ES2968203T3

ES2968203T3 - Sistema de dispositivo de elevación de portador invertido

Info

Publication number: ES2968203T3
Application number: ES17724210T
Authority: ES
Inventors: Velibor Kilibarda; Michael R Dugas; Michael L Gentile; Matthew P Sosnowski; Lei Zhou; Freddie Tappo; Jeffrey W Mason; Neil G Greig; William Maybee
Original assignee: Comau LLC
Current assignee: Comau LLC
Priority date: 2016-05-06
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2037-05-05
Also published as: US10384873B2; US20190329981A1; EP4306475A3; CA3023113C; US10807801B2; CA3023113A1; WO2017193042A1; EP4306475A2; EP3452391B1; MX2020013330A; EP3452391A1; US20170320669A1; MX2018013376A

Abstract

Se divulga un elevador portador invertido y un método. El elevador de soporte invertido incluye un carro que se puede mover a lo largo de un transportador aéreo y un soporte para soportar una pieza de trabajo que se somete a un proceso de ensamblaje o fabricación. El transportador se puede mover con respecto al carro desde una posición elevada a una posición bajada mediante un motor montado acoplado con un mecanismo de elevación a bordo del carro. Al girar el motor, el portador y la pieza de trabajo soportada descienden o suben para colocar la pieza de trabajo en la estación de trabajo para su procesamiento. La pieza de trabajo puede ser desacoplada por el soporte para soporte de la pieza de trabajo mediante uno de muchos dispositivos diferentes dependiendo del procesamiento. Después del procesamiento, el soporte vuelve a enganchar la pieza de trabajo, la mueve a una posición elevada y el carro se transfiere a una estación de trabajo posterior. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de dispositivo de elevación de portador invertido

SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere, en general, a los sistemas de montaje, concretamente del tipo que incluye transportadores que definen un recorrido de desplazamiento entre estaciones de trabajo para transportar una pieza de trabajo a una o a varias estaciones de trabajo posicionadas a lo largo del recorrido de desplazamiento.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

En líneas de fabricación de automóviles, piezas de trabajo individuales, tales como paneles de carrocería de automóvil, componentes de bastidor, etc., pueden ser transportados entre estaciones de trabajo en las que operaciones seleccionadas, tales como soldadura u otras operaciones de unión, son realizadas por trabajadores, robots u otros equipos de procesamiento. El transporte de piezas de trabajo individuales y su posicionamiento preciso en una estación de trabajo deseada en una línea de fabricación plantea numerosas dificultades. Las herramientas y otros equipos de procesamiento en una estación de trabajo presentan obstáculos que deben ser evitados por las piezas de trabajo que entran y salen. Después de llegar a una estación de trabajo determinada, las piezas de trabajo deben ser posicionadas de manera precisa dentro de la estación de trabajo para permitir que se realicen las operaciones de procesamiento necesarias. Los requisitos de eficacia y precisión de las líneas de fabricación modernas exigen que el suministro de la pieza de trabajo a una estación de trabajo sea lo más rápido y preciso posible.

En muchas líneas de fabricación comunes y en otras aplicaciones de montaje, las piezas de trabajo son transportadas a lo largo de un carril aéreo, por ejemplo, un monorraíl. Los sistemas de carriles de rodillos motorizados desplazan carros o carretillas de soporte entre diversas estaciones de trabajo. Pueden estar dispuestos conductores eléctricos a lo largo del carril para proporcionar potencia a los motores de los carros. Los carros transportan las piezas de trabajo a lo largo del recorrido definido por el carril, suministrando las piezas de trabajo a las estaciones de trabajo. Para realizar una operación de procesamiento sobre una pieza de trabajo transportada a lo largo de un carril aéreo, a menudo se debe disponer un mecanismo para subir y bajar la pieza de trabajo con respecto a la estación de trabajo, para posicionar correctamente la pieza de trabajo en la estación de trabajo. Los sistemas y dispositivos de carro y carril de rodillos motorizados anteriores utilizados para subir y bajar piezas de trabajo en una estación de trabajo incluyen los descritos en la Patente US6,799,673; la Patente<u>S9,513,625; y la Patente US2015/0128719 concedidas al beneficiario de la presente invención.

Muchos mecanismos conocidos anteriormente para subir y bajar una pieza de trabajo a la estación de trabajo han desplazado todo el carro cargado con piezas de trabajo junto con una sección completa del carril aéreo. Este tipo de mecanismo tiene un diseño complicado y es propenso a desgastarse. Por ejemplo, se deben disponer juntas entre las secciones de carril fijas y móviles para desacoplar y volver a acoplar el carril y/o el carro al mecanismo del transportador principal. Puede resultar difícil garantizar que la sección del carril bajada con el carro esté correctamente alineada con las secciones del carril fijas. Esto afecta negativamente a la capacidad operativa de las líneas de fabricación o montaje, provocando, por ejemplo, “tiempos de inactividad” innecesarios para reparaciones. Además de los inconvenientes anteriores, muchos mecanismos conocidos anteriormente funcionan a velocidades relativamente lentas, puesto que el peso del portador, del carro y del carril debe ser soportado por el mecanismo de desplazamiento. En consecuencia, existe la necesidad de un mecanismo de elevación simplificado que cumpla con los requisitos de eficiencia de las líneas de fabricación y montaje modernas, y que sea de funcionamiento sencillo.Un elevador de portador según el preámbulo de la reivindicación 1 es conocido a partir de la Patente EP 1302 415 A1. Los elevadores de portador también son conocidos a partir las Patentes US2003/085192 A1, US 6142725 A, US 5697752 A, EP 0574779 A1, US 2004/258513 A1, JP S60 135383 A, JP H0747981 A, JP 2006 176085 A.

CARACTERÍSTICAS

La invención está dirigida a un elevador de portador según la reivindicación 1. El sistema de dispositivo de elevación de portador invertido de la invención es útil para transportar una pieza de trabajo a lo largo de una línea de montaje y para bajar y subir selectivamente la pieza de trabajo en una zona predeterminada para el procesamiento o el almacenamiento temporal de la pieza de trabajo. El elevador de portador puede liberar selectiva y automáticamente la pieza de trabajo en un accesorio o en otro dispositivo para su procesamiento y, a continuación, volver a acoplar automáticamente la pieza de trabajo para su desplazamiento continuo a lo largo de la línea de montaje.

En un ejemplo, el portador incluye un mecanismo de elevación incorporado dotado de un dispositivo de trinquete y una correa para subir y bajar una viga de soporte acoplada con la pieza de trabajo a través de dispositivos de acoplamiento de pieza de trabajo. El mecanismo de elevación puede ser acoplado selectivamente con un motor posicionado estacionariamente en una estación de trabajo que hace girar el dispositivo de trinquete para subir y bajar la pieza de trabajo. En una posición bajada, los dispositivos de acoplamiento de la pieza de trabajo son accionados automáticamente para liberar la pieza de trabajo de la viga de soporte en un accesorio de sujeción o en otro dispositivo deseado para su posterior procesamiento o almacenamiento. Después del procesamiento posterior o del almacenamiento de la pieza de trabajo en la estación de trabajo, el soporte es posicionado, bajado y vuelto a acoplar automáticamente con la pieza de trabajo. A continuación, el mecanismo de elevación eleva el portador y lo desplaza selectivamente a lo largo de la línea de montaje hacia otra posición predeterminada.

En un ejemplo, el dispositivo de trinquete incluye un tambor que se acopla de manera roscada con una sola correa conectada en ambos extremos a la viga de soporte de la pieza de trabajo, al girar el dispositivo de trinquete mediante el motor, la correa se enrolla en el tambor o se desenrolla del mismo para subir o bajar, respectivamente, la pieza de trabajo.

En otro ejemplo, el portador está conectado a un carro acoplado con un transportador elevado o aéreo, para el desplazamiento del portador a lo largo de una línea de montaje a través de una pluralidad de estaciones de trabajo.

En otro ejemplo, el portador es utilizado con un accesorio de muñón posicionado en una estación de trabajo a lo largo de la línea de montaje. En una posición bajada, el portador posiciona y libera la pieza de trabajo al accesorio de muñón, que manipula de manera giratoria la pieza de trabajo a una o varias posiciones predeterminadas para el procesamiento de la pieza de trabajo.

Elsistemade la invención para subir y bajar una pieza de trabajo en una estación de trabajo es útil para posicionar selectivamente en dirección vertical una pieza de trabajo en una estación de trabajo para su procesamiento o almacenamiento temporal en la estación de trabajo o en otra ubicación. En un ejemplo, un portador está conectado a un carro acoplado con un transportador elevado o aéreo, que puede ser desplazado a lo largo de una línea de montaje. El portador sube o baja selectivamente la pieza de trabajo soportada, con respecto al carro, para posicionar la pieza de trabajo en un accesorio o en otro dispositivo posicionado en la estación de trabajo.

En un ejemplo, el portador libera automáticamente la pieza de trabajo en el accesorio o en otro dispositivo y, a continuación, vuelve a acoplar la pieza de trabajo después del procesamiento o almacenamiento para su posterior desplazamiento a lo largo de la línea de montaje.

En otro ejemploque no forma parte de esta invención, se utiliza un mecanismo de elevación alternativo, que incluye un dispositivo de extensión que utiliza enlaces de tijera para subir y bajar la pieza de trabajo. En otro ejemplo, el motor de accionamiento para subir y bajar selectivamente la pieza de trabajo está incorporado en el elevador de soporte en lugar de estar posicionado estacionariamente en la estación de trabajo independiente del soporte.

Estos y otros aspectos de la presente invención se dan a conocer en la siguiente descripción detallada de las realizaciones, las reivindicaciones adjuntas y las figuras adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La descripción en el presente documento hace referencia a los dibujos adjuntos, en los que números de referencia similares se refieren a partes similares en las diversas vistas, y en los que:

la figura 1 es una vista frontal, en perspectiva, de un sistema de elevador de portador invertido utilizado con un sistema de transportador aéreo;

la figura 2 es una vista posterior, en perspectiva, del sistema de transportador aéreo de la figura 1;

la figura 3 es una vista frontal del sistema de transportador aéreo de la figura 1, con un portador dispuesto en una posición bajada;

la figura 4 es una vista frontal, en perspectiva, del sistema de transportador aéreo de la figura 1, con el portador dispuesto en una posición subida;

la figura 5 es una vista parcial, en sección transversal, del sistema de transportador aéreo, tomada a lo largo de la línea de sección 5-5 de la figura 3;

la figura 6 es una vista ampliada, en perspectiva, de un mecanismo de trinquete a modo de ejemplo utilizado en el sistema mostrado en la figura 1;

la figura 7 es una vista parcial, en sección transversal, del mecanismo de trinquete, tomada a lo largo de la línea de sección 7-7 de la figura 6, que muestra el acoplamiento con una correa;

la figura 8 es una vista frontal de un ejemplo de un acoplador de trinquete que puede ser empleado con el mecanismo de trinquete de la figura 6;

la figura 9 es una vista lateral del acoplador de trinquete de la figura 8;

la figura 10 es una vista lateral de un motor de accionamiento a modo de ejemplo, que puede ser utilizado para accionar el mecanismo de trinquete de la figura 6;

la figura 11 es una vista lateral parcial de un mecanismo de pestillo auxiliar a modo de ejemplo que puede ser empleado con el sistema de la figura 1;

la figura 12 es una vista frontal parcial, en perspectiva, de un accionamiento rotatorio a modo de ejemplo, configurado para accionar de manera giratoria múltiples rodillos utilizados para soportar un accesorio de muñón a modo de ejemplo;

la figura 13 es una vista frontal parcial, en perspectiva, de un accionamiento rotatorio a modo de ejemplo configurado alternativamente para accionar de manera giratoria múltiples rodillos utilizados para soportar el accesorio de muñón en la figura 12;

la figura 14 es una vista frontal parcial, en perspectiva, de otro sistema de accionamiento rotatorio configurado alternativamente para accionar de manera giratoria múltiples rodillos utilizados para soportar el accesorio de muñón en la figura 12; y

la figura 15 es una vista, en perspectiva, de un ejemplo de un portador de transporte elevado flexible;

la figura 16 es una vista lateral de un ejemplo del portador de transporte elevado flexible;

la figura 17 es una vista lateral de un ejemplo alternativo de un portador de transporte elevado flexible que no forma parte de esta invención;

la figura 18A es una vista lateral alternativa del ejemplo del portador de transporte elevado flexible de la figura 17, mostrado en una posición subida;

la figura 18B es una vista lateral alternativa del ejemplo de un portador de transporte elevado flexible de la figura 17, mostrado en una posición bajada;

la figura 19 es una vista lateral de un ejemplo alternativo de un portador de transporte elevado flexible, que no forma parte de esta invención, mostrado simultáneamente en una posición bajada y una posición subida; la figura 20 es una vista, en perspectiva, de una aplicación a modo de ejemplo de un ejemplo de un portador de transporte elevado flexible;

la figura 21 es una vista lateral del ejemplo mostrado en la figura 20;

la figura 22 es una vista lateral de una aplicación a modo de ejemplo de un ejemplo de un portador de transporte elevado flexible;

la figura 23 es una vista desde un extremo de una aplicación a modo de ejemplo de un ejemplo de un portador de transporte elevado flexible en uso, con una lanzadera de almacén intermedio de componentes; la figura 24 es una vista superior de un ejemplo de un portador de transporte elevado flexible que muestra componentes a modo de ejemplo;

la figura 25 es una vista lateral de un ejemplo de un portador de transporte elevado flexible;

la figura 26 es una vista, en perspectiva, de un ejemplo alternativo del portador de transporte que no forma parte de la invención, que muestra el portador tanto en una posición subida como en una posición bajada; la figura 27 es una vista ampliada, en perspectiva, de una parte del portador de transporte de la figura 26, en una posición subida;

la figura 28 es una vista parcial ampliada, en perspectiva, de una parte del portador de transporte de la figura 26;

la figura 29 es una vista parcial ampliada, en perspectiva, de una parte del portador de transporte de la figura 26; y

la figura 30 es una vista alternativa ampliada, en perspectiva, de una parte del portador de transporte de la figura 26; y

la figura 31 es un diagrama de flujo de un ejemplo de un procedimiento para subir y bajar selectivamente una pieza de trabajo en una estación de trabajo que no forma parte de esta invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Haciendo referencia a las figuras 1 a 4, se muestra un ejemplo de un elevador de portador invertido 10 utilizado con un sistema de transportador elevado o aéreo 20. El transportador aéreo 20 puede incluir un bastidor de soporte elevado o aéreo (no mostrado) de cualquier configuración adecuada para soportar cargas a transportar a lo largo de un recorrido de desplazamiento 21. La estructura del bastidor de soporte puede incluir un mecanismo de rodillo motorizado programable que puede ser accionado para desplazar selectivamente el elevador de portador invertido 10 a lo largo del recorrido de desplazamiento 21 a través de una pluralidad de estaciones de trabajo. Bastidores o estructuras de soporte adecuados se dan a conocer en las Patentes US6,799,673; US8,201,723 y/o US9,513,625.

