ES2330976T3 - Dispositivo y procedimiento de ensamblaje de dos paneles de chapa por engaste. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de ensamblaje por plegado de un borde (B1) de un primer panel de chapa (P1) sobre un borde (B2) de un segundo panel de chapa (P2), comprendiendo este dispositivo un brazo móvil que porta una herramienta (1, 2; 1'''', 2'''') para ejercer un esfuerzo sobre el borde (B1) del primer panel (P1) a fin, por una parte, de plegarlo hacia el borde (B2) del segundo panel (P2) y, por otra parte, de aplicarlo sobre el borde (B2) del segundo panel (P2), comprendiendo la herramienta (1, 2, 3, 7; 1'''', 2'''', 3'''', 7'''') al menos un rodillo de preengaste (1; 1'''') y un rodillo de engaste (2; 2'''') montados el uno detrás del otro, en el sentido de desplazamiento de la herramienta (1, 2, 3, 7; 1'''', 2'''', 3'''', 7'''') en un soporte (3; 3''''), formando los ejes (A1, A2; A1'''', A2'''') de los dos rodillos (1, 2; 1'''', 2'''') entre sí un ángulo (W; W''''), caracterizado por que el soporte (3; 3'''') es un balancín que está montado en una base (7, 7'''') siendo apto pivotar con respecto a esta base (7, 7'''') alrededor de un eje (4; A2'''') perpendicular al sentido de desplazamiento de la herramienta, estando destinada la base (7, 7'''') a ser fijada al brazo móvil.

Description

Dispositivo y procedimiento de ensamblaje de dos paneles de chapa por engaste.
La invención se refiere a un dispositivo de ensamblaje de dos paneles de chapa por engaste según el preámbulo de la reivindicación 1 (véase, por ejemplo, el documento JP-A-2002 035 865) así como un procedimiento de engaste que utiliza un dispositivo de este tipo, efectuando una operación de preengaste y una operación de engaste.
Se aplica el engaste para ensamblar los dos paneles de chapa plegando un borde del primer panel sobre un borde del segundo panel.
Las operaciones de engaste se realizan con un brazo móvil de un robot que porta una herramienta de engaste que comprende un rodillo o una moleta: el brazo es desplazado entonces a lo largo del borde a engastar para ejercer sobre éste un esfuerzo por medio del rodillo.
A fin de obtener una calidad de plegado satisfactoria, puede ser indispensable realizar el engaste en dos operaciones, o incluso en tres operaciones.
Así pues, se desplaza el brazo una primera vez a lo largo del borde para ejercer un esfuerzo que permite plegar parcialmente este borde, y se desplaza luego una segunda vez a lo largo del borde para ejercer un esfuerzo que permite aplicarlo sobre el otro borde para que aprisionarlo.
En efecto, en el caso de un borde que deba ser plegado según un ángulo total de gran magnitud, tal como 105 grados, no es posible efectuar el plegado completo del borde en una única operación: esto implicaría que un único rodillo formara un ángulo de 105 grados con el borde a engastar a lo largo del cual se desplaza.
No se puede realizar en una única operación una deformación del borde de este tipo: esto provocaría un desplazamiento lateral de la línea de plegado con respecto a la línea de plegado deseada.
En los dispositivos conocidos, el esfuerzo ejercido por el rodillo sobre el borde a engastar se genera y/o controla, por ejemplo, gracias a un dispositivo tal como el que se describe en la solicitud de patente FR-A-2 843.549, siendo eventualmente controlado por un sensor.
El objetivo de la invención es proponer un medio de realizar el engaste de una pieza de manera simple y rápida y ofreciendo una calidad satisfactoria.
A tal efecto, la invención tiene por objeto un dispositivo de ensamblaje por plegado de un borde de un primer panel de chapa sobre un borde de un segundo panel de chapa tal como se define en la reivindicación 1.
Preferiblemente la herramienta comprende al menos un resorte que se comprime cuando el balancín se aparta de una posición angular neutra.
Preferiblemente la herramienta comprende dos resortes que se comprimen respectivamente cuando el balancín se aparta de su posición neutra según un primer o un segundo sentido de rotación en torno a1 eje.
Preferiblemente el ángulo que forman los ejes de los dos rodillos, vale 55º.
