MX2013008280A - Dispositivo para la alimentacion automatizada de elementos de union a una unidad de manipulacion y manga de alimentacion para los elementos de union. - Google Patents

Abstract

Para garantizar una alimentación automatizada fiable de elementos de unión a una unidad de manipulación se ha previsto un dispositivo, especialmente un robot industrial (2), con un paquete (10) de mangas, en el que está contenida como conducción de suministro una manga de alimentación (14) para elementos de unión (28). Para garantizar un funcionamiento fiable y una protección contra acodamiento de la manga de alimentación, ésta está formada por una manga interior (24) que está incrustada en una envolvente de manga (22) aplicada sobre ella por inyección. Gracias a esta medida es posible sin problemas, por un lado, la integración de la manga de alimentación (14) en el paquete (10) de mangas. Además, se mantiene pequeño el riesgo de un acodamiento de la manga de alimentación (14).

Description

DISPOSITIVO PARA LA ALIMENTACIÓN AUTOMATIZADA DE ELEMENTOS DE UNIÓN A UNA UNIDAD DE MANIPULACIÓN Y MANGA DE ALIMENTACIÓN PARA LOS ELEMENTOS DE UNIÓN La invención concierne a un dispositivo para la alimentación automatizada de elementos de unión, como, por ejemplo, pernos, remaches, tornillos, tuercas, etc., a una unidad de manipulación, como, por ejemplo, una cabeza de soldadura, una unidad remachadora, una unidad atornilladora, etc. La invención concierne también a una manga de alimentación para los elementos de unión.

En la técnica de producción industrial, por ejemplo en el sector de los vehículos automóviles, se unen una a otra, con ayuda de unidades de manipulación automatizadas, piezas a ensamblar (de chapa) en un procedimiento automatizado, por ejemplo por soldadura, tornillos, remaches, etc., o bien las piezas a ensamblar son provistas de tales elementos de unión, como, por ejemplo, pernos de soldadura, etc.

Los distintos elementos de unión se alimentan aquí usualmente a la unidad de manipulación por medio de mangas de alimentación, siendo disparados hacia dentro de la unidad de manipulación, por ejemplo, por medio de aire comprimido. Las mangas de alimentación tienen aquí usualmente una longitud de más de varias decenas de metros.

Para no interrumpir el proceso de manipulación industrial es necesaria una alimentación sin rozamiento de los elementos de unión. Las mangas de alimentación están constituidas en general por un material plástico con una superficie interior adecuada pobre en rozamiento para permitir el disparo de los elementos de unión. Por ejemplo, las mangas de alimentación son de poliamida con una dureza relativamente alta. Debido a este requisito las mangas de alimentación presentan a menudo tan solo una flexibilidad insuficiente a la flexión, de modo que, bajo esfuerzos de flexión, existe el riesgo de un acodamiento de la manga de alimentación. Como consecuencia del material plástico relativamente duro, un acodamiento conduce a puntos de acodamiento irreversibles que interrumpen permanentemente la alimentación de los elementos de unión. En general, es necesario un cambio de toda la manga de alimentación. Esto es relativamente costoso en tiempo y conduce a pérdidas de producción no deseadas.

Particularmente con el empleo creciente de robots industriales de varios ejes, por ejemplo robots industriales de 3 a 6 ejes, que usualmente presenta un brazo de robot montado de forma giratoria sobre un balancín y en cuyo extremo libre está dispuesta una mano de robot portadora de la unidad de manipulación, existen altos requisitos impuestos a las conducciones de alimentación, especialmente en lo que respecta a la flexibilidad.

En las soluciones actuales se tienden por separado las mangas de alimentación para los elementos de unión junto a un paquete de mangas de robot. En este paquete de mangas de robot se tienden las conducciones de suministro adicionalmente necesarias, por ejemplo conducciones de fluido o de electricidad para el suministro de la unidad de manipulación. Tales paquetes de mangas consisten en tendidos de conducción que están ajustados al desarrollo del movimiento del robot industrial de varios ejes y en los que se tienden varias conducciones de suministro en una manga o tubo común. Usualmente, está prevista una unidad de tendido de conducción completa que proporciona una compensación de longitud del paquete de mangas, por ejemplo por medio de unidades de muelle, etc., que resulta necesaria debido al movimiento de la mano del robot.