Tal como se ve mejor en la figura 2, el bastidor de soporte incluye soportes 22 que soportan un carril de guía 24 alargado que sirve para soportar el elevador de portador invertido 10 y define el recorrido de desplazamiento 21 para el transportador aéreo 10. Una pluralidad de rodillos 26 motorizados (véase la figura 2) pueden estar montados de manera giratoria en el carril de guía 24, en ubicaciones fijas separadas a lo largo del recorrido de desplazamiento 21. Se pueden emplear uno o varios motores (no mostrados) para accionar de manera giratoria como mínimo una parte de los rodillos 26. Como mínimo algunos de los rodillos 26 pueden estar asociados operativamente entre sí para girar sustancialmente al unísono. Un sistema de transporte aéreo con rodillos motorizados, adecuado, está descrito en la Patente US6,799,673.

Los rodillos 26 motorizados pueden ser controlados mediante un sistema de control programable utilizado para monitorizar, secuenciar y controlar el desplazamiento de los carros del elevador de portador invertido individuales, que se analizan a continuación, a lo largo de una línea de montaje. Un ejemplo de un sistema de control adecuado está descrito en la Patente US 2010/0241260 concedida al beneficiario de la presente invención.

El elevador de portador invertido 10 puede ser posicionado de manera selectiva y precisa en una o varias ubicaciones en una estación de trabajo por medio de un sistema de control de circuito cerrado que incluye un lector óptico posicionado en la estación y tiras codificadas u otros dispositivos en el portador 27. Las tiras codificadas pueden ser específicas del elevador de portador 27 concreto o de la pieza de trabajo transferida por el portador 27, de tal manera que en un portador 27 que entra en una estación de trabajo, el lector óptico escanea la información de identificación de la tira codificada, en la tira, que puede ser específica para el portador 27 específico, y el portador 27 puede ser detenido en una posición predeterminada u óptima en la estación de trabajo para el trabajo a realizar sobre la pieza de trabajo. Un sistema adecuado de monitorización, control y posicionamiento del transporte se da a conocer en la Patente US7,108,189, propiedad del beneficiario de la presente invención. Un ejemplo de la tira codificada se muestra encima del carril 23 en la figura 26. Se pueden utilizar otros soportes de bastidor, dispositivos de transporte de portador aéreo y sistemas de monitorización, control y posicionamiento conocidos por los expertos en la materia. Si bien el sistema de transportador aéreo 20 a modo de ejemplo está configurado como un solo sistema aéreo de monorraíl, se pueden emplear otras configuraciones de sistemas de transportador aéreo, incluidos, entre otros, los sistemas multirraíl.

Tal como se ve mejor en la figura 2, el sistema de elevador de portador invertido 10 a modo de ejemplo incluye un portador 27 conectado a un carro 28 soportado por el sistema de transportador aéreo 20. En el ejemplo, el carro 28 incluye un elemento de soporte 30 alargado que incluye un primer extremo 32 y un segundo extremo 34. Dos o más brazos 35 en forma de c (se muestran tres) conectan rígidamente el elemento de soporte 30 al carril de soporte 23 que, por el peso de la gravedad, se acopla por fricción a los rodillos 26 para su desplazamiento a lo largo del carril de guía 24 en respuesta a la rotación de los rodillos 26 motorizados. El carro 28 se puede desplazar a lo largo del carril de guía 24 y puede ser controlado selectivamente para detenerse selectivamente en una o varias estaciones de trabajo o celdas de montaje situadas a lo largo del recorrido del sistema de transportador 20, tal como se describió anteriormente. Los brazos 35 en forma de c pueden tener otras construcciones, configuraciones y orientaciones. Se pueden utilizar otros dispositivos y procedimientos para soportar el carro 28 en un sistema de transportador aéreo motorizado y desplazar el carro 28 de una estación de trabajo a otra, conocidos por los expertos en la materia.

El portador invertido 27 a modo de ejemplo incluye una viga de soporte 36 de pieza de trabajo suspendida del carro 28 mediante dos postes telescópicos 38. La viga de soporte 36 de pieza de trabajo se puede desplazar selectivamente entre una posición subida, por ejemplo, tal como se muestra en la figura 4, y una posición bajada, por ejemplo, tal como se muestra en las figuras 1 a 3 a lo largo de un recorrido de desplazamiento del portador. Un extremo superior 40 de cada poste telescópico 38 está fijado al elemento de soporte 30 del carro 28, y un extremo inferior 42 está fijado a la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo. Los postes telescópicos 38 son accionables para guiar la subida y bajada de la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo y para limitar el desplazamiento lateral de la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo cuando se desplaza entre las posiciones subida y bajada.

En el ejemplo, cada poste telescópico 38 incluye un elemento de poste inferior 44, recibido de manera deslizante en el interior de un elemento de poste superior 46. En la configuración a modo de ejemplo mostrada, el elemento de poste superior 46 se muestra fijado al carro 28, y el elemento de poste inferior 44, fijado a la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo pero, en la práctica, la orientación del poste telescópico 38 puede ser invertida, de tal manera que el elemento de poste inferior 44 está fijado al carro 28 y el elemento de poste superior 46 está fijado al portador 36. Tal como se muestra, cuando se acciona el portador 27, el elemento de poste inferior 44 se desplaza progresivamente más hacia el interior del elemento de poste superior 46 cuando la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo se desplaza hacia la posición subida, y se extiende progresivamente más hacia el exterior del elemento de poste superior 46 cuando la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo se desplaza hacia la posición bajada. El poste telescópico 38 puede incluir una configuración alternativa para adaptarse a las necesidades de diseño y de rendimiento de una aplicación concreta. Se pueden emplear más de dos postes telescópicos 36 con el portador 27.

Haciendo referencia al portador 27 de ejemplo mostrado en las figuras 1 y 2, la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo se muestra como un elemento de soporte, en general, horizontal, que se extiende entre los dos postes telescópicos 38, y está fijada a los mismos. La viga de soporte 36 de la pieza de trabajo puede incluir, además, uno o varios soportes de brazo 50 auxiliares fijados al elemento horizontal 48 y que se extienden, en general, hacia el exterior, desde el mismo. La viga de soporte 36 de la pieza de trabajo también puede soportar astas intercambiables (accesorios orientados verticalmente o postes de herramientas, no mostrados) para transportar diversas configuraciones de piezas de trabajo (incluidos subconjuntos) entre estaciones de trabajo, para su procesamiento. Ejemplos de las astas a las que se hace referencia se dan a conocer en la Patente US6,557,690. El portador 27 que incluye la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo puede ser desplazado desde la posición de transporte elevada, por ejemplo, elevada cerca del elemento de soporte 30, a una posición de transferencia bajada, por ejemplo, tal como se muestra en las figuras 1 y 2, cuando es detenido en una posición predeterminada en la estación de trabajo, tal como está descrito con más detalle a continuación. Se pueden utilizar construcciones, configuraciones y orientaciones alternativas del elemento horizontal 48, brazos 50 auxiliares y postes telescópicos 38 para adaptarse a la pieza de trabajo que está soportada o a la aplicación general de línea de montaje/proceso.

Haciendo referencia al ejemplo mostrado en las figuras 1 a 4, el sistema de elevador de portador 10 incluye un mecanismo de elevación 52 accionable para desplazar selectivamente el portador 27 que incluye una viga de soporte 36 de la pieza de trabajo entre la posición subida y la posición bajada. El mecanismo de elevación 52 a modo de ejemplo incluye una correa 54 flexible fijada a la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo y acoplada con un mecanismo de trinquete 56. El mecanismo de trinquete 56 puede ser accionado de manera giratoria por un motor 57 (véase la figura 10) montado estacionariamente en una estación de trabajo y descrito con más detalle, a continuación, para retraer y extender cíclicamente la correa 54 para subir y bajar la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo. La correa 54 puede incluir diversas configuraciones y materiales, por ejemplo, cable de acero trenzado, bandas de nailon tejidas, correas reforzadas, cadenas y otros dispositivos conocidos por los expertos en la materia.

En un ejemplo de la correa 54 mostrada, la correa 54 incluye un solo elemento continuo que está roscado a través del mecanismo de trinquete 56 que se analiza con mayor detalle a continuación, y que está unida tanto en un primer extremo 58 como en un segundo extremo 60 al portador 36 en un primer punto de unión 59 y un segundo punto de unión 61, respectivamente. Se puede utilizar una hebilla 62 para unir los extremos 58 y 60 de la correa 54 al portador 36.

En el ejemplo mostrado, la correa 54 pasa a través de un par de poleas 64 unidas al elemento de soporte 30, separadas a cada lado del mecanismo de trinquete 56, tal como se muestra de manera general. Tal como se ve mejor en la figura 3, la polea 64 incluye un rodillo 66 de polea montado de manera giratoria en un soporte 68 que puede estar unido al carril de guía 24. Se puede utilizar un árbol 70 para conectar de manera giratoria el rodillo 66 de polea al soporte 68.

El par de poleas 64 pueden estar separadas a lo largo del carril de guía 24 una distancia que se aproxima a la separación entre los puntos de unión 59 y 61 de la correa 54 a la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo. Para maximizar la eficiencia de elevación del mecanismo de elevación 52, las poleas 64 pueden estar separadas de tal manera que las partes de la correa 54 ubicadas entre las poleas 64 y los puntos de unión 59 y 61 de la correa están dispuestas sustancialmente paralelas entre sí. Se puede emplear una separación diferente entre las poleas 64, pero puede dar como resultado una menor eficiencia de elevación.

Haciendo referencia a las figuras 6 y 7, el mecanismo de trinquete 56 a modo de ejemplo está conectado al elemento de soporte 30 del carro 28. El mecanismo de trinquete a modo de ejemplo incluye un tambor 72 giratorio unido de manera fija a un árbol 74 del trinquete. El árbol 74 del trinquete está montado de manera giratoria en un cuerpo envolvente 76 del trinquete que se une al elemento de soporte 30. Para permitir una rotación, en general, libre, del tambor 72 con respecto al cuerpo envolvente 76 del trinquete, el árbol 74 del trinquete puede estar soportado sobre uno o varios cojinetes (no mostrados) montados dentro de una cazoleta 78 del cojinete fijada al cuerpo envolvente 76 del trinquete.

En el ejemplo mostrado, el tambor 72 incluye una primera placa extrema 80 del tambor y una segunda placa extrema 82 del tambor. Una pluralidad de varillas 84 alargadas se extienden entre la primera placa extrema 80 y la segunda placa extrema 82 del tambor, cada varilla con un primer extremo 86 fijado a la primera placa extrema 80 del tambor y un segundo extremo 88 opuesto fijado a la segunda placa extrema 82 del tambor. En un ejemplo, las varillas 84 pueden estar dispuestas, en general, perpendiculares a la primera 80 y segunda 82 placas extremas del tambor. Las varillas 84 también pueden estar dispuestas en un círculo para formar segmentos lineales que, en general, definen un perímetro exterior de una estructura de forma cilíndrica que se extiende entre la primera 80 y segunda 82 placas extremas del tambor. En el ejemplo que se ve mejor en la figura 7, cada varilla 84 está separada radialmente de manera uniforme, y separada angularmente de manera uniforme con respecto al árbol 74 del trinquete, tal como se muestra de manera general. Se pueden utilizar construcciones alternativas de tambor 72 y varillas 84. Por ejemplo, se pueden utilizar más o menos varillas 84, así como la posición radial y angular y la separación de las varillas 84 entre sí y con el árbol 74 del trinquete. También se pueden utilizar dispositivos alternativos para el tambor 72 para enrollar/recoger o desenrollar/soltar la correa 54 para subir o bajar respectivamente el portador 27.

Tal como se ve mejor en la figura 7, revisando de derecha a izquierda, la correa 54 está orientada para acoplarse por fricción a varias de las varillas 84 inferiores, pasar angularmente alrededor de una parte del árbol 74 del trinquete, a través de uno de una pluralidad de espacios abiertos 92 formados por pares de varillas 84 inmediatamente adyacentes y, a continuación, acoplarse por fricción a varias de la otra pluralidad superior de varillas 84 antes de pasar hacia la polea 64 adyacente, tal como se muestra de manera general. En funcionamiento, girar el tambor 72 alrededor de un eje de rotación del árbol 74 del trinquete hace que la correa 54 se enrolle o desenrolle del tambor 72 de forma, en general, cilíndrica, elevando o bajando respectivamente el portador 36. Por ejemplo, utilizando la correa 54 roscada a través del tambor 72, tal como se muestra en la figura 7, desde la perspectiva mostrada en las figuras 1 y 6, girar el tambor 72 en sentido horario elevará el portador 27, y girar el tambor 72 en sentido antihorario bajará el portador 27. Se pueden utilizar otras orientaciones y procedimientos de acoplamiento de la correa 54 con respecto al tambor 72 para adaptarse a la aplicación concreta y al desplazamiento deseado del portador 36 con respecto al elemento de soporte 30.

Aunque el mecanismo de elevación 52 está descrito y mostrado incluyendo una sola correa 54 continua roscada a través del mecanismo de trinquete 56, alternativamente, se pueden utilizar dos o más correas en lugar de la única correa 54. Por ejemplo (no mostrado), una correa puede tener un primer extremo fijado al portador 36 en el primer punto de unión 59, y un segundo extremo fijado a una de las varillas 84 del mecanismo de trinquete 56 (u otro carrete o dispositivo de recogida). De manera similar, una segunda correa (no mostrada) puede tener un primer extremo fijado al portador 36 en el segundo punto de unión 61 y un segundo extremo fijado a una de las varillas 84 del mecanismo de trinquete 56 (u otro carrete o dispositivo de recogida). El mecanismo de elevación 52 funcionará de manera similar para enrollar o desenrollar una longitud de la correa o las correas, ya sea empleando una sola correa o múltiples correas.

Haciendo referencia a la figura 10, se muestra un ejemplo de un motor 57. El motor 57 se utiliza para acoplar y girar selectivamente el mecanismo de trinquete 56 para subir o bajar el portador 27. En el sistema 10 de ejemplo, el motor 57 está montado estacionariamente en una estación de trabajo en una posición coordinada con una posición de detención predeterminada para el portador 27 y la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo. Por ejemplo, cuando el carro 28 y el portador 27 conectado entran en una estación de trabajo y se detienen en una posición predeterminada para la alineación adecuada del portador 27 y la pieza de trabajo 146 para procesar en esa estación de trabajo, por ejemplo, para bajar al accesorio de muñón que se describe más adelante, el motor 57 está alineado para acoplarse con el mecanismo de trinquete 56 de una manera que se describe más adelante, para elevar o bajar el portador 27 según lo predeterminado para esa estación de trabajo y pieza de trabajo 146. En los ejemplos mostrados en el presente documento, la pieza de trabajo 146 es el bastidor de un vehículo de pasajeros o de un camión. Otros componentes y subconjuntos de automóviles pueden servir como pieza de trabajo 146. Se comprende que la pieza de trabajo 146 puede incluir otros componentes y subconjuntos distintos de los componentes de automóviles.