Preferiblemente se monta el balancín pivotante con respecto a la base alrededor de un eje coincidente con el eje de pivotamiento del rodillo de engaste.
Preferiblemente el eje de pivotamiento del rodillo de engaste y del balancín corta un eje de simetría del brazo que porta la herramienta.
La invención se refiere también a un procedimiento de ensamblaje por plegado de un borde de un primer panel de chapa sobre un borde de un segundo panel de chapa tal como se define en la reivindicación 7 con un dispositivo según la invención que comprende un brazo móvil que porta una herramienta para ejercer un esfuerzo sobre el borde del primer panel a fin, por una parte, de plegarla hacia el borde del segundo panel y, por otra parte, de aplicarla sobre el borde del segundo panel, comprendiendo al menos las etapas siguientes:
- aproximación del brazo móvil y colocación de la herramienta en contacto con una superficie de apoyo de una matriz que porta los paneles a ensamblar,
- aplicación de un esfuerzo sobre la herramienta,
- desplazamiento de la herramienta según una trayectoria programada con mantenimiento del esfuerzo ejercido sobre la herramienta.
A continuación se describirá la invención haciendo referencia a las figuras.
- La figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo conforme a un primer modo de realización de la invención;
- la figura 2 es una vista frontal del dispositivo de acuerdo con el primer modo de realización de la invención;
- la figura 3 es una representación esquemática del engaste de los paneles de chapa con el dispositivo según la invención;
- la figura 4 es una vista en perspectiva de un dispositivo conforme a un segundo modo de realización de la invención;
- la figura 5 es una vista frontal del dispositivo de acuerdo con el segundo modo de realización de la invención.
El dispositivo según la invención, cuyo primer modo de realización se representa en las figuras 1 y 2, se destina a ensamblar piezas por engaste o plegado. Tal como se representa en la figura 3, este ensamblaje consiste en plegar un borde B1 del primer panel P1 de chapa, sobre un borde B2 del segundo panel P2 de chapa.
Los paneles están soportados por una matriz M, efectuándose el plegado con un rodillo preengaste 1 y un rodillo de engaste 2 montados en una herramienta portada por un brazo móvil de un robot.
La herramienta comprende a tal efecto un soporte 3, o balancín, que porta los dos rodillos 1, 2, estando montado este balancín sobre un base 7 siendo apto para pivotar en torno a un eje 4 con respecto a esta base 7. El eje 4 se extiende perpendicularmente a la dirección de desplazamiento de la herramienta l, 2 a lo largo del borde a engastar.
La base 7 de la herramienta se fija a un extremo no representado del brazo del robot por medio de una cabeza de engaste 8 que comprende una cara 9 de fijación a este extremo de brazo.
Esta cabeza de engaste 8 comprende por ejemplo unos medios que permiten controlar la intensidad del esfuerzo aplicado por los rodillos al borde a engastar, estando fijada la base 7 rígidamente a un órgano móvil de esta cabeza de engaste.
Esta cabeza 8 comprende, por ejemplo, un resorte que es comprimido por el robot sobre una carrera predeterminada para proporcionar un esfuerzo de engaste determinado por la rigidez del resorte y la longitud de compresión.
Como se puede ver en la figura 1, la herramienta comprende también unos resortes 5 y 6 de puesta en tensión, respectivamente del rodillo de preengaste y del rodillo de engaste.
Más concretamente, el balancín 3 comprende dos ramas, a las que se hace referencia respectivamente por 3A y 3B paralelas la una a la otra y que se extienden a una y a otra parte de la base 7, más allá del eje de rotación 4.
El resorte 5 se interpone y se mantiene en posición entre la rama 3A y la base 7, el resorte 6 se interpone y se mantiene en posición entre la rama 3B y la base 7.
Una rotación del balancín 3 en el sentido directo en la figura 1 tiende a comprimir el resorte 5, y una rotación en el sentido indirecto en la figura 1 tiende a comprimir el resorte 6.
Estos resortes tienden por tanto conjuntamente a llevar el balancín 3 a una posición angular llamada neutra, que corresponde a la posición que ocupe este balancín en las figuras 1 y 2, y en la cual las ramas 3A et 3B se extienden paralelamente a la base 7.
