ES2309896T3 - Mejoras en sistemas para la soldadura de estructuras de chapa metalica, en particular carrocerias de vehiculos automoviles o sus subconjuntos. - Google Patents
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Abstract
Sistema para soldar estructuras de chapa metálica, en particular carrocerías de vehículos automóviles o sus subconjuntos, que comprenden: por lo menos una estación de soldadura (1) la cual recibe las estructuras que se van a soldar, unos medios de soldadura programables, dispuestos en la estación de soldadura (1), una pluralidad de dispositivos de colocación y bloqueo (50) adaptados para acoplar piezas de la estructura que se va a soldar a fin de colocarlas y bloquearlas en la posición de soldadura apropiada, por lo menos un bastidor de colocación (3) que soporta por lo menos por algunos de dichos dispositivos de colocación y bloqueo (50), en el que dicho bastidor de colocación (3) se puede desplazar entre una primera posición de funcionamiento, en la que los dispositivos de bloqueo transportados en el mismo son capaces de acoplar la estructura que se va a soldar, y una segunda posición de funcionamiento, en la que el bastidor de colocación (3) permite una sustitución de la estructura que está en la estación de soldadura, en el que dicho bastidor de colocación (3) se puede desplazar asimismo entre dicha segunda posición de funcionamiento y una posición de espera, para permitir que un bastidor de colocación diferente (3) sea conducido a dicha segunda posición de funcionamiento, caracterizado porque dicho sistema incluye asimismo por lo menos una unidad de control electrónico programable (54), que controla el movimiento del bastidor de colocación (3) y el accionamiento de los dispositivos transportados por dichos bastidores (3), controlando los dispositivos electrónicos transportados a bordo de los bastidores de colocación (3) y porque todos los dispositivos eléctricos a bordo en cada bastidor de colocación (3) están conectados a unas unidades estacionarias de control o suministro por unos medios de conexión sin hilos o sin contacto.
Description
Mejoras en sistemas para la soldadura de
estructuras de chapa metálica, en particular carrocerías de
vehículos automóviles o sus subconjuntos.
La presente invención se refiere a sistemas para
la soldadura de estructuras de chapa metálica, en particular
carrocerías de vehículos automóviles o sus subconjuntos. El
documento EP-A-0927598 describe un
sistema de este tipo según el preámbulo de la reivindicación
independiente.
En particular, la invención se refiere a
sistemas para la estructuración mediante soldadura de estructuras
de chapa metálica, tales como carrocerías de automóvil o sus
subconjuntos de las mismas, del tipo que incluye por lo menos una
estación de soldadura la cual recibe las piezas que se va a soldar,
en donde están previstos unos medios de soldadura en forma de
medios de soldadura programables, tales como robots equipados con
cabezales de soldadura eléctrica por puntos o cabezales de enfoque
de láser para la soldadura por láser, los cuales llevan a cabo,
sobre la estructura que se va a soldar, una serie de puntos o
cordones de soldadura suficientes para conferir una geometría
relativamente estable a la estructura. Cuando las operaciones de
soldadura son llevadas a cabo en la estación de estructuración
anteriormente mencionada, las piezas que se van a soldar se colocan
y se bloquean en la posición de montaje apropiada por medio de
dispositivos de colocación y bloqueo, cuya configuración está
adaptada a la configuración de la estructura específica sobre la
cual trabajan. Según un principio concebido y desarrollado por el
mismo solicitante hace más de veinte años, todos los dispositivos
de colocación y bloqueo pensados para funcionar sobre un mismo tipo
o modelo de estructuras son transportados en uno o más
"bastidores de colocación" o "puertas" los cuales están
dispuestos en la estación de estructuración.
En el caso de un sistema "rígido",
concebido para funcionar sobre un único tipo o modelo de estructura
que se vaya a soldar, están dispuestos bastidores de colocación de
un único tipo correspondiente. En las formas de realización reales,
están previstos dos de tales bastidores, dispuestos a los dos lados
de una línea la cual alimenta las estructuras que se van a soldar a
la estación de estructuración. Cuando llega (o se forma) una nueva
estructura que se va a soldar en la estación, se coloca y se bloquea
en la misma después de que los dos bastidores de colocación hayan
sido desplazados aproximándolos entre sí. Los dos bastidores, de
hecho, son móviles entre una condición abierta, en la que están
separados entre sí para permitir la sustitución de la estructura
que se va a soldar en la estación estructuración y una condición
cerrada en las que son llevados más próximos entre sí, mediante un
movimiento de cada bastidor en una dirección transversal con
respecto a la dirección longitudinal de la línea. Cuando llega (o
se forma) una nueva estructura que se va a soldar a la estación de
estructuración, los dos bastidores de colocación son llevados a su
condición cerrada a fin de permitir que todos los dispositivos de
colocación y bloqueo transportados por los bastidores se acoplen a
las piezas de la estructura que se va a soldar, de forma que las
coloquen y las bloqueen en la posición de soldadura apropiada.