Haciendo referencia a la figura 6, se muestra un ejemplo de un acoplador 104 de trinquete de un mecanismo de trinquete 56. El acoplador 104 del trinquete a modo de ejemplo incluye un par de lóbulos 98 diametralmente opuestos que se extienden radialmente hacia el exterior desde el árbol 74 del trinquete, tal como se muestra de manera general. En el ejemplo, cada lóbulo 98 incluye superficies de contacto 102 desplazadas angularmente, que definen aberturas 100 posicionadas radialmente diametralmente opuestas entre las respectivas superficies de contacto 102. Haciendo referencia a la figura 6, en un ejemplo de un acoplador de motor (no mostrado), el acoplador del motor está conectado al árbol 96 del motor 57 (figura 10), e incluye estructuras de lóbulos complementarios para acoplarse a tope con el acoplador 104 del trinquete de tal manera que al girar el árbol 96 del motor, el acoplador del motor se acopla a las respectivas superficies de contacto 102, girando de este modo igualmente el acoplador 104 del trinquete y el tambor 72 adjunto.

En un ejemplo de acoplamiento del acoplador del motor descrito anteriormente (no mostrado), el motor 57, el árbol 96 del motor u otra estructura (no mostrada) se extienden activamente en una dirección hacia el acoplador 104 del trinquete para posicionar los lóbulos del acoplador del motor en las aberturas 100 de coordinación en el acoplador 104 del trinquete, de tal manera que la rotación del árbol 96 del motor hace girar igualmente el acoplador 104 del trinquete y el tambor 72. Al finalizar el procesamiento en la estación de trabajo, el motor 57, el acoplador, el árbol 96 u otro dispositivo es retraído en un sentido alejándose del acoplador 104 del trinquete para desacoplar los lóbulos del acoplador del motor de las aberturas 100 del acoplador del trinquete, limpiando de este modo el acoplador del motor del acoplador 104 del trinquete para que el carro se pueda desplazar libremente desde la estación de trabajo a lo largo del recorrido de desplazamiento 21.

Haciendo referencia a las figuras 8 y 9, se muestra un ejemplo alternativo de un acoplador 104A de trinquete. En el ejemplo alternativo, el acoplador 104A del trinquete está configurado para incluir una ranura 106 definida por paredes 116 formadas en una cara extrema del acoplador 104A del trinquete opuesta al tambor 72, de modo que sea accesible y acoplable por el acoplador 108 del motor (figura 10). En general, centrada dentro de la ranura 106 está dispuesta una leva 110 de forma trapezoidal que tiene lados 120. La leva 110 está dispuesta con respecto a la ranura 106 de tal manera que una línea que interconecta dos vértices 112 opuestos de la leva 110 de forma trapezoidal está alineada en general paralela a un eje longitudinal de la ranura 106.

Tal como se ve mejor en la figura 10, un acoplador 108 de motor alternativo incluye un par de placas planas 114 separadas para coordinar la posición entre la pared 116 respectiva de la ranura 106 y la leva 110 cuando el acoplador 104A del trinquete se acopla al acoplador 108 de motor, tal como se describe a continuación. El acoplador 108 del motor de ejemplo se acopla con el acoplador 104 del trinquete deslizando horizontalmente cada una de las placas 114 del acoplador 108 del motor a través de una abertura 118 respectiva formada en el acoplador 104A del trinquete entre las paredes laterales 116 y la leva 110 para alinear sustancialmente el árbol 96 de salida del motor con el árbol 74 del trinquete. Las superficies inclinadas 120 de la leva 110 funcionan para guiar y alinear las placas 114 de acoplador del motor con las paredes laterales 116 de la ranura 106 cuando se acoplan los dos elementos entre sí.

En un ejemplo de acoplamiento del acoplador 108 del motor y el acoplador 104A del trinquete alternativo, al transferir un portador 27 a una estación de trabajo, el motor 57 estacionario se alinea horizontalmente, y el acoplador 108 del motor y el acoplador 104A del trinquete se posicionan automáticamente, de tal manera que las placas planas 114 del acoplador 108 del motor, entran de manera deslizante en el acoplador 104A del trinquete a través de los espacios 118 respectivos. Al detenerse el portador 27 en la posición predeterminada en la estación de trabajo, las placas planas 114 están posicionadas en acoplamiento de tope, o están directamente adyacentes a las paredes 116 y el eje de rotación del árbol 96 del motor está alineado con el eje de rotación del árbol 74 del mecanismo de trinquete. Al girar el árbol 96 del motor, las placas planas 114 se acoplan a tope con las paredes 116 provocando una rotación igual del árbol 74 del mecanismo de trinquete y del tambor 72. Al finalizar el procesamiento en la estación de trabajo, el acoplador 108 del motor se hace volver automáticamente a su posición original, por ejemplo, donde las placas planas 114 están alineadas con, o son paralelas al recorrido de desplazamiento 21 del portador 27, de tal manera que cuando el portador 27 sale de la estación de trabajo, las placas planas 114 pasan libremente a través de las aberturas 118 en el otro lado del acoplador 104A del trinquete para liberar el mecanismo del trinquete 104A del acoplador 108 del motor. Se pueden utilizar otros dispositivos, orientaciones y procedimientos para alinear y acoplar y/o desacoplar los acopladores del motor descritos de los acopladores 104, 104A del trinquete. Se comprende, además, que se pueden utilizar diferentes mecanismos de elevación 52, dispositivos de trinquete 56 y fuentes de accionamiento tales como el motor 57 para adaptarse a la aplicación concreta y a las especificaciones de rendimiento de la línea y el sistema de montaje.

En un ejemplo de funcionamiento de los acopladores de motor y acopladores 104, 104A de trinquete descritos, se utilizan uno o varios sensores (no mostrados) para monitorizar y controlar las posiciones rotacionales de uno o ambos de los acopladores de motor y los acopladores de trinquete descritos, de modo que los acopladores respectivos queden posicionados adecuadamente en una alineación predeterminada cuando un portador 27 entra en la estación de trabajo para efectuar el esquema de acoplamiento/desacoplamiento respectivo descrito anteriormente. Por ejemplo, se pueden utilizar codificadores en un sistema de circuito cerrado para monitorizar la posición rotacional del árbol 96 del motor y/o el árbol 74 del trinquete. En un ejemplo en el que se utiliza un codificador para el árbol 96 del motor, el codificador puede estar en comunicación electrónica, por ejemplo, cableada o mediante protocolos inalámbricos conocidos, con un sistema de control para enviar señales al sistema de control en cuanto a la posición actual de los respectivos árboles y/o acopladores. El sistema de control puede comparar la posición actual recibida del árbol 96 del motor (o acoplador del motor) y enviar señales a, por ejemplo, el motor 57, para garantizar que el acoplador del motor esté en una posición en la que el acoplador del motor acople o desacople adecuadamente el acoplador 104, 104A de trinquete respectivo en el momento adecuado del sistema operativo general. En un ejemplo, el codificador descrito está colocado en comunicación con el sistema de control descrito previamente y detallado en la Patente US 2010/0241260. Se pueden utilizar otros sensores, monitores, controladores y sistemas de control.

Haciendo referencia al mecanismo de trinquete 56 a modo de ejemplo en la figura 6, el mecanismo de trinquete 56 incluye un pestillo de palanca 122 que puede ser accionado para impedir el desplazamiento involuntario del portador 36 hacia la posición bajada. El pestillo de palanca 122 a modo de ejemplo incluye un disco dentado o estriado 124 que tiene una pluralidad de dientes 130 unidos de manera fija al árbol 74 del trinquete. Una palanca 126 en voladizo puede estar fijada de manera pivotante al cuerpo envolvente 76 del trinquete. Un extremo 128 de la palanca 126 puede acoplar intermitentemente un diente 130 formado a lo largo de una circunferencia exterior del disco dentado 124 para evitar una rotación no autorizada del tambor 72 en un sentido de rotación concreto. El pestillo de palanca 122 no funciona para impedir la rotación del tambor en sentido opuesto. Por ejemplo, el pestillo de palanca 122 puede funcionar para evitar la rotación en sentido antihorario del tambor 72 (visto desde la perspectiva de la figura 6), alrededor del árbol 74 del trinquete cuando la palanca 126 está acoplada con el diente 130, evitando de este modo la bajada del portador 27, al mismo tiempo que permite la rotación sin obstáculos en sentido horario, del tambor 72. La rotación en sentido antihorario del tambor 72 puede ser habilitada girando la palanca 126, desacoplando, de ese modo, el extremo 128 de la palanca del diente 130. La palanca 126 puede ser activada o accionada manualmente utilizando diversos accionadores mecánicos y electromecánicos (no mostrados). Se pueden utilizar sensores (no mostrados) en comunicación con un sistema de control local o centralizado descrito anteriormente, para monitorizar la posición del pestillo 122. Otras construcciones del pestillo de palanca 122, por ejemplo, un embrague mecánico o dispositivos de freno, para evitar una rotación no autorizada, o para permitir una rotación seleccionada del tambor 74, pueden ser utilizadas, como conocen los expertos en la materia.

Haciendo referencia a la figura 11, el portador 27 del elevador de portador invertido 10 a modo de ejemplo incluye un mecanismo de bloqueo 132 para fijar el portador 27 en la posición subida para desplazarse entre estaciones de trabajo o con otros fines. El mecanismo de bloqueo 132 a modo de ejemplo incluye un brazo de pestillo 134 conectado de manera pivotante al elemento de soporte 30 del carro 28. Alternativamente, el brazo del pestillo 134 puede ser montado de manera pivotante en otra ubicación adecuada en el portador 27 o en el carro 28. El brazo del pestillo 134 pivota alternativamente alrededor de un eje de punto fijo definido por una clavija de pivote 136 conectada al elemento de soporte 30 mediante un soporte 138. El brazo del pestillo 134 se puede hacer pivotar selectivamente entre una posición acoplada, tal como se muestra, por ejemplo, en las figuras 4 y 11, y una posición desacoplada, tal como se muestra, por ejemplo, en las figuras 1 a 3. El brazo del pestillo 134 a modo de ejemplo incluye una clavija de bloqueo 140 que puede ser acoplada simultáneamente con una abertura 142 en el elemento de poste superior 46 y una abertura 144 coaxial alineada en el elemento de poste inferior 44 cuando el portador 27 está en la posición subida. Cuando se hace pivotar a la posición desacoplada, la clavija de bloqueo 140 del brazo del pestillo 134 es desacoplada selectivamente de la abertura 142 en el elemento de poste superior 46 y de la abertura 144 en el elemento de poste inferior 44, permitiendo de este modo que el portador se desplace hacia la posición bajada. El brazo del pestillo 134 puede ser accionado de manera manual, mecánica, eléctrica, hidráulica, magnética o neumática. El brazo del pestillo 134 puede, por ejemplo, ser desviado, por ejemplo, mediante un medio de resorte o similar, hacia la posición acoplada. Se pueden utilizar otras construcciones o dispositivos para acoplar, bloquear o impedir de otro modo el desplazamiento vertical no autorizado del portador 36 conocidos por los expertos en la materia, dependiendo de la aplicación y las especificaciones del rendimiento.

En ejemplos de un brazo de pestillo automatizado 134, por ejemplo, mediante un motor eléctrico o un accionador accionado magnéticamente, el motor/accionador puede ser conectado a un sistema de control que tiene un controlador (no mostrado). El sistema de control sería accionable para monitorizar y/o controlar el accionamiento o desplazamiento del brazo del pestillo 134 entre una posición bloqueada y desbloqueada energizando el motor/accionador. Se pueden utilizar uno o varios sensores (no mostrados), por ejemplo, conmutadores o contactos mecánicos o eléctricos, o sistemas ópticos/de visión, para monitorizar la posición del brazo del pestillo 134. El sensor o los sensores también pueden estar en comunicación electrónica con el sistema de control para monitorizar activamente la posición del brazo del pestillo 134, por ejemplo, una monitorización y control automatizados de circuito cerrado, en tiempo real, del mecanismo de pestillo. El sistema de control puede incluir instrucciones preprogramadas mediante las cuales, por ejemplo, el motor 57 no puede ser activado cuando se determina o detecta que el brazo del pestillo 134 está en una posición acoplada o bloqueada. Igualmente, el sistema de transporte 20, el mecanismo de elevación 52 y/o el mecanismo de trinquete 56 también pueden incluir sensores y estar en comunicación electrónica con el sistema de control local o central descrito anteriormente, así como con los respectivos mecanismos y sistemas individuales, para un funcionamiento semiautomatizado o completamente automatizado en bucle cerrado para el sistema 10.

En un ejemplo de sistema de elevador de portador invertido 10 mostrado en las figuras 1 a 5, la estación de trabajo puede incluir un accesorio 148 montado en muñón para acoplar y soportar la pieza de trabajo 146 durante una operación de procesamiento en la estación de trabajo. En el ejemplo mostrado, el accesorio 148 del muñón incluye un bastidor 150 giratorio, un muñón 152 conectado al bastidor 150 para girar con el mismo, y un accionamiento 154, por ejemplo, un motor de accionamiento rotatorio. El muñón 152 puede estar soportado por múltiples rodillos 156 montados en una base 158. El accionamiento 154 hace girar selectivamente el muñón 152, el bastidor 150 y la pieza de trabajo 146 acoplada alternativamente por medio de un desplazamiento angular predeterminado accionando de manera giratoria el muñón 152 con respecto a la base 158 alrededor de un eje de rotación para las placas extremas 160, 162.

En el muñón 152 de ejemplo, se utilizan dos placas extremas circulares, en general, en forma de disco, para acoplar las piezas de trabajo 146, incluida una primera placa extrema 160 y una segunda placa extrema 162. El bastidor 150 incluye un extremo 164 conectado a la primera placa extrema 160 y un segundo extremo 166 conectado a la segunda placa extrema 162. El bastidor 150 y/o las placas extremas 160 y 162 pueden soportar abrazaderas, herramientas, accesorios, clavijas de acoplamiento, sensores y otros dispositivos para recibir, posicionar y/o fijar temporalmente la pieza de trabajo 146 al muñón 152, por ejemplo, al bastidor 150, durante el procesamiento de la pieza de trabajo 146. La pieza de trabajo 146 puede estar soportada por el accesorio 148 del muñón entre las placas extremas 160 y 162. Por ejemplo, la pieza de trabajo 146 puede ser transferida al accesorio 148 del muñón, tal como se muestra, por ejemplo, en las figuras 1 y 2.

Uno o varios dispositivos de acoplamiento de la pieza de trabajo (no mostrados) pueden ser conectados y posicionados con respecto al bastidor 150 y/o las placas extremas 160 y 162. El dispositivo de acoplamiento de la pieza de trabajo puede incluir herramientas, accesorios de acoplamiento o de sujeción, clavijas de localización, abrazaderas y otros dispositivos para guiar, posicionar, acoplar y/o fijar la pieza de trabajo 146 al accesorio 148 del muñón. Tanto la primera placa extrema 160 como la segunda placa extrema 162 pueden estar equipadas con dispositivos de acoplamiento de la pieza de trabajo similares, o con configuraciones o dispositivos operativos diferentes. La energía eléctrica o neumática y/o los controles para los dispositivos de acoplamiento de la pieza de trabajo, o para otras estructuras del accesorio 148 del muñón, puede ser dirigida a través de una abertura 168 en las placas extremas 160 y 162 o mediante otros dispositivos o estructuras. El control de los dispositivos de acoplamiento de la pieza de trabajo a modo de ejemplo puede ser monitorizado y controlado activamente mediante los sistemas de control, dispositivos, hardware y/o software de una manera descrita anteriormente, por ejemplo, descrita en la Patente US 2010/0241260 [PTC-382-B]. Se pueden utilizar otros dispositivos y procedimientos para monitorizar y controlar la posición y el accionamiento de los dispositivos de acoplamiento de piezas de trabajo, ya sea localmente mediante la estación de trabajo o centralmente en las instalaciones de la planta.

