ES2267774T3 - Un metodo y una planta de montaje. - Google Patents
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Abstract
En una planta de montaje con al menos un robot industrial, un método para montar una carrocería de vehículo o al menos una parte de la misma, llevando los componentes de la carrocería del vehículo, para la formación de la carrocería de vehículo o sus partes, a posiciones predeterminadas unas respecto a otras, uniéndose juntos allí, caracterizada porque un primer componente de carrocería se sitúa, colocado y fijado en un primer dispositivo de retención (17, 18, 19); porque el dispositivo de retención con el primer componente de la carrocería se mueve mediante un primer robot industrial (13) a un dispositivo estacionario de colocación y fijación (5, 6, 7, respectivamente) y se coloca y se fija en relación con el mismo; porque un componente de carrocería adicional (11) se mueve al dispositivo de colocación y fijación y se coloque y fija en relación con el mismo; y porque el primer y demás componentes de la carrocería se unen juntos, al menos hasta el grado en el que, tras la liberación, no corran el riesgo de desplazamientos posicionales mutuos, mediante un dispositivo de unión que es llevado y manipulado por el primero o posiblemente por robots industriales adicionales (13), de manera que se emplea uno y el mismo robot industrial (13) tanto para el manejo del dispositivo de retención (17, 18, 19) como para el manejo del dispositivo de unión.
Description
Un método y una planta de montaje.
La presente invención se refiere a un método de
montaje, en una planta de montaje con al menos un robot industrial,
de una carrocería de vehículo o al menos una parte de la misma,
llevando los componentes de la carrocería, para la formación de la
carrocería del vehículo o parte de ella, a coloques predeterminadas
unos en relación con otros, y uniéndose juntos allí.
La presente invención se refiere también a una
planta de montaje para montar una carrocería de vehículo o al menos
una parte de la misma en base a un número de componentes de la
carrocería, y que comprende diversos manipuladores y un sistema de
control que contiene al menos un módulo de programa con una
pluralidad de procesadores repetidos para ejecutar los movimientos
de los manipuladores en base a un programa de ordenador, incluyendo
los manipuladores medios para desplazar los componentes de la
carrocería, para colocarlos y fijarlos y para unirlos juntos.
En el montaje de carrocerías de automóvil de
acuerdo con la tecnología de la técnica antecedente, se usa un gran
número de accesorios en los que se sitúan los componentes de la
carrocería, a menudo mediante robots industriales, donde
posteriormente los componentes de la carrocería colocados en los
accesorios se unen juntos mediante soldadura, y el equipo de
soldadura lo llevan y manipulan los robots industriales. Es habitual
que dicho montaje tenga lugar en base a un número relativamente
grande de componentes de carrocería a menudo relativamente
pequeños, por cuya razón se necesita un gran número de accesorios.
Estos accesorios son necesariamente de un modelo personalizado de
manera que un conjunto de accesorios es necesario para montar un
tipo de carrocería específico. Como resultado, un cambio del tipo
de carrocería requiere el re-mecanizado de los
accesorios, que es una operación que consume tiempo y costosa.
El documento
WO-A1-9842477 muestra un dispositivo
para soldar carrocerías de coche que comprende colocara robots de
colocación que trabajan junto con robots de soldadura en el suelo.
Esto mejora el uso del espacio común en una celda robótica. En la
celda robótica, hay un gran número de accesorios de modelo
personalizado con piezas de la carrocería unidas. La única cosa que
limita la cantidad de modelos de carrocería de coche diferentes es
la cantidad de lugares de almacenamiento para los accesorios de las
partes de la carrocería y herramientas en la celda.
La presente invención tiene como objeto formular
el método descrito a modo de introducción de manera que se mejora
la precisión en el montaje, los tiempos muertos entre el cambio de
tipo de carrocería se acortan sustancialmente y se prescinde de los
accesorios fabricados específicamente costosos.
El objeto de formar la base de la presente
invención se obtendrá si al método se le dan las características
como se indica en la reivindicación adjunta 1.
Empleando dispositivos de retención que "por
un lado" tienen miembros de acoplamiento para fijar
posicionalmente e interconectar con el dispositivo de colocación y
fijación y que "por otro lado" tienen miembros de sujeción
para engranarse con los componentes de la carrocería, la principal
ventaja será que se evita un gran número de accesorios de modelo
personalizado.
