several faces of the piece to work -10- undergo a superficial treatment.
  • the robots -2- have six degrees of freedom, being able to arrange the work piece -10- at any point and orientation, within its scope.
  • the scope volume has been represented in the figures by dashed lines around the robots. The arrangement can be completed with an automatic delivery area -5- of the pieces worked and a reception area -4- of the pieces to work.
  • a robot -2- located in front of the delivery area -4- holds a workpiece -10- to work in said area -4- and, following the rotation movement of the rotating base -1- passes successively through the Workstations -3-, where the robot -2- performs the movements necessary with its arm to place and orient the work piece -10- so that the station -3- performs the desired surface treatment on the desired surface of the workpiece -10-.
  • the robot -2- drops the piece -10-, already worked, in the delivery area -5- and is in a position to take a new piece to work in the area Delivery -4-.
  • control cabinets -6- which, in general, will be variable in number according to the kind of application, are also located on the rotating base -1-.
  • Figures 4 and 5 show an application in all similar to that shown in Figures 1 to 3, except that the control cabinets -6- in which the main sets of arrangement control devices are arranged, are placed outside the rotating base -1-.
  • both the control information and the power that it is necessary to transmit from the fixed control cabinets -6- to the moving robots -2- are transmitted through a set of connectors or rotating joints of a type suitable for the transmission of signals in the data communication by means of a communication protocol-
  • An example of such rotary connectors are marketed by the company Servotechnik GmbH.
  • the arrangement shown has several advantages over the rotary table arrangements equipped with workpiece units equipped with the possibility of turning the workpiece on one or two axes.
  • robots allow an amplitude of movements greater than those provisions.
  • the embodiment is simplified, since it is not necessary to provide work stations with movement.
  • the arrangement according to the present invention is more economical since it does not need an independent operator or robot to place the work pieces in the workpiece units.
  • the arrangement of robots also allows more easily to insert different treatments to different parts in a productive process.

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Abstract

Disposición de robots y dispositivo que comprende la misma. Disposición de robots, caracterizada porque comprende: a) una base giratoria; b) un conjunto de robots dispuestos en la base giratoria, destinados a la sujeción, posicionamiento y orientación de piezas a trabajar; c) un conjunto de dispositivos de trabajo dispuestos alrededor de la base giratoria.

Description

DISPOSICIÓN DE ROBOTS Y DISPOSITIVO QUE COMPRENDE LA MISMA
DESCRIPCIÓN
La presente invención hace referencia a una disposición de robots. La disposición de robots será aplicable especialmente al campo de las máquinas giratorias de tratamiento superficial de piezas a trabajar, si bien dicha disposición puede ser aplicada a otros campos, tal como, por ejemplo, el de la fabricación de piezas de precisión, la relojería o piezas de múltiples sectores industriales.
A efectos de la presente invención se entiende como robot un dispositivo mecánico programable capaz de capturar las piezas a trabajar y situarlas en cualquier punto de un espacio definido o volumen de alcance, en cualquier orientación de la pieza a trabajar.
Son conocidas disposiciones de una pluralidad de robots en los que cada robot está asociado a una estación de trabajo o cabezal capaz de realizar una operación (por ejemplo, pulido, lijado, abrillantado, taladrado) . Los robots se sitúan frente a cabezales de trabajo en disposición lineal o circular, estando los robots fijos y la pieza a trabajar va pasando de robot a robot. Esto presenta el inconveniente de que para cada operación de trabajo existen dos tiempos muertos no productivos consistentes en las operaciones de recoger la pieza a trabajar procedente del robot anterior y depositar la pieza una vez realizada la operación de trabajo en una zona de transferencia para ponerla a disposición del siguiente robot. Además, la operación de traspaso de la pieza a trabajar de robot a robot es complicada y puede producir problemas de fallos y/o falta de precisión.