En funcionamiento, si el rodillo de preengaste 1 encuentra un sobrespesor, va a tender a hacer pivotar al balancín 3 en un sentido que tienda a comprimir el resorte 5, lo cual va a aumentar sensiblemente el esfuerzo aplicado por este rodillo al borde a engastar.
De manera similar, si el rodillo de engaste 2 encuentra un sobrespesor, es el resorte 6 el que va a ser comprimido, tendiendo así a aumentar sensiblemente el esfuerzo aplicado por este rodillo 6.
Así pues, el esfuerzo de engaste es aplicado por el brazo y controlado mediante la cabeza de engaste 8 para corresponder a un valor deseado de la suma de los esfuerzos aplicados por los dos rodillos 1 y 2 al borde a engastar. La distribución de este esfuerzo entre el rodillo 1 el rodillo 2 es gestionada por los resortes 5 y 6 para absorber lo mejor posible las irregularidades encontradas durante el desplazamiento de la herramienta.
Como se puede ver en la figura 2, los rodillos 1 y 2 son portados respectivamente por un eje A1 y por un eje A2 que forman un ángulo distinto de cero, denominado W, el uno con respecto al otro.
Más concretamente, el eje A1 y el eje A2 están inscritos en dos planes paralelos, perpendiculares a la trayectoria de la herramienta. El ángulo W corresponde al ángulo que forman, en el plano que contiene el eje A2, el eje A2 y la proyección ortogonal del eje A1 en este plano.
Al proceder a un engaste, el rodillo de preengaste 1 se coloca apoyándose en una superficie de guía S de la matriz M en la cual se han colocado los paneles de chapa P1 y P2 a engastar, ejerciendo un esfuerzo sobre el borde B1 mediante la herramienta, para plegar este borde BI localmente.
El brazo móvil no representado es desplazado a continuación para desplazar la herramienta a lo largo del borde a engastar, apoyándose en la superficie de guía S, de manera que ejerza un esfuerzo sobre el borde B1 a engastar.
A medida que la herramienta avanza a lo largo del borde B1, éste es plegado en primer lugar por el rodillo de preengaste 1, y luego aplicado sobre el borde B2 del segundo panel P2 por el rodillo de engaste 2.
Gracias a la inclinación relativa W de los dos rodillos 1, 2, el rodillo de preengaste 1 aporta las primeras deformaciones del borde B1 del panel P1 y el rodillo de engaste 2, que sigue al rodillo 1 a escasa distancia, efectúa el engaste.
El ángulo W tiene ventajosamente un valor de 55 grados, lo cual permite en la práctica efectuar engastes en los cuales el borde a engastar se pliega con un ángulo que puede ir hasta 105 grados, en una única paso, es decir, en una única pasada de la herramienta de engaste. El tiempo de ciclo de un engaste puede así ser dividido por dos.
El grado de libertad introducido por el balancín permite evitar, en particular, un marcado de las piezas a engastar al paso de un obstáculo. Los resortes 5 y 6 de puesta en tensión de los rodillos permiten reducir aún más la influencia de un sobrespesor en la calidad del engaste obtenido.
En el primer modo de realización de la invención, el soporte o balancín 3 admite un eje de simetría coincidente con el eje de revolución AX de la cabeza de engaste 8 cuando este balancín 3 ocupa una posición angular neutra, como en la figura 1.
Así, los ejes A1 y A2 de los rodillos 1 y 2 están situados respectivamente delante y detrás de un plano normal al desplazamiento de la herramienta y que contiene al eje AX. La presión aplicada por la cabeza 8 es así distribuida equitativamente sobre el primer y el segundo rodillos 1 y 2, siendo además gestionada esta distribución por los resortes de puesta en tensión 5 y 6 en caso de inclinación del balancín 3.
Según un segundo modo de realización representado en las figuras 4 y 5, el dispositivo comprende un balancín 3' que es asimétrico. Este balancín porta también un rodillo 1' de preengaste y un rodillo 2' de engaste situados el uno detrás del otro con respecto al sentido de desplazamiento de la herramienta. Estos rodillos 1' y 2' están montados también en unos ejes A1' y A2' formando un ángulo W' el uno con respecto al otro, como se puede ver en la figura 5.
Como en el caso del primer modo de realización, el eje A1' y el eje A2' están inscritos en dos planos paralelos, perpendiculares a la trayectoria de la herramienta. El ángulo W' corresponde al ángulo que forman, en el plano que contiene el eje A2', el eje A2' y la proyección ortogonal del eje A1' en este plano.