Una vez los dispositivos de colocación y bloqueo
de los bastidores de colocación han acoplado la estructura que se
va a soldar, son activados medios de soldadura, típicamente robots,
para llevar a cabo una serie de soldaduras suficientes para
proporcionar a la estructura una geometría relativamente estable.
Cuando se completa la soldadura, los dispositivos de colocación y
bloqueo se desplazan alejándose de la estructura y los bastidores
de colocación que transportan tales dispositivos vuelven a su
condición abierta, de forma que permiten que la estructura soldada
salga fuera de la estación de estructuración y que una nueva
estructura que se vaya a soldar entre en la estación de
estructuración.
Para la alimentación de la estructura que se va
a soldar a la estación de estructuración, se adoptan diversas
soluciones. Por ejemplo, en el caso de estaciones para la soldadura
de carrocerías completas de vehículos automóviles, según una
primera solución, la carrocería completa que se va a soldar es
alimentada a la estación de estructuración, a través de la línea de
alimentación, en una condición montada de forma floja. Un modo
típico para llevar a cabo un montaje previo flojo de este tipo es el
acoplamiento de las diferentes piezas de la estructura mediante
unas lengüetas de chapa metálica que sobresalen de algunos de los
elementos de la estructura, dejando de ese modo un ligero juego
entre las piezas unidas. Según una segunda técnica para la
alimentación de la estructura que se va a soldar a la estación de
estructuración, únicamente el panel del suelo de la carrocería del
vehículo es alimentado a la estación de estructuración a través de
la línea de alimentación, mientras los paneles laterales de la
carrocería del vehículo están dispuestos en los bastidores de
colocación anteriormente mencionados, cuando están todavía en su
posición abierta, antes de la llegada del panel del suelo a la
estación de estructuración. En este caso, cuando el panel del suelo
llega a la estación de estructuración, los bastidores de colocación
llevan los paneles laterales cerca del panel del suelo y también
proporcionan la función de acoplamiento requerida. La presente
invención se puede aplicar a cualquier estación de soldadura del
tipo anteriormente indicado, cualquiera que sea la forma de
realización específica sea, tanto haciendo referencia, por ejemplo,
al modo en el cual las piezas de la estructura que se va a soldar
son alimentadas a la estación de estructuración, como con
referencia al modo en el cual se lleva a cabo la propia
soldadura.
Los sistemas de soldadura del tipo anteriormente
mencionado han encontrado una gran difusión, particularmente como
consecuencia de una serie de invenciones desarrolladas por el mismo
solicitante, sobre todo en el caso de sistemas flexibles, pensados
para funcionar sobre diferentes tipos o modelos de estructuras que
se vayan a soldar. Según un principio básico concebido y
desarrollado por el solicitante, múltiples pares de bastidores de
colocación están provistos en la estación de estructuración, los
cuales son rápidamente intercambiables entre sí en una posición de
trabajo, cada par de bastidores estando equipado con dispositivos de
colocación y bloqueo adaptados para un tipo o un modelo específico
de estructura que se vaya a soldar. En el caso de las formas de
realización de este tipo, la línea de montaje puede alimentar, a la
estación de estructuración, cualquier secuencia de diferentes
modelos o tipos de estructuras que se vayan a soldar. Cada vez que
la estación recibe una estructura de un tipo diferente de aquél
sobre el cual la estación ha trabajado inmediatamente antes, los
bastidores de colocación previamente dispuestos en la posición de
trabajo en la estación de estructuración son rápidamente
intercambiados con otro par de bastidores de colocación, adaptados
al nuevo tipo de estructura que se vaya a soldar. Preferentemente,
el cambio de los bastidores ocurre en un tiempo no superior al
requerido para el intercambio de la estructura que se va a soldar
en la estación, de forma que no se penalice el tiempo del
ciclo.
