WO2014027121A1 - Máquina y célula para el montaje de guías y asientos de válvulas - Google Patents

Máquina y célula para el montaje de guías y asientos de válvulas Download PDF

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WO2014027121A1
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guides
seats
station
tool
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Aitzol ARRIOLA BADIOLA
Luis María ZUBIAURRE LODOSO
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Gaindu, S.L.
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    • B23P2700/50—Other automobile vehicle parts, i.e. manufactured in assembly lines

Definitions

  • the present invention relates to the field of guide assembly machines and valve seats in engine cylinder heads.
  • guide and seat assembly cells are known that automatically mount guides and valve seats in engine heads.
  • These conventional mounting cells comprise an inlet conveyor for cylinder heads for the placement of guides and seats, an oiling station, an assembly and pressing station for guides and seats, an output conveyor for cylinder heads with guides and seats placed and a first manipulator robot that is responsible for automatically placing said seats and said guides in the engine head, and a second manipulator robot that is responsible for transfers between the input and output conveyors and the assembly and pressing stations and the oiling station Specifically, the second manipulator robot takes a cylinder head from the inlet conveyor and takes it to the oil station. Once the oiling operation is finished, the robot takes the cylinder head to the guide and valve placement station, where the first robot feeds the guides and seats in the cylinder head. Once this operation is finished, the second robot takes the stock and deposits it in the output conveyor.
  • These cells may also comprise a seat feeder and a guide feeder, generally automatic.
  • the object of the invention is a machine for mounting guides and valve seats in a cylinder head comprising:
  • the term mask refers to any type of support that allows to accommodate a series of guides or seats until placement in the stock
  • a rotating table comprising a first support tool and a second support tool (preferably the first and second tool are the same), the first and second tool being configured to support a cylinder head and said table being configured to rotate so that the first tool and the second tool are arranged alternately and simultaneously in the first station and in the second station (this means that the first support tool will be arranged in the first station for the loading of the cylinder head and of the seats and guides in the corresponding masks and then go to the second station for the assembly of the guides and seats and simultaneously the second support tool will be arranged in the second station and then will go to the first station);
  • a first manipulator configured to place said guides and said seats in the upper and lower mask respectively, in the first station
  • At least one pressing head configured to press the seats and guides into the cylinder head in the second station.
  • a support tool for example the first tool
  • the other support tool for example, the second tool
  • the first manipulator places the guides in the upper mask and the seats in the lower mask.
  • the assembly and pressing of another cylinder head is being carried out, thereby increasing the productivity of the machine.
  • the turntable rotates to position the support tool (for example, the first tool) in the second station.
  • the press head is pressurized the guides and the seats in the stock.
  • the first tool and the second tool are arranged at 180 Q on the turntable, so that the first and second stations are facing each other, optimizing the size of the machine.
  • the lower mask can be fixed to the rotary table and comprises at least one row of seat housings (for example two rows corresponding to intake and exhaust valves respectively according to the type of cylinder head, for example with in-line or inclined valves) configured to housing valve seats, said seat housings being arranged in an upright position.
  • seat housings for example two rows corresponding to intake and exhaust valves respectively according to the type of cylinder head, for example with in-line or inclined valves
  • These housings may be independently operated by the assembly or insertion unit or units and may comprise means of automatic return to rest position.
  • the upper mask is mounted on the first tool or second tool in a removable way (in each cycle) to allow the loading and unloading of the cylinder head, the upper mask comprising at least one row of guide housings configured to accommodate the valve guides.
  • the mentioned guide housings have an angle with respect to the vertical depending on the type of cylinder head.
  • the mask may comprise means for determining the level of insertion of the guides.
  • the first tool and the second tool can have tilting means that allow a cylinder head to be tilted so that the axes of the valves are in an upright position for placing the guides and seats in an upright position, so that the pressing head can always work with a vertical movement regardless of the angle of the valves in the cylinder head.
  • the first manipulator can be a manipulator robot (preferably a SCARA robot with one or two tweezers) arranged on the axis of rotation of the rotary table to optimize its work (avoid interference) and reduce the dimensions of the machine.
  • said second pressing station comprises a pressing head, which presses said guides and said seats into the engine head.
  • Said second pressing station may comprise two pressing heads to reduce cycle time and increase productivity. In the case of working with two heads simultaneously the heads can be mounted at a fixed distance or on cars driven by a servo-controlled axis to regulate the separation between them.