Como se puede ver en las figuras 4 y 5, el balancín 3' también está montado en una base de referencia 7' que es rígidamente solidaria con una cabeza de engaste 8' provista de una superficie superior 9' de fijación a un brazo de robot.
Pero en este segundo modo de realización, el soporte 3' es apto para pivotar con respecto a esta base 7' en torno al eje A2'coincidente con el eje del rodillo 2' de engaste.
La cabeza de engaste 8' de las figuras 4 y 5 es idéntica a la cabeza de engaste 8 de las figuras 1 y 2. Comprende, por ejemplo, un resorte que permite ajustar el nivel de esfuerzo aplicado a la herramienta adaptando la trayectoria del robot para comprimir más o menos fuertemente este resorte.
En este segundo modo de realización, el eje A2' del rodillo de engaste 2', y de pivotamiento del balancín 3' corta al eje AX' de simetría de la cabeza de engaste 8', estando inscritos estos dos ejes en un plano normal a la dirección de desplazamiento de la herramienta.
Por lo que se refiere al rodillo de preengaste 1', su eje de rotación Al' se sitúa delante del plano normal a la trayectoria de la herramienta y que contiene al eje AX', de manera que el esfuerzo aplicado por este rodillo de preengaste 1' depende principalmente de un resorte de puesta en tensión al que se hace referencia por 5'.
Como se puede ver en las figuras 4 y 5, el dispositivo comprende una única rama lateral a la que se hace referencia por 11', que se extiende paralelamente al eje AX' y que porta el resorte 5'.
Esta rama 11' se sitúa detrás del rodillo de engaste 2' con respecto al sentido de avance de la herramienta. Comprende una horquilla en su extremo inferior mediante la cual se conecta con un brazo inferior 12' del soporte 3' por una conexión de pivote de eje paralelo al eje A2'.
El brazo inferior 12' prolonga una zona de fijación de los rodillos, según la dirección horizontal que corresponde a la dirección de avance de la herramienta y termina por un codo orientado verticalmente en el extremo superior del cual se fija la horquilla de la rama 11'. La rama 11' comprende una varilla no visible en las figuras y que tiene su extremo inferior fijado a la horquilla. Esta varilla es paralela al eje M', y atraviesa un tope tubular 13', estando este tope 5 rígidamente fijado en la base 7' extendiéndose paralelamente al eje AX'.
El resorte helicoidal 5' rodea un tornillo de calibración 14' que se atornilla en un extremo superior de la varilla no visible. El resorte 5' se interpone así entre la cabeza del tornillo de calibración 14' y una cara superior del tope
tubular 13'.
Cuando los esfuerzos aplicados a la herramienta tienden a hacerla pivotar en el sentido indirecto en la figura 4, es decir para hacer subir el rodillo de preengaste 1', esto tiende a comprimir el resorte de puesta en tensión 5', lo cual provoca un aumento del esfuerzo aplicado por el rodillo 1' al borde de la chapa a engastar.
El tornillo de calibración 14' permite así ajustar directamente el esfuerzo aplicado por el rodillo de preengaste 1' al borde de la chapa a plegar, siendo este esfuerzo tanto mayor cuanto sea apretado el tornillo 14'.
En el caso en el que el esfuerzo a aplicar por el rodillo de engaste 2' sea muy superior al que deba aplicarse por el rodillo de preengaste 1', el ajuste de la calibración con el tornillo 14' casi no tiene influencia en el esfuerzo aplicado por el rodillo de engaste 2' que depende principalmente del esfuerzo aplicado por la cabeza de engaste 8'.
Como se puede ver en particular en la figura 4, la base de la horquilla 15' de la rama 11' define una superficie de apoyo de mayores dimensiones que la cara inferior del tope tubular 13'.
En posición de reposo, como en el caso el figura 4, la base de esta horquilla se mantiene apoyándose sobre la cara inferior del tope 13' por el resorte 5', de manera que el balancín 3' ocupe entonces una posición angular neutra.
Como se ilustra en la figura 3, durante un engaste, el rodillo de preengaste 1' se coloca apoyándose en una superficie de guía S de la matriz M en la cual se han colocado los paneles de chapa P1 y P2 a engastar, ejerciendo un esfuerzo sobre el borde B1 mediante la herramienta, para plegar este borde B1 localmente.