En un ejemplo de sistema de portador invertido 10, uno o varios dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo están conectados a la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo y/o a los brazos 50 auxiliares (tal como se muestra) para acoplar y fijar de manera desmontable la pieza de trabajo 146 al portador 27, por ejemplo, la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo. En un ejemplo, al transferir la pieza de trabajo 146 al accesorio 148 del muñón para el procesamiento de la estación de trabajo, el uno o varios dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo son desacoplados u otra cosa, por ejemplo, mediante un accionador (no mostrado), para liberar la pieza de trabajo 146 de la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo y/o de los brazos auxiliares 150 o, de otro modo, del portador 27.

En un ejemplo, ninguno del portador 27, mecanismo de elevación 52 o carro 28 incluye dispositivos de generación de energía incorporados o sistemas de control que requieran una conexión de energía para funcionar. Por ejemplo, tal como se muestra y se ha descrito anteriormente, el mecanismo de elevación 52 no requiere un motor eléctrico incorporado para hacer girar el tambor 72, lo que requeriría una conexión eléctrica o un enganche cuando el portador 27 está posicionado en la estación de trabajo. Más bien, el mecanismo de trinquete 56 está configurado para ser acoplado por un motor eléctrico 57 que está montado estacionariamente en la estación de trabajo. Esto es ventajoso para reducir la complejidad del sistema 10 y del portador 27. Una ventaja adicional son tiempos de ciclo más cortos gracias a un número reducido de conexiones de potencia al carro 28 y/o al elevador de portador 27 cuando el carro 28 entra y sale de una estación de trabajo, o que no sean necesarias.

En un ejemplo alternativo (no mostrado), se pueden utilizar alimentación o señales a distancia para accionar el accionador o los accionadores (no mostrado o no mostrados) para los dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo descritos anteriormente, montados en la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo con el fin de desacoplar/acoplar la pieza de trabajo 146 para transferencias entre el portador 27 y el accesorio de muñón 148. Por ejemplo, las abrazaderas (no mostradas) posicionadas en la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo utilizadas para acoplar la pieza de trabajo 146 pueden requerir potencia eléctrica o neumática para accionar las abrazaderas entre una posición abierta (habitualmente posición desacoplada) y una posición cerrada (habitualmente acoplada). En un ejemplo, en el posicionamiento del portador 27 de la pieza de trabajo 146 en la posición deseada, por ejemplo, una posición completamente bajada, posicionando de este modo la pieza de trabajo 146 en la posición adecuada en el accesorio de muñón 148, se utilizan módulos o conectores de conexión de alimentación que colaboran y acoplados tanto en el portador 27 como en el accesorio de muñón 148 o la estación de trabajo. Por ejemplo, tal como se describió anteriormente, el accesorio de muñón 148 incluye una fuente de alimentación (por ejemplo, un arnés de cableado eléctrico o tubería neumática y válvulas con un conector/módulo/enchufe/acoplamiento de extremo) que se puede extender a través de la abertura 168. El accesorio de muñón 148 puede incluir, además, un módulo de conector, enchufe macho, enchufe hembra o bloque de conexión posicionado verticalmente en el recorrido de descenso del portador 27, por ejemplo, el recorrido del elemento horizontal 48 y/o los brazos 50 auxiliares. El portador 27, por ejemplo, la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo, también puede incluir un conector/bloque/enchufe hembra/enchufe macho/acoplamiento de alimentación de colaboración y acoplamiento, que está alineado con el conector/bloque en el accesorio de muñón 148.

Al bajar el elevador de portador 27 a una posición en la que la pieza de trabajo 146 está posicionada correctamente en el accesorio de muñón 148 para su procesamiento, los módulos/bloques de alimentación de coordinación en el portador 27 y el accesorio de muñón 148 se acoplan, completando de este modo un circuito de alimentación para proporcionar alimentación a los dispositivos de acoplamiento de la pieza de trabajo del portador 127 para desacoplar la pieza de trabajo 146 del portador 27, de tal manera que el accesorio de muñón 148 soporte completamente la pieza de trabajo 146 para su posterior procesamiento. Al finalizar el procesamiento de la estación de trabajo sobre la pieza de trabajo 146, el portador 27 se puede volver a bajar a su posición de tal manera que los módulos/bloques de alimentación de acoplamiento/coordinación se vuelven a acoplar, proporcionando de este modo alimentación (por ejemplo, eléctrica, de datos, neumática) a los dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo en el portador 127 para volver a acoplar la pieza de trabajo 146 y retirar la pieza de trabajo 146 del accesorio de muñón 148 de modo que el portador 127 pueda ser transferido a una estación de trabajo posterior para su posterior procesamiento. Este ejemplo es ventajoso, tal como se describió anteriormente, debido al equipo y complejidad reducidos del portador 27 móvil.

En un ejemplo, los dispositivos de acoplamiento de la pieza de trabajo conectados al accesorio de muñón 148 pueden ser alimentados y accionados de manera similar por medio del suministro de energía descrito anteriormente. La monitorización, el accionamiento y el control de los dispositivos de acoplamiento de la pieza de trabajo se pueden realizar mediante la comunicación de dichos dispositivos, o sensores en comunicación con los dispositivos, mediante un sistema de control local o central previamente descrito y detallado en la Patente US 2010/0241260. Se pueden utilizar otros dispositivos y procesos para acoplar/desacoplar la pieza de trabajo 146 del portador 27 y/o proporcionar energía al portador 27 y/o al accesorio de muñón 148.

En el accesorio de muñón 148 de ejemplo, las placas extremas 160 y 162 están soportadas de manera giratoria y acopladas por fricción en los rodillos 156 para favorecer el desplazamiento rotacional seleccionado del bastidor 150 y las placas extremas 160 y 162 alrededor de un eje longitudinal del accesorio montado en el muñón 148. En un ejemplo, un borde circunferencial exterior 170 de cada rodillo 156 está acoplado con un borde circunferencial exterior 172 de las respectivas placas extremas 160 y 162. Cada rodillo 156 puede estar conectado de manera giratoria a un soporte 174 unido de manera fija a la base 158. La rotación de los rodillos 156 provoca una rotación correspondiente de las placas extremas 160 y 162 respectivas alrededor del eje longitudinal del accesorio montado en el muñón 148. Los rodillos 156 están configurados adecuadamente para soportar el peso de las placas extremas 160 y 162, el bastidor 150 y la pieza de trabajo 146 conectada al accesorio montado en el muñón 148.

Las respectivas circunferencias exteriores 170 y 172 de los rodillos 156 y las placas extremas 160 y 162, respectivamente, pueden incluir contornos coincidentes para ayudar a minimizar el desplazamiento axial del muñón 152 con respecto a los rodillos 156. Por ejemplo, la circunferencia exterior 170 de los rodillos 156 pueden incluir una ranura 176 rebajada que se acopla de manera rodante a una circunferencia exterior 178 de forma convexa correspondiente de las placas extremas 160 y 162. También se pueden emplear otros contornos. Las circunferencias exteriores de los rodillos 156 y las placas extremas 160 y 162 pueden emplear o incluir materiales configurados para mejorar la tracción entre los rodillos 156 y las placas extremas 160 y 162. En un ejemplo, los rodillos 156 pueden estar fabricados de uretano para favorecer el contacto de fricción con las placas extremas 160 y 162. Se pueden utilizar otros materiales y procedimientos de acoplamiento. Los expertos en la materia pueden utilizar otras construcciones y procedimientos para prevenir o minimizar el desplazamiento axial relativo entre las placas extremas 160 y 162 y los rodillos 156.

Continuando con la referencia a las figuras 1 y 3, el accionamiento 154 a modo de ejemplo, por ejemplo, el motor de accionamiento rotatorio mostrado, puede ser accionado para accionar de manera giratoria como mínimo uno de los rodillos 156 (rotación motorizada de ambas placas extremas 160, 162 mostradas en la figura 2) y girar el muñón 152 alrededor de su eje longitudinal. El accionamiento 154 está unido de manera fija a la base 158. Un árbol de accionamiento 180 (se muestran dos) está acoplado de manera giratoria como mínimo a uno de los rodillos 156 al accionamiento rotatorio 154. El árbol de accionamiento 180 a modo de ejemplo incluye una o varias juntas universales 182 (se muestran dos por cada árbol de accionamiento 180) para alojar cualquier desalineamiento entre un árbol de salida 184 del accionamiento rotatorio 154 y un árbol de entrada 186 del rodillo 154. Se pueden emplear múltiples árboles de accionamiento 180 para accionar múltiples rodillos 154. Por ejemplo, en la configuración a modo de ejemplo mostrada, se utiliza un primer árbol de accionamiento 188 con un árbol de salida 184, un árbol de entrada 186 y dos juntas universales 182, para conectar de manera giratoria el accionamiento rotatorio 154 a un rodillo 156 que se acopla a la primera placa extrema 160 y un segundo árbol de accionamiento 190 está conectado de manera similar de manera giratoria al accionamiento rotatorio 154 a un segundo rodillo 156 que se acopla a la segunda placa extrema 162. Esta configuración concreta permite que el accionamiento rotatorio 154 suministre potencia giratoria a ambas placas extremas 160 y 162 para girar el muñón 152. Sin embargo, no es necesario que ambas placas extremas 160 y 162 sean accionadas de manera giratoria por el accionamiento rotatorio 154. En la práctica, una o ambas placas extremas 160 y 162 pueden ser accionadas de manera giratoria por el accionamiento rotatorio 154. Se comprende que se pueden utilizar otros dispositivos de accionamiento 154 distintos de un motor de accionamiento rotatorio.

En funcionamiento, el accionamiento 154 puede girar el accesorio de muñón 152 en cualquier sentido de rotación, tal como indica la flecha 192 en las figuras 1 y 2. Haciendo referencia concreta a la figura 3, el accionamiento rotatorio 154 puede incluir un motor 192, que puede ser un motor eléctrico, un motor hidráulico, un motor neumático u otro motor configurado adecuadamente o fuente de alimentación convertible en desplazamiento giratorio en las placas extremas 160, 162. El accionamiento rotatorio 154 puede incluir, además, un conjunto de engranajes configurado para adaptar el par de torsión de salida y la velocidad de rotación del árbol de salida 184 del accionamiento rotatorio para adaptar el diseño y los requisitos de rendimiento de una aplicación concreta.

Haciendo referencia a la figura 12, se muestra un ejemplo alternativo del accionamiento rotatorio 154A. En el ejemplo, el accionamiento rotatorio 154A está configurado para accionar de manera giratoria dos o más rodillos 156A, cada uno de los cuales se acopla a una placa extrema común. En la configuración a modo de ejemplo mostrada en la figura 1, el accionamiento rotatorio 154A está configurado para accionar un solo rodillo 156 que se acopla a la primera placa extrema 160 y un segundo rodillo 156A que se acopla a la segunda placa extrema 162. Para ayudar a maximizar la transferencia del par de rotación desde los rodillos 156A a las placas extremas 160 y 162, múltiples rodillos 156B pueden estar interconectados de manera giratoria, por ejemplo, mediante una correa 196. Esta disposición hace que los rodillos 156A, B interconectados de manera giratoria giren sustancialmente al unísono y giren el accesorio de muñón 152 alrededor de su eje longitudinal. Alternativamente, los rodillos 156A, B pueden estar interconectados de manera giratoria mediante una cadena, un juego de engranajes u otro dispositivo adecuado para transferir el par de torsión entre múltiples dispositivos rotatorios.

En el ejemplo de la figura 12, la correa 196 funciona para transferir el par de rotación suministrado a un primer rodillo 156A desde el accionamiento rotatorio 154 a un segundo rodillo 156B. La interconexión giratoria de múltiples rodillos 156A, B reduce la cantidad de par de rotación transferido desde cada rodillo individual a las respectivas placas extremas 160 y 162, reduciendo de este modo la fuerza de tracción entre los rodillos 156A, B y las placas extremas 160 y 162 requeridas para girar el muñón 152 sin deslizamiento. En el ejemplo de la figura 12, los rodillos 156A, B que se acoplan a la primera placa extrema 160 están interconectados de manera giratoria mediante la correa 196, y los rodillos 156A, B que se acoplan a la segunda placa extrema 162 están interconectados de manera giratoria mediante una segunda correa 196. En la práctica, puede no ser necesario que los rodillos 156A, B en ambos extremos del muñón 152 estén interconectados de manera giratoria.

En un ejemplo de accionamiento rotatorio 154 que no se muestra, se puede emplear un accionamiento rotatorio 154 separado para accionar por separado los rodillos 156 asociados con cada placa extrema 160 y 162. Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 13, el accionamiento rotatorio 154B puede estar conectado de manera giratoria a un solo rodillo 156C asociado de manera giratoria con la primera placa extrema 160. Cuando ambas placas extremas 160 y 162 son accionadas de manera giratoria, se puede utilizar un segundo accionamiento rotatorio 154B para accionar de manera giratoria un segundo rodillo 156C asociado con la segunda placa extrema 162. Tal como se mencionó anteriormente, los dos o más rodillos 156 asociados con la misma placa extrema pueden estar interconectados de manera giratoria mediante una correa 196 separada.

En un ejemplo alternativo de accionamiento rotatorio 154 mostrado en la figura 14, dos o más rodillos 156D pueden estar interconectados de manera giratoria para accionar de manera giratoria el accesorio de muñón 152. Por ejemplo, en la configuración a modo de ejemplo mostrada en la figura 14, se utilizan cuatro rodillos 156D para accionar de manera giratoria el accesorio de muñón 152. Cada rodillo 156D puede estar interconectado de manera giratoria a un rodillo adyacente 156D mediante la correa 196, u otro dispositivo de conexión adecuado tal como se describió anteriormente o es conocido por los expertos en la materia. Cualquiera de los cuatro rodillos 156D puede estar conectado de manera giratoria al accionamiento rotatorio 154C a través de un árbol de accionamiento 198. La salida del par de rotación del accionamiento rotatorio 154C puede ser transferida al rodillo 156D conectado directamente al accionamiento rotatorio 154C mediante el árbol de accionamiento 198 y a los rodillos 156D adyacentes mediante las correas 196 correspondientes. En la configuración a modo de ejemplo mostrada, los cuatro rodillos 156D que se acoplan a la placa extrema 160 están interconectados de manera giratoria pero, en la práctica, puede no ser necesario que todos los rodillos 156D que se acoplan a una placa extrema concreta estén interconectados de manera giratoria. También se puede emplear una disposición de accionamiento rotatorio similar, en la que múltiples rodillos 156 están interconectados de manera giratoria, con el accionamiento rotatorio 154C utilizado para accionar simultáneamente ambas placas extremas 160 y 162, tal como se muestra, por ejemplo, en la figura 1.