Para ello, se emplea uno y el mismo robot
industrial para ambos dispositivos de manejo y de retención y para
manejar el dispositivo de unión, se reduce el tiempo del ciclo, al
mismo tiempo que se reduce la necesidad sobre el número de piezas
de la máquina, ya que el dispositivo de retención puede estar
provisto con un componente de carrocería durante el tiempo que se
emplea para la operación de unión.
Otro objeto más de la presente invención es
aumentar la velocidad del proceso de montaje.
Este objeto se consigue si al método se le dan
las características indicadas en la reivindicación adjunta 3.
Como resultado de estas características, la
principal ventaja será que pueden hacerse funcionar varios
dispositivos de retención simultáneamente por sus robots
industriales respectivos y que estos, cuando los dispositivos de
retención están provistos con nuevos componentes de carrocería,
pueden emplearse para la operación de unión.
Se conseguirá un acortamiento adicional del
tiempo de ciclo para la operación de montaje si al método se le dan
también las características indicadas en la reivindicación adjunta
7.
Como resultado de estas características, la
principal ventaja se consigue de manera que la operación de unión
puede dividirse en dos etapas diferentes, donde la primera etapa
simplemente supone un "aseguramiento geométrico" de la
carrocería del vehículo en el dispositivo de colocación y fijación,
es decir, que la operación de unión transcurre allí únicamente
hasta que los componentes de la carrocería, después de ser
liberados, no corran el riesgo de cambios posicionales relativos,
mientras que la fase final de la operación de unión puede tener
lugar fuera del dispositivo de colocación y fijación.
La presente invención se describirá ahora con
mayor detalle a continuación, con referencia a los dibujos adjuntos.
En los dibujos adjuntos:
La Figura 1 muestra esquemáticamente la
representación de una planta de montaje de acuerdo con la presente
invención; y
La Figura 2 es una vista en perspectiva de un
dispositivo de colocación y fijación incluido en la planta de
montaje.
La presente invención se describirá a
continuación en relación con el montaje de una cabina de camión,
aunque resultará obvio para una persona especialista en la técnica
que la presente invención puede aplicarse también al montaje de
cualquier tipo de carrocería de vehículo o al menos de una parte de
la misma.
En la representación ilustrada, la planta de
montaje comprende tres estaciones diferentes de montaje o de
trabajo, 1, 2 y 3 respectivamente, que se disponen en secuencia
mutua a lo largo de la dirección de flujo 4 para las cabinas de
camión en el proceso de montaje. Cada estación de trabajo incluye un
dispositivo de colocación y fijación 5, 6 y 7 respectivamente. En
la dirección longitudinal de la dirección de flujo 4, una
trayectoria de cinta transportadora 8 se extiende adicionalmente por
toda la planta de montaje, a lo largo de la cual numerosos carritos
o carretillas elevadoras, denominadas también patines, pueden
dirigirse en la dirección de flujo 4. Las carretillas pueden
elevarse o hacerse descender y su objetivo es llevar, en primer
lugar, una placa base o un suelo completo para la cabina del camión,
aunque gradualmente también para soportar la cabina del camión que
está en el proceso de montaje.
Desde el extremo izquierdo de la trayectoria de
la cinta transportadora 8 en la figura, hay una trayectoria de
retorno para que las carretillas 9 vuelvan a la posición de partida
10.
Como se ha indicado anteriormente, la
trayectoria de la cinta transportadora 8 se extiende a través de las
diferentes estaciones de trabajo 1, 2 y 3 aunque también a través de
los dispositivos de colocación y fijación 5, 6 y 7 diseñados como
pórticos de manera que, en la primera etapa, un suelo de cabina
completo 11 y posteriormente una cabina de camión en el proceso de
montaje pueden transportarse por la planta a lo largo de la
dirección de flujo 4.
En cada estación de trabajo 1, 2 y 3,
respectivamente, hay al menos una trayectoria 12 a lo largo de la
que al menos un robot industrial 13 puede dirigirse paralelo a la
dirección de flujo 4. Cada trayectoria de robot respectivo 12 se
extiende después de cada dispositivo de colocación y fijación
respectivo y tan cerca que el robot industrial que se mueve sobre la
trayectoria del robot alcanza el dispositivo de colocación y
fijación para poder realizar diversas operaciones allí.