En el caso más simple de líneas de montaje
únicamente pensadas para funcionar sobre dos tipos o modelos
diferentes de estructura, la estación está equipada con dos pares
de bastidores de colocación dispuestos a los dos lados de la línea,
de tal forma que en cada lado de la línea están colocados un primer
bastidor de colocación, adecuado para un primer tipo de estructura,
y un segundo bastidor de colocación, adecuado para un segundo tipo
de estructura. Los bastidores primero y segundo están alineados en
una dirección paralela a la dirección longitudinal de la línea y
son móviles a lo largo de esa dirección de forma que se lleva uno de
ellos a la posición de trabajo y el otro a la posición de espera, o
viceversa. Cuando los dos bastidores de colocación de un mismo par
de bastidores llegan a la posición de trabajo en la estación de
estructuración, están en la condición anteriormente mencionada
"abierta" en donde permiten la sustitución de la estructura que
se va soldar en la estación de estructuración. A partir de una
condición de este tipo, pueden ser conducidos a la posición cerrada,
a través de un movimiento en una dirección transversal a la línea,
para permitir el acoplamiento de los dispositivos de colocación y
bloqueo sobre la estructura que se va a soldar. A la inversa, una
vez se ha completado la soldadura, los bastidores de colocación en
funcionamiento en primer lugar son llevados a su posición abierta,
a través de un movimiento en la dirección transversal a la línea,
después de lo cual, si la nueva estructura que se vaya a soldar es
de un tipo diferente, los dos bastidores son desplazados en la
dirección longitudinal paralela a la línea, para alcanzar su
posición de espera y permitir que los bastidores apropiados lleguen
a la posición de trabajo.
Como se ha explicado anteriormente en la
presente memoria, los sistemas de soldadura tales como los descritos
han sido concebidos y desarrollados desde hace mucho tiempo por el
solicitante. Ejemplos de tales sistemas se describen, por ejemplo,
en los documentos US nº 4.256.947 y
DE-A-2 810 822 y en
EP-A-351377,
EP-A-440001,
EP-A-642878,
EP-A-927598, EP-A
976491 y EP 04425422. 5 (publicado como
EP-A-1 611 991). Como resulta
evidente a partir de estos documentos, el movimiento de los
bastidores de colocación se puede obtener de cualquier modo, tanto
en la dirección transversal a la línea en la estación de
estructuración, como para el propósito de sustituir un bastidor, el
cual está en la estación, por un bastidor nuevo adecuado a un nuevo
tipo de estructura que se vaya a soldar. Por ejemplo, la posibilidad
del desplazamiento de los bastidores de colocación en la dirección
longitudinal de la línea se puede obtener por medio de
transportadores aéreos, o disponiendo carriles en el suelo y
accionando el movimiento de los bastidores de colocación a través
de motores colocados a bordo de los bastidores, o incluso mediante
vehículos tractores los cuales pueden estar colgados de los
bastidores. Además, el movimiento requerido para sustituir un
bastidor de colocación con un bastidor de colocación de un tipo
diferente en la posición de trabajo en la estación de estructuración
también se puede obtener a lo largo de direcciones diferentes de la
dirección longitudinal de la línea, en particular por medio de un
desplazamiento en la dirección vertical, o también disponiendo
rotores con múltiples caras sosteniendo los bastidores, que pueden
girar alrededor de ejes paralelos a la dirección longitudinal de la
línea y dispuestos a los dos lados de la línea.
Finalmente, en vista de la multiplicación del
número de tipos o modelos diferentes de estructuras sobre las
cuales puede funcionar el sistema, también han sido propuestos por
el mismo solicitante, desde hace tiempo, sistemas de montaje del
tipo anteriormente descrito en la presente memoria (véanse por
ejemplo los documentos US-4.682.722 y
GB-2.172.555), los cuales incluyen unos almacenes de
bastidores de colocación y unos medios para arrastrar cualquier
bastidor de colocación desde un almacén y llevarlo a la posición de
trabajo en la estación de estructuración o viceversa.
Cada bastidor de colocación individual presenta
una estructura la cual, en las formas de realización prácticas
llevadas a cabo por el solicitante, incluye una pieza de la base,
por ejemplo equipada con medios para acoplar carriles de guiado
fijos, para el desplazamiento del bastidor de colocación en la
dirección longitudinal y una estructura superior la cual se eleva
desde la estructura de la base y que presenta una forma a modo de
bastidor definida por dos columnas extremas verticales y una viga
horizontal superior que conecta las dos columnas. Estos elementos
transportan los dispositivos de colocación y bloqueo pensados para
el acoplamiento de la estructura que se va a soldar. La forma
anteriormente descrita del bastidor es preferida, ya que cuando
está en la condición de funcionamiento, con los dispositivos de
bloqueo acoplados sobre la estructura que se va a soldar, el
espacio definido a través del bastidor puede ser explotado por los
robots de soldadura para alcanzar las diferentes piezas que se van
a soldar.