  • Said pressing head may comprise means of travel in two perpendicular directions (for example in the X and Y directions according to a plane parallel to the ground) to allow the positioning of the head in the different positions of guides and seats.
  • the head or heads can be mounted on a sliding table with Cartesian movement to be able to move the pressing head to the different assembly or insertion positions (each of the intake and exhaust valves), also correcting the misalignment between intake and exhaust originated in the rotation of the cylinder head to position the valve shafts vertically.
  • Said pressing head may comprise an electric press mounted on a C-shaped structure to withstand reaction forces during insertion of the guides and seats, said C-structure being vertically movable with respect to said rotary table.
  • the structure is guided vertically and balanced in weight to reduce the influence that the weight itself could exert on the insertion forces and speed up the process.
  • the structure comprises braking means and blocking the vertical displacement of the C-shaped structure during the different phases of the pressing process.
  • the pressing head may comprise a lower pusher for pressing the seats and an upper pusher for pressing the guides. It can also comprise a retractable upper locking element that supports the reaction force during the pressing of the seats.
  • an assembly cell that in addition to the machine of the invention can comprise: - A second manipulator that places and removes a cylinder head in / from said first loading and unloading station. This load is produced on an empty support tool (it may be the first or the second tool), for example, after the last cylinder head has been unloaded with the seats and guides assembled. Said second manipulator also loads and unloads the upper mask in the first station.
  • said second manipulator places said cylinder head in the oiling station, before placing the cylinder head in said first loading and unloading station;
  • Figure 1 is a plan view of the assembly cell of the present invention.
  • Figure 2 is a plan view of the assembly machine of the present invention.
  • Figure 3 is a plan view of the peripherals of the assembly cell of the present invention.
  • Figures 4 to 7 are perspective views of a part of the assembly machine, in which the steps of positioning and pressing the guides and the seats in the engine head are appreciated;
  • Figures 8 to 13 are elevational views of the pressing phases with the pressing head of the invention, in which it is appreciated how the guides and seats are placed in the engine head.
  • the assembly cell comprises:
  • an assembly machine generally identified by reference numeral 1, which in turn comprises a first station 4 for loading and unloading the engine heads 9 and a second pressing station 5, in which the seats 12 and the valve guides 13 are pressed into said engine cylinder heads 9; - a seat feeder 2, which supplies the seats 12 to said first station 4;
  • a second manipulator robot 17 handles the load from the cylinder heads 9 from the input / output conveyor 19 to the assembly machine 1 and from the discharge from the assembly machine 1 to the input / output conveyor 19;
  • the components of the assembly machine 1 can be seen in more detail, comprising a rotary table 6 on which a first support tool 8 and a second support tool 8 'are mounted, so that the tools 8, 8 'can be rotated 180 Q relative to a vertical axis of rotation arranged in the center of the rotary table 6.
  • the first tool 8 and the second tool 8 ' have tilting means 22 (for example a motor) for the tipping of the cylinder head, a lower mask 10 for the placement of the seats 12 arranged below the tool 8, 8' and fixed to the rotating table 6, so that the cylinder head 9 is located above the lower mask 10, as shown in Figure 4, and an upper mask 1 1 for the guides 13 which is located above the stock 9.
  • the guides 13 are loaded into the upper mask 1 1, which will be removable at each cycle to be able to load and unload the cylinder head 9.
  • the upper mask 1 1 will have the guide housing 13 according to the geometry of the cylinder head 9 ( position and angle) and will include tools for determining the precision in the insertion dimension of said guides.
  • the valve seats 12 will be loaded into the lower mask 10. It will have one or two rows of housings (intake and exhaust) that will depend on the type of cylinder head of the engine 9 (in-line or inclined valves). These housings will be arranged in an upright position and will be operated independently by the insertion unit (or units) and will have independent automatic return to rest position.
  • the assembly machine 1 also comprises a first manipulator robot 7, arranged on the axis of rotation of the rotary table 6, whose purpose is to place the seats 12 and the guides 13 in the lower 10 and upper 1 1 masks respectively.
  • the feeding of the first station 4 can be manual or automatic.
  • the attached figures show automatic feeding means.