Es evidente a partir de la Figura 1, que se
emplea una trayectoria de robot 12 en cada lado de los dispositivos
de colocación y fijación, al menos en algunas de las diferentes
estaciones de trabajo 1, 2 y 3. Como resultado, dos robots
industriales 13 pueden realizar diferentes operaciones
simultáneamente y desde lados opuestos sobre una cabina de camión
que está en proceso de montaje.
En el lado de las trayectorias de robot
orientadas hacia fuera respecto al dispositivo de colocación y
montaje 5, 6 y 7, respectivamente, hay numerosas coloques de partida
14, 15 y 16 respectivamente para un número correspondiente de
dispositivos de retención 17, 18 y 19, respectivamente, como se
describirá con mayor detalle a continuación, ambas para
funcionamiento y construcción.
Resultará obvio que, en dichos casos, en los que
se emplean trayectorias de robot dobles 12 en cada estación de
trabajo, es posible también emplear conjuntos dobles de coloques de
partida para los dispositivos de retención.
Los diferentes dispositivos de retención 17, 18
y 19 se localizan en sus coloques de partida 14, 15 y 16,
respectivamente, en coloques que se introducen en el sistema de
control empleado para controlar la planta de montaje. Esto implica
que los robots 13 "conozcan" exactamente dónde se localizan los
diferentes dispositivos de retención cuando están en sus coloques de
partida.
Los dispositivos de retención están provistos
con miembros direccionales y de sujeción mediante los cuales un
componente de carrocería puede colocarse con precisión y fijarse
respecto a un dispositivo de retención. En dicho caso, debe
observarse que sólo la colocación de los miembros direccionales y de
sujeción se adapta directamente al componente de carrocería que debe
colocarse y sujetarse en cada dispositivo de retención. De otra
manera, los dispositivos de retención están estandarizados y son
idénticos.
Cada uno de los dispositivos de retención tiene
un miembro de acoplamiento para interconectar con la placa giratoria
en un robot industrial 13. El miembro de acoplamiento comprende, por
un lado, acoplamientos puramente mecánicos, aunque también
acoplamientos para el suministro del medio de manipulación al
dispositivo de retención, por ejemplo cables eléctricos, tuberías de
aire comprimido y similares.
Un suministro externo de medio de manipulación
está provisto también en las diferentes coloques de partida 14, 15 y
16 para los dispositivos de retención de manera que cuando ya están
listos en las coloques de partida, los diversos componentes de la
carrocería pueden dirigirse y fijarse de una manera posicionalmente
fija en cada uno de los dispositivos de retención respectivos.
Las diferentes carretillas 9 móviles a lo largo
de la trayectoria de la cinta transportadora 8 presentan
dispositivos direccionales, por ejemplo en forma de ejes de
salientes de guía que se acoplan con los orificios de guía
correspondientes en las placas base o suelo de la cabina 11. Esto
implica que un suelo de cabina completo de un robot industrial 20
que puede dirigirse a lo
largo de una trayectoria de robot transversal 21 puede
emplearse para colocar el suelo de cabina sobre una carretilla 9 donde este se localiza en su posición de partida 10. Como resultado, se establece la colocación
del suelo de la cabina con respecto a la carretilla 9.
largo de una trayectoria de robot transversal 21 puede
emplearse para colocar el suelo de cabina sobre una carretilla 9 donde este se localiza en su posición de partida 10. Como resultado, se establece la colocación
del suelo de la cabina con respecto a la carretilla 9.
El suelo de la cabina 11 que descansa sobre la
carretilla 9 se desplaza a lo largo de la trayectoria de la cinta
transportadora 8 hacia una primera estación de trabajo 1 a lo largo
de la dirección de flujo 4, donde la carretilla 9 se sitúa de
manera precisa con respecto al dispositivo de colocación y fijación
5 localizado allí. Posteriormente, el suelo de la cabina 11 se eleva
para corregir la posición vertical en el dispositivo de colocación y
fijación.
Al menos uno, aunque preferiblemente más robots
industriales 13 incluidos en la primera estación de trabajo 1 pueden
provocar la sujeción y mantenimiento de un dispositivo de retención
con un componente de carrocería colocado y fijado en su interior
para posteriormente mover el dispositivo de retención y el
componente a una posición para asegurar el dispositivo de retención
en el dispositivo de colocación y fijación 5. Para esto, el
dispositivo de colocación y fijación y el dispositivo de retención
tienen miembros de conexión por engranajes mutuos mediante los
cuales el dispositivo de retención puede, de una manera precisa,
colocarse y fijarse en el dispositivo de colocación y fijación.