Por otro lado, en el campo específico del tratamiento superficial de piezas a trabajar, son conocidas máquinas giratorias compuestas por una mesa giratoria con una pluralidad de unidades portapieza y una pluralidad de estaciones de tratamiento superficial dispuestas alrededor de la mesa giratoria. Las unidades portapieza disponen de medios motores asociados que permiten una orientación limitada de la pieza a trabajar, habitualmente mediante dos giros alrededor de dos ejes perpendiculares entre sí. Estas disposiciones presentan varios inconvenientes. En primer lugar, la capacidad de movimiento de las unidades portapieza está limitada a una orientación de la pieza, lo que requiere dotar a cada estación de tratamiento superficial de medios motores para desplazamiento y/o giro, lo que complica la instalación. Otra consecuencia de la limitación de movimientos de las unidades portapieza es que para tratar piezas distintas es necesario realizar ajustes en la instalación, por lo que no es posible intercalar el tratamiento de distintas piezas en un proceso productivo. Además, estas máquinas giratorias requieren de la presencia de un operario o de un robot independiente para realizar las operaciones de colocar y retirar las piezas en las unidades portapieza. Para superar dichos inconvenientes, la presente invención consiste en una disposición que comprende: a) una base giratoria, preferentemente de forma fundamentalmente circular; b) un conjunto de robots dispuestos en la base giratoria, destinados a la sujeción, posicionamiento y orientación de piezas a trabajar; c) un conjunto de estaciones de trabajo dispuestas alrededor de la base giratoria.
Preferentemente, la disposición también podrá comprender d) una zona de recepción para que uno de los citados robots, situado enfrente de la misma, capture una pieza a trabajar; e) una zona de entrega para que uno de los citados robots, situado enfrente de la misma, suelte una pieza a trabajar.
Los armarios de control o conjuntos principales de dispositivos de control, en número variable según la aplicación, podrán disponerse en la base giratoria, o bien fuera de la misma. Para su mejor comprensión se adjuntan, a título de ejemplo explicativo pero no limitativo, unos dibujos de una disposición de robots realizada de acuerdo con la presente invención.
La figura 1 representa una vista en planta de una disposición de robots según la presente invención.
La figura 2 es una vista en alzado de una disposición según la presente invención, en la que se han representado dos robots.
La figura 3 es una vista en alzado que representa un robot y una estación de trabajo en una disposición según la presente invención.
La figura 4 es una vista en planta de otra disposición de robots según la presente invención, con los armarios de control que contienen los conjuntos principales de dispositivos de control situados fuera de la base giratoria. La figura 5 es una vista en alzado de una disposición según la presente invención con los armarios de control dispuestos fuera de la base giratoria.
En las figuras 1 a 3 puede observarse un ejemplo de realización de una disposición de robots según la presente invención, en particular una disposición de robots aplicada al tratamiento superficial de piezas a trabajar -10-. La disposición comprende una base o mesa giratoria -1-, que gira accionada, por ejemplo, mediante una mesa indexadora -7-, de tipo disponible comercialmente, o bien por cualquier otro medio adecuado, tal como, por ejemplo, un sistema de corona dentada y motor. Sobre la base -1- se dispone un conjunto de robots -2-, y alrededor de la base -1- se dispone un conjunto de dispositivos o estaciones de trabajo -3-, tal como, por ejemplo, estaciones de pulido. El objetivo de los robots es situar y orientar las piezas a trabajar -10- en la estación de trabajo -3- para, en este caso, que una o varias caras de la pieza a trabajar -10- sufran un tratamiento superficial. Para ello, los robots -2- disponen de seis grados de libertad, pudiendo disponer la pieza a trabajar -10- en cualquier punto y orientación, dentro de su volumen de alcance. El volumen de alcance ha sido representado en las figuras mediante líneas discontinuas alrededor de los robots. La disposición puede completarse con una zona automática de entrega -5- de las piezas trabajadas y otra de recepción -4- de las piezas a trabajar. En utilización, un robot -2- situado frente a la zona de entrega -4- sujeta una pieza -10- a trabajar de dicha zona -4- y, siguiendo el movimiento de rotación de la base giratoria -1- pasa sucesivamente por las estaciones de trabajo -3-, en donde el robot -2- realiza los movimientos necesarios con su brazo para situar y orientar la pieza a trabajar -10- a fin de que la estación -3- realice el tratamiento superficial deseado sobre la superficie deseada de la pieza a trabajar -10-. Tras pasar por todas las estaciones de trabajo -3-, el robot -2- suelta la pieza -10-, ya trabajada, en la zona de entrega -5- y se encuentra en disposición de tomar una nueva pieza a trabajar de la zona de entrega -4-.