  • Feeding guides 13 automatically by one or several vibrators depending on the diversity to be mounted or the time required to change the lot;
  • - Seat feeding 12 in automatic and according to two main options: a) by means of vertical warehouses arranged circularly or in line; b) by staggered feeders.
  • the second station 5 comprises a pressing head 21, which pressures the seats 12 and the guides 13 into the cylinder head 9.
  • a pusher 14 is used for the seats 12 and a pusher 15 for the guides 13.
  • Said head Pressing 21 also comprises a mechanical locking element 16 to support the insertion force of the seats 12.
  • the pressing head (or heads) 21 is mounted on a table 23 with two-axis horizontal Cartesian movement XY to be able to move the head of pressing 21 to the different insertion positions (each of the intake and exhaust valves) further correcting the misalignment between the intake and the exhaust caused by the rotation of the cylinder head 9 to position the axes of the valves vertically.
  • the pressing head 21 is based on an electric press that will be integrated into a "C" shaped structure, which will withstand the opposite reaction of the insertion forces.
  • the structure will be guided vertically 24 and balanced in weight to reduce the influence that the weight itself could exert on the results of the insertion forces, in addition to making the process more agile.
  • the insertion of the components is done with a single press, but controlling the force and the height of insertion of the seats 12 and of the guides 13 independently.
  • the pressing head 21 has the mechanical locking element 16 to release / actuate the support for pressing the seat 12 or release / actuate the pusher 15 of the guides 13.
  • the "C" structure also has a lock external to immobilize the structure during the process of releasing / acting the support / pusher.
  • the operating phases of the pressing head 21 would be the following:
  • the C structure is displaced vertically (ascent) so that the lower pusher 14 introduces a seat 12 into its corresponding housing of the cylinder head.
  • the locking element 16 supports the insertion force.
  • the external locking of the C-structure is activated (this position is shown in Figure 10).
  • the C structure begins its downward movement by releasing the upper pusher 15 (this position is seen in Figure 13).
  • the model changes are made simply with the mechanical change of the pusher 15 of the guides 13, apart from the necessary programming.
  • the invention is not limited to the specific embodiments that have been described but also covers, for example, the variants that can be made by the average person skilled in the art (for example, in terms of choice of materials, dimensions, components, configuration, etc.), within what follows from the claims.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

La máquina comprende: - una primera estación (4) de carga y descarga de dicha culata (9), y de carga de dichas guías (13) y dichos asientos (12) en una máscara superior (1 1 ) y en una máscara inferior (10) respectivamente; - una segunda estación (5) de prensado para el ensamblado y prensado de dichas guías (13) y dichos asientos (12) en la culata (9); - una mesa giratoria (6) que comprende un primer útil de soporte (8) y un segundo útil de soporte (8'), estando el primer y segundo útil configurados para soportar una culata (9) y estando la citada mesa configurada para girar de forma que el primer útil (8) y el segundo útil (8') queden dispuestos alternativamente y simultáneamente en la primera estación (4) y en la segunda estación (5); - un primer manipulador (7) configurado para colocar dichas guías (13) y dichos asientos (12) en la máscara superior (1 1 ) e inferior (10) respectivamente, en la primera estación (4); - al menos un cabezal de prensado (21 ) configurado para introducir a presión los asientos (12) y guías (13) en la culata (9) en la segunda estación (5).

Description

MÁQUINA Y CÉLULA PARA EL MONTAJE DE GUÍAS Y ASIENTOS DE
VÁLVULAS
CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere al campo de las máquinas de montaje de guías y asientos de válvulas en culatas de motores.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad son conocidas células de montaje de guías y asientos que montan de manera automática guías y asientos de válvulas en culatas de motores. Estas células de montaje convencionales comprenden un transportador de entrada de las culatas para la colocación de las guías y asientos, una estación de aceitado, una estación de ensamblado y prensado de las guías y asientos, un transportador de salida de culatas con las guías y asientos colocados y un primer robot manipulador que se encarga de colocar automáticamente dichos asientos y dichas guías en la culata de motor, y un segundo robot manipulador que se encarga de la transferencias entre los transportadores de entrada y salida y las estaciones de ensamblado y prensado y la estación de aceitado. En concreto el robot segundo manipulador coge una culata del transportador de entrada y la lleva a la estación de aceitado. Una vez terminada la operación de aceitado el robot lleva la culata a la estación de colocación de las guías y válvulas, donde el primer robot realiza la alimentación de las guías y asientos en la culata. Una vez terminada esta operación el segundo robot coge la culata y la deposita en el transportador de salida. Estas células pueden comprender también un alimentador de los asientos y un alimentador de las guías, generalmente automáticos.