En un ejemplo de los accionamientos giratorios 154 descritos, por ejemplo tal como se muestra en las figuras 1, 13 y 14, el accionamiento rotatorio está conectado a un controlador 210. El controlador 210 está en comunicación electrónica con el sistema de control descrito previamente para la monitorización y el accionamiento activos por parte del sistema de control para un sistema de circuito cerrado semi o totalmente automatizado a través de uno o varios sensores descritos previamente. Se pueden utilizar otros dispositivos y procedimientos para monitorizar y controlar el accionamiento rotatorio 154. Con el sistema 10 se pueden utilizar otros sensores en comunicación con el controlador 210 y el sistema de control descrito anteriormente. Por ejemplo, se puede utilizar un sensor (no mostrado) para determinar cuándo la pieza de trabajo 146 está en una posición predeterminada y adecuada con el muñón 154 de tal manera que el accionamiento rotatorio 154 puede ser activado adecuada y automáticamente para girar la pieza de trabajo a una posición predeterminada para operaciones de montaje en esa estación de trabajo concreta.

Se comprende, además, que la estación de trabajo y el proceso descritos pueden no ser una estación o zona de trabajo de montaje o fabricación, sino una zona predeterminada alternativa a lo largo del recorrido de desplazamiento 21 de la línea de montaje que sirve como zona de almacenamiento temporal o zona de retención para la pieza de trabajo 146 (cada una se considera una estación de trabajo por sencillez en esta invención). Por ejemplo, la estación de trabajo puede ser un almacén intermedio de la línea de fabricación, en el que las piezas de trabajo que están en proceso se almacenan o apilan temporalmente hasta que se necesitan para la siguiente etapa del proceso de montaje o fabricación.

Si bien se muestra como un accesorio de muñón 148, se pueden utilizar diferentes accesorios, herramientas, bastidores y otros dispositivos móviles y fijos adecuados para soportar y fijar la pieza de trabajo 146 (cada uno de ellos denominado “accesorio” por sencillez en el presente documento). Por ejemplo, el accesorio puede ser un bastidor de almacenamiento de indexación para mantener temporalmente una pluralidad de piezas de trabajo, por ejemplo, en una zona intermedia en proceso o en una zona de almacenamiento de final de proceso, donde las piezas terminadas esperan su embalaje y envío. Se pueden utilizar otros accesorios adecuados para la estación de trabajo u operación de proceso concreta conocidos por los expertos en la materia.

Haciendo referencia a la figura 1, se puede emplear un sensor 200 para monitorizar la posición rotacional del muñón 152. Un ejemplo adecuado para el sensor 200 incluye un codificador en comunicación con un sistema de control de circuito cerrado, tal como se describió previamente para el árbol del motor 96, que mide y monitoriza con precisión el desplazamiento y la posición rotacional de una placa extrema 160, 162.

Haciendo referencia a las figuras 1, 13 y 14, el controlador 210 puede estar acoplado operativamente al sensor 200 y al accionamiento rotatorio 154. El controlador 210 puede ser configurado para controlar la rotación del muñón 152 mediante la operación del accionamiento rotatorio 154. La posición final del portador 36 en la estación de trabajo también puede ser determinada por el controlador 200 que funciona junto con sensores en comunicación con el sistema de transportador aéreo 20. El controlador 210 también puede controlar el accionamiento rotatorio 154 para girar el muñón 152 en respuesta a diversas entradas, por ejemplo, que la pieza de trabajo 146 haya sido posicionada en el accesorio montado en el muñón 148 y esté lista para su procesamiento, o que el procesamiento se haya completado y la pieza de trabajo 146 ahora pueda ser orientada para volver a ser posicionada en el portador 36 del sistema de transportador aéreo 20. El controlador 210 también se puede comunicar con un robot (no mostrado) configurado para realizar una operación de procesamiento sobre la pieza de trabajo 146 fijada al accesorio montado en el muñón 148, y que el portador 27 se desplace a lo largo del carril de guía 22. Tal como se describió anteriormente, el accesorio de muñón 148, el accionamiento rotatorio 154 y el equipo de portador 27 descritos pueden estar individual o conjuntamente en comunicación electrónica con un sistema de control local y/o centralizado, por ejemplo, el descrito en la Patente US 2010/0241260, para monitorización, accionamiento y control activo según instrucciones preprogramadas a través de sensores y señales hacia y desde el sistema de elevador de portador invertido 10.

Haciendo referencia a las figuras 1 a 4 y 11, el portador 27 se puede desplazar a lo largo del carril de guía 24 y puede ser controlado para detenerse en una estación de trabajo mediante conmutadores y/o sensores y circuitos de control adecuados. En un ejemplo, el sistema de control descrito anteriormente ejecuta instrucciones preprogramadas para que el transportador 20 posicione y detenga el elevador de portador en una posición predeterminada en la estación de trabajo. En un ejemplo, los sensores ópticos posicionados en la estación de trabajo leen una tira codificada en un sistema de retroalimentación de circuito cerrado para posicionar con precisión el elevador de portador en una posición predeterminada en la estación de trabajo a lo largo del recorrido de desplazamiento 21. Un ejemplo adecuado está descrito en la Patente US7,108,189.

El portador 27 soporta como mínimo una pieza de trabajo 146 durante el desplazamiento del portador 27 a lo largo del carril de guía 24 con respecto a la estación de trabajo. El portador 27 puede ser desplazado alternativamente entre la posición subida, tal como se muestra, por ejemplo, en la figura 4, y la posición bajada, tal como se muestra, por ejemplo, en las figuras 1 a 3, cuando está posicionado en la estación de trabajo. El mecanismo de bloqueo 132 (figura 11) está previsto para mantener de manera segura el portador 27 en la posición subida con respecto al carro 28 cuando el brazo del pestillo 134 está dispuesto en la posición bloqueada, tal como se muestra, por ejemplo, en las figuras 4 y 11. El mecanismo de bloqueo 132 permite el desplazamiento del portador 36 a la posición bajada cuando el brazo del pestillo 134 está en la posición liberada, tal como se muestra, por ejemplo, en las figuras 1 a 3.

Tal como se describió anteriormente, en un ejemplo, el portador 27 está asociado de manera deslizante con el carro 28 de modo que pueda ser desplazado verticalmente con respecto al carro 28 para bajar la pieza de trabajo 146 a la estación de trabajo y, más concretamente, el accesorio montado en el muñón 148, sin la necesidad de bajar todo el sistema de transportador aéreo 20, como ocurre con algunos mecanismos conocidos de la técnica anterior. En un ejemplo, la pieza de trabajo 146 se libera o desacopla del elemento horizontal 48 y los brazos 50 mediante la liberación de abrazaderas o de otros dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo conectados al elemento horizontal 48 y a los brazos 50 auxiliares acoplados con la pieza de trabajo 146. Las abrazaderas u otros dispositivos de retención pueden estar conectados electrónicamente y controlados por el sistema de control local o centralizado, incluidos los sensores descritos previamente en el presente documento.

La pieza de trabajo 146 puede ser retenida en el interior del muñón 152 mediante uno o varios dispositivos de retención de piezas de trabajo descritos anteriormente. Una vez asegurada en el accesorio montado en el muñón 148, la pieza de trabajo 146 está lista para su procesamiento, que puede incluir, por ejemplo, girar la pieza de trabajo en una o varias posiciones, para una o varias operaciones de soldadura o para una operación de conformación del metal diseñada para esa estación de trabajo. Por ejemplo, uno o varios robots (no mostrados) pueden realizar una operación de soldadura sobre la pieza de trabajo 146 soportada por el accesorio montado en el muñón 148. En un ejemplo, el muñón 152 puede reposicionar la pieza de trabajo 146 a otra posición después de un proceso. Por ejemplo, después de una operación de soldadura en la estación de trabajo, la pieza de trabajo puede ser girada a otra posición de modo que una segunda operación de soldadura que permita un mejor acceso pueda ser realizada por el segundo robot de soldadura.

Cuando se completa el procesamiento de la pieza de trabajo 146, el muñón 152 puede ser girado mediante el accionamiento rotatorio 154 a una posición giratoria predeterminada, en preparación para su extracción del accesorio montado en el muñón 148 por parte del portador 27. El controlador 210 o el sistema de control local o centralizado descrito anteriormente puede controlar, por lo tanto, el portador 27, para acoplar la pieza de trabajo 146 al portador 36 y retirar la pieza de trabajo 146 del accesorio montado en el muñón 148. Al finalizar las operaciones predeterminadas en la estación de trabajo, el motor 57 (figura 10) puede ser accionado selectivamente para elevar el portador 27 y la pieza de trabajo 146, actualmente más completa, de nuevo a la posición subida, para su transporte a otra ubicación dentro de la instalación de fabricación. Cuando se completan todas las operaciones en la estación de trabajo, se puede accionar el transportador aéreo 20 y desplazar el portador 27 a lo largo del recorrido 21 fuera de la estación de trabajo.

Haciendo referencia a las figuras 14 a 30, se muestra un ejemplo alternativo de dispositivo de elevación de portador 10 en forma de elevador de portador 310 y procedimientos de utilización. Cuando se han dado a conocer y/o mostrado componentes idénticos o similares en figuras anteriores, se utilizan los mismos números de referencia y no se describen con más detalle, excepto donde se indique. Cuando existan modificaciones menores, o con el propósito, simplemente, de distinguir diferentes versiones del mismo dispositivo, se podrán utilizar letras mayúsculas, A, B, C o D. Alternativamente, se podrá utilizar el mismo número de base con un número mayor en cien, doscientos o trescientos. Cuando componentes similares incluyen construcciones y/o funciones iguales o similares, se utilizan los mismos nombres aunque se pueden asignar diferentes números de referencia.

Haciendo referencia a las figuras 15, 16 y 25, se muestra un portador 310 alternativo de ejemplo. En el ejemplo, el portador 310 se muestra en una utilización a modo de ejemplo para soportar y transportar componentes de vehículos u otras piezas de trabajo 146 descritas previamente, montadas progresivamente en una pluralidad de estaciones de trabajo 314 secuenciales a lo largo de una línea de montaje 316 que define un recorrido de desplazamiento 21 por parte del portador 310.

El elevador de portador 310 a modo de ejemplo incluye, preferentemente, un carro 28 acoplado con un transportador elevado o aéreo 20 para el desplazamiento del carro 28 y del portador a lo largo de un recorrido de desplazamiento 21 de la línea de montaje tal como se describió previamente para el portador 10 alternativo.

Todavía haciendo referencia a las figuras 15 y 16, el elevador de portador 310 y el portador 27A a modo de ejemplo incluyen, además, una plataforma 346 a modo de ejemplo y una viga de soporte 350 de la pieza de trabajo que tiene una superficie superior 349 y una superficie inferior 351, tal como se muestra de manera general. En un ejemplo alternativo de viga de soporte 36, el portador 27A incluye una viga de soporte 350 que puede ser de construcción igual o similar a la viga de soporte 36 de la pieza de trabajo tal como se describió y se ha mostrado previamente en la figura 2 (denominadas conjuntamente “viga de soporte de la pieza de trabajo” o “viga de soporte”). Haciendo referencia a la figura 2, un ejemplo alternativo de viga de soporte 350 (no mostrada) incluye dos pares de elementos de extensión o brazos 50 que se extienden transversalmente desde la viga 350. Los brazos 50 pueden estar conectados selectivamente o ser integrales con la viga de soporte 350, para adaptarse a la aplicación específica y a la pieza de trabajo 146 a soportar y transportar a lo largo del recorrido de desplazamiento 21 de la línea de montaje.

En un ejemplo preferente, la viga de soporte 350 y los brazos 50, u otros dispositivos de fijación y acoplamiento de la pieza de trabajo, son de naturaleza modular y pueden ser conectados y desconectados rápidamente a la viga de soporte 350 para cambiar rápidamente la configuración de la viga de soporte 350 para, por ejemplo, alojar diferentes componentes o estilos de vehículos para soportar secuencias de construcción aleatorias dinámicas (modelos de vehículos A, C, D, B, E) o secuencias de montaje de construcción por lotes (modelos de vehículos AAA, BBB, CCC, DDDD). Aunque se muestran como barras rectas, la viga de soporte 350 y las extensiones 50 pueden adoptar otras formas y configuraciones para adaptarse a la aplicación concreta, tal como es conocido por los expertos en la materia. Los respectivos carriles 30, vigas 350 y brazos 50 están fabricados preferentemente de aluminio o acero, pero pueden estar fabricados de otros materiales conocidos por los expertos en la materia. Se comprende, además, que la viga de soporte 350 puede incluir dispositivos de acoplamiento 147 de piezas de trabajo tal como se describió anteriormente (no mostrados en las figuras 15 a 30), para acoplar de manera selectiva, segura y liberable diversas piezas de trabajo 146 de la manera y operación descritas de manera general para el elevador de portador 10. Por ejemplo, se pueden utilizar dispositivos de acoplamiento neumáticos, que son accionados a través de líneas aéreas presurizadas para acoplar y sujetar una pieza de trabajo 146 hasta que un sistema de control acciona las abrazaderas para liberar el componente 146, tal como está descrito de manera general anteriormente. Se pueden utilizar otros dispositivos de acoplamiento, mecanismos y formas de controlarlos, conocidos por los expertos en la materia.

Haciendo referencia nuevamente a las figuras 15 y 16, el elevador de portador 310 a modo de ejemplo y el portador 27A incluyen un mecanismo de elevación 352 alternativo. En el ejemplo, el mecanismo de elevación 352 incluye dos postes telescópicos 338 que tienen una construcción y función similar a los postes telescópicos 38, incluyendo un elemento de poste inferior 344 y un elemento de poste superior 345 móvil a lo largo de un eje de desplazamiento 370, similar al elemento de poste inferior 44 y al elemento de poste superior 46, tal como se describió de manera general anteriormente. Se puede incluir un tope (no mostrado) para evitar la sobreextensión de los postes telescópicos 338, por ejemplo, el elemento de poste inferior 344 se extiende demasiado y se desacopla del elemento de poste superior 345. Las varillas telescópicas 338 pueden incluir otros dispositivos en el interior del elemento de poste superior 345 para ayudar al control y desplazamiento del elemento de poste inferior 344, por ejemplo, casquillos, cojinetes y/u otros dispositivos conocidos por los expertos en la materia. Se pueden utilizar otras construcciones, configuraciones y posicionamiento de los postes telescópicos 338 con respecto al elemento de soporte 30 y a la viga de soporte 350, tal como es conocido por los expertos en la materia.

En el portador 27A del elevador de portador 310 de ejemplo, mostrado en la figura 15 cada poste telescópico 338 incluye un tirante 373 conectado al elemento de soporte 30 y al elemento de poste superior 345. En un ejemplo, el tirante 373 ayuda a mantener el poste 360 respectivo en una orientación vertical, y puede impedir o reducir aún más la rotación y/o el desplazamiento lineal en la dirección X geométrica (a lo largo del recorrido de desplazamiento 21) o a lo largo de la dirección Y geométrica (transversal al recorrido de desplazamiento 21). Se pueden utilizar otros dispositivos y mecanismos para impedir o reducir la rotación (balanceo) o el desplazamiento lineal del mecanismo de elevación 352 con respecto al transportador aéreo 20, como es conocido por los expertos en la materia.