Partiendo de esto, la invención se basa en el problema de posibilitar una alimentación mejorada de tales elementos de unión a unidades de manipulación, especialmente en robots industriales.

El problema se resuelve según la invención por medio de un dispositivo para la alimentación automatizada de elementos de unión a una unidad de manipulación con las características de la reivindicación 1. El problema se resuelve también según la invención por medio de una manga de alimentación de elementos de unión con las características de la reivindicación 12.

El dispositivo consiste especialmente en un robot industrial de varios ejes. El dispositivo comprende un llamado paquete de mangas en el que están tendidas dentro de una envolvente de protección varias conducciones de suministro para suministrar medios de trabajo a la unidad de manipulación. La envolvente de protección es, por ejemplo, un tubo ondulado o bien un tubo flexible diferente o una manga de un plástico adecuado, en el que están introducidas las conducciones de suministro. El paquete de mangas comprende como conducción de suministro adicional una manga de alimentación flexible para alimentar los elementos de unión a la unidad de manipulación. La manga de alimentación está formada aquí por una manga interior que está incrustada en una envolvente de manga hecha de un plástico elástico. La manga interior está configurada aquí de manera adecuada para guiar los elementos dé unión, por ejemplo para disparar los elementos de unión hacia la unidad de manipulación por medio de aire comprimido. La manga interior presenta para ello un corte transversal interior adaptado a los elementos de unión y una superficie adecuada pobre en rozamiento para realizar un guiado deslizante de los elementos de unión.

Por incrustado se entiende aquí que la envolvente de manga se aplica directamente a la manga interior y la rodea completamente. Debido a la incrustación de la manga interior en una envolvente de manga hecha de un plástico elástico la manga interior está incrustada dentro de la manga de alimentación casi a la manera de una fibra neutra. Debido a esta estructura especial en dos piezas se logran también bajo altos esfuerzos de flexión una protección suficiente contra acodamiento. Por tanto, en caso de una flexión de manga de alimentación se solicita la envolvente de la manga sustancialmente tan solo a tracción o a compresión y se reduce el riesgo de acodamiento de la manga interior, que suele ser relativamente dura. Se asegura así un funcionamiento continuo sin averías de todo el dispositivo. Debido a la incrustación de la manga interior, por ejemplo de forma de T, en una envolvente de manga preferiblemente circular la manga de alimentación es, además, sencilla y robusta en su manejo, es comparable con un cable y, por tanto, es adecuada para su integración como conducción de suministro en el paquete de mangas.

El espesor de pared de la envolvente de manga está típicamente aquí en el rango de pocos milímetros, por ejemplo en el intervalo de 2 a 5 mm. La manga de alimentación constituida por dos piezas consiste aquí preferiblemente en un producto continuo. La envolvente de manga se aplica aquí sobre la manga interior preferiblemente por medio de un proceso de extrusión.

En general, se emplean materiales diferentes para los dos componentes, a saber, la manga interior y la envolvente de manga, de nribdo que incluso en un proceso de extrusión los dos componentes están sin unir uno con otro por mediación de un material. Gracias a esta ejecución se hace posible, por un lado, una sencilla retirada parcial de la envolvente de manga, por ejemplo en una zona extrema. Por otro lado, existe así localmente la posibilidad de que la manga interior y la envolvente de manga se muevan una con relación a otra, de modo que, por ejemplo, bajo un esfuerzo de flexión se logre un cierto desacoplamiento de las fuerzas actuantes de tracción o de compresión entre la envolvente de manga y la manga interior. Se reduce así la carga de la manga interior.