A pesar de que dicho proceso de montaje está completamente automatizado, las células de montaje de este tipo conocidas actualmente presentan el inconveniente de que son poco eficientes, ya que todo el montaje se realiza de forma secuencial en una sola estación prevista en la célula de montaje.
Por lo tanto, es evidente la necesidad de una célula de montaje que permita maximizar la productividad. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Es objeto de la invención una máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata que comprende:
- una primera estación de carga y descarga de dicha culata, y de carga de dichas guías y dichos asientos en una máscara superior y en una máscara inferior respectivamente (el término máscara se refiere a cualquier tipo de soporte que permita alojar una serie de guías o asientos hasta su colocación en la culata) ;
- una segunda estación de prensado para el ensamblado y prensado de dichas guías y dichos asientos en la culata; - una mesa giratoria que comprende un primer útil de soporte y un segundo útil de soporte (preferentemente el primer y segundo útil son iguales), estando el primer y segundo útil configurados para soportar una culata y estando la citada mesa configurada para girar de forma que el primer útil y el segundo útil queden dispuestos alternativamente y simultáneamente en la primera estación y en la segunda estación (esto quiere decir que el primer útil de soporte quedara dispuesto en la primera estación para la carga de la culata y de los asientos y guías en las correspondientes máscaras y a continuación pasara a la segunda estación para el ensamblado de las guías y asientos y simultáneamente el segundo útil de soporte quedara dispuesto en la segunda estación y a continuación pasara a la primera estación);
- un primer manipulador configurado para colocar dichas guías y dichos asientos en la máscara superior e inferior respectivamente, en la primera estación;
- al menos un cabezal de prensado configurado para introducir a presión los asientos y guías en la culata en la segunda estación.
El funcionamiento de la máquina de la invención será el siguiente : En la primera estación se posiciona un útil de soporte (por ejemplo el primer útil) con una culata cargada y las mascaras inferior y superior. El otro útil de soporte (por ejemplo el segundo útil) se encuentra por tanto en la segunda estación de prensado. El primer manipulador coloca las guías en la máscara superior y los asientos en la máscara inferior. Simultáneamente en la segunda estación se este realizando el ensamblado y prensado de otra culata, con lo que se aumenta la productividad de la máquina. A continuación la mesa giratoria gira para posicionar el útil de soporte (por ejemplo el primer útil) en la segunda estación. En esta estación el cabezal de prensado (aunque puede haber mas de un cabezal de prensado para aumentar la productividad) introduce a presión las guías y los asientos en la culata. Simultáneamente es posible descargar en la primera estación otra culata que se ha ensamblado anteriormente en la segunda estación y la carga de una nueva culata, guías y asientos, en la primera estación. Posteriormente la mesa giratoria gira de forma que el útil de soporte (por ejemplo el primer útil) queda en la primera estación para la descarga de la culata con las guías y asientos ensamblados. Obviamente cuando se realizan simultáneamente operaciones en las dos estaciones el giro de la mesa giratoria se realiza cuando ha terminado la operación que requiere más tiempo, bien se la de la primera o la de la segunda estación. De esta forma es posible aumentar la productividad puesto que el tiempo de ciclo de la máquina, en lugar de ser la suma del tiempo de ciclo de la carga y del tiempo de prensado, queda reducido solo al tiempo más largo de los dos.
Preferentemente el primer útil y el segundo útil están dispuestos a 180Q sobre la mesa giratoria, de forma que la primera y la segunda estación queden enfrentadas, optimizándose el tamaño de la máquina.
Para poder realizar simultáneamente las operaciones de la primera y segunda estación se ha previsto la posibilidad de que la máquina comprenda dos máscaras superiores y dos máscaras inferiores.
La máscara inferior puede estar fijada a la mesa giratoria y comprende al menos una fila de alojamientos de asiento (por ejemplo dos filas correspondientes a válvulas de admisión y escape respectivamente según el tipo de culata, por ejemplo con válvulas en línea o inclinadas) configurados para alojar asientos de válvula, estando los citados alojamientos de asiento dispuestos en posición vertical. Estos alojamientos pueden ser accionados independientemente por la unidad o unidades de ensamblaje o inserción y pueden comprender medios de retorno automático a posición de reposo.