Los dispositivos dispuestos sobre el bastidor de
colocación son de tipo diverso. En la solución más convencional,
los dispositivos de bloqueo consisten en dispositivos de fijación,
con dos mordazas móviles, una con relación a la otra, entre una
posición abierta y una posición cerrada, para bloquear entre ellas
las piezas que se van a soldar. En una solución convencional de
este tipo, el movimiento de las mordazas es accionado por
accionamientos hidráulicos. La alimentación del fluido a las
cámaras del accionamiento está controlada por válvulas de solenoide,
las cuales requieren un suministro eléctrico. Además, los
dispositivos de bloqueo típicamente están equipados con sensores de
posición necesarios para el control del movimiento de los
dispositivos de bloqueo entre la condición abierta y la condición
cerrada. Algunas veces, también se utilizan bastidores de colocación
provistos de medios de soldadura a bordo, tales como cabezales de
soldadura eléctrica por puntos. En este caso, otra vez, tales
cabezales requieren un suministro eléctrico.
Asimismo, es posible que los dispositivos de
bloqueo en los bastidores de colocación estén accionados por
accionamientos eléctricos, por ejemplo en forma de motores
eléctricos los cuales accionan el movimiento de las mordazas de los
dispositivos de bloqueo a través de sistemas de transmisión de
tornillo y tuerca. Otra vez, en este caso, se requiere un
suministro eléctrico. Esto se aplica, por supuesto, también cuando
en la estructura de la base del bastidor de colocación existe un
motor que acciona el movimiento del bastidor o parte del mismo.
En los sistemas de soldadura conocidos en los
cuales está provisto a bordo un motor de accionamiento el bastidor
de colocación para accionar el movimiento del bastidor, el
suministro eléctrico al motor en el bastidor de colocación se lleva
a cabo por ejemplo a través de una línea de suministro fijada al
suelo la cual está acoplada con contactos deslizantes dispuestos en
el bastidor de colocación. Cuando, por el contrario, se obtiene el
movimiento del bastidor, por ejemplo, disponiendo un vehículo
tractor el cual puede estar colgado del bastidor, se utiliza un
sistema de suministro completamente similar a aquél descrito antes
para suministrar al motor eléctrico del vehículo tractor. En
sistemas, todavía más convencionales, están dispuestos cables para
el suministro eléctrico al bastidor de colocación, guiados a través
de sistemas de guiado del cable del tipo de cadena los cuales
permiten un desenrollamiento apropiado de los cables durante los
movimientos del bastidor.
Asimismo, en los sistemas convencionales, cuando
un bastidor de colocación llega a la posición de trabajo en la
estación de estructuración, el suministro eléctrico a los aparatos
incorporados a bordo (junto con la alimentación del fluido a los
accionamientos hidráulicos, si existen, dispuestos en el bastidor)
se obtiene mediante un acoplamiento mecánico entre un conectador
estacionario, dispuesto en la estación, y un conectador móvil con
el bastidor.
En los sistemas conocidos, finalmente, todas las
conexiones eléctricas anteriormente mencionadas son también
explotadas para las conexiones requeridas para la transmisión de las
señales de control de entrada y de salida entre una unidad de
control electrónico, que está asociada al sistema de montaje y los
diferentes dispositivos controlados, los cuales están provistos en
cada bastidor de colocación.
Un problema básico que se ha encontrado en el
diseño de los bastidores de colocación del tipo descrito antes es
hacer su estructura lo más simple posible y con pocos impedimentos,
ya que esto mejora la posibilidad de acceso de los robots de
soldadura a la estructura que se va a soldar cuando los bastidores
de colocación están en su posición de trabajo sobre la estructura.
Una mayor dificultad de acceso por parte de los robots a la
estructura que se va a soldar implica un incremento del tiempo del
ciclo y una consiguiente disminución de la productividad, ya que
cada robot de soldadura dispuesto en la estación tiene que llevar a
cabo movimientos relativamente complicados y que consumen tiempo
para ir desde un área previamente soldada una nueva área que se va
a soldar. Por otra parte, existe un límite al incremento del número
de robots de soldadura los cuales funcionan simultáneamente sobre
la misma estructura que se va a soldar en la estación, tanto por
razones de coste como porque los robots tienden a obstaculizarse
unos a otros durante la soldadura si están en un número
excesivo.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un sistema de soldadura y en particular un bastidor de
colocación que ofrezca una mejor solución a los diversos problemas
técnicos mencionados antes en este documento.
En particular, un objetivo de la invención es
proporcionar un bastidor de colocación de construcción simple el
cual adicionalmente permita una simplificación sustancial de la
instalación en la cual se utiliza.