Esto naturalmente implica también que el componente de la carrocería
se coloque y fije con precisión así como en el dispositivo de
colocación y fijación.
Preferiblemente, al menos dos dispositivos de
retención se fijan simultáneamente en el dispositivo de colocación
y fijación, uno a cada lado de la trayectoria de la cinta
transportadora 8.
Para que los componentes de la carrocería no
corran el riesgo de desplazarse posicionalmente respecto a los
dispositivos de retención o caer posiblemente completamente de los
mismos, se disponen acoplamientos en el dispositivo de colocación y
fijación para el medio de manipulación de los dispositivos de
retención de manera que estos se suministren continuamente con dicho
medio.
Una vez completadas las etapas mencionadas
anteriormente, los robots 13 se desenganchan de sus dispositivos de
retención respectivos, mientras que los robots se mueven a los
almacenes de herramientas 22 donde se conectan con dispositivos de
unión que, llevados y manipulados por los robots industriales, se
emplean después para unir juntos los componentes de la carrocería
situados en el dispositivo de colocación y fijación.
Una vez que la unión del suelo de la cabina 11 y
los componentes de la carcasa dispuestos sobre el mismo ha
procedido en una extensión tal que, tras la liberación, no pueden
correr ya el riesgo de experimentar cambios de posición mutuos,
pudiendo el montaje compuesto por el suelo de cabina y los
componentes de la carrocería asegurados sobre el mismo, mediante la
carretilla 9 y la trayectoria de la cinta transportadora 8,
desplazarse fuera del dispositivo de colocación y fijación a la
posición de unión 23 donde tiene lugar la unión final, con la ayuda
de uno o más robots industriales 13 y dispositivos de unión llevados
y manipulados por los mismos.
Al mismo tiempo, los robots industriales que
sitúan los dispositivos de retención en los dispositivos de
colocación y fijación han depositado sus dispositivos de unión en el
almacén de herramientas 22 y posteriormente de nuevo se han
conectado a los dispositivos de retención y han vuelto a llevarlos a
sus posiciones de partida respectivas 14, 15, 16, respectivamente,
donde nuevos componentes de la carrocería se ponen en su sitio.
Después de unión final en la primera estación de
trabajo 1, la cabina de camión parcialmente montada se transporta a
lo largo de la dirección de flujo 4 a la segunda estación de trabajo
2 donde nuevos dispositivos de retención 15, 15' y 15'' con
componentes de carrocería fijados posicionalmente y asegurados a la
misma se suben al dispositivo de colocación y fijación 6 allí
dispuesto, donde se repite el procedimiento para la primera estación
de trabajo 1.
Si se emplea una tercera estación de trabajo 3
con un tercer dispositivo de colocación y fijación 7, después de la
unión final en la segunda estación de trabajo 2, la cabina de camión
parcialmente montada se transporta a la tercera estación de trabajo
donde se repite el procedimiento.
La Figura 2 muestra en perspectiva un ejemplo de
un dispositivo de colocación y fijación. Resultará evidente a
partir de la figura que comprende columnas verticales 24 que están
dispuestas en pares a cada lado de la trayectoria de la cinta
transportadora 8. Para establecer las columnas en pares, éstas se
conectan, en sus regiones inferiores, con barras conectoras 25. Las
columnas forman un pórtico a través del cual se extiende la
trayectoria de la cinta transportadora 8.
Las columnas verticales 24 presentan miembros de
acoplamiento 26 que cooperan con miembros de acoplamiento 26
correspondientes a los de los dispositivos de retención, por ejemplo
14 y 14', que tienen que asegurarse en las columnas 24. Estos
miembros de acoplamiento 26 y los miembros de acoplamiento
correspondientes en los dispositivos de retención 14 y 14' pueden
maniobrarse bajo la acción de manipuladores adecuados o servo
dispositivos que se controlan por el sistema de control maestro de
la planta de acuerdo con la presente invención.
Como se mencionó anteriormente, los diferentes
dispositivos de retención tienen miembros de acoplamiento 27 para
interconectarse con los robots industriales 13 que se emplean para
maniobrar los dispositivos de retención. Como ya se mencionó
anteriormente, estos miembros de acoplamiento 27 tienen, por un
lado, acoplamientos mecánicos y, por otro lado, acoplamientos para
los medios de manipulación.