La máscara superior esta montada sobre el primer útil o segundo útil de forma extraíble (en cada ciclo) para permitir las carga y descarga de la culata, comprendiendo la máscara superior al menos una fila de alojamientos de guía configurados para alojar las guías de válvula. Los citados alojamientos de guía presentan un ángulo respecto de la vertical en función del tipo de culata. La máscara puede comprender medios para determinar la cota de inserción de las guías.
El primer útil y segundo útil pueden contar con medios de basculación que permiten bascular una culata para que los ejes de las válvulas queden en posición vertical para la colocación de las guías y asientos en posición vertical, de forma que el cabezal de prensado pueda funcionar siempre con un movimiento vertical independientemente del ángulo de las válvulas en la culata. El primer manipulador puede ser un robot manipulador (preferentemente un robot SCARA con una o dos pinzas) dispuesto en el eje de giro de la mesa giratoria para optimizar su trabajo (evitar interferencias) y reducir las dimensiones de la máquina.
Según la presente invención, dicha segunda estación de prensado comprende un cabezal de prensado, que introduce a presión dichas guías y dichos asientos en la culata de motor. Dicha segunda estación de prensado puede comprender dos cabezales de prensado para reducir el tiempo de ciclo y aumentar la productividad. En el caso de trabajar con dos cabezales simultáneamente los cabezales pueden estar montados a una distancia fija o sobre carros accionados mediante un eje servocontrolado para regular la separación entre ellos. El citado cabezal de prensado puede comprender medios de desplazamiento en dos direcciones perpendiculares (por ejemplo en las direcciones X e Y según un plano paralelo al suelo) para permitir el posicionamiento del cabezal en las diferentes posiciones de guías y asientos. Para ello el cabezal o cabezales pueden estar montados sobre una mesa desplazable con movimiento cartesiano para poder desplazar el cabezal de prensado a las diferentes posiciones de ensamblado o inserción (cada una de las válvulas de admisión y escape) corrigiendo además el desalineamiento entre admisión y escape originados en el giro de la culata para posicionar verticalmente los ejes de las válvulas.
El citado cabezal de prensado puede comprender una prensa eléctrica montada sobre una estructura en forma de C para soportar las fuerzas de reacción durante la inserción de las guías y asientos, siendo la citada estructura en C desplazable verticalmente respecto a dicha mesa giratoria. La estructura esta guiada verticalmente y equilibrada en peso para reducir la influencia que el propio peso pudiera ejercer sobre las fuerzas de inserción y agilizar el proceso.
La estructura comprende medios de frenado y bloqueo del desplazamiento vertical de la estructura en forma de C durante las distintas fases del proceso de prensado..
El cabezal de prensado puede comprender un empujador inferior para el prensado de los asientos y un empujador superior para el prensado de las guías. Asimismo puede comprender un elemento retráctil de bloqueo superior que soporta la fuerza de reacción durante el prensado de los asientos.
Es también objeto de la invención una célula de montaje que ademas de la máquina de la invención puede comprender : - Un segundo manipulador que coloca y retira una culata en/de dicha primera estación de carga y descarga. Esta carga se produce sobre un útil de soporte vacío (puede ser el primer o el segundo útil) por ejemplo tras la descarga de la última culata con los asientos y guías ensamblados. Dicho segundo manipulador también carga y descarga la máscara superior en la primera estación.
- Una unidad de aceitado. En este caso dicho segundo manipulador coloca dicha culata en la estación de aceitado, antes de la colocación de la culata en dicha primera estación de carga y descarga;
- Un transportador de entrada y salida de culatas;
- Un transportador de inspección para culatas fuera de tolerancias.
Con la célula para el montaje de guías y asientos de válvulas para motores de la presente invención se consigue una productividad mayor, que con las células actuales. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de la descripción, un juego de figuras en el que con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1 es una vista en planta de la célula de montaje de la presente invención;
La figura 2 es una vista en planta de la máquina de montaje de la presente invención;
La figura 3 es una vista en planta de los periféricos de la célula de montaje de la presente invención;
Las figuras 4 a 7 son vistas en perspectiva de una parte de la máquina de montaje, en la que se aprecian las etapas de colocación y prensado de las guías y los asientos en la culata de motor; Las figura 8 a 13 son vistas en alzado de las fases de prensado con el cabezal de prensado de la invención, en la que se aprecia cómo se colocan las guías y los asientos en la culata de motor.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
En la figura 1 se muestra esquemáticamente los componentes de la célula de montaje de la presente invención.