Haciendo referencia a las figuras 17 a 19 y 26 a 30, se muestran ejemplos alternativos del portador 310, el portador 27B y el mecanismo de elevación 352A que no forman parte de la presente invención. Haciendo referencia a las figuras 17, 18A y 18B, el portador 27B y el mecanismo de elevación 352A emplean alternativamente un mecanismo de elevación de tipo tijera 426. En el ejemplo, el mecanismo de elevación de tijera 426 incluye un primer enlace 430 y un segundo enlace 436 conectados respectivamente al elemento de soporte 30 y a la viga de soporte 350 de la pieza de trabajo y entre sí en puntos de pivote 440, tal como se muestra de manera general. El primer y segundo enlaces 430 y 436 giran alrededor de los puntos de pivote 440 para elevarse y posicionar la viga de soporte 350, la plataforma 346 si se utiliza, entre una posición subida 410 mostrada en la figura 18A y una posición bajada 416, tal como se muestra en la figura 18B, a través de un mecanismo de elevación 355 que se describe con más detalle a continuación.

En el portador 27B y el mecanismo de elevación 352A de ejemplo mostrados en las figuras 17, 18A y 18B, los enlaces 430 y 436 están posicionados uno hacia el otro. En el ejemplo alternativo del mecanismo de elevación 352B y del portador 27C mostrado en la figura 19, los enlaces 430 y 436 están posicionados hacia el exterior y alejados entre sí tal como se muestra de manera general (mostrando la figura 19 el portador 310 tanto en la posición superior 410 (en línea de trazo y puntos) como en la posición inferior 416 (línea continua). El posicionamiento alternativo y/o la configuración de los enlaces de tijera 430 y 436 proporcionan flexibilidad y empaquetamiento del elevador de portador 310 y del portador 27B y C para adaptarse y soportar mejor el proceso de montaje, la pieza de trabajo 146 (no mostrada), las herramientas de montaje (no mostradas), otros equipos (no mostrados) posicionadas en la estación de trabajo 314 o a lo largo de la línea de montaje 316, o el proceso de montaje predeterminado. Los enlaces 430 y 436 están fabricados preferentemente de aluminio o acero, pero pueden estar fabricados de otros materiales adecuados para la aplicación y las especificaciones de rendimiento, tal como es conocido por los expertos en la materia. Aunque se muestra utilizando dos enlaces 430 y 436, se comprende que se puede utilizar un número diferente de enlaces y/o configuraciones alternativas de enlaces conocidos por los expertos en la materia.

Los elevadores de portador 310 y los portadores 27A, B y C de ejemplo mostrados en las figuras 15 a 19 incluyen, además, un accionamiento 355 del mecanismo de elevación alternativo utilizado para alimentar y controlar el desplazamiento de la viga de soporte 350 de la pieza de trabajo, la plataforma 346 (si se utiliza) y la pieza de trabajo 146 si está conectada a la misma a lo largo del eje de desplazamiento 370 descrito anteriormente. El accionamiento 355 del mecanismo de elevación de ejemplo incluye un motor eléctrico 357 preferentemente acoplado directamente con un tambor 372 que está acoplado con una correa 354 alargada. La correa 354 es similar en construcción y construcciones alternativas, tal como se describió anteriormente para la correa 54. Un mecanismo de trinquete 356 no se prefiere debido al acoplamiento directo del motor 357 con el tambor 372, pero se puede utilizar cuando una aplicación o requisitos de rendimiento dictan su utilización.

Haciendo referencia al elevador de portador 310 y al portador 27A de ejemplo mostrados en las figuras 15 y 16, la correa 354 alargada a modo de ejemplo está conectada en un primer extremo 358 (a la izquierda en la figura 16) a la viga de soporte 350, se extiende de manera continua hacia arriba y coaxialmente a través de la varilla telescópica 338, sobre una polea 406, a través del tambor 376, sobre una segunda polea 406 y hacia abajo a través de la otra varilla telescópica 338 para conectarse a la viga de soporte 350 en un segundo extremo 360 de la correa. Tal como se describió anteriormente, o como alternativa, la correa 354 puede ser una cadena, un cable trenzado, una correa u otro dispositivo adecuado para la aplicación tal como la conocen los expertos en la materia. Tal como se describió anteriormente para la correa 54, aunque se muestra como una sola correa 354, se puede utilizar más de una correa 354 por cada portador de elevador 310.

Haciendo referencia al elevador de portador 310 y al portador 27B de ejemplo mostrados en las figuras 17 a 19, la correa alargada 354 a modo de ejemplo está conectada en el primer extremo 358 (a la izquierda en la figura 17) a la viga de soporte 350, se extiende de manera continua hacia arriba sobre la polea 406, a través del tambor 376, sobre una segunda polea 406 y se extiende hacia abajo para conectarse a la viga de soporte 350 en el segundo extremo 360 de la correa. En una operación a modo de ejemplo, al energizar el motor 357, el tambor 372 gira para aumentar o disminuir la longitud de la correa 354 entre el motor 357 y el primer 358 y el segundo 360 extremos de la correa para bajar respectivamente o elevar la viga de soporte 350 y la pieza de trabajo 146 si está conectada a la misma. En un ejemplo, el tambor 372 enrolla selectivamente la correa 354 para aumentar la longitud efectiva entre los puntos de unión 358 y 360 para bajar la viga de soporte 350, o recoge y enrolla la correa 354 para disminuir la longitud efectiva de la correa 354 para elevar la viga de soporte 350 y la pieza de trabajo 146 si está conectada a la misma.

Haciendo referencia nuevamente a las figuras 6 y 7, en un ejemplo, el mecanismo de elevación 352 del elevador de portador 310 puede incluir un mecanismo de trinquete 356 conectado al tambor 376 de una construcción y manera similares a las descritas anteriormente para el mecanismo de elevación 52 alternativo, el mecanismo de trinquete 56 y el tambor 27 tal como se describió anteriormente. En el elevador de portador 310 y el portador 27A o B de ejemplo, la correa 354 está acoplada con el tambor 372 de una manera similar, y en alternativas similares, tal como se describió previamente para el elevador de portador 10. En el mecanismo de elevación 352 alternativo mostrado en las figuras 15 a 19, el motor 357 está conectado al elemento de soporte 30 en lugar de estar separado del portador 310 y montado estacionariamente en la estación de trabajo tal como está descrito para el elevador de portador 10. En un ejemplo, el motor 357 acopla el mecanismo de trinquete 356 para girar selectivamente el mecanismo de trinquete 357 y el tambor 372 para recoger o juntar un tramo de correa 354 alrededor del tambor 372 para elevar la viga de soporte 350, o para soltar o desenrollar un tramo de correa desde el tambor 354 para bajar la viga de soporte 352 a una posición bajada 416, o a cualquier posición a lo largo del eje del desplazamiento 370. Se utiliza un pestillo de palanca 122 para evitar la rotación no autorizada del tambor 372 elevando o bajando la correa 354, tal como se describió anteriormente para el elevador de portador 10. Otros dispositivos y alternativas, descritos para el elevador de portador 10, pueden ser utilizados para el portador 310 alternativo. Tal como se señaló anteriormente, en un ejemplo preferente, no se utiliza el mecanismo de trinquete 356 y el motor 357 está acoplado directamente con el tambor 372.

En el portador de elevador 310 y el portador 27A-D de ejemplo mostrados en las figuras 15 a 19 y 26 a 30, en las que el motor está conectado al elemento de soporte 30 o es un portador 27A-D “integrado”, el motor 357 puede ser un motor eléctrico común con un árbol de salida giratorio (no mostrado) acoplado con el mecanismo de trinquete 356 y el tambor 372, tal como se describió anteriormente. Alternativamente, el motor 357 puede ser un motor neumático, un motor lineal, un motor inductivo u otro motor conocido por los expertos en la materia. Una fuente de alimentación eléctrica para el motor 357 también puede ser el portador 310 incorporado o conectado, por ejemplo, al elemento de soporte 30 y proporcionar alimentación eléctrica continua al motor 357. Alternativamente, la potencia eléctrica solo puede ser suministrada al motor 357 cuando el portador 310 llega y está correctamente posicionado en la estación de trabajo 314, por ejemplo, coordinando placas de contacto eléctricamente conductoras o dispositivos de inducción que completan un circuito eléctrico entre el portador 310 y la estación de trabajo 314. Se pueden utilizar otros dispositivos y procedimientos para establecer energía eléctrica para el motor 357 conocidos por los expertos en la materia. Igualmente, se pueden emplear otras líneas de servicio, por ejemplo, aire presurizado, comunicación electrónica y/o de datos entre la estación de trabajo 314 y el portador 310, de tal manera que las líneas de servicio a modo de ejemplo se conectan automáticamente a su llegada y posicionamiento del portador 310 en una estación de trabajo 314 para alimentar, por ejemplo, el motor 357 y los dispositivos de acoplamiento de la pieza de trabajo 147 conectados a la viga de soporte 350. Por ejemplo, se puede utilizar aire presurizado para accionar abrazaderas posicionadas en la viga de soporte 350 para acoplarse a la pieza de trabajo 146. Alternativamente, al percibir o detectar que el portador 310 está posicionado en una estación de trabajo 314 o en otra ubicación predeterminada a lo largo del recorrido de desplazamiento 21, los accionadores pueden activar y conectar físicamente las líneas de servicio que permiten comunicaciones de potencia eléctrica, de datos, neumática, hidráulica y otras líneas de servicio entre la estación de trabajo 314 y el portador 310.

Por ejemplo, en los elevadores de portador 10, 310, un controlador centralizado (no mostrado) conectado o incorporado en el portador 310 puede estar en comunicación con otros controladores o accionadores incorporados en el portador 310 para ejecutar señales que energizan o activan el motor 357 y los dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo. El controlador central del portador 310 puede estar en comunicación, por ejemplo, mediante protocolos de conexión por cable o inalámbrica, con una estación de trabajo local o un controlador de línea de montaje o un controlador programable de planta de montaje para enviar y recibir señales, datos y/o instrucciones para accionar el motor 357 y dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo en una secuencia predeterminada, tal como se ha descrito de manera general anteriormente o se ha descrito en el presente documento. Igualmente, se pueden incluir sensores (no mostrados) para el motor 357, dispositivos de acoplamiento 147 de piezas de trabajo y otros equipos conectados al elevador de portador 310 para monitorizar activamente, en un sistema de retroalimentación de circuito cerrado, la posición precisa y/o el estado de funcionamiento del equipo respectivo y enviar señales a los controladores y al sistema de control de la planta de montaje local o centralizado tal como se describió anteriormente para el elevador de portador 10. Los controladores y sistemas de control mencionados anteriormente pueden incluir cada uno de ellos una unidad central de procesamiento (CPU, Central Processing Unit), dispositivos de almacenamiento de memoria para almacenar instrucciones preprogramadas y señales recibidas y/o datos, transmisores, receptores, dispositivos de entrada y salida, y buses para posicionar los respectivos componentes en comunicación entre sí. Se pueden utilizar otros dispositivos para los controladores y sistemas de control descritos conocidos por los expertos en la materia.

Haciendo referencia a las figuras 20 y 21, una aplicación y procedimiento de utilización de ejemplo de los elevadores de portador 10, 310 y el portador 27A, B o C (se muestra 27C) en una línea de montaje 316 con dos estaciones de trabajo 314A y 314B secuenciales a lo largo del recorrido de desplazamiento 21. En el ejemplo, la primera estación 314A está configurada para ser una estación de inspección manual de carga que incluye una mesa de trabajo elevada 508. En un ejemplo, la mesa de trabajo 508 sirve como una zona donde los operadores pueden realizar el posicionamiento manual de componentes en la mesa 508 para operaciones de montaje manual o simplemente para posicionar los componentes en accesorios de sujeción o en otras herramientas para su posterior procesamiento o montaje. En un ejemplo, la mesa de trabajo 508 incluye una rejilla de orificios pasantes 509 de precisión, por ejemplo, cada 100 milímetros (mm) en una dirección de coordenadas X e Y, en la que se están fijados de manera segura herramientas o accesorios de precisión para un posicionamiento exacto y preciso de las piezas de trabajo 146 para su posterior procesamiento. Véase, por ejemplo, la plataforma o mesa 346/508 mostrada en la figura 24.

Tal como se ve mejor en la figura 21, el elevador de portador 10, 310 (se muestra 310) y el portador 27A, B o C (se muestra C) y la viga de soporte 36, 350 de la pieza de trabajo están posicionados en una posición subida 410 en un nivel superior 500 mientras que la mesa 508 está posicionada en un nivel bajado 506 de la estructura de andamio o armazón a modo de ejemplo. Al finalizar el trabajo por parte de los operadores en la estación de trabajo 314A, el mecanismo de elevación 52, 352 puede ser energizado y la viga de soporte 36, 350 de la pieza de trabajo puede ser bajada a una posición inferior 416 al nivel inferior 506, en donde los dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo se accionan para acoplar una o varias piezas de trabajo 146 posicionadas en la mesa de trabajo 508. El mecanismo de elevación 52, 352 puede ser activado para elevar la viga de soporte 36, 350 con la una o varias piezas de trabajo 146 acopladas a una posición más alta o elevada 410 a lo largo del eje de desplazamiento 370 y, a continuación, ser desplazada hacia abajo hasta la siguiente estación de trabajo 314B para un procesamiento adicional. En un ejemplo, las piezas de trabajo 146 se cargan en la mesa de trabajo 508 mediante dispositivos distintos del elevador de portador 10, 310, por ejemplo, robots programables u operadores humanos en donde el elevador de portador 10, 310 se acopla, por lo tanto, con las piezas de trabajo y eleva el portador 27A, B o C de la manera descrita.

En el ejemplo, la estación de trabajo 314B es una estación de trabajo automatizada que puede incluir, por ejemplo, una pluralidad de robots multieje programables (no mostrados) para realizar, además, operaciones de montaje sobre la pieza de trabajo 146 ensamblada progresivamente. En la estación de trabajo 314B, el elevador de portador 10, 310 y el portador 27A, B o C (se muestra C) de ejemplo pueden bajar la viga de soporte 36, 350 y la pieza de trabajo 146 acoplada a una posición bajada 416 al nivel inferior 506 de la estación de trabajo, o a otra elevación a lo largo del eje de desplazamiento 370, hacia lo que se muestra esquemáticamente como una zona de herramientas 420.

La zona de herramientas 420 puede ser una zona de la estación de trabajo que contiene accesorios de sujeción o soldadura, por ejemplo, un accesorio de muñón 148 u otros accesorios, herramientas o soportes descritos en el presente documento, que aseguran las piezas de trabajo 146 en una posición predeterminada para que, por ejemplo, pueda tener lugar la soldadura por puntos por parte de los robots industriales. En un ejemplo, el mecanismo de elevación 52, 352 selectivamente, por ejemplo, por medio de señales de control enviadas por un sistema de control local o central tal como se describió anteriormente, baja la pieza de trabajo 146 sobre los accesorios u otras herramientas en la zona de herramientas 420 y, a continuación, desacopla las piezas de trabajo 146 de una manera descrita anteriormente mediante los dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo y, a continuación, se eleva para quedar libre de las recorridos de desplazamiento de los robots para que pueda tener lugar el trabajo de montaje o fabricación predeterminado.