Para posibilitar un buen guiado de los elementos de unión, la manga interior está hecha usualmente de un material relativamente duro, especialmente poliamida. Por el contrario, la envolvente de manga está hecha de un material netamente más blando y más elástico. Por tanto, en caso de una flexión, la envolvente de manga - debido a su menor dureza y a la elasticidad mejorada inherente - está en condiciones sin más medidas, en comparación con la manga interior dura, de absorber dilataciones y recalcados sin sufrir daños.

Convenientemente, la manga interior presenta aquí una dureza mayor en más de un 30% y preferiblemente en más de un 50% que la de la envolvente de manga. La envolvente de manga presenta, por ejemplo, una dureza Shore A de 40 a 50 y la manga interior tiene una dureza Shore A de aproximadamente 70 a 80. Como material para la envolvente de manga se utiliza preferiblemente poliuretano.

Convenientemente, la envolvente de manga está formada en general por un elastómero termoplástico, especialmente un elastóméro de poliuretano. Gracias a las propiedades elastómeras, es decir, elásticas- de la envolvente de manga, la manga de alimentación, incluso después de grandes esfuerzos de flexión, retorna de nuevo automáticamente a una posición de partida adecuada para la alimentación de los elementos de unión.

Como ya se ha señalado, es de especial importancia que los dos componentes estén sin unir por mediación de un material. Esto se consigue preferiblemente por medio de un emparejamiento adecuado de materiales o también en una alternativa o complemento preferido por medio de una capa de separación adicional, preferiblemente un encintado formado, por ejemplo, por un velo. Gracias a esta medida se asegura fiablemente incluso en el caso de una coextrusión que la envolvente de manga se aplique ciertamente de manera directa a la manga interior y especialmente se aplique también a ella con un acoplamiento de conjunción forma, pero no establezca con ésta una unión por mediación de un material. El encintado consiste aquí preferiblemente en un encintado completo, es decir que el material de separación, por ejemplo el velo (de poliéster), cubre todas las zonas de la manga interior.

En un perfeccionamiento preferido la envolvente de manga se ha retirado del extremo de la manga interior, de modo que un tramo extremo de la manga interior está configurado como un elemento de acoplamiento por enchufe para su unión con la unidad de manipulación. Por tanto, el tramo extremo puesto al descubierto está enchufado, durante el funcionamiento, en la unidad de manipulación y define así un punto de entrega de los elementos de unión para pasarlos de la manga de alimentación a la unidad de manipulación propiamente dicha.

El paquete de mangas se sujeta y se guía usualmente en el dispositivo, especialmente en un brazo del robot industrial, por medio de elementos de guía adecuados. Complementando estos elementos de guía para el paquete de mangas como tal se ha previsto adicionalmente un elemento de retención para la descarga de tracción de la manga de alimentación, el cual agarra la manga de alimentación con una acción de pinzamiento individualizada sobre la envolvente de manga. En este caso, el elemento de retención pinza generalmente la envolvente de manga a la manera de una abrazadera. Únicamente gracias a la ejecución con la envolvente de manga flexible se posibilita una sujeción individualizada de esta clase de la manga de alimentación, especialmente en un robot industrial, sin que exista el riesgo de que resulte dañada la manga interior dura.

Este elemento de retención está dispuesto aquí preferiblemente en la proximidad inmediata del tramo extremo puesto al descubierto y, por tanto, del elemento de acoplamiento por enchufe. Cuando se emplea un robot industrial de varios ejes, el elemento de retención está fijado preferiblemente a una brida entre un brazo de robot y una mano de robot, llevando el brazo del robot la herramienta de manipulación o formando esta última.

El corte transversal interior de la manga interior está adaptado en general a los elementos de unión que se deben manipular. Por tanto, en muchos casos de aplicación en los que se manipulan elementos de forma de perno provistos de una cabeza, como, por ejemplo, tornillos, remaches, etc., la envolvente interior presenta de manera correspondiente un perfil dé corte transversal interior de forma de T. El corte transversal exterior de la. manga interior puede tener también forma de T o ser ya también redondo. Él corte transversal exterior de la envolvente de manga es preferiblemente circular para garantizar un guiado adecuado dentro del paquete de mangas.

