ES2304742T3 - Sistema de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Sistema de fabricación (1) con un centro de mecanizado (10) para el mecanizado por arranque de virutas de piezas de trabajo (2) en forma de placa que tiene un primer brazo (12) que puede desplazarse en una dirección X que se extiende de manera horizontal y presenta uno o varios husillos, y un dispositivo de alimentación (20) para alimentar el centro de mecanizado (10) con piezas de trabajo (2) en forma de placa que presenta un segundo brazo (22) que puede desplazarse en la dirección X que se extiende de manera horizontal, y al menos un dispositivo de agarre (24, 26) que puede moverse en una dirección Y que se extiende de manera horizontal a lo largo del segundo brazo (22) y en dirección Z que se extiende de manera vertical, caracterizado porque el primer (12) y el segundo brazo (22) presentan un dispositivo de guiado (14) común a lo largo del que pueden desplazarse en la dirección X, y/o un accionamiento (16) común mediante el que pueden moverse en la dirección X.
Description
Sistema de fabricación.
La invención se refiere a un sistema de
fabricación con un centro de mecanizado y un dispositivo de
alimentación según el preámbulo de la reivindicación 1.
Un sistema de fabricación del tipo genérico se
conoce por ejemplo por el documento EP 0 510 230 B1 y el documento
EP 0 512 126 B1. En el caso de estos sistemas de fabricación está
previsto en cada caso, aparte de un centro de mecanizado que
presenta uno o varios husillos para el mecanizado de piezas de
trabajo en forma de placa de madera, materias derivadas de la
madera o similares, un dispositivo de alimentación. El dispositivo
de alimentación puede moverse a lo largo de carriles guía en una
dirección X que se extiende de manera horizontal y tiene un
dispositivo de agarre mediante el que las piezas de trabajo que
deben mecanizarse pueden pasarse desde una cinta transportadora a
una mesa de sujeción del centro de mecanizado. Estos dispositivos de
alimentación han demostrado no presentar averías y ser versátiles,
sin embargo tienen la desventaja de que el sistema de fabricación
ocupa en total mucho espacio y que el espacio de mecanizado del
centro de mecanizado, es decir, la zona en la que los husillos de
trabajo pueden mecanizar las piezas de trabajo que deben
mecanizarse, sólo son difícilmente accesibles al menos durante el
funcionamiento del sistema de fabricación. Además el control del
dispositivo de alimentación de manera sincrónica al sistema de
mecanizado conlleva con frecuencia dificultades. Aparte de
dispositivos de alimentación de este tipo con tres ejes de
traslación se aplican también cada vez más robots de brazos
articulados con tres ejes rotatorios como dispositivo de
alimentación. La cinemática de un robot de brazo articulado se
considera debido a su alcance y su libertad de movimiento ilimitada
como uno de los sistemas de manipulación más flexibles. Sin
embargo, debido a la cinemática compleja (normalmente de 4 a 6
grados de libertad) son necesarios sistemas de control y de
programación complejos y por tanto, más caros. Además los robots de
brazos articulados ocupan relativamente mucho espacio y dificultan
durante el funcionamiento del sistema de fabricación el acceso
manual al espacio de mecanizado del centro de mecanizado.
Es objetivo de la presente invención
proporcionar un sistema de fabricación del tipo mencionado al inicio
que con una construcción sencilla requiere menos espacio y
posibilita un acceso sencillo al espacio de mecanizado del centro
de mecanizado. Este objetivo se soluciona según la presente
invención a través de un sistema de fabricación con las
características de la reivindicación 1. Perfeccionamientos
preferidos de la invención se indican en las reivindicaciones
dependientes.
La invención se basa en la idea de obtener una
construcción simplificada así como un sistema de fabricación que en
total requiere menos espacio a través de una fusión parcial del
centro de mecanizado y del dispositivo de alimentación. A este
efecto está previsto según la invención que el primer y el segundo
brazo, es decir, el brazo del centro de mecanizado y el brazo del
dispositivo de alimentación presenten un dispositivo de guiado
común a lo largo del que pueden desplazarse en la dirección X, y/o
un accionamiento común mediante el que pueden moverse en la
dirección X.
De este modo puede prescindirse por ejemplo por
completo de los carriles guía existentes en el estado de la técnica
y/o las unidades de accionamiento del dispositivo de alimentación,
lo que no sólo simplifica claramente la construcción, sino que
también reduce considerablemente la necesidad de espacio. A este
respecto debe tenerse en cuenta que por ejemplo, en el caso de un
dispositivo de guiado común no tiene que utilizarse un dispositivo
de guiado que sea el doble de grande o de largo, sino que los dos
brazos pueden disponerse y hacerse funcionar en el dispositivo de
guiado común de modo que sus zonas de movimiento se entrecrucen y se
obtenga de este modo una superficie considerablemente reducida para
el dispositivo de guiado.