Al finalizar el trabajo predeterminado en la estación de trabajo 314B, en un ejemplo preferente, el portador 27A, B o C posicionado por encima de la pieza de trabajo 146, se eleva y vuelve a la estación de trabajo 314A para acoplar una pieza de trabajo nueva o la siguiente posicionada en la estación de trabajo 314A, se eleva y suministra la siguiente pieza de trabajo en la estación de trabajo 314B. La pieza de trabajo completa en la estación de trabajo 314B se recupera mediante un segundo elevador de portador 10, 310 posicionado en una estación de trabajo posterior ubicada aguas abajo a lo largo del recorrido de desplazamiento 21 para recuperar la pieza de trabajo de la estación de trabajo 314B y entregarla a la siguiente estación de trabajo (no mostrada) más abajo a lo largo del recorrido de desplazamiento 21. Este proceso continúa con el elevador de portador 10/310 desplazándose solo entre las estaciones de trabajo 314A y 314B a medida que la pieza de trabajo se desplaza progresivamente por el recorrido de desplazamiento 21.

Alternativamente, el portador 10, 310 posicionado en la estación de trabajo 314B puede ser bajado, se puede volver a acoplar la pieza de trabajo 146 de la manera descrita anteriormente y, por medio del transportador aéreo 20 y el carro 28, ser desplazado a lo largo del recorrido de desplazamiento 21 más abajo hasta la siguiente estación de trabajo en la línea de montaje 316 (no de vuelta a la estación de trabajo 314A tal como está descrito anteriormente). En un ejemplo tal como se muestra en la estación de trabajo 314B de la figura 21, al elevar el portador 10, 310 al nivel superior 500, pueden tener lugar operaciones manuales adicionales antes de que el portador 10, 310 se desplace a lo largo del recorrido de desplazamiento 21 hasta la siguiente estación de trabajo. También se comprende que al finalizar el trabajo en la estación de trabajo 314B, el elevador de portador 10, 310 se puede desplazar de vuelta a la estación de trabajo 314A con la pieza de trabajo 146 original para más montaje o trabajo de proceso de manera cíclica de ida y vuelta entre dos o más estaciones de trabajo para adaptarse a la aplicación concreta.

Aunque las estaciones de trabajo 314A y 314B han sido descritas como configuraciones y funciones de montaje manuales y automatizadas, se comprende que las estaciones de trabajo pueden estar en orden inverso, por ejemplo, primero el montaje automatizado y luego las operaciones manuales, o pueden ser una combinación de ambas operaciones, manual y automatizada, en la misma estación de trabajo, dependiendo de la aplicación. Se comprende, además, que pueden ocurrir operaciones diferentes a las descritas. Por ejemplo, los robots automatizados (no mostrados) pueden sujetar y posicionar la pieza de trabajo 146 y posicionarla en accesorios de herramientas en la estación de trabajo 314A en lugar de operaciones manuales dependiendo de la aplicación.

Una ventaja de los portadores 27A, B y C de elevador de portador 310 y la viga de soporte 350 de la pieza de trabajo es que la viga de soporte 350 puede ser utilizada para acoplar las piezas de trabajo 146 en la parte inferior de la viga de soporte 350 o en la superficie inferior 351 (de manera similar a la viga de soporte 36 descrita anteriormente) o en la superficie superior 349 de la viga de soporte 350. Cuando está acoplada a la superficie inferior 351, por ejemplo, tal como se muestra en la figura 1 para el portador 10, el portador 310 puede entonces bajar y posicionar la pieza de trabajo 146 en accesorios en espera, por ejemplo, un accesorio de muñón 148, y/o herramientas posicionadas en la zona de herramientas 420. Alternativamente, y con la ventaja de la flexibilidad del proceso, cuando sea ventajoso acoplar y posicionar una pieza de trabajo 146 en una orientación hacia arriba sobre la superficie superior 349 de la viga de soporte 350, o una plataforma 346 de soporte mostrada en la figura 15, esto facilita operaciones alternativas, por ejemplo, estaciones de trabajo de montaje manual.

Haciendo referencia a la figura 22 se muestra un ejemplo de una aplicación para el elevador de portador 10, 310 y los portadores 27A, B y C (se muestra C) para su utilización con un apilador de almacenamiento de piezas de trabajo vertical o almacén intermedio 510 posicionado a lo largo del recorrido de desplazamiento 21. En el ejemplo, un apilador de piezas de trabajo 510 incluye un receptáculo o soporte de componentes 516 posicionado en una estación de trabajo en un nivel inferior 506A, por ejemplo, una zona de herramientas 420 descrita anteriormente. En el ejemplo, las piezas de trabajo 146 parcialmente montadas o completas son apiladas u orientadas verticalmente en espera de un procesamiento de montaje adicional o empaquetado y envío. Este apilamiento puede ocurrir en cualquier lugar a lo largo de un recorrido de desplazamiento 21 de la línea de montaje 316, por ejemplo, al comienzo de una línea de montaje donde las piezas de trabajo 146 están almacenadas en espera de ser introducidas en una línea de montaje, o al final de una línea de montaje en espera de ser transferidas a la siguiente línea de montaje. Alternativamente, por ejemplo, se necesita una zona intermedia en la línea de montaje en caso de que una línea de montaje de más abajo se detenga o cierre temporalmente, permitiendo que la línea de montaje de más arriba continúe funcionando.

En el ejemplo, una pluralidad de piezas de trabajo 146 están apiladas verticalmente tal como se muestra de manera general. El elevador de portador 10, 310 es posicionado en la estación de trabajo 316 en un nivel superior 500A o en una posición subida 410 y, a continuación, es bajado por medio del mecanismo de elevación 52, 352 para acoplar la pieza de trabajo 146 expuesta mediante, por ejemplo, el accionamiento de los dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo, tal como se ha descrito de manera general anteriormente. A continuación, el portador 10, 310 es subido mediante el mecanismo de elevación 52, 352 tal como se describió anteriormente, y desplazado hasta la siguiente estación de trabajo por el recorrido de desplazamiento 21 de la línea de montaje. Alternativamente, el portador 10, 310 puede ser utilizado para posicionar o depositar piezas de trabajo 146 en el apilador 510 y el receptáculo 516 de manera similar a como se posicionan las piezas de trabajo en un accesorio, por ejemplo, el accesorio de muñón 148, tal como se describió anteriormente.

Puesto que la pieza de trabajo 146 expuesta en el apilador 510 puede estar a diferentes alturas dependiendo de la capacidad actual del apilador 510, se pueden utilizar sensores u otros dispositivos de monitorización para enviar señales a un controlador central que, a continuación, calcula la cantidad adecuada para el portador 10, 310 y la viga de soporte 36, 350 para bajar a la zona de herramientas 420 para acoplar adecuadamente la pieza de trabajo 146 expuesta. Alternativamente, el apilador 510 puede incluir dispositivos que posicionan automáticamente la pieza de trabajo 146 más alta o expuesta a una altura predeterminada y conocida de modo que el elevador de portador 10, 310 pueda ser bajado a la misma posición bajada y acoplar la pieza de trabajo 146 en una posición de altura conocida. Se pueden utilizar otros dispositivos de apilado 510, construcciones, orientaciones y operaciones conocidas por los expertos en la materia.

Haciendo referencia a la figura 23, se muestra una aplicación a modo de ejemplo del elevador de portador 10, 310 en uso, con un transportador motorizado transversal 528 a modo de ejemplo. En el ejemplo, un transportador motorizado transversal 528 está posicionado perpendicular o transversal al recorrido de desplazamiento 21 de la línea de montaje 316. El transportador motorizado a modo de ejemplo incluye un palé 532 que puede incluir accesorios de sujeción u otras herramientas para soportar y transportar piezas de trabajo 146 de una posición conocida y predeterminada para el procesamiento de montaje o fabricación. El palé 532 es posicionado preferentemente en un transporte 538 con bastidor de rodillos motorizados. En el ejemplo, el bastidor de rodillos motorizados incluye rodillos motorizados que se acoplan por fricción con los palés 532 para impulsar selectivamente los palés 532 a lo largo de un recorrido de desplazamiento 540, hacia y desde, una zona o estación de trabajo 314 por debajo del portador 10, 310 tal como se muestra de manera general. En el ejemplo, un transportador o lanzadera 528 realiza un ciclo para posicionar una pieza de trabajo 146 en su posición por debajo del portador 10, 310, mediante lo cual el portador 10, 310 y la viga de soporte 36, 350 de la pieza de trabajo bajan para acoplar la pieza de trabajo 146, subir la pieza de trabajo 146 acoplada y transferir la pieza de trabajo 146 a la siguiente estación de trabajo 314 a lo largo del recorrido de desplazamiento 21 tal como se describió anteriormente de manera general. Un ejemplo adecuado de transporte motorizado de palés y rodillos 532, 538 es el dispositivo VERSAPALLET® comercializado por la firma Comau LLC, que se describe en las Patentes US6,966,427; US7,232,027 y/o US6,564,440. Se pueden utilizar otros dispositivos de transporte y dispositivos de cambio de herramienta conocidos por los expertos en la materia.

En un ejemplo, el transportador 528 funciona como un tipo de sistema de “primero en entrar, primero en salir” donde las piezas de trabajo 146 se mantienen en orden secuencial en la secuencia de montaje de fabricación. Esto es útil y ventajoso para soportar las complejas secuencias de construcción del montaje en el montaje de automóviles donde, por ejemplo, se utilizan secuencias de construcción por lotes cortas o aleatorias descritas anteriormente. El dispositivo de elevación de portador 10, 310 es útil y soporta completamente estos sistemas de suministro secuenciado de piezas o componentes descritos en las Patentes US8,869,370 y US9,513,625.

En otro ejemplo de transportador 528 motorizado (no mostrado), se utiliza un segundo transporte 528 de rodillos motorizados y un palé 532 en el lado opuesto del elevador de portador 10, 310 (a la derecha del portador 10, 310 en la figura 23, no mostrado, las piezas de trabajo en línea de trazo y puntos). En un ejemplo, el palé mostrado y el transportador motorizado a la izquierda y un palé y un transportador a la derecha circulan alternativamente hacia adelante y hacia atrás, hacia la derecha y hacia la izquierda, proporcionando alternativamente piezas de trabajo 146 seleccionadas, por ejemplo, 23A-D al portador 10, 310. En un ejemplo mostrado en la figura 232, si el elevador del portador 10, 310 requiere un acceso a/acoplamiento con el componente 23A, el palé 532 se moverá al componente de posicionamiento derecho 23A dentro de la estación de trabajo 314 y en posición para ser acoplado por el portador 10, 310.

En un ejemplo alternativo, todas las piezas de trabajo 23 en el transportador 528 de transporte izquierdo pueden ser utilizadas o acopladas, y retiradas mediante el elevador de portador 10, 310 antes de que se emplee cualquiera de un transporte 528 derecho (no mostrado) y se utilicen o procesen piezas de trabajo en el mismo. Esto puede ser útil en secuencias de montaje de construcción por lotes, donde todos los componentes en un transportador 528 de transporte son para un tipo de carrocería de vehículo, y otro transporte 528 puede incluir piezas de trabajo 146 para un tipo de vehículo alternativo. Se pueden utilizar otras combinaciones, construcciones y orientaciones de los transportadores 528 de transporte tal como conocen los expertos en la materia.

Tal como se señaló anteriormente, los portadores 27, 27A, B y C del elevador de portador 10, 310, y las estaciones de trabajo 314 descritas de diversas formas pueden incluir una pluralidad de dispositivos de detección, por ejemplo, conmutadores de visión, ópticos, láser, de presión y de tipo de límite, que pueden estar todos en comunicación con un controlador local y/o central tal como se describió anteriormente en un sistema de retroalimentación de circuito cerrado para monitorizar, controlar y enviar datos de manera continua hacia y desde el portador 10, 310, de modo que el portador 10, 310 y la línea de montaje estén altamente monitorizados y controlados para datos de operaciones actuales e históricas.

Haciendo referencia a la figura 25, el elevador de portador 10, 310 también incluye la capacidad de ajustar el paso o la distancia 556 entre las líneas centrales 550 de la estación de trabajo 314 para posicionar adecuadamente el portador 10, 310 en las diversas estaciones de trabajo 314 a lo largo de la línea de montaje 316. En un ejemplo, el paso 556 es ocho (8,0) metros (m) (26 pies) y el intervalo de elevación o desplazamiento 560 de la viga de soporte 36, 350 de la pieza de trabajo del portador 10, 310 a lo largo del eje de desplazamiento 370 es de 1,5 metros (m) (5 pies). En un ejemplo, el portador 10, 310 es capaz de recorrer la distancia del paso 556 en cinco (5) segundos (s) o menos y el elevador 560 en tres (3) segundos (s) o menos. Se pueden utilizar otras distancias 556, 560 y tiempos para adaptarse a los requisitos de rendimiento y aplicación particulares como saben los expertos en la materia.

Haciendo referencia a las figuras 26 a 30, un ejemplo alternativo que no forma parte de la presente invención de un portador de transporte 310A, un portador 27D y un mecanismo de elevación 352B mostrados en las figuras 17 y 18A y B. Haciendo referencia a la figura 26, el portador 27D se muestra tanto en una posición subida 410 (mostrada en líneas discontinuas) como en una posición bajada 416, aunque se comprende que la viga de soporte 350 no podría estar en ambas posiciones al mismo tiempo en este ejemplo, tal como se muestra para facilitar la ilustración. El portador 27D de ejemplo mostrado en las figuras 26 a 30 es del mecanismo de elevación 352B de tipo tijera 426, que incluye un primer enlace 430 y un segundo enlace 436 tal como se ha descrito de manera general anteriormente para las figuras 17 y 18A y B. Las piezas y conjuntos alternativos pueden ser diferentes a los ejemplos descritos anteriormente, tal como se muestra de manera general. También se podría utilizar una plataforma 346 (no mostrada) para adaptarse a la aplicación particular y a la una o varias piezas de trabajo 146 (no mostradas). En el ejemplo, el elemento de soporte 30, el primer enlace 430 y el segundo enlace 436 están fabricados de aluminio o acero, e incluyen una pluralidad de aberturas para mantener la resistencia y reducir el peso de los componentes individuales y del sistema 10, 310 en su conjunto.

En el ejemplo mostrado en las figuras 26 a 29, el mecanismo de elevación 352B alternativo es similar en construcción y componentes, y las alternativas descritas por lo tanto, como mecanismo de elevación 352A tal como se describió anteriormente, por ejemplo, motor 357, mecanismo de trinquete 356, motor 357, tambor 372 y correa 354, tal como se muestra en las figuras 17 a 19. Se comprende que el ejemplo mostrado en las figuras 26 a 30 también podría tomar la forma de las tijeras 426, incluyendo el primer enlace 430 y el segundo enlace 436 orientados hacia el exterior, tal como se muestra en la figura 19.

Tal como se ve mejor en las figuras 26, 29 y 30, el portador 27D del elevador de portador 310A, incluye un elemento de pie 444 que se conecta al elemento de soporte 359 de la pieza de trabajo en un extremo inferior 445, y sirve como conexión o punto de pivote de anclaje 440 para el segundo enlace 436. En el ejemplo, el pie 444 incluye un extremo superior 446 opuesto que incluye una clavija 447 de localización tal como se muestra de manera general.