Dentro del paquete de mangas están previstas como conducciones de suministro preferiblemente conducciones de control, mangas de medios, como, por ejemplo, mangas neumáticas, mangas de agua, etc., y conducciones de suministro eléctrico, por ejemplo una línea de corriente para una unidad de manipulación por soldadura. En un perfeccionamiento conveniente está dispuesta también en el dispositivo una unidad de compensación de longitud con un muelle de reposición que, al moverse el dispositivo, especialmente la mano del robot, proporciona una compensación de longitud automática del paquete de mangas.

Resumiendo, la manga de alimentación se caracteriza por que la manga interior recibe una protección netamente mejorada contra acodamiento debido al "recubrimiento inyectado" (incrustación) de la manga interior con la envolvente de manga. Incluso después de un acodamiento, originado por el movimiento del robot o por un pinzamiento, la manga de alimentación - y así también la manga interior - salta o ballestea elásticamente debido a la envolvente de manga elástica para volver a un estado que garantiza una alimentación adicional sin perturbaciones de los elementos de unión.

Otra ventaja especial de la manga de alimentación puede verse en la posibilidad de la integración sencilla en un paquete de mangas convencional. En particular porque la manga de alimentación se puede manejar como un cable o manga convencional debido a la envolvente de manga y se puedél tender especialmente también en un sistema de descarga de tracción. Preferiblemente, se posibilita y está prevista en este caso una sujeción de pinzamiento de la manga de alimentación en la que se deforma la envolvente de manga. No se presenta así ningún daño de la manga interior.

Esta integración en un paquete de mangas no era posible en las mangas de alimentación de hasta ahora, las cuales, en ciertas circunstancias, se tendían parcialmente dentro de tubos de protección, ya que no era posible una fijación de pinzamiento de los tubos de protección con una fuerza de pinzamiento suficiente.

Debido a la disposición soltable de la envolvente de manga en la manga interior se hace posible también una "eliminación de la envolvente", por ejemplo en zonas de conexión. Por tanto, la envolvente de manga no establece ninguna unión mediada por un material con la manga interior.

En lo que sigue se explica con más detalle un ejemplo de realización de la invención haciendo referencia a las figuras. Éstas muestran en representaciones simplificadas: La figura 1 , un robot industrial de 6 ejes con un paquete de mangas tendido en una unidad de compensación de longitud, en el que está dispuesta una manga de alimentación para elementos de unión, La figura 2, una representación ampliada de la zona dibujada con el círculo A en la figura 1 , Las figuras 3A-3D, una primera variante de realización de la manga de alimentación, en donde la figura 3A muestra un corte transversal según la línea de corte A-A del alzado lateral de la figura 3B, la figura 3C muestra una representación en perspectiva con el tramo extremo despojado de la envolvente y la figura 3D muestra una representación ampliada del tramo extremo con un remache dispuesto en el mismo, y Las figuras 4A-4B, una segunda variante de la manga de alimentación en corte transversal (figura 4A) y en alzado lateral (figura 4B).

En las figuras las partes equivalentes están provistas de los mismos símbolos de referencia.

Como dispositivo para la alimentación automatizada de elementos de unión se representa a título de ejemplo en la figura 1 un robot industrial de varios ejes, especialmente de 6 ejes. La estructura y el funcionamiento de tales robots industriales 2 son básicamente conocidos. El robot industrial 2 comprende un brazo de robot 4 montado de manera giratoria alrededor de un llamado eje-3, en cuyo extremo está dispuesta una brida 16 para montar una unidad de manipulación/mano de robot no representada aquí con más detalle. En la zona del eje-3 está dispuesta, en el lado superior del brazo 4 del robot, una unidad 6 de compensación de longitud con un muelle de recuperación 8. En el ejemplo de realización están dispuestas dos de estas unidades 6 de compensación de longitud, cada una para un paquete 10 de mangas. Los paquetes 10 de mangas se tienden de manera adecuada en la respectiva dirección hacia la unidad de manipulación.