A través de esta fusión del centro de mecanizado
y del dispositivo de alimentación se facilita además claramente el
acceso al espacio de mecanizado del centro de mecanizado, lo que
facilita claramente no sólo una alimentación manual ocasional del
centro de mecanizado, sino también labores de mantenimiento así como
intervenciones en el caso de controles y similares. No en último
término, la fusión según la invención posibilita también un control
simplificado de todo el sistema de fabricación. Estas ventajas son
especialmente notables cuando el primer y el segundo brazo
presentan tanto un dispositivo de guiado común como también un
accionamiento común, lo que representa una forma de realización
preferida de la presente invención.
Según un perfeccionamiento de la presente
invención el accionamiento común está previsto en el centro de
mecanizado para mover el primer brazo en la dirección X que se
extiende de manera horizontal. Mediante esta disposición se
consigue que el dispositivo de alimentación tenga una construcción
especialmente ligera y que ahorre espacio, mientras que el
accionamiento común puede usarse de manera encauzada para los
diferentes movimientos de trabajo del brazo del centro de
mecanizado. A este respecto es especialmente preferible que el
primer brazo y el segundo brazo puedan acoplarse entre sí mediante
un dispositivo de acoplamiento. En este caso el brazo del centro de
mecanizado equipado con el accionamiento común sólo debe acoplarse
con el dispositivo de alimentación durante la operación de
alimentación, de modo que durante el funcionamiento normal de
mecanizado del centro de mecanizado su brazo puede funcionar de
manera libre e independiente del dispositivo de alimentación, lo que
reduce las masas que deben moverse y de este modo permite una
precisión y velocidad de mecanizado elevadas del centro de
mecanizado.
El dispositivo de acoplamiento puede estar
configurado en el marco de la presente invención de muchas maneras,
por ejemplo de manera mecánica, electromagnética, etc. Sin embargo,
según un perfeccionamiento preferido de la presente invención está
previsto que el dispositivo de acoplamiento presente un primer
elemento de enganche que está previsto en el primer brazo, y un
segundo elemento de enganche que está previsto en el segundo brazo.
De este modo puede conseguirse de manera sencilla un acoplamiento
fiable del centro de mecanizado y del dispositivo de alimentación
que en caso necesario, también puede volver a soltarse sin
problemas. Es especialmente ventajoso cuando los dos elementos de
enganche pueden engancharse entre sí encajándose de manera suelta,
ya que entonces el primer brazo puede acoplarse al segundo brazo
mediante un movimiento de desplazamiento.
Especialmente cuando el centro de mecanizado y
el dispositivo de alimentación presentan un accionamiento común es
preferible según un perfeccionamiento de la presente invención que
el centro de mecanizado y el dispositivo de alimentación presenten
también una unidad de control común que está configurada para
controlar el funcionamiento del centro de mecanizado y del
dispositivo de alimentación de manera simultánea. De este modo no
sólo se reduce el esfuerzo de construcción con los ahorros de
costes correspondientes, sino que también pueden evitarse problemas
en el punto de intersección que pueden aparecer en las unidades de
control separadas utilizadas hasta ahora para el dispositivo de
alimentación y el centro de mecanizado. También se reduce de este
modo la complejidad del software de control. No en último término
se obtiene también un manejo simplificado o una necesidad reducida
de formación para el personal de manejo.
Con respecto a una operación de alimentación
rápida y flexible está previsto según un perfeccionamiento de la
presente invención que el al menos un dispositivo de agarre pueda
moverse en la dirección Y y en la dirección Z, que se extienden
fundamentalmente de manera perpendicular entre sí así como
fundamentalmente de manera perpendicular con respecto a la
dirección X, independientemente de las otras direcciones en cada
caso.
Según otra forma de realización preferida de la
presente invención el segundo brazo tiene al menos tres secciones
alargadas de las que en cada caso una se extiende en la dirección X,
en la dirección Y y en la dirección Z que fundamentalmente son
perpendiculares entre sí. Mediante esta configuración puede
realizarse un dispositivo de guiado común que ahorra espacio,
posibilitando el brazo con sus tres secciones alargadas el acceso a
una pila de piezas de trabajo prevista por ejemplo al lado del
centro de mecani-
zado.
zado.