La célula de montaje comprende:
- una máquina de montaje, identificada en general mediante la referencia numérica 1 , que a su vez comprende una primera estación 4 de carga y descarga de las culatas 9 de motor y una segunda estación 5 de prensado, en la que los asientos 12 y las guías 13 de válvulas se introducen a presión en dichas culatas 9 de motor; - un alimentador de asientos 2, que suministra los asientos 12 a dicha primera estación 4;
- un alimentador de guías 3, que suministra las guías 13 a dicha primera estación 4;
- un transportador de entrada/salida 19 de culatas 9 de motor, que proporciona las culatas 9 a la máquina montaje 1 y que evacúa las culatas 9 una vez ensambladas las guías 3 y asientos 2. Un segundo robot manipulador 17 se encarga de la carga de las culatas 9 desde el transportador de entrada/salida 19 a la máquina de montaje 1 y de la descarga desde la máquina de montaje 1 al transportador de entrada/salida 19 ;
- una estación de aceitado 18 en la que se aceita la culata 9 antes de colocación en la máquina de montaje 1 ; y
- una cinta transportadora de inspección 20, a través de la cual se retiran las culatas 9 que están fuera de tolerancias.
En la figura 2 se puede apreciar con más detalle los componentes de la máquina de montaje 1 , que comprende una mesa giratoria 6 sobre la que están montados un primer útil de soporte 8 y un segundo útil de soporte 8', de manera que los útiles 8, 8' pueden girarse 180Q respecto a un eje de giro vertical dispuesto en el centro de la mesa giratoria 6. El primer útil 8 y el segundo útil 8' cuentan con medios de basculación 22 (por ejemplo un motor) para la basculación de la culata, una máscara inferior 10 para la colocación de los asientos 12 dispuesta por debajo del útil 8, 8' y fijada a la mesa giratoria 6, de forma que la culata 9 queda situada por encima de la máscara inferior 10, tal y como se aprecia en la figura 4, y una máscara superior 1 1 para las guías 13 que queda situada por encima de la culata 9.
Las guías 13 se cargan en la máscara superior 1 1 , que será extraíble a cada ciclo para poder cargar y descargar la culata 9. La máscara superior 1 1 dispondrá de los alojamientos de las guías 13 según la geometría de la culata del motor 9 (posición y ángulo) e incluirá útiles para determinar la precisión en la cota de inserción de dichas guías.
Los asientos 12 de válvulas se cargarán en la máscara inferior 10 . Dispondrá de una o dos filas de alojamientos (admisión y escape) que dependerá del tipo de culata del motor 9 (válvulas en línea o inclinadas). Estos alojamientos estarán dispuestos en posición vertical y serán accionados independientemente por la unidad (o unidades) de inserción y dispondrán de retorno automático independiente a posición de reposo.
La máquina de montaje 1 también comprende un primer robot manipulador 7, dispuesto en el eje de giro de la mesa giratoria 6, cuya finalidad es la de colocar los asientos 12 y las guías 13 en las máscaras inferior 10 y superior 1 1 respectivamente.
La alimentación de la primera estación 4 (asientos 12, guías 13, culata 9 y máscara superior 1 1 ) puede ser manual o automática. En las figuras adjuntas se han representado medios de alimentación automática. Opción 1 : Alimentación manual
El operario realizará las siguientes funciones:
- Carga de asientos 12 y guías 13 a las máscaras inferior 10 y superior 1 1 ;
- Carga/descarga de la culata del motor 9;
- Carga/descarga de la máscara superior 1 1 . Opción 2: Alimentación automática
Se realizan las siguientes funciones: - Alimentación de guías 13: en automático mediante uno o varios vibradores dependiendo de la diversidad a montar o el tiempo de cambio de lote requerido;
- Alimentación de asientos 12: en automático y según dos opciones principales: a) mediante almacenes verticales dispuestos circularmente o en línea; b) mediante alimentadores escalonados.