Estos y otros objetos y ventajas adicionales se
alcanzan según la invención a través de un sistema según la
reivindicación 1.
Características ventajosas de la invención se
exponen en las reivindicaciones subordinadas.
La invención se describirá a continuación
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, los cuales se
proporcionan únicamente a título de ejemplo no limitativo, en los
cuales:
la figura 1 es una vista en perspectiva de un
ejemplo de un sistema de soldadura según la presente invención,
la figura 2 es una vista esquemática en
perspectiva de un bastidor de colocación según la presente
invención, y
las figuras 3A, 3B muestra esquemáticamente el
sistema para el suministro de energía de alta corriente a los
dispositivos eléctricos a bordo del bastidor de colocación.
La figura 1 muestra un ejemplo de aplicación de
la presente invención a un sistema de soldadura del tipo el cual
forma el sujeto de la solicitud de patente europea EP 04425422.5 del
mismo solicitante.
A continuación, se presenta la descripción de la
estructura general del sistema de la figura 1, como se presenta
también en la solicitud de patente europea EP 04425422.5.
El sistema incluye una estación de soldadura 1
colocada a lo largo de una línea transportadora adecuada, únicamente
representada esquemáticamente e indicada mediante la flecha 2,
utilizada para el desplazamiento de las carrocerías que se van a
soldar a través de la estación de soldadura 1. La estación 1 no está
representada en detalle, ya que tiene una concepción completamente
conocida, excepto por algunos aspectos específicos, los cuales se
describirán a continuación en la presente memoria. Los equipos de
soldadura provistos en la estación 1 son robots de cualquier tipo
conocido, cuyas unidades de control incluyen una serie de programas
de funcionamiento diferentes, seleccionados como una función del
tipo de carrocería (modelo de coche) que se va a soldar.
La línea transportadora 2 y los medios para la
obtención del desplazamiento de las carrocerías a lo largo de la
misma pueden ser de cualquier tipo conocido. Estos detalles no han
sido representados en los dibujos adjuntos, ya que no quedan dentro
del ámbito de la presente invención; además, su supresión de los
dibujos hace que estos últimos sean más fáciles de comprender.
También, se pone claramente de manifiesto que la carrocería que se
va a soldar se puede formar de cualquier modo en la estación de
soldadura. Por ejemplo, la carrocería se puede montar previamente
de forma floja completamente aguas arriba de la estación de
soldadura. Por el contrario, los diversos subconjuntos que forman
la carrocería pueden ser transportados desde la línea transportadora
2 a la estación de soldadura en una condición de todavía sin
montar, siendo llevado a cabo el montaje antes de la soldadura en
la propia estación. O también, la línea transportadora 2 puede
transportar únicamente parte de la carrocería, por ejemplo el panel
del suelo, a la estación de soldadura, en cuyo caso la carrocería se
completa en la estación de soldadura, añadiendo los componentes
restantes de la carrocería al panel del suelo. Finalmente, el
sistema de la invención por supuesto puede ser utilizado para soldar
únicamente un conjunto de una carrocerías de automóvil, o bien otra
vez en teoría cualquier tipo de estructura de chapa metálica
soldada pensada para ser fabricada en diferentes tipos o modelos o
versiones. Cualquiera que sea el modo en el cual se monta la
carrocería, se requiere bloquear cada pieza de la carrocería en una
posición precisa, cuando la carrocería se somete a las operaciones
de soldadura en la estación 1. Un bloqueo de este tipo se obtiene a
través de herramientas de colocación y bloqueo transportadas por los
pares de bastidores laterales o puertas funcionalmente
intercambiables entre sí, representados por 3a, 3b, 3c y 3d en la
figura 1, deslizantes sobre carriles o guías inferiores
longitudinales 4; cuando no sea estrictamente requerido para los
fines de la descripción detallada del funcionamiento del sistema
según la invención, los bastidores laterales o puertas 3a, 3b, 3c y
3d serán identificados en lo que sigue a continuación únicamente por
el número 3.
En el caso del ejemplo, las guías 4 se extienden
ellas mismas paralelas a la línea transportadora 2 de las
carrocerías y están directamente fijadas al suelo, excepto en una
parte intermedia respectiva de las mismas, representada mediante
4a, colocada en la estación de soldadura 1. La parte 4a de las guías
4 son móviles en una dirección sustancialmente perpendicular a la
dirección longitudinal de las propias guías, a fin de llevar los
bastidores laterales 3 del par en utilización a la estación de
soldadura 1 en la respectiva condición cerrada.