En la realización mostrada en las figuras 1 a 3, los armarios de control -6-, que, en general, serán variables en número según la clase de aplicación, se encuentran situados asimismo sobre la base giratoria -1-. En comparación, las figuras 4 y 5 muestran una aplicación en todo similar a la mostrada en las figuras 1 a 3, salvo porque los armarios de control -6- en los que se disponen los conjuntos principales de dispositivos de control de la disposición, se sitúan fuera de la base giratoria -1-. Para ello, tanto la información de control como la potencia que es necesario transmitir de los armarios de control fijos -6- a los robots -2- en movimiento, se transmiten a través de un conjunto de conectores o juntas rotativas de un tipo apto para la transmisión de señales en la comunicación de datos mediante un protocolo de comunicación- Un ejemplo de tales conectores rotativos son comercializados por la empresa Servotechnik GmbH.
En su aplicación al campo del tratamiento superficial de piezas a trabajar, la disposición mostrada presenta diversas ventajas sobre las disposiciones de mesa giratoria dotadas de unidades portapieza dotadas de posibilidad de giro de la pieza a trabajar sobre uno o dos ejes. En primer lugar, los robots permiten una amplitud de movimientos mayor que las citadas disposiciones. Además, se simplifica la realización, puesto que no es necesario dotar de movimiento a las estaciones de trabajo. Además, la disposición según la presente invención resulta más económica puesto que no necesita de un operario o robot independiente para situar las piezas a trabajar en las unidades portapieza. Por último, la disposición de robots también permite con mayor facilidad intercalar tratamientos distintos a piezas distintas en un proceso productivo. Existen numerosas variantes de los ejemplos mostrados que resultarán evidentes para los expertos en la materia, sin salir del ámbito de la presente invención.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Disposición de robots, caracterizada porque comprende : a) una base giratoria; b) un conjunto de robots dispuestos en la base giratoria, destinados a la sujeción, posicionamiento y orientación de piezas a trabajar; c) un conjunto de dispositivos de trabajo dispuestos alrededor de la base giratoria.
2. Disposición, según la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende: d) una zona de recepción para que uno de los citados robots, situado enfrente de la misma, capture una pieza a trabajar; e) una zona de entrega para que uno de los citados robots, situado enfrente de la misma, suelte una pieza ya trabajada.
3. Disposición, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la base giratoria presenta forma fundamentalmente circular.
4. Disposición, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el conjunto principal o conjuntos principales de dispositivos de control de los robots se sitúan en la base giratoria.
5. Disposición, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el conjunto o conjuntos de dispositivos de control de los robots se sitúan fuera de la base giratoria.
6. Dispositivo, según la reivindicación 5, caracterizada porque la transmisión de potencia a los robots desde el conjunto o conjuntos de dispositivos de control se realiza a través de un conjunto de conectores o juntas rotativas apto para la transmisión de señales en la comunicación de datos mediante un protocolo de comunicación a través de la cual se transmite potencia a, al menos, uno de los citados robots.
7. Disposición, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los robots son capaces de situar una pieza a trabajar en cualquier punto de un espacio definido o volumen de alcance, en cualquier orientación de la pieza a trabajar.
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