- Carga/descarga de la culata 9: Mediante un segundo robot manipulador 17 (de seis ejes) dispuesto en la célula y fuera de máquina de montaje 1 ;
- Carga/descarga de máscara superior 1 1 : realizada por el mismo robot manipulador 17 de manipulación de la culata 9.
La alimentación de estos componentes (guías 13 y asientos 12) se realizará a la misma altura de montaje por lo que no será necesario ningún sistema de soplado o transporte mediante conductos flexibles. Con la solución presentada, se ahorra en consumo de aire y mantenimiento de tubos de alimentación.
Antes de la carga de los asientos 12 y las guías 13 a las máscaras 10 y 1 1 , se realizará el reconocimiento del tipo y la posición. El tipo de solución adoptada dependerá de la diversidad de componentes a controlar, pudiéndose elegir un dispositivo de medición mecánica, láser o visión.
La segunda estación 5 comprende un cabezal de prensado 21 , que introduce a presión los asientos 12 y las guías 13 en la culata 9. Para ello se utilizan un empujador 14 para los asientos 12 y un empujador 15 para las guías 13. Dicho cabezal de prensado 21 también comprende un elemento de bloqueo mecánico 16 para soportar la fuerza de inserción de los asientos 12. El cabezal (o cabezales) de prensado 21 está montado sobre una mesa 23 con movimiento cartesiano horizontal de dos ejes XY para poder desplazar el cabezal de prensado 21 a las diferentes posiciones de inserción (cada una de las válvulas de admisión y de escape) corrigiendo además la desalineación entre la admisión y el escape originados en el giro de la culata 9 para posicionar los ejes de las válvulas en vertical.
El cabezal de prensado 21 está basado en una prensa eléctrica que se integrará en una estructura en forma de "C", la cual soportará la reacción contraria de las fuerzas de inserción. La estructura estará guiada verticalmente 24 y equilibrada en peso para reducir la influencia que el propio peso pudiera ejercer sobre los resultados de las fuerzas de inserción, además de hacer más ágil el proceso.
La inserción de los componentes (asientos 12 y guías 13) se realiza con una sola prensa, pero controlando la fuerza y la cota de inserción de los asientos 12 y de las guías 13 independientemente. Para ello, el cabezal de prensado 21 dispone del elemento de bloqueo mecánico 16 para liberar/actuar el apoyo para el prensado del asiento 12 o liberar/actuar el empujador 15 de las guías 13. La estructura en "C" dispone también de un blocaje externo para inmovilizar la estructura durante el proceso de liberar/actuar el apoyo/empujador.
Las fases de funcionamiento del cabezal de prensado 21 serían las siguientes:
A- introducción de los asientos: a1 . Se coloca la estructura en C en la posición correspondiente respecto de la culata 9 (esta posición se observa en la figura 8);
a2. desciende el elemento de bloqueo superior 16 hasta entrar en contacto con la máscara superior 1 1 . Este elemento de bloqueo 16 soporta la fuerza de empuje en la inserción de los asientos 12 (esta posición se observa en la figura
9);
a3. se desplaza la estructura en C verticalmente (ascenso) de forma que el empujador inferior 14 introduce un asiento 12 en su correspondiente alojamiento de la culata. Durante esta operación el elemento de bloqueo 16 soporta la fuerza de inserción. En esta posición se activa el blocaje externo de la estructura en C (esta posición se observa en la figura 10).
B- introducción de las guías: b1 . Desciende el empujador superior 15 comenzando la introducción de una guía 13 en el alojamiento correspondiente de la culata 9 (esta posición se observa en la figura 1 1 );
b. se completa la inserción de la guía 13, haciendo fuerza contra el asiento del alojamiento de la culata 9 y se desbloquea el blocaje externo de la estructura en C (esta posición se observa en la figura 12);
c. La estructura en C inicia su movimiento de descenso liberando el empujador superior 15 (esta posición se observa en la figura 13).
Los cambios de modelo se realizan simplemente con el cambio mecánico del empujador 15 de las guías 13, aparte de la programación necesaria.
En este texto, la palabra "comprende" y sus variantes (como "comprendiendo", etc.) no deben interpretarse de forma excluyente, es decir, no excluyen la posibilidad de que lo descrito incluya otros elementos, pasos etc.