Los pares de bastidores laterales 3 pueden ser
desplazados a lo largo de las guías 4, de forma que se lleva a la
estación de soldadura 1 un par de bastidores laterales que
correspondan al tipo de carrocería de automóvil que se vaya a
soldar. Cuando llega a la estación 1 una carrocería de un tipo
diferente de aquél sobre el cual la estación de soldadura ha
trabajado inmediatamente antes, el par de bastidores laterales que
está en la estación puede ser sustituido rápidamente mediante
deslizamiento en las guías respectivas 4, como se pondrá de
manifiesto a continuación.
Para este propósito, en el caso del ejemplo,
están dispuestos dos almacenes de bastidores, cada uno incluyendo
una serie de emplazamientos 6a, 6b dispuestos en los dos lados de la
línea transportadora 2 y las guías 4, en donde cada emplazamiento
incluye una sección de guía 7, de una forma similar a las guías o
carriles 4 y, por lo tanto, adecuada para sostener de forma
deslizante un correspondiente bastidor lateral. En el caso del
ejemplo, las secciones de la guía 7 se extienden ellas mismas
sustancialmente paralelas con relación a las guías 4.
En el ejemplo representado, a cada lado de la
línea transportadora 2 están provistos dos almacenes, cada uno de
ellos incluyendo tres emplazamientos diferentes 6a, 6b, los cuales
corresponden a un número total máximo de seis tipos diferentes de
bastidores 3 pensados para funcionar sobre otros tantos tipos de
carrocería. Por supuesto, sin embargo, los dos almacenes pueden
estar provistos con cualquier número de emplazamientos de
estacionamiento, con los límites que se presentarán a
continuación.
Los bastidores diferentes 3 transportan, de un
modo conocido por sí mismo, las herramientas respectivas de
colocación y bloqueo, no representadas, adecuadas para acoplar las
piezas laterales y superior de la carrocería del automóvil, de
forma que las bloquean en una posición precisa durante la ejecución
de las operaciones de soldadura en la estación 1. La pieza inferior
de la carrocería está bloqueada en cambio a través de herramientas
de colocación y bloqueo adicionales dispuestas sobre la pieza
inferior de la estación de soldadura 1. Cada par de bastidores
laterales 3 está, en particular, equipado con herramientas de
colocación y bloqueo adaptadas a la configuración particular de un
tipo o modelo de carrocería de automóvil.
En la utilización del sistema, sobre las guías 4
está colocado un primer par de bastidores laterales 3, los cuales
están en la posición de trabajo, puesto que están adaptados al
modelo de carrocería del automóvil que está en la estación de
soldadura 1, y un segundo par de bastidores 3, los cuales están en
una posición de espera, puesto que corresponden al modelo de
carrocería que inmediatamente sigue al que está siendo soldado.
Cuando esta última carrocería entra en la estación de soldadura 1,
los primeros bastidores 3 son conducidos a sus posiciones de espera
y los segundos bastidores 3 son llevados a la posición de
trabajo.
En el ejemplo representado, en los dos extremos
longitudinales de las guías 4, están provistos respectivos
elementos de guía móviles 8a, 8b, con una forma similar a aquella de
las guías 4. Los elementos móviles 8a, 8b están equipados con
respectivos medios de motor y transmisión 9, para ser capaces de
desplazarse ellos mismos lateralmente, por ejemplo sobre pares
respectivos de carriles 10a,10b, en una dirección perpendicular con
relación a la dirección longitudinal de las guías 4, entre una
primera posición y una pluralidad de segundas posiciones. En la
primera posición anteriormente mencionada, cada elemento móvil 8a,
8b está alineado longitudinalmente con la guía respectiva 4, de
modo que forma una especie de extensión de la misma. A través del
desplazamiento lateral anteriormente mencionado, cada elemento 8a,
8b puede ser llevado a un emplazamiento de estacionamiento
respectivo 6a, 6b, esto es una sección de guía 7.
Todavía en el ejemplo representado, el
desplazamiento de los bastidores laterales 3 de los diferentes pares
se obtiene por medio de tractores independientes, cada uno de los
cuales está adaptado para cooperar con diferentes bastidores
laterales 3, de modo que los coge de un emplazamiento respectivo 6a
ó 6b y los lleva a la posición funcional en la estación 1 y
viceversa. En el caso representado en la figura 1, están provistos
dos pares de tractores, designados mediante 11a y 11b, los cuales
pueden ser acoplados selectivamente a diferentes bastidores, de un
modo el cual se describirá a continuación.