Tal como se ve mejor en las figuras 27 y 28, el portador 27D incluye una horquilla de guía 448 conectada al elemento de soporte 30. En el ejemplo, la horquilla de guía 448 define un par de ranuras 449 alineadas que están dimensionadas y orientadas para recibir de manera deslizante la clavija 447 de localización del pie 448 en la ranura cuando la viga de soporte 350 del portador 310 está posicionada en una posición subida 410, tal como se muestra de manera general. La horquilla de guía 448 proporciona a la viga de soporte 350, y a cualquier pieza de trabajo 146 acoplada con ella, mayor estabilidad y control en las direcciones del recorrido de desplazamiento 21 y, lateralmente, cuando está acoplada, por ejemplo, durante la transferencia del elevador de portador 310 entre las estaciones de trabajo 314. Se pueden utilizar otros dispositivos, construcciones, posiciones y orientaciones de la horquilla de guía 448, como conocen los expertos en la materia.

Haciendo referencia a la figura 27, se muestra un ejemplo del mecanismo de bloqueo 132 descrito anteriormente. En el ejemplo, el mecanismo de bloqueo 132A incluye un brazo de pestillo 134A, conectado de manera pivotante a la horquilla de guía 448. En un ejemplo, el brazo del pestillo 134 es posicionado y orientado de modo que un extremo distal o gancho pueda ser acoplado en una abertura, o en otra característica, en el pie 444 cuando está en una posición bajada o acoplada. Tal como se describió anteriormente para el mecanismo de bloqueo 132, cuando está acoplada con el pie 444, la viga de soporte 350 no se puede bajar a lo largo del eje de desplazamiento 370. Un mecanismo de bloqueo 132A alternativo puede ser accionado, controlado y monitorizado por medio de accionadores y/o sensores en comunicación con un sistema de control local o central, tal como se ha descrito anteriormente. Se pueden utilizar otros dispositivos y alternativas descritos para el mecanismo de bloqueo 132 para que el portador 310 se adapte a la aplicación concreta y a la especificación de rendimiento.

Haciendo referencia a la figura 31, se muestra un ejemplo de un procedimiento 600 para subir y bajar una pieza de trabajo 146 en una estación de trabajo utilizando un elevador de portador 10, 310. En un ejemplo y primera etapa 610 opcionales, ejemplos del elevador de portador 10, 310 descrito anteriormente que incluye un carro 28 a modo de ejemplo y un portador 27, 27A, B, C o D que soporta una pieza de trabajo 146 son transferidos a una estación de trabajo predeterminada. Tal como está descrito, el carro 28 puede, como ejemplo, acoplarse con un transportador elevado o aéreo 20 que se desplaza selectivamente a lo largo de un recorrido de desplazamiento 21 de la línea de montaje a través de una o varias estaciones de trabajo o zonas predeterminadas a lo largo de la línea de montaje. En un ejemplo, el recorrido de desplazamiento 21 de la línea de montaje incluye una pluralidad de estaciones de trabajo o celdas de montaje posicionadas secuencialmente, por ejemplo, las estaciones de trabajo 314, donde se llevan a cabo una o varias operaciones de montaje o fabricación en un componente o subconjunto que sirve como pieza de trabajo 146.

Se comprendió, además, que la estación de trabajo podría ser una celda o una zona que no sea de montaje o que no sea de fabricación, por ejemplo, un dispositivo apilador o almacén intermedio 510, una mesa de trabajo 508 o una zona en la que las piezas de trabajo 146 se almacenan temporalmente en accesorios o bastidores hasta que las piezas de trabajo se vuelven a acoplar mediante el portador 27, 27A-D para su posterior procesamiento o transferencia a lo largo de la línea de montaje o a otra ubicación o zona predeterminada. Por ejemplo, la estación de trabajo puede ser una zona intermedia de la línea de fabricación en la que las piezas de trabajo que están en proceso se almacenan o apilan temporalmente, por ejemplo, el receptáculo 516 en la figura 22, hasta que se necesite para la siguiente etapa del proceso de montaje o fabricación. Por ejemplo, si hay una parada a lo largo de una parte de una línea de montaje más abajo, el proceso de montaje más arriba o anterior puede continuar y las piezas de trabajo se pueden almacenar temporalmente en un bastidor del almacén intermedio 516 o zona hasta que el proceso más abajo pueda aceptarlas para su posterior procesamiento. Alternativamente, el dispositivo 10, 310 y el proceso 600 pueden suministrar y bajar las piezas de trabajo 146 tal como se ha descrito en bastidores de almacenamiento para un almacenamiento más prolongado, por ejemplo, piezas de trabajo completadas para ser empaquetadas y enviadas. Se pueden utilizar otras estaciones de trabajo, procesos y aplicaciones para los elevadores de portador 10, 310 y el sistema 600 conocidos por los expertos en la materia.

En una segunda etapa 620 a modo de ejemplo, un portador 27, 27A-D que soporta la pieza de trabajo 146 se baja selectivamente desde una posición subida a una posición bajada en la estación de trabajo. En una etapa 625 opcional, el portador posiciona la pieza de trabajo 146 en un accesorio, herramienta, bastidor u otro dispositivo posicionado en la estación de trabajo, por ejemplo, un accesorio de muñón 148, mesa de trabajo 508, receptáculo 516 o herramienta 534, utilizados para soportar y/o manipular la pieza de trabajo 146 según sea necesario para el proceso o procesos predeterminados en la estación de trabajo. Se comprende que el portador se puede bajar (o subir) y detener en cualquier punto a lo largo del eje vertical de desplazamiento 370 del portador adecuado para la estación de trabajo o proceso concreto. En un ejemplo (no mostrado), el portador 27, 27A-D desacopla o libera automáticamente la pieza de trabajo 146 de una viga de soporte 36, 350 de la pieza de trabajo mediante el accionamiento de uno o varios dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo conectados a la viga de soporte 36, 350 tal como se ha descrito anteriormente. Se comprende que el portador 37, 27A-D puede comenzar en una posición bajada y ser subido hasta la posición subida para un posterior procesamiento.

En un ejemplo (no mostrado), el portador 27, 27A-D es subido desde la posición inferior lejos del accesorio a modo de ejemplo o de otro dispositivo que soporta la pieza de trabajo, para proporcionar espacio para que el proceso u operación predeterminado tenga lugar sobre la pieza de trabajo.

En una etapa a modo de ejemplo (no mostrada), se puede indexar un almacén intermedio 510, receptáculo 516 (figura 22) para exponer una pieza de trabajo 146 soportada a lo largo del eje de desplazamiento 370 del portador 27, 27A-D, de tal manera que la viga de soporte 36, 350 puede acoplar la pieza de trabajo y transferir la pieza de trabajo a otra estación de trabajo. En otro ejemplo (no mostrado), las herramientas 534 en una lanzadera 520 (figura 23) pueden ser indexadas en una estación de trabajo para exponer la pieza de trabajo para su acoplamiento con la viga de soporte 36, 350.

En el ejemplo, la etapa 630 incluye realizar un proceso sobre la pieza de trabajo. El proceso u operación puede ser, por ejemplo, soldadura, soldadura fuerte, soldadura blanda, aplicación de adhesivo, remachado, apilamiento, empernado, taladrado, mecanizado, pulido y otros procesos de montaje y/o fabricación, o almacenamiento temporal, por ejemplo, en un almacén intermedio, conocido por los expertos en la materia (cada uno considerado un proceso u operación tal como se utiliza en el presente documento). Estos procesos pueden ser ejecutados por robots industriales programables (no mostrados) u otros dispositivos automatizados o semiautomáticos o manuales por un operador.

En una etapa 635 opcional (no mostrada), opuesta a la etapa 625 opcional, el portador 27, 27A-C puede eliminar la pieza de trabajo 146 del accesorio o de otro dispositivo de soporte de la pieza de trabajo. En un ejemplo (no mostrado) descrito anteriormente, el portador 27, 27A-D accionará automáticamente los dispositivos 147 de acoplamiento de la pieza de trabajo para volver a acoplar o recuperar la pieza de trabajo 146 de la viga de soporte 36, 350 de modo que el portador soporte nuevamente la pieza de trabajo 146. Se pueden utilizar sensores junto con fuentes de alimentación para determinar la posición de la viga de soporte 36, 350 con respecto a la pieza de trabajo 146, con el fin de accionar los dispositivos de acoplamiento 147 de la pieza de trabajo para volver a acoplar o conectar de manera desmontable la viga de soporte 36, 350 a la pieza de trabajo 146. Se comprende que, dependiendo de la aplicación y del proceso de montaje, las etapas 625 y 635 pueden ser intercambiadas. Por ejemplo, la etapa 625 puede ser que el elevador de portador 10, 310 vaya primero, por ejemplo, a un apilador o almacén intermedio 510, o a una mesa de trabajo 508, donde las piezas de trabajo 146 están actualmente posicionadas y primero acoplan las piezas de trabajo y luego las desmontan (en lugar de transportar las piezas de trabajo 146 en la estación de trabajo y depositarlas, tal como se describió primero para la etapa 625 anterior).

En la etapa 640 de ejemplo, el portador 27, 27A-D sube la pieza de trabajo 146 desde la posición bajada, por ejemplo, 416, hasta una posición subida, por ejemplo, 410, en la estación de trabajo. En una etapa (no mostrada) se puede accionar un mecanismo de bloqueo 132, 132A para bloquear o evitar el desplazamiento vertical de la viga de soporte 36, 350 del portador 27, 27A-D mientras está en una posición bloqueada.

En una etapa 655 opcional y a modo de ejemplo, el elevador de portador 10, 310 es transferido desde la estación de trabajo a lo largo del recorrido de desplazamiento 21 de la línea de montaje hasta la siguiente estación de trabajo o ubicación predeterminada, para un procesamiento o almacenamiento adicional. Se comprende que las etapas anteriores son a modo de ejemplo y que se pueden utilizar más o menos etapas, y en diferente orden de secuencia, de las maneras descritas anteriormente, sin apartarse de la presente invención. En una etapa de ejemplo no mostrada, la estación de trabajo puede incluir dos estaciones de trabajo secuenciales, por ejemplo, las estaciones de trabajo 314A y B (figura 20). Una de las estaciones de trabajo 314A y B puede incluir una estación de trabajo manual y la otra puede incluir una estación de trabajo automatizada o semiautomática, tal como se describió anteriormente en relación con la figura 20. El portador 27, 27A-D puede ser desplazado hacia adelante y hacia atrás entre las estaciones de trabajo 314A y B según sea necesario, dependiendo del proceso de montaje.

Se pretende que todos los términos utilizados en las reivindicaciones reciban sus construcciones razonables más amplias y sus significados habituales tal como los comprenden los expertos en la materia, a menos que se indique explícitamente otra cosa en el presente documento. En concreto, la utilización de artículos singulares tales como “un”, “el”, “la” “dicho”, “dicha”, etc., debe ser considerada para citar uno o varios de los elementos indicados, a menos que una reivindicación mencione una limitación explícita en sentido contrario. Los dibujos anteriores no están necesariamente a escala, y ciertas características pueden estar exageradas, eliminadas o en sección parcial para mostrar y explicar mejor la presente invención. Además, las descripciones anteriores expuestas en el presente documento no pretenden ser exhaustivas ni limitar o restringir de otro modo las reivindicaciones a las formas y configuraciones precisas que se muestran en los dibujos y se han dado a conocer en la siguiente descripción detallada.

Se debe comprender que la descripción anterior pretende ser ilustrativa y no restrictiva. Muchas realizaciones y aplicaciones distintas de los ejemplos dados a conocer resultarán evidentes para los expertos en la materia al leer la descripción anterior. Se anticipa y se pretende que se produzcan desarrollos futuros en las técnicas analizadas en el presente documento, y que se incorporen los sistemas y procedimientos dados a conocer en dichas realizaciones futuras.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Elevador de portador (10, 310, 310A) para utilizar en la manipulación de la posición de una pieza de trabajo (146), comprendiendo el elevador de portador:

un carro (28), accionable para acoplarse a un transportador (20) para el desplazamiento del carro a lo largo de un recorrido de desplazamiento (21);

un portador (27, 27A, 27B, 27C) conectado al carro accionable para soportar una pieza de trabajo (146), teniendo el portador una posición subida y una posición bajada con respecto al carro que define un eje de desplazamiento (39) del portador;

en el que el transportador es un transportador aéreo elevado que tiene rodillos motorizaos, comprendiendo, además, el carro:

un carril de guía (23) alargado que se acopla por fricción a los rodillos motorizados del transportador (26); un brazo (35) en forma de C, conectado al carril de guía; y

un elemento de soporte (30) alargado conectado al brazo en forma de C,

en el que el portador comprende, además:

una viga de soporte (36, 350) de la pieza de trabajo; y

un dispositivo de acoplamiento (147) de la pieza de trabajo conectado a la viga de soporte (36, 350) de la pieza de trabajo, y

en el que el portador comprende, además, un primer poste telescópico (38, 338) y un segundo poste telescópico (38, 338), teniendo cada uno del primer poste telescópico y el segundo poste telescópico un primer extremo (40) conectado al carro y un segundo extremo (42) conectado a la viga de soporte (36, 350) de la pieza de trabajo, siendo accionable cada uno de los postes telescópicos para contraerse y extenderse en una longitud a lo largo del eje de desplazamiento (39) del portador en el desplazamiento del portador entre la posición subida y la posición bajada, respectivamente,

estandocaracterizadodicho elevador de portadorpor quecomprende, además, un mecanismo de elevación (52, 352) conectado al carro (28) y al portador (27), accionable para desplazar el portador entre la posición subida y la posición bajada,

en el que la viga de soporte (36, 350) de la pieza de trabajo está conectada al mecanismo de elevación que puede ser accionado para soportar la pieza de trabajo, y

en el que el dispositivo de acoplamiento (147) de la pieza de trabajo puede ser accionado para acoplar y desacoplar selectivamente la pieza de trabajo.

2. Elevador de portador, según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de acoplamiento (147) de la pieza de trabajo comprende, además:

un accionador de acoplamiento de la pieza de trabajo accionable para desplazar el dispositivo de acoplamiento de la pieza de trabajo entre una posición acoplada, accionable para acoplar la pieza de trabajo (146) y una posición desacoplada, accionable para desacoplar la pieza de trabajo.

3. Elevador de portador, según la reivindicación 2, que comprende, además:

una fuente de alimentación estacionaria posicionada en la estación de trabajo independiente del portador, estando posicionada la fuente de alimentación estacionaria para acoplarse automáticamente a un conector de alimentación fijado a la viga de soporte de la pieza de trabajo en comunicación con el accionador de acoplamiento de la pieza de trabajo para proporcionar energía al accionador de acoplamiento de la pieza de trabajo para acoplar o desacoplar selectivamente la pieza de trabajo de la viga de soporte de la pieza de trabajo.

4. Elevador de portador, según la reivindicación 1, en el que el mecanismo de elevación comprende, además: una correa (54, 354), conectada a la viga de soporte (36, 350) de la pieza de trabajo;

un tambor (72, 372, 376), montado de manera giratoria en el carro y acoplado con la correa;

un motor (357) conectado al tambor accionable para desplazar selectivamente el portador entre la posición subida y la posición bajada.