En el marco de la presente invención el
dispositivo de agarre puede tener una pluralidad de configuraciones
que son adecuadas para agarrar y elevar de manera segura una pieza
de trabajo en forma de placa. A este respecto ha resultado
ventajoso que el al menos un dispositivo de agarre presente en cada
caso una pluralidad de elementos de agarre de los que en cada caso
al menos uno puede girarse. Tal como aún se explicará a continuación
con más detalle, el al menos un elemento de agarre que puede
girarse posibilita una colocación rápida y precisa de las piezas de
trabajo en forma de placa en una disposición de tope dispuesta en el
centro de mecanizado.
Con respecto a una mayor capacidad de transporte
del dispositivo de alimentación con simultáneamente una construcción
sencilla está previsto según un perfeccionamiento de la presente
invención que estén previstos al menos dos dispositivos de agarre
que preferiblemente están dispuestos en lados opuestos del segundo
brazo. De este modo pueden suministrarse al menos dos piezas de
trabajo de manera simultánea a través del dispositivo de
alimentación al centro de mecanizado. Sin embargo existe también la
posibilidad de configurar los dispositivos de agarre, por ejemplo
con un número elevado de elementos de agarre, de modo que cada uno
de los elementos de agarre pueda transportar también varias piezas
de trabajo.
Para posibilitar en el centro de mecanizado del
sistema de fabricación según la invención una progresión rápida del
trabajo y un cambio sin problemas de las herramientas está previsto
según un perfeccionamiento de la presente invención que el centro
de mecanizado presente dos husillos principales que pueden moverse
independientemente entre sí en la dirección Y y Z. De este modo
pueden mecanizarse por ejemplo dos piezas de trabajo de manera
simultánea o un husillo principal puede mecanizar una pieza de
trabajo, mientras que el otro husillo principal realiza un cambio
de herramientas para una operación de mecanizado siguiente.
La figura 1 muestra de manera esquemática una
vista desde arriba de una primera forma de realización del sistema
de fabricación según la invención;
la figura 2 muestra de manera esquemática una
vista desde arriba de una segunda forma de realización del sistema
de fabricación según la invención.
Formas de realización preferidas de la presente
invención se describen a continuación de manera detallada haciendo
referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 muestra una vista desde arriba
esquemática de un sistema de fabricación 1 como primera forma de
realización de la presente invención. El sistema de fabricación 1
comprende un centro de mecanizado 10 para el mecanizado por
arranque de virutas de piezas de trabajo 2 en forma de placa que
preferiblemente están compuestas en su mayor parte de madera o
materias derivadas de la madera. El centro de mecanizado 10 tiene
una estructura en sí conocida con un primer brazo 12 que puede
desplazarse a lo largo de un carril guía 14 en una dirección X que
se extiende de manera horizontal. En el brazo 12 están dispuestos en
lados opuestos dos husillos principales 30, 32 que pueden moverse
independientemente entre sí en la dirección Y indicada en la figura
1 así como en la dirección Z que se extiende de manera
perpendicular con respecto al plano del dibujo de la figura 1. El
primer brazo 12 se extiende por una primera mesa de piezas de
trabajo 34 que presenta un dispositivo de tope 36 para el
posicionamiento de las piezas de trabajo que deben mecanizarse así
como un dispositivo de sujeción no mostrado para retener las piezas
de trabajo que deben mecanizarse durante la operación de
mecanizado.
El sistema de fabricación 1 comprende además un
dispositivo de alimentación 20 que sirve para alimentar al centro
de mecanizado 10 con piezas de trabajo 2 en forma de placa que a
continuación se mecanizan en el centro de mecanizado 10 por ejemplo
por arranque de virutas. El dispositivo de alimentación 20 tiene un
segundo brazo 22 que en la presente forma de realización está
formado por tres secciones alargadas 22', 22'' y 22'''. El segundo
brazo 22 está unido con el carril guía 14 a través de su tercera
sección 22''' de tal modo, que puede desplazarse en la dirección X
que se extiende de manera horizontal. En la primera sección 22' del
segundo brazo 22 está previsto en la presente forma de realización
un dispositivo de agarre 24 que puede moverse en la dirección Y y
en la dirección Z y que es adecuado para agarrar y volver a liberar
las piezas de trabajo 2 en forma de placa.