Los dispositivos de retención 14, 14' tienen
también dispositivos direccionales 28 y miembros de sujeción 29
mediante los cuales los componentes de la carrocería pueden, de una
manera colocada precisa, sujetarse y mantenerse en los dispositivos
de retención. Estos dispositivos direccionales y miembros de
sujeción se disponen para ajustarse junto con un único componente
de la carrocería. Al menos los miembros de sujeción 29 pueden
manipularse bajo la acción de manipuladores que están conectados a
un suministro de medio de operación o manipulación mediante el
robot industrial 13, mediante el suministro de medio de operación y
manipulación del dispositivo de colocación y fijación o mediante un
suministro externo de medio de operación o manipulación en cada
posición de partida respectiva 14, 14'. Estos manipuladores están
controlados también por el sistema de control de la planta de
montaje de acuerdo con la presente invención.
Claims (10)
1. En una planta de montaje con al menos un
robot industrial, un método para montar una carrocería de vehículo
o al menos una parte de la misma, llevando los componentes de la
carrocería del vehículo, para la formación de la carrocería de
vehículo o sus partes, a posiciones predeterminadas unas respecto a
otras, uniéndose juntos allí, caracterizada porque un primer
componente de carrocería se sitúa, colocado y fijado en un primer
dispositivo de retención (17, 18, 19); porque el dispositivo de
retención con el primer componente de la carrocería se mueve
mediante un primer robot industrial (13) a un dispositivo
estacionario de colocación y fijación (5, 6, 7, respectivamente) y
se coloca y se fija en relación con el mismo; porque un componente
de carrocería adicional (11) se mueve al dispositivo de colocación y
fijación y se coloque y fija en relación con el mismo; y porque el
primer y demás componentes de la carrocería se unen juntos, al menos
hasta el grado en el que, tras la liberación, no corran el riesgo
de desplazamientos posicionales mutuos, mediante un dispositivo de
unión que es llevado y manipulado por el primero o posiblemente por
robots industriales adicionales (13), de manera que se emplea uno y
el mismo robot industrial (13) tanto para el manejo del dispositivo
de retención (17, 18, 19) como para el manejo del dispositivo de
unión.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el primer robot industrial (13) se libera del primer
dispositivo de retención (17) cuando este se ha fijado
posicionalmente con respecto al dispositivo de colocación y fijación
(5) para posteriormente llevar y manipular el dispositivo de
unión.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1
o 2, en el que el primer robot industrial (13) se reconecta al
primer dispositivo de retención (17) después de unir juntos los
componentes de la carrocería para volver a llevar el dispositivo de
retención a su posición de partida (14) donde un componente de la
carrocería se coloca de nuevo y se fija con respecto al dispositivo
de retención.
4. Un método de acuerdo con cualquier de las
reivindicaciones 1-3, en el que después de unir
juntos los componentes de la carrocería, estos se desplazan desde el
dispositivo de colocación y fijación (5) para una unión
suplementaria.
5. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que después de unir juntos los
componentes de la carrocería y la posible unión suplementaria, estos
se desplazan a un segundo dispositivo de colocación y fijación (6,
7, respectivamente) y se colocan y fijan con respecto al mismo; que
uno o más dispositivos de retención adicionales (18, 19,
respectivamente) con componentes de carrocería adicionales
colocados y fijados allí se colocan y fijan con respecto al
dispositivo de colocación y fijación; y que estos componentes de
carrocería adicionales se unen juntos con los componentes de
carrocería unidos previamente.
6. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de colocación
y fijación comprende medios para el medio de manipulación para los
dispositivos de retención de manera que éstos están suministrados
continuamente con dicho medio.
7. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el componente de carrocería
adicional (11) está fijado posicionalmente en el dispositivo de
colocación y fijación (5) antes del primer dispositivo de retención
(17).
8. Un programa de ordenador que contiene
instrucciones para un módulo de programa con una pluralidad de
procesadores para accionar numerosos manipuladores para ejecutar un
método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Un programa de ordenador de acuerdo con la
reivindicación 8, provisto al menos parcialmente por intermediación
de una red tal como internet.
10. Un medio que puede leerse por ordenador que
contiene un programa de ordenador con instrucciones para accionar
numerosos procesadores para ejecutar un método de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
Applications Claiming Priority (2)
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| SE0002097 | 2000-06-05 | ||
| SE0002097A SE0002097D0 (sv) | 2000-06-05 | 2000-06-05 | Förfarande och anläggning för montering |
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