Por otra parte, la invención no está limitada a las realizaciones concretas que se han descrito sino abarca también, por ejemplo, las variantes que pueden ser realizadas por el experto medio en la materia (por ejemplo, en cuanto a la elección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc.), dentro de lo que se desprende de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) caracterizada porque comprende: - una primera estación (4) de carga y descarga de dicha culata (9), y de carga de dichas guías (13) y dichos asientos (12) en una máscara superior (1 1 ) y en una máscara inferior (10) respectivamente;
- una segunda estación (5) de prensado para el ensamblado y prensado de dichas guías (13) y dichos asientos (12) en la culata (9);
- una mesa giratoria (6) que comprende un primer útil de soporte (8) y un segundo útil de soporte (8'), estando el primer y segundo útil configurados para soportar una culata (9) y estando la citada mesa configurada para girar de forma que el primer útil (8) y el segundo útil (8') queden dispuestos alternativamente y simultáneamente en la primera estación (4) y en la segunda estación (5);
- un primer manipulador (7) configurado para colocar dichas guías (13) y dichos asientos (12) en la máscara superior (1 1 ) e inferior (10) respectivamente, en la primera estación (4);
- al menos un cabezal de prensado (21 ) configurado para introducir a presión los asientos (12) y guías (13) en la culata (9) en la segunda estación (5).
2. Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según la reivindicación 1 , en la cual el primer útil (8) y el segundo útil (8') están dispuestos a 180Q sobre la mesa giratoria (6).
3. Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende dos máscaras superiores (1 1 ) y dos máscaras inferiores (10).
4. Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la cual el primer útil (8) y segundo útil (8') cuentan con medios de basculación (22) que permiten bascular una culata (9) para que los ejes de las válvulas queden en posición vertical para la colocación de las guías (13) y asientos (12) en posición vertical.
5. Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el cual la máscara inferior (10) esta fijada a la mesa giratoria (6) y comprende al menos una fila de alojamientos de asiento configurados para alojar asientos de válvula (12), estando los citados alojamientos de asiento dispuestos en posición vertical.
6. Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el cual la máscara superior (1 1 ) esta montada sobre el primer útil (8) o segundo útil (8') de forma extraíble para permitir las carga y descarga de la culata (9), comprendiendo la máscara superior (1 1 ) al menos una fila de alojamientos de guía configurados para alojar las guías de válvula (13) y porque los citados alojamientos de guía presentan un ángulo respecto de la vertical en función del tipo de culata (9).
7. Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el cual el primer manipulador (7) es un robot manipulador dispuesto en el eje de giro de la mesa giratoria (6).
8. Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la cual el al menos un cabezal de prensado (21 ) comprende una prensa eléctrica montada sobre una estructura en forma de C para soportar las fuerzas de reacción durante la inserción de las guías (13) y asientos (12), siendo la citada estructura en C desplazable verticalmente respecto a dicha mesa giratoria (6).
9. Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la cual el citado al menos un cabezal de prensado (21 ) comprende medios de desplazamiento en dos direcciones perpendiculares para permitir el posicionamiento del cabezal en las diferentes posiciones de guías (13) y asientos (12).
10. Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según la reivindicaciones 8 o 9 que comprende medios de frenado y bloqueo del desplazamiento vertical de la estructura en forma de C.
1 1 . Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho al menos un cabezal de prensado (21 ) comprende un empujador inferior (14) para el prensado de los asientos (12) y un empujador superior (15) para el prensado de las guías (13).
12. Máquina para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquier de las reivindicaciones 8, 9, 10 o 1 1 , en la que dicho cabezal de prensado (21 ) comprende un elemento retráctil de bloqueo superior (16).
13. Célula para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un segundo manipulador (17) que coloca y retira una culata (9) en/de dicha primera estación (4) de carga y descarga y porque dicho segundo manipulador (17) carga y descarga la máscara superior (1 1 ). en la estación de carga.
14. Célula para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según reivindicación 13, que comprende una unidad de aceitado (18) y porque dicho segundo manipulador (17) coloca dicha culata (9) en la estación de aceitado (18), antes de la colocación de la culata (9) en dicha primera estación (4) de carga y descarga.
15. Célula para el montaje de guías y asientos de válvulas en una culata (9) según cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14 que comprende un transportador de entrada y salida (19) de culatas (9) y un transportador de inspección (20) para culatas (9) fuera de tolerancias.
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