El dispositivo de agarre 24 tiene una pluralidad
de elementos de agarre 28 que en la presente forma de realización
están formados por ventosas de vacío. Además el dispositivo de
agarre 24 tiene un elemento de agarre 28' especialmente configurado
que puede girarse a través de una articulación equipada con un
muelle y un cambiador de tope para poder orientar las piezas de
trabajo 2 en forma de placa durante la deposición, lo que se
describirá a continuación con más detalle.
La tercera sección 22''' del segundo brazo 22
tiene en su extremo dirigido al centro de mecanizado 10 un elemento
de enganche 18' que está previsto para actuar junto con un primer
elemento de enganche 18 complementario que está previsto en el
primer brazo 12. En el caso de los elementos de enganche puede
tratarse por ejemplo de elementos que se enganchan entre sí de
manera mecánicamente separable, tal como por ejemplo un trinquete y
un perno. Sin embargo, el enganche entre estos elementos no debe
realizarse en arrastre de forma, sino que puede realizarse también
por ejemplo en arrastre de fuerza (por ejemplo a través de elementos
de sujeción), de manera magnética o de otra manera adecuada.
Aunque no está mostrado en las figuras, el
sistema de fabricación 1 según la invención comprende además una
unidad de control que está configurada para controlar el
funcionamiento del centro de mecanizado 10 y del dispositivo de
alimentación 20 de manera simultánea. Utilizando esta unidad de
control el funcionamiento del sistema de fabricación 1 según la
invención se realiza por ejemplo como sigue.
En primer lugar se mueve el dispositivo de
agarre 24 sobre la pila de piezas de trabajo 2 sin mecanizar en la
dirección Y y Z de tal modo, que los elementos de agarre 28, 28'
pueden agarrar el lado superior de la pieza de trabajo 2 en forma
de placa más superior. De manera simultánea o secuencial a este
respecto, se mueve el primer brazo 12 haciendo funcionar el
accionamiento 16 en la dirección del dispositivo de alimentación
20, de modo que el primer elemento de enganche 18 y el segundo
elemento de enganche 18' se enganchan entre sí. Así el centro de
mecanizado 10 y el dispositivo de alimentación 20 están acoplados
entre sí.
Esta unidad se mueve ahora haciendo funcionar el
motor 16 a lo largo del carril guía 14 de tal modo, que la pieza de
trabajo 2 que debe mecanizarse se sitúa por encima de la mesa de
piezas de trabajo 34 cerca de una posición deseada de mecanizado.
Ahora mediante un movimiento del dispositivo de agarre 24 la pieza
de trabajo 2 se deposita sobre la mesa de piezas de trabajo 34 y
los elementos de agarre 28 se separan de la pieza de trabajo 2, de
modo que la pieza de trabajo ya sólo está unida con el elemento de
agarre 28' que puede girarse. Ahora, la pieza de trabajo 2 que ya
sólo está sujeta por el elemento de agarre 28' se empuja
adicionalmente hacia los pernos de tope 36 de la mesa de piezas de
trabajo y de este modo se lleva a la posición deseada de
mecanizado. A este respecto, el elemento de agarre 28' se gira
contra la fuerza del muelle articulado (no mostrado) hasta que se
activa un cambiador de tope (no mostrado) que finaliza la operación
de desplazamiento.
A continuación la pieza de trabajo 2 se sujeta
con un dispositivo de sujeción no mostrado con más detalle en la
mesa de piezas de trabajo 34.
Ahora se realiza la propia operación de
mecanizado de la pieza de trabajo 2 a través del centro de
mecanizado 10 utilizando herramientas de mecanizado que en cada
caso se intercambian en los husillos principales 30 y 32 según sea
necesario.
Aunque la operación de mecanizado puede
realizarse básicamente también o al menos temporalmente con un
dispositivo de alimentación 20 acoplado al centro de mecanizado 10
se prefiere, en el marco de la presente invención, volver a mover
el dispositivo de alimentación antes de iniciar la operación de
mecanizado a la posición inicial mostrada en la figura 1 y
liberarlo mediante separación del primer y el segundo elemento de
enganche del centro de mecanizado 10.
Tras la finalización de la operación de
mecanizado el dispositivo de alimentación 20 se acopla de nuevo de
la manera descrita anteriormente al centro de mecanizado 10 para a
continuación recoger la pieza de trabajo 2' en forma de placa
mecanizada y depositarla sobre una pila correspondiente para piezas
de trabajo 2' en forma de placa mecanizadas, que puede estar
dispuesta por ejemplo al lado de la pila para piezas de trabajo en
forma de placa sin mecanizar. A continuación se inicia de nuevo la
operación de alimentación descrita anteriormente para preparar una
operación de mecanizado siguiente.