La herramienta se desplaza a continuación a lo largo del borde a engastar, apoyándose sobre la superficie de guía S, de manera que ejerza un esfuerzo sobre el borde B1 a engastar.
El avance de la herramienta provoca el plegado del borde B1 por el rodillo de preengaste 1', y luego este borde B1 es aplicado sobre el borde B2 por el rodillo de engaste 2'. Así se puede dividir el tiempo de ciclo por dos.
La movilidad del balancín permite evitar un marcado de las piezas al paso de un obstáculo, pudiéndose efectuar este ajuste final de la presión del rodillo de preengaste actuando sobre el tornillo de calibración 14'.
Por otra parte, se simplifica la programación de la trayectoria del robot que porta la herramienta según el segundo modo de realización por el hecho de que el eje A1' que porta el rodillo 1' de preengaste está inscrito en un plano que comprende al eje AX' de la cabeza 8' y al eje 4' de pivotamiento del balancín 3'.

Claims (7)

1. Dispositivo de ensamblaje por plegado de un borde (B1) de un primer panel de chapa (P1) sobre un borde (B2) de un segundo panel de chapa (P2), comprendiendo este dispositivo un brazo móvil que porta una herramienta (1, 2; 1', 2') para ejercer un esfuerzo sobre el borde (B1) del primer panel (P1) a fin, por una parte, de plegarlo hacia el borde (B2) del segundo panel (P2) y, por otra parte, de aplicarlo sobre el borde (B2) del segundo panel (P2), comprendiendo la herramienta (1, 2, 3, 7; 1', 2', 3', 7') al menos un rodillo de preengaste (1; 1') y un rodillo de engaste (2; 2') montados el uno detrás del otro, en el sentido de desplazamiento de la herramienta (1, 2, 3, 7; 1', 2', 3', 7') en un soporte (3; 3'), formando los ejes (A1, A2; A1', A2') de los dos rodillos (1, 2; 1', 2') entre sí un ángulo (W; W'), caracterizado por que el soporte (3; 3') es un balancín que está montado en una base (7, 7') siendo apto pivotar con respecto a esta base (7, 7') alrededor de un eje (4; A2') perpendicular al sentido de desplazamiento de la herramienta, estando destinada la base (7, 7') a ser fijada al brazo móvil.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en la cual la herramienta comprende al menos un resorte (5, 6; 5') que se comprime cuando el balancín se aparta de una posición angular neutra.
3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el cual la herramienta comprende dos resortes (5, 6) que se comprimen respectivamente cuando el balancín (3) se aparta de su posición neutra según un primer o un segundo sentido de rotación en torno al eje (4).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones l a 3, en l cual el ángu1o (W) que forman los ejes (A1, A2) de los dos rodillos (1, 2), vale 55º.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual el balancín (3') está montado pivotante con respecto a la base (7') alrededor de un eje (A2') que coincide con el eje de pivotamiento del rodillo (2') de engaste.
6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el cual el eje (A2') de pivotamiento del rodillo de engaste (2') y del balancín (3') corta un eje de simetría del brazo que porta la herramienta.
7. Procedimiento de ensamblaje por plegado de un borde (B1) de un primer panel de chapa (P1) sobre un borde (B2) de un segundo panel de chapa (P2), con un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un brazo móvil que porta una herramienta (l, 2, 3; 1', 2', 3', 7') para ejercer un esfuerzo sobre el borde (B1) del primer panel (P1) a fin, por una parte, de plegarlo hacia el borde (B2) del segundo panel (P2) y, por otra parte, de aplicarlo sobre el borde (B2) del segundo panel (P2), comprendiendo el procedimiento al menos las siguientes etapas:
- aproximación del brazo móvil y colocación de la herramienta en contacto con una superficie de apoyo (S) de una matriz (M) que porta los paneles (P1, P2) a ensamblar,
- aplicación de un esfuerzo sobre la herramienta (1, 2, 3, 7; 1', 2', 3', 7'),
- desplazamiento de la herramienta según una trayectoria programada, con mantenimiento del esfuerzo ejercido sobre la herramienta (1, 2, 3, 7; 1', 2', 3', 7').
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