Haciendo referencia a la figura 2, un bastidor
de colocación 3 está equipado con una pluralidad de dispositivos de
colocación y bloqueo 50 de cualquier tipo conocido por sí mismo. Los
dispositivos de colocación y bloqueo 50 pueden estar provistos
tanto con accionamientos por aire (en cuyo caso también están
asociadas con ellos válvulas de solenoide de control del aire),
como con accionamientos eléctricos. A los dispositivos de bloqueo
están adicionalmente asociados, en un modo conocido por sí mismo,
dispositivos de sensores de posición (no representados) para
detectar la posición de las pinzas de bloqueo móviles.
En el ejemplo descrito en la presente memoria,
el bastidor también puede estar provisto de uno o más cabezales
para la soldadura eléctrica por puntos (no representados). Además el
bastidor tiene una pieza móvil separada la cual puede ser
desplazada mediante un accionamiento eléctrico 52, para adaptar el
bastidor a las carrocerías del automóvil que sean ligeramente
diferentes entre sí (tales como, por ejemplo, en el caso de una
versión berlina y la versión carabán de un mismo modelo de
carrocería de automóvil). También en el caso del ejemplo
representado, el bastidor de colocación está adicionalmente equipado
con un motor eléctrico 49 pensado para accionar, por ejemplo, una
rueda de engranajes (no representada) prevista para engranar con una
cremallera estacionaría dispuesta a lo largo del suelo de la
instalación o prevista para el accionamiento de una rueda la cual
acopla con fricción una vía dispuesta a lo largo del suelo, con el
propósito de obtener el avance del bastidor. Una solución de este
tipo es una alternativa posible a la que ha sido descrita con
referencia al sistema de la figura 1, estando asignado el avance
del bastidor de colocación a un tractor independiente.
El sistema incluye un suministro de energía de
alta corriente y una conexión para la trasmisión de las señales de
control de entrada y de salida a los equipos a bordo del bastidor de
colocación.
Según la invención, la transmisión de las
señales de control se consigue con una técnica sin hilos, a través
de la disposición de un puerto de comunicación sin hilos en el
bastidor de colocación, esquemáticamente representado y designado
mediante 53, para la comunicación con una unidad de control
electrónico estacionario 54, que proporciona el control de la
instalación.
Según una característica preferida adicional de
la invención, el suministro de tensión de alta corriente se obtiene
mediante un sistema de conexión de inducción magnética sin contacto,
el cual está representado en las figuras 3A, 3B. Un sistema de este
tipo incluye una línea de suministro estacionaría en el suelo, con
un conductor de suministro 55, el cual en el ejemplo representado
tiene forma de U y presenta dos ramas paralelas, suministradas
mediante un generador primario 55a. Un elemento de toma 56
transportado por el bastidor 3 tiene una sección transversal en
forma de "E" y está dispuesto a caballo, pero sin contacto,
entre las dos ramas del conductor 55 de la línea de suministro. El
elemento 56 está equipado con una bobina 57 la cual es suministrada
por inducción y conduce a un control secundario 57a.
La elección de las características anteriormente
mencionadas permite una simplificación remarcable de la instalación
según la invención tanto para los medios de suministro eléctrico a
los equipos en el bastidor de colocación como también una
simplificación y una reducción de los impedimentos por parte de los
elementos transportados por el bastidor.
Por supuesto, la invención se puede aplicar a
cualquiera que sea la arquitectura general del sistema de soldadura
y en particular cualquiera que sea la tecnología seleccionada para
desplazar el bastidor de colocación entre la posición de trabajo en
la estación de estructuración y su posición de reposo, por ejemplo
en un almacén de bastidores de colocación. Desde este punto de
vista, no se excluye que el desplazamiento del bastidor de
colocación se lleve a cabo mediante un robot de dimensiones
adecuadas, provisto de un equipo para sujetar el bastidor de
colocación.
La ausencia de cables eléctricos conectados o
mecánicamente acoplados al bastidor de colocación permite la
concepción de nuevas y ventajosas formas de realización del sistema
de soldadura.
Por lo tanto, la invención proporciona la
posibilidad de disponer de un bastidor de colocación del cual está
en una condición "desconectada" cuando está en su posición de
reposo en el almacén del sistema. Cuando el bastidor de colocación
se coge de una posición de este tipo a fin de llevarlo a una
posición intermedia, de espera, cerca de la estación de
estructuración, en la que se dispone para ser llevado a continuación
a la posición de trabajo, el suministro eléctrico de potencia al
aparato del bastidor es activado a través del sistema de inducción
magnética sin contacto que incluye la vía de suministro en el suelo
y el dispositivo de toma dispuesto en el bastidor de colocación.