El paquete de mangas comprende una envolvente de protección 12 que está configurada, por ejemplo, como un tubo ondulado o como otro tubo de plástico flexible. Dentro de la envolvente de protección están tendidas varias conducciones de suministro, de la cuales se han representado en el ejemplo de realización únicamente dos mangas de alimentación 14 por cada paquete 10 de mangas.

En el ejemplo de realización los respectivos paquetes 10 de mangas están tendidos todos ellos completamente a través de la unidad 6 de compensación de longitud y están rodeados dentro de las unidades 6 de compensación de longitud por un muelle helicoidal que se apoya, por un lado, en la envolvente de protección 12 y, por otro, en la unidad 6 de compensación de longitud y ejerce una fuerza de reposición sobre el paquete 10 de mangas. En principio, existe también la posibilidad de que la envolvente de protección 12 termine dentro de la unidad 6 de compensación de longitud y que las distintas conducciones de suministro se guíen de manera individualizada, por ejemplo lateralmente, hacia fuera de la unidad 6 de compensación de longitud.

Como puede deducirse especialmente de la representación ampliada según la figura 2, un elemento de retención 18 está fijado en un extremo a la brida 16, concretamente a la superficie frontal del punto de acoplamiento orientada hacia la unidad de manipulación. El elemento de retención 18 presenta en su extremo libre un elemento de pinzamiento 20 configurado como una abrazadera en el que se pinza individualmente la respectiva manga de alimentación 14 para proporcionar una descarga de tracción. A este fin, en el ejemplo de realización se han previsto unos insertos adecuados dentro del elemento de pinzamiento 20.

Como puede apreciarse ya en la figura 2 y luego de forma mejorada en las figuras 3A a 3C, así como 4A y 4B, la manga de alimentación 14 está formada por una envolvente de manga exterior 22 y una manga interior 24. Según el ejemplo de realización de las figuras 4A y 4B, en una ejecución alternativa está prevista aún adicionalmente una capa de separación 26 o estrato de separación entre la envolvente de manga 22 y la manga interior 24. Éste está formado especialmente por una capa intermedia, por ejemplo a base de un velo (de poliéster).

La envolvente de manga 22 se ha "inyectado" sobre la manga interior 24, preferiblemente por medio de un proceso de extrusión, es decir, de modo que esta manga interior está incrustada en el material de la envolvente de manga 22.

Convenientemente, los materiales de la envolvente de manga 22 y la manga interior 24 se diferencian especialmente en lo que respecta a su dureza. La manga interior 24 se caracteriza generalmente por una alta dureza y rigidez y es típicamente de poliamida. La manga interior 24 presenta usualmente una dureza Shore A en el intervalo de 70 a 80. Es adecuada para un guiado deslizante de elementos de unión. En la figura 3D se representa a título de ejemplo un remache actuante como elemento de unión.

Por el contrario, la envolvente de manga 22 consiste en un material con una dureza netamente más pequeña y una elasticidad especialmente mejorada. Preferiblemente, la envolvente de manga 22 consiste en un poliuretano. Su dureza está preferiblemente en el intervalo de 40 a 50 Shore A. Como alternativa, tanto la manga interior 24 como la envolvente de manga 22 consisten en poliuretano, pero con durezas diferentes. Especialmente para este caso se ha previsto entre los dos componentes 22, 24 el estrato de separación configurado como una capa de separación 26, especialmente a base de un encintado completo consistente en un velo.