Siempre que la mesa de piezas de trabajo 34
disponga de varias posiciones de mecanizado adecuadas con elementos
de tope 36 correspondientes es posible también, con cada movimiento
de desplazamiento del dispositivo de alimentación 20 introducir una
pieza de trabajo 2 en forma de placa sin mecanizar o extraer una
pieza de trabajo 2' en forma de placa mecanizada.
Un sistema de fabricación 1 según una segunda
forma de realización preferida de la presente invención se
representa de manera esquemática en la figura 2. La forma de
realización mostrada en la figura 2 se diferencia de la forma de
realización mostrada en la figura 1 fundamentalmente porque el
dispositivo de alimentación 20 presenta dos dispositivos de agarre
24, 26 que están dispuestos en lados opuestos del segundo brazo 22.
De este modo se hace posible que el dispositivo de alimentación 20
deposite con cada movimiento de desplazamiento dos o incluso más
piezas de trabajo 2 en forma de placa sobre la mesa de piezas de
trabajo 34 o recoja piezas de trabajo 2' mecanizadas
correspondientes de la mesa de piezas de trabajo 34. Por lo demás el
funcionamiento del sistema de fabricación en la segunda forma de
realización no se diferencia del de la primera forma de
realización.
Claims (11)
1. Sistema de fabricación (1) con un centro de
mecanizado (10) para el mecanizado por arranque de virutas de
piezas de trabajo (2) en forma de placa que tiene un primer brazo
(12) que puede desplazarse en una dirección X que se extiende de
manera horizontal y presenta uno o varios husillos, y un dispositivo
de alimentación (20) para alimentar el centro de mecanizado (10)
con piezas de trabajo (2) en forma de placa que presenta un segundo
brazo (22) que puede desplazarse en la dirección X que se extiende
de manera horizontal, y al menos un dispositivo de agarre (24, 26)
que puede moverse en una dirección Y que se extiende de manera
horizontal a lo largo del segundo brazo (22) y en dirección Z que
se extiende de manera vertical, caracterizado porque el
primer (12) y el segundo brazo (22) presentan un dispositivo de
guiado (14) común a lo largo del que pueden desplazarse en la
dirección X, y/o un accionamiento (16) común mediante el que pueden
moverse en la dirección X.
2. Sistema de fabricación según la
reivindicación 1, caracterizado porque el accionamiento (16)
común está previsto en el centro de mecanizado (10) para mover el
primer brazo (12) en la dirección X que se extiende de manera
horizontal.
3. Sistema de fabricación según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el primer brazo
(12) y el segundo brazo (22) pueden acoplarse entre sí mediante un
dispositivo de acoplamiento (18, 18').
4. Sistema de fabricación según la
reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo de
acoplamiento presenta un primer elemento de enganche (18) que está
previsto en el primer brazo (12) y un segundo elemento de enganche
(18') que está previsto en el segundo brazo (22).
5. Sistema de fabricación según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el centro
de mecanizado (10) y el dispositivo de alimentación (20) presentan
una unidad de control común que está configurada para controlar el
funcionamiento del centro de mecanizado (10) y del dispositivo de
alimentación (20) de manera simultánea.
6. Sistema de fabricación según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos
un dispositivo de agarre (24, 26) puede moverse en la dirección Y y
en la dirección Z que se extienden fundamentalmente de manera
perpendicular entre sí así como fundamentalmente de manera
perpendicular con respecto a la dirección X, independientemente de
las otras direcciones en cada caso.
7. Sistema de fabricación según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo
brazo (22) tiene al menos tres secciones alargadas (22', 22'',
22''') de las que en cada caso una se extiende en la dirección X,
la dirección Y y la dirección Z, que fundamentalmente son
perpendiculares entre sí.
8. Sistema de fabricación según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos
un dispositivo de agarre (24, 26) presenta en cada caso una
pluralidad de elementos de agarre (28) de los que en cada caso al
menos uno (28') puede girarse.
9. Sistema de fabricación según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están
previstos al menos dos dispositivos de agarre (24, 26) que están
dispuestos preferiblemente en lados opuestos del segundo brazo
(22).
10. Sistema de fabricación según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el centro
de mecanizado presenta dos husillos principales (30, 32) que pueden
moverse de manera independiente entre sí en la dirección Y y Z.
11. Sistema de fabricación según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el centro
de mecanizado presenta una mesa de piezas (34) de trabajo fija con
un dispositivo de tope (36) y un dispositivo de sujeción.
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