Cuando el bastidor de colocación llega a la posición de trabajo, se
inicia la comunicación sin hilos para el control de los dispositivos
transportados por el bastidor durante su etapa de
funcionamiento.
Por lo tanto, como se puede observar, no sólo se
obtiene una notable simplificación de la estructura del bastidor de
colocación y del sistema de montaje completo, gracias a la
invención, sino que también se abren nuevas perspectivas para la
concepción de los sistemas anteriormente mencionados, gracias a la
mayor flexibilidad de diseño de la instalación completa, permitida
por la ausencia de cables mecánicamente conectados al bastidor de
colocación. Como ya ha sido representado anteriormente en la
presente memoria, el movimiento con el cual se desplaza cada
bastidor de colocación en la instalación puede ser cualquiera,
incluyendo el caso en el cual un robot de dimensiones adecuadas
proporciona tales movimientos con una estructura de sujeción del
bastidor.
Naturalmente, mientras el principio de la
invención permanece el mismo, los detalles de construcción y las
formas de realización pueden variar ampliamente con respecto a lo
que ha sido descrito y representado únicamente a título de ejemplo,
sin apartarse, por ello, del alcance de la presente invención como
se define mediante las reivindicaciones siguientes.
Por ejemplo, se debe indicar que las enseñanzas
de la invención se pueden aplicar de forma similar también cuando
los medios de soldadura son sustituidos por medios de remachado o
ribeteado o de encolado. Desde el punto de vista de las enseñanzas
de la invención, de hecho, la soldadura y otras operaciones tales
como el remachado o ribeteado o el encolado son completamente
equivalentes entre sí.
Claims (4)
1. Sistema para soldar estructuras de chapa
metálica, en particular carrocerías de vehículos automóviles o sus
subconjuntos, que comprenden:
por lo menos una estación de soldadura (1) la
cual recibe las estructuras que se van a soldar,
unos medios de soldadura programables,
dispuestos en la estación de soldadura (1),
una pluralidad de dispositivos de colocación y
bloqueo (50) adaptados para acoplar piezas de la estructura que se
va a soldar a fin de colocarlas y bloquearlas en la posición de
soldadura apropiada,
por lo menos un bastidor de colocación (3) que
soporta por lo menos por algunos de dichos dispositivos de
colocación y bloqueo (50),
en el que dicho bastidor de colocación (3) se
puede desplazar entre una primera posición de funcionamiento, en la
que los dispositivos de bloqueo transportados en el mismo son
capaces de acoplar la estructura que se va a soldar, y una segunda
posición de funcionamiento, en la que el bastidor de colocación (3)
permite una sustitución de la estructura que está en la estación de
soldadura,
en el que dicho bastidor de colocación (3) se
puede desplazar asimismo entre dicha segunda posición de
funcionamiento y una posición de espera, para permitir que un
bastidor de colocación diferente (3) sea conducido a dicha segunda
posición de funcionamiento,
caracterizado porque dicho sistema
incluye asimismo por lo menos una unidad de control electrónico
programable (54), que controla el movimiento del bastidor de
colocación (3) y el accionamiento de los dispositivos transportados
por dichos bastidores (3), controlando los dispositivos electrónicos
transportados a bordo de los bastidores de colocación (3) y porque
todos los dispositivos eléctricos a bordo en cada bastidor de
colocación (3) están conectados a unas unidades estacionarias de
control o suministro por unos medios de conexión sin hilos o sin
contacto.
2. Sistema de soldadura según la reivindicación
1, caracterizado porque el bastidor de colocación (3) se
puede desplazar asimismo entre la posición de espera anteriormente
mencionada y una posición de almacenaje en un almacén de los
bastidores de colocación colocado lejos de la estación de
soldadura.
3. Sistema de soldadura según la reivindicación
1, caracterizado porque cada bastidor de colocación está
equipado con un puerto de comunicación sin hilos (53) para la
comunicación de señales de control de entrada y de salida entre uno
o más equipos eléctricos en el bastidor de colocación y una unidad
control eléctrico estacionario (34).
4. Sistema de soldadura según la reivindicación
3 caracterizado porque el sistema incluye unos medios de
suministro de energía para suministrar energía a uno o más equipos
eléctricos que están en el bastidor de colocación, comprendiendo un
sistema de suministro sin contacto que incluye un carril de
suministro eléctrico estacionario (55), dispuesto a lo largo de la
trayectoria del movimiento del bastidor de colocación, y uno o más
dispositivos de toma de inducción eléctrica (56) transportadas por
el bastidor de colocación y móviles sin contacto a lo largo del
carril de suministro (55).
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