En el ejemplo de realización de las figuras 3A a 3D la manga interior 24 presenta en conjunto un perfil de forma de T y, por tanto, está adaptada a la geometría del elemento de unión (remache 28). Por corte transversal interior adaptado se entiende en general que los elementos de unión pueden ser disparados a través de la manga de unión 14, dentro de la manga interior 24, en una posición nominal prefijada y con una orientación nominal prefijada, por ejemplo por medio de aire comprimido, incluso a lo largo de grandes longitudes de varias decenas de metros. Como puede deducirse especialmente de la representación de la figura 3D, el elemento de unión descansa aquí con su cabeza sobre los flancos laterales del corte transversal de forma de T de la manga interior 24.

A diferencia de la manga interior 24, la envolvente de manga 22 presenta en general - independientemente de la geometría de la manga interior 24 - una forma de corte transversa circular.

En el ejemplo de realización de las figuras 4A y 4B se representa una variante de realización con manga interior circular 24. En ésta puede apreciarse, además, la capa de separación 26 formada como un velo.

En general, la envolvente de manga 22 no está unida por mediación de un material con la manga interior 24 y, por tanto, se la puede retirar fácilmente de ésta. Como puede deducirse especialmente de la figura 2, esto se aprovecha para liberar un extremo de la manga de alimentación despojándolo de la envolvente de manga 22 y formar así un tramo extremo libre de la manga interior 24 que sirve como elemento 30 de acoplamiento por enchufe y que se enchufa en un elemento de acoplamiento correspondiente de la unidad de manipulación.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para la alimentación automatizada de elementos de unión a una unidad de manipulación, especialmente un robot industrial de varios ejes, que comprende un paquete de mangas para suministrar medios de trabajo a la unidad de manipulación, en donde el paquete de mangas presenta una envolvente de protección en la que están tendidas una serie de conducciones de suministro, y en donde en el paquete de mangas está contenida una manga de alimentación flexible para alimentar los elementos de unión a la unidad de manipulación, caracterizado por que la manga de alimentación comprende una manga interior que está incrustada en una envolvente de manga hecha de un plástico elástico y que presenta un corte transversal interior adaptado al contorno del corte transversal de los elementos de unión para proporcionar un guiado deslizante de dichos elementos de unión.

2. Dispositivo según la reivindicación anterior, en el que la envolvente de manga se ha aplicado sobre la manga interior por medio de un proceso de extrusión.

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la manga interior y la envolvente de manga no están unidas una con otra por mediación de un material.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la manga interior es de un material más duro que el de la envolvente de manga y está hecha especialmente de una poliamida.

5. Dispositivo según la reivindicación 1 , en el que la envolvente de manga está formada por un elastómero termoplástico.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que está instalada una capa de separación, especialmente un encintado, entre la envolvente de manga y la manga interior.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la envolvente de manga se ha retirado de la manga interior en un extremo y un tramo de la manga interior está configurado así como un elemento de acoplamiento por enchufe para su unión con la unidad de manipulación.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, en el que el paquete de mangas se guía con ayuda de al menos un elemento de guía en una parte de soporte del dispositivo, especialmente en un brazo de robot, y, además, está fijado a la parte de soporte, para descargar la tracción de la manga de alimentación, un elemento de retención que abraza a la envolvente de manga con acción de pinzamiento en la zona del elemento de acoplamiento por enchufe.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, que está configurado como un robot industrial de varios ejes, estando fijado el elemento de retención a una brida entre un brazo del robot y una mano del robot.

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el paquete de mangas comprende como conducciones de suministro: conducciones de mando, mangas de medios y/o conducciones de suministro eléctrico y también está prevista como elemento de guía una unidad de compensación de longitud con un muelle de reposición para realizar una compensación de longitud automática del paquete de mangas al producirse un movimiento del dispositivo.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la manga interior presenta un corte transversal interior poligonal y especialmente en forma de T.

12. Manga de alimentación para un elemento de unión, que comprende una manga interior que está incrustada en una envolvente de manga hecha de un plástico elástico y que presenta un corte transversal interior adaptado al contorno del corte transversal de los elementos de unión para realizar un guiado deslizante de dichos elementos de unión.